緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇擴(kuò)頻技術(shù)論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

擴(kuò)頻技術(shù)就是將所傳輸信息的帶寬擴(kuò)展很多倍，然后發(fā)送出去，這時(shí)發(fā)送信號(hào)所占據(jù)的信道帶寬遠(yuǎn)大于信息本身的帶寬，例如，傳輸一個(gè)9600bps的數(shù)據(jù)流，其基帶帶寬不到10kHZ，但用擴(kuò)頻技術(shù)傳送時(shí)，它所占據(jù)的信道帶寬可以被擴(kuò)展到300kHZ或更寬，與此同時(shí)，調(diào)制到高頻的信號(hào)發(fā)射功率譜也將大大降低。下面簡(jiǎn)要介紹一下無(wú)線擴(kuò)頻系統(tǒng)：

1擴(kuò)頻系統(tǒng)的基本設(shè)備組成

(1)擴(kuò)頻電臺(tái)：

擴(kuò)頻系統(tǒng)的核心設(shè)備是擴(kuò)頻電臺(tái)。PN碼擴(kuò)頻以及調(diào)制到2.4GHz的高頻載波上都是由它來(lái)完成的。目前國(guó)內(nèi)經(jīng)常使用的電臺(tái)主要是美國(guó)的Pcomcylink電臺(tái)、Utilicom電臺(tái)、加拿大DTS電臺(tái)和Comlink電臺(tái)等。

(2)復(fù)用器：

有時(shí)在一個(gè)地方不僅要傳輸一路數(shù)據(jù)，可能還要傳輸幾路數(shù)據(jù)甚至話音、圖象，而電臺(tái)卻只有一部，這時(shí)就要用到復(fù)用器。它能將幾路數(shù)據(jù)或話音等有機(jī)地合成為一路，并將其傳送給本地的電臺(tái)，最后由電臺(tái)象發(fā)射一路數(shù)據(jù)時(shí)那樣將其發(fā)送出去。而在遙遠(yuǎn)的接收端則執(zhí)行與上述相反的過(guò)程，同時(shí)按發(fā)射時(shí)的規(guī)律便可以將幾路話音和數(shù)據(jù)分開(kāi)。目前國(guó)內(nèi)經(jīng)常使用的復(fù)用器主要是美國(guó)Motorola復(fù)用器、以色列RAD公司復(fù)用器等。

(3)天線及饋線：

天線和饋線是將高頻信號(hào)從電臺(tái)輻射到空間或從空間接收并傳輸?shù)诫娕_(tái)的設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)經(jīng)常使用的天、饋線主要是與電臺(tái)配套的原廠產(chǎn)品。

2擴(kuò)頻系統(tǒng)的組成

(1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式：

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式實(shí)際上是一種一一對(duì)應(yīng)的工作方式，這種方式簡(jiǎn)便、易行，同時(shí)也可以組成多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的系統(tǒng)，其各點(diǎn)之間通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置可以互不影響。示意圖見(jiàn)圖1。

(2)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式：

點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式是一種被稱為“一對(duì)多”或“多對(duì)一”的經(jīng)濟(jì)型擴(kuò)頻方式，也有人稱之為“一點(diǎn)多址”。它使用輪詢的原理，由一臺(tái)主機(jī)對(duì)所有從機(jī)進(jìn)行輪詢并指定其中的一臺(tái)從機(jī)與通信。這種方式與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式比起來(lái)可以節(jié)省很多電臺(tái)，但其傳遞的數(shù)據(jù)量比較少，且相對(duì)速度較慢。其示意圖見(jiàn)圖2。

(3)中繼方式：

中繼方式一般用在通信距離過(guò)長(zhǎng)(超過(guò)50km)或兩通信點(diǎn)之間有阻擋(如高山或建筑物等)的較特殊情況下，是一種“接力”或“迂回”的通信方式。其示意圖見(jiàn)圖3。

圖3中繼方式無(wú)線擴(kuò)頻示意圖

3擴(kuò)頻設(shè)備性能

篇（2）

傳統(tǒng)的標(biāo)簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹(shù)形算法[4-5]2類。ALOHA算法是1種完全隨機(jī)接入的多址接入?yún)f(xié)議算法,比如:PALOHA算法(隨機(jī)推遲算法)、時(shí)隙ALOHA算法(SA算法)、幀時(shí)隙ALOHA算法(FSA算法)、動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法(DFSA算法)和分組ALOHA算法等。該類算法在標(biāo)簽試圖發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),并不考慮信道當(dāng)前的忙閑狀態(tài),一旦產(chǎn)生數(shù)據(jù),就立刻決定將其發(fā)送至信道,這種發(fā)送控制策略有嚴(yán)重的盲目性。隨著用戶數(shù)量或發(fā)送信息量的增加,這種完全隨機(jī)接入的算法將使信道重疊現(xiàn)象加劇,碰撞概率增大,傳輸性能下降。

近幾年,有學(xué)者提出了采用CDMA技術(shù)進(jìn)行防碰撞的方法,其性能有明顯改善。文獻(xiàn)[6]提出在標(biāo)簽識(shí)別過(guò)程中,使用碼分多址技術(shù),實(shí)現(xiàn)一個(gè)時(shí)隙可以同時(shí)傳輸多個(gè)標(biāo)簽。文獻(xiàn)[7]提出了一種基于碼分多址思想的時(shí)隙ALOHA算法,來(lái)解決射頻識(shí)別中的防碰撞問(wèn)題,此算法的系統(tǒng)穩(wěn)定范圍要大于時(shí)隙ALOHA系統(tǒng),并且當(dāng)選用的擴(kuò)頻碼組階數(shù)為N時(shí),此算法的最大吞吐量可達(dá)原時(shí)隙ALOHA的N倍。上述2個(gè)文獻(xiàn)所提到的算法,當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量很多時(shí),數(shù)據(jù)碰撞的概率明顯增加,使系統(tǒng)的吞吐量急劇下降,影響了系統(tǒng)的整體性能。基于以上原因,本論文提出了1種改進(jìn)的基于CDMA技術(shù)的防碰撞算法,能夠適應(yīng)大量標(biāo)簽的識(shí)別應(yīng)用,減少了識(shí)別碰撞的發(fā)生,使系統(tǒng)吞吐量得到明顯改善。

1基于CDMA技術(shù)的新型防碰撞算法

n×1-1Nn-1(2)由于傳統(tǒng)的基于ALOHA的防碰撞算法中一個(gè)時(shí)隙最多只能正確識(shí)別一個(gè)標(biāo)簽的信息,所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目過(guò)大時(shí),系統(tǒng)的吞吐率,即正確識(shí)別標(biāo)簽數(shù)目所占的百分比將會(huì)大幅度的降低,所以對(duì)于過(guò)量的標(biāo)簽,本算法將會(huì)采取對(duì)所有標(biāo)簽進(jìn)行分組識(shí)別,當(dāng)標(biāo)簽需要分成2組時(shí)(系統(tǒng)識(shí)別幀最大時(shí)隙數(shù)N為256):nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 (3)用上述公式可知n=354,所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量大于354時(shí),系統(tǒng)將會(huì)對(duì)標(biāo)簽分組識(shí)別。

本文提出的新型算法如下:依據(jù)分組幀時(shí)隙ALOHA算法,通過(guò)此算法的分組規(guī)則,完成識(shí)別的所有標(biāo)簽的分組。分組幀時(shí)隙ALOHA算法的分組規(guī)則如下:當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量≤354時(shí),無(wú)論幀長(zhǎng)選擇8個(gè)時(shí)隙還是256個(gè)時(shí)隙,標(biāo)簽都不分組,按照一個(gè)大組來(lái)進(jìn)行識(shí)別;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量>354時(shí),幀長(zhǎng)選擇256個(gè)時(shí)隙比較適合讀寫器的識(shí)別;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在355707時(shí),標(biāo)簽分為2組;當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在708~1 416時(shí),標(biāo)簽分成4組更適合信息的傳輸識(shí)別。當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量更多時(shí),按照這個(gè)規(guī)律分成合適的組數(shù)再進(jìn)行識(shí)別,詳細(xì)過(guò)程如圖1所示。標(biāo)簽分組工作完成后,在每個(gè)分組中分別采用碼分多址技術(shù),利用其技術(shù)的保密性、抗干擾性和多址通信能力,對(duì)標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻處理并傳輸。然后讀寫器端利用碼組的自相關(guān)特性對(duì)不同標(biāo)簽所發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào),從而達(dá)到防碰撞的目的,進(jìn)而完成對(duì)全部標(biāo)簽的識(shí)別,也實(shí)現(xiàn)了同一時(shí)隙可以傳輸多個(gè)信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預(yù)先在待識(shí)別的標(biāo)簽中植入擴(kuò)頻性良好的正交碼組,以防止接收端沒(méi)有辦法正確解擴(kuò)接收,本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執(zhí)行過(guò)程示意圖標(biāo)簽識(shí)別過(guò)程中的碰撞次數(shù),從而減少了識(shí)別時(shí)間并且降低了功耗。本論文將分組幀時(shí)隙ALOHA算法和碼分多址技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)在每個(gè)分組內(nèi)可以有多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)頻傳輸,并且在接收端采用并行接收技術(shù)進(jìn)行多個(gè)標(biāo)簽的同時(shí)接收。本發(fā)明在識(shí)別標(biāo)簽過(guò)程中,每個(gè)組內(nèi)均為一個(gè)獨(dú)立的識(shí)別過(guò)程,在分組幀長(zhǎng)不改變的前提下,提高了標(biāo)簽數(shù)量龐大時(shí)的系統(tǒng)性能。有效地減小標(biāo)簽之間的碰撞概率,縮短讀寫器操作時(shí)間,提高吞吐率, 很適合應(yīng)用于具有較大數(shù)量標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)中。

2仿真結(jié)果

本論文提出了采用碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法,并仿真了固定時(shí)隙數(shù)下ALOHA算法的系統(tǒng)吞吐率和本文所提出的算法改進(jìn)后的系統(tǒng)吞吐量。

RFID系統(tǒng)中時(shí)隙ALOHA算法的幀長(zhǎng)取值從16個(gè)時(shí)隙到256個(gè)時(shí)隙變化,根據(jù)公式2,系統(tǒng)吞吐率如圖2所示。其中,系統(tǒng)仿真設(shè)定的信息幀長(zhǎng)F即時(shí)隙數(shù)設(shè)定按2的冪次方遞增,即F取值從16個(gè)時(shí)隙變化到256個(gè)時(shí)隙,橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)N從1變化到500,縱坐標(biāo)為吞吐率。當(dāng)幀長(zhǎng)設(shè)定為256個(gè)時(shí)隙,標(biāo)簽數(shù)量少于256個(gè)時(shí),系統(tǒng)吞吐量隨著標(biāo)簽數(shù)量的增加而增加,直到標(biāo)簽數(shù)量達(dá)到256時(shí)系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大值。隨著標(biāo)簽數(shù)量的逐漸增多,系統(tǒng)的吞吐量又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。從圖2可以得出2點(diǎn)結(jié)論:一、當(dāng)標(biāo)簽個(gè)數(shù)接近信息幀長(zhǎng)時(shí),系統(tǒng)的吞吐率比較高;二、隨著幀長(zhǎng)取值的增加,系統(tǒng)對(duì)標(biāo)簽的識(shí)別性能有明顯改善。

篇（3）

傳統(tǒng)的標(biāo)簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹(shù)形算法[4-5]2類。ALOHA算法是1種完全隨機(jī)接入的多址接入?yún)f(xié)議算法，比如：PALOHA算法（隨機(jī)推遲算法）、時(shí)隙ALOHA算法（SA算法）、幀時(shí)隙ALOHA算法（FSA算法）、動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法（DFSA算法）和分組ALOHA算法等。該類算法在標(biāo)簽試圖發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，并不考慮信道當(dāng)前的忙閑狀態(tài)，一旦產(chǎn)生數(shù)據(jù)，就立刻決定將其發(fā)送至信道，這種發(fā)送控制策略有嚴(yán)重的盲目性。隨著用戶數(shù)量或發(fā)送信息量的增加，這種完全隨機(jī)接入的算法將使信道重疊現(xiàn)象加劇，碰撞概率增大，傳輸性能下降。

近幾年，有學(xué)者提出了采用CDMA技術(shù)進(jìn)行防碰撞的方法，其性能有明顯改善。文獻(xiàn)[6]提出在標(biāo)簽識(shí)別過(guò)程中，使用碼分多址技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)時(shí)隙可以同時(shí)傳輸多個(gè)標(biāo)簽。文獻(xiàn)[7]提出了一種基于碼分多址思想的時(shí)隙ALOHA算法，來(lái)解決射頻識(shí)別中的防碰撞問(wèn)題，此算法的系統(tǒng)穩(wěn)定范圍要大于時(shí)隙ALOHA系統(tǒng)，并且當(dāng)選用的擴(kuò)頻碼組階數(shù)為N時(shí)，此算法的最大吞吐量可達(dá)原時(shí)隙ALOHA的N倍。上述2個(gè)文獻(xiàn)所提到的算法，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量很多時(shí)，數(shù)據(jù)碰撞的概率明顯增加，使系統(tǒng)的吞吐量急劇下降，影響了系統(tǒng)的整體性能。基于以上原因，本論文提出了1種改進(jìn)的基于CDMA技術(shù)的防碰撞算法，能夠適應(yīng)大量標(biāo)簽的識(shí)別應(yīng)用，減少了識(shí)別碰撞的發(fā)生，使系統(tǒng)吞吐量得到明顯改善。

1基于CDMA技術(shù)的新型防碰撞算法

n×1-1Nn-1（2）由于傳統(tǒng)的基于ALOHA的防碰撞算法中一個(gè)時(shí)隙最多只能正確識(shí)別一個(gè)標(biāo)簽的信息，所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率，即正確識(shí)別標(biāo)簽數(shù)目所占的百分比將會(huì)大幅度的降低，所以對(duì)于過(guò)量的標(biāo)簽，本算法將會(huì)采取對(duì)所有標(biāo)簽進(jìn)行分組識(shí)別，當(dāng)標(biāo)簽需要分成2組時(shí)（系統(tǒng)識(shí)別幀最大時(shí)隙數(shù)N為256）：nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 （3）用上述公式可知n=354，所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量大于354時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)對(duì)標(biāo)簽分組識(shí)別。

本文提出的新型算法如下：依據(jù)分組幀時(shí)隙ALOHA算法，通過(guò)此算法的分組規(guī)則，完成識(shí)別的所有標(biāo)簽的分組。分組幀時(shí)隙ALOHA算法的分組規(guī)則如下：當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量≤354時(shí)，無(wú)論幀長(zhǎng)選擇8個(gè)時(shí)隙還是256個(gè)時(shí)隙，標(biāo)簽都不分組，按照一個(gè)大組來(lái)進(jìn)行識(shí)別；當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量>354時(shí)，幀長(zhǎng)選擇256個(gè)時(shí)隙比較適合讀寫器的識(shí)別；當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在355707時(shí)，標(biāo)簽分為2組；當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在708～1 416時(shí)，標(biāo)簽分成4組更適合信息的傳輸識(shí)別。當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量更多時(shí)，按照這個(gè)規(guī)律分成合適的組數(shù)再進(jìn)行識(shí)別，詳細(xì)過(guò)程如圖1所示。標(biāo)簽分組工作完成后，在每個(gè)分組中分別采用碼分多址技術(shù)，利用其技術(shù)的保密性、抗干擾性和多址通信能力，對(duì)標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻處理并傳輸。然后讀寫器端利用碼組的自相關(guān)特性對(duì)不同標(biāo)簽所發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，從而達(dá)到防碰撞的目的，進(jìn)而完成對(duì)全部標(biāo)簽的識(shí)別，也實(shí)現(xiàn)了同一時(shí)隙可以傳輸多個(gè)信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預(yù)先在待識(shí)別的標(biāo)簽中植入擴(kuò)頻性良好的正交碼組，以防止接收端沒(méi)有辦法正確解擴(kuò)接收，本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執(zhí)行過(guò)程示意圖標(biāo)簽識(shí)別過(guò)程中的碰撞次數(shù)，從而減少了識(shí)別時(shí)間并且降低了功耗。本論文將分組幀時(shí)隙ALOHA算法和碼分多址技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在每個(gè)分組內(nèi)可以有多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)頻傳輸，并且在接收端采用并行接收技術(shù)進(jìn)行多個(gè)標(biāo)簽的同時(shí)接收。本發(fā)明在識(shí)別標(biāo)簽過(guò)程中，每個(gè)組內(nèi)均為一個(gè)獨(dú)立的識(shí)別過(guò)程，在分組幀長(zhǎng)不改變的前提下，提高了標(biāo)簽數(shù)量龐大時(shí)的系統(tǒng)性能。有效地減小標(biāo)簽之間的碰撞概率，縮短讀寫器操作時(shí)間，提高吞吐率， 很適合應(yīng)用于具有較大數(shù)量標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)中。

2仿真結(jié)果

本論文提出了采用碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法，并仿真了固定時(shí)隙數(shù)下ALOHA算法的系統(tǒng)吞吐率和本文所提出的算法改進(jìn)后的系統(tǒng)吞吐量。

RFID系統(tǒng)中時(shí)隙ALOHA算法的幀長(zhǎng)取值從16個(gè)時(shí)隙到256個(gè)時(shí)隙變化，根據(jù)公式2，系統(tǒng)吞吐率如圖2所示。其中，系統(tǒng)仿真設(shè)定的信息幀長(zhǎng)F即時(shí)隙數(shù)設(shè)定按2的冪次方遞增，即F取值從16個(gè)時(shí)隙變化到256個(gè)時(shí)隙，橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)N從1變化到500，縱坐標(biāo)為吞吐率。當(dāng)幀長(zhǎng)設(shè)定為256個(gè)時(shí)隙，標(biāo)簽數(shù)量少于256個(gè)時(shí)，系統(tǒng)吞吐量隨著標(biāo)簽數(shù)量的增加而增加，直到標(biāo)簽數(shù)量達(dá)到256時(shí)系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大值。隨著標(biāo)簽數(shù)量的逐漸增多，系統(tǒng)的吞吐量又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。從圖2可以得出2點(diǎn)結(jié)論：一、當(dāng)標(biāo)簽個(gè)數(shù)接近信息幀長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率比較高；二、隨著幀長(zhǎng)取值的增加，系統(tǒng)對(duì)標(biāo)簽的識(shí)別性能有明顯改善。

本論文提出的基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法選用Walsh序列碼，其在對(duì)標(biāo)簽的ID號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻處理后，即可實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻有2個(gè)以上的標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)入讀寫器的識(shí)別區(qū)域，它們同時(shí)發(fā)送各自的ID號(hào)后，讀寫器在接收到這些在空間疊加后的信號(hào)時(shí)也能完整地分離出不同標(biāo)簽的ID號(hào)，突破了時(shí)隙ALOHA算法在同一時(shí)刻不能有2個(gè)以上標(biāo)簽到達(dá)的限制。此時(shí)，系統(tǒng)的吞吐量為（Walsh序列的階數(shù)為r）esucc=∑t=2rt=1N×P（N，n，t）（4）固定時(shí)隙數(shù)的ALOHA算法的系統(tǒng)吞吐量仿真圖和其與基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法的比較仿真結(jié)果如圖3所示。仿真條件為標(biāo)簽的到達(dá)情況符合泊松過(guò)程。仿真圖3給出了RFID系統(tǒng)的讀寫器閱讀100個(gè)標(biāo)簽的識(shí)別結(jié)果，其中新型算法選用的是Walsh序列，其階數(shù)r取值從2變化到3，固定時(shí)隙數(shù)的ALOHA算法的信息幀長(zhǎng)F取值從32變化到64，橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)N從1變化到100，縱坐標(biāo)為吞吐量。從仿真結(jié)果看，在同樣的到達(dá)率的條件下，階數(shù)越大，算法的吞吐量越高，系統(tǒng)的識(shí)別性能有明顯改善。并且隨著到達(dá)率的增加，新型 算法的吞吐量也隨著增加，當(dāng)標(biāo)簽到達(dá)量與階數(shù)相等時(shí)，系統(tǒng)吞吐量達(dá)到最大，但到達(dá)量大于階數(shù)時(shí)，吞吐量隨著到達(dá)率的增加而呈下降趨勢(shì)。這是由于當(dāng)在同一時(shí)隙內(nèi)到達(dá)的標(biāo)簽數(shù)量增加到一定程度后，基于Walsh序列階數(shù)r的有限性，選用相同的Walsh序列作為擴(kuò)頻碼的標(biāo)簽數(shù)量將會(huì)增加，此時(shí)必然導(dǎo)致碰撞的增加。當(dāng)選用的Walsh序列階數(shù)為3時(shí)，基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法的系統(tǒng)吞吐量可高達(dá)3.2，遠(yuǎn)高于時(shí)隙ALOHA的0.368。而且隨著Walsh序列階數(shù)的提高，吞吐量的最大值還可以提高，但這會(huì)以增加讀寫器和標(biāo)簽的硬件復(fù)雜度為代價(jià)，在實(shí)際使用中必須根據(jù)需求在吞吐量和Walsh序列階數(shù)中作出折中選擇。

3結(jié)束語(yǔ)

本論文在標(biāo)簽的到達(dá)情況符合泊松過(guò)程的情況下，利用碼分多址技術(shù)的多址通信能力，結(jié)合分組幀時(shí)隙ALOHA算法的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新地提出了一種RFID系統(tǒng)中基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法。理論和仿真實(shí)驗(yàn)表明：同已有的標(biāo)簽防碰撞算法相比，本論文提出的新型算法提高了標(biāo)簽數(shù)量龐大時(shí)的系統(tǒng)性能，能有效地減小標(biāo)簽之間的碰撞概率，縮短讀寫器操作時(shí)間，提高吞吐率， 很適合應(yīng)用于具有較大數(shù)量標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)中。

篇（4）

一、擴(kuò)頻通信的工作原理

在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。可見(jiàn)，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無(wú)關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對(duì)信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。

二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)

擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測(cè)的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào)，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1．抗干擾性強(qiáng)

擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過(guò)觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過(guò)程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。

2.低截獲性

擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號(hào)的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測(cè)到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過(guò)程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過(guò)程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時(shí)，從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加，這樣就可有效消除無(wú)線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi)，無(wú)線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低，這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測(cè)出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí)，對(duì)不同用戶使用不同碼，旁人無(wú)法竊聽(tīng)通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。

5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址

在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào)，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。

三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

在過(guò)去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號(hào)功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無(wú)助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來(lái)，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問(wèn)題一直沒(méi)有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí)，人們就不難預(yù)測(cè)擴(kuò)頻通信的未來(lái)前景．從9O年代無(wú)線通信開(kāi)始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開(kāi)始廣泛用于未來(lái)的峰窩通信、無(wú)繩通信和個(gè)人通信以及各種無(wú)線本地環(huán)路，發(fā)揮越來(lái)越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國(guó)都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生．由于ISM(Industry Scientific Medica1)頻段的開(kāi)放性，經(jīng)營(yíng)者和用戶不需申請(qǐng)授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無(wú)線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM 頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無(wú)線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無(wú)線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問(wèn)題容易處理、價(jià)格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對(duì)有線接入技術(shù)來(lái)說(shuō)，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢(shì)，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用 ．

擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面．語(yǔ)音接入(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。

四、結(jié)語(yǔ)

擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向，是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點(diǎn)，使它的應(yīng)用迅速?gòu)能娪脭U(kuò)展到民用通信中，它的易于實(shí)現(xiàn)碼分多址的特點(diǎn)，使它能與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)完美結(jié)合，發(fā)展前景極為廣闊。

參考文獻(xiàn)：

篇（5）

      0引言

      目前，變電站系統(tǒng)自動(dòng)化正成為一種不可改變的趨勢(shì)，其監(jiān)控和通信系統(tǒng)的重要性日益凸顯。變電站現(xiàn)有測(cè)控系統(tǒng)多采用有線通信方式，但是，有線通信的弊端是顯而易見(jiàn)的，例如傳輸線鋪設(shè)復(fù)雜、不易檢修和維護(hù)，長(zhǎng)距離傳輸線易受電磁千擾的影響等等。而無(wú)線通信則具有運(yùn)行可靠、安裝靈活。成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在需要實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站信息的情況下，無(wú)線通信更是具有極大的優(yōu)勢(shì)。

    現(xiàn)有無(wú)線通信方式主要有ieee802.11b/g、藍(lán)牙、zigbee. gprs/gsm等。而zigbee技術(shù)更是以安全性高、響應(yīng)時(shí)間快、占用系統(tǒng)資源低、成本低以及能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)成為變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中首選的無(wú)線通信技術(shù)。zigbee技術(shù)是專門針對(duì)無(wú)線傳感器開(kāi)發(fā)的，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用研究尚處于起步階段，其研究重點(diǎn)主要放在配電網(wǎng)自動(dòng)化以及溫度、電能在線監(jiān)測(cè)方面，然而，變電站高強(qiáng)電磁環(huán)境對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響的研究還相對(duì)缺失。因此本文對(duì)變電站的干擾和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用的可行性進(jìn)行論證。

    1變電站中的電盛千擾

    變電站內(nèi)部具有復(fù)雜的電磁環(huán)境，因此必須對(duì)各種典型的電磁干擾源進(jìn)行詳細(xì)的分析。變電站存在的典型的電磁干擾源有:50hz工頻電磁場(chǎng);設(shè)備出口短路引起的脈沖磁場(chǎng);電暈放電;靜電放電;局部放電;空氣擊穿燃弧;sf6間隙擊穿燃弧;真空間隙擊穿燃弧等。其中工頻電磁場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)對(duì)無(wú)線信號(hào)基本不會(huì)產(chǎn)影響。

    1. 1靜電放電和局部放電

    兩個(gè)具有不同靜定電位的物體，由于直接接觸或靜電場(chǎng)感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場(chǎng)的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。當(dāng)外加電壓在電氣設(shè)備中產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，足以使絕緣區(qū)域發(fā)生放電，但在放電區(qū)域內(nèi)未形成固定放電通道的這種放電現(xiàn)象，稱為局部放電。兩者都是小絕緣間隙、小能量放電的擊穿。

    這兩種放電產(chǎn)生輻射干擾在幾百khz以內(nèi)，且能量低，衰減快，因此對(duì)無(wú)線通信不會(huì)造成影響。

1.2電暈放電和空氣擊穿放電

    電力導(dǎo)線在高壓強(qiáng)電場(chǎng)作用下，可能對(duì)周圍空間產(chǎn)生游離放電的電暈。導(dǎo)線表面的機(jī)械損傷、污染微粒或者導(dǎo)線附近的水滴、灰塵等，都會(huì)引起導(dǎo)線表面曲率變化，從而使得點(diǎn)位梯度達(dá)到空氣介質(zhì)的擊穿介質(zhì)。因此，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中電暈的產(chǎn)生幾乎是不可避免的。

    由圖1可見(jiàn)電暈放電的輻射信號(hào)主要集中在78mhz和180mhz附近的兩個(gè)包絡(luò)內(nèi)，并且最大信號(hào)強(qiáng)度僅為一40dbmw。

    由圖2可知空氣間隙擊穿產(chǎn)生的電磁場(chǎng)帶寬較寬，主要集中在600mhz以下，并且干擾信號(hào)的強(qiáng)度很小，即使在580:mhz頻率附近也只有-35dbmw。

    1.3開(kāi)關(guān)操作干擾

    變電站內(nèi)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備在投切操作或開(kāi)關(guān)故障電流時(shí)，由于感性負(fù)載的存在，開(kāi)關(guān)觸頭開(kāi)斷時(shí)，產(chǎn)生的電弧的熄滅和重燃可能在母線或線路上引起含有多個(gè)頻率分量的衰減振蕩波，通過(guò)母線或設(shè)備間的連線將暫態(tài)電磁場(chǎng)的能量向周圍空間輻射，形成輻射脈沖電磁場(chǎng)。設(shè)備操作干擾主要有sf6間隙擊穿和真空間隙擊穿所產(chǎn)生的輻射信號(hào)。

   圖3. 4可知sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的干擾信號(hào)覆蓋頻段很寬，且在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)電磁信號(hào)的強(qiáng)度比較強(qiáng)，在2. 4ghz頻段，電磁信號(hào)的強(qiáng)度約為一40dbmw。

    2無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)頻技術(shù)

    2.1 zigbee協(xié)議

    無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的zigbee協(xié)議的框架是建立在ieee802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)之上，ieee802. 15. 4定義}zigbee的物理層和媒體訪問(wèn)層。ieee802. 15. 4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2. 4ghz物理層和868月i5mhz物理層。兩個(gè)物理層都基于直接序列擴(kuò)頻(dsss)技術(shù)，主要完成能量檢測(cè)、鏈路質(zhì)量指示、信道選擇以及數(shù)據(jù)發(fā)送和接收等功能。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)輸出2.4ghzism頻段直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，輸出功率大于一17dbm，工作頻段2. 405^2. 480ghz 。

    2. 2直接序列擴(kuò)頻技術(shù)

    擴(kuò)頻是利用與信息無(wú)關(guān)的為隨機(jī)碼，通過(guò)調(diào)制的方法將己調(diào)制的頻譜寬度擴(kuò)展到比原調(diào)制信號(hào)的帶寬寬得多的過(guò)程。常用的擴(kuò)頻技術(shù)有調(diào)頻、混合擴(kuò)頻和直接序列擴(kuò)頻等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。

    直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)就是用具有高碼率的偽隨機(jī)(pn)序列，在發(fā)送端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，在接受端用相同的pn序列對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，還原出原始信號(hào)。

    3變電站干擾對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的形晌

    變電站的電磁干擾主要分為兩部分:0~300mhz低頻部分、2. 4~2. 5ghz同頻帶寬。

    1)電暈放電和空氣擊穿所產(chǎn)生的低頻干擾的頻帶離無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作頻段2. 4ghz很遠(yuǎn)，并且強(qiáng)度小于一40dbmw，可以通過(guò)低通濾波器進(jìn)行處理，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信基本沒(méi)有影響。

    2) sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的電磁干擾在2. 405ghz~2. 485ghz頻帶內(nèi)也有較強(qiáng)的信號(hào)存在，在間隙擊穿電壓為i5kv左右時(shí)電磁強(qiáng)度達(dá)到一40dbmv。變電站現(xiàn)場(chǎng)的擊穿電壓可能會(huì)更高，電磁強(qiáng)度也就更高，因此對(duì)無(wú)線通信會(huì)有一定的影響。但是同頻干擾對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響是很小的，這可以通過(guò)兩方面說(shuō)明:

    ①無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力是由于接收機(jī)將擴(kuò)頻后的信號(hào)再次與擴(kuò)頻碼相乘還原出原始信號(hào)，同時(shí)干擾信號(hào)也在接收端與擴(kuò)頻碼相乘從而將其頻帶展寬，干擾信號(hào)能量也就分散到很寬的頻帶上，這樣2. 405ghz~2. 485ghz頻帶內(nèi)只有很小部分干擾信號(hào)能量，因此同頻噪聲對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信干擾是微乎其微的。

    ②sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電產(chǎn)生瞬態(tài)電磁千擾，這種干擾只能持續(xù)很短的時(shí)間，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的干擾也是瞬間的，瞬態(tài)電磁干擾結(jié)束，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)也恢復(fù)正常。

篇（6）

0引言

目前，變電站系統(tǒng)自動(dòng)化正成為一種不可改變的趨勢(shì)，其監(jiān)控和通信系統(tǒng)的重要性日益凸顯。變電站現(xiàn)有測(cè)控系統(tǒng)多采用有線通信方式，但是，有線通信的弊端是顯而易見(jiàn)的，例如傳輸線鋪設(shè)復(fù)雜、不易檢修和維護(hù)，長(zhǎng)距離傳輸線易受電磁千擾的影響等等。而無(wú)線通信則具有運(yùn)行可靠、安裝靈活。成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在需要實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站信息的情況下，無(wú)線通信更是具有極大的優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有無(wú)線通信方式主要有IEEE802.11b/g、藍(lán)牙、ZigBee. GPRS/GSM等。而ZigBee技術(shù)更是以安全性高、響應(yīng)時(shí)間快、占用系統(tǒng)資源低、成本低以及能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)成為變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中首選的無(wú)線通信技術(shù)。ZigBee技術(shù)是專門針對(duì)無(wú)線傳感器開(kāi)發(fā)的，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用研究尚處于起步階段，其研究重點(diǎn)主要放在配電網(wǎng)自動(dòng)化以及溫度、電能在線監(jiān)測(cè)方面，然而，變電站高強(qiáng)電磁環(huán)境對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響的研究還相對(duì)缺失。因此本文對(duì)變電站的干擾和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用的可行性進(jìn)行論證。

1變電站中的電盛千擾

變電站內(nèi)部具有復(fù)雜的電磁環(huán)境，因此必須對(duì)各種典型的電磁干擾源進(jìn)行詳細(xì)的分析。變電站存在的典型的電磁干擾源有:50Hz工頻電磁場(chǎng);設(shè)備出口短路引起的脈沖磁場(chǎng);電暈放電;靜電放電;局部放電;空氣擊穿燃弧;SF6間隙擊穿燃弧;真空間隙擊穿燃弧等。其中工頻電磁場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)對(duì)無(wú)線信號(hào)基本不會(huì)產(chǎn)影響。

1. 1靜電放電和局部放電

兩個(gè)具有不同靜定電位的物體，由于直接接觸或靜電場(chǎng)感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場(chǎng)的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。當(dāng)外加電壓在電氣設(shè)備中產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，足以使絕緣區(qū)域發(fā)生放電，但在放電區(qū)域內(nèi)未形成固定放電通道的這種放電現(xiàn)象，稱為局部放電。兩者都是小絕緣間隙、小能量放電的擊穿。

這兩種放電產(chǎn)生輻射干擾在幾百kHz以內(nèi)，且能量低，衰減快，因此對(duì)無(wú)線通信不會(huì)造成影響。

1.2電暈放電和空氣擊穿放電

電力導(dǎo)線在高壓強(qiáng)電場(chǎng)作用下，可能對(duì)周圍空間產(chǎn)生游離放電的電暈。導(dǎo)線表面的機(jī)械損傷、污染微粒或者導(dǎo)線附近的水滴、灰塵等，都會(huì)引起導(dǎo)線表面曲率變化，從而使得點(diǎn)位梯度達(dá)到空氣介質(zhì)的擊穿介質(zhì)。因此，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中電暈的產(chǎn)生幾乎是不可避免的。

由圖1可見(jiàn)電暈放電的輻射信號(hào)主要集中在78MHZ和180MHZ附近的兩個(gè)包絡(luò)內(nèi)，并且最大信號(hào)強(qiáng)度僅為一40dBmW。

由圖2可知空氣間隙擊穿產(chǎn)生的電磁場(chǎng)帶寬較寬，主要集中在600MHZ以下，并且干擾信號(hào)的強(qiáng)度很小，即使在580:MHZ頻率附近也只有-35dBmW。

1.3開(kāi)關(guān)操作干擾

變電站內(nèi)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備在投切操作或開(kāi)關(guān)故障電流時(shí)，由于感性負(fù)載的存在，開(kāi)關(guān)觸頭開(kāi)斷時(shí)，產(chǎn)生的電弧的熄滅和重燃可能在母線或線路上引起含有多個(gè)頻率分量的衰減振蕩波，通過(guò)母線或設(shè)備間的連線將暫態(tài)電磁場(chǎng)的能量向周圍空間輻射，形成輻射脈沖電磁場(chǎng)。設(shè)備操作干擾主要有SF6間隙擊穿和真空間隙擊穿所產(chǎn)生的輻射信號(hào)。

圖3. 4可知SF6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的干擾信號(hào)覆蓋頻段很寬，且在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)電磁信號(hào)的強(qiáng)度比較強(qiáng)，在2. 4GHz頻段，電磁信號(hào)的強(qiáng)度約為一40dBmW。

2無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)頻技術(shù)

2.1 ZigBee協(xié)議

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的ZigBee協(xié)議的框架是建立在IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)之上，IEEE802. 15. 4定義}ZigBee的物理層和媒體訪問(wèn)層。IEEE802. 15. 4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2. 4GHz物理層和868月I5MHz物理層。兩個(gè)物理層都基于直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)，主要完成能量檢測(cè)、鏈路質(zhì)量指示、信道選擇以及數(shù)據(jù)發(fā)送和接收等功能。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)輸出2.4GHzISM頻段直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，輸出功率大于一17dBm，工作頻段2. 405^2. 480GHz 。

2. 2直接序列擴(kuò)頻技術(shù)

擴(kuò)頻是利用與信息無(wú)關(guān)的為隨機(jī)碼，通過(guò)調(diào)制的方法將己調(diào)制的頻譜寬度擴(kuò)展到比原調(diào)制信號(hào)的帶寬寬得多的過(guò)程。常用的擴(kuò)頻技術(shù)有調(diào)頻、混合擴(kuò)頻和直接序列擴(kuò)頻等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。

直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)就是用具有高碼率的偽隨機(jī)(PN)序列，在發(fā)送端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，在接受端用相同的PN序列對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，還原出原始信號(hào)。

3變電站干擾對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的形晌

變電站的電磁干擾主要分為兩部分:0~300MHz低頻部分、2. 4~2. 5GHz同頻帶寬。

1)電暈放電和空氣擊穿所產(chǎn)生的低頻干擾的頻帶離無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作頻段2. 4GHz很遠(yuǎn)，并且強(qiáng)度小于一40dBmW，可以通過(guò)低通濾波器進(jìn)行處理，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信基本沒(méi)有影響。

2) SF6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的電磁干擾在2. 405GHz~2. 485GHz頻帶內(nèi)也有較強(qiáng)的信號(hào)存在，在間隙擊穿電壓為I5KV左右時(shí)電磁強(qiáng)度達(dá)到一40dBmV。變電站現(xiàn)場(chǎng)的擊穿電壓可能會(huì)更高，電磁強(qiáng)度也就更高，因此對(duì)無(wú)線通信會(huì)有一定的影響。但是同頻干擾對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響是很小的，這可以通過(guò)兩方面說(shuō)明:

①無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力是由于接收機(jī)將擴(kuò)頻后的信號(hào)再次與擴(kuò)頻碼相乘還原出原始信號(hào)，同時(shí)干擾信號(hào)也在接收端與擴(kuò)頻碼相乘從而將其頻帶展寬，干擾信號(hào)能量也就分散到很寬的頻帶上，這樣2. 405GHz~2. 485GHz頻帶內(nèi)只有很小部分干擾信號(hào)能量，因此同頻噪聲對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信干擾是微乎其微的。

②SF6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電產(chǎn)生瞬態(tài)電磁千擾，這種干擾只能持續(xù)很短的時(shí)間，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的干擾也是瞬間的，瞬態(tài)電磁干擾結(jié)束，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)也恢復(fù)正常。

篇（7）

一、LS碼簡(jiǎn)介

多載波碼分多址（MC-CDMA）技術(shù)是將正交頻分復(fù)用和碼分多址技術(shù)相結(jié)合，集兩者優(yōu)點(diǎn)于一體的一項(xiàng)新技術(shù)，它采用擴(kuò)頻碼對(duì)原始數(shù)據(jù)擴(kuò)頻后將每個(gè)碼片調(diào)制到不同的子載波上，可獲得頻率分集的效果，對(duì)于這種技術(shù)接入碼的相關(guān)性能非常重要，這里將李道本教授發(fā)明的一種新型的擴(kuò)頻碼一零相關(guān)窗互補(bǔ)碼（LS碼）應(yīng)用于MC-CDMA系統(tǒng)中。LS碼是一種具有互補(bǔ)相關(guān)性質(zhì)的碼，每個(gè)LS碼均由兩部分C碼和S碼構(gòu)成，采用由兩位二進(jìn)制正交基和生成樹(shù)擴(kuò)展方式生成長(zhǎng)為64的LS碼，得到相關(guān)函數(shù)仿真圖，如圖1可看出LS碼的互相關(guān)函數(shù)在原點(diǎn)附近是零，這個(gè)區(qū)域被稱作無(wú)干擾窗，在此窗口內(nèi)可以減小甚至消除符號(hào)間干擾和多址干擾。自相關(guān)函數(shù)在無(wú)干擾窗口內(nèi)自相關(guān)值為一脈沖值。從其相關(guān)函數(shù)仿真圖中可看出LS碼的相關(guān)性能優(yōu)良，適宜應(yīng)用于多載波碼分多址系統(tǒng)從而降低誤碼率[1][2]。

二、MC-LS-CDMA通信系統(tǒng)模型

2.1發(fā)射機(jī)模型

LS碼應(yīng)用于MC-CDMA系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示。發(fā)送端對(duì)用戶數(shù)據(jù)bk（t）進(jìn)行串并變換，轉(zhuǎn)換為M個(gè)并行分支，然后將每一個(gè)并行分支碼元分別與擴(kuò)展碼sk（n）的不同碼片相乘，完成頻域擴(kuò)頻操作。sk（n）的碼長(zhǎng)為N，那么總的并行分支有M×N個(gè)。這N個(gè)并行數(shù)據(jù)被分別調(diào)制到N個(gè)正交的子載波上得到一個(gè)多載波符號(hào)。每個(gè)多載波符號(hào)的前部插入一個(gè)保護(hù)間隔是為了消除由多徑而引起的符號(hào)間干擾ISI。最后信號(hào)被載波fc（t）進(jìn)行頻譜搬移形成射頻信號(hào)后發(fā)送出去[3]。

2.2接收機(jī)模型

MC-CDMA接收機(jī)的部分結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，假設(shè)信道為頻率選擇性瑞利衰落信道。在下變頻后，N個(gè)子載波首先利用FFT進(jìn)行解調(diào)，然后與一個(gè)增益系數(shù)Gkj相乘后將被擴(kuò)展到各子載波的能量相加。形成判決變量。在考慮信道的情況下，簡(jiǎn)化后的接收信號(hào)即為第m個(gè)分支的多載波接收信號(hào)：

此MC-LS-CDMA系統(tǒng)用到的擴(kuò)頻序列LS碼碼長(zhǎng)為20，所以原始數(shù)據(jù)被調(diào)制到20個(gè)載波上。兩個(gè)用戶的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)此仿真系統(tǒng)可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，LS碼在MC-CDMA系統(tǒng)的可行性得到了驗(yàn)證。

四、基于LS碼的MC-CDMA系統(tǒng)誤碼率仿真

系統(tǒng)仿真條件為：采用的原始數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為104，調(diào)制方式為BPSK，高斯白噪聲信道，MC-LS-CDMA系統(tǒng)采用的是68個(gè)子載波，本文考慮的用戶數(shù)為1，4，8，16。觀察圖5可知，單用戶與多用戶的BER性能幾乎沒(méi)有差別，這說(shuō)明基于LS碼的MC-CDMA系統(tǒng)在多用戶的情況下具有良好的抗多址干擾（MAI）性能，這是由LS碼具有理想的自互相關(guān)特性所決定的[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]施建超，黃華. LAS碼的構(gòu)造及LAS-CDMA相對(duì)于傳統(tǒng)CDMA的優(yōu)勢(shì).通信技術(shù)，2007（12）

[2] Hancheng Liao，Daoben Li，Qingrong Zhang.An example of LS codes. ICCC China 2004，Beijing，Oct. 2004：pp. 918～920

篇（8）

擴(kuò)頻通信有直接序列擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻、跳時(shí)擴(kuò)頻等幾種方式[2].擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中常采用的m 序列和Gold 序列，它們都有著較好的自相關(guān)特性，但其互相關(guān)函數(shù)存在大量的尖峰脈沖，這種現(xiàn)象特別是在多徑效應(yīng)的情況下對(duì)擴(kuò)頻通信十分不利。另外序列的數(shù)量有限，特別是m 序列，Gold 序列是通過(guò)m 序列優(yōu)選對(duì)生成的，其可用序列的數(shù)量也是有限的。同時(shí)它們都有安全性問(wèn)題，只需知道序列的2n 個(gè)比特（n 為寄存器級(jí)數(shù)）的碼元就很容易破譯，這就影響到了擴(kuò)頻通信的安全。可見(jiàn)擴(kuò)頻技術(shù)主要受傳統(tǒng)的PN 碼的相關(guān)特性以及PN 地址碼個(gè)數(shù)的限制，且其抗截獲能力比較差，這對(duì)于采用擴(kuò)頻技術(shù)的CDMA 系統(tǒng)都是十分不利的。

混沌擴(kuò)頻通信使用混沌序列代替擴(kuò)頻通信的PN 碼，混沌序列的研究為選擇擴(kuò)頻碼開(kāi)辟了新的途徑。混沌是由確定性方程產(chǎn)生的，只要方程參數(shù)和初值確定就可以重現(xiàn)混沌現(xiàn)象，而且由于它對(duì)初值極端敏感，所以混沌過(guò)程既非周期又不收斂[3].從理論上，混沌序列是非周期序列，具有逼近于高斯白噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，并且混沌序列數(shù)目眾多，更適合應(yīng)用于擴(kuò)頻通信中作為擴(kuò)頻序列碼。混沌系統(tǒng)有著對(duì)初始條件特別敏感的特點(diǎn)，對(duì)于一個(gè)確定的混沌系統(tǒng)，兩個(gè)非常接近的初始條件（或參數(shù)）經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展后，可以輸出完全不相關(guān)的結(jié)果。這樣就可以很方便的產(chǎn)生出大量的不相關(guān)的混沌序列，只需通過(guò)簡(jiǎn)單的改變初始值。同時(shí)，這些混沌序列具有良好的相關(guān)特性，從有限長(zhǎng)序列中不可能導(dǎo)出系統(tǒng)的初始條件，從而可達(dá)到保密通信的目的，這些特點(diǎn)使得混沌系統(tǒng)很適合于產(chǎn)生擴(kuò)頻通信中系統(tǒng)性能優(yōu)良的擴(kuò)頻序列。由此，本文用混沌序列作為擴(kuò)頻序列進(jìn)行了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的Simulink 建模仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的正確性，先進(jìn)性。

2 混沌擴(kuò)頻的基本原理

2.1 混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的框圖設(shè)計(jì)

該擴(kuò)頻系統(tǒng)的原理框圖如圖1 所示，它按功能主要可以分為5 個(gè)部分：混沌序列產(chǎn)生部分、擴(kuò)頻調(diào)制部分、信道部分、解擴(kuò)部分和誤碼比較部分。信號(hào)在系統(tǒng)的處理過(guò)程為：

（1）先由信源端隨機(jī)生成準(zhǔn)備傳送的有用信號(hào)，有用信號(hào)經(jīng)過(guò)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)。

（2）然后由混沌序列生成模塊產(chǎn)生混沌序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，將擴(kuò)展頻譜的寬帶信號(hào)經(jīng)信道傳送，疊加上信道噪聲。

（3）經(jīng)過(guò)信道傳送以后，由本地產(chǎn)生的與發(fā)送端相同的混沌序列去完成相關(guān)檢測(cè)，即將收到的寬頻信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)。

（4）經(jīng)過(guò)解擴(kuò)的信號(hào)再經(jīng)過(guò)信息解調(diào)，恢復(fù)出發(fā)送的信號(hào)。將恢復(fù)出的信號(hào)與發(fā)送端的原始信號(hào)同時(shí)送入誤碼比較器進(jìn)行比較，計(jì)算出系統(tǒng)的誤碼率。

2.2 混沌序列性質(zhì)分析

目前應(yīng)用于產(chǎn)生擴(kuò)頻偽隨機(jī)序列碼的混沌映射主要有：Logistic 映射、改進(jìn)型Logistic映射、Chebyshev 映射和Tent 映射。這幾種混沌映射都屬于離散時(shí)間混沌系統(tǒng)，是目前研究較為集中的幾種映射。本文中選用Logistic 映射動(dòng)力方程[4].它具有很好的自相關(guān)性和互相關(guān)抑制性。 對(duì)于保密通信而言，既要求對(duì)初值的敏感性又要求信號(hào)的隨機(jī)性，敏感性越強(qiáng)同時(shí)隨機(jī)性越好，則保密性越強(qiáng)。這些特性可由概率統(tǒng)計(jì)特性均值、自相關(guān)和互相關(guān)性來(lái)定量描述。

當(dāng)混沌序列無(wú)限長(zhǎng)時(shí)，Logistic 序列的自相關(guān)特性和白噪聲是一致的。Logistic 序列越長(zhǎng)，互相關(guān)性越好。在碼分多址系統(tǒng)中，最主要的干擾是多址干擾，衡量抗多址干擾能力的主要指標(biāo)主要是碼間互相關(guān)性的大小。利用概率密度函數(shù)，可以計(jì)算得到所關(guān)心的一些統(tǒng)計(jì)特性p（x）關(guān)于偶對(duì)稱，自相關(guān)函數(shù)近似為δ 函數(shù)，互相關(guān)為零。其概率統(tǒng)計(jì)特性與白噪聲一致，適合于在保密通信中的應(yīng)用。

2.3 混沌序列與PN 序列的比較

在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，大都采用線性或非線性移位寄存器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼作為擴(kuò)頻序列，例如，m序列和Gold 序列。然而，這些序列碼集中的碼個(gè)數(shù)都很有限。在具有大容量的CDMA通信系統(tǒng)中，這些序列的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了容量的要求。另外，他們提供的保密性也很有限，容易破譯。根據(jù)以上所述的混沌序列的特性，可將混沌序列代替一般的偽隨機(jī)序列來(lái)作為擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻序列，即所謂的混沌擴(kuò)頻序列。

使用混沌擴(kuò)頻序列主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)[5]: （2）混沌序列容易產(chǎn)生和存儲(chǔ)。混沌序列只需要一個(gè)模型和初始條件就可以產(chǎn)生，而m序列、Gold 碼等PN 序列，由多級(jí)移位寄存器或其它延遲元件通過(guò)線性反饋產(chǎn)生，要獲得不同的隨機(jī)序列，必須對(duì)其產(chǎn)生的隨機(jī)二進(jìn)制序列進(jìn)行緩存，不如混沌序列產(chǎn)生方便。

（3）混沌序列對(duì)初始參數(shù)極其敏感，即使對(duì)相差為10?6的兩個(gè)初值，經(jīng)過(guò)混沌模型數(shù)次迭代后產(chǎn)生的序列也將變得毫不相關(guān)，這樣可通過(guò)混沌模型產(chǎn)生大量不相關(guān)的序列。而m序列和Gold 碼序列長(zhǎng)度只能固定，并且序列的數(shù)量有限。

（4）混沌序列的保密性要好于PN 序列。混沌序列具有確定的、隨機(jī)的和不可預(yù)測(cè)的特征，并且具有連續(xù)寬頻譜特征。混沌系列沒(méi)有周期，類似于一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，且任意截取一段序列，均不能預(yù)測(cè)出整個(gè)序列，不同于普通擴(kuò)頻系統(tǒng)中的偽隨機(jī)序列。

可見(jiàn)，混沌序列用于擴(kuò)頻調(diào)制，理論上可以進(jìn)一步改善其性能。

3 MATLAB/SIMULINK 簡(jiǎn)介

MATLAB 是美國(guó)Mathworks 公司生產(chǎn)的一個(gè)為科學(xué)和工程計(jì)算專門設(shè)計(jì)的交互式大型軟件，是一個(gè)可以完成各種精確計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的、可視化的、強(qiáng)大的計(jì)算工具。MATLAB軟件包括兩大部分：數(shù)值計(jì)算和工程仿真。其數(shù)值計(jì)算部分提供了強(qiáng)大的矩陣處理和繪圖功能；在工程仿真方面，MATLAB 提供的軟件支持幾乎遍布各個(gè)工程領(lǐng)域，并且不斷加以完善。SIMULINK 是基于框圖的仿真平臺(tái)，它掛接在MATLAB 環(huán)境上，以MATLAB 強(qiáng)大的計(jì)算功能為基礎(chǔ)，以直觀的模塊框圖進(jìn)行仿真和計(jì)算。在SIMULINK 環(huán)境下使用通信系統(tǒng)仿真模塊庫(kù)中的模塊，可以很方便的進(jìn)行通信系統(tǒng)的仿真，直觀的圖形輸出讓我們可以很清楚地看到仿真結(jié)果。

4 混頻擴(kuò)頻系統(tǒng)的建模與實(shí)現(xiàn)

4.1 混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型設(shè)計(jì)

在 simulink 環(huán)境下，在通信系統(tǒng)仿真模塊庫(kù)中選擇本系統(tǒng)仿真所需要的各個(gè)模塊，搭建仿真模型，如圖3 所示。

4.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果與性能分析

5 結(jié)論

本文給出了一種基于MATLAB/SIMULINK 的混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型，驗(yàn)證了基于混沌序列的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的工作機(jī)理。從仿真的結(jié)果中的誤碼率和信號(hào)波形兩個(gè)方面都可以驗(yàn)證利用混沌序列進(jìn)行擴(kuò)頻通信是一種更為優(yōu)良、可靠的通信傳輸手段。本文所設(shè)計(jì)的仿中國(guó)科技論文在線真框圖，具有良好的性能和可視化的優(yōu)點(diǎn)，下一步可以研究具有自適應(yīng)特性的、對(duì)調(diào)制方式、載波數(shù)、擴(kuò)頻碼的參數(shù)可以適時(shí)更改的、更加智能化和實(shí)用化的混沌序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。隨著第三代通信的發(fā)展，保密傳輸變得越來(lái)越重要了，混沌序列直接擴(kuò)頻提供了比傳統(tǒng)的擴(kuò)頻系統(tǒng)更好安全性[7].比如非周期性、對(duì)初始值及參數(shù)的敏感性、非二元性、偽隨機(jī)性等都在傳輸安全中有更好的優(yōu)越性，再加上混沌序列具有無(wú)窮的多樣性，從而為通信質(zhì)量和系統(tǒng)容量的提高奠定了理論基礎(chǔ)[8, 9]。

[2] 胡健棟，鄭朝輝等。碼分多址與個(gè)人通信[M].北京人民郵電出版社，1996.

篇（9）

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）01-0026-03

近年來(lái)，移動(dòng)通信由于具有時(shí)實(shí)性、機(jī)動(dòng)性、具有不受時(shí)空限制等特點(diǎn)，己經(jīng)成為一種深受人們歡迎的通信方式，并快速滲入進(jìn)我們現(xiàn)代生活中的方方面面。此外，利用有效信道的帶寬資源對(duì)于我們?nèi)粘Ｍㄐ畔到y(tǒng)具有相當(dāng)大的意義。全世界范圍內(nèi)對(duì)移動(dòng)通信和個(gè)人便攜通信的要求日益增加，在這一背景下，CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)引起人們的高度關(guān)注。因此，研究其對(duì)抗外界的強(qiáng)干擾，高頻帶的利用率，各頻道的互相關(guān)性以及保密性等方面都是必須的，更是必備的。面臨著日益增加的全世界范圍內(nèi)對(duì)移動(dòng)以及個(gè)人便攜式通信的龐大需求，對(duì)一個(gè)給定無(wú)線頻譜的位置，CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)能夠達(dá)到更高的頻帶效率，因此相較于其它通信技術(shù)，該通信系統(tǒng)能夠提供足夠多的多址接入用戶數(shù)，正因?yàn)槠湓跓o(wú)線通信領(lǐng)域所擁有的獨(dú)有特性，使得CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)已逐步取代過(guò)去的傳統(tǒng)通信模式，成為一種主要的通信方式。與此同時(shí)，應(yīng)用于CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，例如衛(wèi)星通信、軍事抗干擾通信以及金融行業(yè)基于CDMA的無(wú)線金融解決方案等。

在CDMA系統(tǒng)中，所有用戶使用同一頻率通信，系統(tǒng)在發(fā)送端使用特定的擴(kuò)頻碼對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，在接收端利用擴(kuò)頻碼的相關(guān)性區(qū)分不同用戶。我們?cè)诤罄m(xù)的系統(tǒng)建模中主要也是利用該擴(kuò)頻碼的相關(guān)性來(lái)區(qū)分各個(gè)通信用戶。工作在同一頻段上的不同用戶之間存在多址干擾，從而使得解碼時(shí)產(chǎn)生誤碼，該文也將從誤碼率方面來(lái)比對(duì)各種相關(guān)擴(kuò)頻碼的數(shù)據(jù)仿真[1]。

1 蒙特卡羅模型建模

建模是仿真的基礎(chǔ)，該文利用蒙特卡羅仿真來(lái)分析CDMA系統(tǒng)的誤碼性能。蒙特卡羅仿真的基本思想是：首先建立一個(gè)概率模型或隨機(jī)過(guò)程，使它的參數(shù)等于問(wèn)題的解；然后通過(guò)對(duì)模型或過(guò)程的觀察或抽樣試驗(yàn)來(lái)計(jì)算所求隨機(jī)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征，最后給出所求解的近似值，解的精度可用估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)誤差來(lái)表示。蒙特卡羅方法以概率統(tǒng)計(jì)理論為其主要理論基礎(chǔ)，以隨機(jī)抽樣（隨機(jī)變量的抽樣）為其主要手段。圖1便是我們即將進(jìn)行研究的CDMA仿真模型[2]。

本文利用圖1所示CDMA系統(tǒng)的蒙特卡羅仿真模型，研究不同擴(kuò)頻地址碼的選擇對(duì)系統(tǒng)誤碼性能的影響，混沌映射參數(shù)對(duì)系統(tǒng)誤碼性能的影響。蒙特卡羅仿真次數(shù)為100次。

2 兩種混沌映射參數(shù)對(duì)混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)誤碼性能的影響

由于混沌擴(kuò)頻序列的生成對(duì)參數(shù)的依賴性[2]（如Logistic序列存在著初始值和分形參數(shù)的依賴）使得這些參數(shù)會(huì)對(duì)序列的性能產(chǎn)生影響，而這些影響又將反映在系統(tǒng)的誤碼率（BER）上。因而本文首先將對(duì)Logistic序列初始值和分形參數(shù)對(duì)CDMA通信系統(tǒng)誤碼性能的影響進(jìn)行仿真和分析。通過(guò)大量仿真分析為實(shí)際應(yīng)用時(shí)對(duì)初始值和分形參數(shù)選擇提供有用的依據(jù)[3]。

為不失一般性，蒙特卡羅仿真條件為：信噪比[SN]為10dB，用戶數(shù)為7，信號(hào)碼長(zhǎng)1000，擴(kuò)頻倍數(shù)為20，信道為高斯白噪聲信道。

2.1混沌映射初始值對(duì)系統(tǒng)誤碼率的影響

對(duì)不同的用戶我們?nèi)∠嗤某跏贾礫4]，7個(gè)不同的初始值與7個(gè)用戶獨(dú)有的地址碼相對(duì)應(yīng)，產(chǎn)生的7個(gè)不同的混沌序列作為7個(gè)用戶各自的地址碼。

選擇序列初始值范圍都在[0.01，0.99]之間取值，每間隔0.01產(chǎn)生一個(gè)初始值。Logistic混沌映射的初始值對(duì)混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)誤碼率的影響曲線如圖2。

仿真結(jié)果分析：由圖2可以看出，混沌映射初始值對(duì)系統(tǒng)誤碼率的影響明顯。Logistic混沌映射在初始值為0.3、0.5、0.7等幾個(gè)點(diǎn)處誤碼率較小，可以得到誤碼性能非常好的Logistic序列。在選擇地址碼時(shí)，我們可以選擇這些點(diǎn)作為混沌映射初始值來(lái)產(chǎn)生誤碼性能較好的地址碼。

2.2混沌映射分形參數(shù)對(duì)系統(tǒng)誤碼率的影響

對(duì)不同的用戶我們?nèi)∠嗤姆中螀?shù)，7個(gè)不同的初始值產(chǎn)生的7個(gè)不同的混沌序列與7個(gè)用戶獨(dú)有的地址碼相對(duì)應(yīng)。

Logistic序列選擇分形參數(shù)范圍都在 （3.57，4）之間取值，每間隔0.01產(chǎn)生一個(gè)分形參數(shù)。該混沌映射的分形參數(shù)對(duì)混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)誤碼率的影響曲線如圖3。

仿真結(jié)果分析：由圖3可以看出，混沌映射分形參數(shù)對(duì)系統(tǒng)誤碼率的影響明顯。Logistic混沌映射在分形參數(shù)為3.92具有最小的誤碼率，可以得到誤碼性能非常好的Logistic序列。在選擇地址碼時(shí)，我們可以選擇這些點(diǎn)作為混沌映射分形參數(shù)來(lái)產(chǎn)生誤碼性能較好的地址碼。

3 基于不同地址碼CDMA通信系統(tǒng)誤碼性能仿真分析

本小節(jié)將分別對(duì)使用m序列、Gold序列及Logistic序列作為地址碼時(shí)的CDMA通信系統(tǒng)的誤碼性能進(jìn)行仿真分析[5]。

當(dāng)m序列作為地址碼時(shí)，我們基于不同的本原多項(xiàng)式和初始狀態(tài)產(chǎn)生不同的m序列來(lái)作為不同用戶的地址碼；當(dāng)Gold序列作為地址碼時(shí)，基于不同的m序列優(yōu)選對(duì)產(chǎn)生不同的Gold序列來(lái)作為不同用戶的地址碼；當(dāng)Logistic序列作為地址碼時(shí)，我們選擇固定的分形參數(shù)3.92，基于不同的初始值產(chǎn)生不同的Logistic序列作為不同用戶的地址碼。

1）干擾對(duì)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)性能的影響

在高斯白噪聲信道[5]條件下為不失一般性，我們選擇用戶數(shù)為5，信號(hào)碼長(zhǎng)1000，擴(kuò)頻倍數(shù)為20。信道為高斯白噪聲信道。用戶數(shù)與系統(tǒng)誤碼率的關(guān)系曲線如圖4。

（a）m序列（b）Gold序列（c）Logistic序列

仿真結(jié)果分析：由圖4可以看出，系統(tǒng)誤碼率隨著信噪比的增加而減小。Gold序列的誤碼率曲線比m序列的誤碼率曲線下降的慢，誤碼性能明顯要比m序列差，可以看出， Logistic序列的誤碼性能最優(yōu)。

4 結(jié)論與分析

本文利用蒙特卡羅仿真對(duì)Logistic混沌映射產(chǎn)生二相混沌擴(kuò)頻序列，分析了初始值，分形參數(shù)對(duì)CDMA誤碼性能的影響[6]，并同時(shí)與GOLD序列，m序列為擴(kuò)頻碼時(shí)系統(tǒng)的誤碼性能進(jìn)行比較，最終得出結(jié)論。

通過(guò)仿真表明：（1）Logistic混沌擴(kuò)頻序列初始值和分形參數(shù)的選擇對(duì)系統(tǒng)誤碼率的影響很大，由于Logistic混沌序列具有非常強(qiáng)的初值敏感性，因此序列數(shù)量是非常巨大的，這是m序列和Gold序列所不能比的，故要想得到誤碼性能較好的混沌擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，選擇好初始值與分形參數(shù)是關(guān)鍵。（2）Logistic二相混沌擴(kuò)頻序列誤碼性能要優(yōu)于m序列和Gold序列，Gold序列的誤碼率曲線比m序列的誤碼率曲線下降的慢，誤碼性能明顯要比m序列差，且m序列可用碼組有一定限制。我們可以通過(guò)選擇合適的初始值和

分形參數(shù)我們可以在Logistic混沌序列中找到抗多址干擾能力優(yōu)于其它擴(kuò)頻序列的地址碼。（3）通過(guò)選擇合適的初始值和分形參數(shù)我們可以在Logistic混沌序列中找到抗多址干擾能力優(yōu)于其它擴(kuò)頻序列的地址碼。

綜上所述，傳統(tǒng)擴(kuò)頻序列中m序列具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可惜能作為地址碼使用的序列數(shù)量較少。與傳統(tǒng)擴(kuò)頻序列的比較，Logistic混沌地址碼具有抗多址干擾強(qiáng)，誤碼率低，用戶容量大，保密性強(qiáng)和易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，并且通過(guò)初始值與分形參數(shù)的選擇可以得到數(shù)量豐富的序列，故Logistic二相混沌擴(kuò)頻序列可作為CDMA擴(kuò)頻的一種優(yōu)選序列，可作為未來(lái)擴(kuò)頻通信中擴(kuò)頻碼的首選。

參考文獻(xiàn)：

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篇（10）

中圖分類號(hào)：TN914.42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）10-0107-02

1 引言

U頻通信是現(xiàn)代通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向，信息在傳輸過(guò)程利用偽隨機(jī)序列對(duì)被傳輸信息進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，使其具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)自身傳輸過(guò)程中所需要的帶寬，在接收過(guò)程中使用相同的序列進(jìn)行解擴(kuò)并恢復(fù)原始數(shù)據(jù)信息。它在抗噪聲干擾、抗多徑衰落、碼分多址等方面同傳統(tǒng)無(wú)線通信相比具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。其自誕生之日起，就得到了廣泛重視，現(xiàn)逐步發(fā)展成為前景極為廣闊的一種通信方式。擴(kuò)頻測(cè)距是利用擴(kuò)頻通信來(lái)進(jìn)行測(cè)距的一種測(cè)距方式，一般采用一個(gè)較長(zhǎng)周期的pn碼序列做為發(fā)射信號(hào)，在接收端通過(guò)該pn碼與目標(biāo)反射回來(lái)的pn碼序列的相位進(jìn)行比較，通過(guò)兩個(gè)碼序列的碼片差，得出時(shí)間差，進(jìn)而換算出所要測(cè)量的距離。

本文利用matlab的可視化工具simulink對(duì)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，對(duì)該系統(tǒng)的擴(kuò)頻增益、干擾噪聲與抑制及偽隨機(jī)碼的跟蹤與捕獲比進(jìn)行了研究，為擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境下的應(yīng)用提供了依據(jù)。

2 理論基礎(chǔ)

2.1 直接擴(kuò)頻系統(tǒng)

2.1.1 直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)及基本原理

直擴(kuò)的基本工作原理是在發(fā)送端信源加入高速的偽隨機(jī)序列使得信號(hào)的頻譜得以擴(kuò)寬，展寬后的信號(hào)再經(jīng)過(guò)調(diào)制發(fā)送出去。在接收端使用相同的本地偽隨機(jī)序列對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)并解調(diào)，恢復(fù)出原有信號(hào)。其理論基礎(chǔ)源于香農(nóng)定理：在高斯白噪聲干擾條件下，系統(tǒng)的傳輸最大速率或信道容量為：

式中：C為信道容量；B為信號(hào)帶寬；S為信號(hào)平均功率；N為噪聲功率。

由香農(nóng)公式可看出：

（1）可以通過(guò)增加傳輸信號(hào)的帶寬或增加信噪比的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息傳輸速率的增加，使系統(tǒng)信道容量增加。

（2）針對(duì)一個(gè)指定的信道容量，可以通過(guò)信噪比和帶寬的適當(dāng)互換來(lái)保證信道容量不變。

（3）當(dāng)帶寬展寬時(shí)系統(tǒng)噪聲功率也會(huì)變大，信道容量不能通過(guò)增加帶寬而無(wú)限制增大。

由此可知在信道容量一定的條件下，信號(hào)功率和信號(hào)帶寬可以形成互換。當(dāng)然并不是任意系統(tǒng)隨意擴(kuò)展其傳輸帶寬后就一定會(huì)得到信噪比的互換，我們?cè)趯?shí)際通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)選擇最有效的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這種信噪比和帶寬的互換，擴(kuò)頻技術(shù)就是一種有效的方法，在強(qiáng)干擾的環(huán)境下它仍然可以保證良好的通信質(zhì)量。

2.1.2 偽隨機(jī)序列

擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻是通過(guò)偽隨機(jī)序列乘上原信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此隨機(jī)序列具有良好的隨機(jī)特性和相關(guān)特性。本文選用的m序列是由移位寄存器加上反饋后產(chǎn)生的一種常用的偽隨機(jī)序列，其具有產(chǎn)生容易，自相關(guān)性好，互相關(guān)值小等優(yōu)點(diǎn)，m序列特有的尖銳的自相關(guān)特性，正是碼捕獲時(shí)可選用滑動(dòng)相關(guān)法進(jìn)行捕獲。

2.2 直接擴(kuò)頻測(cè)距的基本原理

直接擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)利用目標(biāo)反射回來(lái)的pn碼與接收端原pn碼的相位進(jìn)行比較，得到兩個(gè)碼序列的相位差，進(jìn)而得出與待測(cè)物體間的距離。直接擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)包括發(fā)送端、信道、及接收端，發(fā)送端對(duì)信源出來(lái)的原始數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行信道編碼、直接序列擴(kuò)頻調(diào)制、BPSK調(diào)制，而后進(jìn)入信道，在信道中加入了噪聲和干擾，在接收端進(jìn)行碼同步后完成解擴(kuò)及解調(diào)。其中在PN碼捕獲的時(shí)候，利用PN碼的自相關(guān)性而產(chǎn)生的峰峰值得到兩個(gè)碼同步所需要的時(shí)間，進(jìn)而得到所測(cè)的距離。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 發(fā)送端

直接擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)的發(fā)送端包括擴(kuò)頻調(diào)制和bpsk調(diào)制。擴(kuò)頻調(diào)制通常是將待傳輸?shù)幕鶐?shù)字信號(hào)與擴(kuò)頻碼在時(shí)域相乘，源信號(hào)經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻后，得到遠(yuǎn)大于源信號(hào)帶寬的寬帶信號(hào)。本文選用n為8的m序列，周期為 。

載波調(diào)制是用基帶信號(hào)去改變載波信號(hào)的幅度、頻率等參數(shù)，進(jìn)行信息傳送。這里使用的是BPSK調(diào)制。調(diào)制后輸出為，其中

3.2 信道

信道是通信傳輸?shù)拿浇椋跓o(wú)線電通信傳輸中存在許多干擾。信號(hào)傳輸過(guò)程中要盡量消除和減少干擾。本論文在信道中加入了單頻窄帶干擾，這種干擾在頻率上與通信頻率相同，可形成同頻干擾，且頻帶很窄，使得干擾信號(hào)的能量全部落入有用信號(hào)頻帶內(nèi)，對(duì)有用信號(hào)形成干擾。同時(shí)在系統(tǒng)加入干擾抑制模塊，干擾抑制的核心思想就是在直擴(kuò)信號(hào)解擴(kuò)前把強(qiáng)干擾能量消除，避免干擾進(jìn)入接收端進(jìn)而超過(guò)直擴(kuò)系統(tǒng)的干擾容限。使其信噪比降低到直擴(kuò)系統(tǒng)干擾容限范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的正確接收。其理論基礎(chǔ)是利用信號(hào)與干擾在時(shí)域和頻域的特性差別來(lái)檢測(cè)和消除干擾。本文應(yīng)用傅里葉重疊變換抑制干擾，利用窄帶干擾集中在很窄的頻帶范圍內(nèi)，在頻域上形成很窄的尖峰，通過(guò)對(duì)頻域內(nèi)的混合信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，找到干擾的位置并將這些頻譜線去掉。

擴(kuò)頻接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)在于PN碼同步，在擴(kuò)頻系統(tǒng)中，要正確地進(jìn)行解擴(kuò)，必須進(jìn)行相應(yīng)的偽碼同步。在接收端使用一個(gè)與發(fā)送端相同的PN碼，對(duì)反射回來(lái)的碼進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)碼同步。這也是測(cè)距的關(guān)鍵所在。這里使用的是滑動(dòng)相關(guān)法進(jìn)行偽隨機(jī)碼的捕獲。本地PN碼與反射回來(lái)PN碼進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，利用其自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，當(dāng)兩個(gè)PN碼完全重合時(shí)出現(xiàn)尖峰值，即此刻兩碼組實(shí)現(xiàn)同步。若沒(méi)有同步，則本地碼延時(shí)一個(gè)碼片，繼續(xù)上步計(jì)算，則直到兩碼片重合為止。對(duì)延時(shí)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，就可得知兩個(gè)碼片同步所需要的時(shí)間，即通過(guò)此時(shí)間可換算出兩地之間的距離。

3.3 載波同步

接收信號(hào)在完成解擴(kuò)之后要進(jìn)行解調(diào)。在相干解調(diào)時(shí)，接收端需要用一個(gè)與所接收信號(hào)完全相同的相干載波進(jìn)行提取，這個(gè)過(guò)程叫做載波同步。這里采用自同步的方法，載波同步是搭建Costas環(huán)完成載波同步的仿真。

3.4 距離測(cè)量

在PN碼同步時(shí)，計(jì)數(shù)器1在PN碼時(shí)鐘的觸發(fā)下由0到n-1計(jì)數(shù)，其中n是m序列的位數(shù)，若計(jì)數(shù)器計(jì)滿n時(shí)將計(jì)數(shù)器2清零進(jìn)入下一輪計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器2在時(shí)鐘觸發(fā)下對(duì)接收碼與本地碼互相關(guān)運(yùn)算，門限判決電路的作用是將計(jì)數(shù)器2在n個(gè)碼元r間內(nèi)與門限進(jìn)行比較，若大于門限，輸出0，小于門限，輸出1。當(dāng)輸出1時(shí)，時(shí)鐘產(chǎn)生電路則扣除掉本地偽碼產(chǎn)生的一個(gè)時(shí)鐘脈沖，本地偽碼發(fā)生器將延時(shí)一個(gè)碼片，就相當(dāng)于本地碼在滑動(dòng)，一直到無(wú)窄脈沖輸出時(shí)，碼相位就對(duì)齊了。計(jì)數(shù)器1則記錄了碼片延時(shí)的個(gè)數(shù)，通過(guò)碼片延時(shí)的個(gè)數(shù)能計(jì)算出延時(shí)時(shí)間，進(jìn)而計(jì)算出所測(cè)的距離。

4 仿真與結(jié)果分析

直接擴(kuò)頻系統(tǒng)采用n為8的m序列，擴(kuò)展頻譜寬度為。采用BPSK調(diào)制，擴(kuò)頻調(diào)制仿真模塊如圖1所示。

在信道中加入信噪比為10dB的高斯白噪聲和中心頻率為510kHZ的單音窄帶干擾，系統(tǒng)的數(shù)碼率為1kb/s，擴(kuò)頻碼率255kb/s，載波為510kHZ。

而后在系統(tǒng)中加入干擾抑制模塊后，F(xiàn)FT變換采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)為8192，窗函數(shù)使用切比雪夫窗，阻帶衰減度為80dB。加入干擾抑制模塊后，波形輸出如圖2所示，從圖中可以看出，經(jīng)過(guò)加窗處理和重疊變換后，干擾大幅度降低，信號(hào)損傷大為減少。FFT的干擾抑制技術(shù)還能同時(shí)處理多個(gè)干擾，因此具有良好的抗多徑衰落的能力。

Pn碼同步時(shí)采用255bit、速率為255kb/s的本地pn碼，碼同步后輸出波形圖3可以看出中間一路信號(hào)在0.005s時(shí)出現(xiàn)尖峰值，仿真在兩個(gè)碼片周期內(nèi)能夠得到明顯相關(guān)峰，PN碼同步完成。在載波同步仿真中通過(guò)構(gòu)建Costas環(huán)完成解調(diào)，載頻為500kHz，與發(fā)送端調(diào)制時(shí)有10kHz頻差。其控制電壓大小與調(diào)制信號(hào)無(wú)關(guān)，只取決于相位差。從仿真結(jié)果圖4可見(jiàn)最終的包絡(luò)信息含有噪聲，符合解調(diào)要求，成功解調(diào)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文在simulink中搭建了擴(kuò)頻測(cè)距的仿真平臺(tái)，并在整個(gè)系統(tǒng)仿真中加入了常見(jiàn)的窄帶單頻干擾和高斯白噪聲，重點(diǎn)分析了擴(kuò)頻調(diào)制和碼同步兩個(gè)關(guān)鍵步驟，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中加入了窄帶干擾抑制模塊，接收并解擴(kuò)后的信號(hào)與發(fā)出信號(hào)基本一致，誤比特率低。通過(guò)仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。結(jié)果表明系統(tǒng)的頻帶擴(kuò)展寬度符合預(yù)期，在信道中存在較大干擾的情況下，抗干擾能力良好。滑動(dòng)捕獲碼同步法估算測(cè)距距離的算法簡(jiǎn)單有效，滿足實(shí)際運(yùn)用需求。

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[3]竇中兆.CDMA無(wú)線通信原理[J].清華大學(xué)出版社，2004，2.

篇（11）

1引言

在油田偏遠(yuǎn)油區(qū)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)及油井視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)偏遠(yuǎn)油井的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。但由于偏遠(yuǎn)油區(qū)裝置遠(yuǎn)離油田總部，應(yīng)用有線的通訊方式，施工困難且周期長(zhǎng)、靈活性差。而無(wú)線通訊方式由于其建立物理鏈路簡(jiǎn)單易行，成本低，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目方案，靈活性好，系統(tǒng)的功能擴(kuò)展方便，因此特別適合偏遠(yuǎn)油區(qū)對(duì)通信鏈路的要求。

2常用的無(wú)線通訊技術(shù)

目前在油田現(xiàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用的無(wú)線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無(wú)線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。

其中GPRS和CDMA技術(shù)中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通公司的主營(yíng)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，在數(shù)據(jù)傳輸方面有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，即信號(hào)覆蓋范圍廣。對(duì)于陸上油田生產(chǎn)區(qū)域基本完全覆蓋。但由于海上油田地理位置特殊，遠(yuǎn)離陸地的基站，因此很多海上生產(chǎn)平臺(tái)還無(wú)法為GPRS/CDMA信號(hào)完全覆蓋。此外經(jīng)過(guò)測(cè)試，GPRS的平均速率為20kbit/s～40kbit/s，CDMA的平均速率為80kbit/s～100kbit/s，可以滿足傳輸小數(shù)據(jù)量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)要求，但無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)量的信號(hào)（例如視頻信號(hào)）遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸。雖然有利用CDMA技術(shù)進(jìn)行視頻信號(hào)傳輸?shù)陌咐Ч⒉焕硐搿?/p>

數(shù)字電臺(tái)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境，能夠提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口，可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接，實(shí)現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺(tái)的傳輸速率從1200～19.2Kbit，傳輸距離20～50公里。具有抗干擾能力強(qiáng)、接收靈敏度高等特點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)比較成熟，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，一直以來(lái)廣泛用于油田的數(shù)據(jù)遙測(cè)/數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)項(xiàng)目中。但隨著GPRS/CDMA技術(shù)的日漸成熟，相應(yīng)的設(shè)備價(jià)格的降低，使得在很多應(yīng)用場(chǎng)合中數(shù)傳電臺(tái)被GPRS/CDMA所取代。但同時(shí)，數(shù)傳電臺(tái)的相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高帶寬的數(shù)傳電臺(tái)也不斷涌現(xiàn)。結(jié)合數(shù)傳電臺(tái)誤碼率低、信道可靠的特點(diǎn)，數(shù)傳電臺(tái)必將成為海上油田通信技術(shù)應(yīng)用的可靠選擇。

擴(kuò)頻微波和無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。擴(kuò)頻微波最大優(yōu)點(diǎn)在于較強(qiáng)的抗干擾能力，以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等，同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣等特點(diǎn)，特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。而無(wú)線網(wǎng)橋是無(wú)線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無(wú)線網(wǎng)橋是為使用無(wú)線（微波）進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離（可達(dá)50km）、高速（可達(dá)百M(fèi)bps）無(wú)線組網(wǎng)。這兩項(xiàng)技術(shù)都可以用來(lái)傳輸對(duì)帶寬要求相當(dāng)高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號(hào)傳輸業(yè)務(wù)。

例如，對(duì)于遠(yuǎn)離陸地且無(wú)法進(jìn)行中繼的海上平臺(tái)，通訊鏈路只能通過(guò)衛(wèi)星通信和短波通訊。其中衛(wèi)星通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋進(jìn)行的范圍均可進(jìn)行通信。不易受陸地災(zāi)害影響，建設(shè)速度快，易于實(shí)現(xiàn)廣播和多址通信等等優(yōu)點(diǎn)。但其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)昂貴，且系統(tǒng)維護(hù)要求高。短波通訊以往只在軍事通信、專業(yè)通信、業(yè)余通信中發(fā)揮著極為重要的作用，因其傳輸速率低、噪聲大，電離層反射天波為主，通常不能穩(wěn)定的使用固定頻率工作等缺點(diǎn)，因此在其他領(lǐng)域已慢慢淡出人們的視線。盡管短波通信存在一些缺陷，但對(duì)于海上油田而言，短波通訊作為可靠性高、覆蓋區(qū)域廣的通信方式，用于海上平臺(tái)的緊急通信及小數(shù)據(jù)量傳輸應(yīng)該是一個(gè)比較好的選擇。

3環(huán)境因素對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響

偏遠(yuǎn)油區(qū)的環(huán)境因素以以海上油田最為特殊。海上油田除了考慮信道帶寬，傳輸數(shù)率，傳輸距離，發(fā)射功率，天線要求等通信設(shè)備本身的技術(shù)參數(shù)外，在應(yīng)用無(wú)線通訊技術(shù)的過(guò)程中，還必須全面地考慮海上平特的地理環(huán)境與地理?xiàng)l件對(duì)無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用的影響。

3.1對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?/p>

可以通過(guò)選取性能好的設(shè)備或應(yīng)用抗干擾措施以減少甚至避免干擾。但無(wú)線通信過(guò)程中的信號(hào)衰落問(wèn)題則是普遍存在的，而且是不可避免的。由于海上油田遠(yuǎn)離陸地，與陸地之間的廣闊的海域、多變的氣候使得在陸上應(yīng)用效果很好的技術(shù)在海上應(yīng)用時(shí)沒(méi)有了用武之地。

微波在空間傳播中將受到大氣效應(yīng)和地面效應(yīng)的影響，導(dǎo)致接受機(jī)接受的電平隨著時(shí)間的變化而不斷起伏變化，我們把這種現(xiàn)象稱為衰落。從衰落的物理因素來(lái)看，可以分成以下幾類：吸收衰落、雨霧衰落、K型衰落、波導(dǎo)型衰落、閃爍衰落等等。在各種衰落因素中，吸收衰落、雨霧衰落及K型衰落對(duì)海上油田的無(wú)線通信應(yīng)用影響較大。

3.2對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響

各項(xiàng)通信技術(shù)在海上油田應(yīng)用中還存在的另外一個(gè)問(wèn)題就是其獨(dú)特的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。海上平臺(tái)一般空間狹小，還要考慮海上多風(fēng)，平臺(tái)最高點(diǎn)一般較低的特點(diǎn)。

首先是對(duì)天線安裝的限制。海上微波通信受地形地貌影響，相同的通信距離要求兩端天線的高度更高。對(duì)于衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻微波、短波通信等天線體積較大的應(yīng)用，由于海上風(fēng)力較大，抗風(fēng)性的要求也使得設(shè)備在小平臺(tái)的安裝變得十分困難。

此外，對(duì)于無(wú)人值守的平臺(tái)，設(shè)備必須具有高可靠性、可自動(dòng)維護(hù)、參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置等功能。而對(duì)于衛(wèi)星通信、短波通信等要求平臺(tái)上配備專業(yè)管理操作人員進(jìn)行設(shè)備的管理維護(hù)，這一特點(diǎn)也為技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)一定的限制。

4無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)在海上平臺(tái)視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，我們選取了基于5.8G無(wú)線網(wǎng)橋設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試。測(cè)試地點(diǎn)為淺海油井，測(cè)試內(nèi)容為4路視頻監(jiān)控圖像的傳輸。該系統(tǒng)具體解決方案是利用摩托羅拉Canopy5.8G無(wú)線網(wǎng)橋建立通信鏈路。在平臺(tái)一側(cè)首先通過(guò)視頻服務(wù)器將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為可在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)流，之后由無(wú)線網(wǎng)橋?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)疥懙囟恕ｊ懙囟艘粋?cè)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋進(jìn)行接收后由視頻監(jiān)控服務(wù)器處理后，對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行錄像存儲(chǔ)及Web。相關(guān)用戶可依據(jù)相應(yīng)權(quán)限在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行視頻圖像的瀏覽、錄像等操作。