无线通信研究范文

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    二、有线通信与无线通信对比研究

    通过上述的讲解,可以清楚的看到有线通信方式及特点与无线通信方式和特点之间有很大的不同。人们对这两种通信方式最直观的认识就是两种通信方式的外观,有线通信是有线的,而无线通信是单个设备,没有线。无线设备的研发成功比有线较晚,但是科技含量要比有线设通信高,更加新颖,不过无线的研发不是凭空产生的,而是在有线通信的基础上逐渐研制成功的。在社会各个行业领域,包括日常生活,有线通信与无线通信目前都得到了广泛的应用。比如说在高铁行业,无线通信占领主要市场,因为高铁动态运行的特殊性,无法建立固定的有线设备;而在通信领域,比如网络领域,有线通信占领主要市场,尤其是家用宽度、家用电话,有线通信的稳定、无辐射对于家庭来说是最好的选择。

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2设备状态监测中无线通信技术集成软件系统

在无线集成网络运行过程中，由于系统是由无中心节点组成的网络形式，能实现无线通信模块的优化自治，并且能针对具体的控制节点进行无线移动。系统是由无线通信模块网络节点组成的自治多跳系统，中心控制节点是分布式控制网络，能保证两个节点能实现直接通信。一方面，主机结构中，网络节点需要应用有效的程序，数据采集和处理。另一方面，路由结构，网络节点需要应用路由协议，确保选择策略和选择路径得以实现数据转发，保证路由维护管理工作的有效性。在无线集成网络结构中，信号采集、信号调理以及数据分析处理过程是整合状态，而节点内嵌入高档工业级微处理器，需要结合数据分析处理算法，保证频谱处理效果和高价值信息应用模型符合标准，真正落实分布式处理。在线路规程中，设计人员要对通信系统进行集中整合和综合性分析，确保处理机制和管控措施符合标准，也要对设备的运输参数以及软件预期接受状态展开集中整合[1]。（1）询问和确认方式，也被称为Enquiry/Acknowledgement，在设备状态无线远程监测系统中，有两种形式的存在，而询问/确认方式主要应用在其中一种，但是不会有非预期的接受方接收传输的系统，换言之，两个设备在一条专用的高速数据链路上传送。询问/确认方式主要负责的工作就是协调设备之间的传输或是查看设备是否已经准备就绪能够进行接收与输送，若在询问后，结果显示，可以接收，而接受法已经准备接收，在回答确认字符后，便可以开始接收，若回答否认字符（NegativeAcknowledgment），则停止接收，待准备就绪后，再次进行确认。若设备之间在一定的时间内没有收到确认方式和否认方式，那么说明，传输方在询问的时候可能将Enquiry丢失，此种状况，只需要断开连接，重新发送即可。若询问方式给出的结果是否定的，且三次均呈现否定信息，那么传输方则需要断开连接，并在下一个时刻重新开始连接整个过程，若呈现结果为肯定，也就是确认帧连接成功，则表示数据开始传送，待数据传输完毕后，发送系统会以EndofTape结束此次传输。（2）轮询和选择方式，应有在设备主站中，能实现拓扑结构的综合性优化，也能保证多点系统在不同节点间进行优化协调，确保设备准备工作和应用工作的完整性，对同一条传输线路的主设备和若干从设备展开深度的数据和信息交换。其中，主设备控制链路，从设备则负责接收和遵从相关指令。（3）差错控制，在信号上对相关传输数字信号进行差错控制，针对不理想的特性以及噪声展开深度分析，将接收端按照既定的规则，对检验信息码元与监督码元之间的关系展开深度的审定和分析。从而在研究体系建立过程中发现错误，然后及时的纠正错误。设计人员在对软件进行实效性分析过程中，也要保证处理效果和参数系统的完整性，提高软件的实时运行效率[2]。

3设备状态监测中无线通信技术集成硬件系统

在硬件系统中，电动机在变频器控制下会出现不同的转速，使得传动链转动效果得以完成，在压电加速器传感结构安装后，保证轴承运行方向符合标准。在实际设计结构中，要对具体的参数进行集中整合。（1）电动机。选择三相异步电动机，型号为Y90-2，额定功率为1.5kW，额定电流为3.5A，主要是利用Y型接法，额定转速控制在2840r/min。（2）变频器主要选用的是ALLenBradley1336plus，能在5.28Hz、105Hz以及12.2Hz三种环境下运行，且对应的转速为每分钟300r、600r以及1200r。（3）加载机械装置，主要是利用气动加载结构，主要包括空气压缩机、导管以及加载箱三个部分。设备状态监测过程中，要对无线集成网络的不同功能进行判定，并随网络节点展开深度分析，不同的网络节点要从数据采集单元、数据处理单元以及控制模块展开深度分析，从数据采集和数据中转等过程中提取具体数据，保证通信路由协议能实现数据和主节点的优化分析，作为数据的中转站，节点在完成采集任务外，也要对周围邻居节点数据进行分析，从而保证能及时将信息传递到主节点中。需要注意的是，目前较为常见的就是PC104控制器。PC104控制器不仅能实现嵌入式控制，也能对总线规范进行高效整合，是一种较为优化其小型的控制系统。版型是90×90×15mm的小型模块、自层叠总线不同母板、0.1英寸64引脚、总驱动电流4mA、模块的功耗1~2W。总线和系统较为易于扩充，需要技术人员对其进行集中审定和核查。在系统中，相应模块具有横向的总线信号，需要引出插针，能在优化使用原机总线扩充的情况下，实现整体模块的优化升级[3]。

4结束语

总而言之，伴随着计算机和自动化管理技术的不断升级，应用自动化程度较高的设备进行系统化维护，能在保证状态测试的同时，对故障进行预诊断，并且对其寿命进行评估，从而建立过程化跟踪体系，减少故障次数的同时，提高设备状态监测的实际效果，为项目可持续发展奠定坚实基础。

作者:曾昱 单位:广州杰赛科技股份有限公司

参考文献

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一、无线通信中较常见的抗干扰技术

1.调频技术。调频技术相对来说是一种比较成熟的常用的抗干扰技术，它主要是用民用的。民用的使用量和使用频率都比较大，因此也要求有相应的稳定的抗干扰技术作为支撑。调频技术的一个核心就是根据相应的规律来回跳变来实现抗干扰的，它具有灵活多变的特点。通常来讲无线通信系统工作性能的好与坏完全可以通过直接观察它的调速来判断。通信系统抗干扰能力越好越强，则调速也就越快。通信抗干扰能力越弱，则调速也就越慢。2.扩频技术。扩频技术的作用就是能够把无线通信中发射和接受的信号以一种隐藏的形式附加在噪声中。直接序列扩频技术的应用是扩频技术在实际中最为常用的一种方法。通过这种方法可以有效地把干扰降到最低或者完全消除，使用户在使用过程中能够得到良好的通信体验，因此在实际应用中备受好评，被人们广泛采纳和使用。3.混合技术。混合技术顾名思义就是多种抗干扰技术的混合，它利用多种抗干扰技术，并把它们组合起来充分利用各技术的优点，抛弃各技术的缺点来组成各种混合技术。虽然采用混合技术会比单独采用单一的抗干扰技术复杂、成本高，但将不同的抗干扰技术结合起来综合利用将会对无线通信系统抗干扰技术的抗干扰性有很大的提高，无论是在通信的质量方面还是在对抗外界各种不确定的干扰因素上。虽然采用混合抗干扰技术在短期内会增加设备成本以及各种管理、人工成本，但从长期来看混合技术的分摊成本会较低，同时也较为经济。

二、无线通信系统抗干扰技术的发展前景

随着科技的进步，经济繁荣增长的需求，无线通信技术将会越来越普及并且在社会中所扮演的角色越来越重要，越来越不可或缺，无线通信技术已经渗入到我们生活中的方方面面，我们对它的依赖性也大大增强，可以说我们的生活已经到了离不开无线通信的地步了。因此对相应的通信抗干扰系统的要求也会越来越高，对无线通信技术的发展前景可以概括两点：一是随着时代的发展，科技的进步，可以对原有的抗干扰技术进行优化升级，并且进行科学合理的综合利用，因此在尽量减少科研成本投入和避免技术浪费的基础上，增加无线通信系统抗干扰技术的种类和数量，使其技术在节约成本的同时又能满足人们的需求。二是以不断发展的新技术为依托探索研究新的抗干扰技术，通过不断的摸索实验找出新的技术方法来增强抗干扰技术的抗干扰性能，以满足人们对通信质量的需求。同时也要对现有的抗干扰技术进行创新和改进，在实践中检验抗干扰技术的性能，并且依据实践中检验出现的问题来针对性的改进抗干扰技术，促使抗干扰技术的应用效果不断地改进，在满足用户体验的同时并且能发挥出最大的效用。

三、总结

虽然如今的科学技术有了突飞猛进的发展，无线通信技术在抗干扰技术方面也取得了可喜可贺的成绩，但无线通信技术在抗干扰技术方面还有很长的路要走，仍然要不断的通过实践的检验来发展。在如今已经较为成熟的抗干扰技术下持续优化改进，并且不断创新研究出更能适合复杂外界干扰环境的抗干扰技术。无线通信技术有它自身独特的优点，它所拥有的方便性、可移动性是不可替代的。在今后很长一段时间内，无线通信技术将在所有信息传输模式中呈现执牛耳的地位，在信息化高速发展的当下，各种智能化的产品和服务的异军突起，这都为无线通信技术的发展提供了广阔的空间，同时对无线通信系统的抗干扰技术提出了更高的要求。相信经过人们的不断努力，无线通信系统的抗干扰技术将会得到提高和完善。H

参考文献

[1]田桂花.浅谈无线通信技术的发展[J].价值工程,2010,22:151-152.

[2]熊卿青,邓媛嫄.现代无线通信技术的现状分析及其发展前景[J].科技创新导报,2012,02:31.

[3]刁彩萍.现代无线通信技术的发展现状及未来发展趋势探析[J].电子制作,2015,01:161.

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城市轨道交通信号系统是集行车指挥和列车运行控制为一体的非常重要的机电系统，直接关系到城市轨道交通的运营安全、运营效率和服务质量。上海轨道交通信号系统均采用了CBTC(基于通信的列车自动控制)技术，其中一部分的CBTC制式是采用FHSS(跳频展频)技术。对于采用IEEE802 ．11FHSS技术的CBTC车地无线通信系统，目前国内及国际上均没有测试仪表和工具能对其无线性能进行有效检测，从而导致在工程建设中无法便捷地对采用FHSS技术的车地无线通信系统的无线性能进行验收测试，在运营维护期间无法便捷地进行维护和故障诊断。因此，针对FHSS制式的车地无线通信系统维护检测平台的研究是非常必要的。

1FHSS技术特点

目前上海在建和新建的轨道交通CBTC信号系统中，部分线路采用了FHSS技术。FHSS技术是IEEE802 ．11 初期采用的一种技术，其工作频段为2 ．4GHz，共使用79 个信道，每个信道带宽为1MHz。采用FHSS技术的CBTC信号系统，在通信过程中其载频会不断地跳变，因此能提高其抗干扰能力。但同时，由于载频不断变化，因此很难对其无线信号进行跟踪，从而对其无线性能质量进行评估缺乏有效的手段。

2 用户面临的实际问题

全国范围内已经有多条地铁线路的CBTC车地无线通信系统使用了FHSS技术。也遇到过由于缺乏FHSS技术性能质量评价手段，而难以对故障进行检测和诊断的问题。主要表现在:① 虽然出现大量的车地通信数据包故障，但是无法找到具体原因和位置，单纯依靠检查轨旁设备和车载设备的工作状态均未发现异常;② 在某些疑似故障区段进行定点长时间检测却未发现异常。经过前期调研和技术分析，在出现CBTC车地无线通信故障的线路上密集布放AP(无线接入点)，且有双网冗余覆盖。监测发现轨旁AP和车载设备的工作状态均很稳定，理论上接收到的无线信号应该也是稳定的，这与用户反映的问题不符。使用频谱仪对线路现场进行测量后得到的频谱图如图1 所示。从图1 中可以看出，对于FHSS的跳变信号，普通频谱仪无法区分信号来源，也无法给出具体某个车地无线链路的连续场强，很难判断其信号的覆盖质量。通过对FHSS设备进行研究发现，其车载设备具有监控接口，可以使用计算机串口与其连接;通过发送特定命令，可以查询当前设备所在无线网络的相关信息，其中就包括了场强信息和漫游状态信息。因此，可以利用连续查询的方式，采集这些关键参数，来帮助分析无线网络的质量。对首次测试得到的信息进行后期的人工整理和分析，完成了无线场强覆盖图，并发现了问题的根本原因。图2 为根据首次测试采集数据完成的某线路无线场强覆盖图。经过整理的漫游状态信息见表1 。可以看出，车载设备在原关联轨旁AP场强较低时才向新的轨旁AP发起漫游，而列车所在区间的其他轨旁AP的场强远高于原AP，这导致的结果是漫游次数比较少，但每次漫游前的一段时间，列车均在与场强较差的AP保持通信。由此判断导致该问题的原因可能是列车的车载AP设置的漫游门限值过低，导致漫游太晚。在讨论以后，测试人员调整了车载AP的漫游门限:Parameters:RoamingDecisionRSSIThreshold=60 85JoiningDecisionRSSIThreshold=76 90 然后进行了第二次动态测试。图3 为根据第二次测试采集数据完成的无线场强覆盖图。经过整理的漫游状态信息见表2 。可以看出，经过调整，车载设备的漫游次数增加了;在发现轨旁AP场强轻微减弱时，车载设备就漫游到了无线覆盖质量更好的临近AP，保证了车地无线通信始终工作在较强的无线网络环境里。借助FHSS车载设备的监控端口，采集到了FHSS制式无线网络的关键参数，并依靠这些关键参数成功解决了用户的实际问题。最终确认车地无线网络的丢包率从原来的5 ．7%减少到0 ．3%，成功解决了丢包率高的问题。

3FHSS制式车地无线通信维护建议

通过以上案例可以认为，为了达到对FHSS制式车地无线通信系统的性能质量进行检测评估和故障诊断的目的，可以设计一个维护检测平台用以针对CBTCFHSS制式车地无线通信系统进行检测评估，其主要技术能力应包括无线性能测试和网络性能测试两个部分。

4 维护检测平台的设计构想

无线性能测试主要是对FHSS无线信号质量进行性能检测，这类检测的主要内容即为RSSI场强测试。该测试不仅包括了车载设备当前所在服务小区的场强值，也应包括相同时刻邻小区的场强值。同时，由于列车是在整个区间进行动态运行，必然存在车载设备在多个地面AP之间的连续切换漫游的情况，因此漫游切换成功率、漫游切换时间等技术参数的测试和评估也非常重要。网络性能测试主要是对FHSS制式车地无线通信系统作为地铁信号系统业务承载时工作能力的检测评估，这类检测的主要项目应包括IP网络丢包率、时延等技术参数的测试和评估。同时，如果能考察相同位置和区域里RSSI场强、漫游和网络性能的相应关系，则可以更加有效地确定无线性能质量，更加准确地找出问题，并提出有效的处理意见。最后，维护检测平台还应具备自动的数据处理能力，可以快速方便地实现数据回放、数据分析、报表生成等功能，较快地帮助用户将测试结果转化为检测分析和故障诊断的依据。维护检测平台的设计目标分解见表3 。维护检测平台的主要组成部分应包括:1)接口模块。主要包括测试配置模块，其主要作用是对维护检测平台设备的对外采集接口进行选择及参数配置(包括串口和以太网口)。串口的主要工作是与FHSS车载设备的监控端口互联，以太网口的主要工作是与CBTC车载网络设备的网口互联。2)检测模块。①FHSS无线性能测试模块，其主要作用是与FHSS车载设备进行信令交互，以便快速查询和采集无线性能数据;② 网络性能测试模块，其主要作用是与CBTC车载网络设备连接，以便与地面服务器通信，进行网络性能的同步测试。3)数据处理模块。① 数据导入模块，其主要作用是将地面AP参数配置信息、检测模块检测到的原始信息导入测试数据分析模块，并进行必要的设定;② 测试数据分析模块，其主要作用是对测试原始数据进行处理分析，按照要求绘制曲线，分类统计;③ 结果导出模块，其主要作用是将测试数据分析模块绘制的曲线或统计的结论输出成文件。整个研究过程应该基本按照以上模块的功能设计，完成软硬件的开发和整合，然后进行各模块的独立测试和协同测试，最终形成维护检测平台。

5 结语

CBTC信号系统车地无线通信系统的性能直接影响列车的安全、高效运行。本文着眼于对车地无线通信系统性能的检测，设计了一套集采集、测试、分析、结果输出于一体的针对CBTC的FHSS制式的维护检测平台方案，便于对信号系统工程建设质量进行有效判定，便于后期维护和故障诊断，以此满足工程验收及运营维护的需要。