基于射頻的無線通信技術(shù)研究解析

1 引言

在一些通信技術(shù)方面， 以往使用的單一的通信網(wǎng)路，選擇衛(wèi)星信號通信方式，在一些程序傳輸和互聯(lián)網(wǎng)上面的應(yīng)用居多。但是在設(shè)備的使用資源固定，要求越來越高的同時，對于衛(wèi)星接收 信號的使用人數(shù)也逐年增加，該網(wǎng)路的資源已經(jīng)無法滿足不斷擴張的需求量，嚴(yán)重的導(dǎo)致網(wǎng)路信號的不理想，甚至出現(xiàn)接收通信信號的癱瘓現(xiàn)象的發(fā)生。因此對于這樣的情況要急切的尋找一種代替的無線通信網(wǎng)絡(luò)，來合理有效的分擔(dān)現(xiàn)有的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的壓力，同時還能在很大程度上加強信號的通信?；谶@樣的情況之下，我 們選用射頻進行通信，可以改善現(xiàn)有的基站通信不足的現(xiàn)象，并且制定一套完整的基站網(wǎng)絡(luò)連接體系，滿足了現(xiàn)有的企業(yè)對于機械操作和人工管理的通信需要。

2 射頻通信的概況和發(fā)展情況

在整個地球的大氣分布中，有很多不均勻分布的細(xì)小介質(zhì)，這些介質(zhì)會在物理條件的影響下，形成巨大的載體物質(zhì)，就如空氣中的顆粒聚集起來形成的風(fēng)，以及還有一 些云層，這些自然界的物理現(xiàn)象會對電子通信系統(tǒng)產(chǎn)生一定的干擾作用。在受到了不同的溫度、濕度、壓強等的變化時，這些空氣中的載體會出現(xiàn)不同的變化，對于單片機的 發(fā)射就會起到很大的干擾作用，對于無線設(shè)備中發(fā)出的電磁波會出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾現(xiàn)象，嚴(yán)重的時候電磁波信號都無法正常的使用。

其中所說的影響主要集中在對于電 磁波的折射傳播影響。電磁波的發(fā)射是要依靠合理穩(wěn)定的載體向不同的方向發(fā)散出去，通常意義下我們定義這種行為為電磁波的射頻，射頻過程中的載體稱作為射頻 媒介。當(dāng)電磁波在發(fā)出的過程中，所發(fā)散的頻率可以滿足借助載體的需要，電磁的分布量在對前端的發(fā)散中起到了決定作用，這樣的情況下可以實現(xiàn)超視距的無線對 接信號的實施，在接收信號的一方可以根據(jù)信號的波段和頻率來分辨出信號源的變化。對于這種將大氣中的介質(zhì)作為信號傳播的載體，以及利用電磁效應(yīng)進行電磁波 的超視距傳輸模式稱作單片機系統(tǒng)的射頻通信。

我國在上個世紀(jì)七十年代可是對于基于介質(zhì)傳播下的射頻基站方面的研究，到了上個世紀(jì)的九十年代，在之前的理論研究的基礎(chǔ)上，提出了相關(guān)具體的射頻理論，并且 將理論的研究成果投入到了實際的系統(tǒng)研制當(dāng)中，這就形成了早期的單片機射頻傳輸系統(tǒng)雛形。目前射頻設(shè)備大量應(yīng)用在軍方，國內(nèi)尚沒有民用用戶，但是產(chǎn)品設(shè)備 性能、技術(shù)應(yīng)用都已經(jīng)相當(dāng)成熟，可以實現(xiàn)超視距傳輸；同時具有適中的傳輸容量、傳輸性能和可靠度，以及特別強的抗核爆能力。單片機射頻傳輸系統(tǒng)因為有其特 別屬性，在多種多樣的傳輸系統(tǒng)之中，特別是在各種無線傳輸系統(tǒng)之中，始終占據(jù)不可替代的特定位置。

3.射頻通信基站的工作機理研究

射頻通信基站的兩個主要功能如下

3.1 接收功能

所 謂接收功能是指TD-309 K32接收模塊和TX315A-TO1發(fā)送模塊在一定的通信協(xié)議基礎(chǔ)上，TD-309 K32接收模塊接收到TX315A-10l發(fā)送模塊發(fā)送的信息，并將收到的信息存在片內(nèi)RAM。這是射頻通信基站功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)，只有實現(xiàn)該功能才能進行 下一步的工作。TX315A-Rol接收模塊處在不斷地接收狀態(tài)：它不停地檢測是否存在有效信號的發(fā)送，當(dāng)檢測到有信號的發(fā)送時，判斷是否為起始信號，是 起始信號時，從這個時刻開始進行存儲數(shù)據(jù)，而不是起始信號則繼續(xù)檢測。在這項設(shè)計當(dāng)中所使用的斯邁特s5lE開發(fā)學(xué)習(xí)板只有一個UART異步串行通信接口 進行連接，但在設(shè)計中需要兩個并行線路串行接口，其中一個用于單片機與上位PC機通信，另一個用在信息接收端的使用。

3.2 發(fā)送功能

所 謂發(fā)送功能是指，在一定的通信協(xié)議基礎(chǔ)上，單片機和上位PC機進行數(shù)據(jù)交換和傳遞，當(dāng)單片機和上位Pc機聯(lián)機以后，單片機將之前收到的站點信息向上位機傳 送，供Pc機做進一步的處理。該功能的實現(xiàn)標(biāo)志射頻基站通信功能的實現(xiàn)，是本次設(shè)計最重要的部分之一。單片機與上位機通訊成功以后，信息通過串口傳送給 Pc機，發(fā)送完畢后，檢驗發(fā)送是否正確，錯誤則重發(fā)，正確表示射頻通信基站的通信功能得以實現(xiàn)。

在這個設(shè)計當(dāng)中，最為核心的 部分是單片機的操作系統(tǒng)，對于TD一309．K32的模塊標(biāo)準(zhǔn)化接收方式中，對于信息的采集方式尤為凸顯，在對于單片機的接口模擬中，等到的信息將會在采 集的樣本中是示出來，將將顯示的數(shù)據(jù)收集在RAM磁盤中以作為備份資料供以后調(diào)用。此外，在協(xié)議的通信變化中，上位通信成功完成了信息的傳遞后，就可以形 成完整的調(diào)試階段。在這個調(diào)試階段中要將現(xiàn)有的電壓控制在1Ov以內(nèi)，不能出現(xiàn)過壓的狀態(tài)。還要考慮到不能使得接收口的脈沖信號超過穩(wěn)定值的上限。在TD 一309一K32模塊在接收到單片機設(shè)備的施密特觸發(fā)后，模塊會自動進行對接，聯(lián)系好的信號資源的數(shù)據(jù)將會自動在連接后進行有效的傳遞。

4 射頻通信基站在使用的出現(xiàn)的問題

射頻通信運行中信號方面出現(xiàn)的問題

4.1 太過依賴于通信信息的集成

射 頻通信基站建設(shè)工程已經(jīng)在很多時候依賴于通信信息的集成，對于信號的分布也相對的縝密，在線路安排上也是非常密集，信號之間的密集度也很高，信號的數(shù)量在 不斷的增多，但也有在這里的客觀因素包括主觀原因。最早在射頻信息技術(shù)的建設(shè)中，對成本的考慮，減少運輸信號使用的接收基站的建設(shè)，而不是考慮到電纜的 實際距離，在許多惡劣的天氣里，氣候變化將會對信號的傳遞帶來很大的影響。在極端天氣，如在高溫和低溫天氣，電纜將由不同的溫度測試而受到不同的影響，基 站中電纜外部的保護層易受到嚴(yán)重的損害，導(dǎo)致電纜的內(nèi)部不均勻的加熱，從而出現(xiàn)電纜不均勻的變形，這種現(xiàn)象會使得信號在傳輸中出現(xiàn)偏離原設(shè)計能力和數(shù)據(jù)傳 輸失穩(wěn)的狀況。

4.2 現(xiàn)有射頻通信基站中的裝置、技術(shù)上的落后

在很多的建設(shè)中 出現(xiàn)了壟斷的狀況。這就讓射頻信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在沒有得到合理競爭的情況下沒有好的發(fā)展勢頭。具體表現(xiàn)為安裝的設(shè)備陳舊，無法應(yīng)付當(dāng)下人們對通信信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 的要求。在信息的保存上也會出現(xiàn)很大的漏洞，對于用戶的信息，壟斷行業(yè)的信息管理庫很難做到完全的保證信息的安全，在計算機后臺極易出現(xiàn)信息軟件的漏洞， 計算機后臺也會受到黑客的襲擊。

4.3 射頻通信中用戶的信息得不到應(yīng)有的保護

射 頻基站網(wǎng)絡(luò)的運行完全暴露在外界中，不可能達(dá)到絕對的安全，時下，人們對安全系統(tǒng)的保護意識不斷地提高，對于通信網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)發(fā)展有著很大的影響。在人 們對網(wǎng)絡(luò)關(guān)注的同時，加強通信中的信息安全力度刻不容緩。不容樂觀的是，用戶在使用計算機的同時，獲取網(wǎng)絡(luò)上的資源，也同時會將自身的信息資源泄露。這就 需要在網(wǎng)絡(luò)的使用中設(shè)置相應(yīng)的法律保護規(guī)范。

5 射頻基站問題解決方案

5.1 解決信號不穩(wěn)的問題

信號不穩(wěn)的內(nèi)在原因是射頻通信發(fā)射單片機裝置中出現(xiàn)的問題，我們提出的方案是在射頻電磁波發(fā)射源裝置中，增加單片機信號接收點的數(shù)量，來保證維修和養(yǎng)護的方便。

5.2 射頻線路的接續(xù)測試

射頻線路的接連持續(xù)性的質(zhì)量是決定射頻通信線路全程指標(biāo)的重要因素，是系統(tǒng)運行穩(wěn)定的重要保證。在整條線路中對于支點進行實時測試。

① 設(shè)置起點位置：取值在一個范圍內(nèi)進行，通常定在線性曲線向始端延長線上0．5dB處。

②設(shè)置量程：量程取決于所測光纖長度，通常短距離L《3OKM。

6 結(jié)束語

對于單片機射頻信號基站通信的發(fā)展需要，針對現(xiàn)有科技下的射頻通信進行研究，按照射頻通信自身的技術(shù)特點，來滿足企業(yè)內(nèi)部通信的需要。在文中著重介紹了關(guān)于 射頻技術(shù)的原理和使用特點，就一些使用范圍也做出了介紹，同時在使用該技術(shù)的過程中可能會出現(xiàn)的一些相關(guān)問題在文中有一定篇幅的介紹，并提出了相關(guān)的意見 建議，無論是從電磁波的發(fā)射功率，還是后期管理方面都是為了更好的使得射頻通信的穩(wěn)定，更好的發(fā)揮其內(nèi)在的優(yōu)勢，達(dá)到射頻通信基站建設(shè)具有很好的通信能力 的目的。