时间：2023-02-10 11:37:31
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇发射机技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：数据采集，波形发生器，DMA，工业控制
0 引言
某发射机构作为导弹武器系统的重要发射控制部件，其性能的好坏直接影响武器系统的总体战术指标。因此发射机构在研制过程中和投入生产后需进行严格的测试，进行常温测试、高低温测试和交付试验等，检测发射机构在常温及高低温状态下的性能。论文写作。通过测试，暴露出发射机构各分组件、部件、分部件及有关元器件的制造缺陷，可及早将这些问题予以排除，提高发射机构工作的可靠性，以完成产品的调试生产、质量控制、验收交付等任务。
1 问题的提出
发射机构测试系统是根据生产任务要求研发的，原有测试软件是用C语言在DOS下开发的，界面简单，操作复杂。随着计算机硬件的升级，WindowsXP已经成为主流的操作系统，研制在Windowsxp新的测试软件是非常必要的。
2 策划
2.1硬件设计
本测试系统主要由工艺发射机构产品、信号处理电路、数据采集板卡、工控机以及软件平台等组成。发射机构的一些数据被数据采集板卡测得；各项状态则通过信号处理电路进行调理后，引入工控机；软件系统根据测试要求输出控制信号，经过处理电路后来实现对产品的控制。工控机内装有研华公司的PCI-1710卡和PCI-1721用来控制产品状态和读取测试数据，系统结构如图1所示：
图1 发射机构测试系统硬件框架
2.2 系统的软件设计
发射机构测试系统的软件采用NI公司的LabWindows/CVI进行设计开发。该软件是面向计算机测控领域虚拟仪器软件开放平台，是以ANSI C为核心的交互式虚拟仪器开发环境，将功能强大的C语言和测控技术有机结合，具有灵活编程方法和丰富的函数库，为开发人员建立检测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统等提供了理想的软件开发环境，是实现虚拟仪器及网络化仪器的快速途径。
为了提高测试模型组合的灵活性和通用性，采用模块化设计的原则，将测试系统分为数个模块。本测试系统软件功能的结构框图如图2所示。
图2 软件系统结构框图
系统状态控制模块可进行测试系统自检状态和测试状态的转换；
状态监控模块可监控发射机构的供电、开锁，切除等状态并显示到面板的指示灯；
发射机构状态控制模块可通过测控电路控制发射机构各种测试状态；
板卡控制模块可对PCI－1710和PCI－1721板卡进行控制和测试数据的采样；
功能测试模块可对发射机构的各个测试项目进行测试并记录测试结果；
数据记录模块可将测试数据导入到EXCEL电子表格并可打印输出；
3 实施方案
3.1 硬件设计方案：在测试系统中，除了要处理模拟量输入、输出信号外，还要处理开关量和脉冲量信息，以便及时反映开关量状态并执行监视、控制的功能。硬件中采用光电隔离技术，使用光电隔离不仅可以使计算机的控制输出通道与被控负载之间在电气上完全隔离而达到良好的抗电磁干扰技术指标，也使这些控制指令具备足够的功率驱动能力，进而可靠实现驱动继电器等部件的目的。
3.2 测控软件设计方案：测试软件主界面主要完成的功能是实现测控系统的功能选择和系统的测试数据管理，测试系统主界面如图3所示：
图3 测试系统软件主界面
从图中可以看出，用户界面是一个有机的界面系统。主要包括：
A. 测试信息区域，用于输入和显示本次测试的产品编号、操作者、检验员等信息。
B. 测试项目区域，配合快捷按键可测试中的各项参数，便于测试人员在测试过程中更加直观地观察测试过程。
C. 测试状态指示区域，用来指示发射机构的各个测试状态。
D. 测试过程消息区域，用来指示测试过程现在进行到那个步骤，并给出该测试步骤的状态信息。
E. 测试电压监视区域，主要在测试过程监测发射机构供电电压。
F. 测试信号波形指示区，在测试过程中显示测试信号的波形。
G.自动测试按钮，按下该按钮，可实现自动测试的功能。论文写作。
3.3 软件测试流程图如图4所示：
3.4 关键技术:
3.4.1信息信号和制导指令信号的模拟输出技术：
在本测试系统中，需要模拟导弹产生的信息信号和制导指令信号。测试软件采用DMA技术利用PCI－1721板卡产生各路波形信号。主要函数定义如下：
void SetMultiToOneBuffer(USHORTusEnabledChannel, int count)；
voidSetRealBuffer(float far *lpBuf, long num, LPSWAVE lpWave)；
voidUserThread()；
voidadInterruptEvent()；
voidadBufChangeEvent()；
voidadOverrunEvent()；
voidadTerminateEvent()；
voidMyFreeBuffer()；
int Inf_Out(intnum,long rate,float Magnitude0,float Magnitude1,float Magnitude2,floatMagnitude3)；
通过上述函数将需要产生的波形先存入缓冲区，在启动PCI－1721的DMA数据传送的功能启动线程，即可产生需要的各种信号波形。
3.4.2 测试系统要求实时监控产品的各项状态。
由于使用Timer定时器时所发送的定时消息受到消息队列和系统时钟频率等因素的影响，不能使得定时消息得到及时的响应和处理。同时，测试流程中需要进行一定的延时等待，因此，不能使用Timer定时器。在此，使用异步定时器控件来实现实时监控的问题。异步定时器通过加载驱动位于toolbox中的 asynctmr.fp来实现调用。与定时器控件相比，异步定时器控件由于使用独立线程，与程序主线程无关，能够提供可靠的定时精度，不会受到主载荷的影响。异步定时器的建立、删除和设置，分别通过调用函数 NewAsyncTimer()、DiscardAsyncTimer()和SetAsyncTimerAttribute()来实现。定时响应函数的声明为：IntCVICALLBACK MyTimerCallback (int reserved, int theTimerId, int event, void*callbackData,int eventData1,int eventData2);
在测试系统软件启动以后，建立一个定时器；然后设置定时器的定时时间和响应函数；在软件退出时，删除定时器；在定时响应函数中，调用板卡控制模块提供的读取数据函数，来实现实时状态监测的功能。论文写作。
2.效果和结论：
测试软件现已经过调试和严格的测试，运行良好，测试结果可靠，操作界面友好，使用方便，测试结果准确，测试过程简洁优化，大大提高自动化检测水平。该测试系统现已经过检验验收，达到交付的状态，完全满足了发射机构自动测试的需要。
参考文献
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[2]孙晓云，郭立炜，孙会琴．基于LabWindows/CVI的虚拟仪器设计与应用[M]．北京：电子工业出版社，2005．
[3]张毅刚，乔立岩等．虚拟仪器软件开发环境LabWindows/CVI6.0编程指南[M]．北京：机械工业出版社，2002．
[4]周磊，滕克难，施建礼．基于LabWindows/CVI高精度定时[J].电子测量技术，2004，4：29-30．
[5]郭雅荫，杨世凤，王建新．LabWindows/CVI与PCI数据采集卡通讯技术研究[J]．电子测量技术，2007，30(5)：78-80．
[关键词]大功率；短波发射机；自动监控系统；抗干扰；策略
大功率短波发射机在短波通讯中发挥着重大的作用。随着计算机技术的发展，短波技术与信息化相结合，通过自动监控系统实现短波发射机的管理与应用。通过自动监控系统，可以有效降低工作人员的工作强度，并提高其工作精度。但是短波发射机自动监控系统系统精密复杂，其工作经常受到各种干扰源的干扰。因此，如何减少干扰源对大功率短波发射机监控系统的干扰，提高其运行效率，成为人们必须思考的问题。
一、大功率短波发射机自动监控系统干扰源分析
（一）高频电磁波干扰
大功率短波发射机最主要的任务就是通过天线将大功率射频信号辐射至空间。但是不论是发射机、天线还是馈线，都会产生非常强的电磁波辐射，再加上电子管过滤的闪烁、继电器动作以及大电流触点的断与合，其产生的瞬间高频电磁波会对大功率发射机产生严重的干扰。上述干扰信号可从几十千赫兹到达二百兆赫兹。处于这种脉冲辐射范围内的设备就会受到较大的感应电压影响，出现运行不正常的现象。上述干扰对大频率短波发射机的自动监控系统影响较大。
（二）I/O接口引入的干扰
不论是工控机、被控对象还是短波发射机有关的其他设备，都是通过I/O接口连接的。I/O接口则可能引入高频干扰信号，导致短波发射机自动监控系统紊乱。大功率短波发射机集成电路内部的数字电路与模拟电路之间为了避免互相转换，通常是分开的。这样就导致数字电流在经过设备的电感以及电阻时生成电压，导致较大数字噪声的产生。
（三）电源系统引入的干扰
大功率短波发射机所使用的用电系统其电阻多呈感性，因此如果有较大的电流产生，就会导致瞬间电压高达正常电压的好几倍，干扰脉冲电压因此产生。如果大功率短波发射机在此时与用电系统共同工作，就会因为这些干扰脉冲电压而产生干扰，导致误差出现。另外，三相电路中的共模干扰与差模干扰对大功率短波发射机的自动监控系统产生的影响较为明显。
二、大功率短波发射机自动监控系统抗干扰策略分析
（一）屏蔽
一些材料可以有效屏蔽导电物体，从而降低干扰源对大功率短波发射机自动监控系统的干扰。使用干扰屏蔽材料之后，被屏蔽区域内部磁场将会被控制在有效范围之内。一般来说，根据短波发射机设备及干扰源的特点，可以采取的屏蔽方式主要有以下几种――电场屏蔽、磁场屏蔽以及混合屏蔽。另外按照功能划分的话可以将屏蔽方式分为两类，一类是对低频电磁场的屏蔽方式，所用屏蔽材料为坡莫合金或者铁等；另一类是屏蔽高频电磁场的方式，其材料多位铜、铝等材质。大功率短波发射机房要求对低频与高频电磁场都有一定的屏蔽，因此必须采用多种金属组成的双层甚至多层屏蔽。
（二）滤波
滤波工作原理就是信号输入后，通过判断其所输出的信号是否符合要求，进而筛选出所需要的信号，以便降低干扰。滤波主要用以抵抗像瞬间脉冲、高频噪声、文波等干扰源。事实上滤波也可以分为多种手段与形式，必须根据实际情况进行选择。比如说短波发射机自动监控系统的电源接口处安装电解电容以及高频电容组合而成的装置就可以减弱干扰。另外，精密仪器电源因为其要求更为严格，因此还可以安装滤波网络，以便将高频噪声从信号中过滤掉。
（三）接地
因为大功率短波发射机自动监控系统与短波发射机往往出于同一地点，如果电子设备密集，在干燥季节就可能因静电导致严重的静电干扰。而接地则能够很好的抑制静电干扰，是抗干扰的有效保证。具体措施就是将短波发射机与其他一系列设备的机壳接地。在接地时必须处理好接地线的分布，避免形成环路。需要注意的是，要想取得良好的屏蔽效果，监控系统的接地线应该与发射机地线分开，最好使用单独使用宽铜带。
（四）隔离
需要注意的是，隔离不同于屏蔽。隔离重点是将可能产生干扰源的设备与其他设备分开，从而减少干扰甚至是避免干扰。隔离所使用的方式主要为继电器隔离、变压器隔离、放大器隔离以及光隔离等。继电器隔离主要作用于同一系统内的两个单元，也就是电气隔离，抑制强电信号与弱电信号相互联系。变压器隔离一般用于电源与模拟量之间的隔离。放大器隔离主要通过放大器将电磁与静电屏蔽。光隔离则利用发光元件，实现电气方面输入、输出的隔离。但是隔离措施并不能完全保证自动监控系统不受干扰，需要结合实际情况与其他抗干扰措施组合使用。
（五）其他抗干扰措施
除了上述措施外，从软件方面入手也可以实现对干扰的屏蔽，常用的措施如出口编码闭锁、软件陷阱以及电子狗等。前者指的是通过增加标志位，当干扰达到一定强度时系统内的处理器就不会仅依靠接收到的信号进行操作，而是根据干扰是否达到标志位而有所选择。这样可以有效减少因为信号干扰而导致的错误操作。软件陷阱的设置则是利用程序指令中加入空操作的方式，以便系统因为信号干扰所采取的错误操作利用空操作纠正过来。所谓电子狗，则是大功率发射机自动监控系统内的程序进入死循环后进行重启复位的程序，避免程序因死循环崩溃或者导致系统无法正常工作。
结语
综上所述，大功率短波发射机自动监控系统受到的干扰源众多，不论是传导干扰、辐射干扰还是静电干扰，都会对该系统造成严重影响。对于工作人员来说，只有充分找到问题发生的根源，结合实际提出解决问题的方法。只有这样才能找到解决问题的策略，推动我国短波发射机自动监控系统的发展。
参考文献
[1]高利.大功率短波发射机自动监控系统抗干扰方案[J].电子制作，2015（03）
[2]刘广辉.解决中短波发射机之间的电磁干扰问题对策探讨[J].电子技术与软件工程，2014（04）
[3]俞日旺.短波发射机自动控制系统防抗干扰的分析与思考[J].科教导刊，2014（21）
论文摘要：广播对人们的精神生活质量提高十分重要，而广播的质量很大程度上取决于监控系统的好坏，因为监控系统的各种必要设备决定着广播的质量，尤其重要的是监控中心，建好一个监控系统重要的是其核心部位——监控中心。目前大型监控系统的监控中心面临着一些常见的技术问题，本文就如何建好一个大型监控系统，对在广播发射机的控制，附属设备的控制，室内工作环境的控制（中央空调、室内循环通风），消防报警，节目传输控制和安全保卫监控等方面进行技术方案探讨，以求提出解决相关常见技术问题的使用方法及方案，同时监控中心的未来发展方向进行自我现有知识水平上的展望，希望本人的论述能对解决一些相关监控中心技术问题起到切实的作用。
广播的质量很大程度上取决于监控系统的好坏，因为监控系统的各种必要设备决定着广播的质量，尤其重要的是监控中心，建好一个监控系统重要的是其核心部位——监控中心。目前大型监控系统的监控中心面临着一些常见的技术问题，本文就如何建好一个大型监控系统，对在广播发射机的控制，附属设备的控制，室内工作环境的控制（中央空调、室内循环通风），消防报警，节目传输控制和安全保卫监控等方面进行技术方案探讨，以求提出解决相关常见技术问题的使用方法及方案，同时监控中心的未来发展方向进行自我现有知识水平上的展望，希望本人的论述能对解决一些相关监控中心技术问题起到切实的作用。
1、对广播发射机的控制技术问题及其解决方案
1.1 广播发射机控制常见问题
广播发射机常见问题主要是广播发射站在检测工作中发现的问题。主要有频率受干扰，干扰排查，广播发射站台资料信息库冗杂，发射功率超标，残波辐射不合格，调制频偏严重超标，任意变更台址，增设同播发射点较为普遍等问题。
1.2 广播发射机的控制常见问题解决方案
1.2.1 以广播发射机标准为理论基础，做好解决问题的基础工作
调频广播的行业标准规范中，GY/T169-2001《米波调频广波发射机技术要求和测量方法》和GB/T4311-2000《米波调频广播技术规范》是现行的两个有效的基本标准。深入学习规范为解决问题打好理论基础，而且使用最多的是立体声的调频广播发射机。
1.2.2 联系生产厂家了解产品生产工艺
为了能正确并更加全面地检测调频广播发射机的性能，只是掌握一般的检测方法还是远远不够的，因为不同的广播发射机的生产工艺和制造技巧不同，因此，必须深入了解广播发射机的构造，生产工艺流程等才能在进行检测时得到正确的检测结果，为解决广播发射机故障提供可靠的依据。
1.2.3 常见问题的解决建议
(1)高频无线电波的传播在一个区域内能否有良好的覆盖，要根据其视距传播规律，选择合适的发射点是关键，相反，盲目的加大发射功率，以及在应用系统中攀比发射功率，都是错误的做法。
(2)过大的施加音频调制信号幅度以及发射机基准状态的过度调整，都会导致过大的调制频偏，其最直接的结果就是主频的有效辐射功率电平被牺牲了，其次，这将使得互调产物增加，接收语音质量下降以及主频辐射电平降低和邻道被侵占干扰，更严重的结果就是它将直接影响发射机工作寿命。
(3)重要的专用通信网络往往会被超标的上边带残波辐射所影响。与三、四、五倍频的谐波辐射相比较起来，一倍频信号更能引起多个常规无线通信频道的干扰原因就是由于一倍频的信号带宽度较大。
(4)把广播电视行业的无线电发射机纳入须申领核准代码的过程中。
2、对监控中心设备的控制
控制中心是整个监控系统的核心，系统的各项功能，如：室内工作环境的控制（中央空调、室内循环通风）、消防报警 、节目传输控制 、安全保卫监控等各项功能，它们的实现均是依靠监控中心的各种设备实现控制的。控制中心的设备接收各个终端传输设备传送的音频，数据，视频，温度，感光和报警等各种信号，再对其接收的信号进行各种操作，处理和整合，然后以各种系统信号的形式发出命令，操纵者整个监控系统的各种功能。
2.1 节目传输的控制
节目传输的控制可以通过画面处理器以及视频和音频切换器来实现。
画面处理器目前使用的最多的是四画面分割器，当然目前市场上还有多画面处理器。通过四画面处理器可以把四个画面经过压缩组合，然后在同一个画面上显示，节省了视频设备的同时更能直观的反应实时图像，同时支持放大回放现场记录以及记录效果都得到了极大地提高。
多画面处理器 是一种更高级的视频图像处理设备，它能在更短的时间间隔内对现场实况进行监督和画面记录，更能体现监控现场的真实性。除了在画面处理方面的功能外，它还具有单画面显示、画中画显示、多画面任意组合分割显示、图像数码变焦放大、视频信号丢失检测、时间发生、图像通道名称标题编辑和报警处理功能。
视频和音频切换器主要指摄像机接驳录像机或监视器等设备。目前许多场合都使用的是监视器设备在终端进行现场资料采集工作。
通过以上这些终端数据影像声音采集设备把监控区域内的现场资料传输给系统监控中心，经过系统监控中心判断，对数据存储以及相应命令，来实现监控。其中数据影像和声音的传输大多是通过网络无线电技术和光纤技术来实现的。
目前这个系统分支的问题很少，一般只要安装了相关的影音图像声控采集监控器，除了人为地恶意破坏，都不会出现问题，当然，如果有美国大片里的高级犯罪，问题就不可避免了，毕竟机器装置是人为设置的，存在自身缺陷是必然的。
2.2 室内工作环境的控制
室内工作环境主要是指室内的采暖和通风环境，目前控制中心的工作环境控制主要通过暖通系统控制，暖通系统主要有中央空调系统控制，通过中央空调的终端温度控制采集器可以时刻掌握监控区域各个工作环境内的温度，从而由终端将温度和通风信息反馈给监控中心，监控中心根据反馈信息发出命令，升高或降低工作环境的温度，提高或降低风速。
室内工作环境的控制一般情况下也很少出现问题，除了火灾情况下温度失控外，室内工作环境都有控制中心电脑的自动程序控制室内环境的暖通。 2.3 消防报警控制
消防报警控制通过报警处理器来控制，报警处理器采集终端报警信号，然后传输到控制中心，由控制中心的电脑控制系统中心发出报警信号，通知人们有紧急情况，让人们注意安全，抓紧时间撤离安全现场。
报警处理器按照处理方式的不同可以分为总线式和多线式。总线式报警处理器是终端探头的信号由一根双线传输到控制中心，特点是费用低但是结构复杂，目前仍大量应用。多线式是指各个终端探头互不干扰的将信号传输到控制中心，特点是信号互不干扰传输自由速度快，但是费用高。
报警处理器收集所有的前端报警信号，同时把发生报警通道的信号处理，并输出多个开关量控制灯光，录像机等设备的自动启动，同时输出报警通道编码并传送至控制中心的主控器。
常见问题是系统的线路易老化，传输的信号有干扰现象。解决办法就是定期进行相关报警装置性能测试，以防患于未然。同时还可以训练人员在危急情况下的自救能力。
2.4 安全保卫监控
安全保卫监控系统通常是多媒体监控系统，对监控区的全貌可以通过电子图进行全面的掌握，但是它对不同的系统使用人员授予不同的使用权限，一定要做好保密工作，防止系统被非法使用，对系统造成破坏。
其特点是可以不受人为控制的为监控区域提供突发事件和灾害防御，这是通过特定的电脑控制程序来完成的。它还具有灵活的计算机模块设计能力，以及信息化网络化的操作平台，为安全保卫监控提供网络信息化奠定基础。
其存在的问题就是信息接口处理难度大，操作人员的计算机应用技术要求高，责任感要强，而且应对突发事件和灾害的心里素质要好，所以安全保卫监控系统的工作人员要精挑细选，经过层层严格考核才能上岗工作。
3、对未来监控中心的展望
在全文的论述中重点注重的是监控中心的各个分支的功能及工作的描述，对其常见问题的提出及给出相应的解决办法，总的看来，其中所有的控制都通过主计算机控制程序、服务器和光缆及各种采集终端信息汇集器来实现自动化管控的，最终通过人机界面实现交互控制来实现监控的目的。
目前监控中心监控系统的设计主要面临着解决计算机程序编程安全化，反馈信号发射兼容和系统稳定控制的问题。在未来的监控中心发展方向主要是面向计算机信息技术，面向网络化发展。通过计算机编程把各个监控系统之间的通信有条理的细分统筹管理控制，通过网络实现远程监控。在二十一世纪这个信息化的时代，网络和计算机技术将深入到生活的各个领域，所以未来的监控中心就像今天的计算机芯片cpu一样处在监控系统的中心，指挥着各个分支监控系统，为人民的精神生活提供优质服务，同时帮助人们了解时事政治等，让人民眼界开阔。
参考文献
[1]刘宏英，张宜，王改红 等.城市视频监控系统建设技术方案之一--城市视频监控系统整体构成篇[J].IB智能建筑与城市信息，2006，(9).
[2]蔡江宇，林宏基.基于远程视频监控系统的监控中心的设计与实现[J].福建电脑，2007年01期.
【关键词】UPS；中短波；应用；分析
1.前言
UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），不间断电源，通过不间断供电和对供电质量的提升在涉及中短波电台安全播出业务的各个环节均有配置和使用，在确保安全播出工作中发挥着重要的作用，本文以大型中短波电台的实际应用出发，就UPS的分类，实际应用配置、存在的不足、和解决方案进行阐述和分析。
2.UPS的分类
2.1 按功率分。按功率大小可以划分为小功率（60kVA）。
2.2 按供电体系不同分。单相输入单相输出UPS，三相输入单相输出UPS，三相输入三相输出UPS。
2.3 按有无隔离变压器分。高频UPS（无内置隔离变压器），工频UPS（有内置隔离变压器）。
2.4 按电池位置不同分。电池内置式UPS（标准机型），电池外置式UPS（长延时机型）。
2.5 按多机运行方式不同，UPS分为：简单串联热备份UPS，交替串联热备份UPS，并联冗余UPS。
2.6 按工作原理不同，UPS分为：后备式UPS，互动式UPS，在线式UPS，Dalta变换式。
3.UPS在大型中短波电台的配置
国家广电总局62令明确指出：一级播出负荷的发射控制设备和信号源设备应采用UPS供电，UPS电池后备时间应满足设计负荷工作30分钟以上；主备播出设备、双电源播出设备应分别接入不同的供电回路。这就为大型中短波发射台的UPS配置与使用提出了明确的要求，下面就分类介绍一下具体的应用。
3.1 节目传输系统UPS应用分析
3.1.1 中短波电台节目传输系统简介
中短波发射台的节目源一般使用卫星或光缆作为节目信号的传输途径，多数中短波电台建有专门用于节目信号接收、传输、调度的中控机房或节传机房。以使用卫星做为信号源的中短波电台来讲，通常要接收来自C和KU两个不同波段的信号源作为卫星接收机的信号源，两个不同波段的接收机输出信号输出到节目传输四选一模块选择输出一路，输出节目通过音频二分配器输出到主备光端机或者直接通过电缆传输至发射机，整个节目传输系统受节目传输自动控制系统监测和调度。
3.1.2 常见配置方法
1）1台UPS给所有传输设备供电，这个方法明显违背广电总局62号令要求，并且存在单一故障点，如果这台UPS损坏或者误操作，可能使整个播出系统瘫痪。
2）使用多台UPS为节目传输系统供电，主用系统使用一个UPS（多数小于等于2KVA），备用系统使用一个，主备切换、控制和光传输系统使用一个，一般按机柜配备，一个机柜使用一个，这种方案目前使用较多。存在的不足是小型UPS故障率高，稳定性差，内置电池使用寿命有限，容量有限负载过大后满足不了30分钟后备时间的需求。
3）使用一台大容量UPS（一般超过10KVA）输出与该UPS输入同源的市电一起输出到STS（静态切换开关），STS输出到配电柜在给节目传输系统供电，此方法和方法1基本一致，仍然不符合广电总局62号令的要求，仍旧存在单一故障点（STS故障），只是相对方案1来讲，可以应对UPS的检修和突发故障。
4）使用一台大容量UPS（一般超过30KVA）输出到配电柜，通过配电柜的小型断路器（空气开关）给节目传送系统主用设备和双电源设备的主用电源供电。在使用一台小型UPS给节目传送系统的备用设备和双电源设备的备用电源供电。同时除节目传输设备外的其他设备也可以通过其它小型断路器接入主用UPS。
3.2 TSW2500型500KW短波发射机灯丝UPS供电应用
3.2.1 TSW2500型500KW短波发射机对供电的要求
TSW2500型500KW短波发射机是目前世界上最先进的短波发射机之一，机器运行稳定，自动化成度较高，在我国大型短波电台配备较多。此机器的真空电子管灯丝电压对供电要求较高，电子管作为短波发射机的核心部件，价值非常高，所以该发射机的灯丝调压器以及控制保护设备设置很灵敏，当外电波动或瞬间闪动时会造成发射机交流控制器封锁，以及高前、高末灯丝电压低于门限值等告警信息，发射机状态掉到OFF，造成停播。
依据电源的中断时间，TSW2500型500KW短波发射机末级电子管TH576的灯丝状态从黑灯丝加热到全灯丝加热需要最少7秒到最多30分钟不等的时间，这对安全播出是一个极大的威胁。
3.2.2 应对措施
鉴于上述问题可以通过诸如使用无触点稳压柜代替机械补偿稳压柜应对瞬间电压降低问题，修改发射机灯丝电压门限值，改进风水节点信号取样保护电路，在发射机欠压检测器P10后加装失电延时继电器解决主电源故障引起掉灯丝问题，但是综合来看，给灯丝调压器使用UPS供电可以彻底解决因外电波动造成发射机灯丝异态而引起的停播。
3.2.3 具体方案
使用UPS输出给发射机灯丝调压器、PSM控制、宽放电源、TX控制、水导监测、DRM电源、MP1-MP12马达供电，依据测算以上负载在30KVA左右，考虑到系统设计余量和UPS功率因数，UPS设计在60KVA左右，电池一般使用32节12V200AH可以满足30分钟后备时间。
3.3 哈里斯DX600KW中波机供电应用
3.3.1 哈里斯DX600发射机对供电系统的要求
美国哈里斯DX型中波发射机为全固态机，板卡多，电路集成化程度高，自我保护功能完善，工作稳定，效率高，控制电源对稳定的低压外电依赖性较强，外电略有波动在该发射机上就有反应，一旦发射机低压控制电源出现问题就会引发大的停播事故。
近年来以某中波机房为例，该机房所在区域外电供电保障能力弱，外电不稳定，时有波动，从而引发DX600机经常出现“功率单元交流故障、整流柜主交流故障、TCU主交流故障、功放主交流故障、整流柜接触器抖动、发射机重启，有时伴随TCU I/O通讯故障，TCU-PLC死机、变频控制器死机，甚至引发甩PB或整机关断，人工干预重启才能恢复播出，这对安全播出造成了很大的影响。
3.3.2 应对措施和效果
在DX600机三个PB单元低压220V AC电源、TCU低压220V AC电源、CCU低压220V AC电源供电总前端增加一台24KVA在线式UPS（容量测算依据三个PB和TCU，CCU的功率综合负载在10KW左右），安装后达到以下效果：
（1）消除外电供电不稳定而产生的对发射机各低压控制电源、功率模块及其PC板造成的损害；（2）对供电电源中的杂波进行滤波，净化交流电，对PCB板上的电源类半导体器件具有很好的保护作用；（3）消除外电波动对DX型机造成的负面影响，提升中波机的安全播出保障能力。
4.存在的问题
综合上述的应用分析，结合对UPS的维护经验，总结在大型中短波电台UPS配置上存在一下问题。
4.1 重复配置问题
以某一新建500KW短波发射机房为例，就可以发现UPS重复配置问题相当严重。该机房节目传输系统负载200W，配置了一台机架式2KVAUPS安装在节目传输机柜。机房网络和安防监控系统使用了一台机架式2KVA UPS，机房10KV高压配电柜自动化系统使用了一台2KVA UPS，机房转动天线控制系统使用了一台6KVA UPS，机房留守值班室网络和安防监控系统使用了一台机架式2KVA UPS，如果该500KW发射机要解决本文3.2所述问题也要在配置一台60KVA UPS，那么该机房就要使用6台UPS，并且型号各不相同，各个UPS供电系统不能互补，造成重复配置，资源浪费。
4.2 设计不合理问题
以某一机房为例，该机房共有10台工控机和1台服务器，以及3台交换机用于发射机播出控制，总功率4000W，而负责为这些设备供电的是一台APC 5.2KW型UPS，内置12V48AH电源4块。该UPS效率0.8电池容量12V192AH，只能提供大约10分钟的后备时间，与广电总局62号令提出的30分钟时间有很大差距，并且该UPS最大负载在4160W，仅仅大于实际负载160W。该UPS设置不够合理和科学。
4.3 维护跟不上
小型UPS无维护旁路，电池寿命多数在3年，由于各方面的原因，对于小型UPS能做到的仅仅是放电，有的可能连放电都不进行，加上设计的不合理和使用的不合理，造成这些UPS的使用寿命均不长，损坏率较高，同时由于型号各异，备品备件难以保证，为维修和更换来了不便。
5.解决方案设计
鉴于UPS对安全播出中不间断这个要求上的综合重要应用，结合中短波电台的实际情况，设计解决方案如下。
5.1 使用一台UPS集中为所需负载供电
无论新建机房或是现有机房供电改造也好，建议使用一台大型UPS（考虑到检修和系统安全，需要采用三进三出在线式UPS，工频机和高频机均可）为该机房所有需要使用不间断供电的负载供电，UPS使用的市电分别取自机房两路进线的低压配电柜，经过STS后输入到UPS，UPS输出到低压配电柜母线，母线后接不同容量的小型断路器，每个断路器接不同负载，设计图纸参看图1。
5.2 使用2台UPS冗余并机输出
为了追求系统更高的可靠性，还可以采用两台同型号UPS冗余并机输出，两台UPS共同承担负载，设计图纸参看图2。
图1 中短波发射机房单UPS供电系统设计图
图2 中短波发射机房2全UPS冗余并机供电系统设计图
UPS冗余并机需要注意，一是两台并机系统需要形同型号和相同功率，软硬件版本要一致；二是两台机器的旁路输入必须相同，输出连接到一起，主路输入可以取自不同的供电回路，但是主路、旁路以及输出均需保证相序的正确和一致；三是并机的UPS单机负载使用率不能高于45%，防止单台UPS故障后，另一台UPS承担的全部负载超过单台UPS的负载。
5.3 UPS的设计容量计算
UPS容量×功率因数=实际负载，如果知道实际功率，用实际功率除以功率因数，就是你所选择的最小的UPS容量。例：8KW的负载，至少需要配置功率因数为0.8的UPS的容量为10KVA。一般情况下，工频UPS的功率因数为0.8，高频UPS的功率因数是0.9。为了充分考虑用电系统的扩容需求，一般至少考虑20%的设计余量。
5.4 UPS电池数量计算
UPS电池数量的计算可参考如下公式：
根据上述公式计算电池数量的前提条件是UPS的直流电压和所选电池的规格容量。6KVA以下的UPS直流电压一般是48V或96V，6KVA到20KVA，一般为192V、240V；20KVA以上，一般为384V。
一般情况下UPS的电池都需要成组工作，数量是每组的整数倍。
6.结论
论文关键词：1A9,射频增益控制,故障分析
1A9射频增益控制放大器安装在控制机箱内，它的输入信号来自频率合成器，输出信号通过射频电缆接到宽放的输入端。射频增益控制放大器主要用于自动调节频率合成器输出射频电平的大小或通过前面板增益控制钮来调节发射机射频激励电平。
射频增益控制放大器原理。CR1为PIN二极管型号为HP5082-3081，它的工作特点是当改变通过PIN二极管的直流偏置电流时其阻抗也随之改变即CR1的阻抗与通过的电流成反比。
PIN型二极管工作波形如图：
ID在0-几mA 内变化时RD为10KΩ-10Ω内变化。
Q1、Q2为直流放大器，Q1的偏置由R1与R13串联面板上射频增益控制电位器和U1、U2光电耦合器集电极发射极间的压降Uce并联的总阻抗分压后取得。Q2的输出电流Ie2即为CR1 HP5082-3081PIN二极管直流偏置电流。当改变射频增益控制电位器的阻抗或改变U1、U2光电耦合器 Uce的电压，都将改变Q2输出的直流电流Ie2的大小，CR1 PIN二极管是Q2直流负载的一部分，所以ICR1也随之变化，导致CR1的射频阻抗变化。
由Q3、Q4及外围电路组成射频放大电路。对于射频输入通路R14与R21并联阻抗为50Ω作为频率合成器的负载电阻。Q3的输入阻抗、CR1 PIN二极管的可变射频阻抗和R6并联与R15串联组成射频分压电路，当CR1 PIN二极管的射频阻抗随Q2的发射极电流Ie2变化时，也就改变了射频放大管Q3的射频输入信号，从而也就改变了射频放大管Q3的射频输入信号，从而改变了射随器Q4的输出即实现了射频增益的控制。
从上述分析我们可以了解到射频增益的控制实际上是通过发射机面板上安装的射频增益控制电位器来实现人工手动控制的。然而自动控制需要解决射频激励大小的取样问题，我们知道射频激励的大小可以从高前管阴流和高末管栅流的大小来体现。因此与高前阴流成正比的控制电压取自1PS6TB2-6，与高末栅流成正比的控制电压取自1PS5 TB1-10，体育这两组直流电压信号分别按到光电耦合器U1和U2〔4N26〕的发光二极管两端，当射频激励过大时，高前阴流和高末栅流均会增加，从而导致1PS6 TB2-6、1PS5TB1-10负载直流电压的增加，使U1、U2内发光二极管的发光强度增加，U1、U2内的三极管导通增加，输出电压Uce下降。Q1偏置下降，Q2偏置增加输出电流增加即通过CR1直流电流增加，其射频阻抗下降，Q3的输入射频电压下降Q3、Q4的射频信号输出下降，从而降低了激励，反之也一样，从而实现了射频增益的自动控制。可描述为
射频激励↑--高前阴流和高末栅流↑--U1、U2内发光二极管的发光强度↑--输出电压Uce↓--Q1偏置↓--Q2偏置↑--通过CR1直流电流↑-- CR1射频阻抗↓--Q3的输入射频电压↓--Q4的射频信号输出↓--射频激励↓
从手控和自动控制射频增益的方式来看，此电路的特色是通过控制CR1 PIN二极管的直流偏置改变其阻抗达到间接改变射频增益大小的。比直接改变射频增益的电路具有：电路非常简单、引入的干扰小、易实现自动控制等优点。
调整1PS6R33使高前阴流最大0.6A，调整1PS5R6使高末栅流最大0.65A。当射频激励过大时，高前阴流和高末栅流均不会再增加。
2 故障分析与处理
1A9故障有直通和断路两个方面：
直通：也叫不起控，即1A9失去自动控制增益的作用，相当于一根导线，频率合成器输出信号不加控制直接进入宽放。由于宽放的增益很高，宽放送至末前管的激励过大，致使末前阴流超过0.8A，引起末前级过荷，掉高压。
导致1A9不起控的原因：R17开路，4N26击穿，Q1，Q2坏，1A9 6号端子上滤波电容击穿，阻流圈开路等。
处理：减小激励（6R4）或者减小频率合成器的输出幅度，重新调谐，即可维持播音。
断路：频率合成器输出信号无法送至宽放，末前阴流为零。
原因：1A9输入、输出Q9头，Q3、Q4坏，1A9电源保险爆。
处理：使用三通短路1A9，减小频率合成器输出幅度，维持播音。
故障现象：加高压IPA过荷，调谐无效。
故障原因：1A9-U1（4N26）击穿，自动增益控制失控。
处理方法：减小射频激励，重新调谐末前至正调谐点，逐步加激励调谐高末、负载正常，停机后更换1A9。
【参考文献】
[1]魏瑞发，陈锡安.脉阶调制设备.
[2]郭宝玺.功率新型短波发射机射放技术.
关键词：MIMO；信道容量；容量仿真
中图分类号：TP393.03 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 21-0000-01
Channel Capacity Research and Design Based on MIMO Technology
He Boqing,Yan Linbo
(Nanchang Institute of Technology,Nanchang 330000,China)
Abstract:This paper MIMO wireless communication system from the basic concepts,analyzes its structure and working principle,derived from the theoretical formula of MIMO system capacity,and finally the application of MATLAB software for different antennas and different antenna,different channels noise than the capacity of MIMO systems under computer simulation.
Keywords:MIMO;Channel capacity;Capacity simulation
一、MIMO系统的概念
传统的天线通信系统是采用一个发射天线和一个接收天线的通信系统，即所谓的单输入单输出（SISO）天线系统。但该系统在信道容量上具有一个通信上不可突破的瓶颈――Shannon容量限制。而多输入多输出（MIMO）系统的出现则较好的解决了这一问题。MIMO系统是在无线通信智能天线技术的基础上发展起来的，其主要特点就是在通信系统的收发两端采用多天线配置，以解决未来移动通信系统大容量高速率传输和日益紧张的频谱资源间的矛盾。和智能天线技术不一样的是，在MIMO系统中从任意一个发射天线到任意一个接收天线间的无线信道是相互独立的或者具有很小的相关性。
二、MIMO总体方案设计
根据多输入多输出系统的概念和特点，MIMO系统的总体结构方框图如图1所示。
其中 为发射天线数， 为接收天线数。下面将根据图1，分析MIMO系统的工作原理。
三、MIMO信道模型
MIMO系统利用无线信道的多径传播，开发空间资源，建立空间并行矩阵传输通道，利用空时联合处理提高无线通信系统的容量与可靠性。然而，决定空时处理性能的关键因素在于无线传播信道的空时特性。在研究MIMO系统时，通常考虑的是离散时间无记忆基带信道。这种信道可以看成波形信道的时间抽样，其中，每符号周期一个抽样。在这里，我们仅研究平坦衰落信道模型。因此，信道的衰落相当于对传送信号的幅度产生乘性影响。
在 （其中 为接收天线的数目， 为发送天线的数目）的MIMO系统中，为了不失一般性，假设 > ，信道是平坦瑞利衰落，且信道冲激响应为 （ 行， 列）矩阵， 中的每个元素 （第i行，第j列，i=1，2，… ，j=1，2，… ）都是独立同分布的复随机变量，它的实部和虚部都是高斯随机变量，且均值为0，方差为 。MIMO系统模型如图2-1所示。
设信道的输入为 个天线所发送的信号矢量x，信道的输出为 个接收天线所接受的符号矢量Y，且x和Y的均值都为零，那么信号可以表示为：
其中，a为包含天线的增益和传播损耗影响的实常数，n为零均值、独立于输入且具有等方差的实部和虚部的复高斯噪声列矢量，且E[ ]= ，其中 为 阶单位矩阵， 为复高斯噪声的方差。信道转移矩阵为：
对信道输入的平均能量约束表示为：
其中， 为符号矢量的总平均能量，Q为x的相关矩阵。下面介绍一下信道H的统计特性。
当发射机和接收机之间无直视路径时就会产生这种情况。并且假设信道的衰落不是很快，所以H在数据突发期间看成常数。同时还假定发射机和接收机间的天线之间足够远，使得对于每个发射和接收天线对是独立衰落，即 看成独立的。
四、应用Matlab仿真及结果分析
MIMO信道的各态历经信道容量是将交互信息量对CSI矩阵H的元素做统计平均，当MIMO系统的各子信道的衰减系数相互独立时各态历经容量比较接近这个系统能够提供的频谱效率，实际上各态历经容量就是香农定理。
在瑞利衰落模型的假设下，发射天线和接收天线分别为2*2、4*4、8*8和16*16时，对MIMO系统各态历经信道容量迭代10000进行仿真而得出信道容量随信噪比变化的曲线如图2所示。
【关键词】无线传输；传输距离；ZigBee；理论计算
1.引言
无线通信是近些年发展最快，应用最广的通信技术，无线网络技术包括蓝牙、超宽带、ZigBee和Wi-Fi等。ZigBee是一种新兴的无线网络技术，它是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，其特点是距离较远、低复杂度、自组织、低功耗、低速率、低成本。因此比较适合研究无线通信距离短的问题，可以更好地分析影响传输距离的因素，所以本文就以ZigBee技术为例，根据一些理论公式进行计算分析影响无线传输距离的因素，希望为以后无线模块的选用提供参考。
2.ZigBee应用电路设计
为了测试ZigBee在应用中的传输距离，设计了基于ZigBee的无线传输模块装置，用于测试ZigBee实际的传输距离。如图1所示，左边为无线终端模块整个电路组成框图，用于接收从中心模块发送过来的数据，右边为中心模块，与ZigBee基板相连，通过上位机给终端模块发送数据。ZigBee模块具有自动组网的功能，当中心节点工作之后，它会自动寻找终端节点进行组网。如果终端节点能够接收到组网信号，则终端节点的ZigBee模块就会产生组网端口上的压降，这个压降信号就传递到触发器，触发器打开模拟开关，这样指示灯的压降产生，指示灯开始工作，这就表明ZigBee模块组网成功，既可以开始通信。
3.因素分析
3.1 实际传输距离估算方法
IEEE组织根据802.15.4a信道的特点，在实际环境中进行了实际测量，构建了基于802.15.4a心道、适于UWB（2～10GHz），100～1000MHz的信道传输损耗模型，其基本模型信道损耗计算公式为
其中Pt为发射机发射功率，发射机和接收机的距离为d，接收机的功率为Pr，收发天线的增益为Gr，Gr，Aant为天线衰减因子，S为损耗计算的标准方差，n为距离损耗为考虑频率影响修正系数，d0为参数距离等于1m，fc为参考中心频率等于5G修正系数，kHz（UWB2～10GHz频段），PL0为参考距离下的损耗大小。与自由空间传输方程相比考虑天线收发耦合损耗、反射折射引起的传输损耗与距离频率的变化系数。
对式（1）进行推导得出最大距离方程为：
由上述公式我们可以得知，影响因素包括为天线衰减因子，损耗计算的标准方差，距离损耗为考虑频率影响修正系数，参考距离下的损耗大小等，下面就通过实际测试具体分析各个因素对无线传输的影响。
3.2 具体因素分析
下面通过实际测试得到实验数据对ZigBee传输距离进行比对分析，用上述介绍的实验装置测试ZigBee实际的传输距离。表2中列出了实验中模块的收发功率，收发天线架设高度，天线衰减因子，收发天线增益，参考距离下的损耗大小，损耗计算的标准方差，行为距离损耗修正系数，频率影响修正系数，天线的馈线长度，天线的架设高度等各种影响因素。
表2中第一组和第二组数据对比，收发天线的架设高度对无线传输的距离有着重要影响，天线架设高度不同，损耗计算的标准方差和距离损耗修正系数不同，收发天线的架设高度增加了两米，则传输距离提高了122米，增幅为88.4%。
第二组和第三组数据对比中可以看出，天线的架设高度相同，无线的工作环境的不同，传输距离也不尽相同，工作环境的不同，损耗计算的标准方差、距离损耗修正系数不同和频率影响修正系数都不相同，这导致在复杂环境中，无线传输的距离大大缩短，仅为户外广阔环境中的53.1%。
第二组和第四组数据得出，天线的增益是影响传输距离的最重要因素，发送天线增益增加八倍之后，传输距离提高了4倍，同时也说明天线增益和传输距离之间不是简单的线性关系。
第一组和第五组数据显示，在天线的外配馈线增加时，传输距离也会相应缩短，在天线增益、工作环境和天线架设高度都相同的情况下，发送天线加长6米馈线，天线衰减因子变大，导致传输距离缩短了48.6%。
第四组和第六组数据显示，其他影响因素相同的条件下，馈线延长6米，传输距离缩短了22.7%。同时和第一组、第五祖对比得出，馈线在影响传输距离中远没有天线增益对传输距离的影响大。
在实际测试中所得到的数据，都经过了实际传输距离估算方法的计算，表2中给出了理论计算和实测值之间的误差，误差都在5%以内，说明测试得出的数据真实可靠。
4.结束语
本文通过自行设计的ZigBee装置实际测试了此装置的传输距离，并根据估算公式对其影响因素作了具体分析，最后分析我们可以得知，收发天线的增益是影响无线传输距离最重要的因素，其次为天线的架设高度，然后为工作环境，最后是天线的馈线长度。因此为了提高通信距离：第一，最好使用增益大的天线；第二，尽可能的提高天线的有效架设高度；第三，远离干扰较大的工作环境；第四，尽量缩短发射端的馈线长度等这些措施。这样可以提高无线通信的稳定性和可靠性。
参考文献
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在发端输人的信息先调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。可见，一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较，多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征：(1)数字传输方式；(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽；(3)带宽的展宽，是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的；(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩)，求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。
二、扩频通信技术的特点
扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号，其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽，同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。
1．抗干扰性强
扩频信号的不可预测性，使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰，干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能不受干扰、高质量地进行通信，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。
2.低截获性
扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦察接收机很难监测到，因此扩频通信系统截获概率很低。
3.抗多路径干扰性能好
多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程，利用扩频码序列间的相关特性，在接收端解扩时，从多径信号中分离出最强的有用信号，或将多径信号中的相同码序列信号叠加，这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象，使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。
4.保密性好
在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样信号可以在强噪声背景下，甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信，使外界很难截获传送的信息，要想进一步检测出信号的特征参数就更难了．所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时，对不同用户使用不同码，旁人无法窃听通信，因而扩频系统具有高保密性。
5.易于实现码分多址
在通信系统中，可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，接收端利用相关检测技术进行解扩，在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。
三、扩频技术的发展与应用
在过去由于技术的限制，人们一直在走增加信号功率，减少噪声，提高信噪比的道路。即使到了70年代，伪码技术已经出现，但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事．近几年，由于大规模集成电路的发展，几十兆赫兹，甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实，扩频通信获得极其迅速的发展．通信的发展史又到了一个转折点，由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代．从最佳通信系统的角度看扩频通信．最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机．几十年来，最佳接收理论已经很成熟，但最佳发射问题一直没有很好解决，伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度，构成了最佳发射机．因此，有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识，人们就不难预测扩频通信的未来前景．从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代．扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信，码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路，发挥越来越大的作用．接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统，逐步发展、演变和升级而形成的．现代电信网络分为3部分：传输网、交换网和接入网．由于接入网发展较晚，往往成为电信发展的“瓶颈”，各国都很重视接入网的发展，因此各类接人技术和系统应运而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性，经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段，而无线扩频技术所使用的频段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM频段，包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段．在无线接人系统中，扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点：抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜．而且，扩频微波接入技术相对有线接入技术来说，有成本低、使用灵活、建设快捷的优势，在接入网中起着不可替代的作用．
扩频微波主要应用在以下几个方面．语音接入(点对点)；数据接入；视频接入；多媒体接入；因特网(Internet)接入。
四、结语
扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向，是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点，使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中，它的易于实现码分多址的特点，使它能与第三代移动通信系统完美结合，发展前景极为广阔。
参考文献：
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[3]吴慎山,万霞,吴东芳.扩频通信的发展与应用研究[J].河南师范大学学报(自然科学版),2008(5).
关键词：固态雷达 多普勒效应 脉冲压缩
中图分类号：U675.74 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0224-01
1 固态雷达工作原理
调制器发出的调制脉冲被传送进入磁控管，并引发磁控管产生大功率超高频率的脉冲波，这种射频脉冲波经过天线发射，在遇到目标物体后，有目标物体弹回的反射波会再次被天线接收，最后接收机通过反射波的信息，进过处理，将信号以视屏信号的方式显现出来，这就是传统的脉冲磁控管雷达。脉冲磁控管雷达中最主要的部分就是磁控管，而新型的固态雷达却没有磁控管，取而代之的是固态器件。信号的发射和传统的雷达一样，接收后的信号不仅要进过接收器的处理还需要有脉冲压缩器的处理，之后才能将信息呈现在显示屏上。
传统的脉冲磁控管雷达发射的是大功率的脉冲波，而新型的固态雷达发射的确实低功率的射频脉冲，一般情况下固态雷达发射的射频脉冲的最大功率低至200W左右，但是却拥有较高的占空率。发射的信号经过接收机和脉冲压缩器的处理，可以高倍数的压缩信号，这就可以与传统雷达所发射的大功率高频率的射频信号想媲美，而固态雷达还具有较高的占空比，所以固态雷达在远距离的探测中更占有优势地位。
雷达探测的距离可分为近、中、远三种不同的距离，不同的探测距离的要求是不一样的，固态雷达发射出特定的射频脉冲来满足这些要求，这种特定次序的脉冲中包括短脉冲，中脉冲和长脉冲三种不同的脉冲波。同时，为了使脉冲容易被压缩，常常采用脉冲宽度和编码混合的方法，这样可以保证每次发射的脉冲在长度和编码上都是与众不同的。处理和比较就收会的脉冲信号，就可以判断目标的存在状况。而数字脉冲压缩器的作用就是压缩脉冲，这样就可以利用中脉冲和长脉冲来有效地确定距离，按照IMO的规定，雷达性能标准距离可以观察到40m。新体制的固态雷达与传统的脉冲磁控管雷达有巨大的改善，它使用了脉冲多普新勒技术，这项技术的使用时的航海雷达得到了更好地发展。固态雷达可以检测出雷达与目标之间的相对速度，将接受的反射波以特定的方式处理后，能够十分有效的将回波中的杂波剔除出去，这种滤波技术使得雷达能够在海浪和雨雪等恶劣情况下，对移动中的小目标进行精确地探测，这比起传统雷达的效果要好的多。通过对比，可以更加具体的说明两种雷达在有外界干扰的情况下探测性能的高低，新体制的固态雷达在雨雪天气可以清晰的扑捉到移动中的小目标，有效地派出了雨雪杂波的干扰；而传统的雷达对雨雪杂波的过滤效果不尽如意，即使后期通过其他手段抑制雨雪杂波的影响，取得的效果也不如固态雷达的效果好。
2 典型技术介绍
2.1 多普勒效应
声源和接受物体的相对运动而发生声源的频率发生改变（频移）称为多普勒效应。将多普勒效应使用在雷达中，这样可以提高雷达在有外界杂波的干扰下清晰观察到移动中的小目标能力。移动中的小目标与雷达之间沿径向有相对的速度或者是两者之间的距离变化时，这种多普勒雷达发射出的脉冲信号经过目标的反射后，雷达接收的收回波的频率和原来的发射的脉冲的频率有变化，根据这种频率偏移，我们就可以知道小目标的运动情况。雷达发射的脉冲信号和接受会的信号进过的路程是目标和雷达之间路程的两倍。多普勒雷达可以有效地减少杂波的干扰，使得目标情况可以清晰的显示出来。
2.2 脉冲压缩技术
除了多普勒雷达外，还有脉冲压缩雷达，它的主要技术是脉冲压缩。脉冲压缩技术就是通过对脉冲的相位和频率进行编码的长脉冲，将发射机发射的原有脉冲编码成远远大于相同情况下未编码的脉冲宽度。脉冲发射需要有足够的能量，而脉冲压缩技术的最大特点就是能够在较低的峰值功率下，有效地增大脉冲的宽度来确保脉冲顺利发射。脉冲压缩雷达还具有远距离探测能力和距离探测能力高等特点。
3 固态雷达的应用
3.1 固态雷达的运用特点
新体制固态雷达的出现，在航海雷达的发展史上具有跨时代的意义，多普勒技术、脉冲压缩技术等高新技术的使用，使得固态雷达相对于传统雷达具有许多优点。固态雷达不仅在远距离探测、距离分辨、抗杂波干扰、检测移动中的目标等方向的能力大大提高，而且因为新技术的使用，也降低了航海雷达的使用成本，延长了雷达的使用寿命。新的技术也是的固态雷达的工作原理发生了改变，这使得固态雷达获得了许多优点。首先，传统的磁控管雷达的主要工作部位磁控管，在开启雷达后需要长达三分钟的预热时间才能正常工作，而固态雷达却不需要时间来预热。其次，磁控管发射出的是大功率高频率的脉冲，这些脉冲并不稳定，一般情况下为了获得清晰地图像，需要对这些脉冲进行调制，但是固态雷达解决了这一问题，不再需要调制。再次，传统雷达使用的大功率设施需要经常更换，这就增加了雷达的使用成本，而新体制的固态雷达不需要经常更换这些器件，大大减少了成本。
3.2 固态雷达在运用中注意的问题
虽然固态雷达的性能在传统雷达的基础上有了很大的进步，但是在使用过程中，使用者还有一些地方需要注意，以保证安全有效使用航海雷达。首先，固态雷达在观测移动目标时需要目标与雷达间有径向移动，这一确定也会使得没有径向移动的目标别误认为是杂波过滤掉。其次，固态雷达采用的脉冲压缩技术在对杂波干扰进行过滤的时候，也会对小目标的发射波有影响，这样也会减弱对小目标的探测能力。所以使用者在使用固态雷达的时候，必须注意这些细小的问题，以免因为疏忽造成航海事故。
4 结语
航海事业的发展使得人们对于航海雷达的要求越来越高，随着未来科学技术的不断发展，航海雷达也会不断地改善。未来的航海雷达将在抗干扰能力、距离分辨率等方面做出巨大的突破。新体制固态雷达的出现为安全航海提供了有效地技术支持。笔者在这里对目前新体制固态雷达的现状和工作原理进行了简单的介绍，同时提出了现代新体制固态雷达的运用中的特点及其注意的问题，为雷达的使用者提供一份参考。
参考文献
[1]朱凯然.雷达信号检测与实现.西安电子科技大学硕士论文，2009.
IP数据广播是一种和数字电视类似的广播系统，二者的不同之处：IP数据广播代替了数字电视的公共广播通道而通过无线电向广大观众提供连接，还有数据和文件的传送。数据的内容可以是移动的图片，声音，网页和计算机程序。
从IP数据广播传输中接收的内容的类型和从Internet中接收的内容类型很相似，但只有一个显著的不同。IP数据广播是面向大规模接收数据服务而设计的，并且在发射机可以覆盖的地区IP广播信号可以被数以千计的接收者同时接收。这和一个标准的Internet连接是不同的，标准的Internet连接是私有的连接，所请求的网页只被发送到提出该请求的计算机上，而不会同时有多个接收者。
IP数据广播是一种多点传送服务，就像电视和广播一样。广播信号被送往发射天线然后广播出去，任何处在覆盖区域的接收者都可以收到信号。这就是为什么使用IP数据广播只向一个接收者传送信号不切实可行的原因。IP数据广播最合适的用途是向所有感兴趣的用户传送数据。当实行按用户计费，同过IP数据广播同时向很多观众播送数据是绝对划算的。
DVB-T和移动接收
DVB-T（ETS300744）为数字地面电视广播系统标准。这是最复杂的DVB传输系统。地面数字电视发射的传输容量，理论上与有线电视系统相当，本地区覆盖好。采用编码正交频分复用（COFDM）调制方式，在8MHz带宽内能传送4套电视节目，传输质量高，采用MPEG-2数字视频、音频压缩编码技术；但其接收费用高。DVB-T标准中主要规范的是发送端的体系结构和信号处理方式，对接收端是开放的，各厂商可以开发各自的DVB-T接收设备，只要该设备能够正确接收和处理发射信号，并满足DVB-T中所规定的性能指标。
参照DVB-T标准，给DVB-T发射天线的反馈信号可以通过很多方式进行配置。在芬兰的数字电视网络中，使用的参数为：8k模式，64QAM（QuadratureAmplitudeModulation正交幅度调制），CR=2/3。
8k模式意味着信号在8MHz的带宽中有6817个载波信号（subcarriers）。另一种可选择的方案是使用2k模式，即在8MHz的带宽中有1705个载波信号（subcarriers）。2k模式对移动接收来说已经相当充足了，由于这样一个事实，如此强的多普勒效应也不会使载波相互干扰。在2k模式中，限速比8k模式增长了因数4，但是这会影响到时间间隔。
正交幅度调制（QAM）是一种来调制解调器的常见调制技术，也是振幅和相位调制的结合。64QAM意味着在每个载波信号中转送6个比特成为可能。振幅和相位需要更好的信号强度以便能够探测到每个比特的可靠性。随着QAM值的减小，在接收时信号的载波频率能够更小，使得更快的移动接收成为可能。例如，以16QAM调制进行移动接收比以64QAM调制进行快4倍成为可能。
编码率（CR）与数据纠正和有效的全局数据比特率相关。在数字电视网络中，1/3倍用来进行数据纠正。通过添加数据纠正比特位，使校正在快速移动接收中产生的错误（由于衰减）从而达到更快的灵活性成为可能。当CR=1/2时，移动接受速度可以提高大约25%。
在普通的数字电视移动接收中，速度限制大约在30km/h的范围内。通过改变发射参数，有可能达到300km/h范围的移动接收速度。
图1：数字电视移动接收参数对比
IP数据广播试验网络
在IP数据广播发射系统中，包括IPEncapsulators，服务系统和DVB-T发射机——和数字电视网络（除了IPEncapsulators）很相似。服务器系统从不同的服务提供商接收服务或应用，并且把它们装入IPEncapsulators，IPEncapsulators依次把数据进行组合然后压缩成为DVB流。通过这种方式，可以从几个服务/内容提供商同时装入数据。
发射的IP数据包括实时流视频或文件，当接收的时候，它们可以被传递到接收者的存储器中。视频流可以基于实时编码或从服务器上的文件播放。在发射文件的情况下，这些文件可以是任何类型或格式，从网页甚至到接收机升级文件，当然，在接收机上必须有相应的支撑应用软件来接收或利用发射的数据。
图2：IP数据广播试验网络
数据广播商业系统
数据广播商业系统如图3所示。该图描述了在终端到终端的系统中的各位“参赛者”和可以带来商业价值的潜在收入流程。虽然实际上看起来非常简单，但这个概念上的系统证明是非常有用的：
内容提供者
：例如，广播公司、媒体、出版社；
服务运行商：整合内容，并提供品牌服务；
网络运行商：提供传送通道；
消费者：使用并为传送的内容付费。
与该系统相关的另一些重要问题有对内容安全的需求，例如，某种形式的权限管理，潜在的几种不同的宣传方法和支付途径。这种模型的发展在进一步研究中证明是非常有用的，特别是，相关服务的构成方式，就如我们将在下面看到。
相关的技术模型
相关的技术模型如图4所示。如同商业系统一样，它从本质上相当简单，但是已经证明是非常有用的工具，可以使对更进一步的技术考虑形象化。这个模型确定了所有的关键系统技术元素和它们之间的界面。需要说明的是已经存在的两个访问界面，一个单向的广播界面和一个双向的电话界面。这个模型在描述更高层次的界面的时候也很有用，例如，客户请求区域和内容来源之间界面。
这样一种模型的有效性使另外一个非常重要的任务变得更加容易，即基本规范的发展，类似的还有该模型中的客户\网络界面。稍后会作更详细的描述。
IPDC基本规范
IPDC基本规范是IP数据广播论坛承担的一项非常重要的技术工作项目。制订规范的目的是定义终端设备能够访问数据广播网路层的界面最小需求。当数据广播应用提供者把数据送入传送通道所遇到的界面就是制订规范目的的一种反映。如图5所示。正如前面说明的那样，对网络层的访问由单向广播通道、双向电话通道或者二者的组合。为了满足这个，规范定义了两种形式，广播形式（BroadcastProfile）和交互形式（InteractionProfile）。广播形式用来进行广播服务，不需要用户的初始化控制就可以使用，不需要接收机的反馈就可以发挥功能。交互形式用来进行交服务，需要用户的初始化控制和接收机的反馈。
对基本规范的具体描述不再本论文的范围之内。下面的几部分将提供一个对执行广播和交互数据广播服务各层的全面纵览。
广播方式
广播方式（BroadcastProfile）的主要元素标注在图6中。两个关键的应用程序界面（APIs）在图中用加粗的线条描述，并称之为A和B。APIA属于IP数据广播传输API，而APIB属于IP数据广播基本API。数据广播传输API定义了数据传输介质和用户终端设备之间的界面。IP数据广播基本API作为IP数据广播应用程序和用户终端设备接口的“套结字（Socket）”。和传输通道的接口是同过IP，IP安全（IPSecurity，IPSEC）和IP控制消息协议（IPControlMessageProtocols，IPCMP）实现的。它们为打包数据的安全传输提供一个基本的框架。上边一层是用户数据包协议（UserDatagramProtocol），该层为大数据包的传输提供功能，而这些数据包构成了所有传输数据的基础。这层的上边是对时间有严格要求的流内容的传输，该层由实时协议（RealTimeProtocol，RTP）推动，同时面向对象的内容使用异步层编码（AsynchronousLayerCoding，ALC）和分成编码传输（LayeredCodingTransport，LCT）。提供数据广播服务的关键方面是高效的服务开发机构的供应。这个方面由MediaGuideUnidirectionalPoint-to-MultipointTransport（MUPPET）和InternetMediaGuideMetadata（IMG-META）layers提供。
图6：IPDC基本广播方式
交互方式
交互方式（InteractionProfile）的主要元素标注在图7中。前面的通道和广播方式是一样的，因为需求是同样的。交互通道作为一个添加的返回通道和广播方式不同，这需要引进附加的协议。RTP控制协议（RTCP）提供一个返回通道用来确认流媒体的接收，同时进行目标传送的相关协议到目前为止还没有指明。超文本链接标示语言（HypertextMarkupLanguage，HTML）提供一个和服务向导交互的通道。交换用户请求的通道在起草协议的时候也没有明确指明。显然，为了能提供安全的服务，为了能进行用户的身份识别，对内容传送正确性的确保和费用的支付都是必要的。这个复杂的方面不能容易地在这个图表中进行描述（事实上，是在应用层实施的），但是基于对将来的考虑，这个方面被认为是一项主要的研究工作。
图7：IPDC基本交互方式
关键词：MIMO-OFDM；信道估计；检测算法
随着移动通信的迅猛发展，特别是4G时代的到了，人们对无线通信的需求已不再停留在是否能够提供有效的语音与数据信息，而是是否能够有效、可靠、高速地提供这些业务，对于这些苛刻的要求，移动通信人一直在努力的实现，无论是以前的GSM，还是20世纪末的CDMA2000，或是现在的TLE，通信研究人员一直都在提速的路上。最终，移动通信系统要达到的目标是――无论你在什么时间，无论你在什么地点，都能够畅通无阻地与任何人实现智能通信，使未来移动通信进入个人通信的时代。
一、MIMO-OFDM的研究现状
1.MIMO技术的研究现状
利用MIMO提高信号传输性能的思想可以追溯到马可尼时代，1901 年马可尼通过无数次的实验研究出较长距离传送无线电波的设备――四个61米高的天线塔构成阵列，并于1901年12月12日到达了传输极限，从英格兰德康沃尔到加拿大纽芬兰的信号山。在20世纪70年代MIMO技术才被引入到传统的通信系统中来，而在20世纪80年代，J.H.Winers等人开始研究有关分集发射与接收和信道容量的相关问题。到了1994年，Paulraj和Kailath等人提出在发射端同时使用多天线能够增加无线信道容量的理论，在1995年E.Telatar等人又推导出了多天线高斯信道的容量理论公式，然而随着BLAST算法和空时编码的提出， MIMO技术的理论研究就随着移动通信的发展大量涌现。
目前，国内外大量的通信人员都致力于MIMO技术的研究。并且在MIMO技术的很多方面已获得了大量的研究成果，但是由于无线移动通信信道是一个时变、非平稳、稀疏的多入多出信道类型，其研究远远不止于以上的研究成果。现有的许多文献大都假设无线通信信道为分段的恒定平稳衰落信道，而这种假设对于高速率、高带宽的4G系统以及室外高速移动系统来说是不切实际的，因此必须对MIMO信道模型进行更深更细的研究。另外，在现有的理论研究中，全都设定接收端对通信系统的传输参数是已知的，因此，需要在发射端的发射信号中嵌入一定的导频序列来对接收机进行反馈训练。但是若移动台的速度过快，这就使得接收端的训练时间过短，对接收端来说，信道的估计性能就会下降，信号的检测性能也会随之下降，信号的恢复就不会很理想。因此，快速时变的信道估计技术或盲处理技术就成为以后研究的重要内容。
另外，现实的通信系统是MIMO技术研究的关键内容，因为实际的通信系统是要在移动台端实现多路的分集接收，大量的通信研究人员也正致力于这方面的研究。
2.OFDM技术的研究现状
在OFDM技术中，通常一个宽带信号首先被分成多个并行的窄带信号，然后再用多个正交的子载波对窄带信号进行调制，之后由发射机发射出去在信道中传输，而接收端对信号进行接收检测与恢复。正如上面所讲，OFDM技术独有特性让它在小尺度衰落信道中独放异彩。OFDM技术利用其正交特性可以把小尺度衰落信道转化成多个并行传输的平坦衰落信道，这样在接收端，就极大的降低了接收机的设计复杂度，节省了成本。
另外，OFDM技术中由于应用了DSP技术，才使得各子信道之间能够相互正交，从而保证了各个子信道间的频带资源可以相互重叠且不出现ISI，这样就有效地提高了频谱资源的整体利用率，为更高速率的数据传输业务提高了技术基础。
二、MIMO-OFDM信道估计与信号检测算法的研究现状
1.MIMO-OFDM信道估计算法研究现状
目前，MIMO-OFDM信道估计技术的研究已经取得了一定的进展。信道估计算法大致分为三大类：即盲信道估计、非盲信道估计及两者结合的半盲信道估计算法。盲信道估计由于其算法复杂度高，时延较大的劣势不适应于实际系统中。而非盲和半盲信道估计方法，通过插入的导频信息，能够较好地获得信道的估计性能，此类算法在现实的MIMO-OFDM系统中得到广泛应用。从信道估计实现的方法上来讲，非盲信道估计方法又可分为频域实现和变换域实现。在频域实现中，主要的方法包括LS估计、ZF估计和LMMSE估计。而在变换域实现中，主要的方法有基于离散傅立叶变换的信道估计方法。另外还有基于二维导频信道估计算法、维纳滤波内插算法、基于正交叠加训练序列的时域信道估计算法、基于离散叠加导频的信道估计算法、基于粒子滤波的MIMO-OFDM信道估计算法等。以上各种算法在不同的通信场景下有不同的优势。因此，选择恰当的算法对通信系统性能的提高至关重要。
2.MIMO-OFDM信号检测算法研究现状
目前，MIMO-OFDM系统中已研究较为成熟的信号检测算法主要有三类，即MLz测、线性检测算法以及非线性检测算法。最优检测算法主要是指最大似然译码（ ML），该算法在一定信噪比条件下有较理想的检测性能，恢复出的信号最接近于原始信号且具有较高的信号强度，但其缺点是算法复杂度随着天线数目的增加呈指数上升，因而在实际应用中得到了限制。线性信号检测算法主要有迫零（ZF） 检测和最小均方误差（ MMSE） 检测，此类算法是对接收到的信号先进行一定的线性加权，然后在一定准则下检测并恢复出原信号，此类算法的优点是在实际应用中具有较低的算法复杂度，硬件实现起来较容易，但其检测性能较ML算法有明显的劣势。非线性检测算法主要包括球形译码检测算法、广义球形译码算法以及半定松弛检测算法，此类检测算法是在接收端对信号进行非线性变换，继而根据一定的准则对信号进行还原，其与ML算法相比，在算法性能上虽有一定的降低，但是在算法复杂度方面有很大程度的改善。因而，对次优检测算法的研究是有很大的现实意义的。
参考文献：
[1] 王妮娜，桂冠，张治等.基于压缩感知的 MIMO系统稀疏信道估计.应用科学学报，2011，11（2）：315-318.
[2] 王香瑜，. IEEE802.16e系统中基于基扩展模型的快速时变信道估计.中国科技论文，2013，8（4）：295-298.
【关键词】异构机床；串行通信；硬件
随着计算机技术、通信技术和CIMS技术的不断发展，DNC的内涵和功能不断扩大，与以前的DNC相比有很大的区别，它着眼于车间的信息集成，针对车间的生产计划，技术准备，加工操作等基本作业进行集中监控和分散控制，把生产任务通过局域网分配给各个加工单元，并使之信息相互交换，因此，在数控加工网络化系统中，不仅仅要考虑设备层异构数控加工设备的集成，还要考虑DNC整个系统内的数据传输，现针对公共实训基地进行异构机床串行通信设计与实现。
一、异构数控系统的集成方案
DNC主机与数控机床之间的通讯连接是DNC系统的关键技术之一。由于不同的数控设备的通讯接口差别较大，数控协议的种类也较多，要想形成数控加工的网络化制造，必须将这些异构数控系统集成起来。为了实现异构数控系统集成化管理，数控系统制造商们己在积极地寻找解决通讯协议标准化问题的途径。在数控通讯协议标准化之前，数控加工车间只能依靠研制专门的DNC装置来解决数控机床的集成控制和管理问题，诸如FANUC和Siemens等异构系统的通讯[1]。DNC装置初始阶段的研究重点是开发智能硬件设备，接口标准主要依靠智能硬件装置实现异构系统的通讯协议的转换。目前，数控通讯协议转换的实现逐渐从智能硬件技术向“软插件”技术转移。“九五”期间，我国“863”高科技计划己经立项研制这种DNC软插件系统，这对数控设备的集成管理具有重大意义。
二、串行通信
（一）串行通信基本概念
串行通信是数据在单条一位宽的传输线上，一比特接一比特地按顺序传送的方式，为了保证数据传送的正确和一致，接收和发送双方对数据的传送应确定一致的且相互遵守的约定，它包括数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、错误校验方式及控制字符定义等，即通信协议（protocol）[2]。
串行通信的特点如下：
1.节省传输线，这是显而易见的。尤其是在远程通信时，此特点尤为重要。这也是串行通信的主要优点。
2.数据传送效率低。与并行通信比，这也这是显而易见的，如图1，这也是串行通信的主要缺点。
由此可见，串行通信适合于远距离传送，可以从几米到数千公里。对于长距离、低速率的通信，串行通信往往是唯一的选择。
串行通信根据其信息传输格式不同可分为异步通信和同步通信。异步通信结构简单，但速度不快。同步通信传送率高，但接口结构复杂，一般在传送大量数据时使用。异步串行通信在数控机床上应用比较广泛，现在主要的接口标准有RS-232C和RS-422/RS-485。串行通信中，数据通常是在两个站之间进行传送，
按照数据流的方向可分成三种基本的传送模式：全双工、半双工和单工。
在串行数据传输中，如果传送的数据可以被接收端立即处理，就不需要流控制，但是如果通信两端的操作存在速度上的差异，就必须有流控制。流控制有数据缓冲和数据流开关控制两类，后者又可以进一步分为RTS/CTS，XON/XOFF和协议传送等。
（二）串行通信的接口标准
1.RS-232C接口标准[3]
RS-232C标准（协议）是美国EIA（Elect-ronic Industry Asscciation）与BELL等公司一起开发的的通信协议，在异步串行通信中应用最广泛的标准总线，其全称是EIA-RS-232C，其中RS是Recommended Standar的缩写，代表推赠标准，232是标识符，c代表最近一次的修改。它最初是为远程通信连接数据终端设备DTE（DataTerminal Equipment）与数据电路端接设备DCE（Data Circuit-teminating Equipment）而制订的，但目前以广泛用于计算机与终端或外设之间的近端连接。图2即为计算机主板上的两个RS-232通信端口图片。
（1）RS-232C引脚定义
RS-232C标准并未定义连接器的物理特性，常用的有DB-25和DB-9类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。PC和XT机采用DB-25型连接器，AT机采用DB-9型连接器。引脚定义见表1。
（2）RS-232C电气特性
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种型号线功能都作了明确规定。在RS-232C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑”1”-5～-15V；逻辑”0”：+5～+15V。噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑”0”，高到一3V的信号作为逻辑”1”。
（3）接口的物理结构
RS232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座，通常插头在DCE端，插座在DTE端。一些设备与PC机连接的RS-32-C接口，因为不使用对方的传送控制信号，只需二条接口线，即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。
（4）RS-232的通信距离及速度
RS-232规定最大的负载电容为2500pF，这个电容限制了传输距离和传输速率，由于RS-232C的发送器和接收器之间具有公共信号地（GND），属于非平衡电压型传输电路，不使用差分型号传输，因此不具有抗共模干扰的能力。在不使用调制解调器（MODEM）时，RS-232能够可靠进行数据传输的最大通信距离为15米，对于远程通信，必须通过调制解调器进行远程通信连接。
标准串口能够提供的传输速度主要有：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps等，在工业控制场合，9600bps是最常见的传输速度，在传输距离较近时，使用最高传输速度也是可以的。传输距离与传输速度的关系成反比，适当的降低传输速度，可以延长RS-232的传输距离，提高通信的稳定性。
2.RS-422与RS-485接口标准
为了弥补RS-232通信距离短、速率低的缺点，EIA又推出了RS-422。RS-422的数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将传输速率提高到了10Mbit/s，传输距离延长到4000英尺，并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。
为了扩展应用的范围，EIA在RS-422的基础上又定制了RS-485标准，它与RS-422兼容。RS-485也采用平衡传输方式，增加了多点、双向通信功能，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。RS-485标准抗干扰能力强，传输速率高，传送距离远。采用双绞线，不用Modem的情况下，当传输速率为100Kbps时，可传送的距离为1.2Km，当速率降到9600Kbps时，则传送距离可达15Km。它允许的最大速率可达10Mbps。RS-422和RS-485参数对比见表1。
三、硬件布局方案
（一）系统硬件布局
公共实训基地的主要学习范围分布在一楼和二楼。一楼主要是数控车间，供学生生产实践用；二楼主要是机房，是对学生进行数控知识的教学用地。其中，一楼分布着多种类型的数控机床，如FANUC，SIEMENS，Heidenhain，MAZAK等，其局域网体系的硬件布局如图3。
一楼的信息中心是整个系统的核心，控制着整个生产活动。数控车间通过无线网络将机床网络化。二楼的机房的PC机的操作系统是Windows XP，在其基础上装有CAD/CAM系统，学生可以在机房内，学习数控的知识，在软件上实现加工仿真，并可将NC代码通过DNC系统传输到指定机床，实现实践与理论的结合，获得最佳的学习效果。
（二）硬件概况
整个硬件布局中，用到的硬件主要有PC机，（IBM）塔式服务器，网络交换机，工业级无线接入器，工业级交换发射机，智能PC终端等。下面我主要介绍下（IBM）塔式服务器，工业级无线接入器，工业级交换发射机，智能PC终端的详细参数。
（1）工业级无线接入器（如图4）
网络标准IEEE802.11g、802.11b
数据传输率54、48、36、24、18、12、11、9、6、5.5、2、1Mbps
有效工作距离室内：200米以上、室外：800米以上
频率范围2.4GHz-2.4835GHz
灵敏度错包率PER
调制方式优于QPSK、16-QAM、64-QAM
天线外置可拆卸、增益2dBi
（2）工业级交换发射机（如图5）
网络标准IEEE 802.11g、IEEE 802.11b、IEEE 802.3、IEEE 802.3u
频率范围2.4GHz以上
有效发射距离1000米以上
传输协议PCC
支持WPA安全性、64/128位
接口类型RJ-45
（3）（IBM）塔式服务器（如图6）
机架式结构处理器类型：Intel Xeon E5440以上
标称主频（MHz）：2830以上；
Harpertown（四核心）
内存类型ECC DDR2 667 Chipkill FB-DIMM
标准内存2G以上
（4）智能PC终端（NC601型）
开关稳压电源（兵装5V1A+7.5V2A）
内嵌CAXA专用通讯软件
以上硬件应能和所投软件系统无缝集成，符合国家标准。
（三）联网接口的协议转换模块
由于以太网络比RS232线路的稳定性高得多，利用一个设备将机床的RS232串口通信转化成以太网络，接入企业局域网，就可以实现真正意义的“机床网络”。
网络DNC的实现方法：在每台数控机床里放置一台微缩型计算机，这台微缩计算机称为：智能终端。它内部具有独立的CPU、内存和嵌入式OS以及完整TCP/IP协议栈，可以将RS232串口数据转换成TCP/IP、ARP、PPP、TELNET、UDP等协议平台上的10/100M以太数据。智能终端外部具有两个接口：以太网络的RJ45（10/100M）接口和RS232接口。它不但具有独立的IP地址，同时具有RS232功能。它能够按照一定的协议和数控机床进行串口通信，也可以通过以太网络协议与企业局域网络上的服务器进行数据交换。智能终端一般放置在机床内部，可以将RS232线路缩到最短，高传输稳定性。并且，通过智能终端，企业的服务器避免了和数控机床的RS232接口直接通信，在智能终端内部封装了不受病毒侵犯的LINUX操作系统，通过网络DNC的权限控制，彻底防止了病毒和黑客的攻击。数控机床通过智能终端接入企业局网后，机床的接入数量将不再受串口本身局限性的约束，通讯能力超过256台机床[4，5]。
参考文献
[1]范兴柱，土金伟.集成制造车间生产控制的小型DNC系统技术研究[J].电气技术与自动化，2001（5）：29-32.
[2]蹼东华，陈离，徐伯庆.基于Win32的多线程串行通信程序设计[J].上海理工大学，计算机应用研究，2002，3：73-74.
[3]姚传利，唐华.基于RS232通信接口的DNC方案.CAD/CAM与制造业信息化，2003，12：77-78.
[4]刘照国，赵光伟.DNC网络管理通信系统解决方案.CAD/CAM与制造业信息化.2003（11）：100-102.
