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扩频技术论文

时间:2022-10-09 13:43:25

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇扩频技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

扩频技术论文

第1篇

关键词:无线扩频通信技术带宽

扩频技术就是将所传输信息的带宽扩展很多倍,然后发送出去,这时发送信号所占据的信道带宽远大于信息本身的带宽,例如,传输一个9600bps的数据流,其基带带宽不到10kHZ,但用扩频技术传送时,它所占据的信道带宽可以被扩展到300kHZ或更宽,与此同时,调制到高频的信号发射功率谱也将大大降低。下面简要介绍一下无线扩频系统:

1扩频系统的基本设备组成

(1)扩频电台:

扩频系统的核心设备是扩频电台。PN码扩频以及调制到2.4GHz的高频载波上都是由它来完成的。目前国内经常使用的电台主要是美国的Pcomcylink电台、Utilicom电台、加拿大DTS电台和Comlink电台等。

(2)复用器:

有时在一个地方不仅要传输一路数据,可能还要传输几路数据甚至话音、图象,而电台却只有一部,这时就要用到复用器。它能将几路数据或话音等有机地合成为一路,并将其传送给本地的电台,最后由电台象发射一路数据时那样将其发送出去。而在遥远的接收端则执行与上述相反的过程,同时按发射时的规律便可以将几路话音和数据分开。目前国内经常使用的复用器主要是美国Motorola复用器、以色列RAD公司复用器等。

(3)天线及馈线:

天线和馈线是将高频信号从电台辐射到空间或从空间接收并传输到电台的设备。目前国内经常使用的天、馈线主要是与电台配套的原厂产品。

2扩频系统的组成

(1)点对点方式:

点对点方式实际上是一种一一对应的工作方式,这种方式简便、易行,同时也可以组成多个点对点的系统,其各点之间通过适当的设置可以互不影响。示意图见图1。

(2)点对多点方式:

点对多点方式是一种被称为“一对多”或“多对一”的经济型扩频方式,也有人称之为“一点多址”。它使用轮询的原理,由一台主机对所有从机进行轮询并指定其中的一台从机与通信。这种方式与点对点方式比起来可以节省很多电台,但其传递的数据量比较少,且相对速度较慢。其示意图见图2。

(3)中继方式:

中继方式一般用在通信距离过长(超过50km)或两通信点之间有阻挡(如高山或建筑物等)的较特殊情况下,是一种“接力”或“迂回”的通信方式。其示意图见图3。

图3中继方式无线扩频示意图

3扩频设备性能

其基本配置有1话1数,2话1数,2话2数或更高的配置,最多可以配置到几十路话音或数据。在维修方面,一直困扰着国内同行的复用器维修问题,现已有较大的突破,已能做到芯片级维修。这一突破使用户设备维修周期从原来的5到6个月缩短到7至10天。

第2篇

论文摘要:扩频通信是现代通信系统中新的通信方式,它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能,频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1.抗干扰性强

扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的.现代电信网络分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ISM(Industry Scientific Medica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM 频段,包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用 .

扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(Internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。

参考文献:

[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2004.

第3篇

【关键词】LS码载波码分多址系统误码率

一、LS码简介

多载波码分多址(MC-CDMA)技术是将正交频分复用和码分多址技术相结合,集两者优点于一体的一项新技术,它采用扩频码对原始数据扩频后将每个码片调制到不同的子载波上,可获得频率分集的效果,对于这种技术接入码的相关性能非常重要,这里将李道本教授发明的一种新型的扩频码一零相关窗互补码(LS码)应用于MC-CDMA系统中。LS码是一种具有互补相关性质的码,每个LS码均由两部分C码和S码构成,采用由两位二进制正交基和生成树扩展方式生成长为64的LS码,得到相关函数仿真图,如图1可看出LS码的互相关函数在原点附近是零,这个区域被称作无干扰窗,在此窗口内可以减小甚至消除符号间干扰和多址干扰。自相关函数在无干扰窗口内自相关值为一脉冲值。从其相关函数仿真图中可看出LS码的相关性能优良,适宜应用于多载波码分多址系统从而降低误码率[1][2]。

二、MC-LS-CDMA通信系统模型

2.1发射机模型

LS码应用于MC-CDMA系统的发射机结构如图2所示。发送端对用户数据bk(t)进行串并变换,转换为M个并行分支,然后将每一个并行分支码元分别与扩展码sk(n)的不同码片相乘,完成频域扩频操作。sk(n)的码长为N,那么总的并行分支有M×N个。这N个并行数据被分别调制到N个正交的子载波上得到一个多载波符号。每个多载波符号的前部插入一个保护间隔是为了消除由多径而引起的符号间干扰ISI。最后信号被载波fc(t)进行频谱搬移形成射频信号后发送出去[3]。

2.2接收机模型

MC-CDMA接收机的部分结构示意图如图3所示,假设信道为频率选择性瑞利衰落信道。在下变频后,N个子载波首先利用FFT进行解调,然后与一个增益系数Gkj相乘后将被扩展到各子载波的能量相加。形成判决变量。在考虑信道的情况下,简化后的接收信号即为第m个分支的多载波接收信号:

此MC-LS-CDMA系统用到的扩频序列LS码码长为20,所以原始数据被调制到20个载波上。两个用户的原始数据经过此仿真系统可以恢复原始数据,LS码在MC-CDMA系统的可行性得到了验证。

四、基于LS码的MC-CDMA系统误码率仿真

系统仿真条件为:采用的原始数据个数为104,调制方式为BPSK,高斯白噪声信道,MC-LS-CDMA系统采用的是68个子载波,本文考虑的用户数为1,4,8,16。观察图5可知,单用户与多用户的BER性能几乎没有差别,这说明基于LS码的MC-CDMA系统在多用户的情况下具有良好的抗多址干扰(MAI)性能,这是由LS码具有理想的自互相关特性所决定的[5]。

参考文献

[1]施建超,黄华. LAS码的构造及LAS-CDMA相对于传统CDMA的优势.通信技术,2007(12)

[2] Hancheng Liao,Daoben Li,Qingrong Zhang.An example of LS codes. ICCC China 2004,Beijing,Oct. 2004:pp. 918~920

[3]高红梅.多载波CDMA系统的改进方案和序列应用研究[D]:[硕士学位论文] .重庆:西南交通大学. 2007:36-39

第4篇

关键词:扩频测距 simulink 测量精度 测量距离

中图分类号:TN914.42 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)10-0107-02

1 引言

U频通信是现代通信的一个重要分支和发展方向,信息在传输过程利用伪随机序列对被传输信息进行频谱扩展,使其具有远远大于信号自身传输过程中所需要的带宽,在接收过程中使用相同的序列进行解扩并恢复原始数据信息。它在抗噪声干扰、抗多径衰落、码分多址等方面同传统无线通信相比具有无可比拟的优势。其自诞生之日起,就得到了广泛重视,现逐步发展成为前景极为广阔的一种通信方式。扩频测距是利用扩频通信来进行测距的一种测距方式,一般采用一个较长周期的pn码序列做为发射信号,在接收端通过该pn码与目标反射回来的pn码序列的相位进行比较,通过两个码序列的码片差,得出时间差,进而换算出所要测量的距离。

本文利用matlab的可视化工具simulink对扩频测距系统进行了仿真,对该系统的扩频增益、干扰噪声与抑制及伪随机码的跟踪与捕获比进行了研究,为扩频测距系统在实际环境下的应用提供了依据。

2 理论基础

2.1 直接扩频系统

2.1.1 直接扩频系统的理论基础及基本原理

直扩的基本工作原理是在发送端信源加入高速的伪随机序列使得信号的频谱得以扩宽,展宽后的信号再经过调制发送出去。在接收端使用相同的本地伪随机序列对接收到的信号进行解扩并解调,恢复出原有信号。其理论基础源于香农定理:在高斯白噪声干扰条件下,系统的传输最大速率或信道容量为:

式中:C为信道容量;B为信号带宽;S为信号平均功率;N为噪声功率。

由香农公式可看出:

(1)可以通过增加传输信号的带宽或增加信噪比的方式,来实现系统信息传输速率的增加,使系统信道容量增加。

(2)针对一个指定的信道容量,可以通过信噪比和带宽的适当互换来保证信道容量不变。

(3)当带宽展宽时系统噪声功率也会变大,信道容量不能通过增加带宽而无限制增大。

由此可知在信道容量一定的条件下,信号功率和信号带宽可以形成互换。当然并不是任意系统随意扩展其传输带宽后就一定会得到信噪比的互换,我们在实际通信系统的设计中,应选择最有效的方式来实现这种信噪比和带宽的互换,扩频技术就是一种有效的方法,在强干扰的环境下它仍然可以保证良好的通信质量。

2.1.2 伪随机序列

扩频系统的扩频是通过伪随机序列乘上原信号来实现的,因此随机序列具有良好的随机特性和相关特性。本文选用的m序列是由移位寄存器加上反馈后产生的一种常用的伪随机序列,其具有产生容易,自相关性好,互相关值小等优点,m序列特有的尖锐的自相关特性,正是码捕获时可选用滑动相关法进行捕获。

2.2 直接扩频测距的基本原理

直接扩频测距系统利用目标反射回来的pn码与接收端原pn码的相位进行比较,得到两个码序列的相位差,进而得出与待测物体间的距离。直接扩频测距系统包括发送端、信道、及接收端,发送端对信源出来的原始数据信号依次进行信道编码、直接序列扩频调制、BPSK调制,而后进入信道,在信道中加入了噪声和干扰,在接收端进行码同步后完成解扩及解调。其中在PN码捕获的时候,利用PN码的自相关性而产生的峰峰值得到两个码同步所需要的时间,进而得到所测的距离。

3 系统设计

3.1 发送端

直接扩频测距系统的发送端包括扩频调制和bpsk调制。扩频调制通常是将待传输的基带数字信号与扩频码在时域相乘,源信号经过扩频后,得到远大于源信号带宽的宽带信号。本文选用n为8的m序列,周期为 。

载波调制是用基带信号去改变载波信号的幅度、频率等参数,进行信息传送。这里使用的是BPSK调制。调制后输出为,其中

3.2 信道

信道是通信传输的媒介,在无线电通信传输中存在许多干扰。信号传输过程中要尽量消除和减少干扰。本论文在信道中加入了单频窄带干扰,这种干扰在频率上与通信频率相同,可形成同频干扰,且频带很窄,使得干扰信号的能量全部落入有用信号频带内,对有用信号形成干扰。同时在系统加入干扰抑制模块,干扰抑制的核心思想就是在直扩信号解扩前把强干扰能量消除,避免干扰进入接收端进而超过直扩系统的干扰容限。使其信噪比降低到直扩系统干扰容限范围内,实现对信号的正确接收。其理论基础是利用信号与干扰在时域和频域的特性差别来检测和消除干扰。本文应用傅里叶重叠变换抑制干扰,利用窄带干扰集中在很窄的频带范围内,在频域上形成很窄的尖峰,通过对频域内的混合信号进行检测,找到干扰的位置并将这些频谱线去掉。

扩频接收机的关键技术在于PN码同步,在扩频系统中,要正确地进行解扩,必须进行相应的伪码同步。在接收端使用一个与发送端相同的PN码,对反射回来的码进行比较,实现码同步。这也是测距的关键所在。这里使用的是滑动相关法进行伪随机码的捕获。本地PN码与反射回来PN码进行互相关运算,利用其自相关特性和互相关特性,当两个PN码完全重合时出现尖峰值,即此刻两码组实现同步。若没有同步,则本地码延时一个码片,继续上步计算,则直到两码片重合为止。对延时的时间进行计数,就可得知两个码片同步所需要的时间,即通过此时间可换算出两地之间的距离。

3.3 载波同步

接收信号在完成解扩之后要进行解调。在相干解调时,接收端需要用一个与所接收信号完全相同的相干载波进行提取,这个过程叫做载波同步。这里采用自同步的方法,载波同步是搭建Costas环完成载波同步的仿真。

3.4 距离测量

在PN码同步时,计数器1在PN码时钟的触发下由0到n-1计数,其中n是m序列的位数,若计数器计满n时将计数器2清零进入下一轮计数。计数器2在时钟触发下对接收码与本地码互相关运算,门限判决电路的作用是将计数器2在n个码元r间内与门限进行比较,若大于门限,输出0,小于门限,输出1。当输出1时,时钟产生电路则扣除掉本地伪码产生的一个时钟脉冲,本地伪码发生器将延时一个码片,就相当于本地码在滑动,一直到无窄脉冲输出时,码相位就对齐了。计数器1则记录了码片延时的个数,通过码片延时的个数能计算出延时时间,进而计算出所测的距离。

4 仿真与结果分析

直接扩频系统采用n为8的m序列,扩展频谱宽度为。采用BPSK调制,扩频调制仿真模块如图1所示。

在信道中加入信噪比为10dB的高斯白噪声和中心频率为510kHZ的单音窄带干扰,系统的数码率为1kb/s,扩频码率255kb/s,载波为510kHZ。

而后在系统中加入干扰抑制模块后,FFT变换采样点个数为8192,窗函数使用切比雪夫窗,阻带衰减度为80dB。加入干扰抑制模块后,波形输出如图2所示,从图中可以看出,经过加窗处理和重叠变换后,干扰大幅度降低,信号损伤大为减少。FFT的干扰抑制技术还能同时处理多个干扰,因此具有良好的抗多径衰落的能力。

Pn码同步时采用255bit、速率为255kb/s的本地pn码,码同步后输出波形图3可以看出中间一路信号在0.005s时出现尖峰值,仿真在两个码片周期内能够得到明显相关峰,PN码同步完成。在载波同步仿真中通过构建Costas环完成解调,载频为500kHz,与发送端调制时有10kHz频差。其控制电压大小与调制信号无关,只取决于相位差。从仿真结果图4可见最终的包络信息含有噪声,符合解调要求,成功解调。

5 结语

本文在simulink中搭建了扩频测距的仿真平台,并在整个系统仿真中加入了常见的窄带单频干扰和高斯白噪声,重点分析了扩频调制和码同步两个关键步骤,系统设计中加入了窄带干扰抑制模块,接收并解扩后的信号与发出信号基本一致,误比特率低。通过仿真验证了系统的可行性。结果表明系统的频带扩展宽度符合预期,在信道中存在较大干扰的情况下,抗干扰能力良好。滑动捕获码同步法估算测距距离的算法简单有效,满足实际运用需求。

参考文献

[1]Roger L.Peterson.扩频通信导论[J].电子工业出版社,2006.

[2]Gordon.LStubber.移动通信原理[J].机械工业出版社出版社,2005,6.

[3]窦中兆.CDMA无线通信原理[J].清华大学出版社,2004,2.

[4]张欣.扩频通信数字基带信号处理算法及其vlsi实现[J].科学出版社,2004,8.

第5篇

关键词:GNSS;中频信号;弱信号;检测;仿真

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)32-7208-02

利用GNSS信号模拟器可以将精确可控及可复现的测试环境提供给研发及验证阶段的GNSS接收机,从而有效确保GNSS接收机的研发成功率【1】。当前,GNSS软件接收机已经成为卫星导航领域技术主要的发展方向,而对软件接收机核心算法的验证则需要有GNSS中频信号作为支撑。同时,在高灵敏度的接受机中,由于其能够检测到弱信号,因而可能将强弱信号见的互相关峰错误地当成弱信号的自相关峰,从而使得卫星信号产生严重的互相关干扰。文中通过对强信号互相关干扰的估计,并对检测门限作自动调节,从而有效解决互相关干扰与高灵敏度间的矛盾。

1 GNSS中频信号模拟器架构设计

GNSS中频信号模拟器架构

1)GNSS中频信号模型。鉴于GPS与其他卫星中频信号如COMPASS及GALILEO的数学模型相似,因此仅仅分析GPS波段C/A码即可【2】。设第i颗卫星发送的波段C/A码信号在途经空间环境传播之后,其信号多普勒频率可表示为:

[fd=-vi-vuc?lifL1] (1)

式中:vi—第i颗卫星速度矢量;vu—接收机速度矢量;li—接收机到第i颗卫星的方向余弦。其中包括所有可见卫星的中频信号表达式为:

[SIF=i=1N2PtDi(t-Td-δtiono)Ci(t-Td-δtiono)cos(ωIF+ωd)?t-ωLO1δtr+?0] (2)

式中:[Pt]—接收机接受到第i颗可见卫星信号的功率;TP—从卫星自接收机的集合传播延时;[δtr]—接收机时钟差;[δtiono]—电离层延时;[ωLO1]—本地振荡器频率;[ωIF]—期望的中频信号频率;[?0]—初始相位。

2)GNSS中频信号的仿真实现。将采集的卫星数据在Matlab仿真环境下进行捕获仿真验证。确定采集到卫星数据的A/D采样频率以及数字中频IF,然后选取1ms的电文数据加以处理。用1bit量化方式将采样信号读入Matlab仿真软件内,以便能节省存储空间,从而获取更多的卫星数据。首先,由于不清楚采集到的数据对应的是那些被捕获的卫星,所以需要对规定范围内的所有卫星进行盲捕;然后选取卫星中捕获效果最好者作为研究试样;接着将输入信号与本地信号的捕获结果加以对比,在相应频率图找到该卫星的C/A码起始点,并计算出对应的初始相位;最后,通过通过相位关系,得到精细频率分辨率,验证算法的正确性。

2 GNSS弱信号接收检测算法

互相关干扰作为高灵敏度GNSS接收机工作稳定的重要影响因素,根据GNSS中频信号的仿真结果表明,GNSS接收机在采用1s的非相干积分及20ms的相干积分,在二者不存在互相关干扰条件下,能够接受到-160dBm的弱信号。

1)累积方法

为了能够得到可靠的以及信噪比较高的判决量,一般情况下都需要对多个伪随机码周期进行组合和累加,组合能够有效削弱噪声,提高信号检测的成功率,通常采用的组合方法有相关干积分、非相干积分和差分相干积分等。在对弱信号进行捕获时,首先需要接收20ms的数据比做多普勒补偿以及预处理,使之变成两个1ms的数据段。然后,为了找出该多普勒频移的码相位及最大相关值,需要将这两个数据段做并行码相位搜索算法处理。接着利用多普勒频移与补偿值的差便得到信号多普勒频移的真正值。最后通过比特交替法思想,以相干积分作为基础并作非相干积分,有效捕获弱星信号。

① 信号相干积分。将接受到的卫星信号去载波在于本地码作相关解扩之后,所得的正交信号可表示为:

式中:T—相干积分时间;A—信号幅度;f—残留载波频率偏差;[?]—残留载波相位偏差;D—调制数据位;[τ]—输入信号与本地信号码相位偏差;c(t)—扩频码;k—干扰信号;R([τ])—扩频码自相关函数;n1、nQ—独立同分布的窄带高斯白噪音。

将载波频率误差与码相位误差忽略不计,则信号相干积分后的信噪比可表示为:

[A22σ2=C/N0×T] (4)

式中:C/N0代表的是信号功率与噪声功率密度之间的比值,由公式可知相干积分时间T与相干积分后的信噪比之间成正比的关系,因此,适当增加相干积分时间,能够提高相应接收机的灵敏度。

② 信号非相干积分。由于相干积分时间通常会受到多普勒频偏及导航数据位翻转的限制,因此,一般情况下会采取非相干积分来提高接收机的灵敏度。当存在信号时,表示信号功率的s2为公式(3)第一项的平方,即:

当不存在信号时,表示其他唯心信号对期望接受信号的互相关干扰功率之和的s2,为公式(3)第二项的平方,即:

式中:[Rk(τk)]—期望信号扩频码与干扰信号扩频码的互相关函数;T0—扩频码的周期。由公式可知,其对期望接受信号的互相关干扰伴随干扰信号功率的增大而增大,并且,互相关干扰功率在fk(载波频率误差)\的值取在1/T0附近时最大,而互相关干扰功率伴随fk的值远离1/T0时显著降低。

2)半比特和全比特算法

① 交替半比特算法

采用交替半比特算法时需要用两个非相干积分,在计算的过程中首先需要选取20N(N=1、2、3…)数据长度,将这些数据长度分为10ms,如下图所示,然后在每个分组中进行相关积分,同时将这些结果记作为[Yn(n=1,2,3,....)],接着再将[Y1,Y3,Y5]……等奇数组和[Y2,Y4,Y6]……等偶数组进行相干累加,其表达式如下(12):

[YA=Y21+Y23+...+Y22N-1YB=Y22+Y24+...+Y22N]

② 全比特捕获算法

对于GPSL1信号来说,全比特算法的目的主要是为了进行寻找导航电文比特跳变的边沿,再寻找到的导航电文的比特翻转位之后,将会从数据跳变的边沿进行导航数据周期的相关积分,然后进行累加计算。在计算后将输入的数据向后移动1ms,然后接着取出取相同的20ms的数据进行相关积分,然后进行累加计算,重复多次后,进行比较累加结果,从中找出最大的峰值,最后再将其与门限值进行比较,如果比较结果峰值大于门限值,则说明捕获到信号,否则失败,其中全比特算法示意图如下图2所示:

3 结束语

当前,GNSS软件接收机已经成为卫星导航领域技术主要的发展方向,GNSS中频信号模拟构主要包括GNSS导航电文仿真模块、载体运动轨迹生成模块、信号状态参数设置模块、GNSS中频信号生成模块,其准确性可以根据信号品质、信号捕获和跟踪、数据调制与解调以及导航定位解算来加以验证。同时,由于互相关干扰作为高灵敏度GNSS接收机工作稳定的重要影响因素,因此,可以根据干扰信号的强弱,通过增加或降低检测门限的方法,达到提高灵敏度的效果。

参考文献:

[1] 陈坡,孙付平,李海峰,等.GNSS中频信号模拟与实现[J].山东理工大学学报(自然科学版),2012,26(6):78-81.

[2] 李秋实,姚铮,陆明泉,等.改进的软件GNSS中频信号模拟器设计[J].计算机仿真,2013,30(1):120-123,249.

[3] 李慧.GNSS中频信号仿真及弱信号接收算法研究[D]. 南京:南京理工大学,2013.

第6篇

关键词:四课法;毕业设计;空天作战;卫星测控

中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0200-02

本科毕业设计作为大学四年最后一个重要的教学环节,长期以来受到指导教师的重视和关注,创新研究了各种有效途径,取得了很好的实践效果。[1-3]笔者所在的课题组基于多年的本科毕业设计指导实践经验,深入分析了国防科学技术大学军事指挥类学生和工程技术类学生不同的特点,考虑到大范畴下单个毕业设计课题研究的局限性,分别设置了相应的专题作为毕业设计课题,受到了学生的广泛好评。

在本科毕业设计指导实践过程中,课题组基于专题式本科毕业设计指导方案,提出了“四课法”本科毕业设计专题指导方法。针对军事指挥类学生,为促进空天作战力量建设和“天战”优秀军事指挥人才培养,基于空天作战背景,设计了空天作战专题作为毕业设计选题。另外,针对测控技术与仪器专业学生的专业特点,充分结合理论和实践,软件和硬件能力的双重训练,设计了卫星测控专题作为毕业设计选题。通过空天作战专题和卫星测控专题本科毕业设计的指导研究与实践,深入分析和总结了专题毕业设计指导的相关经验,对后续毕业设计指导工作具有重要的指导意义。

一、本科毕业设计专题设计

1.军事指挥类学生本科毕业设计专题设计

自20世纪90年代至今,国际上发生了几场较大规模的局部战争,其中一个不容忽视的重要特点便是空天领域的军事应用,空天作战的概念应运而生。空天作战是指以航空航天力量为主,在其他有关力量的配合下,为达成一定的作战目的,根据统一计划和统一指挥,在空天战场共同进行的以空天威慑、空天支援和空天攻防为主要方式的作战行动。[4]未来战争,谁能够掌握空天的“制高点”,谁必将掌握战争的主导权。近年来,世界主要军事强国都争先发展空天作战力量,太空领域的竞争更趋激烈,空天战场的地位将进一步凸显。随着航空航天技术的发展,未来高技术局部战争将首先从外层空间开始,空天战场将成为敌对双方激烈争夺的战略高地。

为了保卫国家的空天安全,有效防御军事强国的空天威胁,需要科学深入地研究空天作战问题,理解和系统掌握空天作战的有关理论,对空天作战中的相关技术问题进行前沿探索。结合国防科学技术大学军事指挥类学生的培养目标和特点,笔者所在的指导团队结合空天作战相关的人才培养的迫切需求,确定了“空天作战专题”作为学生的本科毕业设计课题。因此,本毕业设计专题不仅具有很强的军事应用背景,而且具有明确的研究意义。

以空天作战为背景,从争夺制天权的基本手段、空间信息的获取及在空天作战中的应用、空间环境监测、美国空天作战相关研究对我军的启示、空天作战系统中的目标选择、攻击和防御等方面展开研究,精心设计了14个子课题以供14名军事指挥类学生选择,每个子课题都是空天作战背景下相关问题的具体描述。专题包含的14个子课题是一个有机整体,有利于学生在毕业设计过程中资源共享,相互交流和探讨,群策群力,在有限的毕业设计时间里掌握更多的相关知识。

2.工程技术类学生本科毕业设计专题设计

课题组所指导的工程技术类学生来自于测控技术与仪器专业(以下简称“测控专业”),该专业一直被学生称为“万精油”专业。因为测控专业所涉及的领域很宽,它集计算机、软件、网路、传感、电子、机械、光学等多种技术于一体,用于解决实际工程中的控制管理、信号获取、传输和处理等一系列问题。[5]但随着我国航天事业的飞速发展,“航天测控”成为测控专业学生耳熟能详的领域,更愿意将本专业和航天技术的发展同等看待。航天测控是反映一个国家综合科技实力的重要标志之一。作为当今世界最尖端的领域之一,航天测控涉及天文、天体力学、空间控制技术、电子信息、数值计算等多个尖端学科。作为测控专业的本科毕业生,迫切希望通过毕业设计更深入地了解航天测控相关的技术细节。

针对5名测控专业学生,以卫星测控为背景,确定了“卫星测控专题”作为学生的本科毕业设计课题。从卫星测控星载仪器电路原理与设计、卫星测控星载仪器信号设计与合成、卫星测控星载仪器信号接收与处理、卫星测控中的扩频信号捕获技术研究、卫星测控中的扩频信号跟踪技术研究,精心设计了5个子课题,每个子课题都是卫星测控信号流程中的重要环节,环环相扣,最终构建了一个完整的测控实验平台。有利于在毕业设计过程中培养学生的团队协作精神,加强学生间的交流与探讨,共同将卫星测控领域的技术细节理解的更加透彻。

二、“四课法”本科毕业设计专题指导实践

专题式本科毕业设计与传统的“一对一”本科毕业设计之间的不同之处在于学生从给定的子课题中选择一个子课题开展毕业设计工作,所有学生要了解专题的整体情况,同时要求每人独立完成一题。所有子课题是一个统一的整体,指导团队通过开展相应的指导,确保每个学生都能在规定的时间内进行较为深入的研究,最终完成优秀的毕业论文。指导团队包括10名教师,作为一个整体,由负责人协调进行全面指导工作,同时根据教师的专业特长,确定具体指导的子课题。在整个指导过程中,提出了“四课法”本科毕业设计专题指导方法,在四个重要阶段集中指导,以确保毕业设计指导工作进行的更加高效。

1.下达任务课:明确任务,充分交代

在学生选定相应的子课题之后,教师将下发《本科毕业设计任务书》(简称《任务书》)。在学生初步理解《任务书》的基础上,给学生们上第一课:下达任务课。

对于学生来说,本科毕业设计是一个全新的重要环节,它不同于前三年的课堂教学,也不同于任何之前进行过的教学、实验等单一训练,它是一个综合的“项目”,所以学生在拿到《任务书》后会非常困惑,不知道具体该做什么,如何做。这就迫切要求教师能够在第一时间把握学生的心理特点,针对他们的疑问,逐一解答他们的困惑。在下达任务课上,教师要积极引导学生“发问”,这样才能有的放矢的解决他们最关心的难题,达到更好的指导效果。“好的开始,是成功的一半。”在第一课上,教师要针对问题充分交代,帮助学生充分理解《任务书》的要求,让他们明确自己的任务:需要哪些基础知识,需要补充学习哪些新知识,任务的最终目标是什么,各个过程环节该如何实施?每一个方面都要交代清楚,让学生彻底打消疑虑,给他们建立自信心,为接下来的毕业设计奠定坚实的基础。

2.开题报告课:确定方向,引导思维

学生在充分理解《任务书》研究内容的基础上,通过查阅相关参考文献,将各个任务进一步细化,提炼出课题的关键问题,提出课题研究的基本方法,并制定详细的研究计划,完成《本科毕业设计开题报告》(简称《开题报告》)。

《开题报告》是学生开始进行毕业设计实质性工作的第一步,也是毕业设计环节第一次由学生主导,向教师提交撰写材料。开题报告课作为毕业设计指导的第二堂课,教师需要着重从以下几个方面把握,协助他们确定明确的方向,引导学生的发散思维,为下一步毕业设计工作制定可行的计划。

(1)对专题及子课题的认识:学生针对不太熟悉的专题领域,要了解自己子课题的研究内容,必须要全面认识子课题所在的大专题背景。所以开题报告中,要简要介绍自己对专题及课题的认识。

(2)本课题国内外研究现状及发展趋势:要明确课题的具体研究内容,首先要对国内外的研究现状进行全面了解和梳理,准确分析它的发展趋势,找准课题的研究方向。

(3)课题在理论与实践上的意义:学生选择一个子课题,最初对课题的意义并不完全清楚。通过开题报告课,教师根据学生分析的课题在理论与实践上的意义,点评相关的内容,为后续工作的展开明确方向。

(4)课题需要解决的关键理论问题和实际问题:课题研究的核心内容是解决一定的理论问题和实际问题,这是学生必须把握的内容,也是开题报告课最重要的部分。教师要根据学生《开题报告》的内容分析他们的思路,从各子课题展开,确保每个学生都能理顺课题的关键问题。

(5)课题研究的基本方法、实验方案及技术路线的可行性论证,并估计在进行论文工作中可能遇到的困难、问题和解决措施:明确了需要解决的关键问题之后,学生在《开题报告》中对研究的基本方法及可行性进行分析。教师要客观分析研究内容的工作量和学生有效投入时间等因素,评价其可行性,及时修正不合理部分。此外,教师还要对论文工作中可能遇到的困难和问题与学生进行充分探讨,引导学生提出相应的解决措施。

(6)论文研究的进展计划:在有限的时间里,需要进行一定的研究工作。一般而言,时间较为紧张,通过制定详细的研究进展计划,划分重要的检查节点,有利于教师更有针对性的指导学生顺利完成毕业设计任务。在开题报告课上,教师根据学生制定的论文研究进展计划,分析其合理性和可考核性,并进行必要的调整。

3.中期检查课:查看方法与思路,细致指导,广泛讨论

在学生毕业设计工作进行到一半时,实施“中期检查课”。开题报告课上,已经对整个毕业设计进行全面规划和部署,在中期检查节点应该完成哪些内容,是有明确计划的。因此在中期检查课上,教师首先要查看研究方法是否正确,研究思路是否清晰,在更细节的方面加强指导,为后半部分的毕业设计定下方向。其次多个学生做同一个专题,有很多研究内容和研究成果是可以提前进行资源共享的。教师要引导学生进行广泛的讨论,取长补短,齐头并进,共同进步。另外,还要给每个学生吃下“定心丸”:大家一定能在规定的时间内顺利完成毕业设计工作,只需要稍稍调整心态,更加投入,按照《任务书》中的任务需要,对照《开题报告》中的研究思路,一步步朝着目标努力。

4.论文成稿课:查看内容与数据,规定格式

在学生完成《本科毕业论文》(简称《论文》)初稿时,开设“论文成稿课”。事实上,从毕业设计之初,大部分学生就开始着手为撰写毕业论文储备有用的素材,认真思考,形成新的观点进行论述。在论文成稿课上,教师要查看论文的内容是否是学生独自完成的,是否是带有自己新观点的论述;检查相关的实验数据是否真实可信,必要时进行相关的考证;其他方面也要严格把握,如语句是否通顺,逻辑是否合理等,都要进行全面的指导;另外,还要查看论文格式是否完全符合规定。

除了以上重要的“四课”之外,在毕业设计实施过程中,由指导团队负责人统一安排和部署,每周都有2~3名教师进行全面的指导;指导教师针对各自具体负责的子课题,定期和学生见面,了解毕业设计进展,进行现场指导,及时解决学生毕业设计过程中遇到的问题。此外,鼓励学生通过电子邮件的方式和指导教师每周联络一次,学生向指导教师汇报毕业设计的进展情况,指导教师检查学生的阶段性完成情况,以确保指导工作落到实处。

三、感想与总结

在本次本科毕业设计工作中,针对军事指挥类学生和工程技术类学生,均创新性地提出了“大专题”模式本科毕业设计团队指导方案。对于选定该专题的学生,每个人都要花费一个学期的时间完成一个完整的毕业设计课题,毕业论文就是最终的成果形式。事实上,每个人除了自己的成果之外,还能在每次讨论及最终答辩中汲取其他同学的研究成果,学到其他的新知识,达到知识共享。这就是专题式毕业设计最大的意义所在。

通过本次毕业设计研究与实践发现:第一,空天作战专题和卫星测控专题都是全新的毕业设计课题,深受学生们的欢迎,两专题可以作为固定课题以供后续的学生继续研究和学习。第二,毕业设计指导过程中,教师要指导学生学习基础理论、基本知识和基本方法,学生通过思考和提问,又能促进教师更多的思考,师生间碰撞出意想不到的火花,使学生学到更多新知识。第三,“四课法”本科毕业设计专题指导方法是通过多年实践经验总结出来的,应用成效显著。课堂上对学生进行针对性指导后,学生能更清晰地梳理自己的思路,调整自己的进度,学生之间也可以取长补短,资源共享,达到更好的效果。通过分析和总结相关经验,在后续的毕业设计指导工作中,教师将更有针对性地指导学生,让他们在毕业设计过程中取得更大的进步。

参考文献:

[1]熊艳,刘国福.初探军校大学生本科毕业设计中存在的问题及解决措施[J].中国教育技术装备,2011,(3):57-58.

[2]王正杰.基于团队设计项目的本科毕业设计模式研究与实践[J].北京青年政治学院学报,2011,20(2):105-110.

[3]范兴明,张鑫,王荣,等.本科毕业设计过程中创新精神与实践创新能力的培养[J].科技信息,2011,(21):22-23.

[4]王万春.空天作战理论与实践[M].北京:蓝天出版社,2010.

[5]冯旭哲,陈建云,明德祥.测控技术与仪器专业本科毕业设计研究与实践[J].高等教育研究学报,2011,34(1):86-88.

第7篇

论文摘要:目前3G还处于起步阶段,但其发展前景十分看好。随着通信网络和技术的不断发展,3G技术环境下电信增值业务进入了高速发展,业务范围持续扩大,经营主体趋向多元,经营模式日益创新的新阶段。文章介绍了3G(第三代移动通信系统)的含义及3G技术的基本特点,分析了3G技术在通信中的应用。

面向未来,人们对3G技术充满了美好的期待。目前3G还处于起步阶段,但其发展前景十分看好。随着通信网络和技术的不断发展,3G技术环境下电信增值业务进入了高速发展,业务范围持续扩大,经营主体趋向多元,经营模式日益创新的新阶段。

一、3G的含义

3G是英文3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),第三代手机一般的讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2MBps(兆字节/秒)、384KBps(千字节/秒)以及144KBps的传输速度。

二、3G技术基本特点

从目前已确立的3G标准分析,其网络特征主要体现在无线接口技术上。蜂窝移动通信系统的无线技术包括小区复用、多址/双工方式、应用频段、调制技术、射频信道参数、信道编码及纠错技术、帧结构、物理信道结构和复用模式等诸多方面。纵观3G无线技术演变,一方面它并非完全抛弃了2G,而是充分借鉴了2G网络运营经验,在技术上兼顾了2G的成熟应用技术,另一方面,根据IMT-2000确立的目标,未来3G系统所采用无线技术应具有高频谱利用率、高业务质量、适应多业务环境,并具有较好的网络灵活性和全覆盖能力。3G在无线技术上的创新主要表现在以下几方面:

(一)采用高频段频谱资源

为实现全球漫游目标,按ITU规划IMT-2000将统一采用2G频段,可用带宽高达230MHz,分配给陆地网络170MHz,卫星网络60MHz,这网络为3G容量发展,实现全球多业务环境提供了广阔的频谱空间,同时可更好地满足宽带业务。

(二)采用宽带射频信道,支持高速率业务

充分考虑承载多媒体业务的需要,3G网络射频载波信道根据业务要求,可选用5/10/20M等信道带宽,同时进一步提高了码片速率,系统抗多径衰落能力也大大提高。

(三)实现多业务、多速率传送

在宽带信道中,可以灵活应用时间复用、码复用技术,单独控制每种业务的功率和质量,通过选取不同的扩频因子,将具有不同QoS要求的各种速率业务映射到宽带信道上,实现多业务、多速率传送。

(四)快速功率控制

3G主流技术均在下行信道中采用了快速闭环功率控制技术,用以改善下行传输信道性能,这一方面提高了系统抗多径衰落能力,但另一方面由于多径信道影响导致扩频码分多址用户间的正交性不理想,增加了系统自干扰的偏差,但总体上快速功率控制的应用对改善系统性能是有好处的。

(五)采用自适应天线及软件无线电技术

3G基站采用带有可编程电子相位关系的自适应天线阵列,可以进行发信波束赋形,自适应地调整功率,减小系统自干扰,提高接收灵敏度,增大系统容量,另外软件无线电技术在基站及终端产品中的应用,对提高系统灵活性、降低成本至关重要。

三、3G的技术标准

国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流无线接口标准,写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》(简称IMT-2000)。

W-CDMA即Wide-bandCDMA,也称为CDMADirectSpread,意为宽频分码多重存取,其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡,而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。

CDMA2000也称为CDMAMulti-Carrier,由美国高通北美公司为主导提出,这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的,可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G,日前,中国电信集团公司获得增加基于CDMA2000技术制式的3G业务经营许可,中国电信在收购了中国联通CDMA网络之后,启动了44个重点城市的网络优化工程,并于去年年底前完成了340多个城市的CDMA网络建设工作,满足了82个无线城市的无线上网需求。中国电信还了“天翼”品牌并启动了189号段放号。由于之前所采购的设备都支持CDMA2000制式,中国电信不需要重新建设网络,在3G牌照发放后,只需进行软件升级,中国电信就会在第一时间里建设起一个全国覆盖的3G网络。

TD-SCDMA是由中国大陆独自制定的3G标准,该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国内的庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。新晨

四、3G技术的应用

当前,一些移动流媒体业务已经能够在2.5G网络上实现,3G网络将为移动业务发展提供更有效的支撑。由于3G网络拥有更高的数据传输速率和数据业务支撑能力,3G运营商不仅可以向用户提供高质量的语音业务,而且还能够提供高速率的流媒体业务。从全球来看,随着3G商用进程的加快,日本和韩国以及欧美地区的一些移动运营商已相继推出了基于移动流媒体技术的视频业务,移动流媒体业务已成为3G网络的核心业务和热点业务。从实际应用的情况来看,移动流媒体可提供点播、直播、下载播放三种业务形式。其中,点播应用主要包括电影片花、精彩片断、MTV等;直播包括电视节目、视频监控、重大赛事、音乐现场会等;下载播放比较适合于那些非在线、对音视频质量要求较高的多媒体节目。

目前国人对手机、电脑等移动高速上网的需求都在增长,相对于其它业务,移动宽带很可能短时间内成为3G的主流应用。中国电信日前推出的“天翼”品牌,主打“互联网手机”概念,就是充分利用目前CDMA网络峰值传输速率能达到153.6KBps的优势,为用户打造高速率、全域覆盖、使用便捷的手机互联网体验,满足用户互联网商务、娱乐、生活、信息咨询等需求。作为回应,中国移动大幅降低了手机GPRS上网费。很显然,在3G时代,三大运营商在围绕移动宽带展开竞争的同时,也必将为消费者带来更丰富、更实惠的差异化应用。

第8篇

【关键词】抗干扰方案编码

目前,信道编码和交织技术已被成功地应用于第二代移动通信系统中,但第二代移动通信系统只提供话音业务和低速数据业务,因而导致相应的信道编码单一。相比较之下,第三代移动通信系统能提供更为丰富的业务种类,并且能改善原由第二代业务的质量,这就对通信系统提出了更高的要求。

一、背景

本论文主要以第三代以及未来移动通信系统需求为背景,介绍当前以及未来移动通信普遍关注的高效信道编码译码技术,其中包括已被3GPP采用的Turbo码技术和目前受到普遍关注的Turbo乘积码(TPC)和低密度校验码(LDPC)码技术。

二、高效信道编码技术

信道编码技术是移动通信中提高系统传输数据可靠性的有效方法,使接收机能够检测和纠正传输媒介带来的信号误差。在第二代移动通信系统中应用卷积码和交织,对保证话音和低速数据业务的业务质量取得了很好的效果。第三代系统与第二代相比,需要提供的业务种类大大增加,对信道编码有更高的要求。

在第三代移动通信系统中,GSM与IS-95中主要采用卷积码,Fire码以及卷积与RS的级联码。在第三代移动通信系统中,采用的信道编码类型主要有两种:卷积码,Turbo码。

在未来移动通信系统中,卷积编码仍可以作为实时话音业务的一种侯选方案,而Turbo码仍可以作为非实时高速数据业务的一种侯选方案。研究表明,在非规则图上构造的基于GF(q)域上的LDPC码性能要好于Turbo码。LDPC码可以通过增加码字长度,同时采用优化的译码实现,所以它也是可能应用与未来移动通信系统的非实时高速数据业务的信道编码侯选方案。

Turbo码,又称并行级联卷积码(PCCC),是由C.Berrou等在ICC’93会议上提出的。它巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起,实现了随机编码的思想。同时,采用软输出迭代译码来逼近最大似然译码。Turbo码的发现,标志着信道编码理论与技术的研究进入了一个崭新的阶段,结束了长期将信道截止速率作为实际容量的历史。

LDPC码是Low-Density Parity-Check Codes的简称,中文译名为低密度校验码。它是Gallager于1963年提出的,所以也叫Gallager码。近几年,人们认识到LDPC码所具有的优越性能及其巨大的实用价值,所以继Turbo码之后,LDPC码成为近年来编码理论界的又一研究热点。研究表明,利用置信传播算法,LDPC码能够以较低的硬件复杂度实现近香农限的译码性能。

Turbo码是应用在UMTS系统中的新的纠错编码技术。其纠错性能优于卷积编码,但是解码复杂度较高,而且编码时延较大,适用于对时延要求不高但速率较高的数据业务。另外,Turbo码的理论分析困难。至今尚未有对Turbo码译码器误码率的完整理论分析和估计,一般是通过仿真模拟其性能。

LDPC码相对于Turbo码来说,有以下优点:(1)LDPC码的译码复杂度较Turbo码低;并且由于LDPC码译码算法中一次译码迭代的计算复杂度远比Turbo码译码算法中一次译码迭代的计算复杂度低,因此可以通过改变最大迭代次数来获得“复杂度-性能”的最家折衷。此外,LDPC码置信传播(BP)译码算法可以高度并行操作,也存在更低复杂度的性能近似置信传播译码算法的其他译码算法。(2)LDPC码的最小距离随着码块长度增大依逼近于1的概率线性增大。(3)可以根据任意码块长度和任意码率很容易的设计出性能优异的LDPC码。(4)LDPC码无“错误地板”现象,这使其可以应用于短帧业务。(5)由于校验矩阵是随机生成的,从而已经对编码比特进行了有效的交织,所以无需额外的交织器。(6)在LDPC码译码过程中,可以得知译码是否正确。因为若,则说明译码正确,其中H为LDPC码奇偶校验矩阵,为译出的码字。

但是,LDPC码却具有较高的编码复杂度,这是其经常遭受抨击的一个最主要原因。Turbo码具有线性编码复杂度,而直接实现LDPC码编码器的复杂度却与码块长度的平方成正比。不过,目前已经存在相应的解决办法,如可以改进LDPC码的奇偶校验矩阵构造方法,或者采用降低复杂度的LDPC码编码算法。

三、移动通信中的调制技术

数字调制,解调技术是从最基本,最简单的二进制数字调制2ASK,2FSK和2PSK的基础上发展起来的。基于2ASK由二进制向多进制发展,产生了正交幅度调制QAM,MQAM;基于2FSK向多进制发展,产生了MFSK调制;基于2PSK向多进制发展,产生了QPSK,OQPSK,MPSK等。为了进一步改善移相中相位跃变带来的频谱扩展与幅度上的变化,又引入了连续相位调制。其中,最为典型的是最小频移键控MSK,高斯型最小频移键控GMSK,平滑调频TFM。

目前数字移动通信系统的调制技术主要有两大类:一类是以GSM为代表的,采用非线性连续相位调制CPM中高斯滤波的最小频移键控GMSK,它避开了线性要求,可使用高效率的C类功率放大器,大大降低了放大器的成本,但是实现复杂;另一类属于移相键控PSK,它包括IS-95中以及IMT-2000中采用的BPSK,QPSK,OQPSK,平衡四相扩频调制BQM以及复数四相扩频调制CQM等。这类调制在码元转换时刻会产生相位跃变,并带来频谱扩展,当频带受限后幅度上会出现波动,且对线性度要求较高,高功放,需使用价格高昂的A类放大器,但是实现简单。

为提高系统的频谱效率,数字通信系统常常采用多进制数字调制。多进制数字调制是利用多进制数字基带信号调制载波的幅度,频率或相位。由于多进制数字已调信号的被调参数在一个码元间隔内有多个可能取值,因此,与二进制数字调制相比,在系统带宽一定的条件下,多进制调制的信息传输速率较高。在相同的信息速率下,多进制信号码元的持续时间要长。增大码元宽度,就会增加码元的能量,并能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响。正是基于这些特点,多进制调制方式获得了广泛的应用。

但是,多进制数字调制系统频带利用率的提高是通过牺牲功率利用率来换取的。随着M值的增加,在信号空间中各信号点间的最小距离减小,相应的信号判决区域也随着减小。因此,当信号受到噪声和干扰的损害时,接收信号的错误概率也将随之增大。幅度相位联合键控(APK)方式就是为克服上述问题而提出来的。当前研究较多,并被建议用于数字通信中的APK信号,是正交幅度调制信号。尤其是矩形QAM信号,具有容易产生的独特优点,也容易解调,从而得到广泛的应用。

第9篇

“Bluetooth”蓝牙一词原来是一位丹麦国王的名字,他在10世纪时,统一了当时的瑞典、芬兰和丹麦。后来用他的名字来给一种新的技术标准命名,意思将各种不同的技术标准统一起来。这种新的技术主要使用高速跳频与时分多址等通信技术,在一定的距离低成的把若干台数字化设备,包括各种便携移动设备、固定通信设备、PC机及其终端设备、数字系统,如数码照相机、数码摄像机等,还包括智能家器、自动化设备呈网状链接起来。Bluetooth成为网络中各种外设接口的一种桥梁,取消了设备之间实在的连线,以无线连接来取代

这种技术的替代对象主要有红外线传输和RS232串口线传输,红外线接口的传输需电子装置在视线之内的距离,而以RS232串口线连接的设备的缺点是需要线缆和和传输速度低,蓝牙技术的发展,方便了各种移动设备的互联。

Bluetooth现成为整个无线通信领域的重要分支,它不仅仅是一个芯片,而是一个近距无线网络,在包括智能手机、掌上电脑、无线耳机、便携PC、各种外设之间进行无线信息传输,现今由Bluetooth构成的无线网络已在移动通信领域到处存在。

Bluetooth应用高速跳频和时分多址等通信技术,能在近距离内较方便地将几台数字化设备呈网状链接起来,可应用于智能手机、PC机、掌上电脑、打印机、游戏机数码相机、MP3等,还可视频、语音、图像、文字、文件同步传输,还可简化白板记录仪、投影机等操作。蓝牙模块连接图如图1所示。

图1 连接图

Fig.1 Connection diagram

2 蓝牙技术的规范及特点(Specifications and

characteristics of bluetooth technology)

Bluetooth的技术标准是IEEE802.15,工作频带为2.4GHz,1MB/s的带宽。采用时分多址实现全双工方式通信,基带协议组合了电路交换和分组交换。每个跳频频率发送一组同步数据,每个时隙分配给某个分组,利用扩频技术可扩展为五个时隙。Bluetooth支持三个并发的同步话音通道或一个异步数据通道,还可一个同时传送异步数据和同步话音的通道。64kB/s的同步话音提供给每个话音通道,异步通道的传输速率可达为721kB/s,非对称的反向应答连接速率为57.6kB/s,对称连接速率为432.6kB/s。

根据发射功率大小,Bluetooth有三种传输距离等级:第一种约为100m;第二等级为10m左右;第三等级为2—3m。其正常的工作范围是10m半径内。有效范围内能进行多台设备间的互联。Bluetooth的特点有:利用跳频技术,数据包短,减缓信号衰减。链路稳定,使用快速跳频和前向纠错方案,有效减少同频干扰和远距离传输时的随机噪声影响。使用2.4GHz频段,无须许可。同时进行数据、音频、视频信号的传输。采用FM调制方式,可减低复杂性[2]。蓝牙模块部分电路原理图如图2所示。

图2 电路原理图

Fig.2 Circuit diagram

3 蓝牙匹配规则及使用注意(Using bluetooth

matching rules and notice)

Bluetooth标准开放性无线接入方式的一种,在使用前需要了解和遵循标准技术规则。不同蓝牙设备在进行通讯前,需要将其匹配在一起,从而确保一个设备发出的数据仅会被许可的其它设备接受。

Bluetooth将设备分为主从两种。其主设备的特点主要有,主设备有输入端口。进行匹配时,可通过输入端口输入随机的匹配密码将不同设备匹配。如蓝牙智能手机、有蓝牙模块的个人电脑等都为主设备。

从设备的特点主要有,从设备多半没有输入端口。所以从设备往往在出厂时,在芯片中,烧写了一个6位或4位数字的匹配密码。例如蓝牙耳机等都是从设备。各种主设备之间,以及主设备与从设备之间,都是可互相匹配的,但是从设备与从设备是不能匹配的。如蓝牙PC与蓝牙智能手机可匹配,蓝牙PC也可以与蓝牙耳机匹配,而蓝牙耳机与蓝压耳机不能匹配[3]。

蓝牙主设备,依据其类型不同,可匹配一个或多个其他设备。如一部蓝牙移动电话,一般最多匹配七个蓝牙设备。但是一台蓝牙个人电脑,却可以匹配十多个或数十个蓝牙设备。在同一时间,Bluetooth设备之间只支持点对点传输。

4 具体实现步骤(The specific implementation steps)

(1)首先修改模块的参数,运行chmod命令进行修改,模块波特率默认值为38400,主模块和从模块分别与核心控制模块ARM处理器连接好。

(2)实现接收功能,主函数为BlueToothreceive

int main(int argc, char *argv[])

{ int i=0; bsp_init(); unsigned char buf[100]; int recv_count; rs485_open();

printf("test BlueTooth (38400)...\r\n");

while(1) { recv_count = read(fd_rs485,buf,60); buf[recv_count] = '\0'; printf("data num=%d\n",recv_count);

for(i=0;i

int bsp_init(void) { open_port_device(); return 0; }

(3)实现发送功能,主函数为BlueToothsend

int main(int argc, char *argv[])

{ int i; bsp_init();char buf[14]="0123456789abcd"; int recv_count;

rs485_open(); printf("test BlueTooth (38400)...\r\n");

while(1) { write(fd_rs485,buf,14);for(i=0;i<14;i++) { printf("%c",*(buf+i)); }

printf("\n"); mmdelay(3000);} return 0;} int bsp_init(void) { open_port_device();

return 0; }

(4)分别调试蓝牙的主从模块,其中一片ARM处理模块烧写发送程序,另一片ARM处理模块烧写接收程序。

(5)运行相应程序,在超级终端下可以看到一个ARM处理模块一直在发送数据,另一个ARM处理模块一直在接收从蓝牙模块发过来的数据。

(6)模块参数的修改参照蓝牙模块命令集。

5 结论(Conclusion)

以上为笔者在进行嵌入式ARM开发实践过程中总结出来的,由于能力有限,诸多细节不够完善,如未能实现多蓝牙模块的多点通讯,未能将蓝牙模块驱动程序加载到Linux内核中运行,不足之处难免,希望得到读者朋友的批评指正。   [提供,第一论文 网专业代 写各种职称论文和毕业论文,欢迎光临DYlW.neT]

参考文献(References)

[1] 吴作鹏.蓝牙迎来第二春[N].计算机世界,2004(04).

[2] 季岩.关于蓝牙技术的研究—基于蓝牙的Adhoc网络散列

网形成协议的研究[D].江南大学,2008(07).

[3] 蒋喜焰.基于无线蓝牙通信的智能家居系统的研究与实现

[D].华东师范大学,2009(04).

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第10篇

【论文摘要】:网络技术迅猛发展,广播电视朝着移动接收方向发展。现阶段,广播的移动接收算是在一定程度上解决了,但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多,移动接收所遇到的问题之一就是衰落。移动接收中的关键技术是OFDM,OFDM的特点是各子载波相互正交,扩频调制后的频谱可相互重叠,不但减少了子载波间的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。还有地面数字电视广播系统的多种制式问题,各种制式都有它的优点和缺点。解决了这些问题,应该就解决了移动电视的接收问题。

随着数字网络技术的迅猛发展,无线传播领域正在引发一场深刻的技术革命,就在这一两年间,无线数字媒体的类型骤然丰富,除传统媒体之外,手机电视、车载移动电视,楼宇分类电视,多媒体信息亭、地铁多媒体信息系统等新兴媒体纷纷涌现,移动接收是个热点,尤其是广播电视的移动接收,成为发展方向之一。现阶段,广播的移动接收算是在一定程度上解决了。但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多,所以至今还没有得到很好解决。但我觉得,已经快接近目标。

一、数字电视地面广播(DTTB)

在现代通信中,通信传输手段主要是光纤、卫星、数字微波等,加上地面无线电视广播电视发射构成信息主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可以分为地面无线传输数字电视、卫星传输数字电视、有线传输数字电视三类。而移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能,使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点,较之卫星接收,有实现容易、价格低廉的特点;较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响;数字电视地面广播通过电视台制高点天线发射无线电波,覆盖电视用户,用户通过接收天线和电视机收看电视节目,主要的受众也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播系统所具备的蜂窝单频网功能,不仅提高了频谱的利用率,而且可应用与宽带无线接入市场;而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会"信息到人"的要求,也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。

二、移动接收所遇到的主要问题

移动接收采用的方式是无线数字信号发射、地面接收。因此,移动接收所遇到的问题之一就是衰落,这是所有无线通信系统都会遇到的问题。对于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服,但对于移动接收而言分集接收的方法显然不实用,因此衰落问题尤为突出。电波在沿地表传播中会受到各种阻碍物的反射、散射和吸收,实际到达收信天线处的电波除了来自发射天线的直接波外,还存在来自各种物体(包括地面)的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天线处形成干涉场,此外,在移动通信中,还存在因移动台(天线)的快速移动而划过颠簸的波节和波幅的驻播现象及由于多普勒效应而造成的相移,凡此种种原因,就使得实际移动台接收到的场强在振幅和相位上均随时随地在急骤变化,使信号很不稳定,这就是无线电波的衰落现象。衰落的严重程度通常随频率或路径长度的增加而增大。目前还无法对衰落进行精确的预测,但区分绕射衰落和多径衰落两种不同类型的衰落是十分重要的。前者为慢衰落,短期信号中值电平在长期中的起伏;后者为快衰落,即瞬时信号电平在短期中的起伏。这两种衰落的表现和影响是不同的。另外,与其他无线通信系统不同的是,移动接收的关键点是移动。因此,移动接收还存在一个其他无线通信不会遇到的问题,这就是多普勒效应。

在日常生活中,我们会注意到远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时,汽笛声的音调越高。从警车到达你所在位置开始,音调开始降低,而当警车离开你后,听到的音调会越来越低,这种现象就称为多普勒效应。奥地利物理学家多普勒是这样解释这种现象的:朝你驶来的警车发出的声波对你而言稍微压缩从而相对集中,这时你听到的声音波长短于该声源静止时的波,而短波音调是高的。相反,离你而去的声源的声波稍微扩散,这时你听到的波长比该声源静止时的波长长,长波音调是低的,这样的效应对电磁波同样适用。比如一个趋近我们的天线发出的信号,它的频率高于该天线相对于我们静止时的频率,波长相对变短;相反,一个离我们远去的天线发出的信号,其频率则会低于该天线在相对我们静止时相对于我们的频率,波长相对变长。同时波长的位移量与天线的运动速度存在正比关系,即速度越快,则波长移动越大。以上现象就是多普勒效应(Doppler)。系统方面,移动接收还要考虑覆盖网的建设,接收机(特别是便携机)的耗电,接收天线的安装等问题。从基本原理考虑,模拟广播电视信号是不宜实现移动接收的。为了解决移动接收中遇到的问题,广播电视信号必须首先实现数字化。利用数字技术无线接收,可有效解决以上问题。只要在信号有效覆盖范围内,所有移动交通工具,只要配有接收设备,都可以接收数字移动电视信号。中国三、移动接收中的关键技术--OFDM

OFDM是正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)的缩写,是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施。OFDM的基本原理是:高速信息数据流通过串/并变换,分配到速率相对较低的若干子信道中传输,每个子信道中的符号周期相对增加,这样可减少因无线信道多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的码间干扰。另外,由于引入保护间隔,在保护间隔大于最大多径时延扩展的情况下,可以最大限度地消除多径带来的符号间干扰。如果用循环前缀作为保护间隔,还可避免多径带来的信道间干扰。OFDM的特点是各子载波相互正交,扩频调制后的频谱可相互重叠,不但减少了子载波间的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。主要技术特点如下:1)可有效对抗信号波形间的干扰,适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输;2)通过各子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力;3)各子信道的正交调制和解调可通过离散傅利叶反变换和离散傅利叶变换实现;OFDM能够有效地对抗衰落和多普勒现象带来的负面影响,使受到干扰的信号能够可靠地接收。OFDM码率低,又加入了时间保护间隔,具有极强的抗干扰能力。其多径时延小于保护间隔,所以系统不受码间干扰的困扰。在有关移动接收的几种标准的制定过程中,都采用OFDM作为其核心技术。

四、移动接收制式

第11篇

论文关键词:校园网,无线局域网,地方电大

 

1.无线局域网的优势

无线局域网(Wireless Local Area Networks WLAN)是利用射频技术实现无线通信的局域网络。该技术产生于20世纪80年代,WLAN主要是作为传统布线LAN的延展和替代,它能支持较高数据速率(1~54Mbit/s)、采用微蜂窝、微微蜂窝结构的,自主管理的计算机局部网络。还可以采用无线电或红外线作为传输媒质,采用扩展频谱技术,移动的终端可通过无线接入点来实现对Internet的访问。[1] 无线局域网的应用越来越广泛,很多成人高校开始在校园内、教室内、会议室内建立无线局域网。尤其对于地方电大里的一些大型多媒体教室,成人开放教育学员的流动性教强,对网络的节点数量的需求不固定和对网络传播速度也有要求,因此需要组建灵活和方便高效的无线局域网。[2]而且越来越多的学员有了带有无线网卡的笔记本电脑或3G手机,所以建立无线局域网显得更加有意义。相对于传统的有线网络,无线局域网的优势体现在:

1.1可移动性

由于没有线缆的限制,带有无线网卡的笔记本电脑或3G手机的学员可以在不同的地方移动学习,不管在任何地方都可以实时地访问信息。

1.2布线容易

由于不需要布线,消除了穿墙或过天花板布线的繁琐工作,因此安装容易校园网,建网时间可以大大缩短。

1.3组网灵活

无线局域网可以组成多种拓扑结构,能十分容易地从少数用户的点对点模式扩展到上千用户的基础架构网络。

1.4成本优势

体现在用户网络需要敷设大量有线网络建设和扩展网络进行数据通信的时候,自行组建的WLAN会为用户节约大笔的建设和敷线施工的费用,在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网的投资更具回报。

2.无线局域网的设计原则

根据具体应用情况,在网络设计中一般遵循下列原则:

2.1先进性原则

采用先进的设计思想和网络设备,使无线网络在今后一定时期内保持技术上的领先性,同时能更好地兼容和适应无线新技术,同时兼顾互操作性。

2.2开放性原则

网络设计及网络设备选型遵从国际标准及工业标准,使网络具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。

2.3可扩展性原则

网络设计在充分考虑当前情况的同时,必须为今后较长时期内业务发展做准备,留有充分的升级和扩充的可能性免费论文。充分利用现有通讯设备,为以后扩充到更高速率提供充分的余地。另一方面,还必须为网络规模的扩展留有充分的余地。

2.4安全性原则

网络系统的设计必须贯彻安全性原则,以防止来自网络内部和外部的各种破坏。

2.5可靠性原则

网络系统的设计必须贯彻可靠性原则,选用技术先进、成熟、高可靠性的网络设备,使整个无线网络具有很高的可用性。

2.6可管理性原则

网络系统应具有良好的可管理性,使得网络管理人员能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息,能简便地对网络进行配置和调整,确保网络工作在良好状态。

3.无线局域网的组成

最简单的WLAN包括无线网卡和接入点(Access Point,缩写AP)。无线网卡安装在移动终端上,用来访问AP,无线网卡带有发送器、接收器、天线和提供与无线终端接口的硬件。AP是一个带桥接功能的无线基站校园网,放置于固定位置并可连接到有线局域网。AP带有发送器、接收器、天线和桥接器,带有与IEEE802.3有线局域网的接口,可以让无线终端同有线局域网通信。

大型WLAN应用的网络结构以基础设施网络为主。基础设施网络提供对其他网络的访问,带有转发功能和介质访问控制等功能。在基于这种结构的网络中,通信只发生在无线节点和AP之间,而不是两个无线节点之间直接通信,AP起到了桥接其他无线或有线网络的作用。

WLAN网络基本上可以分为三部分:接入设备、用户终端和支撑网络。[3]

3.1接入设备

依据功能可分为四类:WLAN“固定小区”、WLAN“移动小区”、 WLAN“桥接器”、网络适配器以及通信保密装置。“移动小区”与“固定小区”类型相似,区别主要在于当用户移动时能否提供无中断连接和越区漫游切换。无线“桥接器”为分散的“固定小区”或独立的“移动小区”提供中远距离的点对点连接,桥接器检查每个数据包的地址,并确定最佳路由方案。网络适配器提供用户终端在网络覆盖范围内的无线链路连接。通信保密装置是为了满足通信链路的保密要求设置的,它可以采用分组交换的数据加密设备进行网络端到端加密,也可以使用整体加密装置满足整条物理链路的安全要求。

3.2用户终端

提供的业务包括电子邮件、数据传送、语音和图像信息。

3.3支撑网络

包括本地网络管理和外部接口设备两大部分。网络管理由网络的整体配置和各主要模块(设备、软件)配置组成。

4.面向地方电大校园无线局域网的方案设计

作为成人高校的地市级广播电视大学,学员多以业余学习为主,流动性强,且更多的是网上学习,作为学员教学场所的多功能教室,如果有无线网络的话,将会给学生提供更多的方便。无线局域网需要安装无线访问的AP对所属的教室工作区域内进行无线信号覆盖,以提供老师和学员通过笔记本电脑进行多媒体教与学的上网需求。根据无线局域网的设计原则以及办公室、教室无线覆盖需求,采用如下的网络方案(如图1所示):

图1

针对无线局域网络中多媒体教室的媒体信息连续性,传输稳定性,可靠应用传输的要求,应尽可能考虑为接入终端均匀分配更多的带宽校园网,同时兼顾无线网络的安全性和整个工程的造价。

该方案可在复杂的网络环境中,为了便于对每个无线局域网访问的用户的身份进行严格认证外,提供了丰富的加密和控制机制,能够完全融合目前有线网的身份认证及审计机制。所选设备具有高性价比的无线接入点(AP),而且还有40/64位、128位以及152位WEP数据加密,SSID号广播禁止,MAC地址访问过滤验证可为256个用户提供访问服务,自动的频道选择和输出功率控制,自动负载均衡和高速漫游特性,无线接入用户端口隔离等技术。

具体实施如下(以网件公司产品为例,AP选用千兆无线宽带路由器WNR3500):

4.1第一步

在教室内的相关工作区域进行无线网络覆盖,为保证无线传输的良好质量与可靠性,每个WNR3500 AP间均以300Mbps信号覆盖重叠区域免费论文。每个WNR3500将负责本区域的无线用户以质量保证的最高可达300M速率的无线接入。

4.2第二步

无线局域网的AP WNR3500的10/100/1000M以太网端口,通过双绞线连接相关联的有线局域网交换机的10/100/1000M端口上。

4.3第三步

无线局域网的AP WNR3500可放置在吊顶上或挂在稍高位置的墙壁上或活动地板下。

4.4第四步

根据教室内工作区域的分布和提供访问的有效用户带宽考虑,按照日常普通的计算机以无线300Mbps速率的数据吞吐量作为参照,如果数据终端比较多,可再增加AP数,基本保证每个AP至多接入30个300Mbps无线用户接入(最多可64个无线用户接入)。

4.5第五步

根据无线局域网的工作原理,在多个子频道同时工作的情况下,为保证频道之间不相互干扰,要求两个频道的中心频率间隔不能低于25MHz。在一个蜂窝区(Cell)内,直序扩频技术最多可提供3个不重叠的频道同时工作。所以在无线局域网AP设备具体的配置时可对工作子频道按频道1、6、11的规律错开设置,相邻的无线AP在具体布置时也尽可能避开工作子频道的干扰问题。

这样校园网,在教室内就形成了微蜂窝覆盖的无线网络。无线微蜂窝覆盖,就是将多个AP形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖,各覆盖区域之间无缝连接。所以AP通过双绞线与有线骨干网络相连,形成以固定有线网络为基础,无线覆盖为延伸的大面积服务区域。所有无线终端通过就近的AP接入网络,访问整个网络资源。微蜂窝覆盖大大扩展了单个AP的覆盖范围,从而突破了无线网络覆盖半径的限制,用户可以在AP群覆盖的范围内漫游,而不会和网络失去联系,通信不会中断。[4]

5.结束语

该方案可以有效地使多媒体教室形成无缝连接的无线微蜂窝覆盖,所有在教室的学生和教师都可以通过该网络进行上网学习,大大提高了上网的灵活性,同时也方便了管理人员对教室的管理。同时,无论是从无线局域网的可靠性、可扩展性和易管理性等方面,都有较好的性能。

参考文献:

[1]王秀芳,吕芙蓉等.WLAN技术在高校校园网建设中的应用[J].山东科技大学学报(自然科学版),2004(1):32-34.

[2]方彬彬.无线局域网技术在开放教育中的应用研究[J]. 电脑知识与技术,2009(12):9873-9875.

[3]雷绪恳.WLAN应用方案[J].移动通信,2004(3):41-43.

[4]StallingsWilliam.无线通信与网络[M].北京:清华大学出版社,2004:20-21

第12篇

关键词:继电保护故障;专家诊断;方法;应用

中图分类号:TM7文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2011)-12-0-02

社会的进步带动了经济的高速发展,经济的发展又提高了人们的生活水平,而伴随着人们生活水平的不断提高,人们的用电量有了很大的提升,人们对于电的要求也日益增加。我国电网如异军突起,发展强大。在电网发展的同时,继电保护技术也随着电网的发展而发展着,继电保护从过去的晶体管继电保护、集成电路继电保护,再到后来的微机继电保护时代,已经走过了六十多个年头。但随着计算机技术、电子技术和通信技术的快速发展,电力系统对继电保护的要求也越来越高,继电保护向保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化发展是必然的趋势,下面笔者就继电保护系统故障的专家诊断进行了简要的分析。

一、继电保护故障专家诊断的作用

所谓的继电保护就是当电力系统发生故障时,能迅速、准确的自动切除故障,保证电力系统的稳定、安全运行。

继电保护在电力公司日常工作中占有重要地位,它是建立在设备状态评价这一基础之上的,而设备状态评价主要包括寿命预测、可靠性评价以及故障专家诊断。在进行设备状态评价以后,电力公司要把设备状态以及分析诊断结果作为继电保护的根据,安排好检修项目和检修时间,对于电力系统和设备进行主动的检修。由于电力系统中的电气设备在一般情况下都是按照规定的时间进行检修,这个固定的检修时间被我们称为“检修期”,而在检修期对电力系统中的电气设备所进行的检修主要包括电力系统中电气设备的维护、试验以及调试。对于电力系统中的电气设备进行检修的时间是一个周期,这个周期是固定不变的,周期可能是一年也可能是几年。

继电保护故障专家诊断有利于加强有关专家及时、便捷地了解电力系统设备的状态,因为继电保护的故障专家诊断能够使电力专家在办公室里随时的浏览整个管变电站中任何一台电气设备的历史状态和当前状态,继电保护的故障专家诊断作用不止包括这一点,它还能够使电力专家迅速的对电气设备的未来处于什么状态进行及时的预测。对于其检测出来的电气设备存在的隐患,电力专家可以在网上进行远程诊断,在网上远程诊断中,有关电力专家会对存在故障隐患的电气设备进行诊断,且会做出对该电气设备是否进行维修以及何时进行维修、怎样维修等等问题的决策,这就为电气设备维修提供了平台。

二、继电保护故障专家诊断主要内容

继电保护故障专家诊断的实践主体是设备制造厂,继电保护的故障专家诊断内容应该包括省、市级电力专家对故障专家诊断分析的系统平台、通信通道以及变电站的现场元件这3个部分,笔者现对这3个故障专家诊断内容进行分析。

(一)继电保护故障专家诊断分析的系统平台

继电保护故障专家诊断分析的系统平台的主体就是电力专家,这些电力专家都是省级和市级以上的专家,继电保护故障专家诊断分析的系统平台就是这些省级和市级以上的电力专家分析的系统平台,他们通过一种现代的管理方式进行管理程序的编写,这种现代的管理方式是通过对相关单位的实际管理方式进行采集来实现的,而编写管理程序是指专家们对一些大众化的程序进行管理程序编写,在进行编写以后会进行资源共享和状态共享,在这里,资源共享和状态共享的实现媒介是有关单位,也就是在有关单位进行状态共享和资源共享的实现,从而做到有关电力专家的远程诊断。

(二)继电保护故障专家诊断分析的通信通道

继电保护故障专家诊断分析的通信通道也可以与调动自动化共同使用,例如载波、光纤、无线扩频等等,在被网络覆盖所允许的情况下,也可以使用现代所流行的VPN路由器加上ADSL线路通过加密这一方式,拟定一个虚拟专网。这个虚拟专网必须在调度中心与变电站之间实现。

(三)继电保护故障专家诊断分析的变电站现场元件

变电站现场元件就是指集中器、采集器、现场后台软件、主屏以及各种传感器等等,这里所指的各种传感器主要包括电压、温度、压力、湿度及位移等等。

三、继电保护故障的专家诊断注意事项

继电保护在故障专家诊断中是有一定要求的,因为继电保护是一项复杂的系统工程,这就要求故障专家诊断建立一套完整的方法机制、保障体系、技术手段、管理体制规范,以达到电气设备继电保护的目的。

(一)建立方法机制

建立方法机制就是指在进行电气设备继电保护这一重要工作时所运用的方法和机理,其主要体现在一系列的评价导则、检修工艺导则、技术导则以及试验规程等。例如,目前电力设备品种繁多,对于各种各样的电气设备开展状态评价,这就需要运用状态量定义、检测方法、评价模型以及评估方法等,这一过程的实现就是继电保护对故障专家诊断要求的方法机制建立。

建立继电保护对故障专家诊断的方法机制主要包括继电保护的评估、状态量采集方法的研究、状态量存储方法的研究、诊断方法研究、电气设备的特征量、电气设备的状态量定义、对于不同的设备类型进行不同设备故障模式的研究、继电保护的管理模式适用性研究以及故障专家诊断评估的管理流程研究等内容。

(二)建立保障体系

继电保护对故障专家诊断要求的保障体系建立主要是指对于继电保护工作开展顺利所需要的辅工作保障的建立,例如标准文件的制定;装置入网的检测、运维;人员培训;继电保护工作的仿真模拟等等内容。

(三)建立技术手段

继电保护对故障专家诊断要求的技术手段建立是指在状态评价工作的进行中,通过实现相关的评估和检测方法的过程,而相关评估和检测方法过程的实现要求必须通过相关技术手段。在现代继电保护中,国家电网公司提出了基于状态量加权评分这一电气设备状态的评价方式,并被广泛的应用在继电保护电力领域之中。笔者在这里提出了国家电网公司的评价方式,现代社会中存在着一些比国家电网公司所提出的评价方式更好的评价方式,但是每种评价方法都有自身的局限性和优点,如果想更好的对电气设备进行继电保护就要综合考虑现代有关的各个行业和各个领域的安全的评价方法,用多种状态评价方法互相结合这一技术手段来实现故障专家诊断的状态评价,这样做有利于实现电力领域故障专家诊断和评价的标准化和专业化。继电保护管理是一门学问,还需要我们更深层次的发掘和研究。

(四)建立管理体制

继电保护对故障专家诊断要求的管理体制建立主要是指继电保护工作中所需要的种种组织形式,其还包括这些组织形式中的相关分工以及相关职责。笔者主要强调继电保护的主要工作流程体系,继电保护的主要工作流程体系主要包括工作流程、组织体系以及绩效评估等。

四、结语

近些年来,社会得到了不断进步,经济也得到了快速的发展,再加上信息技术科学的研发和不断提升,继电保护故障专家诊断为继电保护技术的发展开辟了新的道路,必将为电力系统的发展注入新的活力。

参考文献:

[1]商彦蕊,黄定华,杨敬坡.灌溉农区农业旱灾系统脆弱性诊断与评估――以暖温带半湿润地区河北邢台县为例[J].地域研究与开发,2006,(05).

[2]段辉文,仲崇山,白福海.胜利油田电网实施状态检修探讨[A].山东省石油学会油田电力、通信及自动化技术研讨会优秀工程技术论文集[C],2009.

[3]谢一工,蔡建章,蔡华祥.针对电网发、输电设备检修计划优化理论的探索和实用化研发[A].2006年云南电力技术论坛优秀论文集[C],2006.

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