智能天线在移动通信中的应用探讨

第一篇：智能天线在移动通信中的应用探讨

湖南科技大学

毕业设计（论文）任务书

系（教研室）主任:

信息与电气工程学院通信工程系（教研室）（签名）

年月日

专业:学生姓名:学号:设计（论文）题目及专题：智能天线在移动通信中的应用探讨2 学生设计（论文）时间： 自月日开始至月日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：(1)自适应天线原理 石镇 国防工业出版社；

(2)CDMA无线通信原理窦中旭，雷湘编著清华大学出版社；（3）无线通信中的智能天线：IS-95和第3代CDMA应用 马凉等译 机械工业出版社(4)通信信号处理 张贤达，保铮著 国防工业出版社；

（5）中国期刊网等互联网上有关智能天线(或自适应天线阵)方面的参考资料。4 设计（论文）完成的主要内容：（1）掌握智能天线基本原理；

（2）分析智能天线阵在移动通信中抗干扰作用；

（3）建立相应的自适应阵空时模型,采用相应的算法分析智能天线的性能；

（4）建立相应的仿真模型，并对结果进行分析；5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）按学校要求撰写设计报告；

（2）设计报告要求字数达5万字，提供电子版（刻录成光盘）和文字版（按学校要求装订成册）；

（3）设计报告包括目录、中英文摘要、关键词、方案选择及确定、技术要求、设计过程及参数计算、仿真调试结果分析、小结等；

（4）提供所采用智能天线阵及相关算法框图，要求用A0或A1图纸描绘。6 发题时间：年月日

指导教师：（签名）

学生：（签名）

第二篇：无线电管理在应急通信中的应用

无线电管理在应急通信中的作用

近年来，无线电技术的发展和应用突飞猛进，对社会的信息化进程起到了巨大的推动作用，无线电通信作为信息传输的重要手段得到越来越广泛的应用，各种无线电技术和业务已广泛应用到电信、广电、民航、交通、气象、医疗、遥测等领域。新技术、新业务不断涌现，推动了社会经济的可持续发展，深刻改变着人们的生活方式。无线电管理工作在保障人民群众生命和财产安全、服务国防建设、国家安全、维护社会稳定、促进国民经济发展和改善人民生活水平等方面发挥着越来越重要的作用。如何管理好无线电磁频谱，使之能在各种场合、各种环境中发挥作用是当前一大难题。面对日益复杂的无线电电磁环境和各种应急任务，研究无线电管理在应急通信中的作用，对于应急准备、应急通信调度、提高无线电管理的地位作用、提高无线电管理机构的应急能力都具有重大意义。

当突发灾害事件发生时，电缆光缆、电力线路、通信中心或基站等公共通信设施可能遭受破坏，造成救灾的困难和社会秩序的失常，而此时无线电通信就能在各类应急通信中发挥重要作用。这一事实已经在美国9.11恐怖袭击事件、美国森林大火、英国龙卷风、印度洋海啸、台湾大地震、以及2008年我国的雨雪冰冻灾害等大量突发灾害事件中得到验证。

下面我们将探讨无线电管理在应急通信中的作用。

一、相关概念

无线电管理：国家通过专门机关，对无线和卫星轨道资源的研究、开发、使用所实施的，以实现合理、有效利用无线电频谱和卫星轨道资源的行为、活动和全过程。

应急：应急是一种要求立即采取行动(超出了一般工作程序范围)的状态，以避免事故的发生或减轻事故的后果。应急可以定义为启动应急响应计划的任何状态。

应急通信：在原有通信系统遭到严重破坏或发生紧急情况时，为保障通信联络，采用已有的机动通信设备进行的通信。其中包括有线应急通信和无线应急通信两种方式。

应急预案：是指为了有效预防控制突发公共事件的发生，或者在突发公共事件发生后能够采取有效应对处理措施，防止事态和不良影响扩大，最大限度减少人民生命财产损失，而预先制定的事前预防和事后处置的工作方案。

二、无线电通信的优势

回顾近年来在特殊时期、在灾难救助中所使用的通信方式可以看出无线电通信是应急通信必不可少的手段：1987年4月大兴安岭发生特大火灾，无线单边带通信车及时沟通了灾区与上级的通信联络；1995年4月，C频段卫星车承担了中日海底光缆的应急支撑任务；1996年5月，内蒙古包头市发生6.4级地震，单边带通信车、特高频通信车、海事卫星通信设备及时奔赴现场，为抗震救灾提供了应急通信保障；1998年夏季，长江、嫩江、松花江全流域发生特大洪水，国家相关部门共调海事卫星、便携式微波、VSAT卫星移动站、900兆移动通信等数百台（套）通信设备为各地抗洪救灾指挥提供了有力的应急通信保障。国际海事组织（IMO）从1992年开始实施全球海上遇险和安全系统（GMDSS、以前的SOS），还有现在时下流行的GPS系统，业余无线电电台等无线电通信系统都在应急通信中发挥着重要作用。

无线应急通信相比有线应急通信，具备以下优势：

1、有线通信的开通必须架设电缆，或挖掘电缆沟或架设架空明线；而无线电通信只需要发信机、收信机、频率资源就可以组成通信系统；

2、有线通信受地势影响，不能任意铺设；而无线通信覆盖范围大，几乎不受地理环境限制；

3、有线通信铺设时电缆数量固定，通信容量有限；而无线通则可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便；

4、无线通信可以迅速（数十分钟内）组建起通信链路，实现临时、应急、抗灾通信的目的，而有线通信则需要较长的时间；

三、无线电管理在应急通信的作用

我国目前的应急主要以自然灾害、事故灾难、突发公共事件为主，而无线电管理在这其中应该做什么？怎么做？

1、建立高效无线应急网络系统

三大运营商的公众通信网络、公安、航空、铁路、海事、医疗、消防、电业、城建、三防、电视台、业务无线电爱好者等很多部门和民间组织都有自己专业通信系统和应急通信系统，这些无线电通信系统手段灵活多样，它们涵盖短波、超短波、微波、卫星等多个频段。但是各个专业通信系统涉及单位不同、行业不同，使用频率不同、通信方式不同、使用场合也不同。要在应急通信中保持国家、政府、企业、组织和个人之间的通信，也就是如何较好发挥这些网络的作用，必须科学地实施统一指挥调度，需要有架构在地理信息上的详实的频率台站资料作基础，需要利用信息技术对各种无线通信资源进行整合，同时还要有严格的制度，详细周密的保障预案。

无线电管理部门掌握着无线电频率资源，同时还掌握着各种公共通信网络、专业通信网络的网络布局、台站数据、工作技术参数、联系方式等详细的无线电台站资料，在建立无线电应急通信协调机制方面有着得天独厚的有利条件，可以按政府应急指挥中心要求建立相应的数据库，在应急的时候迅速组织各通信系统形成高效、稳定的无线应急网络,为政府应急处置机构做好无线通信应急保障工作和维护无线通信行业稳定的应急工作。

无线电通信是应急通信中必不可少的手段，无线电管理部门更是在应急中起着重要的作用。作为无线电管理机构如何为政府建立高效通畅联动的无线应急通信网络，目前还处于探索阶段。

2、加强应急时期无线电监测，快速排查干扰

行政手段、法律手段、技术手段、经济手段是无线电管理的4个手段。作为无线电管理工作者必须考虑无线电频率的资源配置问题、解决不同系统之间的电磁兼容问题、保障无线电业务正常使用问题。无线电波的日常监测是管好无线电频率、台（站）的重要技术手段之一，平时通过积极主动加强对无线电波监测，及时掌握无线电频率使用的情况，对一些重要频率（特别是国安、公安、航空导航、列车调度、抢险救灾、防汛抗洪、水上航行等涉及国家安全、社会稳定、人民生命和财产安全相关无线电台站所使用的频率）使用情况要保持高度的警惕性。

应急情况出现时，除全力保障无线电应急通信频率的正常使用外，还要给予应通信系统备用频率。对应急通信频段进行实时跟踪、监听、测量，随时掌握应急地区的电磁环境变化，实施应急电磁环境动态监测与控制，一旦发现有害干扰，第一时间保证人员和设备到场排查，消除有害干扰；对要相关协调配合的单位及时通知，密切协同，直至有效排除干扰。

3、局部电磁频谱管制

应急期间，为使应急通信频率不受其他电磁辐射源的干扰或影响，如有需要，无线电管理机构可在特定的时间、区域、频段范围内实施局部电磁频谱管制，对相应的无线电台站、无线电设备进行管制。合理的控制管制频域、地域、时域，保证电磁频谱管制的效果，确保应急频率的正常使用。

4、建立无线电管理应急保障预案

一般情况下需要应急通信的时间和地点都很难确定，所以必须建立无线电管理应急预案，一旦出现问题，就能立即行动起来，并以最快速度完成应急通信保障任务。

建立健全的深圳市无线电通信保障应急工作机制，可以提高应对突发事件的组织指挥能力和应急处置能力，保证应急通信指挥调度工作迅速、高效、有序地进行，满足突发情况下无线电通信保障工作的需要，确保无线电通信的安全畅通。

5、提高无线电管理人员素质，加强演练

在执行应急通信任务时，需要工作人员能够操作熟练、快速准确。要保证应急情况下拿得出一支技术过硬、作风顽强的无线电管理队伍，必须得加强无线电管理人材的培养、培训，应定期开展应急演练，通过演练，发现自身不足，提高无线电管理人员处理复杂问题、应对无线电干扰突发事件的能力。

四、小结

21世纪是信息社会，电磁空间领域的发展与竞争日渐激烈，无线电通信广泛应用于航空、防汛、电力、铁路、交通、地矿、农林、气象、地震、公安、安全、司法、证券、工商等各行各业。无线电通信事业的发展，对促进经济发展，保障国家安全，维护社会稳定，丰富人民物质文化生活发挥了重要的作用，特别在国防建设和应急抢险等突发应急事件中发挥着特殊重要作用。

面对各种突发事件，减少损失、拯救生命是基本要素，及时、快速的信息传递能充分掌握主动，而我们无线电管理机构应更充分认识到无线电管理在应急中的作用，为应急通信提供强有力的无线电频谱的支援和保障，为国家稳定、经济稳定、人民生活的稳定做出贡献。

第三篇：浅谈GIS技术在消防通信中的应用

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中文摘要

GIS作为消防通信指挥系统功能的主要支持模块,是现代通信技术的一个辅助系统,可实现消防地理信息的查询。利用GIS,配合其他系统模块,在灭火救援现场就可以得到大量有用信息,为现场指挥员临机指挥、定下决心等环节提供有力依据。

Chinese Summary

GIS as a fire command system communications function of the main support module, is a modern communications technology support system, enabling the fire geographic information query.The use of GIS, in conjunction with other system modules, the fire scene, you can get a lot of useful information for the ad hoc command of the scene commander, will be determined to provide a strong basis for such links

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目 录

前言………………………………………………………………………………2 GIS技术简介……………………………………………………………………3 当前消防通信指挥面临的问题…………………………………………………3 基于GIS技术的新型通信指挥系统……………………………………………4 GIS在消防信息化中的应用……………………………………………………4 结论………………………………………………………………………………6 参考文献…………………………………………………………………………7

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前 言

随着社会经济的飞速发展,城市规模不断扩大,人口密度越来越高,各种燃烧物的种类与性质日趋复杂,建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多,这些都给消防部队灭火救援工作增加了难度。消防部门担负着保护生命和财产安全的重任,但其可利用的资源却十分有限。如何有效利用可获取的、有价值的信息对消防工作是至 关重要的,而GIS恰恰为消防部门提供了宝贵信息。

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浅谈GIS技术在消防通信中的应用

一、GIS技术简介

GIS技术是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件技术的支持下,用于对地理空间数据的获取、存储、管理、传输、检索、分析和显示,以提供对空间对象进行决策和研究的人—机系统。在这种方法原理的引导下,加拿大测量学家建立了世界上第一个实用的地理信息系统“加拿大地理信息系统”。由于GIS技术的显着成效和良好的发展前景,在1998年,时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球”这一新概念,更掀起了应用研究的新高潮。

我国自20世纪70年代中后期开展地理信息的研究与应用工作以来,GIS技术已几乎渗透到国民经济的各个部门,影响和改变着我们的生产、生活和工作方式。目前GIS已经在地形图与专题制图、城市规划与市政工程、土地利用与规划、资源环境评价、地震灾害预测研究、生物资源保护与利用等诸多领域得到了广泛的应用。

二、当前消防通信指挥面临的问题

长期以来,灾害现场的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施灭火救援活动,现场指挥往往具有一定的盲目性,缺少临场指挥的科技依据。因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度,这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。

目前,我国大部分省市的消防指挥中心都建设了GIS和GPS,并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统,取得了一定的实际应用效果。通过简单易用的人机交互界面, GIS技术为消防工作提供强大的功能。因此,GIS技术可以被非 GIS 专业人士使用,用于完成火情分析,行动计划制定和快速行动实施。这些工具使指挥人员迅速准确地得到相关信息,如:抢险救援防护设备,消防实力,车辆状态,行动路线等。

不过,基于GIS技术的消防指挥调度系统大多具有技术先进、功能多、系统大、十分昂贵等特点,对于遍布全国各地的许多区县级消防部队来说,人员紧张、经费有限、火灾 3

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起数较少且火灾数据量相对不大,如果也应用上述系统,会造成一定浪费,不符合地方建设和部队发展的需要。因此如何兼顾通信指挥系统功能的完善性和前瞻性,又做到最大限度地节省财力、物力和人力,是当前消防指挥系统中存在的重要问题之一。

三、基于GIS技术的新型通信指挥系统

基于GIS技术构建消防通信指挥系统,首要因素是具备消防电子地图。我国大部分城市的消防指挥中心都购买了城市电子地图,但这些地图并不包括或包括很少消防信息,因此,必须按照消防通信指挥的要求对地图重新组织和不断修订,才能为灭火救援所用。目前普遍采用世界标准信息可视化系统MapInfo技术作为 GIS系统平台,并结合MapBasic、OLE自动化和MapX等开发GIS应用系统。

Mapinfo产品定位在桌面地图信息系统上,与Arc/Info等大型GIS系统相比,因Mapinfo图元数据不含拓扑结构,它的制图及空间分析能力相对较弱,但对大众化的PC桌面数据可视及信息地图化应用来说,Mapinfo易学易用,价位较低,是一个优选GIS产品。Mapinfo提供了自己的二次开发平台,用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种,它们是基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用 MapX控件的开发。

为使消防指挥员可以更方便的在电子地图上了解一些专题情况,如市区的建筑位置、道路布局、消防水源(消火栓)的分布情况等,可以利用MapX控件制作专门的消防专题地图。目前消防部队推广使用的《化学灾害事故辅助决策系统》就是运用此控件维护电子地图信息,效果很好。与传统GIS专业性开发环境相比,像MapX这类组件式GIS系统具有小巧灵活、开发简捷、价格便宜等特点,而且以后会越来越大众化。用MapX开发的GIS系统运行速度快,但MapX并没能实现所有的Mapinfo功能(据称95%以上),使用过程中也发现其存在生成或编辑地图能力及地理分析能力不足等缺陷。

四、GIS在消防信息化中的应用

(1)在119接处警中的应用。

GIS作为在119中运用的最早也是最能体现成果的技术,目前运用得比较成熟。GIS

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作为火警受理和智能决策系统有力的辅 助手段,主要完成报警信息定位、GPS定位、信息查询统计、数据的分析显示,能够利用GIS系统准确、迅速确定报警人的地点及火灾位置,通过优化择选和计算能确定最佳行车路线,另外通过车辆GPS定位系统,能够在地图上实时观察车辆的行车轨迹,以判断车辆是否按照指定的路线行驶。

(2)在消防规划中的应用。

由于GIS基于图形方式,相关信息内容比较详细、精确,并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图,可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设,消防站点的规划,以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机,GIS系统将自动判断出规划的合理性及计算间距。以改变传统人为判断的失误和不准确。

(3)在分析消防信息数据中的应用。

利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况统计分析火灾数据,以便于制定科学的措施和对策,减少火灾事故的发生。同时,通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统进行火灾隐患分析,既能形象地反映情况,又能便于动态管理,通过一些信息查询、分析评价与科学决策,能够对于城市突发性事件进行科学预测,便于消防、安监等部门有针对性地加强督查工作。

(4)制定灭火预案中的应用。

由于GIS内容丰富,目前许多系统采用的是影像甚至立体图形,便于指挥人员从空中了解观察周围情况。对于指挥员综合各种因素,制定有效的灭火预案有极大的帮助。

(5)GIS正朝着网络化、虚拟现实、多媒体及三维方向发展,开发网络模拟演练系统将是不远的现实,通过网上各种综合数据,实现对火灾的判断、力量调度、车辆布置以及进攻方向等战术措施,可以测出火灾扑救成功与否。

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结 论

新型消防通信指挥系统是建立在GIS技术的基础上,综合了多种学科和现代科技成果,相互的关联关系错综复杂。要确保系统流畅运行,还得进一步增强GIS 技术的实用性,建立并完备系统的智能化模式结构、基础数据库、操作平台和应用软件等内容。为提高我国公安消防部队应对各种突发性灾害事件的能力,减少社会承受的灾害损失,大力建设合理科学的新型消防通信指挥系统,对于从理论体系、应用价值以及发展前景等方面, 都将有着非常重要的意义。

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参考文献

<1>邬伦,刘瑜《地理信息系统原理、方法和应用》,科学出版社,2001:10-12。

第四篇：接入网技术在铁路通信中的应用解析

世纪之交的通信技术是先进的数字技术、计算机技术、微电子技术与光电子技术的有机结合体，它将向着数字化、宽带化、智能化、高速化及个人化的方向发展。未来的通信要彻底克服时间与空间的限制，能够使用户在任何时间、任何地点与任何人进行包括语音、数据和视频等信息的交流。在这种情况下，出行的旅客也需要在列车上享受如同在办公室环境下的信息交流，比如同其它人进行语音、数据、传真、图像等信息交流，还要接入国际互联网。另外，随着铁路列车向高速化与准高速化方向的迈迸，为保证行车安全，实现有效的人机控制和提高运输效率，要求建立一个功能更加完善的，技术构成更加先进的铁路通信网。随着我国电信业垄断格局的打破，拥有仅次于中国电信的庞大铁路通信网络的铁道部，可以利用现有的专用网络设施积极参与竞争，向全社会提供高质量的电信业务。要想使上述构想成为现实，就必须打破常规的铁路通信网的接入方式，采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式，实现铁路通信网的升级，适应信息社会的发展，发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。

一、铁路接入网技术的现状由于铁路列车具有高速运动的特点，因而无线（移动通信）接入网在铁路通信网中占有相当大的比重。当然，固定位置的车站（场）、单位以及各种固定设施之间的通信方式，首选方案仍是采用SDH光同步数字传输设备进行组建，同时应考虑采用ATM交换以及网络IP通信等先进技术来构成通信主干网及光纤用户接入网。比如采用“双纤单向环”接入方式，其不仅具有高速、安全、传输质量高、价格合理等光纤通信特有的优点，而且还具有路由迂回、设备备用等特点，从而具备自愈合功能，并使系统的可靠性大大提高。另外，采用远端用户单元（RSU）和数字环路载波（DLC）设备，组网更灵活、方便。组网的过程中要把投资与效益综合统筹来考虑，使系统不仅满足现在乃至几年内铁路通信的需求，而且还能够为出行的旅客及地面用户提供先进的电信业务，并且还需具备便于扩容的功能。按照通信网被分为主干网，局域网和接入网等三部分的构思来看，铁路通信网也可以通过上述划分方法进行。就铁路的通信网来看，接入网占有相当大的比重，包括有线接入网和无线接入网两大部分。铁路有线接入网的情况与电信的接入通信网相似，铁道部将在未来的1～2年内建成可覆盖全国大中城市的铁路互联网，它是由铁路部门依托于基础铁路电信网，组织建设的可以支持众多信息服务的、具有多媒体通信能力的全国范围的计算机网络，铁道部将有可能成为我国第六个面向大众的计算机信息互联网络单位，为铁路通信走向市场做准备。关于有线接入这里不再叙述，下面主要讨论铁路的无线接入网，为此首先回顾一下移动通信的发展过程。1．移动通信的发展过程移动通信技术经历了由模拟到数字，由频分多址到频分+时分多址，再到码分多址（CDMA）的发展过程，并即将向宽带化、智能化和个人化的方向发展。移动通信系统大体可分为二代，第一代是以模拟技术为主，频分多址，工作在400～800MHz频段。由于模拟系统存在频谱利用率低、容量小、设备复杂、抗干扰性能差、保密性不强、价位高、业务面窄等固有缺点，不能满足通信市场急速发展的需要，因此诞生了第二代移动通信系统。第二代移动通信系统采用数字化、时分多址方式等全数字化技术，克服了第一代移动通信的缺点，得到了迅速发展，目前的移动通信数模兼容，以数字系统为主。随着用户对信息接入量的需求呈指数的增长，电信工作者们着手建立最新一代的移动通信 第三代移动通信系统。第三代移动通信系统具有全球化、智能化、个人化和综合化的特点，工作在2000MHz波段，采用宽带的CDMA技术，涵盖地面系统和卫星系统，包括海陆空三维服务面，集成话音、数据、视像、ISDN和多媒体多种业务。这一系统以多种空中接口和接入方式，可向高速和慢速移动用户提供服务。2．铁路无线接入网现状铁路通信网是为旅客和铁路公务、应急抢险、行车维修等人员提供及时可靠的通信，以提高服务等级和运输效率。保证列车的安全，达到高效运营而建立的，它是一种集列车公务通信和区间移动作业通信为一体的列车移动通信系统。但是铁路结构自身的特点，决定了该系统与公用移动通信网和区域性的专业移动通信网的差别，它是一种属于线面结合、以线为主的链状网。铁路通信的无线接入部分目前仅有的是400MHz的无线列调系统，它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话联系。当列车即将进站或即将出站时，这些通话才进行，否则如果没有特殊的情况，则在列车运行于区间时，通话一般不进行，这主要是从节约频率资源，减少同频干扰的角度出发的。但是，随着铁路现代化改造进程的迅速推进，从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要，这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。这一系统应该采用小区制，并完成大三角功能。也就是说，系统必须可以实现调度中心与车站值班员之间、车站值班员与列车司机之间、列车司机与调度中心之间的通话功能，必须可以实现线路管理区间的公务移动通信功能，同时还必须能够实现调度中心与列车司机室之间实时的双向数据通信功能。基于这一想法，构成铁路无线通信接入网的方式可以采用现有的无线通信方式的集群通信方式、GSM（全球移动通信系统）移动通信方式、CDMA移动通信方式。集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统，是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体，通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户，最大限度地利用系统资源和频率资源，降低系统内呼损，提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能，特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合，并较好地解决了通信频率合理分配的问题，因而倍受专业运营管理部门的青睐，被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。但是这一系统还具有一定的缺点，主要包括采用动态的频率分配，没有考虑与周围公用网的有效融合问题，没有先进的路由合理选择功能，并且在建立通路和自动过网时存在信息丢失现象，保密性不强，容易受干扰等，这些缺点对于话音通信的影响不大，但是会对列车与调度指挥中心之间的实时双向数据通信造成较大的误码，因而对于要求较高数据通信误码率的场合并不适合。即将动工的秦沈客运专线的移动通信系统主要包括400MHz的无线列调系统和800MHz的集群移动通信系统，考虑到集群移动通信系统在越区切换过程中会存在信息的损伤，因此将数据通信部分交由无线列调系统来完成，集群移动通信系统仅进行区间通信（如大三角功能的话音通信，公务通信以及应急抢险通信等），并留有调度电话进入的余地和接入公用通信网的功能。这一系统也是我国铁路以集群通信的方式为无线接入系统的第一例，是我国铁路通信史上的一个重大变革。

二、铁路无线接入网未来的发展趋势随着改革的进一步深入和社会信息化的进展，不仅要求铁路通信网具有更强的保障铁路安全运营的通信功能，以适应高速列车通信的需求，而且要以铁道部的全程全网的优势全力发展电信增值服务及经营与中国电信业务范围一样的电信业务，参与同中国电信的竞争，使旅客和网络覆盖区的广大用户方便地享受信息的服务。比如随时随地的提供铁路客货运输资讯信息、订购火车票等服务，在列车就能享受语音、传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务。不过，铁路现有的通信网络设施庞大而落后，这是目前该

第五篇：天线测量-时域应用

三． 天线的增益和方向图测量

在天线外场测试中，地面或周围环境的反射要对增益和方向图的测量结果带来或大或小的误差。

1． 测量误差分析

图3 天线测试示意图

如图3，两相距D米，高度为H米的收发天线架设在反射系数为r的地面上。因天线的方向性，假设发射天线辐射到O点的场强是最大值的倍，接收天线接收到O点反射波场强是其最大值的倍。接收天线的接收场强由直射波场强E1和反射波场强E2构成。

两波的路程差为:(7)

假设直射波的场强E1归一化为1，则

(8)

合成波的场强E为:(9)

A．增益的测试误差分析

天线的增益测量一般采用比较法，因为被测天线往往与标准天线的形状不一样，即使这两种天线架设在同一位置，相位中心也不一定重合，假设被测天线比标准天线距发射天线近L米，则两波的路程差变为:

(10)

合成波的场强为:

(11)

引起的增益误差为：

(12)

B．方向图测试误差分析

同样的道理，天线在旋转过程中，有时相位中心没在转轴上，假设相位中心距转轴的距离为L，转动的起始角在收发天线的连线上。

则两波的路程差为:(13)

合成波的场强为:(14)

图4 合成波随天线间距变化关系 图5 合成波随被测天线旋转变化关系

图4中取k1=0.4 k2=0.5 r=0.9 H=3 f=1GHz； 图5中取k1=0.8 k2=0.9 r=0.9 H=3 D=10 L=0.2 f=1GHz。如果只有直射波，归一化场强为1；可看出反射波带来±0.4倍（±2dB）左右的误差。误差可以通过减小地面反射系数，增加天线架设高度和提高发射天线的增益来减小，但很多时候不容易做到，最彻底的方法是采用时域技术去掉反射。

2． 时域应用方法

反射给我们的方向图测试结果造成误差，我们现在用安立公司的矢量网络分析仪MS4623B加时域功能OPTION2把它滤掉，其具体的方法是：

A．根据天线的架设情况计算出反射波与直射波的路程差和时延大小。比如：当D=10m,H=3m时，反射波与直射波的路程差为1.66m，时延为5.53E-9秒。

B．首先在频域内测量，根据实际选择对应的频率测量范围。

在DOMAIN菜单下选择FREQUENCY SET UP中的RANGE SET UP，用CENTER、SPAN设置。

C．VNA通过傅立叶反变换计算到时域。

按键APPL，DOMAIN将DISPLAY中TIME/DISTANCE选择为TIME，再选择TIME BAND。

D． 在时域中设置“门”，选择需要通过或需要去除的响应。

通过GATE SETUP设置CENTER 和SPAN，去除延时的反射波。

E． 设置好后，让测试系统每转动一个角度，扫描记录一次数据。

同时测得一个频带内多频点方向图数组。

除了扣除一些指定的多余信号响应外，我们也可以运用ANTI-GATING功能只保留指定信号以外的的响应，其操作方法和GATE基本相同，只需要在GATE中的SPAN选择负值即可，这样就保留主要信号的响应而把其余一些信号响应均去除掉。

四． 总结

随着现代电子测试技术的进步，许多以前无法测试或者无法精确测试的难题现在逐步的得到解决，上面的仪器功能和测试方法就是个例，矢网的时域功能对天线测试是非常实用的功能，把它介绍出来，供大家参考使用。

参考资料:

1.《天线测量》林昌禄著 MS462X矢网指南(Anritsu)

3.Time Domain for Vector Network Analyzers Application Note(Anritsu)