發(fā)布時間：2022-02-12 13:11:25
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的無線通信技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1.1認知無線電
認知無線電是一個智能無線電，它能和周圍環(huán)境進行交互而改變發(fā)射機參數，達到某種系統(tǒng)優(yōu)化的效果。它的首要任務是頻譜感知，也就是在認知節(jié)點通過對無線電頻譜進行監(jiān)測，發(fā)現頻譜空穴，伺機接入授權頻譜，在不對主用戶干擾的情況下共享頻譜資源。認知無線電通過這種方式極大的提高了頻譜利用率，解決了頻譜匱乏問題。于是根據香農容量公式，在一定的通信容量下，所用功率和帶寬是互換的。也就是說，通過對頻譜進行動態(tài)管理，獲取更大的信道帶寬，就可以極大的節(jié)約功率資源，達到節(jié)能的目的。同時，認知無線電通過認知無線環(huán)境，動態(tài)地調整發(fā)射機參數，比如，選擇信道衰落較小的頻譜和相應的調制和編碼方式，可以降低所需的功率消耗。當然，認知無線電不僅在頻譜利用方面綠色節(jié)能，在網絡方面的認知和重配置也將對綠色通信起到巨大的作用[1]。目前，無線移動通信領域技術體制和標準眾多，出現了各種獨立的系統(tǒng)和網絡平臺，這在一定程度上滿足了各種業(yè)務需求。但這種異構無線接入技術并存的現象導致了網絡建設成本的增加和運營管理的困難，用戶也不能獲得無縫而滿意的服務，造成電力能源的極大消耗。為了解決網絡異構性融合問題，構建統(tǒng)一的網絡體系結構，需要采取認知無線網絡技術。認知無線網絡通過對無線資源、網絡、業(yè)務等多域信息進行交互，改變網元屬性，進行自適應管理、資源優(yōu)化和重配置，形成新網絡。認知無線網絡和綠色無線通信的關系表現在：網元通過認知信息流獲取重配置因素，從而通過重配置進行統(tǒng)一規(guī)劃和改變終端軟件來省掉重復建設。因此將極大地節(jié)約資源和能源，達到節(jié)能環(huán)保的目的。
1.2協作中繼
在無線信道進行信息傳輸時，會發(fā)生路徑損耗、陰影效應和各種衰落。要達到可靠的數據連接，基站必須發(fā)射足夠的功率來保證小區(qū)覆蓋，這種大功率的發(fā)送導致基站和手機的耗能大大增加。然而，如果采用多跳通信，也就是中繼的方式，將基站和移動用戶之間的路徑分為若干較短的鏈路，則可以降低各種損耗和衰落對無線信號的影響。研究表明，中繼方式可以減小系統(tǒng)的傳輸功率和延長電池壽命。協作中繼通信可分為兩種方式[2]，一種是設置固定的中繼節(jié)點，另一種是設計網絡和終端，使移動用戶成為中繼。在網絡覆蓋內的中繼節(jié)點，作為一個網元，擁有對數據的存儲、轉發(fā)、調度和路由功能，而不僅僅起到放大發(fā)送的作用。對于固定中繼，可以通過提升基站密度的方式來實現，此時也可達到降低能耗的目的，但建設新基站將浪費大量資源。而協作中繼節(jié)點卻有良好的特性。它可以在覆蓋一定區(qū)域的條件下以較低的高度和低功率發(fā)送，和基站及移動用戶無線連接，省去了繁雜線路和接口，還有不需要復雜的路由算法等。對于移動用戶中繼節(jié)點，其擁有位置靈活，可以增加數據速率和系統(tǒng)的穩(wěn)健性，不需要專門設置固定中繼等優(yōu)點，但終端需要有算法和協議的支持，增加了系統(tǒng)的復雜度。
1.3小區(qū)縮放
隨著移動通信的發(fā)展和用戶對高數據速率的要求，蜂窩網絡由單一制的宏小區(qū)逐漸向微小區(qū)、微微小區(qū)和家庭基站等形式演變，這在一定程度上減少了系統(tǒng)的功耗，但由于移動業(yè)務地理上的波動性和數據傳輸的突發(fā)性，基站的能耗還是浪費很大。比如，居民區(qū)白天的流量較小而晚上較大，而市中心白天的流量要大得多。如果通過流量均衡關閉一些流量較小的基站，則可實現能耗的大幅降低。小區(qū)縮放技術可以實現上述功能[3]。假定移動用戶隨機分布在蜂窩網絡內，網絡內有若干個小區(qū)。當多個移動用戶移入某小區(qū)時，使該小區(qū)變得擁擠，則該小區(qū)會自動縮小其覆蓋范圍，進而降低該小區(qū)的擁擠程度，同時該小區(qū)周圍的小區(qū)會自動增大，來滿足該小區(qū)未能覆蓋的用戶，避免出現覆蓋空洞。相反，當多個移動用戶移出某小區(qū)，則該小區(qū)周圍的小區(qū)會自動縮小而該小區(qū)會自動增大。當相鄰小區(qū)容量較大，沒有必要進行小區(qū)縮小，這時移動用戶都可在相鄰小區(qū)內進行服務，因此可以關閉該小區(qū)的基站，使基站處于休眠模式，達到降低能耗的目的。小區(qū)縮放服務器（CS）控制整個小區(qū)的縮放過程。CS可以設置于網關或基站中，通過檢測網絡流量大小、信道狀況、用戶需求等來進行小區(qū)縮放。具體實現是通過物理器件調整、基站協作、中繼等來完成的。比如，小區(qū)擴大可以通過提高基站發(fā)射功率來完成，基站協作可以形成基站簇，從而降低了小區(qū)間的干擾。
1.4云計算
分布式計算，也即云計算技術，是指通過網絡將龐大的計算處理程序自動拆分成無數個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統(tǒng)，經搜尋、計算分析之后將處理結果回傳給用戶。通過此項技術，網絡服務提供者可以在數秒之內處理數以千萬計的信息。由于移動設備體積小，處理信息、運算和存儲能力有限，要高速處理多媒體信息，利用云計算，可以在移動互聯網的條件下，完成所需的任務。和云計算相關的技術有軟件無線電技術和射頻拉遠技術。軟件無線電是一項發(fā)展較快的無線通信技術，它采用開放的模塊化結構，基帶處理可通過不同的軟件模塊來實現，并且軟件可以隨著器件和技術的發(fā)展不斷更新或擴展?；谕ㄓ锰幚砥鞯能浖o線電系統(tǒng)可以降低通信系統(tǒng)開發(fā)和調試的復雜度，極大地節(jié)約硬件成本和人力成本。射頻拉遠技術是將基站分為遠端無線射頻單元和基帶單元[4]。無線射頻單元通過光纖或光傳送網與基帶單元相連，負責無線信號的發(fā)送與接收，放置于遠離基帶單元的遠端站點，體積小巧?；鶐卧撠熁鶐盘柕奶幚?，多個基帶單元可形成集中式基站，其內包含一個高容量、低時延的交換網絡來支持多個基帶載波單元的互聯互通。集中式基站可以避免基帶單元負載的不均衡，提高設備利用率。云計算和軟件無線電及射頻拉遠的關系在于，集中式的基帶單元經過軟件化，通過高帶寬、低時延的網絡，可組成一個巨大的實時云計算基帶池。這樣，遠端射頻單元收發(fā)無線信號，實現多種無線網絡覆蓋，光纖和負載轉換器連接遠端射頻單元和虛擬基站，虛擬基站利用實時云計算基帶池動態(tài)分配計算資源以實現基帶數字信號處理。
2結束語
由于普通的計算機控制系統(tǒng)安全性差，無法對外部輸入信息的準確性進行判斷。當系統(tǒng)產生故障時，無法保證系統(tǒng)安全的能力，這些因素都限制了計算機控制系統(tǒng)的應用。當前，我國干線鐵路上使用的計算機連鎖系統(tǒng)主要為國外鐵路信號公司的容錯計算機控制系統(tǒng)，成本較高。所以，我國鐵路科研院逐漸將安全、鐵路信號控制系統(tǒng)作為主要的研究工作來開展。
2鐵路信號系統(tǒng)無線通信的基本要求
2.1通信結構
鐵路信號系統(tǒng)遠程控制技術在保證鐵路信號系統(tǒng)安全運行方面具有重要意義。相較于繼電連鎖系統(tǒng)來說，計算機連鎖系統(tǒng)的綜合性能更好。所以，車站連鎖系統(tǒng)也逐漸從繼電裝置專變成了計算機系統(tǒng)。事實上，計算機連鎖系統(tǒng)是一個滿足安全、故障信號的連鎖邏輯運算系統(tǒng)。而邏輯上，可以將運算系統(tǒng)分為監(jiān)控層、控制設備層和關聯系統(tǒng)三個模塊。其中關聯系統(tǒng)主要包括調度集中、聯鎖機、模擬屏、調度監(jiān)控、復顯等內容；監(jiān)控層主要是指計算機聯鎖系統(tǒng)對調度機車信號和站場狀態(tài)進行監(jiān)測和控制的設備；控制設備層主要控制電源屏無線通信、I/O、PLC和電源屏的無線通信、I/O的通信。
2.2通信設計
2.2.1控制設備之間的無線通信
控制設備主要是用來對現場的多個I/O設備進行控制，常規(guī)的方法將多路器布置在現場，然后將輸入/輸出模塊和端子排連接，并利用現場總線技術，在工業(yè)現場放置I/O模塊。所有的現場子站都可以利用一根電纜連接起來，從而把所有的現場信號簡單方便的傳送到控制室的監(jiān)控設備上。
2.2.2控制設備和監(jiān)控站的通信
監(jiān)控站通信主要傳遞安全信息數據，利用PLC和聯鎖機之間的串口和監(jiān)控站連接實現信息的傳遞。因而PLC和聯鎖機之間使用CCM傳輸協議進行傳輸。為了屏蔽外界的干擾，提升數據的準確性，將讀取的PLC數據作為有效數據，向聯鎖程序提交。此外，該通信程序還可監(jiān)督PLC和聯鎖機運行狀態(tài)。由于每次通信時，聯鎖機都會對PLC的約定內部寄存器進行檢查，此寄存器只可以利用聯鎖機置位PLC進行復位。在檢查的過程中，如果PLC置位時間不對，就表示PLC工作異常。同理，如果PLC發(fā)現聯鎖機置位不按時，證明連鎖機的也不能正常工作，為了確保系統(tǒng)安全運行，會立即發(fā)出報警信息，并會進行安全處理。
2.3關聯系統(tǒng)之間通信技術
關聯系統(tǒng)主要是計算機之間利用互聯網進行通信，可以利用RS-485和RS-232達到通信目的。而局域網中的通信可以利用Socket的接口實現，局域網中電腦可以通過撥號的方式和互聯網機械通信，也可以連入專網進行通信。
3無線通信技術的特點
目前，無線通信技術主要有433Hz頻段、2.4Hz頻段、藍牙、紅外等。在高速行駛高速鐵路上，如果距離小可以使用這些無線技術。但是如果距離很遠的時候，無線通信的距離也就相對較遠，利用無線通信可以避免使用中繼設備。鐵路信號系統(tǒng)作為指揮鐵路運行的系統(tǒng)，在運行的過程中，可以利用信標和全球定位系統(tǒng)來保證鐵路的位置和速度。車站在收到設備信息后，會經過信息發(fā)送到執(zhí)行控制計算機中。在鐵路信號系統(tǒng)中，無線通信技術主要有以下特點：（1）可以對鐵路的運行情況進行更加穩(wěn)定的控制，不僅可以防止列車運行情況下速度過快或者多次發(fā)動，并且可以有效地節(jié)省資源。（2）在一些關鍵的控制系統(tǒng)中,列車按照操作狀態(tài)和自身情況進行調節(jié)，利用計算機對列車進行輔助調整，進而提高鐵路信號系統(tǒng)的管理水平；（3）省去地面上的信號設備，降低了信號系統(tǒng)設備的維護資金；（4）無線信號適應能力強，可以提高列車的行進速度，可以對系統(tǒng)中的相關參數進行遠程調節(jié)。不過，在使用無線通信技術時，鐵路信號系統(tǒng)中也有一些問題存在，例如一些設備的成本較高、高速鐵路列車的運行速度和電碼傳送速率不符合。
4無線通信技術在鐵路信號系統(tǒng)中的應用
4.1集中調度中的應用
在集中調度系統(tǒng)中，調度中心科員按照車站的區(qū)段閉塞情況和法線占用情況了解列車的運行，并根據收集到的信息對進路進行排列。但是，使用無線通信技術可以使控制系統(tǒng)詳細了解列車的運行速度和位置，并根據沿線信號系統(tǒng)的基本情況，向列車傳遞控制信息，確保列車穩(wěn)定、安全、快速地運行。通過利用無線通信技術，可實現控制中心和列車之間的雙線數據傳輸，為列車的運行提供了便利，達到自動指揮的目的。
4.2微機聯鎖中的應用
在微機聯鎖中應用無線技術，可以將信號機的閉鎖狀態(tài)、道岔情況等發(fā)送至主控中心，并使用道旁接口單元對主控中心傳達的控制命令進行接收，達到控制信號機動作和道岔的目的。此外，道旁接口單元可以使用無線信道和控制中心取得聯系，然后利用電纜和現場設備進行連接，達到控制、檢測輔助子系統(tǒng)的目的。當前，無線通信技術在微機聯鎖中的應用需要增加運營成本，并且一些比較大的車站對無線信號干擾比較大，還沒有得到廣泛的推廣和應用，不過在微機聯鎖中應用無線技術的前景是非常不錯的。
4.3無線通信技術在中繼器中的應用
在鐵路運行過程中，想要實現每一個鐵路都設置通信基站難度是比較大的。這樣設置不僅會導致設備投資增加，并且會使無線通信鐵路信號系統(tǒng)喪失意義。而利用中繼器，基站可以使用中繼器進行射頻信號的發(fā)送和接收，進而實現基站同時，管理線路、車輛以及基站區(qū)域范圍中的站區(qū)。
4.4使平交道口的通過率提升
（正文）一、全球趨勢：公眾移動保持增長寬帶無線熱點不斷
當今，全球無線通信產業(yè)的兩個突出特點體現在：一是公眾移動通信保持增長態(tài)勢，一些國家和地區(qū)增勢強勁，但存在發(fā)展不均衡的現象；二是寬帶無線通信技術熱點不斷，研究和應用十分活躍。
資料顯示，在全球電信市場普遍低調的背景下，移動通信依然保持了較好的增長態(tài)勢。統(tǒng)計顯示，2003年全球移動用戶數增長率在17％以上，總計達到13.54億戶。在市場值方面，全球移動業(yè)務市場在2003年已達到4680億歐元，比上年增長了11.3％以上。
盡管全球移動市場在增長，但這種增長也呈現出很大的不均衡性。從用戶數來看，在北美、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)，由于移動用戶普及率已經很高，因此新增用戶數日益減少；而在亞洲、非洲等地區(qū)，特別是像中國這樣的發(fā)展中國家，移動用戶數增長迅猛。從用戶創(chuàng)造的價值來看，歐美發(fā)達國家的ARPU值遠遠超過了新興的發(fā)展中國家。從數據新業(yè)務市場的增長來看，韓國、日本呈現爆發(fā)態(tài)勢，已成為全球移動通信發(fā)展的新熱點。
目前，我國的移動通信市場呈現持續(xù)快速增長的局面，截至4月底，移動用戶總數達到2.96億，用戶普及率達到20.9％?？紤]閑置的充值卡和一人雙機的情況，我國移動通信由于用戶普及率相對還比較低，仍有相當巨大和持久的增長空間。但我國的移動通信領域已進入了全面競爭的時代，GSM、CDMA乃至小靈通等網絡激烈爭奪用戶，這已導致了資費下降，用戶ARPU值下降的情況。目前我國的GPRS、CDMA1X等2.5G數據業(yè)務發(fā)展態(tài)勢不錯，并已逐步培育了用戶群。而3G還處在技術試驗階段，政府依然保持謹慎態(tài)度。
除傳統(tǒng)的公眾移動通信外，全球的寬帶無線接入領域近期研究和應用十分活躍，熱點不斷出現，給無線通信業(yè)界帶來了清新的空氣。這包括寬帶固定無線接入技術、WLAN技術、WiMAX技術、UWB技術等等，呈現百花齊放的局面。這些技術的出現和發(fā)展，給整個無線通信產業(yè)注入了勃勃生機。
二、熱點解析：五大技術引領應用模式各展所長
前文對全球無線通信領域的發(fā)展情況作了概要性介紹，以下將重點就當前無線通信領域的焦點問題和熱點技術展開較深入的介紹和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大熱點。
1.舉世矚目的3G
今天，第三代移動通信3G格外引人矚目，成為無線通信產業(yè)的最大熱點。
首先，從技術角度來看，3G主流技術已經基本成熟。cdma2000由于技術本身的平滑演進特性，進入3G的障礙不大。WCDMA以前受版本不斷更新的影響，阻礙了商用進程，但目前主體標準已經定型，具備了規(guī)模商用的基礎。TD－SCDMA技術要相對滯后一些。
總的說來，當前的3G技術已經能夠支持規(guī)?；纳逃镁W絡部署。
其次，目前歐美等運營商已經進入了3G網絡部署階段。3G網絡的商用部署正在全球一步步地鋪展開來。截至2004年3月底，就WCDMA而言，全球已經發(fā)放了120份牌照，簽署了91份商業(yè)部署合同，目前已有二十多家網絡投入商用，預計到2004年年底總數將超過40家。目前兩家韓國運營商STK和KTF在使用cdma20001xEV－DO，日本KDDI也開始了EV－DO網絡的商用，而Verizon也即將參與該制式下3G網絡的部署。
應該說，2004年已經進入了全球3G的商用部署年。
第三，部分運營商的3G用戶數量開始呈現快速增長的局面。最早推出3G商用業(yè)務的NTTDoCoMo近期宣布，在距離突破200萬用戶僅僅兩個月的時間內，他們的3G用戶總數就增長至300萬大關。5月中下旬，和記黃埔表示，在過去兩個月中，3G用戶數出現了快速增加，目前在全球范圍內已經達到了173萬。截至2004年1月1日，全球使用cdma2000（包括CDMA1X）系列和WCDMA標準制式的3G用戶數已經達到了7300萬。從全球來看，3G商用在部分地區(qū)已取得了初步成功。
第四，我國3G處在黎明的前夕。我國對3G一直采取積極穩(wěn)健的態(tài)度，目前，我國正在進行第二階段的網絡技術試驗，或稱外場測試。自今年3月起，開始啟動WCDMA、cdma2000和TD－SCDMA的測試工作，由6大運營商分別在北京、上海、廣州三地進行。測試的重點包括：3G網絡覆蓋、容量等性能試驗；不同3G技術之間、3G和2G技術之間的干擾、共存；各種3G業(yè)務及業(yè)務兼容性試驗；3G終端和系統(tǒng)之間互操作試驗；3G和2G之間的互操作試驗。
預計此階段試驗將在今年10月份完成，試驗將對我國對3G的決策工作起到重要的參考作用。由于此次試驗由運營商參與，且屬于網絡試驗。因此，預計若此次試驗結果令人滿意的話，我國的3G牌照發(fā)放工作有可能順勢展開。
趨勢分析3G一波三折，曾經有一段時間，人們對3G的前途失去了信心，并在今天留下了心理陰影。對3G問題，我國應如何把握呢？筆者認為，目前，3G已處在商用的爆發(fā)階段，由于3G技術和產品的成熟，3G的商用已不容置疑地擺在了我們面前。歐美等國運營商加緊部署3G網絡以及日韓等國3G用戶的快速增長，表明3G已經成為全球移動通信領域新的成長點，我國需要當機立斷，盡快開展3G牌照的發(fā)放工作和商用部署工作。這樣才不至于坐失機遇，在本來領先的移動網絡建設中落后。同時，3G也為國內的電信制造商提供了絕佳的機遇，這也是我國移動通信產業(yè)的一次發(fā)展良機。
應該說，目前3G還存在一些問題，主要表現在市場還處在啟蒙階段，殺手級的業(yè)務還沒有呈現，終端還不夠多。在我國，政府將考慮對市場競爭度的把握，涉及3G網絡發(fā)放幾張牌照的問題，同時，還將考慮設備國產化問題。這些問題已經屬于次要矛盾，目前最重要的是要選擇恰當時機盡快推動3G網絡平臺的建設，這才是解決以上矛盾的關鍵環(huán)節(jié)和引導環(huán)節(jié)。
這主要是因為我國3G網絡建設不同于西方發(fā)達國家，我國移動話音用戶市場還有很大的成長空間，這就能夠避免出現因為發(fā)展初期新應用新業(yè)務不足無法支撐網絡生存的狀況。同時，我國有迫切需要進入移動市場的“新”運營商，中國電信和中國網通如果被允許經營移動通信業(yè)務，其網絡建設必然會選擇3G，這從中遠期的網絡成本上要遠遠低于2G技術。此外，盡快發(fā)放3G牌照，對解決現有的小靈通（PHS）的矛盾，也有重要的戰(zhàn)略意義。目前，日本都已經棄PHS而轉攻3G，其目的十分明顯，即要糾正自己早期大上帶有強烈本土化特征的PHS導致失去移動領域國際領先地位的失誤，重新用全球性的先進技術武裝自己的移動通信產業(yè)，實現在該領域的戰(zhàn)略性崛起。如果我國反其道而行之，將是不明智的，這關鍵還是政府的決策引導問題，而不能抱怨運營商?？傊?，3G不是一蹴而就的，如果遲遲不進行網絡的建設，其他的矛盾將繼續(xù)積聚，難以得到根本性的解決。
2.3.5GHz寬帶固定無線接入的推廣應用
3.5GHz寬帶固定無線接入技術MMDS，是工作于3.5GHz無線頻段上的中寬帶無線接入技術。今年4月份，第三批3.5GHz寬帶固定無線接入頻率評選（招標）工作在我國進行，使MMDS技術在我國的應用進一步擴大，這也使3.5GHz固定無線接入技術成為今年業(yè)界的熱點之一。
在此次評選（招標）工作中，中國電信、中國網通、中國移動、中國聯通、中國鐵通五大運營商分別獲得河北、山西、內蒙古等27個?。▍^(qū)）的3.5GHz頻段2×30MHz頻率使用權，并將獲準經營相應電信業(yè)務。加上此前的兩次3.5GHz頻率使用權分配，我國3.5GHz頻段已在絕大部分地區(qū)分配完畢。這表明，我國的3.5GHz寬帶固定無線接入進入了規(guī)模商用。前一段時間，無線電管理局副局長劉巖率領由無線電管理局、電信管理局、電信研究院共同組成的調研組，對第二批3.5GHz中標企業(yè)的工作情況進行了調研。通過調研發(fā)現，在第二批中標的9家企業(yè)中有7家建設開通了網絡，這7家企業(yè)在一半以上的中標城市建設了自己的網絡。目前運營商傾向于提供的業(yè)務包括：語音接入業(yè)務（本地和IP電話），數據專線業(yè)務，Internet接入業(yè)務等。調研中還發(fā)現，如果將3.5GHz網絡作為單一網絡來經營，盈利困難比較大，特別是對于大型企業(yè)。調研中，運營企業(yè)對進一步獲得3.5GHz頻率資源表現出了很大熱情。
趨勢分析寬帶固定無線接入技術因為其高帶寬、建設速度快、接入方式靈活等特點，受到了業(yè)界的關注。但這項技術也有其局限性，比如高頻段26GHz的LMDS技術受天氣影響較大，而3.5GHzMMDS技術在我國又受到了帶寬不足等因素的限制。因此，對于寬帶固定無線接入技術，我們應該回歸理性的認識。它具有自身的優(yōu)勢，但也有其固有的缺陷，因此在應用中要實事求是。
就目前重點推廣的3.5GHz技術來看，運營商的經營經驗表明，若單獨把MMDS技術作為一個獨立網絡來運作，由于其技術、用戶規(guī)模和頻率帶寬的限制，較難實現盈利。因此，我們應該進一步放寬眼光，把它推廣至更大的應用領域。比如可以考慮像現在某些運營商所采用的，將之作為移動基站的回路。
對于3.5GHzMMDS技術，我們一方面要積極推動其綜合業(yè)務的應用，比如數據增值業(yè)務的開發(fā)和經營。同時也要從全局的角度考慮，使之成為移動通信網絡的有效補充手段。這樣才能充分發(fā)揮3.5GHz頻段的效率。未來，隨著3G技術的商用，3.5GHz將有望成為移動網絡重要的接入補充手段，并對3G網絡的搭建起到支撐作用。
3.沸沸揚揚的WLAN標準之爭
無線局域網技術WLAN（Wi－Fi），其技術標準為802.11，可實現十幾兆至幾十兆的無線接入。我國目前發(fā)展的主要是802.11b標準的WLAN網絡，支持11Mbps的無線接入。作為近年來的一項新技術，WLAN在歐美等國快速發(fā)展，在我國近兩年也得到了幾大運營商的追捧。而自去年開始的WAPI標準之爭，吸引了全球的關注目光。
2003年5月12日，由中國寬帶無線IP標準工作組負責起草的無線局域網兩項國家標準（即WAPI標準），由國家信息產業(yè)部報送國家標準化管理委員會正式頒布。2003年12月1日，國家認證認可監(jiān)督管理委員會2003年第113號公告，宣布對無線局域網產品實施強制性產品認證，要求所有產品都要加載我國擁有自主知識產權的安全保密協議WAPI，從2004年6月1日起，不符合WAPI標準的無線局域網產品不得出廠、進口、銷售或者在其他經營活動中使用。但2004年4月22日，國務院副總理吳儀表示中國已經同意美方提出的要求，不在2004年6月1日最后期限到來之時強制實施WAPI標準。2004年4月29日，國家質檢總局、認監(jiān)委、國標委聯合了2004年第44號公告。公告強調：WAPI標準實施時間只是推遲，并沒有取消，也沒有取消標準的強制性屬性。
筆者認為，之所以出現WAPI標準之爭，除了國家出于自身信息安全的考慮外，我國無線通信設備廠商希望成長壯大，占領新興技術市場的渴望也是重要因素。但該標準的無限期推遲，也暴露出一些問題。那就是，我國的無線技術的核心能力，與國際水平相比還有一定差距，還難以撼動國際主流的技術集團。同時，我國通信技術標準的制訂策略，還存在封閉性的問題，這也是其受到國際社會普遍攻擊的重要原因。當然，WAPI標準的推遲執(zhí)行，也是出于更大的國家利益的考慮。
趨勢分析WAPI標準之爭，表明WLAN技術在全球的重要戰(zhàn)略地位。其戰(zhàn)略意義不只在于網絡的部署、用戶的發(fā)展、業(yè)務的經營范疇，更在于其對IT通信產品領域的巨大拉動力量，特別是對計算機芯片的突出貢獻。因此，我國應該積極推進WLAN核心技術的研究工作，這不僅涉及通信產業(yè)，而且涉及IT領域的巨大利益。拋開WAPI標準之爭，我們如何把握WLAN技術的發(fā)展趨勢呢？應該說，WLAN在我國目前的工作，陷入了低潮階段。這主要是受制于WLAN技術自身的限制，比如其漫游性、安全性、如何計費等等，還沒有得到妥善的解決。另外，高端商業(yè)用戶的不足，使網絡建設的投資收益比較低，因此也影響了運營商的積極性。未來，隨著技術的進一步成熟，WLAN技術將在特定的區(qū)域和范圍，特別是熱點區(qū)域和高速信息接入領域，發(fā)揮對移動通信網絡的重要補充作用。3G網絡商用后，WLAN將成為彌補3G固定區(qū)域高速覆蓋的不足?？傮w來看，WLAN具有很強的生命力，但其在運營領域的發(fā)展速度估計會低于過去的預期。
4.寬帶無線技術新寵WiMAX
有資料顯示，“WiMAX”已經成為近期互聯網上搜索量最大的通信關鍵詞，該項技術以其遠覆蓋和高帶寬特性，成為無線業(yè)界的新寵。
WiMAX全稱為WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作系統(tǒng)，其技術標準為IEEE802.16。WiMAX也組織了自己的聯盟。目前這個聯盟已經發(fā)展了數十家會員，該聯盟由Intel牽頭，我國中興通訊也名列其中。WiMAX的目標是促進IEEE802.16的應用。
WiMAX相對于Wi－Fi的優(yōu)勢主要體現在Wi－Fi解決的是無線局域網的接入問題，而WiMAX解決的是無線城域網的問題。Wi－Fi只能把互聯網的連接信號傳送到300英尺遠的地方，WiMAX則能把信號傳送31英里之遠。Wi－Fi網絡連接速度為每秒54兆，而WiMAX為每秒70兆。有專家認為，WiMAX的覆蓋范圍和傳輸速度將對3G構成威脅。在成本等各個方面的優(yōu)勢使得業(yè)內人士將WiMAX技術看作是一項打破產業(yè)格局的技術。
近期，英國電信（BT）、法國電信、Qwest通信公司、Reliance電信和XO通信加入了WiMAX論壇，目前WiMAX論壇已經擁有98個成員，運營商占25％。今年初，Intel也宣布，下半年開始將會在其生產的芯片中部分采用WiMAX標準。
趨勢分析對于今天異?；馃岬腤iMAX技術，我們該如何看待？它會成為3G技術的終結者嗎？筆者認為，這種觀點不盡正確。首先，從技術自身角度來看，WiMAX還不具備公眾移動通信網絡的廣域漫游、安全特性、終端便攜等移動特性。其次，WiMAX標準還不成熟，因此預計商用還需要至少兩年以上的時間，規(guī)模普及還要五年左右的時間。其三，WiMAX的特點是高速的數據傳輸能力，但其還沒有對實時話音業(yè)務的高效支持能力，這將限制其作為公眾移動通信的應用。其四，WiMAX的產業(yè)規(guī)模以及技術和設備成熟性還遠遠難以和3G相抗衡，其推廣期也將滯后于已經開始啟動的3G技術。其五，WiMAX技術有可能受到傳統(tǒng)移動通信運營商或制造商的抵制，從而限制其發(fā)展。
對于WiMAX技術，筆者認為它具有巨大的潛力，但尚處在襁褓階段，目前還難以對當前的全球無線通信格局產生重大的影響。由于3G的實施，WiMAX將可能成為未來3G網絡的補充手段，在高速信息接入領域發(fā)揮其特性。但受其自身移動性和話音支持能力的限制，WiMAX不大可能殺死3G。
5.超寬帶無線接入技術UWB
無線技術領域的活躍除表現在新技術不斷涌現外，還表現在其傳輸能力的不斷拓展。近兩年，一項超高速的無線接入技術受到了大家的關注，那就是UWB。
UWB是一種時域通信技術，它采用超短周期脈沖進行調制，把信號直接按照0或1發(fā)送出去，而不使用載波，這與此前的無線通信截然不同。脈沖調制產生的信號為超寬帶信號，譜密度極低，信號的中心頻率在650MHz～5GHz之間，平均功率為亞毫瓦量級，抗干擾和多徑的能力強，具有多個可利用信道。與CDMA系統(tǒng)相比，時域通信系統(tǒng)結構簡單，成本相對較低。UWB技術具有高速率、低成本、低功耗的顯著特性。UWB最引人注目的特點是具有很高的數據傳輸速率。XtremeSpectrum公司預測，他們即將開發(fā)出的產品具有在10米內傳輸約100Mbps的能力，Intel則把目標定在了500Mbps。
趨勢分析對于UWB技術，我們應該這樣看待，它以其獨特的速率鋒芒以及特殊的應用范圍，也將在無線通信領域占據一席之地。由于其高速、窄覆蓋的特點，它很適合組建家庭的高速信息網絡。它對藍牙技術具有一定的沖擊，但對當前的移動技術、WLAN等技術的威脅不大，甚至可以成為其良好的能力補充。
三、走勢把握：接入多元網絡一體綜合布局代表方向
以上，就當前無線通信領域的熱點和焦點問題進行了敘述和討論。那么，我們該如何把握中期未來無線領域的發(fā)展趨勢呢？
首先，無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍，不同的適用區(qū)域，不同的技術特點，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可實現互補效應。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數據接入，而UWB可實現近距離的超高速無線接入。因此，在政策上我們應該綜合推進各種無線接入的發(fā)展，推進組網的一體化進程，通過建網的接入手段多元化，實現對不同用戶群體的需求覆蓋，達到市場細分和業(yè)務的多元化，解決移動通信發(fā)展不均衡的狀況。
其次，我國政府應該給企業(yè)配置更多的無線頻率資源，推進不同技術相關頻譜的規(guī)劃和應用工作。這樣才有利于不同的企業(yè)根據不同的發(fā)展策略和市場需求，綜合地規(guī)劃自己的無線通信網絡，實現資源的有效配置和利用。當然，政府也需要加強對有限頻率資源的管理，對于企業(yè)閑置不用的頻率占用，考慮適當的手段予以收回。
其三，從公眾移動通信網絡發(fā)展來看，3G已經成為全球包括中國移動網絡演進的主要進程。從歐美發(fā)達國家的經驗來看，由于其移動話音用戶的普及率高，通過發(fā)展用戶實現增長的模式已成為歷史。因此，他們期望通過3G搭建更大的業(yè)務平臺，從而實現利潤的新來源。由于3G技術的成熟，目前3G商用網絡部署已經在全球范圍內啟動。就我國而言，也要借鑒歐美的經驗，在用戶數量增長放緩之前，就應提前培育新興移動市場。目前，政府應該開始積極考慮3G牌照發(fā)放和商用問題，把握住這個移動業(yè)界的巨大歷史機遇。
其四，從寬帶無線接入技術來看，全球該領域發(fā)展十分火熱。該領域的發(fā)展呈現出向高帶寬快速躍進、覆蓋范圍逐步擴張的趨勢。未來，該領域還可能出現更強大的新技術，從另一個角度對整個無線通信產業(yè)起到推進作用。但從近期來看，我們對寬帶無線接入技術發(fā)展應該有一個理性的態(tài)度和科學的把握。目前的寬帶無線接入技術主要集中在固定環(huán)境下的高速接入，其移動性和話音支持能力無法和公眾移動通信網絡抗衡。在發(fā)展中，我們應該從全局的觀點來把握，使之成為與移動網絡互補的重要技術手段，這樣既可以充分發(fā)揮其技術個性，又防止出現不必要的資源競爭和浪費。
其五，未來的無線通信網絡應該是怎樣的呢？專家認為，未來的無線通信網絡將是一個綜合的一體化的解決方案。各種無線技術都將在這個一體化的網絡中發(fā)揮自己的作用，找到自己的天地。從大范圍公眾移動通信來看，3G或超3G技術將是主導，從而形成對全球的廣泛無縫覆蓋；而WLAN、WiMAX、UWB等寬帶接入技術，將因其自己不同的技術特點，在不同覆蓋范圍或應用區(qū)域內，與公眾移動通信網絡形成有效互補。
其六，更遠的未來，按當前專家們的預想，通信信息網絡將向下一代網絡NGN融合。在未來NGN概念中，固定網絡將形成一個高帶寬、IP化、具有強QoS保證的信息通信網絡平臺。在這一平臺上，各種接入手段將成為網絡的觸手，向各個應用領域延伸。而3G、寬帶固定無線接入、各種無線局域網或城域網方案，都將成為大NGN平臺的延伸部分。從而形成集固定無線手段于一體，各種接入方式綜合發(fā)揮效用，各種業(yè)務形成全網絡配置的一體化綜合網絡。當然，這一進程將是漫長的，也必將遇到很多挫折。四、結束語
論文摘要:早在七十年代，人們開始研究無線電通信技術。無線電通信技術有線電通信相比，具有不用架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等優(yōu)點，備受市場的青睞。無線電通信技術為人們的生產和生活帶來的影響無疑是巨大的，但它亦有不容忽視的缺點，譬如聲音、文字、數據、圖像和視頻等傳輸的質量不甚穩(wěn)定，由此造成的聲音失真、文字模糊、數據滯后、圖像和視頻失真都亟須改進之處，還有信號容易受到干擾、容易被人截獲造成通信內容保密性差[1]，尤其在軍事和經濟領域，再一次說明無線電通信技術通信方法的拓新勢在必行。本文就無線電的優(yōu)缺點進行分析，探討其通信技術所需拓新之處，并提出建議。
1無線電通信技術的發(fā)展歷程
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生，并當眾展示了他發(fā)明的無線電接收機，那天俄國當局定為“無線電發(fā)明日”。
1896年3月24日，波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米，做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信，第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年，他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信，從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后，無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年，美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題，從此超短波轉播站一些國家相繼建立了，無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發(fā)展，信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要，于人們生產與生活中被廣泛使用；后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代，使電子計算機信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎，以計算機和通信技術為支撐，以信息處理技術為主題的技術系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術。今天的信息化時代，就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發(fā)展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優(yōu)點雖然卓越，但其缺點至今給技術的發(fā)展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術，是迅速發(fā)展起來的新技術領域，不需要傳輸媒質，部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替，無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍，實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半，優(yōu)點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結如下：
不受時空限制。大多數情況下，人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知，而無線電通信不受時空限制的優(yōu)點能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯絡綜合高效，語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往，無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網絡的連接，通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性，尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優(yōu)點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通，這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題，但其信號容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題，目前全球化經濟愈演愈熱，其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點，因此，無線電通信技術的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術的興起，欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷，筆者認為，我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試，主要可總結一下八點：
3.1采用了數字通信技術
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號上的穩(wěn)定，避免通信信號收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數據等多種通信服務，確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發(fā)展起到關鍵的推進作用[3]，尤其近年來世界范圍內全面展開，無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進，這個方向對無線電通信信號源穩(wěn)定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發(fā)展趨勢。個人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業(yè)務，在無線應用協議（WAP）的出現以后，無線數據業(yè)務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網絡傳送多種業(yè)務信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要，傳統(tǒng)的電信網絡與新興的計算機網絡融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設備，滿足了生活與生產地各種通信需求。
.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡，IP網絡無疑是核心關鍵技術，是最合適的選擇對象，處理數據的能力電路交換網絡大大提升，這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性，利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場，對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無線通信網絡可持續(xù)性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設想。因此，無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發(fā)展歷程，無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發(fā)展前景。鑒于市場對經濟的推進作用，盡管我國的無線電通信技術發(fā)展速度飛快，但面對我國12億人口的通信需求，無線電通信技術普及率低的問題，面對我國12億人口，網絡規(guī)模和容量方面就變得蒼白無力了。同時，無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業(yè)積極拓新新的技術涵蓋面，提升自身的營業(yè)水平，為市場提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此，在無線電通信技術通信方法應用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o窮，這要求我們積極加快無線領域的科技進步，為無線電通信技術創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經濟全球化的通信事業(yè)貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
[2]《數字與模擬通信系統(tǒng)》LeonW.Couch,II電子工業(yè)出版社.
1.1有線通訊方式
原控制系統(tǒng)中，自行小車主控制系統(tǒng)DP主站采用S7-300PLC，控制兩條環(huán)行線上6臺自行小車。自行小車采用ET200SPLC作為DP從站，控制自行小車自身動作。自行小車通過車體上安裝集電極和預裝在軌道內的滑觸線在移動中接觸進行取電，提供給移動的小車。自行小車在環(huán)形軌道上行走，與主站通過導軌放大器+滑線+碳刷的形式獲取信號電源和DP總線通信控制信號。
1.2有線通訊弊端
滑觸線碳刷滑動取電技術雖然已經非常成熟，但使用上存在先天不足，碳刷與滑線之間的可靠緊密接觸依賴碳刷組件上的彈簧壓緊機構來實現。碳刷彈簧機構的調整，不宜過松，更不宜過緊，很難達到一個理想的平衡狀態(tài)，只能周而復始地定期檢查、調整、更換碳刷和滑線。環(huán)形空中自行小車通過集電器上的碳刷在滑觸線上采集/傳輸控制信號。自行小車抓取工件升降的過程中會產生抖動，碳刷隨之也會發(fā)生抖動，造成信號丟失、通訊中斷，使系統(tǒng)的可靠性降低。另外，自行小車在環(huán)行線軌道上左右擺動和上下晃動極易導致滑線與碳刷接觸不良，經常造成總線通訊信號掉線，產生通訊中斷、信號丟失、網絡報警等故障，故障率一直很高。環(huán)線空中自行小車長期運行后，碳刷和滑觸線磨損，導致碳刷破裂、接觸不良，也會使控制信號丟失。此外，碳刷長期和滑觸線摩擦，大量碳粉會滯留在滑觸線分段處或滑觸線上，造成信號的誤傳輸，使系統(tǒng)的可靠性降低。另外，這種碳刷滑動通訊方式極易導致碳刷磨損、拉壞，需頻繁更換大量碳刷和滑線，維修成本很高。
2無線通信方案設計
2.1無線解決方案的構想
自行小車線控制系統(tǒng)改造是在仍生產使用的老線原有基礎上進行升級改造，改造難度大，而且改造時間很短，改造還受到原有老系統(tǒng)的限制，風險很大。我們的方案規(guī)劃始終圍繞著：確?？煽啃?，減少現場施工量，減少編程調試時間，并且實現全信息采集的出發(fā)點進行。我們的改造原則是：保持原控制系統(tǒng)硬件主體結構不變，在此基礎上，在控制系統(tǒng)局部增加、配置新的模塊和電路，從而實現無線通信功能，以較低成本投入，達到高的效益和產出，有利于維護系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠和安全，最終達到改造的目的。我們選用最先進的無線網絡通信技術,通過無線網絡通信來解決滑觸線數據通信受限非常適合，無線的優(yōu)勢特點也很好地滿足了我們此次改造的需求。經過測試無線通信覆蓋區(qū)域、信號強度、抗干擾、實時性及數據交換量對網絡速度的影響等多方面性能指標，通過后，最終我們確定采用邦納電氣的ModbusRTU無線技術和產品。
2.2ModbusRTU無線技術特征
近年來，隨著控制技術、計算機技術、通訊技術、網絡技術的飛速發(fā)展，自動化控制領域開始出現了基于網絡通訊的開放型無線通信控制技術，其特點是可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、通訊速度快、數據傳輸量大、維護成本低。無線控制技術打破了傳統(tǒng)有線控制系統(tǒng)的結構形式，在適用范圍、可擴展性、可維護性以及抗故障能力方面，較之現場總線控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)都有明顯的優(yōu)勢。無線通訊是未來自動化發(fā)展的趨勢之一，應用越來越廣泛。ModbusRTU是為PLC設計的一種通信協議，可以很方便地進行Modbus網絡組態(tài)。DataRadio是美國邦納公司最新開發(fā)出來的系列無線產品，是一種工作在2.4GHzISM頻段的工業(yè)無線串口通訊設備，遵循ModbusRTU傳輸協議，用于工業(yè)無線局域網的通訊，用于擴展Modbus工業(yè)網絡或串行通訊網絡的通訊距離，具有安全、可靠、耐用、高速、高效的特點，可以替代有線和傳統(tǒng)通訊中所使用的硬接線，實現可靠的通信連接。它采用ModbusRTU傳送模式，可與Modbus串行網絡實現無縫連接。
2.3新無線方案的總體構思
新無線方案中，可以完全取消2極信號滑線、2個主導軌放大器、6個小車放大器和24片小車信號碳刷，取而代之的是主站DataRadio無線模塊和從站DataRadio無線模塊。在主控系統(tǒng)DP主站一側設置協議轉換器，將DP主站發(fā)送給DP從站的通訊數據轉換為Modbus協議，通過主站DataRadio，將數據發(fā)送給小車上的從站DataRadio，從站DataRadio接收到數據以后，通過從站上的協議轉換器，將無線MODBUS協議的數據再轉換為PROFIBUS總線數據，傳送給小車ET200SDP從站。ET200S接收到此數據后就可進行處理和調用。
3無線通信系統(tǒng)的實現
3.1地面主控系統(tǒng)
地面主控系統(tǒng)以S7-300PLC為主控核心，以CPU315-2DP為profibus-DP總線網絡的主站，處理所有地面與小車、小車與小車之間以及輸送系統(tǒng)與工藝設備的數據交換及生產線的所有信息采集與監(jiān)控。由于PROFIBUS總線協議無法實現無線傳輸，要實現無線通信，必須將PROFIBUS總線協議轉換為ModbusRTU協議，而邦納的DaTaRadio無線產品支持ModbusRTU無線協議。因此，我們在主控系統(tǒng)中，配置了一個NT50-DP-RS協議轉換器和一個邦納DataRadio無線收發(fā)器。NT50轉換器用于將S7-300PLC一側的Profibus總線協議轉換為ModbusRTU協議，提供給無線收發(fā)器使用。主DataRadio無線收發(fā)器遵循ModbusRTU協議，以無線方式向三個小車上的從DataRadio發(fā)送和接受通信數據。
3.2車載控制系統(tǒng)
六臺小車的車載控制系統(tǒng)以ET200SPLC為核心，以IM151-7CPU為Profibus-DP總線網絡的從站，完成小車啟動、停止、前進、后退，吊具的上升下降、夾緊松開及各工序工藝時間的控制，實現小車的智能化。我們在車載控制系統(tǒng)中，同樣配置了一個NT50轉換器和一個從DataRadio無線收發(fā)器。小車從DataRadio用于接收來自主DataRadio以ModbusRTU協議方式發(fā)送過來的無線通信數據，再將此無線數據以ModbusRTU協議有線方式傳送給NT50轉換器，NT50轉換器對收到的數據進行處理轉換，將ModbusRTU協議轉換為Profibus-DP協議，再將數據以Profibus協議有線方式傳遞給小車的ET200SPLCDP從站進行處理，從而實現車載PLC與地面主控PLC的數據交換。
3.3無線通信網絡架構的建立
我們根據兩條環(huán)行線分布特性，首先分段布控，先建單網，再建雙網，最后雙網聯控，建立“一控三雙向同步收發(fā)”機制，開發(fā)出“自行小車—控三雙向同步收發(fā)Modbus-RTU無線通訊雙網絡控制系統(tǒng)”。我們在總裝環(huán)形線和底板環(huán)行線各自分布特點的基礎上，建立兩個各自獨立的網絡，分別控制總裝環(huán)形線三臺自行小車和底板環(huán)行線三臺自行小車。這樣，信號通信強度大大增強，信號的抗電磁干擾能力也大大提高，這種雙網絡無線架構大大提高了通信的穩(wěn)定性和可靠性。兩個網絡在內部各自獨立，單獨控制，互不干擾，互無影響，但在外部都在S7-300PLC的統(tǒng)一控制之下，又是互相聯系的，即單控又聯控，各有職責分工，在主控PLC的統(tǒng)一控制和調度下協調、有序、順暢地工作?？傃b無線網絡和底板無線網絡在結構上完全相同，只是網絡參數和地址設定有所不同，下面以底板無線網絡為例進行說明。
4通信程序的開發(fā)
我們在主控系統(tǒng)DP主站的CPU和小車DP從站的CPU中分別開發(fā)編制了通信控制程序，二者的通信程序基本相同，只是雙方的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)正好顛倒，主控系統(tǒng)的輸入區(qū)連接自行小車的輸出區(qū)，主控系統(tǒng)的輸出區(qū)連接自行小車的輸入區(qū)。我們首先將主控系統(tǒng)DP主站所有要發(fā)送給小車DP從站的數據打包，集中存儲在CPU的DB12數據塊中，再在程序中調用系統(tǒng)標準功能塊SFC15數據寫入程序，CPU在PLC主站的過程映像地址區(qū)分配輸出地址W#16#34，即24字節(jié)輸出映像區(qū)PQB52-PQB75。在SFC15寫數據命令下，CPU將程序中DB12數據塊中的數據先打包，再通過主站的PQB52-PQB75輸出映像區(qū)集中發(fā)送出去。在小車PLC程序中，需要調用系統(tǒng)標準功能塊SFC14數據讀出程序，在小車PLC從站的過程映像地址區(qū)分配輸入地址W#16#40，即24字節(jié)輸入映像區(qū)PIB64-PIB87，用來接收主站發(fā)送過來的數據。在SFC14讀數據命令下，CPU將輸入地址區(qū)PIB64-PIB87接收到的打包數據再集中解包，存儲到CPU程序中的DB27數據塊中，可供主控系統(tǒng)PLC各程序調用。同理，自行小車將發(fā)送給主控系統(tǒng)的數據先集中打包到DB11數據塊中，在小車CPU的SFC15寫數據命令下，CPU為地址映像區(qū)分配輸出地址W#16#D，即24字節(jié)輸出映像區(qū)PQB13-PQB37，指定此接口用來發(fā)送數據。在主控系統(tǒng)一端，CPU在SFC14讀數據命令下，為地址映像區(qū)分配24字節(jié)輸入地址區(qū)PIB13-PIB37，指定該接口接收數據。輸入地址區(qū)接收到來自小車的數據后，先解包再存儲到DB13數據塊中。
5結束語
關鍵詞：nRF2401無線視頻信號AT89C52攝像頭7260
目前，國內安裝的可視門鈴多數是有線的，或是通過類似于電視系統(tǒng)的調幅或調頻方式來發(fā)送圖像的。出于成本的考慮，這些可視門鈴系統(tǒng)傳輸距離受限制，信號質量不高，抗干擾性差。隨著用戶要求的提高，尤其是在大型別墅中，門鈴和圖像接收端相距較遠，這就需要將有線變?yōu)闊o線，模擬信號調幅或調頻無線傳輸變?yōu)閿底中盘栒{制（FSK，QFSK，GFSK）無線傳輸。FSK（FrequencyShiftKeying）即鍵控頻移，QFSK（QuadratureFrequencyShiftKeying）即正交鍵控頻移，GFSK（GuassianFrequencyShiftKeying）即高斯鍵控頻移。通過系統(tǒng)的數字化，圖像信號質量得到提高，抗干擾性得到大大加強；同時，整個系統(tǒng)的體積相比其它的傳輸方式將會減小很多，因此，具有廣泛的商業(yè)應用價值和發(fā)展前景。
由于我們的系統(tǒng)用于別墅單用戶的可視門鈴，因此對圖像的連續(xù)性要求不高。設想一直，在戶主聽到門鈴響，再到門口查看監(jiān)視器的畫面最少需要3s。只需要傳輸1幀圖像到監(jiān)視終端，讓戶主看到來訪者是誰就可以了。因此由于成本的原因，我們會把采集到的圖像直接傳輸出去而中間不會加上昂貴的圖像壓縮解壓縮芯片。
整個數字無線視頻通信系統(tǒng)主要由三個模塊構成：圖像采集模塊、數據傳輸模塊、圖像接收顯示模塊，如圖1所示。
1圖像采集模塊
該模塊的硬件框圖如圖2所示。
攝像頭7620是256色30萬像素的CMOS攝像頭。它輸出并行16位圖像信號，包括8位的色度信號、8位的亮度信號以及場同步與行同步信號。1幀圖像（640×480）的尺寸是640×480×16=4915200（位）
如果以RF發(fā)送模塊nRF2401的最大速度1Mbps來計算，發(fā)送1幀圖像所要的時間為
4915200/1000000=4.9152(s)
這顯然太長了。不過，7620還有一種工作模式就是，通過降低分辨率來減少圖像尺寸。這種模式提供了320×240的圖像。這樣，圖像數據不到3s就可以到達接收端，滿足可視門鈴的要求。
圖3
8位色度信號、8位亮度信號以及場同步與行同步信號先通過FPGA緩存到RAM，同時轉換為異步串行數據，通過RF模塊發(fā)送。圖3是7620的工作時序。
圖3中，Y信號是8位亮度信號，UV是8位色度信號。VSYNC是場同步信號，HREF是行同步信號。
FPGA的工作是完成圖像數據的緩存控制以及啟動RF模塊發(fā)送圖像數據。這里，采用Altera公司的EPF6016。它是一顆16000門的FPGA。圖4為FPGA與攝像頭7260、MCU以及RF模塊的連接示意圖。
圖4中，U1為EPF6016ATC100，J1是FPGA與攝像頭7260的連接插座。Y、UV、VSYNC和HREF的定義如前，READY是MCU對FPGA的控制信號，DATA是FPGA與RF模塊之間的串行數據線。
當用戶按下門鈴，MCU收到命令開啟照明燈，同時初始化攝像頭7260，并發(fā)送READY信號給FPGA，通知其準備接收圖像信號。由7260的工作時序可以看到，當攝像頭采集到一幀圖像后，VSYNC便發(fā)送1個高電平，FPGA準備接收信號。1幀圖像由很多行組成。這些行在場同步信號VSYNC的兩個高電平之間傳送。而每一行的信號傳輸現時由HREF同步。當HREF的上升沿來到后，FPGA開始接收圖像數據。在PCLK的上升沿，每一行的圖像數據通過Y口和UV口送出，從時序圖可以看到1行包括640個點。
FPGA需要將收到的圖像緩存到512KB的RAM，需要有20位的地址信號線和8位的數據信號線。
FPGA采集到的圖像信號是并長的數字信號。要將這些信號發(fā)射出去，還需要轉化為異步串行數據，這個工作由FPGA來完成。我們所規(guī)定的異步串行通信協議和通用的RS232協議類似：
沒有信號時，DATA線為高電平；要傳送數據的時候，先發(fā)送1個低電平脈沖（起始位），緊接著2個字節(jié)的數據（Y[7：0]，UV[7：0]，然后再發(fā)送1個高電平脈沖（停止位）。1幀有效的串行數據就由這幾部分構成。
微控制器MCU主要完成以下幾個任務：
①初始化數字攝像頭7620；
②控制其它外設，接收和處理鍵盤命令，控制照明設備的開啟等；
③與FPGA協同工作，并提供人機接口。
MCU采用常用的AT89C52。圖像采集模塊的工作流程如圖5所示。
2圖像傳輸模塊
圖像傳輸模塊（RFmodule）由一塊單片無線收發(fā)芯片nRF2401完成。NRF2401工作在2.4～2.5GISM頻帶，集成了頻率綜合器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩(wěn)定的頻率合成器，因此頻率漂移很低。電源電壓范圍為2.4～3.6～，輸出功率為10dBm，電流消耗僅9mA。輸出功率和頻偏可通過外接電阻進行編程。輸出信號為調制的GFSK（高斯鍵控頻率信號），很容易通過8線串行I/O口進行收發(fā)。圖6為nRF2401在無線通信中擴展的電路。
通過PWR-UP、CE、CS引腳的選擇，nRF2401可以工作在激活/等待/節(jié)能模式。這里，使nRF2401工作在激活的突發(fā)脈沖（shockburst）模式。該模式使用片上FIFO。在不使用MCU控制數據操作情況下，能以極低的功耗運行數字部分而又以極快的速度（最高為1Mbps）傳輸數據，從而大大減少了電流消耗，降低了系統(tǒng)成本并且減少了傳輸時的“空中沖突”冒險。
FPGA送來的異步串行數據經過nRF2401內部的RF帶通濾波、低噪聲放大、頻率綜合和脈沖放大，被調制成2.4GHz上的GFSK信號，完成圖像信號的傳輸。
3圖像接收顯示模塊
圖像接收顯示模塊主要由三部分組成：圖像接收、圖像轉換和暫存、圖像顯示。如圖7所示。
（1）圖像接收
圖像接收部分也是由無線收發(fā)芯片nRF2401完成。nRF2401可以同時發(fā)射1組、接收2組信號。在突發(fā)脈沖模式下，將RX和CE置高，200μs的建立時間后，nRF2401開始監(jiān)測空中，接收到有效的數據包后解調為原來的數字信號，送以端頭、地址和CRC位，MCU發(fā)出中斷命令，DR1拉高。MCU也可以置CE為低來中止RF字的接收，同時為載入數據輸出適當頻率的時鐘。當所有的數據載入后，將DR1拉低，準備接收下一個數據包。
圖6
（2）圖像轉換和暫存
nRF2401傳輸給FPGA的異步串行數據，經過FPGA轉換為并行數據并暫存到緩沖區(qū)（512KB的外部RAM），收到MCU的命令后將RAM內部的數據送到LCD顯示。當整幅圖像都被接收以后，FPGA將存儲的視頻發(fā)送到LCD控制器SED1353。出于安全性的考慮，系統(tǒng)同時還外掛有2MB的內存事保存視頻歷史記錄。圖像轉換和暫存的過程，其實是前面圖像采集的逆過程。接收部分FPGA的設計與發(fā)送部分類似，這里不再詳述。
（3）圖像顯示
圖像顯示由LCD控制器SED1353和LCD顯示模塊MCT-G320240DNCW-15N組成。SED1353是一種點陣LCD控制器，支持的分辨率高達1024×1024（單色顯示），能同多種微控制器接口。圖8為SED1353與LCD顯示模塊和MCU等設備的連接圖。
SED1353的控制信號和圖像顯示的地址信號由MCU提供。FPGA從RAM獲得待顯示的圖像數據，得到MCU命令后將數據傳送到SED1353，由它將一幅圖像的數據暫存緩存到存儲器。當戶主按下應答鍵，MCU傳達顯示命令，SED1353就從存儲器取出數據傳送給LCD，戶主就能見到來訪者了。
[關鍵詞]無線電通信技術管理
與有線電通信技術相對應，近年來無線電通信技術得到了快速飛躍的發(fā)展，鑒于頻譜資源的有限性，及社會各界對無線電頻譜資源的強烈需求，使無線電技術及其管理問題日益受到人們的廣泛重視。
一、無線電通信技術
無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明，下面具體介紹：
（一）3G技術
3G，全稱為3rdGeneration，中文含義就是指第三代數字通信。目前3G無線電通信技術標準主要有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。從技術角度來看，3G主流技術已經基本成熟，CDMA2000由于技術本身的平滑演進特性，進入3G的障礙不大。WCDMA以前受版本不斷更新的影響，阻礙了商用進程，但目前主體標準已經定型，具備了規(guī)模商用的基礎。事實上歐美等運營商已經進入了3G網絡部署階段。TD-SCDMA是中國自主知識產權的3G標準，該標準將智能無線、同步CDMA和軟件無線電等當今國際領先技術融于其中，在頻譜利用率、對業(yè)務支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優(yōu)勢。另外，由于中國內的龐大的市場，該標準受到各大主要電信設備廠商的重視，全球一半以上的設備廠商都宣布可以支持TDSCDMA標準。該標準提出不經過2.5代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G過渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級。
（二）3.5GHz技術
3.5GHz寬帶固定無線接入技術MMDS，是工作于3.5GHz無線頻段上的中寬帶無線接入技術，寬帶固定無線接入技術因為其高帶寬、建設速度快、接入方式靈活等特點，受到了業(yè)界的關注?，F在MMDS使用了傳統(tǒng)的調制技術，但是未來的技術將是基于VOFDM的，接收端與反射的信號相結合，生成一個更強的信號。這種技術成本低廉，常用于遠離服務中心的小型企業(yè)接入網，它有時被稱為WDSL或通稱為寬帶無線技術。但這項技術也有其局限性，比如高頻段26GHz的LMDS技術受天氣影響較大，而3.5GHzMMDS技術在我國又受到了帶寬不足等因素的限制。
（三）WLAN（Wi－Fi）技術
無線局域網技術WLAN（Wi－Fi），其技術標準為802.11，可實現十幾兆至幾十兆的無線接入。我國目前發(fā)展的主要是802.11b標準的WLAN網絡，支持11Mbps的無線接入。WLAN技術將在特定的區(qū)域和范圍，特別是熱點區(qū)域和高速信息接入領域，發(fā)揮對移動通信網絡的重要補充作用。
（四）WiMAX技術
WiMAX即全球微波接入互操作系統(tǒng)，WiMAX不僅在北美、歐洲迅猛發(fā)展，而且這股熱浪已經推進到亞洲。WiMAX又稱為802.16無線城域網，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。因在數據通信領域的高覆蓋范圍(可以覆蓋25～30英里的范圍),以及對3G可能構成的威脅，使WiMAX在最近一段時間備受業(yè)界關注。WiMAX相對于Wi－Fi的優(yōu)勢主要體現在Wi－Fi解決的是無線局域網的接入問題，而WiMAX解決的是無線城域網的問題。Wi－Fi只能把互聯網的連接信號傳送到300英尺遠的地方，WiMAX則能把信號傳送31英里之遠。Wi－Fi網絡連接速度為每秒54兆，而WiMAX為每秒70兆。
二、加強無線電管理的主要措施和手段
無線電通信電技術目前得到了較廣泛的應用，但由于無線電通信自身的應用和技術特征，導致必須對無線電進行有效管理，以使之規(guī)范、安全、穩(wěn)定的運行。根據筆者的總結，目前加強無線電管理的主要措施和手段主要有：
（一）要增強做好無線電管理工作的責任感和使命感
要增強做好無線電管理工作的責任感和使命感。無線電頻率是寶貴的國家戰(zhàn)略資源，應組織專門力量，針對動態(tài)情況，嚴加管理和合理利用。要從國家政治高度、從資源管理高度，深刻認識無線電管理工作的重要意義和內涵，強化大局意識，危機意識，健全管理機制，以適應和服務于國家發(fā)展的需要。同時加強對管理人員的培訓，努力做到無線電管理的法制化、規(guī)范化、科學化。（二）要切實抓好無線電監(jiān)測網絡的建設
無線電監(jiān)測網絡為無線電管理工作提供必要技術支持，是無線電技術管理的基礎設施。加強無線電監(jiān)測網絡建設就是要將全國分散的無線電監(jiān)測站（中心）進行優(yōu)化整合，加強各監(jiān)測站之間的協作關系，加強無線電監(jiān)測工作，提高頻率資源的有效利用，維護空中通道的暢通，使各種無線電業(yè)務相互兼容、正常工作，以維護國家頻率的科學、合理、有效使用。
（三）要加強無線電管理的執(zhí)法力度
無線電技術為無線電通信的開展提供了重要技術支撐，隨著無線通信技術的發(fā)展和相關應用的增多，國內相關立法應當逐步完善和成熟，國家應盡快出臺一部專門的無線電法律法規(guī)以適應國家經濟和無線電技術發(fā)展。無線電管理部門一方面要嚴格按照國家的相關法律法規(guī)進行管理，做到嚴格、規(guī)范，另一方面要嚴格遵守國家的法律法規(guī)，不做與法律相違背的事，維護法律的尊嚴。
（四）建設一支堅強有力的無線電管理專業(yè)隊伍
搞好無線電管理工作，必須有一支思想好、技術精、作風硬、執(zhí)法嚴的管理隊伍。在實際運作過程中，要采取請進來、走出去、崗位練兵等措施，支持鼓勵專業(yè)技術人員參加各類培訓，強化技能訓練。在法律法規(guī)、無線電管理、監(jiān)測與檢測技術、計算機技術等方面，引導和要求管理人員，自覺跟蹤無線電技術發(fā)展新動態(tài)，理論聯系實際進行技術交流，使之與當前管理任務相適應。同時還要加強職業(yè)道德、政治素質、保密制度、通信紀律、通信規(guī)則、值班制度等行業(yè)中必需的修養(yǎng)和建設，提高其執(zhí)政能力，不辱使命，高質量完成國家賦予無線電管理部門的神圣職責。
無線電通信技術作為極具有發(fā)展?jié)摿Φ囊婚T通信技術，目前得到了持續(xù)和持久的快速發(fā)展，但在快速發(fā)展的過程中，仍時常暴露出管理方面的不足，因而我們應該堅持兩條腿走路，一方面，加強技術研究，另一方面，加強管理，使之實現又好又快的發(fā)展。
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參考文獻的寫作在某一程度上提升論文學術價值和質量水平，所以參考文獻在論文的寫作當中也是不能忽視的，寫好論文還參考文獻那么我們寫出了的論文才更有水平。下面是學術參考網的小編整理的無線通信論文參考文獻，歡迎大家閱讀賞析。
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