无线电论文
无线电论文范文第1篇
无线通信是在有线通信网络的基础上加入无线接入点（Access Point）等设备而实现，作为有线局域网的延伸，无线网络可以有效地解决有线通信不易实现的网络连通问题［6－9］。变电站内采用无线通信技术突出的优点：
①便捷性
在变电站内一般只需安装多个无线接入点AP，即可在站内覆盖无线网络通信，从而省去了大量穿墙、埋沟布线的工作量，减少了二次电缆的数量。
②灵活性
站内各类采集设备可以不受布线的限制，安装在任何有无线网络覆盖的区域，尤其移动设备可以通过无线网络与控制中心通信，提高了数据传输的灵活度。
③经济性
无线传输无须架设大量电缆，当站内通信规模增加时无线网络扩展性好，通信故障时维护简便，因此建立和维护无线网络的投资都较少。目前，应用较成熟的无线网络技术主要包括：
1）蓝牙技术。蓝牙技术是全球通用的无线技术，在2．4GHz波段工作，采用跳频展频技术，数据速率为1Mbit／s，传输距离10m。因此，它是一种以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。蓝牙技术的主要优点是成本低、功耗低，主要用于语音传输。其标准统一、知识产权共享的优势是非常明显的，变电站内许多设备间采用无线方式通信在不久的将来就可以实现。
2）GPRS技术。GPRS是通用无线分组业务的简称，是在GSM网络基础上发展起来的，作为2G向3G移动网络过渡的技术。GPRS理论带宽可达171．2kbit／s，实际应用带宽约30～40kbit／s。在电力系统中主要用于传输负控、远抄等实时性要求不高、数据量交换较小的场合。
3）3G技术。3G指第代移动通信技术，它能够处理图像、音乐、视频等多媒体数据国际确定的3个无线接口标准分别为WCDMA，CDMA2000，TDS－CDMA，其网络理论下行速度可达2．8Mbit／s，上行速度可达384kbit／s。在国内使用3G网络必须租用中国电信或联通的3G宽带，由于在基站范围内所有用户分享带宽，因此使用3G网络的实际带宽会有所减少。
4）4G技术。4G指第4代移动通信技术，包括TD－LTE和FDD－LTE 2种制式4G技术数据传输速率理论可达100Mbit／s，能够快速传输数据、高质量的图像、音频、视频；具有良好的保密性和兼容性，可以在2G网络、3G网络、有线宽带网络、无线局域网间实现无缝漫游。与3G网络类似，使用4G需要向运营商租用网络，而4G通信系统正在建设中，各类相关技术仍需完善。
5）WLAN技术。无线局域网（WLAN）作为有线局域网的补充和扩展，是应用无线通信技术将网络设备互联起来，构成相互通信和资源共享的网络体系。无线局域网的技术标准较多，其中，美国国际电子电机学会制定的IEEE 802．11系列标准技术较成熟，应用较广泛。IEEE 802．11常用标准的主要技术参数。上海地区110kV及以下变、配电站内安装了大量GIS设备、铠装式中置开关柜以及测控、保护、通信屏柜，金属架构以及电磁干扰对无线网络的信号强度和稳定性提出了很高要求；同时，站内智能移动设备测取的大量红外监测数据、温度监测数据、视频数据、音频数据等通过无线网络传输将占用大量网络带宽。通过5种网络技术的对比，结合变电站无线通信的需求，可以得出以下结论：蓝牙传输速率低、距离短，仅适合传送语音数据；GPRS带宽小，不适用于站内大量数据通信；3G网络技术成熟，但是实际带宽无法承受站内所有的信息量交互，并且需要租用网络，其运行安全与可靠性受控于租借方，运行成本也偏高；4G网络传输速率高，但同样存在向运营商租用网络的问题，并且该技术还有待进一步发展。采用WLAN技术在封闭区域内构建无线网络，通讯距离可达80～120m，适合变电站内及楼层间使用，且其工作频段是无需任何运营执照的免费频段，运行费用低廉。在速率方面，选用IEEE802．11g／n标准，速率可达54Mbit／s以上，远大于720P视频流所需的4Mbit／s码流，可以保证视频、音频、监测数据实时传输。因此，从技术特点分析得出，变电站内采用WLAN技术组建无线网络是可行的。
2变电站远程巡检系统网络架构设计变电站的监测数据必须充分利用无线网络和现有的有线网络
在终端层、基站层和主站层间无缝传输。变电站远程巡检系统的分层式架构如图1所示。变电站内终端层主要由无线测温传感器、无线红外测温仪、可见光摄像机等传感设备组成。终端设备采集变电站信息后，将信息通过站内无线通信网络传送至基站层。基站层设置管理服务器、巡检系统服务器及存储服务器，其中管理服务器对所有前端传感设备集中管理，实现所有前端设备的配置及网络连接；巡检系统接收各类终端层上传数据，实现系统的巡检、监控、预警功能；存储服务器负责存储数据，授权用户可通过网络查询历史数据，回放视频、音频。各变电站与集控站、调度中心通过有线局域网络连接，调度员及运行人员在主站层通过Web方式浏览变电站实时信息，并调取历史数据，实现变电站远程巡检与监控。
3无线局域网的安全问题与对策研究无线局域网组网灵活
维护便利，尤其适合可移动设备接入，但是，由于无线网络是通过无线电波在空间中传送数据，只要处于电波覆盖范围内，就有可能受到非法用户的恶意攻击，例如拦截网内未加密数据、窃听无线接口、破解网络密钥、攻击网络弱点控制篡改通信数据等，因此，无线局域网比有线网络面临着更严峻的安全威胁［10－11］。变电站内无线网络主要用于传输电气设备监测数据、视频数据、音频数据，同时，主站系统可以通过无线网对各类传感器、摄像机下发控制指令，如果站内无线网络遭遇恶意入侵，将造成变电站信息外流，监控行为严重紊乱。
1）物理隔离
电力系统内制定了非常严格的网络安全分区机制［10］，站内无线网络必须符合国家、行业的有关安全防护的法规、标准、规定，与电力信息内网完全隔离。
2）设置MAC地址白名单
任何网络中的无线传感器或无线摄像头都拥有一块无线网卡，将终端网卡的合法MAC地址输入到AP的白名单中，其它不在白名单的终端一律被拒绝访问无线AP。
3）隐藏SSID
SSID（Service Set Identifier）服务标识符主要用于区别不同的网络，只有通过身份验证的用户才可以进入相应的网络，防止未被授权的用户进入。SSID通常由AP广播出来，出于安全考虑，可隐藏SSID，此时需要手工设置SSID才能进入网络，此技术可阻止无关的无线网卡搜索到站内无线网络，提高了网络安全性。
4）采用先进的加密技术
WEP是IEEE 802．11的加密标准之一，主要在身份认证和数据传输时对信息进行加密。WEP使用RC4和CRC－32校验，生成40位的密钥。由于该密钥属于静态非交换式，各终端用户共享相同的密钥，因此很容易被破解。WPA采用暂时密钥完整协议（TKIP），使用RC4和MIChael校验，可生成128位的动态密钥。WPA包含了认证、加密和数据完整性3个部分，整体安全性大幅提升。WPA2的校验算法采用了公认非常安全的CCMP讯息认证码以及先进的AES加密算法。WPA和WPA2比WEP具备更强大的加密安全保证和标准，它们通过指定的时间量对数据传输中的安全密钥进行更改，有效地防止了非法入侵者暴力破解密钥，破坏和窃取数据。综合利用上述技术，多管齐下，将有效提升变电站无线网络的安全性，保证变电站远程巡检系统的可靠通信。
4工程实践该项目在上海地区某35kV变电站内搭建了无线通信测试平台
通过传输视频数据，验证无线通信技术在户内变电站的应用效果。测试系统安装在面积为735m2（35m×21m）的35／10kV开关室内，由网络交换机、5dBi增益全向天线、笔记本电脑、720P高清网络摄像机、服务器各一台组成。摄像机采集开关室内设备的视频信息，通过其自带的多媒体格式编解码模块生成MPEG格式视频流，视频流数据通过网络模块传送至接收端，再通过无线局域网传送至服务器。在测试过程中，尽管IEEE 802．11g标准理论速率可达54Mbit／s，传输距离达50～100m，但是由于开关室内安装了大量铠装式金属柜，传输效果都大打折扣，为此，必须使用AP增加信号强度。在接入端使用5dBi增益全向天线后，经测试平均吞吐量达10．52Mbit／s，满足监控点4Mbit／s的带宽要求；同时，无论摄像机处于开关室内任何角落，视频画面清晰流畅，控制数据也没有明显延时。在安全性方面，由于变电站本体建筑物的隔离屏蔽作用，使得站外无法监测到站内的无线网络信号；802．11g使用2．4GHz频段，不会对电力系统中使用的7．5GHz数字微波频段产生干扰；采用可靠的认证和加密技术，更有效避免了无线网络遭遇入侵。通过传输视频数据，充分验证了无线通信技术应用于户内型变电站的可行性，能够满足远程巡视系统对大量监控数据、音频视频信息的需求。
5结语
无线电论文范文第2篇
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.
无线电论文范文第3篇
关键词：无线通信；电网通信；技术分析
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。
（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。
无线电论文范文第4篇
关键词：软件无线电调制器数字上变频器
上世纪90年展起来的软件无线电SDR（SoftwareRadio／Software－DefinedRadio）的基本思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能用软件完成。这是一种全新的思想，它一经提出就受到了广泛的重视。但是，到目前为止，各国对软件无线电的研究还非常有限。由于软件无线电实现的前提是高度数字化，而现阶段的器件水平还不能达到要求，同时软件无线电的设计还缺乏统一标准，因而只能利用软件无线电的思想，根据系统要求，对其结构适当调整，进行系统设计。
本文采用可编程器件和专用器件相结合的设计方法和分层的设计思想，给出了一种基于软件无线电的通用调制器的设计和实现方法，并给出了系统的测试结果。
1总体设计方案
1．1总体方案框图
通用调制器总体方案框图如图1所示。
系统使用的主要器件有四个：通用DSP、可编程逻辑器件（FPGA）、可编程数字上变频器和D／A变换器。其中的两个主要芯片：通用DSP和FPGA均为通用可编程器件。这样，在系统设计时，存在着通用器件的功能定义问题。为了使系统的功能在器件之间进行合理的分配，充分、有效地利用芯片资源，并使系统设计简单、清晰，在软件无线电体系结构的基础上采用了分层的设计方法，将系统的结构分为三层：接口层、配置层和处理层。
（1）接口层
接口层用来与外界通信，控制整个系统的工作模式。接口采用DSP的主机并口（HPI）。图1所示的外部控制器为PC机，即PC机的并口与DSP的HPI口相连并通信，将系统工作模式的控制参数传递给DSP。需要指出：任意带并口通信方式的器件或仪器均可代替PC机，控制系统的工作模式。
（2）配置层
配置层用来给处理层配置参数，由通用DSP完成。DSP根据其主机并口接收到的控制参数调用相应的程序，计算出配置层所需要的各个参数值，并产生相应的时序信号，将计算结果配置给可编程器件FPGA和数字上变频器。
（3）处理层
处理层由FPGA、数字上变频器和D／A转换器组成。当FPGA和数字上变频器的参数配置完后，处理层脱离配置层单独工作。由FPGA产生对应特定比特流、特定调制方式的I、Q信号，并产生特定的时序信号将I、Q信号写入数字上变频器完成调制过程，再由D／A转换器将数字信号变为模拟已调信号输出。
1．2系统的工作过程
系统的工作过程和图2所示。
系统的初始状态是DSP等待主机接口（HPI）中断。当DSP接收到主机接口中断后，调用中断程序。这个中断程序将使DSP执行以下几步：
（1）首先将DSP的XF脚置高，这个信号变低可以使处理层退出工作状态，进入参数配置状态，同时放弃总线，并使DSP获得总线控制权；
（2）DSP从主机并口接收控制系统工作模式的有关参数；
（3）DSP计算处理层需要的各项参数；
（4）DSP将参数写入处理层相应的地址；
（5）DSP将XF脚置低，放弃总线控制权，并使处理层接管总线，进入工作状态。
（6）DSP重新进入等待主机接口中断状态。系统随时可以根据需要改变工作模式，重新配置参数。
2硬件实现
系统的硬件结构比较简单，与总体方案框图的结构基本相同。主要器件有：TI公司的DSP芯片TMS320VC5402、ALTERA公司的FPGA芯片EPF10K30RC240、HARRIS公司的数字上变频器HSP50215和D／A转换器HI5741。
2．1接口设计
本设计充分考虑了系统与外界接口的设计?熏使系统具有很好的开放性和灵活性。
TMS320VC5402的8－bit并行主机接口包含了许多控制信号线，使得它可以通过两个触发器与25针的并口直接相连。外部的设备或器件可以通过这个并口方便地控制系统的工作模式和状态。
在EPF10K30的内部逻辑设计中，有一个随机比特流产生模块，在这个模块中也设计了比特流信号的输入接口，使系统既可以对自身产生的比特流进行调制，也可以对外部输入的比特流进行调制。
另外，在EPF10K30和HSP50215的参考时钟输入引脚也设计了外部接口，通过这些接口可以用外部时钟信号方便地控制系统工作的参考时钟，适应用户的需求。
2．2总线控制
总线控制包括两个方面：总线的电平转换和总线控制权交接。
由于HSP50215和EPF10K30均为＋5VTTL器件，而TMS320VC5402的管脚为＋3VTTL电平，因而需要进行电平转换。所使用的芯片为带三态输出的电平转换芯片SN74LS16244和SN74LS16245。前者为单向芯片，用于地址总线；后者为双向芯片，用于数据总线。
从图1可以看出，系统某些信号线存在着复用的问题。这些信号线包括：HSP50215的数据、地址总线和写控制信号线WR。它们同时与DSP和FPGA的相应信号线相连，因此必须要处理好总线冲突问题。图3为总线控制电路设计。
由图3可以看到，DSP的XF、HOLDA和HOLD信号作为握手信号与EPF10K30中的总线控制模块相连。其中XF是TMS320VC5402的外部标志信号，可以用指令“SSBXXF”或“RSBXXF”将其置高或置低。当DSP放弃总线时，将XF置低，此时FPGA将HOLD置低，使DSP进入HOLD状态，当HOLDA也变低后，FPGA占用总线。当DSP要回总线时，将XF置高，此时FPGA立即放弃总线，同时将HOLD脚置高，使DSP退出HOLD状态。另外，DSP的HOLD信号的非信号与总线电平转换芯片的使能信号相连。这样可以保证不存在总线冲突问题。HSP50215的写控制信号WR也做类似的处理。
3软件设计
系统的软件设计包括两大部分：FPGA的内部逻辑和控制设计以及系统的参数计算和配置。FPGA的内部设计主要完成从基带比特流信号产生一直到对应不同调制方式、不同信息比特、不同码速率的I、Q信号的产生，另外还包括总线控制逻辑和片选信号产生等。
系统的参数包括三个部分：传送到DSP的HPI口的系统工作模式控制参数、FPGA的内部参数、数字上变频器的参数。系统的参数结构可以用图4表示。
系统的工作模式控制参数主要有如下三个：调制方式、基带比特流速率和载波频率。这三个参数由外部控制器通过并口传递给DSP的HPI口。它们处在最顶层，是确定下层各个参数的基本依据。
FPGA内部参数也有三个：基带比特流速率与FPGA参考时钟频率的比值、基带比特流串并转换的位数和IQ信号在查找表中的起始地址。这三个参数分别由基带比特流速率和调制方式决定。
成形滤波器参数对于根升余弦或升余弦滤波器而言也有如下三个：滚将系数α、内插倍数IP和跨越的码元周期数目DS。这三个参数是中间参数，它们并不会直接配置到数字上变频器中，而是计算成形滤波器系数的参数。根据系统的工作模式控制参数，可以确定最佳的成形滤波器参数。
数字上变频器参数，即HSP50215的内部参数，数目比较多，包括：重采样频率高、低位控制字；载波频率高、低位控制字；调制方式控制字；增益控制字；FIFO深度控制字；成形滤波多项式控制字（包括DS和IP）；复位控制字；同步启动控制字以及I、Q两路各256个成形滤波器系数。总共需要配置的参数为522个。这些参数分别根据系统的工作模式参数和成形滤波器参数确定。
正确计算出上述各个参数，并正确地配置到芯片EPF10K30和HSP50215内部，就可以得到正确的已调信号。
4测量结果
本次实验用实时频谱分析仪TEK3086对系统所产生的各种已调信号进行了观测，图5给出部分观测结果，包括BPSK、QPSK、8PSK和GMSK。
图5中各种已调信号的基带I、Q信号的符号速率均为5ksps，载波频率均为1MHz。每个图中又包含四个小图。左上角为中频信号的频谱图；右上角为星座图；左下角为I路信号的眼图；右下角为Q路信号的眼图。眼图的张开度以及星座图中各个矢量点的离散程度（矢量幅度误差的大小），表明了系统码间干扰和噪声的大小，也是衡量调制器性能的两个重要参数。图5（a）、（b）、（c）采用根升余弦成形滤波器，内插倍数IP＝16，跨越的码元周期数目DS＝4，滚降系数分别为：0．5、0．7和0．7。图5（d）采用高斯成形滤波器，IP＝16，DS＝5，BT＝0．3。比较这四个图可知：BPSK和GMSK已调信号的眼图张开度最大，矢量幅度误差最小，信号性能最好，QPSK信号次之，8PSK信号眼图张开度最小，矢量幅度误差最大，与理论分析一致。从测量的结果来看，系统具有较好的性能，有一定的实用价值。
无线电论文范文第5篇
关键词：无线通信；RX5000；TX5000；足球机器人
RX系列和TX系列无线收发芯片是RFMicroDevices公司专门为小范围单向无线通信设计的集成电路。该系列芯片具有体积小，功耗低，价格便宜等优点，而且性能稳定，容易使用。芯片中集成了几乎所有的无线通信功能。由于所需外设很少，因而电路设计简单，是小范围无线控制以及数据通信的理想选择。本文介绍的RX5000、TX5000就是一组配套使用的无线收发芯片，以它们为核心进行电路设计可以实现完整的无线通信系统。当然，两个器件也可以单独使用，可设计构成独立的无线接收器和发射器。
1RX5000和TX5000的特点
RX5000接收器和TX5000发射器芯片的工作频率均为433．92MHz，工作电压为2．2～3．7V，工作温度范围为－50～＋100℃，它们支持高达115．2kbps的数据传输率。
RX5000、TX5000均提供有休眠模式（SleepMode），这使其在没有数据通信的时候可以降低芯片的功耗。TX5000有On－OffKeyedOOK和Ampli-tude－ShiftKeyedASK两种可选的工作模式。在OOK工作模式中，信号输出端以通断脉冲来表示信号“1”和“0”；而在ASK工作模式中，输出信号则分别以高、低电平来表示信号“1”和“0”；休眠模式的信号端通常被置于高阻状态。OOK模式的功耗较低，但数据传输率也低（10kbps）；ASK模式的功耗较高，但数据传输率也较高（115．2kbps）。由于在ASK模式时，信号可调幅，因此抗干扰能力也较强，所以大多数应用都采取ASK模式。工作模式的选择可通过CNTRL0和CNTRL1引脚来设置。
一般情况，设计时都将RX5000与TX5000配套使用，但RX5000应选择与TX5000相同的工作模式。此时，RX5000的CNTRL0、CNTRL1引脚仅用于工作模式与休眠模式的切换，而OOK模式与ASK模式的选择则将对应于不同的电路。
本文着重介绍RX5000、TX5000的功能及应用，而对其工作原理和内部结构，读者可参考相关技术手册[1][2]。
2RX5000和TX5000的引脚功能
2．1RX5000引脚功能
RX5000接收器芯片具有20个引脚。图1所示是其引脚排列图，各引脚的具体功能如下：
GND1，GND2，GND3：参考接地端。
VCC1，VCC2：电源端，它们与地之间须接有旁路电容。
AGCCAP：自动增益控制端，该引脚与地之间所接的电容可设定保持AGC（自动增益控制）的最小时间。该保持时间的设定可以避免AGC发生颤动。对于给定的保持时间tAGH（μs），接地电容CAGCμF的值可按下式计算：
CAGC＝19．1tAGH
但应注意，AGC的保持时间不应太长，否则会导致反应变慢而影响电路的灵敏性。
PKDET：峰值检测控制端，该引脚与地之间所接的电容可设定峰值检测器衰减倍数，若使其衰减率固定在11000，对于给定的基带电容CBBO来说，接地电容CPKD的值可按下式计算：
CPKD＝0．33CBB0(pF)
BBOUT：基带输出端，该引脚通过一电容CBBO与CMPIN相连可驱动内部数据限幅器。
CMPIN：内部数据限幅器输入端。
RXDATA：接收器数据输出端，在休眠模式时，该引脚被置于高阻态。
NC：悬空。
LPFADJ：低通滤波器带宽调整端，其带宽可由该引脚的接地电阻RLPF来设置，它们之间具有如下关系式：
RLPF＝1445／fLPF(kHz)(kΩ)
RREF：外接参考电阻端，通常应接一100kΩ的电阻到地。
THLD1：数据限幅器（DS1）阈值设置端，该引脚一般通过一电阻RTH1与RREF相连，其阈值与该电阻的阻值成正比。若将THLD1与RREF直接相连，则阈值为0；通过电阻相连时，如果THLD2端悬空，则RTH1的阻值范围为0～100kΩ，提供的THLD1阈值范围为0～90mV如果同时使用THLD2端，则RTH1的阻值范围为0～200kΩ，而其提供的THLD1阈值范围亦为0～90mV。
THLD2：数据限幅器（DS2）阈值设置端，该脚用法与THLD1相同。RTH2的阻值范围为0～200kΩ，提供的THLD2阈值范围为0～120mV。
PRATE：脉冲占空比调节端。
PWIDTH：脉冲宽度调节端。
CNTRL1，CNTRL0：芯片工作模式选择端。当CNTRL1与CNTRL0均为高电平时，选择接收模式；两者均为低电平时，选择休眠模式（SleepMode）。应当注意：这两脚不能被空置。
RFIO：接收器无线信号输入端，该端一般在使用时接天线。
2．2TX5000引脚功能
TX5000引脚排列如图2所示。其主要引脚的功能如下：
TXMOD：发送数据输入端。
CNTRL1，CNTRL0：芯片工作模式选择端。当CNTRL1为高而CNTRL0为低时，为ASK模式；而当CNTRL1为低且CNTRL0高时，为OOK模式；CNTRL1和CNTRL0均为低时，为休眠模式。
RFIO：无线信号输出端，使用时接天线。
3无线收发电路
采用RX5000和TX5000设计的无线接收和发射电路分别如图3、图4所示，这两个电路均被设置为ASK模式。
4足球机器人无线通信应用
实际上，上述无线收发电路可以方便地嵌入到各种测量和控制系统中，以用于仪器仪表中的数据采集、无线数据通信以及计算机遥控等。下面介绍RX5000和TX5000在足球机器人无线通信系统中的应用方法。
机器人足球是近几年在国内外迅速开展起来的高技术对抗活动，已举行了多届微型机器人世界杯足球比赛，有十余个国家的二、三十支代表队参赛，已经达到相当的规模和水平3。足球机器人系统由机器人、视觉系统、主机系统和无线通信系统组成。主机系统与机器人之间通过无线通信联系。具体来说，就是主机通过发射器以无线方式发送动作命令，然后由机器人上的接收器接收，这实际上就是一个单向通信系统。
