無線電通信基本原理精選(九篇)

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第1篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞：無線電；通信設(shè)備；電磁屏蔽技術(shù)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.253

0 引言

電磁屏蔽技術(shù)是現(xiàn)代無線電通信產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要結(jié)晶，通過該項(xiàng)技術(shù)能大大增強(qiáng)無線電通信設(shè)備的抗干擾性，進(jìn)而可提升無線電發(fā)射設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性，最終會(huì)大大提升信號的傳輸與播出質(zhì)量，對現(xiàn)代無線電通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極影響。若想提升整個(gè)無線電通信設(shè)備的運(yùn)行效果，減少機(jī)房輻射對人體的傷害，應(yīng)重視對電磁屏蔽技術(shù)的嚴(yán)格規(guī)范，嚴(yán)格約束技術(shù)參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，借助該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對干擾信號的排除，以增強(qiáng)整個(gè)通信設(shè)備的運(yùn)行效果。

1 電磁屏蔽的基本原理概述

對于無線電通信設(shè)備而言，選擇電磁屏蔽技術(shù)，主要是能對干道信號予以排除，以避免發(fā)生無線電箱對人體安全的威脅[1]。所謂的電磁屏蔽就是利用金屬材質(zhì)的殼或板等屏蔽主體來把電磁波限定在一定環(huán)境與范圍之內(nèi)。使用電磁屏蔽技術(shù)時(shí)，所選用的屏蔽性材料有很強(qiáng)的導(dǎo)電性，能及時(shí)吸收或反射電磁波，以避免設(shè)備被電磁波干擾，能抑制電磁輻射，進(jìn)而將安全風(fēng)險(xiǎn)予以排除。通常情況下，屏蔽主要表現(xiàn)為電屏蔽、磁屏蔽與電磁屏蔽三種[2]。在電磁屏蔽之中，都是導(dǎo)體設(shè)計(jì)在干擾源與敏感設(shè)備間，且對導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行接地處理，以此來對干擾源所引出的電力線予以阻擋，讓電力線在導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上處于靜止的狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)敏感設(shè)備的目的。使用電磁屏蔽技術(shù)對干擾源予以抑制時(shí)，應(yīng)使用高磁導(dǎo)率性材料，借助此材料的地詞組特性來實(shí)現(xiàn)磁分路的效果，進(jìn)而達(dá)到引導(dǎo)磁場的效果，能讓磁場借助屏蔽主體來向前進(jìn)行傳播，進(jìn)而會(huì)讓屏蔽主體內(nèi)部的磁場逐漸減弱，最終達(dá)到維護(hù)與保護(hù)設(shè)備的效果。在部分高頻電磁場環(huán)境中，電磁場具有高度的輻射性，容易發(fā)生遠(yuǎn)場干擾問題，相關(guān)工作人員必須對遠(yuǎn)場環(huán)境中的磁場與電場給予高度關(guān)注，為應(yīng)對此項(xiàng)問題，必須強(qiáng)化對電磁屏蔽技術(shù)的合理性應(yīng)用。以電磁波為介質(zhì)，將信號傳輸?shù)讲煌杩沟谋砻娑a(chǎn)生反射，在良性電導(dǎo)體中使用電磁波時(shí)，信號傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的衰減問題[3]，進(jìn)而可借助屏蔽主體來將電磁波中的能量予以吸收掉，能大大降低屏蔽主體內(nèi)的電磁能量值，以實(shí)現(xiàn)屏蔽的目的。

2 無線電通信設(shè)備的電磁屏蔽技術(shù)

2.1 電磁場屏蔽

在無線電通信設(shè)備中，電磁屏蔽主要是借助屏蔽主體來將電磁場予以屏蔽，要求電磁場不可在指定范圍內(nèi)進(jìn)行傳播。運(yùn)用電磁場進(jìn)行屏蔽時(shí)，主要的方法如下：

其一，吸收法。電磁在通過屏蔽主體時(shí)，不是全部電磁能量都能被屏蔽，剩余的能量會(huì)順著屏蔽主體表面滲透到屏蔽主體之中，受到屏蔽材料的影響，致使能量不斷衰減，也就是說部分電磁能量被吸收，僅僅能達(dá)到預(yù)期的屏蔽效果。

其二，反射法。在特定條件下，電磁屏蔽主體的原材料以金屬為主，金屬元素與空間之間的交界面阻抗有非連續(xù)性的特質(zhì)，電磁波在通過屏蔽主體的表面之時(shí)，電磁入射波會(huì)受到不可連續(xù)性的阻抗來反射，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)屏蔽目的。

其三，反射與吸收共同作用。電磁能量在通過屏蔽主體時(shí)，部分元素會(huì)被屏蔽主體所吸收，另一部分會(huì)被嚴(yán)重反射，進(jìn)而會(huì)使得電磁力逐漸衰減，最終達(dá)到預(yù)期的屏蔽效果。

2.2 磁場屏蔽

一般來講，磁場屏蔽對象主要表現(xiàn)為直流磁場與低頻磁場。相較于電磁場屏蔽技術(shù)，磁場屏蔽技術(shù)效能偏低，運(yùn)用磁場屏蔽技術(shù)時(shí)，需要使用屏蔽主體材料的高導(dǎo)性與磁性等分路作用來達(dá)到好低磁阻的效果，在此過程中，磁通在通過屏蔽主體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大幅度減退的情況。工作人員應(yīng)注意設(shè)備與屏蔽主體間必須距離較近，運(yùn)用此種方式才能適度削減磁通量[4]。此外，對屏蔽主體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重視孔道設(shè)計(jì)，孔道能讓屏蔽主體磁阻特性變得更為強(qiáng)烈，這樣會(huì)導(dǎo)致屏蔽無法達(dá)到理想效果。場地與環(huán)境對屏蔽強(qiáng)度的影響很大，若想達(dá)到理想的屏蔽效果，對屏蔽主體質(zhì)量的要求很高，工作者應(yīng)使用雙層磁屏蔽主體，是提升屏蔽效果的重要途徑。在外部強(qiáng)磁場屏蔽上，工作人員必須對屏蔽材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格要求，屏蔽外層應(yīng)使用不易飽和材料；若在屏蔽主體內(nèi)部進(jìn)行屏蔽，則需使用飽和性強(qiáng)的高導(dǎo)磁性材料，若對內(nèi)部強(qiáng)磁場予以屏蔽，建議使用次序倒換類的材料。

2.3 電場屏蔽

電場屏蔽是將電場感應(yīng)視為電容的耦合。屏蔽電場時(shí)，屏蔽體與被屏蔽體間需要保持較近的距離，此外，還要控制好屏蔽體的接地情況。在屏蔽體形態(tài)來看，工作者只要根據(jù)需求選擇合適的形態(tài)。一般來講，相較于開放性的屏蔽主體，全封閉性屏蔽主體的屏蔽效果更佳，但是，在現(xiàn)實(shí)生活中若想達(dá)到全封閉實(shí)在是很難。與其他屏蔽技術(shù)相比，電場屏蔽技術(shù)在屏蔽主體厚度上的要求不是很嚴(yán)格，一般的導(dǎo)體都可滿足標(biāo)準(zhǔn)，但是在強(qiáng)度上，該種屏蔽技術(shù)對強(qiáng)度的要求更高，需要相關(guān)人員給予高度重視。

2.4 嚴(yán)格規(guī)范屏蔽材料質(zhì)量

若用作磁場屏蔽，屏蔽材料應(yīng)以鐵磁性材料為主，如鐵、合金等，此類材料具有高導(dǎo)磁性，能吸收足量的磁場能量；若用作電場屏蔽，屏蔽主體的底板、機(jī)殼材料應(yīng)使用良性導(dǎo)體，此種材料能對電磁能量實(shí)現(xiàn)反射；若磁場較強(qiáng)，屏蔽主體需要對電場、磁場等進(jìn)行全面屏蔽，材料必須滿足要求，嚴(yán)格規(guī)范接地手段、材料的厚度參數(shù)等。與此同時(shí)，工作者應(yīng)禁止發(fā)生電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生中斷，以實(shí)現(xiàn)對底板、機(jī)殼的輻射泄漏問題予以掌控。

3 結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)實(shí)生活中，無線電設(shè)備是不可或缺的，其在整個(gè)社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程中扮演著重要的角色。使用電磁屏蔽技術(shù)時(shí)，選擇何種方式，技g員必須充分結(jié)合無線電通信設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與實(shí)際情況選擇合適的屏蔽方法，若符合實(shí)際狀況，才能達(dá)到預(yù)期效果，滿足各項(xiàng)屏蔽需求，以提高屏蔽質(zhì)量，對整個(gè)無線電通信設(shè)備的運(yùn)行具有積極影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱剛.無線電通信設(shè)備的電磁屏蔽[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（05）：46-47.

[2]鳴.關(guān)于無線電設(shè)備電磁屏蔽技術(shù)的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（08）：54.

第2篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞： OPNET； 無線通信； 干擾； 誤比特率

中圖分類號： TN911.7?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）17?0027?03

0 引 言

無線信道是移動(dòng)通信的傳輸媒體，所有的信息都在這個(gè)信道中傳輸，信道性能的好壞直接決定著通信的質(zhì)量，因此隨著寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和多媒體技術(shù)的進(jìn)步，無線網(wǎng)絡(luò)的研究越來越引起人們的興趣。

無線通信[1]的特點(diǎn)是傳播的開放性、接收環(huán)境的復(fù)雜性和通信用戶的隨機(jī)移動(dòng)性，干擾作為無線傳播過程中必不可少的一個(gè)影響因子，對信道傳輸作用非常大，有效的通信干擾能夠?qū)Ω鱾€(gè)階段的戰(zhàn)斗行動(dòng)帶來影響，使敵方接收不到有效信息，從而使其作戰(zhàn)過程無法統(tǒng)一。另一方面，干擾也可以向敵方隱蔽其作戰(zhàn)目的，從而破壞對方的指揮。因此，對影響干擾的因素進(jìn)行研究分析就非常重要。為了得到距離、發(fā)射機(jī)功率和干擾效果的關(guān)系，本文通過加入移動(dòng)的干擾節(jié)點(diǎn)，并采用不同的干擾發(fā)射機(jī)功率，通過OPNET[2]網(wǎng)絡(luò)仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析，所得仿真結(jié)果可為實(shí)際作戰(zhàn)提供理論參考依據(jù)。

1 OPNET仿真機(jī)制概述

1.1 OPNET的特點(diǎn)

首先，OPNET采用三層建模機(jī)制，最頂層的網(wǎng)絡(luò)層對應(yīng)現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)，反映現(xiàn)實(shí)的通信結(jié)構(gòu)；中間層是節(jié)點(diǎn)模型，體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)特點(diǎn)；最底層是進(jìn)程模型，利用FSM（有限狀態(tài)機(jī)）表現(xiàn)協(xié)議或者算法的思想。其次，OPNET采用離散事件的仿真方法，它是在FSM的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，是基于事件的，并不影響仿真數(shù)據(jù)的特性，仿真效率比較高。再次，OPNET內(nèi)嵌了很多性能統(tǒng)計(jì)器，它會(huì)自動(dòng)采集模擬過程的結(jié)果數(shù)據(jù)，有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)性和集成分析性能。最后，OPNET 仿真模型庫為客戶提供了一系列的仿真模型，在這些模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的仿真，用戶也可根據(jù)自己的需要，添加、修改已有的源代碼，設(shè)計(jì)自己的模型。

1.2 OPNET的仿真建模流程

使用OPNET仿真大體可以分為以下6個(gè)步驟：配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌慌渲脴I(yè)務(wù)；收集統(tǒng)計(jì)量；運(yùn)行仿真；調(diào)試模塊再次仿真；結(jié)果和拓?fù)鋱?bào)告。

1.3 OPNET無線信道管道階段簡介

在OPNET無線信道仿真中，對于每個(gè)發(fā)射和接收信道[3]對，它們之間的整個(gè)無線傳輸過程可以用一系列功能單一的子傳輸階段的組合（見圖1）來描述，其中涉及到一系列參數(shù)計(jì)算。有些無線鏈路的參數(shù)互為因果，時(shí)間上有先后順序，所以傳輸階段的排列順序也應(yīng)按照實(shí)際傳輸?shù)南群髞矶?，每個(gè)階段都有各自不同的功能。

2 無線電通信

2.1 無線電通信過程

無線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號功率[4]，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波的形式輻射出去。中間通過無線信道進(jìn)行傳輸，當(dāng)電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接收（僅僅接收很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機(jī)。這中間的無線傳輸信道[2]由于其開放和不確定性對通信干擾影響最大。其過程如圖2所示。

2.2 干擾的基本原理

在無線電通信系統(tǒng)中，信息傳播是在開放的信道中進(jìn)行的，發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號經(jīng)過開放的空中信道傳送到接收機(jī)端被接收機(jī)接收。由于信號來自開放的傳播媒介，所以接收機(jī)在接收信號的同時(shí)不可避免地會(huì)接收到一部分與信號具有一定相關(guān)性的非信號成分，即通常所說的噪聲和干擾[5]，致使通信接收系統(tǒng)檢測有用信號時(shí)必然存在著不確定的因素。干擾向空中輻射的干擾信號，通過無線信道到達(dá)通信系統(tǒng)的接收端，當(dāng)接收機(jī)在接收通信信號的同時(shí)接收到干擾信號時(shí)，就對通信產(chǎn)生了干擾。原理圖如圖3所示。

3 距離、功率對干擾效果的影響

在無線電通信過程中，干擾是必須要考慮的一個(gè)因素，因?yàn)樗鼘ο到y(tǒng)的性能影響非常大，但同時(shí)影響干擾效果的因素也是多方面的。一方面，當(dāng)輸入信號電平保持一定的時(shí)候，接收機(jī)輸入端干擾信號的功率對干擾效果影響很大，干擾功率主要受干擾發(fā)射機(jī)輸出功率、天線方向性的影響；另一方面，在一定的距離范圍內(nèi)，隨著干擾節(jié)點(diǎn)和收信機(jī)之間距離的變化，收信機(jī)受干擾的程度也不一樣。

3.1 網(wǎng)絡(luò)模型

本文是在自由空間模型[6]下，不考慮外界雨、雪等自然環(huán)境條件的干擾，僅僅通過加入一個(gè)移動(dòng)的干擾節(jié)點(diǎn)，采用OPNET來仿真干擾節(jié)點(diǎn)距離、干擾發(fā)射機(jī)輸出功率對收信機(jī)誤比特率的影響。

網(wǎng)絡(luò)模型如圖4所示，在實(shí)驗(yàn)中通過添加移動(dòng)的干擾節(jié)點(diǎn)jam來改變與收信機(jī)之間的距離，并采用不同的干擾機(jī)發(fā)射功率來進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，通信采用全向天線，天線高度為3 m，干擾節(jié)點(diǎn)和收信機(jī)節(jié)點(diǎn)的各屬性設(shè)置相同，data rate（bps）設(shè)為1 024，packet formats設(shè)為all formatted，bandwidth（kHz）設(shè)為10，min frequency（MHz）設(shè)為300，干擾節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.5，2.5），發(fā)信機(jī)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)（3，3），收信機(jī)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為（4，3），單位為km。

3.2 進(jìn)程模型

在本網(wǎng)絡(luò)模型中，無線收信機(jī)的進(jìn)程模型[7]如圖5所示，紅色表示非強(qiáng)制狀態(tài)，進(jìn)入代碼區(qū)執(zhí)行后停下來，交給仿真，等待下一次中斷。如果初始狀態(tài)init產(chǎn)生包流，那么進(jìn)入到下一個(gè)狀態(tài)generate，在進(jìn)入代碼區(qū)中生成包，否則到達(dá)另一個(gè)狀態(tài)stop。誤比特率是無線管道的第十二個(gè)階段，該階段主要是計(jì)算錯(cuò)誤接收包的情況，它是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸精確性的指標(biāo)，是衡量一個(gè)通信系統(tǒng)可靠性的主要的判斷依據(jù)。在OPNET中通過調(diào)用函數(shù)dra_ber_mt （OP_SIM_CONTEXT_ARG_OPT_COMMA Packet * pkptr）實(shí)現(xiàn)，同時(shí)信道的模型也是在此階段完成的。

3.3 仿真結(jié)果與分析

通過OPNET仿真軟件，得到干擾節(jié)點(diǎn)和收信機(jī)距離、干擾節(jié)點(diǎn)功率與收信機(jī)誤比特率的關(guān)系，如圖6所示。

圖6中縱坐標(biāo)表示誤比特率（ber），橫坐標(biāo)表示干擾節(jié)點(diǎn)和收信機(jī)的距離。仿真結(jié)果可以看出在一定的環(huán)境下，收信機(jī)的誤比特率隨著干擾節(jié)點(diǎn)與收信機(jī)之間距離的減少而增加，并且在二者近距離的時(shí)候，變化幅度比較大，變化率較快，在逐漸遠(yuǎn)離的時(shí)候，以較小的幅度逐漸降低，當(dāng)移動(dòng)到一定距離（干擾有效距離）之外時(shí)，接收機(jī)不再受干擾節(jié)點(diǎn)的影響，誤比特率趨近于0。

其次增大干擾節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率，干擾的有效距離也逐漸增大，如干擾節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率為200 W時(shí)，干擾有效距離是800 m，而當(dāng)功率增加到400 W時(shí)，干擾有效距離增加到1 000 m。而且，在一定范圍內(nèi)（500～1 000 m），隨著干擾節(jié)點(diǎn)的功率增大，其干擾效果（接收機(jī)的誤誤比特率）也會(huì)相應(yīng)增大。即在信號電平一定的情況下，可以通過采取增加干擾節(jié)點(diǎn)功率的方法來使干擾效果更加明顯，干擾節(jié)點(diǎn)功率越大，干擾效果越好。

4 結(jié) 語

應(yīng)用OPNET Modeler網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，通過引入移動(dòng)的干擾節(jié)點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，在一定范圍內(nèi)，干擾節(jié)點(diǎn)和收信機(jī)之間的距離、收信機(jī)接收到的干擾節(jié)點(diǎn)的功率都可以對收信機(jī)的接收產(chǎn)生影響。本文所建立的仿真模型符合客觀實(shí)際，定性分析結(jié)果與實(shí)際系統(tǒng)一致。無線信道通信環(huán)境非常復(fù)雜，在本文研究的基礎(chǔ)上，下一步的工作可考慮增加天氣、環(huán)境、地形、收發(fā)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)等干擾因素的建模，從而使仿真更貼近實(shí)際系統(tǒng)。并在定量的前提下，對無線通信仿真進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞：4G；4G關(guān)鍵技術(shù)；OFDMSAMIMOSDR4G發(fā)展現(xiàn)狀

一、前言

根據(jù)國際電聯(lián)的工作安排，2009年將集中征集4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，2010年會(huì)推出第一個(gè)4G版本，并在2011年世界無線電通信大會(huì)上通過。4G預(yù)計(jì)2015年左右投入商用。4G技術(shù)的飛速發(fā)展，使得廣大用戶享受更新、更快捷、更豐富的通信生活成為可能。

二、4G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)

4G系統(tǒng)針對各種不同業(yè)務(wù)的接人系統(tǒng)，通過多媒體接入連接到基于口的核心網(wǎng)中。基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用戶可實(shí)現(xiàn)在3G、4G、WLAN及固定網(wǎng)間無縫漫游。4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。

(1)物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路南選擇功能。

(2)中間環(huán)境層的功能有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量映射、地址變換和完全性管理等。

(3)物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，使發(fā)展和提供新的服務(wù)變得更容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)。并運(yùn)行于多個(gè)頻帶，這一服務(wù)能自適應(yīng)于多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端，跨越多個(gè)運(yùn)營商和服務(wù)商，提供更大范圍服務(wù)。

據(jù)國際電信聯(lián)盟定義，4G技術(shù)是可為移動(dòng)中的用戶提供100Mb/S的數(shù)據(jù)傳輸、為靜止的用戶提供1Gb/S的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通訊技術(shù)，包含OFDM、智能天線(SA)與多人多出天線(MIMO)技術(shù)、軟件無線電技術(shù)(SDR)三大關(guān)鍵技術(shù)。

2.1OFDM

OFDM即正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCMMulti-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種。OFDM技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)：可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率；適合高速數(shù)據(jù)傳輸；抗衰落能力強(qiáng)；抗碼間干擾(ISI)能力強(qiáng)。

2.2智能天線(SA)與多入多出天線(MIMO)技術(shù)

智能天線具有抑制信號干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號，這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發(fā)信機(jī)來實(shí)現(xiàn)射頻信號的接收和發(fā)射。同時(shí)通過基帶數(shù)字信號處理器，對各個(gè)天線鏈路上接收到的信號按一定算法進(jìn)行合并，實(shí)現(xiàn)上行波束賦形。目前智能天線的工作方式主要有兩種：全自適應(yīng)方式和基于預(yù)多波束的波束切換方式。

移動(dòng)通信環(huán)境中的多徑傳播對通信的有效性與可靠性造成了嚴(yán)重的影響。而多輸入多輸出(M1MO)技術(shù)在通信鏈路兩端均使用多個(gè)天線，發(fā)端將信源輸出的串行碼流轉(zhuǎn)成多路并行子碼流，分別通過不同的發(fā)射天線陣元同頻、同時(shí)發(fā)送，接收方則利用多徑引起的多個(gè)接收天線上信號的不相關(guān)性從混合信號中分離估計(jì)出原始子碼流，這相當(dāng)于頻帶資源重復(fù)利用，使頻譜利用率和鏈路可靠性極大的提高。

2.3軟件無線電技術(shù)(SDR)

軟件無線電(SDR)是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)一通用硬件平臺(tái)，利用軟件加載方式來實(shí)現(xiàn)各類無線電通信系統(tǒng)的一種開放式結(jié)構(gòu)的技術(shù)。其中心思想是使寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)等先進(jìn)的模塊盡可能地靠近射頻天線的要求。盡可能多地用軟件來定義無線功能。其軟件系統(tǒng)包括各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信號流變換軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件、信道糾錯(cuò)編碼軟件、信源編碼軟件等。軟件無線電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號處理硬件(DSPH)、現(xiàn)場可編程器件(FPGA)、數(shù)字信號處理(DSP)等。

2.4基于IP的核心網(wǎng)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個(gè)基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立于各種具體的無線接人方案，能提供端到端的IP業(yè)務(wù)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種窄中接口接人核心網(wǎng)；同時(shí)核心網(wǎng)能把業(yè)務(wù)、控制和傳輸?shù)确珠_。采用IP后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)(CN)協(xié)議、鏈路層是分離獨(dú)立的。在4G通信系統(tǒng)中將取代IPv4協(xié)議，主要采用全分組方式IPv6技術(shù)。

三、4G技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況及其挑戰(zhàn)

3.1日本NTI-DoCoMo在4G的領(lǐng)先優(yōu)勢

2008年日本NTTDoCoMo公司新聞公報(bào)稱，該公司在2007年年底進(jìn)行的4G外場試驗(yàn)中，創(chuàng)下5.3Gb/s的最大下行速率紀(jì)錄。在此次試驗(yàn)中，無線通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端天線均從一年前試驗(yàn)時(shí)的6根增加到12根，并采用了該公司獨(dú)有的接收信號處理技術(shù)，使下行速率成功翻倍。

3.2WiMAX“準(zhǔn)4G”標(biāo)準(zhǔn)

2007年10月19日，國際電信聯(lián)盟ITU在日內(nèi)瓦舉行無線通信全體會(huì)議，無線寬帶技術(shù)WiMAX通過投票正式成為3G標(biāo)準(zhǔn)。

WiMAX，即IEEE802A6x，全稱是“微波存取全球互通技術(shù)(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)”，被業(yè)界認(rèn)為是高于現(xiàn)有3G標(biāo)準(zhǔn)的“準(zhǔn)4G”標(biāo)準(zhǔn)。和傳統(tǒng)的TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000相比，WiMAX的最大傳輸半徑達(dá)到了約50km，接近前者的兩倍。而在傳輸速度上，WiMAX也讓其他3G標(biāo)準(zhǔn)望塵莫及。在10km范圍內(nèi)，WiMAX網(wǎng)絡(luò)的帶寬可以達(dá)到70Mb/S，甚至超過了ADSL等有線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，而3G標(biāo)準(zhǔn)中的TDSCDMA和WCDMA則均為2Mb/s。

3.3美國與歐洲針對4G的舉動(dòng)

作為美國的代表，3G時(shí)代的霸主高通公司一方面希望通過引入DMMX和HMMX這兩項(xiàng)技術(shù)后，性能達(dá)到4G的要求；另一方面則通過收購Flarion科技公司獲得了近300項(xiàng)OFDM技術(shù)專利，這被業(yè)界視為高通欲在4G時(shí)代繼續(xù)保持專利的絕對領(lǐng)先之舉。

在歐洲，愛立信已與美國加利福尼亞大學(xué)合作開發(fā)4G技術(shù)。加利福尼亞大學(xué)已正式成立了加州通信和信息技術(shù)學(xué)會(huì)，并得到了愛立信的投資。而阿爾卡特、愛立信、摩托羅拉、諾基亞、西門子成立了旨在推動(dòng)4G技術(shù)開發(fā)的世界無線研究論壇WWRF(WirelessWorldResearchForum)。該組織下設(shè)的6個(gè)工作組，分別討論業(yè)務(wù)、市場、結(jié)構(gòu)、接口、核心技術(shù)等問題。

3.4我國正在加快4G關(guān)鍵技術(shù)研究步伐

從2001年底起，繼在國產(chǎn)3G標(biāo)準(zhǔn)制定方面取得巨大進(jìn)展之后，國家“十五”、“863”計(jì)劃啟動(dòng)了面向未來移動(dòng)與無線通信發(fā)展的“FUTURE計(jì)劃”。

2006年7月，上海建設(shè)的世界最大的4G實(shí)驗(yàn)網(wǎng)通過了863項(xiàng)目的驗(yàn)收。通過驗(yàn)收的上海試驗(yàn)網(wǎng)由三個(gè)無線覆蓋小區(qū)、六個(gè)無線接入點(diǎn)組成，具有在移動(dòng)環(huán)境下支持蜂值速率為100Mb/S的無線傳輸及高清晰度交互式圖像業(yè)務(wù)演示等功能。

“FUTURE計(jì)劃”負(fù)責(zé)人之一、國家“863”計(jì)劃未來移動(dòng)通信總體組組長尤肖虎表示，我國已經(jīng)在國內(nèi)外申請移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)明專利100余項(xiàng)，我國在第四代移動(dòng)通信技術(shù)上已經(jīng)處于世界前沿。

2009年，我國對4G的發(fā)展步伐明顯加快。大唐移動(dòng)聯(lián)合中興通訊、華為以及相關(guān)高校和科研院所完成了4G相關(guān)白皮書。相關(guān)業(yè)內(nèi)人士透露，我國已經(jīng)完成了4G標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方案起草工作，目前正在進(jìn)行4G關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)驗(yàn)證。我國目前正在更多地區(qū)進(jìn)行4G系統(tǒng)的測試工作，且要趕在2010年前對其進(jìn)行商業(yè)化測試，以便在2011年世界無線電通信大會(huì)時(shí)向國際電信聯(lián)盟提交有著自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的4G標(biāo)準(zhǔn)。

四、4G移動(dòng)通信技術(shù)未來預(yù)測

第4篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞：4G概念移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：

引言

根據(jù)國際電聯(lián)的工作安排，2009年將集中征集4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，2010年會(huì)推出第一個(gè)4G版本，并在2011年世界無線電通信大會(huì)上通過。4G預(yù)計(jì)2015年左右投入商用。4G技術(shù)的飛速發(fā)展，使得廣大用戶享受更新、更快捷、更豐富的通信生活成為可能。

4G概念通信技術(shù)特點(diǎn)

目前，業(yè)界專業(yè)人士對4G概念移動(dòng)通信系統(tǒng)的共識(shí)主要有以下幾點(diǎn)：

a) 用戶可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間以任何方式不受限地接入網(wǎng)絡(luò)中來；

b) 移動(dòng)終端可以是任何類型的；

c) 用戶可以自由地選擇業(yè)務(wù)、應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)；

d) 可以實(shí)現(xiàn)非常先進(jìn)的移動(dòng)電子商務(wù)；

e) 新的技術(shù)可以非常容易地被引入到系統(tǒng)和業(yè)務(wù)中來。

根據(jù)以上描述，未來的4G系統(tǒng)應(yīng)具備以下的基本條件。

1.1具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。對于大范圍高速移動(dòng)用戶(250km/h)，數(shù)據(jù)速率為2 Mbit/s;對于中速移動(dòng)用戶(60km/h)，數(shù)據(jù)速率為20 Mbbit/s;對于低速移動(dòng)用戶(室內(nèi)或步行者)，數(shù)據(jù)速率為100 Mbit/s。

1.2實(shí)現(xiàn)真正的無縫漫游。4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，能使各類媒體、通信主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行“無縫連接”，真正實(shí)現(xiàn)一部手機(jī)在全球的任何地點(diǎn)都能進(jìn)行通信。

1.3高度智能化的網(wǎng)絡(luò)。采用智能技術(shù)的4G 通信系統(tǒng)將是一個(gè)高度自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。采用智能信號處理技術(shù)對信道條件不同的各種復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行結(jié)合的正常發(fā)送與接收，有很強(qiáng)的智能性、適應(yīng)性和靈活性。

1.4良好的覆蓋性能。4G 通信系統(tǒng)應(yīng)具有良好的覆蓋并能提供高速可變速率傳輸。對于室內(nèi)環(huán)境，由于要提供高速傳輸，小區(qū)的半徑會(huì)更小。

1.5基于IP 的網(wǎng)絡(luò)。4G通信系統(tǒng)將會(huì)采用IPv6，IPv6將能在IP 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)話音和多媒體業(yè)務(wù)。

1.6實(shí)現(xiàn)不同QoS 的業(yè)務(wù)。4G 通信系統(tǒng)通過動(dòng)態(tài)帶寬分配和調(diào)節(jié)發(fā)射功率來提供不同質(zhì)量的業(yè)務(wù)。

2.4G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)

4G系統(tǒng)針對各種不同業(yè)務(wù)的接人系統(tǒng)，通過多媒體接入連接到基于口的核心網(wǎng)中?；贗P技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用戶可實(shí)現(xiàn)在3G、4G、WLAN及固定網(wǎng)間無縫漫游。4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。

(1)物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路南選擇功能。

(2)中間環(huán)境層的功能有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量映射、地址變換和完全性管理等。

(3)物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，使發(fā)展和提供新的服務(wù)變得更容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)。并運(yùn)行于多個(gè)頻帶，這一服務(wù)能自適應(yīng)于多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端，跨越多個(gè)運(yùn)營商和服務(wù)商，提供更大范圍服務(wù)。

據(jù)國際電信聯(lián)盟定義，4G技術(shù)是可為移動(dòng)中的用戶提供100 Mb/S的數(shù)據(jù)傳輸、為靜止的用戶提供1Gb/S的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通訊技術(shù)，包含OFDM、智能天線(SA)與多人多出天線(MIMO)技術(shù)、軟件無線電技術(shù)(SDR)三大關(guān)鍵技術(shù)。

2.1OFDM

OFDM即正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種。OFDM技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)：可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率；適合高速數(shù)據(jù)傳輸；抗衰落能力強(qiáng)；抗碼間干擾(ISI)能力強(qiáng)。抵抗光通信中的色散效應(yīng)和偏振模色散。

2.2智能天線(SA)與多入多出天線(MIMO)技術(shù)

智能天線具有抑制信號干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號，這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發(fā)信機(jī)來實(shí)現(xiàn)射頻信號的接收和發(fā)射。同時(shí)通過基帶數(shù)字信號處理器，對各個(gè)天線鏈路上接收到的信號按一定算法進(jìn)行合并，實(shí)現(xiàn)上行波束賦形。目前智能天線的工作方式主要有兩種：全自適應(yīng)方式和基于預(yù)多波束的波束切換方式。

移動(dòng)通信環(huán)境中的多徑傳播對通信的有效性與可靠性造成了嚴(yán)重的影響。而多輸入多輸出(M1MO)技術(shù)在通信鏈路兩端均使用多個(gè)天線，發(fā)端將信源輸出的串行碼流轉(zhuǎn)成多路并行子碼流，分別通過不同的發(fā)射天線陣元同頻、同時(shí)發(fā)送，接收方則利用多徑引起的多個(gè)接收天線上信號的不相關(guān)性從混合信號中分離估計(jì)出原始子碼流，這相當(dāng)于頻帶資源重復(fù)利用，使頻譜利用率和鏈路可靠性極大的提高。

2.3軟件無線電技術(shù)(SDR)

軟件無線電(SDR)是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)一通用硬件平臺(tái)，利用軟件加載方式來實(shí)現(xiàn)各類無線電通信系統(tǒng)的一種開放式結(jié)構(gòu)的技術(shù)。其中心思想是使寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)等先進(jìn)的模塊盡可能地靠近射頻天線的要求。盡可能多地用軟件來定義無線功能。其軟件系統(tǒng)包括各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信號流變換軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件、信道糾錯(cuò)編碼軟件、信源編碼軟件等。軟件無線電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號處理硬件(DSPH)、現(xiàn)場可編程器件(FPGA)、數(shù)字信號處理(DSP)等。

2.4基于IP的核心網(wǎng)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個(gè)基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立于各種具體的無線接人方案，能提供端到端的IP業(yè)務(wù)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種窄中接口接人核心網(wǎng)；同時(shí)核心網(wǎng)能把業(yè)務(wù)、控制和傳輸?shù)确珠_。采用IP后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)(CN)協(xié)議、鏈路層是分離獨(dú)立的。在4G通信系統(tǒng)中將取代IPv4協(xié)議，主要采用全分組方式IPv6技術(shù)。

2.5IPv6技術(shù)

4G通信系統(tǒng)選擇了采用基于IP的全分組方式傳送數(shù)據(jù)流，因此IPv6技術(shù)將成為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心協(xié)議。選擇IPv6 協(xié)議主要基于以下幾點(diǎn)考慮：

a) 巨大的地址空間。在一段可預(yù)見的時(shí)期內(nèi)，它能夠?yàn)樗锌梢韵胂癯龅木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個(gè)全球惟一的地址。

b) 自動(dòng)控制。IPv6還有另一個(gè)基本特性就是它支持無狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動(dòng)配置方式。無狀態(tài)地址自動(dòng)配置方式是獲得地址的關(guān)鍵。在這種方式下，需要配置地址的節(jié)點(diǎn)使用一種鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制來獲得一個(gè)局部連接地址。一旦得到這個(gè)地址之后，它將用另一種即插即用的機(jī)制，在沒有任何人工干預(yù)的情況下，獲得一個(gè)全球惟一的路由地址。

c) 服務(wù)質(zhì)量。服務(wù)質(zhì)量(QoS)包含幾個(gè)方面的內(nèi)容。從協(xié)議的角度看，IPv6與目前的IPv4具有相同的QoS，但是IPv6 能提供不同的服務(wù)。這些優(yōu)點(diǎn)來自于IPv6 報(bào)頭中新增的字段“流標(biāo)志”。有了這個(gè)20 位長的字段，在傳輸過程中，中國的各節(jié)點(diǎn)就可以識(shí)別和分開處理任何IP 地址流。盡管對這個(gè)流標(biāo)志的準(zhǔn)確應(yīng)用還沒有制定出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但將來它無疑將用于基于服務(wù)級別的新計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

d) 移動(dòng)性。移動(dòng)IPv6在新功能和新服務(wù)方面可提供更大的靈活性。每個(gè)移動(dòng)設(shè)備設(shè)有一個(gè)固定的家鄉(xiāng)地址，這個(gè)地址與設(shè)備當(dāng)前接入互聯(lián)網(wǎng)的位置無關(guān)。當(dāng)設(shè)備在家鄉(xiāng)以外的地方使用時(shí)，通過一個(gè)轉(zhuǎn)交地址即可提供移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置信息。移動(dòng)設(shè)備每次改變位置都要將它的轉(zhuǎn)交地址告訴給家鄉(xiāng)地址和它所對應(yīng)的通信節(jié)點(diǎn)。

3.結(jié)束語

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)目前還只是一個(gè)基本概念，4G網(wǎng)絡(luò)的定義仍然還不明確，IEEE等標(biāo)準(zhǔn)化組織仍處于制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的過程中。但是融合現(xiàn)有的各種無線接入技術(shù)的4G系統(tǒng)將成為一個(gè)無縫連接的統(tǒng)一系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的全球漫游及業(yè)務(wù)的可攜帶性，是滿足未來市場需求的新一代的移動(dòng)通信系統(tǒng)，它將幫助我們實(shí)現(xiàn)充滿個(gè)性化的通信夢想。

參考文獻(xiàn)

1.謝顯忠等.基于TDD的第四代移動(dòng)通信技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2005.

第5篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞：船舶通信；船舶導(dǎo)航；理論與實(shí)踐相結(jié)合

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0216-02

十提出了“海洋強(qiáng)國”的戰(zhàn)略方針，進(jìn)一步確立了船舶與海洋工程在國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和軍事國防方面的重要地位。船舶通信與導(dǎo)航是船舶電氣專業(yè)的重要組成部分，是船舶安全航行和正常運(yùn)行的一個(gè)重要手段，也是海上安全必不可少的重要保證，因此在大學(xué)設(shè)置船舶通信與導(dǎo)航這門課程有著重要的意義。

一、船舶通信與導(dǎo)航的教學(xué)現(xiàn)狀

《船舶通信與導(dǎo)航》是一門跨學(xué)科的課程，內(nèi)涵十分豐富，包含了通信理論、控制理論以及海洋學(xué)科的知識(shí)。該課程的知識(shí)面很廣，內(nèi)容比較復(fù)雜。課程主要介紹各類船舶通信和導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理、性能、結(jié)構(gòu)以及實(shí)例。開設(shè)該課程的目的是使學(xué)生熟悉現(xiàn)代通信、無線電導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、組合導(dǎo)航等基本原理，掌握地面頻率通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、海上安全信息系統(tǒng)等常見的船舶通信系統(tǒng)；掌握搜救雷達(dá)應(yīng)答器及船用天線、船用磁羅經(jīng)、航海陀螺羅經(jīng)、船用回聲測深儀、船用計(jì)程儀、船用導(dǎo)航雷達(dá)與ARPA、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、船載航行數(shù)據(jù)記錄儀、船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等常用船舶通信及導(dǎo)航設(shè)備；使學(xué)生了解船舶通信和導(dǎo)航系統(tǒng)在實(shí)際工程領(lǐng)域的典型應(yīng)用，掌握船舶通信與導(dǎo)航的基本原理和分析方法，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和技能基礎(chǔ)。

從教學(xué)內(nèi)容和課程目的可以看到，學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)船舶通信、船舶導(dǎo)航的基本原理，還需要學(xué)習(xí)一些船舶通信和導(dǎo)航設(shè)備，在此基礎(chǔ)上完整地掌握相關(guān)船舶通信及導(dǎo)航的子系統(tǒng)。在授課教學(xué)模式中，教師往往就一本教材從頭到尾講授給學(xué)生，教師講什么，學(xué)生就聽什么，這種教學(xué)模式無法滿足船舶通信與導(dǎo)航課程教學(xué)的要求。授課教學(xué)模式中，沒有體現(xiàn)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)觀點(diǎn)。學(xué)生在教學(xué)過程中只是被動(dòng)地聽、記、背，學(xué)習(xí)缺乏主觀性和能動(dòng)性，學(xué)生只能靠死記硬背理解相關(guān)理論，這樣使得學(xué)生缺乏形象思維能力和解決具體問題的技能。教學(xué)方法和手段的單一性往往會(huì)出現(xiàn)紙上談兵的尷尬結(jié)果。老師說教的教學(xué)方式不僅不能達(dá)到預(yù)期的目的，反而容易使學(xué)生滋生厭學(xué)的情緒。

二、理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法

實(shí)踐教學(xué)[2]不是理論教學(xué)的輔助和補(bǔ)充，而是理論教學(xué)的進(jìn)一步延伸。船舶通信與導(dǎo)航一方面表現(xiàn)出重點(diǎn)專業(yè)基礎(chǔ)課的特質(zhì)，另一方面也體現(xiàn)出了重要技能基礎(chǔ)課的特點(diǎn)。把理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力的一種教學(xué)方法。把課堂教學(xué)和科研成果運(yùn)用到實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在實(shí)踐教學(xué)中開展綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生開拓視野，加深對本課程基礎(chǔ)理論的理解，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，使理論和實(shí)踐得到了充分的結(jié)合，從而最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

首先，“船舶通信與導(dǎo)航”能涉及很多的通信理論和自動(dòng)化控制的理論，通過講授的方式，學(xué)生會(huì)能夠比較好地學(xué)習(xí)這些理論知識(shí)。但是，對知識(shí)的深入掌握和應(yīng)用，靠單純的講授是無法實(shí)現(xiàn)的，需要學(xué)生自己動(dòng)手，去仿真學(xué)習(xí)，自己通過編程仿真，真正掌握這些原理知識(shí)。

其次，“船舶通信與導(dǎo)航”本身就是一個(gè)功能齊備但是很復(fù)雜的大系統(tǒng)，講起來內(nèi)容抽象、復(fù)雜，還很枯燥無味，學(xué)生的興趣就會(huì)隨著講課的過程逐漸變得淡??；另一個(gè)問題是純講授原理，學(xué)生沒有實(shí)際的感觸，無法將實(shí)物和原理結(jié)合聯(lián)系起來一起理解，不利于學(xué)生對知識(shí)的消化吸收。特別是一些通信及導(dǎo)航設(shè)備，單純講授這些設(shè)備的設(shè)計(jì)原理以及應(yīng)用，學(xué)生一聽而過，教學(xué)效果不會(huì)很好，而利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，讓學(xué)生直接接觸這些船用設(shè)備，一方面可以直觀了解這些設(shè)備，更好地消化老師教授的理論內(nèi)容，另一方面，學(xué)生可以自己動(dòng)手去操作這些設(shè)備，進(jìn)一步深入了解設(shè)備的使用，同時(shí)可以了解到設(shè)備與設(shè)備之間的聯(lián)系，建立系統(tǒng)的概念，對理論教學(xué)有一個(gè)深入和補(bǔ)充。

三、“船舶通信與導(dǎo)航”理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法的實(shí)施

（一）現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件

學(xué)院擁有“船舶綜合平臺(tái)信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室”、“船舶電子信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室”。利用學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室條件，以現(xiàn)代通信技術(shù)理論為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)船舶通信與導(dǎo)航半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。系統(tǒng)包括：船舶微波通信實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)、船舶導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)以及船舶光纖通信實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)。圍繞導(dǎo)航設(shè)備以及船舶電子設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)，通過實(shí)物、半實(shí)物與仿真等手段，使學(xué)生熟悉船用無線電通信、微波通信和光纖通信基本原理，掌握天線與微波理論、電磁兼容技術(shù)、光纖通信技術(shù)等相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)、信息處理方法在船舶通信中的應(yīng)用。船舶通信與導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主要有船舶微波通信實(shí)驗(yàn)及仿真系統(tǒng)、船舶光纖通信實(shí)驗(yàn)及仿真系統(tǒng)和船舶導(dǎo)航仿真系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)船舶通信與導(dǎo)航半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

（二）理論教學(xué)

要重視理論教學(xué)，努力提高學(xué)生的理論水平。

1.多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)減少了課堂板書，使教學(xué)內(nèi)容更加形象化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加了課堂授課的信息量，適合船舶通信與導(dǎo)航的課堂教學(xué)。例如在講授電羅經(jīng)的指向原理時(shí)，就可以通過動(dòng)畫演示的方法，生動(dòng)形象地演示出羅經(jīng)的等幅擺動(dòng)軌跡，以及加了力矩以后的阻尼運(yùn)動(dòng)軌跡。通過多媒體教學(xué)，不但可以幫助學(xué)生比較牢固地掌握理論知識(shí)，而且還可以有效地把實(shí)踐教學(xué)也融進(jìn)去，推動(dòng)教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.討論式教學(xué)。在教學(xué)過程中，為了配合理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，把每一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后遇到的實(shí)際問題提出來，要求學(xué)生進(jìn)行課堂討論并提出解決問題的辦法?，F(xiàn)在的通信手段和導(dǎo)航技術(shù)日新月異，書本的知識(shí)和技術(shù)的進(jìn)步相比有一定的滯后性，可以給學(xué)生一些課題，讓學(xué)生課后去閱讀、學(xué)習(xí)、歸納整理，在課堂上展開討論。這樣可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，而且可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，保證學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的前沿性。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)

學(xué)生通過船舶微波通信實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)船外通信，主要包括船舶與船舶通信、船舶與衛(wèi)星通信、船舶與陸地通信。學(xué)生能夠掌握船舶通信系統(tǒng)的組成與基本原理，微波設(shè)備的使用方法與具體應(yīng)用。理解船舶通信中微波信號的測量、分析與設(shè)計(jì)方法，并能夠利用仿真技術(shù)對微波通信系統(tǒng)進(jìn)行信號和信息處理；學(xué)生通過船舶光纖通信實(shí)驗(yàn)，掌握現(xiàn)代光纖通信的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)與基本原理，并理解船用光纖傳感器工作的物理參數(shù)、技術(shù)概念和標(biāo)準(zhǔn)等，較為全面地了解現(xiàn)代光纖通信技術(shù)；通過編程GPS原理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、GPS中頻信號采樣器、船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等設(shè)備使學(xué)生理解GPS的基本原理，掌握GPS導(dǎo)航定位的方法，并通過對GPS接收機(jī)接口和信號處理等模塊的軟硬件設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握GPS接收機(jī)組成原理和使用方法，掌握衛(wèi)星信號的捕獲和跟蹤等信號處理技術(shù)，使學(xué)生在今后的工作中能夠更好地應(yīng)用GPS產(chǎn)品，真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。

四、總結(jié)

總之，船舶通信與導(dǎo)航課程理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，使課程內(nèi)容更接近實(shí)際、教學(xué)方法更易于為學(xué)生所接受，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，使船舶通信與導(dǎo)航課程的學(xué)習(xí)始終與技術(shù)發(fā)展保持一致。學(xué)生既能夠?qū)W習(xí)船舶通信和船舶導(dǎo)航的基本原理，又能夠掌握船舶通信和導(dǎo)航設(shè)備應(yīng)用，為以后學(xué)生走上工作崗位，無論從事船舶設(shè)計(jì)還是航海應(yīng)用都打下良好的理論基礎(chǔ)和技能基礎(chǔ)。

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第6篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞：電子設(shè)備電磁兼容性干擾源有效抑制

1引言

隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代的電子設(shè)備已廣泛地應(yīng)用于人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)前，電子設(shè)備已處速發(fā)展的時(shí)期，并且這個(gè)發(fā)展過程仍以日益增長的速度持續(xù)著。電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，必然導(dǎo)致它們在其周圍空間產(chǎn)生的電磁場電平的不斷增加。也就是說，電子設(shè)備不可避免地在電磁環(huán)境（EME）中工作。因此，必須解決電子設(shè)備在電磁環(huán)境中的適應(yīng)能力。電磁兼容性（EMC）是一門關(guān)于抗電磁干擾（EMI）影響的科學(xué)。目前，就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經(jīng)形成一門新的學(xué)科。電磁兼容的中心課題是研究控制和消除電磁干擾，使電子設(shè)備或系統(tǒng)與其它設(shè)備聯(lián)系在一起工作時(shí)，不引起設(shè)備或系統(tǒng)的任何部分的工作性能的惡化或降低。一個(gè)設(shè)計(jì)理想的電子設(shè)備或系統(tǒng)應(yīng)該既不輻射任何不希望的能量，又應(yīng)該不受任何不希望有的能量的影響。

2電磁干擾源的分類

各種形式的電磁干擾是影響電子設(shè)備電磁兼容性的主要因素，因此，它是電磁兼容性設(shè)計(jì)中需要研究的重要內(nèi)容。

2－1內(nèi)部干擾

內(nèi)部干擾是指電子設(shè)備內(nèi)部各元部件之間的相互干擾，包括以下幾種。

（1）工作電源通過線路的分布電容和絕緣電阻產(chǎn)生漏電造成的干擾；(與工作頻率有關(guān))

（2）信號通過地線、電源和傳輸導(dǎo)線的阻抗互相耦合，或?qū)Ь€之間的互感造成的干擾；

（3）設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部某些元件發(fā)熱，影響元件本身或其它元件的穩(wěn)定性造成的干擾；

（4）大功率和高電壓部件產(chǎn)生的磁場、電場通過耦合影響其它部件造成的干擾。

2－2外部干擾

外部干擾是指電子設(shè)備或系統(tǒng)以外的因素對線路、設(shè)備或系統(tǒng)的干擾，包括以下幾種。

（1）外部的高電壓、電源通過絕緣漏電而干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)；

（2）外部大功率的設(shè)備在空間產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場，通過互感耦合干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)；

（3）空間電磁波對電子線路或系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾；

（4）工作環(huán)境溫度不穩(wěn)定，引起電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部元器件參數(shù)改變造成的干擾；

（5）由工業(yè)電網(wǎng)供電的設(shè)備和由電網(wǎng)電壓通過電源變壓器所產(chǎn)生的干擾。

3干擾的傳遞途徑

當(dāng)干擾源的頻率較高、干擾信號的波長又比擾的對象結(jié)構(gòu)尺寸小，或者干擾源與擾者之間的距離r>>λ／2π時(shí)，則干擾信號可以認(rèn)為是輻射場，它以平面電磁波形式向外副射電磁場能量進(jìn)入擾對象的通路。

（2）干擾信號以漏電和耦合形式，通過絕緣支承物等（包括空氣）為媒介，經(jīng)公共阻抗的耦合進(jìn)入擾的線路、設(shè)備或系統(tǒng)。

如果干擾源的頻率較低，干擾信號的波長λ比擾對象的結(jié)構(gòu)尺寸長，或者干擾源與干擾對象之間的距離r<<λ／2π，則干擾源可以認(rèn)為是似穩(wěn)場，它以感應(yīng)場形式進(jìn)入擾對象的通路。

（3）干擾信號可以通過直接傳導(dǎo)方式引入線路、設(shè)備或系統(tǒng)。

4電磁兼容性設(shè)計(jì)的基本原理

4－1接地

接地是電子設(shè)備的一個(gè)很重要問題。接地目的有三個(gè)：

（1）接地使整個(gè)電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個(gè)公共的參考零電位，保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地干作。

（2）防止外界電磁場的干擾。機(jī)殼接地可以使得由于靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這些電荷形成的高壓可能引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電而造成干擾。另外，對于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。

（3）保證安全工作。當(dāng)發(fā)生直接雷電的電磁感應(yīng)時(shí)，可避免電子設(shè)備的毀壞；當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機(jī)殼相通時(shí)，可避免操作人員的觸電事故發(fā)生。此外，很多醫(yī)療設(shè)備都與病人的人體直接相連，當(dāng)機(jī)殼帶有110V或220V電壓時(shí)，將發(fā)生致命危險(xiǎn)。

因此，接地是抑制噪聲防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面，是電路或系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位，但不一定為大地電位。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全，電子設(shè)備的機(jī)殼和機(jī)房的金屬構(gòu)件等，必須與大地相連接，而且接地電阻一般要很小，不能超過規(guī)定值。

電路的接地方式基本上有三類，即單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。單點(diǎn)接地是指在一個(gè)線路中，只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)。其它各個(gè)需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)上。多點(diǎn)接地是指某一個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)接地點(diǎn)都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引線的長度最短。接地平面，可以是設(shè)備的底板，也可以是貫通整個(gè)系統(tǒng)的地導(dǎo)線，在比較大的系統(tǒng)中，還可以是設(shè)備的結(jié)構(gòu)框架等等?；旌辖拥厥菍⒛切┲恍韪哳l接地點(diǎn)，利用旁路電容和接地平面連接起來。但應(yīng)盡量防止出現(xiàn)旁路電容和引線電感構(gòu)成的諧振現(xiàn)象。

4－2屏面

屏蔽就是對兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴(kuò)散；用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。

因?yàn)槠帘误w對來自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。

屏蔽體材料選擇的原則是：

（1）當(dāng)干擾電磁場的頻率較高時(shí)，利用低電阻率（高電導(dǎo)率）的金屬材料中產(chǎn)生的渦流（P=I2R，電阻率越低（電導(dǎo)率越高），消耗的功率越大），形成對外來電磁波的抵消作用，從而達(dá)到屏蔽的效果。

（2）當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí)，要采用高導(dǎo)磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去。

（3）在某些場合下，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時(shí)，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

4－3其它抑制干擾方法

（1）濾波

濾波是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平，因?yàn)楦蓴_頻譜成份不等于有用信號的頻率，濾波器對于這些與有用信號頻率不同的成份有良好的抑制能力，從而起到其它干擾抑制難以起到的作用。所以，采用濾波網(wǎng)絡(luò)無論是抑制干擾源和消除干擾耦合，或是增強(qiáng)接收設(shè)備的抗干擾能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦網(wǎng)絡(luò)能把電路與電源隔離開，消除電路之間的耦合，并避免干擾信號進(jìn)入電路。對高頻電路可采用兩個(gè)電容器和一個(gè)電感器（高頻扼流圈）組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多，選擇適當(dāng)?shù)臑V波器能消除不希望的耦合。

（2）正確選用無源元件

實(shí)用的無源元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實(shí)用的元件本身可能就是一個(gè)干擾源，因此正確選用無源元件非常重要。有時(shí)也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。

（3）電路技術(shù)

有時(shí)候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結(jié)合屏蔽，采取平衡措施等電路技術(shù)。平衡電路是指雙線電路中的兩根導(dǎo)線與連接到這兩根導(dǎo)線的所有電路，對地或?qū)ζ渌鼘?dǎo)線都具有相同的阻抗。其目的在于使兩根導(dǎo)線所檢拾到的干擾信號相等。這時(shí)的干擾噪聲是一個(gè)共態(tài)信號，可在負(fù)載上自行消失。另外，還可采用其它一些電路技術(shù)，例如接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，整形電路，積分電路和選通電路等等?？傊?，采用電路技術(shù)也是抑制和防止干擾的重要措施。

5電磁兼容性問題的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

干擾特別委員會(huì)（CISPR），主要研究無線電系統(tǒng)中干擾噪聲的測量。1976年，CISPR開始制訂電磁干擾的EMI標(biāo)準(zhǔn)。1900年10月在幾經(jīng)修訂基礎(chǔ)上公布再版標(biāo)準(zhǔn)，隨后該委員會(huì)還與國際無線通信資詢委員會(huì)一起審議，為電子產(chǎn)品電磁兼容性的檢測制訂數(shù)據(jù)要求及具體方法。制訂了以信息技術(shù)裝置噪聲為對象的“工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療用無線電儀器的干擾特性允許值及其測量方法”（標(biāo)準(zhǔn)11號）；“車輛、機(jī)動(dòng)船和火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置無線電干擾特性的測量方法及允許值”（標(biāo)準(zhǔn)12號）；“無線電和電視接收機(jī)的無線電干擾特性的測量方法及允許值”（標(biāo)準(zhǔn)13號）等。直至1992年中期，國際EMI標(biāo)準(zhǔn)才最終完善起來。CISPR推薦的容限已為世界上許多國家所采納，并作為其國家條例的基礎(chǔ)。

無線電發(fā)射機(jī)功率電平是影響周圍無線電電子設(shè)備，產(chǎn)生干擾電平的一個(gè)重要因素。因此無線電發(fā)射機(jī)功率電平應(yīng)該受到限制。例如，根據(jù)無線電通信咨詢委員會(huì)357-1號建議，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面微波中繼通信線路共同使用的（5800～8100MHz）頻段上，當(dāng)給到天線上的功率不超過13dBW時(shí)，應(yīng)該限制微波中繼通信線路的發(fā)射機(jī)有效輻射功率（即發(fā)射機(jī)功率和天線增益的乘積）數(shù)值為55dBW。建議同時(shí)限制衛(wèi)星通信的地面站的功率及通信衛(wèi)星輻射功率通量密度。許多其它的無線電業(yè)務(wù)，例如業(yè)余無線電愛好者的，移動(dòng)通信系統(tǒng)等的發(fā)射機(jī)功率的最大值也應(yīng)該受到限制。

頻率規(guī)劃在全國和全世界范圍內(nèi)已被廣泛采用，是提高射頻資源利用率的一種途徑，也是保證無線電電子設(shè)備電磁兼容性的重要措施之一。因此應(yīng)嚴(yán)格按照國際協(xié)議（無線電頻率分配表）和全國文件，實(shí)行國家、地區(qū)的頻帶劃分和業(yè)務(wù)之間的頻帶分配。根據(jù)頻率—空間分配的原理進(jìn)行無線頻道分配。頻率規(guī)劃必須保證每個(gè)無線電電子設(shè)備干擾電平最小，或消除干擾，由國家無線電管理委員會(huì)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)。

近年來，我國許多部門都在開展電磁兼容性的試驗(yàn)研究和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。例如，國家標(biāo)準(zhǔn)GB3907-83為工業(yè)無線電干擾基本測量方法；GB4824.1-84為工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療射頻設(shè)備無線電干擾允許值；GB6279-86為車輛、機(jī)動(dòng)船和火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置無線電特性測量方法及允許值等。國家無線電管理委員會(huì)對工、科、醫(yī)等電子設(shè)備的使用頻率、帶寬和最大輻射場強(qiáng)都作出了具體規(guī)定。這對保證電子設(shè)備的正常工作和人民的正常生活以及促進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)更迅速發(fā)展，都起了重要的作用。

6一些典型電磁兼容性問題的解決

由于電子技術(shù)在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，在人類活動(dòng)的空間無處不充斥著電磁波，因此，電子設(shè)備不解決電磁波干擾問題，就不能兼容工作。在實(shí)際應(yīng)用中，人們在研究抗干擾技術(shù)方面也積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，不斷地研究出許多實(shí)用的方法來消除電磁干擾。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)汽車工作時(shí)，電磁干擾相當(dāng)突出，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞電子元器件。因此，汽車電子設(shè)備的電磁環(huán)境最為惡劣，汽車電子設(shè)備的電磁兼容性問題也特別受到人們的重視。汽車點(diǎn)火所產(chǎn)生的高頻輻射最為突出。日本和美國等先進(jìn)國家的環(huán)保部門為防止汽車電氣噪聲對環(huán)境的污染，規(guī)定只能使用帶阻尼（如碳芯）的屏蔽線作為點(diǎn)火線，實(shí)踐表明這是很有效的措施。

為了解決微電技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)在汽車上的應(yīng)用和推廣，根據(jù)需要和實(shí)際要求，可以設(shè)計(jì)出效果良好的濾波電路，置于前級可使大多數(shù)因傳導(dǎo)而進(jìn)入系統(tǒng)的干擾噪聲消除在電路系統(tǒng)的入口處；可以設(shè)置隔離電路，如變壓器隔離和光電隔離等解決通過電源線、信號線和地線進(jìn)入電路的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)阻止因公共阻抗、長線傳輸而引起的干擾；也可以設(shè)置能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量；或通過選擇元器件和合理安排電路系統(tǒng)，使干擾的影響減小。

微機(jī)設(shè)備的軟件抗干擾主要是穩(wěn)定內(nèi)存數(shù)據(jù)和保證程序指針。微機(jī)是一個(gè)可編程控制裝置，軟件可以支持和加強(qiáng)硬件的抗干擾能力。如果微機(jī)系統(tǒng)中隨機(jī)內(nèi)存RAM主要用于測量和控制時(shí)數(shù)據(jù)的暫時(shí)存放，內(nèi)存空間較小，對存放的數(shù)據(jù)而言，若將采集到的幾組數(shù)據(jù)求平均值作為采樣結(jié)果，可避免在采集時(shí)因干擾而破壞了數(shù)據(jù)的真實(shí)性；如果存放在隨機(jī)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)因干擾而丟失或者數(shù)據(jù)發(fā)生變化，可以在隨機(jī)內(nèi)存區(qū)設(shè)置檢驗(yàn)標(biāo)志；為了減少干擾對隨機(jī)內(nèi)存區(qū)的破壞，可在隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片的寫信號線上加觸發(fā)裝置，只有在CPU寫數(shù)據(jù)時(shí)才發(fā)。軟件抗干擾的措施也很多，如數(shù)字濾波程序、抗窄脈沖的延時(shí)程序、邏輯狀態(tài)的真?zhèn)闻袆e等。有時(shí)候，必須采用軟件和硬件相結(jié)合的辦法才能抑制干擾，常用的辦法是設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，從而保護(hù)程序正常運(yùn)行。

近年來，電子儀器向著“輕、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向發(fā)展。塑料機(jī)箱、塑料部件或面板廣泛地應(yīng)用于電子儀器上，于是外界電磁波很容易穿透外殼或面板，對儀器的正常工作產(chǎn)生有害的干擾，而儀器所產(chǎn)生的電磁波，也非常容易輻射到周圍空間，影響其它電子儀器的正常工作。為了使這種電子儀器能滿足電磁兼容性要求，人們在實(shí)踐中，研究出塑料金屬化處理的工藝方法，如濺射鍍鋅、真空鍍（AL）、電鍍或化學(xué)鍍銅、粘貼金屬箔（Cu或AL）和涂覆導(dǎo)電涂料等。經(jīng)過金屬化處理之后，使完全絕緣的塑料表面或塑料本身（導(dǎo)電塑料）具有金屬那樣反射（如手機(jī)）。吸收、傳導(dǎo)和衰減電磁波的特性，從而起到屏蔽電磁波干擾的作用。實(shí)際應(yīng)用中，采用導(dǎo)電涂料作屏蔽涂層，性能優(yōu)良而且價(jià)格適宜。在需要屏蔽的地方，做成一個(gè)封閉的導(dǎo)電殼體并接地，把內(nèi)外兩種不同的電磁波隔離開。實(shí)踐表明，若屏蔽材料能達(dá)到（30～40）dB以上衰減量的屏蔽效果時(shí)，就是實(shí)用、可行的。

由于電子技術(shù)應(yīng)用廣泛，而且各種干擾設(shè)備的輻射很復(fù)雜，要完全消除電磁干擾是不可能的。但是，根據(jù)電磁兼容性原理，可以采取許多技術(shù)措施減小電磁干擾，使電磁干擾控制到一定范圍內(nèi)，從而保證系統(tǒng)或設(shè)備的兼容性，例如，通信系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行現(xiàn)場電波測試，有針對性地選擇頻率及極化方式，避開雷達(dá)、移動(dòng)通信等雜波干擾；高壓線選擇路徑時(shí)，應(yīng)盡量繞開無線電臺(tái)（站）或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽；接收設(shè)備與工業(yè)干擾源設(shè)備適當(dāng)配置，使接收設(shè)備與各種工業(yè)干擾源離開一定距離；在微波通信電路設(shè)計(jì)中，為了減少干擾，可采用天線高低站方式調(diào)整微波電路反射點(diǎn)，并利用山頭阻擋反射波，使之不能對直射波形成干擾。另外，微波鐵塔是獨(dú)立的高大建筑物，應(yīng)采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

第7篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞：4G移動(dòng)通信技術(shù)

中圖分類號：TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：

1 第四代移動(dòng)通信及其性能

又名，廣帶（Broadband)接入和分布網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)率超過UMTS，是支持高速數(shù)據(jù)率（2～20Mb/s）連接形式的理想模式，并且數(shù)據(jù)傳輸能力超過2Mb/s。并且4G移動(dòng)具有不同速率間的自動(dòng)切換能力，由上網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸能力從2Mb/s上升至100Mb/s就可以看出。第四代移動(dòng)通信是多功能集成的寬度移動(dòng)通信系統(tǒng)，也正因與第三代的不同，第四代移動(dòng)通信更接近于個(gè)人，在業(yè)務(wù)、功能、頻帶上都不同，也將在不同的固定和無線平臺(tái)及跨越不同頻帶的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中提供無線服務(wù)。

4G上網(wǎng)速度也提高到3G移動(dòng)技術(shù)的50倍，并且可以實(shí)現(xiàn)三維圖像高質(zhì)量的傳輸。4G手機(jī)系統(tǒng)下行鏈路速度是100mbps，上行鏈路速度為30mbps,更窄的無線電波波束可以由基站天線來發(fā)送，且在行動(dòng)中的用戶也可以進(jìn)行跟蹤，可以處理更多的通話，并且4G電話不僅通話音質(zhì)清楚，并且也傳輸高清晰度的圖像，用途十分廣闊。除了高速信息傳輸技術(shù)之外，第四代通信系統(tǒng)還包括了告訴移動(dòng)無線信息存取系統(tǒng)、移動(dòng)平臺(tái)技術(shù)、安全密碼技術(shù)及終端間通信技術(shù)等優(yōu)勢，具有極高的安排性及保密性，諸如定位，警告等等。

2 4G概念通信技術(shù)特點(diǎn)目前，業(yè)界專業(yè)人士對4G概念移動(dòng)通信系統(tǒng)的共識(shí)主要有以下幾點(diǎn)：1) 用戶可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間以任何方式不受限地接入網(wǎng)絡(luò)中來；2) 移動(dòng)終端可以是任何類型的；3) 用戶可以自由地選擇業(yè)務(wù)、應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)；4) 可以實(shí)現(xiàn)非常先進(jìn)的移動(dòng)電子商務(wù)；5) 新的技術(shù)可以非常容易地被引入到系統(tǒng)和業(yè)務(wù)中來。根據(jù)以上描述，未來的4G系統(tǒng)應(yīng)具備以下的基本條件。(1) 具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。對于大范圍高速移動(dòng)用戶(250km/h)，數(shù)據(jù)速率為2 Mbit/s;對于中速移動(dòng)用戶(60km/h)，數(shù)據(jù)速率為20 Mbbit/s;對于低速移動(dòng)用戶(室內(nèi)或步行者)，數(shù)據(jù)速率為100 Mbit/s。(2) 實(shí)現(xiàn)真正的無縫漫游。4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，能使各類媒體、通信主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行“無縫連接”，真正實(shí)現(xiàn)一部手機(jī)在全球的任何地點(diǎn)都能進(jìn)行通信。(3) 高度智能化的網(wǎng)絡(luò)。采用智能技術(shù)的4G 通信系統(tǒng)將是一個(gè)高度自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。采用智能信號處理技術(shù)對信道條件不同的各種復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行結(jié)合的正常發(fā)送與接收，有很強(qiáng)的智能性、適應(yīng)性和靈活性。(4) 良好的覆蓋性能。4G 通信系統(tǒng)應(yīng)具有良好的覆蓋并能提供高速可變速率傳輸。對于室內(nèi)環(huán)境，由于要提供高速傳輸，小區(qū)的半徑會(huì)更小。(5) 基于IP 的網(wǎng)絡(luò)。4G通信系統(tǒng)將會(huì)采用IPv6，IPv6將能在IP 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)話音和多媒體業(yè)務(wù)。(6) 實(shí)現(xiàn)不同QoS 的業(yè)務(wù)。4G 通信系統(tǒng)通過動(dòng)態(tài)帶寬分配和調(diào)節(jié)發(fā)射功率來提供不同質(zhì)量的業(yè)務(wù)。34G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)

4G系統(tǒng)針對各種不同業(yè)務(wù)的接人系統(tǒng)，通過多媒體接入連接到基于口的核心網(wǎng)中?；贗P技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用戶可實(shí)現(xiàn)在3G、4G、WLAN及固定網(wǎng)間無縫漫游。4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。

(1)物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路南選擇功能。

(2)中間環(huán)境層的功能有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量映射、地址變換和完全性管理等。

(3)物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，使發(fā)展和提供新的服務(wù)變得更容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)。并運(yùn)行于多個(gè)頻帶，這一服務(wù)能自適應(yīng)于多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端，跨越多個(gè)運(yùn)營商和服務(wù)商，提供更大范圍服務(wù)。

據(jù)國際電信聯(lián)盟定義，4G技術(shù)是可為移動(dòng)中的用戶提供100 Mb/S的數(shù)據(jù)傳輸、為靜止的用戶提供1Gb/S的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通訊技術(shù)，包含OFDM、智能天線(SA)與多人多出天線(MIMO)技術(shù)、軟件無線電技術(shù)(SDR)三大關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 OFDM

OFDM即正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種。OFDM技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)：可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率；適合高速數(shù)據(jù)傳輸；抗衰落能力強(qiáng)；抗碼間干擾(ISI)能力強(qiáng)。

3.2 智能天線(SA)與多入多出天線(MIMO)技術(shù)

智能天線具有抑制信號干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號，這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發(fā)信機(jī)來實(shí)現(xiàn)射頻信號的接收和發(fā)射。同時(shí)通過基帶數(shù)字信號處理器，對各個(gè)天線鏈路上接收到的信號按一定算法進(jìn)行合并，實(shí)現(xiàn)上行波束賦形。目前智能天線的工作方式主要有兩種：全自適應(yīng)方式和基于預(yù)多波束的波束切換方式。

移動(dòng)通信環(huán)境中的多徑傳播對通信的有效性與可靠性造成了嚴(yán)重的影響。而多輸入多輸出(M1MO)技術(shù)在通信鏈路兩端均使用多個(gè)天線，發(fā)端將信源輸出的串行碼流轉(zhuǎn)成多路并行子碼流，分別通過不同的發(fā)射天線陣元同頻、同時(shí)發(fā)送，接收方則利用多徑引起的多個(gè)接收天線上信號的不相關(guān)性從混合信號中分離估計(jì)出原始子碼流，這相當(dāng)于頻帶資源重復(fù)利用，使頻譜利用率和鏈路可靠性極大的提高。

3.3軟件無線電技術(shù)(SDR)

軟件無線電(SDR)是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)一通用硬件平臺(tái)，利用軟件加載方式來實(shí)現(xiàn)各類無線電通信系統(tǒng)的一種開放式結(jié)構(gòu)的技術(shù)。其中心思想是使寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)等先進(jìn)的模塊盡可能地靠近射頻天線的要求。盡可能多地用軟件來定義無線功能。其軟件系統(tǒng)包括各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信號流變換軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件、信道糾錯(cuò)編碼軟件、信源編碼軟件等。軟件無線電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號處理硬件(DSPH)、現(xiàn)場可編程器件(FPGA)、數(shù)字信號處理(DSP)等。

3.4基于IP的核心網(wǎng)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個(gè)基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立于各種具體的無線接人方案，能提供端到端的IP業(yè)務(wù)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種窄中接口接人核心網(wǎng)；同時(shí)核心網(wǎng)能把業(yè)務(wù)、控制和傳輸?shù)确珠_。采用IP后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)(CN)協(xié)議、鏈路層是分離獨(dú)立的。在4G通信系統(tǒng)中將取代IPv4協(xié)議，主要采用全分組方式IPv6技術(shù)。

4 結(jié)束盡管4G移動(dòng)通信系統(tǒng)目前還只是一個(gè)基本概念,定義仍然還不明確,仍處于實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)階段,在其他關(guān)鍵性技術(shù)上如:信道編碼、高性能接收機(jī)技術(shù)等方面還不完善。但是,作為新一代移動(dòng)通信技術(shù),其發(fā)展的前景是不可限量的。4G技術(shù)的發(fā)展和實(shí)現(xiàn),將真正實(shí)現(xiàn)我們充滿個(gè)性化的通信夢想。

參考文獻(xiàn)

第8篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞：4G通信技術(shù)；發(fā)展；問題

中圖分類號： F626 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

4G通信技術(shù)是未來通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，我國必須高度重視4G通信技術(shù)的研究與開發(fā)，制定相關(guān)的應(yīng)用防范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大力發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，才能提高國際通信領(lǐng)域的競爭力，形成具有中國特色的4G通信技術(shù)。

1、4G通信簡介

第四代通信技術(shù)的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對稱的超過2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。4G通信技術(shù)不僅通信速度更快、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍更廣、智能性能也更高、兼容性也更強(qiáng)、增強(qiáng)多媒體通訊效果、通信費(fèi)用也越來越便宜。

2、4G通信技術(shù)的特征

2.1、通信速度較快

4G通信給人印象最深刻的特征應(yīng)該是它具有比3G快得多的無線通信速度。3G數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到2Mbps，而4G數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以達(dá)到每秒高達(dá)100Mbps速度傳輸無線信息。在需要傳送海量數(shù)據(jù)時(shí)，4G通信可以迅速完成，不需要用戶長時(shí)間等待。

2.2、更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜

為了取得更快的數(shù)據(jù)傳輸速度，通信營運(yùn)商必須在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大幅度的改進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬。未來的每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，比3G的帶寬增加20倍。

2.3、具有靈活的通信方式及兼容性

目前，4G通信將使我們不僅可以隨時(shí)隨地通信，雙向下載傳遞資料、圖畫、影像，還可以像信用卡一樣用于購物和提取現(xiàn)金。另外，4G通信技術(shù)的兼容性更好，不但具備全球漫游、接口開放的功能，還具有向下兼容各網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的特點(diǎn)。

2.4、提供各種增值服務(wù)

3G通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù)，而4G通信系統(tǒng)技術(shù)則以O(shè)FDM技術(shù)為基礎(chǔ)和核心，利用OFDM人們可以實(shí)現(xiàn)例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等方面的無線通信增值服務(wù)。

3、4G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1、OFDM

OFDM即正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCMMulti-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種。OFDM技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn):可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率；適合高速數(shù)據(jù)傳輸；抗衰落能力強(qiáng)；抗碼間干擾(ISI)能力強(qiáng)。

3.2、智能天線(SA)與多入多出天線(MIMO)技術(shù)

智能天線具有數(shù)字波束調(diào)節(jié)、自動(dòng)跟蹤以及抑制信號干擾等智能功能，其被認(rèn)為是未來通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線成形波束可以在空間域之內(nèi)來有效地將交互干擾抑制，進(jìn)而就可以極大的增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號，這種技術(shù)不僅僅可以有效地改善信號的質(zhì)量，而且還可以加大傳輸?shù)娜萘?。其基本原理是在相干無線基站端無線收發(fā)信機(jī)與使用天線陣來充分的實(shí)現(xiàn)射頻信號的發(fā)射與接收。與此同時(shí)還得通過基帶水文數(shù)字信號處理器，對于各個(gè)天線鏈路之上所接收到的信號按照一定的算法來進(jìn)行相應(yīng)的合并，在最大限度上來實(shí)現(xiàn)上行波束賦形。在通信環(huán)境之中的多徑傳播對通信的可靠性與有效性造成了十分嚴(yán)重的影響。

3.3、軟件無線電技術(shù)(SDR)

軟件無線電(SDR)是將模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件功能單元經(jīng)過通用的硬件平臺(tái)，利用軟件加載的方式來充分的實(shí)現(xiàn)各類無線電通信系統(tǒng)的一種開放式結(jié)構(gòu)的技術(shù)。其中心思想是使得數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A) 及寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)等先進(jìn)的模塊盡可能地靠近射頻天線的各項(xiàng)要求。在最大限度上來多地用軟件來定義無線功能。其軟件系統(tǒng)包括了各類處理軟件與無線信令規(guī)則、信道糾錯(cuò)編碼軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件等。軟件無線電技術(shù)主要涉及到數(shù)字信號處理(DSP)、現(xiàn)場可編程器件(FPGA)以及數(shù)字信號處理硬件(DSPH)等。

3.4、基于IP的核心網(wǎng)

4G通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)就是一個(gè)基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，可以充分的實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立在各種具體的無線接人方案，可以有效地提供端到端的IP業(yè)務(wù)，可以同已有的PSTN和核心網(wǎng)兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，可以允許各種窄中接口接入的核心網(wǎng)；與此同時(shí)，核心網(wǎng)可以把傳輸、控制和業(yè)務(wù)等分開。在采用IP之后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)(CN)協(xié)議、鏈路層是獨(dú)立分離的。在4G通信系統(tǒng)之中就會(huì)取代IPv4協(xié)議，主要采用的是全分組方式IPv6技術(shù)。

4、4G通信技術(shù)發(fā)展面臨的問題

4.1、完善第四代通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)難度大、時(shí)間長

由于第四代通信系統(tǒng)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)較多，如上文所述，各關(guān)鍵技術(shù)是否相互兼容對第四代通信系統(tǒng)的完善具有至關(guān)重要的影響作用，而完善各關(guān)鍵技術(shù)是十分有難度的。因此，要真正實(shí)現(xiàn)所有關(guān)鍵技術(shù)的融合及完善過程是極為漫長的，顯而易見，要完善第四代通信系統(tǒng)并不是當(dāng)前短期能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

4.2、在應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)第四代通信系統(tǒng)理論速度的難度大

雖然第四代通信系統(tǒng)的理論速度較以往3G通信技術(shù)來說是十分快捷的，但終歸是理論速度。在第四代通信系統(tǒng)的應(yīng)用與推廣過程中，能否真正實(shí)現(xiàn)4G通信技術(shù)的理論速度仍然難以確定。要知道，在實(shí)現(xiàn)第四代通信系統(tǒng)的過程中，其實(shí)際速度受終端限制，即終端媒介的容量等條件的限制。因此，要實(shí)現(xiàn)第四代通信系統(tǒng)的理論速度是具有極大難度的。

4.3、第四代通信系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用易受市場限制

市場是促使科技進(jìn)步的催產(chǎn)素，當(dāng)市場對第四代通信系統(tǒng)建立不熱心或處于觀望態(tài)度的同時(shí)，對該技術(shù)的研發(fā)和推廣必然受到一定的限制。同時(shí)，該系統(tǒng)的建立和實(shí)施還隨時(shí)面臨被更高效技術(shù)取代的威脅。

4.4、第四代通信系統(tǒng)發(fā)展的一系列配套設(shè)施完善難度大

在第四代通信系統(tǒng)的發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用中，首先除了解決其中所涉及的相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)之外，還必須完善4G通信系統(tǒng)的一系列配套設(shè)施，確保在4G通信技術(shù)真正投入使用時(shí)，其相關(guān)的領(lǐng)域跟蹤與配合都較為完善，這就涉及了一系列的技術(shù)、資金、觀念問題，包括基礎(chǔ)設(shè)施的更新改造、舊有設(shè)備的兼容等。

5、4G通信技術(shù)的展望

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，充分的表明全球的通信用戶終端數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了45億，占到了地球上總?cè)丝诘乃姆种ㄐ偶夹g(shù)真正的實(shí)現(xiàn)了人與人之間的互聯(lián)，未來的4G通信技術(shù)將實(shí)現(xiàn)人和互聯(lián)網(wǎng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)3G通信技術(shù)，在很大程度上來有效地推進(jìn)了掌上電腦與智能手機(jī)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用在手機(jī)與PDA等終端設(shè)備之上網(wǎng)已經(jīng)成為用戶的基本需求，然而未來的4G通信技術(shù)將改變現(xiàn)狀用計(jì)算機(jī)上網(wǎng)的習(xí)慣，在4G網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)傳輸效率的基礎(chǔ)之上，未來的通信之中可視化多媒體化將成為必然的趨勢，更豐富的4G通信應(yīng)用將會(huì)改變未來人與網(wǎng)絡(luò)、人與物、人與人之間的聯(lián)通關(guān)系，人類將真正進(jìn)入無線互聯(lián)時(shí)代。

結(jié)束語

4G通信技術(shù)是對3G通信技術(shù)的一次改革和發(fā)展，融合了3G技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，為用戶提供更高速的數(shù)據(jù)通信速度，為用戶實(shí)現(xiàn)可視化通信和多媒體業(yè)務(wù)提供可能。4G通信技術(shù)更具保密性和安全性，其應(yīng)用更多元化。

參考文獻(xiàn)

[1]吳上才.試析4G移動(dòng)通信技術(shù)及其面臨的問題[J].信息通信,2014.

第9篇：無線電通信基本原理范文

關(guān)鍵詞：調(diào)頻技術(shù)；短波通信；關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用

1 短波調(diào)頻技術(shù)的基本原理和主要優(yōu)勢

在我國通信領(lǐng)域中，有C=Blog2（1+S/N）這樣一個(gè)公式，其中C代表信息的極限傳輸速率，T為傳輸時(shí)間，B為帶寬，S/N代表信噪功率比，從這個(gè)公式中我們可以看到，對于定量的C來說，信噪功率比的要求和傳輸時(shí)間與帶寬是可以相互轉(zhuǎn)換的。如果信道的帶寬降低，那么能夠換取的對信號噪聲功率比的要求也會(huì)降低；反之也是如此。而當(dāng)信號噪聲功率比沒有發(fā)生變化時(shí)，那么適當(dāng)?shù)脑黾有诺赖膶挾?，就?huì)節(jié)省信息的傳輸時(shí)間。信息噪聲功率比帶寬的互換過程并不是自動(dòng)發(fā)生的，必須在變換信號后，使帶寬符合相應(yīng)的要求后才可以互換。與原始信號的頻譜相比，調(diào)頻通信技術(shù)可以擴(kuò)展500-1000倍，這樣在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^程中，通信的抗干擾能力就會(huì)很強(qiáng)，并且即使在受到嚴(yán)重干擾時(shí)，通信也具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性。

所謂的跳頻技術(shù)實(shí)際上就是指載波頻率在一定寬度范圍內(nèi)根據(jù)跳頻的圖案進(jìn)行跳變的過程，具體的工作原理如下圖。信息調(diào)制的功能可以將原始的信息數(shù)據(jù)變成寬度為B1的信號D，然后就是載波調(diào)制的階段。跳頻序列發(fā)生器控制載波頻率，這樣其就可以在寬度為B2的頻帶內(nèi)隨機(jī)的跳變了，信號就由B1擴(kuò)展到了B2。跳頻序列發(fā)生器同樣也控制變頻合成器，當(dāng)序列值發(fā)生變化時(shí)，載波頻率也發(fā)生變化，在天線發(fā)射調(diào)頻信號后，接收機(jī)就會(huì)接收到信號。在調(diào)頻信號中，接收機(jī)會(huì)先提取出調(diào)頻同步信號，確保所接收到的調(diào)頻信號與調(diào)頻序列發(fā)生器控制的頻率跳變是同步的，從而獲得同步的本地載波，載波經(jīng)過解調(diào)后，就得到了帶有信息的信號D，繼而得到了發(fā)射機(jī)發(fā)射的信息。

作為一種碼控的載頻跳變的通信方式，跳頻技術(shù)主要具備以下四大優(yōu)點(diǎn)：（1）跳頻技術(shù)的抗衰落和抗干擾能力非常強(qiáng)，其對干擾信號的處理方式為隨機(jī)躲避式的，能夠有效的躲避電子對抗的頻率跟蹤式干擾。其所傳遞的信號頻譜密度小，并且易被擴(kuò)展。（2）跳頻技術(shù)具備任意選址的功能，其所傳遞的可隨機(jī)跳變的信息，在一個(gè)公共頻道信道中會(huì)產(chǎn)生若干個(gè)傳輸信號，并且每個(gè)信號的載頻跳變的規(guī)律是有區(qū)別的，從而實(shí)現(xiàn)任意選址的功能。（3）其所傳遞的信息既可以是數(shù)字信號，也可以是模擬信號。（4）調(diào)頻技術(shù)通信過程非常安全。竊聽設(shè)備無法檢測和識(shí)別跳頻技術(shù)所傳遞的信息，這是一種低可能檢測系統(tǒng)。

2 跳頻通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 可變頻率合成器

作為整個(gè)跳頻系統(tǒng)的核心組成部分，可變頻率合成器必須具備以下幾大技術(shù)要求：（1）從一個(gè)頻率跳變到另一個(gè)頻率時(shí)，跳變速度必須足夠快；（2）所產(chǎn)生的頻率序列應(yīng)是連續(xù)并且隨機(jī)的；（3）輸出的可用頻率成分純度應(yīng)足夠高；（4）抗震性、可靠性較高，噪聲低并且穩(wěn)定時(shí)間短。通?？勺冾l率合成器主要有兩類，即直接式可變頻率合成器和間接式可變頻率合成器，前者從主頻率源中輸出頻率，產(chǎn)生的頻率的方法有倍頻、混頻和分頻等；而后者則是用主頻通過鎖相環(huán)來控制可振蕩器。

2.2 跳頻速率及調(diào)頻數(shù)的選擇

這是決定跳頻系統(tǒng)整體性能最重要的兩個(gè)參數(shù)，跳頻數(shù)、頻譜的展寬與系統(tǒng)的跳頻增益都是成正比例關(guān)系的；但是如果頻帶的寬度太寬時(shí)，就可能降低頻譜的利用效率。當(dāng)縮小頻道間隔時(shí)，就會(huì)降低振蕩器的漂移和收發(fā)信息機(jī)之間相對位置的穩(wěn)定性，多個(gè)用戶可能在同一個(gè)頻率上，從而出現(xiàn)誤碼的現(xiàn)象。所以，在設(shè)計(jì)跳頻數(shù)時(shí)，應(yīng)充分的考慮跳頻增益高、系統(tǒng)的復(fù)雜程度、跳頻序列造成的擊中數(shù)以及預(yù)期的誤碼率等因素，從而確定最為合理的跳頻數(shù)。設(shè)計(jì)調(diào)頻速率時(shí)，也要綜合的考慮系統(tǒng)各跳頻信號的干擾情況、系統(tǒng)的抗干擾能力、頻率跳變實(shí)現(xiàn)的可能性以及系統(tǒng)的可檢測性等因素。

2.3 跳頻序列

其跳變的頻率必須在頻帶內(nèi)均勻的分布，同時(shí)具備可用序列多、跳頻距離大、周期性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，通常情況下，我們應(yīng)采用由編碼方法所構(gòu)成的跳頻系統(tǒng)的跳頻序列。

2.4 跳頻的同步

在整個(gè)跳頻通信系統(tǒng)中，由于收發(fā)信息之間距離不穩(wěn)定以及時(shí)鐘漂移等因素通常會(huì)導(dǎo)致收發(fā)不同步問題的出現(xiàn)，那么本地產(chǎn)生的序列碼與所收到的序列碼就無法匹配，并且也無法正常解跳。所以，為有效的消除時(shí)間偏差和頻率偏差，就應(yīng)采取同步的方法，提高收發(fā)信息雙方載頻的一致性。跳頻通信通常包括跳頻碼元同步、頻率同步、跳頻圖案同步和不同步檢測判決四個(gè)方面的同步，主要有跟蹤和捕獲兩種實(shí)現(xiàn)方法。前者是借助由于鎖相電路有效的控制鐘源，而后者則通過采用匹配濾波器法、搜索法、精確時(shí)鐘法以及前置碼法等方法來捕獲脈沖碼元。

3 短波跳頻電臺(tái)的應(yīng)用研究

在短波通信中合理的應(yīng)用了跳頻技術(shù)，同時(shí)天線自適應(yīng)調(diào)零、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)以及自適應(yīng)選頻等技術(shù)作為輔助技術(shù)，大大的提高了短波通信的抗衰落能力、抗干擾能力以及可靠性和穩(wěn)定性，真正的實(shí)現(xiàn)了不間斷通信。進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)時(shí)，無線組網(wǎng)必須足夠的職能、自動(dòng)、穩(wěn)定和可靠，所以對短波通信鏈路的質(zhì)量也有著很高的要求，各級別的指揮所和移動(dòng)人員數(shù)字終端應(yīng)始終在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上工作。以短波數(shù)據(jù)/話音通信系統(tǒng)為例，我們對短波調(diào)頻電臺(tái)的工作過程進(jìn)行詳細(xì)的闡述：

通常情況下，一個(gè)固定的短波中心站和四個(gè)可移動(dòng)的短波遠(yuǎn)端站共同組成了這個(gè)系統(tǒng)，作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，短波中心站應(yīng)配備兩套短波通信設(shè)備，其主要作用就是調(diào)度和管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源的利用情況。在所在地的局域網(wǎng)中會(huì)接入短波中心站的中心計(jì)算機(jī)，也就是當(dāng)?shù)鼐钟蚓W(wǎng)的工作站，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制的過程中，短波中心站主要負(fù)責(zé)的工作有控制通信鏈路、區(qū)分業(yè)務(wù)類型、保證通信終端具備良好的工作狀態(tài)以及合理的選擇和分配網(wǎng)絡(luò)地址等。

4 結(jié)束語

通過以上的論述，我們對短波跳頻技術(shù)的基本原理和主要優(yōu)勢、跳頻通信的關(guān)鍵技術(shù)以及短波跳頻電臺(tái)的應(yīng)用研究三個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。與其他類型通信技術(shù)相比，跳頻技術(shù)具有其突出的優(yōu)點(diǎn)和廣闊的發(fā)展前景，現(xiàn)階段，通信系統(tǒng)工作的頻帶更加的擁擠了，而要想有效的解決這一問題就必須利用好寬帶系統(tǒng)，在短波通信領(lǐng)域中如果能夠合理的應(yīng)用和發(fā)展跳頻技術(shù)，那么對電子對抗、數(shù)字通信以及模擬通信等眾多領(lǐng)域都會(huì)做出十分突出的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)