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篇(1)

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篇(2)

基于4G基礎(chǔ)之上的無線通信LTE技術(shù)并沒有沿用3G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，它采用了全新的設(shè)計理念，對技術(shù)進行了革新，實現(xiàn)應(yīng)用的創(chuàng)新。LTE技術(shù)的結(jié)構(gòu)主要是由NodeB構(gòu)成的，它有助于減小延遲，簡化技術(shù)，實現(xiàn)較低的成本和低復(fù)雜性。此外，其中含有的RNC節(jié)點也更少，對3GPP技術(shù)的貢獻是非凡的?？偟膩碚f，LTE無線通信技術(shù)采用了頻分多址系統(tǒng)，屬于技術(shù)改進后的OFD-MA，它能夠?qū)崿F(xiàn)正交輸送，并兼顧單載波傳輸?shù)头鍞?shù)值，減少成本花費。在此基礎(chǔ)上，其內(nèi)部還采用了扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了多天線技術(shù)的運用，取消了RNC節(jié)點，并實現(xiàn)了分集、陣列、空分復(fù)用的增益，可以使不同方向的多個用戶獲得同時段服務(wù)，提升峰值數(shù)率和數(shù)據(jù)傳送速度。

2.LTE技術(shù)的實際應(yīng)用

在科學(xué)技術(shù)日漸完善的大背景下，無線通信LTE技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用到了各行各業(yè)，且其技術(shù)特點也在日漸成熟。例如，在我國的上海世博會上，高清視頻監(jiān)控的初步演示就將LTE技術(shù)應(yīng)用在了其中，將網(wǎng)絡(luò)移動采編播設(shè)備利用到了系統(tǒng)之中。該技術(shù)的有效使用，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻、音頻等素材的快速傳回，提高新聞的時效性，滿足新聞傳播的訴求。從傳播速度上考慮，用戶在使用LTE無線通信技術(shù)后，下載容量40G的3D影片，不到兩小時就可以完成，其速度提高了10倍以上。

3.LTE技術(shù)的應(yīng)用展望

一方面，LTE技術(shù)是由3G技術(shù)向4G技術(shù)演進的必經(jīng)之路。其在應(yīng)用過程中采用了最新的B3G或4G技術(shù)，如OFDM和MIMO等，在一定程度上而言可以說是4G技術(shù)在原有技術(shù)上的科學(xué)利用。它在具有LTE技術(shù)優(yōu)越性的基礎(chǔ)上，也更加接近4G系統(tǒng)技術(shù)。另一方面，LTE技術(shù)的產(chǎn)生應(yīng)用并不是一個簡單的過程，它主要是在與WiMAX的競爭中實現(xiàn)了發(fā)展?，F(xiàn)如今，WiMAX的802.16e標準正在申請進入3G系統(tǒng)，802.16e技術(shù)更是入選了IMTAdvanced的候選行列，并堅持保存其原有的兼容特點。在未來的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，勢必會出現(xiàn)WiMAX技術(shù)與LTE技術(shù)的競爭局面，在高技術(shù)領(lǐng)域保持良好應(yīng)用，促使其更好的發(fā)展。

4.結(jié)束語

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艦載無線通信設(shè)備通用測試診斷專家系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。被測無線通信設(shè)備通過射頻檢測線纜連通系統(tǒng)中的接口模塊后，測試診斷管理模塊依據(jù)系統(tǒng)提供的來自專家數(shù)據(jù)庫的典型故障特征程序集所需的待測信息項，通過射頻矩陣切換單元控制接口電路，選通測試診斷模塊中的虛擬測試儀表，采集被測設(shè)備當前狀態(tài)的信息數(shù)據(jù)，并將測試結(jié)果傳輸?shù)綔y試診斷管理模塊，與專家數(shù)據(jù)庫提供的典型故障特征進行比對和邏輯推理，根據(jù)特征相似度鎖定故障類型或故障范圍，從而實現(xiàn)對故障進行診斷和定位的功能。邏輯推理方法是專家系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，該系統(tǒng)的邏輯推理采用基于規(guī)則的精確推理和模糊推理相結(jié)合的方法設(shè)計?；谝?guī)則的精確推理主要是把專家數(shù)據(jù)庫中與無線通信設(shè)備性能指標和故障案例有關(guān)的專家知識進行形式化描述，形成系統(tǒng)規(guī)則數(shù)據(jù)庫，運用相關(guān)算法進行故障診斷和推理?；谀：耐评硪?guī)則是根據(jù)對關(guān)鍵信號參數(shù)的測試，推測計算出故障隸屬度數(shù)值。首先通過研究被診斷設(shè)備，確定故障征兆和故障原因，并對其采用適當?shù)姆椒ㄟM行模糊化和反模糊化處理，即確定隸屬函數(shù)的表示形式;其次是根據(jù)事前的歸納和搜索或通過該領(lǐng)域的專家，總結(jié)出故障征兆和故障原因之間的邏輯關(guān)系，并建立模糊規(guī)則庫;最后是采用模糊推理方法建立模糊推理機，以完成根據(jù)故障征兆進行模糊診斷推理的全過程。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計

專家系統(tǒng)硬件包括嵌入式控制核心模塊、測量切換矩陣模塊、標準接口模塊、總線控制模塊、數(shù)控電源和電源管理模塊、人機界面模塊，以及由測試儀器設(shè)備構(gòu)成的測量模塊和連接被測無線通信設(shè)備的通用射頻測試電纜等組成。嵌入式控制核心模塊是系統(tǒng)的主控單元，以ARMMICRO2440A核心板為基礎(chǔ)，嵌入了WINCE操作系統(tǒng)，并基于LabView開發(fā)了系統(tǒng)主控軟件，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制與管理。測量切換矩陣模塊以TMS320F28335數(shù)字信號處理器為核心，通過GPIB/VIX總線控制各種虛擬測試儀器，對采集到的信號數(shù)據(jù)進行運算和解析，并將解析后的數(shù)據(jù)上傳給主控單元進行對比分析。標準接口模塊提供LAN、USB、串行、GPIB、VXI等多種接口，通過切換矩陣來控制其中的射頻同軸開關(guān)、可調(diào)衰減器、功率探測器和濾波放大器等接口電路。測量模塊包含綜合測試儀、矢量分析儀、頻譜分析儀等測試儀表，用于采集所需的信號數(shù)據(jù)。總線控制模塊通過RS232和1394接口實現(xiàn)主控單元對系統(tǒng)各部件的控制。數(shù)控電源和電源管理模塊對系統(tǒng)供電進行智能化控制和管理。人機界面模塊通過LCD屏實現(xiàn)專家對系統(tǒng)的操作和人機交互。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計運用VC/VC++高級語言和NI公司的LabView，開發(fā)了故障測試診斷程序集、故障診斷專家知識庫與設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫，以及儀器驅(qū)動程序集等軟件系統(tǒng)。

3．1故障測試診斷程序集

測試診斷程序集軟件由設(shè)備整機測試軟件和單板測試診斷軟件組成。整機測試程序根據(jù)診斷數(shù)據(jù)庫提供的信息以樹型方式顯示功能檢測項，當用戶選擇測試項后，系統(tǒng)依據(jù)測試診斷數(shù)據(jù)庫中定義的測試流程完成測試并將測量結(jié)果和診斷數(shù)據(jù)庫中的有關(guān)數(shù)據(jù)相比較，從而確定待測設(shè)備是否存在故障。單板診斷程序內(nèi)部包括單板的各種信息注冊表，該表將單板具有的所有特征信息組織在一起，可以直觀顯示單板中各元器件的型號參數(shù)等信息，在故障診斷過程中能以文字和圖像突出顯示的方式指導(dǎo)操作人員進行測試探頭或夾具的定位，并能對故障診斷結(jié)論中的失效元件在實物圖像上閃爍顯示，使測試操作生動直觀，診斷結(jié)果一目了然。

3．2故障診斷專家知識庫與設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫

故障診斷專家知識庫包括與整個診斷軟件運行相關(guān)的專家診斷數(shù)據(jù)信息(如通信設(shè)備故障判別準則信息、檢測參數(shù)指標、失效判據(jù)信息、檢測部位－失效類型－失效判據(jù)－檢測方法邏輯對照信息、故障預(yù)測結(jié)果、故障預(yù)測報告、歷史維護記錄、系統(tǒng)預(yù)設(shè)信息、代碼信息等)，全面反映通信設(shè)備及各板件的累計使用情況、歷次維修情況、當前健康狀況、損傷殘留及待查隱患、任務(wù)能力評估以及預(yù)定的維修安排等，用來支持推理機根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對通信系統(tǒng)、子系統(tǒng)和設(shè)備板卡當前檢測狀況的變化做出正確的認定。設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫包括實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)庫用來裝載來自接口適配器的實時檢測數(shù)據(jù)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫用來裝載通信裝備整機及單板的型號、廠家、出廠日期、性能指標等基本屬性信息表。

3．3儀器驅(qū)動程序

VXI總線即插即用(VPP，VXIplug＆play)儀器驅(qū)動程序規(guī)范規(guī)定了儀器驅(qū)動程序開發(fā)者編寫驅(qū)動程序的規(guī)范與要求，側(cè)重于儀器的互操作性，可使得多個廠家儀器驅(qū)動程序共同使用，增強了系統(tǒng)級的開放性、兼容性和互換性。VPP規(guī)范提出了兩個基本機構(gòu)模型，第一個模型是儀器驅(qū)動程序的外部接口模型，它表示儀器驅(qū)動程序如何與外部軟件系統(tǒng)接口，外部接口模型包括函數(shù)體、交互式開發(fā)接口、程序開發(fā)接口、VISAI/O接口和子程序接口，第二個模型是內(nèi)部設(shè)計模型，它定義了儀器驅(qū)動程序函數(shù)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使用一些部件函數(shù)共同實現(xiàn)完整的測試和測量操作。

4主要技術(shù)指標

1)測試頻率范圍:1～500MHz。2)測試功能:頻譜分析、頻率/功率測量、信號激勵、時域波形分析、基本電參量測量、音頻信號分析、通信誤碼測試。3)測試速率:不小于50Mb/s。4)系統(tǒng)支持:VXI、PXI和LXI總線技術(shù)。5)系統(tǒng)軟件:LabView、VisualC++。6)支持通信接口類型:GPIB接口、標準并口、RS232串口、LAN口、1394接口。7)電源及功耗:AC220V±10%、功耗不小于2kW。8)環(huán)境適應(yīng)性:工作溫度:－10～50℃，存儲溫度:－25～70℃。

5主要功能

5．1自治測試功能

系統(tǒng)提供序列化自動測試功能。以收信機為例，待測設(shè)備加電后，即可通過數(shù)據(jù)采集模塊采集必要的數(shù)據(jù)，如電壓、阻抗、頻率甚至波形信號等，經(jīng)過信號分析模塊通過對測量的各種數(shù)據(jù)進行分析和處理完成對整機的診斷，如果整機診斷結(jié)果顯示有故障，故障診斷模塊會該將故障定位到某個板件，并在顯示設(shè)備中顯示相關(guān)結(jié)果，指導(dǎo)下一步的單板檢測操作。單板檢測需要將設(shè)備中板件卸下，插入系統(tǒng)的接口模塊，通過寬帶可控信號源模塊產(chǎn)生板件檢測所需要的電源、高頻信號、邏輯信號等相關(guān)工作數(shù)據(jù)，并傳送給板件，在故障診斷模塊的控制下進行故障的分析診斷，可將故障定位到某級電路，甚至元器件，并通過顯示設(shè)備顯示測試診斷結(jié)果。

5．2故障診斷功能

系統(tǒng)通過不斷的采集被測試設(shè)備的信息獲得檢測信號，通過信號處理得到設(shè)備特征信息，并與故障診斷專家知識庫中的設(shè)備允許參數(shù)進行對比和一系列邏輯推理，快速找到最終故障或最有可能的故障位置，然后由用戶來證實并形成診斷決策，最后建立維修方案并對設(shè)備進行維護和維修。

6結(jié)語

篇(4)

1大氣窗口的選擇​

大氣中存在著各種復(fù)雜成分的氣體分子和微粒。激光在大氣中傳播時，因為這些物質(zhì)會對激光信號吸收與散射，還有大氣氣溶膠的散射，這就是導(dǎo)致傳播過程中能量衰減的主因。此外遇到下雪、下雨、刮風等氣候，會使能量在空間重新分配，產(chǎn)生了不同程度衰減。表1列出典型氣候條件下，大氣衰減情況。一般情況下，氣候條件良好，對光束衰減主要是散射和吸，比如水蒸氣、臭氧、瑞利散射等[2]。輻射波長處在某些區(qū)域吸收作用最小，稱之為“微窗口”。圖1給出了晴朗天氣條件，在700～1600nm波段，4個良好大氣窗口，分別出現(xiàn)在780，850，1064，1550nm附近。因此，為了盡量減少衰減，可選擇有利的天氣，并選擇處在大氣窗口波段波長，可收到較好的效果。

2大氣信道模型

在近地光無線通信系統(tǒng)傳輸中，大氣信道由于種種原因引起光的吸收和散射，光信號信噪比等將受到影響。對大氣信道對數(shù)正態(tài)分布模型建模分析，可為系統(tǒng)誤碼性能分析做必備基礎(chǔ)，對光無線通信系統(tǒng)有巨大理論價值。對數(shù)正態(tài)分布是跟據(jù)利托夫近似，用疊加來表示對數(shù)振幅。

3結(jié)束語

篇(5)

1LTE無線通信技術(shù)

LTE是LongTermEvolution的簡稱，主要將其看作3G向4G演變的一種新型的通信系統(tǒng)，替代了傳統(tǒng)的2G/3G的通信系統(tǒng)。以O(shè)FDM以及MIMO等技術(shù)為核心的LTE無線通信技術(shù)，具有較高的下載能力，同時還能夠哎20MHz的頻譜寬帶上提供上下行分別為50Mbps、100Mbps的高峰值速率。除此之外，該技術(shù)還可以使邊緣用戶的性能得到提升、使系統(tǒng)的延遲性得到降低。由此可見，LTE無線通信技術(shù)和傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，其存在的諸多優(yōu)勢能夠極大的滿足現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的各項需求。

2LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合

在物聯(lián)網(wǎng)的主流業(yè)務(wù)模型中，有各種類型的業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)包頻庫、屬性、終端密度等等，但是物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型和QQ一樣，模型較小、頻率較高，因此極易使網(wǎng)絡(luò)資源出現(xiàn)浪費的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)效率較低，這一現(xiàn)象對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生了極大的阻礙。面對該種情況，LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合就顯得尤為重要。兩項技術(shù)相互結(jié)合有著重要的意義。一方面，和傳統(tǒng)通信技術(shù)不同，LTE無線通信技術(shù)作為發(fā)展的新型技術(shù)，LTE的終端在LTE與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合以及創(chuàng)新過程中發(fā)揮著非常重要的作用，而且物聯(lián)網(wǎng)的各項應(yīng)用要想得到快速發(fā)展，需要借助LTE技術(shù)終端的普及和推廣來實現(xiàn)。另一方面，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)信息的種類以及數(shù)量等都在不斷增加，因此需要分析的數(shù)據(jù)量也在隨之上升。與此同時，各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或者是兩個以上系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)融合問題以及如何更加合理、有效的處理、整合數(shù)據(jù)信息等問題都成為物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段面臨的重要難題。但是在這個LTE無線通信技術(shù)發(fā)展的時代，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相結(jié)合，可以更好的解決這一問題。對于物聯(lián)網(wǎng)感知層面而言，LTE終端不僅需要對LTE天線以及LTE射頻分別與射頻識別、定位系統(tǒng)等技術(shù)進行研究和分析，還需要對LTE基帶與射頻識別基帶的多模集成技術(shù)進行研究。在這些方面，LTE無線通信技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。對于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層面而言，2G/3G、WIFI以及有限網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的傳輸技術(shù)。因此，在LTE終端中，重點則是對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的過程進行研究，從而使異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)運行更穩(wěn)定、更快捷。在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層面上，主要是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)大量信息的存儲和處理，并對數(shù)據(jù)挖掘、影像智能分析等進行解決和研究。在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，云計算是解決這寫問題的關(guān)鍵所在。因此，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE技術(shù)融合，主要是實現(xiàn)云計算技術(shù)與LTE無線通信技術(shù)的融合，這樣既可以使數(shù)據(jù)中心具有較高的安全性以及可靠性，還使得互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)便利又廉價，同時達到與LTE終端信息數(shù)據(jù)共享的目的。兩項技術(shù)的結(jié)合，就能夠有效避免信息泄露、黑客入侵等情況的發(fā)生。

二LTE無線通信技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合中，在物聯(lián)網(wǎng)中，需要價格傳感器以及控制器等通過局域網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)傳感器的疊加，通過該種方式將LTE無線通信接入其中，此時大量的數(shù)據(jù)會通過局域網(wǎng)絡(luò)進入到LTE無線通信中，這一過程產(chǎn)生的小規(guī)模、大頻率的業(yè)務(wù)包會對無線網(wǎng)絡(luò)造成巨大的壓力。LTE無線通信技術(shù)主要是利用OFDM技術(shù)將龐大的信息傳輸信道分成若干個小的信息傳輸信道，在高速數(shù)據(jù)流得到轉(zhuǎn)換的同時可利用層二調(diào)度器實現(xiàn)對無線資源的控制，使得小規(guī)模、高頻率的業(yè)務(wù)包在LTE無線通信的條件下得以實現(xiàn)。此外，在LTE無線通信核心系統(tǒng)因為缺少主動釋放的功能，無法在尚未檢測到信息使就自動對鏈路進行釋放，只有在接受入網(wǎng)消息的情況下，或者是以一定的方式告知核心網(wǎng)后才會實現(xiàn)該功能。LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，如果從核心網(wǎng)的角度上看待該項技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。手機作為人們信息、數(shù)據(jù)交流、溝通和互換的重要手段，在使各項信息進行傳輸之后必須建立無線承載，此時便利用NAS作為消息傳送的媒介，將相關(guān)數(shù)據(jù)向核心網(wǎng)進行傳送，在這一過程中需要建立QCI無線承載來實現(xiàn)信息的傳輸。在數(shù)據(jù)信息傳送的整個過程中，LTE系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)并未建立主動釋放功能，只有在接收到了接入網(wǎng)的消息的情況下，或者是UE通過了NAS的消息通知，才能進行核心網(wǎng)的釋放。如果從接入網(wǎng)方面來看，應(yīng)該按照核心網(wǎng)的QCI參數(shù)設(shè)置對新接入的網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)置，而且LTE用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)貌恢?不知道怎么學(xué)習(xí)了；（3）部分學(xué)習(xí)能力強的學(xué)生到了大學(xué)后,由于環(huán)境的改變，沒有高考的壓力，學(xué)習(xí)也變得懈怠。

三學(xué)習(xí)適應(yīng)性對高職高專英語教學(xué)的影響

1促進教學(xué)方法、教學(xué)材料的改革學(xué)習(xí)

在高職高專實用英語課程中，以能力導(dǎo)向型教學(xué)法為基本的指導(dǎo)原則，并不意味排斥其他的教學(xué)方法，因為沒有那一種教學(xué)法可以解決所有的教學(xué)活動中遇到的問題。還可以根據(jù)不同的教學(xué)活動，有變通的選擇其他教學(xué)方法的應(yīng)用，例如：合作學(xué)習(xí)語言法、內(nèi)容型教學(xué)法、任務(wù)型教學(xué)法等，都可以嘗試的應(yīng)用到教學(xué)過程中，也能增強教學(xué)活動的趣味性。在教學(xué)活動中，相應(yīng)的教學(xué)材料應(yīng)該承擔起指導(dǎo)、說明的作用：（1）教學(xué)材料應(yīng)該集中體現(xiàn)人際交往能力的培養(yǎng)，表達、談判等實用技能；（2）教學(xué)材料應(yīng)該是易懂的、相互關(guān)聯(lián)的、有趣味的，特別強調(diào)教學(xué)材料服務(wù)于工作過程整體性原則；（3）教學(xué)材料應(yīng)滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的要求。內(nèi)容的過難、過易都不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，因此要指導(dǎo)明確，難易適中。

2增強學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性

學(xué)生是整個教學(xué)活動的主體，要激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，可以通過以下幾點：（1）明確學(xué)習(xí)目標。學(xué)生在明確教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，獨立完成教學(xué)活動的所有內(nèi)容；（2）完善教學(xué)材料。在以貼近實際應(yīng)用的語言環(huán)境為依托的教學(xué)活動中，學(xué)生自主形成評價機制。培養(yǎng)學(xué)生獨立自主的學(xué)習(xí)習(xí)慣，自主篩選出工作環(huán)境中所使用到的英語語言應(yīng)用能力，有意識的自我培養(yǎng)；（3）在于他人的交談中，學(xué)會使用語言。語言的使用過程是交流的動態(tài)過程，不可避免的要與人交流，這樣就創(chuàng)造了一個語言的使用環(huán)境，學(xué)生應(yīng)體會語言使用的重要性；（4）學(xué)生的廣泛學(xué)習(xí)。教學(xué)活動的時間是有限的，但是教學(xué)活動的指導(dǎo)意義是無限的，積極合理的引導(dǎo)學(xué)生，在課外廣泛收集工作相關(guān)的英語語言是十分必要的。

四結(jié)論

篇(6)

1．1WiFi無線通信技術(shù)

WiFi無線通信技術(shù)采用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）正交頻分復(fù)用技術(shù)，其優(yōu)勢在于具有較高的數(shù)據(jù)帶寬，低廉的設(shè)備成本，同時使用2．4GHz的公共頻段，不需要復(fù)雜的審批手續(xù)。但WiFi技術(shù)不屬于國際電信聯(lián)盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）規(guī)定的移動語音通信標準，不具備規(guī)模組網(wǎng)通信的理論基礎(chǔ)與技術(shù)標準，其定位就是短距異步寬帶數(shù)據(jù)無線接入。由于WiFi采用的是短碼擴頻技術(shù)，只適合視距無遮擋點對點直線通信，而對礦井這種遮擋嚴重，多徑反射劇烈，場強衰落快速變化的現(xiàn)場，將直接導(dǎo)致WiFi的通信距離大大縮短。WiFi通信技術(shù)所使用的通信體制、占用帶寬、調(diào)制方式與目前煤礦井下人員定位系統(tǒng)的RFID和ZigBee完全相同或近似，使得系統(tǒng)之間會產(chǎn)生嚴重的電磁干擾，嚴重的還會使系統(tǒng)癱瘓。

1．2TD－SCDMA無線通信技術(shù)

TD－SCDMA技術(shù)是ITU的第三代移動通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一。TD－SCDMA的特點是上下行同頻段，通過時隙配置為上下行信道提供無線承載。TD－SCDMA可支持速率為8kbit／s～2Mbit／s的語音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。TD－SCDMA系統(tǒng)采用時分雙工模式，它的一個載波占用1．6MHz的帶寬，僅能提供速率為2Mbit／s的3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。并且在產(chǎn)業(yè)鏈方面TD－SCDMA不夠成熟，終端數(shù)量較少。目前，TD－SCDMA礦用通信系統(tǒng)采用BBU（BuildingBasebandUnit）＋RRU（RadioRemoteUnit）拉遠方式，BBU部署在地面，RRU作為井下無線站點部署在井下，地面與井下采用私有的IR接口，必須使用裸光纖，無法直接使用井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，且當BBU出現(xiàn)故障時，會導(dǎo)致全網(wǎng)無法工作。某個中間RRU故障會導(dǎo)致整個鏈上的RRU無法工作，維護、擴容較為困難。

1．3WCDMA無線通信技術(shù)

WCDMA技術(shù)是ITU正式的第三代移動通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一，是集CDMA、FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess，頻分多址）技術(shù)優(yōu)勢于一體、系統(tǒng)容量大、抗干擾能力強的移動通信技術(shù)［4］。WCDMA發(fā)展空間較大，技術(shù)成熟性最佳，有較高的擴頻增益，可支持速率為8kbit／s～5．76Mbit／s的語音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。WCDMA作為產(chǎn)業(yè)鏈最為成熟、網(wǎng)絡(luò)部署最為廣泛、終端最為豐富的3G技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)除能實現(xiàn)語音通信功能外，還可提供高速率數(shù)據(jù)和圖像傳輸功能。但是，傳統(tǒng)WCDMA系統(tǒng)總體造價相對較高，不利于大規(guī)模推廣，而且井下巷道錯綜復(fù)雜，其無線信號的全礦井無縫覆蓋困難大。

1．4Femtocell無線通信技術(shù)

1．4．1Femtocell技術(shù)簡介Femtocell又可稱為毫微微小區(qū)、家庭基站［5］，是近年來根據(jù)3G發(fā)展和移動寬帶化趨勢推出的低功率、超小型化移動基站。Femtocell使用IP協(xié)議，通過用戶已有的ADSL、LAN等寬帶電路連接，遠端由專用網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)從IP網(wǎng)到移動網(wǎng)的聯(lián)通。它的大小與ADSL調(diào)制解調(diào)器相似，具有安裝方便、自動配置、自動網(wǎng)規(guī)、即插即用的特點。1．4．2Femtocell技術(shù)優(yōu)勢（1）可覆蓋宏小區(qū)不能覆蓋的地方。（2）可以減少來自于宏小區(qū)基站的高功率開銷并提高宏小區(qū)基站的性能。（3）輻射更低，手機電池也更耐用。（4）為固網(wǎng)與移動網(wǎng)融合提供了一個理想的解決方案。Femtocell的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。目前業(yè)界主流的設(shè)備商主要采用的是把NodeB和RNC（RadioNetworkController，無線網(wǎng)絡(luò)控制器）功能集成于一個接入設(shè)備的扁平化架構(gòu)，由Femtocell網(wǎng)關(guān)提供標準的Iu接口。更進一步的扁平化架構(gòu)可以把SGSN（ServingGPRSSupportNode，GPRS服務(wù)支持節(jié)點）／GGSN（GatewayGPRSSupportNode，網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點）等功能集成于Femtocell接入設(shè)備。扁平化架構(gòu)的優(yōu)勢是它符合下一代移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。由于獨立節(jié)點的減少，使得網(wǎng)絡(luò)端到端時延大大降低（降低40％左右），從而大大增強用戶在使用高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和實時業(yè)務(wù)時的體驗。同時，節(jié)點的減少也大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2基于Femtocell的礦用

WCDMA無線通信系統(tǒng)傳統(tǒng)的礦用CDMA－2000，TDS－CDMA以及WCDMA系統(tǒng)總體造價相對較高，不利于大規(guī)模推廣，而且井下巷道錯綜復(fù)雜，其無線信號的全礦井無縫覆蓋困難極大；但隨著Femtocell技術(shù)的應(yīng)用，使得WCDMA無線技術(shù)應(yīng)用到煤礦井下變得簡單。針對煤礦井下的環(huán)境特點，提出了一種基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖2可看出，基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統(tǒng)采用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，F(xiàn)emtocell通過工業(yè)以太網(wǎng)與地面主系統(tǒng)相連，井下通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可采用標準的Femto網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)井下、井上通信的結(jié)合，傳輸使用礦區(qū)已經(jīng)部署的井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。Femtocell基站集成了NodeB（即移動基站，一般由控制子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)、中頻／基帶子系統(tǒng)、天饋子系統(tǒng)等部分組成）和RNC的功能，它通過SIP（SessionInitiationProtocol，會話初始協(xié)議）／IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒體系統(tǒng)）連接到地面核心網(wǎng)絡(luò)（核心網(wǎng)包括移動交換中心MSC和用戶歸屬位置寄存器HLR等），核心網(wǎng)絡(luò)采用WCDMA專網(wǎng)的自建核心網(wǎng)。

2．1系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2．1．1即插即用Femtocell所扮演的角色類似于終端設(shè)備，因此，其使用方法必須簡單明確，安裝好Femtocell基站后，只要接通電源和網(wǎng)絡(luò)就可以使用。Femtocell和服務(wù)器之間必須能自動完成IP連接和IP分配，能夠進行遠程的自動軟件升級、自動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（包括最小干擾頻點的選擇、擾碼的自動分配、鄰區(qū)列表的自動創(chuàng)建及發(fā)射功率的自動調(diào)整）。2．1．2接入控制接入控制主要有3個層面：①接入層的UE（UserExperience）接入鑒權(quán)。用戶必須可以設(shè)置Femtocell的接入模式，如是否允許所有用戶接入、能否設(shè)置不同的接入用戶、Femtocell信號是否可以獨享等。因此，F(xiàn)emtocell必須設(shè)置一個白名單編輯功能，以滿足對Femtocell接入終端的控制。②Femtocell基站設(shè)備的接入控制。服務(wù)器要能夠監(jiān)控Femtocell基站的使用，并控制其IP接入。目前主要采用在Femtocell基站內(nèi)置一張類似于SIM卡的信息鑒權(quán)設(shè)備，運營商可以在SIM卡上燒制相應(yīng)的鑒權(quán)信息。③核心網(wǎng)3GPP標準的UE接入鑒權(quán)。Femtocell對用戶的接入必須滿足3GPP對3G的各項標準規(guī)定［6］。2．1．3IP傳輸網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求因為Femtocell是完全通過IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與核心網(wǎng)的連接，因此，如何保證業(yè)務(wù)的QoS服務(wù)等級，特別是語音業(yè)務(wù)的QoS要求非常關(guān)鍵。因此，對于IP傳輸網(wǎng)絡(luò)需要有一定的性能要求，如對滿足語音業(yè)務(wù)、滿足視頻電話及PS384K業(yè)務(wù)在時延、抖動、丟包率、帶寬等方面的指標均有最低要求。2．1．4時鐘同步技術(shù)Femtocell基站主要通過接收周圍宏基站信號來提取同步時鐘信號，如果Femtocell完全處于孤島環(huán)境，就需要通過自身的時鐘振蕩器來獲取時鐘。

2．2系統(tǒng)優(yōu)勢分析

綜合了Femtocell技術(shù)與WCDMA技術(shù)的特點，基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統(tǒng)主要有以下優(yōu)勢。（1）組網(wǎng)靈活。由于系統(tǒng)采用Femtocell技術(shù)和小型化設(shè)備，且可即插即用，系統(tǒng)安裝維護方便，組網(wǎng)更加靈活。（2）穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備采用電信級標準設(shè)計，確保系統(tǒng)可靠性。無線資源池共享技術(shù)的應(yīng)用使得系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大大提高，且滿足突況下設(shè)備的資源需求；在正常情況下，設(shè)備運行負荷均衡，工作狀態(tài)穩(wěn)定。（3）業(yè)務(wù)豐富。系統(tǒng)不僅支持基本的高質(zhì)量語音通信和短信業(yè)務(wù)，而且基于WCDMA的高帶寬特性，可靈活承載移動辦公、無線監(jiān)控、生產(chǎn)巡檢等各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。另外，可根據(jù)數(shù)字化礦山的特點，靈活定制適應(yīng)于礦山安全生產(chǎn)的多種移動業(yè)務(wù)。（4）兼容性高?；贔emtocell的礦用WCDMA礦用無線通信系統(tǒng)設(shè)備采用國際通用通信標準設(shè)計，設(shè)備可以和不同制造商生產(chǎn)的公網(wǎng)模式的WCDMA制式終端兼容；可以和多家主流設(shè)備制造商生產(chǎn)的用戶級交換機和局用交換機互通。

3結(jié)語

篇(7)

PBS表示主基站(PrimaryBaseStation)，通過光纜可以將各類監(jiān)測數(shù)據(jù)、感知數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冸娬緝?nèi)的各種應(yīng)用系統(tǒng)子站，也可以根據(jù)需要將數(shù)據(jù)通過電力骨干網(wǎng)絡(luò)(SDH等)傳輸?shù)绞‰娏緝?nèi)的系統(tǒng)主站，CBS表示認知基站(CognitiveBaseStation)，通過光纜與主基站連接進行信息交互，通過無線方式與次用戶通信，PU表示主用戶即授權(quán)用戶(PrimaryUser)，SU表示次用戶即認知用戶(SecondaryUser)，這里的用戶在實際應(yīng)用場景中泛指各種無線通信終端，本文為與認知無線電的各種概念保存一致，也稱為用戶，各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過授權(quán)用戶或次用戶將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交?，SB表示頻譜經(jīng)紀人(SpectrumBroker)，通過光纜或者網(wǎng)線形式與認知基站進行信息交互。認知基站負責認知用戶的控制和管理，主要包括對認知用戶的感知結(jié)果進行融合、空閑信道資源分配、接入及切換管理。頻譜使用區(qū)域分授權(quán)頻段區(qū)域和非授權(quán)頻段區(qū)域，在授權(quán)頻段區(qū)域，認知基站與主基站進行信息交互，降低感知目標頻段的盲目性，認知用戶根據(jù)認知基站的交互信息，感知授權(quán)用戶的授權(quán)頻段的空閑情況并利用。在非授權(quán)頻段區(qū)域，認知用戶感知非授權(quán)頻段的使用情況并進行競爭利用，能夠及時規(guī)避干擾頻段，使用動態(tài)分配的頻譜資源，在該區(qū)域中頻譜經(jīng)紀人充當協(xié)調(diào)者角色，負責不同認知網(wǎng)絡(luò)之間的頻譜資源協(xié)調(diào)管理。為提高頻譜感知效率，縮短系統(tǒng)接入時間，提升頻譜切換性能，本文設(shè)計兩張用于認知基站內(nèi)維護的信息表，一張是可用頻率資源列表，一張是交互信息列表?！邦l帶范圍”表示認知用戶可以使用的頻段的范圍，“頻帶歷史使用信息”表示該段空閑頻段的歷史使用情況，包括數(shù)據(jù)傳輸平均占用時長和空閑率，由此可以計算頻段的大致可用時長;“頻帶帶寬”表示可用的頻帶寬度;“干擾水平”表示歷史干擾水平和當前干擾水平，干擾水平是指空閑頻譜所遭受的干擾程度和強度，包括無線環(huán)境下的路徑損耗等干擾和電力設(shè)施運行時的電磁干擾，以功率形式量化，結(jié)合相關(guān)系數(shù)，可以計算信道最大容量;“可用狀態(tài)”表示頻率資源的利用方式，包括共享式和獨享式，共享式是指認知用戶與授權(quán)用戶共享頻率資源，但不會對授權(quán)用戶造成干擾，或者是由多個認知用戶之間進行共享使用空閑授權(quán)頻率資源或空閑非授權(quán)頻率資源，獨享式是指空閑頻率資源無其他用戶使用，由單個認知用戶單獨享用。綜合以上信息，認知基站能夠根據(jù)認知用戶的需求情況快速找到匹配資源進行分配，提高了分配效率、縮短了分配時間，根據(jù)業(yè)務(wù)特性，有選擇地選取特定頻譜實現(xiàn)與業(yè)務(wù)需求的匹配。

2頻率分配方法

本文假設(shè)頻譜感知由物理層來完成，而且能夠獲得準確的感知結(jié)果，MAC層在獲取感知結(jié)果的基礎(chǔ)上主要負責頻譜資源的動態(tài)管理。其中頻譜分配和頻譜干擾規(guī)避是頻譜資源管理的重要部分，也是電力行業(yè)應(yīng)用下需要解決的重要問題。在分配階段，提出基于迫切性和公平性的頻譜資源分配方法，不僅考慮認知用戶的接入的迫切程度，同時也需考慮用戶接入的公平性。迫切性和公平性是影響資源分配的重要參考內(nèi)容，影響迫切性主要參數(shù)包括:業(yè)務(wù)優(yōu)先級、等待時間，影響公平性主要參數(shù)包括:用戶不良信用記錄、用戶接入成功率，其中，業(yè)務(wù)優(yōu)先級是指業(yè)務(wù)的重要程度，等待時間是指用戶數(shù)據(jù)的有效期，超過一定時間，數(shù)據(jù)的傳輸就無意義，在電力行業(yè)下，這一參數(shù)尤其重要，用戶不良信用記錄是指用戶分配到頻率資源但沒有利用的信用記錄，接入成功率是指用戶請求分配且獲得分配的概率，為公平起見，接入成功率越低的用戶分配的可能性就越大。

3頻率切換方法

由于認知用戶使用授權(quán)用戶暫時未使用的授權(quán)頻段，一旦授權(quán)用戶出現(xiàn)，認知用戶需要立即采取相應(yīng)措施以免對授權(quán)用戶的使用造成干擾，或者當認知用戶使用的非授權(quán)頻段的頻譜環(huán)境惡化，也需采取措施來防止業(yè)務(wù)受到重大影響，另外，電力系統(tǒng)中復(fù)雜的電磁干擾進一步加劇了無線環(huán)境的復(fù)雜度，帶來了更大的干擾，影響頻譜資源的使用，在此條件下，除共享頻率之外，頻率切換也是有效解決措施之一，設(shè)計合理的目標頻段切換機制對切換性能有著十分重要的影響。本文在此基礎(chǔ)上提出一種基于加權(quán)的多參量目標頻段切換算法，認知基站根據(jù)認知用戶的業(yè)務(wù)特性和需求進行計算選取目標切換頻段并分配，這樣就有利于進一步降低認知用戶的復(fù)雜度，綜合考慮多種選擇因素，彌補單一屬性選擇的不足。

4結(jié)束語