无线数据传输系统的搭建和实际测试研究

数据传输可以简单地分为有线（包括架设光缆、电缆或租用电信专线）和无线（分为建立专用无线数据传输系统或借用CDPD、GSM、CDMA等公用网信息平台）二大方式。相比较，用无线电台建立专用无线数据传输方式比其它方式具有投资少、开通快和运行维护简单等优点，缺点是“不是那么稳定可靠”。

无线方式传输数据真的不稳定可靠吗？显然不是。我们生活越来越离不了的电视、卫星、手机等通讯工具中都有“无线传输”的方式，还是比较可靠的。无论无线通讯还是有线通讯，计算可靠不可靠可以有个量的尺度，就是误码率（BER）。一般要求通讯系统的误码率在10-6内，再结合传输差错控制协议，如反馈重传ARQ、KERMIT、XMODEM、ZMODEM等等，就可以保证绝对无误码，只是误码率大的系统需多次反馈重传，传输效率就降低。

那么为什么无线方式传输数据让人感觉可靠？或者我们正在用的无线传输确实不可靠呢？原因很简单，其一选用的电台不是专用的数据传输产品。现在国内大部分的遥控遥测电台是用调频模拟车载电台加MODEM芯片改制的，它不是专业的数据传输产品，而是工作于230MHz数传频段的对讲机。用这种电台传输数据确实不可靠，原因是有二个根本性的问题不能解决：PTT控制发射时延（100ms以上）带来前导数据字符丢失和调频静尾噪声带来的多余字符干扰，特别是在高速数据传输或收发转换快的应用如接PLC等。在传输速率低、距离近、可靠性要求不高，如可以多次采集等，因为其价格低廉，用的很多。但是在要求高速、远距离、高可靠的传输中，我们建议用户要选用直接数字调制解调、有前向纠错、用DSP技术的产品，如美国MDS、DATALINC等厂家的设备。其二是要根据主站及分站的分布和地理环境等具体情况进行组网设计和现场测试。

1、 理论计算

相距较远的两个点之间能不能通？通了以后误码率是多少？抗干扰稳定性有多强？在理论上取决于如下两个因素。

A、视距传输

电波信号的传输根据工作波长（频段）的长短不同具有地面波传输（长波）、电离层反射传输（短波）、空中传输（超短波、微波）三种方式，我国无线电管理部门将专用无线数据传输业务主要分配到220～240MHz频段（另外还有800MHz、2.4GHz等频段），这个频段的电波传播是通过空中进行的。由于地球曲率的影响，两个点（天线高度分别为H米和h米）之间最大可视距离D公里为

D=4.12（√H+√h）

假设主站天线架设在办公楼顶（高约100m），远程站天线架设在平房顶上（高约4m），则

D=4.12（√100+√4）=49.44公里

考虑到230兆频段电波具有一定的绕射能力，该种假设架设天线，理论上最远可以通到50公里左右。

同样假设主站和远程站天线高都是1米（如手持），则理论上最大传输距离为6公里左右。

因此天线架设的相对高度是决定通讯距离的第一因素。

B、接收场强

电波从电台发出，经过馈线和天线，通过空中向远方传播，信号受到衰减，到远端接收机时，场强电平为

电波信号到达接收机的场强不同，解调输出信号的信噪比亦会不同，从而影响系统的判决造成误码。如果场强太小，即使距离再近接收机亦收不到。所以接收场强是决定通讯距离的第二因素。

接收场强Pr与接收机的门限电平（即在BER小于10-6时，接收机要求的场强电平值，不同的电台，该指标不同，一般为-110dBm）差距即为衰落储备。Pr与接收门限电平差距越大，衰落储备越多，抗干扰能力越强，误码越少，一般要求衰落储备在20dB以上。

2、实际测试

由于现场的实际环境不可能是绝对平坦的，如有山丘、建筑物、树木，不同程度和方式影响电波的传播。因此，在工程实施前，必须进行现场电波传播和接收场强测试（准确到多少dBm），以便根据现场环境和工作要求，确定主站和各远程站电台的功率、天线类型、架设高度等参数，使上下行信号达到足够的抗干扰能力，才能实现有效可靠的无线数据传输。

总之，只要选用技术指标高、质量稳定可靠的电台，再经过现场测试，确定天线类型、架设高度和电台的功率，您的无线数据传输系统一定能稳定可靠运行的。

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