一種無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方法研究

龍偉++白長河

摘 要：通過對海軍訓練中數(shù)據(jù)通信的需求進行分析，提出了一種解決海上無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，詳細分析了系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，并對該關(guān)鍵技術(shù)的特點和優(yōu)缺點進行了說明。

關(guān)鍵詞：無線寬帶；數(shù)據(jù)傳輸；關(guān)鍵技術(shù)；信號處理

中圖分類號：TN925 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）05-0131-01

1 概述

通信一直以來就是海軍訓練的基礎(chǔ)，隨著信息化作戰(zhàn)的不斷深入，其對信息傳輸?shù)囊笠簿透?。在訓練中，艦艇之間以及艦艇與岸基之間的無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸問題已經(jīng)成為制約海軍訓練的重要因素，針對這樣的現(xiàn)狀，在此提出一種無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方法。依據(jù)該方法建設(shè)的無線傳輸系統(tǒng)具有基站單元覆蓋范圍廣、在相同的通信距離下發(fā)射功率低、高性能價格比等優(yōu)點，可有效地解決無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸問題。

2 關(guān)鍵技術(shù)分析

為了獲得高頻譜效率、抗衰落、抗多徑等綜合性能優(yōu)勢，系統(tǒng)采用了CS-OFDMA技術(shù)，CS-OFDMA的全稱是碼擴正交頻分多址接入。CS-OFDMA首先將一個較寬的頻帶分成許多窄帶頻點，然后再進行OFDM調(diào)制，將經(jīng)過碼擴的信號均勻地調(diào)制到各個窄帶頻點。具體操作如下：在進行OFDM調(diào)制前，將每個symbol用正交碼作n倍（例如 8 倍）的擴展，然后再將擴展后的碼片均勻地調(diào)制到n個子載波上，這樣就實現(xiàn)了每個symbol在頻域的擴展，可以對抗頻域的窄帶干擾和頻率選擇性衰落。同時，碼擴處理將每個符號的能量分到了整個信道的頻帶內(nèi)，在接收端可以實現(xiàn)頻率分集接收。

天線方面采用的是智能天線，其基本概念是在天線陣的基礎(chǔ)上，根據(jù)相干接收到的終端信號在每個天線單元和其相連的接收機上的響應(yīng)，進行相應(yīng)的基帶數(shù)字信號處理，獲得此信號的空間特征矢量和矩陣。在此基礎(chǔ)上，再進行上行波束賦形，以達到最佳的接收效果。同時，系統(tǒng)采用了時分雙工（Time Division Duplex，TDD）的方式，可以將上行波束賦形數(shù)據(jù)經(jīng)處理后用于下行發(fā)射信號，實現(xiàn)對下行波束的賦形。智能天線對無線基站系統(tǒng)的性能提升主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①波束賦形的結(jié)果等效于提高天線的增益。②波束賦形算法和 OFDMA 技術(shù)的結(jié)合，克服了多徑傳播對數(shù)字無線通信系統(tǒng)性能的惡化，并改善了移動條件下的接收性能。③波束賦形使基站天線的信號接收和發(fā)射具有定向性，可以大大降低多址干擾。干擾信號的降低，意味著可以降低對發(fā)射功率的要求，從而降低射頻收發(fā)信機的成本。另外，智能天線可實現(xiàn)自適應(yīng)的干擾抑制，提高同頻組網(wǎng)能力。④天線陣系統(tǒng)要使用多個發(fā)射機，由于智能天線的貢獻，可以用多個小功率放大器來代替大功率線性功率放大器，這樣可以降低無線基站的成本，提高設(shè)備的可靠性。

無線基帶信號處理方面采用的是軟件無線電技術(shù)，基帶信號處理都是在數(shù)字信號處理器（Digital Signal processor，DSP）中用軟件來完成。軟件無線電技術(shù)可實現(xiàn)空間特征矢量的提取，上下行天線波束賦形，同步的檢測、建立和保持，每個子信道功率的測得和功率控制，碼擴正交頻分多址的調(diào)制和解調(diào)以及信道編碼等功能。

3 結(jié)束語

依據(jù)以上關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)的一套無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，可實現(xiàn)視距范圍內(nèi)的5 M速率的無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸，通過基站之間的組網(wǎng)可實現(xiàn)大范圍訓練海域的無線數(shù)據(jù)通信，這為海軍軍事訓練提供了有效的無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸手段。

參考文獻

[1]郭黎利.通信原理[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[2]王軍選.無線通信調(diào)制與編碼[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[3]肖揚.MIMO多天線無線通信系統(tǒng)[M].北京：人民郵電出版社，2009.

〔編輯：曹月〕

Research Realization Method of Wireless Broadband Data Transmission

Long Wei， Bai Changhe

Abstract： The demand for naval training in data communication analysis， a method to solve the maritime wireless broadband data transmission， a detailed analysis of key technologies， and the key technical characteristics and advantages and disadvantages are described.

Key words： wireless broadband； data transmission； key technologies； signal processing

Intelligent Community Centralized Meter Reading Data Collection and Monitoring System

Jia Qi

Abstract： Intelligent community meter， water meter and gas meter data acquisition and implementation monitoring， to reduce administrative costs and improve the level of property management plays a decisive role. Use VB6.0 ActiveX control MSComm communication and C-MBUS bus to achieve a single PC serial communication with multiple intelligent tables and monitoring， centralized control dispersion equipment， measurement data acquisition and automatic reporting.

Key words： intelligent community； centralized meter reading system； data collection； smart metersendprint