無線通信系統范例6篇

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無線通信系統

無線通信系統范文1

無線通信是近年發展較快和應用較廣的技術,本文通過對某電廠技術改造的研究,提出了以無線通信代替傳統電纜通信的方案。該方案具有實施靈活簡便、系統穩定性好的特點,同時較低的改造成本亦便于推廣。

關鍵詞:無線通信;電纜;工業控制通信系統;成本

一、目的

傳統工業控制通信系統一般使用電纜作為信號傳輸介質,建立這樣的系統需要完成大量的基建工作(制作電纜通道),支付高昂的原料成本,且建成后升級改造和故障排除均十分困難,這對生產企業來說既難以接受又無可奈何。

本文的研究目的在于嘗試設計和建立一種無線工業控制通信系統,在滿足工業控制系統通信穩定可靠的情況下,同時具備價格低廉和安裝維護簡便的特點,以代替傳統的電纜通信。

二、案例

某電廠燃料碼頭現有二臺25T橋式抓斗卸船機,自2011年開始,卸船機與輸煤集控之間通信故障頻發,在卸煤作業中聯鎖狀態時有時無,故障除了影響生產效率外,更對巡檢人員的安全構成了威脅。

1.故障分析

(1)電纜線芯受損:由于碼頭工作環境相對惡劣,電纜保護外殼易老化損壞,此時,卸船機行走所產生的拉力將有部分由電纜線芯承擔,線芯因此出現斷裂現象,引起故障。

(2)通信終端故障:收發信息的I/O模塊跟轉換電壓用的繼電器,在自身損壞或接線不牢的情況下均可能引起故障。

2.改進方法

設計并建立一個基于無線通信技術的工業控制通信系統,新系統不再使用通信電纜及相關的通信終端,故障亦隨之消除。

設計系統工作流程如下:使用PLC/上位機采集控制系統中的數據,再利用硬件對該數據進行調制,發射電臺將經過調制后的數據以電磁波的形式傳播到信號覆蓋區域內,指定的電臺對其進行接收、解調,最終數據到達目標上位機/PLC處。

根據實際工況,通信系統按照1主站4從站的方式配置,如圖1所示;選用了型號為RLXIB-IHN的以太網調制解調器作為電臺使用,性能參數見表1。

三、結論

月度維護隨機地點測試結果(組圖1):

1.通訊的無線信號強度:

輸煤運轉樓主站:為信號發送者信號滿格,頻道帶寬為2.4G*2

煤電綜合樓從站:SNR=27,信號為 優良

頻道帶寬為2.4G*2,與主站通訊標稱速度為 300M

現有信號下通訊 速率最大150M

數據交換速度為 1~2ms 一次。

#1卸船機從站:SNR=27 ,信號為優良。

頻道帶寬為2.4G*2,與主站通訊標稱速度為 300M

現有信號下通訊 速率最大150M

數據交換速度為 1~2ms 一次,偶爾出現3ms速度。

#2卸船機從站:SNR=30,信號為優良

頻道帶寬為2.4G*2,與主站通訊標稱速度為 300M

現有信號下通訊 速率最大180M

數據交換速度為 1~2ms 一次。

集控室從站:SNR=24,頻道帶寬為2.4G*2。

與主站通訊標稱速度為 110M 。

實際通訊 速率180M

數據交換速度為 1~2ms 一次,偶爾出現3ms速度。

沙角A電廠進行無線通信系統的改造成本約為10萬人民幣,整個改造周期約為2個月,期間可沿用原通信系統;若更換通信電纜,不計算基建費用,材料成本約為19萬人民幣,改造周期約為1個半月,期間設備須停運,由此可見,無線通信系統成本更低,施工過程更靈活。

在現場試運的半年時間內(含雷暴、臺風等惡劣天氣),該系統未出現過通信故障,且在指定區域進行隨機抽查得到的信號強度均能達到良好水平,故認為其穩定可靠。

新技術發展成熟從而代替舊技術,是科技發展的普遍規律,憑借著低廉的成本、簡便靈活的實施方式,無線通信也將在工業控制領域上逐漸替代電纜通信。

四、經驗分享

本次改造的過程總體而言比較順利,對此本人亦有一些心得,在此分享。

電臺位置選擇

在為電臺選擇安裝地點時必須考慮周邊的地理狀況對信號產生的影響,只要仔細留意圖1,就可發現電臺的選址均在較高且四周無障礙物處,這樣可以有效減少信號衰減,增強通信系統的穩定性。

1.硬件兼容性

不同廠家之間的工業控制產品大多存在硬件上不兼容的問題,在購買硬件前應先通過咨詢銷售方技術人員進行確認,以免出現需額外增加轉換器的狀況。

2.系統實現方法

只要確定了系統的工作流程,即可利用軟硬件進行實現,方法繁多,不一而足,現提供案例中的解決方案以作參考:

(1)此方案選用了OPC軟件KEPSERVER及組態軟件INTOUCH;

(2)將KEPSERVER及INTOUCH安裝至上位機;

(3)使用INTOUCH與本地PLC組態,建立變量表;

使用KEPSERVER與遠方PLC連接,再根據上位機的操作,從遠方PLC讀取數據至變量表中或從變量表中抽取數據寫至遠程PLC中。

至此即可實現兩個控制設備之間的無線通信。

參考文獻:

無線通信系統范文2

機車在運行過程中產生的記錄數據必須全部下載下來并轉存到地面運行數據庫中,在這一過程中運行數據一般采用大容量數據存儲設備或者其他數據傳輸方式來傳輸,這種數據傳輸方式不僅需要借助大容量的數據存儲設備,同時也必須經歷數據傳輸的人工送存階段,不僅增加了數據信息的傳輸復雜性,而且讓數據的傳輸存儲活動面臨著一定的操作風險,不利于數據信息的規范化管理,在數據信息傳輸的這種形勢下,采用無線通信技術能夠實現機車與地面信息管理中心之間的無線通信,可以簡化數據管理的工作過程,并提高數據通信的穩定性和可靠性。

二、硬件配置

1、數轉電臺。

RF-418數轉電臺是無線通信領域的一種新型產品,其在提高了自身通信技術水平和通信質量的前提下,實現了與單片機之間的無線通信,在運行中可以提供RF測試、雙向通信測試、一般數據傳送、自動調頻數據傳送等四種工作模式。這四種模式之間的切換簡單方便,在保證其自身高可操作性的同時也提供了多樣化的數據傳輸形式,最大限度的滿足了機車和地面數據中心之間的通信需求。

2、數轉電臺與車載微機的接口。

無線通信技術在單片機通信系統中的應用,存在的最大問題就是數轉電臺與車載微機的對接問題,在單片機通信系統運行過程中,要保證數轉電臺與車載微機之間對接的準確性和數據傳輸的穩定性。車載微機系統采用的處理器是DALLAS公司研發的DS80C320處理器,其在運行中能夠提供兩個全雙工串行口,兩個數據指針、13個中斷源。通過處理器自身強大的數據處理能力,可以結合數轉電臺和車載微機所處的不同的實際運行狀況,對其對接的方式進行選擇,保證數轉電臺車載微機系統在對接活動中最大限度的接口連接安全和數據傳輸安全,減輕了單片機控制接口的負擔,同時提高了單片機通信系統運行的可靠性。

三、通信軟件設計

1、通信格式。

車載微機向地面通信系統發送請求信號主形式為ABBAIDSUMNFF、其中數據幀一共包含有6個字節,前兩個字節(ABBA)表示起始位置,第三個字(ID)表示該趟列車的車載微機的編碼號,第四字節(SUM)為通信活動中的標注字節,第五字節(N)表示在本次通信活動中從起始字節到結束字節的字節數,是為了防止在通信中信息丟失而設置的,第六字節(FF)表示通信內容結束。無線通信技術在單片機通信系統中的應用,對通信模式最大的創新就是實現了信息通信的數字化。單片機通信系統在我國的應用廣泛的存在著運行中一對多的運行模式,一般大型機務段都擁有數百臺機車。因為鐵路運輸自身的特性,大量的機車回段的時間都不確定,機車在完成運輸任務返回機務段時,應該首先與地面信息系統取得聯系,這種聯系由機車首先發出通信請求,在得到地面信息系統的回應后,與地面信息系統建立通信連接并完成數據信息的轉發。當車載微機連續三次申請通信都得不到回復或者回復信息不正確的時候,車輛管理人員應該保留該車次的數據信息,并與維護人員聯系進行車載微機的修理。

2、程序流程。

無線通信系統范文3

1無線通信系統中的協同傳輸技術的主要方式

隨著無線通信系統的攝入研究,協同通信技術逐漸可以簡述為中繼技術。協同傳輸技術的發展和演變過程主要為:協同傳輸技術中的單一數據流傳輸、復雜數據流傳輸、研究分析無線通信系統中的協同傳輸技術、協同傳輸技術中的上層協議設計。

1.1協同傳輸技術中的單一數據流傳輸

協同傳輸技術中最簡單的傳輸方式就是單一數據流傳輸,包括放大傳輸、解碼傳輸和壓縮傳輸。單一的數據流傳輸只包括了一個信源,一個接收端和一個中繼。數據通過中繼在信源和接收端之間進行通信,中繼只是一個輔助作用,而放大傳輸則是將數據的信息更加簡單化和清晰化地發送給接收端;解碼傳輸協議是在中繼即協同終端的輔助下將接收到的信號解碼后對其重新編碼,再將編好的信號發送給接收端;壓縮傳輸則相反,需要通過協同終端將信號壓縮后再重新發送給接收端,通過這些方式進行協同傳輸可以更好地達到很好的分集效果。但是在傳輸信號時,發送信號的各個環節的進度要一致即同步同時地進行,這在系統的實際操作中有一定的難度。因此,在進行傳輸時要根據實際情況進行選擇,協議產生的成本也會相應地提高。

1.2協同傳輸技術中的復雜數據流傳輸

復雜數據流傳輸主要針對多用戶需要同時發送多種數據的情況。單一數據的協同傳輸在很好地分集的同時,也存在著缺點,即效率低的問題。而在實際操作中,種種因素一定程度上也制約著單一數據協同傳輸,協同終端只能進行一項數據的接收和發送,而無法同時轉發其他的信號,因此,為了進一步提高效率,將網絡編碼運用到多數據的協同傳輸中,大大提高了中繼傳輸技術。將這一多數據協同傳輸方式運用到無線通信系統中,也大大提高了信號傳輸的同時性。多數據針對無線通信系統的廣播性,在協同終端對多用戶的數據進行異或編碼再傳輸給接收端,利用節省傳輸時間創造出的間隙同時操作加快了傳輸效率。

1.3協同傳輸技術中的上層協議設計

單一數據的協同傳輸和多數據的協同傳輸的協議方式主要運用了物理性的處理信號的渠道,在實際的無線通信系統中,上層協議也在實現協同傳輸的實踐中起到了重要的作用。上層協議作為一項重要的研究方向,同時結合了物理性和ARQ兩種協同傳輸,這樣,中繼可以同時監察信源與接收端的數據傳輸和通信,即當接收端發生錯誤時,可以通過發送特殊信號之后,中繼再進一步將之前接收的數據再轉發給接收端。上層協議設計也可以減少能耗,加大無線網絡信號的傳輸量。

2無線通信系統中的協同傳輸技術幾種協議的基本原理

2.1放大型協同傳輸

放大型的協同傳輸可以通過一個比較典型的協同通信系統來實現,假設信源為S,協同終端即中繼為R,接收端則為D,借助中繼R的輔助協同,連接信源S 與接收端D之間的無線通信,無線系統主要采用的模式為時分雙工。放大傳輸實現的基本原理為:在某個個時間間隙,信源S直接發送信號給接收端D,協同終端R借助無線通信軌道的廣播性監聽到了這個信號,接著將接收到的信號進行放大之后再傳輸給接收端。一般要計算放大傳輸的放大因子時得出的值是根據接收端的信號實現最大比合并后的最佳值。

2.2解碼型協同傳輸

和放大型協同傳輸相比較,解碼型協同傳輸的區別在于協同終端R采取了不同的方式來處理接收到的信號。簡單來說,解碼型協同傳輸主要是解調和解碼,進行判斷后再決定是否決定傳輸信號,即解碼正確就可以將接收到的信號進行重新編碼再傳輸給接收端D,解碼錯誤后,協同終端R拒絕參加協同,也不發送接收到的信號給接收端D。如果解碼后不對信號進行判斷正確與否,就有可能存在誤差傳播的錯誤。

2.3以異域為基礎的網絡編碼型協同傳輸

根據單一數據的協同傳輸中的介紹,放大型和解碼型的協同傳輸主要應用于單一數據流的協同傳輸。針對簡單的單一數據的傳輸,以異域為基礎的網絡編碼型協同傳輸通過協同終端R在進行通信的基本原理是:運用時分雙工的模式,不同于傳統的四個時隙的中繼傳輸,異域網絡編碼簡化為三個時隙,即用戶A和用戶B可以發送信號給協同終端R,協同終端同時將接收到的信號進行解碼再重新編碼進行發送,這樣可以減少傳輸的時間,提高效率。

2.4以放大型傳輸為基礎的雙向協同協同終端傳輸

與直接傳輸相比,以異域為基礎的網絡編碼型協同傳輸仍然存在效率低的問題,而以放大型傳輸為基礎的雙向協同協同終端傳輸僅僅可以用兩個時隙提高了效率,基本原理為:在第一個時隙,協同終端R可以同時接收到用戶A和B發送的信號,而在第二個時隙,協同終端R將接收到的信號傳輸給用戶A和B,這樣就在一定程度上節約了一半的時隙。

無線通信系統范文4

關鍵詞:公安專網;無線通信;寬窄帶

1引言

目前,在移動通信技術的發展與普及下,公安在建設專網時可以充分利用已有基站通信進,并在這一基礎上,促進窄帶通信的發展,以來滿足業務增多、維護費用降低等要求。而這也意味著必須實現公安專網無線通信系統的寬窄帶融合,讓寬帶負責多媒體業務,窄帶負責語言業務,并通過統一管理,達到理想專網通信效果,從而為公安管理的進一步發展奠定良好基礎。

2公安專網無線通信建設需求

當前,公安專網主要涉及四方面的無線通信系統。第一是350M的無線集群通信系統,這一系統的作用是實現語音通信,主要有PDT數字集群、Tetra數字集群以及MPT1327模擬集群等系統[1]。在具體應用中,該系統是應用最廣泛,也是使用時間最長的系統。第二是340M的無線圖像傳輸系統。在通過一定溝通后,工信部將336~344頻段劃分給公安部門專用,讓其在緊急情況下可以實現點對點的圖像傳輸。但是,因為頻率資源有較大缺陷,在這一頻段中進行大規模組網會面臨巨大難度。第三是VPN和移動通信。移動警務的應用系統是通過移動通信網絡來做好VPN接入與信息訪問工作,從而實現數據的采集、訪問、上傳以及下載等。第四是VSAT衛星通信系統。

3公安專網無線通信系統使用現狀

目前,大部分警員仍然使用傳統模擬對講系統,但是在各種因素限制下,這一系統無法對定位、數據以及短信等業務提供支持,使得警員無法進行精細定位、扁平調度,不能滿足現代警務工作需求。2014年6月,公安部門將PDT定為數字集群的唯一標準,有效解決了聽到找不到的問題,但是從本質上看,PDT仍屬于移動通信技術,在調制技術與寬帶的限制下,其無法進行高速傳輸,使得警員在處理任務時,無法實現高數數據查詢與雙向傳輸。在3G、4G網絡的運用下,解決了找到看不到問題,但是因為運營商網絡是全社會共用的,還存在較為嚴重的安全問題和可靠性問題,會給公安工作帶來不良影響。LTE專網具有傳輸快、無線頻譜利用率較高、成熟可靠、時延小以及結構簡單等特點。但是,由于LTE具有頻點高與寬帶大特征,使得其需要的基站數量非常多,很多地方不但無法承擔大規模投資,在人才方面也較為匱乏[2]。專用頻段與無線圖像傳輸系統的運用,在一定程度上解決了投資與需求之間的矛盾。但是,圖傳系統還存在容量有限、極易受干擾、終端聯通性差以及設備不兼容等問題,無法達到理想警用效果。

4公安專網無線通信系統寬窄帶融合方案

4.1總體架構

寬窄帶融合指的是實現終端、網絡以及應用實現端融合。因此,其方案也被稱作寬窄帶新融合方案。這一方案最突出的作用是可以依照當前專網建設的實際情況,為融合中存在的問題提供有效解決措施。寬窄帶新融合方案主要是由五部分構成,即終端、無線接入網、核心網、網管系統以及統一調度平臺。在各種融合驗證作用下,這一方案可以突破管道限制,并將全面融合業務體驗提供給相關人員。

4.2方案特點

在建設內容上,融合方案特點可以分成窄帶建設、公網疊加以及專網LTE融合三部分。窄帶建設指的是通過短數據全覆蓋和重要任務語音業務的提供,有效滿足調度指揮業務的實際需求。公網疊加無需建設單獨寬帶專網就能夠實現數據接入,在對窄帶核心網進行升級后,通過多媒體通信業務,可以實現寬、窄帶的互通。專網LTE融合指的是應該在熱點和關鍵區域建設LTE專網,并將其與融合核心網相連接,保證專網的覆蓋面積,為重點區域應急數據、語音以及實時視頻等正常運行提供保障,進而逐漸實現專網全覆蓋。

4.3方案描述

第一,在終端方面,四模集群終端可以給予LTE公網、LTE專網以及PDT集群等多種制式同時支持,還可以根據需要對PDT專網與LTE專網進行適當切換。這也意味著一部終端能夠實現寬窄帶融合通信。第二,在無線接入網方面,在公安專網通信中,警用數據集群這一系統長期發揮著基礎作用。LTE專網主要負責熱點區域的寬帶業務,為了滿足該地區連續覆蓋的需求,應該將一體化基站部署在應急通信場景中,加強對重點區域的覆蓋;在寬帶業務實現廣泛覆蓋中,還應該發揮現有340M圖像傳輸系統、互聯網、3G或者是LTE公網以及衛星通信的輔助作用。第三,在核心網方面,寬窄帶融合中的核心內容是核心網融合,應該將不同通信制式基站接入落到實處。同時,還應該對寬窄帶進行統一編組,實現不同制式終端的統一開戶、鑒權以及管理。另外,還應該對現有窄帶核心網進行升級,使其成為寬窄帶融合網,以保障現有投資。第四,在網絡管理方面,通過統一網絡、開戶、監控、配置以及管理,可以將多網絡運維體驗提供給相關工作者。第五,在調度平臺方面,在全融合多媒體調度的作用下,可以在PGIS的基礎上,實現多媒體指揮調度、實時態勢顯現以及全方位圖像顯示。

4.4實施案例

寬窄帶融合指的并不是將寬帶網絡與窄帶網絡簡單融合在一起,而是對無線終端、基站、交換中心、網絡管理及指揮調度等方面的融合。以某公安廳寬窄帶融合為例,該省對全省聯網PDT系統進行了建設,警用窄帶終端的配備率為80%。在項目實施中,增加了寬窄帶融合多模終端的配置,并且在同一多模終端中,寬帶與窄帶有著相同號碼。同時,還將LTE基站建設在了該省熱點地區,如政府機關地區、車站等。另外,還對省廳原有窄帶交換中心進行了升級,使其成為有效融合寬窄帶的交換中心,并且PDT與LTE基站都和這一交換中心相接。網絡管理可以對寬帶網絡與窄帶網絡進行統一管理,并實現兩種終端的統一開戶。同時,在公安廳指揮中心,不管是窄帶終端還是雙模終端,都發揮著指揮調度的作用。通過上述融合,不但可以讓窄帶終端與雙模終端實現互聯互通,還能通過對多模終端寬帶的運用,實現圖像與視頻的上傳、下推。因為該省完成了PDT系統聯網建設,因此在寬窄帶融合項目建設中,其在全融合技術方案的實施下,不僅滿足了終端互聯互通、圖像與視頻上傳下推等要求,還真正達到了調度指揮目的,即聽見、看到以及看清[3]。

無線通信系統范文5

【關鍵詞】無線寬帶 射頻 收發前端

射頻又簡稱為RF,是一種能夠進行空間輻射的電磁波,而射頻信號則是一種通過高頻電流進行調制以后的電信號,是無線電信號中頻率較高的一種信號。隨著無線通信在人們生活各領域的廣泛應用,射頻技術也有著不可替代的作用。為了能夠使信息傳輸質量更高,在移動通信射頻收發系統中,射頻模塊處理寬帶高頻模擬信號,基帶部分則處理頻率低的模擬和數字信號。本文通過對無線通信射頻收發系統進行設計,根據射頻收發系統的工作原理,并對整個無線通信射頻收發系統進行技術指標測試。

一、寬帶無線通信系統組成

系統主要由基帶處理單元,中頻處理單元,射頻單元,協議與控制4 大部分組成。

(一) 基帶處理單元

完成數據信道編碼解碼處理、CCK 調制解調、同步時鐘提取,系統同步控制與處理等。

(二) 中頻處理單元

通過上、下變頻,完成射頻與中頻的轉換,并完成數模及模數轉換。

(三) 射頻單元

發送端將話音、數據、圖像信號調制在發射射頻信號上,經濾波、放大、功放送天線發射;接收端接收射頻信號,經放大、濾波和變頻后,輸出固定的中頻信號到中頻處理模塊。

(四) 協議與控制單元

TDMA/TDD 協議控制、數據組幀與完整性檢測處理,提供圖像,語音,數據等的接口,以便進入處理單元。

二、無線通信射頻收發系統設計

無線通信射頻收發系統由射頻收發系統工作原理我們可以得知,接收機為超外差結構,信號在經過2次下變頻以后,RF頻段為3.5GHZ,射頻為100MHZ,當信號路過濾波器以后,通過低噪聲放大器等進行處理,并與本振混頻變頻道中頻2.5GHZ、100MHZ,放大處理后由IQ解調進入ADC;而發射機為直接變頻結構,信號只需要通過1次上變頻,由過濾器放大IQ調制,并發射射頻線路,通過濾波器由PA調制,隨后進行開關和天線發射。其中,所有晶振為10MHZ,頻率為2.5PPM,輸入和輸出電壓分別為3V、0.8V,本振一、二級輸出頻率為:PLL1和PLL2,巴倫插損為0.54dB。因此,通過計算得出無線射頻接收機和發射機的增益為:RXmax G = 9 3 . 9 6 dBm、RXmin G = 3 3 . 9 6 dBm; max GTX = 2 9 . 1 dBm、min GTX =-31.5dBm,無線射頻接收機噪聲系數為: RX NF =3.42dB,IIP3,RX=-15dBm。

三、射頻收發系統的工作原理

(一)射頻發射機的工作原理

無線射頻發射機主要是通過調制和放大功率,以及上變頻和濾波將低頻基帶信號轉換成高頻射頻的一個處理過程。該系統由天線、調制器、本振器、數模轉換器(DAC)、濾波器,以及放大器和混頻器等構成。其中,調制器的調制過程由低頻信號轉移至高頻段進行傳播,調制的方式為模擬和數字調制;本振器主要由數字分頻和鑒相器,以及鎖相環等電路構成。通過將頻率送至混頻器,并與濾波器送至的頻率相乘由后級進行處理;DAC主要完成數字信號轉換成為模擬信號的一個處理過程,一般由電阻網絡和基準電源、模擬開關和運算放大器等構成;濾波器主要用于過濾有效信號和過濾其它干擾等信號,根據功能在無線射頻發射機中涉及信道選擇濾波器和射頻濾波器,以及鏡像抑制濾波器等;混頻器主要用于變頻,屬于一種頻率調制器,以保持原載頻已調信號調制方式,將已調低頻基帶信號轉換成已調高頻射頻信號;在無線通信射頻發射機中,放大器涉及IF和RF信號幅度放大和功率放大器。通過幅度放大器增大或降低信號后,再通過功率放大器將信號功率放大后才能加載至天線進行發射。其常見指標涉及輸出功率、頻率穩定度、鄰道泄露功率比、頻率和相位誤差、頻譜純度、矢量幅度誤差等。

(二)射頻接收機的工作原理

射頻接收機主要通過對發射機傳送的射頻信號進行接收以后,下變頻至低頻信號進行有效信息的解調。該射頻接收機處于無線通信射頻收發系統的前端,因此,射頻接收機性能的好壞和結構是否合理直接對無線射頻收發系統造成影響。當天線接收空間將射頻信號傳送至LNA放大,并通過變頻操作轉換為低頻基帶信號進行有效信號解調和幅度的放大,最后模擬信號在ADC轉變為數字信號以后,由DSP處理或由后端設備進行處理。其常見指標涉及接收靈敏度、噪聲系數、鄰信道選擇性、動態范圍等。在無線通信射頻收發系統中,信息的變換主要通過調制和解調來完成,而調制和解調的目的主要是為了將信號變換成合適的傳輸信號,以實現信道復用、改變被信號占用的帶寬,以及改善整個系統的性能等。

四、設計思路及實現方案

本文采用超外差模式實現收發機RF前端,接收與發射采用TDD模式切換,通過兩次變頻達到所需頻段,收發射頻信號頻段為325MHz~355MHz,信道帶寬8MHz,中頻為10MHz。

(一)PLL設計

射頻本振采用AD I公司的ADF4360系列產品,該產品片內集成VCO,且具有較低的相位噪聲,圖2為ADF4360鎖相環電路圖,電路中采用高穩定性的晶振,可以利用晶振諧波實現二次混頻本振信號。

(二) 收發信道設計

接收信道設計需要保證噪聲、增益、靈敏度、臨道抑制滿足系統要求。根據噪聲級聯公式可知,信道噪聲主要決定于系統前端,為了使接收機的總噪聲系數小,要求前級的噪聲系數小、增益高。發射信道采用高線性的混頻器和放大器達到高線性度,采用數控衰減器調整增益范圍,在實際應用中,為達到遠距離發射,可以外接大功率放大器。

隨著人們生活水平的不斷提高,無線通信技術和射頻技術的廣泛應用,人們對無線通信的要求也將越來越高。完成一個無線通信射頻收發系統的設計,系統的性能和結構是整個系統的關鍵,我們要加強寬帶無線通信系統射頻收發前端研究。

參考文獻:

無線通信系統范文6

經過了幾十年的發展,移動通信使得人們生活和工作得到了翻天覆地的變化。當今已進入了信息化發展的新時代,由于移動終端越來越普及,使得多媒體數據業務的需求量極具增長??梢灶A測到,移動通信網絡將在2020年增長1000倍的容量和100倍的連接數,眾多的用戶接入以及很低的營運成本的需求也會隨之出現。因此,對5G無線網絡技術的研究就顯得格外重要。鑒于此,筆者希望本文的論述能夠對5G無線通信網絡技術的研究起到拋磚引玉的作用。

一、5G無線通信系統概述

5G無線通信和4G相比具有更高的傳輸速率,其覆蓋性能、傳輸時延以及用戶體驗方面比4G更加良好,5G通信和4G通信之間有效的結合將貴構成一個全新的無線移動通信網絡促進其進一步擴展。當前國內外對5G無線通信技術的研究已經進入到了深入時期,如2013年歐盟建立的5G研研發項目METIS(mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society)項目,中國和韓國共同建立的5G技術論壇以及我國的813計劃研發工程的啟動。

由此可以看出5G無線通信是移動互聯網在外來發展的最為重要的驅動力,將對移動互聯網作為未來新興業務的基礎平臺起到了重要的推動作用。而當前在互聯網進行的各種業務大多都是通過無線傳播的方式進行,而5G技術對這種傳輸的效率和傳輸質量提出了更高的要求。而將5G通信系統和其它通信系統進行有效的結合以及無縫的對接是5G無線通信技術研究的主要方向和目標。因此,在5G無線蓬勃發展的今天,其技術的發展主要呈現出以下特點:

首先,5G通信技術系統更加注重用戶體驗,而良好的用戶體驗主要是以傳輸時延、3D交互游戲為主要支撐來實現。

其次,5G無線通信系統以多點和多用戶協作的網絡組織是其與與其它通信系統相比最為明顯的特點和優勢,這種網絡組織系統使得系統整體的性能得到了極大的提升。

再次,5G無線通信系統和其它通信系統相比應用到了較多的高端頻譜,但是高端頻譜無線電波穿透能力有限,因此,有線和無線相結合是系統采取的最為普遍的組成形式。

二、5G無線通信通信系統的關鍵技術

(一)大規模MIMO 技術

1技術分析

在多種無線通信系統中已經普遍采用了多天線技術,這種技術能夠有效的提升通信系統的頻譜效率,例如,3G系統、LTE、LTE-A、WLAN 等.頻譜效率是隨著天線數量的增多而效率隨之提高。MIMO信道容量的增加和收發天線的數量呈現出近似線性的關系,因此在5G無線系統內采取較多數量的天線是為了有效的提高系統容量。但是當前系統收發終端配備的收發天線數量不多,這是由于天線數量的增多使得系統的空間容量會被壓縮,并且多數量天線技術復雜所造成的。

但是,大規模MIMO 技術的優勢還是非常明顯的,主要體現在以下幾個方面:首先,大規模MIMO分辨率更強,能夠更加深入挖掘到空間維度資源,從而使得多個用戶能夠在大規模MIMO的基站平臺上實現同一頻率資源的同時通信,因此,使得能夠實現小規模數量基站的前提下高頻譜的信息傳輸。其次,大規模 MIMO抗干擾性能強,這是由于其能夠將波束進行集中。再次,能夠極大程度的降低發射功率,提高發射效率。

2我國的研究和應用現狀

我國對大規模MIMO 技術的研究主要是集中在信道模、信道容量以及傳輸技術等方面,在理論模型和實測模型方面的研究比較少,公認的信道模型當前還沒有建立起來,而且傳輸方案都是采用TTD系統,用戶數量少于基站數量使得導頻數和用戶數呈現出線性增長的關系。除此之外采用矩陣運算等非常復雜的運算技術來進行信號檢測和信息編碼。因此,我國要充分挖掘MIMO 技術的內在優勢,結合實際來對通信信道模型進行深入的研究,并且在頻譜效率、無線傳輸方法、合資源調配方法等方面應當進行更多的有效分析和研究。

(二)全雙工技術

所謂全雙工技術就是指信息的同時傳輸和同頻率傳輸的一種通信技術。由于無線網絡通信系統在信息傳輸過程中傳輸終端和接受終端存在一種固有的信號自干擾。全雙工計劃蘇能夠充分的提高頻率利用率,以實現多頻率的信息的信息傳輸,從而改變了一般通信系統不能夠實現同頻率和雙向傳輸的技術現狀,因此這種技術已經成為無線通信技術當前研究的一個重要的關鍵點。這種技術應用在5G無線通信系統中能夠實現無線頻譜資源得到充分的挖掘和利用。當前5G無線通信系統由于接受信號的終端和發射信號的終端頻率之間存在著較大的差異,使得其產生自干擾的現象比較突出,是5G無線通信技術發展的一個主要瓶頸,因此,全雙工技術在5G無線通信系統內有效的應用使得信號自干擾的問題能夠通過相互抵消的方式得到有效的解決。通過模擬端干擾抵消、對已知的干擾信號的數字端干擾抵消等各種新的干擾技術的發展以及這些技術的有效結合使得極大多數信號之間的自干擾現象都基本上得到了有效的抵消。

(三)超密集異構網絡技術

5G無線通信通信系統不僅包括無線傳輸技術,而且也包括后續演化的無線接入技術,因此,5G網絡系統就是各種無線接入技術,例如,5G,4G,LTE, UMTS (universal mobile telecommunications system)以及wireless fidelity等技術共同組成的通信系統,在系統內部,宏站和小站共同存在,例如,Micro,Pico,Relay以及Femot等多層覆蓋的異構網絡。在異構網絡內部,運營商和用戶共同部署基站,而用戶部署的主要是一些功率較低的小站,并且節點的類型也比較多使得網絡拓撲變得相當復雜。并且由于異構網絡網絡基站的密集程度較高,因此其網絡節點和用戶終端之間的距離就更為接近,使得功率的效率和頻譜的效率以及網絡系統容量等方面比一般通信網絡系統更為優良。

雖然這種技術應用于5G無線網絡通信系統中有著非常良好的發展前景,但是也存在著一些缺陷,這種缺陷主要表現在以下幾個方面:首先,由于節點之間比較密集使得節點之間的距離相應就比較短,這樣就會造成系統內會存在同種無線接入技術之間的同頻干擾的現象以及不同無線接入技術在共享頻譜之間分層干擾的現象,這種問題的解決有賴于對5G無線通信網絡系統進一步的深入研究。其次,由于系統內存在著大量的用戶部署的節點,使得拓撲以及干擾圖樣呈現出范圍較大的動態變化。因此,要加強應對這種動態變化的相關技術的研究。

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