基于路由技術的多點無線通信系統(tǒng)的設計及應用

夏文芳 嚴俊杰 劉星宇 游書陽

摘要：在信息技術發(fā)展的同時，路由技術也得到了快速的發(fā)展。多點無線通信技術已廣泛地應用于人們的工作、學習和生活中。經(jīng)過驗證，無線路由的通信網(wǎng)不但成本低廉、功能豐富、功能強大，而且其本身的靈活性使得其具有很好的擴展能力，其在遙測、遙信、數(shù)據(jù)傳送等方面得到了廣泛的應用?；谶@一現(xiàn)狀，針對路由技術的多點無線通信系統(tǒng)的設計及應用進行了研究分析，以供相關人員參考。

關鍵詞：路由技術;多點無線通信系統(tǒng);設計及應用

引言：

現(xiàn)階段全球經(jīng)濟一體化進程的加快，人們對信息的需求日益增長。計算機技術的不斷發(fā)展和應用，促使人們迫切需要一個信息交流和共享資源的平臺。隨著計算機網(wǎng)絡的興起，數(shù)據(jù)傳送和信息交換的概念得到了進一步的發(fā)展和完善。目前的網(wǎng)絡已成為多點通信方式，同時，也是一個最好的多點通信平臺，因此，多點無線通信系統(tǒng)是一種以路由技術為基礎的多點通信系統(tǒng)，且已成為一個重要的信息交換平臺。

一、路由技術簡介

路由技術是一種路由算法，路由協(xié)議。路由算法可以分成兩種：一種是靜態(tài)的，另一種是動態(tài)的。路由協(xié)議是一種動態(tài)的選擇機制，其是一種分布式的分層路由協(xié)議，可以避免路由的回路。分布式Bellman-Ford（DBF）算法可以使回路暫時和長久地保持下去。采用路由技術，可以對系統(tǒng)的信號進行初步的設計。

二、基于路由技術的多點無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)要求

隨著路由技術的迅速發(fā)展，多點無線通信系統(tǒng)也逐步建立起來，其建立在配電自動化網(wǎng)的基礎上，對通信系統(tǒng)進行有效的監(jiān)控。為了使這樣的多點無線通信系統(tǒng)得以高效地建立，必須最大程度地滿足下列需求：

首先，要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。為了保證在惡劣的環(huán)境下使用通信終端，通信終端要有很好的適應能力。例如，當通信終端長期處在快速的溫度變化中，或在惡劣的條件下，對多點無線通信系統(tǒng)的適應性提出了更高的要求，需要對各種環(huán)境都有很強的抵抗力。此外，系統(tǒng)還必須具有抵御多種感染源的能力，并在一定程度上保證了系統(tǒng)的正常運轉，對雷電和高壓電流的抗性都有很大的要求。

其次，當線路發(fā)生故障時，要保證通信正常，通信系統(tǒng)能正常工作，當一條線路出現(xiàn)了故障，或者是系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化，那么就必須保證主站和FTU之間的通信，保證通信系統(tǒng)具有很好的抗干擾能力，并且可以修復少量的損傷。

最后，具有可用性和易于維護。配電網(wǎng)中的遠程終端數(shù)量較多，很容易發(fā)生故障。因此，為了確保系統(tǒng)具有可操作性和易維護性，就必須確保系統(tǒng)的高可靠性。

三、系統(tǒng)設計

（一）設計信號

Matlab通信系統(tǒng)具有多種信號設計功能，能夠有效地進行信號的設計，其工具包里有所有的功能。CUI的應用應該是詳盡的、適當?shù)?，根?jù)功能的不同類型參數(shù)，例如輸入輸出等設計CUI接口，控制項選擇編輯文本框，列表框，單選按鈕，完成調制，編碼，輸入?yún)?shù)設置，選擇信號類型等。界面應當是友好的，即能與使用者進行友好的溝通，并且具有功能強大且易于維護的系統(tǒng)接口，實現(xiàn)系統(tǒng)內外功能的真正整合，使用戶端接口更加完整。

（二）信號的CUI設計方法

CUI的設計是一種能夠實現(xiàn)多點無線通信的基本設計方法。在進行設計時，應對下列要點予以關注：一是在信號編程的時候，要先確定各個模塊之間的關系。二是依據(jù)通信訊號的多重功能，因訊號系統(tǒng)模塊繁多，模組設定、基本功能不同，故CUI的設計方式也不盡相同。三是在不同模塊、信號的處理過程中，要使信號的功能更精確，要設定好使用者的圖形平臺的功能。

四、系統(tǒng)設計方法和應用

（一）系統(tǒng)設計方法

1.控制面板的設計。科學合理地設計控制面板，確保整個無線通信系統(tǒng)的正常運行。采用相應的頻率來設定輸入?yún)?shù)時，設定輸入?yún)?shù)要有適當?shù)臄U展數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)能被收集[1]。在信息的輸入上，采用通信系統(tǒng)的文檔，充分地利用了這些信息，確保了各個變量間的數(shù)據(jù)與信息的及時傳遞，最大限度地發(fā)揮了參數(shù)的作用，實現(xiàn)了信號與信息的傳遞。

2.輸入樣板的設計。信號的輸入模式是為了將輸入信號準確高效地傳送到無線通信系統(tǒng)，比如，選擇單選鍵發(fā)送聲音、設置調節(jié)、屏蔽等功能[2]。在選擇語音信號時，操作步驟如下：首先點擊“開始”鍵，然后在系統(tǒng)界面上彈出一個文件對話框，在該窗口中顯示的WAV文件將被預先設定好的程序自動過濾，從而完成信號輸入模式的設計。

3.界面的設計。第一個步驟是：正確的選取GUI對象，并將GUIDE配置進行固定。在接口的設計中，需要對各種不同的編程步驟進行詳細的處理。視窗重繪界面，產(chǎn)生檔案選擇，建立回調函數(shù)原型，命令行存取組成對話方塊。用戶界面的顏色必須經(jīng)過編輯器的編輯，包括用戶界面，彈出菜單控制，單選按鈕，靜態(tài)文本等[3]。用戶檢查元件的性能，可能取決于元件的性能、名稱等，或者GUI的不同，從而使一種或多種GUI元素含有不同的元素。

（二）實際應用

1.發(fā)送系統(tǒng)的應用

發(fā)送系統(tǒng)采用編碼模式進行信號傳輸，其編碼模式有信道編碼模式和源編碼模式。信道編碼就是根據(jù)一定的規(guī)則，在發(fā)送前加入相關的監(jiān)控符號，接收方利用這些規(guī)則，及時修正錯誤，使發(fā)送的數(shù)據(jù)更加可靠、完整、準確，消除發(fā)送通道中的各種干擾和噪音，使系統(tǒng)更加安全可靠[4]。信源編碼是根據(jù)信號的統(tǒng)計特性，剔除掉某些不必要的復雜信息，提高了信號的相關性，提升了信號的相關輸出速率，保障了信號的總體效率。信號發(fā)出后，可以操作周期碼和故障碼。

2.接收流程的應用

因為許多編碼都需要在M文件中進行，因此在接收過程中建立一個程序，確保CUI控制器有一個可靠的、準確的程序架構。因此，對于所有使用CUI的程序過程，都需要初始化M文件項目。

3.UCSRB寄存器的應用

啟動UCSRB的第一步就是打開其接收端，UCSRB的接收端一般都有一個串口，其主要作用是實現(xiàn)UCSRB的寄存器功能。在采用該方法時，應注意以下幾個問題：

第一，判斷狀態(tài)寄存器SCSI能否利用D7函數(shù)進行輸出。數(shù)據(jù)的輸入和接收的時刻為：探測器能夠識別開始的位置，在接收時需要一定的時間才可以成功，在接收數(shù)據(jù)成功之后，才能保證寄存器能夠接收到。

第二，數(shù)據(jù)被接收，并作為數(shù)據(jù)終止位。當?shù)谝粋€停止位收到數(shù)據(jù)之后，寄存器緩沖會包含一個寄存器的內容，而接收的寄存器就會變成一個完整的系統(tǒng)。

4.程序的應用

應用程序降低了TRXCE的高度，使得ShockBurstTM能夠直接地、有序地接收nRF905，而且接收數(shù)據(jù)的速度也得到了改善。使用SPI端口，降低TRX-CE的高度，nRF905將處于空閑狀態(tài)，能適時地進入接收程序，并將其傳送至關閉狀態(tài)。當TRX接收到數(shù)據(jù)時，nRF905可以防止數(shù)據(jù)丟失，并確保了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定。

五、結束語

綜上所述，隨著網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，人們的工作和生活條件都有了很大的提高，社會的開展情況也發(fā)生了一些變化。同時，由于路由技術的發(fā)展與廣泛的應用，也使多點無線通信體系得以建立，從而使國內的網(wǎng)絡環(huán)境發(fā)生了巨大的改變。根據(jù)路由技術的不同，多點無線通信系統(tǒng)在設計、使用上都會更便捷，其優(yōu)點也更突出，使多點無線通信的自動化程度更高。

參考文獻：

[1]曹亞楠.智能電網(wǎng)鄰域網(wǎng)無線通信技術研究[D].北京郵電大學，2020.

[2]于標，王月.動態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡的設計與應用[J].自動化儀表，2018，39（10）：50-52+56.

[3]李沛哲.面向智能電網(wǎng)的無線通信技術研究[D].北京郵電大學，2018.

[4]周晉濤.基于無線傳感器網(wǎng)絡的配用電信息路由技術研究[D].重慶大學，2017.