前言：中文期刊網精心挑選了信號與通信論文范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
信號與通信論文范文1
目前的廣播電視信號傳輸質量可謂是良莠不齊，很多有線電視用戶反映，傳輸信號質量令人十分不滿意。而這些問題主要原因就是因為廣播電視信號的傳輸過程中受到了干擾，由于信號傳輸過程中信號內部產生的噪音和外部干擾產生的噪音信號，都會對真正的電視信號有所影響，因此，筆者下面將會討論一下關于廣播電視信號系統的維護與管理問題。關于廣播電視信號傳輸系統的維護，主要有幾個方面：
第一，對信道的抗干擾能力進行有效的提高。在信號傳輸的過程中，增加多個基站，是讓信號在傳輸過程中信號增強的有效手段；在廣播電視信號傳輸系統中，信道的抗干擾能力是系統本身的配置問題，由于信號強度從初始發射端發出后會有所衰減，如果不能對信道進行有效的抗干擾，那么無線信號的傳輸將會變成無用信號傳輸通道。在信道中傳輸信號，多采用高頻高壓發射器，這樣的信號發射器發出的信號傳輸距離遠，抗干擾能力也是比較強的。同時配合多個基站的中轉傳輸，有效信號的傳輸距離將會大大增加，這也是為什么距離廣播電視信號塔較近的用戶，信號接收效果較好，而距離廣播電視信號塔較遠的用戶信號較弱的原因所在。如果可以增加信號基站，或信號中轉站，那么就相當于增加了廣播電視信號塔，而周邊的用戶就會受益良多。
第二，做到定期維護傳輸系統設備。對信號傳輸過程中的信號傳輸設備，例如對光纖等傳輸設備做到定期維護。眾所周知，光纖是埋在地下進行工作的，而對于光纖的維護最重要的一點就是不要讓光纖受到損壞。通常我們都會在地下埋一個管道，在管道里面布上光纜，這樣即可以保證光纖不被人為破壞，也可以保證光纖不會被外界的客觀因素破壞掉，尤其是陰雨天氣對光纖的腐蝕。信號傳輸系統中傳輸設備不僅僅是有光纖，還有無線信道，對于無線信道的維護，可以選擇高頻信道進行傳輸信號。
第三，要注意信號傳輸過程中的信息安全性。信號傳輸過程中會出現多個接受信號的端點，電視廣播信號的安全性要求高，在信號傳輸過程中需要進行加密處理。尤其是當前這個信息通訊十分發達的時代，對于任何信號都會有一定的信息價值在其中，如果信號在傳輸過程中不能夠保證信息傳輸的安全性，無論是對于國家還是個人都是嚴重的損失。所以對于廣播電視信號傳輸系統來說，首先傳輸的信號要進行信源加密處理，信號傳輸過程中的信道或者傳輸設備也需要進行信道加密。這樣才能保證信息安全，保證信息傳輸的過程中不被人為干擾破壞。
第四，關于維護維修人員的管理需要制定詳細的管理制度，定期對技術人員進行專業培訓。對于廣播電視信號傳輸系統的維護來說，做好技術支持是必要的，而有人工的維護也是必須的。對于技術人員來說，定期對信號傳輸系統進行巡查，排除任何有關于信號傳輸系統可能出現的故障，是非常重要的，如果可以從日常的巡查當中找到一些關于信號傳輸系統損壞或可能出現故障的跡象，就可以說是未雨綢繆了。對于日常維護人員來說，巡查回來后，要按照規定填寫好巡查表格，巡查時應該對每一個細節進行詳細的觀察，這樣才會找到可能出現故障的隱患，對于技術維護人員的培訓也需要廣播電視信號傳播系統的管理部門定期舉行。這主要是由于技術不斷地進步，而故障也在不斷的出新，很多技術如果不能進行革新，那么就不能及時的解決故障問題，也就無法做到真正的維護廣播電視信號傳輸系統了。
二、結語
信號與通信論文范文2
由于高校實際情況限制，所開設的移動通信實驗課很難全面涵蓋這些內容，尤其是涉及到移動通信網絡的內容時，更顯得力不從心。這樣在有限學時內就導致實驗內容只能側重于基本調制技術、信道特性等基礎簡單實驗，即便是開設GSM/CDMA的相關實驗，也只是停留在相應模塊的功能應用上，很難有深層次的提高[11-13]。這就使得學生反映移動通信理論課程很精彩，實驗課程很乏味。為了改變這一現狀，必須探索新的實驗教學思路，創立新的實驗教學體系。
新的移動通信實驗教學體系，將先修課學習、工業實習、理論課學習、實驗課開展、畢業論文等多個教學環節進行整合，形成從基礎理論仿真到專業實驗操作、工程技術實訓、創新實驗等一個開放的實驗教學體系通過通信類先修課程的學習，使學生準備好相關的基礎知識，同時也對移動通信在課程體系中的地位有明確的定位[14，15]。相應編程語言類課程的學習更為實驗仿真提供了良好的基礎。
移動通信理論課程的講授為實驗課程的開設提供了直接的理論平臺。工業實習安排在移動通信實驗課開設前一學期開展，實習內容是到各通信運營商公司和設備廠家進行跟崗實習，涉及到的內容有：移動通信系統基站的建設與維護；交換與傳輸系統管理和維護；光纖傳輸設施維護；移動終端制造與維修；3G應用等多個方面。通過工業實習使學生對當前移動通信所涉及到具體問題有了充分的感性認識，這對之后實驗教學的開展，特別是移動網絡方面實訓的進行有很好的促進作用。移動通信實驗教學的開展涵蓋以下幾個方面：基礎理論仿真、專業實驗操作、工程技術實訓、創新實驗、畢業設計?；A理論仿真是利用MATLAB軟件實現：QPSK調制及解調；MSK、GMSK調制及相干解調；QAM調制及解調；OFDM調制解調；m序列產生及特性分析；Gold序列產生及特性分析；數字鎖相環載波恢復；Rake接收機仿真實驗。例如，OFDM調制解調實驗，按照圖2OFDM仿真結構圖，利用MATLAB程序實現圖2中不同測試點處的信號波形。專業實驗操作則是在南京潤眾RZ6001實驗平臺基礎之上，利用TMS320和GSM模塊實現：直接序列擴頻編解碼；跳頻通信；DS/CDMA碼分多址；利用AT命令實現GSM/GPRS移動臺短信收發、語音呼叫；CDMA數據傳輸實驗。例如，直接序列擴頻實驗，利用DSP編程實現圖3結構功能，并用示波器測量比較各測試點的信號波形。
工程技術實訓階段則是利用3G天線獲取實際信號，利用頻譜分析儀等儀器實現CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信號的分析。同時實現基站放大器、塔頂放大器性能指標的測試。例如，圖4中給出利用頻譜分析儀所測得實際CDMA2000和WCDMA信號的頻譜特性。創新實驗階段主要是針對有興趣參加各類設計競賽的學生開展，將全國及各省、校級電子設計大賽題目進行改造，從中選取與移動或無線通信有關，且具有創新性、前瞻性、實用性的方案，經過適當修改作為創新實驗階段的實驗案例。學生可以通過這樣的實驗案例了解各級大賽的要求及特點，教師則也可以在實驗教學過程中，選拔優秀學生參加各級大賽，進而提高學生的能力和水平。畢業設計階段主要是利用實驗室實驗條件，從學院承擔的科研項目中，將某些項目進行簡化、修改、重組，轉化成通信專業類論文題目，或從本專業最新的科技論文中選擇其中合適的內容進行改進，作為通信專業類綜合性畢業設計案例，從而將先進的科研成果打造為優質教學資源，實現基礎與前沿、經典與現代的結合。為通信類專業學生提供了廣闊的選擇空間和開放的培養環境。
信號與通信論文范文3
1 總體設計方案 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨DyLW.neT
本設計采用CAN總線作為數據采集與系統控制的通信方式，以ATMEL公司生產的AT91SAM9263 ARM芯片為主控單元，結合A/D轉換技術、故障診斷專家系統實現某型火箭炮隨動系統的故障檢測。總體設計框圖如圖1所示。
數據采集單元由信號調理模塊和A/D轉換模塊組成，其中信號調理模塊用于模擬信號的放大、濾波和提高電路負載能力，A/D轉換器完成模擬信號向數字信號的轉換，ARM主控單元實現系統控制與故障診斷，數據采集單元與ARM系統控制與故障診斷模塊之間以CAN 總線的方式進行通信，工作人員通過操作觸摸屏顯示界面完成故障檢測。
2 系統硬件設計
2.1 數據采集單元
數據采集單元由信號調理電路和A/D轉換模塊組成，用于采集某型號火箭炮隨動系統液壓泵、高平機等被測部件的液壓或氣壓的狀態信號，其結構圖如圖2所示。
信號調理電路如圖3所示，采用OP27運算放大器進行設計，它的作用是把傳感器輸入的信號進行放大，同時利用其輸入阻抗高、輸出阻抗小的特點以滿足A/D轉換芯片對驅動源阻抗的要求。
A/D轉換電路將經過信號調理模塊調理后的模擬信號轉換為數字信號，文中選用TLC2543CN和STC89C52分別作為A/D采樣芯片和微控制器[3]，其設計如圖4所示。TLC2543CN是TI公司生產的12位串行模/數轉換器，使用電容開關逐次逼近技術，12位分辨率，10 μs的轉換時間，11路模擬輸入，輸出數據長度可通過編程調整[4]。A/D轉換模塊與51單片機之間以I2C總線的方式進行通信，只需要一條串行數據線SDA（DATA_OUT）和一條串行時鐘線SCL（CLOCK），具有接口線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率較高等優點?！〗浶盘栒{理后的11路模擬量數據分別通過端口NO0?NO10進入TLC2543CN進行A/D轉換，TLC2543CN通過[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK這5個引腳與STC89C52單片機進行通信。為了減小外界環境及器件本身引入的噪聲和擾動，提高系統的穩定性，在這5個信號與單片機之間進行光電耦合隔離處理。由于光信號的傳送不需要共地，所以可將光耦器件兩側的地加以隔離，達到提高系統信噪比的作用，光耦隔離器件選用Avago Technologies 生產的6N137，電路如圖5所示。需要注意的是，電路板中6N137兩端的電源不能共用，否則起不到隔離的作用。
2.2 CAN總線通信模塊
數據采集單元和ARM系統控制與故障診斷模塊之間以CAN總線的方式進行數據通信和控制。CAN總線具有可靠性高、實時性強、較強的抗電磁干擾能力、傳輸距離遠等特點，尤其適用于隨動系統傳感器多、各檢測點信息交換頻繁和干擾源復雜的情況。CAN總線通信模塊的實現有2種解決方案[5]：一類是采用帶有片上CAN的微處理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一類是采用獨立的CAN控制器，如Philips的SJA1000。考慮到應用的靈活性，本文采用獨立的CAN控制器SJA1000。CAN總線通信模塊結構框圖如圖6所示，選用STC89C52單片機作為CAN總線通信模塊的微控制器，CAN總線控制器和收發器分別選用Philips公司生產的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN總線規范采用三層結構模型，STC89C52單片機用以實現應用層的功能，SJA1000和PCA82C250則分別對應于數據鏈路層和物理層。為了增強CAN總線通信模塊的抗干擾能力，在CAN控制器與CAN收發器之間進行光電耦合隔離處理，與數據采集單元一樣，本文也選用6N137進行處理。
CAN總線通信模塊接口電路主要由4部分組成：微控制器STC89C52、獨立CAN控制器SJA1000、光電隔離器件6N137和CAN總線收發器PCA82C250。微控制器STC89C52用于數據處理、實現對SJA1000的初始化、通過對SJA1000的控制實現數據接收和發送等通信任務；獨立CAN控制器SJA1000和收發器PCA82C250經過簡單總線連接可實現數據鏈路層和物理層的全部功能。STC89C52通過DATA_INPUT向TLC2543CN發送一定格式的指令，在DATA_OUT引腳可獲取到A/D轉換的數據；由于SJA1000的數據線與地址線是共用的，所以將STC89C52的P0口與AD0?AD7直接連接的同時，還要將地址鎖存信號線ALE進行連接，以便區分在同一時刻AD線上傳遞的是地址還是數據；SJA1000的中斷管腳INT連接單片機的外部中斷INT0；MODE管腳與高電平VCC連接以選擇Intel模式；為了保證上電復位的可靠，復位電路采用IMP708芯片進行智能控制，IMP708芯片集看門狗定時器、掉電檢測電路、電源監控電路等于一體，保證SJA1000芯片的可靠運行；RX0和TX0是數據的收發管腳，經光電耦合器件6N137后連接到CAN收發器上，用以電氣隔離；PCA82C250有3種工作模式：高速、斜率控制和待機，本文選擇斜率控制模式，通過在Rs引腳與地之間接一個100 kΩ的電阻來實現；為了消除在通信電纜中的信號反射，提高網絡節點的拓撲能力，需要在CAN總線兩端接入兩個120 Ω的終端電阻[5]。
2.3 系統控制與故障診斷模塊
數據處理與系統控制模塊采用ATMEL公司生產的AT91SAM9263 ARM芯片作為主控單元，以觸摸屏作為人機交互方式完成系統控制和故障診斷。AT91SAM9263主頻 200 MHz；內置CAN總線控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B協議；內置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可達2 048×2 048?？紤]到系統的可擴展性，本文將系統控制與故障診斷模塊單獨成板。技術保障人員可以通過操作觸摸屏上顯示的人機交互界面完成對隨動系統的故障檢測。
3 系統軟件設計
系統軟件設計主要分為A/D轉換模塊、數據 處理模塊、CAN總線通信模塊和系統控制與故障診斷模塊4部分。主流程圖如圖7所示，首先對STC89C52單片機進行初始化，包括CAN總線工作方式的選擇、驗收濾波方式的設置、驗收屏蔽寄存器和驗收代碼寄存器的設置、波特率參數設置、中斷允許寄存器的設置以及A/D轉換模塊的初始化等；當單片機接收到故障檢測命令時，進行A/D采樣，然后由單片機對采集到的數據進行處理，通過量值轉換得到實際的工況數據；最后由CAN總線通信模塊將數據傳輸到系統控制與故障診斷模塊進行故障檢測，診斷結果由觸摸屏顯示以指導維修人員進行現場維修。
3.1 A/D轉換模塊軟件設計
A/D轉換模塊程序設計流程圖如圖8所示。
3.2 數據處理模塊軟件設計
數據采集過程中難免受到噪聲的影響，為了保證采到數據的準確性，可以對其進行一定的算法處理。本文在故障檢測時，對同一采樣點進行5次采樣，然后用快速排序算法對這5個數據進行排序，取中值作為故障檢測的有效數據，以減小誤差帶來的影響。采集到的數據與實際值之間成嚴格的線性關系，將采集到的數據值乘以系數K即可獲得實際的工況數據，其流程圖如圖9所示。
3.3 CAN總線通信模塊軟件設計
CAN總線通信模塊的程序設計主要分為初始化、數據發送和數據接收3個部分：
（1） 初始化。CAN總線初始化主要是對通信參數進行設置，通過對時鐘分頻寄存器、驗收碼寄存器、驗收屏蔽寄存器、總線定時寄存器和輸出控制寄存器的配置實現對CAN總線工作模式、接收報文的驗收碼、驗收屏蔽碼、波特率和輸出模式的配置和定義[7]。值得注意的是，這些寄存器的配置需要在復位模式下進行，因此在初始化前應確保系統已進入復位狀態。?。?） 數據發送。本文采用查詢方式，進行CAN總線的數據發送，首先應將CAN總線的發送中斷禁能。發送數據前，主控制器輪詢SJA1000狀態寄存器的發送緩沖器狀態位TBS以檢查發送緩沖器是否被鎖定，若發送緩沖器被鎖定，則CPU等待，直到發送緩沖器被釋放，然后將從現場采集到的數據發送到發送緩沖區并置位命令寄存器的發送請求位TR，此時SJA1000將向總線發送數據。數據發送流程圖如圖10所示。
（3） 數據接收。同數據發送一樣，本文采用查詢方式進行數據的接收，也應將CAN總線的發送中斷禁能。主控制器輪詢SJA1000狀態寄存器接收緩沖狀態標志RBS以檢查接收緩沖器是否已滿，若未滿則主控制器繼續當前的任務直到檢查到接收緩沖器已滿，讀出緩沖區中的報文，然后通過置位命令寄存器的RRB位釋放接收緩沖器內存空間。數據接收流程圖如圖11所示。
3.4 系統控制與故障診斷模塊軟件設計
系統控制與故障診斷模塊是在Linux平臺下利用Qt SDK開發完成的，數據庫采用嵌入式系統中廣泛采用關系型數據庫SQLite[8]。軟件采用模塊化設計思想，包括顯示界面、系統控制、檢測數據庫和故障診斷等4部分。系統界面基于QT/GUI開發，用于故障檢測結果顯示、調取數據庫輔助人工診斷等人機交互；系統控制模塊用于系統啟動與關閉、初始化及多線程處理；檢測數據庫用于對專家系統中經驗知識、故障診斷規則集進行組織、檢索和維護，及用于存儲系統采集的工況參數；故障診斷模塊是該檢測裝置核心，本文利用故障診斷專家系統對隨動系統進行故障診斷，給出診斷結果。考慮到故障診斷的實時性要求，程序采用多線程編程來實現。
圖10 CAN總線數據發送程序設計流程圖
圖11 CAN總線數據接收程序設計流程圖
4 結 語
為了測試隨動系統故障檢測裝置在各種情況下的故障檢測能力， 本文通過人為制造故障的方式對該系統進行了大量實驗。在反復的實驗中，該系統均能正確定位故障，充分驗證系統的可靠性和穩定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片為核心基于CAN總線隨動系統故障檢測裝置，可實現對隨動系統液壓、氣壓、電壓等工況參數的測量，經故障診斷專家系統的推理，實現以自動故障診斷為主、人工診斷為輔的故障檢測。文中采用的CAN總線通信方式使整個系統簡潔緊湊、具有較強的抗干擾能力和實時性，這種CAN總線通信方案不但可用于隨動系統故障檢測裝置的研發，還可推廣至其他模擬量信號的機電設備故障檢測，尤其是多機組的分布式狀態監測與故障診斷中，具有非常實用的應用前景。
參考文獻 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨DyLW.neT
. Industrial Electronics， 2000， 47（4） ： 951? 963.
[2] 張立云，宋愛國，錢夔，等.基于CAN總線的偵察機器人控制系統設計[J].測控技術，2013，32（1）：65?68.
[3] 姚遠，王賽，凌毓濤.TLC2543在89C51單片機數據采集系統中的應用[J].電子技術應用，2003，29（9）：37?38.
. Texas： Texas Instruments Incorporated， 1997.
信號與通信論文范文4
【關鍵詞】斷路器;A/D;單片機
1.引言
在低壓配電系統中，低壓斷路器是應用最為廣泛保護裝置之一，主要應用于要求實現保護且不頻繁操作的場合。它不僅能在正常工作情況下接通、分斷負載電流，而且允許在故障或不正常的情況下自動切斷電路，從而保護變壓器、用電設備和供電線路;同時通過上下級線路的選擇性配合，能夠避免非故障區域的停電，減少不必要的損失。鑒于此設計一款智能的低壓斷路器具有很大的現實意義[1]。
2.總體方案設計
論文所設計的系統包括參量中央處理控制模塊、信號采集模塊、信號調理模塊、人機交互模塊、通信模塊以及電源模塊等。圖1為硬件系統結構框圖：
圖1 整體結構框圖
本論文所設計的智能斷路器控制單元所要實現的基本保護功能包括：三段電流保護（過載長延時保護、短路短延時保護及短路瞬時保護）和單相接地保護，用戶可根據實際需要選用過電壓保護、低電壓保護。
3.電路設計
3.1 單片機I/O口擴展
圖2 AT89C51RC2單片機接口擴展原理圖
AT89C51RC2單片機最小系統如圖2所示，本論文所實際的智能控制系統是以AT89C51RC2片上系統為核心的單片機應用系統。
3.2 A/D轉換模塊
由于AT89C51RC2單片機內部并沒有集成ADC模塊，因此必須外接ADC芯片，這里我們選用了一種美國TI公司生產的TLC1543芯片。TLC1543是一款11模擬輸入通道，高性價比，采用CMOS工藝的10位開關電容逐次逼近原理實現的模數轉換器。該芯片內置3路自測方式，片內集成系統時鐘，固有的采樣和保持功能，具有轉換速度快、誤差小的特點[2]。TLC1543芯片采用串行通信接口，與單片機接線簡單，引線很少，能夠很好節省單片機的I/O資源。TLC1543芯片與單片機接線如圖3所示。
3.3 電源模塊
常用的電壓源設計有電流源供電和電壓源供電。由于電流互感器裝設在裝置的出線端，一旦斷路器跳閘，控制單元就將失去電壓，所以必須設置備用電源來保證電源模塊失去供電電壓之后單片機、LCD顯示器等電子元件的正常工作，電源電路設計較為復雜。因此，我們采用電壓源供電的方式，即任意取一相電壓經電源變壓器變壓、整流單元整流后，采用DC-DC模塊轉換為所需電壓。電壓源供電是由裝置進線端饋電線路供電，只要饋電線路不失去電壓，即使斷路器跳閘，也能保證控制單元的正常供電。系統電源電路如圖4所示。
圖3 TLC1543芯片與單片機接線原理圖
圖4 電源輸出原理圖
3.4 通信模塊
為了對測量數據顯示、后續數據處理及測量信號校正，可利用單片機的串行口與PC機進行串行通信，將單片機采集的數據傳送到PC機中，由PC機的高級語言對數據進行整理及統計等復雜處理。在實現計算機與單片機之間的串行通信時，通常采用標準通信接口進行串行通信。美國電子工業協會（EIA）正式公布的通信標準總線包括：RS-232、RS-449、RS-422、RS-423、RS-485等[3]。在串行通信中，應用最廣泛的標準總線是RS-485，其通信距離約為1219m，最高速率10Mbps。SN65LBC184芯片與單片機AT89C51RC2的接線如圖5所示。
圖5 串口通信電路
3.5 溫度檢測、時鐘輸入電路
為了防止因溫度過高導致斷路器誤動作甚至損壞設備本身，采用MAXIM公司微型化、高性能的1-Wire數字溫度傳感器DS18B20對智能控制單元工作環境溫度進行檢測與控制。
現代化的配電系統往往要求能夠記錄故障發生、人員登錄、設備操作等的具體時間，以便在事后進行故障分析。這就要求我們給智能控制單元配備實時時鐘輸入電路。DS1302芯片是MAXIM公司推出的一款性能較好、功耗低的實時時鐘芯片。
單片機與DS1302芯片、DS18B20芯片的接線原理如圖6所示。
圖6 DS1302、DS18B20與單片機的接線原理圖
圖7 主程序流程圖
4.系統主程序
主程序是整個軟件系統的中樞，它不僅指揮著程序流程，而且將各功能子模塊有效地連接起來，因此主程序的設計對于整個軟件設計起著至關重要的作用。系統上電或復位后，首先進行系統自檢，判斷硬、軟件有無故障，如果有故障則報警，然后開中斷，判斷是否需要設定整定值，隨后進行信號采樣，一周期采樣完成后計算有效值，所計算的有效值與事先設置的整定值進行比較，判斷有無故障或不正常工作狀態發生，隨即判斷是否需要脫扣，如果系統發出脫扣信號則系統推出，如果無故障發生或不需要脫扣，則返回到采樣環節循環。本文設計了如圖7所示的整體程序流程圖。
圖8 顯示功能界面
5.仿真
本設計所用的仿真軟件為英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及器件。它是目前比較好的仿真單片機及器件的工具。智能斷路器不僅能夠顯示三相電流、三相電壓、頻率、溫度參數，而且還具有時間顯示的功能，由于1602是顯示字符的液晶顯示屏，一共能顯示2行，每行能顯示16個字符。所以參數的顯示需要通過鍵盤進行切換。顯示功能界面如圖8所示。在試驗中，我們采用一個繼電器代替脫扣電路，當仿真開始時，繼電器閉合。當系統出現故障時，繼電器斷開以保護設備。
6.結論
本文結合具體設計要求，系統能夠實現三段電流保護、單相接地保護、過電壓保護、短路保護、欠電壓保護以及過溫保護，保護精度控制在正常的范圍之內。本文為實現斷路器的智能化和可通信等功能。經仿真調試結果表明，該系統不僅實現了較好的保護功能，還實現了測量和監控等功能。所設計的控制器可靠性高，實時性好，特別是實現了現場通信，應用前景廣闊。
參考文獻
[1]盧麗君.基于TLC1543的單片機多路采樣監測系統的設計[J].儀器儀表與分析監測，2007（4）：5-6，40.
[2]傅啟國.低壓斷路器智能控制器設計與研究[D].碩士學位論文.南京：南京理工大學，2008.
信號與通信論文范文5
關鍵詞：多用戶檢測，多址干擾，盲自適應，代價函數，信干比
1．引言
在CDMA系統中，由于多個用戶的隨機接入，使用的擴頻碼集一般不完全正交，非零互相關系數會引起各用戶間的多址干擾(MAI)，在異步傳輸信道以及多徑傳播環境中多址干擾將更為嚴重。隨著同時接入系統用戶數的增加，多址干擾的功率也在增加，致使誤碼性能下降，系統容量受限。
多址干擾的抑制，可以通過選擇相關性能好的擴頻碼，結合功率控制、糾錯編碼等進行。但功率控制的方法并沒有從接收信號中真正去除多址干擾，只能暫時緩解這種矛盾；另一方面，由于信號在移動通信信道中呈現瑞利衰落，功率控制系統無法補償由快衰落引起的信號功率變化，特別是當移動臺速度很快時，功率控制技術會失效。而多用戶檢測是將造成多址干擾的所有用戶信號信息均看作有用信號信息，對單個期望信號解調，來降低多址干擾和遠近效應的影響，也降低了系統對功率控制控制精度的要求，可以有效地利用上行鏈路頻譜資源，進而提高了通信系統的容量。論文格式。
但是，多用戶檢測也存在一些局限性，需要使用訓練序列。而訓練序列的不斷發送會造成頻譜資源的大量浪費，因而人們轉去研究不需要訓練序列的盲自適應檢測。盲自適應多用戶檢測可以不需要訓練序列，在僅知道期望用戶地址PN碼及其定時信息條件下自適應跟蹤信道中用戶地址PN碼的變化，更有效地抵消小區內和小區間的多址干擾，很方便地應用在上行和下行鏈路。論文格式。
目前已有多種盲多用戶檢測方案被提出。在類型上，這些算法大致可分為基于子空間的，基于統計的，基于恒模的，以及直接型的，此外還有基于高階累積量的算法、基于最大似然比的算法、基于卡爾曼濾波的算法以及基于神經網絡的算法等等。由于結構相對簡單，且可以自適應實現，本文關注了盲自適應多用戶檢測算法。
以下將簡單介紹幾種常用的盲自適應多戶檢測算法。
2．系統模型
為了方便，我們只考慮一個具有K個用戶的同步CD MA系統，信道為A WGN信道，令比特持續時間為Tb，碼片持續時間為Tc ，N =Tb/Tc為擴頻增益，K為用戶數。接收信號經過采樣后可以表示成矩陣形式：
（1）
其中rT=[r1 … rN]是一個比特時間內接收到的信號向量，S=[s1 …sk] 為用戶的歸一化擴頻碼矩陣，sk是具有單位能量的第k個用戶的擴頻碼，A=diag（A1，…，AK）為接收信號的幅度矩陣，bT =[b1 …bk]為用戶的信息向量，bk取值為｛-1，1｝，n 是E{ zzT}= 2I的高斯白噪聲。假設用戶1為期望用戶，那么線性接收器的輸出為
（2）
其中CT =[C1... CN]是延遲線的權系數。
3．幾種盲自適應檢測算法
3．1最小輸出能量檢測算法(MOE)
最小輸出能量檢測算法(MOE)的基本原理是在保持期望用戶能量不變的情況下，使總的輸出能量最小。所以，可以將求解加權向量的問題轉化為如下最優化問題:
（3）
式(3)中 R=E(rrT)，其最優解為:
（4）
MOE的解與MMSE的解w= R-1s1相比，只相差一個常數，對性能無影響。但是直接計算最優解需要計算矩陣逆運算，計算量大，為O(N3)，一般都是通過自適應的方法求得w。采用標準隨機梯度算法，具體迭代為:
（5）
其優點是計算量小，為O(N)，缺點是收斂速度慢，不能保證收斂，而且在擴頻碼不匹配的情況下性能較差。
3．2恒模算法(CMA)
CMA算法是一種被應用于信道均衡的算法，消除信道引起的ISI。CMA的代價函數可以描述為:
（6）
在Godard算法中e定義為:
（7）
這里可以取一個正數。
我們采用標準隨機梯度算法，根據以上各式可以直接得出：
（8）
其中y( n-1)是濾波器n-1時刻的輸出，y(n-1) =wT（n-1）r。
恒模算法利用發送信號的權幅度統計特性調整系數，使輸出信號的幅度保持恒定。恒模算法的缺點是可能收斂到干擾信號上，而不是期望檢測的信號。
3．3基于MMSE準則的盲自適應多用戶檢測算法
基于MMSE準則的多用戶檢測器，應滿足使系統輸出的均方誤差(MSE)最小:
（9）
滿足該式的最優解為w0=R-1·p1，其中p1= E｛b1·r｝。采用最優權矢量最陡梯度法可以表示為：
（10）
假設接收信號滿足以下條件:①用戶發送的信息符號滿足E { bi}=0， E{ bi2}=1；②不同用戶之間的信號不相關，即E { bibj }=0, ij;③用戶信號與噪聲不相關即E { b；n}=0。實際系統中上述假設條件都較容易滿足，此時有
（11）
此時可以將（10）簡化為
（12）
其中，y( n-1)是濾波器n-1時刻的輸出，y(n-1) =rT（n-1）w（n-1），自相關矩陣
R=r（n）rT（n）。
該算法與LMS算法類似，因而具有LMS算法收斂速度慢的缺點。基于該算法的多用戶接收機的復雜度與傳統單用戶接收機相同，但其抗遠近效應的能力則明顯增強，其性能要優于MOE盲多用戶檢測器。
4．仿真實驗
4．1對基于CMA的多用戶檢測算法的性能進行了仿真。
假設用戶數為6,其中用戶1為期望用戶，且信噪比SNR=20dB用戶1的信號功率為1,即A12=1,其他用戶的信號其中前4個干擾用戶的功率相等，且Ai2/A12=10dB, i=2, 3, 4 5；第5個干擾用戶的干擾功率為A62/ A12=20dB，權矢量初始化為w（ 0) =s1，圖1中給出了不同常數值e下的算法的性能比較結果。論文格式。
由圖(1)可知，e值不同，則CMA算法的性能也不一樣，e=1時算法的性能優于e=0.1時的情況。
圖1不同值時CMA算法的性能比較
4．2對本文提到的盲算法進行仿真比較
我們采用31位長的Gold碼作為擴頻序列，干擾用戶數為4，信號功率分別為SNR=10dB, Ai2/A12=30dB，i=2, 3, 4 5，計算可得SIR=9.98dB，實驗中我們用時間平均代替數學期望。
圖2盲算法收斂性能比較
首先設e= A12，，步長=1e-5，圖（2）給出了CMA算法、MOE算法、基于MMSE準則的盲自適應多用戶檢測算法的收斂過程。我們可以看到三種算法都收斂，其中CMA算法收斂速度最快，穩態性最好；基于MMSE準則的盲自適應多用戶檢測算法收斂速度跟穩態性能都次之；MOE算法的收斂速度最慢，穩態性能最差。
5．結論
CDMA系統具有容量大、低功率、軟切換、抗干擾強等一系列優點。但是，在CDMA系統也存在多址干擾，遠近效應等一系列問題，而多用戶檢測是CDMA系統中關鍵的抗干擾技術，能進一步提高系統容量，改善系統性能。盲檢測由于不需要干擾用戶的信息而得到廣泛的關注。
本文重點研究了CMA算法、MOE算法、基于MMSE準則的盲自適應多用戶檢測算法，并且通過MATLAB仿真證明了CMA算法更為有效。
參考文獻:
[1] XiaodongWang and H.Vincent Poor，'Blind Multiuser Detection: A Subspace Approach'，IEEE Transactions onInformation Theory，Vol.44，No.2，March 1998.
[2] Gilhousen K SOn the capacity of a cellular CDMA system [J].IEEE
Transom VehicularTechnology，1991,40(2):303-312.
[3] Duel-Hallen A,Holtzman J，ZvonarZ. Multiuser detection for CDMA
system[J].IEEETrans on Personal Communications 1995, 2(2)：46-58.
[4] HonigM, VerduS Blind adaptive multiuser detection [J].IEEE Trans
on InflammationTheory，1995，41(4):944-960.
[5] W .Lee，R .L .Pickholtz，Constant modulus algorithm forblind multiuser detection，IEEE 4th international symposium on Spread Spectrum Techniques and
ApplicationsProceedings，1996. Pp262-266.
[6]M .L .Honig，Orthogonally Anchored BlindInterference Suppression using the Sato Cost Criterion，Proceedings.，1995 IEEE InternationalSymposium on Information Theory .Pp31 4.
[7] 黎海濤，徐繼麟.多用戶檢測算法及其在IMT-2000中的應用.
無線通信技術.2001年第2期.pp. 1-6.
[8] 王慶揚，張青，韋崗.CDMA移動通信系統中的多用戶檢測技術.
移動通信.2000年第2期.pp. 41-45.
[9] 張賢達著.現代信號處理，清華大學出版社，2003. pp 245-256
[10] 張賢達，保錚著.通信信號處理，國防工業出版社，2002. pp 420-489
信號與通信論文范文6
論文摘要：擴頻通信是現代通信系統中新的通信方式，它具有較強的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。本文介紹了擴頻通信的工作原理、特點、及其發展應用。
一、擴頻通信的工作原理
在發端輸人的信息先調制形成數字信號，然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調制到射頻發送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產生的與發端相同的擴頻碼序列去相關解擴，再經信息解調，恢復成原始信息輸出?？梢?，一般的擴頻通信系統都要進行3次調制和相應的解調。一次調制為信息調制，二次調制為擴頻調制，三次調制為射頻調制，以及相應的信息解調、解擴和射頻解調。與一般通信系統比較，多了擴頻調制和解擴部分。擴頻通信應具備如下特征：(1)數字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息的信元重新進行調制實現的；(4)接收端用相同的擴頻函數進行相關解調(解擴)，求解出被傳信息的數據。用擴頻函數(也稱偽隨機碼)調制和對信號相關處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。
二、擴頻通信技術的特點
擴頻信號是不可預測的、偽隨機的寬帶信號，其帶寬遠大于要傳輸的數據(信息)帶寬，同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統具有以下特點。
1．抗干擾性強
擴頻信號的不可預測性，使擴頻系統具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾，干擾起不了太大作用。擴頻通信系統在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質量地進行通信，擴展的頻譜越寬，其抗干擾性越強。
2.低截獲性
擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機很難監測到，因此擴頻通信系統截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現象，使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進一步檢測出信號的特征參數就更難了．所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統具有高保密性。
5.易于實現碼分多址
在通信系統中，可充分利用在擴頻調制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關特性和互相關特性，接收端利用相關檢測技術進行解擴，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統可以區分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。三、擴頻技術的發展與應用
在過去由于技術的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術已經出現，但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規模集成電路的發展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，擴頻通信獲得極其迅速的發展．通信的發展史又到了一個轉折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統的角度看擴頻通信．最佳通信系統一最佳發射機+最佳接收機．幾十年來，最佳接收理論已經很成熟，但最佳發射問題一直沒有很好解決，偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調制制度，構成了最佳發射機．因此，有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識，人們就不難預測擴頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應通信的年代．擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環路，發揮越來越大的作用．接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統，逐步發展、演變和升級而形成的．現代電信網絡分為3部分：傳輸網、交換網和接入網．由于接入網發展較晚，往往成為電信發展的“瓶頸”，各國都很重視接入網的發展，因此各類接人技術和系統應運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段．在無線接人系統中，擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說，有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢，在接入網中起著不可替代的作用．
擴頻微波主要應用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數據接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(Internet)接入。
四、結語
擴頻通信是通信的一個重要分支和發展方向，是擴頻技術與通信相結合的產物。本文主要論述了擴頻通信的特點、理論可行性及典型的工作方式。擴頻通信的強抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點，使它的應用迅速從軍用擴展到民用通信中，它的易于實現碼分多址的特點，使它能與第三代移動通信系統完美結合，發展前景極為廣闊。
參考文獻：
[1]曾興雯等.擴展頻譜通信及其多址技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.
