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无线电论文范文1
摘要:感知无线电技术是在软件无线电技术基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术,是软件无线电技术的扩展,它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电领域的智能。感知无线电虽具有独特的优点,但技术并不成熟,本文对感知无线电的无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,无线电知识描述语言等关键问题进行了探讨,希望能够对相关工作的开展提供一些参考。
一、感知无线电的概念
感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱,通过探知无线环境中空闲频谱资源,选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术,实时跟踪授权系统占用频率状况,随时使用、释放频段,在保障授权系统通信前提下,与授权系统动态共享频谱。论文百事通采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化,高效利用频谱,并且感知无线电技术不要求改造现有系统,对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。
感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化,通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化,通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术,其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。
感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层,要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态,如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求,并能适应这些变化。从通信端到端,在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下,要求移动设备能够在异构网络间切换,实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。
二、感知无线电关键技术分析
作为一种新的智能无线通信技术,感知无线电可以感知到周围的环境特征,采用构建方法进行学习,通过相关描述语言与通信网络智能交流,实时调整传输参数,使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应,以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要,该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现,而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现,其感知过程开始于无线电激励的被动感应,以做出反应行为而终止,一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程,分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。
2.1感知无线电技术与动态频谱分配
未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法,一是扩大可利用的频率范围,二是提高频谱利用率。为增加可用频率,移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的,所以频率过高并不利于移动通信。因而,更加有效的方法是提高频谱利用率。
提高频谱利用率有三类途径,改进通信设备的传输技术,优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径,但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。
目前国际上主要采用固定频谱分配方式,一个频段只分配给一个无线接入系统,不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用,其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率,可以将一些频段分配给了多个系统,允许它们同时占有同一个频段,甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段,允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题,但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率,其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段,虽然优于独占性的固定频谱分配方式,但由于它对频谱共享没有加以必要的控制,一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用,从而导致了两方面的问题。可见,如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱,而不避免系统间干扰,会制约频谱利用率的提高,并且不能保证通信质量。
为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾,可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段,各系统只在需要通信时才能占有频段,通信结束就释放频段,而且必须控制系统间干扰,后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容,分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级,只要不影响授权系统通信,租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上,当授权系统不使用所分配的频率时,租借系统可以占用频率,但当授权系统重新占用频率时,租借系统必须及时地归还频率。
2.2信道状态估计及其容量预测
信道估计的结果可用来计算信道容量,用于控制发送端的信号能量,可使用香农法则计算信道容量C,但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反馈发送端,量化比率是预先确定的,所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说,无线系统的传输率是波动的,当其超出一定界限时,就会引起系统的不正常工作,这个界限决定了最大的传输比特率。
2.3功率控制和频谱管理
2.3.1功率控制
在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行,以扩大系统工作范围,提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中,主要采用协作机制方法,包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作,基于先进的频谱管理功能,可以提高系统工作性能,支持更多用户接入。
2.3.2动态频谱管理
动态频谱管理也称为动态频谱分配,具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中,频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出,选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境,使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。
2.4无线电知识描述语言
传统的软件无线电不能与网络进行智能交流,因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中,研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术,无线电知识描述语言(RKRL)应运而生,它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。
参考文献:
[1]何丽华,谢显中,董雪涛,周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术,2007,(05)
[2]王军,李少谦.认知无线电:原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术,2007,(03)
[3]谭学治,姜靖,孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密,2007,(03).
[4]刘元,彭端,陈楚.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术,2007,(07)
无线电论文范文2
1传输效率自寻优控制方法分析
在无线电能传输系统中,当工作频率在谐振点附近时,传输效率较高,随着工作频率偏离谐振点,传输效率会下降[8]。由于接收线圈两端的感应电压决定了接收模块的驱动能力,为了方便对传输效率进行测量,简单以接收线圈两端的电压与发送线圈两端电压之比衡量系统的传输效率。在频率较低时,增加频率可以提高传输效率,而当频率高于某一值时,继续增加频率则传输效率反而会降低,即存在一个频率点可以使传输效率取得最大值。实验显示,可以用高斯函数近似模拟传输效率随传输频率变化的趋势,如图1所示。发送设备自动调整工作频率到发送模块谐振点与接收模块谐振点之间的某一值,从而使传输效率达到最优。综上所述,以频率为变量对传输效率最大值的寻优过程就是寻找效率随频率变化曲线的最大值。模糊控制器是一种不需要了解被控对象的精确数学模型的控制器,它根据一套控制规则推理出控制决策。模糊控制的实质是用人的经验知识进行控制的一种控制方式[9-11],它是一种非线性控制,对参数的变化不敏感,具有很好的鲁棒性[12]。在无线电能传输系统中,工作频率由频率发生器决定,系统中采用单片机模拟输出PWM波形来作为频率发生器[13-15]。因此,可以直接在单片机中编程实现模糊控制器。利用实时采集到的数据计算出传输效率及传输效率变化率(传输效率变化量除以频率变化量)作为模糊控制器的输入,利用模糊控制规则推理出控制决策,调整工作频率,使系统始终工作在传输效率较高的频率点处。控制器设计思路如下:在系统开始工作时,由于无法计算传输效率变化率,任意设定1个较小的初始频率调整量,此后,则根据当前传输效率及传输效率变化率确定下一步频率调整量。不同频率处传输效率及传输效率变化率的曲线图如图2所示。当传输效率较低而传输效率变化率较大时,频率调整量取一个比较大的值,频率是增加还是减小则取决于传输效率变化率的符号。当传输效率变化率为正是,说明频率处于谐振点左边,频率调整量为正;当传输效率变化率为负时,则说明频率处于谐振点右边,频率调整量应该为负。而当传输效率较高或者传输效率变化率很小时,频率变化量应该取较小的值,其正负同样取决于传输效率变化率的正负。
2模糊控制器的设计
传输效率自寻优的过程实质上是一个通过不断改变工作频率进行尝试从而逐渐逼近极值点的过程。要尽快逼近到极值点附近就需要选取合适的频率调整量。在本文的设计中频率调整量由模糊控制器推理得出,因此,传输效率自寻优的实现关键是设计合适的模糊控制器。本文设计了1个双输入单输出模糊控制器,其中,两个输入变量分别为传输效率η(f)及传输效率变化率dη(f)/df。通过测量发送线圈两端电压u(1)与接收线圈两端电压u(2)可求得传输效率,即η(f)=u(2)u(1)×100,(2)作为输入变量1;将当前传输效率减去前一次测得的传输效率求得传输效率改变量,然后除以频率调整量得到传输效率对频率的变化率dη(f)/df,作为输入变量2。输出变量为频率调整量的决定因子U,由映射df=g(U),(3)决定下一步的频率调整量df。模糊控制器将输入变量1和输入变量2进行模糊化后根据控制规则推理出下一次的频率调整量df,以当前频率加上求得的频率调整量作为下一步的工作频率。模糊控制器结构示意图如图3所示。输入变量1,即η(f)采用6个语言值,分别为5(很大)、4(大)、3(一般大)、2(小)、1(很小)、0(零);输入变量2,即dη(f)/df采用5个语言值,分别为-2(负大)、-1(负小)、0(零)、1(正小),2(正大);输出变量U采用11个语言值,分别为5(正很大)、4(正大)、3(正一般大)、2(正小)、1(正很小)、0(零)、-1(负很小)、-2(负小)、-3(负一般大)、-4(负大)、-5(负很大)。输入变量及输出变量均采用三角形隶属度函数。各变量隶属度函数的图形分别用图4、图5和图6表示。分析频率调整因子U与输入变量1(传输效率)和输入变量2(传输效率变化率)之间的关系,可得到模糊控制器的规则表如表1所示。系统采用Mamdani模糊模型,在模糊推理过程中,“与”运算采用最小值运算,“或”运算采用最大值运算,模糊蕴含采用最小值运算,综合规则采用最大值运算,解模糊化采用中心法。
3仿真结果使用
Matlab对所设计的无线电能传输自寻优算法进行仿真验证。实验室所研究的无线电能传输系统在接收端靠近发送端时的理论谐振频率为530kHz。在实际工作过程中,由于元器件参数变化及测量误差,谐振频率会偏离理论谐振频率,因此,在实际系统运行时,可将初始传输频率设置为理论谐振频率,随后按文中控制方法进行传输效率自寻优。在做仿真验证时,将初始频率设置为530kHz,假设由于参数的改变,谐振频率变为600kHz,且理想最佳传输效率为80%,用高斯函数η=80×exp-f-600000()200000[]2,(4)模拟实际系统的传输效率随工作频率的变化曲线。经试验,当df与U的映射关系取df=sign(U)×10×10|U|时控制效果较好。系统在工作时有两种调整方式,第一种方式是持续调整,始终保持效率最优;第二种方式是连续5次调整量df均小于某一固定值时结束调整,系统传输频率不再改变。对应第一种工作方式,观察100个调整周期,其仿真结果如图7所示。对应第二种方式,设定结束条件为连续5次|U|<2,即频率调整量df≤100,仿真结果如图8所示。由图7、图8可以看出,经过4个调整周期后,传输效率就很接近理想传输效率,此后,传输效率均能一直保持在最优传输效率附近。
4结语
无线电论文范文3
论文摘要:早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的,但它亦有不容忽视的缺点,譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定,由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处,还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1],尤其在军事和经济领域,再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析,探讨其通信技术所需拓新之处,并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下:
不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点:
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。
.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是核心关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
无线电论文范文4
关键词:蓝牙调制解调器嵌入式无线收发器
1SiW1701简介
SiW1701无线电调制解调器是SiliconWave''''sOdyssey公司推出的用来解决蓝牙无线通信用的IC,频率范围2400~2800MHz,接收机灵敏度-80~85dBm,射频输出发射功率-4~+4dBm,睡眠模式电流消耗7~90μA。SiW1701完全符合蓝牙1.1规格,适合2级或3级发射功率分类,或者有外部电路的一级功率分类。直接转换的无线电结构与集成的VCO和频率合成器只需要很少外部组件。集成的模拟/数字转换电路转换在无线电和GFSK调制解器之间I/O信号。完整的GFSK调制解调器包含数字调制器。信道时限校正和比特限制器。集成的0dBm发射激励器(末级前置放大器),有8个输出功率等级控制。通过数字接口可与蓝牙控制器Ics直接接口。对功耗进行了优化设计,睡眠模式电流消耗7~90μA。工作温度-40~+85℃。
图1SiW1701内部结构方框图
SiW1701无线电解调器适合所有需要一个无线电连接的应用。它是应用了蓝牙无线技术、低功率和高性价比的方案。可应用于手持移动电话及其附件、办公电脑、笔记本电脑和打印机、PDAs(个人数字助理)、个人备忘记事本和移媒体设备、数字相机和游戏手柄,遥控车锁等。
2SiW1701内部结构与工作原理
SiW1701采用MLF-48封装,内部结解调器内,为了转换到一个外部设备,使用数据检测和定时恢复回路来转换数据。发射进程控制恰好以相反的顺序进行。数据控制功能和一个编程接口,允许无线电调制解调器控制和一个柔性的接口一起,连接到外置蓝牙链接控制器芯片上。为了有效地进行功率控制,此无线电的每个部分都可在不用时被关闭。主时钟基准和低功率时钟用来提供时钟信号到外部设备和SiW1701。发射的信号是被GFSK调制过的数据,在芯片产生一个+4dBm的无线电输出,并允许提供给外置放大器一个功率控制信号。
(1)无线电接口
无线电接口允许通过一个外部线路与发射和接收蓝牙无线电信号的天线连接;可以使用外部发射/接收转换和功率放大器的控制信号;需要外部阻抗匹配和不平衡变压器回路完成接到天线的接口。信号描述如表1所列。
表1信号描述
引脚名称说明
4RF_OU发射器射频输出
3RF_IN射频输入到接收器
7IDAC外部功率放大器的功率控制,此输出提供个可变的电流源,可用来控制外部功率放大器
33TX-RX-SWTTCH输出信号指示无线电的电流等级。极性可以编程。默认设置:高电平时不射模式,低电平时发射模式
(2)调制解调器接口
调制解调器接口在SiW1701和外部控制器IC之间传输蓝牙数据。SiW1701上的可编程接口可以被设置成多种操作模式。接口的编程是通过内置寄存器实现的。调制调解器接口信号说明如表2所列。
(3)时钟信号
32MHz时钟用来作为射频电路的基准,也为大部分内部数字电路提供时钟信号和为外部处理器提供定时信号,说明如表3所列。
表2调制调解器接口信号说明
引脚名称方向说明
23TX_DATAI发射数据
24RX_TX_DATAI/O接收数据或进发射数据(当设置为双向I/O时)
22CD_TXENI/O具有载波检波和发射启动双重功能。此双向信号可以通过内置寄存器激活。在发射期间,此引脚可以用来作为一个输入信号指示正确的发射数据(TXEN);在接收期间,此引脚可以用来作为输出信号指示载波检波(CD)
28RX_CLKO接收时钟输出,为蓝牙分组数据恢复时的1MHz定时。可按需要禁止输出
20ENABLE_RMI使能SiW170lg工作
21HOP_STRBI由链路控制器产生的俣,用来指示TX或RX上升沿的开始
27BB_CLKO时钟输出,输出到基带回路。时钟频率可编程为32MHz输入时钟的1/1、1/2、1/3或1/4
32REXET_NI仅用于数字电路复位。状态机构和内置寄存器复位到默认状态。此信号应具有10μs的最小脉冲宽度。注意:当RESET_RM被激活时,BB_CLK将被禁止
17PROTOCOLI设置接口协议,“0”标准模式
表3时钟信号
引脚名称方向说明
1XTAL-P/CLKI系统时钟晶体振荡器正输入或者基准时钟输入
48XTAL-NI系统时钟晶体振荡器负输入,或者基准时钟输入时,此引脚端不连接
27BB_CLKO时钟输出,输出到基带电路。可以提供4个时钟频率:12、13、16、32MHz
(4)串行编程接口
通过串行编程接口(SPI)来访问SiW1701IC的内部寄存器。SPI是一个可以由时钟控制加速到4MHz的同步串行接口。SPI通信使用4种信号,见表4所列。
表4SPI可编程接口
引脚名称方向说明
26SPI_RXDISPI接收端口,写/输入
30SPI_TXDOSPI发射端口,读/输出
31SPI_CLKISPI总线的同步数据发射使用的时钟输入
29SPI_SSI从属选择输入。选择SiW1502IC作为一个发射的目标
(5)其它I/O
表5中的引脚由无线电调制解调器的各种模拟和数据电路使用。
表5其它I/O
引脚名称方向描述
41VREFP_CAPI内置A/D转换器基准电压的退耦电容。建议值=100nF
42VREFM_CAPI内置A/D转换器基准电压的退耦电容。建议值=100nF
43VC_CAPI内置A/D转换所依据的电压的退耦电容。建议值=100nF
44VTUNEIVCO调谐控制输入
16CHRG_PUMPIPLL充电泵输出,到外部环路滤波器电路
表6电源和接地引脚
引脚名称方向说明
6VCCI模拟3V电源输入
36VBATT_DIGI数字3V电源输入
8VBATT_ANAI用来提供芯片内低功率调节器电源
9VCC_OUTO芯片内低功率稳定器的输出(模拟部分)
35VBB_OUTO芯片内低功率稳定器的输出(数字部分)
25VDD_IOI电源电压到芯片接口
5,14,37GNDI接地引脚(总共3个)。另外,在插件的中心有一个可提供更好的
10REG_BYPASSO接电源旁路电容
19ENABLE_MOSFETO控制外部的电源电压开关
(6)电源和接地
SiW1701的数字和模拟电路建议使用单独的3V电源。电源和接地引脚如表6所列。另外,芯片的中心有一个可提供更好接地功能的接地脚。
无线电论文范文5
[论文摘要]随着现代科学技术的飞速发展,构建完善坚强可靠的电力通信网,显得越来越重要。文章结合电力通信的特点和需求及无线新技术的特性,分析无线通信技术在电网通信中的应用前景。
一、概述
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设,已经初具规模,通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展,无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架,且抗自然灾害能力较强,同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点,非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点,并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
(一)无线通信技术的概念
目前,无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。
(二)无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术,即基于IEEE802.15的无线个域网(WPAN)、基于IEEE802.11的无线局域网(WLAN)、基于IEEE802.16的无线城域网(WMAN)及基于IEEE802.20的无线广域网(WWAN)。
总的来说,长距离无线接入技术的代表为:GSM、GPRS、3G;短距离无线接入技术的代表则包括:WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有:3.5GHz无线接入(MMDS)、本地多点分配业务(LMDS)、802.16d;移动无线接入技术主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出,以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外,目前已存在的无线通信技术还包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是点对点的数据传输协议,通信距离一般在0~1m之间,传输速率最快可达16Mbps,通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段,使用跳频频谱扩展技术,通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射频识别,俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
(4)UWB:UltraWideband,即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信,几乎是全数字通信系统,所需要的射频和微波器件很少,因此可以减小系统的复杂性,降低成本。
三、无线技术优劣分析
(一)WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟,而且大批量生产。该技术适用于无线局域网,作为有线网络的延伸,对于特殊地点宽带应用,尽管Wi-Fi技术应用非常广泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患,Wi-Fi采用的是射频(RF)技术,通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号,所以非常容易受到来自外界的攻击,黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
(二)WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术,推出相对较晚,存在频率复用性小、利用率低的问题,但由于最近才完成标准化,该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看,该技术可以在较大范围内满足上网要求,覆盖可以包括室外和室内,可以进行大面积的信号覆盖,甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离,一直被业界看好,是未来移动技术的发展方向,并提供优良的最后一公里网络接入服务。
(三)WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术,在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合,而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看,WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间,在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集,并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善,WMN更好地与之相融合、互补,从而能够扬长避短,发挥出各自的优势。
(四)3G技术分析
3G于1996年提出标准,2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验,有一成套建网的理论,包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看,目前,3G在部分地区已得到大规模的商业应用,比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段,还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
(五)LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术,其工作频率在20GHZ以上,利用毫米波传输,可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务,是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下,距离可达8公里;但是由于受降雨的原因,距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去,在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号,在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下,实现数据双向对称高带宽无线传输。
(六)MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响,可用频带亦不够宽,最多不超过200MHz。其次,MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度调制QAM调制技术,无法做到非视距传输,在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外,MMDS没有统一的国际标准,各厂家的设备存在兼容性问题。中国-七)集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点,它的频谱利用率有很大提高,可进一步提高集群系统的用户容量;它提高了信号抗信道衰落的能力,使无线传输质量变好;由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术,所以对数字系统来说,保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务,也就是说除数字语音信号外,还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号,因此极大地提高了集群网的服务功能。
(八)点对点微波通信技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面:第一,可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比,微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二,微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比,其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三,目前的微波产品对未来的发展是有保障的,对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来,微波传输系统将升级到全IP的平台之上,可以全面支持运营商未来的发展。
(九)卫星通信技术分析
利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户,可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下,利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案,经济又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台,其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金,而且通信资源为卫星通信公司所有,受其带宽的限制,使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此,作为日常生产、生活使用是极为不经济的;而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求,WLAN可解决中距离的较高速数据接入,而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先,从标准化程度上看,本报告所涉及的技术中,仅仅WMN技术没有成熟的标准体系,LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准,只是没有统一的国际标准,其余的技术均已经完成标准化工作,并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看,Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段,WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看,Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术,仅覆盖35m~100m;WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术,覆盖范围在1km~54km不等,而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术,通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看,点对点微波和卫星通信属于干线传输技术,不同的情况速率变化较大,而其余的技术均为接入技术,仅仅是3G技术接入速率最小,仅为384k,而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看,其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM,其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看,仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术,而其他技术均未采用MIMO技术;从传输环境上看,仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输,其余技术均要求视距传输环境;从网络安全和QoS机制上看,WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善,其余的均存在较大的问题。
无线电论文范文6
无线数字电视技术,是通过无线发射、地面接收的方式进行电视节目传播的,在无线覆盖的任何区域内,安装了接收装置就能收看到清晰的电视画面。它具备如下一些特点:
(一)成本低,建设时间短由于采用无线发射技术,信号在空中传输,不但省掉光缆、有线电缆等材料的费用,也节省了长距离爬山涉水铺设光纤和有线电缆的费用,而且发端与收端建设的成本相对于有线电视网络的建设成本要来的低。在建设时间上,在区区几个月时间即可完成发射前端任务,实现信号覆盖。
(二)视音频质量高众所周知,模拟信号经过多次放大会导致噪声叠加,而数字电视广播的无线传输是采用了二进制信息形式,便于采用纠错编码,可再生与整形,实现信息无差错传输和存储,信号不易因为编辑、传输、转播和接收而受到影响,也有效解决了模拟电视信号中出现的闪烁、重影、亮色互串等问题,因而可高质量接收清晰的图像。
(三)收看便捷无线传输具有移动性,其接收不受时间、地点的限制,而且无线发射空中传输,只要在其覆盖范围内均可接收,这种便携和可移动接收的优势是有线电视所无法比拟的。
(四)抗破坏性强不易受城镇施工建设,自然灾害如山区季节性洪水、山体滑坡等因素影响,较之有线和卫星传输,无线传输在山区无疑是最有效的广播电视安全覆盖手段。
(五)频率利用高数字电视由于采用了数字传输技术,高效的信源压缩编码技术,具有频谱利用率高,在一套模拟电视节目带宽内可传输4-12套数字电视,提高了无线频谱的利用率。
(六)易增加用户新增用户,只需增加接收终端(机顶盒),无需电缆入户。
二、地面数字电视无线和有线的比较
(一)首先,地面无线数字电视从发射端到接收端,信号是以电磁波的方式在空中传递,节省了有线网必须的传输干线网以及用户分配网等中间环节,而且也节省了传输过程中所要花费的设备费用和施工费用,还节省了施工时间。
(二)前端设备相对于有线系统也简单,既安全又可靠,还能通过遥控手段进行实时监测,可以做到无人值守。
(三)正是因为没有了中间环节,设备少而简单,所以注定故障率低,维护简单方便,因此相对有线网也节约了大量的维护经费。
三、地面无线数字电视和卫星电视的比较
卫星电视主要收看各省卫视和中央卫视节目,无法转播、收看本地市甚至本土的节目,对于农村地区的老百姓了解不到当地的政策信息、风土人情;而无线数字电视节目的播出可以灵活、多变,具备地方色彩浓厚的特点,比如有些具备制播能力的乡镇,他们可以利用特有的频道,自己制作节目,在允许的时间段插播自己的节目,因而地方用户和政府更易于接受地面无线数字电视。
四、无线数字电视在闽北地区的前景及展望
由于长期以来,闽北山区的百姓们都是收看卫星电视或有线电视,而且相当一部分农民一直观看免费的是模拟电视节目,对无线数字电视还不甚了解,况且有的还要他们支付一定的费用,故而在推广无线数字电视前期,不可避免的会出现一些困难和问题。因此,我们必须要加大宣传力度,除了要极力转变老百姓的消费观念,还要让人们逐步了解无线数字电视自身的技术优势带来的视听感受及其相关带来的市场优势,例如比较直接的给老百姓提供数字电视广播服务,以及数据增值服务。而且随着我国人民生活水平的逐步提高,闽北地区人们的衣食住行水涨船高,而且对精神生活以及信息的获取有了更高的要求,闽北地区利用山清水秀的有利条件,实行请进来走出去的经济战略,建设生态农业以及生态旅游,吸引外资以及更多的省内外游客。所有这些,都是形势倒逼着我们必须加快发展无线数字电视。现在我们能采取的做法是,在制高点设置大功率数字电视发射机,并增设小功率发射基站,进行补点覆盖,解决偏远农村广播电视覆盖问题,增补有线电视的空白。
将来,我们还将通过技术改造,设备更新换代,逐步实现无线数字电视的双向传输,进一步扩大业务范围,使在家的老百姓能够随时了解外面的世界,外来的游客也随时了解家乡的点点滴滴。比如已经有越来越多的百姓对股票、证券、期货等市场感兴趣了,想了解即时行情;对外界即时性的新闻资讯感兴趣了,想知道外面世界现在发生什么了;想出去旅游,各地景点的淡旺状况;甚至自家种的东西在什么地方行情看好等。另外,还要让外来的旅客只要一进入我们的区域范围,无论在私家车、公交车、旅游大巴,在入住的农家小院、宾馆,吃饭的餐厅,甚至随身带的手机、ipad等,随时随地可以了解我们山区的风土人情、衣食住行。我们将更好地利用无线电视技术的这些强大的功能,为闽北经济增添更好的投资、旅游等软环境。目前,无线数字电视系统的收看质量和节目数量有望达到或超过有线电视网。系统的建设成本也相对较低,不及有线电视网的20%,而客户端的成本也与现有的有线电视网相当甚至更优惠。特别对于闽北地区大部分郊区和农村用户来说,以低成本方式发展无线数字电视,不但是对有线电视网络的有效补充,也是广播电视网络新的经济增长点,更是区域经济发展的另外一项重要补充。
五、结语