天線技術論文范文

導語：如何才能寫好一篇天線技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

第四代移動通信技術中采用了智能天線技術，智能天線一般是指安裝在基站的天線，主要是通過能夠編程的電子相位關系來確定方向性。智能天線技術采用的是SDMA，而SDMA是衛星通信方式的一種，主要是利用天線的方向性來確定范圍，也就是頻域，從而減少了成本，增加了收益。SDMA是利用空間分割來劃分信道，采用智能天線技術可以改善信號質量，4G移動通信技術廣泛采用這一能夠降低建設成本的技術。另外，為了提高移動通信系統的性能，4G移動移動技術還采用了無線鏈路增強技術，像分集技術和多輸入多輸出（MIMO）技術，為數據的高速傳輸提供了技術支持。

2、4G移動通信技術的安全缺陷繼解決措施

病毒，一般來說，是有些計算機操作人員惡意制造的一些計算機操作指令，載入在一些人們常用的軟件和網頁當中傳播，破壞計算機的信息安全。病毒對網絡通信的破壞是猝不及防的，而且其傳播速度很快，在很短的時間內能讓成千上萬的文件或者程序受到攻擊。而且病毒自身繁殖性也很強，一旦遭到病毒侵害的程序就會自身復制，能夠像生物病毒一樣繁殖下去，對通信安全將造成巨大的危害。黑客，一般都擁有大量的計算機相關的技能，能夠輕易侵入別人的電腦或者拿別人的電腦當跳板再入侵其他的電腦來竊取用戶信息，或者破壞通信信息安全。黑客非法地對國家政府、軍事情報機關的網絡、軍事指揮系統、公司企業的計算機系統進行竊聽、篡改，以達到危害國家安全，破壞社會穩定，致使企業造成損失，這將對用戶的通信安全產生巨大的威脅。網絡服務器或者瀏覽器本身存在的安全缺陷，極易被一些惡意軟件攜帶的病毒攻擊，而這些病毒經常不容易被發現，最終對通信和信息交換造成破壞。科技不斷地發展，我們有信心解決以上提出的安全問題，為了有效地解決，我們在4G移動通信技術研究和開發的過程中一定要嚴密把控各方面的環節，確保第四代移動通信技術對于用戶數據的信息安全。采取增加網絡防火墻，使用更加復雜的秘鑰等措施，提高系統的抗攻擊能力，在不影響數據安全和完整性的前提下，同時提高系統的恢復能力。同時，各國政府也要成立專門的機構，出臺相關的法律法規，增加對網絡安全管理人員的培養，普及安全知識，同時加大對安全保護措施的投資力度，對危害通信安全和網絡安全的不法分子嚴懲不貸。

3、結語

篇2

1.1傳輸通道抗衰落油田數據傳輸系統中的移動臺與通信基站之間的傳輸主要依靠無線電磁波，在傳輸過程中，周圍電力線發射的電磁波會干擾信號強度。移動臺發射無線電磁波的衰減率為N=V/(λ/2)，其中V為數據信息在傳輸信道內的速率，λ為外界電磁波的波長。如果增大電磁波波長便能有效地控制抗衰減系數，一般采取增大信源設備發射功率的方法來提高傳輸速率[4]。在傳輸系統一級電路信號功率放大過程中，數據信號容易在通信線路中發生全反射現象，使數據信號的碼片呈現離散狀態。在距終端處理器3/4位置處，繼續進行二級數據信號功率的放大，使傳輸線路中產生電磁波的強度高于外界干擾電磁波的強度，讓傳輸信道內的電磁波與電磁波相互抵消，可降低其電磁波的強度。并且電磁波在相互抵消過程中，也進行了一部分的疊加，從而增強了通信信號強度。

1.2編碼調制油田數據傳輸系統編碼調制分為二進制編碼調制、十進制編碼調制以及十六進制編碼調制。十進制編碼調制的輸入端有10個數據連接點，每個數據點代表不同的數據值。輸出部分的連接點共有4個，形成為8421十進制編碼。該數據連接點的排布從左向右為I0~I9，當編碼的數字首位為0，其他數字為1時，輸出端編出的碼型序列為0；當編碼的數字第二位為0，其他數字為1時，輸出端編出的碼型序列為1；當編碼的數字第三位為0，其他數字為1時，輸出端編出的碼型序列為2，以此類推，即為十進制編碼轉換原則。十進制編碼比二進制編碼過程復雜，但保密性能比二進制好。十六進制編碼與十進制編碼過程相類似，但是對9以后的數字編碼要用ABCDEFG進行編制，當編制的數據信息為103131156時，那么接收到的編碼序列即為A3D1F6。數據傳輸系統中二進制編碼技術通常應用于傳輸話音信號，其優勢為編碼技術簡化，占用的信道寬；十進制編碼和十六進制編碼技術應用于傳輸視頻信息與數據信息，這兩種編碼技術保密性能佳，并且在傳輸數據信息中添加了冗余碼與糾錯碼，可保證傳輸信息的有效性。

1.3移動天線射頻移動天線射頻技術中的設備根據俯仰角度不同，分為全向天線與定向天線兩種類型。全向天線由于覆蓋范圍大，發射功率低，所以容易受到大氣層中電磁波的干擾，使傳輸的數據信號失真，這種設備多用于油田空曠地區。定向天線覆蓋范圍小，傳輸距離遠，但是發射的功率信號只能朝一個傳播方向，如果在大型油田建筑群體設立單獨的定向天線，發射的信號就會被障礙物吸收，因此每個建筑通常設立3個天線，每個定向天線覆蓋的范圍為120°，組成一個全向覆蓋范圍區域。每個定向天線的俯仰角度控制在15°范圍內，定向發射的頻率為8000Hz。在發射射頻功率過程中，發揮主要功能的設備為耦合器，其結構組成為直流耦合端、輸入端、隔離端及耦合輸出端。

2TD—LTE技術的應用

2.1數據傳輸信道TD—LTE無線通信系統的傳輸信道分成等間隔的32個信道，其中上行信道16個，下行信道16個。上行信道負責數據的編碼，下行信道負責數據的傳輸。上行信道具有數據信息編碼和譯碼功能，可以在數據編碼過程中添加冗余碼和糾錯碼。在數據字符串間添加冗余碼的過程中，上行信道會根據冗余碼的排列順序進行翻譯，若對等的字符串沒有得到有效的翻譯，編碼器便會重新接收冗余碼，再一次進行翻譯表達，直到油田數據終端設備接收到的數據信息與信源設備輸出的信息一致，才會完成對數據信息的譯碼。

2.2油田數據傳輸系統無線局域網無線局域網的組建要根據不同的IP地址進行劃分，以達到共享石油專網內的數據資源的目的。IP地址段分為4個區域段，A類IP地址段為0~127，B類IP地址段為128~191，C類IP地址段為192~223，D類IP地址段為224~239，每個區域段之間的主機設備都能夠實現遠端控制功能。

3結語

篇3

【關鍵詞】 TD-LTE 多天線技術 2/8天線 性能對比

引言

多天線技術（MIMO）是LTE系統的關鍵技術之一，通過與OFDM及技術結合應用，能夠對空、時、頻多維信號進行很好的聯合處理和調度，使系統的靈活性和傳輸效率大幅度提升。TD-LTE系統集成了TDD的固有特點和優勢，能夠很好的滿足非對稱移動互聯網業務應用的需求。隨著LTE上涌進程的不斷推進，全球各大電信運營商已經大面積部署LTE網絡，大部分FDD運營商采取了將LTE和3G系統共同部署的策略，基站主要采用2天線，而TDD運營商為了將TDD技術的優勢充分發揮出來，其基站主要采用4天線和8天線技術，因此，需要充分了解不同天線技術各自的特點，從而為TD-LTE的實際部署和后續發展提供依據。

一、多天線技術

多天線技術是一種統稱，根據實現方式的不同可以分為天線分集、波束賦形以及空分復用三種[1]。從LTE的發展過程來看，最基本的LTE MIMO形式采用了兩端口的2×2形式。因此，多天線技術在TD-LTE系統中的發展及應用對于TDLTE的發展發揮著非常重要的作用。最優的MIMO算法對于不同的天線屬配置來說存在一定的差異。

在TD-LTE系統中，常用傳輸方式主要包括TM2、TM3、TM4、TM7以及TM8，其中2天線主要采用的傳輸模式包括TM2、TM3和TM4；8天線除了支持2天線支持的傳輸模式之外，還支持TM7和TM8，其中TM8模式為R9支持技術[2]。表1給出了2天線和8天線的上下行對天線模式的支持能力。從表1來看，在上行上都是采用MIMO的分集模式，下行由于采用了模式間的自適應技術，當信道條件較好時會采用雙流技術，而當信道條件較差時，則采用了單流技術。

二、2/8天線性能對比

2.1 2/8天線下行信道性能對比

表2給出了2/8天線SU-MIMO的系統性能對比數據，基于3GPP Casel-3D場景進行仿真，2天線采用TM4模式，8天線采用TM8模式，均支持單雙流自適應。

從表2中的數據來看，8天線相對于2天線來說，平均頻譜效率的增益達到了19%，邊緣頻譜效率的增益達到了22%。8天線的性能增益主要是由于其本身的空間自由度更高，能夠形成更窄、指向性更強的波束，使有用信號提高，干擾也大幅降低。同時2天線通過終端反饋碼本的方式存在碼本量化損失，而8天線通過信道互易性得到的信道進行矩陣分解，可以得到更加準確的預編碼向量。

由于8天線相對于2天線來說具有更大的空間自由度，因此8天線能夠對MU-MIMO進行更好的支持。表3給出了8天線的SU-MIMO和MU-MIMO的性能對比，其中SUMIMO采用了單雙流自適應技術，MU-MIMO則采用了2用戶配對的單流技術。從表中的數據能夠看出，MU-MIMO相對于SU-MIMO的平均頻譜效率和邊緣頻譜效率均有15%左右的提升。8天線MU-MIMO模式下，用戶配對準則以及用戶之間的干擾消除的預編碼算法會在較大程度上影響傳輸性能。

2.2 2/8天線上行信道性能對比

從上行鏈路的性能來看，8天線相對于2天線具有更大的接收分集增益。同時，8天線的空間自由度優勢方便基站通過更具優勢的接收算法來提升處理增益。表5給出了2/8天線系統上行仿真性能對比，仿真基于理想的信道估計。

接收端通過采用8天線和基于MMSE的干擾消除接收算法，8天線在平均頻譜效率以及邊緣頻譜效率均有50%以上的增益效果，尤其是邊緣頻譜效率的增益接近80%左右。因為8天線具有很好的干擾消除性能，因此8天線的基站上行引入MU-MIMO技術能夠進一步提升系統性能增益。

三、8天線在產品實現中的挑戰

從前文的分析來看，基于8天線和2天線在物理實現、器件性能方面基本保持一致[3]。但是在實際產品實現方面，兩者之間存在一定的差異，比如天線增益，這些對會對網絡的實際上下行性能產生不同程度的影響。TD-LTE基于信道互易的8天線技術方案存在一定的問題。基于用戶反饋碼本的多天線方案，需要對上行容量進行充分的考慮，因此，一般會選擇較粗的時頻顆粒度進行反饋。但是在TDD系統中，基站能夠通過上下行信道互易性獲取上下行信道信息。因此，在預編碼計算的過程中不會受到碼本量化帶來的影響。當硬件處理能力較高時，甚至能夠實現所有物理資源塊的波束賦型矩陣的計算，這能夠使得波束賦型與信道條件之間的匹配程度進一步提高，從而促進波束賦型技術性能的進一步提升。

四、結語

TD-LTE繼承了TDD的優勢和特點，具有較高的靈活性和性能。通過論文的分析可以看出，8天線相對于2天線在平均頻譜效率和邊緣頻譜效率具有更好的性能，同時8天線的MU-MIMO比SU-MIMO在平均頻譜效率和邊緣頻譜效率具有更好的性能。因此，8天線能夠更好的發揮空間和復用和干擾抑制方面的優勢，能夠進一步提升TD-LTE系統的性能。

參 考 文 獻

[1]畢奇.LTE多天線技術發展趨勢[J].電信科學，2014（10）：1-7.

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關鍵詞：卡塞格倫光學天線 光束 熱變形

中圖分類號：TN820 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0028-02

空間光通信的快速發展，帶動了光學天線系統設計技術的進步。光學天線系統作為空間光通信設備，具有自身的優勢：體積小，重量輕、功耗低、頻帶寬、通信容量大，等等。卡塞格倫光學天線作為光學發射和接收天線，其突出的優點有[1]：（1）口徑可以做得較大，不產生色差且可用波段范圍較寬；（2）采用非球面鏡后，有較大的消像差能力；（3）可以做到收發合一。但環境的變化對天線系統的性能會產生較大的影響。本文對一種典型的卡塞格倫光學天線的鏡體進行了熱變形仿真，并利用了光學仿真軟件CODE-V分析了熱變形對傳輸光束傳輸質量的影響。

1 天線鏡體的熱變形對光束傳輸的影響

1.1 鏡體的熱變形分析

我們知道，當鏡子的表面和內部存在溫差時，由于玻璃的導熱率低，內外部溫差產生的應力能使鏡體變形并改變其表面的曲率半徑，尤其是靠近外部的區域，會出現所謂的“塌邊”或“翹邊”的現象，這一溫度效應稱為“邊緣效應”[2]。根據熱彈性力學理論，鏡體由于溫度的改變而產生的形變，主要由三部分組成：鏡體材料溫度升高而產生的自由熱膨脹、邊界固定后不能自由膨脹而引起的和材料的泊松比有關的形變、熱應力而產生的形變[3]。

為了形象地描述鏡體的熱形變，該文利用ANSYS軟件仿真圖[4]，以常溫（20 oC）為起始溫度、壓圈法固定鏡體為例，分析了鏡體隨溫度的升高而發生的形變。圖1、圖2、圖3分別表示溫度為100 oC時鏡體在X、Y、Z方向的位移。從圖中可以看出，升溫時，天線系統的反射鏡面向外鼓起。鏡體在軸向方向（Z方向）的變化，對光束的傳輸影響最大，當溫度變化為100 oC時，軸向方向（Z方向）的變形量為0.6 ?m。而當溫度降低時，天線系統的反射鏡面向內凹陷。由此表明，溫度的變化對鏡體的形變影響還是比較大的。

1.2 鏡體的熱變形對傳輸光束的影響

圖4，圖5分別描述了鏡體變形前后天線的點擴散函數圖。圖6、圖7分別描述了鏡體變形前后天線系統的MTF圖。圖4、圖5表明鏡體變形前，光束通過設計的卡塞格倫光學天線，光束能量集中，發射光束發散角小，光線分布均勻，實現了卡塞格倫光學天線收發合一的功能。圖6、圖7表明，鏡體變形后，光束在卡塞格倫光學天線中傳輸時，天線系統的傳輸特性變差。相應地，卡塞格倫光學天線的效率發生了明顯的變化，光束的傳輸達不到鏡體溫度變化前的理想值。這種反射鏡面的熱變形對傳輸光束會產生偏轉、傳輸光束中心移位及光束發散等影響[5]。在空間光通信中，傳輸光束的偏轉、中心移位及光束發散會造成目標圖像畸變、存在嚴重的像差以及圖像不清晰等等。本文設計的卡塞格倫光學天線采用了大量的反射鏡面，所以鏡面的熱變形對光束的傳輸影響很大。由此可見，在實際應用時，要在鏡面材料選擇、鏡體應力釋放方式、鏡體大小選擇等方面進行合理設計，盡量減小由于溫度變化對鏡體產生的應力，以避免出現像差增大和天線鏡面破裂等現象。

2 結語

該論文研究了卡塞格倫光學天線鏡體的熱變形對傳輸光束傳輸質量的影響。光學天線的設計是空間光通信的重要發展部分，光學天線傳輸的質量高低直接影響到信號傳輸的準確性，所以在系統設計過程中，應該考慮環境變化對系統的影響。

參考文獻

[1] Cho Y M，Kong H J and Lee S S.OPTICAL ENGINEERING[M]. Bellingham，1994：33-100.

[2] 馮樹龍，張新，翁志成，等.溫度對大口徑主鏡面形變形的影響分析[J].光學技術，2005，31（1）：41.

[3] 彭玉峰，程祖海.熱變形諧振腔的激光模式理論分析[J].強激光與粒子束，2000（B11）.

篇5

【關鍵詞】 廣播電視發射天線 發射天線原理 技術特征 應用

廣播電視信號的傳播，主要是將發射機所發出的中波和短波轉為電磁波，在電磁波發射出去之后，由廣播電視天線接收。但是天線并不需要與發射機連接，而是通過網絡就可以將經過技術轉換后的視聽信號傳播到廣播、電視接收臺。隨著高端科技因子逐漸地融入到廣播電視發射天線技術當中，使得該門技術不斷升級。

一、廣播電視發射天線基本結構

廣播電視發射天線是在傳輸信號和接收信號的過程中，運用天線完成信號的傳輸和接收過程。廣播電視發射天線的基本結構是垂直的天線鐵塔、調配箱將饋線連接到圓盤系統，圓盤系統可以連接多根導線。天線鐵塔為單桅桿拉線鐵塔，在鐵塔的底部架設有地網線。發射機將信號發出后，以高頻電流的形式存在，經過信號轉換之后，被傳輸到地網中，被廣播、電視所接收。在整個的廣播、電視信號傳輸和接收的過程中，周圍地區一定范圍內會被信號所覆蓋。

本論文所研究的廣播電視發射天線為并饋式自立鐵塔中波天線，其基本結構是垂直結構的天線自立鐵塔。塔體形式可以根據需要進行設計，可以是正方形的、三角形的，也可以是正多邊形的。如果是普通的鐵塔，所布設的導線有限，并饋式自立鐵塔則有所不同，可以布設多根導線[1]。在并饋式自立鐵塔的平臺上連接導線的上端，下端匯集在鐵塔底部的中心處。在并饋式自立鐵塔的的底部架設有地網線。（并饋式自立鐵塔結構圖見圖1）

與通常使用的廣播電視發射天線相比，并饋式自立鐵塔中波天線沒有絕緣底座和絕緣拉索設計，不僅降低了工程施工量，而且還節約了成本。并饋式自立鐵塔采用直流接地設計，具有良好的雷電導流系統，可以避免天線遭到雷擊。并饋式自立鐵塔中波天線不僅可以承擔超過1千瓦的功率，而且還可以多個廣播、電視頻道同時運行。即便是根據實際需要在鐵塔安裝不同類型的天線，也并不會影響天線的正常使用。

二、廣播電視發射天線發射中所存在的問題

廣播電視發射天線技術直接關乎到廣播電視信號的接收效果。廣播電視發射天線發射的過程中，會受到多種因素的影響而存在一些問題。這些問題可以通過檢測發射天線信號而獲得，經過參數計算之后，就可以針對問題做出判斷。

2.1信號功率不夠而影響廣播電視的信號接收質量

廣播電視所接受的信號不穩定，是信號的回撥損耗中一項重要因素。廣播電視發射天線接收的過程中，在信號輸入的端口處會存在阻抗。如果此時的阻抗比標準的阻抗高出很多，就會導致所發射的信號存在功率損失，這就是回波損耗。隨著阻抗的增高，功率損失就會越大，回撥損耗就會越小[2]。要使天線能夠接收到高質量的信號，就需要所接收到的信號強度足夠大。傳輸信號的功率不夠，就必然導致信號強度下降，因此而影響到信號傳輸的質量。

2.2駐波比值不穩定而影響廣播電視的信號接收質量

廣播電視發射天線信號發射質量會受到駐波比值的影響。駐波比是廣播電視發射天線發射信號過程中所存在的最大電流和最小電流之比。駐波比與天線的信號傳輸質量存在正相關性。隨著天線傳輸信號過程中所產生的電流駐波比值越大，天線的信號傳輸質量就會有所下降[3]。

三、廣播電視發射天線發射問題的解決方案

3.1對廣播電視發射天線做好維護工作

1.定期檢測天線信號

廣播電視發射天線的質量與廣播電視接收信號的質量密切相關。需要定期檢測天線信號穩定性，一旦發現存在異常，就需要查找問題原因并立即解決，以確保天線發射的信號具有高可靠性。

2.定期檢測天線的硬件設施

廣播電視發射天線的硬件是保證天線信號發射質量的關鍵。包括桅桿以及調節結構等等，在檢查的過程中如果發現有問題存在，就要立即修復，或者更換硬件。

3.2對饋管做好維護工作

廣播電視饋管與信號發射機之間是通過接口進行連接的。如果接口處接觸不良，就會導致接口處出現大火。對接口處定期檢查，可以避免這一故障發生。在此基礎上，還要檢查饋管與變阻器之間的接口連接是否可靠。如果發現有連接松動之處，就要對螺絲二次加固。檢查饋管周圍的防護裝置是否密封，連接是否牢固，以避免饋管內部存在積水現象。當發現電纜有破損現象的時候，要立即采取措施處理，必要的時候要更換電纜。檢查發射鐵塔的接地是否可靠，電纜是否有松動現象，及電纜與各個部件的連接是否牢固等。這些檢查維護工作都是確保廣播電視發射信號質量的重點環節。

3.3常用的發射天線的應用

1. 正交振子天線的應用

正交振子天線的構成上，是兩個形式相同的對稱振子相交而構成。正交振子天線所在平面上，法線方向圓極化，輻射場則是線極化的。對稱振子的覆蓋面比較大，可以使廣播、電視的信號傳遞達到良好的效果，就需要處于水平位置。在正交振子天線使用的過程中，注意不可以使用介質絕緣子，否則，會影響到天線信號傳遞的穩定性。

2. 縫隙天線的應用

縫隙天線是半個個波長的長條形天線，導體面上有開縫。對信號的傳輸，所采用的是跨接的方式。縫隙天線的電子對抗性較強，可以用于各種通信設備和導航設備。由于其設計結構簡單，且口徑場的分布能夠得到很好地控制，用于廣播、電視信號的傳輸，可以提高信號質量。

四、廣播電視發射天線技術的未來發展前景

從廣播電視發射天線技術的未來發展情況來看，目前國外已經廣泛地應用并饋式自立中波天線，而且應用技術比較成熟。中國在廣播電視發射天線技術中，饋式自立中波天線也進入到應用領域，并發揮著重要的作用。廣播電視臺可以根據自己的需要選擇天線基本結構，其對其他天線的兼容性是非常好的。比如，中國洛陽廣播電臺就采用了三角形并饋式自立中波天線，多年來運行良好，不僅信號穩定，而且使用過程中安全可靠性極高，信號范圍很大，信號強度很高，且具有良好的防雷保護設施，降低了信號傳播中的干擾率。

處于新媒體時代的今天，廣播電視發射天線技術也在不斷升級。特別是網絡媒體的發展，使得廣播電視技術正快速邁入到高科技軌道。廣播電視發射天線技術取締了傳統的微波中繼傳輸的天線技術，并根據廣播電視業的需要而不斷進行技術升級，使得信號傳輸中的噪聲得以消除。特別是饋式自立中波天線，以其技術優勢將成為行業市場中的主導。此外，針對電磁波輻射的問題，還要保護好發射天線場區，以避免危害到周圍居民的身體健康。

五、結論

綜上所述，傳媒業的快速發展，廣播電視發射天線技術所發揮的作用是需要被重視的。隨著廣播、電視領域對信號傳輸質量要求越來越高，廣播電視發射天線技術也在不斷升級。對該門技術的應用情況進行研究，分析技術應用中所存在的不足，對提高發射天線設計技術水平具有參考價值，也有助于推動廣播電視業更好地發展。

參 考 文 獻

[1]劉養榮.如何做好廣播電視發射天線技術的維保[J].科技創新與應用，2015（14）：78-78.

篇6

1改革的重點與具體措施

1．1教學方法三維可視化為了解決大學生在學習過程中理解困難和前沿性的科研促教中缺乏實驗條件驗證的教學問題［3］，教學團隊將物理建模思想應用于教學實踐中，通過三維可視化仿真，使復雜、抽象、煩瑣的理論模型變得直觀、具體、明了．例如:針對“空間光通信創新實驗”課程中的光學天線設計及光傳輸、激光雷達成像和光子晶體光纖光傳輸等進行了三維動態可視化仿真．在對前沿性的科研促教中缺乏實驗條件驗證的情況下，擬采用理論建模與仿真驗證方法來實現．

1．2創新實踐自主化為了解決自主創新實踐能力訓練不足的教學問題［4］，教學團隊將光通信、微波光子學等交叉學科前沿技術與創新實踐相結合，構建了“空間光通信”開放式創新實踐平臺，建設了綜合型、設計型、創新型的開放式專業實驗室．依托開放式創新實踐平臺，開展了大學生自主研究型學習，著力加強大學生自主創新實踐能力的培養［5，6］．加強科研促教，拓展創新思維，在“985高校”大學生創新訓練計劃支持下，實施了創新設計項目40余項．依托科研項目把學生帶到學術前沿，進行了形式多樣的學術研討:教授、副教授、博士、碩士、本科生分別定期做主題報告、分組討論、網上論壇、參加國際國內會議和暑期夏令營等方式促進學術交流，形成良好的學術氛圍．學生在開放式專業實驗室里自主進行理論建模、仿真設計與實驗驗證，在規定時間內撰寫學術論文等，開展了大學生自主創新能力的培養模式．

1．3多元化的教學評價體系為了解決傳統評價方式缺乏對創新實踐、仿真設計與課程論文等環節的評價的教學問題［7，8］，教學團隊將理論考試和平時成績相結合，實驗操作與自主創新實踐相結合，理論建模仿真與課程論文相結合，構成了多元化的評價體系．例如:把理論考試成績所占的比例下調到60%，而課程論文的比例上升到40%，通過創新項目和課程論文等方式評價學生的學習;通過課程論文答辯方式，依據“假設的合理性、建模的創新性、結果的準確性、表達的清晰性”進行綜合評定，實現從應試教育到素質教育的觀念性轉變．引領學生朝著有利于自身全面發展的方向努力．

1．5開放式教學資源建設為了解決傳統教學資源不足的問題，教學團隊加強了師資隊伍的建設，進行了廣泛的國際、國內教學研討和學術交流．重點建設了豐富的數字化網絡資源平臺網絡課程含教學錄相、典型實例、創新設計系列實驗教案、經典物理問題、及在線實踐編程等模塊;適時引入在線答疑、網絡論壇及現場演示與討論等交互式教學形式，形成了模塊化、交互式、開放式教學資源平臺．

2改革與實踐的探索

實例1大學生在牛頓式光學天線系統測試平臺(圖1)上做的部分實驗內容:圖2為接收光斑實驗測試，圖3為利用光束質量診斷儀器測試光斑．通過三維可視化仿真，使復雜、抽象、煩瑣的空間光通信系統中的激光傳輸理論模型變得直觀、具體、明了，解決大學生在學習過程中理解困難的教學問題(大學生創新實驗設計項目)。例如:老師們課堂上在講解光子晶體的應用———布拉格光纖光傳輸特性時，就采用了仿真驗證手段．通過詳細舉例以此來鼓勵學生啟迪思維、大膽創新設計、勇于實踐．以下是學生們根據題目的要求，在老師的指導下做的部分仿真結果圖．實例2等周期結構的布拉格光纖仿真(見圖4—圖6)．實例3空間光通信系統激光傳輸特性仿真(見圖7—圖8)．實例4波動方程的(動態)三維可視化(見圖9)．圖9波動方程(動態)三維可視化圖形實例5平面波用柱面波形式展開(見圖10)．圖10平面波展開為柱面波仿真結果圖形以上是具有代表性的大學生創新實驗設計．“缺陷的光子晶體在偏振分束器等光學器件中的應用”(大學生參與者:黃鶴、劉天驕、陳逸舟)被學校推薦為2010年國家級大學生創新性實驗計劃項目;“推帚式激光雷達三維成像創新設計”(大學生參與者:謝國洋、顧大超、童磊)被學校推薦為2011年國家級大學生創新性實驗計劃項目．通過這種創新事例，能很好地鍛煉和培養大學生的創造能力，大大激發了學生的創新欲望和學習興趣．

3改革的實施成果

該課程未實行教學改革以前，我們實行的是傳統教學模式(理論教學+筆試成績+實驗成績)，教學成果不理想．自從2009年本教學團隊開展了對“空間光通信創新實驗”課程教學研究型改革與實踐的探索以來，特別是加強了針對“空間光通信創新實驗”課程中的創新實踐平臺及《數學物理方法與仿真》、《光學天線設計》、《空間光通信創新設計實驗》3本教材的重點建設．建立了1個基于大學生創新基地的空間光通信工程技術研究中心;并依托這個創新實踐平臺，開展了一系列的教學和科研項目．1)研發了十余個綜合創新設計實驗，例如:“卡塞格倫光學天線系統的光傳輸特性分析實驗”、“光纖損耗與光纖耦合實驗”、“激光準直與多波長光學天線傳輸實驗”、“無線激光大氣通信實驗”等;2)2012年數學物理方法、三維可視化仿真及創新實踐的“三位一體”教學模式改革獲電子科技大學教學改革成果一等獎;3)教改項目:2009年“數學物理方法”教學研究與精品課程建設”，2010年“數學物理方法精品課程教學團隊建設與改革”;4)團隊教師指導大學生創新基金項目40余項，指導大學生40余篇(SCI收錄6篇);5)開展了一系列高水平的科研項目，獲得了國家自然科學基金項目2項，國家自然科學青年基金項目3項以及橫向建設項目等;6)2011年建設了電子科技大學第一座2．0kW單晶硅太陽能發電站，并實現并網發電，以作為大學生新能源創新課題教學示范所用．7)發表教研論文20余篇、科研論文100余篇．取得了顯著的教學成果，形成了交叉性學科前沿與創新實踐相結合的人才培養模式．(教改前后對比情況見表1)．

4結論

篇7

在分析研究智能天線技術理論的同時,國內外一些大學、公司和研究所分別建立了試驗平臺,用實驗的方法來驗證理論研究的成果,得出相應的結論。

(1)在美國

在智能天線技術方面,美國較其它國家要成熟的多,并已開始投入實用。美國ArrayComm公司將智能天線技術應用于無線本地環路(WLL)系統。ArrayComm方案采用可變陣元配置,有12陣元、8陣元環形自適應陣列可供不同環境選用,現場實驗表明在PHS基站采用該技術可以使系統容量提高4倍。

(2)在歐洲

歐洲通信委員會(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)計劃中實施了第一階段智能天線技術研究,稱為TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure),由德國、英國、丹麥和西班牙合作完成。該項目是在DECT基站上構造智能天線試驗模型,于1995年初開始現場試驗,天線陣列由8個陣元組成,射頻工作頻率為1.89GHz,陣元間距可調,陣元分布有直線型、圓環型和平面型三種形式。試驗模型用數字波束成形的方法實現智能天線,采用ERA技術有限公司的專用ASIC芯片BDF1108完成波束形成,使用TMS320C40芯片作為中央控制。

(3)在日本

ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長的16陣元平面方陣,射頻工作頻率是1.545GHz。陣元組件接收信號在模數變換后,進行快速付氏變換(FFT)處理,形成正交波束后,分別采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法,數字信號處理部分由10片FPGA完成,整塊電路板大小為23.3cm×34.0cm。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線的概念。

我國目前有部分單位也正進行相關的研究。信威公司將智能天線應用于TDD(時分雙工)方式的WLL系統中,信威公司智能天線采用8陣元環形自適應陣列,射頻工作于1785~1805MHz,采用TDD雙工方式,收發間隔10ms,接收機靈敏度最大可提高9dB。

3智能天線的優勢

智能天線是第三代移動通信不可缺少的空域信號處理技術,歸納起來,智能天線具有以下幾個突出的優點。

(1)具有測向和自適應調零功能,能把主波束對準入射信號并適應實時跟蹤信號,同時還能把零響點對準干擾信號。

(2)提高輸入信號的信干噪比。顯然,采用多天線陣列將截獲更多的空間信號,也即是獲得陣列增益。

(3)能識別不同入射方向的直射波和反射波,具有較強的抗多徑衰落和同信道干擾的能力。能減小普通均衡技術很難處理的快衰落對系統性能的影響。

(4)增強系統抗頻率選擇性衰落的能力,因為天線陣列本質上具有空間分集的能力。

(5)可以利用智能天線,實時監測電磁環境和用戶情況來提高網絡的管理能力。

(6)智能天線自適應調節天線增益,從而較好地解決遠近效應問題。為移動臺的進一步簡化提供了條件。越區切換是根據基站接收的移動臺功率的電平來判斷的。由于陰影效應和多徑衰落的影響常常導致錯誤的越區轉接,從而增加了網絡管理的負荷和用戶的呼損率。在相鄰小區應用的智能天線技術,可以實時地測量和記錄移動臺的位置和速度,為越區切換提供更可靠的依據。

4智能天線與若干空域處理技術的比較

為了進一步理解智能天線的概念,我們把智能天線和相關的傳統空域處理技術加以比較。

(1)智能天線與自適應天線的比較

智能天線與自適應天線并沒有本質上的區別,只是由于應用場合不同而具有顯著的差異。自適應天線主要應用于雷達系統的干擾抵消,一般地,雷達接收到的干擾信號具有很強的功率電平,并且干擾源數目比天線陣列單元數少或相當。而在無線通信系統中,由于多徑傳播效應到達天線陣列的干擾數目遠大于天線陣列單元數,入射角呈現隨機分布,功率電平也有很大的動態變化范圍,此時的天線叫智能天線。對自適應天線而言,只需對入射干擾信號進行抵消以獲得信干噪比(SINR,SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。對智能天線而言,由于到達陣列的多徑信號的入射角和功率電平均數是隨機變化的,所以獲得的是統計意義上的信干噪比(SINR)的最大化。

(2)智能天線與空間分集技術的比較

空間分集是無線通信系統中常用的抗多徑衰落方案。M單元智能天線也可等效為由M個空間耦合器按優化合并準則構成的空間分集陣列。因此可以認為智能天線是傳統分集接收的進一步發展。

但是智能天線與空間分集技術卻是有顯著的差別的。首先空間分集利用了陣列天線中不同陣元耦合得到的空間信號的弱相關性,也即是不同路徑的多徑信號的弱相關性。而智能天線則是對所有陣元接收的信號進行加權合并來形成空間濾波。一個根本性的區別:智能天線陣列結構的間距小于一個波長(一般取λ/2),而空間分集陣列的間距可以為數個波長。

(3)智能天線與小區扇區化的比較

小區的扇區化可以認為是一種簡化的、固定的預分配智能天線系統。智能天線則是動態地、自適應優化的扇區化技術。現在,我們來討論一個頗有爭議的問題。根據IS-95建議,當采用120°扇區時系統容量將增加3倍。由此是否可以得到結論,扇區化波束越窄系統容量提高越大?考慮到實際的電磁環境,我們認為對這一問題的回答是否定的。這是因為窄波束接收到的信號往往是由許多相關性較強的多徑信號構成的。一般情況下,各徑信號的時延擴展小于一個chip周期。這時信號波形易于產生畸變從而降低信號的質量達不到增加系統容量的目的。同時如果采用過窄的波束接收信號,一旦該徑信號受到嚴重的衰落,則將直接導致通信的中斷。另外,過窄的接收波束在工程上是難以實現的,并將成倍地增加設備的復雜度。

5智能天線的未來展望

(1)目前還沒有一個完整的通信理論能夠較全面地將智能天線的所有課題有機地聯系起來,故需要建立一套較完整的智能天線理論;另一方面,高效、快速的智能算法也將是智能天線走向實用的關鍵。

(2)采用高速DSP技術,將原先的射頻信號轉移到基帶進行處理。基帶處理過程是數字算法的硬件實現過程。

(3)由于圓形布陣和二維任意布陣比等間隔線陣優越,同時陣列天線的數字合成算法能夠用于任意形式陣列天線而形成任意圖案的方向圖,因而可考慮在CDMA基站中采用二維任意布陣的智能天線。

(4)在移動臺中(如手機)采用智能天線技術。

(5)采用智能天線技術來改善移動通信信道中上下鏈路不能使用同一套權值的問題,以改善上下鏈路的性能。

(6)目前,智能天線技術的研究已不是單一地研究智能天線本身,應與CDMA的一些關鍵技術(如多用戶檢測技術、多用戶接收技術、功率控制等)結合在一起研究。

6結束語

智能天線是一門綜合性很強的學科。它涉及到天線技術、無線電傳播技術、信號檢測與處理等多學科。智能天線已從單一的軍事應用步入民用通信領域。由于CDMA移動通信系統技術相對于FDMA、TDMA系統具有較大的容量,且由于智能天線可以降低多徑干擾、多址干擾等因素,這使得智能天線技術成為當前移動通信的研究熱點。

篇8

【關鍵詞】 預編碼 多輸入多輸出 正交幅度調制 誤比特率

一、引言

在移動通信系統中，可以通過高階信號調制技術和多輸入多輸出（MIMO）技術來提高系統的頻譜效率，但是，在一個噪聲信道環境下，傳輸數據速率的提高會帶來誤碼率的提升。為了提高頻譜效率，長期演進（LTE）移動通信系統中采用了鏈路自適應技術，根據信道條件的變化，系統動態地采用不同的調制和編碼、MIMO傳輸模式[1]、預編碼和發射功率等技術，以期在保證信號質量的情況下取得最大的傳輸效率。

LTE移動通信系統采用了正交頻分多址（OFDMA）、多輸入多輸出（MIMO）[2]等關鍵技術，以此來克服多徑信道的頻率選擇性衰落和提高系統的傳輸速度。本文對LTE移動通信系統中預編碼算法進行了研究，并根據信道條件的變化，對鏈路自適應調制與編碼技術下的預編碼算法進行了性能仿真，分析了不同調制與編碼下系統的傳輸速率與誤碼率的曲線變化。

二、基于信道矩陣奇異值分解的預編碼算法

多輸入多輸出（MIMO）技術將連續的信號比特流拆分成多個信號子流，再將各信號子流通過不同的天線發射出去，傳輸各信號子流的多個發射天線與接收天線構成了空間信道矩陣。在空間信道矩陣構成的各子信道不相互獨立的情況下，各子信道將相互干擾，從而影響信號接收質量。在LTE系統中，預編碼技術被看作是解決空間各子信道相互干擾最有效的方法[3]。最優的預編碼矩陣是基于信道矩陣奇異值分解的矩陣。

首先假設在一個子幀持續時間內，信道矩陣H不變，假設系統有NT根發射天線，MR根接收天線，發射符號分為L層，每個層有T個符號，第i層由符號[xi，1，xi，2，...，xi，T]組成。對信道矩陣H進行奇異值分解：

式中，n為高斯白噪聲。在實際的應用中，由于反饋資源的限制，系統首先須在預先給定好的碼本里選擇一個碼本作為預編碼矩陣，也就是利用某種準則得到碼本索引。

三、預編碼矩陣下的MIMO接收機算法

LTE系統中的預編碼矩陣指示（PMI）反饋都是基于協議配置碼本，主要有兩種準則：一種是基于系統容量最大化，另一種是基于最小誤碼率（BER）[4]。本論文采用基于最小誤碼率的MMSE準則，減小發射信號和接收信號之間的誤差信號功率值，并以此自適應選擇不同的調制方式和編碼，以便保證系統取得最大的傳輸容量。假設均衡后的信號為X？，最初的發射信號為X，假定最優均衡器變換系數為G，MIMO信道矩陣為H，那么誤差信號可以表示為：

四、自適應調制與編碼技術下的預編碼算法仿真實驗

為了對算法性能作對比，在預編碼算法基礎上，自適應調制方式分別在QPSK、16QAM、64QAM三種方式進行選擇，接收端用MMSE準則的均衡器，將發射信號功率值與均衡后的誤差信號功率值的比值作為自適應調節參數，選擇相應的調制方式與編碼率，當誤差信號功率值較大時，此時誤碼率較大，選擇低階調制方式，以保證信號傳輸質量，當誤差信號功率值較小時，選擇高階調制方式，以提高信號的傳輸速率，以期在滿足信號質量要求的情況下達到最高的傳輸效率。

仿真實驗在多輸入多輸出MIMO的情況下展開，信號經過衰落噪聲信道，信噪比SNR取值在0dB到21dB之間，信噪比與誤比特率和數據傳輸速率仿真結果分如圖1、2所示。

從圖1可以看出，隨著SNR的值增大，誤比特變小，采用固定調制的階數越高，誤碼率越大。在信噪比的值為0dB到12dB之間時，固定64QAM、16QAM高階調制的誤碼率都較高，但是，在自適應調制和編碼方式下，誤碼率卻隨著信噪比變大很快變低，因為鏈路根據誤差信號功率情況自適應地選擇了恰當的調制方式和編碼率。從圖2可以看出，在其他參數不變的情況下，采用固定調制方式和編碼率時，數據的傳輸速率是一個定值，調制階數越高，數據傳輸速率越大。但在自適應調制和編碼方式下，鏈路根據信噪比情況，靈活改變了數據傳輸速率，信噪比的值越小，誤比特率就變高，此時數據傳輸速率減小，信噪比的值越高，誤比特率就變小，此時數據傳輸速率增大，在滿足信號質量要求的情況下達到了非常高的傳輸效率。

五、結論

論文對鏈路自適應調制與編碼技術下的預編碼算法進行了研究，在LTE系統中，預編碼技術被看作是解決空間各子信道相互干擾最有效的方法。論文采用基于信道矩陣奇異值分解的方法得到最優的預編碼矩陣，信號經過噪聲信道后，在接收端，采用基于最小誤碼率的MIMO接收機算法，減小發射信號和接收信號之間的誤差信號功率值，以此自適應選擇不同的調制方式和編碼，以便保證系統取得最大的傳輸容量。通過仿真驗證，在預編碼算法基礎上，采用自適應的調制和編碼方式能根據信噪比大小變化，靈活改變數據傳輸速率，在滿足信號質量要求的情況下達到了非常高的傳輸效率。

參 考 文 獻

[1] V Stankovic， M Haardt， Generalized Design of Multi-User MIMO Precoding Matrices [J].Wireless Communications， IEEE Transactions， 2008， 7（3）：953-961.

[2] W. Peng and F. Adachi， “Single-carrier frequency domain adaptive antenna array for uplink multi-user MIMO transmission in a cellular system，” [J]. Physical Communication， Sep. 2013， vol. 8， pp. 22C30.

篇9

關鍵詞：GPS建筑變形，監控

 

近年來，伴隨著國民經濟建設的高速發展，高層建筑在形體和結構上顯得日益復雜，加之施工工藝不斷改進，這就對建筑物的變形監測提出了很多新的要求。由于高層建筑物有很多不利的監測環境，而施工工藝的改進又對形變監測工作提出了快速、高精度的要求，這些都讓傳統監測方法工作時顯得力不從心，所以利用新的技術手段和研究新的監測方法尤顯重要。GPS系統由衛星星座、接受機和地面控制站三大部分組成。作為20世紀一項高新技術，它因速度快、全天候、自動化、測站間無需通視、可同時測定點的三維坐標及精度高等優點，而獲得了廣泛應用。

1 GPS與傳統測定方法的比較

1.1傳統方法測定高層建筑動態變形的特點

在測定高層建筑變形量時，傳統的測定方法有加速度傳感器法、激光鉛直儀法、全站儀法、近景攝影測量技術等。論文寫作，GPS建筑變形。

加速度傳感器法所測得的位移誤差較大。激光鉛直儀法只能提供建筑物局部的、相對的變形信息，測量精度較低，易受氣候、風等因素影響。對較低的建筑物較為適用，對于高大建筑物(高度300 m以上)，精度會受到較大的影響。全站儀法測定的是建筑物的絕對變形信息，可用于各類建筑物，但在惡劣氣候條件(如臺風、大雨等)下，因激光跟蹤目標困難，所以使用受到限制。近景攝影測量技術由于攝影距離不能過遠，大多數的測量部門不具備攝影測量所需的儀器設備，因此，尚不能普及應用。

所以不難看出，加速度傳感器法、激光鉛直儀法、全站儀法、近景攝影測量技術等觀測技術，在精確度、自動化程度等方面，已不能滿足高層建筑的動態監測要求。

1.2 GPS測定高層建筑動態變形的優勢

隨著軍用技術轉民用的限制逐漸降低和高速發展的硬件和軟件技術，GPS技術的優勢已經越來越明顯。

(1)可以全天候觀測。實時動態(簡稱RTK)測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS(RTD GPS)測量技術。可通過實時計算定位結果，便可監測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況，從而可實時地判定解算結果是否成功。

(2)儀器精度高。GPS相對定位精度在50 km內達； 100～500 km達，1000km以上可達。且獨立布點不會有誤差積累，測量過程自動進行，不會有人為因素造成的錯誤，測量數據穩定可靠。

(3)自動化程度高。用GPS接收機進行測量時，僅需一人將天線準確地安置在測站上，量測天線高，接通電源，啟動接收機，儀器即自動開始工作。在結束測量時，只需關閉電源，收起接收機，便完成野外數據采集。

(4)可減少誤差。在變形監測中，只要天線在監測過程中能保持固定不動，接收機天線的對中誤差、整平誤差、定向誤差、量取天線高的誤差等并不會影響變形監測的結果。

(5) 操作方便。儀器體積小，重量輕，容易攜帶搬運，勞動強度小，外業工作量小。

(6)應用前景廣。GPS技術具有全球、無誤差積累等優點。使觀測工作效率大大提高，同時也節省了大量的人力和物力。

2GPS變形監測技術

2.1　GPS變形監測模式

GPS用于變形監測的作業模式可概括為周期性和連續性兩種。當變形體的變形速率相當緩慢，在局部時間域和空間域內可以認為穩定不動時，可利用GPS進行周期性變形監測，監測頻率可為數月、一年或甚至更長時間。連續性變形監測采用固定監測儀器進行長時間的數據采集，獲得變形數據系列，此時監測數據是連續的，具有較高的時間分辨率。周期性監測模式一般采用靜態相對定位測量方法。論文寫作，GPS建筑變形。連續性監測模式，適用于對自動化要求高，數據采集周期短的監測項目。在數據處理方法上，可選擇靜態相對定位和動態相對定位兩種方法。在一些高層建筑物等工程的動態監測中，可運用GPS連續監測模式。論文寫作，GPS建筑變形。該模式實現24小時的連續觀測，使監測、監控、決策實現遠距離控制，但該模式要求GPS接受設備必須永久固定在變形點上成本較高。

2.2　GPS在變形監測中的測量方法

按監測對象及要求不同，GPS在變形監測中可選擇靜態測量法，快速靜態測量法和動態測量法三種。

1)靜態測量法：靜態測量法，就是把多于3臺GPS接收機同時安置在觀測點上同步觀測一定時段，一般為1小時至2小時不等，用邊連接方法構網，用后處理軟件解算基線，經平差計算求定觀測點三維坐標。這種方法定位精度高，適用于長邊，測邊相對精度可達。論文寫作，GPS建筑變形。論文寫作，GPS建筑變形。

2)快速靜態測量法：這種方法尤其適用于對監測點的觀測。其工作原理是：把兩臺GPS接收機安置在基準點上固定不動連續觀測，另1～4臺接收機在監測點上移動，每次觀測5～10分鐘(采樣間隔為2秒)，經事后處理，解算出各監測點的三維坐標。

3)動態測量法：該方法又分準動態測量方法和實時動態測量法。實時動態測量方法原理是：在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續觀測，并將觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發送給在各監測點上移動觀測(1～3秒鐘)的GPS接收機，移動GPS接收機在接收GPS信號的同時，通過無線電接收設備基準的觀測數據，再根據差分定位原理，實時計算出監測點三維坐標及精度。

一般基準網應采用靜態測量方法，當基準網的邊長超過10 km，要考慮基準網的起算點與國際IGS站聯測，基線向量解算時采用精密星歷，保證基線解算的精度。對監測點進行測量時，可采用快速靜態測量法。在橋梁監測時，可選擇實時動態測量，如果距離近，基準點與監測點有5顆以上共視GPS衛星時，精度可達1～2 cm。

3　GPS測量數據處理

GPS數據處理過程可劃分為基線解算和網平差兩個階段。

GPS基準網的基線解算，應采用GAMIT或Bernese軟件和IGS精密星歷。平差計算應采用PowerADJ科研辦軟件。對高精度GPS的數據處理分為兩個主要方面：一是對GPS原始數據進行處理獲得同步觀測網的基線解；二是對各同步網進行整體平差和分析，獲得GPS網的整體解。這些軟件數據處理的重點都在于同步網的基線處理，而在網平差分析方面，特別是多個子網的系統誤差分析、粗差分析及隨機誤差處理方面，暫無好的處理方法。

4 結語

GPS這種全新的定位手段，在工程實踐中已逐步得到認同。目前，我國正處于經濟發展的歷史性的發展時期，各種基礎設施的大量建設，各種新材料、新技術的采用，使建筑工程這一傳統產業呈現勃勃生機。論文寫作，GPS建筑變形。隨著GPS技術的進一步開發，特別是有關高層建筑施工領域的應用技術包括基礎理論的研究、實踐方法的探索、信號接受手段的更新、信號處理方法和軟件的開發等的發展，再加上若干工程的應用、積累和提高，GPS技術將成為在高層及超高層建筑方面廣泛使用的方法。

參考文獻

[1]劉大杰等.全球定位系統GPS的原理與數據處理[M].上海：同濟大學出版社，2008：40-55.

[2]余紹銓等.GPS測量原理及應用[M].武漢：武漢測繪科技大學出版社，2007：60-65.

[3]羅志才等.GPS用于監測高層建筑物動態特征的模擬研究[J].武漢測繪科技大學學報，2007（8）：20-22.

篇10

【關鍵詞】 MIMO 無線通信 信道容量

多入多出（MIMO）技術是在通信系統收發的兩端放多根天線的一種通信技術，成為近年來無線通信領域理論研究的一個重大的突破。該項技術能在不增加發射功率和系統帶寬的前提下大大地改善系統的性能、增加系統的容量、提高系統頻帶利用率，成為了新一代多數據類型、高數據率無線通信系統的關鍵技術。

一、MIMO系統模型

MIMO系統是在天線空時處理技術和分集技術的基礎上發展起來的，是發射端和接收端都使用天線陣列或多天線的通信系統。MIMO系統的結構如圖1所示。在發射端，對信號進行空時編碼，然后從多個天線通道使用同一頻段發射出去，經過無線信道的散射傳播，經過不同的路徑到達接收端，在接收端使用多個天線通道接收，然后進行空時譯碼。

二、MIMO系統的信道模型種類

通常可以將信道建模方法分成兩大類，分別是分析模型和物理模型。分析模型是在一定的天線和系統參數下，同時參考了天線的配置和物理電磁波的傳播特性來說明收發天線之間的信道沖激響應。在這種模型之下，信道的系數在時間和空間上是相關的隨機過程，然而這種相關性是通過計算來定義的。而物理模型主要用來描述收發天線之間電磁波的雙向多徑傳播特性。因為物理信道模型是和特定地理位置密切相關的，所以可以準確地描述電磁波的多徑分量、復振幅，到達角和離開角。同時物理模型獨立于天線的系統帶寬和具體的配置。

2.1 分析模型

分析模型主要通過數學分析的方法來描述收發天線間的信道沖激響應特性，而無需明確的電磁波傳播的特性。單個沖激響應只包括一個MIMO信道矩陣，該方法的優勢在于引入了信道矩陣，便于算法驗證以及算法研究。分析模型還可以細分為：基于相關法的模型和傳播驅動模型。基于相關法的模型特征為MIMO信道矩陣在統計上具有相關性，常用的基于相關法的信道模型有Weichselberger模型、獨立同分布i.i.d模型和Kronecker模型。傳播驅動模型則是通過傳播的參數獲得信道矩陣的，其中包括虛擬信道實現模型、有限散射體模型和最大熵模型。

2.2 物理模型

物理模型主要基于實際環境的測量而建立起來的信道模型。其需要獲取詳細的信道環境信息，例如自然界的物體和建筑物的精確分布、位置和大小等等。物理模型實現的方法主要有非幾何的隨機信道模型、確定性的信道模型和基于幾何的隨機信道模型。非幾何的隨機模型根據統計參數描述了電磁波從發射端至接收端的傳播路徑，而不用考慮幾何的物理環境。確定性的模型基本思想則是若詳細的傳播環境的信息可以獲取，這樣的話，無線傳播就可以看作一個確定的過程；它能確定空間任何一點的各種空時特性。這類的信道模型主要用于小區的規劃。基于幾何隨機模型是根據散射體的具置而決定的，然而散射體具體的位置是由特定的概率分布函數隨機產生的。

三、MIMO系統信道容量

3.1 信道容量的定義和含義

3.2 MlM0信道容量的一般性推導

根據信道統計特性，通常可將容量統計特性分為中斷容量和遍歷容量。

3.2.1 中斷容量

3.2.2 遍歷容量

四、MIMO應用及其前景

因為對MIMO所做的研究日益成熟，最近的許多研究成果表示MIMO技術具有較大的優勢，在3GPP和ITU 論壇中已經開始對MIMO進行標準化。將幾種技術和MIMO相結合，可進一步地改進系統的頻譜效率、通過量和性能，這激發了人們極大的興趣。

到目前看來，對于蜂窩系統，仍然沒有在商用的系統中采，用MIM0技術，除了MISO發分集（較為簡單）外，正在部署中的商用系統也沒有。Lucent貝爾實驗室在2002年12月研發成功了BIAST芯片，Iospan Wireless發明出了應用于固定的無線接入的Airburst系統。

對于3GPP，基于鏈路層的模擬，結合擴頻碼和VBLAST再用，已經擁有了一些MIMO技術方面的成果。吞吐量增益（MIMO所提供）是在理想的情況下所獲得的，并且對于信道的條件很敏感。MIMO增益的代價就是增加手機和基站的接收機的復雜度，不同因素，例如錯誤的高多普勒頻移、信道估計，天線的相關性等，都會對理想的系統性能造成影響。

五、總結

MIMO系統借助空間維度和散射環境，建立了多個并行的空間信道，在不需要增加發射功率和系統帶寬的情況下，利用無線信道多徑傳播，獲取分集增益與復用增益，從而明顯地提高無線鏈路的質量和容量。MIMO作為新一代的寬帶無線通信系統的框架技術，是實現充分地利用空間資源來提高頻譜利用率的一個必經途徑，具有巨大的發展前景。

參 考 文 獻

[1] 樊昌信等. 通信原理. 北京：國防工業出版社，1995，56-60