电子通信系统关键技术问题分析论文

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电子通信系统关键技术问题分析论文

篇1:电子通信系统关键技术问题分析论文

电子通信系统关键技术问题分析论文

论文关键词:电子通信系统 移动卫星通信 关键技术

论文摘要:现今的电子通信技术属于一种尖端的且应用性极强的技术,一个国家的科技发展水平和进度关键看电子通信技术水平的高低。电子通信产业是信息产业不可或缺的一部分,电子通信技术的进步和发展直接带动先进的生产力和科技实力。电子通信技术涉及的领域和范围较广,特别突出在移动电话和卫星通信两个方面,本文也将重点通过这两个方面来分析电子通信系统关键技术的问题。

随着电子通信技术的发展,它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们,它还在改变着社会和国家,使得国家不断发展,特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题,有待人们改善和加强。

一、电子通信系统概述

电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱,是现代高新技术的重要组成部分,甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。在现代化信息社会,电子通信技术无处不在,它涉及的范围也很广,包括移动电信、广播电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测以及遥感等领域,还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。

电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信,此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。

二、电子通信系统关键技术问题

近几年来,电子通信技术应用十分广泛,就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看,就存在很多关键性的技术问题,有待加强和改善。移动通信技术在电子通信技术中发展范围最大最迅速,传统的蜂窝通信因为可用无线频谱资源的增加和无线信号的衰弱而变得越来越受局限。不断缩小的小区半径代表着基站的密度也在不断增加。除此之外,频繁的越区切换导致空中资源的浪费和频谱效率降低,这也使得网络建设的成本也是越来越高。从以上各种因素可以看出,要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量,就应该突破传统蜂窝体制,应用新的移动通信技术。

1、移动通信系统关键技术问题

在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式,每个小区内都有很多个无线信号处理单元,这些单元距离都比载波波长要远得多,并且它们都能进行功放变频和信号预处理。要在核心处理单元实现信号处理的功能,首先就要完成信号的收发功能和一些简单的信号预处理,然后就要与核心处理单元连接,通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信,第一种就是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射,然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单,缺点则是会不断干扰系统,阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构,通过用大量的无线信号处理单元来实现,从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”,即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想,但同时它也更复杂。

分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势,第一是小区间干扰低、SIR高且系统容量大,第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应,还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率,还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大,反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区,还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。

子通信系统分为5层:应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层。这5层之间功能划分应明确,接口应简单,从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础:应用层是通信系统的最高层次,它实现通信系统管理功能(如初始化、维护、重构等)和解释功能(如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等)。驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能,驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口(简称MBI)的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试,监控其工作状态,控制其和子系统主机的数据交换。传输层控制多路传输总线上的数据传输,传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。数据链路层按照MIL―STD一1553B规定。控制总线上各条消息的传输序列。物理层按照MIL―STD一1553B规定,处理1553B总线物理介质上的位流传输。应用层、驱动层在各个子系统主机上实现,传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。

2、卫星通信系统关键技术问题

卫星通信在电子通信技术中最为先进,它也有很大的优势,包括通信距离远并且容量大,通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网等这些都是别的技术没有的特点。但随着不断快速发展的全球信息化产业,人们对信息的需求也越来越复杂多样,电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。

目前的卫星通信的一些关键技术也存在一些问题,它包括高速数据的业务需求。以及卫星通信应用宽带IP的难点。现代卫星通信技术采用一些关键技术来解决问题,一个就是数据压缩技术,它能让静态和动态的'数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率;第二个就是智能卫星天线系统;第三个就是宽带IP卫星通信技术的研究;第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术;第五个就是多址连接技术的改进和发展;第六个就是卫星激光通信技术。

未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现,激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥,因为在那里经常会应用到激光通信技术,它在外层空间进行,所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下,天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。

总而言之,电子通信系统在这个信息化时代无处不在。在电子通信系统中范围最广最常见的就是移动通信技术和卫星通信技术,移动通信技术体现在日常的电视广播网络等各种电子传输工具上,而卫星通信系统则运用在比较大型的工程上。电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱,所以对其关键技术问题的分析和研究是很有必要的,掌握了其关键技术就能很好地运用和完善它。

参考文献

[1]刘旭东,卫星通信技术[M]。北京:国防工业出版社,

杨运年,VSAT卫星通信网[M]。北京:人民邮电出版社,

蔡坚,刘娟;基于标准总线的飞行数据采集器的设计[J];航空计算技术;

康涌泉,史忠科,朱红育;基于DSP的ARINC429总线通信系统设计[J];航空计测技术;

篇2:电子通信系统关键技术问题探索论文

电子通信系统关键技术问题探索论文

摘要:随着经济的发展和信息科技的不断进步,电子通信系统对国家经济发展、社会稳定的意义更加突出,已经成为国家科技生产力的重要组成部分,因此,对电子通信系统关键技术问题进行分析具有重要的现实意义。主要对移动通信、卫星通信这两方面的关键技术问题进行了分析,为推动我国电子通信系统的深化发展作出努力。

关键词:通信系统论文

随着电子通信相关技术的不断进步,电子通信系统在人们生产生活中的应用范围不断扩大,其中,移动通信和卫星通信是最重要的两个部分,因此,本文针对电子通信系统关键技术问题的分析可以分别从移动通信和卫星通信这两方面的关键技术问题展开。

1电子通信系统分析

天线与电波传播、因特网技术、微波通信、卫星通信、电信系统、光纤通信、蜂窝电话技术、无线技术等都是电子通信系统的重要组成部分,对人们的生产生活会产生极大的影响,不仅改善了人们的生活质量,还大幅提升了生产能力。随着相关科技的`不断进步,电子通信系统设计中应用的科学技术不断增多,几乎覆盖了现代人们生活的各个方面,其关键技术问题的改善直接关系到电子通信系统的应用水平和质量。其中,卫星通信和移动通信最为重要,在广播、电视、多媒体等实际应用中占有重要的地位,同时,对生物技术、计算机技术等也有重要的推动作用。

2移动通信的关键技术问题

在电子通信系统的推动下,人们开始享受移动通信所提供的快捷、方面的服务,生活质量也逐渐得到了改善。例如,移动通信采用分布式天线使传统通信信号弱、易受干扰等不足得到有效的弥补。这主要是通过在区域范围内安装多个无线信号处理单元,使其产生的传播距离相比载波波长距离更大,在每个无线信号处理单元对信号接收变频和预处理等方面的功能不受到破坏的前提下,对各基本单元信息进行初步预处理、收发和变频操作,以此保证核心处理单元处理功能的实现。当信息处理单元接收到信息时,通过连接的光纤、同轴光缆使信息处理得以完成。现阶段,分布式移动通信主要通过以下两种形式来实现:①所有信息接收单元都发射可以与其他单元对应的上行链路信号,而区域范围内安装的信号单元在接收信息并对接收单元进行处理时全部发射下行链路信号,核心接收单元在接收到信号的同时会完成信号处理。这种实现的方式具有简单、实用性突出的优势,但由于其信号传输过程较复杂,容易受到其他信号的干扰,且在一定程度上限制了电子系统容量的增加,因此,应用的范围受到一定的限制。②增加信号接收系统的数量,实现同时处理、分析全部无线电信号。这是将数据全程接收、处理和应用的一种方式,其相比上一种实现方式,复杂度明显提升,且对无线电信息接收的全面性和准确性依赖性很强。这一方式虽然实时效果突出,整体效果相比第一种方式更加理想,但对操作技术、实施安装等各环节的质量有较高的要求。另外,该方式还可以有效提升移动通信系统的容量,使其对外界其他信号的抗干扰能力大幅度提升,而且传输信息的准确性和传输信息的信号强度也更有保证,各类服务区的需求都可以得到较好的满足,有利于移动通信信息传输范围的扩大,是移动通信技术发展的体现。

3卫星通信的关键技术问题

卫星通信,即卫星通信系统的空间部分。现阶段,一颗地球静止轨道通信卫星几乎可以覆盖地球表面的40%,使覆盖范围内任何区域的通信站都可以实现相互通信,成为现代电子通信系统的重要组成部分。通常情况下,实用通信卫星装有通信转发器和天线,由微型结构、电源系统、温控系统、姿控系统、天线系统和转发器系统构成,具有远距离传输、大数据传输、传输稳定、抗干扰能力突出、网组灵活、机动性能强等特点。随着现代通信技术的不断进步,卫星通信信息传输的复杂性不断提升。现阶段,卫星通信的关键技术问题主要包括宽带IP、高速业务需求等。为使卫星通信的整体性能不断提升,以满足社会生产生活的需要,就需要对其关键技术进行不断的完善和升级,具体可从以下几方面做起:①从时间、能量、频带三方面入手,提高电子通信系统的运行效率,以此压缩处理卫星通信传输的信息,降低动态或静态信息传输的复杂度,使传输效率得到提升,传输效果更有保证。激光通信作为卫星通信的主要发展方向,在实际互联卫星网结构中是在外层空间实现,因此受大气层的影响可以忽略不计,并且其应用效果更加突出,可以使卫星通信信号时长得到有效的缩减。可见,不同关键技术的使用性能并不完全一致,但其发展空间的广阔性都毋庸置疑。②在信息传输的过程中引进智能卫星天线设备,使传统天线对接收信息无处理的缺陷得到弥补,以此实现信息的传输处理。③对所采用的宽带IP进行有针对性的设计、调整和完善,使其选择方式得到不断优化。④将新型数值调制处理技术和编码改进技术应用于通信卫星信息的传输过程中,以此实现简化传输过程的目的。⑤进行地址间相互关联处理,通过有效的处理,使通信卫星IP问题得到有效的控制。⑥将卫星激光通信处理技术应用于卫星通信中,以此实现其信息处理效率的不断提高。

4结论

综上所述,电子通信系统对现代人们的生产生活各方面产生着非常大的影响,且随着科学技术的不断进步,影响将持续增大。因此,对电子通信系统关键技术问题进行分析,推动电子通信系统全面、深入发展,是社会经济发展的必然选择。

参考文献

[1]彭兴会.电子通信系统关键技术问题分析[J].信息通信,(08):178-179.

[2]郝俊丹.电子通信系统关键技术问题分析[J].电子制作,(22):100.

[3]李明,阔超,李钰萌.电子通信系统关键技术问题探讨[J].科技展望,(06):111.

篇3:航空电子通信系统关键技术问题的浅析论文

当前阶段中的航空电子通信系统相比于传统的飞机飞行通信系统来说已经有着非常大的进步,其能够在以往飞机飞行过程中正常通信的基础功能上同时具备语音通话、多媒体网络连接、数据信息快速传送、三维图像快速成型等等综合性电子通信功能,对于提高飞机飞行过程中的安全管理以及提高其飞行过程中的效率有着非常重要的作用。而航空电子通信系统组件的基础内容就是使用机载分布式的实时通信网络作为其系统的主要架构内容,当前在我国大型民航飞机中普遍应用的ARINC429 以及AR-INC629 技术就是作为机载分布式的实时通信网络的主要类型而存在,但是其在具备相当高程度稳定性以及可靠性的同时仍然需要非常复杂的组织结构,这种情况下会造成飞机飞行过程中重量的大量增加并且其使用过程中较低的数据传输速度也无法有效的满足当前航空电子通信系统不断快速提升进步的要求,因此MIL-STD-1553B总线控制技术、光纤通道通信技术、航空电子全双工交换式以太网技术等诸多新型技术内容开始进入到飞机航空电子通信系统的构建过程中,其在有效的提高航空电子通信系统运行效率以及运行质量的同时更加减轻了飞机飞行过程中的相关运行负担,因此渐渐得到了广泛的应用。针对航空电子通信系统的关键技术问题进行分析,就是针对上述技术内容在航空电通信系统中的构建技术以及应用目的进行分析。

篇4:航空电子通信系统关键技术问题的浅析论文

具体来讲,航空电子通信系统的关键技术内容可以分为航空电子通信系统的层次结构架设技术、通信网络拓扑结构层的架设技术、航空电子系统时钟同步设计技术以及通信故障处理技术等等内容。其具体内容如下文所示:

1.1 航空电子通信系统层次结构的.架设技术

航空电子通信系统在层次结构的架设技术应用过程中可以充分的借鉴ISO开放式互联系统的层次结构构建模式,在ISO 开放式互联系统的层次结构中其一共分为七层结构,而航空电子通信系统在层次结构的划分中可以将自身结构划分为应用层、驱动层、数据链路层、传输层以及物理层五层结构,这种层次结构划分的模式能够有效的完成对航空电子通信系统运行过程中相关系统硬件以及软件程序的合理配置和促进其功能的充分发挥。以MIL-STD-1553B 总线控制技术在航空电子通信系统中的应用为例,其在物理层的主要目的是为了完成对通信系统中相关物理介质的位流传输功能,而其在驱动层中的主要目的是作为通信系统中软件程序以及系统应用程序的接口而存在,其在传输层中的主要功能是完成对通信系统中相关信息的处理以及通道的调度工作,其在应用层中的主要功能是作为整体系统的管理程序以及发挥系统解释功能,其在数据链路层中的功能则是用来对总线上相关数据信息的传输序列进行合理有效的调整。

1.2 航空电子通信网络拓扑结构层的架设技术

航空电子通信系统中网络拓扑结构层事实上指的就是通信网络中各个子系统相互关联的物理结构,当前在各种通信系统中常用的拓扑结构层包括单一级总线拓扑结构、多个单机总线拓扑结构以及多级总线拓扑结构三种类型,而在航空电子通信系统中的网络拓扑结构层架设技术则一般采用多个单级总线拓扑结构和多级总线拓扑结构综合使用的方式完成自身网络拓扑结构层的设置,一般来说都是将航空电子通信系统中的子系统进行合理分类以后将其分别连接在多个不同的1553B 总线上完成多个单机总线拓扑结构的架设,同时如果在这一过程中多个总线并非为同一级的总线那么这种假设机构事实上也就成为了多级总线拓扑结构。

1.3 航空电子通信系统时钟同步设计技术

由于航空电子通信系统组成结构中其各个子系统都拥有独立的时钟计时系统,因此航空电子通信系统经常会出现及时误差的现象,建立航空电子通信系统的时钟同步设计也就显得至关重要。事实上,在航空电子通信系统的组成结构中为相关总线以及其每一个子系统都配置一个相应的始终长度和分辨率的实时计时器,在航空电子通信系统中就能够对其完成气动控制并使其自动开始计数,再由航空电子通信系统的总线时间计时器将其参数发送至各个子系统中由子系统自行调整其余总线时间计时器中存在的误差,就能实现航空电子通信系统时钟同步的设计。航空电子通信系统的始终同步设计技术具有操作简单。成本投入较低的优点,能够充分的满足航空电子通信系统运行过程中对于信息传递实时性要求高的需要。

1.4 航空电子通信系统通信故障处理技术

首先针对航空电子通信系统的故障可以将其分为干扰因素造成的偶然性临时故障以及系统硬件设施失效造成的永久性故障两种类型,航空电子通信系统的运行过程中会首先通过总线控制器自带的双余度电缆上有限次的重试处理功能来完成对相关故障的判定工作,如果故障经过诊断维修后并且消失就可以判断漆为偶然性临时故障,如果故障一直存在那么航空电子通信系统的总线控制器则会将故障进行标记并且记录,同时将存在故障的子系统进行断网和周期新的查询记录工作,其可以根据故障类型的不同,采取有状态字中的子系统标志位置位、终端标志位置位以及禁用MBI 三种处理方式。

2 结语

综上所述,本文对当期航空电子通信系统中的关键性技术问题进行了具体的分析和阐述,事实上航空电子通信系统是一项非常复杂的机载分布式实时通信网络系统,其涉及到飞机飞行过程中国的所有电子设备以及通信网络,其设计质量直接关系到飞机飞行过程中的安全性,相关单位应该加强对上述技术内容的充分应用,保证航空电子通信系统相关功能的充分实现。

篇5:电子通信系统关键技术分析论文

【摘要】电子通信技术在当今社会当中是一种先进高端的技术手段,在各领域行业中有着普遍的应用,其技术手段同时也作为一种重要的生产力要素,推动了经济社会的发展。在电子通信系统中电视发射与调频广播是电子通信技术应用的重要应用典型案例,体现了电子通信技术应用的广泛性与先进性。

【关键词】电子通信系统;电视发射;调频广播;关键技术

电视与广播与计算机相比是一种传统的媒体传播载体,对于知识信息的传播起到了重要作用,时至今日尽管计算机技术作为一种重要的新兴技术,电视广播仍然发挥着教育启示的功能。本文以电子通信系统为研究对象,主要对电视发射与调频广播的关键技术展开了简单论述。

篇6:电子通信系统关键技术分析论文

1.1数字电视单频网

与传统模拟电视多频网不同的是在数字电视中一个显著特征是单频网,单频网显著的优势体现在能够更多地节约频率资源,对于电视节目而言,其节目的播送在RF频道上能够达到一套以上,在整个核心覆盖区内实现场强的提供。在系统网络中由主站与从站组成,在SFN适配器中主站把节目流送至其中,网络适配器在插入MIP包之后将其发送至网络之中,经过从站传输至接收适配器中,同步形式的码流在适配器处理后得以形成,进行编码正交频分复用的调制,通过射频系统的运行操作将调制的信号发送出去。在这个过程中注意保证所有发射器的工作机制具有同步性,也就是保证时间频率与比特的同步[1]。

1.2数字电视激励器

支持激励器的输入接口有SPI与ASI两种,激励器的功能是针对TS码流,对TS码流进行处理,然后对数字化的电视节目信号进行编码调制以及上变频。该技术设备在单频网与多频网中有着广泛的应用,能够输出多层信号,并与计算机技术相结合,其参数的设置修改借助计算机来完成。

1.3数字电视发射机

现今在电视通信系统中对于信号的发射,国外使用的数字电视发射机主要有三种:全固态形式、单子管形式、感应输出管形式的发射机,我国普遍使用的是全固态形式的发射机。基于信号的峰均比普遍较高,对于发射器提出了更高要求。信号在传输时为保证信杂比与误码率达到最小值,以免处理码流时出现错误,保证相位噪声低,保证发射频率的稳定性,高质量的'精度;在动态峰值范围条件下具有良好的线性;线性动态范围内功率放大器性能稳定,具有高效的功率增益。上述提到的数字电视激励器是数字电视发射机中的一个重要组成部分,其组成部分还有电源、功率放大器、切换驱动装置。在发射机中的激励器状态分为工作状态与待机状态,在故障发生时能够进行自动切换。切换驱动装置在发射机中主要起到了天线与射频的切换,对故障的检测作用。

篇7:电子通信系统关键技术分析论文

2.1数字调频激励器

在调频广播中也会像电视一样应用到数字调频激励器,这种设备拥有现今通用的各种功能,实现同步自动地对系统进行调整。立体声数字调频激励器对于声音的处理在今天看来是首屈一指,对高质量同步广播的传输具有重要作用,能够对调频信号的处理实现全数字过程。具有性能优良的特点,其系统功能模块主要分为输入、解调、延时校准、延时粗细调、检测管理与输入等模块,各模块具有精细化的特点,保证了立体声传输的可靠性,确保了立体声声音效果的清晰度[2]。

2.2调频立体声广播压缩技术

调频声音广播具有高保真的特点,在立体声广播还没有引入之前,信噪比几乎不会受到影响,但是立体声广播被引进之后,信噪比遭到了严重的消极影响。调频立体声广播压缩技术对噪声有良好的降低作用,保证了声音的高保真特征,从而保证了广播节目的高质量。声频节目的动态范围被压缩系统进行压缩,接收机又对节目的动态范围进行扩张,动态范围恢复如初[3]。系统在发送和接收信号后,夹杂在其中的噪声被检测出来,然后进行压缩扩张处理,扩张后动态范围恢复正常水平,噪声降到不容易发现的电平范围之内,避免了噪声的产生而影响到广播节目的质量。除此之外由美国开发的FMX系统在原来的基础上,在复合信号中增加了被压缩过的S’信道,与现行接收机具有兼容性,对防止噪声的产生有非常重要的作用,避免了立体声失真现象的产生。

3结语

从上述可知,随着电子通信系统的发展,其应用越加广泛,极大地促进了其行业的发展,时代的越加发展,对其技术的发展提出了更高要求。

本文主要介绍了几种电视发射与调频广播关键技术,从中可以看出其行业在发展过程中,在系统实际应用中,还存在着关键技术问题,因此需要结合各自系统技术的特点,经过调查分析之后,采取措施解决存在的问题。

参考文献

[1]胡呈磊.电子通信系统关键技术问题分析[J].现代商贸工业,,07:187.

[2]郑秀毅.电子通信系统中的关键技术分析[J].数字技术与应用,2014,02:36.

[3]杨兴.电子通信系统关键技术问题的分析[J].无线互联科技,,05:103.

篇8:电子通信系统的论文

摘要:电子通信系统是现在世界最先进的一门技术,一个国家的经济和科技发展水平主要看这个国家的电子通信技术的高低。电子通信的发展是一个国家科技发展不和缺少的一部分,其发展的水平高低将直接带动其他科技领域的发展进步。电子通信技术在很多领域内都有涉及,尤其在手机通信和卫星通信领域,因此本文将主要从手机通信和卫星通信两个领域对通信系统的核心技术进行探讨。

电子通信技术正在不断的改变着人们的生活,从手机通信和卫星通信诞生以来,人们正在通过电子通信技术在不同时域,不同地点进行着沟通和交流,提高着人们的生活质量,电子通信技术的不断更新,势必给国家经济进步带来新的活力,我国的通信系统进步飞快,但是在核心技术方面还需要提高和改进,下面我们就对其核心技术进行探讨。

篇9:电子通信系统的论文

随着科学技术的不断发展,电子通信技术正在不同领域里发挥着重要的作用,从最重要和最具有代表性的手机通信和卫星通信来看,有很对核心的技术在进行着应用,不过随着科技的进步很多技术就需要改进和加强。从当今的`通信技术发展状况来看,手机通信是发展最快最大的一个领域,现在正在使用的蜂窝数据传输正在受到无限频谱覆盖区域的衰减而受到限制。现在数据传输的基站也在不断增加。而且,不断的切换无限频谱也会造成资源的浪费,所以这也因素都导致基站的。从以上各种因素可以看出,要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量,就应该突破传统经济成本在不断增加,所以我们应该改变传统的蜂窝传输办法,应用新的手机通信技术。

2.1手机通信核心技术

在手机通信系统中我们经常采用不同距离传输是最优先和有效的一种方式,不同地点内都有很多个信息传输频谱载体,这些频谱载体都比蜂窝传输波长短很多,重要的是它们都能用样本进行变换和处理。在最主要载体单元整理出通信信号,而后进行信息的传输,在传输中进行处理,而后与样本进行比样矫正,用电缆或无线信号进行传输。对于这种核心技术我们可以考虑在不同地点加强基站信号传输功率,通过采用不同的信息传输频谱载体而实现,从而改变蜂窝数据传输的技术困境。这种方法对手机通信能够起到增强信号,降低基站的投建数量,提高其经济价值,更能有效利用无线资源,但是相对来讲技术更加复杂,设计起来需要一定的样本空间,需要进一步分析探讨。

2.2卫星通信核心技术

卫星通信技术可以说是现在最成熟的通信技术,它能够使世界上不同时域的人们通过通信系统联系起来,使这个世界变成地球村,提高人们的工作和生活质量,是人们现在最离不开的信息化技术,不过随着经济和科学技术的发展卫星通信一些核心技术也要不断改进和加强才能够满足人们的需求。现在的卫星通信核心技术就存在着一定的问题,主要是信息处理速度的提升需求。以及对有线信号频谱的地址获取功能,现在的卫星通信技术主要是依托无线信号长短波交互来实现信号传输。今后的卫星通信的核心技术将由激光传输来代替无线信号的长短波交互,激光传输现在已经逐步应用到互联网信息传输上,并将充分发挥它的强大优势,激光的传速比要高于无线信号长短波,并且通过卫星通信将在大气层之外进行,减小了对信号的干扰。现在各国普遍认为利用激光进行卫星通信比以往的无线长短波通信来讲,在经济和通信质量上会再上一个等级,能够满足人们对信息化通信的新要求。所以在未来的卫星通信系统的核心技术内加入激光传载技术必将是一个新的趋势。

3结论

在信息化不断发展的今天,电子通信技术的进步将改变着我们每个人的生活。在电子同喜技术中最成熟和最重要的就是手机通信和卫星通信技术,手机通信主要是应用在人们的生活和工作中,现在正在不断地进步和发展,成为人们生活不可缺少的一部分,而卫星通信技术主要应用在国家建设和军事上。电子通信技术的发展快慢将直接影响着一个国家经济、军事、生活质量的好坏,所以说对未来科技进步国家富强有着非同寻常的地位,因此我们必须努力对电子通信的核心技术进行分析和设计,只有正确的掌握了电子通信的核心技术,才能更好的运用它完善它。

参考文献

[1]刘东.电子通信技术及应用[M].北京:国防工业出版社,.

[2]潘红军.卫星通信设计、开发与实践[J].航空计算技术,.

篇10:电子通信基础教学专业分析论文

电子通信基础教学专业分析论文

电子通信基础教学专业分析论文

一、电工

学教学方法改革电工学是一门技术基础课程,其特点是授课内容多,知识更新快,教学学时少,各学科教学重点不一。因此,我们不断在试点教学班中进行教学方法与教学手段的改革,取得经验后在所有教学班中推广。在教学方法上,将实践教学环节、创新思维培养引入课程,将理论讲授、实践指导、工厂参观实习等不同教学形式灵活应用。在教学手段上,充分利用现代多媒体电子教学,进行网上学习、交流、沟通,将现代科学技术充分应用于教学改革之中。采用的教学方法有:

1.精讲多练,自主学习

集中精力对基础知识、基本原理和重点内容精心组织、精心讲授,引导学生建立系统的知识结构。精讲必须多练,着眼能力培养,注重讲、练结合,保证练的比重,加强综合训练,培养学生自主学习、增强分析问题和解决问题的能力。

2.理论、实践二位一体教学法

即实践-理论-再实践的教学方法。如在电机部分的教学过程中让学生观察电机模型教具、实物教具,提出本节所讲述的内容,让学生带着问题有的放矢听课,并用多媒体课件配合讲解电机拖动理论,最后再通过实验、实习进一步加深印象,以取得事半功倍的效果。

3.注重学习方法指导,培养自学能力

“授人以鱼不如授人以渔”。教师不但要教给学生知识,更要教会学生如何获取知识;不仅要重视教法,更要指导学生的学法。在教学过程中,尽量多教给学生如何理解、分析、归纳、总结问题,避免死记硬背、机械理解,引导学生学会举一反三,掌握学习方法,培养自学能力。

使传统授课方式向具有启发性、思维性、综合性的授课方式发展,给学生思考和自学的空间,使学生在获得电工电子技术知识的同时能学会像专家那样思考问题,解决问题,激发其求知欲,活跃学术氛围,培养创新能力。

在专业知识教学中,从器件、电路产生的背景和需求谈起,然后讲清其在系统中的作用、结构的构思方法,分析问题的特殊方法,再现“器件、电路的获得过程”,并为解决新问题作好铺垫。针对目前听课人数越来越多的情况,每一堂课均很好地“设计问题”“引导思考”“假设结论”“探索求证”。使不同程度的学生在听完课后都觉得值得回味,可以在不同层次上举一反三。在实验和大作业中,只设定题目或学生自己拟定题目,对没有学过的知识进行必要的提示或给出

参考文献,让学生独立思考,通过自己学习来发现知识、掌握原理。

4.采用多种教学方法,提高教学质量

为了充分发挥学生的主观能动性,克服学生过分依赖教师的现象,在教学中摒弃满堂灌的教学方法,除了上述的方法外,还采用:

(1)基于兴趣教学法,挖掘学生的学习兴趣和潜能;

(2)基于问题教学法,教师提出几个综合性的问题,然后逐个加以分析,按设定条件一层层提出解决办法,引导学生领会思路,学习解决问题的途径。

(3)讨论法,教师在课堂上提出几个讨论题,学生课后分组讨论。之后派代表发言,不同观点之间可以展开讨论,最后由教师进行归纳总结。

5.拓宽教学途径,充分利用现代化教学手段

尽量采用实物、模型、音像和CAI课件等进行形象教学。如电机部分内容比较抽象,学生又缺乏电机的直观形象及电机原理中的时空概念,因此这一部分内容难于理解。我们最早是制作实物教具及模型,后来又购进了电化教学设备,如幻灯、胶片投影仪及教学资料片,并制作了教学课件,使学生能够直观地了解电机的结构和现场使用情况。

实践证明,以上几种教学方式可充分调动学生的学习积极性,体现了以学生为主体的思想,充分体现了理论与实践的紧密结合的.原则,受到了学生的普遍欢迎,收到了较好的效果。网络教学已成为电工学课程中不可缺少的部分,充分运用现代媒体,建立网络教学与学习网,提高单位学时理论教学的信息量,切实解决课程信息量大与学时少的矛盾。

随着教学班人数的增加,问答式教学难于开展,学时很少的讨论课不能满足所有学生的需求。电工学网络教学的开展,将与课堂教学互补,教师可以面对每一个学生,真正做到“因材施教”。所以在我们的电工学精品课程的网络课堂中,将设置“课程介绍”“公告栏”“电子教案”“教学资源”“师生讨论”“教师答疑”“问题集锦”“布置作业”等等多个栏目,各司其职,不但方便学习,更重要的是使师生间无障碍地交流。这样,学习课堂宽广,学习心情放松,各抒己见,互相启发,教学相长。目前,已完成电工学视频教学的制作,正在出版。

6.实验教学立体化

实验教材出版化,实验教学多媒体化,实验设备网络教学化,实验技能网上学习化,实验问题课中课后网络讨论化,实验内容开放化。构建教材、教学、资源立体化实验教学系统。

7.突破传统考试考核办法

从多方面考核:问题讨论、课外大作业、实验创新、奇思妙想、期中试卷、期末考试等,真正实现因材施教,培养不同类型的优秀人才。

二、总结

运用职业教育有关办学特色和培养目标理论,联系电工专业教学培养目标,针对职业学校学生的特点,提出了职业学校电工专业电学教学的改革问题。改革传统的以课堂为主的教学模式,致力于提高学生专业兴趣和实际操作能力;推行“双师型”或“双师化”物理师资,确保教学最终能够实现为电工专业服务的教学目标。本文旨在提出符合职业学校电工专业电学教学乃至整个物理教学的具有实践性、建设性和可行性的对策,以便更好地解决职业学校电工专业电学教学乃至整个物理教学的种种问题。

参考文献:

[1]张忠林,梁萍.谈职业技术教育师资队伍建设方向[J].哈尔滨学院学报,,(10).

[2]高明海.从高职素质教育谈教师教育观念的转变[J].职业教育研究,2006,(03).

[摘要]现在的职业教育要求把培养创新精神作为教学的重要任务,专业课程的教学要着眼于创新精神和实践能力的培养。本文围绕苏州经贸职业技术学院电工基课程教学內容、教学方法的改进与创新进行探讨,就改革教学内容、教学方法与教学手段,全面提高学生的工程实践能力和设计创新能力等方面提出建议付诸实践,在实际教学中取得了明显成效。

篇11:通信天线电子自稳系统设计论文

通信天线电子自稳系统设计论文

为了解决舰艇纵横摇对通信天线的影响,设计出了一种通信天线电子自稳系统,并介绍了系统的电子自稳原理,给出了通信天线相位值的计算过程和电子自稳过程。

0 引 言

舰艇在海面上因受到风浪的作用而产生摇摆运动,为了保证舰载通信天线的高增益,舰载通信天线的波束俯仰方向很窄,舰载通信天线随同舰艇摇摆, 就会使舰载天线增益急剧下降,严重影响通信质量,因安装于舰艇平台。

通信设备在设计与使用过程中, 必须考虑舰艇纵横摇的影响,并进行天线波束稳定,这是舰用设备与岸基设备的显著差别之一。对这种影响的分析、研究已运用于雷达、电子战设备的设计和应用中[1-3]。

舰艇通信天线波束的稳定方法大致分为机械稳定、电子稳定两种。传统的机械稳定平台结构复杂、造价昂贵且易出故障,故目前的通用做法是取消笨重的机械平台,在通信天线的俯仰和方位轴上进行电子补偿来稳定天线的波束。

1 原 理

通信天线在零度仰角(水平面)附近的辐射特性,对于处于远场的,不论是海上还是空中对象的通信效果,都具有非常重要的意义。为了尽可能大的服务空域覆盖,通常需要天线垂直面的方向图在水平面附近上半空间具有尽可能大的辐射强度,同时,为了减少由海面反射造成的多径干涉效应,又需要尽量减少水平面附近下半空间的辐射强度。

因此,天线的垂直方向图在水平面附近,应该具有尽可能大的场强斜率,以满足这个方向图的要求。然而过于陡峭的场强斜率,会对舰船载体的摇摆很敏感,即舰船向某侧倾斜时,其相反方向上原本指向水平面以下的`。

很低场强的方向图将指向空中,造成相应覆盖区域场强大幅度下降,从而大大缩短了有效覆盖的作用距离,使远场通信对象无法有效通信。

舰艇在风速3~4级的海况下,最大摇摆幅度将达到±15?左右。在这种情况下射向水平面以下的部分射频场强较强,并通过海面形成反射波,它与直射波将发生多径信号叠加。

由于海水的良好导电性,反射波衰减很小,其幅度与直射波幅度具有较大可比拟性,因此对直射波形成较强的多径干涉现象。

使海面附近上半空间的直射波与反射波合成方向图随仰角变化形成一系列栅瓣-零陷分布,将会造成远场通信对象通信概率的下降。

电子稳定技术就是根据大地坐标系(静坐标系)与天线阵面坐标系(动坐标系)之间的关系,波控控制单元在计算移相器的移相值前,对天线阵面坐标系下的俯仰角、方位角进行补偿,这就涉及多个坐标系变换问题。

本通信系统采用电子自稳来稳定波束,天线电子自稳系统由角传感器、波束控制单元、相控阵天线组成,通信天线自稳系统组成框图如图1所示。

该通信天线电子自稳系统是一种基于相控阵原理的电子稳定天线,舰船摇摆时,天线内置的倾角传感器量化摇摆矢量,并通过处理器转换成相位变化信号来控制天线各辐射单元的相位。

从而改变天线不同方位上辐射波束的俯仰指向,综合形成相对于海平面平稳的方向图,实现对作用空域的稳定连续覆盖,其核心是相位值的计算。

2 相位值计算过程

相位计算是根据大地坐标系(静坐标系)与天线阵面坐标系(动坐标系)之间的关系,把摇摆角度转换成天线阵面坐标系下的俯仰角与方位角的相位补偿。

这就涉及多个坐标系变换问题,角传感器为波束控制单元提供的舰船姿态角信息主要有横摇角、纵摇角、航向角,其符号及方向规定如下:

(1)H-航向角,舰船首尾线在水平面投影相对正北的转角,顺时针为正。

(2)P-纵摇角,舰船首尾线相对水平面的转角,舰首抬起为正。

(3)R-横摇角,绕舰船首尾线相对水平面的转角,左弦抬起为正。

(4)A-倾斜角,天线阵面所在的x, y平面向后倾斜的角度。(一般天线安装好为固定值)。

2.1 航向角的坐标转换

航向角的坐标转换(x轴指向地理北,y轴指向地理西,z轴铅垂向上,轴xyz构成右手直角坐标系) 。图2所示的航向角变化图表示航向角沿坐标轴Z旋转H角,地理坐标M(x,y,z)到新甲板坐标M1(x1,y1,z1),即(x,y,z)→(x1,y1,z1)。

通过如上一系列推导,把船的摇摆角换算成对应天线波控数据表存入波束控制单元,实际工作时调天线波控数据表来实时控制天线波束。

3 天线电子自稳过程

角传感器感应到舰船摇摆角度值,角传感器把船摇摆角度值实时发送给波束控制单元,波束控制单元根据船摇摆角调用天线波控数据表,天线根据天线波控数据表来实时控制天线波束以补偿舰船摇摆。

4 结 语

本文介绍了通信天线电子自稳系统原理,对电子稳定方程进行了细致推导,推导出了电子稳定方程,经过测试,通信天线电子自稳系统通过波控修正,保证波束指向的稳定性,满足通信系统的作战需求。

篇12:电子通信设备的接地技术分析论文

电子通信设备的接地技术分析论文

【摘 要】随着时代的发展,科技的进步,现代建筑发展方向朝着节能化、自动化、智能化和信息化前进。通常,建筑物内部装有大量的电子设备,如各种电器、广播通信设备以及电子计算机等等。对于电子通信设备的正常运行,抗干扰,采用合理的接地技术是相当重要的。

关键词电子通信设备;抗干扰;接地

前言:

我国电子通信产品认证工作不断开展,使得电子通信设备的接地技术也变得非常重要。接地,可以保证电子通信设备可以正常工作,这是设备正常工作的最基本条件。接地不仅有利于使电子设备的工作稳定性得到提高,还可以确保设备的安全,以及个人的人身安全。另外,接地技术的好坏,还对电子设备电磁性能的高低有直接影响。

一、电子通信设备的接地简述

在我国目前的电子通信设备中,由于其复杂的安装环境,其信号非常容易受到干扰影响,这就导致了通信中断或信号差的现象的出现。解决这些问题,调整地线可以说是最简单的方法,碰触地线、晃动地线,调整之前的连接状态,可以使信号干扰的情况得到缓解。这种现象映射出了设备与地之间的连接关系。从物理学电位差的方向考虑,大地为参考点,电位为零。当把设备与大地连接时,设备与大地电位相同,两者之间没有电位差,在接地处理的时候,通信设备工作时,设备表面上就没有电压产生,更不会有电流产生。然而,由于接地地线的影响,电子通信设备又不可能完全不带电,这是因为信号的传递途径必须是接地地线,也就是说,这种情况下,通信设备和大地之间会有微弱电压产生,同时有很小的电流传输,此电流只能够尽量减少,但是却不能被消除,因此只能通过接地把影响降到最低。因此,如果通信设备在接地技术上处理不当,就会影响正常通信。

二、接地技术的定义及种类

(一)接地技术的定义

接地的目的主要有两个,一是为了防止触电的发生,而是保护通信设备,把通信设备的外壳用电线与大地相连,形成一个电路回路,这样操作可以把设备上可能存在的漏电电流、静电电流甚至是雷电电流由接地线通过大地发射出去,既保护了设备,又避免了触电事故的发生。这种接地技术可以说是最基本的应用,事实上,接地技术不仅有以上的作用,还有消除静电的作用进而排除磁场干扰,保障通信设备的.安全稳定工作。

(二)接地方式的类型

接地技术主要包括两种类型,分别是有分散接地和并联接地。分散接地指的是把通讯设备各种类型的地和其它设备的地,分离开来,分别与各自的地系统连接。但是这种接地方式,使得不同类型的接地系统增多,导致接地耦合现象的发生,进而导致相互之间的信号干扰。并联接地是在这种情况下,开始使用发现的,这也是通信设备中主要采用的接地方式,由于@种接地方式不会形成闭合回路,所以相应的通信干扰也就不会产生。

(三)接地方法的种类

一般情况下,通信设备的接地方式主要有直流地接大地法和直流地悬浮法,所谓的直流地接大地法就是把通信设备内部的数字电路的数字地和大地连接起来,用这种方式减少耦合,降低通信设备的干扰程度,但是这种方式接地电阻有特殊的要求,必须小于4欧。直流地悬浮法是指接地线没有和地直接连接,而是有自己系统各自的基准点,同时,要避免交流地和直流地的连接,这样可以避免干扰的产生。采用直流地接大地方法比直流地悬浮法有很大的优势,因为直流地接大地法把设备与地分开,可以有效的减少静电现象和高频干扰。

三、电子通信设备的接地技术

(一)干扰的形成及抗干扰方法

(1)干扰的形成

在一般人看来,电子通信设备的接地和普通接地没有什么两样,把带电设备与大地连接在一起就实现了接地。其实并不是这样的,电子通信设备的干扰是一种特殊的干扰模式,属于共模干扰,这种共模干扰的产生又有很多中形式,主要有射频、尖峰脉冲等形式,如果这些干扰不能通过地线传入大地,那么肯定对电子通信设备造成干扰影响,像逻辑混乱、通信混乱这些现象就容易产生。当设备在正常工作时,导线上允许的压差范围很低,所以,当系统中存在运作的大负荷的电子设备时,一旦接地不合理,加上导线的内阻,这时整体电线就没有正常的电位,从而导致产生干扰。

(2)抗干扰方法

实现抗干扰的有效方法,最主要的方式就是降低地线的内阻。地线阻抗主要由电感和电阻组成,在低频电子线路中,电阻起到主导作用。直流电子线路中,计算地线电阻的公式是:“RDC=S/A”,其中,R电阻率,S是导线长度,A是地线横截面积。因此,由公式可以看出,在地线长度与材料固定时,电阻值与接地线的横截面积有关,面积越大,电阻越小。然而交流电线路中,电流相对集中在导线的表面,这也导致了地线的横截面变小,导致电阻增大。所以,适当增大导线横截面积可以达到降低导线电阻的目的。在高频电子线路中,电感对线路的作用较大,地线长度对其影响较大,在导线截面积一样时,电感受到截面形状的影响,形状不同,电感不同。通过以上分析,降低地线阻抗的方法包括:减小导线的长度;在设计设备安装过程中,把铜片当作地线;最重要的方法是要多点接地,使每个设备都可以以最近距离接地,缩短地线长度。

(二)接地方式

由于电子通信设备情况不同,所以接地方式也有不同,主要有屏蔽式、系统式、保护式三种。

屏蔽式主要利用屏蔽措施,起到防止电磁辐射干扰的作用。电磁辐射导致电子设备的干扰产生。电磁辐射能量较大,夹杂着大量干扰信息,对电子通信造成影响。在这种情况下,不管通信设备是否接地,都会产生干扰信号,所以采用屏蔽措施,可以减少辐射泄露。常用的屏蔽措施有静磁屏蔽、静电屏蔽、和电磁屏蔽三种。

系统式接地主要依靠电位点实施,由于电子通信的特性不一样,可以区别为不同的工作模块,结合成完整的通信系统。每个部分的设备通过各自的电子线路与整体系统连接,在通信完成时,电位在每个设备同时产生。

保护式接地方式是最常用的一种方式,利用设备自身的金属外壳,实现等电位接地。在进行保护式接地方式时,必须使设备内部的绝对绝缘,对设备内部起到保护作用,避免接地线路中可能存在的大电流损坏设备,甚至使设备烧坏。

四、结束语

接地技术在电子通信设备中是非常重要,这种技术与电路中的技术类似,接地系统也是非常重要的,接地质量的好坏对产品的质量和使用效果有直接影响,电子设备操作人员在进行设计通信设备时候,必须特别考虑设备的接地问题,从以此来提高通信设备的工作效率。

【参考文献】

[1]区健昌.电子设备的电磁兼容性设计[M].北京:电子工业出版社,.

[2]周喜章,刘情.接地与设备的电磁兼容性探讨[J].低压电器,.

[3]刘鹏程,邱扬.电磁兼容原理及技术[M].北京:高等教育出版社,1993.

篇13:分析无线蜂窝通信系统中的定位技术论文

分析无线蜂窝通信系统中的定位技术论文

【摘要】本文论述了无线蜂窝通信系统中的两种定位体制,并重点介绍基于移动网络定位技术的常用定位方法,即AOA、TOA、TDOA定位方法,同时分析各种定位方法的优缺点。

【关键词】无线蜂窝通信系统 角度到达定位 抵达时间差定位

要想获取到目标的具体位置信息,一般都是采用GPS定位信息,但当目标处在高楼耸立的城市之间,GPS的部分卫星信号处于遮挡状态,此时为了获得到目标的准确信息,可以考虑采取其他的辅助定位方式。比如说,利用伪卫星技术,该技术实质上就是指安置在地面上的地基发射站,它发射的信号与GPS的信号相类似,但该种技术需要架设额外的设施;采用DTV技术,由于大城市环境中,DTV设施资源也有限。此时可以考虑采用无线蜂窝通信系统,该系统在城市中应用成熟,基站信号好。因基站可以发射信号,目标可以利用基站的信号信息,确定目标的位置,即可以采用无线蜂窝通信系统来弥补GPS定位技术的不足,从而准确获取目标的位置信息。

无线蜂窝通信系统中的定位技术主要有两种体制。一种是基于下行链路的定位技术,即基于移动台的定位技术;一种是基于上行链路的定位技术,即基于移动网络的定位技术。基于移动台的定位技术要求移动台参与定位参数的测量以及测量值的求解计算。基于蜂窝网络的定位技术是指网络根据测量数据计算出移动终端所处的位置,通常必须利用3个或3个以上蜂窝基站接收手机信号的定位参数,即到达时间、角度或强度。

1 基于移动台的定位技术

现已提出的基于移动台的方法主要有:基于下行链路增强观测时间差定位方法、基于下行链路空闲周期观测到达时间差方法、基于GPS作为辅助的定位技术等。

2 基于移动网络的定位技术

基于蜂窝网络的定位方法目前主要有:基于Cell-ID定位和基于时间提前量定位的方法、上行链路信号到达时间定位方法、上行链路信号到达时间差定位方法以及上行链路信号到达角度定位方法等。

2.1 AOA

角度到达[1](AOA,Arrival of Angle)定位方式是根据信号到达的角度,测定出运动目标的位置。在AOA定位方式中,只要测量出运动目标与两个基站的信号到达角度参数信息,就可以获取目标的位置。蜂窝移动网的AOA定位方式,指的是基站接收机利用基站的天线阵列,接收不同阵元的信号相位信息,并测算出运动目标的电波入射角,从而构成一根从接收机到发射机的径向连线,即测位线,目标终端的二维位置坐标可通过两根测位线的交点获得。

2.2 TOA

抵达时间[2](TOA,Time of Arrival)定位方式也称为基站三角定位方式,通过测量从运动目标发射机发出的无线电波,到达多个(3个及以上)基站接受机的传播时间,来确定出运动目标的位置。已知电波传播速度为c,假设运动目标与基站之间的传播时间为t,运动目标位于以基站为圆心,以移动终端到基站的电波传输距离ct为半径的定圆上,则可由3个基站定位圆的交点,来确定目标移动的二维位置。TOA定位方式中,为了根据发射信号到达基站的接收时间,来确定出信号的传播时间,要求运动目标发射机在发射信号中,加有发射的时间戳信息。这种定位方式的定位精度取决于,各基站和运动目标的时钟的精度,以及各基站接收机和运动目标发射机时钟间的'同步。

TOA算法要求参加定位的各个基站在时间上要严格同步,由于电磁波的传播速率很高,微小的误差将会在算法中放大,使定位精度大大降低。传播中的多径干扰、NLOS以及噪声等干扰造成的误差会使圆无法交汇,或者交汇处不是一点而是一个区域。因此TOA对系统同步的要求很高,并且需要在信号中加时间戳(要求基站之间的同步),而实际参加定位的基站一般在3个以上,误差是不可避免的。这时候可以利用GPS对基站进行校正并利用其他补偿算法来估计位置,提高算法的精确度,但同时增加系统的开销和算法复杂程度,因此单纯的TOA算法在实际中应用很少。

2.3 TDOA

抵达时差[3](TDOA,Time Difference of Arrival)定位方式通过测量目标移动终端发射机到达不同基站接收机的传播时差,来确定运动目标的位置信息。TDOA定位方式中,不需要移动终端与基站间的精确同步,也不需要在上行信号中加时间戳信息,还可以消除或减少目标移动终端与基站间由于信道所造成的共同误差。在该定位方式中,将目标移动终端定位于两个基站为焦点的双曲线方程上。确定目标移动终端的二维坐标需要至少建立两个双曲线方程(至少3个基站),两条双曲线交点即为目标移动终端的二维坐标。

TDOA算法是对TOA算法的改进,他不是直接利用信号到达时间来确定目标的位置信息,而是用多个基站接收到信号的时间差信息来确定目标的位置信息,与TOA算法相比,它不需要加入专门的时间戳信息,定位精度也有所提高。TDOA值的获取目前一般都有以下两种形式:

第一种形式是利用移动台到达2个基站的时间TOA信息,知道移动台的坐标位置,以及至少三个基站的坐标位置,取其差值来获得。这时仍需要基站时间的严格同步,但是当两基站间移动信道传输特性相似时,可减少由多径效应带来的误差。

第二种形式是在实际应用中,往往很难做到基站与移动台的同步,此时可以采用相关估计得到TDOA值,即将一个移动台接收到的信号,与另一个移动台接收到的信号进行相关运算,从而得到TDOA的值。这种算法可以在基站和移动台不同步时,估计出TDOA的值,再进行定位计算能获得较高精度。

对于蜂窝网中的移动台定位而言,TDOA更具有实际意义,这种方法对网络的要求相对较低,并且定位精度较高,目前已经成为研究的热点。

从上面的分析可以看出,TDOA定位技术具有如下优点:

①可以在话音和控制信道上进行测量;

②适用于多种移动电话制式下实现该技术,不需要对蜂窝通信的标准进行修改,容易在所有蜂窝网通信系统中扩展;

③对原有系统改动不大,不需要改变用户端和蜂窝的基础设施及蜂窝天线,安装费用少;

④测试精度不受距离影响,对多径干扰敏感度低;对功率变化不敏感,信号衰减对测时精度影响小;抗多径效应和市区遮挡效应强,因此在信号接收去不会出现盲点;

⑤延时小,其定位时间在3s之内。

【参考文献】

[1]杨洪娟.蜂窝网络无线定位技术的研究[D].哈尔滨工业大学,2009,6.

[2]记越峰,等.现代通信技术[M].北京邮电大学出版社,2002.

[3]李嵘峥.无线蜂窝通信系统中移动台定位技术研究与实现[D].北京邮电大学,2011,01,10.

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