時間:2023-03-22 17:44:42
序論:在您撰寫無線通信論文時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。
遠距離無線通信技術逐漸更新?lián)Q代,而近距離無線通信技術也在同步發(fā)展?,F(xiàn)階段,人們隨身攜帶的通信工具,主要利用紅外線進行傳輸,通過IRDA能夠避免長距離電線電纜的麻煩,但仍然不便于利用。藍牙技術應運而生,并成功地在短距離內(nèi)創(chuàng)建了公眾化的無線網(wǎng)絡。各種信號均可以借助接入點進行傳輸,摒棄了傳統(tǒng)的電纜,而且被廣泛應用于交互式短距離無線通信中。這就包括了電話會議、相機與電腦終端之間的圖像傳輸、不同家庭電器的遙控等。Wimax科技正逐漸興起,其特點是遠距離傳輸與高帶寬。通過Wimax,人們有效地構建了城市之間、城鄉(xiāng)之間的無線網(wǎng)。Wimax能夠覆蓋幾十公里以上,網(wǎng)絡速度達到了幾十M/s。所以有些科學家認為,其遠距離與高速傳輸服務也許會搶占3G通訊的市場份額。Wimax技術在運營開支、傳輸速度和距離等層面有著得天獨厚的優(yōu)越性,也許會成為一類開創(chuàng)產(chǎn)業(yè)新局面的科技。
2超寬帶無線接入技術
超寬帶是一類時域通信手段,其無線接入技術比普通科技手段的帶寬高,有著高速率、開支少、能耗少的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡,這種技術無需載波,僅僅通過小周期的脈沖信號作為載體,以二進制信號進行傳輸。這種超寬帶信號的頻譜比較稀疏,信號強度是mW級別,能夠抵御強干擾信號。相比于CDMA框架,此通信系統(tǒng)更利于實現(xiàn),僅需較少的開支。
3未來無線通信領域的發(fā)展趨勢
3.1無線通信領域技術互補性日益明顯
無線通信技術種類逐漸增多,每種都有各自的優(yōu)劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求,而無線局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內(nèi)的信號傳輸,超寬帶技術適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發(fā)展無線網(wǎng)絡通信技術的歷程中,我們應當依照不同消費者的個性化需求,甄選出最適合的無線通訊手段,使得無線通信業(yè)務有著多元化未來,更好地處理移動通信應用中的各類難題。在不遠的將來,無線寬帶接入技術仍會朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來仍有可能會孕育出更先進的技術手段?,F(xiàn)階段的無線寬帶接入技術應用于受限條件下的高速度傳輸,其話音通訊性能仍然與公眾移動通訊手段相距甚遠。因此,我們應著眼于未來,不斷挖掘其技術優(yōu)越性,彌補移動網(wǎng)絡的應用缺陷,以更好地服務大眾,同時避免資源浪費。
3.2藍牙技術將革新無線通信業(yè)的發(fā)展
在藍牙技術的發(fā)展大潮中,眾多企業(yè)都在探究和制造以藍牙技術為主導的電子產(chǎn)品,譬如某集團研制了以藍牙技術為基礎的無線耳機等。芯片設計研發(fā)團隊成功開發(fā)了在藍牙技術所需頻段內(nèi)的專用IC,同時配備了與之匹配的應用硬件軟件套裝,便于其他客戶或應用廠商可以快速掌握此芯片的應用之道,并生產(chǎn)出以藍牙技術為本的新產(chǎn)品。除此之外,軟件開發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍牙技術的軟件,被廣泛應用于電腦、手機等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍牙技術以無線方式連接成網(wǎng)絡,使人們可以自由地傳輸訊息。藍牙技術的產(chǎn)生推動了無線通信業(yè)的進一步發(fā)展,計算機業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍牙技術的發(fā)展,并加大了對藍牙技術開發(fā)的投資力度。
3.3無線網(wǎng)絡通信技術的融合趨勢
3.3.1無線技術與蜂窩網(wǎng)技術的融合
為了完成其計費與檢測功能,短距離無線通信技術被應用于電子產(chǎn)品中。無線通信技術在近些年來迎來了更快速的發(fā)展,愈來愈多的短距離無線接入技術被應用于社會生活的各個層面,譬如藍牙技術有效融合了短距離無線技術與蜂窩網(wǎng)技術。
3.3.2移動通信技術和無線寬帶接入技術的融合
移動通信業(yè)務的發(fā)展成熟,與寬帶業(yè)務領域的拓寬,直接推動了多種寬帶接入技術的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無線局域網(wǎng)技術推動了3G通訊技術的其他應用。而且移動通信技術和無線寬帶接入技術互惠互利,并在4G時代完美地融合成一個健全的系統(tǒng)。
3.3.3無線通信技術與視頻等多媒體技術的融合
電力系統(tǒng)配網(wǎng)與骨干電網(wǎng)相比較,具有配電設備多、分支多、分布廣、電網(wǎng)等級復雜、結(jié)構繁瑣的特點,所以配網(wǎng)通信接線復雜,監(jiān)控點分散,通信點多,這不僅要求提高無線通信的安全性和可靠性,而且要有較強的抗干擾能力,能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信功能。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗,首先對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行了概述,然后講述了配網(wǎng)通信中無線通信技術的分類,然后著重介紹了LTE無線通信技術,最后為提高LTE無線通信技術的安全可靠性提出了幾條措施,具有一定的現(xiàn)實意義和參考價值。
2配網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述
配網(wǎng)自動化系統(tǒng)作為一種遠程監(jiān)控、協(xié)調(diào)、操作配電設備的自動化系統(tǒng),集合了控制技術、通信技術和計算機技術,主要目的是提高配電網(wǎng)絡的可靠性和安全性,在改進供電質(zhì)量的前提下,降低資金投入,最大限度的提高安全性和可靠性。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構圖。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要由四個部分組成:配電主站、現(xiàn)場監(jiān)控、通信網(wǎng)絡和配電子站。其中通信網(wǎng)絡的主要功能是提供現(xiàn)場終端設備和配電主站之間的通信通道,實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控和交流的功能。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建立主要是為了提高供電可靠性和電壓質(zhì)量。按照信息流向的不同,配網(wǎng)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動化可以分為上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù),其中上行數(shù)據(jù)是終端設備采集的數(shù)據(jù)向主站發(fā)送,而下行數(shù)據(jù)是主站向終端設備發(fā)送控制數(shù)據(jù),實現(xiàn)控制功能。
3配網(wǎng)通信中無線通信技術的分類
電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)需要在主站和終端設備之間進行數(shù)據(jù)傳遞、控制和調(diào)節(jié),而配電網(wǎng)絡結(jié)構復雜,造成了通信節(jié)點多、節(jié)點相對分散、節(jié)點之間距離短的特點。無線通信技術應運而生。通常情況下,配網(wǎng)通信中無線通信技術可以分為:無線公網(wǎng)通信和無線專網(wǎng)通信。無線公網(wǎng)通信技術和無線專網(wǎng)通信技術各有優(yōu)缺點,但是從當前的發(fā)展模式來看,無線公網(wǎng)通信技術具有更為廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展市場,特別是在LTE無線通信技術問世之后,極大的推動了配網(wǎng)通信的安全性和可靠性,將電網(wǎng)推向“信息化、自動化、互動化”的智能電網(wǎng)方向。
4LTE無線通信技術
LTE無線通信技術作為公網(wǎng)通信技術3G的一個延伸,改進增強了3G空中接入技術,采用OFDM和MIMO標準,大大改善了小區(qū)邊緣用戶的性能,提高了小區(qū)容量,并且降低了系統(tǒng)延遲時間。LTE無線通信技術定位于2G、3G、LTE移動業(yè)務的綜合承載,以網(wǎng)絡可靠性和安全性為出發(fā)點,致力于建立高速率、高可靠的通信網(wǎng)絡。LTE無線通信技術和其他無線通信技術相比較具有多方面的優(yōu)點:
(1)優(yōu)化了空中接口技術,強化了數(shù)據(jù)傳送速率;
(2)采用頻分多址技術和多輸入輸出功能,作為無線網(wǎng)進化的準則;
(3)大大提高了上行速率和下行速率,能夠分別達到50Mbps和100Mbps;
(4)優(yōu)化了小區(qū)容量,小區(qū)之間切換性能大幅度提高;
(5)整體構架是在數(shù)據(jù)分組交換的基礎進行的,能夠最大限度提高數(shù)據(jù)傳送效率;
(6)靈活性高,支持“配對”和“非配對”頻譜分配,網(wǎng)絡時延較低,用戶面時延不大于5ms,信令面時延小于100ms。TD-LTE核心網(wǎng)的關鍵技術主要包括標識管理、節(jié)點選擇、移動性管理、切換管理、IP地址分配和PDN連接服務和會話管理等,此外,為了提高通信的安全性和可靠性,系統(tǒng)還采用了NAS信令和RRC信令進行加密[3],進一步提高了可靠性。
5加強LTE無線通信技術可靠性的措施
LTE無線通信技術可靠性并不是傳統(tǒng)意義上面的通信可靠性,指的是設備可靠性、網(wǎng)絡可靠性和業(yè)務可靠性。TCP連接吞吐量和端時延成反比,當傳輸路徑發(fā)生故障的時候,系統(tǒng)有兩種反應機制:啟用重傳機制或者倒轉(zhuǎn)路徑,無論哪種機制,對于信息傳遞而言都會大大降低其可靠性和安全性,所以可靠性技術勢在必行。通常情況下,提高LTE無線通信技術可靠性的方法有兩種:快速檢測和保護倒換技術,兩者相互結(jié)合,互相補充,全面提高配電網(wǎng)絡通信的可靠性。
5.1快速檢測技術
LTE無線通信利用相鄰系統(tǒng)之間的通信故障進行快速檢測,進而快速建立起替代通道或者倒轉(zhuǎn)到其他鏈路。當前,某些硬件設備(如SDH)提供了網(wǎng)絡故障檢測功能。典型的快速檢測技術包括BFD、EthOAM、MPLSOAM,這些典型的快速檢測技術能夠檢測相鄰設備之間的報文發(fā)送和接收速率,如果在規(guī)定的時間間隔內(nèi)收不到相應的報文,則進行相應的協(xié)議倒換。以BFD快速檢測技術為例,BFD快速檢測技術不僅能夠快速檢測通信故障,而且可以快速將故障通知應用層。BFD快速檢測技術又可以分為BFDforPW機制和BFDforTE機制,前者主要是利用BFD完成隧道引導承載業(yè)務快速切換,達到業(yè)務保護的目的;后者是一種端到端的快速檢測機制,能夠檢測通信隧道的鏈路和節(jié)點,提高通信可靠性。此外,在通信隧道LSP上面建立起B(yǎng)FD回話,能夠利用快速檢測技術檢測出隧道故障,比如轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的數(shù)據(jù)平面故障等等,為數(shù)據(jù)通信提供端到端的保護。
5.2保護倒換技術
保護倒轉(zhuǎn)技術在快速檢測技術之后,在事先建立好的通道上面,針對不同承載技術進行快速倒轉(zhuǎn),切換相關協(xié)議。在LTE網(wǎng)絡中,保護倒轉(zhuǎn)技術能夠按照業(yè)務部署進行分類:L2VPN類、L3VPN類、網(wǎng)關類、鏈路類保護倒換技術。L2VPN類保護倒換技術主要是指PW冗余,L3VPN類保護倒換技術主要是指VPNFRR,網(wǎng)關類保護保護技術為E-VRRP,鏈路類保護倒換技術包括LDPFRR、混合FRR、TEFRR和TEHSB。其中不同保護技術相互結(jié)合可以提高通信可靠性,比如PW+L3VPN。按照保護倒轉(zhuǎn)模式的不同可以分為三類:隧道保護、業(yè)務保護及網(wǎng)關保護。①隧道保護,主要保護網(wǎng)絡內(nèi)部鏈路和節(jié)點,能夠保證倒換前后業(yè)務節(jié)點不變,及采用保護技術包括LDP快速收斂、LSP、TEFRR三種技術;②業(yè)務保護,主要保護前后業(yè)務源宿節(jié)點,能夠匯聚匯聚路由器、RANER以及EPCCE節(jié)點故障,主要采用的保護技術包括PWRedun-dancy、VPNFRR、BFDforPW、BFDforTunnel;③網(wǎng)關保護,用于EPCCE及EPC與EPCCE之間的鏈路故障檢測,相應的保護技術為E-VRRP。
6結(jié)語
參考文獻的寫作在某一程度上提升論文學術價值和質(zhì)量水平,所以參考文獻在論文的寫作當中也是不能忽視的,寫好論文還參考文獻那么我們寫出了的論文才更有水平。下面是學術參考網(wǎng)的小編整理的無線通信論文參考文獻,歡迎大家閱讀賞析。
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關鍵詞:串行通信無線通信機器人
足球機器人是一個極富挑戰(zhàn)性的高技術密集密集型項目,融小車機械、機器人學、機電一體化、單片機、數(shù)據(jù)融合、精密儀器、實時數(shù)字信號處理、圖像處理與圖像識別、知識工程與專家系統(tǒng)、決策、軌跡規(guī)劃、自組織與自學習理論、多智能體協(xié)調(diào)以及無線通信等理論和技術于一體,既是一個典型的智能機器人系統(tǒng),又為研究發(fā)展多智能體系統(tǒng)、多機器人之間的合作與對抗提供了生動的研究模型。它通過提供一個標準任務,使研究人員利用各種技術獲得更好的解決方案,從而有效促進各個領域的發(fā)展。其聽理論與技術可應用于工業(yè)生產(chǎn)、自動化流水線、救援、教育等實踐領域,從而有效推動國家科技經(jīng)濟等方面的發(fā)展。機器人足球從一個側(cè)面反映了一個國家信息與自動化領域的基礎研究和高技術發(fā)展水平。
目前,國際上有機器人足球比賽分為兩大系列——FIRA和Robocup。本文所要論述的系統(tǒng)所應用的F-180小型足球機器人比賽就是RoboCup系列中應用較廣泛的一種。
F-180小型足球機器人足球比賽的示意圖如圖1所示,比賽雙方各有5名機器人小車在場上。足球機器人系統(tǒng)在硬件設備方面包括機器人小車、攝像裝置、計算機主機和無線發(fā)射裝置;從功能上分,它包括機器人小車、視覺、決策和無線通信四個子系統(tǒng)。
其中無線通信系統(tǒng)是銜接主機和底層機器人不可缺少的一環(huán),它必須保證從主機端到機器人底層之間的數(shù)據(jù)傳送是可靠的,從而使得機器人比較能夠順利流暢進行。由于比賽雙方都有多個機器人同時在場地上跑動,要求無線通信有一定的抗干擾性。無線通信系統(tǒng)的性能相當程度上直接影響著機器人的場上表現(xiàn)。
1系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)
比賽中從攝像頭來的視頻信號經(jīng)過計算機處理之后得到控制小車用的數(shù)據(jù)信息,而無線通信系統(tǒng)的就是將這些數(shù)據(jù)信息及時準確地送達場上的每一個機器人小車,系統(tǒng)采用廣播方式,各機器人根據(jù)特定標志識別發(fā)給自己的有用數(shù)據(jù),從而進行決策與行動。整個系統(tǒng)的框圖如圖2所示。
1.1發(fā)送端的硬件設計
發(fā)送端主要用PIC16F877單片機實現(xiàn)編碼和對發(fā)射機的控制,計算機通過串行口發(fā)送數(shù)據(jù),經(jīng)過PIC16F877編碼后再通過PTR3000無線通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
所采用的PIC16F877單處機是MICROCHIP公司推出的8位單片機。采用RISC指令系統(tǒng)和哈佛總線結(jié)構,最高運行的時鐘頻率可達20MHz,因而指令運行速度快。它有很寬的工作電壓范圍,可直接與3.3V的PTR3000無線通信模塊配合使用。
TR3000無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊是一種半雙工收發(fā)器,采用NORDIC公司的nrf903無線收發(fā)芯片,工作頻率采用國際通用的數(shù)傳頻段ISM,頻段915MHz,工作頻率可以在902MHz~928MHz可變。采用GMSK調(diào)制,抗干擾能力強,特別適合工業(yè)控制。靈敏度高,達到-100dBm,最大發(fā)射功率+10dBm,工作電壓為2.7V~3.3V。它最多有169個頻道,可滿足需要多頻道的場合,最高數(shù)據(jù)速率可達76.8kbps。因而完全可以滿足小型組機器人通信的數(shù)傳速率與距離的需要。
本系統(tǒng)中PIC16F877就是采用20MHz的時鐘信號,能夠滿足即時收發(fā)數(shù)據(jù)以及編碼的需要。整個系統(tǒng)中包含兩種電源,無線通信模塊的電源為3.3V,而MAX232又需要+5電源。信號線的連接也要考慮兩種電平的匹配問題,在必要的地方要加上電平轉(zhuǎn)換電路。
首先單片機要接收來自計算機端的數(shù)據(jù),計算機串口輸出的信號經(jīng)過MAX232由232電平轉(zhuǎn)換為TTL電平。但是由于單片機采用3.3V電平,因而MAX232輸出的信號需經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換才能輸入單片機,電平轉(zhuǎn)換可以采用TI公司提供的典型電平匹配電路(見圖3),也可采用74LVCXX系列邏輯門來轉(zhuǎn)換。
由于PIC16F877只有一個異步串行口,因而要通過16C550通用同步異步收發(fā)器(USART)芯片來擴展一個異步串行口。這樣就可以保證從計算機串口輸出的數(shù)據(jù)與無線通信的數(shù)據(jù)速率不同,從而使原始數(shù)據(jù)經(jīng)過通信編碼及打包數(shù)據(jù)量增加之后也能及時傳送,并且在必要時也能將接收數(shù)據(jù)送回計算機端,實現(xiàn)半雙工通道。系統(tǒng)的電路圖如圖4。從圖4可以看出PIC單片機采用并口對16C550進行初始化配置。由于16C550共有10個寄存器,且占用了8個地址,因而PIC單片機用RA0、RA1、RA2三個通用I/O口做地址線選擇16C550的各個寄存器。單片機可以不斷通過RB1、RB2引腳檢測TXRDY、RXRDY信號獲知ST16C550是否接收到數(shù)據(jù),還是已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)。還可以通過把16C550設置成中斷方式使每接收到一個字節(jié)數(shù)據(jù)便產(chǎn)生一次中斷使INT信號有效,單片機進入中斷處理程序,從而使單片機的執(zhí)行效率更高。
單片機通過自帶的異步串行口輸出數(shù)據(jù)到PTR3000通信模塊。由于nrf903芯片接收和發(fā)送數(shù)據(jù)共用一個引腳,因而需要其他電路來解復用。最簡單的方法就是在單片機的TX引腳先接一個10kΩ的隔離電阻,再與RX和PTR3000的DATA引腳相連。但是這種方法有兩個缺點,它會造成發(fā)送的數(shù)據(jù)串入到單片機的接收引腳中,另外發(fā)送信號的驅(qū)動能力受到了極大的限制。因此,本系統(tǒng)采用了74HC244三態(tài)緩沖器作為隔離(見圖4中虛線框內(nèi)所示),并且通過單片機的RB4控制收發(fā)狀態(tài),因而在半雙工方式下發(fā)送信號與接收信號可以互不干擾地傳送。
對于通信模塊工作狀態(tài)的控制主要包含表1所列的這幾個信號,通過單片機的普通I/O口即可控制。
表1PTR3000工作工作模式配置表
PTR3000工作模式STBYPWR-DWNTXENCS
正常工作:接收0000
正常工作:發(fā)射0010
掉電模式01XX
待機模式10XX
1.2發(fā)送端的軟件設計
當系統(tǒng)復位時,單片機首先要對PTR3000無線通信模塊和16C550的寄存器進行編程初始化。PTR3000的初始化編程是通過同步串行信號進行的,總共有三個信號CFG_CLK、CS和CFG_DATA,分別連接到單片機RC3、RB7、RC5引腳。PIC16F877單片機本身就有同步串行口功能模塊,但是由于PTR3000的同步串行數(shù)據(jù)位為14位,并非整數(shù)字節(jié),而且14位數(shù)據(jù)必須一次初始化完成,因此實際通過普通的I/O口編程來實現(xiàn)這14位的同步串行信號更方便一些。在整個初始化期間CS信號必須一直為高電平。這14位初始化字的定義見表2。在初始化同步串行信號輸出時最高有效位在先。在對PTR3000編程前先其狀態(tài)為接收狀態(tài)以免在其他頻率造成無線干擾,編程完成后就可以將狀態(tài)改為發(fā)射狀態(tài)了。
表2PTR3000初始化控制字各位定義
Bit參數(shù)名稱符號參數(shù)
位數(shù)
0~1頻段FB必須為了10(表示為選擇頻段915±13MHz)2
2~9頻點CHf=902.1696+CH·0.1536(MHz)
10~11輸出功率POUT發(fā)射功率≈-8dBm+6dBm·POUT2
12~13時鐘分頻輸出Fup"00"=>Fup=fxtal
"01"=>Fup=fxtal/2
"10"=>Fup=fxtal/4
"11"=>Fup=fxtal/82
接下來對16C550的初始化設置。由于PIC16F877自身的并行口對16C550進行初始化編程設置各個寄存器,需要注意的只是在輸出每一個字節(jié)之前先要通過RA0~RA2輸出相應字節(jié)的地址信號。在初始化設置時將16C550的波特率設置低于76.8kbps,以保證接收的數(shù)據(jù)能夠通過PTR3000即時發(fā)送。
1.3接收端的硬件設計
接收端裝在每個機器人小車上,由于機器人小車的控制采用DSP控制器TMS320LF2407,因而在接收端PTR3000無線通信模塊就采用TMS320LF2407來控制。通過PTR3000接收的數(shù)據(jù)直接輸入DSP,由DSP進行解碼,從而做出決策和發(fā)出控制信號。因而無線通信系統(tǒng)的接收端電路相對發(fā)送端要簡單得多,只需用TMS320LF2407代替發(fā)送電路中的單片機與PTR3000模塊相連接即可。PTR3000的初始化編程也就由2407的普通I/O口來實現(xiàn),只不過在初始化編程之后依舊保持PTR3000處在接收狀態(tài)。
2協(xié)議的設計
2.1物理層的編碼設計
物理層的編碼設計要根據(jù)所采用的物理器件和物理信道的特性來決定。本系統(tǒng)采用PTR3000無線通信模塊在接收模塊中為了獲得0直流電平就需要在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中邏輯“0”和邏輯“1”的數(shù)量相等。只有滿足上述條件接收部分才會獲得很高的接收正確率。長時間空閑也會導致接收部分的0直流電平漂移,因為長時間的空閑實際上一直發(fā)送的是邏輯“1”。
由于PTR3000的這些特性,很自然就想到采用曼徹斯特編碼(Manchester)(也稱為數(shù)字雙向碼(DigitalBiphase)或分相碼(Biphase,Split-phase)。它采用一個周期的方波表示“1”,而且它的反向波形表示“0”。由于方波的正負周期各占一半,因而信號中不存在直流分量。在異步串行通信中有一個起始位“0”,因此將停止位“1”長度也設為一位,這樣在一個字節(jié)共10位信號中也就不存在直流分量了。只是加了曼徹斯特編碼之后原來一個字節(jié)的數(shù)據(jù)現(xiàn)在要兩個字節(jié)才能傳送。
圖4
有一些數(shù)字節(jié),不會在進行曼徹斯特編碼之后的數(shù)據(jù)串口出現(xiàn),但是在一個字節(jié)中也具有0直流分量的特性,也有很高的接收正確率。這類數(shù)據(jù)字節(jié)如:0xF0、0x0F、0xCC、0x33等。從碼型看來其中0xF0碼型定時性能是最好的(其碼型見圖5),它很容易使異步接收器達到同步并且不會發(fā)生錯誤。由于0xF0的這種特性就可以用它做同步碼元,在空閑的時間內(nèi)通信系統(tǒng)就通過一直發(fā)送同步碼元,使接收端保持同步,而且也可以保持接收模塊的0直流電平狀態(tài)。
2.2糾錯編碼設計
為了在有一定外界干擾的情況下,保證主要與機器人之間的無線通信依然穩(wěn)定可靠,必須采取一定的抗干擾措施,這可以采用糾錯編碼來實現(xiàn)。可以選擇糾錯編碼方案有(14,8)分組碼、(7,4)分組碼和循環(huán)碼,需要使用兩字節(jié)的長度發(fā)送一字節(jié)的有效信息;(5,2)分組碼和循環(huán)碼,交錯碼、(21,8)分組碼和縮短循環(huán)碼、(21,9)BCH碼、(21,12)BCH碼,需要使用三字節(jié)的長度發(fā)送一字節(jié)的有效信息。
系統(tǒng)中使用了(7,4)分組碼,并在實際中取得了較好的效果。它的構成方式如下:
假定不做任何處理的原碼格式為:
其高四位的監(jiān)督碼為:
A2A1A0
其低四位的監(jiān)督碼為:
B2B1B0
則編碼后成為兩個byte長度:
1X7X6X5X4A2A1A0
0X3X2X1X0B2B1B0
其中每個字節(jié)的最高位作為標志位,用于表示高四位和低四位,高四位用“1”做標志,低四位用“0”做標志。接收端通過檢測標志進行重組和解碼。對于譯碼基本方法有維特比譯碼和使用監(jiān)督矩陣譯碼,可根據(jù)具體的編碼方案靈活選用。
2.3幀格式設計
一般數(shù)據(jù)幀包括幀頭、機器人標識、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)校驗、保留字節(jié)等內(nèi)容,通常按照下面的格式排列:
幀頭機器人標識數(shù)據(jù)保留字數(shù)據(jù)校驗
為了保證幀能夠準確接收,幀頭的設計至關重要。一般幀頭需要兩個或兩個以上的字節(jié),并且應該選擇數(shù)據(jù)中出現(xiàn)幾率較低的數(shù)值和組合。在這個系統(tǒng)中可以采用一般數(shù)據(jù)中根本不會出現(xiàn)的數(shù)據(jù)字節(jié)如0xF0、0xCC作為數(shù)據(jù)幀頭。而其它類型的幀(如開球或暫停等命令幀),則可以選擇在0xF0之后加上其它的字0x33、0xC3、0x3C、0x0F等構成。這種幀頭組合在一般的數(shù)據(jù)中是不會出現(xiàn)的,因而可保證幀同步不會出錯。場上的每個機器人通過數(shù)據(jù)幀中的機器人標識來識別屬于自己的數(shù)據(jù),由于場上只有5個機器人,因而機器人標識只占用一個字節(jié)。
1.1設計總體思想
通信協(xié)議應該和體系沒有關聯(lián)。但是需要在一個操控系統(tǒng)上運作協(xié)議棧,那么就需要提供一些體系有關的支持,把協(xié)議棧集中在操控系統(tǒng)之中。所以我們?nèi)〕鱿祼阂廛浖捏w系有關部分,當朝著不同操控體系移植時,只需要修正這些體系有關部分代碼就可以了。體系有關部分涵括進程進度以及同步模塊、定時器模塊,和一些運作庫。協(xié)議棧是運用ANSIC編組的,采用標準C運作庫。協(xié)議棧的用戶端口和系統(tǒng)是相互關聯(lián)的。如果需要將協(xié)議棧植入到一個全新的操控系統(tǒng)上,需要檢索全部的體系有關部分,把這些體系有關的函數(shù)重新改寫并且鏈接到不同的運作庫。從代碼數(shù)量來看,體系相關部分占據(jù)全部協(xié)議模塊代碼數(shù)量的百分之五左右。
1.2一種短距離無線通訊全新技術
近距離無線通訊協(xié)議目的就是每一種信息設施可以完成無縫資源共同享用。不管是手機、電腦計算機、PDA、打印機,亦或是數(shù)碼相機、MP3播放器都可以相互傳送語音消息、文字記錄、圖像、文件消息等等。所以在實現(xiàn)協(xié)議棧時,應該和不同的操控體系以及通信協(xié)議具有良好的接口端。但是現(xiàn)在很多協(xié)議在這方面的建設和實現(xiàn)具備一定的缺點和不足之處,致使體系不能完成跨平臺通訊,唯獨同種產(chǎn)品之間的通訊。一種全新的短距離無線通訊技術是BT技術,它在很多方面都具備很大的優(yōu)勢,采用全向天線;更加容易地發(fā)現(xiàn)設施;支持終端的遷移性能;視距對信號傳遞沒有影響;全雙工的運作形式,適宜開展話音業(yè)務;支持點到多點的連接形式,容易組成小型局域網(wǎng)絡;并且可以經(jīng)過無線局域網(wǎng)和特網(wǎng)連接,完成多媒體信息的無線傳遞。
1.3總體設計方案
用BT協(xié)議作為背景,提供無線通訊協(xié)議體系設計以及實現(xiàn)新型機制。我們建設的協(xié)議棧是對主機協(xié)議棧的整體實現(xiàn),讓它涵括了主機協(xié)議棧的全部系惡意,二元電話操控協(xié)議簡稱為TCS、服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議簡稱為SDP以及主機操控端口簡稱為HCI等等。全部的協(xié)議棧是由四個部分組成的。
(1)體系模塊。每個協(xié)議在開啟時需要朝著BT體系模塊注冊。BT體系模塊維持了BT主機協(xié)議的FSM案例表。一個BT主機協(xié)議??梢圆捎眠@些小洗衣機其余的BT主機協(xié)議棧實行通訊。這個模塊在每個平臺上不一樣的,因為并不是全部的體系都需要全部的協(xié)議模塊。
(2)通用函數(shù)庫模塊。涵括了為各種協(xié)議模塊維持FSM所需求的通用代碼,像定時器的治理、進程之間的通訊等等。它還涵括了平臺有關的代碼。如果來自不一樣的BT主機協(xié)議的FSM案例對于公共資源的需求,這個模塊會負責為這些需求實行調(diào)度。
(3)協(xié)議棧的每個協(xié)議模塊。全部協(xié)議模塊都是采用ANSIC編組的,可以不需要改動就可以在每個平臺上進行遷移。每一個BT主機協(xié)議被實現(xiàn)作為一個FSM。當協(xié)議進行初始化的時候,它會為相對應的FSM生成一個跳轉(zhuǎn)矩陣,該FSM是由狀態(tài)和事件牽引的。跳轉(zhuǎn)矩陣的各項顯示對一個指定形態(tài)下的指定事件的治理函數(shù)。在協(xié)議進行初始化期間,F(xiàn)SM會被形成開始形態(tài)。
二、體系無關的實現(xiàn)形式
在協(xié)議進行初始化時,會為相對應的FSM產(chǎn)生一個跳轉(zhuǎn)矩陣,這個FSM是有形態(tài)以及事件牽引的。在協(xié)議進行初始化期間,F(xiàn)SM會被調(diào)制成初始形態(tài)。當協(xié)議的FSM收取到一個事件,它首要檢索任務就是FSM現(xiàn)在是否正在治理事件。如果FSM繁忙,那么把這個時間植入到事件隊列之中等待治理,否則的話,F(xiàn)SM就會立馬進行治理。
三、結(jié)束語
(1)衛(wèi)星接入技術。這種通信接入技術被廣泛應用于房地產(chǎn)、金融以及教育領域,主要是由于其技術可以有效地實現(xiàn)高速度的互聯(lián)網(wǎng)連接以及高速度的數(shù)據(jù)包發(fā)放。同時還由于此種接入技術的實施方法比較穩(wěn)定,所以在各個領域被廣泛應用。
(2)紅外光通信接入。這種通信接入技術由于其傳輸速率相對比較高,它的速度頻率大約在3MB/s-621MB/s之間,這樣就可以有效的促進數(shù)據(jù)之間的高速度傳播。同時此技術的傳輸距離可以高達100米左右,并且以紅外光為主要的工作波段,這樣既不需要對其進行頻率波段的申請,也不會影響其他通信系統(tǒng)的運行情況。
(3)微波寬帶接入技術。這種技術適應的頻率段主要是在28GHz的周圍,并且采用的是蜂窩方式的網(wǎng)絡布局,這樣就可以有效地降低因為傳輸距離比較長而造成的損失和能源消耗。同時還可以有效地減少無線通信發(fā)射的功率,由此可知,這種通信接入技術比較應用于雙向數(shù)據(jù)和圖像傳輸。
2無線通信技術在電力系統(tǒng)的應用
2.1無線通信技術在電力輸配電系統(tǒng)中的應用
在電力系統(tǒng)中,有關狀態(tài)信息的搜集和控制命令的發(fā)送主要是將輸變電無線與光纖集成通信系統(tǒng)放置在網(wǎng)絡通信層;變電站的中心站主要是通過電力特種光纜與部署在輸電線路桿塔上的遠端單元進行相互的連接,其中中心站還可以通過鏈式自組網(wǎng)的模式來有效地實現(xiàn)它們之間的通信,并且可以通過利用輸變電中心站設備和遠端單元有效連接的無線與光纖集成通信系統(tǒng),這樣就可以實現(xiàn)底層終端信息的匯總和采集。此外,還可以利用遠距離傳輸?shù)姆绞綄⑿畔⑦M行匯集到輸變電系統(tǒng)主站中。在電力系統(tǒng)中運用輸變電的時候,可以有效地采用分布式中心站與鏈式組網(wǎng)兩者相互相結(jié)合的方式,這樣就可以更加充分地利用輸電線路光纜資源,從而就可以有效地實現(xiàn)光纖與無線組合網(wǎng)絡之間的通信。由于在電力系統(tǒng)中應用配用電的時候,它需求不同,這樣就需要促使系統(tǒng)具備智能化的鏈路傳輸能力,并且系統(tǒng)還需要具備流量實時監(jiān)測技術,從而就可以有效地實現(xiàn)系統(tǒng)性能的動態(tài)感知。除此之外,在對系統(tǒng)進行實際的監(jiān)控和測量的時候,要對流量控制技術進行具體的分析和研究,從而才能使鏈路傳輸能夠有效地適應網(wǎng)絡系統(tǒng)的變化。在配用電應用的過程中,需要很大的終端數(shù)量,同時由于基站系統(tǒng)承受的壓力比較大。所以系統(tǒng)在運行的過程中就需要具備海量終端,并且還要有一定的接入能力。除此之外,在利用調(diào)度算法對基站系統(tǒng)進行運算中還需要對終端用戶進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)測。
2.2無線通信技術電力系統(tǒng)內(nèi)部管理中的應用
在發(fā)電企業(yè),內(nèi)部管理工作是非常重要的,首先無線通信技術可以有效地實現(xiàn)遠距離延伸,其中有一些管理人員在異地出差,這樣就不能連接電廠設備的實際情況,他們可以通過利用SIM卡和GPRS網(wǎng)絡掌握電廠大型設備,例如:高壓變頻器等的運行參數(shù),這樣就可以方便電廠內(nèi)部的管理,也有效地解決了距離遠的問題,同時也為電廠節(jié)約了資源和成本。然后電廠設備如果在運行的過程中,發(fā)生了以外的事故,可以起到應急的作用,保證電廠通信網(wǎng)絡正常的運行??梢詫崿F(xiàn)小范圍的覆蓋,對于電廠、變電站等區(qū)域,應該考慮采用無線通信系統(tǒng)進行語音網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)的無線覆蓋,在業(yè)務流量需要不是特別大的地方應用這種方式,這樣就減少了電廠線路的布局,從而也方便管理人員對電廠內(nèi)部進行管理。
2.3無線通信技術在電力通信系統(tǒng)中的應用
無線通信網(wǎng)絡的研究對象在電力系統(tǒng)中的發(fā)電、送電、變電、用電等等一切與電相關的信息和環(huán)節(jié),而無線通信技術就是對這些環(huán)節(jié)的整合,從而保證發(fā)電行業(yè)的自動化發(fā)電和電力生產(chǎn)、輸送都更加安全經(jīng)濟。同時無線通信技術可以采用高壓骨干網(wǎng)架進行遠距離、大容量以及低損耗輸送,這樣就促進了電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。除此之外還可以有效地實現(xiàn)不同單位、機構以及裝置的實時監(jiān)測。
2.4無線通信系統(tǒng)在電力終端系統(tǒng)中的應用
1.13G技術不斷成熟
3G指的是第三代移動通信,現(xiàn)階段全球范圍內(nèi)包括三種主流3G標準。中國科研人員通過不懈努力,成功研發(fā)出了國際通用的標準,即TD-SCDMA。這三類技術有不同的優(yōu)缺點,是3G技術的主流應用標準。3G網(wǎng)絡能夠在各類蜂窩之間自由切換,可以在移動的條件下進行數(shù)據(jù)傳輸,且可以應用于大范圍傳輸,能夠傳送語音類與數(shù)據(jù)類訊息。
1.2寬帶固定無線接入技術快速發(fā)展
寬帶固定無線接入技術有諸多優(yōu)勢:帶寬高、建設速度快、接入手段靈活多變等。因此無線通信業(yè)越來越加大了對該技術的投入。然而也存在一些局限性,譬如高頻段的LMDS技術無法應用于惡劣天氣條件下,而DDMS技術在國內(nèi)的應用帶寬受限,其發(fā)展受到了約束。正基于此,在現(xiàn)實應用中必須依照具體情況,有針對性地進行應用,最大化其特長,規(guī)避其缺陷。
1.3藍牙技術成為新興的短距離無線通信技術
遠距離無線通信技術逐漸更新?lián)Q代,而近距離無線通信技術也在同步發(fā)展?,F(xiàn)階段,人們隨身攜帶的通信工具,主要利用紅外線進行傳輸,通過IRDA能夠避免長距離電線電纜的麻煩,但仍然不便于利用。藍牙技術應運而生,并成功地在短距離內(nèi)創(chuàng)建了公眾化的無線網(wǎng)絡。各種信號均可以借助接入點進行傳輸,摒棄了傳統(tǒng)的電纜,而且被廣泛應用于交互式短距離無線通信中。這就包括了電話會議、相機與電腦終端之間的圖像傳輸、不同家庭電器的遙控等。
1.4Wimax成為寬帶無線技術新產(chǎn)物
Wimax科技正逐漸興起,其特點是遠距離傳輸與高帶寬。通過Wimax,人們有效地構建了城市之間、城鄉(xiāng)之間的無線網(wǎng)。Wimax能夠覆蓋幾十公里以上,網(wǎng)絡速度達到了幾十M/s。所以有些科學家認為,其遠距離與高速傳輸服務也許會搶占3G通訊的市場份額。Wimax技術在運營開支、傳輸速度和距離等層面有著得天獨厚的優(yōu)越性,也許會成為一類開創(chuàng)產(chǎn)業(yè)新局面的科技。
1.5超寬帶無線接入技術
超寬帶是一類時域通信手段,其無線接入技術比普通科技手段的帶寬高,有著高速率、開支少、能耗少的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡,這種技術無需載波,僅僅通過小周期的脈沖信號作為載體,以二進制信號進行傳輸。這種超寬帶信號的頻譜比較稀疏,信號強度是mW級別,能夠抵御強干擾信號。相比于CDMA框架,此通信系統(tǒng)更利于實現(xiàn),僅需較少的開支。
2未來無線通信領域的發(fā)展趨勢
2.1現(xiàn)代無線通信領域技術互補性日益明顯
現(xiàn)代無線通信技術種類逐漸增多,每種都有各自的優(yōu)劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求,而無線局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內(nèi)的信號傳輸,超寬帶技術適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發(fā)展無線網(wǎng)絡通信技術的歷程中,我們應當依照不同消費者的個性化需求,甄選出最適合的無線通訊手段,使得無線通信業(yè)務有著多元化未來,更好地處理移動通信應用中的各類難題。在不遠的將來,無線寬帶接入技術仍會朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來仍有可能會孕育出更先進的技術手段?,F(xiàn)階段的無線寬帶接入技術應用于受限條件下的高速度傳輸,其話音通訊性能仍然與公眾移動通訊手段相距甚遠。因此,我們應著眼于未來,不斷挖掘其技術優(yōu)越性,彌補移動網(wǎng)絡的應用缺陷,以更好地服務大眾,同時避免資源浪費。
2.2藍牙技術將革新現(xiàn)代無線通信業(yè)的發(fā)展
在藍牙技術的發(fā)展大潮中,眾多企業(yè)都在探究和制造以藍牙技術為主導的電子產(chǎn)品,譬如某集團研制了以藍牙技術為基礎的無線耳機等。芯片設計研發(fā)團隊成功開發(fā)了在藍牙技術所需頻段內(nèi)的專用IC,同時配備了與之匹配的應用硬件軟件套裝,便于其他客戶或應用廠商可以快速掌握此芯片的應用之道,并生產(chǎn)出以藍牙技術為本的新產(chǎn)品。除此之外,軟件開發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍牙技術的軟件,被廣泛應用于電腦、手機等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍牙技術以無線方式連接成網(wǎng)絡,使人們可以自由地傳輸訊息。藍牙技術的產(chǎn)生推動了無線通信業(yè)的進一步發(fā)展,計算機業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍牙技術的發(fā)展,并加大了對藍牙技術開發(fā)的投資力度。
2.3無線網(wǎng)絡通信技術的融合趨勢
2.3.1無線技術與蜂窩網(wǎng)技術的融合
為了完成其計費與檢測功能,短距離無線通信技術被應用于電子產(chǎn)品中?,F(xiàn)代無線通信技術在近些年來迎來了更快速的發(fā)展,愈來愈多的短距離無線接入技術被應用于社會生活的各個層面,譬如藍牙技術有效融合了短距離無線技術與蜂窩網(wǎng)技術。
2.3.2移動通信技術和無線寬帶接入技術的融合
移動通信業(yè)務的發(fā)展成熟,與寬帶業(yè)務領域的拓寬,直接推動了多種寬帶接入技術的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無線局域網(wǎng)技術推動了3G通訊技術的其他應用。而且移動通信技術和無線寬帶接入技術互惠互利,并在4G時代完美地融合成一個健全的系統(tǒng)。
2.3.3現(xiàn)代無線通信技術與視頻等多媒體技術的融合