无线电论文范文
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第1篇
从查获的作弊设备种类来看，不法分子主要采用两种无线电通信设备。一是无线视频传输设备，分为发射和接收两部分，使用1GHz以上的频率。考场内，考生利用微型摄像设备拍摄试题，然后通过无线视频发射设备向场外发送试题图像；考场外，“”利用无线视频接收设备及显示器接收试题（见图1）。二是答案传送设备，分为发射和接收两部分，大都使用400MHz对讲机频段和230MHz数传频段。考场外，“”解题后，利用对讲机传送答案信息，考生通过携带的无线接收器和隐形耳机获取。
2研究目的
衢州市无线电管理局原有无线电警示系统虽然在各类考试保障中发挥了积极作用，但存在着扫描速度和信号处理较慢、软件操作烦琐、远程控制单一等不足之处。另外，由于科目一考试几乎在每个工作日都会开考，如要防范高科技作弊，无线电管理部门则要耗费大量的人力物力，执法成本很高。正是由于缺乏有效的防范措施，使不法分子有了可乘之机。该课题就是针对科目一考试作弊的主要形式和特点，研究如何在原有设备的基础上，通过升级设备配置，提升信号处置速度，提高压制效果，从而对利用无线电通信设备进行考试作弊的不法行为起到震慑作用。
3研究思路
为实现实时发现作弊信号、提升压制效果、降低执法成本的目的，课题组经过分析认为，需对原有无线电警示系统的系统架构、信号处理和远程控制等方面进行改造升级，使其在扫描速度、信号处理、压制效果、远程控制等方面得到明显提升和改善。（1）提高信号扫描速度。舍弃原有无线电警示系统的前端接收机，选用性能优异并具有DSCAN快速扫描功能的EB200接收机作为接收前端，以提高系统的扫描速度。（2）提升信号处理能力。选用某电子技术公司开发的无线电信号快速处理系统作为控制软件，通过EB200的网络控制端口，对接收机进行控制。升级后的控制软件具有频段扫描、中频测量、干扰处置一体化设计，能快速发现、分析和判别信号，并可自动触发压制设备。（3）提高压制设备的针对性。课题研究前期，在考场架设了监测接收系统，连续监测数月，收集作弊信号的频谱特征，并据此定制3副不同频段的发射天线。同时，利用考场固定这一有利条件，在考场外选择合适位置架设天线，定向发射，提高考场内压制信号的场强，使压制效果更好。（4）优化远程控制模式。原有无线电警示系统远程控制模式单一，工作效率不高。因此，该系统在控制模式上采取多样化配置，通过LAN专网使无线电警示系统与局监测中心互联，同时增加平板电脑，通过无线VPN专网卡与无线电警示系统进行联网，使控制模式多样、灵活，方便监测人员的操作，提高工作效率。
4实际效果
无线电警示系统改造升级后，在发现作弊信号的速度、信号压制效果和远程控制模式等方面都有了明显的提高和改善。（1）信号处理速度更快。当系统监测到的信号强度大于事先保存的信号样本时，会自动触发中频监听功能，同时启动录音功能。一旦确认为作弊信号，可以在同一界面下，迅速启动压制功能，对作弊信号进行压制。（2）压制效果更理想。由于采用定制的高增益天线定向发射，使到达考场内的压制信号强度大大提高，从而实现更好的压制效果。为了验证实际效果，课题组根据考场的实际环境，选择了可被不法分子利用、距离考场最近的位置，利用车载台发射模拟作弊信号，并对压制设备启用前后进行了测试对比。从信号频谱图来看，压制信号完全覆盖了模拟作弊信号（见图3、图4）；现场测量表明，压制信号电平远远大于模拟作弊信号电平（见表1）；实效试验也表明，压制设备启用后，用于接收信号的对讲机已完全听不到模拟作弊信号内容。输由于考虑保密性要求，一般考虑利用指定的电话网络或卫星通信技术。
5总结
第2篇
论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：
不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
第3篇
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：
不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。
3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
[3]《现代通信原理》曹志刚清华大学出版社.
[4]《无线局域网的安全性及其攻击方法研究》李雄伟,赵彦然;2005年.
第4篇
无线电通信由于其上述众多优点的存在，对于促进我国改革开放和经济的发展都十分重要，但现阶段的无线电发展技术中仍存在许多弊端。比如信号稳定性差，容易遭受外界电波信号的干扰和影响，这也是最为显著的一个缺点；安全性不好，无线电信号在传输过程中容易被截获，保密性不强；还有信号失真问题。在出海过程中，无线电通信是与陆地总部保持联系的重要方式。如果总是出现信号不好、信号丢失等现象，就会给任务的执行和计划的安排部署带来很大的困难；并且如果保密性不强，很可能丢失机密信息，危害到国家安全。所以，我国应该不断加大对无线电通信技术的研究支持力度，要进行不断改进和完善，使该技术在我国各行各业中发挥更大的作用。
2无线电通信的发展趋势
如今伴随信息化、科技化、智能化技术的飞速发展，无线电通信技术必须加快脚步来满足社会经济发展和人们生活水平的需要。提高自主创新能力、将无线电通信技术与突飞猛进的高科技技术进行有机高效的结合，都会给我国的无线电通信技术带来意想不到的发展。（1）数字化发展。数字化通信技术可以有效利用系统频谱资源，提高信号传输过程的稳定性，规避抗干扰风险。与此同时，还可以增大通信容量，增强安全保密性。（2）宽带化发展。随着WLAN、WiMAX等宽带接入技术的发展，无线电通信技术将会逐渐朝着宽带化方向演变。（3）软件化发展。在军事通信领域，软件无线电通信侦察技术应用较为广泛。但是在其他领域还未得到应用，如果将软件技术与无线电通信技术的有机结合体普及开来，将可以极大地提高通信过程的保密性。这点对于我国航海航运过程的无线电通信发展应用也极为关键。（4）保证通信网络的持续有效性。众所周知，无线电通信是基于网络设备的基础上发展而成的，如果网络配置和铺设出现了间断、故障等现象，后果将不堪设想。因此，必须提高网络设备的性能，优化网络配置。这也是无线电通信技术的一个重要发展方向。
3海上无线电通信技术的发展应用
3.1全球海上遇险和安全系统（GlobalMaritimeDistresSandSafetySystem，GMDSS）
GMDSS比较全面地建立了海上遇险、通信、搜救系统，包括国际海事卫星通讯系统、地面无线电系统、船舶报告系统、海上安全信息播发系统等。根据国际相关法律法规的程序，我国的海上遇险和安全系统是GMDSS的重要组成部分。此外，我国还是《海上搜救公约》的缔约国，另外也是国际海事卫星组织和ITU的成员国，因此，必须对海上遇险的搜救工作和安全保卫工作担任起相应的责任。无线电通信技术在GMDSS系统中发挥着至关重要的作用，在出海过程中应该做到对GMDSS无线电通信的规范使用，平时也要加强对GMDSS设备的维修保养，及时进行设备更新，保证在遇到危险的情况下，GMDSS无线电通信设备能够对呼叫做到及时的反馈，并进行转发。
3.2船舶远航识别和跟踪系统（LongRangeIdentificationandTracking，LRIT）
LRIT系统在基于无线电通信技术的基础之上发展起来的，该系统可以在全球范围内识别并且跟踪船舶，并且获得相关信息，已经被用于反恐、环保、搜救和航行安全等诸多领域。LRIT船舶识别和跟踪信息包括：船舶身份、船舶所处位置的具体经度和纬度、所提供位置的具体时间，并且这些信息的传输均需要依靠无线电通信技术。无线电通信的快速发展对于LRIT系统识别和跟踪的有效性、安全性有着重大帮助。
3.3海事卫星（MaritimeSatellite）
伴随着网络设备和通信工程事业的快速发展，海事卫星从被使用开始至今也已经历经了四展。海事卫星是用来提供遇险安全通信、数据、图像、声音等信息的综合服务系统。现在海事卫星已经可以为航海过程的手机、无线电通信、数据传输等过程提供高效的服务平台，对于解决航海过程的信号稳定性差、信号丢失等问题发挥了重要作用。基于海事卫星的众多优点，它也越来越多的被应用在众多其他领域，在保证通信质量方面显示出极大的优势。
4结语
第5篇
对于无线电通信安全而言，加强无线电通信法规法规的宣传不可忽视。因为无线电通信的畅通无阻离不开无线电通信管理人员的自我安全防范意识。所以，加强安全防范意识，宣传法律法规，才能让管理人员认识到无线电通信安全重要性，从心底重视无线电通信安全。
（2）强化无线电通信的监察
加强无线电通信安全，离不开对无线电通信的安全监察。通过有效地监察，可以确保无线电通信的安全隐患被控制在一个可以调控的范围之内，如此对于降低甚至是消除无线电通信带来的安全威胁是至关重要的。
（3）定期检修设备
对设备做好定期检修，这是无线电通信安全的保障措施之一。一旦设备出现通信方面的问题，很容易影响无线电通信的安全性，所以，确保无线电设备的正常运转，就需要检修人员、管理人员在日常的检修中，做好无线电有关设备的定期检修，及时地排除安全隐患，为无线电通信安全创设条件[2]。
（4）掌握无线电电波的传输规律
加强无线电通信安全，也可以通过掌握无线电电波的传输规律来实现。如无线电电台，其GMDSS通信系统包含MF、HF、VHF三个主要的频段。这三个频段信号可传输的距离按照由高到低的顺序，依次是HF、MF、VHF。所以，为了掌握无线电电波传输的规律，就要熟悉传输的实际距离，这样在当你需要呼叫接收电台之时，就可以选择最合理的频段用于无线电通信[3]。另外，在呼叫过程中，切忌使用大功率，一般可以先使用小功率进行尝试性呼叫，假如无法呼叫成功，或者是通信状态不良，才使用大功率，这样可以满足合理使用资源的要求。所以，掌握无线电电波的传输规律，对于无线电通信安全也有一定影响。
（5）采用屏蔽措施，满足无线电通信安全
提升无线电通信质量，才能满足无线电通信对安全提出的要求，针对无线电通信设备而言，可以结合设备结构、工作条件以及工作频率等因素，制定合理地屏蔽措施来满足无线电通信要求。①屏蔽体使用的材料：屏蔽措施是否能取得效果，屏蔽体材料的选择是主要因素。如果是高频电子设备，可以选择铝、铜等良导体材料。如果是低频电子设备，可以选择硅钢片、钢、电工软铁等磁铁性材料；②对缝隙的屏蔽：如果机箱对密封性有要求，可以尝试先用导电密封衬垫进行缝隙密封处理。如果机箱没有密封性要求，需将镀铜簧片安装在侧板、机箱盖板等于箱体搭接缝隙处。如果缝隙之处无法使用密封衬垫与无法安装镀铜簧片，可以考虑使用铜屏蔽胶带进行密封处理；③对连接线的屏蔽：连接线的设置应远离空洞和缝隙，信号线和地线必须分开布设，如无必要，导线尽量避免从屏蔽机箱穿过，如果必须穿过机箱，则需在导线上增设磁环，以此来降低电磁辐射量，确保整体的安全性。
（6）结语
第6篇
关键词：超宽带超宽带无线电纳秒级脉冲
将超宽带雷达应用于通信是近年来业界的研究热点。在传统的通信技术中，通常把信号从基带调制到正弦或余弦载波上，而超宽带UWB（UltraWideBand）通信则是通过对持续时间为纳秒或亚纳秒级窄脉冲进行调制，这样UWB信号将具GHz量级的带级。超宽带技术相对于连续波通信系统具有独到之处，应用领域广泛，如雷达、通信、探测等。UWB的特点：发射信号功率谱密度较低，强抗截获能力；系统复杂度低；数厘米的定位精度等优点。但是这些性能的获得都需要依赖于现有技术和工艺的可行性，特别是集成电路的工艺。UWB应用中必不可少的关键之一是如何产生可以控制的UWB窄脉冲，灵活方便是UWB通信所渴望的；产生足够窄的脉冲和适于信道传输的脉冲形状也是UWB通信中的热门研究点和关键所在。为此，本文探讨了一种纳秒级脉冲发生电路的原理和设计，完成了实物制作，给出测得的实际结果。
1现有的方法和缺陷
事实上人们对超宽带雷达的研究是非常早的，从上个世纪六七址年代即已开始，所以目前很热的UWB并不是什么创新。有许多专利文献和文章都专门阐述如何产生满足各种要求的窄脉冲，美国等在这方面的专利有很多。在研究初期，由于器件和工艺的缺乏，主要利用微滤器件（如传输线）等效成开关，从而得到短持续时间的信号，再经过脉冲成形网络整形成满足要求的波形和电压足够高的脉冲。这些方法造价很高，且器件庞大，更不适于现代应用；后来前苏联人发现二极管上速度极快的良性雪崩应能够使矩形脉冲的上升沿急剧陡峭，从而使得窄脉冲的成形都倾向于利用PN结的雪崩效应。在早期利用雪山崩效应的方案中，由于器件的限制，通常需要在二极管或三极管上加2kV～3kV的反偏高压，同时产生的窄脉冲电压也非常高，但其高偏压的提供本身就很困难；此后，随着器件的发展，产生雪崩效应的电压都下降100V～130V左右，从而使得制造成本和电路本身都大为简单，但此时已不太适于雷达方面的应用了。因为脉冲较宽且幅度小，作为通信系统仍然太大；脉冲过宽，且辐射还需满足FCC等要求。
针对前人所作的工作和现有的器件，改进并设计了超宽带纳秒级脉冲成形电路，然后完成了具体电路的研制和测试。
图2电路原理图
2设计概要和结果
2.1基本工作原理
电路的逻辑结构如图1所示，运用开关三极管的短暂良性雪崩效应，让存储在三极管集电极端的电容快速放电而产生纳秒级脉冲。电源模块提供足以使三极管产生雪崩的高达90V的电压，这时即便断掉输入信号，也可以产生自激式纳秒级脉冲；调节电源模块的输出电压使之刚好在开关三极管的临界雪崩电压处，这时加上PPM信号促使三极管产生雪崩效应，得到窄脉冲，从而使输出窄脉冲承载了信息。脉冲整形电路对输入的PPM信号进行延迟和微分，以使之触发雪崩效应。此外调节脉冲生成电路可以得到不同形状的窄脉冲，满足对信息不同调制方式的需求。
2.2电路设计
依据上述整体构思，选择恰当元件并运用相应的仿真后，设计了原理电路图，如图2所示。图2中，开关三极管Q1的选择是整个电路关键，它的参数和性能决定了输出脉冲的极限性能。在这里选用Motorola金属管壳封装的2N2369A，它的开关时间和转换时间在同类产品中是一流的，大多数类似的应用都采用这种管子。以模块为核心的电路构成了开关电源，产生使三极管雪崩的电压，这一部分也可以采用别的电路替代。开关三极管集电极端2PF的小电容起存储电荷的作用，它的大小对脉冲幅度和持续时间都有决定性影响，同时脉冲幅度和持续时间都有决定性影响，同时脉冲幅度和持续时间也是一对矛盾的量，需要折中考虑。电路的设计需要考虑分布参数和接口匹配：分布参数，尤其是三极管集电极端到开关电源的分布参数，在电路设计不当时，其分布电容可高达十几波法；接口匹配应用输入信号和输出脉冲能够有尽可能小的损耗和失真，以便于测试和辐射。
2.3实测结果
对电源部分的调试结果如表1所示。选择第二组输出电压加到三极管集电极，并调节可变电阻使三极管处于临界雪崩状态，此时加入TTL电平的激励信号，测得输出窄脉冲波形。其中所用示波器为HP的54503A，带宽500MHz，测试结果稍有失真。
表1调试结果
反馈分压电阻（单位：k)12203040.5
电源输出端的电压VSOURCE可调电阻取最大值500k时55332215
可调电阻取最小值0时100654229
由反馈控制产生的电压输出范围（单位：V）55～10033～6522～4215～29
第7篇
感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱,通过探知无线环境中空闲频谱资源,选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术,实时跟踪授权系统占用频率状况,随时使用、释放频段,在保障授权系统通信前提下,与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化,高效利用频谱,并且感知无线电技术不要求改造现有系统,对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。
感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化,通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化,通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术,其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。
感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层,要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态,如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求,并能适应这些变化。从通信端到端,在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下,要求移动设备能够在异构网络间切换,实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。
二、感知无线电关键技术分析
作为一种新的智能无线通信技术,感知无线电可以感知到周围的环境特征,采用构建方法进行学习,通过相关描述语言(RadioKnowledgeRepresentationLanguage,RKRL)与通信网络智能交流,实时调整传输参数,使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应,以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要,该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现,而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现,其感知过程开始于无线电激励的被动感应,以做出反应行为而终止,一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程,分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。
2.1感知无线电技术与动态频谱分配
未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法,一是扩大可利用的频率范围,二是提高频谱利用率。为增加可用频率,移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的,所以频率过高并不利于移动通信。因而,更加有效的方法是提高频谱利用率。
提高频谱利用率有三类途径,改进通信设备的传输技术,优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径,但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。
目前国际上主要采用固定频谱分配方式,一个频段只分配给一个无线接入系统,不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用,其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率,可以将一些频段分配给了多个系统,允许它们同时占有同一个频段,甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段,允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题,但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率,其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段,虽然优于独占性的固定频谱分配方式,但由于它对频谱共享没有加以必要的控制,一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用,从而导致了两方面的问题。可见,如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱,而不避免系统间干扰,会制约频谱利用率的提高,并且不能保证通信质量。
为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾,可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段,各系统只在需要通信时才能占有频段,通信结束就释放频段,而且必须控制系统间干扰,后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容,分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级,只要不影响授权系统通信,租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上,当授权系统不使用所分配的频率时,租借系统可以占用频率,但当授权系统重新占用频率时,租借系统必须及时地归还频率。
2.2信道状态估计及其容量预测
信道估计的结果可用来计算信道容量,用于控制发送端的信号能量,可使用香农法则计算信道容量C,但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反馈发送端,量化比率是预先确定的,所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说,无线系统的传输率是波动的,当其超出一定界限时,就会引起系统的不正常工作,这个界限决定了最大的传输比特率。
2.3功率控制和频谱管理
2.3.1功率控制
在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行,以扩大系统工作范围,提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中,主要采用协作机制方法,包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作,基于先进的频谱管理功能,可以提高系统工作性能,支持更多用户接入。
2.3.2动态频谱管理
动态频谱管理也称为动态频谱分配,具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中,频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出,选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境,使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。
第8篇
关键词：SDR地面站数字上变频器Inverse-SINC预补偿滤波
随着A／D／A器件与DSP处理器的迅速发展，使得软件无线电技术广泛地应用于陆上移动通信、卫星移动通信与全球定位系统等。本文利用软件无线电的思路，针对中科院创新一号低轨移动小卫星多功能地面站设计的具体要求，研制了一套基于软件无线电技术的多信道发射机设备。该地面站发射系统数字基带部分采用全软件化设计，核心部件是可编程的DSP及FPGA，可同时处理三路信号。该设备具有以下三个优点：多模工作；无线通信系统可升级；发射配置动态更改。该设备可根据实际需要灵活配置系统，适用范围大大扩展。
1系统构成
SDR地面站发射系统如图1所示。该系统的发射速率为2．4kbps窄带、2．4kbps扩频、19．2kbps窄带或它们混合的速率。中频分别为18．45MHz、20MHz、21．85MHz。DAC的采样频率为78．336MHz。发射系统中FPGA实现FIFO、信道编码、扩频、内插滤波、数字上变频、信道合成、DAC预补偿滤波器等功能。这些功能都集成在一片XilinxVirtexII芯片中。
2FPGA部分功能模块
2．1FIFO模块
FIFO完成数据缓存功能。为了节省不必要的资源，设计了一个长度为32、深度为2的FIFO。即当一个寄存器32位取完时发出中断给DSP，同时读、写寄存器指针变换，DSP响应中断向FIFO写数，此时数据还在不断地读出。这样就实现了用最少的资源实现数据缓存。
2．2信道编码
在实际信道上传输数字信号时，由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响，所收到的数字信号不可避免地会发生错误。采用信道编码可以将误码率降低。本系统主要采用性能较优的卷积编码和差分编码等。
对于窄带信号还有扰码（CCITTV．35）。扰码能改善位定时恢复的质量，还能使信号频谱弥散而保持稳恒，能改善帧同步和自适应时域均衡等子系统的性能。
对于扩频信号还有扩频编码。在直扩系统中，用伪随机序列将传输信息扩展，在接收时又用它将信号压缩，并使干扰信号功率扩散，提高了系统的抗干扰能力。
编码过程在DSP的控制下进行，数据从DSP送出，并标识信道特征，FPGA识别后进入相应的编码通道，这样三路信道可以分时进行编码处理。由于硬件速度快的特点，可视为同时处理。
2．3信道合成
信道合成模块由内插滤波器、数字上变频、信道复接三部分组成。
2．3．1内插滤波器
各信道滤波器性能指标如表1所示。
表1各信道滤波器指标
滤波器性能要求
19.2kbps窄带收信机在f0±80kHz外，杂散小于50dBc；谐波（二、三次）小于40dBc
2.4kbps窄带发信机在f0±10kHz外，杂散小于50dBc；谐波（二、三次）小于40dBc
2.4kbps扩展发信机在f0±1.25MHz外，杂散小于50dBc；谐波（二、三次）小于40dBc
为了以最少的滤波器阶数得到较低的符号间干扰和高阻带衰减，成形滤波器采用一个根升余弦滤波器，滚降系数0．4。其频域表达式为：
式中α为滚降因子，取0．4。
成形滤波器设计采用频率采样技术，这样可以得到阶数较低、性能较好的滤波器。成形滤波器一般采用4倍或8倍的内插系数。先用MATLAB把滤波器阶数和系数确定下来，这样可以用移位加运算代替乘法以节省大量硬件资源。在FPGA实现时，采用DA（DistributeAlgorithm）技术。DA技术提出了二十多年，广泛应用于线性时不变信号处理，已被证明不适用于可编程DSP的固定指令系统结构，但是用FPGA实现却是个好的选择——DA电路中没有直接的乘法器，乘法可由查找表得到。
CIC滤波器是一种灵活的无乘法滤波器，适合于硬件实现，并可处理任意大的数据率变换。由此，第二级内插滤波采用CIC滤波器是最佳选择。
在不降低性能的前提下，从节省资源的角度考虑，各信道内插滤波器分为两步实现：第一级FIR成形滤波器，第二级内插滤波器采用五级CIC滤波器。各信道滤波器内插分解为两级，大内插系数滤波器由CIC完成，其结构如图2所示。实验结果表明这样做并不影响性能。
三路信道内插滤波器分别描述如下：
（1）2．4kbps窄带信号：编码后信号采样率为4．8kHz，要用78．336MHz进行采样，必须经过78336／4．8＝16320倍内插。第一级采用75阶8倍内插成形FIR滤波器，第二级采用2040倍五级CIC内插滤波器。
（2）19．2kbps窄带信号：编码后信号采样率为38．4kHz，要用78．336MHz进行采样，必须经过2040倍内插。第一级采用75阶8倍内插成形FIR滤波器，第二级采用255倍五级CIC内插滤波器。该路信道所有内插滤波器频率响应如图3所示。
（3）2．4kbps扩频信号：编码后信号采样率为1．224MHz，要用78．336MHz进行采样，必须经过64倍内插。第一级采用25阶4倍内插成形FIR滤波器，第二级采用16倍五级CIC内插滤波器。
2．3．2数字上变频
数字上变频器的主要功能是对输入数据进行各种调制和频率变换，即在数字域内实现调制和混频。笔者设计了三个单路数据DUC。
在BPSK调制模式中，内插滤波器把数据流采样频率升至时钟频率后，通过载波NCO进行混频。DUC设计取22位累加器，SIN／COS的分辨率为12位。其频率输出调谐精度为18．68Hz。NCO简单结构如图4所示。
2．3．3信道复接
三路信道分别完成数字上变频后经过一个加法器变为一路信号送至DAC，这样只需要一个RF模块就可完成发射功能。如图5给出了发射机信道复接后的频谱。
2．4Inverse－SINC预补偿滤波器
Inverse－SINC预补偿滤波器用于补偿发射时由DAC采样保持工作导致的频率响应的失真。该偏差在21．85MHz时为－1．142dB。为了达到性能最优化，采用频率采样的方法设计了一个11阶的补偿滤波器，该滤波器频率响应如图6所示。
第9篇
关键词：软件无线电数字信号处理调制解调TMS320C6701
软件无线电是随着计算机技术、高速数字处理技术的迅速发展而发展起来的，其基本思想就是将宽带A/D/A变换器尽可能地靠近天线，将电台的各种功能尽量在一个开放性、模块化的平台上由软件来确定和实现。该平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调制码型等系统工作参数具有完全的可编程性。
传统的卫星测控平台存在着性能不完善，调制方式、副载波、码速率组态不灵活，体积偏大等问题。研制和开发通用化、综合化、智能化的测控平台，通过注入不同的软件，实现对调制载频、调制方式、传输码速率等参数的改变，应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控任务。数字信号处理器（DSP）是整个软件无线电方案的灵魂和核心所在。通用平台的灵活性、开妻性、通用性等特点主要是通过以数字信号处理器为中心通用硬件平台及DSP软件来实现的。经过比较，我们采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的芯片形成一套实时的DSP系统。
图1TMS320C6701结构框图
1软件无线电通用平台的DSP技术
1.1TMS320C6701DSP芯片介绍
TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具结构框图如图1所示。
TMS320C6701的主要特点为：
*单指令字长为32位，8个指令组成一个指令包，总字长为256位，引脚与TMS320C6201系列的引脚兼容。
*体系结构采用甚长指令字（VLIW）结构；
*硬件支持IEEE标准的单精度和双精度指令集，支持字节寻址获得8位/16位/32位数据，指令集中有位操作指令（包括位域抽取、设置、清除以及位计数、归一化等）；
*1Mb(位)的片内存储空间，其中程序存储空间和数据存储空间各512Kb；
*32b外部存储器接口（EMIF），有52MB的外部存储器寻址能力；
＊四通道自加载DMA协处理器，可用于数据的DMA传输；
*16位宿主机接口（HPI）；
*两个多通道缓冲串口（McBSPs）；
*两个32位通用定时器；
＊灵活的锁相环路（PLL）时钟产生器，可以对输入时钟进行不同的倍频处理；
*芯片内部有IEEE1149.1标准边界扫描仿真器（JTAG），可用于芯片的自检和开发；
*芯片共352脚采用BGA封装，以获得好的高频电气性能，并使芯片尺寸变小；
*采用0.18μm工艺，则五层金属组成，输入输出接口电压为3.3V，核心电压1.8V(167MHz时为1.9V)。
1.2DSP技术在软件平台中的应用
每套测控平台含双机备份的遥控调制器与遥控解调器，双机分别由独立电源供电。系统总体框图如图2所示。调制器与解调器分别通过不同的RS232串口与遥控处理计算机通信，完成对调制解调器的控制及其带数据的收发。
用户在每次任务前通过控制计算机设置调制方式、调制参数及通信连接方式，并调用算法参数生成程序产生调制器和解调器中算法的预置参数，并在设备初始化时以批数据方式从串口送入DSP芯片，经校验后送FlashROM中。为保证程序传送的可靠性，采用IRQ差错控制方式，DSP每接收一个数据包在存储的同时向计算机回传数据信息，计算机一旦发现数据出错即转入重传方式。参数设置成功后，调制解调器根据协议发送和接收遥控指令，并将工作状态回送遥控处理计算机，同时在遥控前端机面板上显示。
1.3调制器与解调器硬件结构与功能描述
硬件系统以DSP为核心，电路主要由下述模块组成：电源模块、系统时钟及模式设置模块、存储器模块、系统监控模块、与控制计算机通信模块、调制输出模块、B码时钟接收模块和显示控制模块。在解调系统中，除解调输入模块、解密接口模块和显示控制模块外，其余模块均与调制系统一致，如图3所示。
调制器加电时，DSP首先通过外部存储器模块完成自加载。自加载完成后，由DSP主程序对状态显示监控模块进行参数初始化设置。在有调制任务时，首先由控制计算机对DSP进行参数设置（如滤波器参数、调制制式、调制副载频、调制码速率等），然后发调制数据给DSP，由DSP的串行通信口接收数据，在DSP内完成副载频调制；调制数据经DSP串口发送给数模块转换进行数模转换，转换的信号过低通可编程滤波器滤波后输出。解调器的工作过程与上类似，在检测到有已调副载波进入A/D通道时，启动解调模块进行解调，将解调的数据送到控制计算机。
2DSP实现信号调制和解调
2.1信号调制
调制器的设计目标是在可编程的硬件平台上，通过注入不同的算法或执行软件，实现不同载波频率、调制方式、传输速率和码型的多制式的通用型调制器。它将以灵活的重构性支持各种通信发射机的不同需求，更有利于各通信设备的互连互连。考虑到数字直接合成技术具有数控灵活、频率分辨率高、频率切换快、相位可连续线性变化、覆盖带宽大、生成的正弦/余弦信号正交性好等特点，我们的设计方案是以DSPs芯片为内核，采用软件DDS技术，实现高精度、高性能的数字调制器。调制器的总体框图如图4所示。
帧分析在设备初始化时完成程序数据的接收、校验和转发（向FlashROM送）。在正常工作时，从帧数据中分离出调制参数及等调制数据，分别送参数寄存器与数据寄存器。
图5BPSK接收总体框图
在数据格式变换中，完成将输入的数据分别转变为调制参数控制字（如相应调制方式下的频率控制字K、相位控制字φ和副度控制字A）和相应格式的被调制数据，经滚降处理后(对于FSK方式可不用滚降处理)对正弦载波进行调制。
2.2信号解调
对于BPSK接收，我们采用相干解调方式，如图5所示。接收信号经带通采样得到原始信号序列后，首先与本地产生的正弦序列相混频，然后经低通滤波除高频分量，得到其带信号样值序列（正弦序列的频率与相位也由此样值序列获得）。再对基带信号样值序列进行最佳判决点时刻波形估计，估计值送往均衡器做均衡处理，均衡结构再做0、1判决得到最终的解调数据。解调的关键点在于本地载波的同步和符号定时误差的提取。
ASK(FSK)信号的解调方法可分为相干解调和非相干解调两类。由于相干解调的抗干扰能力较强，本方案采用相干解调方式。图6为采用相干解调时，接收端的解调总体方案流程框图。
接收信号首先经低通滤波器，滤除带外噪声（此处的低通滤波器由专用器件设计）。然后经A/D变换，得到样值序列，按照工作的不同阶段，分两路分别与本地相应的相干载波进行解调，主要包括混频和低通滤波两过程。解调后的信号经低通滤波器后，恢复出基带信号。基带信号进行位定时和码元判决，得到最终的解调数据。
图6ASK/FSK相干解调总体流程框图
第10篇
1系统设计
无线电经纬仪探测信号生成系统主要由上位机、控制电路、调制电路、信号产生电路、数控移相器以及和差信号形成网络组成，如图1所示。无线电经纬仪数据处理计算机作为上位机，通过管理软件向控制电路下发探测模拟信息和放球、电磁干扰等控制指令。控制电路主要由DSP及附属电路组成，控制电路将接收到的温度、气压和相对湿度信息按固定格式转换为二进制流，并通过串口发送给调制电路;将接收到的天线角度偏移信息根据单脉冲测角原理分成四路移相控制信号，发送给数控移相器。在探空二进制流作用下，调制电路实现对信号产生电路输出的中频信号调制，产生模拟探空信号，经过放大器放大后，通过功分器分成四路。数控移相器在移相控制信号作用下对四路探空信号进行相位控制，并通过环形器将四路信号生成一路包含探空信息的和信号，以及两路包含测角信息的方位差和俯仰差信号，最后三路信号输入至无线电经纬仪的中频接收机中，从而实现了探空和测角信号的模拟。当需要进行复杂电磁环境训练时，控制电路可控制信号产生电路产生干扰信号，通过耦合器加载到探空信号中。图1系统组成框图
2硬件系统设计
2．1控制电路
控制电路是无线电经纬仪探测信号生成系统的控制核心，探空信号、测角信号和干扰信号都是在该电路控制下产生的。它主要由数字信号处理器DSP、串口扩展芯片、RAM和一些电路组成，如图2所示。为满足高速运算要求，选用TI公司生产的主频为40MHz的TMS320LF2407作为数字信号处理器，该DSP运算性能高，片上资源丰富，具有544字DARAM、2K字SARAM、32字FLASH、2个事件管理器和丰富的外部存储器接口［2］，程序存储于DSP内置的FLASH中，当电路加电后，FLASH中的程序代码装入RAM中，在RAM中运行程序代码。控制电路需要6路串口进行数据通信，因此选用2片德州仪器公司生产的4通道异步收发器TL16C754B作为串口扩展芯片，共扩展出8个串口，数据率可达3Mbps［3］。图2控制电路框图
2．2调制电路
由于的中频探空信号是受32．7kHz的方波和二进制气象代码多重调制的，因此调制电路通过多谐路振荡器产生32．7kHz的方波信号，通过模拟电子开关4066实现信号的选通。当控制电路发送来的探空二进制信息为“1”时，模拟电子开关选通32．7kHz方波，并传输至信号产生电路中的晶体管振荡器。方波正负半周变化，改变晶体管的偏置电压，使振荡器振荡回路中的电容量发生变化，从而使振荡器频率发生变化，方波的正半周发射载波频率为f1，负半周的发射载波频率为f2。当二进制信息为“0”时，模拟电子开关停止输出32．7kHz方波，信号产生电路中晶体管的偏置电压是一恒定电压，因此只输出f1一个频率。
2．3信号产生电路
信号产生电路主要用于产生模拟探空信号所需要的中频信号和用于复杂环境构建的噪声干扰信号。其中中频信号由晶体三极管产生，经过缓冲放大器放大后，再通过去耦电路滤除高次谐波以保证波形的纯度。噪声干扰信号产生电路主要由FPGA、DDS、时钟电路、PDRO、放大滤波电路构成，如图3所示。图3噪声产生电路框图控制电路通过串口向FPGA噪声控制器发送控制指令，使其产生DDS可识别的噪声数据，再通过时序电路的控制DDS和PDRO产生所需要的噪声信号，最后通过放大滤波电路输出到耦合器。DDS采用ADI公司生产的AD9739，FPGA选用低功耗ACEX1K系列器件，并在FPGA内部以文件形式存储随机噪声数据［4－5］。
3软件系统设计
3．1管理软件
管理软件部署在上位机中，采用VC++6．0作为开发工具，通过网络与控制电路进行数据通信，主要由探测信号管理模块、信号设置模块和网络通信模块组成。探测信号管理模块主要用于对不同高度的气温、气压、相对湿度和不同探测时刻无线电经纬仪天线的仰角和方位角数据的添加、删除和修改操作。由于探测信号的数据量非常大，所以该模块提供实装探测数据自动识别录入功能，从而减少操作量。信号设置模块主要用于对探空、角度以及干扰信号进行选择和设置，通过网络通信模块将设置和选择的信息发送至控制电路的DSP。
3．2主控制程序
主控制程序部署在控制电路中，是无线电经纬仪探测信号生成系统的程序核心和主线。程序启动后首先进行初始化工作，然后进行运行前处理，最后转入死循环，通过中断触发、时间标志等方式进行工作。初始化工作包括对DSP、RAM、网络接口和串口等部分的设置。运行前处理包括探空和测角信号的接收和初始化，干扰信号设置参数等。主控制程序流程如图4所示。图4主控制程序流程
3．3探空编码程序
探空编码程序主要用于将DSP接收到的气温、气压和相对湿度信息进行编码处理，最后生成与真实探空信号相同的二进制流。其中帧速率为0．3～1Hz，数据(二进制符号)传输速率为960～1200bps，每个信息字的数据位为8位，按RS－232C协议E82方式编码。
3．4移相控制程序
移相控制程序主要用于生成上、下、左、右4路相位偏差信号，从而为无线电经纬仪提供模拟角度跟踪信息。当DSP接收到上位机发送来的探空仪模拟角度和无线电经纬仪天线真实角度信息后，将二者的俯仰和方位角度进行比较得到偏角。根据相位和差式单脉冲测角原理，目标的偏角与和差比率成正比［6］。因此，可通过查表的方法通过偏角查取偏移的相位。
4结束语
第11篇
摘要：感知无线电技术是在软件无线电技术基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术，是软件无线电技术的扩展，它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电领域的智能。感知无线电虽具有独特的优点，但技术并不成熟，本文对感知无线电的无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，无线电知识描述语言等关键问题进行了探讨，希望能够对相关工作的开展提供一些参考。
一、感知无线电的概念
感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱，通过探知无线环境中空闲频谱资源，选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术，实时跟踪授权系统占用频率状况，随时使用、释放频段，在保障授权系统通信前提下，与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化，高效利用频谱，并且感知无线电技术不要求改造现有系统，对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。
感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化，通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化，通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术，其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。
感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层，要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态，如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求，并能适应这些变化。从通信端到端，在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下，要求移动设备能够在异构网络间切换，实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。
二、感知无线电关键技术分析
作为一种新的智能无线通信技术，感知无线电可以感知到周围的环境特征，采用构建方法进行学习，通过相关描述语言与通信网络智能交流，实时调整传输参数，使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应，以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要，该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现，而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现，其感知过程开始于无线电激励的被动感应，以做出反应行为而终止，一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程，分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。
2.1感知无线电技术与动态频谱分配
未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法，一是扩大可利用的频率范围，二是提高频谱利用率。为增加可用频率，移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的，所以频率过高并不利于移动通信。因而，更加有效的方法是提高频谱利用率。
提高频谱利用率有三类途径，改进通信设备的传输技术，优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径，但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。
目前国际上主要采用固定频谱分配方式，一个频段只分配给一个无线接入系统，不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用，其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率，可以将一些频段分配给了多个系统，允许它们同时占有同一个频段，甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段，允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题，但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率，其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段，虽然优于独占性的固定频谱分配方式，但由于它对频谱共享没有加以必要的控制，一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用，从而导致了两方面的问题。可见，如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱，而不避免系统间干扰，会制约频谱利用率的提高，并且不能保证通信质量。为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾，可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段，各系统只在需要通信时才能占有频段，通信结束就释放频段，而且必须控制系统间干扰，后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容，分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级，只要不影响授权系统通信，租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上，当授权系统不使用所分配的频率时，租借系统可以占用频率，但当授权系统重新占用频率时，租借系统必须及时地归还频率。
2.2信道状态估计及其容量预测
信道估计的结果可用来计算信道容量，用于控制发送端的信号能量，可使用香农法则计算信道容量C，但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息，而是量化C，一定的量化率用于反馈发送端，量化比率是预先确定的，所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说，无线系统的传输率是波动的，当其超出一定界限时，就会引起系统的不正常工作，这个界限决定了最大的传输比特率。
2.3功率控制和频谱管理
2.3.1功率控制
在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行，以扩大系统工作范围，提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中，主要采用协作机制方法，包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作，基于先进的频谱管理功能，可以提高系统工作性能，支持更多用户接入。
2.3.2动态频谱管理
动态频谱管理也称为动态频谱分配，具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中，频谱管理的算法可这样描述：基于频谱空穴和功率控制器的输出，选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境，使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。
2.4无线电知识描述语言
传统的软件无线电不能与网络进行智能交流，因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中，研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术，无线电知识描述语言(RKRL)应运而生，它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。
参考文献：
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王军，李少谦.认知无线电：原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术，2007，(03)
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刘元，彭端，陈楚.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术，2007，(07)
第12篇
功能定位学的认知范围：右脑具有记忆量大，认知能力强等特点，对空间体系、复杂关系、具体工作以及情绪表达都远远优于左脑，但传统的教育体系，以书写、计算、阅读等左脑活动居多，导致右脑开发不足。无线电测向运动要求学生使用手中的测向仪，找到5-10台无线电台的方向延长线，要求学生必须能够在极短时间内，进行空间感知、逻辑思考、情况判断以及综合分析，结合地形复杂和环境因素的不力影响，选择最优路线和确认先后顺序，以使能够使用最短的时间寻找更多的电台，对于右脑的开发具有十分显著的作用。
2能够提升基本素质。
新课改将素质教育列为改革的指导思想，从根源上摒弃应试教育存在的“分值论”思维，而将体育上升到与德育、智育等同的高度，使学生的素质更加全面，对社会的适应能力更强。身体素质是所有素质当中最基础的素质，无线电测向运动以寻找隐蔽目标为主要任务，需要长时间在自然环境当中高速跳跃和奔跑，能够将感官、体型、体质训练结合在一起，始终保持紧张有序，激动高昂的心理状态，既能够增强心理素养，也能够锻炼身体素质。
3能够推动意志发展。
通过对当前就业形势调查分析来看，应届毕业生就业率不足50%，主要原因在于心理素质不过关、人际交往存在缺陷、沟通协调不畅、适应能力较弱以及个性意志不稳定等因素。无线电测向运动也称“猎狐”行动，不仅要凭借过硬的身体素质与自然条件抗衡，还要具备极强的意志品质与其他团队或个人竞争，环境条件较差，对抗极为激烈，能够锻炼他们坚韧、果敢、独立和无畏的品质，使他们具备自我认定、自我设计的能力；独立决策，敢打硬拼的能力；自我控制，严格自律的能力；自我激励，不懈进取的能力。
4能够增强文明素养。
文明程度是一个国家、一个民族精神高度的重要表现，教育理论认为应当把提高学生的文化科学、思想道德和劳动技能做为基本培养方向，使他们具备富足的精神文化内涵。无线电测电运动是一项团队活动，可以增强参与者的集体主义精神，培养合作、谦虚、正直、友善的道德情操；无线电测电运动同时具备科技与体育的双重属性，既是课堂知识的延伸，也是体育锻炼的拓展，可以提高学生学科学、用科学的能力；在整个运动过程，对于部分损坏的设备，还要自行进行检测和修理，在一定程度上提高电子与通信工程专业的学生的实践能力。
5结语
第13篇
关键词：可编程数字无线电数字下变频器CCl012B
现代宽带无线电接收机越来越强调硬件平台的数字化和可编程性，在向软件无线电迈进的过程中，这一点显得尤为突出。可编程数字无线电PDR(programmabledigitalradio)的概念即是在这一背景下提出的，是指以带通采样、多速率信号处理及数字下变频技术等为理论基础，利用可编程器件CPLD、FPGA及DSP灵活的可重构性及强大的数字处理能力构建的数字化、可编程的无线电硬件平台。PDR结构的硬件平台通常具有富裕的带宽和良好的实时性。在WCDMA、WLAN等宽带系统的接收机中，这种结构被广泛采纳。
数字下变频技术是PDR中一项核心技术。其作用在于对A／D之后的数字信号进行频谱搬移，并与频谱翻转、抽取、滤波等信号处理相结合，达到下变频及分离频谱成分的目的。数字下变频之后的信号通常为降速率的基带信号。
图1
数字下变频器由数字混频器、数字控制振荡器、低通滤波器三部分组成。从工作原理上讲，数字下变频与模拟下变频相同，即输入一个信号与一个本地振荡信号作乘法运算。但是由于数字下变频器使用数字本振，其变频精度和分辨率可以很高，如GCl012B的频率分辨率为0．1Hz。DDC的频率步进、频率间隔等具有理想的性能，另外，其控制和修改较容易，这些都是模拟下变频器难以比拟的。
本文使用数字下变频器GCl012B构建了一个PDR结构的OFDM传输系统接收机。
1系统设计
在待设计的接收机中，接收信号为70MHz中频、10MHz带宽的OFDM信号。不同于传统接收机结构对70MHz中频信号模拟下变频然后进行采样的做法，在PDR结构的接收机中，直接在中频上进行采样，采样频率为80MHz，然后对采样后的信号进行数字下变频和4倍的抽取滤波，得到速率为20MBaud的基带信号，送至DSP、FPGA部分解调。降速率的目的在于减轻DSP及FPGA的运算负荷。电路结构如图1所示。
2GCl012B及其配置
自Graychip公司(现已被TI收购)推出了世界上第一款数字下变频ASIC以来，目前许多公司都开发了数字下变频芯片，比较著名的还有Harris(1999年已更名为Intersil)、ADI和StanfordTelecom等。
电路中使用的数字下变频器是Graychip公司的GCl012B。GCl012B为3．3V电源供电CMOS器件，输入信号最高采样率100MHz，带宽50MHz。GCl012B不兼容5V电平，不可将5V电乎的信号直接接到其任何管脚上，否则将损坏器件。内部模块包括数控振荡器、数字混频器、可变速率抽取低通滤波器、可调增益放大器、数据格式选择模块等。通过微处理器接口对内部寄存器进行配置可以改变芯片的工作状态。其结构如图2所示。
图2
该芯片为120管脚QFP封装，在3．3V电源供电、70MHz信号输入的情况下功耗约为900mW。其动态范围达75dB以上，频率分辨率0．1Hz，增益调节步进为0．03dB。芯片的输出模式有实数、复数两种选择。设置为实数模式时，仅在I端口输出数据；设置为复数模式时，输出I、Q两路正交数据。输人数据宽度为12位，输出数据宽度为16位。
GCl012B的工作状态由内部寄存器中的控制字确定。系统上电时，可以使用单片机通过与GCl012B的微处理器接口配置。调谐频率／由28bit的FREQ按(1)式确定，其中fs为输入信号的采样频率。
在本系统中，采样频率为80MHz，调谐频率值为10MHz，所以FREQ：(2000000)HEX。GCl012B按照SS#信号同步数据与状态字，变频至基带，进行4倍抽取并翻转频谱，以复数形式输出I、Q两路数据。
频谱变换过程如图3所示，其中F表示模拟频率，即信号的实际频率，f表示数字频率，即经采样频率归一化的频率。对中心频率为70MHz、带宽为10MHz的模拟信号(如图3(a)所示)以80MHz频率采样，得到幅频特性如图3(b)所示的信号，该信号由采样前信号以80MHz为周期延拓得到，图中只画出了信号频谱的主周期。图3(c)绘出了数字下变频后的信号，信号频谱左移10MHz。经低通滤波后只保留零频附近的信号，如图3(d)所示。为保证信号经4倍抽取后频谱无混叠，必须设置低通滤波的数字带宽为1/16。4倍抽取后的信号如图3(e)所示，可以看到信号的数字频谱展宽了4倍。注意到在对信号采样时信号的正频域频谱发生反转，因此将抽取后的频谱再反转一次，恢复出OFDM基带频谱，如图3(f)所示。
图3
第14篇
该文将以某公司型号为IC-8XXX短波电台作为研究对象,通过计算机网络的引进,构建无线电台计算机远程控制系统。经研究发现,在计算机网络技术的支持下,无线电台通信信息传递质量低等缺陷均得以明显改善。使用USB数据线连接该电台与计算机网络,最终,操作人员可利用该计算机,实现对无线电台的控制与管理,能够突破地域限制,对远距离无线电台执行音频输入输出、数据信息传递等操作。在计算机网络功能的支持下,控制中心的计算机上将形成一个用户界面,操作人员可在该界面,对计算机网络覆盖范围内任意一个无线电台进行任何操作。同时,在计算机上配置麦克风,便能实现音频输入。将终端计算机和中心控制计算机,利用局域网或互联网进行连接,倘若网络足够通畅,管理人员便可利用计算机控制中心,通过远程操作,使用连接电台的任何功能。当中心控制计算机为2台或以上,管理系统便能实现多人同时值机,管理人员的工作内容将会得以简化,工作效率与工作质量均将得以提升。而且,利用计算机能够储存所有输出输入的信息,以便需要时调出查看。
2计算机网络在无线电台通信中的作用
在计算机网络的影响下,传统无电台的性能得到明显改善。在计算机网络功能的支持下,值机人员的工作将会更加便捷,能够在进行远程控制无线电台的同时,增强整个无线网络电台的灵活性。另外,稳定的网络环境,是提高无线网络电台通信质量与通信效率的重要前提。前文中提到,传统电台在使用过程中,非常容易被地方跟踪,经研究发现,将计算机网络应用于无线电台通信中,可有效规避信息外泄事件,最大化减轻外界因素对通信质量的干扰,进一步提升系统的隐蔽性,使信息的传递更加高效、便捷,且节约了人力资源的投入。需要强调的是,计算机网络的稳定性,是确保整个无线网络电台得以正常运转、优秀性能得以充分发挥的前提。倘若控制中心的计算机与无线电台距离并不远,管理人员仅需进行连接局域网;倘若两者相隔距离较远,则应使用计算机互联网。此外,考虑到各行各业对无线电台通信功能的需求不同,所以建议不同行业可建设专用网,用于提高网络环境的稳定性,避免在信息传递过程中,受到不良干扰,进而出现数据失真或信息不准确的情况。值得一提的是,互联网具有较强的开放性,网络环境极为复杂,所以,管理人员不得不对系统的安全问题多加考量。一般来说,建设专网连接,通信质量与网络安全问题均能迎刃而解。不过专网建设需要投入大量的人力资源与物力资源,不利于企业整体生产效益的提升。因此,管理人员在选择计算机网络时,还需仔细权衡利弊,在尽量发挥出计算机网络在无线电台通信中应用价值的同时,控制成本支出,以提高企业的整体效益。
3结语
第15篇
(1)数据通信适配器主要构成数据通信适配器，主要由通信接口单元、通信控制单元、微处理器单元(数据转换、编码解码、加密纠错等)、数据存储单元、调制解调单元、电平转换单元、电源管理单元等构成，如图1所示。通信接口单元，主要用于数据分配、交换、控制及传输通道、传输速率和传输规程等。通信控制单元，主要用于对数据信息传输进行收发状态控制和串/并状态转换等。数据存储单元，主要用于对数据信息传输过程的缓冲存储和等待处理等。微处理器(单片机)单元，主要完成信息传输中的数据转换、编码解码、加密纠错及时钟控制等。调制解调单元，主要完成对传输的数据信息进行输出调制和输入解调的相关变换等。电平转换单元，主要完成数据通信适配器与电台及计算机之间的电平匹配等。电源管理单元，主要提供给数据通信适配器各单元所需要稳定可靠的工作电压等。(2)窄带无线数据通信系统主要组成窄带无线数据通信系统，主要由计算机(信息终端)、数据通信适配器、窄带无线电台(通信终端)等组成，如图2所示。窄带无线数据通信适配器主要完成窄带无线电台(通信终端)的模拟信道与计算机(信息终端)之间的信息转换控制和交换处理功能，实现在窄带无线电台(模拟信道)系统之间的点对点和点对多点的数据通信。窄带无线数据通信适配器主要完成窄带无线电台(通信终端)的模拟信道与计算机(信息终端)之间的信息转换控制和交换处理功能，实现在窄带无线电台(模拟信道)系统之间的点对点和点对多点的数据通信。(3)数据通信适配器基本工作原理数据通信适配器主要通过配置特殊存储器及控制指令，可使系统在串口同步通信方式下工作，其数据信息的发送过程是以高速输入(从计算机输出)以中低速输出(输入于电台)，而数据信息的接收过程以中低速输入(电台接收)而以高速输出(送入计算机)。用微处理器的P1口控制收发转换电路，使适配器工作在不同的模式，其收发功耗极低。当工作在发送方式时，对相应的接口进行控制，并在驱动程序的作用下，发送时CPU请求发送数据，发送地址和有效载荷数据送给转换电路，电台转发，将要发送的信息经过输出端口发射出去;接收时，电台处于收信，通过输入端口进来的信息经接口控制，则接收地址和有效载荷数据送入转换电路，此时，接收信息经过转换处理后，传输到输入串口送给计算。微处理器具有通用的串行通信接口，它允许多位串行数据流以预设的速率及外部时钟确定的速率有序的移入与移出。数据通信适配器主要采用的是微处理器与计算机及无线电台之间的数据处理传输和收发转换控制等基本原理，其两端的速率分别与串口传输速率和无线信道传输速率相同，并分别由UART0、UARTl控制信息的接收与发送。窄带无线数据通信系统工作时，首先在通信控制程序或应用软件的作用下，把计算机输出的信息经过发送控制后传输到数据存储器，再送入微处理器(单片机)，并进行相应的数模转换和编码加密处理，然后通过相关电路和软件的控制及通信设置，按照规定的传输速率，以合适的匹配电平经输出电路控制传送给无线电台。接收信息时，把经过输入电路所接收的模拟信息传输给微处理器(单片机)，经过信息的模数转换及解码识别和纠错处理后，再将数据信息经单片机的输出端口传送到计算机。
2数据通信适配器主要设计方案
(1)接口通信电路以微处理器(单片机)为核心的数据通信适配器能够提供透明的数据接口，适应任何标准或非标准的用户通信协议。串行通信只需较少的端口就可以实现微处理器与计算机及无线通信电台之间的通信。通信中的信息发送可以通过串行通信方式与计算机的串口相接。计算机串行接口采用的是RS232标准的电平和逻辑关系，而微处理器(单片机)采用的是TTL电平和逻辑关系。由于RS232和TTL各自规定了自己的电气标准，互不兼容，因此，RS232与TTL电路接口时需要进行电平转换，系统采用MAX323系列驱动芯片，该芯片是一款低功耗宽电压供电的通信芯片，可以完成TTL电平与RS232电平之间的转换及串口通信控制。通过计算机与单片机内部提供的串口通信模块，配合接口电路软件驱动和电平转换芯片的设计，即可实现串口通信及数据信息传输的发收控制。同时设计数据发送与接收的状态指示灯，以指示串口和微处理器之间的数据传输情况。(2)通信协议规程数据通信适配器中的微处理器(单片机)提供两个串口和两种接口方式，COM1接口用于微处理器与计算机之间的通信。计算机使用标准RS232串口与数据通信适配器相连接，采用双工通信方式，按照标准通信协议，串口数据传输速度为57600bpts，每帧格式为1位起始位，8位数据位，1位停止位，在通信控制程序的驱动下，计算机向模块发送数据设为发送状态，其余时隙则自动设置为接收状态。COM2接口定义为RS232接口，用于微处理器(数据适配器)输出输入端口的通信，传输速率(信道速率)为2400bpts～9600bpts(根据窄带无线电台的带宽确定)，主要通过软件编程进行设置。在通信应用软件和数据存储器的作用控制下，可对较大容量的数据信息通过分段打包和断续发送与接收的方式进行传输。(3)数据转换电路在数据通信过程中，数据通信适配器必须对传输信息进行相应的数模(D/A)和模数(A/D)转换后才能正常使用。数据的转换处理，主要使用微处理器内部自带的SD16位的数模和模数转换器模块，并通过软件编程来实现16位数模和模数转换处理功能，其数模和模数转换模块主要实现波形与数据的转换，Timer对时钟进行分频，从而提高时钟频率，使数模及模数转换时能有更快的采样率或转换速度，以保持转换的精度，实现更高频率的波形产生。在外部使用可编程控制的放大器对波形进行调整，利用滤波器对波形进行优化，以满足更好的精度和波形要求。(4)数据存储电路数据通信适配器主要利用微处理器内部FLASH存储器，存放Bootloader、模块驱动程序和应用程序。为了确保系统能够传输较大容量的信息，并防止系统数据传输通信中断，信息无法发送出去而造成数据丢失，在设计中采用了IS62LV系列数据存储器。数据存储器具有较大的容量(系统设计容量为64kbit)和较低的功耗、高可靠性及高速率的数据存取功能。在发送信息时将计算机送来的信号首先经过输入缓存，经过输入缓存后对信号进行放大，然后再经微处理器内部SD16进行数模转换后把数据存入专用数据存储器，在接收信息时将无线电台送来的信息送入SD16进行模数转换和缓存，然后再将转换后的数据存入专用数据存储器。(5)调制解调电路在窄带无线信道上，存在有较为严重的各种电磁干扰，在数据通信时，如果采用PSK，ASK调制方式，将会导致数据传输过程中的误码率增大、可靠性降低。因此，在系统方案设计中，选用了CMX469系列芯片完成信息传输过程中的调制与解调功能，并利用了微处理器自有抗干扰能力强的GFSK调制方式，GFSK是高斯频移键控方式，它能有效地克服窄带无线数据通信过程中，由于存在各种干扰所造成的误码，同时，为有效提高数据传输速率，选取了对调制方式更加有利的同步通信方式，这与异步传输方式相比，其窄带无线通信的数据传输速率提高了20%左右。(6)电源管理电路电源是数据通信适配器单元集成的重要部分之一。设计中，为了减少体积，增加使用的方便性，在不影响数据通信适配器整体使用的情况下，一是采用了计算机主板上的USB或其内部其它相应的±5V电源供电;二是采用了电台内部相应的±5V电源供电，运用电源管理的方法对电源进行分配，主要使用AMS1117系列电源开关作电源控制，在整个电路中通过整流变换、滤波稳压等方式，将提供的±5V电源转换成电路中所需要稳定可靠的±3V电源等，并通过微处理器(单片机)的数字信号控制电源的使用，充分提高了电源的利用率，有效降低了数据通信适配器的功耗。
3数据通信适配器主要软件设计
数据通信适配器所采用的微处理器(单片机)的内核CPU结构是按照精简指令集和高透明指令的宗旨来设计的，使用C语言编程与标准的C语言编程有着较高的兼容性，且在软件设计过程中用选择模块化方法，确保程序结构化的一目了然，因此，软件编程用C语言，其程序设计提高了开发调试效率，编写的串口通信控制软件稳定可靠、可移植性好，并为系统的扩展运用提供了重要作用。在软件模块设计中，主要有数据处理转换、编码加密、解码纠错及发送接收等模块程序，当系统在工作状态下，对程序实行初始化处理，然后通过指令控制可进行发送，当完成这一程序后，自动进入接收模式。如果在此过程中发生了中断事件，则可自动判断中断源位置，并连接相关的中断服务，处理完中断控制后，再进入收发过程控制。初始化程序主要用于中断有关服务程序的入口和出口，并对微处理器(单片机)及收发控制等进行设置，其流程如图3所示。中断控制程序，主要对整个系统进行初始化，以便于系统正常地进行工作。在中断中，将得到的数据存入数据缓冲区，并设置标识，同时将发送指针或接收指针向后移动，主程序中会进行数据的相关处理，等待中断结束，重新请求执行程序，其流程如图4所示。收发程序主要用于进行数据的转换、控制和编码解码。发送程序将建立的数据包通过微处理器(单片机)串口2接收送至输出端口;接收程序主要完成电台所接收的信息，经过微处理器(单片机)串口将接收的模拟信息进行处理和存储，然后将数据信息通过串口1给计算机，其流程如图5所示。
4主要抗干扰技术设计
为了有效地降低系统在数据传输过程中的误码率，提高其抗电磁干扰能力，在设计过程中，一是采用了高斯频移键控(GFSK)调制方式和曼彻斯特编码/解码及其纠错编解码技术，使用内置完整的通信协议和CRC校验电路;二是软件设计使用了高效的循环交织纠检错编码和编码加密的方法，并对于超过纠错范围的差错，可采用检错重发，以及采用多次发送的选择法等技术手段。能够对数据传输过程中，由于随机干扰造成的随机错误和突发干扰造成的突发性错误进行有效的纠错，能够自动滤除信息传输过程中，由于空间电磁波干扰及相关因素导致在所产生的错误数据和及虚假信息，其抗突发干扰和灵敏度有较大的改善，具有较强的抗干扰能力和低误码率，系统特别适合长期工作和在较为恶劣环境下使用的要求。
5结束语
