无线电论文范文

2024-01-08

无线电论文范文第1篇

关键词:软件无线电;优势;关键技术;4G通信

当今,通讯系统正由模拟体制向数字体制转变,这为无线电通讯的发展创造了有利条件,但传统的通过硬件设备改造升级来完成无线通信新技术改革的方法带来了很多问题,限制了无线电技术的进一步发展,为了解决这一困境,软件无线电应运而生,具有着传统的硬件无线电通信设备所无法比拟的优势。

一、软件无线电技术的优势

1.具有降低开发成本和周期的作用

传统的无线通信系统在对技术和产品进行开发时,针对的只是单一的标准,从标准相对稳定到设计和开发专用芯片,再到产品设计和实现需要一年以上的时间,开发周期长,开发成本高,同时这种情况也导致标准制定过程中,许多新的技术都无法得到合理的应用,限制了新技术的发展和应用,也使商用产品和当时技术水平之间存在着较大的差异。而软件无线电的应用,能为技术和产品的研究和开发提供一个新概念和通用无线通信平台,在很大程度上缩短了开发周期,降低了开发成本,使产品能够和技术水平同步发展。

2.具有优秀的可拓展性

软件无线电技术具有非常优秀的可拓展性,主要体现在它能极其轻松地完成系统功能的拓展与升级,但是由于网络无线电技术是以模块化、通用化、标准化的硬件支持平台为基础的,所以它在硬件方面能够拓展的空间并不大,其优秀的拓展性主要集中在软件方面。

另外,软件无线电技术也为系统的升级和拓展提供了便利,只需要对相应的软件进行升级或者拓展就可以了,而且与改进和优化硬件相比,升级和拓展软件要简单得多;最重要的是,借助软件工具可以根据实际需求来实现各种通讯业务的拓展。

3.具有极强的灵活性

软件无线电技术具有可重配置性,从而在很大程度上增强了其灵活性。目前,从基带信号到射频信号已经实现了完全的数字化,这就使得软件无线电技术可以通过更换软件模块来适应多种工作频段和多种工作方式。

同时,良好的多频段天线和可控制的多频段和多功率的射频转换能力,使得软件无线电对复杂的环境需求具有良好的适应性,可由软件编程来改变 RF 频段和带宽、传输速率、信道接入方式、业务种类及加密方式、接口类型。

二、软件无线电的关键技术

之所以软件无线电具有传统数字电台无法比拟的优势,其中应用了诸多关键技术。也正是由于这些关键技术的应用,可保持电台功能以及款频段的灵活性。以下将对几种关键技术进行具体分析:①开放式体系结构。在软件无线电系统中,硬件设计建立在开放式总线结构基础上,硬件与软件均处于开放状态,例如电气接口与物理接口,根据通用的模块标准进行设计。目前,基于通信的开放结构标准基本建立起来,但是软件无线电技术中的适时数字信号处理、高性能信号处理等相关标准尚处于初级探索阶段;②中频处理。在发射端的中频处理中,基本实现已调基带信号和中频信号的转换,这种转换功能主要通过计算离散时间点来实现。对于接收端的中频处理部分,如宽带数字滤波,可以从业务波段中选择,恢复到中等带宽的用户信道,并将信号转换为基带。通过滤波以及频率交换的复杂程度,体现中频段对处理能力的需求状况,这一功能需要通过数字办法来实现;③实时软件处理。在软件无线电系统的多工作技术实现过程中,应实时纳入全新功能软件。虽然当前存储器的容量已经比较大,但是所有软件存储其中仍承受较大压力,因此软件无线电系统可以通过特定的用户入口端实现实时新功能软件的装载,通过重新分配、组构软件资源,重组软件功能,这就要求通信协议以及软件的通用性、标准性;④开放式总线结构。传统的硬件平台结构属于流水线式,在这一结构中,各模块采取实际硬件电路互连形式。一般情况下,各个模块之间紧密耦合。如果系统涉及到功能的改变,就需要增加或者减少某一个模块,这就会带来结构中的变化。但是由于不具备开放性,因此也无法满足软件无线电技术的要求。鉴于此,人们在PC技术发展中受到启发,提出了基于总线互连的系统,在相应系统中应用VME总线标准。尤其在软件无线电系统中,通过应用VWE总线标准,进一步支持软件无线电的扩展性、开放性平台发展;⑤宽带模数(A/D)或者数模(D/A)转换。在软件无线电系统中,最理想的ADC位置应该与射频天线尽量靠近,以此更精准地接收模拟信号,实现数字化转换,最大限度获得可编程性。在A/D或者D/A技术转换中,应考虑以下几点要素:量化噪声、采样方式、采样效率、数值与效应等。当前,在软件无线电系统的A/D或者D/A技术中,最大的困扰就是ADC采样速率难以满足软件无线电的高精度、高速率要求,将成为今后努力方向。

三、软件无线电技术在4G发展中的应用

随着3G技术的日益发展与成熟,目前已经在市场运营中取得一定成绩。当前,国际电信联盟(ITU)已经着手准备“第四代移动通信标准”的制定,并逐渐达成共识,将移动通信系统与其他系统相结合,如WLAN、无线局域网等,4G技术应运而生。随着4G技术的产生,数据传输效率将进一步提高,并可提供更丰富、更广泛的任务,最终实现局域网、广播、电视、商业无线网络、蓝牙等无缝衔接、兼容發展。在发展4G的诸多关键技术中,软件无线电技术是承载4G发展的桥梁。随着各种先进技术的交叠发展,更利于降低开发风险,因此未来发展的4G技术必须满足各种类型产品的需要,软件无线电技术恰好满足产品多样性需求,既可降低开发4G的风险,又支持更多系列产品的开发。另外,由于软件无线电技术减少了硅芯片的应用,可有效降低成本,更利于推广使用。在4G技术的网络支持方面,由于通信系统选择的是基于IP全分组形式基础上的数据传输流,因此IPv6将成为下一代的网络协议。总之,随着计算机技术、通信技术以及微电子技术的快速发展,必然能够有效解决软件无线电技术发展中遇到的困难,让软件无线电技术在未来4G通信技术中获得更好的发展空间。

四、结语

总之,软件无线电技术有着传统数字无线电所无法比拟的优势,在将来的发展和应用上一定会越来越广泛,特别是在第四代移动通信的普及和推广道路上,软件无线电技术一定会贡献越来越多的力量。

参考文献:

[1]朱瑞平.软件无线电技术[J].科技传播,2012,04.

[2]李飞,粟欣,曾捷.软件无线电技术及其在军事领域的应用[J].科学技术与工程,2012,11.

[3]张学成.浅析软件无线电技术在现代通信系统中的应用[J].无线互联科技,2014,01.

无线电论文范文第2篇

“通过无线电测向机,找到无线电信号最强的地方,就成功了!”9月19日,在山西省科學技术馆全国科普日活动启动仪式现场,山西省无线电协会的负责人刘艳芳对记者说,“无线电测运动是竞技体育项目之一,也是无线电活动的主要内容。它类似于众所周知的捉迷藏游戏,但它是寻找能发射无线电波的小型信号源(即发射机),是现代无线电通讯技术与传统捉迷藏游戏的结合。”

无线电测向运动又称“无线电猎狐”,之前多用于航海与军事领域。随着无线电测向技术的发展,逐渐被应用到交通、天文、气象、环保、救灾等领域,近年来,又被广大无线电爱好者推宠为一项趣闻横生的科技运动。据了解,该运动可根据参加者的实际情况和爱好自行选择,具有较高的灵活性和自主性。无线电测向运动场地没有固定模式,校园、公园、郊外平原、丘陵等区域都可进行,参与者的年龄跨度也比较大,老年、中年、青少年、幼儿均可参加。参与形式可由单人、双人、家庭等不同形式进行,隐藏电台设置可多可少,运动方式可选择快跑、慢跑、快走、慢走等。

无线电论文范文第3篇

摘  要:21世纪以来,互联网技术在相关政策的推动下迅速发展。在互联网的应用之下,对于数据传输的要求激增,极大地促进了通信技术的发展,通信技术的发展,在3G时代还没有冷却时就已经诞生了4G移动通信技术,4G移动通信技术拥有更加安全的特点,同时由于建立在3G通信技术基础之上,其适应性能更加强大,传输数据的速度与效率都有了显著的提升。通信技术的运用依赖于底层的信道编码技术,文章主要是针对4G移动通信信道编码技术展开相关的论述,对于信道编码的执行过程进行了论述,并对比较熟悉的数据传输的编码设计方案进行了论述,主要是上行链路与下行链路的传输设计,进而提出更好的解决方案,对于通信技术进一步的发展做出应有的研究与努力。

关键词:3G通信;4G通信;信道编码技术

0  引  言

通信技术自出现到现在已经有将近一个世纪的时间了。目前通信技术发展较为成熟,且应用广泛。从技术角度来看,4G移动通信涉及到的技术层较为广泛,且都是WiMAX所采取的相关技术,在早期的IEEE 802.16e标准下有Turbo码等纠错能力较强,但是存在着较大延迟的信道码,也有简单、延迟低的LDPC码。本文的下行链路将结合LPDC的结构简单、低延迟的特点进行编码,上行链路中為了保障通信的质量可靠,采用了纠错能力较强的Turbo码进行编码,最后对上下行链路的编码方法、原理进行介绍。本文的研究目的是对4G移动通信信道中上、下行链路的编码及方法进行探究,并结合各个理论点,从而达到以Turbo码与LDPC码相结合的方式完成对4G移动通信信道的编码。研究的意义是采用了合理的上下行链路编码的方法,从而达到通信信道编码及通信方式的最优化。

1  4G 移动通信介绍

在移动通信的发展以及互联网的不断发展之下,催生了许多移动通信的业务,之前移动通信的业务形式比较单一化,主要是通信设备的生产者与移动设备通信的运营者之间进行的业务交流,现代化、多元化的业务形式包含了众多新兴的元素的加入,比如腾讯微信,新浪微博等移动互联网应用背景下的软件运营与服务,而这些软件的应用与人们的精神生活以及物质生活息息相关,大量的需求要求更快更好的通信能力。

4G移动通信系统的基本特点包含以下几个主要方面:

(1)4G移动通信系统拥有极高的数据传输速度,能够即时接发数据并完成相应的处理;

(2)通信系统是通过IP地址进行无线连接的、使用普遍的机器之间的数据传输;

(3)基于IP地址通信,因而能够在更多的系统之间进行相应的数据通信。4G通信技术能够提供更加便利与实惠的方式供用户去选择,受到广泛的喜爱与支持。

4G通信系统对于宽带与带宽的极强的抗干扰能力能够实现多种业务互通,并有效、准确地进行信号的传递,具有较大的信道系统容量、较高的信道传输速率、较高的信道传输质量,能够实现数据的高速传输,减少等待时间,同时能够保证系统在低能量消耗状态下的性能,其所依赖的技术主要是以下几种:

(1)正交频分复用技术;

(2)无线电技术;

(3)多输入、多输出技术;

(4)基于IP的连接方式;

(5)高性能接收机;

(6)Turbo码与LDPC码相结合。

2  接发技术方案研究

2.1  接入方式和多址方案

OFDM是在無线环境下利用高速传输技术,将在频率范围内的给定频道分成多个直角下频道,在每个下频道使用一个子回波进行调制,调整结束后,整个频道不是平的,而是有选择频率的。但是各个子段的频道比较平坦,子段的信号由协带站传送,信号带宽小于该子段的带宽。OFDM技术的优点是消除或减少信号波段之间的干扰。对多路阻塞和多普勒频率移动不敏感,能够提高光谱利用率,提高低成本单接收器可用性。

2.2  MIMO技术

MIMO技术是一种多发射多接收天线,利用多接收天线来实现空间环路的技术,纵向多接收天线可将通讯连接分解成多个并行子路,大大提高其容量。至于信息容量,即使是多接收天线与不同辐射天线之间相互关联而又相互独立的情况下,MIMO系统也可以改善系统的噪音性能,以确保相当大的容量。例如,接收天线的总天线数为8个,平均接收噪音为20分贝,其容量最多为42 bps/Hz,单天线系统容量可超过20倍。所以MIMO技术是在有限的电力带宽的无线频道中提高数据传输速度、系统容量、传输质量的空间分集技术。MIMO系统在目前无线频谱资源不足的情况下展现出了巨大的优势。

3  4G移动通信系统信道编码技术研究

3.1  Turbo码和LDPC码

3.1.1  Turbo码

Turbo码又称为并行级联卷积码,它是由两个反馈的系统卷积编码器通过一个交织器并行连接而成,编码后的校验位经过删余阵,从而产生不同的码率的码字。它巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起,在实现随机编码思想的同时,通过交织器实现用短码构造长码的方法,并采用软输出迭代译码来逼近最大似然译码。Turbo码充分利用了Shannon信道编码定理的基本条件,具有很好的纠错性能,以及很强的抗衰落、抗干扰能力,性能接近Shannon理论极限,而且编译码的复杂度不高,现已广泛应用于移动通信系统中。

经典的Turbo码编码框图如图1所示,S是输入的信息比特流,P1是S经过第一个递归,图1为经典的Turbo码编码框图,S是输入的信息比特流,P1是S经过第一个递归系统卷积码输出的校验位比特流。Turbo码编码示例图如图2所示,列举了一个具体的Turbo码的例子。

3.1.2  LDPC码

LDPC码,即低密度奇偶校验码,是一种校验矩阵H中只有很少的元素为“1”,大部分元素都是“0”的一种线性分组码。它的性能接近Shannon理论极限,可以达到很高的码率,而且LDPC码基于置信传播的译码算法本质上是并行算法,有利于硬件的并行实现,可以达到很高的译码速度。LDPC码已经广泛应用于光通信、卫星通信、深空通信、第四代移动通信系统、高速与甚高速率数字用户线等。

3.2  上行链路数据编码方案设计

上行链路的设计主要是通过一种叫作Turbo的编码来进行设计的,该编码是现在主流编码中最受欢迎的一种编码方式,该编码采用了分组编码的方式,能够在很大程度上降低外界的噪音干扰,具有较强的抗干扰能力,对于信号的减弱在一定程度上也具有较为良好的控制作用,信号在信道传输过程中具有较强的保真效果,应用效果显著,被大量投入实践和使用。

Turbo码一般是建立在一种或者两种编码方式的结合之上,最为常见的编码是奇偶校验码,一般是在信息分组的后面加上一个用来校验的位,并进行比对,还有一种主要的编码方式是拓展汉明码,一般是在拓展汉明码的后面增加一个校验位,用来进行比对,这两种编码单独或者相互结合使用。

3.3  下行链路数据编码相关设计

下行链路的设计与上行链路的设计有很大的不同,下行链路设计主要是通过一种叫作循环矩阵的矩阵,进行一定的位移变换形成H矩阵,这样的方式能够对普通的编码进行改造,形成一种叫作QC-LDPC的编码,这种编码结合了快速并行解码的方式,能够实现节点之间信息随机置换,更加快速地实转换信息。举个例子,在信息的传输过程中,将信息检查的节点称作A节点,信息通过检查以后,信息的值便是固定的,之后信息传递到节点B,经过循环过程到达A,反复之后,在节点A的最终节点完成信息循环过程,节点B向节点A每次发送信息,都会以相同的概率进行信息传递。

4  结  论

本文分析研究了4G移动通信系统的信道编码技术,采用了纠错能力很强的分组Turbo码,同时考虑使用低复杂度、低延时的LDPC码。在移动通信技术发展过程中,需要不断发掘与研究先进的信道编码技术来提供更好的网络服务,并结合具体的实际环境及其纠错能力和译码延时来选择更加合理的编码技术作为通信信道的编码技术支撑,从而在最大程度上实现通信方式的最优化。

参考文献:

[1] 王明旭.4G-LTE移动通信技术的运用 [J].电子技术与软件工程,2019(18):10-11.

[2] 周超,江诗禹.浅析4G基站在移动通信教学中的应用 [J].科技经济导刊,2019,27(26):42.

[3] 王凯帆.移动通信无线技术智能化发展研究 [J].中国新通信,2019,21(15):33.

[4] 朱芸.4G移动通信网络规划与优化方法探讨 [J].信息系统工程,2019(6):40.

[5] Borza P N,Machedon-Pisu M ,Hamza-Lup F . Design of Wireless Sensors for IoT with Energy Storage and Communication Channel Heterogeneity [J]. Sensors,2019,19(15):3364.

作者简介:巴格达提(1995.04-),男,哈萨克族,哈萨克斯坦人,研究生,研究方向:通信与信息系统。

无线电论文范文第4篇

摘要:针对部分车辆在扭矩测试中安装受到空间狭窄限制、测试数据包丢失等问题,依托应变测试原理和无线传输技术,设计了一套无线传输的扭矩测试系统,用于研究装甲车辆在不同环境条件下的动力性能,准确的进行实车扭矩测试,对于提升柴油机的输出性能和可靠性,充分发挥装备的战技术性能,提升训练效果具有重要意义,最后进行了实验测试,并对应变式传动轴扭矩测试系统作了总结和评价。

关键词:传动轴;扭矩;测量

Key words: transmission shaft;torque strain;gauges

0  引言

扭矩是反应动力系统的基本载荷形式,是检测发动机性能的重要参数,作为实现发动机状态监测、故障诊断和保证车辆无事故发生的重要手段,因此扭矩的准确测量,获得精确的扭矩数值显得至关重要,在工程上具有重大的研究价值和现实意义。根据扭矩不同的测量原理,传动轴扭矩测量主要有传递法、平衡力法和能量转换法三种类型,常用的扭矩测量方法主要有电阻应变式扭矩测试方法、磁弹性扭矩测试方法、电容式扭矩测量方法、光电式扭矩测量方法、光纤式扭矩测量方法、无线声表面波扭矩测量方法等,本文重点研究的是基于電阻应变片的扭矩测量方法[1-4]。

1  扭矩测量原理[5]

根据材料力学的理论知识可知,传动轴在扭矩作用下,表面应力将会发生变形,在与轴线成45°和-45°的方向上产生最大的压应力和拉应力,贴片方法如图1所示,分别在这两个方向粘贴两个应变片,在传动轴受到扭矩M作用时,传动轴发生变形引起应变片发生形变,其变量与扭矩M成正相关,公式如下:

式中:ε为应变值、D为传动轴的外径、G为材料的弹性模量、d为传动轴的内径,从公式(1)中能够看出,在已知轴的材质和内外径的时候,可以根据材料变形ε,能够求出作用在轴上的扭矩[6]。

测量电路如图2,电阻应变片的初始电阻为R1=R2=R3=R4=R,各个电阻的变化量分别为ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4,当电桥处于平衡状态时,因为R1R4=R2R3,所以整个电桥的输出电压UDB=0,传动轴受到扭矩作用时,四个电阻应变片R1、R2、R3、R4分别产生相应正负应变,电桥处于不平衡状态,此时电桥输出电压ΔUDB与各桥臂电阻以及电阻变化之间的关系为[7]:

可知输出电压UDB和应变片电阻值ΔR的变化量成正比。全桥电路即能起到温度补偿作用,又能提高输出灵敏度,可以减小外界环境变化对应变片输出数据的影响[8]。

2  硬件设计

2.1 电源电路

电池的输出电压不够稳定,因此不能直接作为输出电源进行桥路激励,需要经过高输出电流运放THS4032来提高负载供电和远端补偿的能力,双路放大器THS4032可提供卓越的交流性能,主要在低失真和低噪声环境的应用,采用诺芯德科技有限公司生产的MAX4624芯片进行电平转换提供的电压来保证桥路激励稳定输出。

2.2 信号放大和滤波

应变片因变形而输出的电压信号较为薄弱,为了排除外部噪声和环境干扰,必须进行信号放大才能处理,通过可编程的信号调节器PGA309来实现,PGA309是一个精密的低漂移、低噪声、前端可编程的增益放大器,不但能够放大输出的扭矩信号,而且能为零点测量范围、零点漂移、测量范围漂移和线性误差提供数字校准,可实现为嵌入式传感器直流偏置补偿器提供了温度补偿和进行调整功能,其校准参数存储在外部非易失性的存储器中以避免手动微调并保证长时间输出稳定的参考电压[6]。放大器放大后的信号常常含有一些干扰信号,必须经过滤波器进行滤波去除干扰信号,我们使用低通滤波器进行排除干扰信号。

2.3 A/D模数装换

电路所采集的模拟信号必须经过模数转换成数字信号才能够被单片机处理,采用TI公司ADS1256 24位ADC采集卡作为A/D数模转换模块的主芯片,其通道的A/D转换能够单次、连续、扫描或间断模式的执行,ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中,采集卡的采集速率为30K/s,精度可达到0.00001,抗干扰能力较强,能够满足扭矩测试精度的要求。

2.4 无线传输模块

现阶段无线传输类的芯片有很多,考虑到测试系统的工作环境,芯片类型的选择必须满足性能可靠、价格低廉、结构小巧、低耗能的要求。WizFi220是一款低功耗的“串口转WiFi”模块,在休眠状态下只有微安级的功耗。它具备串行UART接口,可以通过简单的8/16/32位指令连接到设备上,能够简单、方便、快捷地为设备提供Wi-Fi功能。该模块支持的数据速率可达到11Mbps,与802.11b兼容,可以快速建立一个基于串口(URAT)与PC或外部微处理器的连接。WizFi220对于有一点或者没有无线网络或RF技术的设备是一种非常理想的解决方案。支持WEP,WPA,WPA2-PSK,Enterprise,具有很高的保密性,还可以通过动态电源管理达到极低的能量消耗,尺寸紧凑,工作温度:-40°到85°。其参数如表1。

3  软件设计程序

软件的主要功能包括参数配置、数据采集、数据滤波、存储和回放,具体流程如图3,为了满足各项具体功能的实现,主要功能模块下还含有一些单一的模块,基于应变片的传动轴扭矩测试系统的整体工作过程:桥路激励由内置电池供电保证平稳长时间运行,发射器固定在传动轴上,应变片发生形变而输出的毫伏级电压信号经过放大、低通滤波、A/D模块转换后发送,数据采集卡负责采集和存储电压值,上位机软件由用户操作进行实时显示、分析和回放[6][9]。

4  实车测试

在实车测试过程中,为了解决扭矩测试设备同传动轴一起高速旋转不被离心力甩出的问题,利用SolidWorks软件设计了安装用的卡具,把设备固定在卡具上随传动轴一起转动,保证了设备的测试精度和设备的稳固性。在进行应变片设备安装的过程中,由于设备受到了空间狭小的现场条件限制,很难有效的保证应变片安装的精度从而影响测试效果,为了解决这个问题,专门设计了应变片安装仪并申请专利,保证安装的方便、快捷、有效和应变片安装位置、方向的精度要求,提高了测试精度,避免了因为应变片粘贴位置和方向偏差造成的人为测试误差。在某型号履带式装甲车辆上进行了实车测试,如图4,测试的具体参数为:被测轴直径为54mm、弹性模量为206Gpa、泊松比为0.25μ,采样频率为fs=1kHz,车辆匀速行驶,转速控制在800r/min,测得传动装置输出轴扭矩如图5所示,能够看出扭矩测试系统测得的扭矩信号稳定,并能反映传动端扭矩的交变波动。

5  结论

本文针对部分车辆在扭矩测试中设备安装空间受限、测试数据包丢失等问题,依托应变测试原理和无线传输技术,设计了一套无线传输的扭矩测试系统,并在实车上进行了实验测试,取得了较好的效果,结果表明该套设备体积小、安装方便快捷、受周围环境影响较小、能够在各种复杂环境中使用,有效的克服了安装空间狭小测试和数据包丢失的问题,对研究柴油机动力性能和状态监测都具有重要的意义。但是測试设备的稳定性和精确性还可以进一步提高,这也将是以后研究的重点。

参考文献:

[1]王岩,储江伟.扭矩测量方法现状及发展趋势[J].林业机械与木工设备,2010,38(11):14-18.

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[3]刘翔,黄文平,牛慧萍等.基于相位差的转轴扭矩测量中的零位识别与处理[J].宇航计测技术,2018,38(4):49-54.

[4]栾振辉,郑猛,刘肖.扭矩自检型行星齿轮减速器研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2016,36(6):61-66.

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[7]卢腊,刘妤,徐梓翔等.基于stm32的无线动态扭矩测量系统[J].仪表技术与传感器,2018(4):81-86.

[8]汪曲波.船舶推进轴系振动与功率测量分析研究[D].武汉理工大学,2009.

[9]孙玥.工程车辆无线扭矩测试系统的设计与应用[J].现代制造技术与装备,2018(3):14-15.

无线电论文范文第5篇

【摘要】 城市地铁是都市交通的重要部分,起骨干作用,是市民日常出行的主要选择之一。由于乘坐地铁的人员众多,地铁的安全必须严格保障,无线监测通信系统保护地铁列车运营安全的重要手段。文章围绕地铁列车中无线监测通信系统进行研究,结合无线通信技术的应用,完善无线监测通信系统的结构和功能,进而实现地铁列车的安全运行。

【关键词】 地铁列车 无线监测 通信系统

前言:地铁无线监测通信系统主要负责对地铁列车运行过程中的内外部情况予以详尽的掌握。为了打破客观条件的限制,WLAN以及TETRA等无线通信技术得以有效的应用,保证其高速率数据传输和良好的网络覆盖,能够在地铁列车高速运行过程中予以有效的监测和控制,为选择地铁出行的乘客提供安全保障。

一、无线通信技术在地铁运营当中的应用

1.1 WLAN技术的应用

无线局域网简称WLAN,是当前地铁列车中无线监测通信系统当中最主要的应用技术。WLAN技术的应用,是参照相应的标准进行工作。Wireless Fidelity(简称Wi-Fi),在2.4GHz频段内工作运行,最高共享接入速率为11Mbit/s,采即为标准IEEE802.11b。WLAN技术应用的另一标准为802. 1 la,在5.8GHz频段内工作运行,最高共享接入速率为54Mbit/s,在进行分频的过程中,采用正交频分复用(OFDM)技术,在保持最高接入速率的状态下,无障碍接入距离却降低至50m以下。同样应用OFDM技术的标准802. 1 lg,兼容标准802. 1b,能够在2.4GHz频段和5.8GHz频段内工作,其最高共享接入速率为54Mbit/s。WLAN技术在地铁无线监测通信系统当中的应用,对提升地铁列车中无线监测通信质量具有积极的作用[1]。

1.2 3G技术的应用

目前,3G技术在地铁列车无线监测通信系统当中的应用不是特别的多。基于20 MHz 频带进行信号传输,具有良好的传输速度,其峰值可达50 Mbit/s(上行 )和 100Mbit/s(下行)。3G技术的在地铁中的使用,极大的提升了地铁无线监测通信系统的性能,提升了信号的识别率,妥善解决了系统延迟的问题,缩短了睡眠、驻留以及激活状态转换的迁移时间,共享接入速率为100 kbit/s左右,适用于1.25~20 MHz 多种带宽条件。

1.3 TETRA无线技术的应用

TETRA无线技术在地铁无线监测通信系统当中的应用,实现了数字化传输、调度指挥以及电话服务等功能的有效整合,提升了它的开放性和公开性。TETRA技术并不需要通过用户接口,在动态分配带宽的条件下,除了能够进行语音的接收与发送之外,数据、数字图形、图像以及电子邮件同样可以利用TETRA技术来完成信息数据传输。通信链路容纳时隙最多可达4个,通信能力为每个时隙7. 2kbit/s。与此同时,TETRA技术还具有对信息和数据加密的功能。

除了WLAN技术、3G技术以及TETRA技术在地铁列车无线监测通信系统当中的应用之外,WiMAX技术、DVB-T技术以及无线Mesh技术的等无线通信技术得到有效的应用,使无线监测通信系统的功能更加完备[2]。

二、地铁列车中无线监测通信系统的构建

无线监测通信系统基本架构主要由车载系统、轨道旁网络以及监控中心系统组成。车载系统是利用摄像设备进行图像和语音信号的采集、传输和转化。车载系统具有图像采集、网络传输以及数据服务等功能,在进行对车载系统一系列工作流程之后,通过交替切换机传输至监控中心。

在轨道旁网络的接入系统和传输系统当中,由接入系统的接入点AP接受无线信号,并经过交换机进入到服务器当中,进过数据融合处理,去除冗余数据,经过数据充足,将数据流由传输系统传输到控制中心。从某种意义上来说,轨旁网络的作用主要为信息整理。

在监控中心系统当中,由轨道旁网络系统传入的信息数据,主要以视频图像为主,进而对地铁列车进行远程监视,加强监控系统与报警系统之间的联系,车控室、线路控制中心、应急联动中心等是地铁列车中无线监测通信系统重要的控制点,及时对地铁列车的行车异常予以发现、控制和处理,进而维护地铁的运行安全[3]。

三、结论

地铁列车中无线监测通信系统的构建,WLAN技术、3G技术、DVB-T技术以及TETRA技术得以有效的应用,有效保证地铁无线监测通信的良好性能,加强对地铁列车行车的安全控制,达到方便、安全和高效的效果,妥善解决地铁运行过程当中存在的安全问题,促进无线监测通信系统的改进和升级,对地铁运营的安全、可持续发展有着重大的现实意义。

参 考 文 献

[1]田伟. WLAN技术在地铁通信领域中的应用研究[J]. 科技信息,2014,10:155-156.

[2]李实华. 无线通信技术在地铁列车监控系统中的应用研究[J]. 现代物业(上旬刊),2012,07:33-35.

[3]吴招锋,周俊,林必毅. 地铁无线通信技术的研究[J]. 现代城市轨道交通,2010,03:19-23+103.

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