时间：2023-02-25 14:26:28
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篇无线电论文，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。
论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：
不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
对于无线电通信安全而言，加强无线电通信法规法规的宣传不可忽视。因为无线电通信的畅通无阻离不开无线电通信管理人员的自我安全防范意识。所以，加强安全防范意识，宣传法律法规，才能让管理人员认识到无线电通信安全重要性，从心底重视无线电通信安全。
（2）强化无线电通信的监察
加强无线电通信安全，离不开对无线电通信的安全监察。通过有效地监察，可以确保无线电通信的安全隐患被控制在一个可以调控的范围之内，如此对于降低甚至是消除无线电通信带来的安全威胁是至关重要的。
（3）定期检修设备
对设备做好定期检修，这是无线电通信安全的保障措施之一。一旦设备出现通信方面的问题，很容易影响无线电通信的安全性，所以，确保无线电设备的正常运转，就需要检修人员、管理人员在日常的检修中，做好无线电有关设备的定期检修，及时地排除安全隐患，为无线电通信安全创设条件[2]。
（4）掌握无线电电波的传输规律
加强无线电通信安全，也可以通过掌握无线电电波的传输规律来实现。如无线电电台，其GMDSS通信系统包含MF、HF、VHF三个主要的频段。这三个频段信号可传输的距离按照由高到低的顺序，依次是HF、MF、VHF。所以，为了掌握无线电电波传输的规律，就要熟悉传输的实际距离，这样在当你需要呼叫接收电台之时，就可以选择最合理的频段用于无线电通信[3]。另外，在呼叫过程中，切忌使用大功率，一般可以先使用小功率进行尝试性呼叫，假如无法呼叫成功，或者是通信状态不良，才使用大功率，这样可以满足合理使用资源的要求。所以，掌握无线电电波的传输规律，对于无线电通信安全也有一定影响。
（5）采用屏蔽措施，满足无线电通信安全
提升无线电通信质量，才能满足无线电通信对安全提出的要求，针对无线电通信设备而言，可以结合设备结构、工作条件以及工作频率等因素，制定合理地屏蔽措施来满足无线电通信要求。①屏蔽体使用的材料：屏蔽措施是否能取得效果，屏蔽体材料的选择是主要因素。如果是高频电子设备，可以选择铝、铜等良导体材料。如果是低频电子设备，可以选择硅钢片、钢、电工软铁等磁铁性材料；②对缝隙的屏蔽：如果机箱对密封性有要求，可以尝试先用导电密封衬垫进行缝隙密封处理。如果机箱没有密封性要求，需将镀铜簧片安装在侧板、机箱盖板等于箱体搭接缝隙处。如果缝隙之处无法使用密封衬垫与无法安装镀铜簧片，可以考虑使用铜屏蔽胶带进行密封处理；③对连接线的屏蔽：连接线的设置应远离空洞和缝隙，信号线和地线必须分开布设，如无必要，导线尽量避免从屏蔽机箱穿过，如果必须穿过机箱，则需在导线上增设磁环，以此来降低电磁辐射量，确保整体的安全性。
（6）结语
1.1船舶自动识别系统
国际海上组织IOM规定，对于超过一定重量的货物需要安装AIS设备，这种设备可以对船舶进行全程监督以及可以监控船舶对海洋的污染。AIS是船舶自动识别系统，它是在海上移动通信频带上工作的系统。岸基系统和船台系统构成了AIS系统，另外AIS系统还包括使用AIS信息的各种其他的系统，通过AIS系统可以实现船和海岸的信息交流，因为它能够把船舶的识别码、位置以及速度等情况传递到其他的船舶上或者海岸上，还可以处理多路通信。国际电信联盟为了支持AIS系统的发展，修改了《无线电规则》，设定了AIS系统的专用频率。另外国际海事组织、国际航标协会以及国际电工委员会等都对AIS系统进行支持，促使AIS系统不断成熟。我国目前建立了许多AIS系统的岸站，通过运用AIS系统，减少航运事故的发生，增加了船舶的避险能力以及信息采集能力，通过AIS系统可以对海上行驶的船舶进行全程监控，提高港口管理的综合能力。
1.2船舶远航识别和跟踪系统
国际海上组织通过了《国际船舶和港口保安规则》，并且规定一些船舶需要安装AIS系统，AIS系统并不是全能的，在使用中它存在着缺陷，例如，船舶报告系统能够覆盖全球，但是由于是人工编制的报文，影响到报告的精度。由于受到通信距离的限制，AIS系统只能够对近岸的船舶实施监控。国际上一般采用LRIT来解决远距离船舶的跟踪问题。LRIT信息主要包括：船舶身份、位置等，LRIT系统中国家对于船舶有三种身份，通常是指船旗国、港口国以及沿岸国。对于船旗国是指当局政府有权接收悬挂其国旗的船舶位置的信息，港口国是指政府有权利接受进入缔约国港口的船舶信息，而沿岸国是指政府有权利接收距离其沿岸1000海里以内的船舶的信息。LRIT的用途如下所示：海上安全工作，LRIT可以为海上搜救提供全面的信息支持；环境保护，LRIT可以为海上的调查溢油事故等提供信息支持；海上保安工作，LRIT可以加强对船舶以及沿岸国的保安；LRIT还可以和AIS系统相结合，进而建立船舶监控系统，应用于全球航运生产以及管理。
1.3海事卫星
海事卫星是提供电话、传真、遇险安全通信、数据、图像以及图片等服务的综合系统，海事卫星自从投产运行以来，它发挥了卓越的性能。海事卫星经历了四展，第一代海事卫星可以航运提供模拟话音、传真以及数据等服务，第二代海事卫星可以为航运提供数字话音以及低速数据服务，第三代海事卫星可以为水上交通提供传真、ISDN以及MPDS等服务，第四代海事卫星可以为海运提供卫星手机、高速数据传输网络和BGAN等服务。海事卫星在其他领域也得到大力的发展，例如出现电力中断、通讯网络失效的情况时，海事卫星可以发挥应急通信的特长。
2加强水上无线电管理工作
加强无线电管理工作需要从下列方面入手：一是对无线电通讯导航设备规范应用加强管理。随着交通部门的支持，海上航运部门对船舶使用海上移动通信标识的情况进行了彻底的清理，从而能够规范管理的程序，可以很好地推广信息化管理技术，对一些不符合规定的船舶船码，给海上搜寻工作提供良好的保障。二是加强跟踪研究。国家无线电管理局应该基于我国航运事业发展的具体情况，对航运通讯方面的政策和技术进行深入的研究。要设置相关工作小组，对水一些数据进行详细的研究，力图解决数据的通讯问题。另外还要依据《无线电规则》对我国水上无线电通讯原则进行修改。最后对于我国的一些不符合国际公约要求而配备的通信设施的船舶，应该依据我国航运事业发展的具体情况作出过渡方案，这样才能够确保我国海上运输的而各类船舶的航运安全。三是做好规划工作。交通运输部门加强对海上通讯工作的监管，提出新的要求。我国海上无线电通讯导航业务的目的在于确保海上船舶航行以及运输生产的安全，不断满足海上交通安全监管和搜救工作的要求，依据相关国际公约和国内法以及我国航运事业发展的具体情况，要建立功能齐全、设备完善、覆盖面广、实时监控以及可靠和畅通的海上同通信系统。要不断完善我国海上通信系统，对海上通信设施以及系统进行合理的布局，发展适应适应海上通信的技术，做到合理利用资源，通讯系统要和海上监管和搜救业务相结合以及要和安全保障系统融合发展，形成服务和设备和国际接轨的现代化的海上通信网络，不断促进我国无线电通信导航系统的发展。
3结束语
特别是1997年以来，上海市成立了一个三级通讯训练网络：以上海市青少年科技教育中心为指挥中心电台，在各区、县及150多个学校成立分台，从而构成了一个空中无线网络，进行空中无线教育，收到了良好的效果，得到了国家教育部门领导及体委有关领导的接见及赞扬。在各级领导的重视下广大青少年无线电爱好者经过严格的训练，在技术上得到了大幅度的提高，从1999年到2001年连续三年包揽了全国竞赛的前三名。
目前，在上海地区仍然活跃着一支青少年业余无线电活动的积极分子，特别是有一支经过培训的教师队伍在默默无闻地工作着。
时代在变化，国际上的无线电通讯活动也不断在变化，我们要根据种种变化，不断丰富活动内容，不断开创新的青少年无线电通讯的活动领域。我们以为，要在下列几方面开展一些切合实际的工作：
一、加强师资培训
无线电通讯自意大利科学家马可尼发明以来有一百年左右的历史，从过去原始的莫尔斯电码通讯发展到现今的卫星数字化通讯，电子信息技术与当今其他各个科技领域的发展速度相比是最为领先的，由于计算机技术的加入，使无线电通讯技术的发展更为迅速！所以原来的一些青少年通讯训练的老框框也必须不断修改，使之不断地去适应这种高速度的发展。
抓教师的培训就是抓住了纲，深化学习内容，改进培训方案是教师研究的新的课题，我们将它提出来，希望成为日常工作来做。
二、教材的不断更新
基于前面说的无线电通讯技术的高速发展速度，培训活动的教材也不能一成不变，最好是活页的，能够在后面不断加上去，前面过时的就要筛掉。要有一支不断写活页教材的师资队伍，另外还要加上动手培养的实验报告，包括一些实际的参考数据。
另外，无线电的设备（包括天线）也必需进行日常维护和更新，只有这样才能不断提高层次。
三、加强网络的覆盖面
上海市青少年无线电培训网络目前的情况还够不完善，应该在以下两个方面多下功夫：
1、计算机网的无线化是发展方向，应该多朝这方面研究发展，无线化，就是通过无线电的发射和接收的形式来进行数据的传输和处理，在这方面，我们曾经做过一些实验，比如计算机的无线图像通讯和BBS无线网站的设置以及无线差转电台的设置等等，规模还没有形成，要将所有的无线电兴趣小组联系起来，甚至于可以在任何学生的家里建立终点接口；
2、小型化，在小学以及某些中学的兴趣小组里用计算机接上无线口子就能与主台及分络；学生自己亲自动手装小型的收发信机，并且也能与网络联系上，让学生有所为就有所得，况且在很小的发射功率下不影响其他的电子设备，无管会也很容易批准；
四、基层的活动课在校园内开展小型规模的无线电活动课
1、可以结合英语听力的课程，安排通讯英语和日常中小学教材的有机结合，利用无线耳机进行实际训练；可以加上无线话筒进行小范围内的交流，即普及了无线电的知识同时起到了很好的学习英语听力的效果，况且，参加人数不限制，可以大大地吸引更多的学生来参加；
2、无线电动手制作要有可以变化的电子材料，要留较大的余地让学生们开发智力，在学生中发现真正的对无线电感兴趣的爱好者。
3、要在兴趣小组中设立初、中、高三个层次；
五、开发学生智力，提高学生的主观能动性
要改变过去那种老师全部包办的教学模式，应该让学生不断提出问题，尽管有时老师一时可能回答不出，但可以指导学生如何去研究，如何去找参考资料，如何去做相应的实验以及如何发扬创造精神进行高层次的培训模式；
1数据通信适配器基本工作原理
(1)数据通信适配器主要构成数据通信适配器，主要由通信接口单元、通信控制单元、微处理器单元(数据转换、编码解码、加密纠错等)、数据存储单元、调制解调单元、电平转换单元、电源管理单元等构成，如图1所示。通信接口单元，主要用于数据分配、交换、控制及传输通道、传输速率和传输规程等。通信控制单元，主要用于对数据信息传输进行收发状态控制和串/并状态转换等。数据存储单元，主要用于对数据信息传输过程的缓冲存储和等待处理等。微处理器(单片机)单元，主要完成信息传输中的数据转换、编码解码、加密纠错及时钟控制等。调制解调单元，主要完成对传输的数据信息进行输出调制和输入解调的相关变换等。电平转换单元，主要完成数据通信适配器与电台及计算机之间的电平匹配等。电源管理单元，主要提供给数据通信适配器各单元所需要稳定可靠的工作电压等。(2)窄带无线数据通信系统主要组成窄带无线数据通信系统，主要由计算机(信息终端)、数据通信适配器、窄带无线电台(通信终端)等组成，如图2所示。窄带无线数据通信适配器主要完成窄带无线电台(通信终端)的模拟信道与计算机(信息终端)之间的信息转换控制和交换处理功能，实现在窄带无线电台(模拟信道)系统之间的点对点和点对多点的数据通信。窄带无线数据通信适配器主要完成窄带无线电台(通信终端)的模拟信道与计算机(信息终端)之间的信息转换控制和交换处理功能，实现在窄带无线电台(模拟信道)系统之间的点对点和点对多点的数据通信。(3)数据通信适配器基本工作原理数据通信适配器主要通过配置特殊存储器及控制指令，可使系统在串口同步通信方式下工作，其数据信息的发送过程是以高速输入(从计算机输出)以中低速输出(输入于电台)，而数据信息的接收过程以中低速输入(电台接收)而以高速输出(送入计算机)。用微处理器的P1口控制收发转换电路，使适配器工作在不同的模式，其收发功耗极低。当工作在发送方式时，对相应的接口进行控制，并在驱动程序的作用下，发送时CPU请求发送数据，发送地址和有效载荷数据送给转换电路，电台转发，将要发送的信息经过输出端口发射出去;接收时，电台处于收信，通过输入端口进来的信息经接口控制，则接收地址和有效载荷数据送入转换电路，此时，接收信息经过转换处理后，传输到输入串口送给计算。微处理器具有通用的串行通信接口，它允许多位串行数据流以预设的速率及外部时钟确定的速率有序的移入与移出。数据通信适配器主要采用的是微处理器与计算机及无线电台之间的数据处理传输和收发转换控制等基本原理，其两端的速率分别与串口传输速率和无线信道传输速率相同，并分别由UART0、UARTl控制信息的接收与发送。窄带无线数据通信系统工作时，首先在通信控制程序或应用软件的作用下，把计算机输出的信息经过发送控制后传输到数据存储器，再送入微处理器(单片机)，并进行相应的数模转换和编码加密处理，然后通过相关电路和软件的控制及通信设置，按照规定的传输速率，以合适的匹配电平经输出电路控制传送给无线电台。接收信息时，把经过输入电路所接收的模拟信息传输给微处理器(单片机)，经过信息的模数转换及解码识别和纠错处理后，再将数据信息经单片机的输出端口传送到计算机。
2数据通信适配器主要设计方案
(1)接口通信电路以微处理器(单片机)为核心的数据通信适配器能够提供透明的数据接口，适应任何标准或非标准的用户通信协议。串行通信只需较少的端口就可以实现微处理器与计算机及无线通信电台之间的通信。通信中的信息发送可以通过串行通信方式与计算机的串口相接。计算机串行接口采用的是RS232标准的电平和逻辑关系，而微处理器(单片机)采用的是TTL电平和逻辑关系。由于RS232和TTL各自规定了自己的电气标准，互不兼容，因此，RS232与TTL电路接口时需要进行电平转换，系统采用MAX323系列驱动芯片，该芯片是一款低功耗宽电压供电的通信芯片，可以完成TTL电平与RS232电平之间的转换及串口通信控制。通过计算机与单片机内部提供的串口通信模块，配合接口电路软件驱动和电平转换芯片的设计，即可实现串口通信及数据信息传输的发收控制。同时设计数据发送与接收的状态指示灯，以指示串口和微处理器之间的数据传输情况。(2)通信协议规程数据通信适配器中的微处理器(单片机)提供两个串口和两种接口方式，COM1接口用于微处理器与计算机之间的通信。计算机使用标准RS232串口与数据通信适配器相连接，采用双工通信方式，按照标准通信协议，串口数据传输速度为57600bpts，每帧格式为1位起始位，8位数据位，1位停止位，在通信控制程序的驱动下，计算机向模块发送数据设为发送状态，其余时隙则自动设置为接收状态。COM2接口定义为RS232接口，用于微处理器(数据适配器)输出输入端口的通信，传输速率(信道速率)为2400bpts～9600bpts(根据窄带无线电台的带宽确定)，主要通过软件编程进行设置。在通信应用软件和数据存储器的作用控制下，可对较大容量的数据信息通过分段打包和断续发送与接收的方式进行传输。(3)数据转换电路在数据通信过程中，数据通信适配器必须对传输信息进行相应的数模(D/A)和模数(A/D)转换后才能正常使用。数据的转换处理，主要使用微处理器内部自带的SD16位的数模和模数转换器模块，并通过软件编程来实现16位数模和模数转换处理功能，其数模和模数转换模块主要实现波形与数据的转换，Timer对时钟进行分频，从而提高时钟频率，使数模及模数转换时能有更快的采样率或转换速度，以保持转换的精度，实现更高频率的波形产生。在外部使用可编程控制的放大器对波形进行调整，利用滤波器对波形进行优化，以满足更好的精度和波形要求。(4)数据存储电路数据通信适配器主要利用微处理器内部FLASH存储器，存放Bootloader、模块驱动程序和应用程序。为了确保系统能够传输较大容量的信息，并防止系统数据传输通信中断，信息无法发送出去而造成数据丢失，在设计中采用了IS62LV系列数据存储器。数据存储器具有较大的容量(系统设计容量为64kbit)和较低的功耗、高可靠性及高速率的数据存取功能。在发送信息时将计算机送来的信号首先经过输入缓存，经过输入缓存后对信号进行放大，然后再经微处理器内部SD16进行数模转换后把数据存入专用数据存储器，在接收信息时将无线电台送来的信息送入SD16进行模数转换和缓存，然后再将转换后的数据存入专用数据存储器。(5)调制解调电路在窄带无线信道上，存在有较为严重的各种电磁干扰，在数据通信时，如果采用PSK，ASK调制方式，将会导致数据传输过程中的误码率增大、可靠性降低。因此，在系统方案设计中，选用了CMX469系列芯片完成信息传输过程中的调制与解调功能，并利用了微处理器自有抗干扰能力强的GFSK调制方式，GFSK是高斯频移键控方式，它能有效地克服窄带无线数据通信过程中，由于存在各种干扰所造成的误码，同时，为有效提高数据传输速率，选取了对调制方式更加有利的同步通信方式，这与异步传输方式相比，其窄带无线通信的数据传输速率提高了20%左右。(6)电源管理电路电源是数据通信适配器单元集成的重要部分之一。设计中，为了减少体积，增加使用的方便性，在不影响数据通信适配器整体使用的情况下，一是采用了计算机主板上的USB或其内部其它相应的±5V电源供电;二是采用了电台内部相应的±5V电源供电，运用电源管理的方法对电源进行分配，主要使用AMS1117系列电源开关作电源控制，在整个电路中通过整流变换、滤波稳压等方式，将提供的±5V电源转换成电路中所需要稳定可靠的±3V电源等，并通过微处理器(单片机)的数字信号控制电源的使用，充分提高了电源的利用率，有效降低了数据通信适配器的功耗。
3数据通信适配器主要软件设计
数据通信适配器所采用的微处理器(单片机)的内核CPU结构是按照精简指令集和高透明指令的宗旨来设计的，使用C语言编程与标准的C语言编程有着较高的兼容性，且在软件设计过程中用选择模块化方法，确保程序结构化的一目了然，因此，软件编程用C语言，其程序设计提高了开发调试效率，编写的串口通信控制软件稳定可靠、可移植性好，并为系统的扩展运用提供了重要作用。在软件模块设计中，主要有数据处理转换、编码加密、解码纠错及发送接收等模块程序，当系统在工作状态下，对程序实行初始化处理，然后通过指令控制可进行发送，当完成这一程序后，自动进入接收模式。如果在此过程中发生了中断事件，则可自动判断中断源位置，并连接相关的中断服务，处理完中断控制后，再进入收发过程控制。初始化程序主要用于中断有关服务程序的入口和出口，并对微处理器(单片机)及收发控制等进行设置，其流程如图3所示。中断控制程序，主要对整个系统进行初始化，以便于系统正常地进行工作。在中断中，将得到的数据存入数据缓冲区，并设置标识，同时将发送指针或接收指针向后移动，主程序中会进行数据的相关处理，等待中断结束，重新请求执行程序，其流程如图4所示。收发程序主要用于进行数据的转换、控制和编码解码。发送程序将建立的数据包通过微处理器(单片机)串口2接收送至输出端口;接收程序主要完成电台所接收的信息，经过微处理器(单片机)串口将接收的模拟信息进行处理和存储，然后将数据信息通过串口1给计算机，其流程如图5所示。
4主要抗干扰技术设计
为了有效地降低系统在数据传输过程中的误码率，提高其抗电磁干扰能力，在设计过程中，一是采用了高斯频移键控(GFSK)调制方式和曼彻斯特编码/解码及其纠错编解码技术，使用内置完整的通信协议和CRC校验电路;二是软件设计使用了高效的循环交织纠检错编码和编码加密的方法，并对于超过纠错范围的差错，可采用检错重发，以及采用多次发送的选择法等技术手段。能够对数据传输过程中，由于随机干扰造成的随机错误和突发干扰造成的突发性错误进行有效的纠错，能够自动滤除信息传输过程中，由于空间电磁波干扰及相关因素导致在所产生的错误数据和及虚假信息，其抗突发干扰和灵敏度有较大的改善，具有较强的抗干扰能力和低误码率，系统特别适合长期工作和在较为恶劣环境下使用的要求。
5结束语
本文利用微处理器的特点，充分挖掘所具有的功能及相关软、硬件资源，使设计的数据通信适配器能够实现数据信息的转换处理及收发控制，而且其具有体积小、构成简单、功耗较低、集成化程度高、接口灵活及开发周期短、性价比高、易于实现等特点，并有一定的扩展性和移植性，应用于窄带无线电台模拟信道的数据通信，其系统传输速率高、工作稳定可靠、电磁兼容性好、误码率低，具有较强的抗干扰能力，能够满足于野外环境条件下的军用及工业作业等实际应用的需要。
作者：党朝发毕学军金丽亚肖庆钟海波单位：装甲兵工程学院信息工程系
论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：
不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。
3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。新晨
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
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【摘 要】为了分析物联网技术业务并展望其未来的发展，从对物联网业务的预测出发，归纳分析物联网可能的业务场景，分析各种场
>> 物联网技术在海事监管的应用和发展展望 物联网技术在医疗信息化中的应用和展望 2016年大数据和工业物联网技术趋势展望 物联网技术发展前景展望 物联网技术在军事领域的应用展望 嘉绍大桥物联网技术应用与展望 物联网技术在公安领域应用展望 物联网技术及其发展前景展望 物联网技术现状及应用前景展望 “物联网技术”教学实践与思考 高职《物联网技术概论》教学思考与实践 物联网技术概述 物联网技术探析 浅析物联网技术 物联网技术浅谈 物联网技术论文 浅谈物联网技术 浅谈物联网技术和建筑智能化 浅谈云计算和物联网技术的结合 浅谈物联网技术在医院的应用现状与展望 常见问题解答 当前所在位置：l.
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关键词：旋翼式无人机；定位悬停；讨论
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.250
1 绪论
无人机即所谓的无人驾驶飞机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是指不需要飞行员在机上驾驶，而是利用无线电遥控设备以及自备的程序控制装置实行对飞行器的控制。无人机在接收到地面传达的遥控信息后，可以完成一些自主控制功能。位于控制站的人员可以通过各种设备，通过无人机实现远程巡视，监控，定位，打击等操作。如今，随着无人机技术的飞速发展，其实现了成本低，体积小，重量轻与飞行灵活等特点，越来越多的政府和机构开始关注起它来。
在本文中所讨论的无人机的定位悬停动作，是以多旋翼式无人机为平台的。
定位悬停是指将无人机固定在预先设定的高度位置和水平位置上。这是无人机实现应用所需的一个基本的飞行姿态。
以最近亚马逊公司推出的无人机配送货物服务为例，亚马逊公司所提交的方案细节中表示：
（1）无人机会直接把货物送到客户个人所在地，并在下单时启用定位系统；
（2）无人机需要特定感应器来确定路线以及准确着陆，比如相机和红外感应装置。
在亚马逊公司所构想的无人机配送货物方案中，有两个关键词，一是定位系统，二是精准着陆，而在无人机定位悬停动作的研究中，定位系统是研究的出发点，精准着陆是研究可以收获的成果。可见，几乎在所有无人机应用中，对精确的定位悬停姿态控制的研究都是一项十分重要的课题。
2 无人机的几种高精度定位方案
现如今，无人机定位悬停的精度并不高，大疆公司的最新型无人机Phantom 3可实现误差在垂直10厘米，水平1米精度范围内的自动悬停，当需要更高精度时，便需要在“专家模式”下手动来进行微调。
无人机实现自动悬停实质上便是将其固定在预先设定好的高度位置与水平位置上，这也就是说，要实现悬停这一动作，事先读取自身的位置，即产生一组三维坐标这一步显得至关重要。比较准确地确定无人机的位置信息是无人机完成定位悬停这一动作的前提与基础。
2.1 以GPS模块为主的定位
2.1.1 无人机GPS定位工作原理
GPS在综合至少4颗卫星的位置信息后，可实现无人机的空间定位。利用以GPS为中心，辅助以各种传感器的定位方法是如今无人机所采用的主流定位方案。无人机在悬停之前首先需要明确自身的高度信息和水平信息，而在以GPS模块为主的定位方式中，GPS模块主要负责提供无人机的水平位置坐标，而其高度位置坐标一般来讲是通过气压计，利用不同高度上大气压力的变化来计算提供。同样，GPS模块也可以提供高度信息，但是在主流无人机上很少使用，因为低成本的GPS数据的刷新率不高，无人机在高速运动时，会导致GPS读取的数据滞后，引起高度跌落。
2.1.2 差分GPS（DGPS）的应用
为了应对GPS系统中选择可用性技术（Selective availability，SA）造成的误差，无人机所搭载的GPS通常利用差分GPS技术来提高定位精度。GPS的差分技术有两种，分别是坐标差分技术与伪距差分技术。无人机所搭载的GPS常采用的技术是伪距差分技术。该技术是通过计算已知点伪距与真实距离之间差值以修正误差。所以机载GPS常需要两个接收器同时接收同一卫星组发出的信号。这种方案的定位精度较高，但对地面设施有一定要求，不利于快速部署。
2.2 运用视觉系统的定位
目前出现了较新的定位技术采用了视觉定位系统，如深圳大疆公司最新型号的无人机Phantom 3便采用了这种方式。
2.2.1 视觉系统结构
所谓的视觉系统定位是指为搭载了摄像头的无人机提出的一个基于影像的控制系统。该控制系统有两种实现方式，一是仅靠机载摄像机拍摄提供的图像数据来分析，控制无人机；二是结合运用惯性测量部件和视觉里程计，这种结合工作的视觉系统可以有效地减少系统的工作量，而且可以为无人机提供更精确的定位。如图1是结合各种传感器的视觉定位系统结构图。
视觉控制在机器人技术的研究里是一个很活跃的领域。而在无人机的研究中，视觉里程计被用作帮助实现飞行器的自主控制。常利用搭载的三维影像帮助提高无人机的稳定性，并指示无人机与所处环境中有关物体之间的相对位置关系，达到定位的目的。
2.2.2 视觉系统的定位原理
机载摄像机的持续拍摄，为导航系统提供连续的图像帧。在图像特征匹配的计算程序中，特征追踪器从连续的两个图像帧中获取自然地标信息，并在一对自然特征中测出位移。通过周期性地记录新特征点，并比较重复的特征点，便可以测算出各图像捕捉序列之间用作3D几何投影的单应性矩阵，从而可以实现对无人机的定位。
2.3 无线电加激光定点的高精度定位方案
本文作者构想了一种用于定点位的高精度悬停方案。预想结合无线电技术与激光传感器，实现无人机的高精度定位悬停。
2.3.1 无线电定位
无线电定位是在已知导航台的精确位置下，通过接收器对导航台所发出的无线电信号进行接收，计算信号发出到接收之间间隔的时间，以处理得到导航台至目标物之间的相对距离来达成位置的确定。除了延迟时间外接收器还会处理所接收到无线电信号的一系列电参量，比如频率，相位或振幅，根据电波传播的特性，转换得到实现导航所需要的数据。
但仅通过一个导航台是不能确定目标物体的位置的，通常会运用“几何原理”来实现对一点的位置确定。所谓的“几何原理”是指，当接收器只接收一个导航台所发出的无线电参量时，仅仅可以确定目标点相对于导航台的轨迹线，当用两个及以上的信号量时，便可以利用几何线相交来完成定位的工作。当有两个导航参量时，可以实现平面上的定位；当有三个及以上的导航参量时，可以实现空间上的定位。
2.3.2 激光传感器
所谓的激光传感器是指利用激光来实现测距的传感器。由于激光具有高单色性，高方向性与抗干扰性等优点，对于精确测量技术来说是很关键的一部分。激光传感器的工作原理其实与无线电雷达是相似的。在发射器将激光对目标物发射出去后，计算激光往返的时间，利用光在空气中的传播速度便可以得到与目标物之间的距离，便可以实现精确测高的目的。
一个激光传感器常由三部分组成，一是激光器；二是激光检测器；三是测量电路。激光器可以分为固体激光器，气体激光器，液体激光器和半导体激光器四种类型。其中半导体激光器是一种比较新型的种类，较成熟的是砷化镓激光器。该种类的激光器体积小，重量轻，结构简单，比较适合在无人机上配备。
2.3.3 定位实现方案
无人机搭载有无线电模块，半导体式激光器。
A.陆基无线电引导粗定位。无线电模块负责提供一个第一阶段的定位悬停控制信息。利用无线电范围传播的特点，可以在一个范围内对无人机进行初步的引导定位工作。根据“几何原理”，预定地点位置布置三个导航台，无人机上接收器在接收三个信号量后实现其空间上的定位。利用空间散布面积较大的无线电信号，可让无人机实现快速的定位信号截获而进入定位程序。因为无线电波长较大且易受干扰，并不适用于超高精确定位的目的，这时便需要激光传感器进行第二阶段的精确调整。
B.激光引导高精度定位。由于激光直线传播的特点，为了简化设备，可以预先安置于所需要进行悬停的水平点位处，进行垂直高度的测距。考虑到无人机底部并非整块平面，存在高度差，这种情况下，如果仅采用单一的信号量提供高度信息，此高度信息必然会有偏差，并不能保证无人机中心位置的高度与之相符。而且在单一的信息量下，仅可以提供高度信息，无法二次限制无人机的水平位置。
考虑到该方面的不足，为了在无线电的基础上尽可能提高水平方向的精度，安排无人机上与地面两个激光传感器同时进行测距。地面激光器四周需平坦，而无人机底置的激光器四周也需要小块平面以提供测量精度。两台激光器将测量到的高度信号以无线电的形式发送到终端电脑，控制无人机进行姿态的微调，直到两信号量达到一致且符合预定值后，停止调整，保持无人机悬停的飞行状态。
安排两台激光器进行信号量对比的目的主要有两个：
（1）为了确保测量高度与无人机中心点位距离地面的高度量一致。由于所测高度量有地面距无人机底部高度与无人机中心点高度两方面，此种情况下即使由于粗定位的偏差，使地面激光器是通过与无人机底部非中心点处构成的预定高度值，这样机载激光器数值必然与预定值有偏差，不会结束定位过程，直至无人机中心点位距地面高度与预定值一致。
（2）为了提高二次定位精度，在高度基础上，进行水平修正。无人机底部设计是中心点处相对四周凸起，表面平滑，且凸起处嵌入机载激光器。这样当两高度量一致时，地面激光器采集的高度信息必然为地面相对于无人机底部凸起平面的距离。当地面激光器所测高度并非距无人机底部凸起平面距离时，必然会有两个高度量的不一致，也就是说，双激光器测距的设计，间接限制了无人机的水平位置。
当两信号量完全一致后，此刻无人机处于精确点位，完成悬停动作。如图2是该方式实现的示意图。
2.3.4 利用摩尔斯码对陆基台站的识别
考虑到在同一地区放置多个该种精确定位设备，无人机在返航阶段可能无法确定某一专属的定位设备。为解决该问题，可以尝试在装置粗定位阶段所用的无线电信号中加入摩尔斯码，每一架无人机设定识别相应装置的摩尔斯码，这样可以进一步提高多陆基台站情况下多无人机在返航阶段的自动化程度，从而实现在较小区域范围内进行高密度的多无人机起降控制。
2.3.5 激光充电技术
激光充电是美国的洛克希德・马丁公司与美国激光动力公司合作，测试成功的一种新型的充电方式。该技术初始研究阶段的目的便是希望实现无人机永久地滞留在空中。洛克希德・马丁公司与激光动力公司对一架美国特种部队使用的小型无人机Stalker进行改造，配备了激光充电系统，最后测试发现，该无人机的续航能力提高了2400%。
利用激光充电技术，在本方案中可以在无人机利用激光传感器进行第二阶段的高精度定位时发挥作用，在定位的同时为无人进进行电量的补充，从而提高无人机的续航能力。
3 不同方案的比较与分析
3.1 各定位方案的应用性能比较
从可适用的广泛性来讲，GPS定位>视觉系统定位>无线电引导，辅助激光定位。由于GPS信号的全球性，并且只需要接收四颗卫星信号便可以完成一个精度不错的定位，非常的方便。而视觉系统定位受光亮与地形特征的限制，就广泛性来讲，不如GPS定位。最后的无线电引导，辅助激光系统定位，相比于前两种来讲，广泛性最低，因为该方案仅仅适用于某一些特殊的工作任务中。
从各方案应对周围变化环境的灵活性来讲，视觉系统定位>GPS定位>无线电引导，辅助激光定位。视觉系统定位可以从采集的图像信息中读取出无人机相对于四周物体的方位，就对四周环境的反应灵活性来讲，是最高的。GPS定位仅对线路有一个认识，对四周环境无法感知，灵活性不高。无线电引导，辅助激光定位的灵活性最低，因为该方案局限于某一预定方位实行定位，并不可做出其它反应。
从战时可靠性来讲，无线电引导，辅助激光定位>视觉系统定位>GPS定位。考虑到战场环境的复杂性，多变性，无线电引导，辅助激光定位方案的可靠性最高，因为该方案是两种定位阶段的结合，稳定，可靠。视觉系统定位由于对环境的特征度有要求，考虑到战场炮火引发的烟雾环境可能会对其辨识度造成干扰，可靠性次之。GPS定位的可靠性最低，因为战时情况下，GPS卫星很可能被关闭，使得该方案失效。
3.2 各定位方案的应用场合
3.2.1 GPS定位
GPS信号的接收易受建筑物，树木的阻隔而扰，并且由于多路径效应，接收机会接收到经过建筑物或者水面等一系列反射面反射后的干扰信号，使得信号的路径变长了，伪距产生系统偏差，最后导致定位不准。由此可以分析出，当无人机的工作环境处于空旷无遮挡地带，并且四周水域不算多时，比如在广场，田地，沙漠等地区，GPS定位可以达到比较好的效果。
GPS定位的定位悬停方式适用于一些对悬停精度要求不是太高的工作任务，比如对电网情况巡视，监控等一些在相对空旷地区进行的任务。
3.2.2 视觉系统定位
由于视觉系统摆脱了需要接收GPS信号的束缚，可以在没有GPS信号的情况下通过与惯性传感器等部件的配合，保持无人机的稳定，所以使用该方案的无人机可以运用在一些环境特征明显的地区，如附近有河流，房屋等一些工作环境中。
最近提出的无人机送货物方式，顾客一般居住在小区之中，而小区之中房屋林立，对GPS信号的接收有影响，这种情况下，便比较适合运用视觉系统帮助定位。并且需要无人机在封闭空间内完成悬停监控的任务，也比较适合通过利用视觉系统来实现。
3.2.3 无线电引导，激光精确定位
根据该方案高精度，但工作位置固定的特点，比较适合用作无人机在执行任务前或者执行完任务后的方位待命工作。
比如说现在尝试的利用无人机完成农药喷洒任务的设想，实际应用时，考虑到效率问题，一片田会用到多架无人机同时工作，那么在工作完成后，无人机的回收工作便出现在了面前。如果进行人为的一架架进行手动遥控回收便会大大增加工作的繁琐度。此时在固定点位布置激光传感器，采用无线电引导，激光定点的方案使无人机定位悬停达到回收的目的，便可以大大的提高任务的自动化程度，提高工作效率。并且由于该构想方案定位精确的特点，可以避免无人机在回收过程中在空中发生碰撞的事故风险。
甚至在作战时期，对数架出外执行任务的无人机进行回收工作时，同样可利用无线电引导，激光定点的方案提高战时效率与作战秩序，并且结合在悬停状态下的激光充电能力，可以增加无人机的续航能力。如表1是对各定位方式的总结。
4 总结与展望
本文所归纳的三种定位方案，各有特征点，可以满足不同工作环境的需求。未来继续对无人机定位方面工作的研究，可以从如下的几个方面进行。
（1）所运用的视觉系统，运用摄像机采集图像信息，而摄像机有限的测量范围，当无人机飞行超过一定高度时，便不能测算高度信息，要进一步研究视觉系统的工作高度，探究与气压传感器测高的结合方法。
（2）提高控制算法下，无人机的响应速度，以进一步增加无人机响应的及时性。
对本文作者所构想的一种运用无线电加激光定点的高精度悬停定位方案，在今后的工作中，可以从以下的几个方面展开，对该方案进一步补充和完善。
（1）为解决同一地点多无人机悬停时，对地面装置的识别问题，未来的工作中可以尝试在粗定位阶段的无线电信号中，加入摩尔斯码，实现无人机与相应的地面装置的匹配。
（2）当今无人机在执行任务中，能耗是必须考虑的问题之一。为提高无人机的续航问题，在本方案第二阶段激光引导高精度定位中，可以考虑加入激光充电功能，使得无人机即使在悬停时，也可以得到能耗补充，短时间得以重新投入新工作中。
（3）本文构想方案如今最大的不足是需要提前安置地面设备，这样设备安置问题会造成对工作地点的限制。为解决该不足，在未来的研究工作中，可以从两方面考虑，一是考虑与其他定位方案的结合作业，比如GPS+本方案，视觉系统+本方案等等，二是考虑工作环境，将本方案拆分作业，如单无线电方式或者单激光方式。在一些空间广阔，且对无人机悬停精度并不是很高的工作中，可以单纯使用无线电方案，而在深井等一些狭小区域的无人机悬停，则可以省略无线电粗定位阶段，单纯使用激光方案。
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1888年，赫兹证实了电磁波的存在；1900年，马可尼找到了改变无线电频率的方法。随着科技的进步，人类不断开发无线电的应用频率，将可应用的无线电频率数值排列在一起，形成了无线电频谱。当今，无线电频谱日益稀缺，使用者只有秉持“协商一致，遵守规则”的原则，才能避免无线电波相互干扰。
无线电波的发现和应用，是现代科学研究精神与西方商业文明完美结合的典范。自由探索、成果公开、专利制度、公司制等，都是其发展必不可少的条件。1862年，麦克斯韦在法拉第所著《电学实验研究》基础上，总结了法拉第的电学研究工作，发表了论文《论物理学的力线》，预见了电磁波的存在。1873年，他发表了经典著作《电磁学通论》，建立了完整的电磁学理论。1888年，赫兹通过实验，证实了电磁波的存在。
然而，赫兹及之前的电学家，都是从科学研究角度来探寻电磁波的奥秘，却未想过电磁波能为人们的生活带来什么改变，更没有靠这些研究赚钱致富的想法。最早发现电磁波具有经济价值的是马可尼，他更加关注无线电实验的实用价值和所能满足的实际需求。马可尼发明了无线发报机，并找到了英国海运局等大客户。1896年7月27日，马可尼公开演示了无线电报，次年，他申请了无线电报专利，成立了自己的公司，推动无线电报进入实用。
但是，在1899的美国杯帆船赛上，由于马可尼公司与美国德福雷斯特无线电报公司同时使用无线电报传送比赛结果，产生了严重的干扰。同时，当时海上船只的无线电报之间也存在相互干扰的情况。因此，如何在同一地点、同一时间应用无线电报，成为亟待解决的问题。不久后，马可尼将英国科学家洛奇在1894年发现的“谐振电路”应用在无线电报机上，改变了电磁波波长，也就是改变了频率，大获成功，几台发射机可同时发射，各用各的频率，互不干扰。1900年4月26日，马可尼为这一技术申请了专利，专利证是第7777号，即无线电史上著名的“四个七”专利。这一成就，不仅使马可尼在与其他公司的竞争中获胜，还是无线电发展史上的一个重大突破，它奠定了按频率使用无线电波的基础，沿用至今。
此后，技术一路领先的马可尼公司吸引了大批竞争者，著名的有美国德福雷斯特无线电报公司和德国德律风根公司。随着越来越多的船只安装了无线电台，麻烦也随之而来。当时，无线电报使用火花装置，它的带宽很宽，两个报务员通信时，100公里内的所有电台都会受到严重干扰。那么，谁可以优先发报？谁又应该暂时关闭电台停止发报？豪华邮轮上的报务员经常看不起货船和小船上的报务员，报务员之间互不相让，彼此干扰，无线电波中常常充满了叫骂、诽谤的信号。这种混乱的局面，使无线电通信的效能受到严重影响。而且，无线电波一旦发出，任何人都可能接收得到，那么无线电波发出后，应该由谁接收也成为难题。当时，马可尼公司就规定其报务员只能接收本公司报务员发出的无线电电报，那么，当船只海上遇险，发出的求援信号时，又该由谁来处理呢？
面对种种无线电通信号相互干扰、通信不畅的局面，已经在有线电报领域有多年经验的国际电报联盟倡议签订无线电通信公约，以促进新兴的无线电业务健康发展。1903年，无线电报筹备会议在德国柏林召开，会议对国际无线电规则进行了初步的研究，并在公约草案上作了规定：“海岸无线电台应该收发来自海上船只和指定船只的电报，不必区别该船所使用的无线电系统”。这一原则成为无线电规则的基础。1906年，第一次国际无线电会议在德国柏林正式举行，29个国家出席了这次会议。会议签署了第一份完整的《国际无线电报公约》，其附件就是最早的无线电报通信规则。这些规则经过历届无线电人会充实和修订，形成了当今众所周知的《国际无线电规则》。这也奠定了无线电波应用的另一基础：协商一致，遵守规则。
今天，随着无线电技术发展，人类不断推高应用无线电的频率，所有可以应用的无线电频率数值排列在一起，形成了无线电频谱。由于应用无线电波必须占用一个频率或一段频谱，在按频率使用的规则下，可应用的频谱多数已经分配殆尽。时至今日，无线电频率范围已经扩展到3000GHz，但仍无法完全满足各种业务对频谱不断增长的需求。因此，频谱一即可用的无线电频率，日渐成为稀缺资源，也成了制约无线电业务和无线电应用的重要因素。具有了“资源”性质。
人类认识到频谱的资源性质花费了漫长的时间，这是因为无线电技术非常复杂，除频率外，制约无线电业务和应用发展的，还有发射功率、接收灵敏度、调制与解调理论、电子元器件发展水平、电波传播特性等其它因素。经过长期的研究和实践，人们逐渐意识到，只有频率才是应用无线电波的关键和首要因素。因此，1973年，国际电联在托雷莫里诺斯公约中正式载明：“各会员国在使用无线电频率时，必须牢记无线电频率和静止卫星轨道是明显的自然资源”。
无线电频谱资源与水、矿产等有形的自然资源不同，它是电磁波存在的诸多参数之一，是一种“虚拟”自然资源。因此，它具有独特的属性：首先是有限性。过去，受到技术限制，人类可以发射和接收的电波频率是一定的，因此所能应用的频谱是有限的；其次，是资源均等与非耗竭性。频谱是一组数字排列.是一种虚拟资源，与实体资源不同，不存在资源丰富或匮乏的问题，也不会被消耗。只要有相应的技术装备就可以利用：另外，电磁波还存在易污染，可复用的特点。如果同时同地应用同一频率，将会造成干扰，除非采取一定预防措施。但如果错开使用时间和地点，就可以使用同一频率：同时，电磁波具有固有传播特性。无线电波在不同的频率传播特性有很大差异，因此，频谱的应用必须遵守其自然规律。并且电波传播由于不受行政区界限制，跨行政区的传播就需要通过协商达成一致。
从无线电频谱应用历史看，早期无线电频率的使用表现出了非常强的社会公共资源特征：任何人只要拥有了一定设备就可以使用，没有人可以独占频率，没有人可以阻止他人利用频率。即使在战争时期，在敌方的控制区域，也照样可以使用无线电频率来发送情报和接收指令。由于频谱资源的易污染特性，使得对这一资源管理的要求比对其他公共资源的管理要求更高。所幸的是，无线电技术投入之初，先人就已经意识到无线电频率管理的重要性，在历次无线电国际会议中，都秉持“协商一致，遵守规则”的原则，避免了无线电频谱资源的利用发生“公地悲剧”。
如今，随着信息技术的快速发展，对无线电频谱资源的需求越来越大，频谱带来的经济利益也越来越大，资源的稀缺日益显现。但无线电应用依旧实行“协商一致，遵守规则”的原则以及按频率划分应用的原则。频谱资源只有被公平合理地使用，才能产生最大的社会效益。某些业务虽然能带来巨大的经济效益，但并不能因此而随意占用其他已分配的频谱。新应用需要频谱资源支持，但对既有应用的处理，无论是废止还是迁移频率，都必须达成一致，并给予过渡期，这既是保护频谱用户的投资，也是对历史的尊重：新应用总会成为老应用，也有可能被取代。因此，尽管国际频率协调的时间很长，对新业务推广、应用和经济利益的影响也难免，但所有成员都在遵守。
[论文摘要] 第四代移动通信技术（4G）与前三代移动通信技术相比具有五大技术要求，解决了四大关键技术后4G将一统移动通信的天下。
引言
移动通信技术飞速发展，已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带，不仅传输话音，还能传输高速数据，从而提供快捷方便的无线应用。但是第三代移动
通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统，尽管其传输速率可高达2 Mb/s，仍无法满足多媒体通信的要求，因此第四代移动通信系统(4G)的研究势在必行。
一、4G的定义及其技术要求
第四代移动通信技术可称为广带(Broadband)接入和分布网络，具有非对称超过2 Mb/s的数据传输能力，对全速移动用户能提供150 Mb/s的高质量影像服务，将首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)，集成不同模式的无线通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。其广带无线局域网(WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网(IBCN)，他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。其主要技术要求是：
(1)通信速度提高，数据率超过UMTS，上网速率从2 Mb/s提高到100 Mb/s。
(2)以移动数据为主面向Internet大范围覆盖高速移动通信网络，改变了以传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。
(3)采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式，支持手机互助功能，采用可穿戴无线电，可下载无线电等新技术。
(4)发射功率比现有移动通信系统降低10～100倍，能够较好地解决电磁干扰问题。
(5)支持更为丰富的移动通信业务，包括高分辨率实时图像业务、会议电视虚拟现实业务。
二、4G的关键技术
1.OFDM(正交频分复用)
OFDM技术实际上是MCM(Multi-Carrier Modulation，多载波调制)的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于OFDM技术由于具备上述特点，是对高速数据传输的一种潜在的解决方案，因此被公认为4G的核心技术之一。
2.软件无线电
软件无线电（Software Defined Radio，简称SDR），就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器，尽早地完成信号的数字化，从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。
3.智能天线
智能天线是波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。多波束天线在一个扇区中使用多个固定波束，而在自适应阵列中，多个天线的接收信号被加权并且合成在一起使信噪比达到最大。与固定波束天线相比，天线阵列的优点是除了提供高的天线增益外，还能提供相应倍数的分集增益。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，其基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图，跟踪强信号，减少或抵消干扰信号。智能天线的核心是智能算法，而算法决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率，因此需要选择较好算法实现波束的智能控制。
4.IPv6协议
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。
（1）巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
（2）自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球惟一的路由地址。
（3）服务质量。服务质量（QoS）包含几个方面的内容。从协议的角度看，IPv6与目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的优点体现在能提供不同的服务。IPv6报头中新增加的字段“流标志”，有了这个20位长的字段，在传输过程中，中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。
（4)移动性。移动IPv6（MIPv6）在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址（home address），这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时，通过一个转交地址(care-of address）来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置，都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
三、结束语
由于4G与1～3G相比具有通信速度更快，网络频谱更宽，通信更加灵活，智能性能更高，兼容性能更平滑等优点，4G将成为行业关注的焦点。相信不久的将来4G将一统移动通信的天下，产生巨大的社会效益和经济效益。
参考文献
[论文摘要]甚高频地空通信（118MHZ－137MHZ）是空管系统对航空器实施有效空域管制的重要手段，但随着国民经济的发展，各地大量无线台站的建立，使得无线电磁环境日趋复杂。民航甚高频频段受到各种干扰比较严重，特别是互调干扰已经成为危害航空通信安全的重要原因。将分析互调干扰形成的机理以及提出如何减少互调干扰所应采取的措施。
一、概述
无线电干扰是指在无线电通信过程中发生的，由一种或多种发射、辐射、感应或组合所产生的无用能量，它对无线电通信系统的接收产生影响或对无线电通信所需接收信号的接收产生影响，通过直接耦合或间接耦合方式进入接收设备信道或系统的电磁能量，它可以导致无线电通信性能下降，质量恶化，甚至会阻断通信。
无线电干扰通常分为互调干扰、同信道干扰、邻道干扰、带外干扰、杂散辐射干扰、阻塞干扰和来自非无线电设备的干扰这七大类，其中，互调干扰是无线电通信中最严重的干扰之一。互调干扰是指当两个或两个以上的频率信号同时输入收、发信机时，由于电路的非线性而产生第三个频率F0，当F0恰好落入某个电台的工作频段中，则该台将受到干扰。互调干扰不仅影响通话质量，严重的时候会造成信号严重失真，致使空中交通管制人员与飞行人员通话困难甚至联络不上，严重干扰民航地空指挥通信系统的正常运转，直接影响到飞行安全。互调干扰还会造成设备的损坏，当发射机调试好以后，它的工作频率是处在输出电路的最佳谐振点上，这时候电路电流最小，但是互调干扰信号使工作电路失谐，电流增大，元器件发热严重，大大增加发射机的故障，影响飞行安全。
二、互调干扰形成的机理
我们知道任何一个线性系统都存在非线性系数。三阶互调是指当两个信号或多个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩合成为三阶信号，其中2F1-F2被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。由于F1，F2信号一般比较接近，也造成2F1-F2，2F2-F1与原来的基带信号F1、F2比较接近，这样会干扰到原来的基带信号F1，F2。这就是三阶互调干扰。当情况比较复杂如有三个信号在一个线性系统中，如F1、F2、F3，他们除了产生上述说说的三阶互调外，还将产生三阶互调F1+F2-F3、F1+F3-F2、F2+F3-F1。当然，在这个过程中也会出现更高阶的互调，比如五阶互调、七阶互调，但是由于高阶互调信号强度较弱，造成的干扰较轻微，因此我们就一般不考虑更高阶的互调干扰，而认为三阶互调是最主要的干扰。
三、互调干扰的分类
互调干扰来源于电路的非线性，根据产生的位置不同，我们大致可分为以下三种：
（一）发射机互调干扰
由于其他信道的发射信号或RF共用器件耦合到发射机末级与本机，发射信号在功放电路中相互调制而产生新的频率组合，随同有用信号一起发射出去，对接收机形成干扰。这类干扰称为发射机互调干扰。
（二）接收机互调干扰
在接收机的前端电路中，同时两个偏离接收频率的干扰信号同时侵入接收机时，由于高频放大器和变频器的非线性，使其调制而产生互调频率，互调频率落入接收机频带内造成的干扰称为接收机互调干扰。
（三）外部效应引起的互调干扰
在发射机发射端传输电路中，由于天线、馈线接头以及其他接点接触不良，或者是异种金属的接触部分所引起非线性的原因，在强射频电场中起检波作用，从而产生互调干扰。这类干扰称为外部效应互调干扰。这类互调干扰的特性比较复杂，它是随天气和气候变化而变化，白天也黑夜、干燥和潮湿、甚至上午与下午的干扰程度都不尽相同。
四、民航甚高频受广播电台互调干扰分析
目前民航航空频段为118MHZ－137MHZ，商业广播调频电台频段为88MHZ－107.9MHZ，两者均为甚高频频段，传输特性一致，由于两者频谱接近，如果两个系统之间没有充分的隔离措施，互相影响很大。广播发射机的发射功率一般都在成百上千瓦，它由多个放大器组成，由于放大器的放大特性不是理想的线性，其输出含有非线性成分。当放大器输入有不同的工作频率时，在输出中含有互调产物，如果互调产物的频率刚好落在民航航空频段，则将严重影响民航接收机的正常工作。下面我们举例说明情况的严重性。假设某个调频广播电台有三个工作频率89.5MHZ、100.7MHZ、10
6.2MHZ，则该台可能产生的三阶互调频率为78.3MHZ、72.8MHZ、111.9MHZ、
95.2MHZ、122.9MHZ、111.7MHZ、84MHZ、95MHZ、117.4MHZ，可以看出有一个三阶互调落入民航航空频段118MHZ－137MHZ中。如果民航地空通信系统与该调频广播台站之间没有足够的保护距离，那么在122.9MHZ附近这几个民航通信信道将受到干扰。
五、减少互调干扰的措施
互调干扰的产生需要具备三个条件，第一要有非线性电路；第二干扰信号能够进入非线性电路；第三互调分量的频率要等于接收机的工作频率。以上三个条件只要一个不能满足就不会产生互调干扰，因此我们采取措施的方法要从上述三个方面考虑。
（一）对于减少发射机互调干扰采取的措施
1．各发射机分用天线时，要增大天线间的水平，垂直隔离距离，避免馈线互相靠行敷设；2．在发射机的输出端接入高Q带通滤波器，增大频率间隔；3．改善发射机末级功放的性能，提高起线性动态范围；4.在共用天线系统中，各发射机与天线间插入单向隔离器或高Q谐振腔。
（二）对于减少接收机互调干扰采取的措施
1．接收机前端加入衰减器，降低干扰信号电平；2．接收机输入回路应有良好的选择性，如采用多级调谐回路，以减少进入高效的强干扰；3.高放和混频器宜采用具有平方律特性的器件，如结型场效应管。
（三）对于减少外部效应引起的互调干扰
1．改良金属件的接触情况；2．采取防锈处理；3．设备间有良好的环境。
本文介绍了第四代移动通信技术的优点及其重要性,并对第四代移动通信中的三个关键技术OFDM、软件无线电技术、智能天线技术、做了简单描述。
关键词：4G，OFDM，软件无线电，智能天线
一、4G的特点
1.具有很高的传输速率和传输质量。未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息，因此要具备50-100Mbit/s的最大传输速率、非对称的上下行链路速率、地区的连续覆盖、QoS机制、很低的比特开销等功能；
2.灵活多样的业务功能。未来的移动通信网络应能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝”连接，使得用户能够自由的在各种网络环境间无缝漫游，并觉察不到业务质量上的变化，因此新的通信系统要具备媒体转换、网间移动管理及鉴权、Adhoc网络(自组网)、等功能；
3.开放的平台。未来的移动通信系统应在移动终端、业务节点及移动网络机制上具有“开放性”，使得用户能够自由的选择协议、应用和网络。
4.高度智能化的网络。未来的移动通信网将是一个高度自治、自适应的网络，具有很好的重构性、可变性、自组织性等，以便于满足不同用户在不同环境下的通信需求；
二、4G的关键技术
1.OFDM
OFDM技术将需要传输的串行数据流分解为若干个较低速率的并行子数据流，在将它们各自调制到相互正交的子载波上，最后合成输出，输出的数据速率与串行数据流分解前的速率相同。
首先，由于这些子载波相互正交，因此允许它们之间的频谱重叠，从而提高了频谱利用率。
其次，由于信号分解后并行子数据流的码元周期变长，只要时延扩展与码元周期之比小于一定的数值，就不会造成码间干扰，且这些子数据流的信号传输带宽减小，可以有效降低频率选择性衰落，同时合成后输出的总数据速率并没有降低。
第三，OFDM采用跳频的方法来选用正交子载波。跳频是把一个宽频段分解为若干个频率间隔(频道或频隙)，发端在某一个特定的时间间隔中采用哪一个频道发送信号，由一个伪随机序列进行控制。因此，OFDM技术有很好的抗窄带干扰能力。
第四，OFDM每个子载波所使用的调制方法可以不同，但不同的调制方法具有不同的频谱利用率和误码率，尤其在无线信道条件不同的情况下，如何选用一种最佳的调制方法是值得考虑的。而OFDM技术采用了自适应调制的方案，可以根据信道条件的好坏，灵活选择不同的调制方式。这样，系统以在频谱利用率和误码率之间取得最佳平衡。但自适应调制方式需要信号中包含一定的开销比特。
2.软件无线电技术
软件无线电的核心技术是用宽频带的无线接收机来代替原来的窄带接收机，并将宽带的模拟/数字、数字/模拟变换器尽可能的靠近天线，从而使通信电台的功能尽可能多的采用可编程软件来实现。
软件无线电的优势主要体现在以下几个方面：
(1)系统结构通用，功能实现灵活，改进升级方便。
(2)提供了不同系统间相互操作的可能性。软件无线电可以使移动终端适合各种类型的空中接口，可以在不同类型的业务间转换。
(3)由于通过软件实现系统的主要功能，因此更易于采用新的信号处理手段，从而提高了系统抗干扰的性能。
(4)拥有较强的跟踪新技术的能力。由于它能够在保证硬件平台的基本结构不发生变化的情况下，通过改变软件来实现新业务和使用新技术，因此大大降低了设备商新通信产品的开发成本和周期，同时也降低了运营商的投资。
(5)多频段天线的设计。软件无线电的天线需要覆盖多个频段，以满足多信道不同方式同时通信的需求，而射频频率和传播条件的不同，使得各频段对天线的要求存在着较大的差异，因此多频段天线的设计成为软件无线电技术实现的难点之一。
(6)宽带A/D、D/A转换。根据奈奎斯特抽样定理，要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。
(7)高速DSP(数字信号处理器)。高速DSP芯片主要完成各种波形的调制解调和编解码过程，它需要有更多的运算资源和更高的运算速度来处理经宽带A/D、D/A变换后的高速数据流，因此其芯片有待进一步研发。
3.智能天线
智能天线采用了空分多址(SDMA)的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，使主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每位用户提供优质的上行链路和下行链路信号，从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。
因此，智能天线技术更加适用于具有复杂电波传播环境的移动通信系统。在我国提出的3G标准TD-SCDMA中采用了智能天线技术。这种技术的优点如下：
(1)提高系统容量。智能天线采用了SDMA技术，利用空间方向的不同进行信道的分割，在不同的信道中可以在同一时间使用同一种频率而不会产生干扰，从而提高了系统容量。
(2)降低系统干扰。智能天线技术将波束的旁瓣或零陷对准干扰信号方向，因此能够有效抑制干扰。
(3)扩大覆盖区域。由于智能天线有了自适应的波束定向功能，因此与普通天线相比，在同等发射功率的条件下，采用智能天线技术的信号能够传送到更远的距离，从而增加了覆盖范围。
(4)降低系统建设成本。由于智能天线技术能够扩大覆盖区域，因此基站的建设数量可以相对减少，降低了运营商的建设成本。智能天线技术的主要缺点在于它的使用将增加通信系统的复杂度，并对元器件提出了较高的性能要求。
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