无线电的定义范例6篇

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无线电的定义

无线电的定义范文1

与传统RF收发机技术相比,SDR拥有独特的优势,因为它提供了更高的灵活性,它可以有效地重新配置器件,对变化的要求作出响应。但是,软件无线电引入了传统无线设计中没有的一系列新问题。其对物理层最明显的影响之一是,强健的SDR设计中的硬件要求在广泛的工作参数上实现全面的灵活性和高性能,以满足软件需求。现在许多领域都正在使用SDR,包括3G无线基站和用户设备、军事无线电(如美国军队中的联合战术无线服务)、陆地移动无线电(如美国的Project 25和欧洲的Project MESA)及卫星收发机。

当然,这种灵活性和变量数量必须能够适应一致性设计要求,需要新的测试方法。除通过网络控制工作频率外,更加先进的SDR可以动态控制调制方案、跳频模式、功率电平、滤波、编码方案和数据速率。通过数字信号处理(DSP)动态生成RF波形及数字电路和RF电路相集成(通常在同一IC上),产生了传统RF收发机设计中看不到的问题。

这种提高的复杂性不仅带来了RF设计挑战,也改变了RF测试的特点。必须使用超出传统RF发射机一致性测试的测量功能,检验SDR发射机的性能。仅仅通过一致性测试并不能保证器件正确工作,也不能为保证产品质量提供经济的手段。SDR发射机必需满足大量的系统要求,包括在以前的要求基础上增加的新要求。更重要的是,这些发射机将利用固有的智能和灵活性,动态适应当前条件和要求。这些复杂的软件控制的变动通常会导致毛刺、间歇性干扰、脉冲畸变、数字到RF耦合及软件相关的相位误差。

为真正解决这一系列新的瞬变现象和新问题,SDR系统设计人员必须同时在时域和频域中全面分析和检定自己的系统。在系统参数随着时间变化时,使用DPX可以随时发现反常的信号事件和非线性器件行为,显示实际RF信号表示。必需执行选频触发,确定瞬变事件发生的时点。必须执行多域时间相关分析,确定每个问题的具体成因。此外,把整个事件无缝捕获到存储器中对后续深入分析具有重要意义,因为很难重建发生触发的条件。这些检验信号性能随时间变化的高级调试方法与传统静态一致性测试相结合,对有效执行SDR测试至关重要。

收发机测试

以SDR收发机为例,发送组件可能包括功放器、滤波器、混频器、DAC、频率振荡器和DSP电路。其它组件可能包括低噪声放大器、混频器、ADC、频率振荡器、DSP和控制电路。

图1是收发机简化的功能方框图,其中没有数字中间频率(IF)或数字RF。注意,这个图中的每个方框可以通过软件控制。

图1:典型SDR收发机实现方案的功能方框图和测试设置

检验典型SDR收发机的性能要求采用综合测试战略,把沿着发送/接收链不同点上进行的测量关联起来。例如,可以通过卓越的实时信号分析仪(RTSA)的频率模板触发(FMT)捕获间歇性信号。RTSA可以使用频率模板违规,然后触发逻辑分析仪和示波器,允许用户查看相关信号的数字特点和模拟特点。通过使用这种方法,设计人员可以确定逻辑电路或模拟控制电压中是否发生与频域违规相关的某个事件。除通过高级触发弥补数字/RF鸿沟外,顶级RTSA可以在相关的时域、频域和调制域中分析和显示信号。

超越固态一致性测试

SDR测试本身包括传统发射机测试。无线电每种不同的可能配置都必须符合传统规范,如占用带宽、通道功率和邻道功率。对采用时分双工或时分复用的系统,存在着定时要求,如上升时间和下降时间。对跳频系统,可能同时有与跳频PLL系统有关的频域和时域指标。与传统发射机不同,SDR器件必须在更加广泛的工作模式下通过这些测试,这提高了一致性测试的复杂性。

调制质量测量也是一致性测试的重要组成部分。对数字调制的信号,其通常包括误差矢量幅度(EVM)或相关功率(RHO)测量。此外,支持模拟模式的SDR设计必须通过一致性测试。调制质量既是一致性测量指标,也是系统性能问题。EVM差会降低数据速率、语音传输清晰度和发送范围。EVM指标还可以洞察潜在的发射机问题。基于这些原因,EVM是调试SDR时首先要考虑的指标之一。

遗憾的是,单纯的一致性测试并不足以保证SDR正常工作。为实现网络灵活性,每个SDR器件必须随时间变化来改变重要的工作参数,以跟上网络需求。当然,所有这些变化都由软件控制的收发机硬件实现。因此,帮助捕获可能的RF毛刺、瞬变和其它异常事件的工具至关重要。确定哪个组件导致了问题也是一个重大任务,要求采用全面的调试战略。为使器件和网络正常运行,必需考虑新的测试方法,帮助检定和分析SDR RF链路怎样随时间变化。

领先的RTSA为SDR调试提供了强大的功能。首先,必需发现物理层中存在的问题。这些瞬变事件发生得可能非常快,在其随时间变化时,当前的RTSA使得设计人员能够在频域中观察到这些事件。在使用RTSA发现异常信号行为之后,用户可以在时间相关的多个域中触发、捕获和分析相关信号。这种超越纯粹一致性测试的能力对检定和调试动态信号必不可少。

跳频和发射机测试

许多系统中都使用跳频,包括软件定义的系统,以避免检测、拥堵和干扰,改善拥有多路径和衰落的环境中的性能。跳频在广泛的频率上扩展信息。这提高了系统的强健性,因为频率相关误差(如干扰或衰落)只会导致部分数据丢失。通过增加前向纠错编码、隔行扫描及混合ARQ重传等技术,可以有效恢复在跳拥堵过程中丢失的数据。

图2:110 MHz跨度的数字荧光显示技术,显示了2.4 GHz ISM频段。这里的信号与图3中显示的信号类似。现在使用数字荧光和Max Hold轨迹显示信号,可以看到真正信号行为的实地RF表示

除常见的跳定时、频率稳定时间和幅度稳定时间测量外,还可以使用多种其它测量,使用RTSA调试跳频无线电。跳频涉及频域、时域和调制域交互。能够以相关的方式显示这3个域在调试SDR器件中提供了宝贵的工具。

图2是蓝牙器件跳频的数字荧光显示画面。传统上一直用于高级示波器的DPX数字荧光显示技术已经应用到RF领域中,部分RTSA现在已经采用了这种技术。DPX第一次允许用户查看“生动的RF”信号,为查看RF信号行为提供了无可比拟的能力。

在图3中,显示了一个蓝牙信号。RTSA的频谱图(右下方)显示了频率行为随时间变化情况。可以看出,在这些跳周围有很高的频谱能量。在这种情况下,在发生跳频时,发射机可能会干扰相邻器件。捕获跳频使用的仪器必需有足够宽的实时带宽,以捕获大部分跳序列带宽及其周围发生的频率散射。

图3:蓝牙跳序列,包括(从左上方顺时针方向) 110 MHz跳序列的频率对时间、包括某个时点上红色频谱图轨迹的频谱、功率对时间概况和频谱图

尽管蓝牙不一定使用软件无线电实现,但它可以很好地说明在试图实现跳频系统时面临的挑战。对大多数跳频系统来说,能够测量每个跳频十分重要。例如,蓝牙规范要求79个跳频中的每个跳频(1 MHz通道间隔)位于特定值的75 KHz范围内。这保证不同制造商的器件之间正确互操作。对这一测量,用来测量跳序列的仪器必须涵盖整个跳频范围。在2.4 GHz ISM频段中,顶级RTSA的110 MHz实时带宽足以涵盖整个83 MHz频段,同时还会检查带外干扰。

在图4所示的另一个实例中,使用RSA调试发生不频繁的、难以检测的信号。这可能是频率切换瞬变导致的,频率切换瞬变还可能会导致更大的相位瞬变。它可能是由于PLL电路在对某个频率变化时控制不当引起的。一旦使用DPX识别了毛刺或瞬变,部分RTSA的FMT可以可靠地捕获信号进行深入分析。如图4中所示,用户可以定义频率模板,可以绘制频率模板,最好地捕获信号。在蓝牙跳频实例中,用户可以定义模板,触发某个跳频,而不是触发功率变化。数字荧光显示技术演示了信号跳到约比感兴趣的信号高3 MHz的频率上。频率模板任意定义为这个信号周围的包络,一旦信号进入频率模板区域,仪器会触发。通过使用拥有高性能带宽的RTSA,可以分析跳序列,在每个跳频上执行频率稳定时间测量(部分RTSA在110 MHz实时带宽时的定时分辨率为6ns),支持最低60ns的稳定时间。

无线电的定义范文2

在人身保险业务中为什么实行定点医院管理?这要从人身保险业务的性质谈起。

人身保险合同是以人的寿命和身体为保险标的的保险合同,被保险人因意外事故、意外灾害、疾病、衰老等原因导致死亡、残疾或丧失劳动能力等情况下,保险人按照约定给付保险金的合同。人身保险合同是给付性合同,一旦出现保险事故,必然提起理赔程序。

保险业属于金融业,与其他金融业一样,受国家监管。“金融是现代经济的核心,金融安全是国民经济安全运行的重要保障”(最高人民法院副院长李国光《在全国民事审判工作会议上的讲话》2000年10月28日),所以防范金融风险,是关系到国计民生的大问题。

在保险经营中,如何能够防范金融风险,这是保险业一直在研究的课题。建立完整的风险防范机制,非常重要。

在人身保险经营中,保险标的是每个人的人身健康与生命,所以,他面对的是千百万的个人,当保险事故发生时,依据《保险法》第23条的规定,保险公司应当对损失进行核定。如何能依法准确“核定”这是致关重要的。

因为,保险公司要审查是否存在以下情形:

1《保险法》第27条规定,被保险人或者受益人在未发生保险事故的情况下,谎称发生了保险事故,

投保人、被保险人或者受益人故意制造保险事故的,

保险事故发生后,投保人、被保险人或者受益人以伪造、变造的有关证明、资料或者其他证据,编造虚假的事故原因或者夸大损失程度的,

2、《保险法》第64条规定,投保人、受益人故意造成被保险人死亡、伤残或者疾病的。

受益人故意造成被保险人死亡或者伤残的,或者故意杀害被保险人未遂的,

3、第65条规定,被保险人自杀的,

4、第66条规定,被保险人故意犯罪导致其自身伤残或者死亡的,

凡是具备以上情形的不属于保险责任,保险公司不给赔偿。

由以上几点可知,“核定”这是多么艰巨的工作!如果没有完善的制度是不能实现的。如果在核定环节管理不善必然造成重大损失,承担不可预测的金融风险。

保险的目的,就是为了最大限度的得到理赔。得到最大限度的理赔款,就成为投保人追求的经济利益。为追求这一经济利益,人们可能采取非法手段来骗取或多取得经济利益,诸如《保险法》列举的情形,被保险人还有的采取犯罪行为,来实施保险诈骗行为。

如何能够预防违法犯罪,减少这种金融风险呢?建立健全完善的管理制度非常重要。定点医院的建立,就是基于此目的产生的。

人身保险理赔管理与国家基本医疗保险项目的管理目的是相同的。社会保险根据国家规定“由定点医疗机构为参保人员提供定点医疗服务范围内的诊疗项目”,目的就是防范风险。保险公司定点医院管理的目的,中国平安保险股份有限公司《定点医院管理办法》(讨论稿)中阐述的很明确:“定点医院管理是寿险风险管理体系的重要内容之一。它主要通过定点医院的设置与评估、健康保险客户住院期间的风险管理、医院关系的维护、双向信息反馈、医院基本数据的分析、商业健康保险的宣教等等来实施管理”。所以,定点医院的管理是保险公司防范风险的一个切实可行,并切,具有良好收效的措施之一。 二、定点医院管理行为,不构成限制竞争行为。

1、首先要明确不正当竞争的概念和构成要件

不正当竞争的概念。

不正当竞争行为泛指在商业活动中,各种与诚实信用的商业道德相悖,并为法律法规所禁止的行为。

不正当竞争行为,依据《反不正当竞争法》的规定,分为不正当行为和限制竞争行为两种。在限制竞争行为中,又包括公用企业或者其它依法具有独占地位的经营者的限制竞争行为和政府及其所属部门限制竞争行为。

所谓限制竞争行为,是指妨碍甚至完全阻止或排除市场主体进行竞争的行为。

不正当竞争行为的构成要件。

任何违法行为 ,均包括主客观两方的构成要件,

首先,是主观要件,既违法行为人必须是明知自己的行为与诚实信用的商业道德相悖,但是,为了最大限度的追求利润而滥用自身的经济优势或采取违法手段,破坏公平竞争的原则,来排挤竞争对手,提高自己的市场份额。所以,其主观目的性很强。

第二,是客观要件,即违法行为人必须具有违反法律、法规所禁止的行为。

第三,违法行为与损害结果之间存在因果关系。

以上三个要件缺一不可。

2、定点医院管理行为,不构成限制竞争行为。

通过以上分析可知,定点医院建立的目的是防范金融风险。

保险公司定点医院管理,是选择服务精良、非盈利的医疗单位,通过签定服务合同来确定双方的权利义务。保险公司是定点医院的服务对象,医院除诊疗被保险人外,还有相当的工作由医院对保险公司提供服务,例如:在保险公司核保时提供诊疗档案,接受保险公司的调查,配合保险公司做好其他核赔工作等等,由此保证核赔质量。

如果不限定诊疗单位,必然造成如下混乱。

被保险人可以到乡村、街道诊所诊疗,也可到县级有保健性、盈利性的医疗机构诊疗,他可以到任何地方、任何性质、任何档次的医疗机构诊疗,只要是医机构。

这样做会给保险公司带来什么呢?经营成本的无限扩大,经营风险的不可控制。必然造成金融风险损失。

无线电的定义范文3

关键词:无线传感器网络;移动信标;节点定位

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)21-5080-03

Research on Technology of Nodes Localization Based on Mobile Beacon for Wireless Sensor Network (WSN)

DING Hui, LI Bo-yong, AI Shu-liang

(Chenzhou Vocational and Technical College, Chenzhou 423000, China)

Abstract:Wireless sensor network has been used in many field. Nodes location of WSN has provided the basic information for many applications. Nodes location based on mobile beacon is one of the important research fields. Some basic principles and performance evaluating criterions of nodes localization based on mobile beacon for WSN are introduced. Some issues which need to be resolved in future are discussed.

Key words: wireless sensor network (WSN); mobile beacon; nodes localization

随着传感器技术、无线通信、微电子技术以及嵌入式计算等技术的发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network 简称WSN)得到了广泛应用,成为当今活跃的研究领域。无线传感器网络是新型的传感器网络,同时也是一个多学科交叉的领域,与当今主流无线网络技术一样,均使用802.15.4的标准,由具有感知能力、通信能力和计算能力的大量微型传感器节点组成,具有低成本、低功耗的优点和强大的数据获取和处理能力。

在无线传感器网络的众多应用中,如:国防军事、环境监测、交通管理、医疗卫生、目标跟踪、物流管理、入侵检测、交通流量监控和勘测应用等领域, 监测到事件之后需要确定事件发生的位置,信息融合后得到的相关数据信息如果不包含事件位置信息将毫无意义,只有带有标识位置信息的传感数据才有实际的意义。传感器节点自身的正确定位是提供事件位置信息的前提, 因此节点的精确定位基础而关键[1] 。

1 无线传感器网络节点定位的分类及基本方法

节点定位是指确定传感器节点的相对位置或绝对位置,节点所采集到的数据必须结合其在测量坐标系内的位置信息才有意义。人工部署传感节点和为所有节点安装GPS接收器都会受到成本、功耗、节点体积、扩展性等方面的限制,甚至在某些应用中是根本无法实现的。通常是为部分节点配置定位装置(如GPS接收器)或事先标定其准确位置,这些节点称为信标节点(也称锚节点),再利用信标节点的相关信息采用一定的机制与算法实现无线传感器网络节点的自身定位。目前人们提出了两类节点定位算法[2]:基于测量距离的定位算法与测量距离无关的定位算法。基于距离的定位方法首先使用测距技术测量相邻节点间的实际距离或方位,然后使用三边测量法、三角测量法、最小二乘估计法等方法进行定位。与测量距离无关的定位算法主要包括:APIT、质心算法、DV-Hop、Amorphous等。

1.1 基于无线传感器网络自身定位系统的分类[1,3-5]

1) 绝对定位与相对定位。绝对定位与物理定位类似,定位结果是一个坐标位置,如经纬度。而相对定位通常是以传感区域某点为参考,建立整个网络的相对坐标系统。

2) 物理定位与符号定位。经纬度就是物理位置;而某个节点在某街道的某门牌的建筑物内就是符号位置。一定条件下,物理定位和符号定位可以相互转换。与物理定位相比,符号定位在一些特定的应用场合更加便于使用。

3) 集中式计算与分布式计算定位。集中式计算是指把所需信息传送到某个中心节点,并在那里进行节点定位计算的方式;分布式计算是指依赖节点间的信息交换和协调,由节点自行计算的定位方式。

4) 移动信标与固定信标定位。移动信标节点是一类装备了GPS或其它定位装置的可移动节点,它在移动的过程中周期性自己的位置信息。基于移动信标的未知节点定位有很多优点,如定位成本低,容易达到很高的定位精度、可实现分布式定位计算、易于实现三维定位等。而固定信标节点是一类装备了GPS或其它定位装置的不可移动节点。

1.2 基于距离的节点坐标计算基本方法

待定位节点在获得与邻近信标节点的距离信息后,通常采用下列方法计算自身的位置[3]。

1) 三边测量法:利用网络中三个信标节点的位置坐标以及未知节点到这三个信标节点的距离,运用几何方法求出未知节点的坐标。

2) 三角测量法:利用网络中三个信标节点的位置坐标以及未知节点为角顶点角边分别为三个信标节点的角度,运用几何方法求出未知节点的坐标。

3) 最小二乘估计法:利用未知节点的相邻节点中的多个信标节点的位置坐标以及它们与未知节点的距离或角度,运用最小均方差估计方法求出未知节点的坐标。

1.3 常用的测距方法

1) 信号接收强度(RSSI)测距法

已知发射功率和天线接收增益,在接收节点测量信号接收功率,计算传播损耗,使用理论或经验的无线电传播模型由传播损耗计算出信源与接收者间的距离。通常使用下列对数-常态分布模型来计算节点间的距离[1]。

PL(d)=PL(d0)+10λ・log(d/d0)+X (1)

PL(d0)=32.44+10λ・log(d0)+ 10λ・log(f) (2)

RSSI=发射功率+天线增益-路径损耗(PL(d)) (3)

其中PL(d)[dB]是经过距离d后的路径损耗,X是平均值为0的高斯分布随机变数,其标准差取为4至10,λ为取衰减因子通常为2至3.5,f是频率,取d0=1(m),这样根据上述3式可得节点间的距离。

2) 到达时间测距法

到达时间(TOA)技术通过测量信号传播时间来测量距离,若电波从信标节点到未知节点的传播时间为t,电波传播速度为c,则信标节点到未知节点的距离为t×c。

3) 时间差测距法

TDOA测距是通过测量两种不同信号到达未知节点的时间差,再根据两种信号传播速度来计算未知节点与信标节点之间的距离,通常采用电波和超声波组合。

4) 到达角定位法

到达角(AOA)定位法采用阵列天线或多个接收器组合来获取相邻节点所处位置的方向,从而构成从接收机到发射机的方位线。两条方位线的交点就是未知节点的位置。

1.4 典型非测距算法

基于距离测量和角度测量的定位算法的缺点是对专用硬件有一定的要求,从而使传感器节点成本和体积加大,限制了它的实用性。非测距的算法不需要测量未知节点到信标节点的距离,在成本和功耗方面比基于测距的定位方法具有一定的优势,但是精度相对不足。

1) DV-hop算法

为了避免对节点间距离的直接测量, Niculescu等人提出了DV-hop算法[3]。该算法基本思想是:用网络中节点的平均每跳距离和信标到待定位节点之间的跳数乘积来表示待定位节点到信标节点之间的距离,再用三角定位来获得待定位节点的位置坐标。

2) 质心法

质心法由南加州大学Nirupama Bulusu等学者提出[3],该算法是未知节点以所有可收到信号的信标节点的几何质心作为自己的估计位置,它是一种基于网络连通性的室外节点定位算法。

3) APIT 算法

一个未知节点任选3个能够与之通信的信标节点构成一个三角形,并测试自身位置是在这个三角形内部还是在其外部;然后再选择另外3个信标节点进行同样的测试,直到穷尽所有的组合或者达到所需的精度。

4) Amorphous 算法

Amorphous 定位算法[3]采用与 DV-Hop 算法类似的方法获得距信标节点的跳数,称为梯度值。未知节点收集邻居节点的梯度值,计算关于某个信标节点的局部梯度平均值。Amorphous 算法假定预先知道网络的密度,然后离线计算网络的平均每跳距离,最后当获得3个或更多锚节点的梯度值后,未知节点计算与每个锚节点的距离,并使用三边测量法和最大似然估计法估算自身位置。

2 基于移动信标的无线传感器网络节点定位技术

无论是距离相关还是距离无关定位算法,常采用固定信标节点方式测量距离、相对角度、传播时间差及传播时间等进行节点定位[1]。通常参与定位的固定信标节点越多, 定位精度将越高。但是信标节点的成本远远高于普通节点,当定位工作完成后,信标节点将转成普通的传感器节点使用。因此信标点越多,布设整个网络的成本将会增大, 定位算法的计算负荷以及通讯负荷将会增大[1] ,过多的信标节点将会造成较大的浪费。所以利用移动节点发出的虚拟坐标点进行辅助定位的思想将成为节点定位研究的一个重要研究方向。

假定整个WSN由静止节点以及移动节点(如撒播节点完毕的飞机、运动的车辆、移动的小型机器人或普通的能移动的传感器节点等) 两种类型节点构成。根据传感器网络的规模大小, 可以配置一个或者多个移动节点。各移动节点均配置一个GPS接收器用于定位移动信标节点本身, 并有足够的能量自我移动或捆绑移动机器人、移动车辆或三维空间中的飞机等工具。移动节点在传感器区域内按照一定的运动路径移动, 并周期性地发送坐标位置信息, 待定位节点根据接收到的坐标信息与采用适当的定位算法完成定位[6] 。

近几年有一些研究者对移动锚节点路径规划展开研究,提出了一些比较好的路径规划方案。移动锚节点路径规划主要有两个目标:

1) 移动轨迹能够覆盖网络中的所有未知节点;

2) 为未知节点定位提供质量好的信标点。

如果满足网络节点均匀分布的条件,规划路径通常采用静态规划路径,移动锚节点都按照预先规划的路径移动,不具有根据节点分布状况灵活变化的性能。文献[7]针对移动锚节点的路径规划问题利用空间填充线理论提出了SCAN、DOUBLESCAN以及HILBERT路径规划方法,分别如图1、图2和图3所示。在节点通信距离小和空间填充线密度大的条件下, SCAN路径比HILBERT路径的定位结果准确。但是在节点通信距离大、空间填充线密度较小时,HILBERT路径明显优于SCAN路径。

SCAN路径存在明显的缺点就是提供了大量共线的信标点,HILBERT路径通过增加移动路径长度解决了信标点共线性的问题,只要达到一定的密度就可以为定位提供优质的不共线信标点。为了解决信标点存在共线性的问题,文献[8]提出了圆形规划路径和S形规划路径方法,如图4和图5所示。圆形规划路径完全覆盖方形网络区域时必须增加大圆路径,这很大程度增加了路径的长度。而圆形的直径非常大时,在局部带来了信标点的共线性问题。S形路径通过引入S形曲线代替直线,解决了信标点共线性问题。

而对于实际环境中节点非均匀分布的情况,文献[9]提出了提出了宽度优先和回溯式贪婪算法。这种方法能够根据网络信息自适应进行路径规划,规划路径不再是规则的图形,能够充分利用节点分布信息覆盖所有节点,保证路径最短,克服了静态路径规划的缺点。文献[10]提出让一个携带GPS的移动信标采用随机移动模型的方式尽量遍历传感区域,然后采用分布式算法为未知节点定位,该方法结合了基于测距方法的优点,并且无需布置固定的信标节点,节省了成本开销,但是由于移动信标的移动模型采用随机的方式,难以让其移动范围覆盖整个传感区域,从而有些未知节点无法定位。

3 定位算法的评价标准

定位算法设计的优劣通常以下列几个评价标准[11]来评价:

1)定位精度:一般用误差值与节点无线射程的比例表示,是定位技术首要的评价指标。

2)定位覆盖率:指利用定位算法能够进行定位的节点数与总的未知节点个数之比,它是评价定位算法的另外一个重要的指标。

3)信标节点密度:信标节点占所有节点的比例或者是单位区域内信标节点的数目。

4)节点密度:节点密度通常以网络的平均连通度来表示。

5)功耗:功耗是指传感器节点在单位时间内所消耗的能源的数量。由于传感器节点不会始终在工作的,有时候会处于休眠状态,但这同样也会消耗少量的能量,因此,传感器节点的功耗一般会有两个,一个是工作时的功耗,另一个是待机时的功耗。

6)成本:包括时间、空间和费用。时间指一个系统的安装、配置和定位所需的时间。空间包括一个定位系统或算法所需的基础设施和网络节点的数量、安装尺寸等。费用则包括实现某种定位系统或算法的基础设施、节点设备的总费用。

7)鲁棒性:定位系统和算法必须具有很强的容错性和自适应性,能够通过自身调整或重构纠正错误、适应环境、减小各种误差的影响,以提高定位精度。

上述的这些评价指标不仅是评价WSN自身定位系统和算法的标准,也是其设计和实现的优化目标。

4 结束语

使用移动信标节点来完成WSN所有节点的定位,就必须要足够的时间让移动信标节点遍历完整个网络, 为了减小所有节点定位所需的时间以及提高定位效率,如何进一步优化移动信标节点的运动路径将成为基于移动信标的WSN节点定位技术更研究的重要方向。

参考文献:

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无线电的定义范文4

【关键词】无线电;软件无线电;数字信号处理技术

在无线电通信飞速发展的今天,数字无线电信号处理技术也有了新的要求。为了满足新的技术标准和要求,推广无线电技术的发展和应用,进一步加强研究无线电数字信号处理技术显得尤为重要,其成为了业界广泛关注的焦点,是目前针对数字信号处理技术研究方向中的一个重要课题。

一、无线电、软件无线电、数字信号处理技术的概念

1.无线电的概念介绍

早在1893年,无线电便被国外科学家尼古拉・特斯拉发明,这是无线电通信技术第一次被公开展示。那么,所谓无线电,是指在所有自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,是其中的一个有限频带,上限频率在300GHz(吉赫兹),下限频率较不统一,在各种射频规范书里,常见的有3KHz~300GHz(ITU-国际电信联盟规定),9KHz~300GHz,10KHz~300GHz。

2.软件无线电的概念介绍

软件无线电的发明起源于20世纪90年代,是目前较为流行并被广泛应用的新型无线电通信技术,可以把它看做作是具有智能化的无线电。软件无线电是指一种无线电广播技术,它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。其英文缩写为SDR。换句话来讲,频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。同时,软件无线电具有随环境变化参数,更有效、智能的利用资源的优势。

3.数字信号处理技术的概念介绍

回顾数字信号处理技术的发展历程,它已经历了五个不同的发展时期。从上个世纪70年代到如今的21世纪,数字信号处理技术在经历了漫长的演变和研究探索之后,终于变得逐渐成熟,被广泛应用到人们的日常生活当中,具有广阔的市场前景。那么,何为数字信号处理技术呢?它被定义为是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理均是新号理的子集。通俗来讲,数字信号处理技术,就是一种采用数值计算方式来对信号进行加工的理论与技术,其英文简称为DSP。

二、数字无线电与软件无线电的关联性

无线通信的发明与发展,对人类文明和信息技术的进步起到了重大的作用。通信系统通常被分为两大类,模拟和数字。其中,信息的传递和描述是通过模拟形式来实现的。所以模拟通信技术便应运而生,广泛被应用到了电视、广播等领域里。而由于数字信号在理论上存在着一定优势,所以信息数字化成为了一种趋势,数字通信技术迅速兴起,为多媒体通信的实现,提供了有力的保障。其实,数字通信技术已经具备了数字无线电的特征,数字无线电技术由于自身包括多项技术,其更多的旨在为数字信号处理、基带信号处理、调制与解调等进行服务。从另一种程度意义上来讲,是数字信号处理理论上的提高推动了数字无线电技术的发展,而数字无线电技术的他、日渐成熟又为新型的软件无线电的提出和应用做了铺垫。

软件无线电早年一直应用于各国的军事建设领域,在不断研究发展后,被应用到了民间的通信领域。它的迅速发展很好的解决了目前通信系统技术标准复杂多样,难以兼容统一的难题,并且由于其本身具有可编程的特性,很好地实现了老旧设备也能经济升级的愿望。那么,从数字无线电到软件无线电,前者成为了后者发展实行的前提与基础,而后者变成了前者最终的演变趋势。数字无线电作为一种技术手段,更倾向于对无线通信系统实施描述;软件无线电则让数字无线电技术变得更抽象,是一种全新的无限通信系统,可称为数字无线电的升级版。

三、数字信号处理技术与软件无线电结构的特点

数字信号处理技术由于具备很强的稳定性,并对环境中的温度、噪音有着很强的适应性,所以得到了广泛的发展和应用。其实质上就是通过对数据的变换和提取,进而转换,变为能让机器与人识别的形式。鉴于其可以利用软件来对参数实行修改处理,不难看出它有着很强的灵活性。

软件无线电的结构有着开放性与可编程性的特点,非常有益于硬件设备的升级、扩展。这种种优势必将使无线电通信系统更具备可靠性、灵活性、兼容性。软件无线电的结构特点,还能减少无线电设备维护费用,节约成本。

四、软件无线电数字信号处理技术

1.对数字信号的高速处理

利用软件无线电技术来对基带、调制解调和数字上下变频等问题进行处理。基于其本身结构特性,更好地把各个器件结合在一起,提高单片的可编程性,从而完成解扩和解跳的工作部分,实现更多的功能效果。此外,还可以采用多芯片同时并用的方法来避免出现单编程器件无法满足处理能力的情况。

2.A/D与D/A转换器件的应用

软件无线电本身的结构特点对于A/D和D/A转换器件的要求很高,采样速率和采样精度成为了关键因素。其中,影响采样速率的是信号带宽,在实际中一般取信号带宽的2.5倍,同时必须注意转换器件的范围值符合软件无线电的标准要求。例如:某A/D转换器件,其动态范围在100-120dB之间,输入信号频率的最大范围在1~5GHz,这种情况就符合无线电的标准。

3.DSP与FPGA技术的结合

所谓DSP,是一种数字信号处理器,被广泛应用到无线电技术当中。通过对DSP进行改制、制造出专用芯片,并做成集成电路,进而做到降低功耗、减小尺寸、提高处理数字信号技术的性能。而FDGA作为现场可编程的逻辑门阵列,拥有着DSP的所有优势,并且在性能上已超过了它。那么如果将DSP与FPGA技术相结合,必定会实现无线电与硬件的完美结合。运用FPGA对接口的处理,更好地与DSP有效连接,从而达到提高系统效率降低经济成本的目的。

五、总结

总之,在信息网络迅猛发展的今天,数字信号处理技术必将朝着性能更强、更专业化、标准化的方向发展,通过利用无线电通信技术,将会大大促进数字信号处理能力的发展,从而被广泛的应用到实际生活当中,更好地满足社会的发展和人民的需求。

参考文献

[1]李宏俊.数字信号处理技术的发展趋势分析[J].电子制作,2013,14:101.

无线电的定义范文5

HAM的起源:远在业余无线电发明之初的1908年,美国哈佛大学有一个业余无线电社团,成员有亚伯特.海曼(Elbert. S. Hyman)、巴伯.兹美(Bob Almay)和佩姬.莫瑞(Paggy Murray)三人。一开始,他们用三个人的姓来作为电台的呼号,就是Hyman-Almay- Murry,后来感觉名字实在太长,把呼号拍发出去,手都酸了,最后改为决定取用姓氏前面的两个字母,成为既为HY-AL-MU。1909年的时候,这个业余电台使用的呼号竟然和一艘名为MYALMO的墨西哥轮船在通信中呼号相同搞混了 ,只要最后只好改取姓氏第一个字母作为台号,于是就叫作“HAM”HAM。

什么是“火腿”?

HAM在英汉字典中有下面几种解释:“火腿”、“动物的大腿”、“业余无线电爱好者”等,所以台湾的无线电爱好者幽默的把有执照的无线电爱好者定义为“火腿”,把未经考核批准的爱好者定义为“香肠”这也为业余无线电增加了一些幽默、诙谐。业余无线电爱好者中的“业余”一词也并不表示缺少专业指导知识和技能,而是表示业余无线电不能用于商业目的。

HAM的不可替代性

HAM和手机不同,它并不需要信号,是设备与设备的直接沟通,所以即使你在戈壁荒漠中也可以和同样使用HAM的人保持联系。这次我们驾驶普拉多前往大营盘,手机没有信号,沟通完全是靠HAM来实现的。还有一些突发事件,比如地震,在光纤和基站被损坏后,手机、电话信号完全中断,这时就只能使用HAM来进行沟通。在自驾游车队出行途中,可以把大家聚集在同一频率下,汇报前方路况,方便行驶途中的交流等,对安全驾驶有重大意义。

TPIS:

如何才能成为无线电爱好者“火腿”?需要什么?

1、中国无线电会员证

2、中国无线电会员操作证电台执照

“火腿族(HAM)”常用术语

1、“OVER”:在每次通话结束后,用以告知对方已停止呼叫,表示完毕。

2、“73”:郑钧曾经有首歌曲叫美好73,用作结束语,一般性的问候。

3、“苗子”“棒子”:分别指不同的天线,苗子指车载天线,棒子指基地直立天线。

4、“抄收”:完全理解对方的意思。

5、“眼球”:见面。

6、“CQ”:向广泛无线电台友进行呼叫。

无线电的定义范文6

软件无线电是近几年来提出的一种实现无线通信的新概念和体制。它的核心是将宽带ND和D/A变换器尽可能靠近天线,而电台功能尽可能地采用软件进行定义。软件无线电把硬件作为无线通信的基本平台,对于无线通信功能尽可能用软件来实现。这样,无线通信系统具有很好的通用性、灵活性,使系统互联和升级变得非常方便,这很可能使软件无线电成为继模拟通信到数字通信和固定通信到移动通信之后的无线通信领域的第三次突破。

以现代通信理论为基础,以数字信号处理为核心,以微电子技术为支撑的软件无线电技术自从提出以来,便引起了包括军事通信、个人移动通信、微电子以及计算机等电子领域的特别关注和广泛兴趣。尤其是在最近几年突飞猛进的发展成长,逐渐壮大,更加使得人们普遍认为软件无线电技术将促进无线通信,甚至整个无线电领域产生重大变革,并由此推动电子信息技术的快速发展,最终在全世界范围内形成巨大的软件无线电产业市场,带来巨大的经济效益,推动社会和技术进步。

软件无线电突破了传统的无线电台以功能单一、可扩展性差的硬件为核心的设计局限性,强调以开放性的最简硬件为通用平台,尽可能地用可升级、可重配置的应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。

通信的需求是软件无线电进步与发展的巨大驱动力。它是解决目前无线通信系统多标准、多模式兼容工作以及相互操作性和多系统共享频率资源等问题的最好途径。

软件无线电技术的特点

1、具有完全可编程的特性,包括可编程的天线波段、信道接入方式、信道调制解调、数据速率大小等,通过软件提供指令,实现控制和操作、管理和维护功能;

2、系统结构通用,功能实现灵活,改进和更新也很方便快捷。高速A/D/A实为一个标准接口,其作用是将RF/IF部分和通用的数字/软件部分连接起来。只要它们的带宽和处理能力满足系统要求,都具有很好的通用性;

3、使得不同系统之间相互操作成为可能;

4、复用的优势,系统结构的一致性使得设计的模块化思想能很好地实现,并且这些模块具有良好的通用性,能在不同的系统及其升级时很容易地复用;

5、在软件无线电中,软件的生存期决定了通信系统的生存期。一般地,软件开发的周期相对于硬件要短,开发费用要低;

6、由于系统的主要功能都由软件实现,因此可方便地采用各种新的信号处理手段提高抗干扰性能。其他诸如系统频带监控、在线改变信号调制方式等功能的实现也成为可能。

软件无线电在卫星通信中的应用

通信卫星主要由天线分系统、通信分系统、电源分系统、控制分系统等部分组成。其中,通信分系统主要由射频部分和转发器等组成。射频部分包括指令检测、遥控设备和频率调制、解调设备,主要用来实现对射频的发射、接收、调制和解调。目前,它的调制模式、多址方式、编码格式等一般均是固定不变的。如果采用软件无线电技术,那么就可以通过软件随时改变调制模式、多址方式、编码格式等,从而大大提高其灵活性以及抗干扰的能力。同理,在处理转发器中也完全可以应用软件无线电技术,来完成宽带的A/D及D/A转换、调制解调以及编码。

低轨微型卫星通信系统可以提供全球性实时话音/数据通信和非实时的S&F业务。由于它已经成为卫星通信系统的一个重要组成部分和实现全球个人通信的重要手段,所以这里选举它为典型代表来说明软件无线电技术在卫星通信系统中的应用。将软件无线电台结构的概念应用到低轨微型卫星通信系统中,将会很好地解决如不同系统的兼容性,互联互通及综合应用等问题,促使微型卫星通信系统的发展,为用户提供更为灵活和方便的通信服务。

1、用软件无线电技术解决微型卫星通信系统的兼容性问题

近年来,各种各样的移动卫星通信系统纷纷涌现出来,其中,中低轨系统大都采用小型卫星。这些系统分别提供全球性和区域性的以话音为主的移动卫星通信业务。由于它们在通信体制、网络组成、系统管理等方面互不相同,各系统内的用户终端不能直接访问其它系统。目前只有通过信关和网关来实现不同卫星系统之间的互连互通,但这并不是一种特别有效的解决方法,随着新系统的不断涌现,会使终端兼容性等问题日益严重。利用小型卫星提供业务的系统也存在着终端兼容的要求,这一情况是由两方面的因素造成的:

(1)为了充分利用各小型卫星通信系统业务的能力,以使其运营费用进一步降低,需要卫星能够为不同的系统用户提供服务,同时用户也能方便地接入各系统。

(2)为了降低信息的传输时延,S&F业务微型卫星需要借助与其它系统,如地面网络、同步卫星通信系统等来加速其信息的传递。同时卫星通信系统作为对地面通信网重要的支持和不可缺少的补充,其和地面通信网的综合应用问题也提出来了,目前所采用的双模式手机只能达到两种不同系统的综合应用要求。

由于软件无线电台的功能完全由软件定义,可以程控,所以只要在处理能力、采样速度等方面允许的条件下,就能够利用软件无线电台对输入信号的调制模式、多址方式、编码格式进行自动识别和解调,实现信息的正确接收;同时软件无线电台还可根据需要选用适当的特定的通信体制与特定系统进行通信。软件无线电技术利用可编程数字下变频在基带完成信道选取,通过基带处理的软件模块不同来兼容不同的系统。因此,只有软件无线电技术才能在严格意义上圆满的解决系统兼容和综合利用问题。

2、采用软件无线电技术将有利于微型卫星通信技术的更新

卫星通信系统与地面系统的另一个重要差别是:卫星一旦进入运行轨道,对卫星的硬件部分无法进行改动,因此由星载硬件设备决定的技术体制就无法更新。同时微型卫星通信的在轨寿命可达3-5年,甚至更长(因为许多微型卫星采用被动姿态控制方式)。这将严重制约着新技术在卫星通信领域内的及时运用。

利用软件无线电技术的基本思想,赋予微型通信卫星星上处理以新的内涵。将微型通信卫星全部或大部分的通信功能由软件定义,并在设计时考虑到一定的处理冗余度。那么当需要对微型卫星星载通信子系统的某些环节,如调制/解调技术、多普勒频移校正、成形滤波等进行改进,只需要对其中的部分软件进行在轨重新加载,便可以完成原来所无法实现的卫星在轨技术更新,从而达到延长卫星技术寿命的目的。国外在这方面进行了有益的尝试,如Vosat-3&5、Posat-1都进行了具有软件无线电雏形的在轨卫星通信体制更新试验,证明在轨卫星通信体制的更新是完全可能的。按照软件无线电的思想将会出现完全依赖于软件定义的新型微型通信卫星,其

星体具有相同或相似的硬件结构,而根据软件的不同将担负不同的使命。

3、现阶段实施方案的设想

虽然软件无线电技术在微型卫星通信中有着良好的应用前景,但是由于受处理器件能力、处理技术等方面因素的限制,在现阶段尚不能完全按照标准软件无线电台结构建立一套微型卫星通信系统。然而,从另一方面看,既然软件无线电技术的优越性已经被业内人士普遍认可,现今只是在具体实施上遇到些困难,相信将来必定会随着技术的进步而逐步得到解决。

在目前的技术条件下,可以将中频以下的功能由软件来实现,而保留现有的射频部分或采用可更换的射频模块的方法来构造具有部分软件无线电特色的微型卫星通信系统。这一设计思想已在美国的Speak easy II(易通话II)无线电台中得到了实践,Speak easy II可以在程序的控制下与现在使用的15种无线电台互通。根据这一思想,构成的试验性低轨微型通信卫星子系统的框图如图1所示。用户终端的结构框图如图2所示。

软件无线电在卫星测控中的应用

卫星测控系统一般由跟踪分系统、遥测分系统和遥控分系统组成。目前,我国卫星测控设备都是由传统的硬件组成,功能固定,而且各类卫星测控系统的工作频率、调制体制、编码体制和测距体制各不相同,各种卫星之间测控信道也不能相互通用,这样无疑加重了研制负担,造成资金浪费。针对这一问题,国内外正在利用高速A/D、DSP、高速并行总线、计算机技术以及软件技术,对测控信道和处理终端进行全数字化和软件化研究开发,并且已经取得显著成绩。现今,该领域依然继续朝着综合化、数字化、软件化的方向努力拓展迈进,而未来最为理想的解决办法就是采用软件无线电技术。

在卫星测控中,由于星上测控设备受到重量、体积、功耗和射频频率使用等多方面条件因素指标的限制,因此通常采用多个副载波调制一个载波的系统,这些副载波可以是单一的正弦波,也可以是已调副载波。如果射频频率选在S波段,一般便称之为S波段测控系统。与我国中、低轨道卫星原来使用的超短波体制相比,S波段统一测控系统有着明显的优点,它将是国内中、低轨道卫星测控系统采用的主要方式。于是下面以S波段为例对星载测控信道加以分析。

1、测控系统引入软件无线电技术的优势

测控系统设计首先要进行信道设计,根据使用要求选择系统的工作频率、调制体制和基带信号,并进行信道功率分配以及副载波频率干扰计算等,以便确定可靠完成信息传输的最佳方式。由于各种衰减和噪声不同程度的影响是客观存在的,不同的卫星中,调制方式以及调制参数常会有不同的选择,引入软件无线电技术,会产生下列优点:

(1)在设计的同一硬件平台上,配置不同的软件,即可实现不同的具体信道设备。这样不仅能够加快研制进度,而且还可以节约大量资金,避免不必要的浪费。

(2)对于卫星在轨运行期间,使得通过先进的遥控手段实现系统动态配置更新成为可能。

2、测控信道软件化应按阶段分步骤实施

尽管利用软件无线电技术有上述优点,但是,由于软件无线电技术是一个新兴的课题,许多体系结构仍旧处于不稳定的变动之中并且受到DSP、ND等器件性能的制约,所以当前要立刻全面实现理想的软件无线电设计还有困难。比较现实的测控信道软件化应该按阶段分步骤实施:

(1)首先,对传统体制的模拟微波统一测控信道进行数字化、软件化。传统体制的微波统一测控信道,传输信号为遥控、遥测和测距信号,一般带宽较窄,接收机在中频可以采用带通采样。

(2)其次,在测控信道软件化过程中引入新型的测控体制,如扩频码分多址与微波统一测控等,进而实现测控信道与测控终端综合化、软件化设计。

(3)最后,随着DSP、FPGA等数字电路的飞速发展,宽带的数据和跟踪测控信号按照扩频码分多址方式要想实现统一载波测控信道的软件无线电设计也将成为可能。

3、现阶段实施方案的设想

下面针对现阶段的具体情况,简单介绍一种对传统体制的模拟微波测控信道数字化、软件化的方案设想。采用软件无线电思想的测控信道原理设计框图如图3所示。图中,天线、上/下变频器、带通滤波器等射频部件可设计几种通用的标准化产品,由于测控信号一般为窄带信号,在中频可用带通采样,这样能够把中频中的带通信号变换为较低中频的基带信号,而不必使用可编程的数字下变频器,但A/D转换器的模拟输入带宽应高于被采样的中频信号的最高频率。为了使产品具有良好的适应性,ND的采样频率最好是能够根据情况变化的不同进行随时重新配置。另外,对于宽带测控信号则要采用下变频器。

展望

未来的无线通信系统将是多制式、多模式的通信系统,可以提供包括多媒体在内的多种服务类型。软件无线电以其强大的可配置能力和可编程能力将成为未来通信系统的首选。软件无线电的技术发展将大致可分为硬件、软件两个方面。