導(dǎo)語：如何才能寫好一篇無線電的用途，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。

篇1

軟件無線電的結(jié)構(gòu)

WIF（wirelessinnovationforum）定義了SDR的功能架構(gòu)。如圖1所示，射頻天線、下變頻、A／D與D／A轉(zhuǎn)換、基帶信號處理、通用處理器等功能單元為模塊化形式，通過高性能的背板總線互連，組成一個模塊化、開放性、便于靈活擴展和重復(fù)利用的可編程硬件平臺。主要構(gòu)成單元：1）寬帶／多頻段天線：軟件無線電要支持多種通信標(biāo)準(zhǔn)／制式，因而要在很寬的頻寬內(nèi)工作，目前大多采用組合式的多頻段天線；2）射頻前端：射頻前端包括低噪聲放大器、功率放大器及濾波器等，其工作頻率范圍應(yīng)當(dāng)足夠?qū)?，如LTE等對靈敏度和BER要求更嚴(yán)格，這也對LNA／PA的線性度、功耗、噪聲提出更高要求；3）A／D與D／A轉(zhuǎn)換：目前大多數(shù)無線通信標(biāo)準(zhǔn)都工作在VHF、UHF、SHF頻段，直接在射頻上進行A／D和D／A變化還難以實現(xiàn)，一般是通過混頻器完成模擬信號的上下變頻。ADC和DAC的采樣率／更新率、分辨率、動態(tài)范圍（SFDR）、抖動等都是影響SDR性能的關(guān)鍵因素；4）DSP／FPGA／GPP：DSP／FPGA／GPP都是實現(xiàn)SDR的主流處理硬件，DSP的處理速度低但適于復(fù)雜算法的實現(xiàn)，對于數(shù)字信號處理非常擅長；FPGA的工作速率高但復(fù)雜計算能力相對較弱，適用于復(fù)雜性不高的計算密集型任務(wù)；GPP難以保證算法實時性要求但通用性和靈活性高，因此在實際的應(yīng)用中會按它們各自的特點組合使用；5）系統(tǒng)總線：背板總線將系統(tǒng)中各功能單元互連，組成一個模塊化、開放性、便于靈活擴展和重復(fù)利用的可編程硬件平臺。高速數(shù)據(jù)傳輸能力、同步、供電等都是重要因素，另外還要考慮到總線的延續(xù)性；6）軟件無線電系統(tǒng)和其他網(wǎng)絡(luò)的接口，可以和PSTN、ISDN及其他移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互通。

頻譜分析儀／矢量信號分析儀基本結(jié)構(gòu)

Fourierseries證明時域中的任何電信號都可以由一個或多個具有適當(dāng)頻率、幅度和相位的正弦波疊加而成，這構(gòu)成了頻率測量的基礎(chǔ)。頻域測量可以幫助我們確認(rèn)信號的諧波分量，這在無線通信、頻譜監(jiān)測、EMI分析中有重要應(yīng)用。20世紀(jì)50年代HP發(fā)明超外差頻譜分析儀，從圖2中看到，射頻信號經(jīng)過衰減器和低通濾波器到達混頻器，然后與來自本振（LO）的信號相混頻產(chǎn)生中頻信號，當(dāng)輸入信號的頻率和本振頻率之差是中頻頻率時，信號就會在顯示屏上響應(yīng)。超外差頻譜分析儀的原理基于完成多次掃描的同時被測信號沒有明顯變化，因而它容易漏掉瞬態(tài)信號，無法完成嚴(yán)格的實時頻譜分析。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，ADC、DSP、FPGA、GPP等被引入到測試測量行業(yè)中，“實時頻譜分析儀”就是最典型數(shù)字化改進，其利用DSP／FPGA／GPP對ADC后的數(shù)字信號做FFT；與超外差頻譜儀掃描過程不同，“實時頻譜儀”的頻帶處理是并行的、實時的，另外還可以完成觸發(fā)、流盤回放等測試功能。DSP／ASIC／FPGA等信號處理單元的引入也擴大了頻譜儀的功能，除快速、高分辨率頻譜測量外還可以分析數(shù)字調(diào)制信號（誤差矢量幅度、I／Q相位誤差、I／Q幅度誤差等）。受限于ADC、FFT硬件／DSP的發(fā)展水平，“實時頻譜儀”在一開始還僅能做到基帶部分?jǐn)?shù)字化，如圖3所示：射頻信號要首先經(jīng)過帶通濾波器抑制帶外雜散信號，然后通過低噪聲放大器、下變頻、中頻濾波器輸出中頻信號，中頻信號經(jīng)過I／Q解調(diào)后生成2路低頻模擬信號，低頻模擬信號再通過2個ADC實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，隨后再由DSP／ASIC／FPGA等實現(xiàn)數(shù)字基帶信號處理。模擬器件一致性缺陷會導(dǎo)致I／Q信號在幅度、相位不平衡，2路信號時延不一致帶來的判決點誤差也將影響信號的性能，另外模擬器件的溫度漂移也會影響系統(tǒng)的測試精度。SDR要求將A／D、D／A盡可能靠近射頻端從而使信號盡早的數(shù)字化（見圖4），而高性能ADC、FPGA／DSP的推出使得數(shù)字中頻頻譜儀實現(xiàn)。射頻前端處理方面，數(shù)字中頻頻譜儀與模擬中頻頻譜儀無明顯變化，重點在下變頻后的中頻輸出直接通過ADC實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，使用數(shù)字處理方式實現(xiàn)數(shù)字下變頻、中頻濾波器、包絡(luò)檢波器、視頻濾波器及幅度定標(biāo)等，最終完成輸入信號譜的計算和顯示。與模擬中頻頻譜儀比，數(shù)字中頻結(jié)構(gòu)極大地改善了頻譜儀的測量速度、精度及利用高性能FPGA／DSP測量復(fù)雜信號的能力（見圖5）。雖然理想的SDR要求實現(xiàn)無線電信號的全帶寬數(shù)字化，但當(dāng)前的放大器還無法滿足理想帶寬，ADC／DAC在轉(zhuǎn)換速度、分辨率及動態(tài)范圍上也達不到技術(shù)要求，即便可以研發(fā)出這樣水平的芯片，受限于高昂的成本、功耗和體積也很難普遍應(yīng)用。

軟件無線電的關(guān)鍵技術(shù)

1）A／D和D／A模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器采樣速率和采樣精度等性能的提高實現(xiàn)了數(shù)字中頻結(jié)構(gòu)，這使得距離理想的SDR更近一步。衡量A／D、D／A性能的主要指標(biāo)是采樣率、分辨率、信噪比、無雜散動態(tài)范圍和總諧波失真等指標(biāo)。大多數(shù)無線通信標(biāo)準(zhǔn)都工作在VHF、UHF、SHF頻段，直接在射頻上進行A／D變化還難以實現(xiàn)，一般先將射頻信號經(jīng)過下變頻處理變?yōu)橹蓄l輸出，然后再由ADC數(shù)字化。根據(jù)奈奎斯特定律，ADC的采樣率要至少高于信號最高頻率的2倍，否則將造成混疊。為了預(yù)防混疊現(xiàn)象的發(fā)生會在ADC前段增加抗混疊濾波器，但抗混疊濾波器的滾降速率有限造成在濾波器的通帶和截止帶之間有過渡帶存在，因此ADC的采樣率通常要高于信號帶寬的2．5倍。3G、LTE、WiMAX等通過高階調(diào)制來增強數(shù)據(jù)傳輸速率，復(fù)雜的相位和幅度調(diào)制對A／D的信噪比提出更嚴(yán)格的要求。作為衡量ADC性能的重要指標(biāo)，信噪比的因素主要有量化噪聲、等效熱噪聲和孔徑抖動等［4］，其中量化噪聲又是影響ADC信噪比的主要因素。量化噪聲的信噪比為：SNR＝6．02N＋1．76＋101g（fs／2B）式中：N是分辨率，fs是采樣頻率，B是模擬輸入信號的帶寬。通過上面的公式可以發(fā)現(xiàn)增加分辨率或采樣頻率都可提高信噪比，但ADC的采樣率和分辨率是相互制約的，過高的采樣率會限制轉(zhuǎn)換精度的提高，反過來，同時高的轉(zhuǎn)換精度也是以犧牲采樣率為代價的。因此，將輸入的寬帶信號下變頻為IF中頻窄帶信號降低了對ADC采樣率的要求，這樣可以選擇更高的分辨率。以泰克RSA6000系列為例，其中頻A／D轉(zhuǎn)換器是14bit，采樣率是300MS／s。SFDR和總諧波失真是ADC的另一重要指標(biāo)，這主要由A／D轉(zhuǎn)換器的微分非線性特性導(dǎo)致。以基本頻率為F0的射頻信號為例，經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換后會產(chǎn)生以F0為倍數(shù)的諧波分量，而這些諧波之前互相調(diào)制又產(chǎn)生互調(diào)失真。一般通過改善A／D的線性特性來降低雜散信號帶來的失真。2）數(shù)字中頻技術(shù)隨著WiMAX／LTE等寬帶無線通信技術(shù)的逐漸成熟，對無線設(shè)備數(shù)字中頻帶寬和通道數(shù)的要求也越來越高。對于如此大的運算帶寬需求，許多DSP處理器難以滿足實際應(yīng)用，引入數(shù)字中頻處理減輕DSP處理負(fù)擔(dān)成為關(guān)鍵。數(shù)字中頻技術(shù)包括數(shù)字上變頻（DUC）、數(shù)字下變頻（DDC）、波峰因子衰減（CFR）和數(shù)字預(yù)失真（DPD）等。

數(shù)字上變頻器主要對低速率的基帶數(shù)字信號進行插值、濾波，形成更高速率的信號，然后再和數(shù)控振蕩器（NCO）產(chǎn)生的相互正交的正余弦數(shù)字載波信號混頻，完成頻譜搬移后的信號還要經(jīng)過波峰因子消減（CFR）后進行D／A變換。如圖6、7所示，是Altera針對于WiMAX所設(shè)計的DDC／DUC，其基于1024點FFT的OFDM設(shè)計，工作帶寬是10MHz。通過圖示可以看到2路速率為11．424MSps的I／Q信號，經(jīng)過3級FIR的插值濾波、NCO數(shù)字混頻、I／Q信號相加后形成91．392MSps中頻信號。數(shù)字下變頻是A／D變換后的數(shù)字信號處理器件，首先將數(shù)字化后的中頻信號與數(shù)控振蕩器（NCO）產(chǎn)生載波信號混頻，實現(xiàn)中頻到基帶信號的搬移；在對I／Q信號進行基帶處理之前還要經(jīng)過抽取、濾波等。還是以Altera針對于WiMAX所設(shè)計的DDC／DUC為例，91．392MSps的中頻信號通過過采樣、NCO混頻，三級FIR，最終得到2路11．424MSps的I／Q信號。波峰因子衰減（CFR）和數(shù)字預(yù)失真（DPD）技術(shù)主要用于通過采用數(shù)字信號處理線性化功率放大器，來提高無線電單元的傳輸效率。例如在LTE、WiMAX中，多載波信號的線性組合會導(dǎo)致中頻信號產(chǎn)生較大的峰均比，而通常功放（PA）的線性區(qū)是有限的，這樣容易出現(xiàn)信號失真和帶外泄露。波峰因子衰減（CFR）和數(shù)字預(yù)失真（DPD）技術(shù)可以改善PA輸出的線性度，更好地滿足LTE、WiMAX對誤差矢量幅度（EVM）和鄰道泄露比（ACLR）的要求。數(shù)字中頻處理可以通過ASIC和可編程芯片方式實現(xiàn)，但因為頻譜儀要支持2G、3G和4G等多種無線通信協(xié)議，而不同標(biāo)準(zhǔn)所采用調(diào)制制式對中頻處理能力的要求不一樣，采用可編程芯片實現(xiàn)將兼顧處理能力和靈活性。數(shù)字中頻涉及的CIC／FIR濾波、NCO、插值／抽取、混頻等需高速處理且算法簡單，使用FPGA實現(xiàn)是一種很好的選擇。3）DSP／FPGADSP和FPGA都是實現(xiàn)軟件無線電的主流信號處理硬件，但在實際中一般根據(jù)它們的特點組合使用。以LTE、802．11ac標(biāo)準(zhǔn)為例，OFDM和MIMO技術(shù)的引入實現(xiàn)了高數(shù)據(jù)率和抗干擾能力，但矩陣分解及相乘對數(shù)字信號處理器提出很高要求，另外DDC／DUC中的有限脈沖響應(yīng)（FIR）和級聯(lián)積分梳狀（CIC）濾波器使用DSP也難以實現(xiàn)，而FPGA的強大并行處理和密集計算可以滿足要求。對于編碼、交織、加擾、符號映射和子載波分配／導(dǎo)頻等算法比較復(fù)雜，適合使用DSP來完成。除了以上的物理層實現(xiàn)外，無線綜合測試儀等還包含協(xié)議棧及信令測試功能，比如LTE的呼叫建立和釋放、小區(qū)搜索、HARQ協(xié)議、鏈路自適應(yīng)及工控等有著嚴(yán)格的定時要求，這一般由專門的通信協(xié)議處理模塊（DSP）來實現(xiàn)［6］。從成本、效率等方面來講，DSP和FPGA組合應(yīng)用是比較成熟的方案。FPGA和DSP組合方式一般分為2種［7］，一種是FPGA和DSP作為2個獨立的單元；另一種是在FPGA芯片中嵌入DSP核，比如Xilinx的Virtex－6FPGA和AlteraStratixIII。與第一種方式組合方式相比，嵌入DSP核方式集成度高便于開發(fā)者調(diào)試。NIPXIe－5644R矢量信號收發(fā)儀采用了Virtex－6FPGALX195TFPGA，該FPGA與ADC、DAC、PCIExpress總線、DRAM、SRAM、PFI0、數(shù)字I／O和PXI觸發(fā)器直接連接，允許通過自定義編程完成數(shù)字上下變頻、IFFT／FFT、交織、擴頻、符號映射、編碼等物理層實現(xiàn)。雖然基于通用處理器（CPU）的頻譜儀最接近于理想軟件無線電的要求，但無線通信中直接利用CPU處理無線通信協(xié)議還難以實現(xiàn)。

無線通信涉及大量計算且要嚴(yán)格保證實時性，有時很多計算還是突發(fā)性的，CPU在信號處理能力上很難保證；無線通信中實時要求的精確度要達到μs級，而PC操作系統(tǒng)的實時性僅僅在毫秒級；綜上從運算能力和實時性上講，通用處理器很難直接代替DSP／FPGA。通用處理器雖然不是為實時信號處理設(shè)計的，但它的通用性很好且升級速度快，在傳統(tǒng)的封閉測試儀器中一般負(fù)責(zé)人機界面及部分測試測量算法的實現(xiàn)，同時提供USB／GPIB／LAN等接口以實現(xiàn)儀器控制。以NI為代表的開放式射頻測試廠商提供基于PXI總線平臺，在該平臺中通用處理器除完成以上功能外，用戶可以利用LabVIEW和不同的無線通信工具包開發(fā)測試程序，這些程序可以直接下載到FPGA／DSP上實現(xiàn)特定應(yīng)用。

射頻測試廠家解決方案

自1992年美國科學(xué)家J．Mitole提出軟件無線電概念以來，很多采用SDR理念和技術(shù)的設(shè)備不斷涌現(xiàn)，但目前應(yīng)用主要集中在軍用領(lǐng)域。經(jīng)歷海灣戰(zhàn)爭后的美國意識到各軍兵種電子通信設(shè)備互聯(lián)互通的重要性，因此一直致力于基于“軟件無線電”的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)，如通用動力的數(shù)字模塊化無線電（DMR）、雷神公司的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)終端（JTT－SR）、哈里斯的“獵鷹”。據(jù)美國軍事與航空航天電子網(wǎng)站披露，自2009年開始德國軍隊就和射頻測試巨頭R＆S一起開發(fā)軟件無線電應(yīng)用［8］。在移動通信領(lǐng)域，軟件無線電技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到3G／LTE／Wimax／LTE－A等基站中，日本NTT、中興、華為、諾西等均已推出成熟產(chǎn)品并獲得廣泛應(yīng)用，中興通訊B8200和R8860還獲得了由國際電工委員會（IEC）頒發(fā)的InfoVision大獎。限于功耗、成本、網(wǎng)絡(luò)封閉性等因素，手機終端基本還是依靠硬件處理不同制式信號。

目前在移動通信測試領(lǐng)域，很多廠家的產(chǎn)品都采集了軟件無線電技術(shù)，但在細(xì)節(jié)方面還是有很多不同。根據(jù)測試儀器的開放程度一般分為以Agilent、R＆S、安立為主的傳統(tǒng)儀器廠商和以NI、Areoflex等為主的開放式儀器廠商。以上2類射頻測試儀器都具有“軟件定義儀器”的特征，在維持硬件平臺基本不變的情況下，通過更新軟件完成功能的拓展。傳統(tǒng)測試儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不公開，通過GPIB／LAN等總線控制儀器完成測試；用戶根據(jù)需求先購買帶有部分測試功能的儀器，隨后再通過購買選件拓展測試功能或協(xié)議，但底層代碼和程序一般是不開放的，如R＆S的FSQ／SMU系列。開放式儀器一般基于PXI、VXI總線，這種模塊化設(shè)計的思路更接近于SDR的要求。以NI提供的模塊化射頻測試方案為例，在基于PXI／PXIe標(biāo)準(zhǔn)總線的機箱中插入模塊化的射頻前端、中頻及基帶處理、本振單元，在實時性要求不高及算法不復(fù)雜的應(yīng)用中，中頻處理模塊僅完成數(shù)字上下變頻的功能，編解碼、符號映射等依靠模塊化的CPU完成，比如第一代RFID標(biāo)簽測試（ISO14443、ISO15693等）。針對于3G／LTE／WiMAX等通信測試，NI提供基于Xilinx的Virtex－5FPGA、Virtex－6FPGA的中頻和基帶處理模塊，其中FPGA完成數(shù)字上下變頻（DUC／DDC）、波峰因子衰減（CFR）和數(shù)字預(yù)失真（DPD），F(xiàn)PGA中的DSP內(nèi)核完成編解碼、交織、擴頻、符號映射等復(fù)雜算法?？梢赃x擇PXIe－5641R這種將中頻和基帶處理集中在一起的板卡，也可以選擇ADC和數(shù)字上下變頻（ASIC）功能的PXI－5622，再使用單獨的FPGA板卡完成基帶處理。如圖9和圖10所示的2X2MIMO原型驗證系統(tǒng)，PXIe－5673和PXIe－5663完成射頻和中頻處理功能，基帶信號處理中密集算法都是在FlexRIO的FPGA上完成，包括FFT、符號映射、MMES均衡算法等，保證了系統(tǒng)的實時性。模塊化的架構(gòu)也使得單個PXI機箱中可實現(xiàn)多組RF信號生成和采集，因為同一機箱中的所有下變頻器或上變頻器可以共享同一本地振蕩器實現(xiàn)相位相干（通道間載波抖動小于0．1°），這樣能滿足MIMO中空間數(shù)據(jù)流分離對同步的要求。NI提供P2P技術(shù)保證PXIe－5663／5673等射頻收發(fā)模塊和PXIe－7965R間高速傳輸數(shù)據(jù)，因為這些數(shù)據(jù)傳輸直接在模塊間進行而不經(jīng)過控制器，所以能減少數(shù)據(jù)延遲帶來的問題?；凇疤摂M儀器”概念的射頻測試系統(tǒng)已經(jīng)獲得了廣泛的認(rèn)同和應(yīng)用，安捷倫、Areoflex等都推出有基于PXI／PXIe總線的射頻測試系統(tǒng)。2012年4月，Areoflex與移動芯片巨頭Qualcomm簽署授權(quán)許可協(xié)議［9］，PXI3000系統(tǒng)被更多的應(yīng)用到移動通信測試中，截止到目前基于PXI／PXIe的射頻測試平臺也已支持2G／WCDMA／TD－SCDMA／CDMA2000／TDD－LTE／FDD－LTE／Wimax／Wifi／WLAN（802．11a－b－g－n）在內(nèi)的各種無線通信標(biāo)準(zhǔn)。

軟件無線電技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

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【關(guān)鍵詞】 認(rèn)知無線電技術(shù) 軍事通信領(lǐng)域 應(yīng)用價值

認(rèn)知無線電是以軟件無線電為基礎(chǔ)的一種智能無線通信系統(tǒng)，認(rèn)知無線電能夠適應(yīng)好周圍的環(huán)境變化，動態(tài)識別沒有被占用的合法頻譜，在空閑頻譜信號傳輸過程中不會對合理合法用戶造成有害干擾。

一、認(rèn)識無線電的基本概念和基本分類

1.1認(rèn)知無線電的基本概念

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，軟件無線電的概念被人們所熟知，并且將其逐步引入到軍事通信領(lǐng)域中來。無線通信技術(shù)通過軟件編程來實現(xiàn)對無線電臺的各種操作功能，以軟件無線電為媒介來實現(xiàn)無線調(diào)制解調(diào)算法[1]。也就是說，軟件無線電的出現(xiàn)將改變目前基于硬件和面向用途的產(chǎn)品設(shè)計方法。在不斷完善的軍事通信領(lǐng)域過程中，應(yīng)用認(rèn)知無線電技術(shù)能夠顯著提高軍事通信系統(tǒng)的信息化水平。另外一個角度來看，軍事無線通信的需求在迅猛增長，軍事通信系統(tǒng)對無線頻譜資源的需求也在不斷地增長中。針對上述問題，軟件無線電和協(xié)同通信等技術(shù)不斷推陳出新，導(dǎo)致無線頻譜的利用率越來越低，從而降低了軍事無線的通信性能。認(rèn)知無線電的使用則有效解決了上述問題，認(rèn)知無線電能夠通過貧譜感知技術(shù)進入到授權(quán)頻段，從而最大限度地提高無線頻譜的利用效率，提高軍隊的作戰(zhàn)能力。

1.2認(rèn)知無線電的基本分類

1、頻譜感知技術(shù)。主要指的是對電磁環(huán)境的感知能力，從而發(fā)現(xiàn)出頻譜空洞，再從中熟悉好無線信號的基本特性，再進行合理利用。

2、頻譜分配技術(shù)。頻譜感知探測到的頻譜空洞資源隨著用戶的需求而進行相應(yīng)改變的，按照不規(guī)律的頻譜資源進行整合能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜資源的合理分配與應(yīng)用。

3、功率控制技術(shù)。軍事通信系統(tǒng)中，頻譜發(fā)射功率一旦不合適勢必會影響到通信水平。在清楚認(rèn)知傳統(tǒng)功率控制方法基礎(chǔ)上，再將信息論和對策論等互為結(jié)合，取長補短，不斷 改善軍事通信過程中的功率控制。

二、認(rèn)知無線電的基本特點

現(xiàn)階段來看，認(rèn)知無線電技術(shù)的主要特點包括以下幾個方面：（1）信息認(rèn)知能力；（2）頻譜管理能力。認(rèn)知無線電技術(shù)是在無線電技術(shù)上的創(chuàng)新與進步，無線電的信息認(rèn)知能力主要體現(xiàn)在能夠有效感知或者捕獲到所在工作環(huán)境中的相關(guān)信息，再從中挑選出最為合適的工作參數(shù)和頻譜。頻譜管理能力主要體現(xiàn)在對頻譜的感知方面和判決方面，在很大程度上能夠有效提高頻譜的管理能力。除此之外，頻譜感知能夠通過監(jiān)測可以用的頻段，再發(fā)F其中的頻譜空洞[2]。總而言之，認(rèn)知無線電技術(shù)能夠?qū)o線電磁環(huán)境進行有效分析，再快速感應(yīng)出相關(guān)數(shù)據(jù)信息，最終有利于提高軍事通信系統(tǒng)的傳輸能力。一旦頻譜管理不當(dāng)或者分配方案不夠靈活，勢必會貽誤戰(zhàn)機，使得認(rèn)知無線電技術(shù)無法快速且有效的完成頻譜資源的合理分配，在通信過程中能夠根據(jù)戰(zhàn)場的頻譜需要而進行相關(guān)調(diào)整，不僅僅能夠提高軍事通信系統(tǒng)對頻譜的管理效率，而且還能夠提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

三、認(rèn)知無線電在軍事領(lǐng)域中的主要優(yōu)勢和面臨的阻礙

認(rèn)知無線電是一種能夠感知軍事無線環(huán)境，且通過對環(huán)境的理解與學(xué)習(xí)等實時調(diào)整內(nèi)部配置，從而最終適應(yīng)外部戰(zhàn)場環(huán)境變化的一項技術(shù)[3]。

認(rèn)知無線電目前面臨的主要障礙。首先，認(rèn)知無線電技術(shù)的終端研制制約其發(fā)展；其次，認(rèn)知無線電軟件技術(shù)的研究需要針對各種戰(zhàn)場的實際環(huán)境進行相應(yīng)的算法處理，最終應(yīng)用到軍用終端上，但是目前的技術(shù)尚未達到有關(guān)水平。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，高性能且軟件化的射頻終端將應(yīng)用在軍用認(rèn)知無線電領(lǐng)域中。

主要優(yōu)勢。軍用無線電電子對抗通過感知戰(zhàn)場電磁頻譜特性能夠提取出干擾信號的特征，從而準(zhǔn)確且快速地進行敵我識別。與此同時，進行電磁頻譜偵察能夠大大提高電子對抗效率，當(dāng)敵方采用掃頻式干擾模式時，能夠采用更換頻率集的對抗戰(zhàn)略。一旦敵方變換姿勢，采用跟蹤式干擾方式時，我方可以采用變速跳頻的對抗策略。在軍用認(rèn)知無線電抗干擾策略中主要應(yīng)用的是抗敵方干擾策略，敵方干擾的常見方式有以下幾種：其一，阻塞式；其二，掃描式；其三，瞄準(zhǔn)式。認(rèn)知無線電技術(shù)能夠通過對頻譜的感知，將敵方的干擾信號所在頻段劃分在門限以上，將沒有干擾的信號頻段劃分在門限以下，基于此能夠避開信號干擾。

四、結(jié)束語

綜上所述，認(rèn)知無線電技術(shù)具有接入非常靈活的特點，能夠有效提高頻譜的利用效率，在軍事通信領(lǐng)域中發(fā)揮出很大的作用。

參 考 文 獻

[1] 費利軍，王亞鴿.認(rèn)知無線電技術(shù)及在軍事通信中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，15（17）：36-38，42.

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關(guān)鍵詞 涂料；輸電線路；防污閃；應(yīng)用

中圖分類號 TM85 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）111-0109-01

近年來，隨著宜昌城市的不斷發(fā)展，其范圍內(nèi)多個工業(yè)項目相繼投產(chǎn)運行，大量粉塵、腐蝕氣體雜質(zhì)附著在絕緣子表面，嚴(yán)重威脅到附近高壓輸電線路的安全運行。為此我們進行絕緣子定期清掃并對所有線路完成了調(diào)爬工作，但經(jīng)多年的鹽密、灰密測試數(shù)據(jù)反映該區(qū)域桿塔絕緣子仍多處于污穢臨界狀態(tài)。同時在停電檢修進行絕緣子清掃作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)新更換調(diào)爬后的玻璃絕緣子仍污穢嚴(yán)重，很難清潔。鑒于以上情況，我單位于2010年首次試點在220kV樓公線和高樓線重污區(qū)段桿塔2200片玻璃絕緣子表面采用噴涂PRTV涂料，進行線路防污閃試驗觀察、跟蹤。經(jīng)過近3年的運行經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，絕緣子表面噴涂防污閃PRTV涂料后線路運行情況良好，其優(yōu)異的憎水性和憎水遷移性能，顯著提高了絕緣子的耐污閃水平。

1 PRTV防污閃原理

電力超長效防污閃涂料（簡稱PRTV防污閃涂料），它具有非常優(yōu)異的憎水性能、憎油性、自潔性和不粘性，這是因為其非極性固體分子與表面水分子之間的作用力（吸引力）遠(yuǎn)小于水分子間的內(nèi)聚力的緣故，同時PRTV內(nèi)含有大量的游離態(tài)有機硅低聚物和小分子基團，這些物質(zhì)都具有憎水性。當(dāng)PRTV表面積累污穢后，PRTV內(nèi)游離態(tài)憎水物質(zhì)逐漸向污穢表面擴散，從而使污穢層也具有憎水現(xiàn)象。當(dāng)把PRTV防污閃涂料涂敷于輸電線路玻璃或瓷絕緣子表面后，在遇到霧、露、毛毛雨等潮濕天氣后，污穢層很難潤濕，即使吸附少許水分，也僅僅以不連續(xù)的小水珠的形式存在，不會形成連接的水膜，從而抑制了泄漏電流及局部電弧的產(chǎn)生和發(fā)展，顯著提高了絕緣子的耐污閃電壓。

2 PRTV涂料在輸電線路防污閃措施的優(yōu)點

目前，全國各地輸電線路的防污閃工作主要是“爬、掃、涂”三種方式，即調(diào)絕緣子串爬距、增加清掃周期和在絕緣子表面涂刷憎水性涂料。在以上這幾種方法中，宜昌供電公司早在幾年前就根據(jù)多年的鹽密測試數(shù)據(jù)和污染源的調(diào)查情況進行統(tǒng)計后，結(jié)合運行經(jīng)驗分析，重新對污區(qū)圖進行了修訂。但運行中發(fā)現(xiàn)新更換或清掃的絕緣子仍污穢嚴(yán)重，增加清掃周期一方面需要結(jié)合停電，另一方面勞動強度和安全風(fēng)險較大，也需要一定的經(jīng)濟投入。相比以上兩種防污閃措施，PRTV涂料具有以下優(yōu)勢：

1）PRTV涂料產(chǎn)品設(shè)計使用壽命在10年以上，10年之內(nèi)能保持良好的憎水性和憎水遷移性，所以一般用不著其他防污閃專業(yè)處理。

2）PRTV超長效涂料層本身能廣泛適應(yīng)多種自然污穢和工業(yè)污穢，具有良好的適應(yīng)性。

3）應(yīng)用PRTV超長效防污閃涂料，可免除每年的短時效、低可靠性及大工作量的清掃工作，從而節(jié)省了大量的人力和維護費用。

4）應(yīng)用PRTV超長效防污閃涂料，可大幅減少線路的停電檢修次數(shù)，大大提高高壓輸電線路的可用系數(shù)，具有較高的經(jīng)濟效益。

3 PRTV涂料涂敷過程中的注意事項

1）PRTV涂料的施涂應(yīng)在晴好天氣下進行，應(yīng)避免在霧、凝露、雨、雪等潮濕及風(fēng)沙氣象條件下施工，以確保施涂質(zhì)量。

2）絕緣子表面在涂敷涂料前必須清掃干凈且處于干燥狀態(tài)，嚴(yán)格杜絕油脂、灰塵、水分殘留在瓷絕緣子表面。對于油漬等可能影響PRTV附著力的污物，應(yīng)采用合適的清潔劑或清洗程序進行處理。

3）PRTV涂層不應(yīng)對設(shè)備的預(yù)防性試驗有影響；對于盤形絕緣子，在施工前應(yīng)進行絕緣電阻的測試，對處于零值和低值的絕緣子應(yīng)及時更換。

4）為保證涂敷質(zhì)量，原則上宜采用噴涂的方式，如遇山區(qū)機械設(shè)備不易運輸時，也可采用刷涂方式，但必須經(jīng)過現(xiàn)場質(zhì)檢人員的嚴(yán)格把關(guān)；涂層應(yīng)均勻、平整、光滑、不堆積、不流淌、無氣泡、無拉絲、無漏涂。

4 防污閃涂料的日常運行維護

1）對噴涂PRTV涂料的絕緣子應(yīng)做好各項記錄，包括原始記錄和檢測、檢修維護記錄等。

2）對于特別嚴(yán)重的水泥污穢、腐蝕氣體、化工污穢地區(qū)應(yīng)重點檢測。

3）在噴涂PRTV涂料的絕緣子上進行檢修蹬踏時，鞋底不允許有金屬等尖利物件。

4）在正常巡視工作中，如發(fā)現(xiàn)涂層出現(xiàn)局部破損現(xiàn)象（由于檢修或不明外力導(dǎo)致），應(yīng)補涂或復(fù)涂。

5 防污閃涂料推廣運用應(yīng)注意的幾個方面

1）因地制宜選用。輸電線路污閃事故的發(fā)生除與設(shè)備外絕緣強度有關(guān)外，還與當(dāng)?shù)貧庀蟆h(huán)境條件密切相關(guān)，因此，防污閃工作必須因地制宜。以宜昌地區(qū)為例，其污穢特征主要是工業(yè)腐蝕氣體及水泥廠等粉塵污染，污染物的鹽密、灰密高；從地理位置來看，宜昌地處湖北省西部，屬江漢平原向鄂西山區(qū)過度地帶，海撥相對較高且雨水豐盛，冬、春季易出現(xiàn)大霧、毛毛雨等易發(fā)生污閃氣象條件。全國各地氣候條件和污穢種類均存在差異，應(yīng)因地制宜使用PRTV超長效防污閃涂料。

2）應(yīng)注意應(yīng)用PRTV防污閃涂料的有效使用年限，一般質(zhì)量較好的PRTV涂料噴涂成型后10年甚至更長時間內(nèi)免維護。但運行維護人員應(yīng)堅持對PRTV的定期檢查，發(fā)現(xiàn)老化、起皮等現(xiàn)象應(yīng)結(jié)合停電立即清除老化涂料并重新涂敷。

3）PRTV防污閃涂料涂敷應(yīng)均勻，涂層不漏涂、不滴流、不拉絲。由于涂敷不當(dāng)造成漏涂、涂層中摻入導(dǎo)電介質(zhì)、涂層起皮，不僅不能提高設(shè)備外絕緣水平，還會形成設(shè)備安全隱患。

6 結(jié)束語

通過近幾年來宜昌供電公司輸電線路防污閃涂料的應(yīng)用經(jīng)驗，我們認(rèn)為輸電線路絕緣子噴涂PRTV涂料具有不改變電力設(shè)備的原有結(jié)構(gòu)，使用壽命較長，不需要進行清掃，運維工作量少等優(yōu)點，值得在重污區(qū)段輸電線路上大力推廣，至今本單位已在多條線路重污區(qū)段絕緣子噴涂應(yīng)用PRTV防污閃涂料，防污閃效果顯著。但運行單位應(yīng)加強現(xiàn)場施涂的控制，保證施工質(zhì)量，同時也應(yīng)重視對防污涂料噴涂后的運行維護工作，確保高壓輸電線路安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]DL/T 627-2004.絕緣子用常溫固化硅橡膠防污閃涂料[s].

[2]陶元忠，包建強.輸電線路絕緣子運行技術(shù)手冊[M].北京：中國電力出版社，2003.

篇4

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)r代；大數(shù)據(jù)技術(shù)；無線電監(jiān)測

1 大數(shù)據(jù)與無線電監(jiān)測的概念分析

1.1 何謂大數(shù)據(jù)

如今大數(shù)據(jù)已經(jīng)不再是個新鮮的詞匯，但是它的熱點與關(guān)注度卻一直很高。因為應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以顛覆我們目前從事的許多行業(yè)，比如即將被顛覆的醫(yī)療、金融和保險這三大行業(yè)，因為這幾個行業(yè)的特點是都需要對用戶的數(shù)據(jù)進行處理，當(dāng)應(yīng)用了大數(shù)據(jù)技術(shù)后，會縮短處理這些問題的時間和空間，甚至?xí)谟脩舻臄?shù)據(jù)信息分析出他自身存在的問題，醫(yī)療公司會利用基因技術(shù)鎖定你身體中可能出現(xiàn)的病變基因，然后通過數(shù)據(jù)進行對比，得出你的病因后就可以主動出擊進行治療了。

大數(shù)據(jù)的特點之一就是數(shù)據(jù)龐大，它可以解決實際生活中的許多問題，即使是無線電監(jiān)測問題也不例外。在去年的9月份，美國的互聯(lián)網(wǎng)專家克萊?舍基曾經(jīng)做過一次演講，重點說明了數(shù)據(jù)時代管理信息的重要性，他在演講中提出了一個重要概念，叫做無組織的組織。主要是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分析與管理，在識別與篩選數(shù)據(jù)方面要將內(nèi)容和技術(shù)結(jié)合起來才會形成合力?？傊髷?shù)據(jù)就是這樣一種利用數(shù)據(jù)進行分析與管理的重要技術(shù)。

1.2 無線電監(jiān)測的內(nèi)涵和特點

2月16日至17日，國家無線電辦公室在廣西南寧組織召開了2017年全國無線電管理工作座談會。由此可見無線電管理工作的重要性，所以從廣義的無線電監(jiān)測的概念上來說，它主要是指無線電監(jiān)測機構(gòu)所從事的工作，主要包括一般意義上的無線電監(jiān)測、無線電檢測、電磁兼容分析這幾方面內(nèi)容。從字面上的意思來看，這是一個關(guān)于檢測性的工作，無線電技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展和頻譜的高效利用在服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動、推動信息化深入發(fā)展、積極轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的過程中發(fā)揮著一定的促進作用。無線電監(jiān)測的主要特點之一就是能夠有效利用無線頻率對區(qū)域內(nèi)容進行重點監(jiān)測，例如衡水中學(xué)在考試時當(dāng)?shù)氐臒o線電管理局就會啟動無線電管理預(yù)警機制，出動多輛檢測車為衡水中學(xué)的考試保駕護航。利用無線電監(jiān)測防高考作弊，這也是無線電管理的一大用途之一。

2 大數(shù)據(jù)時代下無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)的發(fā)展現(xiàn)狀

身處在大數(shù)據(jù)時代的人們都明白一個非常明確的概念，那就是現(xiàn)在需要處理的信息數(shù)據(jù)非常龐大，企業(yè)內(nèi)部所使用的常規(guī)處理工具已經(jīng)無法滿足數(shù)據(jù)處理的需求了，需要性能穩(wěn)定、處理非?？焖俚奶幚砉ぞ邅韺?shù)據(jù)進行分析與整合才能保證數(shù)據(jù)處理工作的正常運行?，F(xiàn)如今，我國的無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)在發(fā)展的過程中，在數(shù)據(jù)的計算與處理方式上也遇到了一些問題，這些問題急需專業(yè)的數(shù)據(jù)技術(shù)處理人才來進行解決，這樣在大數(shù)據(jù)時代才能保證無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)的順利發(fā)展。

2.1 未能保證人工處理后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

當(dāng)一個時生變化時，人們是必定能夠有所察覺的，比如新興科技的誕生標(biāo)志著一個新的時代的到來。大數(shù)據(jù)在未快速的進入人們的視野范圍內(nèi)時，所有工作都是需要通過人為操作來進行分析與處理的。比如無線電監(jiān)測與管理工作，因為數(shù)據(jù)的龐大性和不可分辨性，需要多名的技術(shù)人員進行相關(guān)的技術(shù)操作處理。無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)需要一定的監(jiān)測軟件配合人工來進行工作，有時候軟件的信息處理不到位時，就需要大量的人工操作，但是也恰恰正是由于人工處理的緣故，導(dǎo)致一些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度不夠，這樣就不能很好的對無線電進行監(jiān)測。在我國的教育改革中，教師要充分了解教材的基礎(chǔ)內(nèi)容，在保證自己的輸出內(nèi)容學(xué)生能夠準(zhǔn)確接受時才是完整的教學(xué)。為什么說這樣才是完整的教學(xué)呢？因為教師的教課目標(biāo)之一就是要求傳達知識的準(zhǔn)確性。毫無疑問，我國的無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)也是如此，而且對監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求更高。

2.2 無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)并未得到有效監(jiān)測和挖掘

人的自身基因組成部分中總是帶有一定的惰性，但是當(dāng)突遇外部的阻礙因素后，也會激發(fā)出無限的發(fā)展細(xì)胞來。所以，只有被激活的人類才有可能創(chuàng)造出更加精彩的世界。雖然通過無線電技術(shù)對許多內(nèi)容進行監(jiān)測，也儲備了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，但是這些監(jiān)測數(shù)據(jù)未得到充分利用和有效分析，這樣的話對于監(jiān)測的結(jié)果來講就不具備可探索性。所以，目前我國無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)發(fā)展過程中出現(xiàn)的主要問題之一就是有些監(jiān)測的數(shù)據(jù)未能得到有效的挖掘和分析，總體上會使無線電監(jiān)測的整體效果大打折扣。

2.3 人工操作不統(tǒng)一，阻礙了數(shù)據(jù)的分析與整合工作

目前我國已經(jīng)建立了許多的無線電監(jiān)測固定站，通過這些站點的監(jiān)測設(shè)備可以開展頻譜掃描、信號測量、占用度分析等工作，這些工作在進行的過程中都會產(chǎn)生大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。那么數(shù)據(jù)產(chǎn)生后自然需要相關(guān)的監(jiān)測人員對數(shù)據(jù)進行整合與分析，但是在實際的數(shù)據(jù)分析與處理過程中，由于人工操作，工作路徑與方式方法都是不同的，不能保證最會得到的數(shù)據(jù)形態(tài)都是統(tǒng)一的，所以說這種通過大多數(shù)人為因素進行數(shù)據(jù)監(jiān)測的結(jié)果就會阻礙數(shù)據(jù)的分析與整合。

3 大數(shù)據(jù)對無線電監(jiān)測的重要作用

有人在的地方就是一個集體，集體下的生活中不是只有生活的瑣事而已，因為任何事物的發(fā)展都需要有經(jīng)濟技術(shù)在其背后運作和調(diào)節(jié)。有的人可能認(rèn)為無線電業(yè)務(wù)與我們的實際生活的聯(lián)系并不密切，甚至沒有太多的關(guān)聯(lián)，這樣的想法首先在思想上就是錯誤的認(rèn)知。首先無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)在我們的生活中作用很大，比如我們每一個人都在使用的手機、對講機、收音機到無線網(wǎng)卡、GPS、門禁卡、汽車遙控鑰匙、公交一卡通等，都是應(yīng)用了無線電技術(shù)才得以存在的。隨著無線電技術(shù)應(yīng)用日益普及和社會信息化全面推進，無線電已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟、社會生活和國防建設(shè)等各個方面，無線城市、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧地球正逐步變成現(xiàn)實，人類已步入了異彩紛呈的無線時代。

而且今年的2月13日是第六個世界無線電日，我國對于無線電的應(yīng)用也越來越多，它正無時無刻的服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展和百姓生活，所以足以見得無線電業(yè)務(wù)發(fā)展的重要性。其次，各種無線電技術(shù)應(yīng)用都離不開頻譜資源，任何無線電業(yè)務(wù)的開展都需要以頻譜資源為載體，頻譜資源就是無線電監(jiān)測發(fā)展的一個重要數(shù)據(jù)來源，一旦這些頻譜資源受到意外干擾的話，就會使人們的正常經(jīng)濟與生活受到影響。

最后，因為隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)完全可以與大數(shù)據(jù)技術(shù)進行結(jié)合，這樣就可以減少人為因素引發(fā)的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的影響。在具體的無線電監(jiān)測過程中可以把大數(shù)據(jù)處理作為核心進行網(wǎng)格化監(jiān)測，這樣就可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)進行深度加工，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)挖掘。

4 結(jié)束語

綜上所述，大數(shù)據(jù)已經(jīng)真正的來到了我們生活的周圍，目前也已經(jīng)應(yīng)用到了一些大的工業(yè)領(lǐng)域。同樣的，大數(shù)據(jù)時代下的無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)也在面臨著大數(shù)據(jù)技術(shù)帶來的機遇與挑戰(zhàn)，無論怎樣，面對大數(shù)據(jù)，我們都應(yīng)該抱以正確的態(tài)度來看待它，因為隨著時間的變化與發(fā)展，它可以為人們的生活帶來質(zhì)的改變。

參考文獻

[1]譚學(xué)治，姜靖，孫洪劍.認(rèn)知無線電的頻譜感知技術(shù)研究[J].信息安全與通信保密，2007（61）.

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專 業(yè)：

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報告日期：

論文(設(shè)計)題目：

智能天線技術(shù)的基本原理及其music算法

指導(dǎo)教師：

論文(設(shè)計)起止時間：

一、論文(設(shè)計)研究背景與意義

智能天線是3g的一項關(guān)鍵技術(shù)，作為當(dāng)今三大主流標(biāo)準(zhǔn)之一的td-scdma(time division-synchronous code division multiple access)是由中國自主提出使用的tdd方式的(時分雙工方式)的第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。td-—scdma的核心技術(shù)之一就是智能天線技術(shù)。在td-—scdma系統(tǒng)中使用智能天線技術(shù)，基站可以利用上行信號信息對下行信號進行波束成形，從而降低對其他移動臺的干擾，同時提高接收靈敏度，增加覆蓋距離和范圍，改善整個通信系統(tǒng)的性能。

智能天線是一種多天線系統(tǒng)，它按照某種算法來對準(zhǔn)期望信號，使得期望信號得到最大增益，而干擾信號被壓制?！≈悄芴炀€系統(tǒng)的核心在于數(shù)字信號處理部分，它根據(jù)一定的準(zhǔn)則，使天線陣產(chǎn)生定向波束指向移動用戶，并自動調(diào)整權(quán)系數(shù)以實現(xiàn)所需的空間濾波。智能天線需要解決以下兩個關(guān)鍵問題：辨識信號到達方向doa(directions of arrinal)和數(shù)字波束賦形的實現(xiàn)。在對信號doa估計的算法中，作為超分辨空間譜估計技術(shù)的music(multiple signal classification)算法是最經(jīng)典的算法之一。

本文針對3g的需求背景，研究智能天線技術(shù)及doa估計算法。隨著移動通信用戶數(shù)迅速增長和人們對通話質(zhì)量要求的不斷提高，要求移動通信網(wǎng)在大容量下仍具有較高的話音質(zhì)量。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，智能天線可將無線電的信號導(dǎo)向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達方向doa(directions of arrinal)，旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達方向，達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。同時，利用各個移動用戶間信號空間特征的差異，通過陣列天線技術(shù)在同一信道上接收和發(fā)射多個移動用戶信號而不發(fā)生相互干擾，使無線電頻譜的利用和信號的傳輸更為有效。在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下，使用智能天線可滿足服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)擴容的需要。

其實就是一種多天線系統(tǒng)，它按照某種算法來對準(zhǔn)期望信號，使得期望信號得到最大增益，而干擾信號被壓制。因此需要知道期望信號到來的方向，即doa。music算法是經(jīng)典的用來估計波達方向的算法。

二、論文(設(shè)計)的主要內(nèi)容

智能天線是一種安裝在基站現(xiàn)場的雙向天線，通過一組帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線單元獲取方向性，并可以同時獲取基站和移動臺之間各個鏈路的方向特性。智能天線的原理是將無線電的信號導(dǎo)向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達方向doa(direction of arrinal)，旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達方向，達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。

波達方向(doa,direction of arrival)估計是智能天線研究的一個重要方面,無論是上行多用戶信號的分離,還是下行選擇性發(fā)射,對用戶信號doa的測定,都成為智能天線實現(xiàn)指向性發(fā)射的必要前提。在對信號doa估計的算法中,作為超分辨空間譜估計技術(shù)的music(multiple signal classification)算法是最經(jīng)典的算法之一。本文主要介紹智能天線技術(shù)的基本原理，發(fā)展歷程，技術(shù)分類，及智能天線對系統(tǒng)的改進和主要用途。寫出均勻線陣的統(tǒng)計模型，研究music算法的基本原理，用matlab仿真實本課題的主要研究內(nèi)容如下：

(1)介紹智能天線技術(shù)的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀和技術(shù)分類;

(2)在均勻線陣的統(tǒng)計模型下研究智能天線技術(shù)的基本原理;

(3)重點研究music算法的基本原理，并用matlab仿真軟件實現(xiàn);

(4)分析music算法的估計精度，得出全文結(jié)論。

三、論文(設(shè)計)的工作方案及進度安排

第一階段(XX年9月7日-XX年10月11日)查閱有關(guān)智能天線技術(shù)，music算法和matlab仿真等方面的資料，關(guān)注國內(nèi)、外當(dāng)前的先進技術(shù)和發(fā)展前景，積累知識。

第二階段(10月12日-11月8日)對智能天線的工作原理進行詳盡地分析，給出均勻線陣的統(tǒng)計模型，研究music算法的基本原理，學(xué)習(xí)用matlab實現(xiàn)仿真

第三階段(11月9日-11月22日)用matlab編寫程序，程序調(diào)試

第四階段(11月23日-12月20日)整理資料，結(jié)合設(shè)計經(jīng)歷撰寫論文，備戰(zhàn)論文答辯。

四、參考文獻

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6) 陳存柱，淺析自適應(yīng)智能天線技術(shù)的應(yīng)用，北京師范大學(xué)，100875

7) [美]s.m. 凱依 著，黃建國等 譯，現(xiàn)代譜估計原理與應(yīng)用，科學(xué)出版社，1994

8)徐明遠(yuǎn)， matlab仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用 XX

五、指導(dǎo)教師意見

指導(dǎo)教師簽字：

年 月 日

六、答辯小組意見

篇6

1、當(dāng)前正在大談創(chuàng)建節(jié)能型社會，我的兩篇文章就是立足于“節(jié)能”作為出發(fā)點的，正像“王文”中所講“促使人們開發(fā)交流關(guān)機功能最主要、也是最根本的原因”。為什么我講“中大WS-9800A衛(wèi)星接收機”適用于無有線電視和無無線電視的地區(qū)呢？因為，作為電視機接在中大WS-9800A衛(wèi)星接收機的輔助插座上的這一連接方式，當(dāng)電視機在能接受當(dāng)?shù)赜芯€電視或無線電視的節(jié)目時，必然是在衛(wèi)星機開機狀態(tài)下進行的，這豈不是衛(wèi)星機在“陪著夫人（衛(wèi)星機陪著電視機運行）又折兵（降低了衛(wèi)星機的壽命，且又浪費電能）嗎”？所以，作為電視機接在中大WS-9800A衛(wèi)星接收機的輔助插座上的這一連接方式，確實適合于“人為規(guī)定其應(yīng)用場合和范圍的（引用‘王文’中的話）”―――無有線電視和無無線電視的地區(qū)，例如，只有通過“村村通”才能收看到電視的地區(qū)。我也相信，如果當(dāng)?shù)赜杏芯€電視和無線電視，且主人是節(jié)能類型的，他就不會把電視機接在中大WS-9800A衛(wèi)星接收機的輔助插座上了，而“那還不如將電視機的插頭直接插入電源插座（引用‘王文’中的話）”了。既然這樣了，那不就更說明了中大WS-9800A衛(wèi)星接收機在哪些地區(qū)“英雄無用武之地”嗎？

2、“王文”中的“原則上講任何衛(wèi)星數(shù)字接收機都會對有線電視某些頻道產(chǎn)生干擾……，與有無交流關(guān)機功能是沒有任何關(guān)系的”，怎么說沒有任何關(guān)系呢？數(shù)字機在直流待機狀態(tài)同其運行狀態(tài)一樣，都會對有線電視某些頻道產(chǎn)生干擾，而數(shù)字機在交流關(guān)機狀態(tài)下，其對有線電視某些頻道產(chǎn)生干擾不就消除了嗎？

3、對于“王文”中的“看法3”，我們的觀點是一致的。我在國外見過雙頭電源插頭的家電產(chǎn)品，其插頭和插座是相配合的，即插頭只能一個方向才能插入插座內(nèi)（像我國三頭插頭與三孔插座的配合一樣），而插入到插座相線孔中的插頭中的那一根線，一定是與機內(nèi)單極電源開關(guān)相連接的，這就確保了電源開關(guān)能斷開相線。

4、在“王文”的“看法4”中，相同的一點是我和王秀軍先生都是從久居的北方來到南方的，而對于冬天的室內(nèi)溫度是東北高還是南方高，卻產(chǎn)生了分歧。可由此現(xiàn)象得出答案：東北人在東北一般不會得凍瘡，而他來到江蘇一帶后，卻易凍手凍腳！

5、對于王秀軍先生對“文1”中兩條建議的看法：“輔助插座仍然有電的作法又和后面的這一方面可節(jié)約電能有何相干呢？”，其實道理很簡單：輔助插座仍然有電，電視機仍可工作，可收看有線電視或其他視頻節(jié)目，而衛(wèi)星機此時交流關(guān)機了，這不就是節(jié)約電能了嗎？

6、王秀軍先生對于“文2”中的“據(jù)筆者調(diào)查”提出質(zhì)疑，說“市面上還見不到具有遙控交流關(guān)機功能的數(shù)字機”的結(jié)論，是前后互相矛盾的。事情是這樣的，不能說“新穎實用的中大WS-9800A衛(wèi)星接收機”的文章在雜志上一刊登，市場上它就會應(yīng)運而生吧？其實當(dāng)時我就登陸了珠海中大公司的網(wǎng)站（省略），直到目前，那2005年初就推出的“新穎實用的中大WS-9800A衛(wèi)星接收機”，在其“產(chǎn)品介紹”的17種接收機中，仍然見不到它的蹤影！既然那樣的新穎、實用，又為何會不見廠家的介紹呢？依我的想法，本刊一旦刊登有關(guān)產(chǎn)品的介紹，此產(chǎn)品就應(yīng)在“小碩器材屋”中銷售，這稱作一呼就出，方便了讀者。

7、對于“文2”中的3點建議中的“取消直流關(guān)機，改為交流關(guān)機”，說不會有廠家接受的，這一點是有可能的。因為，改為交流關(guān)機是要增加成本的，特別是目前在大搞價格戰(zhàn)的時候。至于直流關(guān)機“而是很有用途的”這一論點，我還是持異議的，正像我在“文2”中所說的“當(dāng)然，對于具有定時開、關(guān)機功能的數(shù)字機，直流關(guān)機功能還是應(yīng)當(dāng)保留的”，而對于無此功能的數(shù)字機，直流關(guān)機功能是用途不大的。至于說其還“大受歡迎”，“它畢竟是一項十分實用的功能，為人們生活帶來了極大的便利”（引用“王文中的話”）。不言自明，這十分實用的功能就是“極大的方便”！“要工作，就要耗電嘛”！這樣的觀點能站不住腳嗎？之所以此觀點有問題，是因為大多數(shù)人還有這樣一個錯覺：遙控（直流）關(guān)機了，又可遙控開機，多方便?。≌J(rèn)為遙控關(guān)機了，就不浪費電了！我到過很多家庭、辦公室，那里的家電、電腦的待機指示燈亮著的占大多數(shù)。這說明人的素質(zhì)亟待提高。“要工作，就要耗電嘛”，這句話還不完整，應(yīng)補充一句：“要千方百計地節(jié)電！”

8、對于“零功耗直流待機”電路的問題，其實就是最大限度的降低直流待機狀態(tài)下的功耗，使其功耗接近“零”。世界上無絕對的東西，都是相對的，功耗也不例外。你說架空線路在無負(fù)荷時耗電嗎？其實也在耗電。因為，它和大地之間有阻抗，本身還要產(chǎn)生電暈，只不過這損耗很小罷了。對于老百姓來講，在關(guān)機狀態(tài)下，電度表只要不走字，就是零功耗。如果廠家在宣傳中說，直流關(guān)機（待機）時，電度表不會走，老百姓肯定是歡欣鼓舞的。此種情況好像是供電部門吃了虧，實際上不然，線路上電流降低了，線路的損耗也會減少，這不是利己又利國嗎？所以，接近零功耗的直流關(guān)機應(yīng)作為研究的課題，是很有必要的，也是大有前途的。希望在不久，又會看到像柏偉萍先生的《不同品牌衛(wèi)視接收機的功耗比較》（見2002年《電子報》）那樣的文章出現(xiàn)，而列舉的待機功耗將是都接近到“零”了！

9、對于黃春吉先生的文章（見2006年第6期《衛(wèi)星電視與寬帶多媒體》雜志，以下簡稱“黃文”）的觀點，我是認(rèn)同的。在目前還達不到交流關(guān)機后又能交流開機的狀況下，利用電視機間接的實現(xiàn)衛(wèi)星機的交流開關(guān)機，無異是一種比較好的辦法。而筆者在2004年就試驗成功了，見2004年第19期《衛(wèi)星電視與寬帶多媒體》雜志中的《用電視機的來遙控衛(wèi)星機的交流電源》一文。電視機是影像家電的終端設(shè)備，只有用它來遙控它前端的影像設(shè)備（如衛(wèi)星機、影碟機等），才是最實用的。而“WS-9800A衛(wèi)星接收機的遙控全關(guān)機功能”是不太實用的。“王文”中說“黃文”中文字有“自相矛盾”的地方，我看不然。因為采用間接的解決“接收機無法再次遙控開機工作”的措施，也是辦法之一。而黃文的“編者按”是講“迂回的將交流開關(guān)機的任務(wù)轉(zhuǎn)移到電視機身上，并未講功耗的轉(zhuǎn)嫁。我們來看“黃文”中的附圖。附圖中在數(shù)字機關(guān)機狀態(tài)時要耗電的電子元器件只有四個：電阻R、二極管VD、繼電器K和三極管VQ。三極管在截止?fàn)顟B(tài)下，通過其的電流是個什么數(shù)量級，是很清楚的?？梢哉J(rèn)為，數(shù)字機在此狀態(tài)下的關(guān)機，電視機內(nèi)附加電路的功耗是接近于“零”的。

10、對于“王文”中最后的總結(jié)：“有遙控交流關(guān)機功能，就一定不能再實現(xiàn)遙控交流開機功能的”的這一結(jié)論，我認(rèn)為下的為時過早了。“黃文”不就是其中一個解決辦法嗎！

11、 對于王秀軍先生在2005年11期上的那篇文章，我還有話要說。此文中說：“既保留了直流關(guān)機功能，又增加了交流關(guān)機功能，真可謂一舉兩得”。這一舉兩得似乎是不可能實現(xiàn)的。該機左邊的交流開關(guān)，應(yīng)當(dāng)是不帶保持功能的開關(guān)，即相當(dāng)于一般的按鈕開關(guān)，手按住開關(guān)觸頭接通，松手時，開關(guān)斷開，開關(guān)觸頭且與繼電器的動合觸頭相并聯(lián)，也只有這樣才能實現(xiàn)該機的遙控交流全關(guān)機功能。在此情況下，原有的直流關(guān)機功能就保留不了的。要想保留直流關(guān)機功能，除非該機左邊的交流開關(guān)仍采用一般的有保持功能的，即所謂的船形開關(guān)。但是，如果這樣，該機的交流全關(guān)機功能又將無法實現(xiàn)了！

12、不妨，我也在這里小結(jié)以下：

⑴重要的是實現(xiàn)“接近零功耗交流開關(guān)機功能”，不要刻意追求“零功耗”了；

篇7

UWB(Ultra WideBand)是一種短距離的無線通信方式。其傳輸距離通常在10m以內(nèi)，使用1GHz以上帶寬，通信速度可以達到幾百Mbit／s以上。UWB不采用載波，而是利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此，其所占的頻譜范圍很寬，適用于高速、近距離的無線個人通信。美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)規(guī)定，UWB的工作頻段范圍從3.1 GHz到10.6GHz。最小工作頻寬為500MHz。

超寬帶傳輸技術(shù)和傳統(tǒng)的窄帶、寬帶傳輸技術(shù)的區(qū)別主要有如下兩方面：一個是傳輸帶寬，另一個是是否采用載波方式。從傳輸帶寬看，按照FCC的定義：信號帶寬大于1.5G或者信號帶寬與中心頻率之比大于25％的為超寬帶。超寬帶傳輸技術(shù)直接使用基帶傳輸。其傳輸方式是直接發(fā)送脈沖無線電信號，每秒可以發(fā)送數(shù)10億個脈沖。然而，這些脈沖的頻域非常寬，可覆蓋數(shù)Hz～數(shù)GHz。由于UWB發(fā)射的載波功率比較小，頻率范圍很廣，所以，UWB對傳統(tǒng)的無線電波影響相當(dāng)小。UWB的技術(shù)特點顯示出其具有傳統(tǒng)窄帶和寬帶技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。

UWB的技術(shù)優(yōu)勢及不足

1　技術(shù)優(yōu)勢

(1)傳輸速率高

理論上，一個寬度趨于0的脈沖具有無限的帶寬，因此，UWB即使把發(fā)送信號功率譜密度控制得很低，仍可實現(xiàn)高達100Mbit／s-500Mbit／s的傳輸速率。在民用方面，UWB脈沖寬度一般為納秒級。如果一個脈沖代表一個數(shù)位，那么，理論上UWB可達1 Gbit／s的速率，這樣在實際中實現(xiàn)100Mbit／s以上的速率是完全可能的。

(2)發(fā)射功率低、功耗小

因為不使用載波，UWB僅在發(fā)射窄脈沖時消耗少量能量。從而省略了發(fā)射連續(xù)載波的大量功耗。這使得UWB在通過縮小脈沖寬度的同時提高帶寬，并且不增加功耗。這就打破了過去任何一項傳輸技術(shù)的功耗和帶寬成正比的定律。在短距離應(yīng)用中，UWB發(fā)射機的發(fā)射功率通常低于1mW，這也是FCC為了避免對其它設(shè)備造成干擾而對UWB做出的技術(shù)指標(biāo)要求。雖然現(xiàn)在實際上使用芯片實現(xiàn)后的整體電路能耗在300mW左右，但隨著技術(shù)的不斷成熟和進步，這項指標(biāo)隨之會降下來。

(3)UWB通信的保密性強

UWB系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度非常低，有用信息完全淹沒在噪聲中，被截獲概率很小，被檢測的概率也很低，這一點在軍事通信上有很大的應(yīng)用前景。

(4)UWB通信采用調(diào)時序列，能夠抗多徑衰落

多徑衰落是指反射波和直射波疊加后造成的接收點信號幅度隨機變化，而UWB系統(tǒng)每次的脈；中發(fā)射時間很短，在反射波到達之前，直射波的發(fā)射和接收已經(jīng)完成。因此，UWB系統(tǒng)特點適合于高速移動環(huán)境下使用。

更重要的是，UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，UWB通信系統(tǒng)幾乎實現(xiàn)了全數(shù)字化，所需要的射頻和微波器件很少，這樣可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低成本。可以說低成本、低功耗、高速率、簡單有效的UWB通信正是人們所期望的理想無線通信方式。

2　不足之處

當(dāng)然，UWB通信也存在不足，主要問題是UWB系統(tǒng)占用的帶寬很高，UWB系統(tǒng)可能會干擾現(xiàn)有其他無線通信系統(tǒng)，因此。UWB系統(tǒng)的頻率許可問題一直在爭論之中；另外，還有學(xué)者認(rèn)為，盡管UWB系統(tǒng)發(fā)射的平均功率很低，但是，由于其脈沖持續(xù)時間很短，瞬時功率峰值可能會很大，這甚至?xí)绊懙矫窈降仍S多系統(tǒng)的正常工作。盡管如此，學(xué)術(shù)界的種種爭論并不影響UWB的開發(fā)和應(yīng)用。

超寬帶技術(shù)的主要特點

(1)UWB的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)比較簡單，設(shè)備集成更為簡化。

(2)高速的數(shù)據(jù)傳輸。UWB以非常寬的頻率來換取高速的數(shù)據(jù)傳輸，在10m范圍內(nèi)傳輸速率可達500Mbit／s，是實現(xiàn)個人通信和無線局域網(wǎng)的一種理想調(diào)制技術(shù)。

(3)低功耗，絕對的綠色環(huán)保產(chǎn)品。UWB發(fā)射功率嚴(yán)格小于0.56mW，功耗只相當(dāng)于蜂窩手機的千分之一，不會影響人體的健康，并且可以大大延長電池的使用壽命。

(4)隱蔽性好、抗干擾能力強，安全性高。UWB系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度非常低，多數(shù)情況下其功率譜密度低于自然的電子噪聲，從電子噪聲中將脈沖信號檢測出來非常困難，被截獲概率小，安全性能高。

(5)多徑分辨能力強。超帶寬無線電發(fā)射的是持續(xù)時間極短的單脈沖，且占空比較低，很容易分離出多徑分量以充分利用發(fā)射信號的能量。

(6)穿透能力強，定位精確。超帶寬無線電的帶寬很寬，具有很強的穿透樹葉和障礙物的能力，可在室內(nèi)和地下進行精確定位，定位精度可達厘米級。

與其他技術(shù)的比較

表1給出UWB與其他短距離無線通信的簡單比較。從表中可見，除了在通信距離上UWB比其他三種短距離無線通信方式受限外，在傳輸速率、發(fā)射功率、空間容量、應(yīng)用范圍等方面，UWB都占有較大優(yōu)勢。

超寬帶的應(yīng)用綜述

UWB的用途主要可分為軍事和民用兩個方面。UWB技術(shù)原本是為軍事目的而開發(fā)，但巨大的民用市場使得UWB被批準(zhǔn)對民用開放后迅速成為民用通信的研究熱點。

1　軍事應(yīng)用

(1)軍事通信

軍事通信的要求呈現(xiàn)出大容量、低截獲(LPI/D)、高速率的特征，UWB可以滿足這些需求。

(2)軍事雷達與導(dǎo)航

UWB技術(shù)可以實現(xiàn)雷達、定位、通信三種功能相結(jié)合的產(chǎn)品，特別適合雷達高檢測分辯率和小型化的要求，便于安裝在小型飛機和移動戰(zhàn)車上。另外，UWB技術(shù)在穿墻／地成像探測雷達、警戒雷達、高精度定位導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價值，這些技術(shù)有的在美軍中已處于實戰(zhàn)配備前的階段。

2　民用

UWB在無線個域網(wǎng)、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫媸袌鰪V闊，前景誘人。其應(yīng)用發(fā)展趨勢將主要集中在以下幾個方面。

(1)無線個人空間網(wǎng)絡(luò)(WPAN)

也被稱作家庭網(wǎng)絡(luò)，是UWB的主要發(fā)展方向之一。如今，家庭電子消費產(chǎn)品層出不窮，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們希望將家庭娛樂系統(tǒng)與Internet連到一起，可以在任何地方使用。因此，將Ad hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、IEEE1394接口標(biāo)準(zhǔn)與UWB傳輸技術(shù)相結(jié)合，把家庭娛樂設(shè)備、通信設(shè)備、計算機連接在一起構(gòu)成家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)，非常有發(fā)展前景。

(2)無線Adhoc網(wǎng)絡(luò)

UWB本身固有的優(yōu)點可以顯著提高無線Adhoc網(wǎng)絡(luò)的性能，擴展它的應(yīng)用范圍。UWB抗多徑干擾的魯棒性解決了困擾無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)多年的難題；UWB的低發(fā)射功率使得基于UWB的無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)可與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共

存，節(jié)省寶貴的頻譜資源，提高了數(shù)據(jù)速率，從而使得大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用成為可能。

(3)無線USB(WUSB)

WUSB技術(shù)是基于超寬帶無線通信技術(shù)的全新通信標(biāo)準(zhǔn)，它通過USB接口和最先進的無線通信技術(shù)擴展了設(shè)備之間的連通性。在繼承傳統(tǒng)有線USB2.0標(biāo)準(zhǔn)所具有的較高傳輸速率優(yōu)勢的同時，充分利用UWB傳輸技術(shù)的靈活性和極高的自由度，能在3m的距離內(nèi)實現(xiàn)480Mbit／s的等效帶寬，兼顧了安全性、可靠性、降低功耗等特性。

(4)智能無線局域網(wǎng)

智能無線局域網(wǎng)的基本要求是提供一個低成本、低功耗的智能傳輸網(wǎng)，UWB系統(tǒng)可以方便地應(yīng)用于無線局域網(wǎng)，如智能交通系統(tǒng)中，提供高性能、低成本的解決方案。

(5)車藏疊達系統(tǒng)

基于超寬帶技術(shù)的傳感系統(tǒng)可提高傳統(tǒng)近距離移動傳感器的分辯率，依靠超寬帶的高質(zhì)量準(zhǔn)確性和區(qū)分目標(biāo)的功能。智能碰撞避免和巡航控制系統(tǒng)時代已為時不遠(yuǎn)了。

(6)室外對等網(wǎng)

這種網(wǎng)絡(luò)主要是用在室外滿足掌上電腦(PDA)的數(shù)據(jù)交換、數(shù)字報亭報刊文摘的快速下載、音像制品的租售等，這些實用價值構(gòu)成了UWB應(yīng)用的一個巨大潛在市場。

當(dāng)然UWB還在醫(yī)療、服務(wù)等領(lǐng)域有著諸多的應(yīng)用，它的最終目標(biāo)是與其他異類網(wǎng)絡(luò)無縫共存、協(xié)同工作，實現(xiàn)隨時隨地的通信。

超寬帶的應(yīng)用前景及分析

市場是新技術(shù)被廣泛接受的最直接也是最終動力。超寬帶技術(shù)要想得到長遠(yuǎn)的發(fā)展，必須對未來市場做出合理的判斷，確定目標(biāo)客戶的數(shù)量和類型并進行細(xì)分。使業(yè)務(wù)不斷增值。由于UWB技術(shù)在無線通信方面的創(chuàng)新性和利益性，使得它在商業(yè)多媒體設(shè)備和個人網(wǎng)絡(luò)，特別是信息家電方面具有很大的市場潛力。

具體到我國而言，有著強大的超寬帶市場空間。主要體現(xiàn)在以下三個方面：

(1)隨著消費電子產(chǎn)品的需求劇增，超寬帶能更好地滿足人們對數(shù)據(jù)傳輸提出的更高要求。如今，人們生活水平不斷提高。手機、MP3、數(shù)碼相機、筆記本電腦等時尚類產(chǎn)品已經(jīng)日益成為生活中不可或缺的部分。超寬帶技術(shù)的高速數(shù)據(jù)傳輸和低功耗正是其“殺手锏”，將使未來家庭電子產(chǎn)品消費者的生活更加健康、簡便和快捷。

(2)計算機網(wǎng)絡(luò)、無線和消費電子產(chǎn)品正走向融合，為超寬帶的生存發(fā)展提供了契機。一方面，隨著家庭電腦的普及、無線技術(shù)的不斷完善與發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)使用成本的降低，越來越多的家庭將會選擇安裝無線網(wǎng)絡(luò)；另一方面。數(shù)字技術(shù)促進了消費產(chǎn)品與通信、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的融合，使我們在任何時間、任何地點都可以得到節(jié)目內(nèi)容和服務(wù)。超寬帶技術(shù)是一個很好的選擇，我們有理由相信高速UWB WPAN完全可以滿足未來家庭無線通信的需求――“數(shù)字家庭”。

(3)我國對超寬帶技術(shù)的充分關(guān)注，為UWB技術(shù)在我國的發(fā)展和應(yīng)用注入了新的動力。目前。國內(nèi)眾多高校和科研機構(gòu)正在致力于超寬帶技術(shù)的研究，他們從國外研究成果中汲取經(jīng)驗，促進我國在UWB技術(shù)方面的全面發(fā)展，同時對我國在該研究領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和相關(guān)產(chǎn)品。建立新的經(jīng)濟增長點，具有重大意義。也必將有效的培育UWB技術(shù)在國內(nèi)市場的拓展，促進其從科研走向應(yīng)用的實際進程。

超寬帶技術(shù)發(fā)展的策略與方向

雖然國內(nèi)存在巨大的超寬帶市場發(fā)展空間。但由于標(biāo)準(zhǔn)的爭論，預(yù)計真正的超寬帶市場將經(jīng)過較長的一段時間才能逐漸形成并壯大。這正是我們的機遇，我國UWB研究的策略應(yīng)遵循以下幾點。

(1)盡快制定民用UWB無線通信使用頻譜的規(guī)定，促進UWB技術(shù)在民用領(lǐng)域的發(fā)展。

(2)國內(nèi)的相關(guān)研究機構(gòu)和企業(yè)應(yīng)該聯(lián)合起來進行UWB的研發(fā)，盡量避免重復(fù)的投入。這樣才有可能縮小與國際最先進水平的差距。

(3)在研究中，應(yīng)該著重開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，不應(yīng)簡單地重復(fù)別人的工作。

(4)在研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)該圍繞我們掌握的知識產(chǎn)權(quán)，結(jié)合國際上UWB技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進行我國UWB技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，為UWB的產(chǎn)業(yè)化鋪平道路。

篇8

摘要：這篇文章從GPS目前在工程測繪方面的發(fā)展以及技術(shù)概述入手，對GPS工作的特點以及組成原理進行了分析討論，并且就工程測繪對GPS技術(shù)的各方面應(yīng)用進行了重點講解，這些應(yīng)用包括了GPS實時動態(tài)、GPS外業(yè)測繪還有GPS布網(wǎng)工作等等。最后得出結(jié)論，日后在工程測繪之中，GPS將會不斷地將我們測繪技術(shù)加以提高，得到更好的測繪成果，可以贏得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；布網(wǎng)；工程測繪；實時動態(tài)測繪

一、GPS目前在工程測繪中發(fā)展的情況和技術(shù)概述

現(xiàn)在社會已經(jīng)有越來越多的人開始對工程測繪進行重視，人們關(guān)注的重點對象被放到了對好的測繪技術(shù)和測繪方法的尋求上。隨著社會的不斷的發(fā)展，各種各樣的測繪設(shè)備和測繪方法不斷地被人們發(fā)現(xiàn)，在這些發(fā)現(xiàn)之中，GPS就是里面非常重要的一項。在工程測繪的過程之中，GPS技術(shù)受到人們的普遍歡迎，因為它有著成本低、精度高、不需要通視、效率高等特點。并不斷在工程測繪之中進行全球衛(wèi)星定位，這種系統(tǒng)運用的是無線式導(dǎo)航，將已經(jīng)被發(fā)射出去的地球衛(wèi)星作為系統(tǒng)基礎(chǔ)。我國在測繪上，采用了24顆美國發(fā)射的導(dǎo)航衛(wèi)星。對定位或者導(dǎo)航的實現(xiàn)，是通過對地面上的三圍坐標(biāo)進行測繪進行的。

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國現(xiàn)在的工程開始面臨著從未有過的挑戰(zhàn)和機遇。GPS是一個系統(tǒng)軟件，GPS技術(shù)對于測繪來說，有著非常多的優(yōu)點。所以，它在測繪中不斷被加以運用。有越來越多的工程測繪開始在里面應(yīng)用GPS技術(shù)。在工程中，對GPS的初級運用是，用GPS快速靜態(tài)或者是靜態(tài)的方法，在里面建立沿線對測繪進行總體的控制。與此同時，在工程進行實施的過程之中，對渠道、堤壩、閘門進行施工的控制。而高級一點的運用，是將RTK技術(shù)運用到工程測繪之中，也就是說通常所說的即時動態(tài)定位系統(tǒng)。在工程運用之中，它的運用將有著更加廣闊的前景。

二、GPS的組成，特點以及工作原理

（一）GPS技術(shù)關(guān)于工作的原理

GPS系統(tǒng)是關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航的系統(tǒng)，采用了距離交會法作為方法，這個方法運用的原理是，設(shè)置需要的某個點N在需要的地方，然后設(shè)置GPS接收機在那里，在發(fā)出的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文之中，然后，在某一個時刻，T會接收（A.B.C）三顆或者三顆以上的從GPS衛(wèi)星里面發(fā)射出來的導(dǎo)航電文。在這之后，根據(jù)各種各樣復(fù)雜的處理數(shù)據(jù)的方式和計算數(shù)據(jù)的方法，會把這個某一時刻計算出來，以及GPS衛(wèi)星和GPS接收器之間的距離S1、S2、S3。在兩者之間距離被求出來的同時，可以根據(jù)對這些衛(wèi)星星歷的接收，對這些衛(wèi)星在這一時刻所存在的位置加以獲取，這就是所謂的三維坐標(biāo)。

在對坐標(biāo)系統(tǒng)的使用之中，GPS測繪一般會對其中的兩種進行采用：第一種為固定空間的坐標(biāo)系統(tǒng)，第二種為對坐標(biāo)系統(tǒng)進行地固。根據(jù)需要，可以通過對坐標(biāo)系統(tǒng)進行同時轉(zhuǎn)換，來對控制點所在的位置進行有效的表達，有利于對觀測效果的促進。

（二）GPS的組成

我這次要做的是解釋一下GPS的組成。GPS系統(tǒng)的兩大組成部分是空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)，另外用戶還應(yīng)該具有相應(yīng)的設(shè)備，來對衛(wèi)星進行接收。也就是這三個部分組成了GPS系統(tǒng)。

1.空間衛(wèi)星群

首先，我們先對空間衛(wèi)星群做下解釋?？臻g衛(wèi)星群是在六個軌道上均勻分布的，是由GPS衛(wèi)星群組成的，它們之間夾角為60度，大約有24顆，大概高為20萬千米。地球赤道和軌道的大約有為55度的傾斜角，因為這樣樣的分布可以確保能夠接收到4到11顆GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號。

2.地面所存在的控制系統(tǒng)

組成GPS系統(tǒng)的第二部分地面控制系統(tǒng)，它是由1個主控站，5個監(jiān)測站，2個注入站組成。這三個種站都具有不一樣的作用。主控站是用來對衛(wèi)星星歷進行計算的，還有就是修改衛(wèi)星鐘的參數(shù)，不同的監(jiān)測站所觀察到的數(shù)據(jù)就是其依據(jù)，而注入站是將參考數(shù)據(jù)修改計算好以后傳進去，所以說，注入站的作用是接受。用來接收信號的是監(jiān)控站。總的來說，這三個部分是相互補充和聯(lián)系的。

3.衛(wèi)星接受設(shè)備

主要有數(shù)據(jù)處理軟件、氣象儀、接收機等等的組成部分，是用來接收信號，以及通過對定位進行導(dǎo)航。

（三）GPS定位上的特點

GPS測繪技術(shù)包含定位精度高、測站之間無需通視，觀測時間短，可提供三維坐標(biāo)，全天候作業(yè)，操作簡便以及功能多用途廣等七大特點。假設(shè)工程精密定位在300米到1500米范圍內(nèi)，觀測時間以1小時以上解算，GPS測繪技術(shù)的平面位置誤差在1毫米以下，這體現(xiàn)了其定位精度高的特點；不僅如此，GPS測繪技術(shù)還可進行測繪、測速和測時，能使接收到的信號不受干擾，這體現(xiàn)了其用途廣、測站之間無需通視的特點；而自動化程度非常高的GPS系統(tǒng)，則體現(xiàn)了操作簡便的特點。這些優(yōu)點決定了GPS測繪技術(shù)的地位必然領(lǐng)先，并將在以后的實際運用中體現(xiàn)出來，我們將繼續(xù)開發(fā)GPS技術(shù)的特點，為提高工程測繪水平不斷努力。

三、在工程測繪之中，GPS技術(shù)的運用

GPS技術(shù)已經(jīng)被用到了生活和工業(yè)等很多的領(lǐng)域。工程測繪的時候，GPS技術(shù)也得到了很好的運用。比如，三峽水利，小浪底工程里面都有GPS技術(shù)的影子。接下來我們重點講下GPS技術(shù)在工程測繪里面是怎么用的。在水里測繪的應(yīng)用之中，GPS重點包括了以下幾個部分：GPS的布網(wǎng)、動態(tài)實時測繪技術(shù)、GPS的外業(yè)測繪等等方面的應(yīng)用。

1.GPS外業(yè)測繪

首先GPS外業(yè)測繪最關(guān)鍵的是選點。為了保證正確的測繪結(jié)果，點的定位非常重要。選點前要求我們對測區(qū)的地理位置要做充分的了解，標(biāo)架，標(biāo)型要確保它們的完好狀況，以及一系列的收集資料等等。做好了這些，就是做好了選點前的準(zhǔn)備工作。

GPS的觀測工作體現(xiàn)在兩個方面，使它不同于常規(guī)測繪。一是無線安置，在進行無線安置工作中，首先要確保天線應(yīng)架設(shè)在正確點位的三腳架上，其次它的基座上的圓水準(zhǔn)氣泡要整平。遇上有風(fēng)天氣頻發(fā)地區(qū)，必須將無線進行三方向全面固定。

2.GPS布網(wǎng)工作

有關(guān)GPS布網(wǎng)方面的工作：線路和帶狀工程的測繪，比如引水工程等等，一般采用點連式、邊連式等方法來構(gòu)成不間斷發(fā)展的三角鎖同步的圖形。對于處于工程樞紐部分地區(qū)的施工控制網(wǎng)以及變形監(jiān)測網(wǎng)，則通常使用邊連式、網(wǎng)連式等布設(shè)，用以增大所布網(wǎng)的幾何強度，并提升網(wǎng)形的可靠性以及數(shù)據(jù)精度。

3.實時動態(tài)測繪方法

RTK工作的基本方式為以下幾種：在某個已知的點上設(shè)立基準(zhǔn)站且安裝GPS接收機一臺，針對所有可見的衛(wèi)星開展現(xiàn)場測，使用無線電的傳送設(shè)備，把觀測得到的數(shù)據(jù)以及測站的信息以通過數(shù)據(jù)鏈的方式來傳送到流動站。而在流動站接受以上數(shù)據(jù)的同時，需靠無線電的接收設(shè)備以接收基準(zhǔn)站一方傳輸來的數(shù)據(jù)，根據(jù)基本原理中的相對定位，流動站和基準(zhǔn)站拆分計算這個數(shù)據(jù)和本來觀測得到的數(shù)據(jù)，進而對得到個觀測點之間距離，計算出它們的相對位置。對流動站所占據(jù)的位置相關(guān)的三圍坐標(biāo)進行解算，并對其進行實時輸出和儲存。

結(jié)語：

根據(jù)上面所說的內(nèi)容，有著非常明顯的優(yōu)點存在于GPS測繪技術(shù)之中，可以進行廣泛的運用。只有充分對其應(yīng)用方法還有過程進行掌握，才能夠在以后將GPS更好更廣泛的加以運用。但是特別需要強調(diào)的一點是，在測繪之中利用GPS的時候，要對測繪結(jié)果的實用性以及精確度特別的留意，這個是測繪技術(shù)之中GPS運用的最關(guān)鍵的地方。

在GPS技術(shù)以后的發(fā)展還有應(yīng)用中，GPS將向著更先進的技能以及更完善的功能這一方面發(fā)展，對不同的水利測試，實行不同的方案，懂得因地制宜，進行最為合理的利用，這樣，GPS技術(shù)在測繪之中的利用，將會為工程帶來非常顯著的利益以及更加廣闊的發(fā)展。

參考文獻：

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[3]朱秉友，劉峰.GPS技術(shù)在測繪工程相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].科技與生活，2012，（9）：138-139.

篇9

[關(guān)鍵詞]電學(xué)計量儀器；故障；排除

中圖分類號：TM930.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01

電磁計量儀器大體包含電學(xué)計量儀器與磁學(xué)計量儀器兩個部分。前者具有研究時間較早、檢測技術(shù)相對成熟、且應(yīng)用普遍等特征。然而，在實際的應(yīng)用過程中，卻往往會出現(xiàn)使用不當(dāng)或自然老化等一系列問題，使計量儀器的測量數(shù)據(jù)失真，甚至損壞整個儀器?；诖?，文章認(rèn)為，對電學(xué)計量儀器及其常見故障展開分析，并歸納出其故障排除方法，有著非常重要的現(xiàn)實意義。

1 電學(xué)計量儀器常見故障及原因

電學(xué)計量儀器大體可分為下列幾類：直流儀器類、電氣測量器類、攜帶式電工與安裝式電表類、無線電測試及校準(zhǔn)儀器類等類別。鑒于電學(xué)計量儀器種類多樣化，本文在此只列舉其中的電氣測量、交流電氣及無線電測試儀器類三種為代表，對電學(xué)計量儀器中的常見故障進行總結(jié)和歸納，并分析故障產(chǎn)生的原因及對策。

1.1 交流電氣類

生活中我們很容易接觸到交流電，與之相應(yīng)的交流計量儀器，如三相調(diào)壓器、三相交流儀表效驗臺、交流耐壓測試儀，以及數(shù)字工頻頻率表等均很普遍。交流耐壓測試儀常被用于檢測和判斷家電產(chǎn)品（如電視等）、儀器儀表的安全耐壓，同時它也可以用來測定強電系統(tǒng)的漏電流。在檢測過程中，電流會隨著電壓的上升而發(fā)生變化，如電壓增加的情況下，電流也會驟然上升，并以此形成電壓諧振。在上述情況下，測試樣品很可能會將儀器擊穿，這樣便會產(chǎn)生兩種結(jié)果：一種是測試樣品被損壞；而另一種則為，突然增加的電流會燒壞或使電壓互感器（PT）發(fā)生爆炸。這兩種結(jié)果都可能會損壞測試的設(shè)備元件，致使個儀器失靈。

1.2 電氣測量儀器類

電氣測量儀器大體包含下列幾種，如萬用表、應(yīng)變儀、示波器及電壓電流通斷測試儀等等。著其中，萬用表屬于綜合性儀表，能夠用來檢測交流電壓或直流電壓，同時還可用于檢測元件電阻，晶體管的普通參數(shù)，以及放大器的增益等等。萬用表中所使用的轉(zhuǎn)換開關(guān)接線比較復(fù)雜，所以，接線間也往往成為故障頻發(fā)區(qū)。如果分流電阻焊接不恰當(dāng)或出現(xiàn)短路現(xiàn)行，那么直流電阻的讀數(shù)很可能出現(xiàn)時大時小的情況。如果選擇開關(guān)被燒壞，或是出現(xiàn)接觸不良、附加電阻脫焊等問題，那么只有某量程電壓回路則會不通暢，其他量程都會保持正常。

1.3 無線電測試儀器類

無線電綜合測試儀是無線電測試儀器中代表性最強的一種檢測儀器，這是由于它有著多種多樣的用途及功能，如可被用作頻率計、調(diào)制度計、功率計、數(shù)字電壓表及頻譜儀等。不過因控制測量數(shù)據(jù)時，采用了大規(guī)模集成電路或微機，所以出現(xiàn)的故障也大都屬于一般性故障，如燒斷了保險絲、電源線接觸不合理等。本文在此只對集成電路容易出現(xiàn)的問題進行介紹。集成電路中的某處電路銅箔，可能會出現(xiàn)細(xì)小裂痕、鋁電解電容溫度升高、損壞驅(qū)動繼電器晶體管或者高通濾波電容爆破，電路電壓不上升及峰值保持電路的穩(wěn)定性差等問題。一旦這些問題出現(xiàn)，很可能會使整個儀器系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不暢，嚴(yán)重時還可能導(dǎo)致其不能運作。

通過對三類電氣計量儀器容易出現(xiàn)的故障進行分析，我們會發(fā)現(xiàn)，故障發(fā)生類別各異的根本原因，是由于儀器設(shè)備本身有著不同的測試原理及結(jié)構(gòu)特性，有些故障之所以會出現(xiàn)，是因為本身測試就帶有一定的不穩(wěn)定性，另外也有些是因為儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性所致。基于此，維修人員應(yīng)善于分析和總結(jié)各類儀器設(shè)備所擁有的測試原理和結(jié)構(gòu)知識，以便在故障出現(xiàn)時做出正確的判斷。

2 排除方法與流程

2.1 觀察故障現(xiàn)象

維修過程中，維修人員應(yīng)先詢問用戶儀器設(shè)備在不同情況下出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，其中還應(yīng)設(shè)計操作人員的技術(shù)水準(zhǔn)、故障出現(xiàn)時有什么特殊現(xiàn)象，如燒焦味道、出現(xiàn)了異樣響動聲等、儀器所處環(huán)境有沒有強磁場作用等等。要對故障發(fā)生的各個細(xì)節(jié)進行詢問，并做好相應(yīng)的記錄，以便下一步更好的開展維修工作。詢問和觀察故障現(xiàn)象，能降低維修人員誤判故障問題的機率，使維修工作能順暢進行。

在了解了故障出現(xiàn)的全過程后，維修人員還應(yīng)現(xiàn)場觀察儀器設(shè)備被損壞的情況。要遵循從外到里、從簡到繁的具體原則?，F(xiàn)實中可采用下列兩種方式進行：1）查看儀器設(shè)備的外觀，如電源線的接觸狀況、按鍵旋鈕有沒有被損壞等。假如我們從外觀上發(fā)現(xiàn)不了明確的故障點，那么則可簡單拆卸儀器設(shè)備，然后觀察儀器內(nèi)部元件有沒有出現(xiàn)損壞情況。2）通電觀察，在故障出現(xiàn)后，大多情況下，儀器設(shè)備仍有部分功能可被發(fā)揮。因此，應(yīng)在通電的情況下，對儀器進行調(diào)試，并盡量找出其中的故障點。

2.2 分析故障原因

在調(diào)查和觀察完故障現(xiàn)象后，我們大體上能判斷出故障的類型。通過區(qū)域劃分法還可進一步縮小其損壞范圍，以便我們更快確定故障的發(fā)生部位。如果維修人員了解了儀器的測試原理和結(jié)構(gòu)，還可通過檢修工具依次將故障進行排除。若維修人員不了解儀器設(shè)備原理或結(jié)構(gòu)，通過閱讀儀器設(shè)備說明書，或與儀器廠家的技術(shù)人員溝通，也可對儀器設(shè)備情況有個全面的了解，進而做出合理的判斷。

2.3 排除故障

有了前兩項準(zhǔn)備工作，根據(jù)故障不同的發(fā)生點，以及儀器設(shè)備元件實際的損壞情況，我們可適時對其進行調(diào)節(jié)或更換，以便儀器設(shè)備能順暢運行。針對損壞的元件，應(yīng)認(rèn)真了解其參數(shù)，便于選擇和更換零件。需要注意的一點是，更換元件的規(guī)格應(yīng)盡可能與原件相同。特殊情況下，維修人員可根據(jù)其自身經(jīng)驗及對儀器設(shè)備運行原理、結(jié)構(gòu)的了解，在確保元件不影響機器性能的基礎(chǔ)上，適當(dāng)挑選規(guī)格較大的部件。

3 故障檢測、排除時應(yīng)注意的問題

對儀器設(shè)備進行拆除時，應(yīng)把握好力度，強行蠻拆很可能會損壞儀器或影響其外觀。特別是儀器里的保護性裝置，拆卸時更要注意。對損壞元件、拆除的電線或部件等，都應(yīng)及時進行標(biāo)記，確保其能快速恢復(fù)原貌。故障檢測與排除通常是在儀器設(shè)備運行不正常的情況下進行，在通電檢查時還應(yīng)避免觸及電源處或變壓器等部位，保證人身安全。

4 結(jié)論

新時期，科技獲得了快速發(fā)展，電子量子計量技術(shù)、數(shù)字化測量技術(shù)及虛擬儀表技術(shù)等各種新型的電學(xué)計量技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。新技術(shù)的應(yīng)用為我們測量數(shù)據(jù)提供了便利，同時也對儀器維修人員提出了更為具體的要求。為此，維修人員應(yīng)掌握新儀器的專業(yè)知識及應(yīng)用特性，樹立起高度的責(zé)任意識，通過不斷學(xué)習(xí)和實踐，將儀器維修工作做到位。

參考文獻

[1] 劉潤民.電能表現(xiàn)場校驗儀常見問題解析[J].計量技術(shù)，2008（7）：70-71.

篇10

關(guān)鍵詞：機車監(jiān)控系統(tǒng)；發(fā)展前景

中圖分類號：TB

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2012）04-0293-02

0前言

目前以軌道傳感器為主要技術(shù)的系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）仍占據(jù)著我國煤礦井下運輸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備部分市場。隨著國內(nèi)科研和制造單位的日益發(fā)展壯大，研制水平的不斷提高，品種齊全和多樣化，以及它具有價格低和服務(wù)及時等諸多優(yōu)勢，不言而喻，以軌道傳感器為主要技術(shù)的系統(tǒng)將會逐年下降。另外，隨著我國高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井建設(shè)發(fā)展的需要，以軌道傳感器為主要技術(shù)的系統(tǒng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在煤礦井下輔助運輸?shù)男枨蟆J221采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)+現(xiàn)場總線控制結(jié)構(gòu)（FCS），具有高效能、多用途、靈活方便、高效安全和適應(yīng)性強等優(yōu)點，在功能和控制范圍上，可多可少，可大可小，以滿足不同礦井井下機車運輸?shù)囊?，在追加投資后系統(tǒng)能方便地擴充功能和擴大控制范圍。該系統(tǒng)為整體優(yōu)化設(shè)計，采用以軟代硬的設(shè)計思想，強化軟件，簡化硬件，降低設(shè)備造價，減少設(shè)備數(shù)量，減少系統(tǒng)的故障點，提高系統(tǒng)功能及可靠性。而且系統(tǒng)的可擴容性大，兼容性強，能夠滿足國內(nèi)所有的煤礦企業(yè)。系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)滿足不同規(guī)模煤礦的需求，也可以接入現(xiàn)有的總線系統(tǒng)內(nèi)，從而降低成本。所以井下運輸監(jiān)控系統(tǒng)在我國煤礦井下運輸中占有的比例將逐年擴大，且前景看好。

1系統(tǒng)概述

（1）KJ221機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)用于惡劣環(huán)境的無線網(wǎng)絡(luò)+現(xiàn)場總線式工業(yè)控制系統(tǒng)（FCS系統(tǒng)），系統(tǒng)以運輸監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在地面主控室對礦井大巷的礦車運輸實現(xiàn)監(jiān)控和自動調(diào)度。能實時顯示井下大巷各列車位置、車號及信號燈、道岔狀態(tài)和區(qū)段占用情況，指揮列車安全運行。系統(tǒng)能隨時反映每段設(shè)備和傳感器的工作狀態(tài)，故障自動診斷、報警，記錄運行過程數(shù)據(jù)，能生成管理報表和列車循環(huán)圖；整個系統(tǒng)無動觸點，采用電隔離，可靠性高。

（2）系統(tǒng)設(shè)計遵循《煤礦安全規(guī)程》、《井下機車運輸信號系統(tǒng)技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)》、《煤礦井下機車運輸信號設(shè)計規(guī)范》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)先進，安全可靠。

（3）該系統(tǒng)主要由主控設(shè)備、通訊站、控制分站、接收器、發(fā)射器、司控電動道岔裝置、系統(tǒng)顯示器、語言告警裝置和車輛傳感器等設(shè)備組成。井下所有設(shè)備已通過煤炭工業(yè)防爆檢驗站和煤炭工業(yè)安全標(biāo)志辦公室的檢驗和審核，并發(fā)有防爆和煤安標(biāo)志證書。

（4）系統(tǒng)設(shè)計采用先進的通信、監(jiān)測、信息處理、計算機等技術(shù)構(gòu)建以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wirelesssensornetwork）為技術(shù)基礎(chǔ)的井下軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)。它依靠無線接收網(wǎng)絡(luò)檢測車輛的運行狀況，由就近控制分站傳送到運輸調(diào)度中心，在圖形顯示設(shè)備上以模擬圖顯示出來，供調(diào)度人員掌握，并且依靠計算機強大的記憶、判斷和運算能力，將調(diào)度人員的調(diào)度意圖分解為具體的控制指令，控制執(zhí)行設(shè)備完成道岔位置與進路開放等調(diào)度動作，從而達到保障運輸安全、提高指揮效率、增加經(jīng)濟效益的目的。

2主要實現(xiàn)功能

（1）調(diào)度功能：具有自動、手動、檢修三種工作方式，可在上位機或主控臺上切換，檢修方式用于人工調(diào)整井下車場的信號燈。能根據(jù)設(shè)計及現(xiàn)場實際情況，完成信號閉鎖和道岔控制。調(diào)度員能醒目地監(jiān)視到礦井運輸各主要區(qū)域內(nèi)所有電機車的運行和設(shè)備工作狀態(tài)，系統(tǒng)能按調(diào)度員發(fā)出的運行任務(wù)指令自動指揮列車循環(huán)運行，根據(jù)需要也可隨時分進路、分車輛實施調(diào)度，即實現(xiàn)自動或半自動調(diào)度。

（2）閉鎖功能：具有進路與進路之間的開通情況閉鎖和區(qū)段自動解鎖功能。道岔位置指示閉鎖，保證進路上全部道岔閉鎖在規(guī)定位置。列車占用區(qū)間閉塞，保證其他車輛不得進入占用區(qū)間。信號指示和電動轉(zhuǎn)轍機聯(lián)動并閉鎖，確保信號指示與道岔實際位置相符，不致錯發(fā)信號。具有道岔不密貼閉鎖和擠岔顯示及報警。系統(tǒng)應(yīng)具備“故障導(dǎo)向安全”的功能及礦井運輸“信、集、閉”所需要的其它閉鎖功能。

（3）顯示功能：本系統(tǒng)顯示器和計算機進行雙屏顯示，顯示形式可采用模擬圖、表格、漢字、圖像等。顯示內(nèi)容包括：①列車位置、運行方向等；②區(qū)段車輛情況；③信號燈及閉鎖信號燈狀態(tài)；④道岔位置及擠岔不密貼顯示；⑤機車詢問顯示；⑥井下車場的模擬顯示。

（4）管理功能：管理計算機能自動打印有關(guān)管理數(shù)據(jù)或圖表。管理數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括：①統(tǒng)計每班、每日、各煤倉的出煤量；②電機車和系統(tǒng)內(nèi)各種設(shè)備的運行情況；③闖紅燈時間、地點等。管理圖表主要有：機車運行循環(huán)圖表，系統(tǒng)運行日志及相關(guān)報表等。在計算機中能隨時反映系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的工作狀態(tài)，并診斷出故障位置，即具備故障診斷功能。

（5）超速報警功能：能夠及時提醒由于各種原因?qū)е聶C車行駛過快，同時當(dāng)車輛進入?yún)^(qū)段時，設(shè)備有語音提示：“該區(qū)域車輛占道，其它車輛禁止進入”。能夠在現(xiàn)場提供超速、追尾、掉車等報警，讓機車司機能夠及時了解機車的運行狀況。

（6）故障自診斷功能：能隨時反映系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和傳感器的工作狀態(tài)，能自動進行故障診斷并完成報警。

（7）可視化監(jiān)測功能：在計算機終端和圖形設(shè)備上以文字、模擬圖和表格等形式實時顯示各列車位置、車號、運行方向、車皮數(shù)及信號機的狀態(tài)、道岔位置和區(qū)段占鎖等運行狀態(tài)信息。實時顯示運輸大巷運行機車狀態(tài)，運行過。操作員能統(tǒng)觀全局，知道每輛車的具置，便于整體控制。

（8）重演功能：能夠根據(jù)記錄的運行過程數(shù)據(jù)，對記錄信息進行分類查詢，在圖形設(shè)備上以隨意速度重現(xiàn)指定時間內(nèi)的實際運輸過程，重演站場狀態(tài)，查看調(diào)度主機的各項系統(tǒng)信息，對記錄信息的分類查詢，為分析事故原因、改進調(diào)度策略提供技術(shù)支持。

（9）防追尾功能：通過無線網(wǎng)絡(luò)傳感器獲取機車的位置，同時報警，避免機車追尾。

（10）其它功能：彎道語音報警功能：系統(tǒng)應(yīng)具備語音功能，有清晰的語言報警功能，具備聲、光、電一體的提示輸出。兼容性和可擴充性：系統(tǒng)具有優(yōu)良的兼容性和可擴充性，例如：可接溫度、瓦斯、濕度等其它傳感器，并配合相應(yīng)軟件以形成運輸、生產(chǎn)和環(huán)境三合一的監(jiān)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程診斷與維護功能：遠(yuǎn)程計算機可以通過網(wǎng)絡(luò)，在不影響系統(tǒng)運行的情況下對系統(tǒng)進行診斷和維護。

3工作原理

KJ221井下系統(tǒng)主控器通過網(wǎng)絡(luò)電纜，一方面接受工控機的訪問，將所收集的檢測信息整理打包，上傳給工控機，同時接受工控機下發(fā)的控制指令；另一方面系統(tǒng)主控器自己將不停地對所連接的檢測設(shè)備進行檢測，如接收器機車?yán)塾嬚埱笮畔?、顯示器和司控道岔的回測信息等，并下達控制命令，控制司控道岔和顯示器。具體處理過程如下：

系統(tǒng)主控器對顯示器的處理過程：主控器除按上位機命令以編碼方式發(fā)送顯示器點燈模式外，還不停地檢測顯示器的顯示狀態(tài)，并判斷是否與命令模式一致，否則就向上位機告警。如果和分站失去通訊時間超過10秒，則顯示器將自動歸為顯示器初始模式。

系統(tǒng)主控器對司控道岔執(zhí)行器的控制和檢測過程：首先將定位或反位命令以編碼的形式連續(xù)發(fā)送給執(zhí)行器驅(qū)動模塊，同時不停地檢測執(zhí)行器的狀態(tài)回測信號。若回測位置與控制位置不一致或道岔不到位時，系統(tǒng)主控器將及時把信息上報給上位機，上位機將給系統(tǒng)主控器連續(xù)發(fā)3次執(zhí)行命令，直到道岔到位，否則上位機將報警擠岔。

系統(tǒng)主控器對接收器信息的處理過程：接收器將從天線接收到的信號轉(zhuǎn)換成編碼信號傳給系統(tǒng)主控器，系統(tǒng)主控器將這些編碼轉(zhuǎn)換成固定代碼，如：車類、行車方向、行駛速度等各種請求，然后傳送給上位機。

顯示器的基本工作原理是：系統(tǒng)根據(jù)路段占用情況和機車位置狀況，決定對顯示器發(fā)出何種顯示信號命令，顯示器接收顯示信號命令時，顯示所需的信號，如紅燈或綠燈。同時顯示器也將自身當(dāng)前顯示模式，回送給系統(tǒng)主控器，以告知自身顯示狀態(tài)。若顯示器與系統(tǒng)失去通訊，10秒鐘后自動復(fù)位。

在KJ221系統(tǒng)中，將KJ221-FS發(fā)射器安裝在機車司機駕駛室內(nèi)，天線安裝在車頂棚中間，供電采用機車逆變器輸出的24V電源。系統(tǒng)運行時，發(fā)射器將機車車號編碼及機車調(diào)度、管理所需的其它編碼信息鍵控調(diào)制后用無線電的方式發(fā)送出去，這些信息被安裝在平巷各監(jiān)測點的接收器接收后，傳給系統(tǒng)主控器，再由系統(tǒng)主控器通過網(wǎng)絡(luò)傳至上位機監(jiān)控系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)實時顯示車號、車類等信息。

車輛傳感器采用電渦流式無接觸傳感方式工作，即當(dāng)機車車輪經(jīng)過安裝在軌道內(nèi)側(cè)的一對車輛傳感器時，車輛傳感器產(chǎn)生感應(yīng)信號并上報系統(tǒng)主控器，從而實現(xiàn)機車車位的監(jiān)測。另外，每對車輛傳感器的安裝均錯開一定的距離，這樣除了可以監(jiān)測機車車位外，還可以判別機車運行方向以及通過的車軸數(shù)，使計算機能夠計算出車皮數(shù)，從而實現(xiàn)運量的月報表統(tǒng)計工作。

4結(jié)語

相對于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，KJ221優(yōu)勢明顯：

KJ221采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，把無線網(wǎng)絡(luò)傳感器分布在大巷的頂端或兩側(cè)，信號布滿大巷內(nèi)可以有效解決由于車輪擠壓、機車震動、積水的情況造成的信號失靈問題。

KJ221采用無線傳感器能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確的把采集到的信息輸送到主控器上，由主控器發(fā)送到工控機上，達到顯示機車的位置、方向、機車的運輸過程。通過調(diào)節(jié)無線網(wǎng)絡(luò)傳感器的分布來精確機車位置，可以精確到10米，給機車精確定位提供有效依據(jù)。

KJ221系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，每輛機車只有一個發(fā)射器相當(dāng)于每輛車只有一個信號源。從根本上杜絕了傳統(tǒng)“信集閉”由于軌道上軌道傳感器信號不穩(wěn)定產(chǎn)生很多信號源造成的大量的假車現(xiàn)象。

KJ221使用無線網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)，對機車的精確定位、跟蹤、監(jiān)控、調(diào)度全是無線雙向傳輸，有效解決了這一難題同時也降低了成本。另外，KJ221系統(tǒng)為現(xiàn)場總線控制結(jié)構(gòu)（FCS），各分站就近安裝在控制現(xiàn)場，并聯(lián)掛接在一條通信電纜上，比較以集散分布式（DCS）控制結(jié)構(gòu)和軌道計軸傳感器為技術(shù)核心的系統(tǒng)，節(jié)約電纜30%以上；KJ221系統(tǒng)為分布式現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，只有一條總線，單個設(shè)備都能夠直接掛接在總線上，1000米一臺分站，不需要單獨的電源箱和接線箱。