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一、前言
電子信息產業的快速發展促進著各式各樣的電子產品,手機屬于電子產品中的一個大的類別,每個手機都有其相對應的充電器,每換一部手機,原來的手機充電器就廢棄了。大量舊充電器給環境的處理帶來了巨大的負擔,主要的原因就是手機充電器不能通用。對于手機的使用者而言,攜帶手機充電器非常得不便。隨著人們對于無線通訊的需求,手機技術的發展和生產成本的降低使得手機快速普及,同時支持無線充電功能的手機會更加受到人們的青睞。
二、無線充電技術的概述
(一)無線充電原理
無線充電的原理主要就是兩個部分,一個是電磁感應,另一個就是感應電動勢。電磁感應定律其主要原理是閉合電路的一部分在磁場里做切割磁感線運動時就會產生感應電動勢,有了感應電動勢就能夠驅動電子形成電流。通過這個原理我們給線圈提供一個不斷變化的磁通量,線圈內就會產生電流,再將這部分電流整合為直流為手機充電。
感應電動勢的模型可以通過下圖可以看出來,線圈1集成在無線充電器端,線圈2集成在手機端,充電器端的線圈半徑要大于手機端的線圈。兩者之前存在一定的距離,給線圈1施加一定的正弦電流,就會在線圈2出產生一定的磁感應。
(二)無線充電技術分類
無線充電技術按照原理和運作方式可以分為三種,電磁感應、無線電波以及電磁共振。
電磁感應就是利用一對線圈之間的電磁感應來實現充電技術。在發送端與接收端都有一個線圈,發送端是無線充電器端,線圈集成為初級線圈也叫做發射線圈;在手機端也有一個線圈,線圈集成為次級線圈也叫做接受線圈。當電流通過發射線圈之后,便會產生磁場,接收線圈接受了磁場就會產生電磁感應,從而產生電動勢,有了電壓就會產生感應電流,就可以為手機沖電。這種技術兩者之間的距離需要小于1cm,用戶需要將待沖設備放在無線充電器表面上充電。
無線電波由于空間巨大從而耗能高,所以使用比較少,基本原理類似于早期使用的礦山收音機。其中的微型高效接收器可以接收空間傳輸的無線電波。此技術由于存在巨大的空間損耗,所以一般只是使用在小功率的電子設備上,接受裝置與發射裝置之間的距離不能超過幾米。
電磁共振傳輸距離比較大,實驗中運用到的線圈的直徑高達幾十厘米,此種方法還不能商業化,因為商業化產品中使用的線圈都是幾厘米的,但是尺寸過小接收端接收的功率就會降低。不過隨著技術的不斷更新,相信在以后的電子產品中電磁共振原理的無線充電器可以得到廣泛的應用。
三、無線充電和有線充電的充電時間對比
根據無線充電器設計的要求,無線充電器的充電時間不能超過有線充電一小時,而且總時間不能超過4個小時。
我們對同一個手機分別進行了無線充電和有限充電直到充滿,得到了充電時間。有線充電時間為110分鐘,恒流電流為750mA,過程包括滴流充電、恒流充電和恒壓充電。而無線充電的時間為150分鐘,恒流電流為560mA,整個過程也包括滴流充電、恒流電流和恒壓電流。
對此實驗結果進行分析,無線充電的時間為150分,只比有線充電時間長40分鐘,而且總的時間沒有超過4個小時,完全符合設計的需求。
四、無線充電控制電路
(一)功率傳輸流程
功率傳輸流程可以分為充電器端控制流程、手機端控制流程和手機充電端流程。
充電器端控制流程主要包括對手機的檢測、溫度檢測保護和發射功率等。充電器檢測手機是否放置在充電器上,同時還要識別是否是手機裝置,如果放置的不是手機只是普通的金屬則會停止充電過程;如果接收到了無線充電器信號的反饋,就進行確認并開始充電,同時每5秒針檢測手機是否被拿走,如果手機拿走則停止充電。
手機端控制流程包括線圈檢測、接收功率等。手機一旦接收到無線充電器的信號時,手機需要打開控制電路并對線圈進行檢測,如果線圈的位置沒有問題,就會發送信號反饋給無線充電器,然后就等待無線充電器確認并傳輸電流給手機。手機一旦充滿電,就要發送信號給無線充電器,讓無線充電器停止電流傳輸。
手機端充電流程包括開始充電、指示燈控制、檢測是否充滿電和停止充電控制等。
(二)硬件電路
(1)充電器端電路。整套充電器電流包括電源部分、線圈、存儲器部分、控制電流部分以及檢測電流電壓部分。電源部分是將交流電轉換成直流電,并經過轉換電路得到所需要的電流和電壓;線圈是電流傳輸的核心零件,負責將電流轉換成磁場并從空間中傳輸出去;存儲部分是負責存儲器充電狀態和參數控制等;控制電流部分是是控制線圈電流的開關,控制輸出功率的大小,檢測電流和電壓的指標。
(2)手機端電路。手機端電流包括蒸餾部分、線圈和控制電路部分,以及溫度、電流和電壓的檢測。控制電路為接收端的控制中心,包含功率控制、檢測溫度、電流和電壓的參數指標;線圈是電力傳輸的核心部件,負責將接收到的磁能轉換為電能。
小結:無線充電器具有便于攜帶的優點,而且與有線充電比較起來,雖然在時間上比有線充電長,但是之間的差距并不是特別大。三種無線充電技術目前還存在著一定的缺陷,隨著技術的不斷發展,不斷解決自身的缺點,將之商業化,將更加滿足用戶的需求。
參考文獻:
Research on Power Transmission Mode and Development Trend of Wireless Delivery
朱先清 ZHU Xian-qing;牛華慶 NIU Hua-qing
(山東電力集團公司臨沂供電公司,臨沂276003)
(Linyi Power Supply Company,Shandong Electric Power Corporation,Linyi 276003,China)
摘要:對常規電力輸送和無線電力輸送從傳輸原理上進行介紹,主要描述了常規電力輸送架空線路傳輸的具體組成結構和無線輸電因傳輸距離不同而使用的傳輸原理。并從傳輸的靈活性、安全性和經濟性三個方面比較了兩種電力傳輸各自的優缺點,突出了無線電力傳輸在輸電過程中具有良好的發展前景。以無線輸電的三種原理,分別闡述了今后主要的發展方向。
Abstract: The conventional power transmission and wireless power delivery in the transmission principle are introduced, this paper mainly describes the specific structure of conventional power transmission especially overhead line transmission and wireless transmission with different transmission distance by using transmission principle. And from the three aspects of transmission that are flexibility, safety and economy,through comparing the advantages and disadvantages with two kinds of power transmission, the wireless power transmission in the transmission process shows good prospects for development. The three principles of the wireless transmission respectivelydescribe the main development directions.
關鍵詞 :電力輸送;架空線路;無線;磁耦合共振
Key words: power transmission;overhead line;wireless;magnetic coupling resonance
中圖分類號:F407.61文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2015)20-0193-03
0引言
電能從被探索、研究,到全面應用,在人類歷史上不到300年歷史,卻已極大地推動了人類社會的進步;現今,人們的日常生活以及社會的正常運轉,工廠的生產作業都離不開電能,它與人類息息相關,是最重要的能源之一。而輸電,即電能的傳輸在該過程中是極其重要的環節,是電力整體系統的關鍵組成部分,它與變電、配電和用電一起構成整個電力系統[1]。通常,人類所能支配的電能由發電廠產生,經由負荷中心調控,分配到下級用電單位;這個過程中,輸電將相距幾十至數千千米不等的發電廠與負荷中心聯系起來,使電能的利用超越地域的限制,更加靈活、方便,相較于其他能源的輸送具備效率更高、損耗更低、環境污染程度小等優點。
目前,大規模建設的電網電力傳輸,因鋪設方式與結構形式的不同,可簡單劃分為架空輸電線路輸送和地下輸送線路輸送;架空輸電由線路桿塔、導線、絕緣子等構成,架設在地面之上。地下線路主要是使用電纜,鋪設在地下或水域下。架空線路以其架設及維修相對方便,成本也較低優勢相對于地下線路造價高、鋪設難度大、發現故障及檢修維護等均不方便的缺點,使得采用架空線路輸電是最主要的方式。而地下線路主要用于架空線路架設困難的地區,如城市或其他特殊地區輸電。架空線路輸電是有線電力傳輸主要作業方式,大部分電力傳輸都涉及該種形式,一般遠距離輸電,需要提高電力電壓進行輸送,如傳輸距離超過50km,輸送電壓要求達到110kV,為高壓輸電,配套的設備(如變壓器等)設備要求高,相應的使用和維修成大,同時輸電過程存在的較大危險隱患以及維修困難等缺點;容易受到氣象和環境(如大風、雷擊等)的影響而引起故障,電網的形成需要占用大量土地,超高壓或特高壓交流輸電還會造成電磁干擾等,在如今科技高度發展,電網覆蓋程度不斷壯大的今天,以出現諸多不便與困擾。
無線電力傳輸是近十年來得到極大重視和不斷研究、發展的電能傳輸手段,該項技術早在19世紀中后期就被特斯拉提出,認為可以借用地球本身與大氣來進行遠距離輸電,后來雖然由于資金等原因未能實現[2],但這一理論研究為無線輸電提供了研究的基石。目前,無線電力傳輸還不是很成熟,在一些領域,尤其是手機、家用電器等用電設備的供電與充電已研發出相應的產品;但是,如常規的電力輸送(以架空輸電為例),實現遠距離的基站與基站的電力傳輸還停留在實驗階段或因傳輸效率等問題未能實現大面積使用推廣。在今后的不斷研究中將突破技術障礙,實現無線輸電電網的改革。目前,最遠的無線傳輸是2015年3月12日,日本三菱重工也宣布,科研人員將10千瓦電力轉換成微波后輸送,其中的部分電能成功點亮了500m外接收裝置上的LED燈,說明無線傳輸在取代和應用是可能的。
1常規電力傳輸
常規電力傳輸是現今電力傳輸的主要實現方式,基于電流在導體中傳導,進而傳送電能的基本原理來完成整個過程。其中最主要的架空線路傳輸一般由導線,傳導電流的核心部分;避雷針,置于桿塔頂,減少雷擊的可能,保證輸電線的安全;桿塔,支撐線與避雷針,保證線與線、線與地面之間的距離;絕緣子,使線之間、線與地面之間絕緣;金具,支撐、固定和連續線與絕緣子;桿塔基礎,確保桿塔不會因為外力或突發事件(如大風、地陷等)而上拔、下沉或傾倒;拉線,用來平衡導線橫向載荷,減少導線之間張力,降低使用成本;接地裝置,通過基桿塔的接地線或接地體與大地相連,防止雷擊時線路損壞。針對特殊地域(跨河、跨海等)和城市電路輸送,常采用地下輸送線路輸送,可基本消除雷擊影響的可能,不占用可使用土地,但鋪設和維護成本過高,不適用遠距離輸送,使用范圍窄;除卻與桿塔相關的構建,其余組成與架空線基本相同,增大了絕緣性能,防止電流泄露。
2無線電力傳輸
無線電力傳輸根據輸電距離可分為三類,即短程無線供電、中短程無線輸電和遠程(超遠程)無線電力傳輸[3-4]。不同的無線輸電方式所采用的原理存在差異,但其基本構成基本由五部分組成,分別為電源(發電設備)、整流器、逆變器、線圈(可為變壓器或發射電波線圈)、負載(用電設備)組成,具體結構如圖1。短程無線供電是基于電磁感應原理運作的,最典型的電磁感應在輸電中的應用是變壓器使用。變壓器由一個磁芯和二個線圈(初級線圈、次級線圈)組成;當初級線圈兩端加上一個交變電壓時,磁芯中就會產生一個交變磁場,從而在次級線圈上感應一個相同頻率的交流電壓,電能就從輸入電路傳輸至輸出電路,實現短距離或超短距離電能的傳輸[5]。電磁感應突出的特點是帶點端與用電端可為非接觸式連接,其電能發射端的線圈(連接電源)與接收端的線圈(用電產品),處于兩個分離的裝置中,電能通過感應線圈傳送,這類似一個線圈間耦合不緊密的變壓器。
這種變壓器原理適用于供電的防水設計、不能直接接觸的供電設計(如人造器官的電池充電)等新型技術的需求。
中短程無線電力傳輸是基于電磁共振耦合或電磁波射頻的原理實現的,當供電與用電設備之間的距離大于感應線圈直徑的8倍時,此時穿過電磁感應線圈的磁感應強度大幅削弱,使電能傳輸的效率降低而嚴重影響電能的傳輸。而電磁共振耦合可實現超過該距離的電能傳輸,具體而言,整個傳輸系統由兩個主要的線圈構成[6];一個線圈與電源相連向外發射電磁波,為非輻射型磁場,另一個線圈的固有頻率設計為磁場頻率相同,振蕩電流最強,而“接收”電磁波,實現電—磁—電的轉化,即一個無線的電能傳輸。借用電磁共振耦合的原理完成的無線輸電距離已完全覆蓋了常規工廠或家庭電器設施用電和手機等電子設備充電的需求,使充電和用電變得更加便捷是重要的應用方向。
遠程或超遠程無線電力傳輸使用的技術手段是微波和激光[7]。一般認為以無線電磁波的形式進行遠距離的電力傳輸不太合適,因為理論認為,電波波長越長其定向性越差、彌散性越高。而微波波長在300MHz~300GHz是介于無線電波與紅外線之間,兼具無線電波傳遞方向性好與紅外線衍射(穿透性)的特點,可用于遠距離能量的傳輸;激光具備定向性、高亮度性和高能量性,在忽略阻礙物的條件下,很適合電能的遠距離無線輸送,但穿透性差且由于激光的高能量性可能帶來安全隱患。因而,目前兩種方式以其各自的優點在遠程無線電力輸送中都作為研究的方向。
3優缺點比較
3.1 靈活性
靈活性即電力輸送距離可靈活變化,對于某一需求電路可直接使用或變化輸電距離時添減材料和設施可以達到。對于有線電力傳輸,是通過電流在導體內傳遞來傳輸電能的,在不考慮超高電壓輸送情形下,一定范圍內改變輸送距離,只需設置對應的架空線即可;即便改變距離超過對應電壓可輸送的距離,為了降低輸送過程中電能的損耗,提高輸送線路電壓及其安全配到設施、升高線路距地高度就能滿足輸送要求。具體的各級電壓電力線路合理的輸送功率和輸送距離如表1[8]。
無線電力傳輸根據傳輸距離的不同所選擇的傳輸工作原理也有差異,短距離——電磁感應,中距離——電磁共振耦合,長距離——微波或激光[9];對于不同距離的電力輸送和供電需求設計的電力傳輸裝置,其工作原理是預先設計并固定使用的,用途和適用范圍(距離)不容易改變,針對性強,但使用靈活性較差。同時,由于無線電力傳輸原理多,使用面更廣,對于有線輸電不易或不可能完成的傳輸作業均可實現,如“免電池”無線鼠標、植入式醫學器件充技術、“無尾”電視、外太空能量向地面的輸送等均是無線輸電廣泛應用表現形式[10]。
3.2 安全性
常規電網或家庭、工廠布線都離不開電線與連接元件,防止電線直接裸露在空氣中造成觸電或線與線之間的短路,通常在電線周圍裹上絕緣子等絕緣體。但是用電與輸電時刻發生在人們的周圍,大量的電線與插座等在絕緣子老化后,很可能造成觸電或短路的危險,嚴重影響使用安全。而無線電力傳輸的主要三種均是以電——磁(電磁波或磁場)——電的形式傳遞,讓“電流”通過空氣或其他介質傳播,不會使使用者或處于介質的人員有觸電的感覺,且無線電力傳輸技術不產生輻射,部分已無線電力傳輸研發的產品其安全性已經通過FCC、IEEE和CCC等標準認證,不會產生危險,避免了帶電插拔、電源線短路等等可能的安全隱患。如2008年8月英特爾信息峰會上演示了采用電磁共振耦合的原理隔空1m為60W等泡供電,雖然效率只有75%,但基本滿足日常燈泡供電的距離需求,不會因為布置電線而存在任何隱藏的危險。在確保安全性的前提下,中短程無線供電方式將可以徹底解決家庭、工廠布線凌亂、電器位置固定、插座破壞建筑布置美觀等等問題,具備可靠地安全保障[11]。
3.3 經濟性
短程電磁感應中的磁場,中程或遠程的電磁波(微波和激光可視為電磁波)傳播過程中不需要介質,甚至在真空中的速度接近光速。電力傳輸只需鋪設發射端和接收端,兩端主要部件均由調理電路和線圈組成,檢查兩端是否能正常工作即可維護整個輸電線路,成本較低。而常規的有線電力傳輸過程需要借助介質,一般為金屬介質,雖然在傳播速度同樣接近光速,但傳播距離和傳播效率受介質影響。電網中使用較多的為架空線路,其使用的介質導線材質常使用的有三種材料——銅、鋼和鋁。以傳遞過程中的電壓、傳輸距離及最大負載作為使用材質選擇條件,使用最多的銅芯鋁絞線,電壓越高,導線截面越大。傳輸線路的鋪設成本隨距離的增加而增加,隨電壓的增加而增加。以銅芯鋁絞線為例,由于傳輸距離的改變,承載功率由10kW增長到35kW,線截面積對應的由1mm2增加到6mm2。不僅如此,對于架空線路而言,配套的配電、桿塔和其他安全設施也極大提高了成本。電壓提高時,相應的設備,尤其是與安全與傳遞效率相關的設備,成本呈幾何線增漲。架空線大部分鋪設在野外,而且高壓輸電桿塔較高,對于維護和修理的難度很大、成本較高。
4無線輸電的發展前景與方向
無線輸電作為一種新型的技術還不太成熟,在傳輸效率與功率上還需進一步的高[12]。以磁感應原理的無線電力傳輸由于距離的限制,目前只應用于供電、用電部分距離很近的情形,如變壓器和芯片信息識別等。中程的“磁耦合共振”是最可能替代目前架空線路的無線傳輸技術,其傳輸的距離和效率與兩端線圈大小直接相關,實現兩端線圈完美共振,并研發能提高傳輸距離與傳輸功率的線圈結構,將會對無線電力傳輸有著極大地推廣作用;其次,工廠用電機械、家用電器、手機等用電設備的充電與電源之間的距離在“磁耦合共振”輸電的距離之內,借用“磁耦合共振”代替傳輸導線、簡化傳輸結構、提高使用安全為當前及今后無線輸電的主要研究路線。隨著科技的發展,對能源的需求與日俱增,地球能源有限,從太空獲取額外的能源并輸送到地面是將來發展的必然趨勢,而遠程的無線輸電成了必要的基礎,對微波與激光輸電效率以及輸電環境適應性成為今后的研究方向。
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[關鍵詞]多媒體教室;擴聲系統;藍牙技術;
[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097(2013)03-0059-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.03.012
隨著國家對教育投入的不斷增大,利用多媒體設備開展教學活動已經成為當前日常教學的必要手段,在開展教學活動時,語音擴聲設備的重要性是不容置疑的,其穩定性、抗干擾性、音質的優劣是影響教學活動正常開展的重要因素,擴聲系統已經成為多媒體教室設備的重要組成部分,本文僅對教室的擴聲系統技術、發展、使用、管理進行論述。
一.多媒體教室擴聲系統發展歷程
高校的電化教學教室大都始建于1978年,當時的電化教學教室主要設備包括:幻燈機、透射式投影儀、彩色電視機和音頻擴聲系統。
擴聲系統作為多媒體教室設備的重要組成部分約經歷了四個時期:
1.第一個時期:20世紀80年代初至90年初中期,
教室的擴聲系統主要以手持動圈話筒、V段無線話筒為主,為配合教學工作的擴展,少量單位配備移動式無線話筒,供教師臨時借用。
這個時期擴聲系統采用手持動圈有線話筒,和V段無線話筒。采用手持動圈式話筒授課,受話筒線長度的制約,老師的活動范圍小,妨礙老師講課時的利用肢體語言與學生互動,而使用無線話筒雖然可以隨意走動,但其使用手續繁瑣、電池消耗大、頻點少等弊端制約了V段無線話筒的推廣使用。
2.第二個時期:20世紀90年中期至2004年左右
學校普遍使用界面式話筒和U段無線話筒。盡管排除了話筒線的制約,加大了老師的活動范圍,但擴聲系統產生的嘯叫一直無法得到解決。
3.第三個時期:2004年左右至2010年
隨著科學技術的進步,為解決教室擴聲系統產生的嘯叫問題,科研人員研發了移頻功放。在這里有必要簡單闡述一下擴聲系統產生嘯叫的原因和移頻功放的基本工作原理。
音頻功率放大器產生嘯叫的因素有二,一是反饋同相位,也就是當揚聲器輸出為正向位時,反饋到話筒的音頻相位也為正。二是只有當音頻振幅足夠大時,才會產生嘯叫。這是音頻功率放大器產生嘯叫的兩個原因。這兩個原因缺少一個都不會產生嘯叫。
我們知道,界面式話筒在拾音過程中除了拾取直達聲外,也拾取了從各個界面來的反射聲,直達聲和反射聲的疊加導致相位不同,在某些頻段出現周期性峰谷,滿足產生嘯叫的兩個條件,極易產生嘯叫。
移頻功放,顧名思義,移頻就是移動頻率,移頻功放正是基于通過改變輸入音頻信號的頻率來不斷回避嘯叫點。舉例說明,輸入一個1000Hz信號時,當正方向移頻3-8Hz時,移頻器將會輸出一個1003-1008Hz的信號:當反方向移頻3-8Hz時,移頻器將會輸出一個997-992Hz的信號。移頻的目的是保證輸出的信號相位與反饋相位不一致,從而破壞嘯叫條件之一——相位條件。
采用移頻方式雖然可以防止界面話筒引起的嘯叫,解決電池消耗量大的問題,然而,由于移頻技術的應用,使擴聲系統的音質大打折扣,在教師講課過程中,每句話的末尾由于采用移頻技術帶來的所謂的“金屬撞擊聲”,使語音變調。
移頻功放主要特點是:
(1)移頻是通過對整個音頻范圍內的某些頻段有意失真達到抑制嘯叫之目的;(2)界面話筒拾音對環境建聲要求比較苛刻,調整難度大;(3)因界面話筒靈敏度的制約,教師只能在界面話筒附近授課。實踐證明,教師離開界面話筒約4米,就無法達到理想擴音效果。
4第四個時期:2010年至今——紅外無線話筒、2.4G無線擴聲與藍牙技術的應用
紅外無線話筒是以紅外光作為聲音信號的載體,實現發射、接收的無線擴音系統。基本原理與普通射頻系統類似。紅外線話筒工作頻率在3G以上,抗干擾能力強。但價格較昂貴,未能得到普及。
2.4Ghz無線話筒工作頻率范圍是2.405GHz-2.485GHz之間,故稱之為2.4G無線技術。2.4GHz無線傳輸技術采用的是自定義傳輸協議,因此制造成本較低。其中藍牙無線話筒的問世與推廣使用,使課堂使用無線擴聲系統的推廣與應用達到。
二.V段、U段、紅外、2.4G、藍牙四種無線擴聲技術比較
1.VHF無線話筒,簡稱V段無線話筒
V段無線話筒工作頻率范圍是30MHz-300MHz。國內準許使用的頻率范圍為169MHz-230MHz,共有61MHz頻點。其與電視6-12頻道所占用的頻率范圍相同。
V段無線話筒使用的61MHz頻點,細分為A、B、C三個波段,即:
VHF(A)為169MHz-185MHz;
VHF(B)為185 MHz-200 MHz;
VHF(C)為200 MHz-230 MHz。
V段無線話筒的工作頻率范圍的傳輸特點是:電磁波除直接輻射外,電磁波能量還具有繞射特性,因此在同樣的發射功率和傳播條件下,傳輸距離可更遠。
V段無線話筒主要缺點:
(1)易受其他系統干擾:因V段無線話筒工作頻率與6-12電視頻道節目發射到空中電磁波、呼叫站和無線電話的工作頻率相同,極易受到其它電波的干擾。
(2)天線尺寸較大:VHF波長為10m-1m,稱為“米波”。天線長度較長,不適合安裝在多媒體機柜中。
V段無線話筒一般使用5號干電池或9V積層干電池,因其功耗大,幾乎需要每天更換一次電池,耗材成本高,電池消耗量大,易造成環境污染。
(3)V段無線話筒采用固定頻點,發射機和接收機只能配對使用,一間教室對應一只話筒。因頻率資源有限,相互干擾。增大管理人員工作量。且有些無線話筒工作頻率在50MHz左右,受到無線電管理委員會有關規定的限制,如松下早期生產的WX-710S無線話筒。
(4)故障率高:早期無線話筒的咪頭與發射機的鏈接為固定焊接式,發射機話筒線是最容易出現故障的部位,在使用過程中,咪頭與連線之間的連接處、連線與發射機之間的連接處極易斷線。頻繁更換電池,電池盒蓋及電池簧片容易損壞;另外,話筒若長期不用,電池忘記取出,電池電解液外泄,會腐蝕電池簧片,造成接觸不良,導致發射機故障。
(5)易串頻:在學校開展教學活動時,有時多個教室使用無需話筒,但V段話筒頻率點非常少,多只V段無線話筒同時在一幢樓宇中使用是不可能的。
2.UHF無線話筒;簡稱U段無線話筒
U段無線話筒工作400-870MHz頻段,超過870MHz的頻段較少采用,因為GSM和CDMA手機使用870-960MHz頻段,960MHz以上的頻段繞射能力逐漸變差,所以目前u段無線話筒的工作頻率范圍是740-870MHz。
U段無線話筒主要優缺點:
(1)頻點多:U段無線話筒工作中使用更高的頻率范圍,因其工作頻段較寬,故頻點較多,只要調開頻點,允許更多的話筒在同一樓宇使用。
(2)噪音低:噪音抑制電路與鑒頻電路的設計更趨合理,接收機噪音低。
(3)保真度高:因通頻帶較寬,故失真度也較低。
(4)電能消耗大:UHF頻段的電磁波是直接輻射的,傳播衰減大,發射機功耗大。
(5)易串頻:當幾十甚至幾百只話筒集中、大規模使用時,由于U段話筒頻率特性,容易受到高次諧波干擾和鏡像干擾,出現竄擾現象。
(6)管理難度高:U段無線話筒也使用5號堿性電池或9V積層電池,電池消耗量大,使用成本高。若使用堿性充電電池,管理難度大。
(7)故障率高:因其外觀與V段無線話筒相同,故障率也相同。
3.紅外無線話筒
紅外線無線話筒工作頻率一般在3G以上,其工作頻率較普通無線系統工作頻率高很多,不易受到其他頻段設備的干擾,但如果使用環境中安裝有紅外攝像頭或等離子平板電視機則不能使用紅外線無線話筒。
紅外線無線話筒是以紅外光作為聲音信號的載體,實現發射、接收的無線擴音系統。基本原理與普通射頻系統類似,在無線發射接收過程中也需要進行聲音信號的調制與解調的過程。但紅外線無線話筒的載波為紅外光。
紅外線話筒工作時,需要有基本的反射面,否則信號接收窗將無法接受到信號。因此紅外線無線話筒不適于在開放的環境下使用(如戶外,面積很大的廳堂等),而在中小型會議室,有相對密閉的環境,使用效果好(如300座以下教室、KTV包房、小型會議室)。
因為光線具有較強的反射性能,發射端送出的光信號不需要直接達到接收端,而只要經過反射面反射、散射后的光信號到達接收窗口就能確保可靠接收。目前紅外線話筒都采用了多點發射和多點接收技術,進一步提高了設備的可靠性,發射端向空間各個方向發射的紅外線信號,經各個反射面的反射、散射后,會在相對密封的空間內形成一個致密的,看不見的,沒有盲點的光網。因此,紅外無線話筒不會因為空間內人的走動,或因發射端的移動而出現通訊中斷現象,故抗干擾性能強。
但紅外無線話筒制造工藝相對復雜,制作成本較高,價格較為昂貴,目前市面上的主流產品仍使用5號干電池,發射機體積較大,但其抗干擾性能、保真度高的特點受到大家的青睞。
4.2.4G無線話筒
2.4GHz無線話筒和藍牙無線話筒都工作在2.405GHz-4GHz頻率之間,但由于它們采用不同的通訊協議,因此在功能和性能上各有偏重。
(1)2.4G無線話筒
2.4Ghz無線話筒工作頻率范圍是2.405GHz-2.485GHz之間,故稱之為2.4G無線技術。2.4GHz無線傳輸技術采用的是自定義傳輸協議,因此制造成本低,但由于該頻段是公共設施使用頻段,社會上大量的無線設備均使用這個頻段,如WIFI、藍牙、ZIGBEE雙向無線通訊技術等。這些設備在改造時會直接干擾2.4G無線話筒的通話質量。在使用過程中,會出現堵塞、掉頻、鎖相不穩等現象,故在較大規模的學校中不建議推廣使用。
通常,2.4G無線話筒使用鋰電池,為節約后期使用成本打下了堅實的基礎。但由于生產廠商不同,2.4G無線話筒的通訊頻點略有差異,一般在40-48個通訊頻點之間,可以滿足一般學校教學需求。
(2)藍牙無線話筒
藍牙無線話筒使用通訊協議與普通2.4G通訊技術使用的通訊協議不同,它除了傳輸音頻信號之外,還要兼顧系統本身的通訊。為了保證一對發射機與接收機通訊工作的暢通無阻,不受其他發射機的干擾,藍牙技術需要將一部分帶寬用于接收與發射之間系統本身的通訊。而2.4GHz無線傳輸技術采用的自定義傳輸協議。故其成本較低。
一般藍牙設備的通信距離是10m,通信速率為1Mbps。采用跳頻(AFH)、擴頻(FHSS)技術,共有79個信道,每個信道占用1MHz帶寬,信號不斷以1600Hz的速率在79個調頻點問隨機跳躍。
藍牙設備一般工作在2400MHz的ISM頻段。ISM的含義是工業、科學及醫學的首字母縮寫,起始頻率為2402MHz,終止頻率為2480MHz,并低端設置了2MHz的保護頻段,高端設置了3.5MHz的保護頻段。
為了避免相互干擾,藍牙采用了自適應跳頻AFH(Adaptive Frequency Hopping)、功率控制、LBT(Listen Before Talk)等獨特的技術措施,避免相互沖突。
藍牙無線話筒特點:
(1)任意匹配,自動對頻
發射機和接收機均無須設置頻點,當發射機與接收機供電電路接通時,發射機與接收機自動對頻,發射機關機后,通訊結束,當另一臺發射機開機后,重新開始對頻,故稱之為任意匹配,做到全部發射機與接收機通用,產品應用、設備管理和設備維護簡單方便。
(2)采用CVC回聲、噪聲抑制技術音質清晰
藍牙無線話筒為提高音質質量,采用了CVC回聲與噪音消除技術,該技術可以自動偵測語音環境。通過獨特的信號提取、分離技術將噪音中的語音信號提取出來,使教室中的擴聲系統能夠收聽或發送更加清晰的語音,實現完美音質信號采集及信號還原。
(3)無串擾,抗干擾
藍牙無線話筒采用的通訊技術,具有辯識碼、數據重傳、錯誤更正,動態數據長度調整等雙向智能功能:系統通過藍牙特有的跳頻和鎖頻技術,使得藍牙無線話筒不存在串頻干擾等現象。即兩只藍牙無線話筒發射機不能在同一教室使用,兩只藍牙無線話筒的發射機中的其中一只先對上頻后,另一只則不能對頻。
藍牙無線話筒為防止微波爐、無繩電話等電子設備的干擾,以及其他通信設備的相互干擾,采用了與眾不同的先進技術。
1)自適應跳頻技術AFH(Adaptive Frequency Hopping)
AFH技術是對原始藍牙跳頻序列的一種改進,它縮減藍牙設備跳頻點的數量,其基本原理是通過分辨出ISM頻段中優良和惡化的信道,從而避免使用擾信道,減少受干擾源。當藍牙電路進入AFH狀態后,其跳頻序列可使用的跳頻點N的數量是動態變化的,但規定必須有一個最小值Nmin,即Nmin≤N≤79。
2)跳頻擴頻(FHSS)技術
跳頻技術,英文全稱“Frequency-Hopping SpreadSpectrum”,縮寫為FHSS,是無線通訊最常用的擴頻方式之一。跳頻技術是通過接收機和發射機無線傳輸信號的載波頻率按照預定算法或者規律進行離散變化的通信方式,也就是說,無線通信中使用的載波頻率受偽隨機變化碼的控制而隨機跳變。從通信技術的實現方式來說,“跳頻技術”是一種用碼序列進行多頻頻移鍵控的通信方式,也是一種碼控載頻跳變的通信系統。從時域上來看,跳頻信號是一個多頻率的頻移鍵控信號;從頻域上來看,跳頻信號的頻譜是一個寬頻帶上以不等間隔隨機跳變的。其中:跳頻控制器為核心部件,跳頻控制器包括:產生跳頻圖案、同步、自適應控制等功能;頻合器在跳頻控制器的控制下合成所需頻率:數據終端則對數據進行差錯控制。
①內置鋰電池,節能環保
藍牙無線話筒內置環保無記憶鋰電池,通過Mini-USB接口快速充電,4小時即可充滿;內部采用高效電源管理系統,發射器可連續使用20小時以上,大幅降低電池成本和環境污染。
②權威認證,低輻射
目前市場上主流藍牙無線話筒已經通過國家權威部門認證,藍牙輻射僅為手機的百分之一;產品擁有國家無線電(SRRC)認證證書,為安全低輻射產品。
以上我們討論了各種無線話筒的技術特點,總結如表1。
三.藍牙無線擴聲系統的應用
隨著藍牙無線話筒技術的日趨成熟,目前北京已有十余所學校在多媒體教室安裝了藍牙無線擴聲系統。藍牙無線擴聲系統的安裝使用方法略有差異。
1.設備選型
新建多媒體教室或改造多媒體教室擴聲系統,擴聲設備選型工作十分重要,首先應確認學校規模,地面建筑空間各種無線信號的種類與強度;若學校規模不大,地面建筑空間各種無線信號的種類少與強度弱,建議采用經濟實用的2.4G無線擴聲設備。如若學校規模較大,且建筑空間各種無線信號的種類多與強度大,建議采用便于管理,無串擾、較經濟的藍牙無線擴聲系統。
2.無線擴聲系統的設備連接
在幾百人甚至上千人的多媒體教學環境中,擴聲系統的連接方式、工程施工質量的優劣顯得十分重要,因此在擴聲系統設備連接時,有線擴聲話筒與無線擴聲話筒應同時并存。當無線擴聲話筒正常工作時,有線擴聲話筒處于關閉狀態:當無線擴聲話筒供電不足或出現故障時,有線擴聲話筒應自動啟動,以保證教學活動的正常開展。
3.無線擴聲系統的管理
無線擴聲系統設備屬于學校固定資產,各學校對無線擴聲系統發射機的使用、管理方式也各有不同,主要有幾種:
(1)課前領用,課后歸還
無線擴聲系統的發射機由現代教育技術中心、后勤或教務部門管理,負責無線擴聲系統的發射機充電、清潔、維護等。老師憑證件上課前領用,下課后歸還。這種方式的弊端是管理難度大,教師領用手續繁瑣,不利于傳染疾病的防控。
(2)開學初領用,學期末歸還
無線擴聲系統的發射機現代教育技術中心或教務管理,開學初根據教室大小、課程安排有選擇的向老師發放無線擴聲系統的發射機。其他老師如有需要臨時領用。
(3)任課教師人手一只無線擴聲系統的發射機(簡稱一師一麥)
現代教育技術中心或教務部門根據學校人事處教師名單將無線擴聲系統的發射機發放到每位授課教師手中,發放及管理辦法如下:
1)現代教育技術中心依據教務處、人事處給予的教師名單進行發放;
2)教師下載表格填寫后,領用人需簽名并加蓋所在單位公章,憑工作證領取。
3)教師領用后由本人妥善保管,無線話筒在已安裝無線擴聲系統的多媒體教室均可使用;
4)老師對領用無線擴聲系統的發射機負責,人為損壞、丟失應照價賠償,自然損壞由現代教育技術中心負責維修。
5)無線擴聲系統的發射機為學校固定資產,發射機上的編號是該設備的編號,教師退休或調離,需將無線話筒交回現代教育技術中心。
(4)一師一麥優點
1)無需調整使用方便。無線擴聲系統的發射機和接收器均無須設置頻點,自動對頻,任意匹配,全部通用,使得產品應用、設備管理和設備維護更加簡單方便。
2)關愛教師健康。做到以人為本,有效地防止傳染性疾病的傳播。發射功率小,電磁輻射小。
關鍵詞: GPS-RTK;基本原理;建設測繪;外業測量
中圖分類號:P25 文獻標識碼:A 文章編號:
新農村建設是在新時代的要求下,對農村的經濟、政治、文化和設施等方面進行全方面建設,最終把農村建設成為經濟繁榮、設施完善和文明和諧的社會主義新農村。這是我國現代化進行中的重要歷史任務,對實現我國社會主義現代化具有重要意義。在新農村建設中,首先是要獲取精度較高的規劃地形圖,以便于相關部門進行全面的、科學的整體規劃,這就需要權威的、高效率的地理信息系統作為建設工作開展的基礎和前提。GPS-RTK作為近年來應用較為廣泛的測量技術,具有精度高、實時性、高效性和效率高等特點,能夠大大減少人力強度、節約費用,提高測繪的工作效率。目前,GPS-RTK測量技術在新農村測繪建設中得到較為廣泛的應用及推廣,為實現社會主義新農村建設作出巨大貢獻。
1 GPS-RTK技術概述及基本原理
RTK(Real-Time kinematic)實時動態差分法。這是一種常用的GPS測量方法,以前的靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度,而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法,它采用了載波相位動態實時差分方法,是GPS應用的重大里程碑。
建立無線數據通訊是實時動態測量的保證。RTK技術的原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準點,安置一臺接收機作為基準站對衛星進行連續觀測,流動站上的接收機在接收衛星信號的同時,通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數據,計算機根據相對定位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標和測量精度。這樣用戶就可以實時監測待測點的數據觀測質量和基線解算結果的收斂情況,根據待測點的精度指標,確定觀測時間,從而減少冗余觀測,提高工作效率。
2 RTK技術在新農村建設中的優勢
某測區地處山區,地勢起伏較大,各村之間都有鄉村公路連接。測量范圍達183.01hm2。各村莊在2008年進行了1:2000數字地形圖測繪,由于精度達不到新農村建設整體規劃的要求,因此本次測量要求為村莊規劃用地應進行1:500數字地形圖測繪,使用RTK技術有很明顯的優勢:
(1)由于街道辦事處地處較偏遠的地區,范圍廣,使用傳統測量技術的難度和效率低,但如果使用GPS-RTK技術,將大大的降低測量強度和成本,提高工作效率,縮短成圖周期。
(2)RTK技術的測量精度較高,能夠準確的反映農村的格局分布和地形地貌。也能夠滿足所需1:500地形圖的要求。
3 RTK技術實際應用情況
3.1 測量儀器介紹
本次所用儀器為南方GPS,S86型號,該型號GPS采用ARM架構,速度高達400MHZ,從而使得主機能夠再用多任務的操作系統,處理速度更高;文件系統采用標準的兼容Windows磁盤文件系統,傳輸協議采用USB MASSS TORAGE標準協議,下載速度更快、更靈活。實時性更強先進的基準站內置發射電臺技術,使基準站擺脫沉重電瓶和線纜,能滿足簡便操作,更適合野外作業。
圖1 S86型號GPS主機正面
圖2 S86型號GPS主機背面
圖2中(1)是插卡處,(2)是通訊電纜接口,為5針口,(3)是外接電源接口,為7針口,(4)是充電器接口,為4針口。
3.2 外業測量過程
首先在規劃的村莊范圍內選用北京54坐標系,用靜態解算,靜態時間一般為20~30min,其次在基準站設置完畢后,與移動站的手簿經過藍牙進行連接,因此在做完靜態后需要將所得測量數據先導出,然后將數據進行轉換,并輸入手簿中進行參數轉換,當轉換后參數無限接近1時,一般為0.9999***或者1.0000***即可進行測量。測量中測量人員手持移動站到所需測量的地點,豎直放在該點上,等待1~2s后,手簿顯示為固定解時按下測量鍵并輸入移動站高度即完成碎部點測量,在測量后記住點號并標注下改點實際代表的地物,如房屋、田埂、電線桿等,便于內業畫圖。
3.3 內業處理過程
在完成碎部點采集任務后,通過數據線將主機中記錄的數據導入S86專用數據處理軟件——靈銳助手中,在軟件里可以批量改正自動采集時的點名、時段和天線高。然后將坐標進行轉換。
坐標系之間的轉換一般采用7參數法或3參數法,其中7參數為X平移、Y平移、Z平移、X旋轉、Y旋轉、Z旋轉以及尺度比參數,若忽略旋轉參數和尺度比參數則為3參數方法,3參數法為7參數法的特例。這里的X、Y、Z是空間大地直角坐標系坐標,不把GPS所測定的WGS-84坐標當作WGS-84坐標,而是當作具有一定系統性誤差的54系坐標值,然后通過已知點糾正,消除該系統誤差。
將數據導出后,將數據生成*.dat格式的數據文件,格式如下方所示:
600,,851467.69,2526130.01,1889.19
601,,851465.40,2526119.26,1889.33
……………………………………….
……………………………………….
……………………………………….
797,,851485.61,2526043.55,1889.50
A1,,851525.037,2526072.695,1889.71
A4,,851503.057,2526108.207,1889.49
600-797代表了測量數據時記錄的點號,A1和A4
代表的是測量數據時的控制點,后面3組數據為X,Y,Z。
將數據文件導入南方CASS處理軟件中,通過測量時畫的草圖以及各個數據點的屬性記錄,畫出測量地區1:500的地形圖。如圖3所示。
圖3 經過數據處理后繪出的1:500地形圖
為了能夠更直觀的表現出村莊的變化情況以及在整個圖形中的相對位置,必須將2008年1:2000數字地形圖與1:500的地形圖進行拼接,操作步驟如下:
(1)打開2008年測量現狀圖,將比例尺1:2000改為1:500,選定所有,將其設定為“現狀”圖層,并將顏色設為灰色。
(2)用對應數據文件,展繪所有高程點,若展繪的點無法與圖對應,應先處理數據文件。將高程點圖層改為GCD1,這樣命名的原因是因為3中高程點的圖層名為GCD,為了避免重復并且便于分辨,把2008版的高程點命名為GCD1,便于兩幅圖疊加時用圖層進行處理。
(3)選定所有,將其復制、粘貼到“規劃用地圖”附近,以不影響兩圖的獨立選定為準。判斷兩圖的同名點即公共部分,以一個確定的同名點為準,進行帶基點復制,粘貼為塊,判斷另一點是否需要旋轉。
(4)提取高程點,保存為一個與圖同名的數據文件,判斷同名點的高程是否相同,確定高程的差值,處理數據文件,重新展繪高程點,間距15m。最后形成的圖形如圖4所示。
圖4 新測1:500地形圖與2008年處理后1:500地形圖的疊加
4 結論
通過探討GPS-RTK在新農村測繪建設中的應用,可以總結出一下幾點結論:①GPS-RTK測量技術測量范圍達8km,可以不受通視的影響,不用頻繁的搬站,有效減少了工作時間;②GPS的精度在±3~±5mm,在規劃過程中可以較好地體現出不同村莊之間的相互關系以及詳細的地物地貌;③GPS-RTK測量技術與其他測量技術相比,具有更多的優點,相信在今后的工作中會有更為廣泛的應用。
參考文獻
生產實習屬于專業教育必修課程,是本科學生培養過程中十分重要的實踐性教學環節。學生通過實習,特別是通過與生產實際的接觸,使學生能夠將課堂所學的理論知識與生產實際結合起來,加深對所學的理論知識的理解,對電子產品生產流程有一定認識。通過學生與生產工人的直接接觸和對企業文化的接觸,使學生了解基層社會工人的生活,了解嚴明的工廠紀律和嚴格的企業管理在企業發展中的作用,了解現代企業管理,使學生進一步增強對文化科學知識學習重要性的認識,為學生能在畢業后順利進入社會打下良好基礎。
2.實習單位簡介
通信設備有限責任公司位于省成都市高新區九興大道麥科大廈,公司成立于1996年,通訊現有員工一千多名,80%以上具有大專及以上學歷,公司擁有一支熟悉通信網絡,熟悉各種基站設備、傳輸設備、室內外網絡優化覆蓋設備、動力設備、監控系統、wlan設備等通信設備的專家隊伍.主要負責中國移動公司分公司在成都及周邊地區的傳輸機站維護,數據傳輸,網絡架設.公司主經產品電子器材、通訊設備、移動傳輸、rf模塊。是國內外多家大型電信設備提供商的認證合作伙伴。
為了給客戶提供快捷、優質的服務,公司在北京、、云南、貴州、河南、青海等省市設立了6個省級分公司,在21個地市設有市級分公司或辦事處,在93個區縣設有辦事處,服務網絡覆蓋到鄉鎮。
在網絡優化覆蓋產品方面,通訊是最早提供移動通信室內外網絡優化覆蓋產品的企業之一,公司自主研發、生產的直放站和干放等系列產品廣泛應用于北京、、云南、貴州、河南、青海、江蘇、陜西、等多個省市,為上千棟高層或大型公共建筑、住宅小區的移動通信提供信號覆蓋服務,為多條高速公路、隧道和旅游景區提供無縫覆蓋服務。
3.實習過程與內容
這次實習生活主要包括兩個部分,一個是基本理論講座,給我們講解公司的運作、紀律以及我們的工作任務和工作的特點;另一個是實際工作,跟工程隊跑現場,學習和嘗試做一些簡單的工作。
月31號,這是我們實習的第一天,帶我們的揚師傅首先為我們介紹了一些通訊公司的基本情況,讓我們對公司有了基本的了解。然后講解了移動通信的一些知識,主要包括:
td-結構方式,主要對td-sedma系統進行了詳細的闡述。td-scdma系統是我國提出的第三代移動通信標準。該系統采用wcdma系統的框架體系,我國采用這種通信標準,有其重要原因。首先,td-scdma使用了智能天線,聯合檢測和同步cdma等先進技術,因此在系統容量、頻譜利用率和抗干擾能力方面具有突出的優勢。
蜂窩網絡組成部分主要針對數字蜂窩網展開討論。gsm蜂窩系統的組成可分為移動臺、基站子系統和網絡子系統。基站子系統(bs)由基站收發臺(bts)和基站控制器(bsc)組成;網絡子系統由移動交換中心(msc)、操作維護中心(omc)、原籍位置寄存器(hlr)等組成。
3g技術,關于第三代移動通信系統的標準,開始主要由國際電信聯盟(itu)為主導的,地址技術采用cdma技術。典型代表有utrafdd和cdma。
其后師傅給我們講了這次工作的安排。我們幾個人被分給幾個帶隊人帶,主要工作是基站實地維護。因為我們是新來了,好多東西不懂,所以主要是學習他們的維護的方法技巧,做些我們力所能及的事情。
通過這段時間的實習和書本以及網上學習到的資料,我也總結出了一些這次實習的一些收獲。首先就是我認為移動基站維護中的一些關鍵點。
(1)作為一個維護人員,時間觀念的強弱體現一個人的基本素質,時間即是金錢,是客戶的要求,是人生的準則;
(2)對出現故障的前作好充分的準備,上站前一定要盡可能想到所需工具,以便節約時間,如果等到故障都已經出現了才開始準備,那是一種對工作不認真負責的根本體現;
(3)判斷故障的準確性,以便能在最短的時間恢復正常,鄧爺爺說得好,黃貓黑貓抓到耗子就是好貓,只要能在最短時間內保證通信,就是好樣的;
(4)對于移動通信基本原理的理解及學習,并不斷總結經驗,從經驗中得到啟發,作好工作總結,養成做事作記錄的習慣,這樣減少出現差錯的機率;
(5)對相關通信設備能夠有一定程度的理解,以及各廠家特性能非常熟練的撐握,同樣是為了減少故障發生的時間,故障時間才是評價一個好維護員的標準。
然后便是基站出現故障的維護。移動通信系統中的基站主要負責與無線有關的各種功能,為ms(移動臺)提供接入系統的um接口,直接和ms通過無線相連接,系統中基站發生故障對整個移動網的影響是很大的。
引起基站故障的原因很多,但大多可歸為以下四類:因傳輸問題引起的故障移動通信雖屬于無線通信,但其實際為無線與有線的結合體。日常維護中經常有基站所有或部分載頻不穩定,時而退服時而工作的現象,bsc側對cf測試結果為btscommunicationnotpossible或cfloadfailed。此類故障大都為傳輸不穩定有誤碼,滑碼而引起的。當傳輸誤碼積累到一定時,bsc無法對基站進行控制,數據裝載,此時可在本地模式下通過omt對idb數據從新裝載,復位后可恢復正常;
因基站軟件問題引起的故障基站系統中的軟件是指揮和管理基站各部件有序,正常工作的。若基站idb數據與基站情況不匹配,則基站一定無法正常工作。如在對北碼頭基站進行傳輸壓縮(兩條壓縮為一條)后發現a,b小區工作正常而c小區工作不正常,說明bsc無法與c小區進行通信,于是懷疑與之想鄰的b小區的軟件設置有誤,經查看發現b小區的傳輸方式被誤設為standalone(單獨方式),一條傳輸時abc各扇區的傳輸方式應分別設為cascade,cascade,standalone,將b的傳輸方式改為cascade后基站恢復正常;
因基站硬件引起的故障此類故障較常見,現象也較明顯,一般有故障的硬件其紅色foult燈會點亮,但有時不能被表面假象所迷惑;
因各種干擾引起的故障移動通信系統中的干擾也會影響基站的正常工作,有同頻干擾,鄰頻干擾,互調干擾等。現在陸地蜂窩移動通信系統采用同頻復用技術來提高頻率利用率,增加系統容量,但同時也引入了各種干擾。日常維護中新建站以及擴容站新加載頻的頻點選取不合理基站將無法正常工作,對此類故障應與網優配合,綜合考慮各種因素,選取合理頻點,消除以上干擾。
現在說說基站電源的維護。基站電源系統為移動主體設備及傳輸設備的配套支撐系統之一,涉及動力機械學、化學、電子、通信與自動控制技術、計算機應用等多種專業學科知識。其維護工作的目的為保證通信設備獲得持續、穩定、可靠的能源,為通信設備提供正常運行的環境,保證系統的安全。對此,維護人員需要具備一定的專業技能。
電源設備種類較多,受外界因素影響較大,如果維護不得力,設備總體的故障率就會很高,動力環境監控系統失去效用,運行成本開支大,基站不安全因素較大。為降低運營成本,防止蓄電池組早期報廢,現就基站市環境及對電源維護的重點進行分析,并提出解決方案。
(1)基站市電環境因素在整個通信行業中,移動通信基站所處的環境較為復雜,市電引入的建設因受基站環境條件限制,建設配置要求有所不同,維護要求有所差異,如許多基站建于高樓或高山上。客觀上講,基站的市電環境大多沒有交換局要求高,但對電池的質量要求較高,這給蓄電池組的配置、維護和管理增加了許多困難,如果維護不當,將會造成電池組的早期失效。
(2)蓄電池維護。蓄電池維護是整個電源維護工作中的重點,一切電源維護都圍繞此項工作展開。一般說來,閥控式鉛酸電池維護的關鍵在于控制環境的溫度及電池的充放電,因此控制好電池的充放電是蓄電池維護的重要環節。電池的充電分為浮充充電和均衡充電。所謂浮充,是指在市電正常時,蓄電池與開關電源并聯運行,開關電源輸出電壓符合蓄電池廠商規定的要求,一般為2.23v/只,用于滿足電池的自放電、氧循環的需要。從定義可知,浮充電壓只能滿足電池的自放電、氧循環的需要,不能作為電池放電后的補充充電。蓄電池的補充充電是通過開關電源的均衡充電來完成的。均充時,充電電壓提高到2.35-2.40v只,以≤0.10c10a的電流對電池充電,其充電過程的控制是通過對開關電源的設置,由開關電源智能控制實現。在日常維護中,可通過動力環境監控系統,定期對其進行檢查,以防范整流設備參數的改變,避免造成電池受損。
最后根據實習體驗及參考各方資料,說說現在比較熱的3g網絡,也是以后關系我們生活密切的網絡。對于我國未來的3g網絡建設,必須根據我國通信的歷史狀況,進行綜合考慮,合理高效建設3g全國網,3g網絡的建設,我們必須理智地考慮以下幾個方面。
(1)基站承載業務多樣化。隨著移動數據業務的快速發展,基站承載的業務類型不斷增加,不同業務的qos要求不同,覆蓋半徑不同,業務特性不同,使得業務規劃、容量規劃相對復雜和困難。如何平衡語音和數據網絡資源,有效配置無線資源,是需要重點解決的問題。以前的無線網絡規劃和設計重語音、輕數據。數據業務需求與語音業務相比具有突發性強的特點,需求很難把握,需要根據已有用戶的消費特點結合企業發展策略確定用戶需求。以后需要根據現網數據以及用戶數據業務行為特性的分析研究數據業務無線資源配置的原則、方法。
(2)無線配套的標準化。在移動通信網基站中,除無線主設備外的其它配套設備(電源設備、傳輸設備、空調設備、天饋線設備、監控設備等)和主設備一樣同時為無線網絡的正常可靠運行和使用起著至關重要的作用。配套投資在無線網投資中的比例呈上升趨勢。需要解決如何針對不同站型、不同場景、不同區域、不同等級基站的配套設備提出優化的、標準化的配置方案。控制基站建設成本,加快基站的建設速度。在主設備投資日趨下降的情況下,降低配套和運營成本成為降低總成本的新出路。
(3)多廠家混合組網。現在的無線網絡組網中,存在多廠家混合組網的情況。在已有運營商引入3g時,也會存在不同廠家的2g/3g設備之間的混合組網與互操作。需要解決多廠家混合組網情況下的統一的維護管理,監控問題。同時需要重視混合組網的安全策略與網絡優化。
(4)站址選擇。在多運營商的情況下,天面作為一種資源顯得更加稀缺。在3g站址的選擇過程中,主要是要特別考慮到諸如電源、傳輸(高速數據業務尤為突出)、機房空間以及原有2g站址的合理性等因素。由于機房屋頂情況比較復雜,民用建筑設計承重大多不能直接滿足3g機房條件,必須靈活進行基站建設。當空間、承重等條件滿足的前提下,充分利用2g機房。
4.實際體會及收獲
這次生產實習不同于我們平時的實驗,也正是因為這樣,對這次生產實習非常重視,它是我向社會的一次閱兵,我也都做了充分的準備。在這期間,我學會了很多需要自己動手的知識,這是在沒有老師的指導下的知識,也掌握了一些查東西的捷徑,比如看書,上網查資料等。我每去一個地方都會有很多收獲,我覺得生產實習讓我開始認真了起來,受益匪淺,對我以后參加工作有很大的幫助。