導(dǎo)語：如何才能寫好一篇無線通信系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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鏈路損耗預(yù)計地空通信中，地面設(shè)備的天線一般采用帶伺服跟蹤措施的窄波束定向天線，根據(jù)和高空平臺的距離不同，地面天線的仰角也不同。在高仰角下，地空信道模型等效為恒參高斯信道，鏈路損耗近似為自由空間的損耗。在低仰角下，信道模型較為復(fù)雜，可以根據(jù)接收電平的衰落速度分為快衰落和慢衰落兩種，快衰落深度小，由多徑造成，慢衰落由陰影衰落或二徑信道衰落造成，幅度較深，可能造成鏈路中斷。地空信道為視距通信(LOS)，如果地面站處于地形復(fù)雜地區(qū)，樹木、丘陵和山脈等地形、地物離地面站較近，此時慢衰落的信道模型為對數(shù)正態(tài)分布陰影衰落模型;如果地面站處于開闊地區(qū)，此時慢衰落的信道模型為頻率選擇性雙徑模型［2］。如果根據(jù)以上理論分析計算鏈路損耗，非常繁瑣，需要根據(jù)不同的環(huán)境和通信距離選擇不同的模型以及模型參數(shù)。在工程設(shè)計中，L頻段以下，Okumura-Hata模型根據(jù)試驗數(shù)據(jù)而得到，是移動通信中小區(qū)半徑大于1km的宏蜂窩小區(qū)的電波損耗模型。對于地空通信，在一定范圍內(nèi)可利用此模型［3］。此時地空鏈路損耗為:PL=69.55+26.16lg(f)－13.82lg(hb)－a(hm)+{44．9－6．55lg(hb)}lg(d)+Cm，(1)式中，f:工作頻率［MHz］;hb:基站天線的有效高度［m］;hm:移動臺天線高度［m］;d:基站與移動臺之間的距離［km］;Cm:地物衰減修正值［dB］;a(hm):移動臺高度因子［dB］。大量的野外試驗表明，低仰角地空信道存在約20～30dB的深衰落。如果高空平臺懸浮或小范圍內(nèi)盤旋，深衰落發(fā)生在午夜到凌晨的某一時間段;如果高空平臺做直線運動，深衰落發(fā)生在與頻率，天線高度等相關(guān)的特定距離上［3］。深衰落可以由信道的二徑模型進行分析，當直射波和反射波的距離差滿足式(2)時，深衰落出現(xiàn)。可采用空間分集等措施解決。（式略）交換體制高空平臺無線通信系統(tǒng)為實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的綜合交換，以及適應(yīng)高空平臺無線通信系統(tǒng)無線窄帶信道的特點，需要選擇一種合適的交換體制。從實現(xiàn)原理來看，交換技術(shù)分為電路交換和存儲轉(zhuǎn)發(fā)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)的交換技術(shù)可分為報文交換(如電報)和分組交換，而分組交換又可進一步分為數(shù)據(jù)報(無連接，如IP)和虛電路(面向連接，如ATM)［4］。采用目前高性能路由器以及高速ATM交換結(jié)構(gòu)中的成熟思路，構(gòu)建ATM/IP混合一體化交換結(jié)構(gòu)，路由信令平面與數(shù)據(jù)平面分離，交換結(jié)構(gòu)可以獨立地處理高速數(shù)據(jù)交換［5］。交換結(jié)構(gòu)由IP或者ATM專用變?yōu)榛旌鲜褂茫捎枚ㄩL分組交換技術(shù)，兼顧IP與ATM，既能夠滿足目前發(fā)展的需求，與當前大多數(shù)網(wǎng)系互聯(lián)，又可以兼容下一代網(wǎng)絡(luò)?？苟鄰剿ヂ浯胧┑乜胀ㄐ胖械目焖ヂ涫怯捎诙鄰皆斐傻摹５竭_接收機天線的信號不是來自單一路徑，而是由許多路徑來的眾多反射波的合成。減小多徑衰落主要有以下技術(shù)途徑［6］:①增大地面天線口徑。一方面天線增益高，可增加系統(tǒng)的電平儲備，另一方面天線的方向性增強，可以減小天線對反射波的增益。②利用圓極化天線的左旋、右旋隔離度減少地面反射波的影響。左旋極化天線，其電波經(jīng)地面反射后，變成右旋方式，而天線的左旋、右旋極化之間具有一定的隔離度，從而減小接收信號的衰落深度。③采取分集措施。只要各分集支路的接收信號之間的相關(guān)性很小，可以得到互相補償?shù)淖饔?。常用的分集方式有空間分集、頻率分集、角分集、極化分集和時間分集等。④自適應(yīng)均衡器。均衡器則是一種理想抗衰落措施。能夠自動學(xué)習和跟蹤信道傳輸特性，并不斷地修正自身工作參數(shù)去適應(yīng)信道特性的變化，從而消除信道造成的干擾或失真，以改善接收系統(tǒng)的性能。自適應(yīng)均衡器一般采用LMS算法的判決反饋結(jié)構(gòu)，與解調(diào)器聯(lián)合設(shè)計，全數(shù)字實現(xiàn)?？苟嗥绽疹l移措施當高空平臺與地面設(shè)備的相對運動會有較大的多普勒頻移時，將給低速率數(shù)字解調(diào)的相干載波提取帶來影響，導(dǎo)致系統(tǒng)的檢測性能下降。接收機零中頻信號為:（式略）

設(shè)備的小型化設(shè)計

高空平臺通信設(shè)備采用ATR機箱為共用平臺，實現(xiàn)了設(shè)備的小型化?？梢猿休d4個信道模塊，共用平臺重量小于18kg。信道模塊的小型化設(shè)計在信道模塊的設(shè)計中，發(fā)信機結(jié)構(gòu)采用基帶信號直接射頻調(diào)制方案，這樣省去傳統(tǒng)的中頻上變頻方案的混頻環(huán)節(jié)和上變頻抑制濾波器。收信機結(jié)構(gòu)采用高中頻和低中頻相結(jié)合的方案。先把接收的射頻信號變到一個較高的中頻，然后直接把高中頻變?yōu)榈椭蓄l信號進行數(shù)字信號處理。信道模塊的有源器件主要采用大規(guī)模集成電路。一方面帶來設(shè)備體積、功耗的減小，另一方面使設(shè)備的可靠性提高。信道模塊在無源器件上充分利用了目前較成熟的LTCC器件，如小信號射頻濾波器、功分器、合路器以及定向耦合器。印制板的設(shè)計采用微波多層印制板，提高印制板器件的集成度，縮小信道模塊的體積。共用平臺的小型化設(shè)計信道模塊和空中交換單元小型化與共用平臺的小型化綜合統(tǒng)一考慮。合理地分配功能單元所處的位置，簡化各模塊間的接口電路，統(tǒng)一供電，降低設(shè)備整體功耗。ATR機箱采用母板形式，母板上插件之間連接通過印制板走線完成。信道模塊的射頻單元與數(shù)字處理單元間的連線最多，頻率高，且易受到干擾，母板連線采用差分走線，消除了母板走線上拾取的共模噪聲和干擾。信道模塊的數(shù)字處理單元與空中交換單元的接口板，空中交換單元的接口板與主控板之間都采用差分信號形式。

結(jié)束語

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McLTE無線通信技術(shù)不僅用了鏈路自適應(yīng)技術(shù)、小區(qū)間干擾抑制技術(shù)、MIMO、OFDMA等TD-LTE的重要技術(shù)，而且還采用了網(wǎng)絡(luò)安全管理技術(shù)和服務(wù)策略、空中接口數(shù)據(jù)鏈路模型等，這樣就保障了網(wǎng)絡(luò)的安全可靠以及網(wǎng)絡(luò)語音集群功能的高效性。McLTE無線通信技術(shù)具有支持專業(yè)集群業(yè)務(wù)、支持高速移動、非視距傳輸、高保密性、高帶寬以及覆蓋范圍廣等優(yōu)勢，概括而言，主要包括以下幾點：

1.1性能高效

在20MHz帶寬下，McLTE無線通信技術(shù)能夠達到100Mbps的下行瞬間峰值以及50Mbps的上行瞬間峰值；移動性能優(yōu)異，對于120km/h的高速移動終端，仍然能提供高性能服務(wù)，對于120~350km/h的速度，則可保持蜂窩網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)性能；而且在系統(tǒng)容量、系統(tǒng)延遲以及集群調(diào)度指標等方面，也比別的無線通信系統(tǒng)要更好。

1.2業(yè)務(wù)融合

McLTE無線通信技術(shù)有著高數(shù)據(jù)吞吐能力，可以給用戶提供移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集以及高清視頻服務(wù)等服務(wù)，而且可針對不同客戶需求，為其提供專業(yè)多媒體集群調(diào)度功能，從而使集群以及行業(yè)客戶語音等業(yè)務(wù)需求得到滿足。

1.3應(yīng)用靈活

McLTE無線通信技術(shù)運用TDD時分雙工技術(shù)，可根據(jù)需求合理配置上下行時隙資源?？伸`活配置3M/5M/10M/15M/20M的系統(tǒng)帶寬，優(yōu)化利用頻帶資源，并使頻譜利用率得到了大幅提高。McLTE無線通信技術(shù)采用QOS、GOS控制策略，確保存在突發(fā)事件時，仍然能夠通信正常，而且其具有較好的可擴展性，組網(wǎng)靈活，城市聯(lián)網(wǎng)、單站通信等各種規(guī)模的組網(wǎng)模式都能支持。

1.4安全穩(wěn)定

McLTE無線通信技術(shù)的安全保密能力優(yōu)異，其采用硬件加密、數(shù)據(jù)加密、端到端語音加密以及無線空口加密等加密認證措施，使網(wǎng)絡(luò)通信變得更為安全可靠。同時該項技術(shù)運用的是冗余化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計方案，HSS、核心網(wǎng)等一些關(guān)鍵網(wǎng)元的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和設(shè)計方式都運用了N+1方式，使網(wǎng)絡(luò)運行可靠性和安全性得到了保障?？傊?，通信車是傳統(tǒng)應(yīng)急通信系統(tǒng)最為重要的工作單元，而對于一些現(xiàn)場道路中斷、室內(nèi)以及窄巷等通信車不能駛?cè)氲那闆r，就不能夠把現(xiàn)場全部信息及時給指揮中心反饋，所以，將McLTE無線通信技術(shù)應(yīng)用于應(yīng)急通信系統(tǒng)之中，對收集應(yīng)急現(xiàn)場信息以及及時聯(lián)絡(luò)指揮中心具有重要意義。

2結(jié)束語

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一、LTE無線通信系統(tǒng)基本原理

一般而言，LTE技術(shù)就是我們所俗稱的“4G”技術(shù)，但還不是真正的“4G”技術(shù)，屬于一種從3G到4G過度的技術(shù)。這項技術(shù)是一種建立在2G和3G技術(shù)基礎(chǔ)上的新科技，它的出現(xiàn)標志著我們進入了一個嶄新的通信時代，大幅度改變了人們的生活方式，具有很大的優(yōu)越性，包括信息傳送速度快、頻率利用率較大、音質(zhì)高等特點，受到了電信運營商、設(shè)備制造商以及用戶的歡迎和青睞。LTE無線通信技術(shù)和2G/3G通信技術(shù)不同，基本原理也不相同，LTE無線通信系統(tǒng)采用了全新的、功能更加完善的基本e-NodeB結(jié)構(gòu)，所有連接節(jié)點之間都是通過IP方式進行傳輸?shù)?，從邏輯層面上來說，LTE無線通信系統(tǒng)通過X2接口互相連接成為Mesh型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)UE在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自由移動，從而保證用戶可以在使用網(wǎng)絡(luò)的過程中可以進行平滑無縫的切換[1]。

二、LTE無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

1、SC-FDMA技術(shù)研究。

這種技術(shù)屬于一種單載波多用戶接入技術(shù)，和OFDM技術(shù)相比，它在運用的過程中更加簡單和方便，并且可以降低發(fā)射終端的峰均功率比，從而大大減少終端的成本費用。這種技術(shù)存在兩種樣式，即集中式和離散式兩種，采用集中式技術(shù)的用戶可以在頻域集中傳輸，并且可以更改寬帶。而采用離散式的用戶使用的方式為IFDMA，可以實現(xiàn)子載波數(shù)的變更。

2、MIMO技術(shù)研究。

在LTE無線通信系統(tǒng)中，這項技術(shù)應(yīng)用的主要功能就是提高系統(tǒng)的傳輸率，并且可以和OFDM技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)提高LTE無線通信系統(tǒng)性能優(yōu)化的目的。這種技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)形式為多天線和多通道技術(shù)，然后通過數(shù)據(jù)的合理處理和接受方式來創(chuàng)建并完善空間信道，進而實現(xiàn)提高傳送速率的目的。

3、OFDM技術(shù)研究。

LTE無線通信系統(tǒng)的主要特點就是對這項技術(shù)的應(yīng)用，此技術(shù)可以使子載波的符號速率降低，同時加長符號持續(xù)的時間，這樣一來，就大大提高了LTE無線通信系統(tǒng)抵抗延時擴展的能力，消除符合之間的干擾，進而使LTE無線通信系統(tǒng)的性能更加優(yōu)化[2]。

4、小區(qū)干擾抑制技術(shù)研究。

對這項技術(shù)的研究主要是解決小區(qū)邊緣用戶受到的信號干擾問題。在實際的生活中，住在小區(qū)邊緣的用戶特別容易受到相鄰小區(qū)的用戶的干擾，導(dǎo)致信息溝通不暢。對于這種情況，一般都會使用干擾抑制技術(shù)，主要包括三種形式，即干擾隨機化技術(shù)、干擾協(xié)調(diào)技術(shù)以及干擾刪除技術(shù)，通過干擾抑制技術(shù)的應(yīng)用可以提高小區(qū)邊緣用戶信息使用的質(zhì)量。

三、LTE無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)特點以及發(fā)展前景

1、LTE無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的技術(shù)特點

LTE無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要包括四個方面的特點：一是LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)將語音和數(shù)據(jù)綜合起來，并且不斷的平衡覆蓋量、容量和質(zhì)量之間的關(guān)系。二是LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)采用的組網(wǎng)技術(shù)為蜂窩同頻技術(shù)，可以大大提高無線頻譜的利用率。三是LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)在小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)速率和與公共參考信號存在的關(guān)系更加密切。四是LTE無線通信系統(tǒng)機構(gòu)中全部將電路域網(wǎng)元改變成了IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

2、LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展前景

首先，LTE技術(shù)是推動4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)出現(xiàn)的主流技術(shù)。和3G技術(shù)相比，LTE技術(shù)更加優(yōu)越，屬于一種無線接近4G技術(shù)的技術(shù)形式。LTE技術(shù)采用各種關(guān)鍵的技術(shù)促使4G技術(shù)更快的出現(xiàn)。目前，4G技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到實際的生活當中，并且在今后較長時間內(nèi)會不斷的對4G技術(shù)進行完善，提高4G技術(shù)的使用性能和發(fā)展水平。其次，LTE技術(shù)面臨的市場競爭將會更大，并在競爭中持續(xù)發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，各種通信技術(shù)會層出不窮，勢必會使無線通信市場的競爭更加激烈，當然LTE技術(shù)面臨的調(diào)整也會更大。

四、結(jié)語

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硬判決譯碼算法最開始是由Gallager提出來的一種算法，將接收到的數(shù)據(jù)先通過解調(diào)器解調(diào)，在進行判決，得到0、1序列，最后將得到的序列輸送到硬件譯碼器譯碼。雖然這種譯碼算法的復(fù)雜度非常低，但是性能卻是LDPC譯碼算法中最差的，一般僅僅使用在性能要求不高的場合。軟判決算法對硬件的要求不高，它使傳輸信道的利用率得到最大的利用，在信道傳輸上傳輸判決信息，利用接收到的判決信息對LDPC碼進行譯碼，同時使得譯碼可以迭代進行，充分利用信道信息，獲得非常出色的譯碼性能。這種譯碼方式雖然使得信道的利用率很高，由于硬件依賴較少，其譯碼的復(fù)雜度是比較高的。常見的軟判決譯碼算法有Gallager概率譯碼算法和BP譯碼算法。

2LDPC碼的主要應(yīng)用

2.1LDPC在數(shù)據(jù)存儲方面的應(yīng)用

磁存儲器是目前數(shù)據(jù)存儲大量使用的存儲介質(zhì)，最常見的就是電腦硬盤，根據(jù)轉(zhuǎn)盤表面所鍍磁性的不同磁化狀態(tài)來表示計算機數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)0和1。由于磁存儲器的特點，使得其單位的數(shù)據(jù)存儲量非常巨大，這也正是磁存儲器飛速發(fā)展的原因。由于數(shù)據(jù)量的巨大，必須有一種編碼算法對數(shù)據(jù)進行糾錯和判決，以保證數(shù)據(jù)的準確傳輸和使用。在LDPC編碼被發(fā)現(xiàn)之前，一般都是采用RS編碼檢測數(shù)據(jù)的隨機錯誤和突發(fā)錯誤。但是RS編碼的效果離Shannon理論的極限值還有一定的差距。而LDPC譯碼復(fù)雜度低，性能上最佳逼近Shannon理論的極限值，使用的硬件結(jié)構(gòu)也比RS編碼少。LPDC能有效的糾正存儲信道的隨機錯誤，再配合RS編碼，是糾正硬盤壞扇區(qū)，關(guān)盤劃痕區(qū)等突發(fā)性錯誤的極佳選擇。在未來的大數(shù)據(jù)存儲方向必然有著無可估量的應(yīng)用前景。

2.2LDPC無線通信方面的應(yīng)用——4G標準

當今社會，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，由最起初的有線通信進化到了無處不在的無線通信。通信方式的改變正極大的改變著人們的日常生活。隨著通信方式的改變，對通信的要求也越來越高，不僅要求更高的傳輸速度，還要求更高的傳輸精度。由于LDPC編碼技術(shù)的出現(xiàn)比較滯后，很可惜與3G通信標準擦肩而過。LDPC碼具有優(yōu)秀的編碼增益，在不理想的通信環(huán)境下仍然能保證滿意的通信質(zhì)量，并且具有較高的傳輸速度，使其成為了第四代移動通信的最佳選擇。目前非常流行的4G標準就是LDPC編碼實現(xiàn)的，4G系統(tǒng)能夠以10MB的速度除送數(shù)據(jù)，比上一代通信系統(tǒng)提高數(shù)倍，并能夠傳輸高質(zhì)量的視頻圖像，是可視電話的首選。無疑，4G標準是LDPC編碼最典型最成功的應(yīng)用。

3結(jié)束語

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[關(guān)鍵詞]無線；通信系統(tǒng)；靈活覆蓋

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）14-0269-01

無線通信系統(tǒng)在計算機技術(shù)與無線通信技術(shù)的大力支持下獲得了迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要達到較好的覆蓋和較高的質(zhì)量，給用戶良好的感知，針對不同的覆蓋場景，提出差異化的靈活覆蓋方案，通過各種方式消除網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲區(qū)，來滿足差異覆蓋需求。

一、無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全威脅

1、移動終端的安全威脅

由于移動終端使用的是不同類型的操作系統(tǒng)，這些移動操作系統(tǒng)具有諸多公開漏洞，因而造成了移動終端的不安全性；因移動終端對于那些基于無線網(wǎng)絡(luò)的電子商務(wù)、電子郵件等應(yīng)用的支持性越來越普遍，這些無線應(yīng)用的程序漏洞、安全隱患、病毒感染渠道等加大了無線終端的安全威脅；伴隨病毒種類的不斷增加，傳統(tǒng)防病毒軟件體積也越來越大，而移動終端有限的計算能力、存儲能力、電池容量會逐漸無法適應(yīng)和滿足；因缺乏完整性、機密性、完善性的保護驗證機制和訪問控制機制，移動終端硬件平臺中的各個模塊、內(nèi)部各個通行接口極易遭到攻擊者的篡改、竊聽信息、非法訪問、信息竊取等。

2、無線網(wǎng)絡(luò)的安全威脅

因無線網(wǎng)絡(luò)的融合、共存特點，用戶能夠任意在不同系統(tǒng)之間漫游與切換，加大了無線網(wǎng)絡(luò)移動性管理的安全威脅；網(wǎng)絡(luò)必須與異構(gòu)非IP網(wǎng)絡(luò)相連接，且需有可靠的QoS提供，若無法滿足這些條件則會存在安全隱患；無線網(wǎng)絡(luò)由安全機圖14G無線通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)制、協(xié)議與體系構(gòu)成，不同的無線網(wǎng)絡(luò)具有差異性，在網(wǎng)絡(luò)融合中會有安全威脅，且無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同也易造成容錯性。

3、無線業(yè)務(wù)的安全威脅

隨著基于電子商務(wù)的無線應(yīng)用及增值業(yè)務(wù)的推陳出新，提出了更加高級的安全需求，但現(xiàn)有的安全機制卻難以滿足；因缺少完善的安全交易憑證，無線業(yè)務(wù)的利益沖突會越來越多；由于一次無線移動業(yè)務(wù)中會涉及多個網(wǎng)絡(luò)運營商、業(yè)務(wù)提供商的服務(wù)，利益爭端更為復(fù)雜，業(yè)務(wù)安全威脅更高。

二、TD-LTE直放站

作為一種有效的網(wǎng)絡(luò)補充覆蓋產(chǎn)品，直放站可簡單地理解為基站信號的轉(zhuǎn)發(fā)。TD-LTE直放站包括無線直放站和光纖直放站兩種類型。直放站可以在如下場合應(yīng)用：（1）道路覆蓋。（2）室內(nèi)覆蓋，在室內(nèi)信號較弱或覆蓋盲區(qū)的環(huán)境中，可采用直放站作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源。（3）市內(nèi)盲區(qū)及陰影區(qū)覆蓋，（4）效區(qū)覆蓋，TD-LTE直放站可以擴大郊區(qū)基站的覆蓋范圍。由于郊區(qū)基站的站間距比市區(qū)要大，直放站引入所帶來的干擾也相對較小，因此可以采用大功率的直放站，用來解決信號覆蓋問題。無光纖資源時，可利用無線直放站進行延伸覆蓋。采用方向性好的施主天線提取較為純凈的源信號，達到較好的覆蓋效果。

三、TD-LTE射頻遠端站分類

TD-LTE射頻遠端站一般分為兩種：基帶射頻拉遠和中頻拉遠?；鶐漕l拉遠：基帶射頻拉遠指通過光纖將射頻單元拉到遠端覆蓋目標區(qū)域，基帶射頻拉遠的光纖中傳輸?shù)氖腔鶐盘?。中頻拉遠：中頻拉遠是將無線基站中的模擬射頻收發(fā)部分與無線基站的基帶數(shù)字信號處理部分在模擬中頻處分開，形成遠端射頻前端設(shè)備與室內(nèi)單元。應(yīng)用場合：（1）作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源，吸收室內(nèi)業(yè)務(wù)。（2）由于遠端單元體積小，可安裝在水泥桿、拉線塔以及建筑物的墻體上，對于難于獲取機房的市區(qū)站點，可使用RU解決基站設(shè)備安裝困難的問題。（3）對于城市建設(shè)發(fā)展較快的區(qū)域，可使用遠端單元進行優(yōu)化補盲。（4）在話務(wù)量低、覆蓋范圍廣和建網(wǎng)效益低的農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，使用拉遠技術(shù)解決覆蓋問題，充分利用光纖資源和基站的富余基帶資源，提高設(shè)備利用率。（5）通過線狀組網(wǎng)實現(xiàn)交通干線等線性區(qū)域的覆蓋。

四、TD-LTE微蜂窩基站

與宏蜂窩相比，微蜂窩主要表現(xiàn)為：更小的發(fā)射功率和蜂窩覆蓋范圍，無線傳播基本上為視距傳播，小區(qū)邊界受建筑物影響很大。而在視距傳播情況下，衰落更趨向于瑞斯分布而不是瑞利分布。瑞斯衰落不如瑞利衰落分布程度深。在微蜂窩環(huán)境中，主要是衰落較淺的瑞斯分布。在宏蜂窩使用環(huán)境中，特別是在建筑物密集區(qū)，電波傳播途徑主要為散射、反射和衍射，它們的多徑衰落大多表現(xiàn)為瑞利分布應(yīng)用場合：（1）作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源，應(yīng)用于有高話務(wù)量需求的建筑物內(nèi)，吸收話務(wù)量并提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如購物中心、交通樞紐、賓館、體育場、寫字樓等；（2）應(yīng)用于一些宏蜂窩基站很難覆蓋到的覆蓋盲區(qū)。

五、TD-LTE遠程基站的技術(shù)原理

對于話務(wù)量稀疏區(qū)域，為了提高基站的覆蓋能力，可采取遠程基站技術(shù)，利用最少的站址實現(xiàn)最大程度的遠距離覆蓋，以節(jié)約成本。它主要采用大功率功放、高增益天線和塔頂?shù)驮肼暦糯笃鞯燃夹g(shù)措施。根據(jù)TD-LTE技術(shù)標準，一般覆蓋范圍最大只可達到11.25km，但可以采取壓縮時隙或UpPCH Shifting技術(shù)來實現(xiàn)基站的超遠距離覆蓋。TD-LTE超遠距離覆蓋的場合：（1）對于地域遼闊且業(yè)務(wù)量少的草原、半沙漠地區(qū)，可以利用最少的站址實現(xiàn)廣覆蓋，為當?shù)鼐用裉峁┮苿訕I(yè)務(wù)。（2）在海岸線，實現(xiàn)近海海面連續(xù)覆蓋，為近海作業(yè)的漁民和游客提供移動業(yè)務(wù)服務(wù)。（3）對離陸地較遠的海島提供覆蓋，為當?shù)厣畹木用窦坝慰吞峁┝畠r的通信手段。

六、TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)

由2G網(wǎng)絡(luò)運營的經(jīng)驗可知，移動用戶超過一半的話務(wù)量發(fā)生在室內(nèi)。4G的主要業(yè)務(wù)量來自于數(shù)據(jù)，而通常情況下使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時用戶大多數(shù)都在室內(nèi)。所以，在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，室內(nèi)環(huán)境將成為運營商重點考慮的信號覆蓋區(qū)域。同其他制式的室內(nèi)分布系統(tǒng)類似，TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由兩部分組成：信號源和分布系統(tǒng)。分布系統(tǒng)包括傳輸介質(zhì)、元器件和天線。信號源主要包括宏基站、微基站、射頻遠端站和直放站等幾種類型。傳輸介質(zhì)有光纖、同軸電纜和泄漏電纜等。元器件包括干線放大器、功分器、耦合器、合路器等。天線則分為全向天線和定向天線。

七、無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護措施

1、移動終端的安全防護措施

在物理硬件的安全防護方面，為削弱物理接口的被攻擊性，需要提升集成度，增加電流與電壓檢測電路，提高啟動、檢驗與存儲等方面的完善性；在操作系統(tǒng)方面，需選用可靠性強的操作系統(tǒng)，并加固操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠滿足混合式訪問控制、遠程驗證、域隔離控制等的安全操作。

2、無線接入網(wǎng)的安全防護措施

高可靠性載體是移動終端與無線接入網(wǎng)建立連接的第一道關(guān)卡，以數(shù)字證書等載體構(gòu)建雙向身份認證機制；采用相關(guān)技術(shù)措施（如物理地址過濾、端口訪問控制等）設(shè)置無線接入網(wǎng)的細粒度訪問控制策略；為防止非可信移動終端接入無線接入網(wǎng)絡(luò)，需運用無線接入網(wǎng)自身安全策略來實現(xiàn)可信移動終端的安全接入功能，或是借助相關(guān)輔助安全設(shè)備來實現(xiàn)安全接入；根據(jù)業(yè)務(wù)需求，移動終端在與無線接入網(wǎng)進行傳輸過程中需建設(shè)加密傳輸通道，以自主設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方式來實現(xiàn)安全傳輸，或是開設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)物理、邏輯隔離；滿足無線接入網(wǎng)的安全數(shù)據(jù)過濾功能，發(fā)揮該功能對無線接入網(wǎng)資源在內(nèi)部系統(tǒng)或核心網(wǎng)中的安全性，防止非法數(shù)據(jù)的侵入；為針對性、有效性分析和記錄移動終端的行為規(guī)律、異常操作，以保障無線接入網(wǎng)的可靠性與高效性，需要結(jié)合移動終端的訪問行為、無線接入設(shè)備的運作情況來構(gòu)建統(tǒng)一的監(jiān)控和審計系統(tǒng)。

結(jié)語

總之，我們要加強重視無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全分析，明確無線通信系統(tǒng)會遭遇哪些網(wǎng)絡(luò)安全威脅，同時積極探討和提出相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護措施，鞏固與提高網(wǎng)絡(luò)安全的防范功能和技術(shù)，在移動通信信號覆蓋方案制訂時，需根據(jù)覆蓋現(xiàn)場的實際情況靈活選擇覆蓋方式，以達到最好的覆蓋效果。

參考文獻

篇6

關(guān)鍵詞:可見光通信;粒子群算法;民航座艙內(nèi)光源布局

隨著4G以及5G的普及，手機等移動終端的使用量呈現(xiàn)出爆炸式的增長，人們對互聯(lián)網(wǎng)的需求無時無刻。然而在飛機上，為了減少無線信號對機載設(shè)備的干擾保證航空安全，在飛行的過程中不允許使用各類帶有無線和射頻等功能模塊的電子設(shè)備，如手機、電腦等。雖然部分航空公司在飛機上搭建了區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)，但無線網(wǎng)絡(luò)的可使用時間和區(qū)域都有很大的限制，因而基于LED的可見光通信(VLC)成為民航座艙無線通信的候選方案［1］。VLC系統(tǒng)具有高帶寬、高速率、無電磁噪聲等優(yōu)點，彌補了民航客艙內(nèi)傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬小、高電磁噪聲等缺點。合理高效的VLC布局是實現(xiàn)機艙無線通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，本文研究基于機艙照明燈的通信系統(tǒng)光源布局，使光照明功率滿足通信要求。

1模型建立

飛機座艙環(huán)境我們以民用航空中使用最普及的波音系列客機環(huán)境進行建模［2］，兩椅之間距離為75cm，椅背傾角為15°至38°，前排座椅背面放下的小桌板為乘客手持移動設(shè)備的工作平面，天花板距小桌板距離為85cm，而小桌板的尺寸為40×24cm2。因此，模型的目標函數(shù)即是優(yōu)化該區(qū)域的光照強度，使之滿足照明和通信需求。在座艙可見光通信系統(tǒng)中，LED燈作為信號發(fā)射源，LED光源輻射滿足朗伯模式，即理想漫反射源單位表面積向指定方向立體角內(nèi)發(fā)射的輻射通量和該指向方向與表面法線夾角的余弦成正比，輻射強度［3］表示為:式中It代表平均光輻射強度，即在單位時間內(nèi)輻射出的光功率，φ表示輻射光線與LED燈珠方向的夾角，m代表輻射階數(shù)。在理想情況下，單一LED燈對某一水平面的照度貢獻可表示為:式中，D代表照射距離。由于白光LED是一種非相干光源，不會形成光的干涉現(xiàn)象，因此多個LED構(gòu)成陣列時遵循疊加原理，即總的光照度可表示為:其中，Ei為每個LED的光照度，N代表LED燈的總個數(shù)。結(jié)合我們采用實際實驗系統(tǒng)，本文中LED發(fā)光芯片的光功率為1W，中心發(fā)光強度為55cd?，F(xiàn)在每個LED芯片在天花板上的位置由水平方向上(x，y)坐標表示，而LED燈光照射方向由(i，j，k)方向向量表示。根據(jù)以上模型，我們可以計算得出機載VLC系統(tǒng)中接收平面(小桌板)處的光照度分布，以及光照強度的波動。此時我們研究的問題可描述為一個優(yōu)化問題:優(yōu)化每個LED燈位置和照射方向，以最大化接收平面處的光照度和最小化接收平面范圍內(nèi)的光強波動。

2仿真算法和結(jié)果

為了符合座艙燈源功率要求，設(shè)定N=20。我們選擇使用粒子群算法求解優(yōu)化問題:算法將每個潛在的LED排布作為一個種群中的粒子，粒子中包含20個LED燈的位置信息和照射方向，這些信息構(gòu)成粒子的位置信息。位置信息的每次更新步長為粒子的速度。在一次迭代中，通過價值函數(shù)判斷每個粒子優(yōu)劣，并根據(jù)當前群體最優(yōu)解和個體最優(yōu)解，確定粒子的速度并更新粒子位置。之后重復(fù)上述過程直到滿足迭代停止條件。根據(jù)粒子群算法我們得出燈源排布結(jié)果如圖1示。我們可以看出燈源在小桌板中軸呈現(xiàn)對稱分布，并且為了降低目標區(qū)域光照強度波動，光源并沒有集中在一點。圖2為目標區(qū)域的光照強度結(jié)果。

篇7

摘要:無線通信系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展,各制式出現(xiàn)融合的趨勢。同時運營商降低采購和運營成本的需求,使得支持多種制式、平滑演進的“軟基站”成為無線基站演進的方向。文章對無線通信系統(tǒng)軟基站的相關(guān)技術(shù)背景進行了介紹,并對實際軟基站的架構(gòu)設(shè)計思想、系統(tǒng)模塊構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)等進行了提綱挈領(lǐng)地分析。文章指出未來軟基站將繼續(xù)向集成度更高、基帶資源調(diào)配更靈活、傳輸方式更豐富、成本更低、節(jié)能更環(huán)保幾個方向發(fā)展。關(guān)鍵詞:無線通信;軟基站;多?；続bstract:Withtherapiddevelopmentofwirelesscommunicationsystems,differentstandardshavebeguntobemerged.OperatorsplacestringentrequirementsonreducingOPEXandCAPEX,andasaresult,softbasestationssupportingmultiplestandardshavebecomepreferred.Thispaperintroducesthebackgroundofsoftbasestations,thenanalyzesarchitecturedesign,systemmodules,andkeytechnologies.Itsuggeststhefuturedevelopmentofsoftbasestationswilltendtowardsmoreintegrated,flexibledeploymentofresourcebaseband;abundanttransmission,lowercost,andenergyefficiency.Keywords:wirelesscommunications;softbasestation;multimodebasestation短短的十余年內(nèi),移動通訊發(fā)展出2G/3G/4G三代制式及10余種標準體制。同時,多種制式的網(wǎng)絡(luò)將。長期以來,各設(shè)備商都采用一種制式對應(yīng)一種基站的設(shè)計模式,導(dǎo)致運營商投資巨大、運維困難。例如,僅中國移動基站建設(shè)一項投資規(guī)模即達數(shù)千億元。運營商需要基站同時支持2G/3G并后續(xù)向4G平滑升級來保護設(shè)備投資,并需要各種制式的基站表現(xiàn)為一個網(wǎng)絡(luò)以降低總體運營成本。當今移動通信市場競爭日趨激烈,實現(xiàn)高性能的多模軟基站對在全球市場競爭中脫穎而出具有決定性的意義;但由于各制式間相差巨大,它的實現(xiàn)面臨大量實現(xiàn)難題而一直停留在紙面。中興通訊通過多年的研究與開發(fā),全球首家推出了多模軟基站,并通過大量的創(chuàng)新技術(shù),在無線整體性能上實現(xiàn)了業(yè)界領(lǐng)先。文章將對軟基站,主要是基帶單元的架構(gòu)與實現(xiàn)進行介紹。1業(yè)界的努力移動網(wǎng)絡(luò)正加快向ALLIP的演進,第三代合作伙伴計劃(3GPP)、3GPP2、電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)等國際標準組織相繼提出了基于ALLIP的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。NodeB在4G的演進中

本論文轉(zhuǎn)載于精英：,架構(gòu)演變?yōu)楸馄交?不再有傳統(tǒng)的接入側(cè)的協(xié)議匯聚終結(jié)點,轉(zhuǎn)而接入開放的傳輸網(wǎng)絡(luò)。隨著多制式共存、網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展,在無線網(wǎng)絡(luò)控制器/基站控制器(RNC/BSC)出現(xiàn)了Iur-g接口定義[1-2],NodeB和RNC之間、NodeB內(nèi)部通訊也都走向了標準化和開放化。Abis接口、Iub接口和基帶射頻接口也從各個廠家的私有定義,逐步轉(zhuǎn)變到開放標準。無線接入側(cè)的IP化、IT化也已形成一種趨勢。IT業(yè)界的思想和技術(shù)在通訊設(shè)備上大量應(yīng)用,如分布式數(shù)據(jù)庫、點對點(P2P)技術(shù)、虛擬化、云計算等。這些技術(shù)以往主要針對大型服務(wù)器或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲、交互、處理,使網(wǎng)絡(luò)負載更均衡。開放式基站架構(gòu)聯(lián)盟(OBSAI)[3]由多個廠商共同構(gòu)建,目標是搭建一個開放的基站架構(gòu)。OBSAI架構(gòu)基本上能夠描述基站架構(gòu)的一般形態(tài),但是從實現(xiàn)角度看,其結(jié)構(gòu)不夠小型化、架構(gòu)不夠緊湊、先進性不足,也沒有被設(shè)備商實際采用。OBSAIRP03接口[4](基帶射頻接口)雖然面向各種制式提供了較高的靈活性,并向更高的速率演進,但是因為其實現(xiàn)復(fù)雜、承載效率較低(有效帶寬只有84%)、物理實現(xiàn)不夠經(jīng)濟等原因,只在少量廠家被應(yīng)用。微型通信計算架構(gòu)(MicroTCA)[5-6]是由國際PCI工業(yè)計算機制造組織(PICMG)協(xié)會制定的開放式計算架構(gòu)。MicroTCA重點在于實現(xiàn)技術(shù),定義了包括結(jié)構(gòu)尺寸、電源架構(gòu)、機框管理、交換平面等一系列的實現(xiàn)方案。MicroTCA架構(gòu)能夠被用于高性能嵌入式計算、通信、物理學(xué)等多個領(lǐng)域,但是標準復(fù)雜,工程實現(xiàn)存在困難,并且在通信領(lǐng)域的應(yīng)用中,其架構(gòu)從配置成本、適用性方面還需改進。中興通訊的軟基站系統(tǒng)基于MicroTCA標準,進行了許多改進和關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)實現(xiàn)。通用公共射頻接口(CPRI)[7]是針對基帶射頻接口定義的規(guī)范,各設(shè)備廠家基本上都使用了CPRI規(guī)范。在CPRI的基礎(chǔ)上,運營商組成的下一代移動通信網(wǎng)(NGMN)定義了開放基帶射頻接口(OBRI),對幀格式等進行了進一步的定義,并努力向軟件接口統(tǒng)一。除了以上一些開放標準之外,還有中國移動為TD制定的Ir接口等其他一些規(guī)范,進行設(shè)備接口的標準化工作。上述標準向統(tǒng)一架構(gòu)做出了一些努力,但距離實現(xiàn)多模共存的軟基站還有相當大的距離。近年來,半導(dǎo)體技術(shù)、軟件技術(shù)有了突飛猛進的發(fā)展,使軟基站能夠從紙面走向現(xiàn)實?，F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的發(fā)展使“軟基帶”逐漸可行;處理器技術(shù)使處理能力不會再嚴重制約架構(gòu)定義;總線串聯(lián)/解串器技術(shù)能在有限的連接下提供很高的帶寬,并能簡化系統(tǒng)架構(gòu);軟件中開放的、標準化的協(xié)議大量應(yīng)用,加速了多制式在架構(gòu)上和接口上的融合;云計算等分布式技術(shù)理論的應(yīng)用為軟件可配置化提供了方向。2軟基站的整體構(gòu)架支持多種制式、平滑演進的軟基站,要從宏觀上對各種產(chǎn)品的實現(xiàn)進行高度的抽象和總結(jié),將其公共部分提取出來,設(shè)計高度統(tǒng)一的架構(gòu)。無線基站的組成如圖1所示。從整個基站的角度看,室內(nèi)基帶處理單元(BBU)、射頻單元(RU)要能夠兼容多種制式業(yè)務(wù),同時將Iub(Abis)、Ir兩個接口標準化,屏蔽產(chǎn)品形態(tài)和制式的差異,才能滿足軟基站的要求。Iub接口已經(jīng)逐步標準化,信道化E1等方式逐步被IP化所取代,使得2G、3G基站能夠在Iub/Abis口上走向統(tǒng)一。Ir接口有CPRI、OBSAI等標準可循,宏觀上可以統(tǒng)一。技術(shù)問題主要存在于針對各制式及應(yīng)用場景的實現(xiàn)上。從BBU內(nèi)部來看,可以將功能劃分成如圖2所示的四大部分:通過對功能模塊的分解抽象,我們把BBU的架構(gòu)實現(xiàn)分解成3個平面:公共資源平面、業(yè)務(wù)交換平面、I/Q交換平面。如圖3所示。以上兩種劃分方式,實際上是不精確的,各部分之間的邊界也可能模糊,但是便于對架構(gòu)進行研究。從功能模塊劃分來看,傳輸可以被各制式共享,可以認為和制式無關(guān);主控、時鐘、電源部分也可認為和制式無關(guān)(時鐘和制式相關(guān));基帶處理、射頻接口部分,和制式相關(guān)。軟基站的實現(xiàn),必須將和制式相關(guān)的部分分解到更細的顆粒,在更細的顆粒上盡量做到無制式區(qū)別;對于無法消除制式特性的部分,需要進行封裝,外特性屏蔽制式區(qū)別。

對于平面:(1)主要的差異在于各制式有不同的時鐘需求。(2)采用成熟的千兆以太網(wǎng)(GE)或者快速以太網(wǎng)(FE)交換平面,軟件統(tǒng)一內(nèi)部協(xié)議,這樣可易于形成統(tǒng)一的交換平面。(3)采用Serdes方式可以從架構(gòu)上消除制的差異,但是因為各個制式I/Q數(shù)據(jù)的速率各不相同,如果實現(xiàn)多模共存可配置,必須再通過一定方式的封裝,屏蔽制式的差異。3公共資源實現(xiàn)公用資源管理與無線業(yè)務(wù)的無關(guān)性,使基站具備支持多制式的能力,以及通過軟件配置平滑演進的能力,是軟基站實現(xiàn)的關(guān)鍵課題。在硬件方面,軟基站主要的問題是各種制式分別具有不同的時鐘,所用的碼片速率有1.2288MHz、3.84MHz、44.8MHz、13MHz(以及這些頻率的倍頻或分頻)等。選取122.88MHz的公共頻率,可以很容易地在各個基帶單元上采用成熟的數(shù)字鎖相環(huán)并產(chǎn)生各個頻點,從而在公共資源平面上基本屏蔽制式的差異。在軟件方面,軟基站需要實現(xiàn)多種制式平滑演進、共存并保證多制式間互不干擾,實現(xiàn)傳輸鏈路和主控/時鐘備份能力,并實現(xiàn)軟件可配置、可自由加載/卸載無線制式。中興通訊借鑒了準虛擬化和操作系統(tǒng)虛擬化在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用[8]的思想,并優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu),構(gòu)建了可軟件配置的軟基站系統(tǒng)。虛擬化是目前IT行業(yè)的熱門技術(shù),也是構(gòu)成云計算的一個重要技術(shù)基礎(chǔ)。借助虛擬化技術(shù),用戶將可以在單一計算機硬件中安裝多個操作系統(tǒng)(虛擬機),并實現(xiàn)多重任務(wù)處理,從而達到節(jié)省IT開支和高速處理計算任務(wù)等目的[9]。通過虛擬可實現(xiàn)動態(tài)的資源部署和重配置,滿足業(yè)務(wù)擴展的需求,也可實現(xiàn)較完善的業(yè)務(wù)隔離和劃分、對數(shù)據(jù)和服務(wù)可控和安全的訪問,還可以通過虛擬資源提供與物理資源無關(guān)的接口和協(xié)議的兼容性。傳統(tǒng)的基站中,無線業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)庫管理、設(shè)備管理、告警管理、版本管理、傳輸管理和控制等相互耦合,多制式并存時會存在多種限制和沖突。通過構(gòu)造虛擬化的設(shè)備管理層,可以將無線業(yè)務(wù)與設(shè)備管理解耦,對無線業(yè)務(wù)屏蔽基站的公用設(shè)備管理,提供基站統(tǒng)一的設(shè)備管理操作。同時,多個不同制式業(yè)務(wù)運行在獨立的虛擬空間中,無需感知其他業(yè)務(wù)的存在,可以靈活地增加和刪減制式。這樣就可以實現(xiàn)多?；镜慕y(tǒng)一管理,并能夠?qū)Χ鄻I(yè)務(wù)進行獨立的升級維護,為運營商提供了靈活的制式擴展能力。4傳輸近年來接入網(wǎng)與傳輸網(wǎng)的融合呈現(xiàn)出加速的趨勢,三層路由協(xié)議以及以太網(wǎng)管理協(xié)議在基站側(cè)的需求逐步增加。接入設(shè)備在無線網(wǎng)絡(luò)云中越來越多地承擔了傳輸接口承載、協(xié)議終結(jié)、路由轉(zhuǎn)換、內(nèi)部節(jié)點管理、甚至多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)管理的作用。近年來,更是涌現(xiàn)了自發(fā)現(xiàn),自配置等智能化相關(guān)的綜合性技術(shù)。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增長和網(wǎng)絡(luò)逐步開放,無線基站比以往承擔了更多的角色,不但要為終端用戶提供語音,數(shù)據(jù)服務(wù),同時需要充當傳輸路由節(jié)點、匯聚節(jié)點,為多個站點提供傳輸服務(wù)。為了應(yīng)對復(fù)雜的傳輸組網(wǎng)和傳輸協(xié)議,軟基站需要具備如下能力:(1)內(nèi)置多樣的傳輸能力?；静渴鸬膱龅赝芟拗?同時需要適應(yīng)局方已經(jīng)部署的各種傳輸方式。軟基站需要內(nèi)置多樣化傳輸?shù)哪芰?如微波,無源光纖網(wǎng)絡(luò)(PON),E1/T1,同步傳輸模塊1(STM-1)、以太網(wǎng)等多種傳輸介質(zhì),并能夠提供靈活的組網(wǎng)方式。同時,基站還需要支持在多種傳輸介質(zhì)同時進行分路傳輸,如以太網(wǎng)和E1同時接入,以太網(wǎng)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),E1承載語音業(yè)務(wù)。(2)采用標準化傳輸協(xié)議棧?；ヂ?lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)等標準組織開放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簇,獨立于網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境提供了標準化的高層協(xié)議,能夠滿足基站多種制式并存、互聯(lián)互通的需求。從2002年起,中興通訊即開始研發(fā)全IP無線基站,實現(xiàn)了IPoverE1和FE接入多業(yè)務(wù)傳送平臺彈性分組數(shù)據(jù)環(huán)技術(shù)(MSTPRPR)的過渡組網(wǎng)方式。對于逐步走向開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),軟基站需要更加注重傳輸管理和傳輸安全,提供Internet協(xié)議安全性(IPSec)(數(shù)字證書管理,部署)和IPv6等解決方案,以及802.3ah等以太網(wǎng)管理協(xié)議。(3)傳輸資源的統(tǒng)一管理。傳輸資源在多?；局惺嵌嘀剖綐I(yè)務(wù)的公共資源。在軟基站上需要能夠通過傳輸配置實現(xiàn)多種傳輸方式共存,以及不同業(yè)務(wù)在共傳輸下的帶寬的QoS調(diào)度、帶寬流控等功能。(4)接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)融合。隨著向4G的發(fā)展,基站從最初實現(xiàn)二層交換協(xié)議,逐步發(fā)展到實現(xiàn)三層路由協(xié)議以滿足日益復(fù)雜的組網(wǎng)需求。同時,基站不僅僅只作為傳輸葉節(jié)點,而是集路由管理節(jié)點和協(xié)議終結(jié)節(jié)點為一體,甚至部分代替多協(xié)議標簽交換(MPLS)邊緣路由器,降低整個網(wǎng)絡(luò)的部署成本。5軟基帶從各制式看,除CDMA2000核心技術(shù)基本為Qualcomm壟斷,基帶調(diào)制解調(diào)采用專用集成電路(ASIC)之外,其他各種通信制式基帶實現(xiàn)均呈現(xiàn)多樣化,各設(shè)備廠商形成了包括ASIC、數(shù)字信號處理(DSP)、DSP+ASIC、數(shù)字信號處理+現(xiàn)場可編程門陣列(DSP+FPGA)等多樣的實現(xiàn)方式,這些方式各存在優(yōu)缺點。經(jīng)過FPGA、DSP技術(shù),以及基帶處理實現(xiàn)技術(shù)多年的發(fā)展,通過更換軟件(包括現(xiàn)場可編程門陣列網(wǎng)表)、更換制式的軟基站已經(jīng)不是天方夜譚。在FPGA中實現(xiàn)硬加速器,DSP陣列中實現(xiàn)復(fù)雜算法,并采用高速的SRIO交換平面實現(xiàn)DSP陣列、FPGA之間的互聯(lián),就可以提供強大的基帶處理能力,實現(xiàn)多種制式的處理。軟基帶技術(shù)在各個制式應(yīng)用主要的制約因素是實現(xiàn)成本。例如對于全球移動通訊系統(tǒng)(GSM)這樣成熟的、成本非常敏感的市場,對基帶處理能力要求不高,能夠承載長期演進(LTE)業(yè)務(wù)的基帶硬件應(yīng)用于全球移動通訊系統(tǒng)將存在極大的資源浪費。另外,統(tǒng)一的大基帶處理資源池在不同制式之間如何靈活的分配處理能力,并實現(xiàn)靈活的資源擴展,也是亟待研究的課題。隨著業(yè)務(wù)實現(xiàn)的固化,在成本壓力的驅(qū)動下設(shè)備廠商會從全軟基帶到半軟基帶、并向ASIC遷移,同時也就逐步失去了隨標準演進的能力和業(yè)務(wù)遷移的靈活性。6基帶射頻接口基帶射頻接口標準中,由于實現(xiàn)簡單、實現(xiàn)經(jīng)濟性好、帶寬利用率高等一系列優(yōu)點,CPRI得到了廣泛的認可和應(yīng)用。OBRI或歐洲電信標準化協(xié)會ETSI的ORI也借用了CPRI的底層定義。CPRI規(guī)范分成兩個層次,如圖4所示。層一包括了物理層傳輸、I/Q數(shù)據(jù)的時分復(fù)用(TDM)映射等,層2包括了控制信令等的定義。CPRI組織對UMTS/LTE等的I/Q格式進行了規(guī)定,但是對GSM、CDMA2000的I/Q數(shù)據(jù),可能是基于碼片速率的原因,沒有進行規(guī)范。協(xié)議二層劃分原理上是能夠承載多業(yè)務(wù)的,但是在層一進行過于細節(jié)的定義,其實并不利于實現(xiàn)多模式的軟基站。相對而言,OBSAIRP03的四層結(jié)構(gòu)就更加能夠適應(yīng)。如表1所示,在OBSAIRP03中,保證數(shù)據(jù)點到點傳輸?shù)膮f(xié)議層,均能做到與制式無關(guān)。如果要使得CPRI適于傳輸多種不同制式,就需要考慮細化分層,并在底層的空口數(shù)據(jù)容器AxC(AntennaCarrier)大小定義上考慮I/Q數(shù)據(jù)的容量適配,但在使用上要做到與制式無關(guān),在傳輸過程中只考慮無制式AxC的傳輸,而不關(guān)心I/Q向AxC映射的方式、制式、采樣的信息等。只在無法忽略制式差異的兩端(也就是基帶調(diào)制解調(diào)和中頻處理)才看到制式數(shù)據(jù)。這樣在部分情況下可能會犧牲一點承載效率,也可能會提高一些復(fù)雜度,但是從無線產(chǎn)品演進以及靈活性的角度看,這樣的代價還是非常值得的。

7軟基站未來的趨勢軟基站的架構(gòu)形態(tài),會走向多模,扁平化架構(gòu),尤其是多模軟基站,對“軟”技術(shù)提出了更高的要求,需要提供更為豐富的軟件服務(wù)。軟件服務(wù)內(nèi)容從單純的傳統(tǒng)基站業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向集成傳輸,集成控制器,集成路由器等多種功能角色為一體,并從固定功能服務(wù)轉(zhuǎn)向了可配置的,可選擇定制的服務(wù)方向。目前的軟基站硬件架構(gòu)已基本能夠滿足多業(yè)務(wù)共存的需要。未來軟基站將繼續(xù)向集成度更高、基帶資源調(diào)配更靈活、傳輸方式更豐富、成本更低、節(jié)能更環(huán)保幾個方向發(fā)展。未來軟件技術(shù)將堅定地走向IP化、IT化?；緦⒆呦蜷_放標準?；窘尤腴_放的網(wǎng)絡(luò)后,未來的IP網(wǎng)絡(luò)安全性將受到更多的關(guān)注;未來軟基站將更多地提供智能化、分布式以及虛擬化的相關(guān)技術(shù),通過此類技術(shù)靈活地組合基站功能,并逐步完成基站的負載均衡:(1)SON等技術(shù)的橫空出世,對于基站的管理方式是一種革新。自發(fā)現(xiàn)、自下載、自配置,使接入網(wǎng)能夠便利地加入或刪除網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,并能夠自動進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。隨著未來幾年內(nèi)標準的逐步完善,及在基站設(shè)備中的實現(xiàn),軟基站的智能化能力將會大幅提高。(2)分布式數(shù)據(jù)處理模型及技術(shù)的應(yīng)用,可以解決以往基站模型中存儲空間及處理資源瓶頸,將不均衡的業(yè)務(wù)處理分布化,形成均衡負載處理。最近熱門的“云計算”技術(shù)也是分布式計算、并行計算、網(wǎng)格計算等演變而來[10],通過大型服務(wù)器的集中運算能力來提供云服務(wù),并將這些概念走向商業(yè)化。盡管最終走向云服務(wù)尚需時日,但是對于云計算的基本理論可以在基站中借鑒和應(yīng)用。(3)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用,會進一步抽象基站的功能劃分,形成處理器資源池和數(shù)據(jù)處理池的二層簡化結(jié)構(gòu)。各個功能業(yè)務(wù)能夠動態(tài)地分配到具有空閑處理能力的單板上,甚至對實現(xiàn)基站的分布式處理提供技術(shù)支撐,實現(xiàn)資源配置的優(yōu)化并降低能耗,實現(xiàn)綠色基站。8參考文獻[1]ETSITS143130V5.0.0.DigitalCellularTelecommunicationsSystem(Phase2+),Iur-gInterface,Stage2(3GPPTS43.130version5.0.0Release5)[S].2002.[2]申昌湖,張利深.Iur-g,架起2G/3G融合的橋梁[J].中興通訊技術(shù)(簡訊),2009(12):12-13.[3]BTSSystemReferenceDocument,V2.0[R].OBSAI,2009.[4]ReferencePoint3Specification,V4.2[R].OBSAI,2009.[5]MicroTelecommunicaionsComputerArchitecturebaseSpecification,R1.0[R].PICMG,2009.[6]AdvancedMezzanineCardbaseSpecification,R2.0[R].PICMG,2009.[7]CPRISpecification,V4.0[R].CPRI,2009.[8]HEISERG.TheRoleofVirtualizationinEmbeddedSystems[C]//Proceedingsofthe1stWorkshoponIsolationandIntegrationinEmbeddedSystems(IIES''''08),Apr1,2008,Glasgow,UK.NewYork,NY,USA:ACM,2008:11-16.[9]Gartner.改變IT產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有格局的十大技術(shù)[J].軟件科技與產(chǎn)業(yè)動態(tài),2008(59):1-3.[10]中國云計算網(wǎng).[EB/OL].[2009-05-28].

篇8

網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、運行與維護子系統(tǒng)等是構(gòu)成GSM-R系統(tǒng)的重要組成部分。按照我國鐵路行車的特點，如較高密度、極為復(fù)雜的運輸組織等。為對大量非列控數(shù)據(jù)傳輸問題進行有效處理，必須將通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)有效引入，并結(jié)合現(xiàn)有有線調(diào)度通信系統(tǒng)，達到有線和無線調(diào)度兩網(wǎng)有機結(jié)合的目的。在鐵路運輸系統(tǒng)中GSM-R系統(tǒng)的功能，包括以下幾點：功能尋址：便于固定用戶撥號呼叫列車上移動用戶的重要方式?；谖恢玫膶ぶ罚簽榱熊嚿弦苿佑脩舴奖愫艚泄潭ㄓ脩舻闹匾绞?。如火車司機在呼叫調(diào)度員過程中，系統(tǒng)按照火車司機的當前位置對調(diào)度員尋址，并將呼叫自動轉(zhuǎn)接到向列車現(xiàn)階段處于的控制區(qū)調(diào)度員進行轉(zhuǎn)接。語音廣播服務(wù)：在指定區(qū)域，語音廣播服務(wù)可進行信息廣播及緊急呼叫的?？梢詣討B(tài)進行區(qū)域定義與選擇的設(shè)置，這種方式具有良好的靈活性。語音組呼服務(wù)：組呼ID號通過移動或固定用戶進行撥打，可和指定區(qū)域內(nèi)的小組成員進行呼叫的建立。通過相同業(yè)務(wù)信道這個小組內(nèi)的全部成員都可以進行接聽，通過按鍵講話方法這個小組成員可進行通話請求的發(fā)出，并在“先請求先服務(wù)”的原則上，進行上行鏈路的建立，并進行通話服務(wù)的提供。增強多級優(yōu)先與強占權(quán)：在任何負載情況下，鐵路緊急呼叫與列車自動控制等諸多通信中都要求能夠及時進行呼叫的建立。如堵塞現(xiàn)象發(fā)生在一個無線電小區(qū)內(nèi)，eMLPP可及時對低優(yōu)先權(quán)呼叫切斷，并進行高優(yōu)先權(quán)呼叫的優(yōu)先建立。

2鐵路無線通信系統(tǒng)內(nèi)GMS-R系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著國民經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升，在鐵路通信管理中，無線通信系統(tǒng)作為其管理的重點內(nèi)容。將GMS-R應(yīng)用到鐵路無線通信系統(tǒng)中，不僅可以提高工程質(zhì)量，還可以提高列車通行的安全性，并為實現(xiàn)鐵路工程通信系統(tǒng)的經(jīng)濟效益與社會效益的實提供了可靠的保障。

2.1實現(xiàn)運輸指揮調(diào)度系統(tǒng)的語音及數(shù)據(jù)傳送

功能號呼叫、語音廣播與組呼業(yè)務(wù)、基于列車位置尋址等高級語音呼叫功能都是實現(xiàn)運輸指揮調(diào)度系統(tǒng)語音及數(shù)據(jù)傳送GSM-R系統(tǒng)的重要內(nèi)容，這種方式的應(yīng)用，能夠?qū)ΜF(xiàn)階段各種無線通信系統(tǒng)進行替代，更能對相關(guān)移動通信功能進行有效實現(xiàn)，如列車調(diào)度、區(qū)間維修等。更能代替原有電纜加通話柱的區(qū)間通信形式，能夠為鐵路無線通信系統(tǒng)的發(fā)展提供可靠的保障。GMS-R系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效提升現(xiàn)代鐵路信號控制技術(shù)，實現(xiàn)鐵路通信系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化及綜合化的快速發(fā)展。在鐵路現(xiàn)代化信號控制技術(shù)中，最具代表性的技術(shù)為分散自律調(diào)度集中與列車控制系統(tǒng)，這是我國鐵路事業(yè)對其裝備質(zhì)量進行有效提升的重要方式。這種方式的應(yīng)用，還可以提升行車的安全性與舒適性，是鐵路跨越式發(fā)展實現(xiàn)的重要途徑。實現(xiàn)這些技術(shù)必須在移動通信技術(shù)平臺進行。在鐵路無線通信系統(tǒng)內(nèi)地面控制中心、移動機車之間的車次號及列車位置等信息傳送都必須由GSM-R系統(tǒng)完成。

2.2為現(xiàn)代信號控制技術(shù)提供可靠的通信支持

傳統(tǒng)的信號控制技術(shù)特點為：功能單一、控制分散、獨立運行等。GSM-R系統(tǒng)在鐵路無線通信系統(tǒng)內(nèi)的廣泛應(yīng)用，促使鐵路通信系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化。北電、西門子及華為是GSM-R系統(tǒng)設(shè)備的主要供貨商，為對各個供貨商提供的設(shè)備互聯(lián)問題進行有效處理，必須進行接口技術(shù)要求與測試規(guī)范的制定。通過GSM-R技術(shù)規(guī)范的制定與應(yīng)用，可以對鐵路無線通信系統(tǒng)的完善與發(fā)展提供指導(dǎo)建議。

3結(jié)束語

篇9

 

0 引言

 

隨著科技水平的提高，對數(shù)據(jù)的要求也不斷的提高，數(shù)據(jù)的傳輸速度和網(wǎng)絡(luò)容量要求不斷的升級改造。3G無線通信技術(shù)就順應(yīng)市場的需要產(chǎn)生了，3G標準制定出來。3G通信系統(tǒng)技術(shù)是2G通信系統(tǒng)技術(shù)的延伸，這兩種技術(shù)是不同的組織架構(gòu)，一種技術(shù)是基本的電路交換，一種是包交換的技術(shù)。目前，井下通信以有線的通信方式為主。有線通信網(wǎng)絡(luò)信號不是太好，通信手段比較單一，與領(lǐng)導(dǎo)層之間的溝通不順暢、指揮到達不了井下，或者說傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不準確，如果發(fā)生煤礦安全事故，對我們緊急搶險是沒有一點幫助的，有時候反而會擴大事故所造成的損失。在煤礦日常的生產(chǎn)過程中，控制室工作人員和井下工作人員對實現(xiàn)實時交流的通信技術(shù)的要求，需要在短時間內(nèi)實現(xiàn)上傳下達。需要將井下工作人員的工作狀態(tài)和井下具體生產(chǎn)動態(tài)的數(shù)據(jù)及時的上報，這些都體現(xiàn)了煤礦對3G無線通信系統(tǒng)的需求，可見3G無線通信系統(tǒng)對煤礦的重要性和實踐性。

 

1 3G無線通信系統(tǒng)的功能特點

 

3G無線通信系統(tǒng)主要是由語音交換機、綜合接入網(wǎng)關(guān)、地面基站 、礦用本安型無線基站、 礦用本安型手機等井下專用礦用設(shè)備組成。從而實現(xiàn)有線、無線通信的一體化調(diào)度和統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理;從而實現(xiàn)千兆以太網(wǎng)平臺、安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、礦用無線通信系統(tǒng)、煤礦安全數(shù)字廣播系統(tǒng)、礦用圖像監(jiān)視系統(tǒng)等多網(wǎng)結(jié)合。下面是3G無線通信系統(tǒng)的功能特點

 

1.1 長線基站

 

無線通信基站支持一對雙絞線遠距離就能進行多級級聯(lián)，解決工作面等煤礦設(shè)備場所光纜容易折斷、井下光纖線纜熔接困難等問題。

 

1.2 手機位置管理

 

實現(xiàn)井下手機實時定位。

 

1.3 系統(tǒng)雙機熱備

 

支持雙機熱備，系統(tǒng)更可靠。

 

1.4 智能電源管理

 

可以實時監(jiān)控井下電源的供電狀態(tài)，進行準確無誤的判斷井下設(shè)備是外部供電還是后備電源供電。提醒工作人員及時處理外供電源斷電問題，保證無線通信系統(tǒng)正常投入運營。

 

1.5 隔爆兼本安電源支持井下超寬電壓輸入

 

AC 90-800V自適應(yīng)接入

 

3G無線通信系統(tǒng)功能是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)比較簡單，而且避免了工作人員重復(fù)布線，工程施工也比較方便，可以直接接入井下原有的傳感器等設(shè)備，為煤礦節(jié)省了一定的成本。整個系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無線通信的功能，避免了有線布線的繁瑣工作。

 

2 3G無線通信系統(tǒng)在煤礦礦井的應(yīng)用

 

3G無線通信系統(tǒng)已經(jīng)被納入了煤礦無線通信設(shè)備的主要系統(tǒng)，3G無線通信系統(tǒng)使用的各種煤礦設(shè)備都比傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)安全性要高的多。3G無線通信系統(tǒng)不僅豐富了傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)的功能，而且還為煤礦的安全生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)急搶險提供了更有利的數(shù)據(jù)。

 

(1)3G無線通信系統(tǒng)可以支持大容量數(shù)據(jù)的接入。運用這個主要功能，井下煤礦工作人員可以到領(lǐng)導(dǎo)臨時指定的工作地點進行采集煤礦井下危險區(qū)域的瓦斯和粉塵的濃度系數(shù)，并且能夠提供實時數(shù)據(jù)，及時的將所采集到的數(shù)據(jù)信息傳遞到總調(diào)度室或者是指揮臺，為及時發(fā)現(xiàn)險情提供了科學(xué)的依據(jù)。

 

(2)3G無線通信系統(tǒng)對井下煤礦搶險提供幫助。當井下煤礦發(fā)生安全事故或者是緊急情況時，可以給總調(diào)度室工作人員提供及時的數(shù)據(jù)信息，還可以作為信息傳輸?shù)墓ぞ?。工作原理是通過基站和基站之間的數(shù)據(jù)相互聯(lián)系，對收集到的工作數(shù)據(jù)進行傳輸和保存。3G無線通信系統(tǒng)的基站是比較小巧的，在井下進行搶險任務(wù)的時候，可以在最短的實踐內(nèi)使用井下通信系統(tǒng)電纜安裝一個臨時性的基站，為參與搶險的工作人員提供移動通信服務(wù)。

 

(3)3G無線通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)擴展比較廣泛。在無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上推出了一款新的產(chǎn)品無線定位基站，這個工作原理是通過無線網(wǎng)絡(luò)獲得移動終端用戶的具置信息，在移動信息平臺的支持下，實時顯示井下煤礦工作人員的具體情況、確定在一個時間段內(nèi)井下具體的工作人員數(shù)量、確定井下煤礦工作人員所處的具置和具體的工作人員名單。這些定位功能和無線通信功能的實現(xiàn)，總調(diào)度室可以快速準確的通過調(diào)度電話聯(lián)系到具體的工作人員。3G無線通信系統(tǒng)實際上也實現(xiàn)了利用定位功能實現(xiàn)井下煤礦工作人員的工作和出勤情況，還可以確定每個人在井下的活動軌跡，查詢工作人員具體的工作時間，可以督促安全巡查人員是不是兢兢業(yè)業(yè)的在工作，有沒有擅自脫離工作崗位，有沒有及時對井下的各種數(shù)據(jù)進行及時的檢測。通過這個功能基本上避免了人為原因出現(xiàn)的煤礦安全事故。還可以實現(xiàn)資源共享，供領(lǐng)導(dǎo)在不同的位置進行查看，如查看各種實時報表、實時性監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)以及視頻信息等，如果發(fā)生安全事故，能及時的知道有多少人遇險，這些遇險人員在井下處于哪個位置、什么情況就能很清楚的知道，從而為煤礦安全搶險提供真實的數(shù)據(jù)。

 

3G無線通信系統(tǒng)作為一種新型的井下無線通信生產(chǎn)技術(shù)，還存在一些有待改善的地方，比如說3G系統(tǒng)配套的手機防水防塵的功能就不是特別好，為了在井下更好的使用，保證生產(chǎn)的安全性，我們應(yīng)該對這個缺點進行改進和完善。由于井下機器設(shè)備的噪音比較大，在井下通話質(zhì)量不是特別好，這就是傳統(tǒng)的手機通話的弊端。因此我們應(yīng)該對機器設(shè)備不斷的進行改善，實現(xiàn)在井下的通話更加清晰。

 

3 小結(jié)

 

3G無線通信系統(tǒng)已經(jīng)在很多煤礦投入運營使用，并且對井下煤礦的安全管理做出了突出的貢獻，它可以避免網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)建設(shè)，節(jié)省了煤礦對機械設(shè)備過多的資金投入。作為有線通信系統(tǒng)的補充，3G無線通信系統(tǒng)覆蓋面比較廣、信號比較強，提高了井下煤礦的生產(chǎn)效率，減少煤礦安全事故，降低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本。

篇10

關(guān)鍵詞：無線通信；車載；太陽能；無線對講；FM電臺

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）06-00-02

0 引 言

本系統(tǒng)的研發(fā)基于兩大背景。一方面，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)近些年來不斷發(fā)展，發(fā)電成本不斷降低，其無污染、可再生的特點使其備受關(guān)注；另一方面，車載通信系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中已經(jīng)大為普及，但功能仍不夠完善。在改善車載通信系統(tǒng)性能、增加功能的同時，將太陽能技術(shù)與車載無線數(shù)字通信技術(shù)相結(jié)合，利用太陽能充電技術(shù)給通信系統(tǒng)供電，可以解決此系統(tǒng)的備用電源問題。該車載無線數(shù)字通信系統(tǒng)可以解決車輛之間實時通信的問題，并能夠?qū)崿F(xiàn)實時定位的功能。無線對講模塊可作為對講機來解決車輛與車輛之間的短程實時通信問題；FM電臺可以實現(xiàn)車輛與外界的通信，解決手機無信號時的無線通信問題。此外，該系統(tǒng)的輔助功能包括GPS模塊為通信系統(tǒng)進行精確定位，GSM模塊發(fā)送精確信息（包括定位信息、太陽能充電板充電電壓電流參數(shù)、當前室溫等）至手機終端，通信系統(tǒng)也能夠利用ZigBee技術(shù)對太陽能充電模塊的采集端進行通信，通過控制繼電器來控制太陽能充電回路的通斷。

本文給出了一種基于太陽能的車載無線數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計方案，可以實現(xiàn)車載對講、FM電臺、短信收發(fā)、實時定位、遠程控制等功能。這個設(shè)計既可以用于警車調(diào)度指揮系統(tǒng)、智能交通等方面，也可以用來搶險救災(zāi)。該設(shè)計使得系統(tǒng)具有多功能、人性化、環(huán)保無污染的特點。

1 系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計以ARM芯片為核心，主要分為太陽能充電裝置與車載無線通信系統(tǒng)兩大部分。其中，太陽能充電裝置包括太陽能充電板、DC-DC變換電路、18650電池組、單片機與對外通信ZigBee模塊等，車載無線通信系統(tǒng)包括液晶觸摸顯示屏、無線對講模塊、FM電臺模塊、GPS模塊、GSM模塊、ZigBee模塊、WiFi模塊等。系統(tǒng)具體實現(xiàn)的功能有車載對講、FM電臺廣播、短信收發(fā)、全球定位、遠程控制、手機App信息傳輸、太陽能端數(shù)據(jù)采集等功能。整套系統(tǒng)通過液晶觸摸屏以及手機App界面進行有效的人機交互，觸摸屏與App用于選擇工作模式，同時可以顯示車載通信的內(nèi)容、實時定位的數(shù)據(jù)信息以及太陽能充電裝置的環(huán)境參數(shù)信息，及時反饋外界傳遞的信息，并產(chǎn)生良好的人人、人機互動效果。整套系統(tǒng)具有功耗低、無污染、穩(wěn)定性好、持續(xù)供電等特點。圖1所示為車載無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)方式示意圖。圖2所示為車載通信系統(tǒng)與外界通信示意圖。

2 車載無線數(shù)字通信系統(tǒng)

車載無線通信系統(tǒng)包括液晶觸摸顯示屏、無線對講模塊、FM電臺模塊、GPS模塊、GSM模塊、ZigBee模塊、WiFi模塊等。圖3所示為車載無線通信系統(tǒng)節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)框圖。

2.1 無線對講模塊

為了提高對講距離以及可靠性，本系統(tǒng)采用了深圳市尚瑞思電子有限公司研發(fā)的一款無線語音對講及數(shù)傳模塊SR-FRS-1W350。該模塊內(nèi)置高性能射頻收發(fā)芯片BK4811、微控制器及射頻功放。外控制器可以通過標準的異步串行接口（RS 232）通訊來設(shè)置模塊工作參數(shù)并控制整個模塊的收發(fā)。該數(shù)傳模塊只需外接天線、MIC和語音功放即可組成一整的對講機或數(shù)傳電臺。

2.2 FM電臺模塊

本模塊選擇由RDA Microelectronics公司研發(fā)的RDA5820高集成度的立體聲FM收發(fā)芯片，該款芯片不僅可以完美地完成電臺功能，還能接收FM廣播，具有集成度高、功耗低、尺寸小的優(yōu)點。該部分以ARM芯片作為控制器，通過自帶的I2C總線，編程寫控制字實現(xiàn)了RDA5820模塊的電臺功能（收發(fā)模式的選擇，頻率的設(shè)置等）。結(jié)合電路按鍵以及顯示、信號放大、音頻的輸入輸出等組成簡易且性能穩(wěn)定的FM電臺系統(tǒng)。

2.3 GSM模塊、GPS模塊、ZigBee模塊、WiFi模塊

本系統(tǒng)采用SIMCOM公司的SIM900A模塊方案。SIM900A模塊支持TTL串口通訊標準，通過串口向模塊發(fā)送AT指令即可設(shè)置模塊參數(shù)。本系統(tǒng)采用u-blox公司的NEO-6M模組方案，可以通過串口及USB接口向STM32F103和電腦輸出GPS定位信息，使用簡單方便。本系統(tǒng)采用順舟科技SZ05系列Z-BEE嵌入式無線串口通信模塊方案，該模塊具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點和特性。本系統(tǒng)的WiFi部分采用WF-ESP8266模塊方案。ESP8266是一個完整且自成體系的WiFi網(wǎng)絡(luò)解決方案，能夠獨立運行或作為slave搭載于其他Host運行。

3 太陽能充電裝置

此太陽能充電模塊由太陽能充電板、DC-DC變換電路、18650電池組、單片機與對外通信模塊（采用ZigBee技術(shù)）4部分組成。此裝置主要有以下兩種工作模式：

（1）太陽能充電板經(jīng)DC-DC變換電路輸出合適電壓直接給通信系統(tǒng)供電。

（2）充電板通過DC-DC變換電路后對電池進行充電，利用單片機對電池環(huán)境進行監(jiān)控與對過壓過流的控制，通過ZigBee通信模塊將數(shù)據(jù)傳至通信系統(tǒng)的控制芯片端，從而實現(xiàn)實時觀測；同時也可讓ZigBee通信模塊接受傳來的數(shù)據(jù)，利用單片機控制繼電器的吸合，從而對充電裝置的開關(guān)進行有效控制。

DC-DC變換電路采用TI公司的LM2596開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器。LM2596開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3.3 V～6 V的固定電壓，同時具有很好的線性和負載調(diào)節(jié)特性。太陽能充電裝置結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。

4 結(jié) 語

整套系統(tǒng)將太陽能清潔無污染、可再生的特點與此無線數(shù)字通信系統(tǒng)強大的功能相結(jié)合，參考了實際工程中環(huán)境對通信系統(tǒng)硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計的影響。因而提出了一種基于太陽能的車載數(shù)字通信系統(tǒng)的新型構(gòu)思。該系統(tǒng)綠色環(huán)保、性能良好、工作穩(wěn)定、實時性強，基本可以解決野外車載通信信號弱、續(xù)航能力差的問題。

參考文獻

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