透地通信系统研究进展

综述了国内外透地通信技术的发展过程与研究现状,介绍了最新的透地通信及其相关技术的理论和实验 研究成果,以最具代表性的国际知名透地通信产品PED系统、TeleMag系统、SWECS系统等产品为例,对透地通信系统在实际应用中的进展情况进行了阐述.指出目前透地通信系统中存在的信道容量小、抗干扰能力差、天线利l用率低等问题,展望了透地通信技术的发展趋势.     

一种基于三轴正交接收线圈的磁感应透地通信方案

为提高磁感应透地通信系统的灵活性和覆盖范围,提出了一种新型透地通信方案,该方案采用单轴空气线圈作为地面发射机天线,用3个相同参数的空气线圈作为接收机天线。首先,对通信信号进行空间分集接收,使通信系统的井下接收机能够以任意姿态地摆放于巷道之中,并能实现更广范围的信号覆盖;其次,为消除因接收线圈间近场耦合作用而产生的信号干扰,将接收机3个天线设置成共用1个圆心且两两相互正交的空间结构;最后,以远距离通信场景下收发线圈间的弱耦合情况为依据,建立一套与接收方案相对应的等效电路模型,并搭建仿真实验平台,分析提出的方案的通信性能。研究结果表明：三轴正交磁感应透地通信接收方案的信号接收强度可达到同等通信距离下理想信号强度的57.7%以上,接收功率可达到最优接收功率的33.33%以上。本文提出的方案解决了单轴线圈接收方案中的通信盲区问题,且有效提高了远距离磁感应透地通信系统的覆盖范围和对应急救援场景的适应性。     

面向对象的电力负荷监控通信规约插件

研究并实现了电力负荷监控系统中通信规约及设备的动态兼容问题.利用面向对象的观点,提出信道与规约独立、数据存储标准化等设计思想,将信道控制逻辑、通信规约等看作独立的对象从系统中划分出来,建立了通信规约插件模型.在组件内部通过定义数据结构与相关函数,实现了规约识别、规约组帧、规约帧解释等相关的任务,并进行了软件实现.实践证明,规约插件的建立使得系统可以灵活地配置无线电台、GPRS、光纤、电话等各种信道,并动态兼容不同厂家、不同型号的终端采集设备,为电力负荷监控系统的稳定高效运行提供了良好的解决方案.     

几种透地通信技术的分析与对比

主要分析了天线磁感应方式、地电极电流场方式以及弹性波方式3种矿山透地通信技术的工作机理、技术特点以及受分层大地介质信道的影响情况,对比了它们的传输衰减、发送设备体积、发射功率以及能量效率等功能参数,最后得出了结论:3种透地通信方式都工作在低频波段,天线磁感应方式和地电极方式的传输衰减较之弹性波方式的要小,而弹性波方式和地电极方式所需的发送设备体积比天线磁感应方式的要小;地电极电流场方式能量效率比其它天线磁感应和弹性波方式要高;弹性波方式透地通信受地层力学特性影响太大,尤其是松散介质层.     

水声通信网络信道建模与仿真研究进展

水声通信网络在海洋目标定位和导航、资源勘探和开发、环境感知和监测等领域有重要应用,其中水声信道特性研究及其建模与仿真是建立通信网络的基础,而目前水声通信网络中的信道建模与仿真尚未有公认的标准方法.因此,基于对水声信道传播特性的分析,探讨了典型水声信道特性给水声通信网络设计带来的挑战;对比了经验模型、声场模型、基于本征路径的多径信道模型和基于统计特性的时变信道模型等水声信道模型,仿真结果表明:水声信道结构的变化明显影响接收性能;阐述了基于水声信道特性的水声网络仿真工具和方法,分析了其特点;最后进行了总结,并展望了未来水声通信网络信道建模与仿真的发展方向.     

一种基于OFDM和比特分配技术的改善低压电力线通信性能的方法

现有电力线通信技术由于受到信道频率选择性衰减以及窄带噪声等特性的影响,限制了其更广泛的应用.通过对PLC系统的分析,提出了采用基于OFDM和比特分配技术的PLC系统方案,并在Matlab平台上建立了OFDM低压窄带(3~500 kHz)电力线通信系统模型,完成系统仿真,并分析了方案的可行性.同时,基于此方案完成了硬件系统的设计,并在实际电力线信道环境下进行测试,实验结果表明:CFDM和比特分配技术非常适合应用在PLC系统中,可以实现高速可靠的通信.     

基于准静电场的体域通信信道随机特性及系统性能仿真

 基于准静电场的体域通信技术是一种用于人随身电子设备互连的新方法。为研究人体运动对体域通信系统性能的影响,实验测量了人体静止、踏步和跑步3种状态下的信道增益,得到信道增益的累积分布函数,与多种常见统计分布类型相对比,发现其服从正态分布,并利用最大似然方法进行了分布参数估计,得到信道增益的均值、标准差和置信区间。基于信道分布特性,建立了信道统计模型以及系统仿真模型,并进行系统性能仿真,在高斯白噪声环境下通过仿真研究了人体运动对幅移键控系统误码率的影响,给出了体域通信信道建模和仿真的一般方法。结果表明,通信误码率随人体运动激烈程度增强而升高,但变化程度不大。     

电流场透地通信电场的数学建模与分析

电流场透地通信系统通过收发两端插入地下的电极,以电场电流的形式承载信息数据,完成信号的发送和接收,能够实现超过300米的传输范围,并且具有传输衰减小、天线尺寸小、灵活性好等优势。为了有效提高电流场透地通信系统的性能,了解地下电场的分布是具有十分重要意义的。本文构建了地下电场的三维模型,给出了三个电场分量的完整显式解,并基于模型与表达式,仿真分析了收发天线的偏移量、相对方位、长度以及工作频率对电场分布的影响。结果表明,通过合理地选择这些参数能够有效提高接收电极的接收电压,从而改进地面与地下的通信效果。     

全向紫外光通信技术研究

针对国内外在全向紫外光通信理论模型研究方面的空白,以及系统的通信距离近、无法实现全向的问题,基于蒙特卡罗方法,建立全向紫外光通信的信道模型,分析接收信噪比;并基于紫外LED阵列及光电倍增管,通过对全向发射/接收天线的光学设计,采用4-PPM调制方式,建立速率为115.2 kbit/s的全向紫外散射光通信测试系统. 经过测试,接收系统的信噪比与模型仿真基本一致,实现了100 m范围内的全向通信,误码率优于1×10-5.      

四节点协作通信切换通用模型的建立和性能分析

在三节点中继信道模型的基础上,根据协作通信和切换技术的特点尝试性地建立四节点的协作通信切换通用模型,并对通用模型进行仿真和系统性能分析。四节点的协作通信切换通用模型的系统性能在中低信噪比时明显优于传统通信切换,高信噪比时与传统通讯切换的性能差别不大。四节点的协作通信切换通用模型解决了切换技术在协作通信中的实现问题。     

基于钻井液的无线通信系统模型及其协议研究

分析发现目前国内外关于钻井液信道中数据通信协议及其体系结构的研究较为缺乏,这在一定程度上限制了钻井液通信系统的研究和发展,不能满足钻井工艺提高的要求.而且由于随钻测量系统信道独特的特征,不能直接套用现有的计算机网络通信中的协议及其体系结构.参照了现行的国际标准,根据钻井液信道的特点,设计了三层结构的数据下行通信模型和四...     

扩频通信在油田电网中的应用与推广

为了满足油田电网对其系统通信的要求 ,选择扩频通信作为电网通信的主要方式。从理论和应用角度 ,对扩频通信的原理、应用领域及其主要优点进行了论述 ,并从产品选型、网络规模、系统简介、技术指标及效果分析等各个方面进行了详细、全面的阐述。给出了扩频通信在油田电网中应用的一个实例 ,根据实例应用效果 ,提出了在油田各领域推广应用扩频通信的建议。     

基于硬件预均衡电路的高速可见光通信系统

 可见光通信（VLC）是一种新型无线光通信技术,它将照明和通信结合起来,因此具有极其广阔的应用前景,成为近年来研究的热点。目前VLC发展的主要瓶颈在于,LED有限的调制带宽限制了VLC系统的传输速率。为解决这一问题,可见光通信系统中使用了硬件预均衡电路,设计并使用了单双级联桥T幅度均衡器,结合自适应比特功率加载正交频分复用（OFDM）技术,有效地提高了可见光通信系统的调制带宽和传输速率。     

基于STM32的红外光通信装置的设计

针对目前蓝牙技术高功耗, 不适合实验室等多人研发应用的问题, 设计了基于STM32的红外光通信装置。该系统运用处理器STM32的Speex语音编码与解码算法技术实现中短距离的红外光无线通信。通过语音发送模块, 中继转发节点模块和语音接收模块增强装置通信功能。测试结果表明, 接收装置输出噪声电压小于0.1 V, 中继转发站可将传输方向改变任意角度, 语音信号安全、 稳定, 传输距离为8 m。     

短波通信技术研究进展与发展需求

短波通信具有通信距离远、开通迅速、机动灵活、网络重构便捷等优点,是军事通信和应急通信的重要手段.首先,围绕时变色散短波信道条件下信息传输有效性和可靠性的基本问题,阐释了短波数据传输、链路建立、抗干扰通信和组网等方面的国内外研究进展.然后,针对下一代短波智能通信系统的发展需求,探讨了短波信道大数据建模与频率预测、复杂电磁...     

煤矿应急无线网格网宽带无线信道及NS仿真

随着现代化煤矿的要求及无线通信技术的发展,地面现代无线通信技术(如PHS)已经开始应用于煤矿井下通信。本文通过分析煤矿井下无线传播环境特性,提出一种采用基于W iFi的混合型无线网格网络宽带无线通信技术,快速建立煤矿井下应急救援无线通信信道,并使用NS进行了系统仿真,结果表明该信道在延时、抖动率和稳定性等方面的性能较好,理论上适合于井下灾变后应急通信需要。     

基于USRP2的TDCS系统的设计与实现

对于变换域通信系统(TDCS)的研究多集中于理论上的仿真验证,而涉及到硬件平台的较少,为此将一种主流的认知无线电平台——USRP2应用到TDCS系统的硬件实现上.首先分析并解决了TDCS系统的基本原理和关键技术,分析了USRP2的基本工作原理,在此基础上设计了一个基于USRP2的TDCS系统,采用Level-2 Matlab S-Function函数编写TDCS系统所需的动态仿真模块库,然后在MATLAB/Simulink环境下搭建了该系统,最后在2台US-RP2之间进行无线数据的收发测试.实验结果表明:文中所设计的基于USRP2的TDCS系统能够实现实际无线信道中信号的准确发射与接收,具有很好的数据传输误码率,实现了TDCS系统的无线通信.