时间:2023-03-07 15:01:03
导语:在无线通信论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
认知无线电用户必须不能干扰首要用户(频谱授权用户)的正常工作,要保证首要用户的可靠性通信,同时也要保证认知无线电用户通信的可靠性,这就需要认知无线电控制发射功率,同时具有灵敏的频谱空穴检测能力和快速切换频段的能力。通信的高可靠性是认知无线电要实现的另一个目标。认知无线电这些特点有利于频谱资源智能、高效、充分的利用,也是其区别于其他无线电技术的重要特征。
二、认知无线电与宽带无线通信系统的融合
认知无线电的关键技术有:频谱监测技术,自适应频谱资源分配技术、自适应调制解调技术等。宽带无线技术主要有正交频分复用技术(OFDM)、多输入多输出技术(MIMO)、HARQ技术和AMC技术等。认知无线电与宽带无线通信系统的融合最主要的就是自适应频谱资源分配技术和正交频分复用技术结合、并辅以其它相关技术。OFDM系统是目前公认的比较容易实现频谱资源控制的传输方式。该调制方式可以通过频率的组合或裁剪实现频谱资源的充分利用,其与自适应技术相结合,除了在传统的时间域上自适应外,还更容易利用多载波的频率域,可以灵活控制和分配频谱、时间、功率等资源,在结合MIMO系统的空间资源,根据用户在不同的位置的不同传输条件,感知环境并且适应环境,并不断地跟踪环境的变化,以合理利用资源、提高系统容量。自适应频谱资源分配的关键技术主要有:载波分配技术、子载波功率控制技术、多天线层资源分配算法和复合自适应传输技术。
(1)载波分配技术。CR具有感知无线环境的能力。子载波分配就是根据用户的业务和服务质量要求,分配一定数量的频率资源。检测到的宽带资源是不确定的,随时间、空间、移动速度等变化。OFDM系统具有裁剪功能,通过子载波的分配,即在频段内对于用户来说,信干噪比(SINR)较高的不规律和不连续子载波的频谱资源进行整合,按照一定的公平原则将频谱资源分配给不同的用户,确定每个子载波传输的比特数量,选取相应的调制方式,实现资源的合理分配和利用。
(2)子载波功率控制技术。由于分配给用户的功率和子载波数一般是成比例的,功率控制算法在经典的“注水”算法的基础上,有一系列的派生算法。这些算法追求的是功率控制的完备性和收敛性,既要不造成干扰又要使认知无线电有较好的通过率,且达到实时性的要求。事实上功率控制算法和子载波分配算法是密不可分的。这是因为在判断某子载波是否可以使用时,就要对现状(空间距离、衰落)做出判断,同时还需要计算出可分配的功率大小,对于一个用户如果速率一定,如子载波数目增加所需的功率就会下降。
三、结语
甚低频范畴内的电磁波,被设定成无线互通必备的这种波形。把无线通信惯用的天线,看成电偶极子。电波传递特有的路径之中,天线运送过来的电波,先要经由覆盖着的上侧层级。例如:通信体系架构内的传导电流,会超出这一范畴的位移电流。选出来的参数,可分成电导率、电磁波特有的角频率、关联着的介电常数。甚低频段特有的区段,会满足拟定好的这一要求。真正去运算时,天线预设的埋深,应被拟定为零。发射天线被安设于地表以下的某深度之处。为此,应把运算得来的数值,乘以选取出来的衰减因子,就得来这一深度。
1.1区分多重区段
线路架设固有的距离、电磁波固有的波长,会表征着不同比值。依循拟定好的这些比值,可把选出来的区域电场,分出四种区段。具体而言,若预设的通信距离偏近,或拟定好的频次偏低,那么这一区段被设定成准静区。伴随距离拓展,细分出来的这些区段,依次设定成近区、中部架构下的中间区、偏远的区段。测量得来的频率范围,关涉着对应情形下的波长。例如:频率被拟定成10k赫兹这一数值以内,那么波长表征的数值,就被限缩在30千米;依循这一递增规律,可以推测得来幅值特有的衰减常数。由此可得,在偏低频次特有的区段内,如上的比值会满足特有的准静区;若拟定好的通信距离,没能超出2千米,那么给出来的通信范围,就被划归为近区。
1.2明晰运算流程
准静区特有的区段之中,应当经由审慎的运算,计算出拟定好的场,同时辨识场的特性。若给出来的频率既定,且通信距离特有的间隔偏近,那么体系架构以内的架设天线,就被看成近似态势下的恒流偶极子。场强及关联着的电流矩,会凸显出正比的关联;然而,场强与运算得来的电导率、场地固有的水平距离,却带有反比的关联。若拟定好的频率升高,则原初的这种距离,就会快速缩减。如上的运算中,没能考量偶极子特有的埋设深度。真实态势下,水平方位的这种偶极子,会被安设于特有高度的通信线路之内。真正去计算时,还应在拟定好的公式之中,添加衰减因子。
1.3埋地范畴内的偶极子
甚低频架构下的无线通信,拟定好的电场,会跨越这一范畴中的准静区、关联着的近区。接纳过来的信号,主要依凭运输特性的天线。为获取各个层级内的场强数量级,有必要明晰多重参数的更替规律。接收点区段之中的原有场强,会随同变更着的参数,而不断更替。例如:发射天线预设的埋设深度,被拟定成300米;拟定好的这种长度,表征着水平方位的电偶极子。运算得来的电流矩,会达到100A每米。天线固有的上侧区段,覆盖着等效特性的电导层。这一层级固有的电导率,被测定成每米0.018S。由此可推知,划分好的通信范畴,应被涵盖在准静区。把如上的条件,带入给出来的公式,就能明晰接收点关涉的电场;还能明辨电场随同频率而更替这样的规律。若选出了既定的一点,则可以明辨通信距离特有的彼此关联。
2应注重的事宜
依循地层固有的多样磁性,可以辨识这一层级以内的磁导率。除了带有铁磁特性的这种物质,其他范畴之中的关联物质,都很近似拟定好的真空状态。预设的介电常数,关联着极化场这样的频率;介电常数特有的测定及运算,也关涉周边范畴中的环境。干燥特性的区段环境,对于固定着的多重频率,都会保持恒定。潮湿特性的环境,对于关联着的声频,会凸显明晰的干扰。这样测定出来的电导率,会相差偏多的数量级。拟定好的这一电导率应被设定为恒定。为便利接续的通信设计,依循穿透点布设着的大致方向,可以经由运算,得来等效态势的电导率。把测算得来的这种参数,简化为惯常见到的、均质架构以内的电磁波,并拟定可用的穿透模式。等效情形下的电导率,可被概要拟定成平均值。在如上的运算中,应被涵盖的关联参数,包含总体的线路长度、线路固有的导体状态。依循通信地点特有的布设状态,得到平均态势中的电导率。
3结束语
随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段:
第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZVHF单工汽车公用移动电话系统MTS。
第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。
第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。
第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行。
第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。
2无线通信领域的未来发展趋势
首先,无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围,不同的适用区域,不同的技术特点,不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等,都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求,WLAN可解决中距离的较高速数据接入,而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此,在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展,推进组网的一体化进程,通过建网的接入手段多元化,实现对不同用户群体的需求覆盖,达到市场细分和业务的多元化,解决移动通信发展不均衡的状况。
其次,我国政府应该给企业配置更多的无线频率资源,推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求,综合地规划自己的无线通信网络,实现资源的有效配置和利用。当然,政府也需要加强对有限频率资源的管理,对于企业闲置不用的频率占用,考虑适当的手段予以收回。
其三,从公众移动通信网络发展来看,3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看,由于其移动话音用户的普及率高,通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此,他们期望通过3G搭建更大的业务平台,从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟,目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言,也要借鉴欧美的经验,在用户数量增长放缓之前,就应提前培育新兴移动市场。目前,政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题,把握住这个移动业界的巨大历史机遇。
其四,从宽带无线接入技术来看,全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来,该领域还可能出现更强大的新技术,从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看,我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入,其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中,我们应该从全局的观点来把握,使之成为与移动网络互补的重要技术手段,这样既可以充分发挥其技术个性,又防止出现不必要的资源竞争和浪费。
其五,移动与无线技术在演进中走向融合。当前,移动、无线技术领域正处在一个高速发展的时期,各种创新移动、无线技术不断涌现并快速步入商用,移动、无线应用市场异常活跃,移动、无线技术自身也在快速演进中不断革新。在网络融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种移动、无线技术在演进中相互融合。
在多元融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种无线技术在竞争中互相借鉴和学习,涌现出了同时被上述无线技术采用的新型射频技术,如MIMO和OFDM技术等。与此同时,在以ITU和3GPP/3GPP2为引领的蜂窝移动通信从3G到E3G,再走向B3G/4G的演进道路上,以及IEEE引领的无线宽带接入从无线个人域网到无线局域网、无线城域网,再到无线广域网的演进道路上,都开始增加对方的内容,例如:移动通信不断强化宽带传输性能,无线宽带接入不断增强漫游性能以及安全性能。
借鉴WiMAX的高速数据传输特性,蜂窝移动通信启动了LTE,即“3G长期演进”项目,用以增强宽带传输性能。LTE的确立,令蜂窝移动通信系统的技术线路与定位为“低移动性宽带接入”的WiMAX有了很多的相似之处。
在“无线+宽带”的大趋势下,无论是蜂窝移动通信技术还是WiMAX、WLAN等无线宽带技术,都面临着同样的考验:信道多径衰落和频谱效率。在这样的情况下,OFDM和MIMO就成为各种无线技术的共同选择。OFDM在解决多径衰落问题的同时,增加了载波的数量,造成了系统复杂度的提升和带宽的增大;MIMO则能够有效提高系统的传输速率,在不增加系统带宽的情况下提高频谱效率。因此,OFDM和MIMO的结合,成为推动“无线+宽带”发展的重要力量。
其六,更远的未来,按当前专家们的预想,通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中,固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强QoS保证的信息通信网络平台。在这一平台上,各种接入手段将成为网络的触手,向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案,都将成为大NGN平台的延伸部分。从而形成集固定无线手段于一体,各种接入方式综合发挥效用,各种业务形成全网络配置的一体化综合网络。当然,这一进程将是漫长的,也必将遇到很多挫折。
由于无线通信网络存在的带宽需求和移动网络带宽不足的矛盾,用户地域分布和对应用需求不平衡的矛盾以及不同技术优势和不足共存的矛盾,因此,决定了发展无线通信网络需要综合运用各种技术手段,从全局和长远的眼光出发,采取一体化的思路规划和建设网络。发挥不同技术的个性,综合布局,解决不同区域、不同用户群对带宽及业务的不同需求,达成无线通信网络的整体优势和综合能力。对此,我国政府管理部门也应该积极为运营商配备充足的频谱资源,为其综合规划提供有力的支撑和保障。
总之,无线通信中期未来的发展趋势表现为:各种无线技术互补发展,各尽所长,向接入多元化、网络一体化、应用综合化的宽带无线网络发展,并逐步实现和宽带固定网络的有机融合。
关键词:无线通信协议通用串行总线中央监控远程终端
引言
现代世界是一个高速自动化的世界,各种各样的设备除了可以与计算机联机外,还可以互联机,而最简单的自动化联机方式就是使用串行通信。随着时代的进步,它并没有被取代,后倒是逐渐被广泛应用。如今,在许多场合有线连接的方式已经不能满足科技的高速发展。无线技术正以一种快速的速度进入许多产品,它与线相比主要有成本低,携带方便,省去有线布线的烦恼;特别适用于手持设备的通信、电池供电设备、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、无线数字语音、数字图像传输、智能小区不停车收费、银行智能回单系统等。在如此多的无线系统应用中,无线通信的协议自然显得特别重要。无线通信协议的好坏直接关系到系统的安全性、误码率以及系统运行的速度。本文以上海桑博科技有限公司的STR-2无线收发模块为例,详细介绍无线收发模块与各种单片机的硬件接口设计,点对多点无线通信协议的数字打包格式、解包程序以及相关软件设计。
1系统概述
1.1链状点对多点系统
图1所示的系统是由一台中央监控设备CMS(CentralMonitoringSystem)和多台远程终端设备MRTU(MultipleRemoteTermialUnit)构成的点对多点的多任务无线通信系统。在中央监控设备CMS与远程终端RTU(RemoteTermialUnit)之间用多台中转设备Tran作为中转站,以便起到暂存数据和延伸距离的作用。中转站之间,以单向通信方式进行传递数据。
(1)适用范围
*传输距离远的多点多任务数据采集;
*条件恶劣、干扰大、多点多任务数据采集;
*对时间要求不高的各种复杂无线数传;
*智能小区水、电、煤、暧气集中抄表系统,各种远程集中按防报警系统等。
(2)协议数据包格式
协议的第一件事就是能够识别噪志和有效数据。噪声是以随机字节出现的,没有明显的结合方式;噪声源可以产生任意字节的组合。在无线通信的过程中,最好能通过一种协议有效地抑制噪声的产生。
通过测试和试验发现,0xFF后跟0xAA、0x55在噪声中不容易发生。传输协议应该在数据包前加开始字节,0xFF后跟0xAA、0x55发送协议的开始应该是一个任意内容的字节(这是因为第一个字节的数据在发送时容易丢失),然后是0xFF后跟一个0xAA、0x55;接收协议规定只接收以0xFF后跟0xAA、0x55开始的包,于是就可以很方便地把以上系统的数据包格式定为:
Lead1Lead2Lead2HeaderLengthHostIDLocaDestination
UnitData1Data2…DatanChecksum
Lead为引导字节
Leader1=0xFF;
Leader2=0xAA;
Leader2=0x55;
Header为数据包的命令字节,由此确定数据包的类型;
Length为数据包包含的Length字节之后的所有字节的长度;
HostID为主机地址;
Local为本地机地址;
Destination为目标地址;
Unit为RTU地址字节;
Data为数据包字节;
Checksum为校验字节。
1.2星状点对多点通信
图2系统是由一台中央监控设备CMS和多台远程终端设备MRTU构成的点对多点多任务无线通信系统。在中央监控设备CMS与每一台远程终端RTU都以双向通信方式进行传递数据;特别适用于数据量大,对时间要求较高的场合。
(1)适用范围
*传输距离较近的地方;
*条件恶劣、干扰大的地方;
*对时间要求高、数据量大的场合;
*智能小区水、电、煤、暧气集中抄表系统,各种远程集中安防报警系统等;
*智能家用集中控制系统;
*工业测控、工业数据采集;
*医疗器械、健身器材;
*数据仓库、智能商场超市导购;
*餐饮无线点菜系统;
*PDA无线数传;
*水纹气象监控;
*生物信号采集;
*油田环境监控;
*银行智能回单系统等。
(2)协议数据包格式
根据图2可以把系统的数据包格式定为:
Lead1Lead2Lead2HeaderLengthUnit
Data1Data2…DatanChecksum
Lead为引导字节
Leader1=0xFF;
Leader2=0xAA;
Leader2=0x55;
Header为数据包的命令字节,由此确定数据包的类型;
Length为数据包包含的Length字节之后的所有字节的长度;
Unit为RTU地址字节;
Data为数据包字节;
Checksum为校验字节。
2硬件设计
上海桑博电子科技有限公司STR-2RF模块的核心部分为nRF401,外加精心设计的内置天线,具有体积小(37mm×47mm),功耗低的特点;传输距离为200m,最大传输速率为20kb/s;接口电路简单,可直接与单片机的通用串行口(UART)口连接。图3所示为硬件框图。
STR-2RF引脚功能如下:
VCC——正电源,接2.7~5.25V;
CS——频道选择,CS=0为选择工作频道1(即433.92MHz),CS=1为选择工作频道2(即433.33MHz);
DOUT——数据输出,连接MCU串口RXD;
DIN——数据输入,连接MCU串口TXD;
GND——电源地;
PWR——节能控制,PWR=1为正常工作状态,PWR=0为低功耗状态;
TXN——发射接收控制,TXN=1时模块为发射状态,TXN=0时模块为接收状态;
3软件设计
在系统中,所有STR-2RF模块均采用433.92MHz作为系统工作频率。下面以星状点对多点通信系统为例,详细介绍系统的软件设计。
(1)主程序设计
为了避免同频干扰的问题,系统采用时分TDMA(TimeDiveisionMultipleAccess)技术,把系统CMS与任意一台RTU之间的通信采用时分的方式分开,CMS通过扫描的方式与各台RTU设备进行单台通信,这样系统中的CMS与RTU的通信方式就成为点对点的通信方式。整个点对多点系统的通信就成为若干个点对点通信的组合。程序采用C51单片机语言编写,其主控程序流程如图4、图5所示。
(2)打包与解包
协议将主要数据分割成一定格式的数据,并增加一些额外的信息(用于纠错),这个过程叫打包;在接收端协议去掉这些额外信息,只留下初始信息,这个过程叫解包。
打包程序如解包程序见网络补充版。
解包子程序流程如图6所示。
[论文摘要]雷雨频繁季节,防雷成为无线通信台站的一项重要任务,认真做好系统接地工作在无线通信设备防雷避雷中具有重要意义。针对无线通信系统最基础的接地工作,分析和探讨通信防雷工作、减少通信机意外故障因素。
随着无线通信系统的自动化装备越来越先进,设备电路的精密集成度日益提高。感应雷电及雷电电磁脉冲的入侵很容易损坏相应的电子、电气设施,加之无线通信设备自有的室外天线和电缆馈线等的,感应雷击的危害明显增加,仅靠避雷针已远远不能满足无线通信台站设备的防雷实际需求,因此,对系统工作地和保护地的要求更加严格,必须从细节抓起、从源头治理、全方位着手,在抓好系统接地工作的基础上,对台站设备实施综合防雷工程。要对设备防雷要认真规划、设计、施工,设备接地工作必须严格要求、高度重视,务必做到系统接地关即:连线坚固、地网可靠、泄流畅通,总的来说,在一个工作区域内,尽量将邻近的机房、铁塔、天线、变压器、配电柜、通信电缆统筹考虑,按均压、等电位的原理把工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网,台站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入,扩大地网范围,增强整体防雷能力。
一、无线通信防直接雷的接地工作
对于防直接雷袭击,我们一般主要采用避雷针、避雷带、避雷网等传统避雷装置,只要设计规范,安装合理,这些避雷设施便能对直接雷进行有效的防御,这种方法经济、简单,但要注意,避雷针应当装在高于天线尖端数米,避雷针与天线之间应有一定的间隔,以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。一般的做法是避雷针成为天线塔体的主杆,通信天线装在避雷针外线大约1.5个波长以外。由于避雷针带接触雷击的强度较大、范围较广,首先要确保其具有良好的电流泻放通道,主要接地标准应做到:
1、避雷地线的直流通路的电阻要求足够低,一般为10—500,小于50最佳,由于雷电浪涌电流较大,频谱较宽且持续时间短,因此要求必须有尽量小的电感量。
2、地线不能用扁平编织线或绞合线,因为这种线电感较大,不利于泄放雷击电流,且容易被腐蚀。要尽可能使用3mm以上的实心导线,且最好是相同的金属材料。
3、为了增大地表层的泄放面积,可采用埋设有一定间隔的多根接地体,且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的间隔埋上10根左右的铜管,并把它们焊接起来。
接地体宜采用热镀锌钢材,其规格要求如下:
钢管φ50mm壁厚不应小于3.5mm。角钢不应小于50mm×500mm×5mm。扁钢不应小于40mm×4mm。
但由于无线通信台站的环境条件不一,其地网往往难以组成沿房屋四周封闭式的环形地网,所以对地网组成方式给予了灵活考虑,但机房工作地、保护地、铁塔防雷地三者应共同地网,且要求铁塔与建筑物连通(含地下、楼顶),有困难时也要确保楼顶避雷带与铁塔地网连通。对于地处市郊、多雷区(年雷暴日大于20天以上)或建筑物较高而得不到周围建筑物防雷设施保护的台站,其地网应在地下、地面上作多点(两点以上)焊接连通,特别注意的是,在地网焊接连通时要与设备断开操作,以确保系统安全。
除了做好室外防雷设施的有效接地外,从防雷工程的系统性和综合性来考虑,还要注意通信机房内相关设施的联合接地,即机房内走线架、吊挂铁架、机架或机壳、金属通风管道、金属门窗等均应作保护接地,保护接地线一般宜采用截面积不小于35mm2的多股铜导线。按照《通讯局(站)防雷与接地设计规范》要求,对机房的接地引入线长度不宜超过30m,其材料为镀锌扁钢,截面积不宜小于4mm×40mm或不小于95~2的多殷铜线。接地引入线应作防腐、绝缘处理,并不得在暖气、地沟内布放,埋设时应避开污水管道和水沟,在地面以上部分,应有防止机械损伤的措施。
二、无线通信防感应雷的接地工作
无论多么完善的避雷针,对感应雷击都无能为力,由于其来自线路的感应电流,加之有的系统屏蔽差,以及没有采取有效的等电位连接措施、综合布线不合理、接地不规范造成地电位反击等,因此需要运用完善的综合防雷手段,在电源和馈线等线路上安装相关的避雷器SPD,与合格的避雷针有机结合、相互补充,构成一套完整的防雷体系。而对任何先进、科学的防雷器件而言,设备的本身接地和防雷器的接地都尤为重要,一般要求通信机房地阻不超过10,这也是保证避雷设备发挥作用的前提和关键。
1、机房内的设备首先要做到保护地、工作地等电位连接,特别是相关设各机箱的外壳必须接地,以最大程度上减少二次感应雷击的危害。对接地汇集线和接地排的要求较高,它一般设计成环形或排状,材料为铜材,截面积不应小于120mm2,也可采用相同电阻值的镀锌扁钢,机房内的接地汇集线可安装在地槽内、墙面或走线架上,接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘。
2、通信站传输射频信号的同轴电缆馈线一般都有金属外护层,应在上廓、下部和经走线架进机房入口处就近接地,在入机房处的接地应与地网引出的接地线直接连通,以泻放线缆在外界感应的雷电流。当铁塔高度大于或等于60m时,同轴电缆馈线的金属外护层还应在铁塔中部增加一处接地。在天馈系统中安装避雷器时要注意以下方面的接地问题。一是避雷器的接地端的接地电阻不得大于50,否则将影响防雷效果;二是安装通信天线时,天线支撑杆要与铁塔可靠连接,连接电阻等于零,馈线应从铁塔内部垂下,并每隔一段距离用铜丝与铁塔固定。
1大气窗口的选择
大气中存在着各种复杂成分的气体分子和微粒。激光在大气中传播时,因为这些物质会对激光信号吸收与散射,还有大气气溶胶的散射,这就是导致传播过程中能量衰减的主因。此外遇到下雪、下雨、刮风等气候,会使能量在空间重新分配,产生了不同程度衰减。表1列出典型气候条件下,大气衰减情况。一般情况下,气候条件良好,对光束衰减主要是散射和吸,比如水蒸气、臭氧、瑞利散射等[2]。辐射波长处在某些区域吸收作用最小,称之为“微窗口”。图1给出了晴朗天气条件,在700~1600nm波段,4个良好大气窗口,分别出现在780,850,1064,1550nm附近。因此,为了尽量减少衰减,可选择有利的天气,并选择处在大气窗口波段波长,可收到较好的效果。
2大气信道模型
在近地光无线通信系统传输中,大气信道由于种种原因引起光的吸收和散射,光信号信噪比等将受到影响。对大气信道对数正态分布模型建模分析,可为系统误码性能分析做必备基础,对光无线通信系统有巨大理论价值。对数正态分布是跟据利托夫近似,用叠加来表示对数振幅。
3结束语
节能管理不是单纯的消减的过程[1]。实际上,在刚开始的阶段,节能并不能直观地省钱,反而会消耗许多。但是长期进行下去,节能会取得让人惊喜的成果。同时,在进行节能管理时,还要充分考虑到环境和社会。必须要是环境和大众可接受的措施。若是节能管理不能合理安全,不符合实际情况,那也不能进行广泛的推广。措施要考虑到人们的生活习惯,还要有质量和安全方面的保障,否则,再有效率也不能被接受。比如说在节约用电方面,西方国家普遍推行夏时制,利用太阳的关照代替部分电源,从而节约照明和洗澡的用电。但这在中国就不行,我们的时节和生活习惯大不相同,对人家再有用也不可能被采纳[2]。
2如何有效进行节能管理
2.1针对性进行节能
想要有效地节能,首先要充分了解当前耗能现状,弄清楚哪些具体环节消耗的能源最高。无线通信网的节点有许多,也许一个节点的能耗看起来很少,但小数量的能耗乘以大数量的基础就会变得让人难以忽视。要做的就是找出这些节点,找出关键的环节。然后再根据这些环节对症下药,拟定节能的目标、指标,取消或是改造不必要的环节[2]。充分借鉴国外的经验,提出可行的提案,聆听多方面专家的意见,进行开放的讨论,全面地看待问题。之后再制定计划,重点关注那些高耗能环节,针对性实行节能管理。
2.2优化无线网络
优化无线通信的网络优化是帮助推行节能管理的好方式。主要有三个步骤,一是采集数据,二是分析性能,三是实施和测试方案[3]。采集数据是系统数据,包括网络总体的和主要结构的数据,从而更好地分析其网络性能和网络质量。至于分析性能,是基于采集到的系统数据,有效地分析数据,制定优化的方案。最后,要对无线网络的性能实施和测试方案。这个优化方案包括了很多的优化如设备、网络结构和硬件系统等方面。
2.3建立完整系统
设计系统的内容要是完整的、全面的,同时要保证设计方案科学性和可操作性。系统通常是综合而严格的,也要符合当前技术的发展潮流,才能让系统保持先进性。合理布局,监测设备及其他设备要符合技术发展的趋势,考虑到安全性的原则的重要性,以确保整个系统的安全和可靠操作,我们要首先考虑系统的安全性和系统整体的可靠性。此外,节能系统要维修方便,而且维护费用低。整个投资要控制在合理范围内。满足以上,节能管理就有系统可依靠,就能更加科学和规范[3]。
1.1WLAN通信
WLAN是一类无线通信系统的简称,具有灵活性、移动性、易扩展性及成本低等特点。Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌,其主要采用的通信协议也是IEEE802.11系列协议标准。IEEE802.11协议标准主要位于OSI协议的物理层和MAC层。物理层定义了三种无线传输方法,即跳频扩频、直接序
1.23G通信
本文所采用的3G技术为UMTS(通用移动通信系统)。相对于功能单一WLAN或GSM,GPRS网络,UMTS网络的结构更加复杂,功能更加丰富,网络管理需要考虑的因素也更加多元化。UMTS除了把WCDMA作为首选空中接口技术获得不断完善外,还相继引入了TD-SCDMA和HSDPA技术。UMTS系统结构主要包括无线接入网络和CN(核心网络)两部分,无线接入网络部分包括UE(用户设备)和UTRAN(陆地无线接入网)。UMTS支持1920kb/s的传输速率,其关键技术为切换技术,主要包括软切换和硬切换,目的是保证移动节点良好的接入到当前的移动通信网络。UMTS系统结构如
1.3WAVE通信
WAVE技术是车路协同系统产生后,为解决车车通信、车路通信问题而提出的一种高效的无线接入通信机制。WAVE的优势主要体现在消息传输延时、节点移动性、通信频段的抗干扰性和IEEE802.11p对车路协同系统的适用性,其在网络性能、实现成本及复杂程度方面的综合评价均优于普通的无线通信技术,WAVE的协议体系主要依托于IEEE802.11p协议,其是针对汽车通信的交通应用环境而设计的标准,主要作用于物理层和数据链路层。物理层处于协议的底层,且是基于正交频分复用的,主要负责为设备之间的数据通信提供传输媒介及互联设备,控制信道的激活或失效服务,为数据传输提供可靠的环境。数据链路层包括LLC(逻辑链路子层)和MAC(介质访问控制子层),其中IEEE802.11p的MAC层是整个协议架构中性能优势的集中体现。MAC层为数据传输的信道协调控制方面提供服务,通过可靠的信道接入协议,更加高效的进行数据交换。WAVE在交通领域已经得到了大量的应用。
2性能仿真测试
2.1OPENT仿真原理
OPNETModeler是当前领先的网络技术开发环境,广泛应用于设计和研究通信网络、设备、协议和应用为开发人员提供了建模、仿真以及分析的集成环境,大大减轻了编程以及数据分析的工作量。OPNET采用离散事件驱动的模拟机理,通过事件驱动器以先进先出的方式对事件和事件时间列表进行维护,每当有一个事件出现后,仿真时间推进,仿真中各个模块之间通过事件中断方式传递事件信息。与时间驱动相比,这种机制的计算效率更高。构建OPNET仿真模型依次从进程模型、节点模型和网络模型三部分进行。根据车路协同系统信息交互过程的特殊性,选取OPNETModeler模型库中的MANET模型作为WLAN模式和WAVE模式的仿真实验节点模型。车辆信息从WLAN收发信机进出,依次经过MAC层、数据链路层、IP层、UDP层、路由层、应用层,完成整个消息的通信流程。OPNET也提供了UMTS系统的仿真模型,可以根据用户需求配置模型属性。
2.2仿真结果评估
无线通信技术在应用过程中不受时间和空间的限制,该技术在物联网技术以及其他相关技术的结合使用中,在不断更新和发展,从而形成能够满足不同人群、生产、生活等需求。然而无线通信系统通常是由发射器和接收器两部分组成。发射器由指令键、指令编码电路、调制电路以及发射电路等构成,当指令编码电路产生相应的指令编码信号后,对载体进行具体的信号调制,再由驱动电路进行功率放大最终调制到指令编码信号系统中;而接收器的工作原理是:在接收到发射器发射的已调制编码指令信号后,分流到各个调解电路中,通过编码指令信号进行译码,再由驱动电路制定各种电路指令应用。无线通信技术主要应用于工业领域中,对工业的数据无线调制解调器进行各种不同领域的数据传输以及分析,能够促进生产、后台监视以及维护等,能够有效地控制生产设备,提高生产领域的工作效率。
2无线通信系统在斗轮机的具体应用
热电生产过程中,在设备改造之前,是通过卷筒电缆的方式来传输两台斗轮机的信号,具体的应用原理是:由一根软电缆卷在电动卷筒上,在斗轮机的带动作用下不停转动,最终促成了主控室之间的通信应用。根据斗轮机信号之间的传输状态总结到:由于设备存在问题,造成信号传播出现问题,具体表现在:
(1)该信号拖缆在拖动过程中,遇到其他物体的破坏时容易被挂断,或者是由于电缆质量问题,造成信号被中断的现象发生。
(2)由于电缆卷筒设备中的驱动电机上装有电磁抱闸机构,斗轮机在工作状态中国出现了停电现象发生时,卷筒电缆抱闸机构动作,为了避免出现电缆发生脱落发生,但是在正常工作状态中为了缓解紧张由于抱闸失灵造成卷筒出现制动状态,这就发生了斗轮机在工作中出现停止,这时正常的斗轮大车就会突然拽断电缆,影响信号的正常传输。
(3)当两台堵转电机在长期转动工作状态中,电机自身的温度比较高,运转不停,这时容易出现电机轴承中的油会被烤干,影响运转的效果,其灵敏度大大下降,这时就造成斗轮机发生故障,出现拽断电缆,中断信号等一系列影响。
(4)当两台斗轮机同时工作时,其成本比较高,耗费的电量大,自身带有的冷却风扇在运转过程中也会消耗电能,这种工作原理长时间就造成资源大大浪费。
(5)信号在出现故障时,由于设备复杂,很难找出线路故障,这种维修和检修的工序复杂,因此耗费比较大,在整个过程中投入的人力和物力比较大。针对这些生产弊端,对斗轮机进行了改造,基于无线通信技术的应用下,改变了信号的传输装置,无论是在经济效益还是社会效益中,都取得了赞扬,应用的效果比较明显,在确定了无线通信信号的传输装置技术参数后,其型号采用的是:YKS8-SD,电源是AC220V,发射机的功率在9W,其接收灵敏度在105dBm,防护等级确定在IP65,采用8路开关量输入以及输出模式。无线信号传输的环境是在-30℃—75℃之间,额定负载电流为3A/每个通道。整个抗干扰性要事先设置好自身的密码和具体频率,避免之间相互受影响。采用无线通信技术的具体运行过程表现在:通过对两台斗轮机进行改造之后,将原先的卷筒装置甩掉,进行轻装工作,这样是为了在接收信号的过程中更加方便,它还可以为以后的维护和检查提供更方便的操作,同时经过改造,每台斗轮机堵转电机的负荷大大被甩掉,这样就减轻了工作负担,能够提高工作效率,并且节省了电能的消耗,有助于经济效益和社会效益同时改善。在无线通信技术的应用下,必须要保证每条拖缆要更换一次,每台机器在工作状态下经过改造大大降低了维修费用,减轻能耗,同时提高了信号的传输效率。
3结语