無線遙測遙控終端概論

無線通信新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，推動了遙測技術(shù)的發(fā)展。在國際遙測會議 (ITC)中，關(guān)于 OFDM,MIMO,MIMO-OFDM 的論文逐年增多。2003 年，加拿大太平洋微波研究中心 Durso報告了他們實驗室的研究成果，他們將 OFDM 技術(shù)應用于戰(zhàn)術(shù)無人機遙測鏈路，采用編碼 OFDM(COFDM)技術(shù)，子載波采用 QPSK 或者16-QAM，信號帶寬 8 MHz，根據(jù)不同的編碼效率與子載波調(diào)制方式，傳輸速率為 5 Mbps~20 Mbps，該系統(tǒng)可以有效地對抗多徑干擾，而且可以進行非視距通信。2005 年，國際遙測會議專門設(shè)立一個議題討論提高遙測頻譜效率(T&E/S&T Spectrum Efficient Technology)，在這個議題中，美國噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory，JPL)Darden認為在遙測鏈路中，OFDM 是一種先進的技術(shù)。Tian 等人將 OFDM 技術(shù)用于飛行器電力線高速數(shù)據(jù)傳輸，可以節(jié)約飛行器儀器之間電纜的數(shù)量。2008 年，Lu 與 Roach 等人分析了物理層采用 OFDM 的iNET (增強遙測綜合網(wǎng))性能，并對系統(tǒng)進行了實驗室的測試。2009 年，Ehichioya 與Kamirah研究 OFDM 在航空遙測信道的性能，說明 OFDM 在航空遙測中具有優(yōu)勢。

對于 MIMO 技術(shù)的關(guān)注，是從 2002 年開始，Jensen 等人研究了空時編碼，并針對航空遙測信道進行了分析。在后面的幾年里，越來越多的遙測研究人員開始關(guān)注 MIMO。在 2006 年遙測會議上，組委會專門設(shè)計一個議題，交流 MIMO 技術(shù)，在 2007 年、2009 年都專門設(shè)置分會場討論 MIMO 技術(shù)。在 2006 年，美國密蘇里州科技大學遙測學術(shù)中心 Chris Potter 等人就開始研究 MIMO 技術(shù)，在隨后的幾年中，他與自己導師 Kosbar 每年都在遙測會議上展示他們的研究成果。到 2009 年，他們成功地將 MIMO 應用于航空遙測中，開發(fā)了 1 套 2×2 的MIMO 系統(tǒng)，機上 2 個天線，地面 2 個天線。對于 MIMO，就技術(shù)而言，主要集中在信道估計、空時編碼。

從已有的報道來看，目前 OFDM、MIMO 技術(shù)在遙測領(lǐng)域的研究和應用主要集中在航空遙測。在航空信道下，當飛行器距離較遠時，受到地球曲率半徑的影響，導致天線仰角很低，此時，地面與山體等反射都進入天線的主波束內(nèi)，形成多徑干擾，而且飛行器需要傳輸大量視頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)率高。另外航空信道下的飛行器能源是可以補給的，可采用功率較大的發(fā)射功率。所以在航空遙測領(lǐng)域，OFDM 技術(shù)有著廣泛的應用前景。在衛(wèi)星、飛船等遙測中，OFDM、MIMO 的研究和應用還未見報道。這些飛行器能量由電池提供，發(fā)射功率非常有限，功率放大器為非線性，況且衛(wèi)星、飛船基本上不存在多徑干擾，是一個理想的加性高斯白噪聲(Additive White Gaussion Noise，AWGN)信道，就目前而言，不宜采用 OFDM 技術(shù)。但是不論是航空遙測，還是衛(wèi)星遙測，使用 MIMO 技術(shù)都可以提高信道容量，節(jié)約功率，提高傳輸?shù)目煽啃裕?MIMO 在遙測領(lǐng)域的應用具有很大潛力。對于 SC-FDE技術(shù)，在遙測會議中未見報道，但是根據(jù)它的特點以及優(yōu)異的抗多徑性能，在航空遙測、導彈遙測等存在嚴重多徑干擾的信道下，是一種魯棒的遙測體制，很有必要深入研究。

雖然現(xiàn)有的無線遙測系統(tǒng)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，并逐步被應用到工農(nóng)業(yè)的各個領(lǐng)域中去。但是這些系統(tǒng)一些功能的實現(xiàn)上仍具有明顯的缺陷：

無線遙測系統(tǒng)實時性和精確性差

用現(xiàn)有的無線遙控測試設(shè)備組成的系統(tǒng)進行多目標測量和控制時，由于無線傳輸中的干擾及有限的無線資源，系統(tǒng)只能傳輸極少數(shù)的遙測信息和控制信息。這會影響系統(tǒng)工作的實時性和精確性。

無線遙測系統(tǒng)無線遙控測試系統(tǒng)的價格問題尤為突出

對于多目標的遙控測試系統(tǒng)，很大一部分的要求來自于民用方面，如導航、石油/液化氣管道測量、地震監(jiān)測、醫(yī)院監(jiān)護、工廠遠距數(shù)據(jù)采集等民用方面都提出了很大的要求。對于民用，若不考慮價格，就意味著丟掉市場。因此，從整體設(shè)計開始，就得從方案、采用的技術(shù)、器件、工藝等方面考慮價格問題。

無線遙測系統(tǒng)系統(tǒng)安全性需要提高

無線遙控側(cè)試系統(tǒng)由于其通信信道不像有線通信那樣是封閉的，因此它比較容易被侵入或攻擊。如何保證其網(wǎng)絡的安全性無疑也是當今網(wǎng)絡通信發(fā)展的一門重要課題。

無線遙測系統(tǒng)本地化差

同國外系統(tǒng)相比，大部分國產(chǎn)通用系統(tǒng)主要是模仿國外系統(tǒng)開發(fā)的，雖然部分系統(tǒng)已經(jīng)漢化，但是中國市場中某些行業(yè)規(guī)范，他們很難滿足。而且人力資源以及資金限制使得它們可能在很長時間內(nèi)只能維持對現(xiàn)有系統(tǒng)功能的維護和補充。

無線遙測系統(tǒng)在不斷完善，不斷發(fā)展，其技術(shù)進步一刻也沒有停止過。當今，隨著人們對無線遙測系統(tǒng)需求的提高以及計算機技術(shù)的發(fā)展，為無線遙測系統(tǒng)提出新的要求，概括地說，有以下幾點：

無線遙測系統(tǒng)無線遙測系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的廣泛集成

無線遙測系統(tǒng)一般是各工業(yè)系統(tǒng)自動化的實時數(shù)據(jù)源，為系統(tǒng)提供大量的實時數(shù)據(jù)。所以在這今十年來，無線遙測系統(tǒng)系統(tǒng)如何與其它非實時系統(tǒng)的連接成為無線遙測研究的重要課題。無線遙測系統(tǒng)與電能量計量系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)、水調(diào)度自動化系統(tǒng)、調(diào)度生產(chǎn)自動化系統(tǒng)以及辦公自動化系統(tǒng)的集成成為無線遙測系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。

無線遙測系統(tǒng)專家系統(tǒng)等新技術(shù)研究與應用

利用這些新技術(shù)模擬系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)，并開發(fā)出調(diào)度輔助軟件和管理決策軟件，由專家系統(tǒng)根據(jù)不同的實際情況推理出最優(yōu)化的運行方式或處理故障的方法，以達到合理、經(jīng)濟地進行系統(tǒng)網(wǎng)絡的調(diào)度，提高運輸效率的目的。

無線遙測系統(tǒng)面向?qū)ο蠹夹g(shù)、Internet技術(shù)的應用

面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OOT)是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫設(shè)計和市場模型設(shè)計的合適工具，將面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OOT)運用于無線遙測系統(tǒng)是發(fā)展趨勢。

隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，瀏覽器界面已經(jīng)成為計算機桌面的基本平臺，將瀏覽器技術(shù)運用于SCADA系統(tǒng)，將瀏覽器界面作為系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的人機界面，對擴大實時系統(tǒng)的應用范圍，減少維護工作量非常有利；在新一代的無線遙測系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的MMI界面將保留，主要供操作人員使用，新增設(shè)的Web服務器供非實時用戶瀏覽，以后將逐漸統(tǒng)一為一種人機界面。

JAVA語言綜合了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和Internet技術(shù)，將編譯和解釋有機結(jié)合，嚴格實現(xiàn)了面向?qū)ο蟮乃拇筇匦?封裝性、多態(tài)性、繼承性、動態(tài)聯(lián)編，并在多線程支持和安全性上優(yōu)于C ，以及其它諸多特性，JAVA技術(shù)將導致無線遙測系統(tǒng)的一場革命。