无线通信系统

无线通信系统（共14篇）

1.无线通信系统 篇一

【摘要】经济在快速发展的现今，人员的流动以及物资的流动十分迅速，使我国的铁路运输发展越来越快，但同时人们对铁路运输的需求也变得越来越大。为了实现人员及物资的迅速运输，铁路部门在发展的过程中不断的进行创新，在保障人员和物资都安全的基础上，采用了更高的列车运行速度以及更为合理的铁路运行方案，从而使铁路发挥出其更大的作用。其中无线通信系统是铁路的重要信息交流方式，这种系统使用的是GSM-R作为通讯系统最主要的技术，但是在现今发展已经无法满足人们的需求。本篇文章就根据无线通信系统的重要性，以及如何做好无线通信系统在铁路系统中的应用以及运行进行了简要的分析阐述。

2.无线通信系统 篇二

1 GSM-R系统的概况

GSM-R系统是为铁路专门设计的综合专用数字移动通信系统。在GSMPhase2+的规范协议内GSM-R系统的高级语音呼叫功能包括:组呼、广播呼叫等, 并添加了位置寻址和功能寻址等功能, 尤其要满足铁路专用调度通信需求。并进行无线列调、编组调车通信等功能的提供, 并将数据传输通道提供给列车自动控制与检测信息, 并进行列车自动寻址和旅客服务的提供。在我国铁路中的频段分为两种:上行885-889MHz, 下行方向为930-934MHz。

2 铁路无线通信系统中GSM-R系统的功能

网络子系统、基站子系统、运行与维护子系统等是构成GSM-R系统的重要组成部分。按照我国铁路行车的特点, 如较高密度、极为复杂的运输组织等。为对大量非列控数据传输问题进行有效处理, 必须将通用分组无线业务子系统有效引入, 并结合现有有线调度通信系统, 达到有线和无线调度两网有机结合的目的。在铁路运输系统中GSM-R系统的功能, 包括以下几点:

功能寻址:便于固定用户拨号呼叫列车上移动用户的重要方式。

基于位置的寻址:为列车上移动用户方便呼叫固定用户的重要方式。如火车司机在呼叫调度员过程中, 系统按照火车司机的当前位置对调度员寻址, 并将呼叫自动转接到向列车现阶段处于的控制区调度员进行转接。

语音广播服务:在指定区域, 语音广播服务可进行信息广播及紧急呼叫的发布。可以动态进行区域定义与选择的设置, 这种方式具有良好的灵活性。

语音组呼服务:组呼ID号通过移动或固定用户进行拨打, 可和指定区域内的小组成员进行呼叫的建立。通过相同业务信道这个小组内的全部成员都可以进行接听, 通过按键讲话方法这个小组成员可进行通话请求的发出, 并在“先请求先服务”的原则上, 进行上行链路的建立, 并进行通话服务的提供。

增强多级优先与强占权:在任何负载情况下, 铁路紧急呼叫与列车自动控制等诸多通信中都要求能够及时进行呼叫的建立。如堵塞现象发生在一个无线电小区内, e MLPP可及时对低优先权呼叫切断, 并进行高优先权呼叫的优先建立。

3 铁路无线通信系统内GMS-R系统的应用

随着国民经济发展速度的不断提升, 在铁路通信管理中, 无线通信系统作为其管理的重点内容。将GMS-R应用到铁路无线通信系统中, 不仅可以提高工程质量, 还可以提高列车通行的安全性, 并为实现铁路工程通信系统的经济效益与社会效益的实提供了可靠的保障。

3.1 实现运输指挥调度系统的语音及数据传送

功能号呼叫、语音广播与组呼业务、基于列车位置寻址等高级语音呼叫功能都是实现运输指挥调度系统语音及数据传送GSM-R系统的重要内容, 这种方式的应用, 能够对现阶段各种无线通信系统进行替代, 更能对相关移动通信功能进行有效实现, 如列车调度、区间维修等。更能代替原有电缆加通话柱的区间通信形式, 能够为铁路无线通信系统的发展提供可靠的保障。GMS-R系统的应用, 可以有效提升现代铁路信号控制技术, 实现铁路通信系统的数字化、智能化及综合化的快速发展。在铁路现代化信号控制技术中, 最具代表性的技术为分散自律调度集中与列车控制系统, 这是我国铁路事业对其装备质量进行有效提升的重要方式。这种方式的应用, 还可以提升行车的安全性与舒适性, 是铁路跨越式发展实现的重要途径。实现这些技术必须在移动通信技术平台进行。在铁路无线通信系统内地面控制中心、移动机车之间的车次号及列车位置等信息传送都必须由GSM-R系统完成。

3.2 为现代信号控制技术提供可靠的通信支持

传统的信号控制技术特点为:功能单一、控制分散、独立运行等。GSM-R系统在铁路无线通信系统内的广泛应用, 促使铁路通信系统逐渐实现网络化、智能化。北电、西门子及华为是GSM-R系统设备的主要供货商, 为对各个供货商提供的设备互联问题进行有效处理, 必须进行接口技术要求与测试规范的制定。通过GSM-R技术规范的制定与应用, 可以对铁路无线通信系统的完善与发展提供指导建议。

4 结束语

综上所述, 随着我国铁路事业发展速度的不断提升, 传统通信方式的局限性已经被逐渐打破, 通过GSM-R系统的应用, 可以为各级中心对通信信息全面实时掌握提供便利, 并能及时调整通信方案, 同时确保行车秩序的迅速恢复。随着经济全球化的不断深入, 我国铁路通信系统的逐渐完善, 如有线、无线等多种接入方式的应用, 逐渐实现了铁路通信系统的网络化、智能化及综合化。

摘要：随着社会经济的快速发展, 我国铁路事业得到了极大的发展。铁路无线通信系统作为铁路事业发展的重要组成部分, 只有选用合理的方式, 如GMS-R系统, 才能提升铁路无线通信系统的质量与提高通信的效率, 实现铁路事业的可持续发展。

关键词：铁路无线通信系统,GMS-R系统,概况,功能,应用

参考文献

[1]加延龙, 赵晓亮, 蒋文怡, 张小津.采用GSM-R网络实现的机车同步操控系统数传测试方法的研究[J].北京交通大学学报, 2006 (02) .

[2]邓梦, 黄茜.基于GSM-R的越区切换过程及相关算法优化[C].2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集 (下) , 2008.

[3]范絮妍, 杨大力, 吴昊.基于GSM-R网络的端到端通信认证机制[C].GSM-R移动通信及无线电管理学术会议论文集, 2006.

3.浅谈蜂窝无线通信系统 篇三

关键词 蜂窝网络 无线通信 网络系统

中图分类号：TN92 文献标识码：A

1蜂窝无线通信

1.1无线网络

通信网络：由多个通信点和通信链路，按照一定的组织形式所构成的通信系统的统一体。广义地讲，它包括一切用于传递信息的网络，它是实现信息传递的物质技术基础。

通信点和通信链路是通信网络的两个基本要素。如果通信链路是有线的（例如双绞线、光纤等），则对应的通信网络为有线网络;如果通信链路是无线的（依靠电磁波进行传输），则对应的通信网络为无线网络。

1.2 蜂窝网络

无线通信链路具有恶劣的物理信道特征，比如由于传播途径中有再大的障碍物，会产生时变多径和阴影。此外，无线蜂窝系统的性能还会受限于来自其他用户的干扰，因此，对干扰进行准确的建模就很重要。很难用简单的解析模型来描述复杂的信道条件，虽然有集中模型确实易于解析求解并与信道实测数据比较相符，不过，即使建立了完美的信道解析模型，再把差错控制编码、均衡器、分集及网络模型等因素都考虑再链路中之后，要得出链路性能的解析在绝大多数情况下任然是很困难的甚至是不可能的。因此，在分析蜂窝通信链路的性能时，常常需要进行仿真。

1.3 蜂窝无线通信网络

跟无线链路一样，对蜂窝无线系统的性能分析使用仿真建模时很有效的，这是由于在时间和空间上对大量的随机事件进行建模非常困难。这些随机事件包括用户的位置、系统中同时通信的用户个数、传播条件、每个用户的干扰和功率级的设置、每个用户的话务量需求等，这些因素共同作用，对系统中的一个典型用户的总的性能产生影响。前面提到的变量仅仅是任一时刻决定系统中的某个用户瞬态性能的许多关键物理参数中的一小部分。蜂窝无线系统指的是，在地理上的服务区域内，移动用户和基站的全体，而不是将一个用户连接到一个基站的单个链路。为了设计特定大的系统级性能，比如某个用户在整个系统中得到满意服务的可能性，就得考虑在覆盖区域内同时使用系统的多个用户所带来的复杂性。因此，需要仿真来考虑多个用户对基站和移动台之间任何一条链路所产生的影响。

链路性能是一个小尺度现象，它处理的是小的局部区域内或者短的时间间隔内信道的顺时变化，这种情况下可假设平均接收功率不变。在设计差错控制码、均衡器和其他用来消除信道所产生的瞬时影响的部件时，这种假设时合理的。但是，在大量用户分布在一个广阔的地理范围内时，为了确定整个系统的性能，有必要引入大尺度效应进行分析，比如在大的距离范围内考虑单个用户受到的干扰和信号电平的统计行为时，忽略瞬时信道特征。我们可以将链路级仿真看作通信系统性能的微调，而将系统级仿真看作时整体质量水平粗略但很重要的近似，任何用户在任何时候都可预计达到这个水平。

2 无线网络分类

（1）卫星通信网络（Satellite Network）

这类网络能够提供全球覆盖，但是其资费水平很高，传输时延也很大（LEO的传输时延约为20-25ms，GEO的传输时延约为250-280ms）。

（2）无线广域网（WWAN）

这类系统的覆盖范围可达省际甚至洲际，支持静止、步行或者车载的移动用户，当用户处于静止状态时最多能够获得2Mb/s的数据传输速率。

（3）无线城域网（WMAN）

这类网络能够提供城域覆盖，峰值传输速率可达70Mb/s，能够支持的最高移动速率约为120 km/h。

（4）无线局域网（WLAN）

例如IEEE 802.11bWLAN，能够在较低的资费水平下提供最高可达11Mb/s的数据传输速率，但是只能支持低速移动的用户，而且传输距离只有几十米到几百米。

（5）无线个域网（WPAN）

例如Bluetooth。该系统的最高数据传输速率可达3Mb/s，传输距离通常不超过10米。

3 蜂窝无线通信系统中信道分配的与优化

3.1 信道分配的方法与策略

目前的信道分配策略可以分为三类：固定信道分配（FCA）、动态信道分配（DCA）和混合信道分配。

当前资源需求服务的有效传递以及实现无缝衔接的移动性管理对信道分配控制算法提出更高要求，尤其是基站之间的快速越区切换。为越区呼叫预留更多的信道是保证更高服务质量（QoS）的方法，但也会存在浪费资源的危险，不利于资源的高效利用。因此信道分配策略要保证合适的越区预留信道数，以达到当保持大规模的通信连接时能保证服务质量和高效资源利用率的平衡。

3.2 信道分配——越区切换时的信道分配

越区切换时的信道分配是解决当呼叫要转换到新小区时，新小区如何分配信道，使得越区失败的概率尽量小。

常用的做法是在每个小区预留部分信道专门用于越区切换。 这种做法的特点是：因新呼叫可使用信道数的减少，要增加呼损率，但减少了通话被中断的概率，从而符合人们的使用习惯。

4 结语

4.无线通信系统 篇四

2.1系统结构设计

结合无线通信基站内部信息管理系统具体的特点，在对设计系统进行开发后，系统需要包含两种主要模块，第一，后台数据库，第二就是前端应用程序。后台数据库的设计工作需要保证数据具有的完好性以及数据的绝对安全，利用SQLServer以及POWERBUILDER9.0完成设计，从而有效的保证整个系统具有快速的执行速度。

2.2系统功能模块具体的设计

5.无线通信系统 篇五

【摘要】：随着无线通信的快速发展,射频系统对微波无源器件提出了更高的要求,要求射频前端的无源器件能够实现小型化、宽通带。基片集成波导滤波器凭借其自身的优势,如重量轻,小型化和容易与其他器件集成,近几年受到学者广泛的研究。同样,圆极化天线也已经被广泛地运用在卫星通信和脉冲雷达等领域,迫切需求天线有更高的阻抗带宽和轴比带宽。本论文首先研究并提出了一款基于SIW的小型化宽带滤波器,然后提出了一款宽带圆极化天线。本论文的主要内容主要分为以下三个部分：首先,介绍了无线通信中基片集成波导滤波器和圆极化天线的研究现状,然后介绍了表征滤波器和天线性能的几个重要参数及其数值分析方法。其次,提出了一款基于折叠基片集成波导(SIFW,SubstrateIntegratedFoldWaveguide)的小型化宽带带通滤波器,并给出了仿真结果。为了改善通带低端的带外抑制特性,通过引入交叉耦合结构,产生了两个传输零点。此外,通过在顶层和底层金属微带上刻蚀互补谐振环(CSRR,ComplementarySplit-RingResonators),改善了通带高端的带外特性。仿真结果表明,滤波器的工作频率在7.1GHz,相对带宽约为47%,通带内回波损耗优于-15dB,插入损耗小于0.7dB。最后,提出了一款宽带圆极化缝隙天线,缝隙天线的圆极化辐射由微带馈线的临近耦合激励产生。为了获得较宽的轴比带宽,3dB轴比通带内有三个圆极化模式被激励。同时,采用渐变式馈电结构改善了输入端口的阻抗特性。结果表明,本文提出的天线圆极化带宽为

56%(3.17GHz-5.65GHz),阻抗带宽为64%(2.96GHz-5.75GHz),天线峰值增益为3.5dB。【关键词】：无线通信系统SIFW滤波器小型化宽带天线圆极化天线

【学位授予单位】：山西大学 【学位级别】：硕士 【学位授予年份】：2013 【分类号】：TN713;TN821.1 【目录】：中文摘要10-11ABSTRACT11-13第一章绪论13-231.1课题研究的背景及意义131.2无线通信系统中无源器件的研究现状13-151.2.1基片集成波导滤波器13-141.2.2圆极化天线14-151.3微带天线的宽带技术15-161.4本文的研究内容和主要贡献16-17参考文献17-23第二章滤波器及天线基础理论23-322.1引言232.2滤波器的技术指标23-242.3频率变换24-272.3.1低通到高通的频率变换252.3.2低通到带通的频率变换25-272.3.3低通到带阻的频率变换272.4天线的基本参数27-302.4.1天线的方向性系数与增益27-282.4.2天线的反射系数与回波损耗28-292.4.3天线的输入阻抗292.4.4天线的频带宽度292.4.5天线的辐射效率29-302.4.6天线的交叉极化302.5电磁仿真算法-有限元法及仿真软件HFSS30参考文献30-32第三章基于SIFW滤波器的研究与设计32-423.1引言323.2基片集成波导技术32-343.2.1基片集成波导结构32-333.2.2基片集成波导传输特性333.2.3基片集成波导-微带转换器的设计33-343.3耦合理论与输入输出设计34-363.3.1耦合系数34-353.3.2耦合拓扑结构设计353.3.3外

部品质因数值的计算35-363.4基于SIFW滤波器的设计36-403.4.1滤波器结构36-373.4.2互补型开口环谐振环设计37-383.4.3滤波器敏感性分析38-393.4.4仿真结果分析39-403.5本章小结40参考文献40-42第四章宽带圆极化天线的研究与设计42-524.1引言424.2圆极化技术42-454.2.1圆极化原理42-434.2.2圆极化实现技术43-454.3圆极化天线的设计45-494.3.1天线结构的设计45-464.3.2天线设计与性能分析46-474.3.3仿真结果分析47-494.4本章小结49-50参考文献50-52第五章器件制作工艺及测试系统52-575.1无源器件的制作过程525.2S参数测试系统52-545.3天线测试系统54-555.3.1测试设备及原理54-555.3.2辐射方向图的测量555.3.3天线轴比的测量55参考文献55-57第六章总结57-58攻读学位期间取得的研究成果及参与科研的项目58-59致谢59-60个人简况及联系方式60-62

6.无线通信系统 篇六

舰载无线激光通信系统中的跟踪技术研究

讨论了舰载无线激光通信系统的`跟踪技术,其中粗跟踪采用步进电机驱动两轴回转平台来调整光学天线以捕获跟踪信号;精跟踪则采用面阵CCD进行精确跟踪,同时其CCD上的光斑定位采用重心计算方法进行定位,并由计算系统给出光斑的移动速度、移动方向及其预期将产生的变化,从而给出驱动指令来调整两轴快速倾斜镜和两轴回转平台,最终保持对整个通信过程中信号的跟踪.

作 者：靳豪杰 吴栋 梁忠诚 作者单位：南京邮电大学光学工程学院,江苏,南京,210003刊 名：电子元器件应用英文刊名：ELECTRONIC COMPONENT & DEVICE APPLICATIONS年，卷(期)：11(7)分类号：U6 TN92关键词：舰载无线激光通信 粗跟踪 精跟踪 CCD

7.无线通信系统可靠性技术研究 篇七

一、影响无线通信可靠性因素分析

无线通信中, 信号靠电磁波在空中传播, 电磁波的传播也需要媒介, 这一媒介受到多种环境因素影响。

通信距离最远的是海平面及陆地无障碍的平直开阔地, 这也是通常用来评估无线通信设备的通信距离时使用的地理条件。其次是郊区农村、丘陵、河床等半障碍、半开阔环境, 通信距离最近的是城市楼群中或群山中, 总之, 障碍物越密集, 对无线通信距离的影响就越大。

空气干燥时通信距离较远, 空气潮湿 (特别是雨、雪天气) 通信距离较近, 在产品容许的环境工作温度范围内, 温度升高会导致发射功率减小及接收灵敏度降低, 从而减小了通信距离。发射机等设备对无线通信设备的通信距离均有不同程度的影响。

发射机的射频输出功率发射功率越大, 通信距离越大;从理论上说发射功率可无限制地增加, 但实际上由于受成本或技规的限制, 发射机的输出功率也是有限的。接收机的接收灵敏度接收灵敏度反映了接收机捕捉微弱信号的功能, 接收灵敏度越高, 通信距离也越远。在各种条件相同的前提下, 天线距离地平面的高度越高, 通信距离越远, 特别是在城市环境下, 提高天线的高度比增大发射功率对通信距离的影响要大得多。

实际的通信环境总是存在着各种干扰源, 比如直流电机、高压电网、开关电源、电焊机、高频电子设备、电脑、单片机等设备对无线通信设备的通信距离均有不同程度的影响。在同样的发射功率和同样的接收灵敏度的前提下, 系统的抗干扰能力越强, 实际通信距离也越远。影响无线通信系统抗干扰能力的因素也很多, 主要与调制, 解调方式, 工作带宽, 电路设计PCB板布局和退耦及屏蔽措施是否得当有关, 一般而言, 调频系统的抗干扰能力优于调幅系统, 而窄带系统的抗干扰能力优于宽带系统, 因此, 带宽越窄, 抗干扰能力就越强, 在同一发射功率和接收灵敏度条件下, 通信距离也越远。

二、无线通信距离的估算

无线通信系统中, 地理环境、电磁环境、气侯条件对无线通信距离的影响是由用户的使用条件决定的, 难以改变, 也很难用一个数学表达式描述出来, 只有那些能量化的因素才能用一个数学表达式描述。对于工作频率范围在300MHZ-3GHZ之间的无线通信设备, 在视距范围 (又称自由空间) 内, 已知发射功率P (W) 、接收灵敏度E (uv) 、发射天线R的有效高度Ht (m) 及接收天线有效高度Hr (m) 、发射天线增益Gt及接收天线增益Gr (单位均为倍, 而不是d B) 、载频波长λ (m) , 则通信距离d (m) 可由下:

设发射功率为P (W) , 发射天线及接收天线增益分别为Gt和Gr单位均为倍) , 发射天线及接收天线的有效高度分别为ht和hr (单位均为米) , 发射机与接收机之间的距离为d (m) , 射频信号波长为λ (m) , 提高发射及接收天线的有效高度对信号台场强的提高影响最显著。

公式中的结果是一个纯理论值, 只考虑了电磁波在自由空间中传播过程中随着距离的增加, 能量扩散到更大空间后能量密度减小后导致信号场强减小的结果, 而没有考虑空气及地面等介质对电磁波吸收、衰减的影响;其次是没有考虑发射天线的发射效率和接收天线的接收效率 (理论上可以做到100%但实际上达不到) 的影响, 最后是也没有考虑各种电磁干扰及接收机的抗干扰能力的影响, 从而导致了实际结果与理论计算值有较大的误差。

三、提高通信可靠性的措施

当地理环境和电磁环境一定时, 为了保证无线通信的稳定和可靠, 并充分挖掘低电压微功率无线通信设备的潜力, 又要做到经济实用, 在工程设计中可考虑以下措施。

1. 尽可能提高天线的有效高度

从计算通信距离的公式中可以看出, 通信距离与收/发天线有效高度之积的平方根成正比, 提高天线的有效高度能显著扩大通信距离, 特别是在城市环境中, 将天线设在楼顶时能避开很多障碍并远离干扰源, 从而扩大通信范围。

2. 采用高增益天线

天线是无源器件, 其本身不能放大信号, 但高增益天线能显著提高通信方向上的能量密度, 提高信号/噪声比, 从而扩大通信范围, 其作用就与手电筒或是探照灯上的聚光镜相似。但高增益天线的成本较高, 几何尺寸及重量都比较大, 只适合于固定安装使用, 因此, 在一定对多点或多点对一点的无线通信组网中可考虑主机用高增益的全向天线, 分机则根据距主机距离的不同选用不同增益的天线, 对于固定安装并且距离主机特别远的分机还可选用高增益的定向天线, 而距离主机较近的分机可选用低成本的普通鞭状天线, 以降低系统成本。发射机采用高增益定向天线可显著提高通信方向上的信号强度, 而接收机采用高增益定向天线可显著提高通信方向上的接收信号场强和信号/噪声之比, 从而大幅度地扩大通信距离, 但只适合于同一个方向上的通信, 并且成本也较高, 天线的几何尺寸大, 重量也较重, 只适合于固定安装使用。

3. 尽量缩短射频电缆的长度

用于连接无线通信机与室外天线的射频同轴电缆对射频信号也有一定的损耗, 例如:50-3型电缆的损耗为0.2d B/m, 50-7型电缆的损耗为0.1d B/m, 50-9型电缆的损耗为0.07d B/m, 电缆越长, 损耗就越大, 对所传输的射频信号的损耗的增大又会导致通信距离的下降, 所以必要时可将射频组件直接装在室外天线的底部, 而射频组件与用户系统间的连线则采用多芯屏蔽电缆连接。

4. 尽量远离各种干扰源

距干扰源越近, 信号/噪声比就越低, 也会导致通信距离下降。必要时可分别对数传模块和会产生电磁干扰的部件采取屏蔽措施, 并用特性阻抗为50Ω的射频同轴电缆将天线引到远离干扰源的地方, 同时与射频组件相连的电源线、信号线也采用屏蔽电缆, 并增加必要的滤波网络, 以最大降度地抑制干扰, 充分发挥接收机高灵敏度的优势。

5. 优先采用抗干扰能力强的无线通信产品

当无线通信接收机处在电磁干扰较大的环境中工作时, 如果抗干扰能力跟不上, 接收灵敏度高将变得毫无意义, 此时应优先采用抗干扰能力较强的产品, 如果是数字通信系统还应优先采用有软件纠错功能的产品。

6. 防雷、防水、防潮

对于采用室外天线的系统, 必须采取避雷、防雷措施, 如加装避雷针、避雷器, 同时, 对于露天架空的供电电源线、信号传输线也要采取避雷防雷措施, 以防雷电从电缆串入机器。对于露天安装的射频组件还应采取防水措施, 以防下雨时雨水进入机器, 如果设备不是长期通电或不经常使用, 而空气又比较潮湿, 则还应采取防潮措施, 例如在机壳内适当地方放置并定期更换干燥剂, 总之, 要防止机器进水和受潮, 以免电路组件发霉、生锈而失效。

四、总结

在移动通信系统中, 为了提高通信系统可靠性, 必须综合考虑各方面的因素。本文提出的在系统设计中的方法在实际工程应用中具有一定的价值。H

参考文献

[1]G.D.Golden, G.J.Foachini, R.A.Valenzuelaand P.W.Wolniansky, “detection algorithm and initial laboratory results using V-BLAST space-time communication architecture”[J], Electronics letters, vol.35, no.1, 7th Jan 1999.

[2]A.Naguib, N.Seshadri and R.Calderbank.increasing date rate over wireless channel[M].IEEE signal processing mag, vol.17, pp76-92, May 2000.

[3]E.Visotsky, U.Madhow.space-time transmit precoding with imperfect feedbac[M].IEEE Trans.Inform.Theory, vol.47, pp.2632-2639, Sept 2001.

8.拖车尾灯无线通信与控制系统 篇八

关键词：拖车尾灯 无线传能 zigbee

中图分类号：TN8文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0059-02

目前拖车尾灯线路繁琐，大大降低了整车的美观性和可靠性。无线传输则可以很好的解决上述问题，简化流程，提高稳定性。无线传输摆脱了传统有线连接的束缚[1-4]，实现电能与信号的无线传输与接入是革命性的进步，也是人类追求科技进步的美好追求[5]。

该文基于2.4GHz的zigbee无线传输技术进行组网以及信号的远距离输送[6]，并通过控制系统对zigbee的收发装置进行控制，进而对不同拖车尾灯进行控制[7]。

1 总体设计

本设计用控制面板发送命令到控制系统，然后发射端控制系统再将控制命令传送到无线发射模块。接收模块接收到命令后，反馈给接收端控制系统，之后开通相应的拖车尾灯。总体结构设计图如图1所示。

控制系统直接控制信号发射模块进行信号无线传输，信号接收模块接收无线信号并传遞给尾灯控制系统进行分辨并做出动作。其中所有的控制模块需要外接电源供电，内部不同器件由换压电路分别供电。

2 硬件设计

本设计整体可分为四大部分：控制单元，无线通信单元，电源单元以及检测单元。采用zigbee模块进行无线通信，采用两个51单片机作为控制核心。

当上位机接收外界指令，发出电信号到主zigbee，其发无线指令到从zigbee，再对指令进行分辨后以电信号的形式传递给下位机，下位机根据不同的指令点亮相对应的尾灯。当指令跑飞时可按下复位电路进行重置。尾灯的电源系统由一对电池组组成，下位机的检测电路对电源系统实时检测，当一块电池没电时，检测电路会传递信号到下位机进而通过zigbee传回上位机，进行对DDS模块的控制，使其对电池充电。

如图2所示，该驱动电路针对控制电路的信号进行放大，使继电器能够控制拖车尾灯的开断，其前端需要光耦进行隔离，使一次电路和ELV电路进行绝缘。

实用配置软件，将某个节点改为主节点（Coordinator）；设置无线电频道；设置PAN ID，设置波特率。从节点（Router）的设置也是一样。最后需要重新启动使上述设置生效。通电组网。

3 软件设计

软件设计主要是针对主程序模块，其中包括：主程序要完成初始化，设置中断向量，检查有无按键按下或按下按键的功能，分辨接受信号的类别等。如图3所示。

4 结语

本项设计由于采用C51单片机作为控制的核心元件，以及zigbee低功耗的无线通信模块，整套系统功耗低，电路较为简单，对拖车尾灯的控制较为灵敏，能满足一般情况下的使用，达到了简化控制电路和供电电路的要求，提高了传输的稳定性。但是在调试过程中也是发现了一些问题，如：各种器件的额定电压不同造成电源的设计较为繁琐；zigbee工作的频段为2.4 GHz，周围如果有强磁场或相近频率的磁场，其信号传输会受到一定程度的影响。

参考文献

[1]蒋建辉.Zigbee网络的设计与实现[D].苏州大学，2006.

[2]Eaaer A，SKudelny H C.A new approach to power supplies for robots [J].IEEE Transactions on Industry Applications，1991，27（5）：871-875.

[3]Manolatou C，Khan M J，Fan Shanhui，et al.Coupling of modes analysis of resonant channel add-drop filters[J].IEEE Journal of quantum Electronics，1999，35（9）：1322-1331.

[4]Hirai J J，Kim T W，Kawamura A. Wireless transmission of power and information for cables linear motor drive [J]. IEEE Transantions on Power Electronics，2000，15（1）：21-27.

[5]Aristeidis Karalis，Joannopoulos J D，Marin Soljacic.Wireless non-radiative energy transfer [C]//The AIP Industrial Physics Forum[C].2006.

[6]王然.Zigbee无线组网技术的研究与实现[D].吉林大学，2005-2006.

9.通信系统简要说明 篇九

生产调度通信系统使用的是杭州北辰电子设备有限公司生产的KTJ-7数字程控调度交换机，经扩容后装机总容量为512门，其中256门经安全电路入井，负责全矿调度电话通信。在东风井、西风井、医院各设一远端单元模块（16用户），光缆连接，调度台与局调度中继连结。在主井、副井、矸石井各敷设一根MHY32－80×2×0.8井筒电缆至-610水平井底车场，然后向东西翼及–720水平辐射形成一水平井下通信线网；二副井井筒内敷设两根MHY32－100×2×0.8井筒电缆经管子道至-920水平井底车场，然后向东西翼辐射形成二水平井下通信线网。井下通信电缆选用铜芯阻燃型护套电缆，井下调度电话采用本安型电话分机。

目前，全矿井地面安装调度电话250部，井下安装调度电话230部。

行政通信系统为中兴通讯股份有限公司生产的ZXJ10数字程控交换机，经扩容后装机容量为1200门，有较完善的工广通信线网。目前，全矿井地面安装行政电话890部。行政电话与淮南市话局全自动联网，可实现直拨局话、市话、国内、国际长途。

调度所

10.水质无线监测系统方案 篇十

水质无线监测系统方案

上海正伟数字技术有限公司授权网络免费发布

一、概述

环境监测是环境保护工作的重要组成部分，是环境管理的基础和技术支持。随着我国工业化和城市化的迅速发展，环境保护也相应大力发展起来。这样就迫切需要加快全国环境管理基础能力的建设，提高环境监测能力和环境监督执法管理水平。

排污口水环境实时自动监测系统的研制在我国刚刚起步，欧美一些发达国家在这方面已趋向成熟，例如美国等一些工业发达国家，几乎在每个排污口都安装了有关监测仪器，对污水处理设施的运行情况以及排污流量、PH值、DO、电导、烛度、温度等值进行自动监控，在监控中心可以随时知道排污口染物的排放情况。在韩国已有50％的企业做到了对以下四项指标的实时自动监控：污水处理设备运行情况、流量、PH值和溶氧。

我国目前大部分地区的水环境监测主要是以化学化为主。即人工定期（或不定期）的现场采样、化验、水质分析。这样工作量大且具有随机性，不能准确反映整个水量水质的变化过程，因而不能做到为水环境评价和环境治理的可靠依据。

由于我国经济发展过程中出现越来越多的水环境污染问题，近年来国家已充分重视和加强对环境污染的治理。为了配合这项工作，改进水环境监测手段和方法已显得尤为重要。上海正伟数字技术有限公司在充分调研、考察、征询客户意见等基础上，研制开发了集自动化、即时化、智能化于一体的经济实用的水质量无线监测系统。该系统可以对排污口污水的PH值、DO、温度、电导和排污流量进行实时监控，通过GPRS/CDMA无线终端将数据传送到监控中心和环境管理部门，工作人员可以在监控中心或办公室进行远程监测，随时得到即时数据报告，实现远端无人值守。

二、系统组成、工作原理

系统主要是由一个监测中心，若干个固定监测站和专用GPRS/CDMA无线终端组成。监测中心对各个监测站进行控制指挥，各监测站收集各种污染参数，两者间的控制信号和监上海正伟数字技术有限公司

测数据通过GPRS/CDMA无线终端传送完成。监测中心既是各监测站的指挥中心，又是监测站监测数据的汇集、处理的存储的数据库。各监测站可设置为自动向监测中心发送信息；也可设置为平时处于待机状态，在收到监测中心的指令后才开始启动工作，将信息发送给监控中心。各监测站有数据采集。命令识别、数据发送的功能。

监测中心由功能较齐全的计算机外围设备如显示器、打印机、绘图机等组成。各监测站由各种采集参数的探头、PAC可编程自动控制器和GPRS/CDMA无线终端组成。

三、系统方案说明：

在水质系统中，常常需要对众多的排污口污水的PH值、DO、温度、电导和排污流量进行实时监控实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，通过电话线传送数据往往事倍功半，通过GPRS/CDMA/EDGE无线网络进行数据传输，成为水质监测部门选择的通信手段之一。污染源监测设备可将采集到的污染数据和告警信息通过GPRS/CDMA无线网络同时发送到多个水质监测部门，实现对排污单位或个人的及时管理，可以大大提高环保部门的工作效率。

系统结构图：

上海正伟数字技术有限公司

系统方案组成 水质监控中心

监控中心服务器通过ADSL或电话拨号接入Internet，或申请配置专线，通过光纤、DDN 等数据专线直接和移动中心机房的GPRS/CDMA 网络连接。监控中心服务器上安装相关监控系统软件。监控系统软件包括监控中心服务器、数据库服务器两个部分。

1、监控中心服务器实现实时监控、数据管理分析、业务管理等功能；

2、数据库服务器进行数据存储、备份；

具体实现时，监控中心服务器、数据库服务器可以安装在一台服务器中，也可以安装在 不同服务器中。软件系统特点：

1、纯JAVA系统设计：采用JAVA技术进行设计开发，具有强大的稳定性、安全性、兼容性、可扩展性；

2、先进的B/S结构：系统使用先进的B/S结构，用户只需要使用浏览器就可以通过环保内 部的网络完成污染源管理和污染源监控功能。使用BS 结构不仅极大的方便了环保部门 相关人员的使用，而且为环保局未来向公众公公布环境数据提供了方便。

3、管理决策支持：基于完整的、实时的业务数据，智能的决策支持系统可以为管理者提供 丰富的决策支持信息，实现业务运营的有效管理。

4、功能扩展性：整个系统具有极强的开放性和可伸缩性，可以方便的与各类数据分析软件连接，为环保局和其他政府部门共享信息提供了方便。上海正伟数字技术有限公司

GPRS/CDMA无线传输终端

水质监控仪器通过RS232 串口直接与正伟环保专用GPRS/CDMA无线传输数传设备（智能型GPRS/CDMA调制解调器）连接，并由其建立无线数据连接与监控中心进行双向数据通信。水质监控仪器包括污水流量计、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）、PH 探头等测量仪可根据系统实际监控地点的需求选择对应测量仪器。

系统功能 实时监控

对企业监测点的排污量、设备运行等情况进行实时监控，并以人性化的界面显示有关数据； 数据接收

数据接收方式有两种，一种是监测点通信控制器定时向中心返回监测数据（一般按1个小时 返回，也可以通过用户设置）；一种是通过中心向监测点通信控制器发送查询指令，监测点 通信控制器返回当前监测的实时数据； 报警处理

当监测到排污超标、检测设施非正常关闭等事故时，软件能自动识别事故类型，并及时向环 境监理部门发送报警信息，使环境监理部门能够以最快的速度及时对企业的违规行为进行纠 正、制止，从而保证了环境监理信息传递的顺畅、完整； 统计分析

a)对所选择污染源监测点的监测数据进行各种分析，以曲线图、直方图和表格等形式进行 显示。可选择行业、区域、时间段等条件。包括污染源分析、污染源对比分析、综合分析、综合对比分析和监理报告资料分析等；

b)污染源分析可根据条件对污染物排放量和污水排放量进行分析； c)污染源对比分析可根据条件对某一污染源进行按月分析和按年分析；

d)综合分析可根据条件对污染物、污染类型（水）和治理设备（运行时间）进行分析； e)综合对比分析可根据条件对污染物、污染类型（水）和治理设备（运行时间）进行按月分析和按年分析； 数据存储

本设备能自动监测、记录、存储、传送数据，实时采集各类环保测量仪器的输出信号，并将测量数据通过无线远程发送至环保监控中心，同时将数据保存在本机大容量数据存储器上海正伟数字技术有限公司

中。参数设置

1、可按照设置的时段采集一组数据，并实时发送至环保监控中心。GPRS/CDMA 网络是全球分布最广的无线网络，使用GPRS/CDMA 的优势在于实时、无线、远程、误码率极低、安装简便无需布线等特点。

2、可按照设置的时段采集一组数据，并保存在本机内部大容量数据存储器中；

3、可以通过串行接口对系统各项运行参数进行设置。对每个通道的采样数据进行物理量的换算对应，从而使终端保存或发送的数据都是符合现场测量指标的数据；

4、可通过串行接口访问机内大容量存储器中的数据。将终端保存数据保存到计算机数据库中，以备分析备案；

5、可按照条件设置系统各通道的报警条件，触发报警，并可实时将报警信号发送至监控中心。

四、无线水质监测系统的优势

中国移动或者中国联通GPRS/CDMA系统可提供广域的无线IP连接。在移动或联通通信公司的GPRS/CDMA业务平台上构建水质监测采集传输系统，实现水质监测采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS/CDMA系统作为水质监测采集传输系统的数据通信平台。

GPRS/CDMA无线水质监测系统具备如下优势：

1、实时性强：

GPRS/CDMA具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个或所有监测点的各种数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

2、可对各监测点仪器设备进行远程控制：

通过GPRS/CDMA双向系统还可实现对仪器设备进行反向控制，如：时间校正、状态报告、开关等控制功能，并可进行系统远程在线升级。

3、建设成本少低：

由于采用GPRS/CDMA公网平台，无需建设网络，只需安装好设备就可以，建设成本低。

4、监控范围广： 上海正伟数字技术有限公司

构建水质监测采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于水质信息采集点数量众多，分布在全国范围内，部分水质信息采集点位于偏僻地区，而且地理位置分散。

5、具有良好的可扩展性: 由于目前GPRS/CDMA网络已覆盖国内绝大部分地区，基本不存在盲区，可实现大范围的在线监控，满足水质信息采集传输系统对覆盖范围的要求。

6、系统的传输容量大：

水质监测中心站要和每一个水质信息采集点实现实时连接。由于水质数据信息采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS/CDMA技术能很好地满足传输突发性数据的需要。

7、数据传送速率高：

每个水质信息采集点每次数据传输量在10Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。

8、通信费用低：

采用包月计费方式，运营成本低。

五、安全措施：

由于水质监测系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。以GPRS为例，数据中心可通过公网使用VPN接入到移动GPRS网，采用VPN方式成本比较低，企业不用租用专线，还可以利旧使用原有的VPN设备，移动终端需要安装具有VPN二次虚拟拨号的功能的软件。通过VPN方式，客户端在连接应用服务器前，要经过Radius服务器的认证整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。另外，数据中心也可以采用APN接入方式，租用专线接入到移动公司的GGSN设备上，这种成本高，安全性高、稳定可靠。对于安全性要求上海正伟数字技术有限公司

非常高的系统，可考虑在专用APN接入的基础上再加上VPN接入方式的混合接入方式，进一步提高系统的安全性。

1、VPN虚拟专网模式：企业内部网络中配置VPN服务器，移动终端加载具有VPN二次虚拟拨号的功能的客户端软件。采用VPN安全技术，用户通过接入企业内部虚拟专网的方式与Internet进行隔离，可对整个数据传送过程进行加密保护，有效避免非法入侵。

2、用SIM卡的唯一性：对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。

3、对于特定用户：可通过数据中心分配特定的用户ID和密码，其他没有数据中心分配的用户ID和密码的用户将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。

4、数据加密：通过VPN对整个数据传送过程进行加密保护。

5、网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。

六、系统成本

七、结论：

采用有线方式，租用静态IP目前费用比较高约800~1500元/月。采用GPRS/CDMA无线方式，系统流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式，GPRS按流量计算0.01元K，而包月制20元/月有50M流量，可满足水质监测局目前水质数据采集系统的实际数据量，估计日后其费用会逐步降低。对于水质监测局等用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当水质观测站和水质信息采集点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资，适合于水质信息采集工作的特点。

采用GPRS/CDMA构建水文数据采集系统，不仅能很好地满足水质信息采集监测的需求，而且，做为网络运营商的移动或联通通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户，随着用户上海正伟数字技术有限公司

数量的增加，移动或联通通信公司的营收也随之增加，调动了运营商的积极性，符合网络建设和网络应用同步发展的要求。

公司简介

上海正伟数字技术有限公司（Shanghai Zhengwei Digital Technology Corporation Limited），是一家注册于上海高新技术开发区内的专业的技术研发型公司，公司专注于嵌入式系统领域的技术创新和产品开发，专业提供嵌入式网络领域、无线网络领域和嵌入式计算系统领域的软硬件产品及服务。

公司拥有资深的设计师和专业的管理者，并具有从博士到专科不同学历的良好人才结 构。公司与众多厂家、研究所在器件供货、产品经销、技术创新等方面形成了良好的合作伙 伴关系。

凭借其技术、人才、管理优势，本着“踏实创新，追求卓越”的企业精神，正伟数字锐 意进取，勇于创新，已成为领先的嵌入式网络领域设备和服务提供商。

“正人正事，伟心伟业”是公司永恒的信念和追求 版权申明

本文档为上海正伟数字技术有限公司产品说明文档，版权所有，任何人未经书面同意不 得复制、篡改、引用本文档的全部或者部分内容。

本公司保留对该文档内容的解释权。

11.无线通信系统中的空时编码技术 篇十一

关键词：空时编码；无线通信；空间分集；空分复用

中图分类号：TN92 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)16-30953-02

Space-Time Coding Technology in Wireless Communication System

XING Meng, ZHU Lian-Xiang

(College of Communication & Information Engineering,Chongqing Univ. of Posts & Telecommunications, Chongqing 400065,China)

Abstract：The technique of space-time coding and multiple input multiple output is an ideal candidate for improving wireless communication performance increasing data rates in systems with bandwidth constraints. It has received considerable attention. In the first place, This paper summarizes the development and background of space –time coding technology. In the second place, the paper classifies Space-Time Coding technology from the basic principal of space-time coding design in a systemic way and It also analyzes design-thought, characteristic , directions needing further research for each kind of STC. At last, the paper gives a summary of Space-Time Coding Technology, sums up the hot-points of STC research and forecasts the development of STC in the future.

Key words: Space-Time Coding;Wireless Communication;Space Diversity;SDM

1 引言

空时编码的工作最初起源于20世纪 90 年代初期 Stanford 的 Raleigth 和 Cioffi 的工作以及瑞士ASCOM的Wittneben，近期有突出贡献的主要有Lucent Labs的Foschini与 Gans以及 AT&T Research Labs 的Tarokh 等。

空时编码的模型最早是由美国的 Lucent Bell 实验室提出的，并于1996年提出了在无线通信中用多元天线构造的分层空时结构，在此基础上他们开发出了 BLAST试验系统。随后，美国 AT&T 实验室的 Vahid Tarokh 在此启发下，首先提出空时编码(STC: Space-Time Code)概念, 信号在时间域和空间域上都引入编码就称之为空时编码。空时编码将发射分集和编码集于一体,具有较好的频谱有效性和功率有效性。随后人们用格状编码调制((TCM)构造了一种空时编码，称为空时网格编码(STTC: Space-Time Trellis Code)。后来，S.M.Alamout发现了一种简单的发射分集技术,在此分集技术中采用了简单的正交分组编码, 这在后来被归纳为空时分组编码(STBC: Space-Time Block Code)。这三种空时编码(LSTC, STTC, STBC)在解码时都假设接收端知道信道状态(Channel State Information)的确切信息，需要在接收端进行信道估计。

在某些环境下, 接收端进行信道估计会非常困难，有时甚至根本无法估计。因此，如何设计不需要信道估计的空时编码显得十分重要，酉空时编码和差分空时编码就是根据这个要求提出的。酉空时编码(USTC: Unitary Space-Time code)在形式上类似于STBC，是 Hochwald 构造的一种接收端不需信道估计的空时编码。差分空时编码（DSTBC）的概念最早由Tarokh提出, Hughes将酉空时编码的思想推广到多天线信道，给出了一种基于酉空时编码的差分空时编码 。

2 空时编码的分类

空时码的优势主要体现在增加系统容量和改善链路质量这两方面： 前者通过空分复用使数据传输速率得以提高， 如分层空时码等；后者则通过获取空间分集增益而使通信链路更为可靠，如空时格码，空时分组码等。从目前的发展来看，按照发射端和接收端是否要求知道信道状态信息，空时码可以分为两大类：Ⅰ类空时码和Ⅱ类空时码。Ⅰ类空时码解码时需要知道确切的信道状态信息（CSI），它又可细分为3种，即分层空时码（LSTC）, 空时格码（STTC），空时分组码（STBC）。Ⅱ类空时码解码时不需要知道确切的信道状态信息（CSI），它可具体分为两种，即酉空时码（USTC）,差分空时码（DSTBC）。

3 Ⅰ类空时码

3.1 分层空时码（LSTC）

1996年，美国贝尔（Bell）实验室提出了分层空时编码的概念，接着在1998年又提出了分层空时编码技术的框架。分层空时码的基本原理是将输人的高速信息比特流分解为多个低速比特流，然后通过普通的并行信道编码器进行独立地编码，在调制后，映射到多根发射天线，接收端利用各个子信道因多径衰落而产生的不同特性来提取信息。根据信源消息与发射天线之间的映射关系，可以将分层空时码分为水平分层空时码（H-BLAST）、垂直分层空时码(V-BLAST)和对角分层空时码（D-BLAST）。

采用比特交织随机分层结构的空时码是在以前LSTC基础上提出的一项重要改进，是一个很有希望的研究方向，它提出了一种应用Turbo原理的迭代检测－译码方法，该方法基于软干扰消除的BLAST检测和卷积码的SISO(soft input soft output)译码，通过交换检测器和译码器之间的软信息，为迭代处理提供新的软信息。这种方法大大提高了系统的性能，计算机仿真结果和计算复杂度分析均显示了新方法的应用潜力。

分层空时码在解码时只利用了信道信息，它的性能在很大程度上依赖于信道的衰落环境和对信道衰落特性的估计。虽然LSTC的频带利用率较高，但是这是以部分分集增益为代价换来的。LSTC要求接收天线至少等于发射天线数，这在实际中也是一个难题，有待于进一步的研究。

3.2 空时格码（STTC）

空时格码由Tarokh于1998年提出 ，它将格型编码调制（TCM）与多天线发射系统有机的融合起来，是一种改进的传输分集方式。STTC把编码和调制结合起来，综合考虑了分集增益和编码增益的影响，能够达到编译码复杂度、性能和频带利用率之间的最佳折中，是一种最佳码。STTC的译码复杂度随分集增益和频带利用率呈指数增长，一般来说，译码都比较复杂。

空时格码的最优设计是最大化任意两个码字矩阵之间的欧氏距离。近年来有不少研究工作，以改进最初的STTC的性能，主要集中在新码字的构造，搜索不同的卷积STTC系统，或是对最初设计标准的改进 。但是，这些方法都只能获得边缘增益，不能大量提高增益，寻找好的码字设计方案是一项需要进一步研究的工作。

空时格码与正交频分复用技术(OFDM)的结合可以明显提高系统的性能，是一个非常有潜力的新兴研究方向。OFDM具有很高的频带利用率和很强的抗频率选择性衰落的能力，是4G移动通信系统中的关键技术，不过STTC与OFDM的简单级连，只能通过OFDM的高频带利用率来提高系统的传输速率。若采用STTC和OFDM联合编码，则既可以利用频率选择性衰落对OFDM各子载波的影响来提供频率分集，又可以利用STTC降低同步问题对OFDM的影响，进一步提高系统的性能。

3.3 空时分组码（STBC）

因为空时格码的编译码复杂度比较高，美国Cadence公司的研究人员提出了一种基于正交设计的空时编码，即空时分组编码。空时分组码的一个特点是各根天线发射的信号是正交的，这样使它可以获得最大的分集增益。但是，这是以编码增益和部分频带利用率为代价得到的。当然，也可以牺牲正交性来获得速率为1 bit／s的码字(N>2)。在文献[4]中提出了一种准正交STBC，它可以保留全部分集增益和速率，但是会导致BER性能有所下降。

虽然空时分组码的性能比空时格码略差，但其构造容易，译码简单。其中由Alamouti提出了一种空时分组码 ，它使用2根发射天线，接收端使用最大似然译码，进行线性处理，复杂度较低，在3G中的WCDMA和CDMA2000已采用这种简单的发射分集方案。

空时分组码能够达到最大的分集增益，不过它不能够获得理想的编码增益。Turbo码具有较高的编码增益性能，因而Turbo码与空时分组码进行级联可以很大程度上提高空时分组码的性能，是一个极具潜力的研究方向。另外为使对方接收机具有最佳的性能，可以将空时分组码与功率控制相结合调整单根发射天线的功率及相位，这也是重要的研究方向之一。

4 Ⅱ类空时码

4.1 酉空时码（USTC）

在某些情况下，接收端进行信道估计十分困难，甚至不可能，根据这种情况，Hochwald提出了酉空时码，这种空时码在接收端不需要信道估计，只是要求发送矩阵为酉矩阵 。它在形式上类似于STBC,是快衰落信道下的一种空时编码解决方案。

酉空时码的码构造准则是：给定T,M,L且T远远大于M，构造L个T×M 维码字矩阵C1,C2,...,CL，使得

1)?坌l∈{1,2,…,L},Cl*Cl=IM;

2)对任意Cl1*Cl2的最大奇异值（对M个奇异值）最小化（对C1,C2,…,CL)

最优的酉空时码设计是最小化任意两个码字矩阵之间的相关系数，但是至今还没有解决好这个问题，所以如何设计最佳的酉空时码还有许多问题需要解决。

4.2 差分空时码（DSTBC）

差分空时码用在发射端和接收端都不知道信道状态信息的情况下。它源于Tarokh等人提出的一种简单的发射分集方案 ，该方案的基本思想类似于单天线条件下的差分调制技术。差分方案己经在实际蜂窝移动通信系统中广泛使用，将差分方案扩展到MIMO系统中即是很自然的事情。2000年，V. Tarokh提出了一种基于正交设计的差分空时编码方案 ，通过建立调制符号到系数矢量集的一一对应，使得接收端在不知道信道状态信息的情况下可以准确译码。同时，由于在发射端采用了基于正交设计的编码方案，使得译码只需要简单的线性运算，从而大大降低了译码复杂度。接着Jafarkhani和Tarokh提出的基于广义的正交空时分组编码将此种差分空时编码方案由两个发射天线推广至多个发射天线。

差分空时编码的最大优点是编译码都不需要知道确切信道状态信息（CSI）,在接收端也支持最大线性解码，不过和知道确切信道状态信息并采用相干检测的空时分组码相比，差分空时码在误比特性能上有3dB的差异 。

5 总结及展望

总的来说，空时编码降低了无线通信系统对多径衰落的敏感程度，在限定总发射功率的情况下提高了信息传输的可靠性；在相同的码率前提下，又大大提高了无线通信系统的传输效率，其频谱有效性可达到当前系统的 3-4 倍，甚至更高。此外，在蜂窝无线通信系统中采用空时编码调制技术，一方面允许系统使用更大的复用系数，大大提高了系统容量；另一方面，采用空时编码调制技术以后，只要在基站采用多天线发、多天线收，移动手机采用单天线发、单天线收就可以很好地抵抗衰落。

空时编码技术目前还不成熟，还有非常大的潜力有待开发。当前该领域中最有可能取得巨大成果的研究方向有：（1）空时编码的通用设计、正交设计；扩展到多天线的设计；不同信道、系统下的最优空时码设计和解码检测方案；（2）对现有空时编码方案复杂度、性能的分析比较；对不同MIMO信道的特点、容量的分析；（3）与Turbo码等信道编码的结合；与智能天线中的波束成型、天线选择的结合；与多用户检测、多重格状码调制（MTCM）的结合等；（4）空时编码在3G和B3G系统中的应用，包括在CDMA系统中的应用及在OFDM系统中的应用等。由于空时编码充分利用了空间资源, 大大提高了通信系统的容量及通信的可靠性，它必将在未来的无线通信系统中发挥极为重要的作用。

参考文献：

[1]Ying Li, Xudong Guo; Xin-mei Wang, Effective design of recursive convolutional space-time codes with an arbitrary number of transmit antennas[C], Wireless Communications and Networking Conference, 2005 IEEE Volume 1, Issue , 13-17 March 2005 Page(s): 473 - 478 Vol. 1.

[2]Tarokh V , Seshadri N，Calderband A R．Space—time codes for high data rate wireless communication：Performance criterion and code construction[J]．IEEE Trans．Inform．Theory，1998，44(3)：744—765．

[3]Tarokh V,Jafarkhani H,Calderband A R . Space-time block codes from orthogonal designs[J]. IEEE Trans inform Theory, 1999, 45(6): 1456-1467.

[4]Girish Ganesan, Petre Stoica. Space–Time Block Codes: A Maximum SNR Approach[J].

IEEE Transactions on Information Theory, May. 2001, Vol. 47, No. 4:1650~1656.

[5]Alamouti S．Space block coding：A simple transmitter diversity technique for wireless communications[J]．IEEEJ．Select． Areas．Commun．，1998，16(10)：1451-1458．

[6]Hochwald B M．Unitary space－time modulation for multiple antenna communications in Rayleigh flat fading[J]．IEEE Trans on IT，2000，36(2)：543－563．

[7]Gesbert D．From theory to practice：an overview of MIMO space-time coded wireless systems[J]．IEEE J Select Areas Communication，2003，21(4)：281-302.

[8]Valid Tarokh and Hamid Jafarkhani．A differential detection scheme for transmit diversity[J]. IEEE J. Select. Areas Commun.，Feb.1999, Vo1.47, No.2, pp.199-207.

[9]Jafarkhani H and Tarokh V．Multiple transmit antenna differential detection from generalized orthogonal designs[J]. IEEE Trans. Inform. Theory, Sept. 2001, vol. 47, pp. 2626－2631.

12.基于无线通信的心电监护系统设计 篇十二

临床医学中, 用于对各种心律失常、心室心房肥大、心肌梗死和心肌缺血等病症检查的最主要手段就是心电图检测。心电医疗监护系统能够对心脏生理和病理状态进行实时的检测和监视, 当病人的生理机能参数超出设定数值时发出警报, 提醒医护人员或家属进行抢救。然而, 传统的医疗监护系统是建立在有线连接基础上的, 体积大, 不便携带, 要求在病人身边使用, 限制了病人和医护人员的行动, 增加了他们的负担和风险。动态心电图监护系统则成本昂贵, 不便推广应用。因此, 开发和研制一种体积小, 成本低、功耗小的心电监护系统具有重要的现实意义, 将无线通信网络与便携医疗设备结合起来, 是低成本医疗的发展与与个人健康管理的先进理念[1,2]。

1 系统总体设计

设计的硬件总体框图1如下所示, 由心电采集模块、信号发送模块、信号接收模块组成。通过导联系统获得微弱的心电信号经心电采集模块进行多次放大、过滤, 再通过信号发送与接收模块实现信号的传递, 最后由接收模块通过RS-232串口传给电脑, 实现信号的观测与存储。

1.1 信号采集模块

心电信号属于低频、微弱和强噪声背景下的自然信号, 为了提取有用的心电信号, 使得前置放大电路应具有高共模拟制比、高输入阻抗、低噪声和低温漂等特点。为了更进一步提高前置放大电路的共模拟制效果, 采用了右腿驱动电路。心电信号的频带范围主要分布在0.05~100 Hz, 为了在复杂的信号中提取出有用的心电信号, 采用了四阶低通滤波器和二阶高通滤波器。虽然前置放大电路对共模干扰有很强的抑制作用, 但是仍有小部分50 Hz的干扰信号没有被滤除, 再加上外界干扰和不可避免的因素存在, 使得提取的有用信号中仍然有较强的50 Hz工频干扰, 因此设计了50 Hz陷波器。此时为了后期对提取的有用心电信号进一步处理, 符合A/D转换器的输入电压, 需要进一步对信号进行放大, 采用了二级放大电路。其整体结构如图2所示。

1.2 信号的控制与传输

信号的接受与发送采用的是TI公司经过几次优化的CC2530, 该芯片适应于2.4GHz IEEE 802.15.4的RF收发器, 具有极高的接受灵敏度和抗干扰能力, 可编程的输出功率高达4.5 dBm, 且连接简单, 外电路只需接少量器件即可。微控制器选用的是MSP430F149用来实现对收发状态信息的读写。

1.3 电源供电模块

电源是各个模块必不可少的部分, 各个模块所使用的电压也有所不同, 本次设计包括信号采集模块电源设计、信号发送模块电源设计、信号接收模块设计和串口的电平转换模块。其中信号采集模块使用的运放有AD627、OPA333和OPA2333, 其所需电压为-3.3 V, 信号发射与接收模块采用芯片MSP430F149、CC2530F64, 所需电压为+3.3 V。可以用三节干电池 (4.5 V) 来供电, 对其进行电平转换。

(1) 对运放AD627、OPA333和OPA2333而言, 需要将4.5 V转换为-3.3 V, 所采用的是ADM660芯片, 可外加少量的器件即可实现电平的转换, 简单易行。对MSP430F149、CC2530F64需要将4.5 V转换为+3.3 V, 可用电荷泵MAX1759实现。具体电路图如图3所示:

(2) 信号接收模块需要与电脑连接, 从电脑端口的USB接口获取+5 V的电压, 需要将5V电压转化为+3.3 V电压, 才能使单片机正常工作, 本次设计采用芯片LM1117实现。

(3) 接收器接收的信号要通过RS-232串口传给电脑, 但串口的TXD和RXD的电平为正负3伏到正负15伏之间, 而单片机的输出电平为0~+3V之间。必须要进行电平转换, 可用芯片MAX3232PCE来实现, 该芯片所需电压为5伏, 可直接由电脑USB接口供电且只需接少量器件即可实现[3]-[4]。

2 软件设计

(1) 选用CC2530芯片具有低功耗的特点, 采集到的心电信号通过串口通信, 用Labview进行分析。由于Labview具有的高效率的信号处理模块和友好的可操作界面。如下图的心电信号采集登录系统界面。

(2) Labview具有众多图形化的通信模块和信号的采集、分析、处理等方便简洁[7]。可以减少电路的外围器件, 提高电路的稳定性和可靠性, 另外labview还具有对采集到的信号进行有效的保存和回放功能, 可以方便医疗人员随时对心电信号进行查看比对。

3 结论

本文主要设计了基于无线网络的心电监测系统。其中硬件部分包括信号采集、滤波、放大、处理、发设、接收等。通过实验对系统进行了多次仿真测试、结果表明该心电监护系统能够正确采集、存诸、处理心电信号。使得医生能够实时、准确地了解患者心脏的活动状况, 能够在突发时刻采取相应的措施, 以减少死亡率。

参考文献

[1]卫生部心血管病防治研究中心.中国心血管病报告[R].北京:中国大百科全书出版社, 2006.

[2]李洪旺.远程无线心电监护系统的设计和实现[D].中国科学技术大学硕士学位论文, 2009.

[3]陈玉兰.基于CC2420的无线传感器网络的硬件节点设计[D].南京:东南大学, 2006.

[4]成转鹏, 张跃.远程心电实时监护终端的设计与实现[J].计算机工程, 2007, 33 (11) :264-266.

[5]顾菊康.手机心电远程监测进展[J].临床心电学杂志, 2008, 17 (4) :259-262.

[6]彭晓珊.关于物联网技术发展及应用前景的研究[J].汕头科技, 2010 (1) :25-30.

13.801_通信系统原理 篇十三

一、基本要求

通信原理是通信和信号处理等专业的重要基础课程，它系统讲述了通信系统的基础理论和应用知识。本课程要求考生掌握通信的基础理论、原理框图和基本计算分析能力，具有一定的解决实际问题的能力。重点考查考生对通信系统各组成部分、原理框图、基本概念和常识的理解及掌握情况，要求考生掌握基本的系统性能分析和计算方法。

二、考试范围

1、通信系统模型和主要性能指标（通信的常识和框图）;

2、随机过程（广义平稳性，功率谱，自相关，高斯噪声）；

3、信道模型和特性、信息论基本概念和信道容量的概念(恒参信道、随参信道、香农公式)；

4、模拟调制（AM,DSB,SSB,VSB,FM）；

5、数字基带传输(无码间干扰条件、线路码、均衡常识)；

6、数字载波调制（二进制调制、QPSK、QAM）；

7、模拟信号的数字化(均匀量化、非均匀量化、A律13折线量化编码)；

8、数字信号的最佳接收（最佳接收准则、匹配滤波器）；

9、差错控制编码（线性分组码常识）；

10、同步原理（载波同步、位同步及帧同步常识）。

三、出题形式

1、选择题(涵盖较广,包括通信常识、小计算、概念)；

2、简答题（简要回答通信原理的知识，包括分析、作图等）；

14.数字专用无线通信系统的新进展 篇十四

Motorola于1993年推出摩托罗拉记成无线系统(MIRS),并在MIRS基础上推出集成化数字增值网络(iDEN)。iDEN是世界上最早的数字集群系统。在此之前,集群通信系统都是模拟的。与模拟集群相比,数字集群功能更强,既可以提供话音、短数据业务,还可以提供文字、数据、图像等业务;采用话音插空以及数字信号处理技术和多址技术,数字集群具有频谱利用率高、系统容量大、抗干扰能力强、话音质量好、数字加密容易可靠、保密性好等优点。

我国原信息产业部于2000年12月28日发布了《数字集群通信系统体制》电子行业推荐性标准,确定了两种数字集群移动通信体制,即iDEN标准和TETRA标准。2004年,我国自主研发的数字集群移动通信标准GoTa和GT800也通过了专家鉴定委员会的审核,成为我国推荐的数字集群移动通信标准。如此,目前我国现有数字集群标准有4个:欧洲的Tetra,美国的iDEN,以及我国中兴和华为公司的GOTA和GT800。

1 DMR标准

DMR(Digital Mobile Radio)数字集群通信标准是ETSI(欧洲通信标准协会)为满足欧洲各国的中低端专业及商业用户对移动通信的需要而制订的开放性标准。DMR标准于2004年推出,在2007年得到完善。ETSI发布的DMR标准包含了4个协议文件ETSI TS 102 361 1~4,分别规定了DMR标准3个层次的应用。DMR标准规定的是一个可以升级的系统:其第一阶段实现是为没有获得许可证的对讲机业务;第二层实现为专业应用市场提供直通或转发模式的通信;第三阶段应用是数字集群系统。DMR标准发布后,一些国际领先的无线设备生产商联合签署了DMR开发备忘录(MOU,Memorandum of Understanding),后又成立了DMR协会(DMR Association)。该协会成立后致力于将DMR标准应用提升至新的水平。2011年3月,DMR协会宣布在米兰进行的高级DMR兼容性测试获得成功。目前,已经有无线设备生产商宣布成功的开发DMR系统,并在世界各地有成功的实用案例。

1.1 技术特点

DMR标准为已经获得频率使用许可的用户在现有频率上替换掉已有的模拟无线电系统提供了方便可行的数字系统升级。它保证了用户原有的模拟无线电的各种功能,同时又给用户带来了数字系统的好处:更大的通信范围,更好的通话质量以及对数据业务的支持。

DMR系统的高阶段应用支持单呼、全呼、组呼、选呼,并有多级优先级别,集群网还可与电话网、数据网互联,可进行数据、传真、保密电话等多种业务。同时,它也支持无基站的直通模式通信。其主要技术指标如下[1]:(1)信道间隔:12.5 kHz;(2)调制方式:4FSK;(3)多址方式:双时隙TDMA;(4)用户数据速率:9 600 bit·s-1;(5)语音编码:AMBE。

1.2 DMR集群协议

DMR集群协议即DMR标准的第3阶段应用。DMR集群系统中由中继站(TS,Trunked Station)管理MS的通信。系统中有专门的中继站控制信道(TSCC[2],Trunk Station Control Channel),TSCC可以是专用(Dedicated Control Channel)或是复合式的(Composite Control Channel),它用来管理MS的信道接入。一个MS要接入信道,必须与先TSCC通信。DMR标准的Part 4[2]详细介绍了DMR集群协议。

一个中继站由一个或多个物理无线信道(BS)[2]组成,每个物理信道可以承载两个TDMA逻辑信道。其中一个或多个信道用来做控制信道(TSCC)。一个或多个TS组成的子网可以依靠其TSCC管理在此范围之内的MS的信道接入。TS为呼叫动态分配载荷信道,这样同样多的物理信道可以承载比非集群系统更多的业务量。

在DMR集群系统中引入MS注册机制[2],一方面避免了系统在整个网络内寻找某MS,降低了呼叫建立时间和控制信道的负荷;另一方面也能保证MS的功率节省模式参数在该MS和网络之间的传递。

当MS要传输数据时,首先搜索可用的TSCC,接入TSCC后,TSCC会为其分配信道。图1示出了一次单呼的建立过程。A点表示MS(A)首先向TSCC发送服务请求,TSCC收到后在B点向目的节点MS(B)发送AHOY信号测试是否在通信范围内并且可以接入。MS(B)在C点向TSCC回复ACK确认,TSCC在收到后在D点向MS(A,B)发送信道分配确认,并选择信道1作为载荷信道供MS通信。为确保MS收到信道分配确认消息,TSCC在E点对该消息进行了重发。

DMR系统会为MS分配一个单呼地址和一个或多个组呼地址。进行单呼时,MS以其单呼地址进行发送或检测该呼叫是否以自己为目标;进行组呼时,MS以其组呼地址发送或检测自己是否是该呼叫的接收端之一。DMR系统还引入了呼叫转移机制,以平衡网络内的话务负荷。

DMR系统可以采用的中继方法按载荷信道的分配方法分有3种:消息中继、传输中继和准传输中继[2]。消息中继是为一次呼叫分配相同的载荷信道;传输中继是为每次发射分配不同的载荷信道;准传输中继是指在每次放开PTT后还保持一定的等待时间,等这段时间结束再释放载荷信道的策略。

1.3 DMR系统的兼容性

现有的各种数字无线电标准存在的一个重要问题就是兼容性。有鉴于此,为给用户和生产商提供了一个真正开放的DMR市场,DMR协会推动了DMR标准的兼容性测试进程。一个真正开放的市场将保证用户在设备选择、生产商选择上保有丰富的选择,并能形成新产品的连续发展,而获得更好的性价比;同时用户也不必担心前期投资在系统升级时的浪费。对于设备生产商,这将保证一个不断扩大的市场,并消除DMR标准不能兼容的产品。

DMR的兼容性测试由DMR协会的技术工作组(TWG)推动和管理。根据DMR标准,TWG发布了应用于DMR第二、三层的强制性的和可选的兼容性测试标准。目前TWG推进兼容性测试的方法是两家厂商进行产品兼容性测试。TWG规定了详细的测试程序以保证要求的兼容性标准得到满足。测试时要求必须采集存储空中接口数据,同时要对空中接口接入有可视化的观察保证与测试结果不相悖。如果两家厂商都认为兼容性得到满足,他们将测试报告和记录文件送至TWG进行确认。

DMR协会推动的产品兼容性测试是一件对DMR标准意义很大的事情,如果该兼容性测试能真正得到推广,相信会对DMR标准的应用有很大的促进作用。

2 dPMR标准

dPMR(digital Private Mobile Radio)也是ETSI组织公开的数字对讲机标准。这个标准的提出晚于DMR标准。不同于DMR标准,dPMR标准采用6.25 kHz带宽信道的FDMA技术。ETSI于2004年发布此标准的初始版本,最初的应用是单纯的端对端数字专用移动通信,后来又提出更高阶段的应用,目前此标准的集群系统标准文件还在制定中。标准提出后不断进行改进,到2010年dPMR已完成标准有ETSI TS 102 490(Peer-to-Peer Digital Private Mobile Radio using FDMA with a channel spacing of 6,25 kHz with e.r.p.of up to 500 mW)、ETSI TS 102 658(Digital Private Mobile Radio (dPMR) using FDMA with a channel spacing of 6,25 kHz)等。类似于DMR标准,ETSI也为dPMR标准设计了3层不同阶段的应用:无基站的直通通信、单基站的常规通信以及集群通信系统。dPMR标准的核心是以真正低成本方式,为用户提供最佳的通信需求解决方案。

2.1 技术指标

技术指标包括[3,4]:(1)信道间隔:6.25 kHz;(2)调制方式:4FSK;(3)多址方式:FDMA;(4)编码速率:3 600 bit·s-1(话音2 450 bit·s-1+纠错1 150 bit·s-1);(5)传输速率:4 800 bit·s-1;(6)语音编码:AMBE。

2.2 技术优势分析

(1)频率利用率高,频率分配灵活。

dPMR标准采用真正的6.25 kHz信道,相比于当前窄带标准普遍的12.5 kHz信道,它提供了翻倍的信道利用率,并且由于信道带宽的减小,使得在同样频带内进行信道分布变得更加灵活。

(2)覆盖范围大。

从理论上说,在相同条件下,在发送功率相同的情况下,FDMA系统中的窄频信道比TDMA系统的12.5 kHz带宽的信道有更好的覆盖范围。这是因为任何接收机的底噪与过滤器带宽成正比,所以带宽越小能接收的信号越小。

(3)电池寿命延长。

正如在上一段中所解释的,在FDMA系统里,噪声分量的降低以及信道带宽的更窄提高了接收机的灵敏度。因此,有可能使发信机以更低的功率进行传输,从而节省电池寿命,延长无线设备的使用时间。

2.3 与DMR标准的比较

在推出DMR标准后,ETSI又紧接着推出dPMR标准。其原因是,根据ETSI的官方介绍,开始ETSI的计划是基于双时隙TDMA技术的,因为当时几家重要的专用无线通信厂商坚持6.25 kHz信道的FDMA系统是不可行的。然而,随后艾可幕公司和建伍公司却证实了这是可行的。随后ETSI就提出了新的6.25 kHz FDMA系统,并被推广为欧洲的开放性数字无线电标准。

相比较DMR标准采用的12.5 kHz双时隙时分多址,dPMR标准的系统更为灵活,设备简单,成本更低。在频率利用率方面,DMR标准和dPMR标准通过不同的方法都达到了相同的6.25 kHz窄带容量。不同在于:后者是直接的6.25 kHz信道,而前者是通过在12.5 kHz带宽里的时隙分配提供等价的6.25 kHz信道。12.5 kHz被认为是当前窄带标准的信道间隔,从这个角度看,这两个系统都达到了所谓的“容量翻倍”。不同之处在于,无论是在有或是没有基础设施的情况下使用,后者总是翻倍的容量。而对于前者,翻倍的容量仅在中继器对时隙进行同步、并且两个用户在相同的地理区域内同时接入相同的中继器时才能达到。

3 与其他数字无线电标准的比较

2000年,我国原信息产业部将TETRA系统和iDEN系统作为我国的行业推荐性数字集群移动通信系统标准。iDEN系统由于其不开放性,仅有摩托罗拉公司可以生产,建网和终端费用较高,在我国的发展远不如TETRA系统,在此不再赘述。2004年,我国推出自主研发的数字集群移动通信标准GoTa系统和GT800系统[5]。

3.1 TETRA标准与DMR标准

TETRA数字集群通信标准是ETSI为满足欧洲各国的专业部门对移动通信的需要而设计、制订的开放性标准。它是较早的数字集群移动通信标准,如今已成为欧洲标准。

TETRA标准分为两个阶段,第一阶段Tetra I以语音业务为主,技术成熟;第二阶段Tetra II(TEDS)增加了高速数据业务。Tetra I标准采用4时隙TDMA技术,信道间隔25 kHz,最大数据传输速率36 kbit·s-1,业务功能丰富。Tetra系统采用小区制,适合于终端密集、调度复杂、数据业务要求较高的用户[6]。

作为ETSI推出的两代数字无线标准,DMR标准可以看做是Tetra标准的升级版,两者都采用TDMA多址方式,但DMR标准规定信道间隔为更小的12.5 kHz,调制方式改为4FSK,使得DMR标准的系统更易向后兼容模拟系统,建网更为简单,成本更低。但Tetra系统在欧洲以及我国都有了很多的开发案例,积累下的经验和前期用户是DMR系统所无法比拟的。

对于Tetra数字集群系统来说,其标准的开放性不高,Tetra数字集群系统的空中接口虽然可以做到兼容,但各厂商系统之间不能实现互联互通,影响了Tetra 数字集群系统的发展。所以,DMR标准的真正发展,还需要DMR协会将其兼容性测试有效地推广,营造一个真正开放的市场。

dPMR标准与DMR标准的对比前面已经分析过,作为一个发展中的数字无线电标准,dPMR应该着眼于未来,这样才能将其频带间隔小的技术优势充分发挥。目前,dPMR更适合于个人对讲机业务,在集群通信系统上还不能与其他标准竞争。

3.2 国内标准

GT800系统是由华为公司研制开发的基于GSM技术的数字集群系统。它以TDMA技术为基础,结合了蜂窝技术并创造性地对TDMA 和TD-SCDMA 进行了融合和创新。它的载波带宽是200 kHz,双工间隔为45 MHz,采用RPE-LTP语音编码方式,GMSK调制方式[7]。

GoTa标准是由中兴通讯公司独家提出、具有自主知识产权的创新技术,是为满足数字集群通信专网和共网用户的需要而开发的。GoTa 系统采用CDMA多址方式,调制方式为16QAM和QPSK,语音编码技术为QCELP,频分双工,上下行载波带宽为1.25 MHz带宽,双工间隔为45 MHz[8]。

上述两种标准都是我国自主研发、拥有一定知识产权的数字集群通信标准,为保护和发展民族工业,我国必定会大力推动这两种标准的应用。同时,GoTa标准和GT800标准都是依托国内成功的公网技术而架构的,能够带给运营商更大的组网灵活性和盈利空间,具有DMR标准等国外的标准无法比拟的先天优势。

GoTa标准和GT800标准都侧重于公网的建设,在公网内部通过虚拟专网技术提专网业务。这对于某些行业或集团用户并不是非常理想。2010年,公安部牵头,联合海能达等企业,研发制定了警用数字集群标准,体现了特殊行业对专用无线网络的需求。PDT标准采用TDMA多址方式,12.5 kHz信道间隔、4FSK调制方式、数据传输速率为9.6 kbit·s-1。在满足基本业务的同时,增加了同播、动态频率资源管理等创新功能。PDT标准制定者还声称其具有从MPT1327模拟集群系统平滑过渡的特点。PDT标准向下兼容DMR系统,也在申报成为我国的数字集群移动通信标准。

4 结束语

上世纪末,我国开始重视数字集群通信系统的发展,短短十余年,已取得重大的进展。目前,我国国内数字集群通信行业存在多个标准,相比而言,DMR标准几乎跟Tetra一脉相承,更适合作为专网小区制的系统,只要DMR标准的系统兼容性得到有效发展,真正建立一个开放而充满竞争的市场,DMR系统就能体现出其成本较低的优势,在国内集群通信市场占得一席之地。同时,发展中的PDT标准也会在一定程度上推动DMR标准在我国的应用。

而dPMR标准,作为目前惟一的信道间隔为物理的6.25 kHz的标准,它的发展更决定于正在制定的集群标准,以及生产商对于该标准的资金投入;目前,该标准更适合于个人对讲机业务。

参考文献

[1]ETSI.Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Mat-ters(ERM)[S].Digital Mobile Radio(DMR)Systems;Part1:DMR Air Interface(AI)Protocol,TS 102 361-1,2007.

[2]ETSI.Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Mat-ters(ERM)[S].Digital Mobile Radio(DMR)Systems;Part4:DMR Trunking Protocol,TS 102 361-4,2006.

[3]ETSI.Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Mat-ters(ERM)[S].Peer-to-Peer Digital Private Mobile RadioUsing FDMA with a Channel Spacing of 6,25 kHz with e.r.p.of up to 500 MW,TS 102 490,2010.

[4]ETSI.Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters(ERM)[S].Digital Private Mobile Radio(dPMR)Using FD-MAwith a Channel Spacing of 6,25 kHz,TS102 658,2010.

[5]郑祖辉.数字集群移动通信系统[M].北京:电子工业出版社,2008.

[6]唐军.浅谈数字集群系统[J].邮电设计技术,2002(1):16-20.

[7]陈杰,孙溪.Tetra数字集群标准和GT800数字集群标准的比较[J].仪器仪表标准化与计量,2007(1):19-20.