无线通信研究汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇无线通信研究范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

2无线通信反制技术

随着民用和军用通信技术的高速发展，通信频段内的信号变得日益密集，民用、军用、不同功率、不同带宽、不同调制制式的通信信号交织在一起，使得电磁环境变得更加复杂。无线信号反制的实现并不是简单的手机信号屏蔽。一般手机屏蔽器在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描。该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立联接。而无线信号反制技术不仅可以阻断手机与基站之间的联系，还可以实时监控手机与基站之间的通信。当需要发现目标手机时，还可以控制手机的振铃和短信功能。无线信号反制技术基于基站模拟技术和软性无线电技术，用软件来定义无线电波发射和接收方式，搭建无线电通信系统。也就是说，现在那些高性能的无线电设备中所遇到的数字调制问题将变成软件问题。软件无线电能够实现可编程通信，对信息进行有效控制，覆盖多个频段，支持大量波形和应用软件。这样无线通信新系统、新产品、新业务的开发也逐步转到软件上来，而无线通信的产品价值将越来越多地体现在软件上。软件无线电采用基于Python脚本语言和C++的混合方式。Python用来构造流程，C++由于具有较高的执行效率，被用于编写各种信号处理模块，如：滤波器、FFT变换、调制/解调器、信道编译码模块等。无线通信反制的硬件设备分为两部分：①前端单兵设备；②信号处理设备。单兵设备是一款集目标定位与无线传输为一体的侦查设备，它可配合无线通信反制信号处理主机定位目标手机的准确距离，误差小于0.5m。该设备不受与信号处理主机之间距离的限制，减轻了在各种复杂环境下抓捕嫌疑目标的难度。无线通信反制信号处理主机是硬件独立的，可根据需求采用不同的硬件版本，软件不受影响。常用的信号处理主机硬件部分主要包括FPGA、数模/模数转换器、可编程控制抽样率的数字上/下变频器等。

3无线通信反制技术功能

本文研究的无线通信反制基于基站模拟器技术和软件无线电技术，系统功能由软件定义，其物理层行为也能由于软件的改变而改变，可实现以下功能：（1）在隐蔽非接触的条件下，利用移动跟踪方式，多次比对，快速抓取并确定犯罪嫌疑人手机的国际移动用户识别码及国际移动装备辨识码；（2）系统可实时显示手机的国际移动用户识别码、国际移动装备辨识码、场强值、归属地等信息。采集用户信息后，可根据需要全部释放，使其保持正常通信，实现移动电子围栏功能。也可对特定目标保持抓取状态；（3）可获取犯罪嫌疑人的手机明码（手机号码），截获并显示该手机发送出的短信息内容及收件人的手机号码，可以伪装任意号码给目标手机发送任意短信内容；（4）侦测到目标手机信号后，可使用单兵测向设备，通过对信号场强的测量，可逐步搜索锁定犯罪嫌疑人的精确位置（误差小于0.5m）；（5）利用已获取的国际移动用户识别码及国际移动装备辨识码，系统可实现目标信号报警功能，一旦截获“黑名单”中的国际移动用户识别码及国际移动装备辨识码，设备自动报警；而截获“白名单”中记录的号码，将提示并释放。适用于机场、车站、高速公路收费站等重要场所，防范犯罪嫌疑人进入该区域。

篇（2）

2设备状态监测中无线通信技术集成软件系统

在无线集成网络运行过程中，由于系统是由无中心节点组成的网络形式，能实现无线通信模块的优化自治，并且能针对具体的控制节点进行无线移动。系统是由无线通信模块网络节点组成的自治多跳系统，中心控制节点是分布式控制网络，能保证两个节点能实现直接通信。一方面，主机结构中，网络节点需要应用有效的程序，数据采集和处理。另一方面，路由结构，网络节点需要应用路由协议，确保选择策略和选择路径得以实现数据转发，保证路由维护管理工作的有效性。在无线集成网络结构中，信号采集、信号调理以及数据分析处理过程是整合状态，而节点内嵌入高档工业级微处理器，需要结合数据分析处理算法，保证频谱处理效果和高价值信息应用模型符合标准，真正落实分布式处理。在线路规程中，设计人员要对通信系统进行集中整合和综合性分析，确保处理机制和管控措施符合标准，也要对设备的运输参数以及软件预期接受状态展开集中整合[1]。（1）询问和确认方式，也被称为Enquiry/Acknowledgement，在设备状态无线远程监测系统中，有两种形式的存在，而询问/确认方式主要应用在其中一种，但是不会有非预期的接受方接收传输的系统，换言之，两个设备在一条专用的高速数据链路上传送。询问/确认方式主要负责的工作就是协调设备之间的传输或是查看设备是否已经准备就绪能够进行接收与输送，若在询问后，结果显示，可以接收，而接受法已经准备接收，在回答确认字符后，便可以开始接收，若回答否认字符（NegativeAcknowledgment），则停止接收，待准备就绪后，再次进行确认。若设备之间在一定的时间内没有收到确认方式和否认方式，那么说明，传输方在询问的时候可能将Enquiry丢失，此种状况，只需要断开连接，重新发送即可。若询问方式给出的结果是否定的，且三次均呈现否定信息，那么传输方则需要断开连接，并在下一个时刻重新开始连接整个过程，若呈现结果为肯定，也就是确认帧连接成功，则表示数据开始传送，待数据传输完毕后，发送系统会以EndofTape结束此次传输。（2）轮询和选择方式，应有在设备主站中，能实现拓扑结构的综合性优化，也能保证多点系统在不同节点间进行优化协调，确保设备准备工作和应用工作的完整性，对同一条传输线路的主设备和若干从设备展开深度的数据和信息交换。其中，主设备控制链路，从设备则负责接收和遵从相关指令。（3）差错控制，在信号上对相关传输数字信号进行差错控制，针对不理想的特性以及噪声展开深度分析，将接收端按照既定的规则，对检验信息码元与监督码元之间的关系展开深度的审定和分析。从而在研究体系建立过程中发现错误，然后及时的纠正错误。设计人员在对软件进行实效性分析过程中，也要保证处理效果和参数系统的完整性，提高软件的实时运行效率[2]。

3设备状态监测中无线通信技术集成硬件系统

在硬件系统中，电动机在变频器控制下会出现不同的转速，使得传动链转动效果得以完成，在压电加速器传感结构安装后，保证轴承运行方向符合标准。在实际设计结构中，要对具体的参数进行集中整合。（1）电动机。选择三相异步电动机，型号为Y90-2，额定功率为1.5kW，额定电流为3.5A，主要是利用Y型接法，额定转速控制在2840r/min。（2）变频器主要选用的是ALLenBradley1336plus，能在5.28Hz、105Hz以及12.2Hz三种环境下运行，且对应的转速为每分钟300r、600r以及1200r。（3）加载机械装置，主要是利用气动加载结构，主要包括空气压缩机、导管以及加载箱三个部分。设备状态监测过程中，要对无线集成网络的不同功能进行判定，并随网络节点展开深度分析，不同的网络节点要从数据采集单元、数据处理单元以及控制模块展开深度分析，从数据采集和数据中转等过程中提取具体数据，保证通信路由协议能实现数据和主节点的优化分析，作为数据的中转站，节点在完成采集任务外，也要对周围邻居节点数据进行分析，从而保证能及时将信息传递到主节点中。需要注意的是，目前较为常见的就是PC104控制器。PC104控制器不仅能实现嵌入式控制，也能对总线规范进行高效整合，是一种较为优化其小型的控制系统。版型是90×90×15mm的小型模块、自层叠总线不同母板、0.1英寸64引脚、总驱动电流4mA、模块的功耗1~2W。总线和系统较为易于扩充，需要技术人员对其进行集中审定和核查。在系统中，相应模块具有横向的总线信号，需要引出插针，能在优化使用原机总线扩充的情况下，实现整体模块的优化升级[3]。

4结束语

总而言之，伴随着计算机和自动化管理技术的不断升级，应用自动化程度较高的设备进行系统化维护，能在保证状态测试的同时，对故障进行预诊断，并且对其寿命进行评估，从而建立过程化跟踪体系，减少故障次数的同时，提高设备状态监测的实际效果，为项目可持续发展奠定坚实基础。

作者:曾昱 单位:广州杰赛科技股份有限公司

参考文献

篇（3）

1837年，美国发明家莫尔斯发明了人工电子报装置，从此人类进入了通信时代。到现在已有了174年了，在这一百多年的时间里，通信技术发展迅速，无线通信更是飞速发展。无线通信传输系统在现代社会给人类的工作和生活带来了极大的便利，是现代生活不可缺少的信息数据传播的方式。

一、什么是无信通信？什么是无线通信传输系统？

无线通信：通过电磁波信号能够在自由空间里传播的特性来进行信息的交换的一种方式。它主要有卫星通信和微波通信两种方式。

无线通信传输系统是由发送设施、接收设施和无线信道三个部分构成,是通过电磁波来完成数据或信息传输的系统。它主要的传输手段有中波通信、短波通信、超短波通信和卫星通信,是现代社会传输信息数据的最重要的方式之一。

二、无线通信传输系统的应用范围

无线通信传输系统主要应用于两个方面，一方面是：国防科技，医学，教育，农业，生产等；另一方面是：人类的日常生活，如手机、计算机、汽车导航、汽车自动报警，消防火警自动报警等等。

（一）在国防科技，医学，教育，农业等的应用。

在国防科技领域的应用。国家在“985”建设项目中明确指出，要把无线通信传输运用于以下内容的研发：（1）终端设备的开发，包括了带样机、射频发送与接收样机；（2）物理层的安全技术的实现；（3）具有自动组织功能的无线通信传输的实现；（4）高吞吐量的信号处理的实现。国家对于无线通信传输系统的应用很重视，目的在能够建立水声通信网络和陆地宽带通信网络的自动化性能。磁悬浮列车的无线通信感应控制，磁悬浮通过无线通信技术的感应控制列车的行驶。无线传输的TPMS系统是保障车辆安全出行的措施，也是科技领域发明的一项杰出的设施。

在医学领域的应用。医院与120中心合作成立的紧急救助网络系统正是通过无线通信传输系统将院前抢救、中途救助、医院急救三个部分联系在一起，提高了救助的成功率。第三代无线通信技术在医院诊疗中的管理应用。将计算机与3G技术结合，新的无线通信传输系统对于大型医生的管理及业务上的流程安排带来了很大程度的方便。还有无线的居家电子尿失禁的治疗仪器的发明，智能化的无线抽血传叫系统的发明，还有无线的心电电子监控仪器的发明，这些都是无信通信传输系统在医学领域的应用，并且取得了成功。

在教育领域的应用。无线通信传输系统在教育教学中运用也日益增多。如学生的资料管理电子自动化。视屏教学，网络教学。卫星也用于学校的远程教育中。学校的学习和管理都进入无线通信时代，科学教育更加方便教师和学生的学习及管理。

在农业领域的应用。蓝牙技术的温室环境的监测系统、通过红外线动物自动识别系统、无线传感器在温室的监控应用等等无线通信都应用于农业发展。无线通信传输系统被广泛的应用于农业生产自动化，农畜管理和供应等等方面。

（二）在人类的日常生活中的应用。

无线通信传输系统给人类的日常生活带来了极大的影响和方面。人类运用手机、计算机等通信工具，进行信息的交流和转换。人类的信息传输正因为手机、计算等无线通信的应用变得方便起来，人类可以非常方便的使用这些通信工具，信息交换不再受地域的影响。同时这些高科技的现代通信的运用节约了资源，避免了资源的浪费。在汽车导航上，无线通信传输系统是大放光彩，利用卫星导航，人类可以很快的接受自己的位置信息信号，并且准确无误的制定到达目的地的最佳路线，节约时间的同时也节约了资源，避免了很多错误。还有对于汽车的自动报警无线装置，能够在车辆发生危险时自动的像车主发出信号，避免不安全的事情发生。在消防上的无线自动火警报警系统的应用，当火灾发生时，及时的报警抢救，能够减少人们的生命威胁，将人们的损失降低到最小。无线信息传输系统对于人们日常生活带来的便利远远不止这些，正因为它的发展，人们生活和工作变的方便起来，越来越多的无线通信将会应用于人类生活的更多的领域。

三、无线通信传输系统应用中存在的问题及解决方案

无线通信传输系统存在的问题：1.无法接收要选择的信号。电台发射出的信号、工业设施的辐射电磁波、大气层固有的电子的干扰等都会对无线通信传输系统产生干扰，影响无线通信传输系统接收信息。2.容易被盗用，安全性极低。无线通信传输系统利用电磁波信号交换信息，这样懂得无信技术的人很容易找到漏洞，进入盗取信息数据资源，对信息安全造成了安全隐患。3.对距离的不敏感。无线通信，尤其是卫星通信对距离的不敏感。

解决方案：1.从种类繁多的电磁波里选择出有用的信号。加强无线通信传输系统的抗干扰性，减小外界因素对无线通信系统的干扰。发射设施和接收设施可以借助线性、非线性电子线路对携带信息的电子信号进行筛选的交换和处理。2.加强无线通信传输系统的安全性，对于信息数据的传输最好加码，不容易让别人破译，加强信息数据的安全性。3.对卫星的设计人性化，增加实用性。

四、无线通信传输系统的发展前景

无线通信传输通过了第一代通信1G,到第二代通信2G，再到现在的3G第三代无线通信，无线通信是越来越方便，越来越重要。生活和工作中，各个领域或方面无线通信传输系统的应用是越来越多，目前人们将无线通信传输系统作为最主要的信息数据传输系统。各行各业在无线通信传输系统上的投资愈来愈大，产业知识带动经济的发展，无线通信传输系统的应用是顺应时展的，无线通信传输系统的发展的前景是无可估计的。无线通信传输系统的改进和完善将会更加的方便人类管理，自动化的管理新系统将会进入一个高科技发展的时代。如今智能手机和上网本的发明应用，让信息传输随时随地，我们相信将来会有更好的发明出现，无线通信传输系统会进入高发展的时代，无线通信将会渗入人类生活和工作的每一个角落。无线通信传输系统将无处不在。

五、结语

无线通信传输系统对于大多数人来说，是既熟悉又陌生的。现代生活中，它已经渗入了各个领域，它是现代社会信息数据传输的最重要的方式。虽然它还在发展阶段，虽然它的发展还不够完善，但是在这个科技迅猛发展的时代，我们有信心，它会在最短的时间里得到完善，在不久的将来，它会给人们带来更方便、更高科技的生活，让人类社会受益于现代科技。无信通信传输系统将会是人类科技发展史上最杰出的发明之一。

参考文献

[1]高峰,张文安,俞立,卢尚琼,徐青青.现代通信技术在设施农业中的应用综述[J].浙江林学院学报.2009,(05).

[2]王宁.浅谈无线通信产业的未来――3G技术[J].科学论坛.2010,(13).

篇（4）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.125

0 前言

城市在实现轨道交通具体运作的时候，需要对大量信息实现有效的交互，掌握运转的具体信息，以实现精准的管理工作。在实现轨道交通建设的过程时，需要无线通信所带来的系统支撑，来实现整体通信系统的稳定发展和具体功能优质建设。通过对无线通信的具体运作系统实现改造，能够让城轨运行的效率实现提高，让行车安全得到有效的管理保障。可以说，无线通信在城市实现轨道建设和运输发展过程中占据很大的作用，有着一定的研究效果。

1 城轨在运营中使用无线通信的具体制式

城市在实现轨道建设的时候，需要不同形式和工作性质的群体实现数据的传输和通话，以此让固定群体中的调度员和值班人员，能够和流动群体中的司机、列车人员等实现及时信息交流。通过实现有效和及时的交流，让这些人员实现各种城轨运作的信息，是对突发事件实现及时解决的一项运作手段。要想实现及时的信息沟通，就得开展无线通信建设。

当前在进行轨道建设的时候，采用的通信制式主要包含三种，分别是数字集群，模拟专用的通信道路以及模拟集群。但是社会发展让模拟系统的建设，在城轨行业中所占的比重出现下滑的趋势[1]。开展城轨无线建设的时候，使用模拟系统开展城轨建设的实例越来越少。新建的城轨主要是使用数字集群的方式开展，提升系统建设的质量。数字集群有着很强的抗干扰性，通信频道的利用程度更高，功能建设的强度较为强大。同时，该项系统建设扩容性较高，能够对数字信息实现较高的建设和调度。当前，在进行城轨建设的时候，主要使用的数字系统是GSM-R，TETRA。

2 GSM-R系统改造分析

该项系统主要是在GSM专项技术发展程度上，出现的综合专用的通信系统，专门是针对铁路通信进行设计的。在原有发展系统建设上实现规范协议的建设，加入一些高级之量的语音功能，提升整体语音建设的功能发挥程度。例如，加入组呼，强拆业务以及广播呼叫等功能[2]。同时，还加入位置寻址等适合铁路通信发展的功能。通过这样功能建设，让铁路在实现调度工作的同时，实现较高通信工作。通过该系统，能够让无线列调，区间路段的维修状况，应急通信以及隧道通信实现较高质量的建设，实现语音功能的强大使用。

以此能够对列车实现自动控制，开展检测工作实现一定的数据支撑，实现较高信息渠道的建设.在此基础上，实现自动寻址以及诸多的旅客服务[3]。GSM-R系统在国内进行使用的时候，需要对线路信息实现有效建设。基于GSM-R系统所具有特点，在开展城轨建设的时候，不是很适用具体建设的情况，无论是建设成本还是具体规划使用，该系统不是很适用于大部分城轨的建设。

3 TETRA系统分析

目前，TETRA系统在国内城市开展轨道建设的时候，有着较大范围的使用，具体使用的情况较为常见。TETRA系统是在TDMA这项技术使用上，开展专业的系统建设，优势主要是在信道容量这一点上实现有效的体现。该模式可以将中继台信道容量科学增加到模拟系统容量的两倍，这样就能让中继台的工作效率实现一定的提升，减少在系统硬件建设上的资金使用额度。不过这一系统也存在一定的弊端[4]。因为将信道实现分成，出现两个工作的时隙，在实现城轨通信容量增加和频谱使用率提升的时候，需要利用中继台实现一定的借助工作。如果不能实现有效的借助，就会让车载台在开展通信过程时，只能对一路语音和数据实现传输。在同一时隙的时候，不能对语音和具体数据实现同步的传输工作。

TETRA系统在实现建设的同时，还能实现虚拟专网的建设，能够利用相同的物理网络对不具有关联性的组织机构实现一定的服务。因为TETRA系统是具有较为丰富的建设服务，能够提供更多频率的通信使用，还能让通信质量实现一定的增长。此外，该系统还具有的很强的组网功能，让诸多的新型应用实现一定的发展和利用，如车辆定位，数据查询以及图像传输等。为此，在最近几年内，该项技术在一定范围内实现应用。但是，该项技术在改造的过程中需要新增一些使用设备，增建基站，就会让改造成本呈现较高的投入，不适合大段的城轨改造建设。

4 结论

在开展城市轨道通信改造的时候，要根据自身的实际情况进行改造工作。当前，在实现城轨通信具体改工作的时候，主要是使用数字集群的方式开展，以提升系统建设的质量。在进行城轨建设的时候，主要使用的数字系统是GSM-R，TETRA这两种数字模式。两种模式都有不同的特点，为此在开展改造的时候，根据城轨改造的具体需求，根据不同模式所呈现的特点进行改造工作。通过具体的数值测试，以及对改造技术的科学评定，提升城轨改造工作开展的质量，提升无线通信的质量，实现更好的城轨建设和服务功能。

参考文献：

[1]宗天博.无线列调改GSM-R系统过渡方案的优化和探讨[J].高速铁路技术，2016（06）：60-63+92.

[2]王平.城轨无线通信系统改造方案研究[J].电子测试，2016（08）：72+71.

篇（5）

射频又简称为RF，是一种能够进行空间辐射的电磁波，而射频信号则是一种通过高频电流进行调制以后的电信号，是无线电信号中频率较高的一种信号。随着无线通信在人们生活各领域的广泛应用，射频技术也有着不可替代的作用。为了能够使信息传输质量更高，在移动通信射频收发系统中，射频模块处理宽带高频模拟信号，基带部分则处理频率低的模拟和数字信号。本文通过对无线通信射频收发系统进行设计，根据射频收发系统的工作原理，并对整个无线通信射频收发系统进行技术指标测试。

一、宽带无线通信系统组成

系统主要由基带处理单元，中频处理单元，射频单元，协议与控制4 大部分组成。

（一） 基带处理单元

完成数据信道编码解码处理、CCK 调制解调、同步时钟提取，系统同步控制与处理等。

（二） 中频处理单元

通过上、下变频，完成射频与中频的转换，并完成数模及模数转换。

（三） 射频单元

发送端将话音、数据、图像信号调制在发射射频信号上，经滤波、放大、功放送天线发射；接收端接收射频信号，经放大、滤波和变频后，输出固定的中频信号到中频处理模块。

（四） 协议与控制单元

TDMA/TDD 协议控制、数据组帧与完整性检测处理，提供图像，语音，数据等的接口，以便进入处理单元。

二、无线通信射频收发系统设计

无线通信射频收发系统由射频收发系统工作原理我们可以得知，接收机为超外差结构，信号在经过2次下变频以后，RF频段为3.5GHZ，射频为100MHZ，当信号路过滤波器以后，通过低噪声放大器等进行处理，并与本振混频变频道中频2.5GHZ、100MHZ，放大处理后由IQ解调进入ADC；而发射机为直接变频结构，信号只需要通过1次上变频，由过滤器放大IQ调制，并发射射频线路，通过滤波器由PA调制，随后进行开关和天线发射。其中，所有晶振为10MHZ，频率为2.5PPM，输入和输出电压分别为3V、0.8V，本振一、二级输出频率为：PLL1和PLL2，巴伦插损为0.54dB。因此，通过计算得出无线射频接收机和发射机的增益为：RXmax G = 9 3 . 9 6 dBm、RXmin G = 3 3 . 9 6 dBm； max GTX = 2 9 . 1 dBm、min GTX =-31.5dBm，无线射频接收机噪声系数为： RX NF =3.42dB，IIP3，RX=-15dBm。

三、射频收发系统的工作原理

（一）射频发射机的工作原理

无线射频发射机主要是通过调制和放大功率，以及上变频和滤波将低频基带信号转换成高频射频的一个处理过程。该系统由天线、调制器、本振器、数模转换器（DAC）、滤波器，以及放大器和混频器等构成。其中，调制器的调制过程由低频信号转移至高频段进行传播，调制的方式为模拟和数字调制；本振器主要由数字分频和鉴相器，以及锁相环等电路构成。通过将频率送至混频器，并与滤波器送至的频率相乘由后级进行处理；DAC主要完成数字信号转换成为模拟信号的一个处理过程，一般由电阻网络和基准电源、模拟开关和运算放大器等构成；滤波器主要用于过滤有效信号和过滤其它干扰等信号，根据功能在无线射频发射机中涉及信道选择滤波器和射频滤波器，以及镜像抑制滤波器等；混频器主要用于变频，属于一种频率调制器，以保持原载频已调信号调制方式，将已调低频基带信号转换成已调高频射频信号；在无线通信射频发射机中，放大器涉及IF和RF信号幅度放大和功率放大器。通过幅度放大器增大或降低信号后，再通过功率放大器将信号功率放大后才能加载至天线进行发射。其常见指标涉及输出功率、频率稳定度、邻道泄露功率比、频率和相位误差、频谱纯度、矢量幅度误差等。

（二）射频接收机的工作原理

射频接收机主要通过对发射机传送的射频信号进行接收以后，下变频至低频信号进行有效信息的解调。该射频接收机处于无线通信射频收发系统的前端，因此，射频接收机性能的好坏和结构是否合理直接对无线射频收发系统造成影响。当天线接收空间将射频信号传送至LNA放大，并通过变频操作转换为低频基带信号进行有效信号解调和幅度的放大，最后模拟信号在ADC转变为数字信号以后，由DSP处理或由后端设备进行处理。其常见指标涉及接收灵敏度、噪声系数、邻信道选择性、动态范围等。在无线通信射频收发系统中，信息的变换主要通过调制和解调来完成，而调制和解调的目的主要是为了将信号变换成合适的传输信号，以实现信道复用、改变被信号占用的带宽，以及改善整个系统的性能等。

四、设计思路及实现方案

本文采用超外差模式实现收发机RF前端，接收与发射采用TDD模式切换，通过两次变频达到所需频段，收发射频信号频段为325MHz～355MHz，信道带宽8MHz，中频为10MHz。

（一）PLL设计

射频本振采用AD I公司的ADF4360系列产品，该产品片内集成VCO，且具有较低的相位噪声，图2为ADF4360锁相环电路图，电路中采用高稳定性的晶振，可以利用晶振谐波实现二次混频本振信号。

（二） 收发信道设计

接收信道设计需要保证噪声、增益、灵敏度、临道抑制满足系统要求。根据噪声级联公式可知，信道噪声主要决定于系统前端，为了使接收机的总噪声系数小，要求前级的噪声系数小、增益高。发射信道采用高线性的混频器和放大器达到高线性度，采用数控衰减器调整增益范围，在实际应用中，为达到远距离发射，可以外接大功率放大器。

随着人们生活水平的不断提高，无线通信技术和射频技术的广泛应用，人们对无线通信的要求也将越来越高。完成一个无线通信射频收发系统的设计，系统的性能和结构是整个系统的关键，我们要加强宽带无线通信系统射频收发前端研究。

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中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：

1整体介绍

本研究以地下超市为例，设计一套基于2.4G无线通信网络的消防系统，系统主要包括多点监控消防系统和灭火机器人两个部分。下图是系统的整体框图

图1系统的整体框图

本文研究了无线报警传输环境，选用性能稳定的STC5l单片机作为主处理器，NRF24L01模块作为无线报警信号的发送模块。测控终端的处理器对传感器状态进行查询，一旦有报警信号，就将具体的报警信息发送置监控终端，从而实现实时报警。

如下是地下超市对系统的设计要求主要性能与技术指标举例 ：

表1 地下超市对系统的设计要求主要指标举例

2 多点监控消防系统

2.1网络传输方式

火灾自动报警监控网络系统中，网络中的数据传输可分为有线通信和无线通信两种方式。 有线通信方式一般是通过布置电线进行监控终端与报警监控中心间的数据传输。此种方式需要用户花费大量的金钱和时间铺设通信线路，具有安装调试繁杂、难以维护等特点，很大程度上提高了监控终端的设备成本，用户难以接受。目前有线通信已成为火灾自动报警监控联网系统的瓶颈。 无线通信方式中比较常用的有常规通信(无线数传电台)、集群通信、GSM的短信息业务三种。相对于有线通信方式，上述三种无线通信方式只需在发送和接收端安装无线电嵌入式模块，使得基于无线通信方式建立的火灾自动报警监控系统中的设备更加易于维护和实现。

对于无线通信方式中的常规通信，即使用普通无线电台进行网络中数据传输，其设计、组网及使用相对简单，技术较成熟。在我国国内采用此种方式组网的报警监控 系统应用也较多，但其存在的不足在于作用范围较小，一般需建立传输中继站。集群通信方式系统具有信道利用率高、服务质量好、通话阻塞率低，但是需要额外建 立集群通信网络，系统整体建设成本高，目前应用较少。上述两种方式，对监控终端的电源性能要求较高，设备成本和初期安装费用高。利用GSM的短信息业务进行网络中数据传输，其覆盖范围大，运营费用较低，但是其延时问题是制约其发展的瓶颈，不宜在火灾自动报警监控网络中应用。

由于我们针对的是地下超市、仓库或室内消防安全，属于小范围消防点设计，普通的2.4G无线通信网络即可满足要求，因此选用价格适中的2.4G射频通信网络。

2.2监控主站设计

考虑到实用性、稳定性和价格等因素，STC8051系列单片机作为主处理器和从处理器最适合不过了，STC8051微处理器不仅低功耗、超低价、高速（0-90M），而且高可靠性。

图2监控主站硬件设计框图

2.2.3测控分站设计

由于测控分站功能较少，所需引脚资源更少，因此我们选用价格更便宜的STC12C2052AD，自带模数转换功能，并且低功耗。

图3监控分站硬件设计框图

2.3灭火机器人设计

根据我国消防部队在易燃、 易爆、 易坍塌、 高温、强辐射热及有毒有害等高危险火灾现场进行近距离灭火作战的要求， 公安部上海消防研究所追踪国外消防灭火机器人技术发展的前沿， 对消防灭火机器人进行了三轮研制， 继而完成了履带型消防灭火机器人 、 轮胎型消防灭火机器人的工业性试验及应用研究。

消防灭火机器人可在救灾人员的控制下，自行进入火场扑救，对油罐、液化石油气罐、石化装置等火灾可进行近距离作战， 对相关的部位进行灭火喷射或进行喷水冷却保护。 在进行化学有害物质泄露事故的处置过程中， 可使用消防灭火机器人对大面积流淌物或有毒有害气体进行喷水、 喷雾洗消和稀释；并已进行了消防灭火机器人工业性试验以及结合石化、油罐区等典型场所进行行驶、越野和喷射等应用试验，研究解决了一些消防实战的关键技术问题。

消防机器人控制系统由两部分组成：消防机器人车载嵌入式控制系统和后台和前台系统两个主要部分，后台系统主要包括通信模块以及各种数据信息的后台预处理，前台系统则将预处理的数据进行再处理，并分类显示在主控界面上，并提供系统的人机交互工作界面。

形成一套以消防灭火机器人为主体的战术应用方法，以及数台消防灭火机器人在进行喷雾隔热、直流喷射水对建筑物和罐体进行灭火冷却保护、喷射泡沫进行灭火等各种工况协同作战时的技、战术应用方法。

参考文献：

[1]李力 中国火灾探测技术的现状及其发展趋势[J] 火灾科学 2001,2(10)

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一、当前无线通信系统的现状以及发展前景

21世纪，信息化进程不断加快，新的无线标准和协议不断出现，对于上下游服务和供应商而言，必须要对自己的系统进行及时的升级，这样才可以保障自己的技术能够满足人们不断增长和变化的需求。

虽然世界上各个地区的无线通信技术都在不停的发展，但是就区域发展来看，每个地区发展的程度是不同的，也就是说其发展的并不均衡。在韩国和日本等国家，他们新的数据业务增长十分快速，甚至已经在世界移动通讯发展中形成新的发展方向[1]。

二、无线通信系统中关键传输技术的种类

2.1 无线通信系统中的MIMO技术

MIMO技术主要是利用多个天线进而实现多发和多收的目的，当然天线数量越多，信道的容量也会越大，通过MIMO技术的应用可以使信道的传输可靠性大大提高，信道的容量也得到进一步的提升，误码率有效降低。截止到今天，MIMO相关的理论已经不断成熟，国内外很多的机构都专门建设了研究MIMO技术的实验平台，比如在我国的东南大学和北京邮电大学就有专门的实验室。

我国对于这种技术的研究也是源于上世纪末，截止到2007年时，我国自主MIMO技术的项目就有三十多个，国家在启动了863计划之后，先后有十几家高校和企业参与到了这种计划当中。

2.2 无线通信系统中的OFDM技术

OFDM技术它可以有效的克服信道的频率选择性衰落，其实是多载波调制的一种。这种技术使用的原则是把信道分成多个正交子信道，然后再把高速数据转换为并行的低速字数据流，再分别调制到子信道上进行传输。

我们都知道子信道上的信号贷款必然小于信道的相关带宽，所以可以把每一个子信道都看成是一个平淡的衰落信道，在OFDM技术的实际应用中，其本质就是和交织、纠错编码结合在一起的[2]。

2.3 无线通信系统中的自适应传输技术

自适应传输则可以根据不同的环境、业务需求等对传输的模式、功率和带宽等进行有效的改变，这样不但保证了传输的质量而且也提高了对信道的使用效率。

三、无线通信系统中传输技术的实现途径

无线通信系统中的传输技术种类很多，本次以自适应传输技术的实现为例来分析传输技术在无线通信系统中是怎样实现的。

自适应传输技术以GNU Radio为基础进行实现。

3.1 功率控制自适应的实现途径

想要使功率控制自适应得以实现，就需要依据M2M4的信噪比估算法进行计算，得到信噪比的具体数据。实验室为实际实验的场景，信号状态相对而言是比较稳定的。但是为了可以使功率自适应的适应方式得到最大程度的展现，可以使用人为的信噪比，给系统实际的传输决策方一个虚拟的SNR值，我们将假设功率限定为20dBm，GMSK为调制的方式，虚拟信号的比值是8dB和5dB，误码率是已经给定的。如果我们发现噪比值有原来的8dB转换成5dB时，就需要提高发射功率。

3.2 传输速率自适应的实现途径

传输速率自适应主要是因为传输业务的不同所以才进行相应的调整的。在传输图片的时候可以将调制方式设置为GMSK方式，传输速率可以设置为100knps。如果是传输视频，传输的调制方式依然为GMSK方式，但是传输速率需要比图片高，为700kbps。

3.3 调制方式自适应的实现途径

调制方式含有多种类型，比如GMSK方式、8DPSK方式以及BPSK调制方式等。一般采用的是双门限的方式进行设置的，即进入状态的门限和退出状态的门限。

3.4 遗传算法自适应的实现途径

在实际的过程中，自适应传输方式遗传算法的实现需要选择相应的资源参数，如功率、传输速率等，为了使系统变得更加简单，可以缩小选择的范围。

四、总结

无线通信当前发展速度飞快，为我们的生活带来了不少便利，当前已经有很多相关的传输技术得到应用，但是想要使每种传输技术发挥最大的作用，需要详细了解其不同的特性和实现路径。

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随着4G以及5G的普及，手机等移动终端的使用量呈现出爆炸式的增长，人们对互联网的需求无时无刻。然而在飞机上，为了减少无线信号对机载设备的干扰保证航空安全，在飞行的过程中不允许使用各类带有无线和射频等功能模块的电子设备，如手机、电脑等。虽然部分航空公司在飞机上搭建了区域无线网络，但无线网络的可使用时间和区域都有很大的限制，因而基于LED的可见光通信(VLC)成为民航座舱无线通信的候选方案［1］。VLC系统具有高带宽、高速率、无电磁噪声等优点，弥补了民航客舱内传统无线网络的带宽小、高电磁噪声等缺点。合理高效的VLC布局是实现机舱无线通信网络的基础，本文研究基于机舱照明灯的通信系统光源布局，使光照明功率满足通信要求。

1模型建立

飞机座舱环境我们以民用航空中使用最普及的波音系列客机环境进行建模［2］，两椅之间距离为75cm，椅背倾角为15°至38°，前排座椅背面放下的小桌板为乘客手持移动设备的工作平面，天花板距小桌板距离为85cm，而小桌板的尺寸为40×24cm2。因此，模型的目标函数即是优化该区域的光照强度，使之满足照明和通信需求。在座舱可见光通信系统中，LED灯作为信号发射源，LED光源辐射满足朗伯模式，即理想漫反射源单位表面积向指定方向立体角内发射的辐射通量和该指向方向与表面法线夹角的余弦成正比，辐射强度［3］表示为:式中It代表平均光辐射强度，即在单位时间内辐射出的光功率，φ表示辐射光线与LED灯珠方向的夹角，m代表辐射阶数。在理想情况下，单一LED灯对某一水平面的照度贡献可表示为:式中，D代表照射距离。由于白光LED是一种非相干光源，不会形成光的干涉现象，因此多个LED构成阵列时遵循叠加原理，即总的光照度可表示为:其中，Ei为每个LED的光照度，N代表LED灯的总个数。结合我们采用实际实验系统，本文中LED发光芯片的光功率为1W，中心发光强度为55cd。现在每个LED芯片在天花板上的位置由水平方向上(x，y)坐标表示，而LED灯光照射方向由(i，j，k)方向向量表示。根据以上模型，我们可以计算得出机载VLC系统中接收平面(小桌板)处的光照度分布，以及光照强度的波动。此时我们研究的问题可描述为一个优化问题:优化每个LED灯位置和照射方向，以最大化接收平面处的光照度和最小化接收平面范围内的光强波动。

2仿真算法和结果

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中图分类号：U285 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）24-0056-01

1 GSM-R无线通信网的组成及优势分析

1.1 GSM-R无线通信网涵义

GSM-R的中文全称为铁路移动通信系统，是一种以公共无线通信系统GSM为平台，专门满足铁路运营所开发设计的数字化无线通信系统。GSM-R可将铁路列车的自动控制信息传输与调度通信纳入到无线通信平台，有利于实现铁路通信信号一体化管理。GSM-R作为列车自动控制系统和信号系统的传输平台，能够满足列车运行时速不超过500千米的无线通信要求，同时具备较强的安全性能。

1.2 GSM-R无线通信网的组成

GSM-R无线通信网主要由基站、交换机、无线通信设备、手机等设施设备组成。交换机是GSM-R的核心部分，不论是主CPU处理器还是功能模块中的CPU处理器都是双备份配置，增加了系统硬件结构的可靠性；基站能够沿铁路线覆盖，即使在自然环境恶劣、无人值班的条件下也能正常运行；适用于GSM-R网络的手机与普通手机类似，只不过在语音通话功能的基础上增加了专用的调度通信功能，可以实现图像和数据信息的无线传输。

1.3 GSM-R无线通信网的应用优势

1）实现对列车运行的全程监控。GSM-R系统结合GPS卫星定位系统、机车车载计算机能够实现对列车控制信息的实时传送，利用卫星定位、电子地图等先进技术实时监控列车的运行位置和状态，以确保列车运行安全。同时，GSM-R系统作为铁路专用的调度通信系统，能够满足调度通信安全性、封闭性、实时性的要求。

2）提高通信系统的可靠性。由于GSM-R系统采用的是小区规划和独特算法，从而使其避免了高速所引起的信号失真问题。此外，GSM-R系统采取了双备份模式，使得两套信号控制系统可以重叠、交错运行，即使一套系统出现故障，另一套系统也会保持通信正常。

2 GSM-R无线通信网冗余覆盖方案及网络优化研究

2.1 GSM-R无线子系统冗余覆盖

由于高铁的GSM-R需要为列车控制系统提供相应的电路数据信息，所以系统的可靠性至关重要，而无线部分则是整个系统可靠性的关键。为此，可以通过引入冗余来提高系统的可用度。从防止设备发生单点故障的角度上讲，在对GSM-R无线网进行设计时应当充分考虑以下情况：其一，若是有源通信设备因故障瘫痪，则会导致GSM-R系统服务中断，所以应当充分考虑故障发生后的备用手段，并且还应在最短的时间内使其恢复正常运行。由于沿线上存在很多维护不方便的设备，如基站、电源设备等等，故此可设计为自动恢复到备用工作方式；其二，对于漏缆等无源设备，应当在设计中完善对其的监测，当这些设备出现性能劣化时，应当自动告警，这样便于及时维修；其三，机房、铁塔等基础设施一旦损坏，将会直接造成GSM-R系统的服务中断。为此，在选择站址时，应当尽可能避开容易发生自燃灾害的区域，同时还应预留一定的余量，防雷接地系统必须可靠，并加强对基础设施的监测维护。

由于GSM-R无线子系统是系统当中最为薄弱的环节，针对上述情况，可采用以下3种冗余覆盖方式。

1）单层交织。该方式具体是指相邻的两个基站场强相互覆盖至相邻基站的所在地。从本质上讲，这种方式相当于给基站加密，可以在正常通信时有效提高切换门限电平，从而确保当某个基站出现故障时，GSM-R网络仍然可以正常工作。

2）同站址双层覆盖。具体是指在同一个站址内设置两全独立的基站，并分别接入不同的基站控制器。设置时可以让双层一同承担所有的业务，也可以设置成一套主用，另一套备用，通信过程则可锁定在一层网络中执行，当某一个基站控制器出现故障时，这种方式也能确保GSM-R网络正常工作。

3）双层交织。具体是指设置两套独立交织的无线网络，并且无线子系统也完全独立，两层网络可以共同承担所有的业务，也可由其中一层承担所有的业务，这样可以确保某个基站出现故障时，GSM-R网络仍能正常工作。

从技术经济性的角度讲，上述3种冗余覆盖方式各具优缺点，实际工程中，可以按照列车控制方式、线路自然状态、列车时速以及对业务安全性的需求等方面进行综合考虑，进而选出最合适的方案。

2.2 GSM-R无线网络优化

优化GSM-R无线网的最终目的是为了确保通信系统的整体运营质量，具体优化过程如下。

1）监测调查。该环节主要是对优化对象进行监测，具体内容如下：确定监测目标和监测范围、对网络性能报表进行调查、确定优化目标；利用计数器测出观测周期及统计报表。

2）数据采集与分析。具体包括以下数据：网元管理系统统计数据、GSM-R接口数据、干扰信息、DT数据等等。数据分析可从以下几个方面着手：干扰源、掉话率、无线接通率、切换失败率。

3）制定优化方案。GSM-R系统需要进行优化调整的内容如下：提高交换机的处理性能、增大容量、对信道数进行优化调整、对基站和天线位置进行变更、对参数和频率进行优化设置等等。需要注意的是，在优化过程中，应当结合实际情况随时对优化方案进行适当调整，以此来确保能够达到最佳的优化效果。

3 结论

总而言之，在铁路运营中，GSM-R无线通信网的应用大幅度提高了列车的安全性，有效避免了各类问题的发生。在未来一段时期，应当不断对GSM-R无线通信网各方面性能进行完善，使其作用得以最大程度地发挥，为铁路安全运营提供可靠保障。

参考文献

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通信技术带来的不仅仅是生活领域的改变，为工业领域的发展也带来了巨大的贡献。工业中用到的现代仪器必须经常监测是否处于完好状态，不能“带病”工作，并及时维修，以免造成安全性问题。人工监测是繁琐而困难的，且在类似地下矿井工作的设备监测和维修上，人工操作存在很大的危险性，而无线通信带来的新技术使这一问题迎刃而解。

1设备状态监测的原理与发展

1.1关于原理

经济的蓬勃发展需要技术的支撑。现代社会的人们可以深刻地感受到通信技术的发达给生活带来的改变。彼此之间的联系沟通、购物等方方面面都变得更加便捷。比如从电话到手机的转变，通信技术带来的最大贡献就是从有线技术转向了无线技术。无线通信技术从最初对语音消息的传递发展到各行各业，仅仅是语音的传输远远不能满足时代的要求，人们需要对图片进行传输，对视频进行传输等，需要借助宽带、卫星对各种各样的信息进行全球传播、实时传播。无线通信技术运作的原理是电磁感应，频率高的电流在导体内部不断流动，就会形成变动的电感应和磁感应覆盖在导体的四周，磁场和电场的方向受到电流方向的影响，不断形成的电场和磁场会发射电磁波，电磁波携带着数据传送给接收器。设备状态监测是比较缜密的工作，需要对仪器的各项数据进行整合研究，根据仪器的特点和数据的偏差值判断设备是否出现故障，并及时进行维修，在监测的过程中引入无线通信技术，技术的分析是准确而精密的。传感器接收信号，再将信号转换为精确的数据进行分析，保证仪器一直在完好的状态上工作，并可加长仪器的使用寿命，计算机自动操作，智能分析，快速计算，减少人力物力，提高工作效率，成本较低，安全性较高。状态监测的原理就是接收信号，分析数据，提取错误信息，实时发现问题，甚至发现即将发生的问题，这就是运用现代化的高新科技来管理设备仪器，以免设备从小问题发展到无法维修的大问题，浪费经费，甚至发生扼杀生命的严重问题。有线通讯需要繁琐的布线和人工安装，电缆成本较高，而无线通信技术加入了芯片技术，降低了成本，且可以监测任何危险的工作地点。

1.2关于发展

无线通信技术的自动化监测是设备运行的代表性进步。早期的设备监测系统存在很多缺陷，不能完成技术复杂的设备的监测工作，跟不上时代的要求，被淘汰。继而出现了分布式和远程式的更先进的监测系统，能够实现实时监测。从人工到有线再到无线的发展模式，技术在不断提高，而成本在逐渐降低，这就是时代的进步。当前看来，无线通信技术的应用已较为成熟。从模拟信号到无线通信技术的迅猛发展，数据和音频视频的传输质量都得到了很大的提高，更加清晰，更加准确，使其可以应用在更多的领域。关于高压电、石油和煤矿开采等危险行业，为了提高安全性，必须对设备进行实时监测，并定期维修，有效控制安全隐患。随着现代社会的发展，需要进行状态监测的设备越来越多，工作量越来越大，人工无法完成越来越快的传输速率，所以要引进自动化的高新科技，即如今的无线通信技术。变电设备对状态的监测要求比较严格，因为它的任何小事故都会发展到人身安全问题，且工厂、商场、酒店等几乎任何场所的运营都需要电力的支持，停电就会停工，造成经济的损失。在快时代的今天，停电带来的后果更为明显。所以发电厂对设备的保护工作就尤为重要，要实时监测状态，避免突然停止工作没有应对措施。应用的技术手段在不断发展更新，从带电测试到在线监测，随着经济的发展，科技也渐渐发展成熟，对变电设备状态进行实时监测、自动分析、在线诊断已经成为可能，信号处理更加先进，数据计算更加快速，带来了强大的经济效益，无线通信技术得到越来越多的重视。

2无线通信技术在设备状态监测中的应用

2.1无线通信技术应用的便捷性

从邮寄信件变成电子邮件，工作里有了电话会议、网络会议，购物方式等生活中的方方面面都在发生天翻地覆的转变。为了适应时代的要求，无线通信技术的发展越来越强大，人们已经进入4G网络的时代，将无线通信技术应用于生活和工作领域，是时代的辉煌。日常生活中人们经常用到的是蓝牙技术和WIFI技术等，带来前所未有的便捷。无线通信技术也分为远距离和近距离。例如红外技术和蓝牙技术就是常见的近距离信号传输，这种传输技术很容易受到其他信号的干扰，成本较高，且应用不灵活，只能在2台设备间操作，在手机通讯中的应用较为普遍，但不适合复杂的设备装备监测系统。WIFI可以覆盖305米的信号传输，但通信质量低。无线通信技术并不是十全十美没有缺陷的，它也是一把双刃剑，在远距离的传输过程中，会受到某些因素的影响而发生衰减，要采取措施加强信号。电磁波通常是在空气中传播，且在较大的空间内才能传播，而如果将这样的无线传输技术应用在井下工作设备的状态监测中，由于井下空气稀薄，空间较小，会阻碍传输，所以井下通信运用的是磁场传输。

2.2无线通信技术应用的可靠性

除了在危险环境中的应用，无线通信技术还经常应用于电气设备外部温度的监测。接触不良会增大电阻，较大的电流通过时，产生大量的热量，会损坏电缆甚至发生短路。电气设备外部温度过高会引起很多的热故障，所以能否及时、准确地监测到温度的变化涉及整个系统的安全运行。电气设备温度过高，没有及时发现和维修，会引起火灾爆炸等严重危及生命的问题。即使工作人员定期频繁检修，也不能保证及时发现问题。为了实现实时监测和减小成本，引入了无线通信技术，实现了无人坚守，远程监测，也同时避免了人工对高压电的接触，具有诸多优点，变电站的修建的装置不必再如此繁琐，而配合的紧密度更加牢靠，更加精确和自动化。及时发现问题、及时修理是对一台设备最好的保护，出现一些小问题是在所难免的，监测的目的是防止小问题发展为无法维修的大问题，无论质量多高的设备都需要认真的维护才能达到它应有的寿命。设备在运行过程中会不断被磨损，性能被改变，所以引进无线通信技术进行实时监测是非常必要的。在线实时监测的成本会略高于离线监测，但其带来的成果是无法比拟的，是信息时代的新产物，有广阔的推广前景，为社会带来源源不断的效益。

3结语

社会经济蓬勃发展，从农业社会过渡到工业社会，现如今人们已经完全进入信息化的时代，对无线通信技术的深入研究应用是未来设备状态监测系统的发展前景。科学、合理地变换磁场和电场的使用，克服多种困难，应用在更多的领域，取代更多的人工监测，以实现全程的实时监测，提高工作质量。

[参考文献]

[1]王鹤.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].现代电子技术，2012（17）:16-18.

[2]王岩岩.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].硅谷，2013（12）:94-94，90.