信号通信论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇信号通信论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：DDSFPGA频率合成器跳频通信

在众多的通信技术中，扩频通信技术由于具有独特的抗干扰能力以及宽的使用频带而在军事通信领域倍受青睐。根据扩频通信调制方式的不同，它可以分为直接序列扩频方式（DS）、跳频方式（FH）、跳时方式（FT）及兼有以上方式中二种以上的混合方式。其中跳频通信具有保密性好、不易受远近干扰和多径干扰的影响等优点，是一种很有前景的通信方式。跳频系统的频率跳变，受到伪随机码的控制。不同的时间、不同的伪码相位，频率合成器产生的相应频率也不同。把跳频系统的频率跳变规律称为跳频图案。跳频图案是时间和频率的函数，故又称为时间－频率矩阵，简称时频矩阵。时频矩阵可直观描述出频率跳变规律，如图1所示。

跳频图案的设计是跳频通信系统的一个关键问题，直接影响到跳频系统的保密、抗干扰、多址等性能。一般要求跳频图案的周期要长，这就要求控制跳频图案的伪随机码周期要长，即移位寄存器的级数要大。

1基于FPGA和DDS技术的跳频信号源设计

跳频信号源即为载波频率按照一定跳频图案跳变的信号发生器。设计一个性能优异的跳频信号源，困难在于其优良的频谱性能。笔者提出了一种基于FPGA12和DDS技术的跳频图案的设计方案。指标如下：600跳／秒跳速；20个跳频点；3．4MHz跳频基带；68MHz跳频带宽；106．78MHz～172．14MHz跳频频率中20个频点。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，写频率控制字采用ALTARA公司的可编程逻辑器件APEX20K系列中的EP20K100，其逻辑资源为10万门，两者通过40针总线接口相连3。其中，FPGA完成存储频率控制字、定时写入频率控制字的功能，AD9852则实现频率合成输出。频率合成器DDS是跳频信号源中的一个关键部件，其原理如图2所示。这种频率合成器工作频率高，可达GHz数量级；分辨率高，可达1Hz以下，稳定度高；体积小，重量轻，集成度高，这些都是其他频率合成器件难以比拟的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交D／A转换器、两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位移位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单路线性或非线性调频信号。当采用标准时钟源时，AD9852可产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各种波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100×106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采用外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也避免了采用高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入端有4～20倍可编程参考时钟锁相倍频电路，外部只需输入一低频参考时钟60MHz，通过AD9852芯片内部的倍频即可获得300MHz内部时钟。300MHz的外部时钟也可以采用单端或差分输入方式直接作为时钟源。AD9852采用＋3．3V供电，降低了器件的功耗。工作温度范围在－40°C～＋85°C。

本文采用AD9852所设计的频率合成器结构如图3所示。DDS模块分成二路输出：（1）第一路输出

100MHz～150MHz信号；（2）第二路输出150MHz～200MHz信号。其中DDS输出12．5MHz～25MHz的信号，经SWCON开关分成两路输出，一路输出12．5MHz～18．75MHz信号，经放大倍频、滤波，输出100MHz～150MHz信号；另一路输出18．75MHz～25MHz的信号经放大倍频、滤波输出150MHz～200MHz信号。

2FPGA与DDS接口设计

FPGA主要完成从外部向DDS写入频率控制字功能，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中。双方通过40针总线连接，其中信号线为：8位数据线、6位地址线、复位信号、updateclk（频率跳变信号）、swcon（开关：高频段和低频段转换信号，当swcon为低时输出高频段，当swcon为高时，输出低频段）、wr（写信号）。

AD9852用于频率合成时工作在单频模式（singletonemode）其工作时序关系如图4所示。

篇(2)

由于高校实际情况限制，所开设的移动通信实验课很难全面涵盖这些内容，尤其是涉及到移动通信网络的内容时，更显得力不从心。这样在有限学时内就导致实验内容只能侧重于基本调制技术、信道特性等基础简单实验，即便是开设GSM/CDMA的相关实验，也只是停留在相应模块的功能应用上，很难有深层次的提高[11-13]。这就使得学生反映移动通信理论课程很精彩，实验课程很乏味。为了改变这一现状，必须探索新的实验教学思路，创立新的实验教学体系。

新的移动通信实验教学体系，将先修课学习、工业实习、理论课学习、实验课开展、毕业论文等多个教学环节进行整合，形成从基础理论仿真到专业实验操作、工程技术实训、创新实验等一个开放的实验教学体系通过通信类先修课程的学习，使学生准备好相关的基础知识，同时也对移动通信在课程体系中的地位有明确的定位[14，15]。相应编程语言类课程的学习更为实验仿真提供了良好的基础。

移动通信理论课程的讲授为实验课程的开设提供了直接的理论平台。工业实习安排在移动通信实验课开设前一学期开展，实习内容是到各通信运营商公司和设备厂家进行跟岗实习，涉及到的内容有：移动通信系统基站的建设与维护；交换与传输系统管理和维护；光纤传输设施维护；移动终端制造与维修；3G应用等多个方面。通过工业实习使学生对当前移动通信所涉及到具体问题有了充分的感性认识，这对之后实验教学的开展，特别是移动网络方面实训的进行有很好的促进作用。移动通信实验教学的开展涵盖以下几个方面：基础理论仿真、专业实验操作、工程技术实训、创新实验、毕业设计。基础理论仿真是利用MATLAB软件实现：QPSK调制及解调；MSK、GMSK调制及相干解调；QAM调制及解调；OFDM调制解调；m序列产生及特性分析；Gold序列产生及特性分析；数字锁相环载波恢复；Rake接收机仿真实验。例如，OFDM调制解调实验，按照图2OFDM仿真结构图，利用MATLAB程序实现图2中不同测试点处的信号波形。专业实验操作则是在南京润众RZ6001实验平台基础之上，利用TMS320和GSM模块实现：直接序列扩频编解码；跳频通信；DS/CDMA码分多址；利用AT命令实现GSM/GPRS移动台短信收发、语音呼叫；CDMA数据传输实验。例如，直接序列扩频实验，利用DSP编程实现图3结构功能，并用示波器测量比较各测试点的信号波形。

工程技术实训阶段则是利用3G天线获取实际信号，利用频谱分析仪等仪器实现CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信号的分析。同时实现基站放大器、塔顶放大器性能指标的测试。例如，图4中给出利用频谱分析仪所测得实际CDMA2000和WCDMA信号的频谱特性。创新实验阶段主要是针对有兴趣参加各类设计竞赛的学生开展，将全国及各省、校级电子设计大赛题目进行改造，从中选取与移动或无线通信有关，且具有创新性、前瞻性、实用性的方案，经过适当修改作为创新实验阶段的实验案例。学生可以通过这样的实验案例了解各级大赛的要求及特点，教师则也可以在实验教学过程中，选拔优秀学生参加各级大赛，进而提高学生的能力和水平。毕业设计阶段主要是利用实验室实验条件，从学院承担的科研项目中，将某些项目进行简化、修改、重组，转化成通信专业类论文题目，或从本专业最新的科技论文中选择其中合适的内容进行改进，作为通信专业类综合性毕业设计案例，从而将先进的科研成果打造为优质教学资源，实现基础与前沿、经典与现代的结合。为通信类专业学生提供了广阔的选择空间和开放的培养环境。

篇(3)

【关键词】小水电;电能量数据;完整率

1.概述

江门地区总面积为9541平方公里，丘陵广布，山体起伏较大，落差大，沟脊、水系发育、水库较多，小水电多分布在沟谷中。2013年，我局小水电共计196个，由于地处偏远，无公网信号或公网信号不稳定等原因，造成负控终端长期处于离线状态或上线不，导致数据上送不持续，丢失严重，直接影响电能量数据的采集，难以满足计量装置远程监控、抄核收、线损分析等计量营销业务的需要。

2.原因分析

江门供电局计量自动化系统公变、配变及集抄系统广泛采用公网公司的GPRS无线数据VPN网络。受网络覆盖的影响，部分终端不能上线采集。经现场勘查，2013年在接入计量自动化系统的145台小水电终端中，有41台由于地处偏远，处于公网信号盲区的原因，造成负控终端长期处于离线状态，10台由于树木、山石等障碍造成了信号衰减，导致公网信号不稳定，数据丢失严重。我们抽取了2013年1月份到4月份的系统数据进行了分析，结果如表1所示：

表1 2013年小水电终端运行情况分析

月份 终端在线率 数据完整率

1月 74.5% 78.6%

2月 76.7% 80.2%

3月 78.6% 81.7%

4月 79.8% 83.5%

从上表可知，小水电终端对整体的在线情况和数据完整率的影响，未能达到98%以上;

3.各种通信解决方案分析和选择

针对公网盲区及信号不稳定问题主要可以通过以下方法解决。

（1）采用非公网上行方式，完全避免无线通信不稳定性问题、电房电柜屏蔽问题，保证实时在线。非公网上行方式可考虑采用电话线通信、宽带网络通信、电力光缆等。

（2）采用公网上行方式，但通过其他通信方式接驳，如通过载波、485 通信、微功率无线等方式转发数据。

（3）采用公网上行方式，但采用信号增强扩展公网通信距离。如通过同轴电缆信号放大、无线直放站、新建基站等方式。

3.1 非公网上行

非公共网主要有电话拨号接入方式、公共有线电视、光缆等。此种方式均需要布线，由于小水电地处偏远，布线成本巨大，且环境恶劣，维护困难。

3.2 公网上行，其他通信方式接驳

（1）电力载波

电力载波方式是将终端通信模块外置于能接收到公网信号位置，电表通过电力载波方式与终端交换数据，该方案省却了布线或无线信号干扰影响，但实际应用存在信号衰减快、干扰大、不能跨变压器、互感器等诸多问题。

（2）有线中继接入

该方案采用终端侧模块和外置侧模块，通过以太网双绞线RJ45接口连接。由于采用双绞线，通信线路以100米为宜，最长不超过300米。

（3）无线中继通信

该方案是通过微功率无线通信的方式传输数据，中继器采用470MHz 通信时，通信距离经测试在150 米以内，距离较远时，可通过增加中继的方式延长通信距离，目前可增加2级中继。该方案的优点是施工简单，初次投入不大，且后续无运行费用，但需对GPRS 转接器提供220V电源，如终端维护口协议非标准广电规约，GPRS 转接器处需对协议进行处理后再进行转发，该方案理论上适用于任意厂家终端。

图1 无线中继实现方式示意图

3.3 公网上行，信号增强扩展公网通信距离

（1）无线放大器方案

无线放大器（也称直放站）属于同频放大设备，其基本功能就是一个射频信号功率增强器。该方案施工虽相对复杂，但无需对终端侧设备进行改动，适用于所有厂家终端，可以一个无线放大器带几台终端设备，通过共享设备，成本相对较低，更重要的是，不需后续运行费用。但该方案也有其局限性，受到信号衰减影响，实际通信距离在40米内（采用更好质量的同轴电缆可适当延长距离，但一般不超过100米）。

（2）运营商建基站

运营商建设新基站，增加信号的覆盖范围，对于局方来说，是一劳永逸的方式。但投资一个标准基站需要接近两百万元，同时该部分区域一般客户数量较为稀少，出于对投资收益的考虑，运营商短时间内不会考虑投入，故短时间内无法实现。

4.方案选择及应用

以上各种解决方案在特定场景均具备实际运行的优势和可行性。但结合供电局计量自动化系统实际运行以及运维成本、通信可靠性等综合考虑，采用“安装无线中继通信设备”方式投入成本小、安装周期短、设备安装方便灵活。因此本文选择无线中继方式，如图1所示。

图2 试点月在线时长对比图

图3 试点数据完整率对比图

5.实际运行效果

本文选取了5个试点，使用无线中继通信方式解决终端长期离线及数据传输不稳定问题，结果表明终端在线时间和数据完整率大幅度提高。如图2、图3所示。

参考文献

[1]王鹏，司徒彪.公网通信盲区电能量数据传输解决方案研究[J].装备制造技术，2013，12.

[2]周培祥，李学东，傅光达，梁丽华.山东建筑工程学院新校区移动通信解决方案[J].山东建筑工程学院学报，2004，6.

[3]陈智勇.浅谈天线调整在移动通信网络优化中的作用. 2002中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集，2002，9.

[4]谭卫东.移动通信网络室内优化的研究与实践[J].湘潭大学自然科学学报，2013，6（35），2.

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大连海洋大学是我国北方地区唯一的一所以海洋和水产学科为特色，多学科协调发展的涉海高等院校，为振兴辽宁老工业基地，适应辽宁省及全国沿海省市对海洋渔业通信工程发展的需要，发展区域经济，满足我国和全省经济建设对海洋渔业通信工程专业人才的需求，大力发展信息产业建设，通信工程专业自2003年开始招生。在开办的这十二年时间里，我们下大力气，狠抓专业建设规范，注重教学质量。随着本专业师资力量的逐步增强，我们对本专业的发展现状、发展规律的深入研究把握，对专业定位的认识逐步统一，大连海洋大学通信工程专业的特色目标和人才培养目标逐步清晰明确。

1培养目标

大连海洋大学信息工程学院通信工程专业是从学校的学科专业结构特点和学科特色出发，合理配置学校的教学资源，在电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术、船舶与海洋工程和航海技术的学科交叉基础上设立的专业。学校以提升人才培养质量为核心，立足辽宁，面向黄、渤海，辐射全国，为区域经济建设服务，为国家水产和海洋事业服务，致力于培养德、智、体、美全面发展，知识面宽，基础扎实，综合素质高，具有创新精神和实践能力，敬业、专业、乐业、创业的复合性应用型人才的人才培养战略。在人才培养过程中注重培养学生的自主性、研究性学习的能力和分析问题、解决问题的能力，结合地方经济社会发展需要确定本专业的培养目标、任务和要求，加强海洋渔业通信方面的特色教育。在多年办学经验的基础上，经多方调研，结合本校实际，制定并逐步完善了通信工程专业的培养目标：以培养德、智、体、美全面发展，熟练掌握通信技术、通信系统和通信网络的基本理论、基本知识和基本技能与方法，并具备电子和计算机技术等方面知识，具有较强的工程实践能力，能够从事固定通信、移动通信及船舶通信等现代通信系统及设备的研究、设计、开发与应用的，具有海洋、渔业科学背景的人才。

2课程体系的改革和优化

课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构，是教学思想、教育理念的具体化，也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。课程设置是否科学，教学内容是否合理，直接影响创新能力的培养与综合素质的提高。按照我校建设“蓝色大学”理念，构建了通信工程专业蓝色人才培养方案。培养方案坚持“加强通识教育、拓宽学科基础、凝练专业方向、提升实践能力、培养创新精神”的人才培养原则，优化人才培养过程，构建课内、课外一体化的培养模式，依照“浅蓝、蔚蓝、湛蓝、深蓝”的蓝色课程体系，用蓝色课程元素来承载水的精神与海的文化，延伸至涉海涉水教学内容要素。（1）浅蓝（通识课程）包括公共基础课（思想政治理论课、大学外语、大学计算机基础、高等数学、大学物理、体育等），公共选修课（军事理论、健康与安全教育、选修课），公共集中实践环节（军训）。通识课程虽然不一定与通信专业有直接联系，但它是培养具有远大的理想、高尚的情操、科学的思维、可持续发展的能力和健康的心里的人才，为进一步学习提供方法论的不可缺少的课程。基于学校开展课程建设的“双百工程”，从公共选修课着手，打造了蓝色海洋类、人文与社科类、艺术与体育类、自然科学与技术类共100门校级精品视频公开课。其中蓝色海洋类公共选修课有利于进一步加深学生的海洋知识背景。（2）蔚蓝（学科基础课）包括复变函数、电路理论、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、数字信号处理、微机原理与应用、电磁场与电磁波、单片机原理与接口技术、通信原理等。学科基础课是通信工程专业学生必须具有的基本知识结构，为专业课程提供有效的支撑，使学生具备本专业的基础理论和基本工程应用能力，有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力及开拓创新精神，为学生后续学习专业方向课打下坚实的基础。（3）湛蓝（专业课）包括专业必修课（电子线路仿真、电子线路CAD、移动通信、计算机通信、DSP技术与应用）、专业方向课、专业任选课（C＋＋高级语言程序设计、随机信号处理、电视原理与技术、现代通信系统仿真技术、计算机网络安全、嵌入式系统开发技术、数据结构C、扩频通信、通信工程专业英语）。通过对其他高校相同专业的大量调研，反复论证比较，通信工程专业设立两个专业方向：通信工程（程控交换技术、船舶通信、光纤通信）、计算机通信（数字通信、多媒体通信技术、计算机网络技术）。通信专业依托海洋信息技术，在船舶通信、船舶导航、海洋渔业3S技术等方面进行了卓有成效的尝试，同时，紧随时代的发展，对部分课程进行压缩和调整，开设一些学生喜爱的，又能与现实接轨的课程，如扩频通信、嵌入式系统开发技术等选修课。（4）深蓝（专业集中实践环节）包括模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、电子线路仿真课程设计、电子线路CAD上机、高频电子技术课程设计、现代通信系统仿真技术上机、通信原理课程设计、单片机原理与接口技术课程设计、通信工程专业教学实习、通信工程专业实习、通信工程专业毕业设计（论文）等。专业集中实践环节对培养通信专业逐步树立工程观念、提高解决工程实际问题的能力和创新能力，有着极为重要的作用。

3强化实践环节，培养提高创新能力

通信工程专业将实践环节作为培养学生创新精神和实践能力的主要途径，制定了科学合理的实践教学方案，构建了多层次、全程化实践教学体系，较好地保证了通信工程专业实践教学的需要。坚持实践教学与理论教学并重、实践教育与创新教育结合，对构成实践教学的各个要素进行整体设计，所有的实践环节围绕培养学生实践动手能力和创新能力而展开，把实践环节分成实验教学、课程设计、实习、毕业论文（设计）、科技创新五个模块，模块之间衔接紧密、层层推进，为学生从入门到提高再到创新夯实基础。

3.1实验教学

实验教学模块主要依托辽宁省海洋信息技术重点实验室、辽宁省实验教学示范中心，以提高实验动手能力为主线，以掌握基本实验技能和方法、融会贯通科学知识、促进创新思维为主要教学目标。加强基础课、主干课实验；实验内容优化配合，避免重复或脱节；增加设计性、综合性实验的比重，形成基本实验、选做实验、设计性和综合性实验组成的立体化实验结构；对含有实验的课程，加大实验教学在整个课程考核中的比例；鼓励学生自主设计实验。在2013版培养方案和教学大纲中都有体现。针对不同课程的特点，有选择地在教学过程中引入仿真实验环节，以缓解实验设备和空间的紧张情况，有效扩展实验空间和时间，节省资金。

3.2课程设计

课程设计着眼点是把理论学习与工程实践相结合，让学生初步掌握设计的程序和方法。一般以单门课或课程群为主选择题目，它是毕业设计的初级阶段。课程设计教学中压缩验证性课题，增加能够体现设计型、综合型和创造性的课题。在课程设计教学设计过程中，鼓励学生自主选题，自行讨论方案，自己组织实施，给予学生自我发挥的余地，充分激发学生的创造性思维，为学生个性的发挥和创造能力的锻炼创造条件。

3.3实习

以校内外实习基地为平台，以使学生学会理论联系实际、建立工程意识和锻炼实际操作技能为主要教学目的，并且通过接触社会，增强学生的劳动观念和社会责任感。目前，通信工程专业校外实习基地2个（人民4810厂，北京尚观科技有限公司大连分公司），合作的企事业单位有18个（渤海船舶重工有限责任公司等），同时学校也正在积极运作与通信公司合作。到企业参观实习和请企业技术专家来校讲座，通过参观和专家公开课的形式，使学生对企业文化、船舶通信及导航设备的发展现状与趋势和本行业领域的前沿技术等有所了解，有利于学生学习目标的确定和职业素质的提高。

3.4毕业论文

（设计）以学院各类实验室、校内外实习基地为平台，学生通过完成毕业论文（设计），在综合运用专业知识能力、外语和计算机应用能力、信息资料检索和收集能力、论文撰写能力和解决实际问题等能力上有较大提高。为切实保障毕业论文（设计）的质量，从以下几方面进行加强：①精心设计备选题目，组织开题报告。学生选题后，在指导教师指导下，查阅文献和撰写文献综述，并精心组织好开题报告，以保证毕业论文的先进性、可行性；②加强毕业论文的中期检查，以保证毕业论文在有限的时间内按质按量完成；③建立毕业论文答辩规范和质量标准，在毕业论文答辩期间开展“毕业论文检查周”活动，有效提升了毕业论文的质量。④学校出台了《大连海洋大学本科生学位论文学术规范检测暂行办法》，针对毕业的本科生的学位论文进行了学术不端行为的检测，有效地杜绝了学术不端行为。

3.5科技创新

以各类兴趣小组和科技社团、大学生科技创新基地、科研实验室为平台，学生通过参加大学生创新创业训练计划项目、科学研究等活动，使创新意识和能力得到进一步培养和提高。低年级的学生专业基础还比较薄弱，鼓励他们参加兴趣小组或者科技社团，以增加学生对创新的认识，提高学生对创新的兴趣；高年级的学生参加各种校内外的竞赛，使学生在竞赛过程中自主学习、自我探索、自我发现。目前，通信工程专业学生在教师有针对性的训练下，参加了“飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车竞赛、“大唐杯”全国大学生移动通信技术大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生电子设计大赛等，并取得了优异的成绩。

4结语

大连海洋大学通信工程专业作为涉海高校的“非特色”专业，在复合性应用型培养目标的前提下充分利用和挖掘自己的优势资源，发挥地方特色、行业特色；在加强学生思想道德教育和身心素质培养的同时，主动适应国家和辽宁省沿海经济带发展的新需求，抓住实践能力和创新精神培养的核心，对通信专业的人才培养模式进行调整，使之更好地符合学校的定位与专业培养目标的要求，从而更好地适应社会需要，符合高等教育的发展趋势，并在实践中不断探索与发展。

主要参考文献

［1］李松松，郭显久，等．电子信息工程专业人才培养模式的探索与实践［J］．中国电力教育．2011（22）：51－52．

［2］刘冬，石焕玉，等．通信工程本科专业应用型人才培养模式研究［J］．吉林省教育学院学报，2013，5（29）：72－73．

［3］江海，田春艳．机械类应用型本科人才培养模式的探索与实践［J］．装备制造技术，2010（3）：159－160．

［4］焦冬莉，李晋生，等．应用型通信人才培养的实践教学体系改革［J］．实验室研究与探索，2012，31（9）：128－130．

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【关键词】温度 at89s52 nrf9e5

1 引言

由于在局部的温度通常具有不一致性，因此在检测环境温度时，传统的单一测点测量温度的方法并不能够准确说明实际的温度信息。在同一环境中，对多点进行温度测量，能够有效解决这一问题，使得温度测量更加准确。但是多点温度测量的温度测量点比较分散，如果使用传统的有线布线方式的话，则系统设计复杂，十分麻烦。本论文设计了一种基于无线传输的温度采集系统，采用了nrf9e5无线芯片，主控芯片采用的是at89s52单片机，温度测量的传感器为ds18b20[1]。

本论文首先介绍系统整体设计方案，然后分别简要介绍硬件电路设计以及部分软件程序设计。

2 系统方案

无线数据传输按照传输方式的不同，可以分为：点对点、点对多点以及多点对多点。本论文所设计的系统由主控芯片51单片机、主接收器以及多个测量终端组成。每个测量终端都是通过无线传输模块nrf9e5传递数据，进而形成无线传输的温度采集系统。系统框图如图1所示。

将相应的温度传感器分布在所要测量环境的不同位置，就能够精确评估环境温度。然后再将这些测量得到的温度经过无线通信模块发送到主控芯片上，主控芯片对数据进行处理和显示。

3 硬件电路设计

3.1 无线数据传输模块

nrf9e5具有和8051相互兼容的微控制器，但是时序和指令都与其有些差别。nrf9e5与cpu的数据交换是通过串口来进行的。

nrf9e5和其他模块通信主要是通过自身内部的并行口和内部的spi口。nrf9e5与nrf905等具有一样的功能。收发器在与微控制器进行数据交换的过程中，主要是通过片内的spi和并行口。在要传输通信的数据准备好之后，就能够产生中断，供微控制器使用。

3.2 温度测量电路

温度检测的方法有很多，比如采用热电偶等。但是本论文采用的是ds18b20温度传感器。该温度传感器采用的是one-wire总线，即只采用一根信号线与单片机进行连接。该测温传感器能够测量零下55度到125摄氏度的温度范围，同时分辨率能够达到0.5摄氏度。工作电压范围很宽，一般为3.0至5.5v。

3.3 主控芯片

本论文设计的数据采集器使用的主控芯片是at89s52单片机。msc-51单片机是八位的非常实用的单片机。本论文所使用的at89s52单片机就是基于这款单片机的。msc-51单片机的基本架构被atmel公司购买，继而在其基本内核的基础上加入了许多新的功能，同时扩展了芯片的容量以及加入flash闪存等等。51内核的单片机具有很多优点，因此无论是在工业上还是在一些电子产品上应用都很多。全球也有许多大公司对其进行扩展，加入新的功能。即使是在今天，51单片机仍然在控制系统中占据很大市场。

下面对本论文所使用的单片机作简要介绍。这款单片机具有最大能够支持的64k外部存储扩展，同时还具有8k字节的flash空间。该单片机具有4组i/o口，分别是从p0到p3，同时每组端口具有8个引脚。每个引脚除了能够作为普通的输入和输出端口外，还具有其它功能，也就是我们通常所说的引脚复用。其还具有断电保护、看门口、计时器和定时器。51单片机一般的工作电压是5v。

4 软件设计

4.1 通信协议

本系统为单点对多点的无线通信，主接收器在可靠通信范围内分别与每个数据终端通信。主接收器与每个数据终端都有一个唯一的地址，因此在通信过程中必须明确接收方的地址。系统通信协议定制如表1所示。

4.2 温度测量程序

本论文采用的温度传感器是one-wire总线的器件，与主控芯片进行一根数据线连接，就能够同时实现数据和时钟信号的双向传输。但是这样就要求主控芯片的时序必须具有严格的要求。在出厂之前，每个器件的rom上都光刻上64位的编码，这个编码地址序列是唯一的，我们可以通过这个编码地址序列来进行多

点的组网。但是本论文所设计的温度采集系统，在每一个结点只是用一个温度传感器，因此在程序中并不需要读取其rom编码。

5 总结

在实际的温度测量过程中，测量单点的温度往往并不能够准确反映实际温度信息，需要对同一环境进行多次测量，同时要对多个温度节点进行测量。但是多点温度测量的温度测量点比较分散，如果使用传统的有线布线方式的话，则系统设计复杂，十分麻烦。本论文设计了一种基于无线传输的温度采集系统，采用了nrf9e5无线芯片，主控芯片采用的是at89s52单片机，温度测量的传感器为ds18b20。本论文首先介绍系统整体设计方案，然后分别简要介绍硬件电路设计以及部分软件程序设计。

参考文献

[1]马祖长，孙怡宁，梅涛.无线传感器网络综述[j].北京：通信学报，2004，25（4）：15-17.

[2]郑启忠，耿四军，朱宏辉.射频socnrf9e5及无线数据传输系统的实现[j].单片机与嵌入式系统应用，2004（8）：51-54.

[3]季一锦，尹明德.一种基于nrf9e5的无线监测局域网系统的设计[j].国外电子元器件，2004，（12）：22-25.

[4]盛超华，陈章龙.无线传感器网络及应用[j].微型电脑应用，2005，21（6）.10-13.

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论文摘要：扩频通信是现代通信系统中新的通信方式，它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能，频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。可见，一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较，多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征：(1)数字传输方式；(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽；(3)带宽的展宽，是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的；(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩)，求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号，其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽，同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1．抗干扰性强

扩频信号的不可预测性，使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰，干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能不受干扰、高质量地进行通信，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦察接收机很难监测到，因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程，利用扩频码序列间的相关特性，在接收端解扩时，从多径信号中分离出最强的有用信号，或将多径信号中的相同码序列信号叠加，这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象，使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样信号可以在强噪声背景下，甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信，使外界很难截获传送的信息，要想进一步检测出信号的特征参数就更难了．所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时，对不同用户使用不同码，旁人无法窃听通信，因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中，可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，接收端利用相关检测技术进行解扩，在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制，人们一直在走增加信号功率，减少噪声，提高信噪比的道路。即使到了70年代，伪码技术已经出现，但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事．近几年，由于大规模集成电路的发展，几十兆赫兹，甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实，扩频通信获得极其迅速的发展．通信的发展史又到了一个转折点，由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代．从最佳通信系统的角度看扩频通信．最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机．几十年来，最佳接收理论已经很成熟，但最佳发射问题一直没有很好解决，伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度，构成了最佳发射机．因此，有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识，人们就不难预测扩频通信的未来前景．从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代．扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信，码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路，发挥越来越大的作用．接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统，逐步发展、演变和升级而形成的．现代电信网络分为3部分：传输网、交换网和接入网．由于接入网发展较晚，往往成为电信发展的“瓶颈”，各国都很重视接入网的发展，因此各类接人技术和系统应运而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性，经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段，而无线扩频技术所使用的频段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM频段，包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段．在无线接人系统中，扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点：抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜．而且，扩频微波接入技术相对有线接入技术来说，有成本低、使用灵活、建设快捷的优势，在接入网中起着不可替代的作用．

扩频微波主要应用在以下几个方面．语音接入(点对点)；数据接入；视频接入；多媒体接入；因特网(Internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向，是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点，使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中，它的易于实现码分多址的特点，使它能与第三代移动通信系统完美结合，发展前景极为广阔。

参考文献：

[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

篇(7)

10月6日下午,2009年诺贝尔物理学奖揭晓,高锟与美国贝尔实验室的威拉德・博伊尔(Willard Boyle)、乔治・史密斯(George Smith)共获殊荣。高锟的获奖成果,是在英国标准电讯实验室完成的。后来,他在香港中文大学做过九年校长(1987年至1996年),直至退休。

由于在光纤通信领域的开创性成就,高锟将获得约140万美元奖金的一半,博伊尔和史密斯发明了用于数字图像技术的CCD传感器,将各获四分之一的奖金。

三位科学家40年前的研究,帮助构建了当下的信息时代,也为自己赢得了诺贝尔奖。

高锟与低损耗光纤

20世纪60年代初,激光器的发明给光通信研究带来了新的希望――激光束不仅具有亮度高等优点,还可以在光纤中传播。

但由于缺乏稳定、可靠和低损耗的传输介质,光通信似乎仍是一个遥不可及的目标,因为光信号在当时的光纤材料中只能传输20米。

当时,高锟是国际电话电报公司旗下英国标准电讯实验室的一名研究人员。他1933年11月出生在上海的一个书香门第,孩提时代的他就喜欢科学实验,甚至自制过小型炸药弹丸。

后来,高锟随家人迁居香港,曾在香港圣约瑟书院就读。1954年,他远赴英伦,在伦敦大学攻读电机工程。

与不少同行因此对光纤传输的技术前景产生怀疑不同,高锟研究团队认为更值得关注的,是光纤原材料问题。

他后来回忆道:“那时面对的最大难题,就是玻璃的杂质问题。玻璃看似透明,其实杂有不纯的元素,所以我们构想,假若有一种没有杂质的玻璃,光波的传导就不会衰减。”

1966年6月,高锟与同事乔治・霍肯(George Hockham)在《电气电子工程师学会学报》上发表题为“用于光频的光纤表面波导”的论文指出,提纯原材料后可制造出适合长距离通信使用的低损耗光纤:在纯的玻璃纤维中,光信号可传输100公里以上。

这一研究奠定了光纤通信的基础。这一年,他年仅32岁。1970年,美国康宁公司研制出第一种超纯光纤。1975年,英国安装了世界上第一套光纤通信系统。

北京邮电大学前校长林金桐对记者说:“从高锟和霍肯的论文,到世界上第一个商用光纤通信系统的诞生,仅用了十年时间,这在重大科学研究成果向现实生产力转化的众多案例中,显得格外突出。”

诺贝尔奖评委会在新闻公报中表示,这些低损耗的玻璃纤维推动了因特网等宽带通信的发展,光在这些玻璃纤维中流动,文本、音乐、图像和视频可在瞬间进行全球传输,“如果我们拆开密布全球的玻璃纤维,将得到一条10亿公里以上的长线,足够环绕地球2.5万多圈。”

香港中文大学前任校长金耀基甚至将高锟研究成果的重要性,与印刷术、火药、指南针等中国古明相提并论,“今天生活在网络社会,就是因为光纤的发明改变了我们的生活。”(更多关于高锟的资料,见本期“华人”栏目)

贝尔实验室和CCD

在现代的高速网络通信中,数字图像是最主要的承载内容,而这很大程度上要归功于本年度诺贝尔物理学奖的另一项获奖内容――美国朗讯公司贝尔实验室的威拉德・博伊尔和乔治・史密斯发明的用于数字图像的装置:电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)。

博伊尔1924年出生于加拿大,26岁时在加拿大麦基尔大学获得博士学位。他在1953年加入贝尔实验室,并在1962年与同事首先发明了可以连续运行的红宝石激光器。

史密斯1930年出生于美国,29岁时在美国芝加哥大学获得博士学位后也进入贝尔实验室。

1969年10月的一天,史密斯走进同在贝尔实验室半导体研究部门工作的博伊尔的办公室,两人进行了一场“头脑风暴”。在不到两个小时的时间里,博伊尔和史密斯在黑板上大致勾绘出一种新装置的蓝图,两人将其命名为电荷耦合器件。

这种新技术的源头,还要追溯到爱因斯坦提出的光电效应,即通过光电效应,光可以被转变为电信号。然而,如何在极短时间内收集并读出信号,看上去却是一个无法逾越的技术挑战。因此,一开始,很多同行都对CCD的概念嗤之以鼻。

但博伊尔和史密斯坚信自己的想法,并成功地将蓝图变成了现实。他们采用特殊的硅半导体材料,并将硅片细分为一个个“单元格”或者说“像素”,这样,当光照射到像素之上,会产生信号电荷。当时,很多电子器件以电流或电压作为信号,CCD则采用电荷作为信号。

信号电荷不仅可以在CCD内存贮,还可以穿越一排排的“像素”,在电极与电极之间快速传输(电荷耦合),并最终被读出。

CCD的发明,带来了摄影的一场革命。光能够被电子化捕捉,而不再需要传统的感光胶卷,数码相机也得以走进千家万户。