無線通信論文精選(九篇)

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第1篇：無線通信論文范文

1.13G技術不斷成熟

3G指的是第三代移動通信，現(xiàn)階段全球范圍內包括三種主流3G標準。中國科研人員通過不懈努力，成功研發(fā)出了國際通用的標準，即TD-SCDMA。這三類技術有不同的優(yōu)缺點，是3G技術的主流應用標準。3G網(wǎng)絡能夠在各類蜂窩之間自由切換，可以在移動的條件下進行數(shù)據(jù)傳輸，且可以應用于大范圍傳輸，能夠傳送語音類與數(shù)據(jù)類訊息。

1.2寬帶固定無線接入技術快速發(fā)展

寬帶固定無線接入技術有諸多優(yōu)勢：帶寬高、建設速度快、接入手段靈活多變等。因此無線通信業(yè)越來越加大了對該技術的投入。然而也存在一些局限性，譬如高頻段的LMDS技術無法應用于惡劣天氣條件下，而DDMS技術在國內的應用帶寬受限，其發(fā)展受到了約束。正基于此，在現(xiàn)實應用中必須依照具體情況，有針對性地進行應用，最大化其特長，規(guī)避其缺陷。

1.3藍牙技術成為新興的短距離無線通信技術

遠距離無線通信技術逐漸更新?lián)Q代，而近距離無線通信技術也在同步發(fā)展?，F(xiàn)階段，人們隨身攜帶的通信工具，主要利用紅外線進行傳輸，通過IRDA能夠避免長距離電線電纜的麻煩，但仍然不便于利用。藍牙技術應運而生，并成功地在短距離內創(chuàng)建了公眾化的無線網(wǎng)絡。各種信號均可以借助接入點進行傳輸，摒棄了傳統(tǒng)的電纜，而且被廣泛應用于交互式短距離無線通信中。這就包括了電話會議、相機與電腦終端之間的圖像傳輸、不同家庭電器的遙控等。

1.4Wimax成為寬帶無線技術新產(chǎn)物

Wimax科技正逐漸興起，其特點是遠距離傳輸與高帶寬。通過Wimax，人們有效地構建了城市之間、城鄉(xiāng)之間的無線網(wǎng)。Wimax能夠覆蓋幾十公里以上，網(wǎng)絡速度達到了幾十M/s。所以有些科學家認為，其遠距離與高速傳輸服務也許會搶占3G通訊的市場份額。Wimax技術在運營開支、傳輸速度和距離等層面有著得天獨厚的優(yōu)越性，也許會成為一類開創(chuàng)產(chǎn)業(yè)新局面的科技。

1.5超寬帶無線接入技術

超寬帶是一類時域通信手段，其無線接入技術比普通科技手段的帶寬高，有著高速率、開支少、能耗少的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡，這種技術無需載波，僅僅通過小周期的脈沖信號作為載體，以二進制信號進行傳輸。這種超寬帶信號的頻譜比較稀疏，信號強度是mW級別，能夠抵御強干擾信號。相比于CDMA框架，此通信系統(tǒng)更利于實現(xiàn)，僅需較少的開支。

2未來無線通信領域的發(fā)展趨勢

2.1現(xiàn)代無線通信領域技術互補性日益明顯

現(xiàn)代無線通信技術種類逐漸增多，每種都有各自的優(yōu)劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求，而無線局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內的信號傳輸，超寬帶技術適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發(fā)展無線網(wǎng)絡通信技術的歷程中，我們應當依照不同消費者的個性化需求，甄選出最適合的無線通訊手段，使得無線通信業(yè)務有著多元化未來，更好地處理移動通信應用中的各類難題。在不遠的將來，無線寬帶接入技術仍會朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來仍有可能會孕育出更先進的技術手段?，F(xiàn)階段的無線寬帶接入技術應用于受限條件下的高速度傳輸，其話音通訊性能仍然與公眾移動通訊手段相距甚遠。因此，我們應著眼于未來，不斷挖掘其技術優(yōu)越性，彌補移動網(wǎng)絡的應用缺陷，以更好地服務大眾，同時避免資源浪費。

2.2藍牙技術將革新現(xiàn)代無線通信業(yè)的發(fā)展

在藍牙技術的發(fā)展大潮中，眾多企業(yè)都在探究和制造以藍牙技術為主導的電子產(chǎn)品，譬如某集團研制了以藍牙技術為基礎的無線耳機等。芯片設計研發(fā)團隊成功開發(fā)了在藍牙技術所需頻段內的專用IC，同時配備了與之匹配的應用硬件軟件套裝，便于其他客戶或應用廠商可以快速掌握此芯片的應用之道，并生產(chǎn)出以藍牙技術為本的新產(chǎn)品。除此之外，軟件開發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍牙技術的軟件，被廣泛應用于電腦、手機等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍牙技術以無線方式連接成網(wǎng)絡，使人們可以自由地傳輸訊息。藍牙技術的產(chǎn)生推動了無線通信業(yè)的進一步發(fā)展，計算機業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍牙技術的發(fā)展，并加大了對藍牙技術開發(fā)的投資力度。

2.3無線網(wǎng)絡通信技術的融合趨勢

2.3.1無線技術與蜂窩網(wǎng)技術的融合

為了完成其計費與檢測功能，短距離無線通信技術被應用于電子產(chǎn)品中?，F(xiàn)代無線通信技術在近些年來迎來了更快速的發(fā)展，愈來愈多的短距離無線接入技術被應用于社會生活的各個層面，譬如藍牙技術有效融合了短距離無線技術與蜂窩網(wǎng)技術。

2.3.2移動通信技術和無線寬帶接入技術的融合

移動通信業(yè)務的發(fā)展成熟，與寬帶業(yè)務領域的拓寬，直接推動了多種寬帶接入技術的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無線局域網(wǎng)技術推動了3G通訊技術的其他應用。而且移動通信技術和無線寬帶接入技術互惠互利，并在4G時代完美地融合成一個健全的系統(tǒng)。

2.3.3現(xiàn)代無線通信技術與視頻等多媒體技術的融合

第2篇：無線通信論文范文

1.1移動終端的硬件平臺飽受威脅。當前，移動終端的硬件平臺普遍缺乏驗證機制與保護機制，以至于部分模塊固件被不發(fā)入侵者肆意篡改，加之終端內部的通信接口未形成集聚完整性與機密性的保護機制，導致移動終端內傳出的信息被黑客竊聽，對其基本安全性造成極大威脅。

1.2由于4G無線系統(tǒng)包含著許多種類，但操作系統(tǒng)的安全性卻相對匱乏，因而出現(xiàn)了許多漏洞，而且這些漏洞具有公開性特征。

1.34G無線系統(tǒng)的移動終端具備支持多種無線應用的功能，例如電子郵件、電子商務等。假使這些無線應用本身在程序方面存在著漏洞或安全隱患，同樣會對4G無線通信的網(wǎng)絡安全性造成極大威脅。

二、提升4G無線通信網(wǎng)絡安全性的主要策略

由于有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡在基本特性方面存在著較大差異，因此在設計無線通信的網(wǎng)絡安全方案時，應當充分考慮其兼容性、安全性以及效率性等因素，從而最大限度提升4G無線通信的網(wǎng)絡安全性。

2.1研發(fā)與利用加固型操作系統(tǒng)

為了規(guī)避安全問題，在選擇操作系統(tǒng)時，應選擇滿足TMP需求的操作系統(tǒng)，能夠支持遠程驗證、區(qū)域隔離以及混合訪問控制等操作。

2.2采取硬件物理保護措施

通過加大無線通信測試平臺硬件的集成度，減少存在攻擊威脅的接口數(shù)量，并適當增加電壓、電流以及溫度，以此方式達到檢測電路的目標，以防采取物理檢測措施時被攻擊。此外，針對TPM和全球用戶識別卡中的相關數(shù)據(jù)，還應當根據(jù)安全級別進行銷毀處理。

2.3不斷加固硬件平臺

把中國移動互聯(lián)網(wǎng)可信應用平臺視作網(wǎng)絡安全問題基本防護對象，除了對其進行全方位檢測以及可信啟動之外，還應予以存儲保護等安全措施。同時，由于4G無線通信的核心網(wǎng)是TD-SCDMA，盡管不對稱管制、起步晚以及備受懷疑等主客觀因素對其發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響，但TD-SCDMA的整體發(fā)展趨勢十分明朗，同時還取得了較大成功。而隨著TD-LTE的不斷推行與普及，其發(fā)展事態(tài)已遠遠超過TD-SCDMA，全球范圍內TD-LTE的商用網(wǎng)絡總數(shù)已達到13個，其發(fā)展與應用必定會成為大勢所趨。

2.4提升通信服務效率

由于無線通信的網(wǎng)絡資源有限，為了提升網(wǎng)絡資源的可靠性、安全性與有效性，首先應當控制安全協(xié)議的信息交互總數(shù)，確保安全信息的精準性與短小性。其次，控制移動終端的任務數(shù)量，針對4G無線通信的網(wǎng)絡終端制定明確的標準，要求其計算能力具備明顯的非對稱性。最后，針對處于閑置狀態(tài)的移動終端，必須加以有效利用，從而實現(xiàn)預計算、預認證的目標。

三、結束語

第3篇：無線通信論文范文

通過上述分析，我們可以得出無線局域網(wǎng)在應用過程中具有諸多優(yōu)勢，其主要優(yōu)點如下：（1）具備較多的靈活性和移動性。在無線局域網(wǎng)中則可以在信號覆蓋的任意方位內都可以接入網(wǎng)絡，具有其強的靈活性。除此之外，無線局域網(wǎng)還具有另一個優(yōu)勢，那就是移動性。一般來說，用戶可以在連接到無線局域網(wǎng)的空間內隨意的移動計算機設備，不會受到網(wǎng)絡的限制。（2）在無線網(wǎng)安裝過程中很便捷。由于網(wǎng)絡的建設周期長，對于周圍環(huán)境的影響也非常大，常常需要破壞墻體和地面來進行管道穿線工作。而無線網(wǎng)絡的建設通常只需在安裝一個或多個接入點設備后，便可以在整個空間內覆蓋上局域網(wǎng)絡，這樣不僅可以免去對于環(huán)境的破壞性，還能夠減少網(wǎng)絡施工的工作量。（3）無線局域網(wǎng)便于網(wǎng)絡的規(guī)劃和調整。對于辦公地點來說，一旦架設了有限網(wǎng)絡，就很難對其進行更改，而且重新布線施工是一個耗時、耗力、耗錢的過程。所以，相對來說，采用無線網(wǎng)絡就能夠盡量減少這種情況的發(fā)生，還能夠節(jié)省時間和人力，最為重要的是了節(jié)約經(jīng)濟成本。（4）采用無線網(wǎng)絡易于擴展。在無線局域網(wǎng)中具有多種配置方式，因此用戶可以根據(jù)具體需求來對其進行靈活的選擇。無論是從只有幾個小用戶的小型局域網(wǎng)還是擁有上千用戶的大型網(wǎng)絡，都可以采用這種網(wǎng)絡方式，這是有線局域網(wǎng)所不能比擬的。

2無線局域網(wǎng)的基本設備

2.1無線網(wǎng)卡

網(wǎng)卡又被稱為網(wǎng)絡適配器，它是將計算機和網(wǎng)絡電纜連接在一起的基礎設備，因此，只要采用無線信號，計算機之間就能夠進行通信和數(shù)據(jù)傳輸，其功能和普通的電腦網(wǎng)卡相同，區(qū)別只是在于不用進行有線的連接。

2.2無線AP

無線AP指的是無線接人點，英文縮寫為AccessPoint,主要用于無線網(wǎng)絡的無線交換機中，它是無線網(wǎng)絡的核心。一般情況，無線AP主要用于家庭、大樓以及園區(qū)的內部，如果移動計算機的用戶想要進入網(wǎng)絡中，就需要先進入到有線網(wǎng)絡的接入點中，從而使得信號的覆蓋范圍遠達幾十米，甚至到上百米。

2.3無線天線

無線天線是指在信號傳輸過程中，將傳輸線中的電磁能轉化為自由空間的電磁波，或者是將空間內的電磁波向傳輸線中的電磁專用設備轉化。一般當無線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡設備之間相距較遠時，信號強度就會隨著距離的增加而不斷減弱，與此同時，信息的傳送速度也會降低，這樣就會導致無線網(wǎng)絡沒有辦法正常的運行，這個時候就又要借助無線天線來增強所接受或是傳送的信號，保證無線網(wǎng)絡的正常運作。

2.4無線路由器

人們所熟知的無線路由器是指帶有無線覆蓋的路由器，一般在路由器的應用下，可以實現(xiàn)用戶上網(wǎng)和無線的覆蓋。另外，無線路由器可以將其無線和有線連接的終端都分配到一個子網(wǎng)中，從而使得子網(wǎng)內的各種網(wǎng)絡設備更加方便的就能進行數(shù)據(jù)的交換。

3結束語

第4篇：無線通信論文范文

可見光通信的發(fā)射和接收技術主要采用強制調制/直接檢測（IM/DD）方式。由于這種檢測方式的硬件結構比較簡單，成本也比較低，在實際應用中被廣泛地采用。它是一種非最優(yōu)化的檢測技術，這種檢測技術使得可見光通信的研究更加具有實用性，相比于傳統(tǒng)的無線檢測系統(tǒng)，這種檢測方式具有靈敏度低的缺點。而且對于可見光通信需要制作專門的收發(fā)器，因此要想完善可見光通信技術，還需要設計合理的LED驅動電路和接收激光的檢測電路。

2可見光鏈路技術

光的傳播具有很強的方向性，因此可見光通信在傳播的過程中，其鏈路會受到路徑中物體的阻擋。無線光鏈路主要分為視距鏈路和非視距鏈路兩種方式。視距鏈路方式下光線在傳播的過程中遇到障礙物，不能像射頻電磁波一樣進行繞射或者衍射，其魯棒性較差。在非視距鏈路的方式下，反射鏡的應用可以使反射后的光功率具有較大程度的衰減值，從而其鏈路也更加可靠。但是也需要提高相應的信號處理技術和接收機的靈敏度。這兩種鏈路技術在室內的通信中都得到了很好的應用，其中視距鏈路占據(jù)大部分的接收信號功率，而非視距鏈路主要是用來對信道進行時延擴展?？梢姽馔ㄐ判枰氖请p向的交互信息，因此在進行可見光通信的設計過程中要充分考慮反向鏈路的問題。可以利用光線傳播的可逆特性，在發(fā)射機和接收機之間形成反向的鏈路。這種方式雖然理論可行，但在具體的應用中還要考慮其實用性，可見光通信的信源端和接收端在復雜程度和體積規(guī)模上具有很大的不同，因此需要將反向鏈路設計成不對稱的方式，這樣的設計方法會增大下行信道的容量，實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，還可以傳遞反饋和鏈路的控制信息。

3可見光通信與傳統(tǒng)無線通信結合技術

相比于傳統(tǒng)的SISO系統(tǒng)，MIMO采用多天線傳輸，具有了更多的空間自由度?？梢愿鶕?jù)不同的應用情況采取不同的增益，其存在的主要增益有陣列增益、分集增益、空分復用增益和干擾增益。不同的增益之間存在著權衡。其主要的缺點是在數(shù)據(jù)流之間存在一定的干擾，需要在接收端采用最大的似然檢測，只有這樣才能獲得最佳的性能，也提高了相應的計算復雜度。主要的接收算法有ZF接收算法和MMSE接收算法，其中MMSE接收算法可以通過預編碼技術完全消除數(shù)據(jù)流之間的干擾，很好地權衡了噪聲抑制和計算的復雜度方面。同時接收端在進行后處理矩陣的處理后，各個子數(shù)據(jù)流不會受到其他數(shù)據(jù)流的干擾。OFDM技術是一種多載波調制技術，可以有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的并行傳輸。這種技術使得每個頻點占用的帶寬比較小，其信道響應也較為平坦，因此可以對抗頻率的選擇性衰落。OFDM技術利用的是傅里葉變換技術，結構比較簡單，降低了OFDM的實現(xiàn)復雜度。另外，OFDM技術可以和其他多址的接入方法相結合，在配置方面具有較大的靈活性。但是由于OFDM技術是一種多載波調制技術，其發(fā)射的信號是由多個獨立的子信道疊加而成的，因此當各個子信道的相位一致時，就會出現(xiàn)較大的峰值，導致較高的峰值平均功率比。而且該系統(tǒng)中各個子載波是相互正交的，頻率的偏差會引起子載波間的干擾。可見光通信技術可以應用OFDM提高通信鏈路的電學頻譜利用率，在可見光通信系統(tǒng)中應用MIMO技術可以增加其信道的容量。然而，相比于傳統(tǒng)的通信技術，光通信具有其獨特的方面，因此在進行技術設計時還要充分考慮光鏈路的特點，比如光通信中的空間復用技術，發(fā)射和接收機中的光學原理，成像和非成像分集的使用等等。

4總結

第5篇：無線通信論文范文

無線通信專網(wǎng)建設，首先要設置限制區(qū)和非限制區(qū)兩個功能分區(qū)，其中，限制區(qū)包括CI、NI、PX/PS和TB/TC區(qū)域，其余區(qū)域屬于非限制區(qū)，限制區(qū)功能設置包括四大要點：第一，手機終端應由非限制區(qū)接入限制區(qū)，具備自動關閉功能，無需人為干預；第二，手機終端可接收控制臺發(fā)出的除電磁波信號的以外的其他消息，如點對點短信；第三，可接收非限制區(qū)發(fā)出的除電磁波信號的以外的其他消息；第四，在特殊情況下，可按需要對系統(tǒng)主機進行軟件調整，實現(xiàn)區(qū)域變換，使限制區(qū)能夠具備非限制區(qū)的全部功能。非限制區(qū)功能設置包含了限制區(qū)功能設置的要點，此外還包括四大要點：其一，系統(tǒng)內各移動通信終端可以實現(xiàn)語音通信；其二，通過標準接口，系統(tǒng)內手機終端可以與行政電話系統(tǒng)內的固定電話實現(xiàn)互聯(lián)通信；其三，通過交換機，系統(tǒng)內手機終端可以與公網(wǎng)電話系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)語音通信；其四，還可以與計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)點對點通信。

2基本要求

無線通信專網(wǎng)建設，應滿足頻率、寬帶、覆蓋、并發(fā)用戶、發(fā)射功率、移動性等要求。其一，頻率要求，申請并獲得工信部關于無線電頻率使用的核準；其二，寬帶要求，基站單扇區(qū)容量要大于10Mbps，系統(tǒng)終端速率要大于1Mbps，至于上下行寬帶分配比例可以根據(jù)實際情況進行靈活調整，郊區(qū)寬帶覆蓋范圍應大于5km；其三，并發(fā)用戶要求，單基站要能夠同時支持100個以上用戶的并發(fā)業(yè)務，基站最大發(fā)射功率應小于3W，手機終端最大發(fā)射功率小于150mW；其四，移動性要求，將終端的移動速度控制在80km/h以內時，系統(tǒng)要能夠正常通信，通信設備應采用1+1冗雜備份，確保系統(tǒng)能夠可靠運行。

3系統(tǒng)結構

核電廠專用無線通信系統(tǒng)主要由核心網(wǎng)服務平臺、基站平臺、終端業(yè)務接入平臺三大部分組成，通過無線傳輸對CI、NI、BOP廠房及其他輔助設施區(qū)的全面覆蓋，使系統(tǒng)具備語音通信、無線接入、短信廣播、集群調度等功能，在室內采取光纖直放站、干放、耦合器加吸頂天線的方式進行覆蓋，在室外采取宏基站進行覆蓋。其中，核心網(wǎng)服務平臺由集群調度平臺、運行維護平臺以及短信平臺組成，且可接入局域網(wǎng)；基站平臺設置要達到無縫覆蓋的目標，為系統(tǒng)提供無線終端接入、數(shù)據(jù)安全、空中資源分配、IP業(yè)務承載等服務；終端業(yè)務接入平臺有語音集群調度平臺和短信業(yè)務兩種解決模式，通過集群調度終端，可以擴展為多種數(shù)據(jù)業(yè)務功能。

4結論

第6篇：無線通信論文范文

由于煤炭生產(chǎn)的施工環(huán)境比較復雜，井下人員較多，設備流動性也較大，在生產(chǎn)操作中，常常采用多工種聯(lián)合流水作業(yè)的形式進行煤礦開采，這就要求需要大量的重型設備參與到煤礦生產(chǎn)中，無論是在設備運輸中，還是在安裝、調試中，其都有較高的要求，若不注重煤炭井上井下的協(xié)同生產(chǎn)，則容易發(fā)生瓦斯爆炸等事故。然而，隨著移動通信技術的發(fā)展，建立基于4G通信技術的無線移動通信系統(tǒng)，并將其應用于煤礦生產(chǎn)中，其不僅可以確保煤礦生產(chǎn)順利進行，還可以完成緊急事故的處理，因此，煤礦4G無線通信移動系統(tǒng)的實現(xiàn)，具有十分重要的意義。

二、基于4G通信技術的煤礦無線通信系統(tǒng)

（一）無線移動通信系統(tǒng)架構

針對當前煤礦生產(chǎn)對無線移動通信系統(tǒng)的需求，利用4G中的TD-LTE通信技術來實現(xiàn)高傳輸速率的寬帶無線網(wǎng)絡，建立信息化、自動化、智能化于一體的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，打破當前煤礦系統(tǒng)安全生產(chǎn)局面，將煤礦井下傳感器、視頻等各類業(yè)務數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的網(wǎng)絡部署，有效解決信息孤島的問題，確保煤礦安全生產(chǎn)，從而提高煤礦的生產(chǎn)效率。因此，建立基于分時長期演進（TD-LTE）的寬帶無線網(wǎng)絡，由于基于4G通信技術的無線移動通信系統(tǒng)可以在頻譜帶寬20MHz下可以實現(xiàn)上行峰值速率和下行峰值速率分別為50Mb/s，100Mb/s，其接入時延可以小于100ms，如表1所示[3]，表示4G通信系統(tǒng)與3G無線通信系統(tǒng)的對比，因此，采用TD-LTE無線通信技術不僅可以滿足語音和數(shù)據(jù)業(yè)務的實時傳輸，也可以有效避免數(shù)據(jù)丟包、延時等問題。下面對基于4G通信技術的無線移動通信系統(tǒng)進行對比分析：1.基于TD-LTE通信技術的系統(tǒng)架構。TD-TLE煤礦無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡總體架構主要由基站、接入網(wǎng)關、BRAS及核心網(wǎng)通信構成，其中，核心網(wǎng)網(wǎng)元可以實現(xiàn)語音通信、數(shù)據(jù)傳輸及集群呼叫功能，其主要通過IMS+EPC+DSS集群模式來實現(xiàn)的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技術的基站通信系統(tǒng)。將Femto/Pico基站應用于無線通信系統(tǒng)建設中，增強區(qū)域的覆蓋范圍，通過自身的傳輸網(wǎng)絡統(tǒng)一接入到安全網(wǎng)關中，采用IPSEC的方式，以保證網(wǎng)絡傳輸安全。當基站通過提供WLANAP來承載數(shù)據(jù)業(yè)務過程中[5]，其也可以通過PDG直接接入網(wǎng)絡來承載數(shù)據(jù)業(yè)務，為了確保提高高質量、高傳輸速率的數(shù)據(jù)和語音業(yè)務，則可以通過直接接入3GPP核心網(wǎng)來滿足不同的產(chǎn)品需求，實現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務活動，建立以SmallCell為基站的網(wǎng)管系統(tǒng)，從而實現(xiàn)下層無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)與上層網(wǎng)管系統(tǒng)的對接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心網(wǎng)[6]。在系統(tǒng)中設置核心網(wǎng)，其主要作用是提供用戶連接、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡承載等功能，分析該系統(tǒng)的核心網(wǎng)系統(tǒng)AXUNiEPC-5[7]，其主要依托電信級EPC核心網(wǎng)的優(yōu)勢來實現(xiàn)網(wǎng)元MME、PGW等功能融為一體的模式，該核心網(wǎng)實現(xiàn)了移動辦公、遙感業(yè)務、監(jiān)視控制及電子商務等基本業(yè)務，其可以為用戶提供安全可靠的LTE接入。另外，核心網(wǎng)系統(tǒng)還利應用了IMS系統(tǒng)，其是一種全新的多媒體業(yè)務形式，其不僅可以滿足多樣化的多媒體業(yè)務需求，還可以實現(xiàn)LTE語音業(yè)務系統(tǒng)，并且DSS核心網(wǎng)可以實現(xiàn)LTE的集群呼叫功能，DSS與EPC相比，其都采用了ATCA架構，并且都可以實現(xiàn)設備小型化的核心網(wǎng)。4.建立綜合應用無線通信系統(tǒng)平臺。利用分布式高性能計算機框架架構來建立一個安全、可靠、統(tǒng)一的綜合應用系統(tǒng)平臺，為了構建靈活、適用強的處理平臺，應在軟件處理平臺基礎上增加分析處理數(shù)據(jù)的專用支持工具，如支持LTE、Wi-Fi網(wǎng)絡和終端的基站系統(tǒng)[8]，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、視頻及語音等各類業(yè)務，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲及應用接口，從而實現(xiàn)自動化管理的應用系統(tǒng)。

（二）無線移動通信系統(tǒng)功能概述

1.調度功能。調度系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要通信手段，生產(chǎn)調度員通過利用調度功能來統(tǒng)籌調度所有資源，并對煤礦生產(chǎn)中各種突發(fā)狀況進行處理，以保證煤礦生產(chǎn)順利進行。調度功能主要包括生產(chǎn)進程管理、煤礦生產(chǎn)流程整合及資源分配等功能。2.語音業(yè)務。其主要包括以下幾種業(yè)務：第一，移動電話，其可以提供語音通信功能；第二，緊急呼叫業(yè)務，當煤礦井下的集群用戶發(fā)起緊急呼叫，呼叫中心將會做出答復，其類似與電話業(yè)務，具有簡單方便、快速的特點；第三，主叫號碼識別顯示業(yè)務，其主要功能是提供主叫用戶號碼給被叫用戶。3.集群通信。為了實現(xiàn)用戶之間的通信，利用無線集群通信系統(tǒng)來實現(xiàn)自動化的信息共享功能，與公眾無線移動通信相比，無線集群通信系統(tǒng)不僅可以提供系統(tǒng)內部的全呼、組呼之外，還可以提高雙向通話功能，通過建立優(yōu)先等級呼叫和緊急呼叫功能，以滿足煤礦生產(chǎn)安全部門指揮調度的需求。4.增殖數(shù)據(jù)服務。在增殖數(shù)據(jù)業(yè)務中，主要包括提供視頻通話、物聯(lián)網(wǎng)接入、手機終端定位、多種數(shù)據(jù)等業(yè)務，其中，對于視頻通話，通過手機實時進行無線視頻業(yè)務，以便于井上工作人員的判斷和決策；數(shù)據(jù)網(wǎng)接入，通過利用3G通信技術來實現(xiàn)終端及無線傳感器等接口的采集，并利用物聯(lián)網(wǎng)提供終端接入；手機終端定位，即利用4G無線通信技術來實現(xiàn)語音通話及礦用無線通信手機終端定位，即通過操作人員攜帶的手機與基站之間的信號傳輸來獲得操作人員在井下的信息，這樣地面上的工作人員則可以通過計算機來了解井下工作人員的信息，其可以確保煤礦井下的安全生產(chǎn)，同時也可以提供實時信息；數(shù)據(jù)業(yè)務，為了滿足煤礦井下多種業(yè)務對寬帶的需求，實現(xiàn)高速分組無線數(shù)據(jù)業(yè)務，并通過智能手機綁定內部系統(tǒng)，實現(xiàn)信息、視頻監(jiān)控及安全生產(chǎn)實時監(jiān)控等功能，將綜合自動化系統(tǒng)應用于系統(tǒng)中，實現(xiàn)組態(tài)軟件實時顯示功能，當煤礦井下出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將會提供自動報警提示功能。

三、結束語

第7篇：無線通信論文范文

本文與上一講“無線移動終端的歷史及其硬件結構演進”和下一講“通信業(yè)務引領無線移動終端發(fā)展未來”合起來,將對我國無線移動終端的過去、現(xiàn)狀和未來以及無線移動終端上的主要技術有一個較詳細的介紹。

無線移動終端的現(xiàn)狀

針對不同的用戶群體,現(xiàn)階段無線移動終端高、中、低端三大類并存,而且多功能終端占據(jù)主要市場。多功能終端較傳統(tǒng)話音手機功能豐富,它可以攝像、拍照,可以有PDA、MP3甚至計算機的處理功能,它也可以看電視,下載視頻節(jié)目,還可以做電子錢包或成為電子商務終端。但這種終端由于通信能力和主CPU數(shù)據(jù)處理能力的限制,需要復雜數(shù)據(jù)處理能力的業(yè)務的實施不夠完善,例如攝像頭像素可能不夠,如果像素夠了又受移動網(wǎng)絡傳輸能力限制而出現(xiàn)不能無線傳輸?shù)膯栴},到了網(wǎng)絡電視和流媒體,對網(wǎng)絡傳輸能力的要求就更高了。所以總的來說,現(xiàn)有網(wǎng)絡條件下,業(yè)務已經(jīng)多種多樣,但還是不能滿足用戶體驗需求,很多業(yè)務目前只是起步階段,是3G業(yè)務的一個雛形,到了3G或者后來的4G,開放的智能終端最終滿足用戶對移動通信的需求。

傳統(tǒng)意義上的移動業(yè)務局限于話音業(yè)務,硬件結構主要由射頻模塊和基帶處理模塊兩部分組成。在此硬件基礎上的軟件比較簡單,而且多由終端生產(chǎn)廠商自己研究開發(fā),軟件和用戶界面都已經(jīng)固化到終端里,不能修改,或只能通過廠家修改和升級。

如今移動終端數(shù)據(jù)處理能力不斷增強,其應用也日益多樣化,對整個系統(tǒng)的軟硬件資源要求不斷提高,移動終端已不再是傳統(tǒng)意義上的移動電話,除了簡單的話音通信功能外,它還具備數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)計算功能?，F(xiàn)有的多功能終端能滿足一定的數(shù)據(jù)處理能力,它們多采用ARM9或者ARM11等功能較強的處理器作為控制芯片,而且具有較強的獨立終端操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)或通過JAVA和BREW等應用運行平臺對外開放應用程序接口(API),以便第三方應用和業(yè)務客戶端能通過下載運行于終端之上。

目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了很多功能強大的雙處理器(CPU)終端,現(xiàn)階段的智能移動終端一般就是指這種具備了兩個處理器的終端。圍繞這兩個CPU形成移動智能終端中的兩個子系統(tǒng):通信子系統(tǒng)和應用子系統(tǒng)。目前的這種終端由于標準化程度還不夠,不能實現(xiàn)應用的廣泛互通,不能實現(xiàn)外部功能接口的互通,也不能實現(xiàn)功能組件的相互替換,所以它們還僅僅是智能終端的雛形。但即便如此,這樣強大而復雜的硬件資源需要系統(tǒng)化管理,單獨的智能移動終端操作系統(tǒng)主要用來完成諸如進程、內存、外部設備等系統(tǒng)資源的調度和管理,并提供或通過JAVA或BREW等應用運行平臺為上層應用軟件提供服務。

現(xiàn)階段存在的移動終端,除了傳統(tǒng)的話音終端外,多功能終端和初期的智能終端都逐漸趨于開放,功能組件逐漸模塊化,加上OMA、3GPP、OMTP等標準化組織的推動,無線移動終端日益具備了規(guī)范的邏輯體系結構,如圖1所示。

基于硬件平臺(ASIC、外部設備)上的包括操作系統(tǒng)、應用平臺、應用程序和業(yè)務客戶端程序都是通過計算機軟件實現(xiàn),我們統(tǒng)稱之為終端軟件。

終端操作系統(tǒng)

移動終端操作系統(tǒng)作為連接軟硬件、承載應用的關鍵平臺,在智能終端中扮演著舉足輕重的角色。目前市場上主流的普通多功能終端操作系統(tǒng)主要有NucleusPLUS、pSOSystem等,主流的智能終端操作系統(tǒng)有Symbian、WindowsCE、PalmOS、Linux等。

NucleusPLUS是由AcceleratedTechnologyInc.(ATI)公司推出的、專為實時嵌入式應用設計的一個搶先式多任務操作系統(tǒng)內核,其95%的代碼是用ANSIC寫成的,因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的處理器。從實現(xiàn)角度來看,NucleusPLUS是一組C函數(shù)庫,應用程序代碼與核心函數(shù)庫連接在一起,生成一個目標代碼,下載到目標板的RAM中或直接燒錄到目標板的ROM中執(zhí)行。在典型的目標環(huán)境中,NucleusPLUS核心代碼區(qū)一般不超過20K字節(jié)大小。NucleusPLUS采用了軟件組件的方法,由于采用了軟件組件的方法,NucleusPLUS各個組件非常易于替換和復用。

pSOSystem(簡稱pSOS)是集成系統(tǒng)有限公司(IntegratedSystems)研發(fā)的產(chǎn)品,它是一個由標準組件組成的、可擴展可裁減的嵌入式實時操作系統(tǒng),包含單處理器支持模塊(pSOS+),多處理器支持模塊(pSOS+m),文件管理器模塊(pHILE),TCP/IP通訊包(pNA),圖形界面,JAVA,HTTP等。pSOSystem功能模塊完全獨立,開發(fā)者可根據(jù)應用要求擴展系統(tǒng)功能和存儲容量。pSOS在中國市場占有率較高,主要應用領域包括通訊、航天、信息家電以及工業(yè)控制。pSOSystem的主要缺點在于其上下文切換時間長,實時性不強,采用的集成開發(fā)環(huán)境SniffPlus與產(chǎn)品兼容性不好,部分關鍵功能無法使用。

Symbian公司是由諾基亞與松下、愛立信、Psion等公司聯(lián)合注資的,它的成立就是要防堵微軟的移動終端市場的進入和稱霸企圖,為未來智能無線移動終端提供一個標準作業(yè)平臺。SymbianOS是一個實時性、多任務、多線程的純32位的操作系統(tǒng)。其前身是PsionSoftware公司的Epoc操作系統(tǒng)。它的特點是功耗低,內存占用少,適合硬件受限的移動終端。再加上它的技術支持上都是一些老牌的具有豐富經(jīng)驗的手機制造商,所以它們與2G、2.5G、3G有平滑接口,而適應手機范圍跨GSM/GPRS/WCDMA和CDMA2000兩大系列。對原有的通信協(xié)議,外設支持全部繼承,因此受到了占世界產(chǎn)量75%以上的終端制造商的歡迎。

最早微軟推出了用于手機的WindowsCE1.0和WindowsCE2.0,后來又于2000年推出了WindowsCE3.0,曾以PocketPC和Smartphone命名該針對移動終端的操作系統(tǒng),目前用于移動通信終端的WindowsCE3.0統(tǒng)稱為WindowsMobile。WindowsCE3.0專門用于為包括移動與低能耗設備在內的大量產(chǎn)品建立動態(tài)應用程序及服務。此外,WindowsCE3.0的擴展平臺特性集實現(xiàn)了模塊化,因此,開發(fā)人員可以僅從200多個成熟的前沿操作系統(tǒng)組件中選擇自己所需的組件。WindowsCE3.0可以工作在12種不同的處理器體系結構、180余種CPU上,可以用于許多種不同的設備,包括工業(yè)自動化、手持便攜式PC、高速數(shù)據(jù)獲取設備以及一些用戶應用程序如游戲控制臺和機頂盒。目前主要被一些新興或有IT基礎的廠商所采用,并與PC應用聯(lián)系緊密。

PalmOS是一種32位的嵌入式操作系統(tǒng)。此系統(tǒng)是3Com公司的PalmComputing部開發(fā)的。PalmOS最初是定位于掌上電腦的操作系統(tǒng),但是隨著手機和掌上電腦的不斷融合,PalmOS已經(jīng)在通信方面作出了努力。Handspring已經(jīng)推出了支持GSM和CDMA等不同制式移動通訊網(wǎng)絡的掌上電腦,使用的就是PalmOS操作系統(tǒng)。

嵌入式設備非常適合像Linux這樣的操作系統(tǒng),因為Linux本身是開放源代碼的,而從源代碼級來對個性化的產(chǎn)品進行定制是最根本和最深入的。開發(fā)人員已經(jīng)開發(fā)出了諸如互聯(lián)網(wǎng)應用、工業(yè)控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)獲取設備的相關產(chǎn)品。隨著嵌入式Linux技術的不斷成熟,它已能夠滿足更加靈活的體積要求,并支持越來越多的不同體系結構的處理器產(chǎn)品,開始逐步進入主流的嵌入式市場。然而,嵌入式Linux在發(fā)展過程中也遇到了一些制約瓶頸。首先,嵌入式Linux系統(tǒng)在這個領域的產(chǎn)品發(fā)展比較晚,開發(fā)的時間比較短,在某些方面還有待成熟;其次,嵌入式設備個性化比較強,導致從事嵌入式Linux開發(fā)的廠商所開發(fā)的產(chǎn)品現(xiàn)在互不兼容。在眾多Linux開發(fā)人員的共同努力下,它正在不斷地完善以滿足新一代消費產(chǎn)品的需求,在2003年,摩托羅拉推出了全球第一款采用Linux操作系統(tǒng)的手機——A760。

操作系統(tǒng)的優(yōu)劣決定了手機的品位和性能,操作系統(tǒng)設計得越好,不僅用戶使用方便,而且可以為用戶提供眾多的新功能和應用。從技術發(fā)展角度看,操作系統(tǒng)將為終端加快更新?lián)Q代提供必要和充分的條件。

應用運行平臺

應用運行平臺的引入使終端更加開放,允許終端從移動通信運營商的移動門戶上或互聯(lián)網(wǎng)上下載各種應用程序,并在手機創(chuàng)造可執(zhí)行環(huán)境,然后以在線或離線的方式運行這些程序,從而得到所需的服務。由于定義了可執(zhí)行程序下載的標準,并在手機上創(chuàng)立了可執(zhí)行環(huán)境,由此,在移動通信業(yè)第一次為軟件開發(fā)商創(chuàng)造了巨大的商業(yè)機會,手機用戶在得到豐富應用體驗的同時,也大大提高了運營商的網(wǎng)絡流量。Java是目前最主流的應用平臺,BREW在CDMA終端中應用廣泛,也隨著WindowsMobile的推廣日益興盛。

Java由于它簡便易行、跨平臺、開放等特點受到了廣泛的歡迎。它可以做到與平臺無關“一次編寫,到處運行”。J2ME(Java2MicroEdition)作為Java2平臺的一部分,與J2SE、J2EE一道,為無線應用的客戶端和服務器端建立了完整的開發(fā)和部署環(huán)境。由于專門針對多樣化的嵌入設備和消費電子設備,J2ME的結構與傳統(tǒng)的編程序語言和規(guī)范有一些不同,它是由配置(Configuration)、簡表(Profile)和可選包(OptionalPackage)三要素構成。J2ME技術由一個虛擬機和一組API組成,這組API適合于為消費和嵌入式電子設備提供經(jīng)過剪裁的運行環(huán)境。Java的一個關鍵優(yōu)點是它能同時為多種連網(wǎng)的便攜機、臺式機或其它工作站和服務器提供服務,無論運行在這些客戶機上的軟件是Javaapplets、獨立的Java程序、HTML瀏覽器還是本地的應用程序,它都可以同時支持。利用J2ME,這些企業(yè)系統(tǒng)也可以直接與各種電子設備進行通信。

J2ME體系的一般結構是:由Configuration定義的Java虛擬機運行于設備的宿主操作系統(tǒng)之上,構成整個平臺的基礎。Configuration提供了基本的語言特性,Profile提供針對設備的特殊功能API和擴展類庫。應用程序的運行環(huán)境需要一個Configuration和至少一個Profile,多個Profile可以共存,也可以疊加。

圖2J2ME的體系結構

BREW是高通2001年1月推出的無線移動終端應用軟件的運行平臺,它擴展了Rex操作系統(tǒng)的功能,而又扮演開發(fā)平臺的角色。BREW平臺為無線設備提供開放式標準平臺的應用程序執(zhí)行環(huán)境,是無線應用程序開發(fā)、設備配置、應用程序以及計費和支付的完整端到端解決方案的一部分。完整的BREW解決方案包括面向開發(fā)者的BREWSDK(軟件開發(fā)包)、面向設備制造商的BREW應用程序平臺和移植工具以及由運營商控制和管理的BREW分發(fā)系統(tǒng)(BDS)。利用該系統(tǒng),開發(fā)者開發(fā)的應用程序可以輕松投入市場并協(xié)調計費和支付過程。

是MicrosoftXMLWebservices平臺。XMLWebservices允許應用程序通過Internet進行通訊和共享數(shù)據(jù),而不管所采用的是哪種操作系統(tǒng)、設備或編程語言。平臺提供創(chuàng)建XMLWebservices并將這些服務集成在一起之所需。對個人用戶的好處是無縫的、吸引人的體驗。

本講小結

第8篇：無線通信論文范文

主要有以下幾種類型:①無線組網(wǎng)抄讀系統(tǒng):此系統(tǒng)用無線網(wǎng)絡來控制水表的流量,數(shù)據(jù)的采集與傳輸用專門的設備來讀取;②有線采集,遠距離無線發(fā)送的自動抄表系統(tǒng):運用可以遠距離發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集器來讀取數(shù)據(jù),再用可遠距離傳送數(shù)據(jù)的設備將水表中的數(shù)據(jù)上傳即可;③車載巡抄系統(tǒng):在水表安裝無線遠傳設備來上傳水表數(shù)據(jù),利用車載的無線數(shù)據(jù)巡抄設備來完成數(shù)據(jù)的讀取;④智能卡水表抄表方式:以預付費的形式來管理居民的用水;⑤總線智能抄表:總線智能抄表技術在國外非常流行,許多國外的公司較早采用的一種主流抄表技術。此方式是基于在原有水表上裝配一個采集模塊,實現(xiàn)單獨抄表或組網(wǎng)抄表兩種模式,既便捷又高效;⑥無線收發(fā)式水表系統(tǒng):通過計算機技術、無線通信技術及水表計量技術相結合,將計量、數(shù)據(jù)采集及處理于一體。此系統(tǒng)只在相應的設備上安裝信息采集、處理及存儲模塊,通過設置無線收發(fā)控制裝置,在不聯(lián)網(wǎng)的情況下,就可實現(xiàn)遠程無線收發(fā)功能。此種水表使用的數(shù)據(jù)傳輸芯片不用進行頻段的申請,也不用設專門的線路,且設備的維護和安裝非常方便。因此采用無線收發(fā)方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)某矸绞绞俏磥沓砑夹g的發(fā)展趨勢,且該種方式正在發(fā)展中。

2水自動抄表國內的發(fā)展歷史與水平

國內水自動抄表的現(xiàn)狀:隨著我國經(jīng)濟生活水平的迅速提高,人工抄表收費與現(xiàn)在的居民生活水平存在著越來越多的隱患及問題,其中最突出的一個問題就是抄表時進戶難、收費更難,具體情況如下:①入戶難:由于居民安全意識的不斷加強,抄表員很難敲開用戶的門,因此水費往往無法百分之百的回收,供水公司長期蒙受經(jīng)濟損失;②管理費用過高:如5萬用戶,需要的抄表工人及管理人員在20到30人,年費用需60萬元左右。由此可見光抄表用去的費用就較大,大大影響了經(jīng)濟效益;③抄表勞動強度大:傳統(tǒng)人工抄表方式工作量多,勞動強度大,效率差,已不適應現(xiàn)代企業(yè)的管理要求;④費用收繳損耗大:用戶偷水現(xiàn)象嚴重,致使大量水損無法收繳。我國水表自動抄收系統(tǒng)主要有以下幾種類型:①智能卡水表。隨著智能卡技術的普及,水表設備的更新?lián)Q代也比較快,在現(xiàn)在的水表系統(tǒng)中智能卡水表技術是當前較先進的一種。該系統(tǒng)具有限量用水、無需與用戶產(chǎn)生收費糾紛、無需敷設專線、安裝方便、易于維護等優(yōu)點。雖然該表已經(jīng)形成了一定的規(guī)模,但由于要先付款后喝水、水損無法平攤、實施過程監(jiān)控難度較大等,智能卡水表在國外的一些發(fā)達國家已經(jīng)悄悄淡出了競爭市場。②Internet抄表。網(wǎng)絡化、智能化是現(xiàn)代住宅的主流趨勢。像居民住宅里裝配的IP電話、有線電視、寬帶網(wǎng)、遠程醫(yī)療、遠程旅游預約以及各種儀表的監(jiān)控,都得益于發(fā)達的網(wǎng)絡系統(tǒng)。居民區(qū)的物業(yè)公司通過網(wǎng)絡能夠隨時掌握本小區(qū)的生活和消費情況。而自動抄表僅僅算是Internet抄表中的一種功能。隨著網(wǎng)絡抄表功能的日趨完善,自動抄表的成本會越來越低。隨著技術的發(fā)展,電腦安全已經(jīng)成為令人矚目的問題,同樣,該抄表方式的安全更是個隱患。③藍牙抄表系統(tǒng):藍牙技術,是一種短程無線技術,它采用的頻譜是2.4GHz-ISM,這種技術的發(fā)展背景是用來打破紅外線傳輸帶現(xiàn)時性和用電纜連接不同產(chǎn)品時受到的限制,從二十一世紀以來,己經(jīng)應用到了移動電話與個人電腦或其它設備、儀器之間的通信,并能實現(xiàn)在幾十米的距離內不借助其他傳輸設備及接口直接進行數(shù)據(jù)的傳輸。基于藍牙技術的抄表系統(tǒng)可能會比智能卡抄表系統(tǒng)的功能更強、耗能更少、監(jiān)控力度更強。但是藍牙技術現(xiàn)在還只能實現(xiàn)幾十米的短程數(shù)據(jù)傳輸,且安全技術還有待繼續(xù)研討,所以在能否運用到水表的改造中,價格以及安全仍是個大問題。④無線發(fā)射式水表系統(tǒng)。無線發(fā)射式水表系統(tǒng),在原有機械式水表中安裝必需的數(shù)據(jù)處理、采集、數(shù)據(jù)存儲等模塊,再安裝設置無線發(fā)射設備,通過無線通信設備用遠程接收裝置接收和發(fā)送信號,無需敷設任何線路即可完成用戶水表的抄表工作。在國家相關政策的推動下,民用無線自動水表抄表系統(tǒng)的使用已成定局。相信在不久的將來無線自動抄表系統(tǒng)將會得到不斷的完善和成熟,并成為水費收繳模式中的中流砥柱。

3本無線自動抄表系統(tǒng)的構成

本無線自動抄表系統(tǒng)主要由上位機(筆記本電腦)、抄表終端、用戶表終端幾部分組成。其中,上位機的主要功能是通過串口接收來自抄表終端的數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)一目了然的顯示出來,并且方便地查看用戶的用水量及費用。抄表終端的主要功能是向用戶表發(fā)送傳輸要求,并接收來自用戶表的用水量,通過串口傳送給上位機,其無線傳輸距離不小于100M,傳送數(shù)據(jù)正確率達到100%。用戶表終端主要功能是完成用戶水流量的統(tǒng)計,誤差小于0.5%;在接到抄表終端發(fā)送傳輸要求后,實時發(fā)送水量的統(tǒng)計結果,傳輸距離不小于100M,傳送數(shù)據(jù)正確率達到100%。本無線自動水表抄表系統(tǒng)將大大提高供水管理部門的工作效率。

第9篇：無線通信論文范文

關鍵詞：短程無線通信工程MAX1472MAX1473接口通信距離

引言

在短程無線通信工程系統(tǒng)中，常見的有基于802.11的無線局域網(wǎng)WLAN、藍牙（blueTooth）、HomeRF及歐洲的HiperLAN(高性能無線局域網(wǎng))。但其硬件設計、接口方式、通信協(xié)議及軟件堆棧復雜，需專門的開發(fā)系統(tǒng)，開發(fā)成本高、周期長，最終產(chǎn)品成本也高。因此，這些技術在嵌入式系統(tǒng)中并未得到廣泛應用相反，普通RF產(chǎn)品就不存在這些問題，加之短距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術成熟，功能簡單、攜帶方便，使得其在嵌入式短程無線產(chǎn)品中得到廣泛應用，如醫(yī)療、工業(yè)、智能建筑、消費電子等領域。這些產(chǎn)品一般均工作在無執(zhí)照（Unlicensed）無線接入頻段，如出一轍15/433/868/915MHz頻段。本文討論的嵌入式短程無線通信系統(tǒng)，一般包括無線射頻RF前端、微控制器（MCU）、I/O接口電路及其它設備等。

1元器件選擇

（1）微控制器的選擇

嵌入式系統(tǒng)選擇處理器時主要需要考慮以下幾個方面：處理器性能，所支持的開發(fā)工具，所支持的操作系統(tǒng)，過去的開發(fā)經(jīng)驗，處理器成本、功耗、代碼兼容性及算法復雜性等。

（2）射頻芯片的選擇

通常，射頻芯片的功能框圖如圖形卡所示。隨著無線技術的發(fā)展，無線收發(fā)芯片的集成度、性能都大幅度提供，芯片性能也各有特色。因而，無線收發(fā)芯片的選擇在設計中是至關重要的。正確的選擇可以減小開發(fā)難度、縮短開發(fā)周期、降低成本、更快地將產(chǎn)品推向市場。目前，生產(chǎn)此類芯片的廠家主要有Nordic、XEMICS、Chipcon、TI、Maxim等。選擇無線收發(fā)芯片時，應考慮以下幾個因素：功耗、發(fā)射功率、接收靈敏度、傳輸速度、從待機模式到工作模式的喚醒時間、收發(fā)芯片所需的元件數(shù)量、芯片成本等；同時還須注意當?shù)氐臒o線電管理規(guī)定。

（3）分立元件的選擇

所有的RF芯片制造商都在努力提高芯片的集成度但仍然有一些元件很難或者根本無法集成到芯片中去。常將這些分立元件安放在芯片外部，如晶振、PLL環(huán)路濾波器、VCO的電感等。在射頻電路中，電磁波的波長已可以與分立元件的尺寸相比擬，普通應用于DC和低頻集總參數(shù)系統(tǒng)的基爾霍夫類型的電流、電壓定律已不再適用，須考慮這些分立元件的高頻特性及其分布參數(shù)。因此，在詳細設計時，應多參考所選用芯片資料及相關元件的數(shù)據(jù)手冊。

2系統(tǒng)原理圖設計

嵌入式短程無線通信系統(tǒng)硬件的關鍵在于其射頻電路。這里采用Maxim公司的MAX1472和MAX1473芯片進行射頻電路設計。圖2是發(fā)射器射頻電路，圖3是接收器射頻電路。

MAX1472是一微型3mm×3mm的引腳SOT-23封裝的VHF/UHF基于鎖相環(huán)ASK發(fā)射機。當工作電壓降至2.1V的脫離節(jié)鋰電池工作，待機模式時僅耗電100nA。在發(fā)射過程中，MAX1472發(fā)射功率為-10dBm～+10dBm。工作電壓3.3V；發(fā)射功率+10dbm時，工作電流僅9.1mA。最高數(shù)據(jù)速率達100kbps。

MAX1473是一個300～450MHz，采用28引腳，SSOP封裝的超外差ASK接收機；具有-114dBm的高靈敏度，高于50dB的用戶可選擇中心頻率鏡像抑制并可選擇3.3V或5V電源工作電壓。在關斷模式下電流低于1.5mA,接收時電流為5.2mA；數(shù)據(jù)速率達100kbps；從關斷模式到有效數(shù)據(jù)輸出的過渡時間小于250μs。

MAX1473包含一個一級自動增益控制（AGC）電路，在射頻輸入信號功率大于-57dBm時，可降低低哭聲放大器（LNA）35dB的增益。接收機使用帶有接收信號強度指示（RSSI）的10.7MHz中頻濾波器，內置片上集成的鎖相環(huán)與VCO、基帶數(shù)據(jù)恢復電路。

在原理圖設計時，為提高系統(tǒng)的靈敏度，要特別注意天線、低哭聲放大器（LNA）和晶振的適配，如圖3中標有1、2、3的三處。

3PCB板設計

高頻信號很容易由于幅射而產(chǎn)生干擾，導致振鈴（ringing）、反射（reflection）串擾(crosstalk)等；而RF電路對此又特別敏感，因此在PCB板設計時，必須加以重視。為此電源設計時，應在條件許可下采用多層板，提供專用的電源層和地線層。如采用電源總線方式，應盡可能地加粗電源線和地線；盡量減少板上的通孔（包括插件元件的引腳、過孔等）；多增加一些地線；分開模擬電源與數(shù)字電源；隔離敏感元件；在信號線邊上可放置電源線，以最小化信號環(huán)路面積，減少環(huán)路數(shù)量。傳輸互布線應盡量滿足以下規(guī)則：避免傳輸線阻抗不連續(xù)（阻抗不連續(xù)點是傳輸先突變點，如直拐角、過孔等，它將產(chǎn)生信號的反射。為此，布線時應避免走線的直拐角，可采用45°角或弧線走線，盡可能地少用孔）；不要用樁線。其次，要減少串擾。串擾是信號間產(chǎn)生的耦合，分容性串擾和感性串擾兩種，通常感性串擾遠大于容性串擾。串擾可通過一些簡單的辦法抑制：①由于容性串擾和感性串擾的大小隨負載阻抗的增大而增大，所以應對串擾引起的干擾敏感信號進行適當?shù)亩私?。②增大信號線間的距離，以減小容性串擾。③為減小容性串擾，可在相鄰信號線間插入1根地線；但須注意，此地線每1/4波長要接入線層。④對感性串擾，應盡量減小環(huán)路面積，如允許，應消除次環(huán)路。⑤避免信號共用回路。最后，隨著電路速度的提高，電磁干擾（EMI）越發(fā)嚴重，還須減小EMI。減小EMI的途徑通常有：屏蔽、濾波、消除電流環(huán)路和盡量降低器件速度。濾波通常有三種選擇：去耦電容、EMI濾波器、磁性元件。最常見的是去耦電容，去耦電容用于電源線路濾波。通常在電源接入電路板處放置一個1μF～10μF的去耦電容，以濾除低頻噪聲；在板上每個源器件的電源引腳處放置0.01μF～0.1μF的去耦電容，以濾除高頻噪聲。對去耦電容，要注意其放置位置。

4RF芯片與MCU接口

通過RF芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。接收端MCU采集RF芯片輸出信號通常有三種辦法：重復采樣（oversampling）、脈沖邊沿檢測（edgedetection）、使用MCU的通用串行通信口（UART）。

重復采樣時，用一個三倍于比特率的速率對RF芯片輸出信號復復采樣，采用采樣加權表。對噪音有抑制作用的，適合適應于距離要求較長、可靠性要求較高的場合；但時序要求嚴格，軟件實現(xiàn)時較為復雜。RF芯片與MCU接口可采用MCU的輸入輸出口。

脈沖邊沿檢測使用數(shù)字信號脈沖實現(xiàn)同步，用RF芯片輸出信號作為MCU的中斷請求信號。中斷程序計算每一比特的采樣時間，可處理各種速率的數(shù)據(jù)流；但每比特僅采樣一次，對噪音較敏感，實現(xiàn)算法比重復采樣方式更復雜。RF芯片與MCU接口可采用MCU的中斷系統(tǒng)及輸入輸出口。

為簡化設計，可使用MCU的通用串行通信接口（UART）。UART對噪聲較敏感，但可在軟件設計中加以解決，因此通常采用這種接口形式。

5系統(tǒng)傳輸距離

（1）無線通信距離計算

這里給出自由空間傳播時的無線通信距離的計算方法。所謂自由空間傳播系指天線周圍為無限大真空時的電波傳播，是理想傳播條件。電波在自由空間傳播時，其能量既不會被障礙物所吸收，也不會產(chǎn)生反射或散射。通信距離與發(fā)射功率、接收靈敏度和工作頻率有關。

自由空間下電波傳播的損耗：

Los=32.44+20lgd+20lgf

Los—傳播損耗，單位dB;d—距離，單位km;f—工作頻率，單位MHz。

如一個工作頻率為433。92MHz,發(fā)射功率為+10dBm(10mW),接收靈敏度為-105dBm的系統(tǒng)在自由空間的傳播距離：①由發(fā)射功率+10dBm，接收靈敏度為-105dBm，得Los=115dB。②由Los、f計算得出d=31km。

這是理想狀況下的傳輸距離，實際應用中會低于該值。這是因為無線通信要受到各種外界因素的影響，如大氣、阻擋物、多徑等造成的損耗。將上述損耗的參考值計入上式中，即可計算出近似通信距離。假定大氣、遮擋等造成的損耗為25dB，可以計算得出通信距離為：d=1.7km。

圖3

（2）增加無線通信距離

在工作頻率固定的情況下，影響通信距離的主要因素有：發(fā)射功率、接收/發(fā)射天線增益、傳播損耗、接收機靈敏度等。對設計者而言，有的因素是無法選擇、改變的，如傳播損耗、多徑損耗、路徑損耗、周圍環(huán)境吸收等；而有的因素是設計者可以控制的，如發(fā)射功率、接收/發(fā)射天線增益、接收機靈敏度等。通過調整這些因素，可增加無線通信系統(tǒng)的傳輸距離。為增加傳輸距離，設計者常會想到增加發(fā)射功率。但增加發(fā)射功率會帶來一些不利因素。如：由于功率放大器的轉換效率低，增加發(fā)射功率會大大增加系統(tǒng)的功耗，這對嵌入式系統(tǒng)來說是很不利的；加大發(fā)射功率會產(chǎn)生較大的諧波干擾和噪聲，并對通信信道產(chǎn)生其它影響，有時反而會影響通信距離。因此，在嵌入式系統(tǒng)中并不提倡采用增加發(fā)射功率的辦法來增加傳輸距離。增加傳輸距離的比較好的辦法是，增加接收/發(fā)射天線增益一般是選用高增益天線。采用高增益天線具有集成天線、體積小、成本低，實現(xiàn)簡單，無需增加額外功耗和元器件等優(yōu)點。