無線通信技術研究論文10篇

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第一篇：短距離無線通信主要技術與應用

隨著社會的發展進步,人們在運用無線通信高新技術的同時,又對無線通信技術提出了更高的要求。而短距離的無線通信技術的優勢在此時越來越明顯,看到這一技術的前景非常廣闊,越來越多的人對它的開發和應用,抱有了很大希望。隨著無線局域網的快速發展,它的影響范圍也在不斷擴大,進而促使短距離無線通信技術呈現多樣化的趨勢發展。如今比較有代表性的通信技術有超寬帶技術、藍牙技術、Zigbee技術等,進一步促進了無線通信技術的發展。

1短距離無線通信技術的突出特點

現如今,隨著網絡技術的不斷發展,越來越多的人開始接觸網絡通信,網絡方便了人們的生活。而人們追求便捷生活的過程,也變相地促進了無線通信技術的發展,尤其是在我國,無線通信技術在最近幾年更是得到快速發展。在無線通信技術的發展過程中,它的一些特點也逐漸的表現出來,下面就簡要介紹幾個方面。首先,無線通信技術具有應用便捷的特點。在運用無線通信設備時,兩個設備可以進行短距離的數據直接傳輸,即在網絡環境下,兩個設備各自連接網絡,就能夠進行數據傳輸。它不需要運用相關的線路連接,因而省去了許多多余的操作步驟。比如:現在人們使用的QQ聊天工具,只要登錄各自帳號,就可以進行QQ聊天,也能夠進行圖片傳輸。其次,短距離無線通信技術可以根據距離長短進行成本計算。由于無線通信技術在距離方面有一定的限制,所以,在數據傳輸過程中,可以根據數據傳輸的距離范圍來計算成本價格。這樣有利于人們自動調節通信技術的成本。比如:人們使用的寬帶網絡,需要交付一定的網費,數據傳輸的距離遠,相應的時間長、速度相對受影響,消耗比較大,因而網絡成本比較高。最后,通信技術具有一定的加密功能?？蛻粼谶\用無線通信技術時,技術系統將自動為客戶加密相關的資料,這樣,客戶在使用時可以避免發生信息泄露的情況,從某方面來講,通信技術的自動加密功能能夠得到廣大用戶的青睞,從而有利于該通信技術的推廣與發展[1]。

2人們最常見的幾種短距離無線通信技術

2.1超寬帶技術

超寬帶技術是UWB技術的別稱,它是最早使用在軍事方面的無線通信技術,它的信號波及范圍一般比較廣,適合于軍事勘察等活動,安全保護功能比較強,并且信息傳輸量也比較大,軍事的偵查活動需要極其隱秘,因而超寬帶技術是最早運用于軍事活動的技術。雖然超寬帶技術的傳輸信息量大,但傳輸的支持點比較少,因此,傳輸成本比較低。

2.2藍牙技術

藍牙技術對于使用電子產品的人們來講并不陌生,諸多手機上都有藍牙功能,人們可以在雙方打開藍牙的情況下進行圖片、文檔傳輸。因此,藍牙技術是當下使用最頻繁的短距離無線通信技術。藍牙的使用只能在一定的范圍內才能使用,它使用無線連接,耗能、成本都比較低,但是在信息傳輸中,信息包含量比較大,可以進行語音、數據等資源共享。但是,藍牙技術在傳輸安全保密性能方面仍無法讓用戶百分之百滿意,還需要對藍牙技術進行進一步的完善[2]。

2.3Zigbee技術

Zigbee技術又叫紫蜂技術,將它與其他幾種無線通信技術相比,Zigbee技術的自由度不是很高,這種技術在使用過程中,首先要進行一種網絡協議,然后才能進行短距離無線技術通信,并且在信息傳輸的過程中速度比較慢,但反應速度比較快,因此在工作中需要消耗的東西比較少,并有利于延長使用工具的時間。

2.4局域網中的無線通信技術

ieee802.ll無線通信技術是在局域網中使用的無線通信技術,它是將無線通信技術和計算機的網絡技術二者相互結合,綜合出現的新的短距離無線通信技術,主要讓計算機在任何地域環境中都能自動連接網絡,并進行信息、數據等資源的傳輸,計算機不受任何地域的限制,信息傳輸速度快,安全系數高,有利于達到資源共享。

3短距離無線通信網在各個方面的應用

3.1短距離無線通信技術在軍事戰場上的運用

隨著社會的發展,經濟技術日益發達,信息全球化已成為現實。在現代信息化的社會里,軍事競爭依然是個熱門話題,在當今的軍事競爭中,信息戰與技術戰是當今軍事較量的主要方面,短距離網絡通信技術的先進程度是軍事較量的關鍵因素之一。因此,為了讓我國有一個厚實的軍備力量,在軍事裝備中,要給每一個軍事訓練人員配備專業的無線收發器,讓參軍人員熟練操作通信工具,并成為合格的新型軍事人才,讓作戰團隊形成一個網絡團隊[3]。

3.2短距離無線通信技術在緊急救援中的應用

緊急救援工作是處理突發事件的后備力量,能夠減少事故的損失,將損失降到最低。比如:在地震救援中,要迅速建立一套完整、可靠性能高的無線通信系統,給救援人員配備無線通信工具,讓救援人員形成一個龐大的救援網,每個負責小組各司其職,小組間進行默契配合,利用無線通信技術進行實施有效的救援工作。除救援人員配備無線通信工具之外,還要在各個站點設立無線通信聯絡站,進行傳輸信息,指揮救援工作。讓無線通信技術在救援工作中發揮極大的作用。

3.3短距離通信技術在數字信息站中的應用

數字信息站主要指一些交通工具的行駛站點、旅游景點的網絡服務等。人們通常會遇到這樣的情況,當進入地鐵或乘坐公共交通工具時,會出現通訊信號中斷的情況,為了讓人們在出行中能夠與網絡保持暢通聯系,國家網絡相關負責部門可以在交通站點或交通工具中接入網絡,讓旅客在使用短距離通信技術過程中,給出行帶來方便。讓網絡進入旅游景點,對游客而言,利用短距離無線通信技術,可以隨時隨地查閱景點的相關資料,有利于加深游客對旅游景點的了解。從而發揮旅游資源應有的價值[4]。

4結語

隨著社會經濟技術的發展,短距離無線通信技術也在不斷地發展中,給人們的生活帶來極大的方便,從多方面改變了人們的生活方式,也給人們的生活增添了不少色彩。隨著科學技術的進步,短距離無線通信技術也逐漸運用到人們的生活中,比如:超寬帶技術和藍牙技術,讓人們的交流通訊變得越來越快捷,也給人們的工作提供了方便。為了讓短距離無線通信技術在今后的社會發展中做出重要貢獻,還要不斷對新技術進行運用和研究,只有在不斷實踐中才能提高、完善無線通信技術的使用范圍,讓無線通信技術為國家的建設和發展做技術的支撐基石。

作者:魏建輝 周鑫 李軍 單位:裝甲兵技術學院

參考文獻:

[1]馬瑞.分析短距離無線通信主要技術與應用[J].通訊世界,2015(11):95-96.

[2]王柳萍.短距離無線通信主要技術與應用[J].電子制作,2013(10):99.

[3]韋江明.短距離無線通信主要技術與應用探析[J].中國新通信,2014(12):64.

[4]劉國慶.短距離無線通信主要技術及應用研究[J].科學中國人,2015(17):21.

第二篇：無線通信技術在國內外農業生產中的應用

自20世紀50年代以來，信息化技術進入了快速發展時期，其相關應用所涉及的領域逐漸增加，包括農業、工業等。特別是在應用到農業生產領域以后，農業生產便進入了生產信息化時代。無線通信技術在農業信息化生產中扮演了非常獨特的角色。

1.無線通信技術的發展歷史與現狀

1.1無線通信技術發展歷史

人類社會發展到20世紀，對于信息的傳輸要求越來越高，已不僅僅是要傳輸速度快，更是要沖破地域條件的限制。無線通信技術正是為滿足這種要求而誕生的，此后隨著計算機技術、網絡技術和衛星技術的出現和發展，無線通信技術進入一個快速發展的軌道，在移動電話的出現以后，移動通信技術便成了當前應用最普遍的無線通信技術。

1.2移動通信技術的發展現狀

移動通信技術迄今已經歷了三代技術的發展，當前使用最普遍的是第四代通信技術（4G），該技術能夠同時傳送聲音及數據信息，可提供高速數據業務。目前第五代技術（5G）已經處于研發階段，在不遠的將來就能取代第四代進行使用。

2.無線通信技術在農業生產中的應用

2.1無線通信技術的優勢

（1）傳輸優勢在農業生產中，生產者能否及時掌握各種各樣的農業信息是非常重要的，因為這直接關系到農業生產成效高低。但是，由于農業生產地理環境的多樣性和復雜性，搭建有線傳輸網絡經常會受到地理環境的限制，使得不少生產者不能無法及時準確地接收農業信息，因此，農業信息的傳輸必須沖破這種空間的限制，使所有農業生產者都能接收到農業信息。無線通信技術是一種在自由空間中以電磁波信號為載體傳輸信息的傳輸技術，而能在自由空間中傳輸這一特點，使得無線通信技術沖破了地理環境上的限制。因此，無線通信技術保證了農業信息可以隨時隨地傳輸給廣大農業生產者，使他們可以實時掌握農業生產動態，采取合理的農業生產方法，提高農業生產效率。

（2）組網優勢農業生產的環境一般具有復雜性和惡劣性這兩個缺點，生產環境的復雜性導致有線傳輸網絡的布線難度，生產環境的惡劣性增加了有線傳輸網絡的維護成本。由無線通信技術的特點可以知道，無線傳輸無須通過物理線路，相關通信網絡的搭建不必進行線路布設。并且無線傳輸網絡擺脫了地理環境的限制，具有很強的環境適應能力，還可以根據環境的需要和變化進行擴展，易于保養和維修。這就是無線傳輸網絡相較于有線傳輸網絡的優勢，憑借這種優勢無線傳輸網絡克服了農業生產中的兩個缺點，可以將其應用于農業信息的傳播。

（3）技術優勢無線通信技術自誕生以來便發展迅猛，在短短幾十年的時間里，僅僅按照應用范圍大小的不同，便研發出了很多種類型的無線通信技術。如較遠距離應用的無線通信技術有GPRS/CDMA技術，無線網橋技術，衛星通信技術，等等，短距離應用的無線通信技術有藍牙技術，Wi-Fi技術，等等。當前應用最普遍的第四代移動通信技術（4G）擁有通信速度極快（是3G速度的50倍）、網絡頻譜寬（是3G網絡的20倍）、通信靈活、智能性能高、兼容性好等多種優點。4G技術的優點使其成了農業信息傳播中應用最廣泛的技術。

2.2無線通信技術在農業的應用國內外現狀

在西方國家，由于其無線通信技術發展較早，并且相關研究比較成熟，因此在農業生產等諸多領域中的應用已經比較廣泛，相關應用經驗比較豐富。例如：

（1）日本已將全國所有的農產品批發市場通過網絡連接起來，各種農產品的主要信息（生產、銷售數量等）都可以通過網絡隨時隨地查詢，同時建立了包括高分辨衛星遙感系統、農業氣象信息系統在內的農業地理信息系統，這些系統不但使得日本的農業生產方式發生了轉變，而且大大促進了日本的農業現代化發展。

（2）英國建立了覆蓋全國的涉農數據庫和農業計算機信息網絡系統，在農業生產實現了全面機械化，播種機、割草機等現代化農業生產設施都得到了廣泛應用。這不僅促進了農業生產的高度集約化，更大力提高了農業生產效率。

（3）韓國的農業信息管理機構是農林水產省的農林水產信息中心，該中心通過不但網絡傳輸和農業信息，而且同時提供相應的系統軟件以幫助生產者查詢各種農業信息，如土樣分析信息、病蟲害預測信息、農村生活信息，等等。另外，韓國有關部門研發了農場管理遠程咨詢系統、溫室自動化控制系統等配套輔助系統。這些系統有力保障了農業信息的高效利用，促進了現代農業的發展。我國的無線通信技術由于起步相較于西方國家發展較晚，因此相關的研究及應用沒有西方國家成熟，但是發展非常迅速，在農業生產等領域中的應用同樣發展迅速。目前，在絕大多數農村地區已經實現了無線通信網絡的覆蓋，只有少部分偏遠地區的農村沒有實現覆蓋。盡管發展迅速，但也伴隨不少問題，例如農民的文化綜合素質不高、通信網絡建設不完善、信息傳輸速度較慢，等等。但這表明我國在該領域還有非常廣闊的發展空間。

2.3無線通信技術在農業生產的應用舉例

在廣大科研工作者的共同努力下，我國在相關領域的研究中取得了不少成果，無線通信技術既可單獨使用，又可以與其他各種技術相結合投入使用，例如：

（1）無線通信技術。無線通信技術在設施農業中無線通信技術得到了應用。設施農業一般指的是采用一定的設施、工程技術和管理技術，在局部范圍內改善或創造環境因素，使得農業生產可以在一定程度上擺脫對自然環境的依賴的一種農業。無線通信中的GSM，GPRS，GPS等不同類型的無線通信技術都能在設施農業中得到應用，以這種技術為軟件，可建立多種農業系統，例如基于GSM的數字農業遠程監控系統，基于GPRS的農田數據采集系統，基于GPS的土壤信息實時測定系統，等等。

（2）移動短信。短信是無線通信技術中最常見的信息傳輸方式，不但傳輸速度快捷，還可以傳輸多種形式的信息，如數據、圖像、聲音等，因此在農業數據無線傳輸與遠程監控中得到了應用。該應用首先要構建農業生產環境檢測平臺，平臺主要作用是采集各類環境信息與數據，通過無線通信網絡以短信形式發送出去。還要構建信息與數據處理平臺，對接收到的信息與數據進行處理，處理完畢后生成相關報告發送給管理與決策系統，系統則根據報告形成應對措施和建議，最后同樣以短信形式發送給農業生產者。

（3）無線通信技術與衛星、遙感等技術的結合。這種結合方式在精準農業的應用中可以見到。精準農業一般指的是將現代信息技術、生物技術、農業科學技術和農機工程裝備技術相結合的新型農業技術。具體應用時通信技術負責對土壤等信息資料進行整理分析，形成各種管理辦法和作業，衛星、遙感等技術負責資源投入量的調整，達到增加產量等目的。根據應用范圍大小的不同，可以采用短距離的無線通信技術，如IrDA，WiFi，藍牙等，也可以采用長距離的無線通信技術，如GPRS技術等。這些技術在精準農業中都得到了充分應用。

（4）無線通信技術與互聯網技術相結合。此類方式比較普遍地應用在傳播各種農業信息上，譬如農業科技信息。應用的技術形式主要是將移動通信技術和互聯網技術相結合，開發農業科技信息服務平臺，再通過平臺將農業科技信息傳輸出去，農業生產人員憑借移動終端（手機）就可接收到農業科技信息，這樣就實現了農業信息的傳播。同時服務平臺可以進行農業專家信息服務（即利用移動通信技術，再結合種植栽培、病蟲害防治等農業技術，研發移動遠程自助診斷系統。）、農業科技信息采集及反饋服務（先采集各類病蟲害和水土氣象信息，再通過移動無線網絡傳輸給專家系統進行實時解決。），等等。

（5）無線通信技術與圖像處理技術的結合。這種方式可以用來構建農業專家系統，最常見的形式可基于手機彩信與圖像處理技術結合構建的農業專家系統。圖像處理技術可以對圖像信號進行去噪聲、增強、復原、特征提取等操作，增加圖片的清晰度以提高圖像信號質量。這樣構建出來的是一種新型農業專家系統，用戶在進行使用時，可以不必進行較多的文字輸入，而是直接進行圖像采集，配上必要的文字說明，通過無線通信網絡傳輸給農業專家系統，后者先利用圖像處理技術圖像進行處理后，與數據庫中的資料進行匹配后，得出相關病因和治療措施，再通過無線網絡反饋給用戶。

3.結語

通過國內外的應用對比可以看到，我國無論是無線通信技術的起步還是將無線通信技術應用于農業生產領域都晚于西方國家，雖然我國的發展速度比較迅速，雖然一些農村地區已經實現了無線通信網絡的覆蓋，雖然相關應用研究獲得了一定成果，但是我國仍然存在不少問題，例如，農民文化素質整體偏低、發展相對落后的地區難以實現無線網絡覆蓋等，這就要求我國在這一領域的研究大力學習先進國家的成功經驗，并使之與我國的農業發展現狀相結合，力爭早日建立起富有中國特色的現代農業網絡，為解決我國“三農”問題作出更大貢獻。

作者:黃博 單位:重慶交通職業學院

第三篇：無線通信技術在便攜式伽瑪能譜儀研制的運用

伽瑪能譜儀屬于一類重點探測天然與人工不穩定核素的設備，在環境監測、地質勘測、原子核物理學以及粒子物理學等方面得到了大量的應用，測量效果顯著。由于其主要在野外環境下工作，對使用便捷性和節能性等方面設定的標準相對嚴格。因此，可以將無線通信技術應用到伽瑪能譜儀中，獲得了較好的效果。以下為具體的研制方法。

1基于無線通信技術的便攜式伽瑪能譜儀研制理念

1.1數字化伽瑪能譜儀探頭

該研究采用先進的數字伽瑪能譜儀設計理念，把高電壓電源、前置電路系統、主放大器、脈沖信號峰值保持電爐、多道脈沖幅度分析器、多道數據緩存器和全球定位系統模塊加裝到伽瑪能譜儀探頭之中。最后得到數字化、一體化的伽瑪能譜儀探頭。這種伽瑪能譜儀探頭傳輸的信號不是較弱的脈沖信號，卻是一類通過單片機控制系統處理之后的數字化信號。此類數字信號通過單片機串口傳輸到可以直接指令的計算機中。其結構設計方式提升了伽瑪能譜儀抵御干擾的能力，并便于能譜儀探頭與主機的信號無線傳輸。與此同時，在伽瑪能譜儀探頭中安裝了全球定位系統模塊，對檢測點進行定位，并且采集數據，借助單片機控制系統傳輸到可以下達操作指令的計算機中。利用計算機的譜數據處理系統把測量點的定位數據和測量信息儲存在相同的文件內，滿足了測量點定位要求。

1.2信號無線傳輸

最近些年，無線通信協議與相關的無線通信產品快速發展，且獲得了廣泛的應用。短距無線通信上，藍牙技術憑借其經濟性、高速性、穿透性、全面性以及信號穩定性等優勢獲得了業內的肯定和大量的應用。藍牙技術的相關產品在個人計算機、手提電腦、掌上電腦,、手機、汽車電子產品、家用電器產品以及工業機械設備等領域中獲得了大量的應用。本文將重慶金甌百米藍牙內嵌模塊安裝到伽瑪能譜儀中，滿足了能譜儀探頭與主機彼此的無線通信功能。其屬于一類線纜替代設計，此類藍牙內嵌模塊能夠和單片機控制器直接相連，應用即插即用模式，使儀器彼此之間的無線信號傳輸變得更加透明。在藍牙內嵌模塊和系統連接無誤的情況下，且在通電啟動后，主從設備就會自主相連，同時對接入設備進行辨別和記憶。此后，用戶設備能夠如同應用一條串口線的方式應用該模塊。能譜探頭之中的單片機控制系統借助串口和內嵌模塊實現連接，單片機控制系統串口傳輸與收到的信號借助藍牙模塊功能轉化成藍牙通信協議和對應設備實行信息交換。所以，要求主機設備必須要擁有藍牙數據傳輸功能。當前，具備圖像顯示與信息處理能力的藍牙系統設備為：手提電腦和掌上電腦。其中，手提電腦的功耗很高，通常情況下，持續運行時間為5小時左右，很難達到野外測量的長時間持續測量的標準需求。而掌上電腦在充滿電的情況下，可以進行野外持續進行測量工作幾天之久。且掌上電腦的體積更小，也更加便攜。野外測量移動過程中，能夠把掌上電腦裝進口袋，非常便捷。此外，掌上電腦應用WindowsMobile（WM）系統，這種操作系統是微軟針對嵌入條件進行研發的，其具備搶先式、多任務和多線程的系統，能夠以這種系統平臺為基礎，使用Windows操作系統中的應用程序編程接口函數功能，研發出針對伽瑪能譜儀的測量軟件系統。所以，應用具備藍牙功能的掌上電腦為能譜儀的主機，應用藍牙傳輸協議和能譜探頭之間進行信號交換。這種設計理念下的便攜式伽瑪能譜儀滿足了主機與能譜儀探頭之間的分離要求。與此同時，主機能夠加裝第三方研發的信號數據處理系統。在進行野外實地數據測量和信息處理的過程中，變得更加便捷，且數據測量和數據處理得到的結果更加精確可靠。

1.3便攜式伽瑪能譜儀軟件系統研發

應用軟件研發能夠分成譜數據采集、設備譜線的處理、測量數據分析以及文件操作幾方面。因掌上電腦能夠提供藍牙虛擬串口功能(這種藍牙虛擬串口是尋優模型系統)，如何和別的藍牙模塊(此處僅代表伽瑪能譜儀的探頭)相連，則能夠應用串口模式實行藍牙通信，并得到能譜信號數據。通過WM系統中的圖形設備端口，能夠實行譜線處理，在Windows操作系統下，進行譜數據的寫入和讀取也變得非常方便。在測量數據的分析方面，可應用原有的方式進行譜線處理，與標定方程相結合，計算出野外測點中的放射源理論值。

2便攜式伽瑪能譜儀各項技術指標檢測

2.1便攜式伽瑪能譜儀的功耗檢測

原有的便攜式伽瑪能譜儀主要應用電池進行電力供應，能譜儀的功耗通常為主機處理系統與能譜儀探頭的運行功耗兩方面。所以，便攜式伽瑪能譜儀的功耗很高，通常持續運行時間≤8h，要頻繁地換電池或者進行充電。而本文研制的便攜式伽瑪能譜儀主機應用掌上電腦，主要應用生產廠家配備的鋰電池進行電力供應，能夠不間斷運行3天到5天。通過實際的檢測，數字化便攜式伽瑪能譜儀探頭的運行電流大約為180毫安，應用可充電的12Ah兩節鋰電池進行電力供應。在滿電情況下不間斷運行時間＞60h，很大程度提升了野外不間斷測量的時間，進而提升了測量效率。

2.2便攜式伽瑪能譜儀的通信距離和抗干擾能力檢測

藍牙內嵌模塊的通信距離通常小于10m，能夠有效在野外測量空曠地區中應用。該研究中，在實驗室對便攜式伽瑪能譜儀進行檢測。實驗結果可以看出，沒有遮擋物的前提下，藍牙模塊的通訊距離為10m。把數字化便攜式伽瑪能譜儀探頭放在房中，相隔一面墻的前提下，通訊距離為6-7m之間，長時間檢測數據信號的傳輸無異常。藍牙內嵌模塊主要應用分散網絡、短包以及跳頻技術，可以進行點對點和點對多點的通訊連接。其主要運行在通用的2.4GHzISM國際頻段之中，和正常工作生活應用的各類設備之間無干擾影響。因此，這種便攜式伽瑪能譜儀的抗干擾性很高[3]。

2.3便攜式伽瑪能譜儀的其他技術指標檢測

①便攜式伽瑪能譜儀的能量分辨率：8%；②便攜式伽瑪能譜儀的檢出限:鈾為1ppm,釷為1.8ppm,鉀為0.17%；③便攜式伽瑪能譜儀能量分析范疇:50keV-3MeV之間；④便攜式伽瑪能譜儀譜數據的存儲量隨著掌上電腦擴容的提升而提升；⑤便攜式伽瑪能譜儀的穩定性:有大約8h的穩定性，相對偏差不高于6%。

3便攜式伽瑪能譜儀未來的升級和改進方案

便攜式伽瑪能譜儀的主機與探頭之間實現了分離、實現了無線數據信號的傳輸和接收、實現了主機的微型化、實現了操作系統的完善，使便攜式伽瑪能譜的野外測量變得更加便捷。這種設計理念下的便攜式伽瑪能譜儀也能夠在包含電磁干擾、高輻射和高放射性的檢測環境中應用，降低或者避免了射線源對測量人員身體產生的放射損害。而由于電子通信科技的飛速進步，能譜儀依然要持續進行更新與完善，通常反映在如下幾點:第一，故障遠程判斷功能，需要在便攜式伽瑪能譜儀出現問題的情況下，在遠程控制中心實行遠程故障判斷與系統維護；第二，便攜式伽瑪能譜儀測量聯網，采集數據通過互聯網實時傳送給數據處理部門，使其準確把握實際測量場地鈾、釷和鉀的分布特性；第三，便攜式伽瑪能譜儀采集數據的深度處理功能，當前時期，主機中的譜分析處理功能只可以對實際測量點的數據實行簡單的分析處理，通過WM系統系統，研發出能夠針對實際測量地區譜數據實行實時分析處理的軟件，能夠對野外測量工作進行實時指導[5]。

4總結

綜上所述，將無線通信技術應用到便攜式伽瑪能譜儀中，可以在保證各項基本測量功能的前提下，提升伽瑪能譜儀使用的便捷性，降低能耗，并且提升了數據處理能力。進而在野外勘測的過程中，切實提升了工作效率和勘測數據的精確性。因此，基于無線通信技術的便攜式伽瑪能譜儀研制具備非常重要的意義。

作者:彭曉光 付廣 蔡曉波 王倞 豪單位:中國船舶重工集團公司

第四篇：無線通信芯片關鍵技術分析

科技信息時代，發展無線通信技術是其必然趨勢，藍牙則無線通信技術中的一種成本低，功耗小的先進技術。無線通信設備之間可以通過藍牙實現信息傳輸，藍牙技術能夠支持點對單點、點對多點的數據連接方式。在本文中對藍牙基帶的組網技術進行分析，從微微網和離散網兩個角度分析藍牙基帶，并分析基于藍牙的無線通信芯片關鍵技術。

1藍牙基帶的組網技術

無線通信設備之間可以通過藍牙實現信息傳輸，藍牙技術能夠支持點對單點、點對多點的數據連接方式，在這兩種連接方式中，能夠產生基于藍牙技術的兩種的網絡拓撲結構，分別為微微網和散射網。在這兩種的拓撲網絡下，能夠使得藍牙信息傳輸更加的靈活[1]。在微微網中，最多能夠包含256個藍牙設備，但是在這些藍牙設備中，只能有一個主設備和7個待激活的從設備。剩下的設備都處于休眠狀態中。微微網屬于一種個人區域網，包含主節點和從節點，其中主節點主要是負責時鐘同步信號和跳頻序列，而從節點受控制于主節點。在一個微微網中，一個藍牙設備只能最為一個微微網的主設備，而微微網的從設備則不同，能夠隨時根據用戶需求分時復用的加入到另一個微微網中來。這些藍牙設備之間主從關系的轉換，能夠形成一種星型結構，而微微網中的主節點就是其中心[2]。而散射網與微微網不同，在各微微網中包含有各自的主節點和調頻序列，當多個微微網覆蓋了相同的區域信道時，一個節點能夠通過時間同步復用的方式直接參與兩個或者是兩個以上的微微網。節點為了加入比較合適的信道，需要使用正確的主節點設備地址，以及適當的時鐘補償來獲取正確的狀態信息。這種實現不同微微網之間相互連接的一組微微網就是離散網。

2基于藍牙的無線通信芯片關鍵技術———標準藍牙SOC系統結構設計

2.1藍牙SOC芯片內部單元

在對藍牙系統設計時，首先需要明確其核心技術，藍牙SOC硬件開發技術就是藍牙系統設計的核心技術，該技術能夠實現藍牙通信系統的底層數據處理和系統鏈路的控制。對藍牙SOC芯片內部單元進行介紹，其內部單元中包含很多內容，每一項內容都是芯片中的重點。例如，藍牙基帶IP，該單元是藍牙芯片中的核心部分，其功能比較突出，能夠完成藍牙基帶鏈路控制，對數據流進行科學的分配與處理，該環節的功能是其他單元所不能實現的功能。頻射端口，在該端口的設計中，能夠對頻射芯片進行實時控制，對設備之間的數據通信進行及時的處理；語音接口，在該接口單元中，能夠語音進行簡單的處理，對外部語音編碼進行控制，從而實現數據交換；中斷控制、時鐘和頻率控制單元，在進行中斷控制時，需要對時鐘和頻率等進行綜合的控制；內部存儲器，該單元主要是為了完成單元之間的數據交換，在UART接口處與外部進行數據之間的交換；微處理器，該單元的功能比較全面，對芯片進行總體的控制，對云行固件的協議進行審核，幫助功能單元實現的協議中的鏈路管理。藍牙SOC芯片的外部硬件也比較重要，其中含有2.4GHz藍牙頻射芯片、PCM/CVSD編解碼芯片、外部存儲器以及藍牙主機等部件。

2.2射頻芯片選型

在進行藍牙的頻射芯片選型時，需要對藍牙射頻芯片進行FPGA驗證，在本文中以北歐集成電路公司的某2.4GH射頻芯片nRF2401來取代射頻芯片進行FPGA驗證。該芯片的功能如下，在對其功能進行介紹之后，才能夠進行射頻芯片的選型。（1）跳頻以及信道：該芯片能夠在ISM頻段中的工作，實現無線通信中的點對點和點對多點跳頻。該信道中含有125個跳頻點，使得載頻之間的間隔為1MHz，同時對于信道的切換時間需要在200μs[4]。（2）傳輸速率和距離：該芯片的數據傳輸最大速率能夠達到1Mbps，在無線通信信道比較良好的情況下，其室內信號傳輸距離能夠達到30~40m，其室外的傳輸距離能夠達到100~200m。（3）收發機性能：該芯片中的收發機性能能夠在GFSK的調制解調下，實現最大的發射功率，在信號的接收靈敏度上比較高，并且工作溫度變化幅度比較大，保持在-40~+80℃之間。（4）在射頻的硬件功能實現上，與標準的藍牙射頻芯片功能類似，并且都是在天線、調制解調器、去耦、功率放大和晶振等器件的組合下實現。

2.3射頻芯片工作原理

射頻芯片的調制方式以及數據信息傳輸的速率都能夠符合的標準芯片的要求，在芯片內部內置地址解碼器、先入先出存儲器、解調處理器、時鐘處理器、低噪聲放大器以及功率放大器等諸多功能模塊。在藍牙芯片的參數配置上，主要包含以下幾方面的參數配置，收發模式、收發速率、晶振頻率、發射功率、信道頻率等。藍牙軟件設計任務主要包含上層協議棧軟件和藍牙固體兩部分，其中前者與藍牙SOC系統設計沒有直接的關系，在本文中不需要進行描述，而藍牙固體部分是藍牙軟件設計中的重點內容。在藍牙軟件固體中，可以分為有操作的系統固件和無操作的系統固件，其中藍牙固件屬于無操作的系統固件。藍牙固件能夠遵循藍牙主機和固件之間的相互交互關系，對LMP層協議與硬件之間進行交互。當藍牙主機通過上層協議棧上HCI固件發送HCI指令。此時的HCI接受到指令時，能夠有效辨別指令，判斷該指令是否需要與鏈路管理層之間進行協商，當需要與鏈路管理層之間進行協商時，需要對HCI命令進行解析，將其轉換為LM層命令。當系統硬件接收到數據包之后，也會判斷是否來自于的LM層信息，當判斷是LM層信息時，固件就會對其進行解析，并且將其轉換為HCI層，向藍牙主機提交指令。

3結論

綜上所述，在本文中對基于藍牙的無線通信芯片關鍵技術進行研究，側重研究標準藍牙SOC系統結構設計，藍牙SOC硬件開發技術就是藍牙系統設計的核心技術，該技術能夠實現藍牙通信系統的底層數據處理和系統鏈路的控制；同時對藍牙頻射芯片進行科學的選型，分析頻射芯片的工作原理。本文研究時間比較短，在理論架構上還存在著一些不足，希望相關的研究能夠促進藍牙無線通信芯片技術的發展。

作者:張志宇 單位:中國移動通信集團廣東有限公司湛江分公司

第五篇：無線通信技術在電力信息采集中的運用

現代科技的發展帶動了電子信息行業的發展，電力信息采集系統中無線通信技術的應用適應了時代潮流，使得電力信息采集更加現代化，促進我國電力行業的快速高效發展。在電力信息采集系統中，其業務可靠性的很大部分取決于通信網絡的質量。電力信息采集的自動化與高效化是實現電網與客戶之間互動以及電網智能化的必然要求。無線通信技術的應用，一方面使電力信息實現自動采集、高效共享以及實施監控;另一方面能夠更加全面的掌握客戶的信息，在滿足客戶的同時，進一步促進了電力系統運營的現代化建設。

1無線電通信技術

無線電通信技術是一種利用電磁波信號來實現信息交換的通信技術。無線電通信主要分為衛星通信和微波通信。其中衛星通信是以衛星作為中介，實現遠距離的信號傳輸。微波通信技術相對來說，傳送距離比較短，一般是幾十千米左右，但是，微波通信由于傳輸信息量大而被廣泛利用。無線通信技術一般分為四類，分別是WLAN、WMax、WMN、4G等。WLAN技術指的就是無線網絡技術，它是一種利用無線通信技術在局部范圍內建立起來的網絡通信技術。WLAN的應用，使用戶在其覆蓋的任何地方都能實現網絡連接、傳遞數據，極大地方便了人們的生活。但是，其不足的地方就是不能保證數據的安全性與穩定性，容易受到外界的干擾。WMax技術是一種新型的無線電通信技術，它的傳輸距離一般比較遠，可以達到50km的距離。它能夠通過靜止或者半靜止的狀態進行網絡訪問，非常適合互聯網的高速連接。隨著技術的發展，目前WMax技術已經能夠為用戶提供固定式、移動式以及便攜式的網絡連接服務，極大地提高了人們使用互聯網的需求。WMN技術的優點是傳輸信息量大，傳輸速度快，能夠有效避免數據中的網絡堵塞和單點故障問題。并且它的適應性也比較強，能夠與多種類型的無線網絡進行連接，從而形成便捷的無線網狀通信網絡。所以WMN技術廣泛應用于環境監測、交通運輸以及工業生產中。目前，由于技術的限制，WMN技術還處于初級階段，隨著技術的發展，未來必會得到廣泛應用，特別是在電力通信行業。4G技術指的是第四代移動通信技術，它是對于第一代和第二代以及第三代移動通信技術來定義的。4G技術相較與前幾代通信技術來說，在信息傳輸量以及信息傳輸速度上有了較大的提升，它將互聯網和無線通信相結合，使用戶上網更加便捷。目前，我國的4G網絡已經基本覆蓋，使得我國信息傳輸效率進一步增大。

2電力信息采集系統

所謂的電力信息采集指的是對電力用戶的用電信息進行采集、檢測和處理，從而檢測用戶的用電異常情況以及對用戶的用電信息進行分析和管理，從而能夠得到電能質量的實時反饋，增強電力系統的安全穩定性能。電力信息采集系統結構主要由主站層、通信信道層、采集設備層三層結構組成。其中主站層和公信網絡之間用防火墻隔離，單獨組成數據網絡。在主站層里面，有相應的前置采集平臺、營銷采集業務應用和數據庫管理三部分組織。其中前置采集平臺主要負責電力系統的遠程終端通信，而系統的各部分功能是通過營銷采集業務應用來發揮的，對于數據庫管理組織，則是對用電終端的用電信息進行綜合管理，并且需要向用戶解釋協議內容。采集設備層的作用是采集和收集用戶的用電原始信息，是整個電力信息采集系統的基礎部分。通信信道則是連接在主站和采集設備層之間，為主站和采集設備之間的信息通信搭建平臺。用電信息采集系統的功能主要包括系統數據采集、系統接口、運行維護管理、數據管理和控制以及數據的綜合應用。其中數據采集主要是根據供電業務的具體要求，對用戶的用電數據進行自動采集。系統接口的作用是使電力信息采集系統與其他系統進行連接，從而保障電力系統的整體性能。運行維護管理則是有效管理密碼、權限、檔案、終端、運行狀況以及故障記錄等內容，加強電力信息采集系統的內部協調統一。數據管理和控制包括對數據的計算、檢查、分析以及儲存等進行管理從而對功率、電量等進行控制。數據的綜合應用主要體現在對電量的用電分析，用電異常分析以及電能質量數據統計等方面。

3無線通信技術在電力信息采集中的應用

無線通電技術主要應用在電力信息采集系統中的通信信道層，實現電力信息采集系統內部的無線通信功能。

3．1電力通信中無線通信的技術要求

無線通信能夠不限區域與時間實現數據的傳輸，特別是在一些重大災情中，能夠利用無線通信來和外界聯系，從而極大地方便救災工作的進行。在電力系統中，應用無線通信技術，也能降低遠距離信息傳輸的成本。并且，采用無線通信技術，還能夠對配電系統進行實時監控，對用戶的用電情況進行掌握和分析，進而能夠最大限度地提高電力系統的運行效率，降低運行成本。無線通信的應用，避免了通信布線的工作，從而節省了布線成本，而且也使得寬帶的使用更加的便捷。

3．2電力信息采集系統中無線通信技術應用類型

電力信息采集系統通信一般分為兩種，分別是有線通信和無線通信。其中，無線通信又分為無線專網和無線公網。通常，為了保證采集信息的實時性，變電站的采集終端采用的是有限的光纖通信。而對于高壓客戶則是采用無線公網或者是MHz專網方式。低壓客戶端大部分采用的都是無線公網的通信方式。1)微功率無線通信技術。所謂的微功率無線通信技術指的是采用WSN技術的無線通信方式。它綜合了嵌入式系統技術、傳感器技術、無線網絡技術以及分布式信息處理技術等。由于它適用于成本低、測量點多并且范圍比較分散的場合，所以，一般使用在低壓用戶端的電力信息采集系統中。微功率無線通信技術具有較強的通信能力和抗干擾能力，并且功耗低，不需要安裝就能直接使用。其中，無線數據端既可以上傳電能表數據又可以接受集中器的命令，具有雙向傳輸數據的能力.2)低壓窄帶電力線載波通信。低壓窄帶電力線載波通信的載波信息范圍應該限制在500KHz以內。配電線用于傳輸50Hz的大功率電力。但是，由于變頻家用電器的大量使用，對電力信息采集系統中信道的信號傳輸造成巨大影響。而對于窄帶載波通信技術而言，由于其可以雙向傳輸信號，并且比較容易安裝，具有較強的適應性而多應用在低壓用戶的數據采集系統中。3)寬屏電力線載波系統。寬屏電力線載波系統是指工作在1～40MHz的頻率范圍內的電力線載波系統。它能夠很好地避開低頻段帶來的干擾，從而獲得兆級以上的高速傳輸速率。這種通信技術往往具有抗干擾能力強、承載業務多，攜帶信息量大等優點，大多應用于城鄉公變區的供電區域以及電表集中安裝的居民區等地方的電力信息采集系統中。

4結語

無線通信技術在電力信息采集系統的應用過程中，應該結合負載的實際情況，做好防干擾措施，最大限度地避免信息傳輸過程中丟失現場的發生，進而保證信息的傳輸質量。還需要提高技術開發力度，提高無線通信的安全和穩定性能，同時，要提高無線通信的信息傳輸量和傳輸速度，建立健全信息網絡，為電力信息采集提供優質的信息資源。

作者:姚多軍

第六篇：鐵路信號系統中無線通信技術的運用

就現階段來說，因為軌道電路信息具有維護費用高、傳輸條件差以及傳輸速率慢等缺點，所以其已不能滿足鐵路信號系統的要求。而通過有效應用無線通信技術，可以有效解決這一難題，還有利于降低鐵路信號系統的成本。

1無線通信技術的主要特征

就現階段來說，較為常見的短距離無線通信技術有Zig-Bee、Bluetooth、WIFI、UWB以及NFC等等，若是距離比較小，則可以應用上述無線通信技術。但若是距離比較遠，相對來說無線通信的距離也會比較遠，通過應用無線通信技術，能夠減少中繼設備的使用，從而有利于降低鐵路信號系統的成本。鐵路信號系統嚴格來說具有指揮鐵路運行的功能，其運行時，可以利用全球定位系統、信標保障鐵路位置、速度，等到車站接收到設備信息之后，就會經過其發送至計算機中。無線通信技術的主要特征有：①能夠更穩定、有效地控制鐵路的運行情況，不僅可以節省資源、降低能源消耗，還可以避免列車在運行狀態下出現多次發動或者速度過快的問題；②在一些較為重要的控制系統中，根據自身情況、實際操作狀態，列車進行自行調節，再通過利用計算機行輔助調整，從而能夠有效加強鐵路信號系統運行的安全性及其管理水平；③通過應用無線通信技術，能夠減少中繼設備的使用，如地面信號設備，從而減少了鐵路信號系統的成本以及信號系統設備的保養、維護投入；④無線信號具有非常強的適應能力，能夠使列車行進速度得到有效提高，也能夠遠程調節系統中的一些相關參數。需要注意的是，在鐵路信號系統中應用無線通信技術的時候也存在著一定的問題，像部分設備的購置成本比較高、電碼傳送速率與列車運行速度不符等，但相信隨著信息技術的不斷發展，這些問題在未來能夠得到有效解決。

2鐵路信號系統中無線通信技術的應用分析

2.1中繼器中無線通信技術的應用

在鐵路的運行過程中，每一個鐵路都配備通信基站，實現這一目標的難度是非常大的，不僅大大增加了設備的投資成本，也會使得鐵路信號系統無線通信變得毫無意義。而在中繼器中應用無線通信技術，基站就可以通過中繼器發送和接收射頻信號，從而其就可以實現車輛、線路、基站區域范圍內站區的同時管理。

2.2集中調度中無線通信技術的應用

調度中心科員在集中調度系統中根據車站的法線占用情況、區段閉塞情況了解列車運行的實際情況，并根據其所收集到的資料信息，排列進路。而在集中調度中應用無線通信技術，就可以通過控制系統，清楚、詳細地了解列車位置、運行速度，以沿線信號系統具體情況為主要依據，向列車傳遞相關的控制信息，從而可以有效保障列車的安全、快速以及穩定運行。集中調度中無線通信技術的有效應用，能夠切實實現列車、控制中心間的雙線數據傳輸，從而有利于列車的安全、穩定運行，實現了自動指揮的目標。

2.3提高了道口的通過率

鐵路信號系統中無線通信技術的有效應用，能夠使主控中心根據時間間隔查詢平交道口的實際運行情況，也可以把查詢到的信息迅速、及時地反饋給接交道口的列車。同時，接收列車位置信息、列車速度信息的過程中，主控中心也可以計算列車從平交道口通過的時間，并根據實際情況參考允許最大速度、累成運行路線，從而保障了列車從道口經過時的安全性，有效提高了平交道口的安全通過率。

2.4微機聯鎖中無線通信技術的應用

微機聯鎖中無線通信技術的有效應用，能夠將道岔情況、信號機的狀態及時發送到主控中心之中，通過道旁接口單元接收主控中心向外傳達的有關控制命令，從而可以實現對道岔、信號機動作的控制。與此同時，通過利用無線信道，使控制中心、道旁接口單元取得聯系，再利用現場設備、電纜進行連接之后，就可以起到檢測、控制輔助子系統的效果。但就現階段來說，微機聯鎖中無線通信技術的應用，在一定程度上增加了運營成本，部分較大的車站也會對無線信號造成比較大的干擾，因此，其沒有得到廣泛應用，但換一角度看，無線通信技術在微機聯鎖中有著良好的應用前景。

3結語

綜上所述，在鐵路建設的過程中，雖然鐵路信號系統的成本不高，但其卻發揮著不容忽視的作用。在鐵路信號系統中有效應用科學的無線通信技術，可以在保障鐵路運行安全同時有效減少鐵路信號系統的成本，因此，無線通信技術在鐵路信號系統中有著廣闊的應用前景。

作者:魏云龍 單位:北京鐵路局石家莊電務段

第七篇：嵌入式系統無線通信技術分析

嵌入式系統無線通信技術，實現單一向多元化的轉變，逐漸完善了通信的功能，促使無線通信具有自動化、網絡化的特點。目前，無線通信技術設計中，提高了對嵌入式系統的重視度，逐步開發嵌入式系統的應用，滿足無線通信技術的設計要求，在保障無線通信技術功能的前提下，簡化技術設計的內容，體現嵌入式系統的設計優勢。

1嵌入式系統無線通信技術的設計分析

1.1設計目標

嵌入式系統無線通信技術的設計目標，是指按照低消耗、高質量的要求，開發無線通信系統，構建可靠的嵌入式系統操作平臺。嵌入式系統無線通信技術設計中，采取QT制作方式，同時在設計目標中提出QT界面主程序設計，以便完善無線通信技術的應用過程。通信方式的設計目標，必須按照無線傳輸的方式設計，如：無線網卡，符合嵌入式系統的規范要求，根據設計目標，實現技術功能。

1.2設計方案

嵌入式系統無線通信技術設計方案中，突出了嵌入式系統平臺操作簡單、針對性強的特點。嵌入式系統無線通信的設計過程，分析設計方案的內容，如：無線通信技術設計內，嵌入式系統最為關鍵，按照實際的需求，設計好嵌入的節點，確保嵌入節點的雙方，均能獲取穩定的通信信號，期間要遵循低消耗、高質量的設計目標，便于有效的開發無線通信，注重無線傳輸設計目標的運用。根據設計目標，分析設計方案如下：（1）嵌入式系統支持無線通信的RTP/RTCP協議以及RTP的參數設置；（2）在無線通信網內，提供多用戶通信的平臺；（3）支持編碼、解碼工作，系統內提前預留算法接口；（4）在實現Wi-Fi無線局域網通信的過程中，支持有線的聯網通信；（5）優化用戶界面，以圖形界面位置，降低用戶通信設置的困難度。以城市監控為例，分析嵌入式無線通信技術的設計方案，無線通信運行期間，利用嵌入式系統平臺，能夠獲取路網的全部信息，再通過互聯網和定位系統，實現城市監控的全方位覆蓋，同時無縫升級3G與4G網絡。

2嵌入式系統無線通信技術的軟件設計

軟件設計是嵌入式系統無線通信技術的關鍵，規劃好軟件的設計，有助于實現嵌入式系統無線通信技術的標準化運行。分析軟件設計的內容，如下：

2.1系統軟件設計

系統軟件設計，能夠保障嵌入式系統在無線通信技術中的穩定，實現無線通信技術的多項功能。嵌入式系統軟件設計的過程中，還要考慮降低能耗的問題，設計自動睡眠功能，避免無線通信傳輸期間出現浪費。軟件設計時，結合無線通信系統的運行，根據無線通信信號，編制嵌入式系統軟件的設計方案，可以規劃無線通信信息的等級，輔助區分系統軟件的設計內容。嵌入式系統無線通信的軟件設計中，在最高位置，設計GPS、傳感等功能，保障無線通信的實時性特征，進而維護高層工作的順利進行。分析軟件設計的兩大主體，分別為：（1）指令執行設計，尤其是ARM7指令，在無線通信技術正常運行時，按照執行指令、指令譯碼、指令選取的方式進行，注重指令的連接性；（2）軟件的流程設計，根據初始化、端口連接的要求，規劃FLASH、RAM、ROM的設計，促使嵌入式系統平臺，能夠準確的操作無線通信技術中的流程信息，在每個軟件串口，都能保持流程信息的通暢，杜絕發生信息丟失或遺漏的問題。

2.2操作系統設計

嵌入式無線通信的操作系統設計，有效管理了系統內的運行資源，營造可靠的運行環境。嵌入式操作系統，通過相應的模塊，實現相對的功能，避免無線通信系統設計過于復雜。例如：Linux操作系統，提供多用戶、多任務的運行條件，可以進行分時操作處理，表現出微內核的特點，Linux系統在嵌入式無線通信中，支持功能擴展，系統的源代碼均是開放的，可以根據無線通信技術的功能要求，完善操作系統的程序，隨時都可融入新的功能，嵌入式系統無線通信技術軟件設計中，之所以選擇Linux系統，是因為Linux系統具有強大的支持功能，支持文件、協議、設備的應用，拓寬無線通信技術的服務范圍。除此以外，嵌入式系統無線通信技術的操作系統，還要配合用戶應用程序，根據用戶應用程序提供的功能，設計操作系統，提高嵌入式系統軟件設計的效率。

3嵌入式系統無線通信技術的實踐應用

本文以敏捷開發為研究對象，分析其在嵌入式系統無線通信技術中的實踐應用。敏捷開發能跟你解決嵌入式系統無線通信技術設計中的各類問題，尤其是上層問題，因為敏捷開發可以應對快速的動態變化，所以可以在根本上滿足設計的需求。嵌入式系統無線通信網絡技術設計，其在敏捷開發應上，還需采用環境測試的方法，配合選擇可用的開發工具，保障軟件開發的合理性，敏捷開發期間，找出限制嵌入式系統無線通信技術的因素，排除技術設計的影響，解決嵌入式無線通信技術需求中的各類問題。敏捷開發提供了動態的設計環境，特別是在軟件設計中，利用動態環境，降低嵌入式系統無線通信技術設計的風險，保證設計功能的有效性，表明敏捷開發在嵌入式無線通信設計內的實踐狀態。

4結束語

嵌入式系統無線通信技術的設計及軟件應用，完善了實踐應用的狀態，重點突出了嵌入式系統在無線通信技術設計中的地位。無線通信技術設計中，要提出可用的嵌入式系統方案，充分發揮嵌入式系統的優勢，控制無線通信技術的過程，進而應用到各個行業內，提高無線通信技術的應用水平。

作者:劉學云 單位:廣州海格通信集團股份有限公司

第八篇：智能交通無線通信技術分析

1前言

隨著社會經濟的不斷發展，汽車在生活和工作中大量的使用，這給交通管理系統帶來了更多的挑戰，同時，對道路交通管理也提出了更高的要求。對于這些情況，簡稱ITS的智能交通系統應運而生。智能交通系統結合了通信、多種計算機和傳感等多種技術的特點，在交通系統的管理和控制中起到了很好的作用。智能交通系統可以實現道路交通的智能化，比如說：在不停車的情況下能夠自動收費、車隊間的實時地理信息系統等。ITS可以使交通系統朝著更加安全、更加高效、更加可靠的方向發展，比如說通過ITS可以監測實時的交通狀況，通過控制車流量，可以做到減少擁塞與交通事故狀況的發生，在提高公眾出行效率的同時，能夠在降低環境污染等方面得到有效的改善。在這個過程中，只要涉及到車輛傳遞和信息交換，就需要無線通電技術這個橋梁，可見，在智能交通系統中，無線通信技術起到了廣泛的應用。無線通信包括發送端和接收端兩個終端，發送端的任務是將要傳遞的信息調制到無線電的頻率上，然后由天線將無線電信號發射到無線信道，并以電磁波的形式在空間進行傳播。接收端的任務是用天線接收空中的電磁波信號，然后用接收設備將接收到的信號進行解調，從而還原成最初的信息。

2智能交通中的無線通信技術

智能交通系統中無線通信主要包括無線數據通信、數字移動通信、第三代移動通信和車輛無線通信等，下面分別對它們做出闡述。

2.1無線數據通信技術

簡稱RDT的無線數據通信在智能交通系統中是不可缺少的。RDT是憑借窄帶頻率把移動中的車輛和指揮控制調度中心相連接，來傳輸包括交通流量和事故求援信息等在內的各種交通信息。美國交通部門于1992年分配給智能交通系統200~222MHz頻段內5對窄帶頻率，與此同時，該部門還開發了窄帶無線調制解調器，在很大程度上實現了以不小于14.4kb/s速率傳輸的移動通信數據，此外還有以不小于25kb/s速率傳輸的定點數據通信，充分的滿足了ITS中對無線數據通信的要求。實際上，在ITS中傳輸交通流量控制信息只需要數百比特/s就可以完成，但是在傳輸壓縮視頻信息的過程中，卻至少需要幾百個千比特/s才能夠完成。除此之外，傳輸的環境對性能來說也很重要，比如說，城市中存在著很多干擾，頻率使用也因此會受到限制，相對來說郊區的傳輸條件就好的多。

2.2數字移動通信技術

簡稱GSM的數字移動通信技術是蜂窩移動通信的標準制式，它不僅提供了移動中的車輛和基站之間的雙向通信服務，而且通過GSM網絡還可以將各種行駛中的車輛與指揮控制調度中心相連接。GSM可以克服RDS的缺點，能夠提供數據和話音兩類雙向的通信業務，對ITS的應用非常適合。GSM是通過撥號的方式入網，傳輸速率最大可達9.6kb/s，不僅實現了端對端的電路連接，而且除了能夠傳輸速率在200B/s以下交通流量信息以外，還能夠傳輸數據比較高的圖片或報文。

2.3第3代無線移動通信技術

簡稱UMTS的第3代無線移動通信俗稱個人通信，被國際電聯稱為未來公眾陸地移動通信系統，簡稱FPLMS，近期，重新命名為為2000年國際移動通信，簡稱IMT2000，被歐洲聯盟命名為全球移動通信系統，簡稱UMTS。UMTS不但可以滿足歐盟國家的通信要求，而且能夠為泛歐交通網絡的智能化的實現起到積極的作用。由于UMTS不僅可以提供面向個人服務的一個寬帶傳輸的平臺，而且能夠兼容如電纜、衛星、微波等各種不同的通信網絡和如傳真機、電話機、計算機等多種不同功能的通信終端，所以在任意的時間和任意的地點它不僅能夠實現用戶與用戶之間的雙向通信，還能夠提供傳輸如報文、圖像、話音和數據等多媒體業務的能力。UMTS的設計目標具備很多優異的特點，如全球性、智能化、移動性、個人化和寬帶高速等，UMTS滿足了人們對于通信業務的要求，由于其具有潛在的用戶市場，在很大程度上已經為新世紀的通信產業發展指明了方向。到近期來說，各國已經提出了多種關于實現第3代無線移動通信的技術方案，但是前提是只有大幅度降成本的價格低才能夠投入市場。

2.4車輛無線通信技術

簡稱IVC的車輛無線通信指的是對行駛中的車輛進行移動通信，它傳輸的主要是下面四種實時信息：①如交通情況，擁塞信息、交通規則等旅行信息，調度中心以廣播的方式發送到每輛正在行駛的車輛中，這在旅行信息系統內已經得到了廣泛的應用。②車輛監控與管理信息，通過命令的方式從車隊或運輸部門把信息傳送到所屬的駕駛員和車輛中，從而起到了有效的管理和調度的作用。③屬于駕駛員之間的如各種禮貌用語和提示信息等的駕駛員信息。④用于車輛控制系統（AVCS）內如車況、車速、車位、加速等信息的車輛安全信息，對保證車輛安全行駛非常重要。

3對ITS通信專網的幾點建議

智能交通系統中的無線通信是可以憑借現代數字的移動通信公網或者現代數字移動通信公網來組成ITS的通信虛擬專網的，然而，事實上如果能夠根據智能交通系統的一些通信特點和對通信系統的要求來對ITS的通信專網進行開發更貼切。下面是本人對ITS的通信專網在無線通信技術的應用方面提出的幾點建議：（1）各個自動收費站點和監測站點在與交通信息控制中心之間往往是通過突發性短信息來進行傳送的，一般是通過固定點收發，所以應該通過無線固定接入技術傳輸。由于各個收費站點和監測站點地理位置相對來說比較分散，信息是突發信息，因此系統會選擇如150MHz或450MHz頻段這種較低的無線頻段，并且會采用窄帶的接入方式以及分片的大區覆蓋。（2）對于那些正在行駛中的車輛來說，需要通過對交通信息控制中心的各種信息數據庫進行查詢，才能夠得到該車輛的地理信息、目的地信息和導航信息等。也就是相當于在大量的車載臺需要中、低速的數據通信和電話通信，且數據通信的實時性要求并不很高。那么它們的無線通信技術可參考移動通信公的GSM系統和CDMA系統。（3）對于組網而言，一般可以采用大區制蜂窩網，來減少車載臺越區切換的次數。在城區可以采用面狀覆蓋，而在高速公路可以采用帶狀覆蓋。各基站可以采用全向天線或扇形天線，也可沿公路鋪設泄漏電纜等。總的來說，在ITS中，應用各種無線通信網絡技術，采用不同的無線解決問題方案，可以滿足不同類別的通信技術要求。與此同時，合理有效地利用無線網絡頻率豐富的資源，也可以降低網絡消耗的成本和用戶使用的資費。（4）要想及時全面的了解一些現場情況，比如說實時地監視行駛中的護衛車隊或運鈔車、交通事故現場等，最主要的就是能夠得到此過程中的視頻。該視頻就是通過采用如寬帶碼分多址的無線接入技術，該無線接入技術信道上的數據傳輸速率應該在1.5~2Mbit/s以上。然而，由于需要與之相關的寬帶通信的車輛還是比較少，因此，無線信道接續要采用循環分散定位方式而不是采用目前公用移動通信網的專用控制信道方式，這樣更加合理。

4結束語

通過上述對無線通信技術在智能交通系統中的應用可以分析出，要想實現ITS技術就需要無線通信技術的支持，和無線定位技術一樣，它們都是實現ITS的關鍵性的技術。并且隨著通信技術的不斷發展，無線通信技術在ITS中的地位與作用將會越來越明顯。所以，對無線通信技術在智能交通系統中的應用加強研究，這樣在一定程度上對推動我國智能交通系統的研究和發展有著非常重要的意義。

作者:方凱 林嘉豪 單位:江西省公路管理局交通通信總站

第九篇：無線通信中空分復用技術研究

隨著移動多媒體業務的發展，人們對無線通信傳輸速率需求不斷增長與無線頻譜日益匱乏之間的矛盾愈發突出。空分復用技術通過在收發兩端采用多天線并行傳輸數據，極大地提高了頻譜利用率。近年來，在空分復用系統基礎上，空間調制技術可以在不改變收發端天線數的情況下進一步提高傳輸速率，大規模MIMO系統通過大幅增加一端或兩端天線數并將原有2D信道擴展為3D信道從而大幅提高傳輸速率。本文將在簡要介紹空分復用系統的基礎上，重點分析大規模MIMO系統和空間調制技術及其下一步發展趨勢。

1空分復用系統

空分復用系統模型如圖1所示，發送端將數據流調制后進行串并變換為Nt路并行子數據流并經過空時編碼后經Nt根發射天線并行發送信號，接收端對Nr根接收天線信號進行空時解碼、并串轉換以及解調后還原發送數據。根據上述模型，空分復用系統主要包括預編碼技術、信道估計技術、信號檢測技術3個部分。

1.1預編碼技術

發送端根據信道狀態信息，對MIMO發送信號進行預編碼處理，消除信道衰落及天線間干擾等不利影響，從而提高系統容量和傳輸質量并簡化接收端檢測算法。根據處理方式的不同，可以將預編碼處理分為線性和非線性預編碼2種，根據信道狀態信息獲得方式的不同，可以將預編碼分為基于碼本的預編碼以及非碼本的預編碼［2］。另外，在多用戶MIMO技術中，接收端為多個具有多天線或者單天線的用戶，用戶無法區分自身信號與其他用戶信號，造成共信道干擾（Co-ChannelInterference，CCI），將嚴重影響各用戶通信質量和速率，而預編碼技術對發射信號預處理也可以作為消除或者降低用戶間的共信道干擾的有效途徑。

1.2信道估計技術

在空分復用系統中，接收端每副接收天線接收到的信號都是發送端發射信號經過信道干擾傳輸后的疊加。為了在接收端正確檢測出發送的數據流并在發送端進行合適的預編碼處理，必須對信道特性進行估計。因此，接收端對MIMO信道的估計是信號檢測以及預編碼的基礎，而信道估計的準確度也與系統整體性能密切相關。目前，信道估計技術可以分為基于導頻的信道估計算法、基于信道判決反饋信道估計方法和盲信道估計算法3類［3］。（1）基于導頻的信道估計算法也是最為常見的一種信道估計算法，其在發送端發送一組收發兩端均已知的導頻序列，利用接收端實際接收結果與導頻序列對比后估計信道特性。這種算法對信道估計準確，但額外占用傳輸資源，降低系統的有效性。（2）基于信道判決反饋信道估計方法在利用導頻序列估計出當前信道狀態信息后，利用傳輸數據的檢測結果對信道特性進行估計。這種算法開銷小，但對傳輸過程中錯誤檢測敏感度很高。（3）盲信道估計依靠先驗約束條件根據統計特性對信道進行估計。這種算法無需開銷，但運算復雜度高而且只適用于慢衰落信道。

1.3信號檢測技術

信號檢測技術是空分復用技術的核心，接收端必須在相互干擾的信號中正確檢測出各發射天線數據，其檢測結果將直接影響整個空間復用系統的性能，檢測算法的性能主要體現在誤碼率和運算復雜度上。目前空間信道復用的檢測算法大致可以分為：最大似然檢測算法、線性檢測算法、連續干擾消除檢測算法和球形檢測算法。（1）ML檢測算法。ML檢測算法依據最大似然準則，遍歷所有可能發送信號進行判決，選出最優點作為發送信號的估計值。由于檢測過程遍歷所有可能情況，一方面使其BER性能最優，另一方面使其運算復雜度隨發射天線和調制階數呈指數增長，為O(SM)。（2）線性檢測算法。線性檢測算法通過在接收端添加一個線性濾波器對接收到的混疊信號進行分離檢測。由于線性處理過程中，各天線信號存在干擾，使得BER性能較差，但線性處理只進行了矩陣的求逆與乘法，運算復雜度低，為O(M3)。（3）SIC檢測算法。SIC檢測算法逐層檢測各發射天線信號，在下一根天線信號檢測前，去除已檢測天線信號對總接收信號的干擾，從而整體上降低各天線間干擾的影響。因此SIC檢測算法BER性能優于線性檢測算法，但其每次計算都需要進行排序，使得運算復雜度略高于線性檢測算法，為O(M3)～O(M4)。（4）SD檢測算法。SD檢測算法檢測以接收向量為中心規定半徑的球形內格點，并不斷減小搜索半徑從而獲得最小半徑的估計值。由于檢測結果與ML檢測結果基本一致，其BER性能十分接近ML算法，而且檢測過程避免了繁瑣的遍歷性搜索，運算復雜度較ML算法低但比SIC檢測算法高。另外，隨著SNR增加，各格點平均距離降低，檢索次數變大，使得SD檢測算法運算復雜度隨著SNR增加而增加。在上述空分復用系統基礎上，空分復用系統還出現了多用戶MIMO技術、大規模MIMO技術、空間索引調制技術等關鍵技術，從而進一步提高系統傳輸速率。

2大規模MIMO技術

大規模MIMO技術采用大規模天線陣（數百根發送天線）同時同頻服務不同用戶的技術，從而將發射信號能量集中在更小區域以獲得更高的性能。與傳統的空分復用系統相比，大規模MIMO系統的構成及基本原理類似，但其將傳統的多天線發射及對應的2D信道模型擴展為天線陣列及3D信道模型。與傳統的波束形成相比，其大幅增加發送天線的同時，將各天線幅度與相位的加權簡化為單純的相位加權。結合波束形成、空分復用、天線陣等技術，大規模MIMO技術可以獲得大幅提升信道容量及能量傳輸效率、價格低廉等優勢：（1）極大地提升信道容量及能量傳輸效率。大規模天線陣將原有波束形成中只能水平選擇發射角度的2D信道擴展為水平垂直的3D信道，使得發送功率集中在更小的目的區域，從而提升目的區域的接收信號能量并降低對其他區域用戶的干擾。（2）價格低廉。大規模MIMO系統以數百根廉價的低功率天線代替原有天線，總發射功率相同的情況下，避免了傳統的天線系統中昂貴的非線性高功率放大器以及相應的同軸電纜等昂貴且笨重的物品。（3）降低空中接口的延遲。傳統空分復用系統需要依靠較強的多徑環境并對多徑進行處理，這將導致數據傳輸過程中與多徑時延相關的延遲。大規模MIMO技術中的波束形成，不要求多徑環境以及對多徑延遲的處理，從而不受多徑延遲的限制。（4）簡化多址接入。大規模MIMO技術中每個用戶均利用整個帶寬，無需帶寬調度，從而簡化了大多數的物理層控制信號冗余，進而降低系統開銷，提高資源利用率。（5）降低空中干擾并提高安全性。大規模MIMO技術中發射天線提供了很多多余的自由度，可以用來取消故意干擾器的信號。由于發送信號目的區域更小并且其他區域接收功率更低，降低了其他區域竊聽信號的風險。但是，大規模MIMO技術也存在諸多問題，其中導頻污染問題尤為突出。導頻污染是指小區內或相鄰小區共用導頻序列而導致的鏈路干擾問題現象。一般情況下，為避免干擾各用戶需分配一個正交上行導頻序列，但是導頻序列的數量受限于相干時間與信道延遲擴展，當用戶數量過大，就會發生相鄰小區甚至小區內用戶共用一個導頻序列的情況，從而影響信道估計的下行波束形成，進一步影響系統性能。文獻［5-6］指出，相比于經典的MIMO系統，導頻污染對大規模MIMO系統影響更大，而隨著收發天線數增長，導頻污染成為限制系統性能上限的主要因素。

3廣義空間索引調制

廣義空間索引調制將索引調制應用于多天線系統，從而進一步提高空分復用系統傳輸速率。與傳統所有天線均發送調制信號不同，廣義空間索引調制中待發送數據分為2個部分，一部分用以調制所有天線中實際發送調制信號的天線個數與序號，另一部分再對實際工作天線發送的信號進行調制。空間索引調制技術的核心可以從3個方面概括：（1）快速的本地計算可映射海量的外存空間信息數據。通過索引調制的引入，映射域從原有的單純依靠天線數的線性疊加變為索引域對多進制調制域維數的擴展，使得映射域呈指數的擴展，對應外存空間信息數據更為龐大。（2）對復雜的空間目標對象進行逐步分割，使得查詢路徑不需要遍歷整個信息。索引調制對多進制調制域進行索引域的多維擴展后形成新的多進制索引空間，其編碼基本原理就是將空間分割為若干查詢區域，每個區域存儲多個索引項。解碼過程分為確定查詢區域和區域內索引項2步，即可快速獲得編碼數據，無需遍歷整個索引空間。（3）采用合適的空間分割方法。為降低不同查詢區域間的相關性，提升同一查詢區域的相關性，需要采用合適的空間分割方法，從而在提升解碼BER性能的同時，使得索引、查詢更加快捷高效。廣義空間索引調制只是從空域進行了索引調制，而一般的多天線系統中，通常會采用OFDM調制用以克服頻率選擇性衰落，這使得將索引調制引入頻域成為可能。GSFIM（GeneralizedSpaceandFrequencyIndexModulation，廣義的空頻索引調制）就是從空間、頻率域分別進行索引調制，從而將待發信息映射為空間索引、頻率索引以及傳統的多進制調制3個部分，對應MIMO-OFDM系統可以實現相比于傳統空分復用更高的傳輸速率。

4結語

本文在總結近年來國內外對空分復用技術最新成果后，重點分析了大規模MIMO技術以及廣義空間索引調制2種新型技術的特點與優勢。空分復用技術因其具有快速提高傳輸速率的優勢一直是國內外研究的焦點，并已取得很多成果。目前，以下幾個方面有待進一步研究：（1）將索引調制擴展至空間、時間、頻率域。目前，廣義空頻索引調制只是從空域和頻域2個方面進行了索引調制，而時隙的存在使得時域內的索引調制可以輕易實現，但是將索引調制用于時域還需注意2個問題：一是與空域和頻域的有限性不同，時隙可以無限擴展。時域的索引需要在一個合適數量的時隙數進行，如何確定時隙數將成為以后研究的重點。二是索引調制中容易出現傳輸信號連續為零的現象，這將給同步精度帶來突出影響，此時可以借鑒編碼中的HDB3編碼進行，但仍需進一步研究。（2）提升多天線系統的抗相關衰落特性。多天線系統中要求各天線間衰落相互獨立，但在實際的通信中，由于所在環境散射不夠、移動端天線距離過近等原因，使得各天線間衰落存在相關性，這將嚴重影響系統的信道容量和傳輸質量。目前，現有的抗相關衰落特性的方式主要采用預編碼等信號處理技術或設計不同的天線陣，但并未完全消除相關衰落對系統性能的影響。（3）GSIM中分集增益與復用增益的優化折中?，F有對于分集與復用折中的研究只在傳統的多進制調制下的MIMO系統中進行，但GSIM采用索引調制和多進制調制相結合的方式進行，對應分級增益與復用增益的折中更為復雜，需要進一步的研究。

作者:康瑞琪 張記瑞 蔣天宇 朱國慶 單位:重慶通信學院裝備學院

第十篇：無線通信技術在醫療領域的運用

近年來醫院加大了信息化建設的進程，在各部門、各科室及病房中都會增設計算機，并將計算機進行聯網，從而構建醫院信息管理系統網絡。但這種布置方式存在一定的局限性，在當前科學技術的快速發展的新形勢下，無線通信技術開始引入到醫療領域中來，我國也加大了數字化醫院的建設。當前無線通信技術作為醫院有線網絡的重要補充，能夠為醫院各種醫療活動提供準確、快捷及方便的服務，有效的提高了醫院各部門人員的工作效率，保證了各項工作的協調有序進行，利用無線通信技術，醫院與患者之間聯系和交流增多，有效的提高了為患者提供服務的質量。

1無線查房

在醫療活動中，查房作為每天非常重要的一項工作，在長期的醫療習慣中，醫生在查房時都會直接在床邊寫醫囑并對病情進行記錄。但近年來，隨著住院醫生工作站系統的設立，電子醫囑和電子病歷得以產生，醫院在寫醫囑及寫病情記錄時都會利用電腦錄入。但由于醫生工作站電腦都是放置在固定位置的臺式機器人，通常都是放置在醫生辦公室內，這就需要醫院在查房時先用紙來對醫囑和患者情況進行記錄，回到醫生辦公室后再錄入電腦中，這不僅增加了轉錄時出錯的機率，而且會對醫療安全帶來直接的影響。這種情況下，醫生在查房前還需要提前將醫囑、病歷和檢驗檢查結查等從電腦中打印并整理出來，在查房時進行逐一翻閱，對工作效率帶來了較大的影響。甚至部分醫生辦公室存在無法接入網絡等情況。針對于有線網絡應用時存在的這些弊端，需要醫院充分的利用無線通信技術，實現內部無線局域網絡的全面履蓋，這樣醫生即可以利用無線通信技術來進行查房。醫生只需要在查房時利用無線電腦即能夠對患者各種信息進行隨時查詢和獲取，并在查房過程中下醫囑，并當場完成信息的錄入，不需要再次轉錄和補開醫囑，確保了工作效率的提高，而且醫療安全也能夠得到有效的保障。

2無線護理監控

傳統的醫院信息系統是以有線網絡為依托構建起來的，在具體應用過程中需要醫護人員將大部分的工作時間都耗費在計算機前，醫生在工作過程中，較大一部分工作都需要在辦公室內完成，特別患者信息查詢、錄入及處理等，從而使醫生為患者服務的時間被大量占用，而且在整個工作過程中由于具有復雜性，在執行醫囑過程中很容易發生人為失誤，從而導致執行不當問題發生，嚴重時會引發醫療事故。傳統的護理監控工作在患者治療過程中存在著一定的隱患，無法隨時跟蹤，而且很大一部分醫療信息也無法轉化為電子化的形式，為醫療質量監控帶來了較大的難度。目前醫生對于病人身份的識別主要以床號和姓名為主要依據，一旦患者信息更新不及時，存在同名或是床位變化的情況，則會為治療的安全埋下隱患。另外，傳統的醫院信息系統對于每一條醫囑的執行情況無法做到詳細的記錄，這樣就導致實時監控醫療質量無法做到，增加了醫護人員職業的風險性。對于傳統醫院信息系統中存在的諸多弊端，可以采用無線網絡技術，醫院內部無線網絡實現全面履蓋，醫院信息系統能夠延伸到患者床邊，并具體在每種藥物及每臺醫療設備上進行應用，有效的對醫護人員的工作流程進行了規范，減少了治療差錯發生的機率，不僅能夠更好的為患者服務，而且有利于提高醫院的整體競爭力，提高醫院的醫療服務質量。

3醫院短信平臺

隨著無線通信技術應用的普及，越來越多的醫院認識到無線通信技術對醫院發展的重要性。目前部分醫院為了增強與患者之間的互動性，并為患者提供個性化服務，開設了醫院短信平臺，充分的利用短信息高效率、低成本、簡便、安全及快捷的特性，開始向患者提供延伸性服務，目前短信息已成為醫院向客戶提供服務的重要的手段。利用醫院短信平臺，可以實現短信息群發、會議通知、檢驗檢查結果領取通知、客戶隨訪等多項功能。特別是當前我國手機基本普及，利用短信平臺與患者溝通不僅更貼近我們的日常生活，而且為醫院服務質量的提高也起到重要的作用。

4結束語

近年來在科學技術快速發展帶動下，我國無線醫療技術應用開展的速度較快，但由于起步較晚，與西方發達國家還存在較大的差距，因此還需要加大無線通信技術應用于醫療領域的研究力度，加大投入，從而為我國醫療水平的全面提升奠定良好的基礎。

作者:王鵬宇 單位:哈爾濱市疾病預防控制中心