時(shí)間：2023-02-25 14:26:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇無(wú)線電論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
論文摘要:早在七十年代，人們開始研究無(wú)線電通信技術(shù)。無(wú)線電通信技術(shù)有線電通信相比，具有不用架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等優(yōu)點(diǎn)，備受市場(chǎng)的青睞。無(wú)線電通信技術(shù)為人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)的影響無(wú)疑是巨大的，但它亦有不容忽視的缺點(diǎn)，譬如聲音、文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等傳輸?shù)馁|(zhì)量不甚穩(wěn)定，由此造成的聲音失真、文字模糊、數(shù)據(jù)滯后、圖像和視頻失真都亟須改進(jìn)之處，還有信號(hào)容易受到干擾、容易被人截獲造成通信內(nèi)容保密性差[1]，尤其在軍事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，再一次說(shuō)明無(wú)線電通信技術(shù)通信方法的拓新勢(shì)在必行。本文就無(wú)線電的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，探討其通信技術(shù)所需拓新之處，并提出建議。
1無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展歷程
1895年5月7日俄國(guó)物理學(xué)家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論文向全世界宣布無(wú)線電通信技術(shù)的誕生，并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無(wú)線電接收機(jī)，那天俄國(guó)當(dāng)局定為“無(wú)線電發(fā)明日”。
1896年3月24日，波波夫?qū)o(wú)線電通信的通信距離延長(zhǎng)到250米，做了用無(wú)線電傳送莫爾斯電碼的表演為無(wú)線電通信技術(shù)拉開新的序幕。
1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無(wú)線電電報(bào)能夠在20英里的海面暢通無(wú)阻地通信，第一次實(shí)際性地使用無(wú)線電通信技術(shù)。
1901年，他在相隔2700公里英國(guó)和紐芬蘭島之間成功地進(jìn)行了跨越大西洋的遠(yuǎn)距離無(wú)線電通信，從此人類進(jìn)入無(wú)線電波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的新時(shí)代。
隨后，無(wú)線電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來(lái)。直到1946年，美國(guó)人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機(jī)接收天線問(wèn)題，從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國(guó)家相繼建立了，無(wú)線電通信技術(shù)迅速普及開來(lái)[2]。
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，信息超遠(yuǎn)控制技術(shù)為滿足遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來(lái)微電子技術(shù)也推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，使電子計(jì)算機(jī)信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術(shù)。今天的信息化時(shí)代，就是電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標(biāo)志。
無(wú)線電通信技術(shù)發(fā)展到今日，擁有無(wú)限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)其都有空前的需求。雖然無(wú)線電通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)雖然卓越，但其缺點(diǎn)至今給技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。
2無(wú)線電通信技術(shù)的特點(diǎn)
近些年無(wú)線電通信技術(shù)領(lǐng)域引入無(wú)線接入技術(shù)，是迅速發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)領(lǐng)域，不需要傳輸媒質(zhì)，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無(wú)線傳播手段代替，無(wú)論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個(gè)重大的飛躍，實(shí)現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展傳輸距離的目的。其特點(diǎn)喜憂參半，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結(jié)如下：
不受時(shí)空限制。大多數(shù)情況下，人們對(duì)通信運(yùn)用的時(shí)間、地點(diǎn)、容量需求無(wú)法預(yù)知，而無(wú)線電通信不受時(shí)空限制的優(yōu)點(diǎn)能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡(luò)綜合高效，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無(wú)阻，隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的來(lái)往，無(wú)線電通信技術(shù)不受時(shí)空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接，通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階。
具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。無(wú)線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機(jī)動(dòng)性和可用性，尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。
可靠性高。無(wú)線電通信比起有線通信的一個(gè)卓越優(yōu)點(diǎn)在抵抗水淹、臺(tái)風(fēng)、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號(hào)干擾都能保持通信的暢通，這也是無(wú)線架輸?shù)淖畲筇攸c(diǎn)。
無(wú)線電通信技術(shù)雖然解決了架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等的難題，但其信號(hào)容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項(xiàng)技術(shù)的保密性極差。無(wú)線電通信技術(shù)的缺點(diǎn)幾百年來(lái)都是讓人頭疼的問(wèn)題，目前全球化經(jīng)濟(jì)愈演愈熱，其信號(hào)的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，無(wú)線電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。
3無(wú)線電通信技術(shù)之通信方法的拓新
21世紀(jì)無(wú)線電通信技術(shù)正處在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起，欲求無(wú)線電通信技術(shù)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求。務(wù)必在通信方法上進(jìn)行一系列的拓新。針對(duì)以上無(wú)線電通信技術(shù)的缺陷，筆者認(rèn)為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進(jìn)行嘗試，主要可總結(jié)一下八點(diǎn)：
3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號(hào)上的穩(wěn)定，避免通信信號(hào)收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務(wù)，確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對(duì)于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用[3]，尤其近年來(lái)世界范圍內(nèi)全面展開，無(wú)線通信技術(shù)正朝著無(wú)線接入寬帶化的方向演進(jìn)，這個(gè)方向?qū)o(wú)線電通信信號(hào)源穩(wěn)定來(lái)說(shuō)的確非常之重要。
3.3推廣個(gè)人信息化技術(shù)
個(gè)人信息化在全球個(gè)人通信已經(jīng)有著不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。個(gè)人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網(wǎng)絡(luò)的樣式
技術(shù)上融合實(shí)現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務(wù)，在無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展得到大幅度的推動(dòng)，促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)傳送多種業(yè)務(wù)信息的發(fā)展。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過(guò)固定接入、移動(dòng)蜂窩接入、無(wú)線本地環(huán)路入等不同的接入設(shè)備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。3.5過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò)
關(guān)于過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑是核心關(guān)鍵技術(shù)，是最合適的選擇對(duì)象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡(luò)大大提升，這一點(diǎn)對(duì)保持通信暢通方面解決了信號(hào)容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號(hào)傳感器
Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性，利用藍(lán)牙做出來(lái)的傳感器隨時(shí)反映出用戶所需要的信號(hào)方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實(shí)現(xiàn)更具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。
3.7推廣軟件無(wú)線電
軟件無(wú)線電通信偵察與對(duì)抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領(lǐng)域,如果能夠推廣到市場(chǎng)，對(duì)于無(wú)線電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來(lái)說(shuō)將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性
無(wú)線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒(méi)有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設(shè)想。因此，無(wú)線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性[4]。
結(jié)束語(yǔ)
回顧無(wú)線通信的發(fā)展歷程，無(wú)線電通信技術(shù)的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號(hào)穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來(lái)愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來(lái)愈廣闊的活動(dòng)舞臺(tái)及光明的發(fā)展前景。鑒于市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)作用，盡管我國(guó)的無(wú)線電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快，但面對(duì)我國(guó)12億人口的通信需求，無(wú)線電通信技術(shù)普及率低的問(wèn)題，面對(duì)我國(guó)12億人口，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量方面就變得蒼白無(wú)力了。同時(shí)，無(wú)線電通信技術(shù)愈來(lái)愈激烈競(jìng)爭(zhēng)局面促使各無(wú)線電通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面，提升自身的營(yíng)業(yè)水平，為市場(chǎng)提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個(gè)方面、各個(gè)層次的需求。因此，在無(wú)線電通信技術(shù)通信方法應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o(wú)窮，這要求我們積極加快無(wú)線領(lǐng)域的科技進(jìn)步，為無(wú)線電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化的通信事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
[1]《信號(hào)與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學(xué)出版社2000年.
[2]《數(shù)字與模擬通信系統(tǒng)》LeonW.Couch,II電子工業(yè)出版社.
對(duì)于無(wú)線電通信安全而言，加強(qiáng)無(wú)線電通信法規(guī)法規(guī)的宣傳不可忽視。因?yàn)闊o(wú)線電通信的暢通無(wú)阻離不開無(wú)線電通信管理人員的自我安全防范意識(shí)。所以，加強(qiáng)安全防范意識(shí)，宣傳法律法規(guī)，才能讓管理人員認(rèn)識(shí)到無(wú)線電通信安全重要性，從心底重視無(wú)線電通信安全。
（2）強(qiáng)化無(wú)線電通信的監(jiān)察
加強(qiáng)無(wú)線電通信安全，離不開對(duì)無(wú)線電通信的安全監(jiān)察。通過(guò)有效地監(jiān)察，可以確保無(wú)線電通信的安全隱患被控制在一個(gè)可以調(diào)控的范圍之內(nèi)，如此對(duì)于降低甚至是消除無(wú)線電通信帶來(lái)的安全威脅是至關(guān)重要的。
（3）定期檢修設(shè)備
對(duì)設(shè)備做好定期檢修，這是無(wú)線電通信安全的保障措施之一。一旦設(shè)備出現(xiàn)通信方面的問(wèn)題，很容易影響無(wú)線電通信的安全性，所以，確保無(wú)線電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要檢修人員、管理人員在日常的檢修中，做好無(wú)線電有關(guān)設(shè)備的定期檢修，及時(shí)地排除安全隱患，為無(wú)線電通信安全創(chuàng)設(shè)條件[2]。
（4）掌握無(wú)線電電波的傳輸規(guī)律
加強(qiáng)無(wú)線電通信安全，也可以通過(guò)掌握無(wú)線電電波的傳輸規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)。如無(wú)線電電臺(tái)，其GMDSS通信系統(tǒng)包含MF、HF、VHF三個(gè)主要的頻段。這三個(gè)頻段信號(hào)可傳輸?shù)木嚯x按照由高到低的順序，依次是HF、MF、VHF。所以，為了掌握無(wú)線電電波傳輸?shù)囊?guī)律，就要熟悉傳輸?shù)膶?shí)際距離，這樣在當(dāng)你需要呼叫接收電臺(tái)之時(shí)，就可以選擇最合理的頻段用于無(wú)線電通信[3]。另外，在呼叫過(guò)程中，切忌使用大功率，一般可以先使用小功率進(jìn)行嘗試性呼叫，假如無(wú)法呼叫成功，或者是通信狀態(tài)不良，才使用大功率，這樣可以滿足合理使用資源的要求。所以，掌握無(wú)線電電波的傳輸規(guī)律，對(duì)于無(wú)線電通信安全也有一定影響。
（5）采用屏蔽措施，滿足無(wú)線電通信安全
提升無(wú)線電通信質(zhì)量，才能滿足無(wú)線電通信對(duì)安全提出的要求，針對(duì)無(wú)線電通信設(shè)備而言，可以結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作條件以及工作頻率等因素，制定合理地屏蔽措施來(lái)滿足無(wú)線電通信要求。①屏蔽體使用的材料：屏蔽措施是否能取得效果，屏蔽體材料的選擇是主要因素。如果是高頻電子設(shè)備，可以選擇鋁、銅等良導(dǎo)體材料。如果是低頻電子設(shè)備，可以選擇硅鋼片、鋼、電工軟鐵等磁鐵性材料；②對(duì)縫隙的屏蔽：如果機(jī)箱對(duì)密封性有要求，可以嘗試先用導(dǎo)電密封襯墊進(jìn)行縫隙密封處理。如果機(jī)箱沒(méi)有密封性要求，需將鍍銅簧片安裝在側(cè)板、機(jī)箱蓋板等于箱體搭接縫隙處。如果縫隙之處無(wú)法使用密封襯墊與無(wú)法安裝鍍銅簧片，可以考慮使用銅屏蔽膠帶進(jìn)行密封處理；③對(duì)連接線的屏蔽：連接線的設(shè)置應(yīng)遠(yuǎn)離空洞和縫隙，信號(hào)線和地線必須分開布設(shè)，如無(wú)必要，導(dǎo)線盡量避免從屏蔽機(jī)箱穿過(guò)，如果必須穿過(guò)機(jī)箱，則需在導(dǎo)線上增設(shè)磁環(huán)，以此來(lái)降低電磁輻射量，確保整體的安全性。
（6）結(jié)語(yǔ)
1.1船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)
國(guó)際海上組織IOM規(guī)定，對(duì)于超過(guò)一定重量的貨物需要安裝AIS設(shè)備，這種設(shè)備可以對(duì)船舶進(jìn)行全程監(jiān)督以及可以監(jiān)控船舶對(duì)海洋的污染。AIS是船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，它是在海上移動(dòng)通信頻帶上工作的系統(tǒng)。岸基系統(tǒng)和船臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)成了AIS系統(tǒng)，另外AIS系統(tǒng)還包括使用AIS信息的各種其他的系統(tǒng)，通過(guò)AIS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)船和海岸的信息交流，因?yàn)樗軌虬汛暗淖R(shí)別碼、位置以及速度等情況傳遞到其他的船舶上或者海岸上，還可以處理多路通信。國(guó)際電信聯(lián)盟為了支持AIS系統(tǒng)的發(fā)展，修改了《無(wú)線電規(guī)則》，設(shè)定了AIS系統(tǒng)的專用頻率。另外國(guó)際海事組織、國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)以及國(guó)際電工委員會(huì)等都對(duì)AIS系統(tǒng)進(jìn)行支持，促使AIS系統(tǒng)不斷成熟。我國(guó)目前建立了許多AIS系統(tǒng)的岸站，通過(guò)運(yùn)用AIS系統(tǒng)，減少航運(yùn)事故的發(fā)生，增加了船舶的避險(xiǎn)能力以及信息采集能力，通過(guò)AIS系統(tǒng)可以對(duì)海上行駛的船舶進(jìn)行全程監(jiān)控，提高港口管理的綜合能力。
1.2船舶遠(yuǎn)航識(shí)別和跟蹤系統(tǒng)
國(guó)際海上組織通過(guò)了《國(guó)際船舶和港口保安規(guī)則》，并且規(guī)定一些船舶需要安裝AIS系統(tǒng)，AIS系統(tǒng)并不是全能的，在使用中它存在著缺陷，例如，船舶報(bào)告系統(tǒng)能夠覆蓋全球，但是由于是人工編制的報(bào)文，影響到報(bào)告的精度。由于受到通信距離的限制，AIS系統(tǒng)只能夠?qū)兜拇皩?shí)施監(jiān)控。國(guó)際上一般采用LRIT來(lái)解決遠(yuǎn)距離船舶的跟蹤問(wèn)題。LRIT信息主要包括：船舶身份、位置等，LRIT系統(tǒng)中國(guó)家對(duì)于船舶有三種身份，通常是指船旗國(guó)、港口國(guó)以及沿岸國(guó)。對(duì)于船旗國(guó)是指當(dāng)局政府有權(quán)接收懸掛其國(guó)旗的船舶位置的信息，港口國(guó)是指政府有權(quán)利接受進(jìn)入締約國(guó)港口的船舶信息，而沿岸國(guó)是指政府有權(quán)利接收距離其沿岸1000海里以內(nèi)的船舶的信息。LRIT的用途如下所示：海上安全工作，LRIT可以為海上搜救提供全面的信息支持；環(huán)境保護(hù)，LRIT可以為海上的調(diào)查溢油事故等提供信息支持；海上保安工作，LRIT可以加強(qiáng)對(duì)船舶以及沿岸國(guó)的保安；LRIT還可以和AIS系統(tǒng)相結(jié)合，進(jìn)而建立船舶監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于全球航運(yùn)生產(chǎn)以及管理。
1.3海事衛(wèi)星
海事衛(wèi)星是提供電話、傳真、遇險(xiǎn)安全通信、數(shù)據(jù)、圖像以及圖片等服務(wù)的綜合系統(tǒng)，海事衛(wèi)星自從投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，它發(fā)揮了卓越的性能。海事衛(wèi)星經(jīng)歷了四展，第一代海事衛(wèi)星可以航運(yùn)提供模擬話音、傳真以及數(shù)據(jù)等服務(wù)，第二代海事衛(wèi)星可以為航運(yùn)提供數(shù)字話音以及低速數(shù)據(jù)服務(wù)，第三代海事衛(wèi)星可以為水上交通提供傳真、ISDN以及MPDS等服務(wù)，第四代海事衛(wèi)星可以為海運(yùn)提供衛(wèi)星手機(jī)、高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和BGAN等服務(wù)。海事衛(wèi)星在其他領(lǐng)域也得到大力的發(fā)展，例如出現(xiàn)電力中斷、通訊網(wǎng)絡(luò)失效的情況時(shí)，海事衛(wèi)星可以發(fā)揮應(yīng)急通信的特長(zhǎng)。
2加強(qiáng)水上無(wú)線電管理工作
加強(qiáng)無(wú)線電管理工作需要從下列方面入手：一是對(duì)無(wú)線電通訊導(dǎo)航設(shè)備規(guī)范應(yīng)用加強(qiáng)管理。隨著交通部門的支持，海上航運(yùn)部門對(duì)船舶使用海上移動(dòng)通信標(biāo)識(shí)的情況進(jìn)行了徹底的清理，從而能夠規(guī)范管理的程序，可以很好地推廣信息化管理技術(shù)，對(duì)一些不符合規(guī)定的船舶船碼，給海上搜尋工作提供良好的保障。二是加強(qiáng)跟蹤研究。國(guó)家無(wú)線電管理局應(yīng)該基于我國(guó)航運(yùn)事業(yè)發(fā)展的具體情況，對(duì)航運(yùn)通訊方面的政策和技術(shù)進(jìn)行深入的研究。要設(shè)置相關(guān)工作小組，對(duì)水一些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的研究，力圖解決數(shù)據(jù)的通訊問(wèn)題。另外還要依據(jù)《無(wú)線電規(guī)則》對(duì)我國(guó)水上無(wú)線電通訊原則進(jìn)行修改。最后對(duì)于我國(guó)的一些不符合國(guó)際公約要求而配備的通信設(shè)施的船舶，應(yīng)該依據(jù)我國(guó)航運(yùn)事業(yè)發(fā)展的具體情況作出過(guò)渡方案，這樣才能夠確保我國(guó)海上運(yùn)輸?shù)亩黝惔暗暮竭\(yùn)安全。三是做好規(guī)劃工作。交通運(yùn)輸部門加強(qiáng)對(duì)海上通訊工作的監(jiān)管，提出新的要求。我國(guó)海上無(wú)線電通訊導(dǎo)航業(yè)務(wù)的目的在于確保海上船舶航行以及運(yùn)輸生產(chǎn)的安全，不斷滿足海上交通安全監(jiān)管和搜救工作的要求，依據(jù)相關(guān)國(guó)際公約和國(guó)內(nèi)法以及我國(guó)航運(yùn)事業(yè)發(fā)展的具體情況，要建立功能齊全、設(shè)備完善、覆蓋面廣、實(shí)時(shí)監(jiān)控以及可靠和暢通的海上同通信系統(tǒng)。要不斷完善我國(guó)海上通信系統(tǒng)，對(duì)海上通信設(shè)施以及系統(tǒng)進(jìn)行合理的布局，發(fā)展適應(yīng)適應(yīng)海上通信的技術(shù)，做到合理利用資源，通訊系統(tǒng)要和海上監(jiān)管和搜救業(yè)務(wù)相結(jié)合以及要和安全保障系統(tǒng)融合發(fā)展，形成服務(wù)和設(shè)備和國(guó)際接軌的現(xiàn)代化的海上通信網(wǎng)絡(luò)，不斷促進(jìn)我國(guó)無(wú)線電通信導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展。
3結(jié)束語(yǔ)
特別是1997年以來(lái)，上海市成立了一個(gè)三級(jí)通訊訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)：以上海市青少年科技教育中心為指揮中心電臺(tái)，在各區(qū)、縣及150多個(gè)學(xué)校成立分臺(tái)，從而構(gòu)成了一個(gè)空中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行空中無(wú)線教育，收到了良好的效果，得到了國(guó)家教育部門領(lǐng)導(dǎo)及體委有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的接見及贊揚(yáng)。在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視下廣大青少年無(wú)線電愛好者經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的訓(xùn)練，在技術(shù)上得到了大幅度的提高，從1999年到2001年連續(xù)三年包攬了全國(guó)競(jìng)賽的前三名。
目前，在上海地區(qū)仍然活躍著一支青少年業(yè)余無(wú)線電活動(dòng)的積極分子，特別是有一支經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的教師隊(duì)伍在默默無(wú)聞地工作著。
時(shí)代在變化，國(guó)際上的無(wú)線電通訊活動(dòng)也不斷在變化，我們要根據(jù)種種變化，不斷豐富活動(dòng)內(nèi)容，不斷開創(chuàng)新的青少年無(wú)線電通訊的活動(dòng)領(lǐng)域。我們以為，要在下列幾方面開展一些切合實(shí)際的工作：
一、加強(qiáng)師資培訓(xùn)
無(wú)線電通訊自意大利科學(xué)家馬可尼發(fā)明以來(lái)有一百年左右的歷史，從過(guò)去原始的莫爾斯電碼通訊發(fā)展到現(xiàn)今的衛(wèi)星數(shù)字化通訊，電子信息技術(shù)與當(dāng)今其他各個(gè)科技領(lǐng)域的發(fā)展速度相比是最為領(lǐng)先的，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的加入，使無(wú)線電通訊技術(shù)的發(fā)展更為迅速！所以原來(lái)的一些青少年通訊訓(xùn)練的老框框也必須不斷修改，使之不斷地去適應(yīng)這種高速度的發(fā)展。
抓教師的培訓(xùn)就是抓住了綱，深化學(xué)習(xí)內(nèi)容，改進(jìn)培訓(xùn)方案是教師研究的新的課題，我們將它提出來(lái)，希望成為日常工作來(lái)做。
二、教材的不斷更新
基于前面說(shuō)的無(wú)線電通訊技術(shù)的高速發(fā)展速度，培訓(xùn)活動(dòng)的教材也不能一成不變，最好是活頁(yè)的，能夠在后面不斷加上去，前面過(guò)時(shí)的就要篩掉。要有一支不斷寫活頁(yè)教材的師資隊(duì)伍，另外還要加上動(dòng)手培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括一些實(shí)際的參考數(shù)據(jù)。
另外，無(wú)線電的設(shè)備（包括天線）也必需進(jìn)行日常維護(hù)和更新，只有這樣才能不斷提高層次。
三、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面
上海市青少年無(wú)線電培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)目前的情況還夠不完善，應(yīng)該在以下兩個(gè)方面多下功夫：
1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)的無(wú)線化是發(fā)展方向，應(yīng)該多朝這方面研究發(fā)展，無(wú)線化，就是通過(guò)無(wú)線電的發(fā)射和接收的形式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和處理，在這方面，我們?cè)?jīng)做過(guò)一些實(shí)驗(yàn)，比如計(jì)算機(jī)的無(wú)線圖像通訊和BBS無(wú)線網(wǎng)站的設(shè)置以及無(wú)線差轉(zhuǎn)電臺(tái)的設(shè)置等等，規(guī)模還沒(méi)有形成，要將所有的無(wú)線電興趣小組聯(lián)系起來(lái)，甚至于可以在任何學(xué)生的家里建立終點(diǎn)接口；
2、小型化，在小學(xué)以及某些中學(xué)的興趣小組里用計(jì)算機(jī)接上無(wú)線口子就能與主臺(tái)及分絡(luò)；學(xué)生自己親自動(dòng)手裝小型的收發(fā)信機(jī)，并且也能與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系上，讓學(xué)生有所為就有所得，況且在很小的發(fā)射功率下不影響其他的電子設(shè)備，無(wú)管會(huì)也很容易批準(zhǔn)；
四、基層的活動(dòng)課在校園內(nèi)開展小型規(guī)模的無(wú)線電活動(dòng)課
1、可以結(jié)合英語(yǔ)聽力的課程，安排通訊英語(yǔ)和日常中小學(xué)教材的有機(jī)結(jié)合，利用無(wú)線耳機(jī)進(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練；可以加上無(wú)線話筒進(jìn)行小范圍內(nèi)的交流，即普及了無(wú)線電的知識(shí)同時(shí)起到了很好的學(xué)習(xí)英語(yǔ)聽力的效果，況且，參加人數(shù)不限制，可以大大地吸引更多的學(xué)生來(lái)參加；
2、無(wú)線電動(dòng)手制作要有可以變化的電子材料，要留較大的余地讓學(xué)生們開發(fā)智力，在學(xué)生中發(fā)現(xiàn)真正的對(duì)無(wú)線電感興趣的愛好者。
3、要在興趣小組中設(shè)立初、中、高三個(gè)層次；
五、開發(fā)學(xué)生智力，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性
要改變過(guò)去那種老師全部包辦的教學(xué)模式，應(yīng)該讓學(xué)生不斷提出問(wèn)題，盡管有時(shí)老師一時(shí)可能回答不出，但可以指導(dǎo)學(xué)生如何去研究，如何去找參考資料，如何去做相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)以及如何發(fā)揚(yáng)創(chuàng)造精神進(jìn)行高層次的培訓(xùn)模式；
1數(shù)據(jù)通信適配器基本工作原理
(1)數(shù)據(jù)通信適配器主要構(gòu)成數(shù)據(jù)通信適配器，主要由通信接口單元、通信控制單元、微處理器單元(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、編碼解碼、加密糾錯(cuò)等)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、調(diào)制解調(diào)單元、電平轉(zhuǎn)換單元、電源管理單元等構(gòu)成，如圖1所示。通信接口單元，主要用于數(shù)據(jù)分配、交換、控制及傳輸通道、傳輸速率和傳輸規(guī)程等。通信控制單元，主要用于對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸進(jìn)行收發(fā)狀態(tài)控制和串/并狀態(tài)轉(zhuǎn)換等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，主要用于對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸過(guò)程的緩沖存儲(chǔ)和等待處理等。微處理器(單片機(jī))單元，主要完成信息傳輸中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、編碼解碼、加密糾錯(cuò)及時(shí)鐘控制等。調(diào)制解調(diào)單元，主要完成對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行輸出調(diào)制和輸入解調(diào)的相關(guān)變換等。電平轉(zhuǎn)換單元，主要完成數(shù)據(jù)通信適配器與電臺(tái)及計(jì)算機(jī)之間的電平匹配等。電源管理單元，主要提供給數(shù)據(jù)通信適配器各單元所需要穩(wěn)定可靠的工作電壓等。(2)窄帶無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要組成窄帶無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)(信息終端)、數(shù)據(jù)通信適配器、窄帶無(wú)線電臺(tái)(通信終端)等組成，如圖2所示。窄帶無(wú)線數(shù)據(jù)通信適配器主要完成窄帶無(wú)線電臺(tái)(通信終端)的模擬信道與計(jì)算機(jī)(信息終端)之間的信息轉(zhuǎn)換控制和交換處理功能，實(shí)現(xiàn)在窄帶無(wú)線電臺(tái)(模擬信道)系統(tǒng)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。窄帶無(wú)線數(shù)據(jù)通信適配器主要完成窄帶無(wú)線電臺(tái)(通信終端)的模擬信道與計(jì)算機(jī)(信息終端)之間的信息轉(zhuǎn)換控制和交換處理功能，實(shí)現(xiàn)在窄帶無(wú)線電臺(tái)(模擬信道)系統(tǒng)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。(3)數(shù)據(jù)通信適配器基本工作原理數(shù)據(jù)通信適配器主要通過(guò)配置特殊存儲(chǔ)器及控制指令，可使系統(tǒng)在串口同步通信方式下工作，其數(shù)據(jù)信息的發(fā)送過(guò)程是以高速輸入(從計(jì)算機(jī)輸出)以中低速輸出(輸入于電臺(tái))，而數(shù)據(jù)信息的接收過(guò)程以中低速輸入(電臺(tái)接收)而以高速輸出(送入計(jì)算機(jī))。用微處理器的P1口控制收發(fā)轉(zhuǎn)換電路，使適配器工作在不同的模式，其收發(fā)功耗極低。當(dāng)工作在發(fā)送方式時(shí)，對(duì)相應(yīng)的接口進(jìn)行控制，并在驅(qū)動(dòng)程序的作用下，發(fā)送時(shí)CPU請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送地址和有效載荷數(shù)據(jù)送給轉(zhuǎn)換電路，電臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)，將要發(fā)送的信息經(jīng)過(guò)輸出端口發(fā)射出去;接收時(shí)，電臺(tái)處于收信，通過(guò)輸入端口進(jìn)來(lái)的信息經(jīng)接口控制，則接收地址和有效載荷數(shù)據(jù)送入轉(zhuǎn)換電路，此時(shí)，接收信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理后，傳輸?shù)捷斎氪谒徒o計(jì)算。微處理器具有通用的串行通信接口，它允許多位串行數(shù)據(jù)流以預(yù)設(shè)的速率及外部時(shí)鐘確定的速率有序的移入與移出。數(shù)據(jù)通信適配器主要采用的是微處理器與計(jì)算機(jī)及無(wú)線電臺(tái)之間的數(shù)據(jù)處理傳輸和收發(fā)轉(zhuǎn)換控制等基本原理，其兩端的速率分別與串口傳輸速率和無(wú)線信道傳輸速率相同，并分別由UART0、UARTl控制信息的接收與發(fā)送。窄帶無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)工作時(shí)，首先在通信控制程序或應(yīng)用軟件的作用下，把計(jì)算機(jī)輸出的信息經(jīng)過(guò)發(fā)送控制后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)器，再送入微處理器(單片機(jī))，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換和編碼加密處理，然后通過(guò)相關(guān)電路和軟件的控制及通信設(shè)置，按照規(guī)定的傳輸速率，以合適的匹配電平經(jīng)輸出電路控制傳送給無(wú)線電臺(tái)。接收信息時(shí)，把經(jīng)過(guò)輸入電路所接收的模擬信息傳輸給微處理器(單片機(jī))，經(jīng)過(guò)信息的模數(shù)轉(zhuǎn)換及解碼識(shí)別和糾錯(cuò)處理后，再將數(shù)據(jù)信息經(jīng)單片機(jī)的輸出端口傳送到計(jì)算機(jī)。
2數(shù)據(jù)通信適配器主要設(shè)計(jì)方案
(1)接口通信電路以微處理器(單片機(jī))為核心的數(shù)據(jù)通信適配器能夠提供透明的數(shù)據(jù)接口，適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶通信協(xié)議。串行通信只需較少的端口就可以實(shí)現(xiàn)微處理器與計(jì)算機(jī)及無(wú)線通信電臺(tái)之間的通信。通信中的信息發(fā)送可以通過(guò)串行通信方式與計(jì)算機(jī)的串口相接。計(jì)算機(jī)串行接口采用的是RS232標(biāo)準(zhǔn)的電平和邏輯關(guān)系，而微處理器(單片機(jī))采用的是TTL電平和邏輯關(guān)系。由于RS232和TTL各自規(guī)定了自己的電氣標(biāo)準(zhǔn)，互不兼容，因此，RS232與TTL電路接口時(shí)需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)采用MAX323系列驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片是一款低功耗寬電壓供電的通信芯片，可以完成TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換及串口通信控制。通過(guò)計(jì)算機(jī)與單片機(jī)內(nèi)部提供的串口通信模塊，配合接口電路軟件驅(qū)動(dòng)和電平轉(zhuǎn)換芯片的設(shè)計(jì)，即可實(shí)現(xiàn)串口通信及數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌l(fā)收控制。同時(shí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送與接收的狀態(tài)指示燈，以指示串口和微處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸情況。(2)通信協(xié)議規(guī)程數(shù)據(jù)通信適配器中的微處理器(單片機(jī))提供兩個(gè)串口和兩種接口方式，COM1接口用于微處理器與計(jì)算機(jī)之間的通信。計(jì)算機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)RS232串口與數(shù)據(jù)通信適配器相連接，采用雙工通信方式，按照標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，串口數(shù)據(jù)傳輸速度為57600bpts，每幀格式為1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，在通信控制程序的驅(qū)動(dòng)下，計(jì)算機(jī)向模塊發(fā)送數(shù)據(jù)設(shè)為發(fā)送狀態(tài)，其余時(shí)隙則自動(dòng)設(shè)置為接收狀態(tài)。COM2接口定義為RS232接口，用于微處理器(數(shù)據(jù)適配器)輸出輸入端口的通信，傳輸速率(信道速率)為2400bpts～9600bpts(根據(jù)窄帶無(wú)線電臺(tái)的帶寬確定)，主要通過(guò)軟件編程進(jìn)行設(shè)置。在通信應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的作用控制下，可對(duì)較大容量的數(shù)據(jù)信息通過(guò)分段打包和斷續(xù)發(fā)送與接收的方式進(jìn)行傳輸。(3)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，數(shù)據(jù)通信適配器必須對(duì)傳輸信息進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)模(D/A)和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后才能正常使用。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理，主要使用微處理器內(nèi)部自帶的SD16位的數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，并通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)16位數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理功能，其數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊主要實(shí)現(xiàn)波形與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，Timer對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，從而提高時(shí)鐘頻率，使數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)能有更快的采樣率或轉(zhuǎn)換速度，以保持轉(zhuǎn)換的精度，實(shí)現(xiàn)更高頻率的波形產(chǎn)生。在外部使用可編程控制的放大器對(duì)波形進(jìn)行調(diào)整，利用濾波器對(duì)波形進(jìn)行優(yōu)化，以滿足更好的精度和波形要求。(4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路數(shù)據(jù)通信適配器主要利用微處理器內(nèi)部FLASH存儲(chǔ)器，存放Bootloader、模塊驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序。為了確保系統(tǒng)能夠傳輸較大容量的信息，并防止系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通信中斷，信息無(wú)法發(fā)送出去而造成數(shù)據(jù)丟失，在設(shè)計(jì)中采用了IS62LV系列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器具有較大的容量(系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量為64kbit)和較低的功耗、高可靠性及高速率的數(shù)據(jù)存取功能。在發(fā)送信息時(shí)將計(jì)算機(jī)送來(lái)的信號(hào)首先經(jīng)過(guò)輸入緩存，經(jīng)過(guò)輸入緩存后對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后再經(jīng)微處理器內(nèi)部SD16進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后把數(shù)據(jù)存入專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，在接收信息時(shí)將無(wú)線電臺(tái)送來(lái)的信息送入SD16進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和緩存，然后再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。(5)調(diào)制解調(diào)電路在窄帶無(wú)線信道上，存在有較為嚴(yán)重的各種電磁干擾，在數(shù)據(jù)通信時(shí)，如果采用PSK，ASK調(diào)制方式，將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的誤碼率增大、可靠性降低。因此，在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，選用了CMX469系列芯片完成信息傳輸過(guò)程中的調(diào)制與解調(diào)功能，并利用了微處理器自有抗干擾能力強(qiáng)的GFSK調(diào)制方式，GFSK是高斯頻移鍵控方式，它能有效地克服窄帶無(wú)線數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，由于存在各種干擾所造成的誤碼，同時(shí)，為有效提高數(shù)據(jù)傳輸速率，選取了對(duì)調(diào)制方式更加有利的同步通信方式，這與異步傳輸方式相比，其窄帶無(wú)線通信的數(shù)據(jù)傳輸速率提高了20%左右。(6)電源管理電路電源是數(shù)據(jù)通信適配器單元集成的重要部分之一。設(shè)計(jì)中，為了減少體積，增加使用的方便性，在不影響數(shù)據(jù)通信適配器整體使用的情況下，一是采用了計(jì)算機(jī)主板上的USB或其內(nèi)部其它相應(yīng)的±5V電源供電;二是采用了電臺(tái)內(nèi)部相應(yīng)的±5V電源供電，運(yùn)用電源管理的方法對(duì)電源進(jìn)行分配，主要使用AMS1117系列電源開關(guān)作電源控制，在整個(gè)電路中通過(guò)整流變換、濾波穩(wěn)壓等方式，將提供的±5V電源轉(zhuǎn)換成電路中所需要穩(wěn)定可靠的±3V電源等，并通過(guò)微處理器(單片機(jī))的數(shù)字信號(hào)控制電源的使用，充分提高了電源的利用率，有效降低了數(shù)據(jù)通信適配器的功耗。
3數(shù)據(jù)通信適配器主要軟件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)通信適配器所采用的微處理器(單片機(jī))的內(nèi)核CPU結(jié)構(gòu)是按照精簡(jiǎn)指令集和高透明指令的宗旨來(lái)設(shè)計(jì)的，使用C語(yǔ)言編程與標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言編程有著較高的兼容性，且在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中用選擇模塊化方法，確保程序結(jié)構(gòu)化的一目了然，因此，軟件編程用C語(yǔ)言，其程序設(shè)計(jì)提高了開發(fā)調(diào)試效率，編寫的串口通信控制軟件穩(wěn)定可靠、可移植性好，并為系統(tǒng)的擴(kuò)展運(yùn)用提供了重要作用。在軟件模塊設(shè)計(jì)中，主要有數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換、編碼加密、解碼糾錯(cuò)及發(fā)送接收等模塊程序，當(dāng)系統(tǒng)在工作狀態(tài)下，對(duì)程序?qū)嵭谐跏蓟幚恚缓笸ㄟ^(guò)指令控制可進(jìn)行發(fā)送，當(dāng)完成這一程序后，自動(dòng)進(jìn)入接收模式。如果在此過(guò)程中發(fā)生了中斷事件，則可自動(dòng)判斷中斷源位置，并連接相關(guān)的中斷服務(wù)，處理完中斷控制后，再進(jìn)入收發(fā)過(guò)程控制。初始化程序主要用于中斷有關(guān)服務(wù)程序的入口和出口，并對(duì)微處理器(單片機(jī))及收發(fā)控制等進(jìn)行設(shè)置，其流程如圖3所示。中斷控制程序，主要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，以便于系統(tǒng)正常地進(jìn)行工作。在中斷中，將得到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，并設(shè)置標(biāo)識(shí)，同時(shí)將發(fā)送指針或接收指針向后移動(dòng)，主程序中會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，等待中斷結(jié)束，重新請(qǐng)求執(zhí)行程序，其流程如圖4所示。收發(fā)程序主要用于進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、控制和編碼解碼。發(fā)送程序?qū)⒔⒌臄?shù)據(jù)包通過(guò)微處理器(單片機(jī))串口2接收送至輸出端口;接收程序主要完成電臺(tái)所接收的信息，經(jīng)過(guò)微處理器(單片機(jī))串口將接收的模擬信息進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，然后將數(shù)據(jù)信息通過(guò)串口1給計(jì)算機(jī)，其流程如圖5所示。
4主要抗干擾技術(shù)設(shè)計(jì)
為了有效地降低系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的誤碼率，提高其抗電磁干擾能力，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一是采用了高斯頻移鍵控(GFSK)調(diào)制方式和曼徹斯特編碼/解碼及其糾錯(cuò)編解碼技術(shù)，使用內(nèi)置完整的通信協(xié)議和CRC校驗(yàn)電路;二是軟件設(shè)計(jì)使用了高效的循環(huán)交織糾檢錯(cuò)編碼和編碼加密的方法，并對(duì)于超過(guò)糾錯(cuò)范圍的差錯(cuò)，可采用檢錯(cuò)重發(fā)，以及采用多次發(fā)送的選擇法等技術(shù)手段。能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，由于隨機(jī)干擾造成的隨機(jī)錯(cuò)誤和突發(fā)干擾造成的突發(fā)性錯(cuò)誤進(jìn)行有效的糾錯(cuò)，能夠自動(dòng)濾除信息傳輸過(guò)程中，由于空間電磁波干擾及相關(guān)因素導(dǎo)致在所產(chǎn)生的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和及虛假信息，其抗突發(fā)干擾和靈敏度有較大的改善，具有較強(qiáng)的抗干擾能力和低誤碼率，系統(tǒng)特別適合長(zhǎng)期工作和在較為惡劣環(huán)境下使用的要求。
5結(jié)束語(yǔ)
本文利用微處理器的特點(diǎn)，充分挖掘所具有的功能及相關(guān)軟、硬件資源，使設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)通信適配器能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換處理及收發(fā)控制，而且其具有體積小、構(gòu)成簡(jiǎn)單、功耗較低、集成化程度高、接口靈活及開發(fā)周期短、性價(jià)比高、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，并有一定的擴(kuò)展性和移植性，應(yīng)用于窄帶無(wú)線電臺(tái)模擬信道的數(shù)據(jù)通信，其系統(tǒng)傳輸速率高、工作穩(wěn)定可靠、電磁兼容性好、誤碼率低，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠滿足于野外環(huán)境條件下的軍用及工業(yè)作業(yè)等實(shí)際應(yīng)用的需要。
作者：黨朝發(fā)畢學(xué)軍金麗亞肖慶鐘海波單位：裝甲兵工程學(xué)院信息工程系
論文摘要:早在七十年代，人們開始研究無(wú)線電通信技術(shù)。無(wú)線電通信技術(shù)有線電通信相比，具有不用架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等優(yōu)點(diǎn)，備受市場(chǎng)的青睞。無(wú)線電通信技術(shù)為人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)的影響無(wú)疑是巨大的，但它亦有不容忽視的缺點(diǎn)，譬如聲音、文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等傳輸?shù)馁|(zhì)量不甚穩(wěn)定，由此造成的聲音失真、文字模糊、數(shù)據(jù)滯后、圖像和視頻失真都亟須改進(jìn)之處，還有信號(hào)容易受到干擾、容易被人截獲造成通信內(nèi)容保密性差[1]，尤其在軍事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，再一次說(shuō)明無(wú)線電通信技術(shù)通信方法的拓新勢(shì)在必行。本文就無(wú)線電的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，探討其通信技術(shù)所需拓新之處，并提出建議。
1無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展歷程
1895年5月7日俄國(guó)物理學(xué)家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論文向全世界宣布無(wú)線電通信技術(shù)的誕生，并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無(wú)線電接收機(jī)，那天俄國(guó)當(dāng)局定為“無(wú)線電發(fā)明日”。
1896年3月24日，波波夫?qū)o(wú)線電通信的通信距離延長(zhǎng)到250米，做了用無(wú)線電傳送莫爾斯電碼的表演為無(wú)線電通信技術(shù)拉開新的序幕。
1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無(wú)線電電報(bào)能夠在20英里的海面暢通無(wú)阻地通信，第一次實(shí)際性地使用無(wú)線電通信技術(shù)。
1901年，他在相隔2700公里英國(guó)和紐芬蘭島之間成功地進(jìn)行了跨越大西洋的遠(yuǎn)距離無(wú)線電通信，從此人類進(jìn)入無(wú)線電波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的新時(shí)代。
隨后，無(wú)線電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來(lái)。直到1946年，美國(guó)人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機(jī)接收天線問(wèn)題，從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國(guó)家相繼建立了，無(wú)線電通信技術(shù)迅速普及開來(lái)[2]。
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，信息超遠(yuǎn)控制技術(shù)為滿足遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來(lái)微電子技術(shù)也推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，使電子計(jì)算機(jī)信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術(shù)。今天的信息化時(shí)代，就是電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標(biāo)志。
無(wú)線電通信技術(shù)發(fā)展到今日，擁有無(wú)限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)其都有空前的需求。雖然無(wú)線電通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)雖然卓越，但其缺點(diǎn)至今給技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。
2無(wú)線電通信技術(shù)的特點(diǎn)
近些年無(wú)線電通信技術(shù)領(lǐng)域引入無(wú)線接入技術(shù)，是迅速發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)領(lǐng)域，不需要傳輸媒質(zhì)，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無(wú)線傳播手段代替，無(wú)論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個(gè)重大的飛躍，實(shí)現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展傳輸距離的目的。其特點(diǎn)喜憂參半，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結(jié)如下：
不受時(shí)空限制。大多數(shù)情況下，人們對(duì)通信運(yùn)用的時(shí)間、地點(diǎn)、容量需求無(wú)法預(yù)知，而無(wú)線電通信不受時(shí)空限制的優(yōu)點(diǎn)能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡(luò)綜合高效，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無(wú)阻，隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的來(lái)往，無(wú)線電通信技術(shù)不受時(shí)空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接，通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階。
具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。無(wú)線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機(jī)動(dòng)性和可用性，尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。
可靠性高。無(wú)線電通信比起有線通信的一個(gè)卓越優(yōu)點(diǎn)在抵抗水淹、臺(tái)風(fēng)、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號(hào)干擾都能保持通信的暢通，這也是無(wú)線架輸?shù)淖畲筇攸c(diǎn)。
無(wú)線電通信技術(shù)雖然解決了架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等的難題，但其信號(hào)容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項(xiàng)技術(shù)的保密性極差。無(wú)線電通信技術(shù)的缺點(diǎn)幾百年來(lái)都是讓人頭疼的問(wèn)題，目前全球化經(jīng)濟(jì)愈演愈熱，其信號(hào)的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，無(wú)線電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。
3無(wú)線電通信技術(shù)之通信方法的拓新
21世紀(jì)無(wú)線電通信技術(shù)正處在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起，欲求無(wú)線電通信技術(shù)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求。務(wù)必在通信方法上進(jìn)行一系列的拓新。針對(duì)以上無(wú)線電通信技術(shù)的缺陷，筆者認(rèn)為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進(jìn)行嘗試，主要可總結(jié)一下八點(diǎn)：
3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號(hào)上的穩(wěn)定，避免通信信號(hào)收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務(wù)，確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對(duì)于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用[3]，尤其近年來(lái)世界范圍內(nèi)全面展開，無(wú)線通信技術(shù)正朝著無(wú)線接入寬帶化的方向演進(jìn)，這個(gè)方向?qū)o(wú)線電通信信號(hào)源穩(wěn)定來(lái)說(shuō)的確非常之重要。
3.3推廣個(gè)人信息化技術(shù)
個(gè)人信息化在全球個(gè)人通信已經(jīng)有著不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。個(gè)人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網(wǎng)絡(luò)的樣式
技術(shù)上融合實(shí)現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務(wù)，在無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展得到大幅度的推動(dòng)，促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)傳送多種業(yè)務(wù)信息的發(fā)展。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過(guò)固定接入、移動(dòng)蜂窩接入、無(wú)線本地環(huán)路入等不同的接入設(shè)備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。
3.5過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò)
關(guān)于過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑是核心關(guān)鍵技術(shù)，是最合適的選擇對(duì)象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡(luò)大大提升，這一點(diǎn)對(duì)保持通信暢通方面解決了信號(hào)容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號(hào)傳感器
Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性，利用藍(lán)牙做出來(lái)的傳感器隨時(shí)反映出用戶所需要的信號(hào)方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實(shí)現(xiàn)更具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。新晨
3.7推廣軟件無(wú)線電
軟件無(wú)線電通信偵察與對(duì)抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領(lǐng)域,如果能夠推廣到市場(chǎng)，對(duì)于無(wú)線電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來(lái)說(shuō)將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性
無(wú)線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒(méi)有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設(shè)想。因此，無(wú)線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性[4]。
結(jié)束語(yǔ)
回顧無(wú)線通信的發(fā)展歷程，無(wú)線電通信技術(shù)的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號(hào)穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來(lái)愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來(lái)愈廣闊的活動(dòng)舞臺(tái)及光明的發(fā)展前景。鑒于市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)作用，盡管我國(guó)的無(wú)線電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快，但面對(duì)我國(guó)12億人口的通信需求，無(wú)線電通信技術(shù)普及率低的問(wèn)題，面對(duì)我國(guó)12億人口，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量方面就變得蒼白無(wú)力了。同時(shí)，無(wú)線電通信技術(shù)愈來(lái)愈激烈競(jìng)爭(zhēng)局面促使各無(wú)線電通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面，提升自身的營(yíng)業(yè)水平，為市場(chǎng)提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個(gè)方面、各個(gè)層次的需求。因此，在無(wú)線電通信技術(shù)通信方法應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o(wú)窮，這要求我們積極加快無(wú)線領(lǐng)域的科技進(jìn)步，為無(wú)線電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化的通信事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
[1]《信號(hào)與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學(xué)出版社2000年.
[2]《數(shù)字與模擬通信系統(tǒng)》LeonW.Couch,II電子工業(yè)出版社.
【摘 要】為了分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)并展望其未來(lái)的發(fā)展，從對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的預(yù)測(cè)出發(fā)，歸納分析物聯(lián)網(wǎng)可能的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，分析各種場(chǎng)
>> 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海事監(jiān)管的應(yīng)用和發(fā)展展望 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療信息化中的應(yīng)用和展望 2016年大數(shù)據(jù)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢(shì)展望 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展前景展望 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用展望 嘉紹大橋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與展望 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在公安領(lǐng)域應(yīng)用展望 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展前景展望 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景展望 “物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”教學(xué)實(shí)踐與思考 高職《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論》教學(xué)思考與實(shí)踐 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)探析 淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)淺談 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)論文 淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和建筑智能化 淺談云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合 淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)院的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望 常見問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：l.
[5] 戴國(guó)華，余駿華. NB-IoT的產(chǎn)生背景、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展以及特性和業(yè)務(wù)研究[J]. 移動(dòng)通信， 2016，40（7）： 31-36.
[6] 楊旭，李俊宏. 無(wú)線多址接入網(wǎng)絡(luò)編碼中繼的信道分配算法[J]. 無(wú)線電通信技術(shù)， 2014，40（1）： 21-25.
[7] 鄢林. 物聯(lián)網(wǎng)中有線與無(wú)線通信接入選擇研究[D]. 成都： 電子科技大學(xué)， 2012.
[8] 張景柱，柴焱杰. 60 GHz寬帶超大容量無(wú)線接入技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 無(wú)線電通信技術(shù)， 2014，40（4）： 27-32.
[9] 李軼. 基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線接入安全管理機(jī)制應(yīng)用研究[D]. 蘭州： 蘭州大學(xué)， 2011.
[10] 王黎，劉春曉. 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入認(rèn)證技術(shù)及攻擊方法研究[J]. 無(wú)線電工程， 2011，41（7）： 11-12.
關(guān)鍵詞：旋翼式無(wú)人機(jī)；定位懸停；討論
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.250
1 緒論
無(wú)人機(jī)即所謂的無(wú)人駕駛飛機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是指不需要飛行員在機(jī)上駕駛，而是利用無(wú)線電遙控設(shè)備以及自備的程序控制裝置實(shí)行對(duì)飛行器的控制。無(wú)人機(jī)在接收到地面?zhèn)鬟_(dá)的遙控信息后，可以完成一些自主控制功能。位于控制站的人員可以通過(guò)各種設(shè)備，通過(guò)無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡視，監(jiān)控，定位，打擊等操作。如今，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，其實(shí)現(xiàn)了成本低，體積小，重量輕與飛行靈活等特點(diǎn)，越來(lái)越多的政府和機(jī)構(gòu)開始關(guān)注起它來(lái)。
在本文中所討論的無(wú)人機(jī)的定位懸停動(dòng)作，是以多旋翼式無(wú)人機(jī)為平臺(tái)的。
定位懸停是指將無(wú)人機(jī)固定在預(yù)先設(shè)定的高度位置和水平位置上。這是無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用所需的一個(gè)基本的飛行姿態(tài)。
以最近亞馬遜公司推出的無(wú)人機(jī)配送貨物服務(wù)為例，亞馬遜公司所提交的方案細(xì)節(jié)中表示：
（1）無(wú)人機(jī)會(huì)直接把貨物送到客戶個(gè)人所在地，并在下單時(shí)啟用定位系統(tǒng)；
（2）無(wú)人機(jī)需要特定感應(yīng)器來(lái)確定路線以及準(zhǔn)確著陸，比如相機(jī)和紅外感應(yīng)裝置。
在亞馬遜公司所構(gòu)想的無(wú)人機(jī)配送貨物方案中，有兩個(gè)關(guān)鍵詞，一是定位系統(tǒng)，二是精準(zhǔn)著陸，而在無(wú)人機(jī)定位懸停動(dòng)作的研究中，定位系統(tǒng)是研究的出發(fā)點(diǎn)，精準(zhǔn)著陸是研究可以收獲的成果。可見，幾乎在所有無(wú)人機(jī)應(yīng)用中，對(duì)精確的定位懸停姿態(tài)控制的研究都是一項(xiàng)十分重要的課題。
2 無(wú)人機(jī)的幾種高精度定位方案
現(xiàn)如今，無(wú)人機(jī)定位懸停的精度并不高，大疆公司的最新型無(wú)人機(jī)Phantom 3可實(shí)現(xiàn)誤差在垂直10厘米，水平1米精度范圍內(nèi)的自動(dòng)懸停，當(dāng)需要更高精度時(shí)，便需要在“專家模式”下手動(dòng)來(lái)進(jìn)行微調(diào)。
無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)懸停實(shí)質(zhì)上便是將其固定在預(yù)先設(shè)定好的高度位置與水平位置上，這也就是說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)懸停這一動(dòng)作，事先讀取自身的位置，即產(chǎn)生一組三維坐標(biāo)這一步顯得至關(guān)重要。比較準(zhǔn)確地確定無(wú)人機(jī)的位置信息是無(wú)人機(jī)完成定位懸停這一動(dòng)作的前提與基礎(chǔ)。
2.1 以GPS模塊為主的定位
2.1.1 無(wú)人機(jī)GPS定位工作原理
GPS在綜合至少4顆衛(wèi)星的位置信息后，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的空間定位。利用以GPS為中心，輔助以各種傳感器的定位方法是如今無(wú)人機(jī)所采用的主流定位方案。無(wú)人機(jī)在懸停之前首先需要明確自身的高度信息和水平信息，而在以GPS模塊為主的定位方式中，GPS模塊主要負(fù)責(zé)提供無(wú)人機(jī)的水平位置坐標(biāo)，而其高度位置坐標(biāo)一般來(lái)講是通過(guò)氣壓計(jì)，利用不同高度上大氣壓力的變化來(lái)計(jì)算提供。同樣，GPS模塊也可以提供高度信息，但是在主流無(wú)人機(jī)上很少使用，因?yàn)榈统杀镜腉PS數(shù)據(jù)的刷新率不高，無(wú)人機(jī)在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致GPS讀取的數(shù)據(jù)滯后，引起高度跌落。
2.1.2 差分GPS（DGPS）的應(yīng)用
為了應(yīng)對(duì)GPS系統(tǒng)中選擇可用性技術(shù)（Selective availability，SA）造成的誤差，無(wú)人機(jī)所搭載的GPS通常利用差分GPS技術(shù)來(lái)提高定位精度。GPS的差分技術(shù)有兩種，分別是坐標(biāo)差分技術(shù)與偽距差分技術(shù)。無(wú)人機(jī)所搭載的GPS常采用的技術(shù)是偽距差分技術(shù)。該技術(shù)是通過(guò)計(jì)算已知點(diǎn)偽距與真實(shí)距離之間差值以修正誤差。所以機(jī)載GPS常需要兩個(gè)接收器同時(shí)接收同一衛(wèi)星組發(fā)出的信號(hào)。這種方案的定位精度較高，但對(duì)地面設(shè)施有一定要求，不利于快速部署。
2.2 運(yùn)用視覺系統(tǒng)的定位
目前出現(xiàn)了較新的定位技術(shù)采用了視覺定位系統(tǒng)，如深圳大疆公司最新型號(hào)的無(wú)人機(jī)Phantom 3便采用了這種方式。
2.2.1 視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
所謂的視覺系統(tǒng)定位是指為搭載了攝像頭的無(wú)人機(jī)提出的一個(gè)基于影像的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一是僅靠機(jī)載攝像機(jī)拍攝提供的圖像數(shù)據(jù)來(lái)分析，控制無(wú)人機(jī)；二是結(jié)合運(yùn)用慣性測(cè)量部件和視覺里程計(jì)，這種結(jié)合工作的視覺系統(tǒng)可以有效地減少系統(tǒng)的工作量，而且可以為無(wú)人機(jī)提供更精確的定位。如圖1是結(jié)合各種傳感器的視覺定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
視覺控制在機(jī)器人技術(shù)的研究里是一個(gè)很活躍的領(lǐng)域。而在無(wú)人機(jī)的研究中，視覺里程計(jì)被用作幫助實(shí)現(xiàn)飛行器的自主控制。常利用搭載的三維影像幫助提高無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性，并指示無(wú)人機(jī)與所處環(huán)境中有關(guān)物體之間的相對(duì)位置關(guān)系，達(dá)到定位的目的。
2.2.2 視覺系統(tǒng)的定位原理
機(jī)載攝像機(jī)的持續(xù)拍攝，為導(dǎo)航系統(tǒng)提供連續(xù)的圖像幀。在圖像特征匹配的計(jì)算程序中，特征追蹤器從連續(xù)的兩個(gè)圖像幀中獲取自然地標(biāo)信息，并在一對(duì)自然特征中測(cè)出位移。通過(guò)周期性地記錄新特征點(diǎn)，并比較重復(fù)的特征點(diǎn)，便可以測(cè)算出各圖像捕捉序列之間用作3D幾何投影的單應(yīng)性矩陣，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的定位。
2.3 無(wú)線電加激光定點(diǎn)的高精度定位方案
本文作者構(gòu)想了一種用于定點(diǎn)位的高精度懸停方案。預(yù)想結(jié)合無(wú)線電技術(shù)與激光傳感器，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的高精度定位懸停。
2.3.1 無(wú)線電定位
無(wú)線電定位是在已知導(dǎo)航臺(tái)的精確位置下，通過(guò)接收器對(duì)導(dǎo)航臺(tái)所發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行接收，計(jì)算信號(hào)發(fā)出到接收之間間隔的時(shí)間，以處理得到導(dǎo)航臺(tái)至目標(biāo)物之間的相對(duì)距離來(lái)達(dá)成位置的確定。除了延遲時(shí)間外接收器還會(huì)處理所接收到無(wú)線電信號(hào)的一系列電參量，比如頻率，相位或振幅，根據(jù)電波傳播的特性，轉(zhuǎn)換得到實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航所需要的數(shù)據(jù)。
但僅通過(guò)一個(gè)導(dǎo)航臺(tái)是不能確定目標(biāo)物體的位置的，通常會(huì)運(yùn)用“幾何原理”來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)一點(diǎn)的位置確定。所謂的“幾何原理”是指，當(dāng)接收器只接收一個(gè)導(dǎo)航臺(tái)所發(fā)出的無(wú)線電參量時(shí)，僅僅可以確定目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于導(dǎo)航臺(tái)的軌跡線，當(dāng)用兩個(gè)及以上的信號(hào)量時(shí)，便可以利用幾何線相交來(lái)完成定位的工作。當(dāng)有兩個(gè)導(dǎo)航參量時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)平面上的定位；當(dāng)有三個(gè)及以上的導(dǎo)航參量時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)空間上的定位。
2.3.2 激光傳感器
所謂的激光傳感器是指利用激光來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距的傳感器。由于激光具有高單色性，高方向性與抗干擾性等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于精確測(cè)量技術(shù)來(lái)說(shuō)是很關(guān)鍵的一部分。激光傳感器的工作原理其實(shí)與無(wú)線電雷達(dá)是相似的。在發(fā)射器將激光對(duì)目標(biāo)物發(fā)射出去后，計(jì)算激光往返的時(shí)間，利用光在空氣中的傳播速度便可以得到與目標(biāo)物之間的距離，便可以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)高的目的。
一個(gè)激光傳感器常由三部分組成，一是激光器；二是激光檢測(cè)器；三是測(cè)量電路。激光器可以分為固體激光器，氣體激光器，液體激光器和半導(dǎo)體激光器四種類型。其中半導(dǎo)體激光器是一種比較新型的種類，較成熟的是砷化鎵激光器。該種類的激光器體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較適合在無(wú)人機(jī)上配備。
2.3.3 定位實(shí)現(xiàn)方案
無(wú)人機(jī)搭載有無(wú)線電模塊，半導(dǎo)體式激光器。
A.陸基無(wú)線電引導(dǎo)粗定位。無(wú)線電模塊負(fù)責(zé)提供一個(gè)第一階段的定位懸停控制信息。利用無(wú)線電范圍傳播的特點(diǎn)，可以在一個(gè)范圍內(nèi)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行初步的引導(dǎo)定位工作。根據(jù)“幾何原理”，預(yù)定地點(diǎn)位置布置三個(gè)導(dǎo)航臺(tái)，無(wú)人機(jī)上接收器在接收三個(gè)信號(hào)量后實(shí)現(xiàn)其空間上的定位。利用空間散布面積較大的無(wú)線電信號(hào)，可讓無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)快速的定位信號(hào)截獲而進(jìn)入定位程序。因?yàn)闊o(wú)線電波長(zhǎng)較大且易受干擾，并不適用于超高精確定位的目的，這時(shí)便需要激光傳感器進(jìn)行第二階段的精確調(diào)整。
B.激光引導(dǎo)高精度定位。由于激光直線傳播的特點(diǎn)，為了簡(jiǎn)化設(shè)備，可以預(yù)先安置于所需要進(jìn)行懸停的水平點(diǎn)位處，進(jìn)行垂直高度的測(cè)距。考慮到無(wú)人機(jī)底部并非整塊平面，存在高度差，這種情況下，如果僅采用單一的信號(hào)量提供高度信息，此高度信息必然會(huì)有偏差，并不能保證無(wú)人機(jī)中心位置的高度與之相符。而且在單一的信息量下，僅可以提供高度信息，無(wú)法二次限制無(wú)人機(jī)的水平位置。
考慮到該方面的不足，為了在無(wú)線電的基礎(chǔ)上盡可能提高水平方向的精度，安排無(wú)人機(jī)上與地面兩個(gè)激光傳感器同時(shí)進(jìn)行測(cè)距。地面激光器四周需平坦，而無(wú)人機(jī)底置的激光器四周也需要小塊平面以提供測(cè)量精度。兩臺(tái)激光器將測(cè)量到的高度信號(hào)以無(wú)線電的形式發(fā)送到終端電腦，控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行姿態(tài)的微調(diào)，直到兩信號(hào)量達(dá)到一致且符合預(yù)定值后，停止調(diào)整，保持無(wú)人機(jī)懸停的飛行狀態(tài)。
安排兩臺(tái)激光器進(jìn)行信號(hào)量對(duì)比的目的主要有兩個(gè)：
（1）為了確保測(cè)量高度與無(wú)人機(jī)中心點(diǎn)位距離地面的高度量一致。由于所測(cè)高度量有地面距無(wú)人機(jī)底部高度與無(wú)人機(jī)中心點(diǎn)高度兩方面，此種情況下即使由于粗定位的偏差，使地面激光器是通過(guò)與無(wú)人機(jī)底部非中心點(diǎn)處構(gòu)成的預(yù)定高度值，這樣機(jī)載激光器數(shù)值必然與預(yù)定值有偏差，不會(huì)結(jié)束定位過(guò)程，直至無(wú)人機(jī)中心點(diǎn)位距地面高度與預(yù)定值一致。
（2）為了提高二次定位精度，在高度基礎(chǔ)上，進(jìn)行水平修正。無(wú)人機(jī)底部設(shè)計(jì)是中心點(diǎn)處相對(duì)四周凸起，表面平滑，且凸起處嵌入機(jī)載激光器。這樣當(dāng)兩高度量一致時(shí)，地面激光器采集的高度信息必然為地面相對(duì)于無(wú)人機(jī)底部凸起平面的距離。當(dāng)?shù)孛婕す馄魉鶞y(cè)高度并非距無(wú)人機(jī)底部凸起平面距離時(shí)，必然會(huì)有兩個(gè)高度量的不一致，也就是說(shuō)，雙激光器測(cè)距的設(shè)計(jì)，間接限制了無(wú)人機(jī)的水平位置。
當(dāng)兩信號(hào)量完全一致后，此刻無(wú)人機(jī)處于精確點(diǎn)位，完成懸停動(dòng)作。如圖2是該方式實(shí)現(xiàn)的示意圖。
2.3.4 利用摩爾斯碼對(duì)陸基臺(tái)站的識(shí)別
考慮到在同一地區(qū)放置多個(gè)該種精確定位設(shè)備，無(wú)人機(jī)在返航階段可能無(wú)法確定某一專屬的定位設(shè)備。為解決該問(wèn)題，可以嘗試在裝置粗定位階段所用的無(wú)線電信號(hào)中加入摩爾斯碼，每一架無(wú)人機(jī)設(shè)定識(shí)別相應(yīng)裝置的摩爾斯碼，這樣可以進(jìn)一步提高多陸基臺(tái)站情況下多無(wú)人機(jī)在返航階段的自動(dòng)化程度，從而實(shí)現(xiàn)在較小區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行高密度的多無(wú)人機(jī)起降控制。
2.3.5 激光充電技術(shù)
激光充電是美國(guó)的洛克希德?馬丁公司與美國(guó)激光動(dòng)力公司合作，測(cè)試成功的一種新型的充電方式。該技術(shù)初始研究階段的目的便是希望實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)永久地滯留在空中。洛克希德?馬丁公司與激光動(dòng)力公司對(duì)一架美國(guó)特種部隊(duì)使用的小型無(wú)人機(jī)Stalker進(jìn)行改造，配備了激光充電系統(tǒng)，最后測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力提高了2400%。
利用激光充電技術(shù)，在本方案中可以在無(wú)人機(jī)利用激光傳感器進(jìn)行第二階段的高精度定位時(shí)發(fā)揮作用，在定位的同時(shí)為無(wú)人進(jìn)進(jìn)行電量的補(bǔ)充，從而提高無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力。
3 不同方案的比較與分析
3.1 各定位方案的應(yīng)用性能比較
從可適用的廣泛性來(lái)講，GPS定位>視覺系統(tǒng)定位>無(wú)線電引導(dǎo)，輔助激光定位。由于GPS信號(hào)的全球性，并且只需要接收四顆衛(wèi)星信號(hào)便可以完成一個(gè)精度不錯(cuò)的定位，非常的方便。而視覺系統(tǒng)定位受光亮與地形特征的限制，就廣泛性來(lái)講，不如GPS定位。最后的無(wú)線電引導(dǎo)，輔助激光系統(tǒng)定位，相比于前兩種來(lái)講，廣泛性最低，因?yàn)樵摲桨竷H僅適用于某一些特殊的工作任務(wù)中。
從各方案應(yīng)對(duì)周圍變化環(huán)境的靈活性來(lái)講，視覺系統(tǒng)定位>GPS定位>無(wú)線電引導(dǎo)，輔助激光定位。視覺系統(tǒng)定位可以從采集的圖像信息中讀取出無(wú)人機(jī)相對(duì)于四周物體的方位，就對(duì)四周環(huán)境的反應(yīng)靈活性來(lái)講，是最高的。GPS定位僅對(duì)線路有一個(gè)認(rèn)識(shí)，對(duì)四周環(huán)境無(wú)法感知，靈活性不高。無(wú)線電引導(dǎo)，輔助激光定位的靈活性最低，因?yàn)樵摲桨妇窒抻谀骋活A(yù)定方位實(shí)行定位，并不可做出其它反應(yīng)。
從戰(zhàn)時(shí)可靠性來(lái)講，無(wú)線電引導(dǎo)，輔助激光定位>視覺系統(tǒng)定位>GPS定位。考慮到戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性，多變性，無(wú)線電引導(dǎo)，輔助激光定位方案的可靠性最高，因?yàn)樵摲桨甘莾煞N定位階段的結(jié)合，穩(wěn)定，可靠。視覺系統(tǒng)定位由于對(duì)環(huán)境的特征度有要求，考慮到戰(zhàn)場(chǎng)炮火引發(fā)的煙霧環(huán)境可能會(huì)對(duì)其辨識(shí)度造成干擾，可靠性次之。GPS定位的可靠性最低，因?yàn)閼?zhàn)時(shí)情況下，GPS衛(wèi)星很可能被關(guān)閉，使得該方案失效。
3.2 各定位方案的應(yīng)用場(chǎng)合
3.2.1 GPS定位
GPS信號(hào)的接收易受建筑物，樹木的阻隔而擾，并且由于多路徑效應(yīng)，接收機(jī)會(huì)接收到經(jīng)過(guò)建筑物或者水面等一系列反射面反射后的干擾信號(hào)，使得信號(hào)的路徑變長(zhǎng)了，偽距產(chǎn)生系統(tǒng)偏差，最后導(dǎo)致定位不準(zhǔn)。由此可以分析出，當(dāng)無(wú)人機(jī)的工作環(huán)境處于空曠無(wú)遮擋地帶，并且四周水域不算多時(shí)，比如在廣場(chǎng)，田地，沙漠等地區(qū)，GPS定位可以達(dá)到比較好的效果。
GPS定位的定位懸停方式適用于一些對(duì)懸停精度要求不是太高的工作任務(wù)，比如對(duì)電網(wǎng)情況巡視，監(jiān)控等一些在相對(duì)空曠地區(qū)進(jìn)行的任務(wù)。
3.2.2 視覺系統(tǒng)定位
由于視覺系統(tǒng)擺脫了需要接收GPS信號(hào)的束縛，可以在沒(méi)有GPS信號(hào)的情況下通過(guò)與慣性傳感器等部件的配合，保持無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定，所以使用該方案的無(wú)人機(jī)可以運(yùn)用在一些環(huán)境特征明顯的地區(qū)，如附近有河流，房屋等一些工作環(huán)境中。
最近提出的無(wú)人機(jī)送貨物方式，顧客一般居住在小區(qū)之中，而小區(qū)之中房屋林立，對(duì)GPS信號(hào)的接收有影響，這種情況下，便比較適合運(yùn)用視覺系統(tǒng)幫助定位。并且需要無(wú)人機(jī)在封閉空間內(nèi)完成懸停監(jiān)控的任務(wù)，也比較適合通過(guò)利用視覺系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.2.3 無(wú)線電引導(dǎo)，激光精確定位
根據(jù)該方案高精度，但工作位置固定的特點(diǎn)，比較適合用作無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)前或者執(zhí)行完任務(wù)后的方位待命工作。
比如說(shuō)現(xiàn)在嘗試的利用無(wú)人機(jī)完成農(nóng)藥噴灑任務(wù)的設(shè)想，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，考慮到效率問(wèn)題，一片田會(huì)用到多架無(wú)人機(jī)同時(shí)工作，那么在工作完成后，無(wú)人機(jī)的回收工作便出現(xiàn)在了面前。如果進(jìn)行人為的一架架進(jìn)行手動(dòng)遙控回收便會(huì)大大增加工作的繁瑣度。此時(shí)在固定點(diǎn)位布置激光傳感器，采用無(wú)線電引導(dǎo)，激光定點(diǎn)的方案使無(wú)人機(jī)定位懸停達(dá)到回收的目的，便可以大大的提高任務(wù)的自動(dòng)化程度，提高工作效率。并且由于該構(gòu)想方案定位精確的特點(diǎn)，可以避免無(wú)人機(jī)在回收過(guò)程中在空中發(fā)生碰撞的事故風(fēng)險(xiǎn)。
甚至在作戰(zhàn)時(shí)期，對(duì)數(shù)架出外執(zhí)行任務(wù)的無(wú)人機(jī)進(jìn)行回收工作時(shí)，同樣可利用無(wú)線電引導(dǎo)，激光定點(diǎn)的方案提高戰(zhàn)時(shí)效率與作戰(zhàn)秩序，并且結(jié)合在懸停狀態(tài)下的激光充電能力，可以增加無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力。如表1是對(duì)各定位方式的總結(jié)。
4 總結(jié)與展望
本文所歸納的三種定位方案，各有特征點(diǎn)，可以滿足不同工作環(huán)境的需求。未來(lái)繼續(xù)對(duì)無(wú)人機(jī)定位方面工作的研究，可以從如下的幾個(gè)方面進(jìn)行。
（1）所運(yùn)用的視覺系統(tǒng)，運(yùn)用攝像機(jī)采集圖像信息，而攝像機(jī)有限的測(cè)量范圍，當(dāng)無(wú)人機(jī)飛行超過(guò)一定高度時(shí)，便不能測(cè)算高度信息，要進(jìn)一步研究視覺系統(tǒng)的工作高度，探究與氣壓傳感器測(cè)高的結(jié)合方法。
（2）提高控制算法下，無(wú)人機(jī)的響應(yīng)速度，以進(jìn)一步增加無(wú)人機(jī)響應(yīng)的及時(shí)性。
對(duì)本文作者所構(gòu)想的一種運(yùn)用無(wú)線電加激光定點(diǎn)的高精度懸停定位方案，在今后的工作中，可以從以下的幾個(gè)方面展開，對(duì)該方案進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。
（1）為解決同一地點(diǎn)多無(wú)人機(jī)懸停時(shí)，對(duì)地面裝置的識(shí)別問(wèn)題，未來(lái)的工作中可以嘗試在粗定位階段的無(wú)線電信號(hào)中，加入摩爾斯碼，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)與相應(yīng)的地面裝置的匹配。
（2）當(dāng)今無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)中，能耗是必須考慮的問(wèn)題之一。為提高無(wú)人機(jī)的續(xù)航問(wèn)題，在本方案第二階段激光引導(dǎo)高精度定位中，可以考慮加入激光充電功能，使得無(wú)人機(jī)即使在懸停時(shí)，也可以得到能耗補(bǔ)充，短時(shí)間得以重新投入新工作中。
（3）本文構(gòu)想方案如今最大的不足是需要提前安置地面設(shè)備，這樣設(shè)備安置問(wèn)題會(huì)造成對(duì)工作地點(diǎn)的限制。為解決該不足，在未來(lái)的研究工作中，可以從兩方面考慮，一是考慮與其他定位方案的結(jié)合作業(yè)，比如GPS+本方案，視覺系統(tǒng)+本方案等等，二是考慮工作環(huán)境，將本方案拆分作業(yè)，如單無(wú)線電方式或者單激光方式。在一些空間廣闊，且對(duì)無(wú)人機(jī)懸停精度并不是很高的工作中，可以單純使用無(wú)線電方案，而在深井等一些狹小區(qū)域的無(wú)人機(jī)懸停，則可以省略無(wú)線電粗定位階段，單純使用激光方案。
參考文獻(xiàn)：
[1]丁力軍，胡銀彪.無(wú)人駕駛飛機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)[J].飛航導(dǎo)彈，1999（10）：9-10.
[2]呂厚誼.無(wú)人機(jī)發(fā)展與無(wú)人機(jī)技術(shù)[J].世界科技技術(shù)與發(fā)展，2000，20（06）：113-115.
[3]蘇新兵，王建平，華江濤.無(wú)人駕駛飛機(jī)綜述[J].航空制造技術(shù)，2003，專稿（09）：6-7.
[4]劉歌群.無(wú)人機(jī)飛行控制器設(shè)計(jì)及檢測(cè)與控制技術(shù)研究[D].西北工業(yè)大學(xué)：碩士學(xué)位論文，2004：9-23.
[5]王三喜.微型無(wú)人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)軟件仿真與系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D].浙江大學(xué)：碩士學(xué)位論文，2004：41-56
1888年，赫茲證實(shí)了電磁波的存在；1900年，馬可尼找到了改變無(wú)線電頻率的方法。隨著科技的進(jìn)步，人類不斷開發(fā)無(wú)線電的應(yīng)用頻率，將可應(yīng)用的無(wú)線電頻率數(shù)值排列在一起，形成了無(wú)線電頻譜。當(dāng)今，無(wú)線電頻譜日益稀缺，使用者只有秉持“協(xié)商一致，遵守規(guī)則”的原則，才能避免無(wú)線電波相互干擾。
無(wú)線電波的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，是現(xiàn)代科學(xué)研究精神與西方商業(yè)文明完美結(jié)合的典范。自由探索、成果公開、專利制度、公司制等，都是其發(fā)展必不可少的條件。1862年，麥克斯韋在法拉第所著《電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》基礎(chǔ)上，總結(jié)了法拉第的電學(xué)研究工作，發(fā)表了論文《論物理學(xué)的力線》，預(yù)見了電磁波的存在。1873年，他發(fā)表了經(jīng)典著作《電磁學(xué)通論》，建立了完整的電磁學(xué)理論。1888年，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了電磁波的存在。
然而，赫茲及之前的電學(xué)家，都是從科學(xué)研究角度來(lái)探尋電磁波的奧秘，卻未想過(guò)電磁波能為人們的生活帶來(lái)什么改變，更沒(méi)有靠這些研究賺錢致富的想法。最早發(fā)現(xiàn)電磁波具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的是馬可尼，他更加關(guān)注無(wú)線電實(shí)驗(yàn)的實(shí)用價(jià)值和所能滿足的實(shí)際需求。馬可尼發(fā)明了無(wú)線發(fā)報(bào)機(jī)，并找到了英國(guó)海運(yùn)局等大客戶。1896年7月27日，馬可尼公開演示了無(wú)線電報(bào)，次年，他申請(qǐng)了無(wú)線電報(bào)專利，成立了自己的公司，推動(dòng)無(wú)線電報(bào)進(jìn)入實(shí)用。
但是，在1899的美國(guó)杯帆船賽上，由于馬可尼公司與美國(guó)德福雷斯特?zé)o線電報(bào)公司同時(shí)使用無(wú)線電報(bào)傳送比賽結(jié)果，產(chǎn)生了嚴(yán)重的干擾。同時(shí)，當(dāng)時(shí)海上船只的無(wú)線電報(bào)之間也存在相互干擾的情況。因此，如何在同一地點(diǎn)、同一時(shí)間應(yīng)用無(wú)線電報(bào)，成為亟待解決的問(wèn)題。不久后，馬可尼將英國(guó)科學(xué)家洛奇在1894年發(fā)現(xiàn)的“諧振電路”應(yīng)用在無(wú)線電報(bào)機(jī)上，改變了電磁波波長(zhǎng)，也就是改變了頻率，大獲成功，幾臺(tái)發(fā)射機(jī)可同時(shí)發(fā)射，各用各的頻率，互不干擾。1900年4月26日，馬可尼為這一技術(shù)申請(qǐng)了專利，專利證是第7777號(hào)，即無(wú)線電史上著名的“四個(gè)七”專利。這一成就，不僅使馬可尼在與其他公司的競(jìng)爭(zhēng)中獲勝，還是無(wú)線電發(fā)展史上的一個(gè)重大突破，它奠定了按頻率使用無(wú)線電波的基礎(chǔ)，沿用至今。
此后，技術(shù)一路領(lǐng)先的馬可尼公司吸引了大批競(jìng)爭(zhēng)者，著名的有美國(guó)德福雷斯特?zé)o線電報(bào)公司和德國(guó)德律風(fēng)根公司。隨著越來(lái)越多的船只安裝了無(wú)線電臺(tái)，麻煩也隨之而來(lái)。當(dāng)時(shí)，無(wú)線電報(bào)使用火花裝置，它的帶寬很寬，兩個(gè)報(bào)務(wù)員通信時(shí)，100公里內(nèi)的所有電臺(tái)都會(huì)受到嚴(yán)重干擾。那么，誰(shuí)可以優(yōu)先發(fā)報(bào)？誰(shuí)又應(yīng)該暫時(shí)關(guān)閉電臺(tái)停止發(fā)報(bào)？豪華郵輪上的報(bào)務(wù)員經(jīng)常看不起貨船和小船上的報(bào)務(wù)員，報(bào)務(wù)員之間互不相讓，彼此干擾，無(wú)線電波中常常充滿了叫罵、誹謗的信號(hào)。這種混亂的局面，使無(wú)線電通信的效能受到嚴(yán)重影響。而且，無(wú)線電波一旦發(fā)出，任何人都可能接收得到，那么無(wú)線電波發(fā)出后，應(yīng)該由誰(shuí)接收也成為難題。當(dāng)時(shí)，馬可尼公司就規(guī)定其報(bào)務(wù)員只能接收本公司報(bào)務(wù)員發(fā)出的無(wú)線電電報(bào)，那么，當(dāng)船只海上遇險(xiǎn)，發(fā)出的求援信號(hào)時(shí)，又該由誰(shuí)來(lái)處理呢？
面對(duì)種種無(wú)線電通信號(hào)相互干擾、通信不暢的局面，已經(jīng)在有線電報(bào)領(lǐng)域有多年經(jīng)驗(yàn)的國(guó)際電報(bào)聯(lián)盟倡議簽訂無(wú)線電通信公約，以促進(jìn)新興的無(wú)線電業(yè)務(wù)健康發(fā)展。1903年，無(wú)線電報(bào)籌備會(huì)議在德國(guó)柏林召開，會(huì)議對(duì)國(guó)際無(wú)線電規(guī)則進(jìn)行了初步的研究，并在公約草案上作了規(guī)定：“海岸無(wú)線電臺(tái)應(yīng)該收發(fā)來(lái)自海上船只和指定船只的電報(bào)，不必區(qū)別該船所使用的無(wú)線電系統(tǒng)”。這一原則成為無(wú)線電規(guī)則的基礎(chǔ)。1906年，第一次國(guó)際無(wú)線電會(huì)議在德國(guó)柏林正式舉行，29個(gè)國(guó)家出席了這次會(huì)議。會(huì)議簽署了第一份完整的《國(guó)際無(wú)線電報(bào)公約》，其附件就是最早的無(wú)線電報(bào)通信規(guī)則。這些規(guī)則經(jīng)過(guò)歷屆無(wú)線電人會(huì)充實(shí)和修訂，形成了當(dāng)今眾所周知的《國(guó)際無(wú)線電規(guī)則》。這也奠定了無(wú)線電波應(yīng)用的另一基礎(chǔ)：協(xié)商一致，遵守規(guī)則。
今天，隨著無(wú)線電技術(shù)發(fā)展，人類不斷推高應(yīng)用無(wú)線電的頻率，所有可以應(yīng)用的無(wú)線電頻率數(shù)值排列在一起，形成了無(wú)線電頻譜。由于應(yīng)用無(wú)線電波必須占用一個(gè)頻率或一段頻譜，在按頻率使用的規(guī)則下，可應(yīng)用的頻譜多數(shù)已經(jīng)分配殆盡。時(shí)至今日，無(wú)線電頻率范圍已經(jīng)擴(kuò)展到3000GHz，但仍無(wú)法完全滿足各種業(yè)務(wù)對(duì)頻譜不斷增長(zhǎng)的需求。因此，頻譜一即可用的無(wú)線電頻率，日漸成為稀缺資源，也成了制約無(wú)線電業(yè)務(wù)和無(wú)線電應(yīng)用的重要因素。具有了“資源”性質(zhì)。
人類認(rèn)識(shí)到頻譜的資源性質(zhì)花費(fèi)了漫長(zhǎng)的時(shí)間，這是因?yàn)闊o(wú)線電技術(shù)非常復(fù)雜，除頻率外，制約無(wú)線電業(yè)務(wù)和應(yīng)用發(fā)展的，還有發(fā)射功率、接收靈敏度、調(diào)制與解調(diào)理論、電子元器件發(fā)展水平、電波傳播特性等其它因素。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐，人們逐漸意識(shí)到，只有頻率才是應(yīng)用無(wú)線電波的關(guān)鍵和首要因素。因此，1973年，國(guó)際電聯(lián)在托雷莫里諾斯公約中正式載明：“各會(huì)員國(guó)在使用無(wú)線電頻率時(shí)，必須牢記無(wú)線電頻率和靜止衛(wèi)星軌道是明顯的自然資源”。
無(wú)線電頻譜資源與水、礦產(chǎn)等有形的自然資源不同，它是電磁波存在的諸多參數(shù)之一，是一種“虛擬”自然資源。因此，它具有獨(dú)特的屬性：首先是有限性。過(guò)去，受到技術(shù)限制，人類可以發(fā)射和接收的電波頻率是一定的，因此所能應(yīng)用的頻譜是有限的；其次，是資源均等與非耗竭性。頻譜是一組數(shù)字排列.是一種虛擬資源，與實(shí)體資源不同，不存在資源豐富或匱乏的問(wèn)題，也不會(huì)被消耗。只要有相應(yīng)的技術(shù)裝備就可以利用：另外，電磁波還存在易污染，可復(fù)用的特點(diǎn)。如果同時(shí)同地應(yīng)用同一頻率，將會(huì)造成干擾，除非采取一定預(yù)防措施。但如果錯(cuò)開使用時(shí)間和地點(diǎn)，就可以使用同一頻率：同時(shí)，電磁波具有固有傳播特性。無(wú)線電波在不同的頻率傳播特性有很大差異，因此，頻譜的應(yīng)用必須遵守其自然規(guī)律。并且電波傳播由于不受行政區(qū)界限制，跨行政區(qū)的傳播就需要通過(guò)協(xié)商達(dá)成一致。
從無(wú)線電頻譜應(yīng)用歷史看，早期無(wú)線電頻率的使用表現(xiàn)出了非常強(qiáng)的社會(huì)公共資源特征：任何人只要擁有了一定設(shè)備就可以使用，沒(méi)有人可以獨(dú)占頻率，沒(méi)有人可以阻止他人利用頻率。即使在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，在敵方的控制區(qū)域，也照樣可以使用無(wú)線電頻率來(lái)發(fā)送情報(bào)和接收指令。由于頻譜資源的易污染特性，使得對(duì)這一資源管理的要求比對(duì)其他公共資源的管理要求更高。所幸的是，無(wú)線電技術(shù)投入之初，先人就已經(jīng)意識(shí)到無(wú)線電頻率管理的重要性，在歷次無(wú)線電國(guó)際會(huì)議中，都秉持“協(xié)商一致，遵守規(guī)則”的原則，避免了無(wú)線電頻譜資源的利用發(fā)生“公地悲劇”。
如今，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)無(wú)線電頻譜資源的需求越來(lái)越大，頻譜帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益也越來(lái)越大，資源的稀缺日益顯現(xiàn)。但無(wú)線電應(yīng)用依舊實(shí)行“協(xié)商一致，遵守規(guī)則”的原則以及按頻率劃分應(yīng)用的原則。頻譜資源只有被公平合理地使用，才能產(chǎn)生最大的社會(huì)效益。某些業(yè)務(wù)雖然能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但并不能因此而隨意占用其他已分配的頻譜。新應(yīng)用需要頻譜資源支持，但對(duì)既有應(yīng)用的處理，無(wú)論是廢止還是遷移頻率，都必須達(dá)成一致，并給予過(guò)渡期，這既是保護(hù)頻譜用戶的投資，也是對(duì)歷史的尊重：新應(yīng)用總會(huì)成為老應(yīng)用，也有可能被取代。因此，盡管國(guó)際頻率協(xié)調(diào)的時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)新業(yè)務(wù)推廣、應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)利益的影響也難免，但所有成員都在遵守。
[論文摘要] 第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）與前三代移動(dòng)通信技術(shù)相比具有五大技術(shù)要求，解決了四大關(guān)鍵技術(shù)后4G將一統(tǒng)移動(dòng)通信的天下。
引言
移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展，已經(jīng)歷了3個(gè)主要發(fā)展階段。每一代的發(fā)展都是技術(shù)的突破和觀念的創(chuàng)新。第一代起源于20世紀(jì)80年代，主要采用模擬和頻分多址(FDMA)技術(shù)。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)技術(shù)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)可以提供更寬的頻帶，不僅傳輸話音，還能傳輸高速數(shù)據(jù)，從而提供快捷方便的無(wú)線應(yīng)用。但是第三代移動(dòng)
通信系統(tǒng)仍是基于地面標(biāo)準(zhǔn)不一的區(qū)域性通信系統(tǒng)，盡管其傳輸速率可高達(dá)2 Mb/s，仍無(wú)法滿足多媒體通信的要求，因此第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)的研究勢(shì)在必行。
一、4G的定義及其技術(shù)要求
第四代移動(dòng)通信技術(shù)可稱為廣帶(Broadband)接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對(duì)稱超過(guò)2 Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，對(duì)全速移動(dòng)用戶能提供150 Mb/s的高質(zhì)量影像服務(wù)，將首次實(shí)現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸。它包括廣帶無(wú)線固定接入、廣帶無(wú)線局域網(wǎng)、移動(dòng)廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng))，集成不同模式的無(wú)線通信，移動(dòng)用戶可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。其廣帶無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容，實(shí)現(xiàn)廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(wǎng)(IBCN)，他還能提供信息之外的定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。其主要技術(shù)要求是：
(1)通信速度提高，數(shù)據(jù)率超過(guò)UMTS，上網(wǎng)速率從2 Mb/s提高到100 Mb/s。
(2)以移動(dòng)數(shù)據(jù)為主面向Internet大范圍覆蓋高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，改變了以傳統(tǒng)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)為主設(shè)計(jì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)觀念。
(3)采用多天線或分布天線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及終端形式，支持手機(jī)互助功能，采用可穿戴無(wú)線電，可下載無(wú)線電等新技術(shù)。
(4)發(fā)射功率比現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)降低10～100倍，能夠較好地解決電磁干擾問(wèn)題。
(5)支持更為豐富的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，包括高分辨率實(shí)時(shí)圖像業(yè)務(wù)、會(huì)議電視虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)。
二、4G的關(guān)鍵技術(shù)
1.OFDM(正交頻分復(fù)用)
OFDM技術(shù)實(shí)際上是MCM(Multi-Carrier Modulation，多載波調(diào)制)的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過(guò)在接收端采用相關(guān)技術(shù)來(lái)分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ICI)。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對(duì)容易。由于OFDM技術(shù)由于具備上述特點(diǎn)，是對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N潛在的解決方案，因此被公認(rèn)為4G的核心技術(shù)之一。
2.軟件無(wú)線電
軟件無(wú)線電（Software Defined Radio，簡(jiǎn)稱SDR），就是采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在可編程控制的通用硬件平臺(tái)上，利用軟件來(lái)定義實(shí)現(xiàn)無(wú)線電臺(tái)的各部分功能:包括前端接收、中頻處理以及信號(hào)的基帶處理等。即整個(gè)無(wú)線電臺(tái)從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分全部由軟件編程來(lái)完成。其核心是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數(shù)字/模擬”轉(zhuǎn)換器，盡早地完成信號(hào)的數(shù)字化，從而使得無(wú)線電臺(tái)的功能盡可能地用軟件來(lái)定義和實(shí)現(xiàn)。軟件無(wú)線電是一種基于數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片以軟件為核心的嶄新的無(wú)線通信體系結(jié)構(gòu)。
3.智能天線
智能天線是波束間沒(méi)有切換的多波束或自適應(yīng)陣列天線。多波束天線在一個(gè)扇區(qū)中使用多個(gè)固定波束，而在自適應(yīng)陣列中，多個(gè)天線的接收信號(hào)被加權(quán)并且合成在一起使信噪比達(dá)到最大。與固定波束天線相比，天線陣列的優(yōu)點(diǎn)是除了提供高的天線增益外，還能提供相應(yīng)倍數(shù)的分集增益。智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，其基本工作原理是根據(jù)信號(hào)來(lái)波的方向自適應(yīng)地調(diào)整方向圖，跟蹤強(qiáng)信號(hào)，減少或抵消干擾信號(hào)。智能天線的核心是智能算法，而算法決定電路實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度和瞬時(shí)響應(yīng)速率，因此需要選擇較好算法實(shí)現(xiàn)波束的智能控制。
4.IPv6協(xié)議
4G通信系統(tǒng)選擇了采用基于IP的全分組的方式傳送數(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。
（1）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。
（2）自動(dòng)控制。IPv6還有另一個(gè)基本特性就是它支持無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動(dòng)配置的方式。無(wú)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)制獲得一個(gè)局部連接地址。一旦得到這個(gè)地址之后，它使用另一種即插即用的機(jī)制，在沒(méi)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。
（3）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提供相同的QoS，但是IPv6的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在能提供不同的服務(wù)。IPv6報(bào)頭中新增加的字段“流標(biāo)志”，有了這個(gè)20位長(zhǎng)的字段，在傳輸過(guò)程中，中國(guó)的各節(jié)點(diǎn)就可以識(shí)別和分開處理任何IP地址流。
（4)移動(dòng)性。移動(dòng)IPv6（MIPv6）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（home address），這個(gè)地址與設(shè)備當(dāng)前接入互聯(lián)網(wǎng)的位置無(wú)關(guān)。當(dāng)設(shè)備在家鄉(xiāng)以外的地方使用時(shí)，通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)交地址(care-of address）來(lái)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(duì)應(yīng)的通信節(jié)點(diǎn)。
三、結(jié)束語(yǔ)
由于4G與1～3G相比具有通信速度更快，網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬，通信更加靈活，智能性能更高，兼容性能更平滑等優(yōu)點(diǎn)，4G將成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。相信不久的將來(lái)4G將一統(tǒng)移動(dòng)通信的天下，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[論文摘要]甚高頻地空通信（118MHZ－137MHZ）是空管系統(tǒng)對(duì)航空器實(shí)施有效空域管制的重要手段，但隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地大量無(wú)線臺(tái)站的建立，使得無(wú)線電磁環(huán)境日趨復(fù)雜。民航甚高頻頻段受到各種干擾比較嚴(yán)重，特別是互調(diào)干擾已經(jīng)成為危害航空通信安全的重要原因。將分析互調(diào)干擾形成的機(jī)理以及提出如何減少互調(diào)干擾所應(yīng)采取的措施。
一、概述
無(wú)線電干擾是指在無(wú)線電通信過(guò)程中發(fā)生的，由一種或多種發(fā)射、輻射、感應(yīng)或組合所產(chǎn)生的無(wú)用能量，它對(duì)無(wú)線電通信系統(tǒng)的接收產(chǎn)生影響或?qū)o(wú)線電通信所需接收信號(hào)的接收產(chǎn)生影響，通過(guò)直接耦合或間接耦合方式進(jìn)入接收設(shè)備信道或系統(tǒng)的電磁能量，它可以導(dǎo)致無(wú)線電通信性能下降，質(zhì)量惡化，甚至?xí)钄嗤ㄐ拧?/p>
無(wú)線電干擾通常分為互調(diào)干擾、同信道干擾、鄰道干擾、帶外干擾、雜散輻射干擾、阻塞干擾和來(lái)自非無(wú)線電設(shè)備的干擾這七大類，其中，互調(diào)干擾是無(wú)線電通信中最嚴(yán)重的干擾之一。互調(diào)干擾是指當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的頻率信號(hào)同時(shí)輸入收、發(fā)信機(jī)時(shí)，由于電路的非線性而產(chǎn)生第三個(gè)頻率F0，當(dāng)F0恰好落入某個(gè)電臺(tái)的工作頻段中，則該臺(tái)將受到干擾。互調(diào)干擾不僅影響通話質(zhì)量，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)造成信號(hào)嚴(yán)重失真，致使空中交通管制人員與飛行人員通話困難甚至聯(lián)絡(luò)不上，嚴(yán)重干擾民航地空指揮通信系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，直接影響到飛行安全。互調(diào)干擾還會(huì)造成設(shè)備的損壞，當(dāng)發(fā)射機(jī)調(diào)試好以后，它的工作頻率是處在輸出電路的最佳諧振點(diǎn)上，這時(shí)候電路電流最小，但是互調(diào)干擾信號(hào)使工作電路失諧，電流增大，元器件發(fā)熱嚴(yán)重，大大增加發(fā)射機(jī)的故障，影響飛行安全。
二、互調(diào)干擾形成的機(jī)理
我們知道任何一個(gè)線性系統(tǒng)都存在非線性系數(shù)。三階互調(diào)是指當(dāng)兩個(gè)信號(hào)或多個(gè)信號(hào)在一個(gè)線性系統(tǒng)中，由于非線性因素存在使一個(gè)信號(hào)的二次諧波與另一個(gè)信號(hào)的基波產(chǎn)生差拍（混頻）后所產(chǎn)生的寄生信號(hào)。比如F1的二次諧波是2F1，他與F2產(chǎn)生了寄生信號(hào)2F1-F2。由于一個(gè)信號(hào)是二次諧波（二階信號(hào)），另一個(gè)信號(hào)是基波信號(hào)（一階信號(hào)），他們倆合成為三階信號(hào)，其中2F1-F2被稱為三階互調(diào)信號(hào)，它是在調(diào)制過(guò)程中產(chǎn)生的。又因?yàn)槭沁@兩個(gè)信號(hào)的相互調(diào)制而產(chǎn)生差拍信號(hào)，所以這個(gè)新產(chǎn)生的信號(hào)稱為三階互調(diào)失真信號(hào)。產(chǎn)生這個(gè)信號(hào)的過(guò)程稱為三階互調(diào)失真。由于F1，F(xiàn)2信號(hào)一般比較接近，也造成2F1-F2，2F2-F1與原來(lái)的基帶信號(hào)F1、F2比較接近，這樣會(huì)干擾到原來(lái)的基帶信號(hào)F1，F(xiàn)2。這就是三階互調(diào)干擾。當(dāng)情況比較復(fù)雜如有三個(gè)信號(hào)在一個(gè)線性系統(tǒng)中，如F1、F2、F3，他們除了產(chǎn)生上述說(shuō)說(shuō)的三階互調(diào)外，還將產(chǎn)生三階互調(diào)F1+F2-F3、F1+F3-F2、F2+F3-F1。當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)更高階的互調(diào)，比如五階互調(diào)、七階互調(diào)，但是由于高階互調(diào)信號(hào)強(qiáng)度較弱，造成的干擾較輕微，因此我們就一般不考慮更高階的互調(diào)干擾，而認(rèn)為三階互調(diào)是最主要的干擾。
三、互調(diào)干擾的分類
互調(diào)干擾來(lái)源于電路的非線性，根據(jù)產(chǎn)生的位置不同，我們大致可分為以下三種：
（一）發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾
由于其他信道的發(fā)射信號(hào)或RF共用器件耦合到發(fā)射機(jī)末級(jí)與本機(jī)，發(fā)射信號(hào)在功放電路中相互調(diào)制而產(chǎn)生新的頻率組合，隨同有用信號(hào)一起發(fā)射出去，對(duì)接收機(jī)形成干擾。這類干擾稱為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾。
（二）接收機(jī)互調(diào)干擾
在接收機(jī)的前端電路中，同時(shí)兩個(gè)偏離接收頻率的干擾信號(hào)同時(shí)侵入接收機(jī)時(shí)，由于高頻放大器和變頻器的非線性，使其調(diào)制而產(chǎn)生互調(diào)頻率，互調(diào)頻率落入接收機(jī)頻帶內(nèi)造成的干擾稱為接收機(jī)互調(diào)干擾。
（三）外部效應(yīng)引起的互調(diào)干擾
在發(fā)射機(jī)發(fā)射端傳輸電路中，由于天線、饋線接頭以及其他接點(diǎn)接觸不良，或者是異種金屬的接觸部分所引起非線性的原因，在強(qiáng)射頻電場(chǎng)中起檢波作用，從而產(chǎn)生互調(diào)干擾。這類干擾稱為外部效應(yīng)互調(diào)干擾。這類互調(diào)干擾的特性比較復(fù)雜，它是隨天氣和氣候變化而變化，白天也黑夜、干燥和潮濕、甚至上午與下午的干擾程度都不盡相同。
四、民航甚高頻受廣播電臺(tái)互調(diào)干擾分析
目前民航航空頻段為118MHZ－137MHZ，商業(yè)廣播調(diào)頻電臺(tái)頻段為88MHZ－107.9MHZ，兩者均為甚高頻頻段，傳輸特性一致，由于兩者頻譜接近，如果兩個(gè)系統(tǒng)之間沒(méi)有充分的隔離措施，互相影響很大。廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率一般都在成百上千瓦，它由多個(gè)放大器組成，由于放大器的放大特性不是理想的線性，其輸出含有非線性成分。當(dāng)放大器輸入有不同的工作頻率時(shí)，在輸出中含有互調(diào)產(chǎn)物，如果互調(diào)產(chǎn)物的頻率剛好落在民航航空頻段，則將嚴(yán)重影響民航接收機(jī)的正常工作。下面我們舉例說(shuō)明情況的嚴(yán)重性。假設(shè)某個(gè)調(diào)頻廣播電臺(tái)有三個(gè)工作頻率89.5MHZ、100.7MHZ、10
6.2MHZ，則該臺(tái)可能產(chǎn)生的三階互調(diào)頻率為78.3MHZ、72.8MHZ、111.9MHZ、
95.2MHZ、122.9MHZ、111.7MHZ、84MHZ、95MHZ、117.4MHZ，可以看出有一個(gè)三階互調(diào)落入民航航空頻段118MHZ－137MHZ中。如果民航地空通信系統(tǒng)與該調(diào)頻廣播臺(tái)站之間沒(méi)有足夠的保護(hù)距離，那么在122.9MHZ附近這幾個(gè)民航通信信道將受到干擾。
五、減少互調(diào)干擾的措施
互調(diào)干擾的產(chǎn)生需要具備三個(gè)條件，第一要有非線性電路；第二干擾信號(hào)能夠進(jìn)入非線性電路；第三互調(diào)分量的頻率要等于接收機(jī)的工作頻率。以上三個(gè)條件只要一個(gè)不能滿足就不會(huì)產(chǎn)生互調(diào)干擾，因此我們采取措施的方法要從上述三個(gè)方面考慮。
（一）對(duì)于減少發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾采取的措施
1．各發(fā)射機(jī)分用天線時(shí)，要增大天線間的水平，垂直隔離距離，避免饋線互相靠行敷設(shè)；2．在發(fā)射機(jī)的輸出端接入高Q帶通濾波器，增大頻率間隔；3．改善發(fā)射機(jī)末級(jí)功放的性能，提高起線性動(dòng)態(tài)范圍；4.在共用天線系統(tǒng)中，各發(fā)射機(jī)與天線間插入單向隔離器或高Q諧振腔。
（二）對(duì)于減少接收機(jī)互調(diào)干擾采取的措施
1．接收機(jī)前端加入衰減器，降低干擾信號(hào)電平；2．接收機(jī)輸入回路應(yīng)有良好的選擇性，如采用多級(jí)調(diào)諧回路，以減少進(jìn)入高效的強(qiáng)干擾；3.高放和混頻器宜采用具有平方律特性的器件，如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。
（三）對(duì)于減少外部效應(yīng)引起的互調(diào)干擾
1．改良金屬件的接觸情況；2．采取防銹處理；3．設(shè)備間有良好的環(huán)境。
本文介紹了第四代移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及其重要性,并對(duì)第四代移動(dòng)通信中的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)OFDM、軟件無(wú)線電技術(shù)、智能天線技術(shù)、做了簡(jiǎn)單描述。
關(guān)鍵詞：4G，OFDM，軟件無(wú)線電，智能天線
一、4G的特點(diǎn)
1.具有很高的傳輸速率和傳輸質(zhì)量。未來(lái)的移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)該能夠承載大量的多媒體信息，因此要具備50-100Mbit/s的最大傳輸速率、非對(duì)稱的上下行鏈路速率、地區(qū)的連續(xù)覆蓋、QoS機(jī)制、很低的比特開銷等功能；
2.靈活多樣的業(yè)務(wù)功能。未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能使各類媒體、通信主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行“無(wú)縫”連接，使得用戶能夠自由的在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境間無(wú)縫漫游，并覺察不到業(yè)務(wù)質(zhì)量上的變化，因此新的通信系統(tǒng)要具備媒體轉(zhuǎn)換、網(wǎng)間移動(dòng)管理及鑒權(quán)、Adhoc網(wǎng)絡(luò)(自組網(wǎng))、等功能；
3.開放的平臺(tái)。未來(lái)的移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)在移動(dòng)終端、業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制上具有“開放性”，使得用戶能夠自由的選擇協(xié)議、應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)。
4.高度智能化的網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)將是一個(gè)高度自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，具有很好的重構(gòu)性、可變性、自組織性等，以便于滿足不同用戶在不同環(huán)境下的通信需求；
二、4G的關(guān)鍵技術(shù)
1.OFDM
OFDM技術(shù)將需要傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)流分解為若干個(gè)較低速率的并行子數(shù)據(jù)流，在將它們各自調(diào)制到相互正交的子載波上，最后合成輸出，輸出的數(shù)據(jù)速率與串行數(shù)據(jù)流分解前的速率相同。
首先，由于這些子載波相互正交，因此允許它們之間的頻譜重疊，從而提高了頻譜利用率。
其次，由于信號(hào)分解后并行子數(shù)據(jù)流的碼元周期變長(zhǎng)，只要時(shí)延擴(kuò)展與碼元周期之比小于一定的數(shù)值，就不會(huì)造成碼間干擾，且這些子數(shù)據(jù)流的信號(hào)傳輸帶寬減小，可以有效降低頻率選擇性衰落，同時(shí)合成后輸出的總數(shù)據(jù)速率并沒(méi)有降低。
第三，OFDM采用跳頻的方法來(lái)選用正交子載波。跳頻是把一個(gè)寬頻段分解為若干個(gè)頻率間隔(頻道或頻隙)，發(fā)端在某一個(gè)特定的時(shí)間間隔中采用哪一個(gè)頻道發(fā)送信號(hào)，由一個(gè)偽隨機(jī)序列進(jìn)行控制。因此，OFDM技術(shù)有很好的抗窄帶干擾能力。
第四，OFDM每個(gè)子載波所使用的調(diào)制方法可以不同，但不同的調(diào)制方法具有不同的頻譜利用率和誤碼率，尤其在無(wú)線信道條件不同的情況下，如何選用一種最佳的調(diào)制方法是值得考慮的。而OFDM技術(shù)采用了自適應(yīng)調(diào)制的方案，可以根據(jù)信道條件的好壞，靈活選擇不同的調(diào)制方式。這樣，系統(tǒng)以在頻譜利用率和誤碼率之間取得最佳平衡。但自適應(yīng)調(diào)制方式需要信號(hào)中包含一定的開銷比特。
2.軟件無(wú)線電技術(shù)
軟件無(wú)線電的核心技術(shù)是用寬頻帶的無(wú)線接收機(jī)來(lái)代替原來(lái)的窄帶接收機(jī)，并將寬帶的模擬/數(shù)字、數(shù)字/模擬變換器盡可能的靠近天線，從而使通信電臺(tái)的功能盡可能多的采用可編程軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
軟件無(wú)線電的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用，功能實(shí)現(xiàn)靈活，改進(jìn)升級(jí)方便。
(2)提供了不同系統(tǒng)間相互操作的可能性。軟件無(wú)線電可以使移動(dòng)終端適合各種類型的空中接口，可以在不同類型的業(yè)務(wù)間轉(zhuǎn)換。
(3)由于通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，因此更易于采用新的信號(hào)處理手段，從而提高了系統(tǒng)抗干擾的性能。
(4)擁有較強(qiáng)的跟蹤新技術(shù)的能力。由于它能夠在保證硬件平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化的情況下，通過(guò)改變軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)和使用新技術(shù)，因此大大降低了設(shè)備商新通信產(chǎn)品的開發(fā)成本和周期，同時(shí)也降低了運(yùn)營(yíng)商的投資。
(5)多頻段天線的設(shè)計(jì)。軟件無(wú)線電的天線需要覆蓋多個(gè)頻段，以滿足多信道不同方式同時(shí)通信的需求，而射頻頻率和傳播條件的不同，使得各頻段對(duì)天線的要求存在著較大的差異，因此多頻段天線的設(shè)計(jì)成為軟件無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)之一。
(6)寬帶A/D、D/A轉(zhuǎn)換。根據(jù)奈奎斯特抽樣定理，要從抽樣信號(hào)中無(wú)失真地恢復(fù)原信號(hào)，抽樣頻率應(yīng)大于2倍信號(hào)最高頻率。
(7)高速DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)。高速DSP芯片主要完成各種波形的調(diào)制解調(diào)和編解碼過(guò)程，它需要有更多的運(yùn)算資源和更高的運(yùn)算速度來(lái)處理經(jīng)寬帶A/D、D/A變換后的高速數(shù)據(jù)流，因此其芯片有待進(jìn)一步研發(fā)。
3.智能天線
智能天線采用了空分多址(SDMA)的技術(shù)，利用信號(hào)在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時(shí)隙、同碼道的信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，動(dòng)態(tài)改變信號(hào)的覆蓋區(qū)域，使主波束對(duì)準(zhǔn)用戶方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)方向，并能夠自動(dòng)跟蹤用戶和監(jiān)測(cè)環(huán)境變化，為每位用戶提供優(yōu)質(zhì)的上行鏈路和下行鏈路信號(hào)，從而達(dá)到抑制干擾、準(zhǔn)確提取有效信號(hào)的目的。
因此，智能天線技術(shù)更加適用于具有復(fù)雜電波傳播環(huán)境的移動(dòng)通信系統(tǒng)。在我國(guó)提出的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA中采用了智能天線技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)提高系統(tǒng)容量。智能天線采用了SDMA技術(shù)，利用空間方向的不同進(jìn)行信道的分割，在不同的信道中可以在同一時(shí)間使用同一種頻率而不會(huì)產(chǎn)生干擾，從而提高了系統(tǒng)容量。
(2)降低系統(tǒng)干擾。智能天線技術(shù)將波束的旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)方向，因此能夠有效抑制干擾。
(3)擴(kuò)大覆蓋區(qū)域。由于智能天線有了自適應(yīng)的波束定向功能，因此與普通天線相比，在同等發(fā)射功率的條件下，采用智能天線技術(shù)的信號(hào)能夠傳送到更遠(yuǎn)的距離，從而增加了覆蓋范圍。
(4)降低系統(tǒng)建設(shè)成本。由于智能天線技術(shù)能夠擴(kuò)大覆蓋區(qū)域，因此基站的建設(shè)數(shù)量可以相對(duì)減少，降低了運(yùn)營(yíng)商的建設(shè)成本。智能天線技術(shù)的主要缺點(diǎn)在于它的使用將增加通信系統(tǒng)的復(fù)雜度，并對(duì)元器件提出了較高的性能要求。
參考文獻(xiàn)
[1]AjayR.Mishra著，中京郵電通信設(shè)計(jì)院，無(wú)線通信研究所譯.《蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化基礎(chǔ)》北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
[2]何琳琳，楊大成.《4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)》移動(dòng)通信，2004(2).
[3]Lu，W.W.《4GmobileresearchinAsia》.《CommunicationsMagazine》，IEEEVolume41，Issue3，March2003Page(s):104106
[4]劉偉，丁志杰.《4G移動(dòng)通信系統(tǒng)研究進(jìn)展與關(guān)鍵技術(shù)》.《中國(guó)數(shù)據(jù)通信》.2004-(2).
[5]袁曉超.《4G通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)淺析》.《中國(guó)無(wú)線電》，2005(12)
[6]Y.kimat.，《Beyond3G:vision，requirements，andenablingtechnologies》，《IEEECommunicationsMagazine》，Vol.41，Mar2003，pp.114-118
