引論：我們?yōu)槟砹?3篇現(xiàn)代無線通信技術論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
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1.2寬帶固定無線接入技術快速發(fā)展
寬帶固定無線接入技術有諸多優(yōu)勢：帶寬高、建設速度快、接入手段靈活多變等。因此無線通信業(yè)越來越加大了對該技術的投入。然而也存在一些局限性，譬如高頻段的LMDS技術無法應用于惡劣天氣條件下，而DDMS技術在國內(nèi)的應用帶寬受限，其發(fā)展受到了約束。正基于此，在現(xiàn)實應用中必須依照具體情況，有針對性地進行應用，最大化其特長，規(guī)避其缺陷。
1.3藍牙技術成為新興的短距離無線通信技術
遠距離無線通信技術逐漸更新?lián)Q代，而近距離無線通信技術也在同步發(fā)展。現(xiàn)階段，人們隨身攜帶的通信工具，主要利用紅外線進行傳輸，通過IRDA能夠避免長距離電線電纜的麻煩，但仍然不便于利用。藍牙技術應運而生，并成功地在短距離內(nèi)創(chuàng)建了公眾化的無線網(wǎng)絡。各種信號均可以借助接入點進行傳輸，摒棄了傳統(tǒng)的電纜，而且被廣泛應用于交互式短距離無線通信中。這就包括了電話會議、相機與電腦終端之間的圖像傳輸、不同家庭電器的遙控等。
1.4Wimax成為寬帶無線技術新產(chǎn)物
Wimax科技正逐漸興起，其特點是遠距離傳輸與高帶寬。通過Wimax，人們有效地構建了城市之間、城鄉(xiāng)之間的無線網(wǎng)。Wimax能夠覆蓋幾十公里以上，網(wǎng)絡速度達到了幾十M/s。所以有些科學家認為，其遠距離與高速傳輸服務也許會搶占3G通訊的市場份額。Wimax技術在運營開支、傳輸速度和距離等層面有著得天獨厚的優(yōu)越性，也許會成為一類開創(chuàng)產(chǎn)業(yè)新局面的科技。
1.5超寬帶無線接入技術
超寬帶是一類時域通信手段，其無線接入技術比普通科技手段的帶寬高，有著高速率、開支少、能耗少的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡，這種技術無需載波，僅僅通過小周期的脈沖信號作為載體，以二進制信號進行傳輸。這種超寬帶信號的頻譜比較稀疏，信號強度是mW級別，能夠抵御強干擾信號。相比于CDMA框架，此通信系統(tǒng)更利于實現(xiàn)，僅需較少的開支。
2未來無線通信領域的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代無線通信技術種類逐漸增多，每種都有各自的優(yōu)劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求，而無線局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內(nèi)的信號傳輸，超寬帶技術適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發(fā)展無線網(wǎng)絡通信技術的歷程中，我們應當依照不同消費者的個性化需求，甄選出最適合的無線通訊手段，使得無線通信業(yè)務有著多元化未來，更好地處理移動通信應用中的各類難題。在不遠的將來，無線寬帶接入技術仍會朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來仍有可能會孕育出更先進的技術手段。現(xiàn)階段的無線寬帶接入技術應用于受限條件下的高速度傳輸，其話音通訊性能仍然與公眾移動通訊手段相距甚遠。因此，我們應著眼于未來，不斷挖掘其技術優(yōu)越性，彌補移動網(wǎng)絡的應用缺陷，以更好地服務大眾，同時避免資源浪費。
2.2藍牙技術將革新現(xiàn)代無線通信業(yè)的發(fā)展
在藍牙技術的發(fā)展大潮中，眾多企業(yè)都在探究和制造以藍牙技術為主導的電子產(chǎn)品，譬如某集團研制了以藍牙技術為基礎的無線耳機等。芯片設計研發(fā)團隊成功開發(fā)了在藍牙技術所需頻段內(nèi)的專用IC，同時配備了與之匹配的應用硬件軟件套裝，便于其他客戶或應用廠商可以快速掌握此芯片的應用之道，并生產(chǎn)出以藍牙技術為本的新產(chǎn)品。除此之外，軟件開發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍牙技術的軟件，被廣泛應用于電腦、手機等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍牙技術以無線方式連接成網(wǎng)絡，使人們可以自由地傳輸訊息。藍牙技術的產(chǎn)生推動了無線通信業(yè)的進一步發(fā)展，計算機業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍牙技術的發(fā)展，并加大了對藍牙技術開發(fā)的投資力度。
2.3無線網(wǎng)絡通信技術的融合趨勢
2.3.1無線技術與蜂窩網(wǎng)技術的融合
為了完成其計費與檢測功能，短距離無線通信技術被應用于電子產(chǎn)品中。現(xiàn)代無線通信技術在近些年來迎來了更快速的發(fā)展，愈來愈多的短距離無線接入技術被應用于社會生活的各個層面，譬如藍牙技術有效融合了短距離無線技術與蜂窩網(wǎng)技術。
2.3.2移動通信技術和無線寬帶接入技術的融合
移動通信業(yè)務的發(fā)展成熟，與寬帶業(yè)務領域的拓寬，直接推動了多種寬帶接入技術的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無線局域網(wǎng)技術推動了3G通訊技術的其他應用。而且移動通信技術和無線寬帶接入技術互惠互利，并在4G時代完美地融合成一個健全的系統(tǒng)。
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1.1.1基帶窄脈沖方式。
基帶窄脈沖方式是超寬帶無線通信系統(tǒng)中的一種主要信號調制方式，這種信號調制方式主要是通過發(fā)射機產(chǎn)生基帶窄脈沖序列來進行通信，超寬帶無線通信過程中所采用的脈沖信號寬度非常窄，通常都是納秒級與亞納秒級，其信號調制主要經(jīng)歷了脈沖位置調制以及二進制移相健控等方式來對攜帶信息，最終實現(xiàn)無線通信。整個信號的具體調制過程包括以下幾個步驟，首先在發(fā)送端由發(fā)射機發(fā)射脈沖信號，之后調制器將發(fā)射機中發(fā)射出來的脈沖信號采用待發(fā)送數(shù)據(jù)進行脈沖振幅調制，也可以是脈沖位置調制。在調制完成之后，將其與跳時碼發(fā)生器中所生成的偽隨機碼，共同送入帶可編程的延遲電路中，從而產(chǎn)生時延控制脈沖信號發(fā)生器的具體發(fā)生時刻，最終完成信號的調制與發(fā)射。而在信號的接受端，則是將傳來的超寬帶無線信號收集起來，經(jīng)過相應的處理之后送入帶基帶信號處理電路中，這樣就能夠根據(jù)時延產(chǎn)生的本地模塊波形接收到信號相。基帶窄脈沖方式整體結構比較簡單，并且還具有很強的多徑信號分辨能力，因此被廣泛應用與通信領域中。
1.1.2載波調制方式。
超寬帶無線通信技術中的載波信號調制方式，主要是根據(jù)基帶窄脈沖方式而提出了一種信號調制方式。這種信號調制方式，主要是將單脈沖信號中所占據(jù)的頻譜分解成多個子頻帶，不同的脈沖信號在同一個脈沖寬度中將會產(chǎn)生不同的周期，從而對應了不同的中心頻率。這種信號調制方式與基帶窄脈沖方式相比，能夠將頻譜資源利用的更加靈活，并且效率也能夠得到提升，因此如今的超寬帶無線通信系統(tǒng)一般都是采用這種信號調制方式。
1.2超寬帶無線通信技術的優(yōu)點
1.2.1帶寬大且傳輸速率高。
超寬帶無線信號在傳輸過程主要是采用脈沖為信息載體，因此持續(xù)的時間非常短，所占用的帶寬一般都在1~10GHz，因此其具有非常寬的頻率帶寬來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，在傳輸中只需要與其他無線技術共享頻帶就能夠實現(xiàn)通信。超寬帶無線通信技術在通信領域中的傳輸速率能夠達到幾十Mbit/s~幾百Mbit/s。
1.2.2功耗小。
因為傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)都需要連續(xù)發(fā)射載波才能夠實現(xiàn)通信，所以消耗的電能比較大，但是在超寬帶無線通信系統(tǒng)中發(fā)射的是脈沖電波，并且不需要連續(xù)發(fā)射，只有在需要的時候才發(fā)射，其耗電量只有傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)的1/100~1/1000。
1.2.3抗干擾能力強。
超寬帶無線通信系統(tǒng)在通信的過程中，采用的是跳時擴頻信號，在信號發(fā)射的過程中能夠將無線電脈沖信號分散到寬闊的頻帶中，其輸出功率非常的小，而在信號接收的過程中將原信號能量都還原出來，并且還能夠在解擴的過程中將產(chǎn)生的擴頻進行增益。因此超寬帶無線通信技術與傳統(tǒng)的無線通信技術相比，具有非常強的抗干擾能力。同時因為超寬帶無線通信技術在信號發(fā)射的過程中所產(chǎn)生的功率非常小，因此在與其他無線通信共享帶寬的過程中也不會產(chǎn)生干擾，能夠與其它的無線通信技術共同實現(xiàn)信號傳輸。
1.2.4保密性強。
超寬帶無線通信系統(tǒng)在進行信息傳輸?shù)倪^程中，還具有非常強的保密性能。超寬帶無線通信系統(tǒng)的保密性強主要的因素有兩個。首先，超寬帶無線通信系統(tǒng)在信號發(fā)射時采用的是跳時擴頻，并且接收機只有具備與發(fā)送端相應的脈沖序列才能夠解讀發(fā)射數(shù)據(jù)。其次就是系統(tǒng)的發(fā)射頻率低，被竊取的概率小，傳統(tǒng)的信號接收方式根本無法接收到超寬帶無線系統(tǒng)中發(fā)射的信號。
二、通信領域中超寬帶無線的應用
2.1個域網(wǎng)中的超寬帶無線的應用。
超寬帶無線通信技術具有傳輸速率高且發(fā)射功率低等特點，因此在通信領域中能夠為用戶提供無線外設訪問功能，并且其供應速度也非常快。這樣用戶也在使用的過程中，就能夠音頻與文化信息進行快速傳輸，因此將超寬帶無線通信技術應用與個域網(wǎng)中，具有獨特的優(yōu)勢。比如在工作與生活當中，可以充分利用超寬帶無線通信技術將攝像機中視頻轉移到個人的電腦中，利用超寬帶無線通信能夠以極快的傳輸速率實現(xiàn)不同設備之間的數(shù)據(jù)傳送。
2.2無線傳感網(wǎng)中的超寬帶無線的應用。
超寬帶無線通信技術不僅擁有非常快的傳輸速率，同時還具有成本低以及耗能小等特點。而在無線傳感網(wǎng)中，傳感器一般只有在一些比較特殊的地方才會使用，因此一般都是采用無線傳輸?shù)姆绞絹磉M行，并且無線傳感網(wǎng)內(nèi)的通信必須要具備耗能小且成本低等特點，能夠讓無線傳感網(wǎng)更好的運行。因此在這樣的一種情況下，將超寬帶無線通信技術應用進無線傳感網(wǎng)中，能夠幫助無線傳感網(wǎng)更好的工作。
2.3軍事通信中超寬帶無線的應用。
在軍事通信領域中，其通信的保密性必須要非常強，因為一旦出現(xiàn)軍事信息的泄露，將會產(chǎn)生非常嚴重的后果。而超寬帶無線通信技術的信號頻譜非常寬、發(fā)射功率小以及功率譜密度低，在傳輸?shù)倪^程中很難檢測到，在接受的過程中也需要有與發(fā)送機相應的脈沖序列才能夠解讀數(shù)據(jù)，因此具有非常良好的保密性能。同時超寬帶無線通信系統(tǒng)在通信的過程中，不需要聯(lián)系發(fā)送信號，超寬帶無線通信系統(tǒng)的信號屬于突發(fā)信號，從而使得通信過程中的保密性能進一步提升。再加上超寬帶無線通信技術還具有非常強的抗干擾能力以及耗能少等特點，使得超寬帶無線通信在軍事通信領域中應用，具有非常顯著的優(yōu)勢。
2.4智能交通系統(tǒng)中超寬帶無線的應用。
超寬帶無線通信技術除了具備以上的相關特點之外，這種無線通信技術在通信領域中進行應用還具有良好的定位與搜索功能。將超寬帶無線通信技術中的這兩種功能結合起來，能夠制造出一種防碰與防障礙物的車用雷達。在汽車駕駛的過程中，通過這種雷達就能夠精確的分布出汽車周圍的障礙物以及車輛，從而降低交通事故的發(fā)生幾率。將超寬帶無線通信技術的特點應用進行智能交通系統(tǒng)中，不僅能夠在車內(nèi)轉上特有的雷達來降低交通事故，同時還能夠將交通中的站臺裝置與車輛裝置整合起來形成一個無線通信網(wǎng)絡，這樣就能夠實現(xiàn)車輛的隨時定位、車速的測量以及車輛在形式過程中的道路信息等。因此將超寬帶無線通信技術應用進行智能交通系統(tǒng)中，能夠進一步促進智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。
2.5超寬帶無線通信在成像系統(tǒng)的應用。
超寬帶無線通信系統(tǒng)在信號傳輸?shù)倪^程中，還具有非常強的穿透性能，超寬帶無線通信技術所發(fā)射的無線電脈沖具有很強的穿透性能，在應用的過程中能夠形成很強的樓層作用以及穿墻作用，因此將超寬帶無線通信技術應用在成像系統(tǒng)中同樣有顯著的效果。比如說將利用超寬帶無線通信技術的這種特點，制造成穿墻雷達，就能夠在防爆活動以及現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，將敵人的位置進行定位。同時還能夠用于礦產(chǎn)的探測，并且如果發(fā)生了各種災難災害之后，還能夠將這種技術用于搜救遇難人員等。由此可以看出，超寬帶無線通信技術在通信領域中進行應用，有很大的優(yōu)勢。
篇3
目前，劉家峽水電廠廠房安裝間安裝有兩臺400噸橋式起重機，作用是承擔水輪發(fā)電機組各部件分解檢修及安裝間各種起重吊裝任務。其作業(yè)方式為現(xiàn)場指揮人員手勢及哨音發(fā)令，天車司機受令執(zhí)行操作的方式。這種方式為單方向發(fā)令并執(zhí)行的操作，并沒有反饋環(huán)節(jié)，造成指揮人員與天車司機相互間無法溝通。由于廠房安裝間環(huán)境復雜，而且指揮人員與天車司機相距直線甚至達到30米， 并且環(huán)境嘈雜，經(jīng)常出現(xiàn)受令司機錯誤理解指揮人員指令，或者兩臺天車同時作業(yè)時兩組作業(yè)人員相互產(chǎn)生干擾的情況。隨著科學的進步，設備的更新，指揮人員與天車司機的及時溝通顯得尤為重要。
1 無線通信技術
無線通信，顧名思義就是利用無線電波（非線纜）來實現(xiàn)與設備位置無關的人機信息交互。在工作現(xiàn)場。一些環(huán)境下禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線通信系統(tǒng)很難發(fā)揮作用，因為無線通信效地彌補了有線通信的不足。
2 無線通信技術在使用時的特點
2.1 無線通信的優(yōu)點：
（1）無線通拓撲更適合工業(yè)網(wǎng)絡應用，支持點到點的連接以及廣播拓撲；
（2）不需要布線，省去施工的麻煩，保證通信安全性。
2.2 無線通信的缺點：
（1）由于工作環(huán)境為發(fā)電廠，所以內(nèi)場電磁場非常強大，無線通信會受到干擾；
（2）作業(yè)現(xiàn)場并排擺放發(fā)電機勵磁系統(tǒng)控制柜，無線通信會干擾勵磁系統(tǒng)正常運行。
3 無線通信在起重作業(yè)中的應用
從前面的介紹不難發(fā)現(xiàn)，無線通信技術具有著非常明顯的優(yōu)點及缺點。本文以現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況為出發(fā)點，探討無線通信技術在兩臺橋式起重機人機系統(tǒng)的應用。如圖1所示。
3.1 現(xiàn)場總體控制
現(xiàn)場總指揮可以直接向兩臺天車指揮人員下達吊裝命令，以實現(xiàn)整個吊裝過程的總體控制，以及總體吊裝方案的實施。
3.2 單臺天車人機交互
天車指揮人員接到吊裝命令后，在具體作業(yè)過程中可以直接向天車司機下達明確指令。而天車司機自身或天車遇到問題時也可以反饋給天車指揮人員，從而有效的避免了單向信息流造成的不可控現(xiàn)象。而且由于天車指揮人員直接看到被吊裝設備的實際情況，如果被吊裝設備出現(xiàn)問題可以及時果斷的進行緊急停車操作，從而極大地降低了現(xiàn)場發(fā)生事故和誤操作的概率。
3.3 雙天車聯(lián)動系統(tǒng)
水輪發(fā)電機組分解過程中，分解起吊發(fā)電機轉子時需要雙天車聯(lián)動動作，而且發(fā)電機定轉子線棒之間間隙很小，此時兩臺天車聯(lián)動動作過程中的平衡性及同步性顯得尤為重要。而兩組天車操作組在正式起吊前的鋼絲繩預緊及尋找平衡點的工作最重要的溝通協(xié)作可以方便的實現(xiàn)。
4 無線通信在應用中缺點的克服
無線通信實際是電磁波來傳遞信息，所以在發(fā)電廠這個強磁場特殊環(huán)境中有自身的缺點。
從原理上出發(fā)，只要所在磁場與無線通信的電磁波不是同一個頻率就可以有效克服它在使用過程中的缺點。所以我們在采用無線通信時，可以使用無線信號數(shù)字加密、解密方式，這樣不僅無線通信自身不會受到感染，而且無線通信電磁波也不會影響發(fā)電機組的自動化原件工作。
結束語
隨著科學的進步，設備的更新，在多工種協(xié)同作業(yè)過程中對起重操作要求越來越嚴格的情況下，我們使用無線通信技術對整個作業(yè)過程“可控、在控”成為可能。并且它適用于各種工業(yè)環(huán)境，即使在極惡劣的情況下也能夠保證安全性和可靠性。無線通信在起重作業(yè)的發(fā)展空間十分巨大！
致謝
在本次論文寫作過程中，感謝各級領導予以的大力支持，同時感謝機械分場起重班各位同事為本文提供建議及信息反饋。
同時由于專業(yè)知識有限，誠懇地請各位領導對本論文多加批評指正，使我們及時完善論文的不足之處。
謹此致謝！
參 考 文 獻
篇4
目前我國照明用電量占建筑用電的20%-30%，智能照明電氣公司生產(chǎn)的場景控制器和調光產(chǎn)品基本上都采用開環(huán)控制，根據(jù)區(qū)域要求打開光源并調節(jié)光的輸出，這樣很難達到該環(huán)境最合理的照度，通常調節(jié)好一個照度水平后，不會再根據(jù)該環(huán)境的光線強度來改變照度。這種不合理的控制光源方法，增加了用電量，造成大量污染。無線傳感器網(wǎng)絡技術是本世紀最具影響力的技術之一，如果將無線傳感技術應用到照明控制系統(tǒng)中，不僅會大大減少成本，而且節(jié)約資源，避免不必要的浪費。
本文提出的照明控制系統(tǒng)主要利用短距離無線通信和CAN總線技術，應用于小環(huán)境光源照明控制，由無線通信基站、無線通信從站和終端節(jié)點組成。本方案適合小環(huán)境光源控制，克服了自動化程度低、管理比較混亂、控制相對分散的傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)的缺點，為人們生活提供一個更加智能化的環(huán)境。
2.原理及技術
本研究方案主要應用到短距離無線通信技術和CAN總線技術。其中，短距離無線通信技術采用低功率短距離無線通信技術，采用nRF905無線射頻收發(fā)芯片。無線通信基站由STC89C52和nRF905無線收發(fā)器組成。STC89C52為改基站的控制芯片，用來產(chǎn)生控制信號，并對從站返回的狀態(tài)做出反應，確保照明光源運轉正常；nRF905無線收發(fā)器為基站信號發(fā)送設備，通過nRF905完成對控制信號的發(fā)送和對從站發(fā)送的照明光源狀態(tài)信號的接收。
2.1 短距離無線通信
隨著通信和信息技術的不斷發(fā)展，短距離無線通信技術的應用步伐不斷加快，正日益走向成熟。一般意義上，只要通信收發(fā)雙方通過無線電波傳輸信息且傳輸距離限制在較短范圍（幾十米）以內(nèi)，就可稱為短距離無線通信。短距離無線通信技術的工作頻段為ISM頻段，使用這類頻段不需要任何許可證，通常只要求發(fā)射不超過一定的功率（通常低于1W），只要不干擾其它頻段即可。目前常見的短距離無線通信經(jīng)常應用于以下幾個ISM頻段：27MHz頻段；2.4GHz頻段和315MHz；433MHz和868MHz等頻段。
2.2 CAN總線
CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線，通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維。通信速率可達1MBPS。CAN總線是具有通信速率高、容易實現(xiàn)、且性價比高等諸多特點的一種已形成國際標準的現(xiàn)場總線，是最有前途的現(xiàn)場總線之一。
3.選用部件
本方案所用設備主要為PHILIPS半導體生產(chǎn)PCA89C250收發(fā)器、SJA1000控制器和挪威Nordic公司nRF905無線收發(fā)器。
PCA82C250是CAN控制器的物理接口，其主要作用是：給BUS提供差動發(fā)送信號，給CAN控制器提供差動接受信號。該芯片采用5V直流電供電，PCA82C50是針對汽車中高速通訊的應用而設計，符合ISO11898標準。
SJA1000是一種CAN獨立控制器，通常用于自動化領域，用來控制區(qū)域網(wǎng)絡控制。SJA1000與控制器Basic CAN最主要的不同在于SJA1000提供了Pelican的全新工作模式，在該模式下，CAN總線符合全部的CAN2.0B協(xié)議。
挪威Nordic公司的nRF905芯片主要應用于小面積區(qū)域。nRF905在無線數(shù)據(jù)通信、無線報警及安全系統(tǒng)、無線監(jiān)測、無線開鎖、家庭自動化和玩具等諸多領域得到廣泛應用。
4.系統(tǒng)硬件
4.1 nRF905通訊模塊
nRF905與STC89C52單片機硬件接口如圖1所示。
4.2 CAN控制收發(fā)器
本方案用到的PCA82C250芯片是為CAN協(xié)議配置的物理總線接口，能夠為CAN總線提供差動發(fā)送能力，為SJA1000提供差動接收能力。圖2為SJA1000與PAC82C250組成的硬件圖。
5.系統(tǒng)軟件
硬件操作需要通過軟件來實現(xiàn)。軟件的基本操作包括初始化和常規(guī)服務兩部分。初始化服務包括SJA1000和nRF905兩個芯片的初始化，SJA1000發(fā)送和接收的配置，nRF905的發(fā)送和接收的配置；常規(guī)服務包括：無線通信基站、無線通信從站、無線終端節(jié)點之間的通信。
5.1 CAN總線操作
初始化SJA1000芯片，配置SJA_MOD寄存器，進入復位模式，確定驗收濾波器模式；配置SJA_CDR0寄存器，選擇PeliCAN模式，禁止SJA1000的CLKOUT引腳；配置總線定時寄存器波特率設置為125Kbps，配置輸出控制寄存器為正常輸出模式，TX0為下拉，TX1為下拉；配置命令寄存器釋放接收緩沖器，配置驗收濾波寄存器。
5.2 無線數(shù)據(jù)操作
初始化nRF905，nRF905所有配置都是通過SPI接口進行，SPI接口由5個寄存器組成，只有在掉電模式和Standby模式是激活的。置高PWR_UP，置低TRX_CE使nRF905工作于Standby模式。SPI接口包括5個內(nèi)部寄存器：狀態(tài)寄存器、RF配置寄存器、發(fā)送地址寄存器、發(fā)送有效數(shù)據(jù)寄存器、接收有效數(shù)據(jù)寄存器。通過配置RF配置寄存器可使nRF905正常運行。
5.3 CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送
CAN發(fā)送：發(fā)送緩沖器配置分為描述符區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，描述符區(qū)第一個字節(jié)是幀信息字節(jié)，它說明了幀格式（標準幀格式或擴展幀格式）、遠程或數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)長度。標準幀格式有兩個字節(jié)的識別碼，擴展幀格式有4個字節(jié)的識別碼，數(shù)據(jù)長度最長為8個字節(jié)，發(fā)送緩沖器長13個字節(jié)。配置發(fā)送緩沖器工作在擴展幀格式，發(fā)送數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)長度為8個字節(jié)，識別碼與下位機匹配，發(fā)送數(shù)據(jù)為nRF905無線接收的數(shù)據(jù)。檢測狀態(tài)寄存器，接收狀態(tài)位為0、發(fā)送完成狀態(tài)位為1且發(fā)送緩沖器狀態(tài)位為1，則將發(fā)送緩沖器數(shù)據(jù)放入TX緩沖器，命令寄存器SJA_CMR發(fā)送請求位置1，發(fā)送數(shù)據(jù)。
5.4 CAM總線數(shù)據(jù)接收
CAN接收：中斷寄存器SJA_IR接收中斷位置高，開始接收RX緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存入接收緩沖區(qū)，存儲完成后接收緩沖器位置高釋放RX緩沖區(qū)；釋放仲裁丟失捕捉寄存器和錯誤捕捉寄存器。
5.5 無線數(shù)據(jù)發(fā)送
nRF905發(fā)送：TRX_CE=0，TXEN=0，nRF905處于SPI編程；CSN置低，SPI等待一條指令W_TX_PAYLOAD=“00100000”，寫TX有效數(shù)據(jù)，寫操作從字節(jié)0開始；發(fā)送TX緩存存放數(shù)據(jù)；CSN置高；CSN置低，SPI等待一條指令，W_TX_ADDRESS=“00100010”，寫TX地址，全部寫操作從字節(jié)0開始；發(fā)送TX緩存存放地址；CSN置高；TRX_CE置高開始發(fā)送；發(fā)送完成后TRX_CE置低。
5.6 無線數(shù)據(jù)接收
nRF905接收：TRX_CE=1，TXEN=0，nRF905處于接收狀態(tài)；DR=1&&TRX_CE==1&&TXEN==0是否為1，判斷是否有新數(shù)據(jù)傳入且數(shù)據(jù)接收完成，TRX_CE=0進入Standby模式；CSN置低，SPI等待一條指令，R_RX_PAYLOAD=“00100100”，讀RX有效數(shù)據(jù)，讀操作從字節(jié)0開始；CSN置高；TRX_CE=1。
5.7 無線通信基站控制
常規(guī)服務即無線通信基站工作包括：在完成對nRF905芯片的初始化后使TXEN和TRX_CE引腳置低，nRF905處于SPI編程，將nRF905所發(fā)地址及數(shù)據(jù)寫入緩存，置高TRX_CE和TXEN引腳，發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送不成功則重新發(fā)送，如果成功，置低TRX_CE，等待下一個數(shù)據(jù)發(fā)送。
6.系統(tǒng)測試
將CAN收發(fā)器單片機的串行接口與PC機串口相連，利用PC機串口通信程序將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給CAN接收器，實現(xiàn)CAN節(jié)點的收發(fā)數(shù)據(jù)測試。串行通信的參數(shù)設置為：串口端口號：1；波特率：9600bps；數(shù)據(jù)位：8位；停止位：1位。
在使用串口時先要打開串口，然后將數(shù)據(jù)傳給CAN節(jié)點單片機。發(fā)送數(shù)據(jù)中要包含無線控制器的下位機地址和其他控制信息，如在實驗中使用的節(jié)點地址為0x00020406、其他控制數(shù)據(jù)為34。34對應的二進制數(shù)據(jù)為00110100。實驗表明，本方案給出的無線與有線混合的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)工作正常。
無線通信基站發(fā)送0X34到無線通信從站，從站接收信號后通過CAN總線發(fā)送至終端節(jié)點，終端節(jié)點接收并在數(shù)碼管顯示接收數(shù)據(jù)，并控制下面LED燈相應的暗滅，顯示正常發(fā)送RXOK信號通過CAN總線傳輸至無線通信從站，從站將信號發(fā)送至基站，基站接收信號并將數(shù)碼管置零，等待下一個發(fā)送信息。
7.小結
該系統(tǒng)能利用有線與無線網(wǎng)絡相結合完成對光源的控制，取得了較好的效果，綜合了有線和無線網(wǎng)絡的各自優(yōu)點，使得網(wǎng)絡控制成本更低、網(wǎng)絡利用率更高、系統(tǒng)智能化更強，便于網(wǎng)絡的管理和應用，適合學校、家庭、政府、企業(yè)等場所應用，該網(wǎng)絡結構的應用將具有可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。
參考文獻
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[5]張岳軍.智能照明系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].浙江：浙江大學碩士學位論文，2006.
篇5
3.廣域后備保護通信模式及其性能評估
4.衛(wèi)星通信的近期發(fā)展與前景展望
5.空間激光通信研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
6.現(xiàn)代化礦井通信技術與系統(tǒng)
7.高速鐵路移動通信系統(tǒng)關鍵技術的演進與發(fā)展
8.智能變電站通信網(wǎng)絡狀態(tài)監(jiān)測信息模型及配置描述
9.信息與通信地理學的學科性質、發(fā)展歷程與研究主題
10.構建新一代智能配用電通信網(wǎng)建議
11.基于EPOCHS平臺的智能配電網(wǎng)通信系統(tǒng)仿真
12.電力通信網(wǎng)脆弱性分析
13.通信電臺電磁輻射效應機理
14.4G通信技術綜述
15.電力和信息通信系統(tǒng)混合仿真方法綜述
16.面向智能電網(wǎng)的配用電通信網(wǎng)絡研究
17.基于SDH光網(wǎng)絡的分層區(qū)域式保護通信系統(tǒng)的可靠性研究
18.調度與變電站一體化系統(tǒng)鏈路狀態(tài)監(jiān)測與TCP通信方案
19.煤礦事故特點與煤礦通信、人員定位及監(jiān)視新技術
20.Tor匿名通信流量在線識別方法
21.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術
22.配電通信網(wǎng)業(yè)務斷面流量分析方法
23.光纖通信概述
24.電力通信及其在智能電網(wǎng)中的應用
25.WAMS通信業(yè)務的系統(tǒng)有效性建模與仿真
26.基于API的Win32串口通信編程技術
27.第五代移動通信網(wǎng)絡體系架構及其關鍵技術
28.量子通信現(xiàn)狀與展望
29.配電網(wǎng)EPON通信接入與分區(qū)自治
30.基于業(yè)務的電力通信網(wǎng)風險評價方法
31.移動通信技術擴散的實證研究:基于中國1990-2012年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)
32.基于IPv6的電力線載波通信分片獨立的重傳機制
33.空間激光通信捕獲、對準、跟蹤系統(tǒng)動態(tài)演示實驗
34.基于時頻峰值濾波的電力線通信噪聲消除方法
35.通信網(wǎng)絡能耗分析與節(jié)能技術應用
36.“日盲”紫外光通信網(wǎng)絡中節(jié)點覆蓋范圍研究
37.基于壓縮感知的脈沖同步的混沌保密通信系統(tǒng)
38.淺談4G移動通信系統(tǒng)的關鍵技術與發(fā)展
39.量子安全直接通信
40.一種繼電保護故障信息系統(tǒng)在線通信報文分析工程方案
41.光纖通信的發(fā)展趨勢及應用
42.智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術研究及應用
43.基于空間激光通信組網(wǎng)四反射鏡動態(tài)對準研究
44.運用虛擬仿真實驗改革通信原理實驗教學
45.淺談超寬帶無線通信技術的發(fā)展
46.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術
47.SM2加密體系在智能變電站站內(nèi)通信中的應用
48.現(xiàn)代信息安全與混沌保密通信應用研究的進展
49.中美4G移動通信技術專利信息比較研究
50.衛(wèi)星激光通信現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
51.VC中應用MSComm控件實現(xiàn)串口通信
52.青海—西藏交直流聯(lián)網(wǎng)工程輸電線路在線監(jiān)測通信網(wǎng)絡設計與應用
53.移動通信網(wǎng)絡中的協(xié)作通信
54.空間激光通信組網(wǎng)光學原理研究
55.計算機技術在通信中的應用研究
56.面向5G無線通信系統(tǒng)的關鍵技術綜述
57.基于C8051F020單片機的RS485串行通信設計
58.智能變電站過程層網(wǎng)絡報文特性分析與通信配置研究
59.基于業(yè)務風險均衡度的電力通信網(wǎng)可靠性評估算法
60.基于4G通信技術的無線網(wǎng)絡安全通信分析
61.無線激光通信系統(tǒng)弱光干擾技術
62.基于SJA1000的CAN總線通信系統(tǒng)的設計
63.10kV電力線載波通信自動組網(wǎng)算法
64.數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線可靠通信機制的研究
65.基于WiFi的煤礦井下應急救援無線通信系統(tǒng)的研究
66.機載激光通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
67.軟件定義的能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術研究
68.一點對多點同時空間激光通信光學跟瞄技術研究
69.開放式自動需求響應通信規(guī)范的發(fā)展和應用綜述
70.兆瓦(MW)級海島微電網(wǎng)通信網(wǎng)絡架構研究及工程應用
71.帶通信約束的多無人機協(xié)同搜索中的目標分配
72.基于信道認知在線可定義的電力線載波通信方法
73.一種基于混沌系統(tǒng)部分序列參數(shù)辨識的混沌保密通信方法
74.智能配電網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信的QoS-MAC層模型
75.無線紫外光散射通信中多信道接入技術研究
76.水下無線通信技術發(fā)展研究
77.深空、自由空間、非可視散射和水下激光光子通信
78.基于光電反饋延遲的多點耦合混沌同步和通信
79.面向異步通信機制的無線傳感器網(wǎng)絡及其MAC協(xié)議研究
80.不可靠通信環(huán)境下無線傳感器網(wǎng)絡最小能耗廣播算法
81.中間環(huán)節(jié)市場結構與價值鏈治理者的決定——以2G和3G時代中國移動通信產(chǎn)業(yè)為例
82.基于IEEE802.11p高速車路通信環(huán)境研究
83.太赫茲通信技術的研究與展望
84.一種分布式電源并網(wǎng)監(jiān)控通信適應性評價方法
85.不同耦合方式和耦合強度對電力-通信耦合網(wǎng)絡的影響
86.太赫茲通信技術研究進展
87.低壓電力線通信網(wǎng)絡特性模型與組網(wǎng)算法
88.基于LabVIEW的監(jiān)控界面設計與單片機的串行通信
89.聯(lián)盟網(wǎng)絡的小世界性對企業(yè)創(chuàng)新影響的實證研究——基于中國通信設備產(chǎn)業(yè)的分析
90.基于共享內(nèi)存的Xen虛擬機間通信的研究
91.考慮通信系統(tǒng)影響的電力系統(tǒng)綜合脆弱性評估
92.貓眼逆向調制自由空間激光通信技術的研究進展
93.擴頻通信技術淺談
94.基于信息熵的電力通信網(wǎng)脆弱性評價方法
95.安全高效礦井通信系統(tǒng)技術要求
96.無線紫外光非直視通信信道容量估算與分析
97.基于高能效無線接入網(wǎng)的綠色無線通信關鍵技術研究
篇6
計算機技術的廣泛應用和信息數(shù)字化的高新技術的不斷進步，促進了當代測繪工程的迅猛發(fā)展，同時帶來了巨大且富有現(xiàn)實意義的發(fā)展前景和發(fā)展空間，測繪工程在理論方面或者是在實際操作上發(fā)生了翻天覆地的改變，由圖紙化的傳統(tǒng)測量技術向電子化的現(xiàn)代測量技術邁進，這將對采樣收集空間數(shù)據(jù)方面有著非常重要的積極影響，這不僅是時代潮流變化的發(fā)展要求，也是創(chuàng)建科技中國的首要任務。當然，關于常規(guī)化的通信技術運用在測繪工程上是無法滿足測繪工程發(fā)展的時代要求，所以我們要探究更為完美的無線通信技術，無線通信技術不僅能提高測繪工程的工作效率，使得在室外也能進行通訊并完成作業(yè)，解決了傳統(tǒng)上圖紙化作業(yè)的難題，降低了測繪人員的工作難度，減少了人力資源和時間的浪費，增強了測繪工程的準確度，這對測繪工程的改革與發(fā)展有著重要的積極作用。
2無線通信技術的概述
無線通信（Wirelesscommunication）是一種通過電磁波等信號媒介進行信息交換的通信方式。無線通信系統(tǒng)由多個移動站與一個基準站組成。移動站主要包括了電源、主機、GPRS等，另外基準站則包括GPS天線、電源、網(wǎng)管服務器等。
3無線通信系統(tǒng)兩大模塊的特點及表現(xiàn)
3.1無線通信系統(tǒng)中的硬件部分
硬件在選擇設備方面最重要還是單片機的選擇。單片機作為硬件部分的軸心，選擇符合要求的單片機對準確傳送原始數(shù)據(jù)和整個無線通信系統(tǒng)的正常工作有著極其重要的影響。單片機應該要符合數(shù)據(jù)傳送速度快、精確率高、穩(wěn)定性能好、傳送長度長且具有語音傳送功能和能夠縮短數(shù)據(jù)處理時間的透明傳送功能等要求。同時也要考慮單片機的便攜性、占據(jù)空間的大小和損耗能量的多少。處于無線通信系統(tǒng)硬件部分的重要位置的部件———天線，能在輻射無線信號和接受無線信號的過程中正常安全在電磁波與高頻率電信號之間實施相互轉換反應。在選擇天線時，天線的指向圖要符合無線通信系統(tǒng)的電磁波覆蓋的標準，天線自身的功能特點要滿足無線通信系統(tǒng)的設計需求。例如，天線的長度大小要根據(jù)實際操作情況來選擇適合的天線，為了提高便攜性，天線接受信號的一端應選擇螺旋式；為了便于工作人員的安裝，天線輻射無線信號的一端應選擇較短的天線。移動站與副站應該選擇定向天線輻射集中程度的參數(shù)小的天線，相反，基準站與主站則選擇定向天線輻射集中程度的參數(shù)大的天線。由于信號在傳輸介質中傳播時，將會有一部分能量轉化成熱能或者被傳輸介質吸收，從而造成信號強度不斷減弱，因此在饋線的選擇上要選擇大直徑的饋線，避免信號強度的發(fā)生過度耗損。因為饋線越長，其自身損耗的能量也越大，因此，在安裝過程中要盡可能地縮減饋線的長度，保證通信的正常運行。作為硬件部分中不可或缺的部件———電源，它的作用是不可忽視的，在選擇電源的時候，要在確保無線通信系統(tǒng)能夠正常運行的基礎上盡可能選擇電波較小的，這樣才能防止干擾電臺接收的現(xiàn)象發(fā)生。無須手持掛在肩上即可對講的對講機———肩咪，是由揚聲器和話筒構成的，是無線通信系統(tǒng)硬件部分的構成部件。不同信號臺之間的溝通交流可以通過肩咪來實現(xiàn)，在測繪工程的實際操作現(xiàn)場中，現(xiàn)場觀測人員在測繪中或者進行檢查工作時發(fā)現(xiàn)問題可以及時利用肩咪與設計繪圖員進行溝通，克服困難，解決問題，從而保證測繪工程順利進行。
3.2無線通信系統(tǒng)的軟件部分
當無線通信系統(tǒng)的硬件部分完成將獲得的原始數(shù)據(jù)傳送到終端，系統(tǒng)的軟件部分就開始發(fā)揮其自身作用，處理原始數(shù)據(jù)，給工作人員在測繪過程中帶來了方便。在當前有關測繪的通信軟件中，GIS處于極其重要的地位。數(shù)據(jù)通信是將通信技術與計算機技術結合起來從而產(chǎn)生新的通信方式。要在不同地區(qū)之前實現(xiàn)傳輸信息的目的就一定要有傳輸信道，按照不同的傳送媒介，分為無線數(shù)據(jù)通信和有線數(shù)據(jù)通信。它們都是利用傳輸信道使得數(shù)據(jù)終端和計算機相聯(lián)結，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)終端各種資源共享。在軟件部分的設計編寫方面，要創(chuàng)建一個普遍適用各個客戶終端的掛載辦法是首要任務。來自微軟公司設計開發(fā)的ActiveX模式，有著能夠擺脫詳盡的編程語言，并能很好的使用到大部分的軟件開發(fā)環(huán)境中，而且可以對原來存在的軟件進行直接升級。在這種模式下開發(fā)運行，使得無線通信系統(tǒng)中的軟件部分在連接網(wǎng)絡的條件下實現(xiàn)交互的目的。軟件部分的設計開發(fā)一旦設計了符合標準要求的框架，增強軟件自身的通用性、可嵌入性、可植入性，就能保證無線通信系統(tǒng)在測繪工程中的合理運行和使用。
4無線通信技術在測繪工程中的應用分析
論文主要分析了GPRS無線通信技術在測繪工程中的應用情況，與傳統(tǒng)的測繪方式相比較，GPRS無線通信技術應用十分廣泛，具有實時性和準確性。利用網(wǎng)絡使得移動站中的GPRS無線數(shù)據(jù)終端與基準站的網(wǎng)管服務器連接起來，同時保證網(wǎng)管服務器的連接口與主機保持連接狀態(tài)，與此同時，在基準站的作用下數(shù)據(jù)會不斷進行修正，利用網(wǎng)絡連接使得GPRS無線數(shù)據(jù)終端能接收到數(shù)據(jù)，從而傳送到移動站，并通過主機精確計算出所在的位置，測繪工作人員才能知道具體的基準站位置。在無線通信技術的實際操作與應用中，要創(chuàng)建標準的測繪工程管理體系，才能保證數(shù)據(jù)傳送的穩(wěn)定性與準確性，才能保證測繪工程作業(yè)的有效順利進行。在傳統(tǒng)的測繪工程中，工作區(qū)的建立都伴隨這臨時基準站，其工效和信息傳輸接收效率都非常低，隨著經(jīng)濟建設的迅猛發(fā)展，城市化也逐漸發(fā)展成型，測繪工程量也越來越大，內(nèi)容也越來越繁雜，傳統(tǒng)的測繪方式已經(jīng)不再滿足時代潮流發(fā)展的需求，使用新興的無線GPRS無線通信技術，不僅能夠提高測繪工程的工作效率和信號發(fā)射接收效率，增強數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性、安全性，確保測繪工程的順利進行。
5結語
總的來說，新型無線通信技術在測繪工程中的應用，不僅能夠打破傳統(tǒng)的空間測繪模式，達成室外隨時隨地通訊的目的，還能推動無紙化測繪方式的發(fā)展，提高測繪作業(yè)的工作效率，降低測繪人員的工作壓力，減少在時間和人力資源上不必要的浪費。無線通信技術在測繪工程的發(fā)展應用，給測繪產(chǎn)業(yè)帶來了不可估量的發(fā)展前景和發(fā)展空間，推動了測繪行業(yè)的迅猛發(fā)展。
參考文獻
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篇7
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生，并當眾展示了他發(fā)明的無線電接收機，那天俄國當局定為“無線電發(fā)明日”。
1896年3月24日，波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米，做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信，第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年，他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信，從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后，無線電通信技術如雨后春筍其涌現(xiàn)出來。直到1946年，美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題，從此超短波轉播站一些國家相繼建立了，無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發(fā)展，信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來微電子技術也推動了電子計算機的更新?lián)Q代，使電子計算機信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎，以計算機和通信技術為支撐，以信息處理技術為主題的技術系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術。今天的信息化時代，就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發(fā)展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優(yōu)點雖然卓越，但其缺點至今給技術的發(fā)展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術，是迅速發(fā)展起來的新技術領域，不需要傳輸媒質，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無線傳播手段代替，無論是概念上還是技術含量上都產(chǎn)生了一個重大的飛躍，實現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半，優(yōu)點主要體現(xiàn)在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結如下：
不受時空限制。大多數(shù)情況下，人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知，而無線電通信不受時空限制的優(yōu)點能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡綜合高效，語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國內(nèi)各個經(jīng)濟領域和國際經(jīng)濟的來往，無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡的連接，通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性，尤其在軍事構建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優(yōu)點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通，這也是無線架輸?shù)淖畲筇攸c。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題，但其信號容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題，目前全球化經(jīng)濟愈演愈熱，其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟領域里關注的焦點，因此，無線電通信技術的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術的興起，欲求無線電通信技術適應未來社會生產(chǎn)和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷，筆者認為，我們可以從通信技術、信息技術、網(wǎng)絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試，主要可總結一下八點：
3.1采用了數(shù)字通信技術
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號上的穩(wěn)定，避免通信信號收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務，確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網(wǎng)絡的發(fā)展起到關鍵的推進作用[3]，尤其近年來世界范圍內(nèi)全面展開，無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進，這個方向對無線電通信信號源穩(wěn)定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經(jīng)有著不爭的發(fā)展趨勢。個人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網(wǎng)絡的樣式
技術上融合實現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務，在無線應用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網(wǎng)絡傳送多種業(yè)務信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡與新興的計算機網(wǎng)絡融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。
.5過渡電路交換網(wǎng)絡
關于過渡電路交換網(wǎng)絡，IP網(wǎng)絡無疑是核心關鍵技術，是最合適的選擇對象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡大大提升，這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性，利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實現(xiàn)更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場，對于無線電通信技術的通信內(nèi)容保密性來說將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無線通信網(wǎng)絡可持續(xù)性
無線電通信技術的網(wǎng)絡設備如果沒有良好的配置和網(wǎng)絡部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設想。因此，無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發(fā)展歷程，無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發(fā)展前景。鑒于市場對經(jīng)濟的推進作用，盡管我國的無線電通信技術發(fā)展速度飛快，但面對我國12億人口的通信需求，無線電通信技術普及率低的問題，面對我國12億人口，網(wǎng)絡規(guī)模和容量方面就變得蒼白無力了。同時，無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業(yè)積極拓新新的技術涵蓋面，提升自身的營業(yè)水平，為市場提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此，在無線電通信技術通信方法應用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o窮，這要求我們積極加快無線領域的科技進步，為無線電通信技術創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟全球化的通信事業(yè)貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
篇8
一、LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
雖然3G通信技術在我國范圍內(nèi)興起的時間不長，才在剛剛大規(guī)模部署的階段，但4G的研發(fā)工作早已在各國不同地區(qū)開展了。隨著移動設備的越來越高端，人們對上網(wǎng)的需求也不得已滿足，熱門對于2Mb/s的WCDMA R99傳輸速錄和14.4Mb/s的R5 HSDPA的峰值率已經(jīng)不能滿足自身需求[1]。并且，OFDM技術作為無線通信技術發(fā)展的另一產(chǎn)物，將無線通信的接入速率提升到100Mb/s，這給3G信息技術帶來了巨大的市場競爭壓力。
二、LTE中的關鍵技術
1、OFDM技術
OFDMA技術其實就是LTE下行鏈路采用在循環(huán)前綴基礎上的正交頻分多址技術。首先在發(fā)射端將信號插入到循環(huán)冗余校驗碼中，然后對信道進行編碼、信道交織、特征加擾等的處理來解決突發(fā)噪聲對系統(tǒng)操作的影響，LTE系統(tǒng)一般采用QPSK、16QAM、64QAM三種方式[2]。
如圖1就是LTE系統(tǒng)的發(fā)送接收模型，是一種采用了2*2的MIMO技術，一個碼字到兩層的映射方式。由于天線數(shù)量與碼字數(shù)量不一致，所以需要將碼映射到不同的發(fā)送天線上，由此便需要層映射和預編碼的工作。層映射是將碼字按照一定的規(guī)則流程映射到多層的過程，預編碼則是將數(shù)據(jù)再次映射到不同的天線端口的過程。
在理解OFDM技術時，應注意區(qū)分于一般的頻分復用FDM技術，正交頻分復用技術是多載波通信的一種，并且在頻道選擇性信道中發(fā)揮著最大優(yōu)勢，各個子信道在正交頻分復用系統(tǒng)中的時域中正交，并且重疊在頻域中，其實現(xiàn)工作的基本原理就是通過串/并轉換器將高速串行的數(shù)據(jù)流變?yōu)槎鄠€低速并行的比特流，并且每一個OFDM子信道只傳輸一個低速數(shù)據(jù)流。
2、多天線技術
現(xiàn)代的無線通信技術離不開天線的作用，所以天線性能是否優(yōu)良也影響著整個通信系統(tǒng)的效果。在傳統(tǒng)的通信技術中，天線技術從開始的單發(fā)/單收天線到單發(fā)/多收和多發(fā)/單收的發(fā)展階段，在實際生活應用中我們也了解到，地面?zhèn)鬏斅窂街行盘柕耐ㄐ疟绕渌窂饺绻饫w、電纜、衛(wèi)星等的信號要發(fā)展的慢一些。
而現(xiàn)如今的通信系統(tǒng)要想打破原有技術的束縛來獲得更強大的信號功率和更優(yōu)良的服務，可以從惡劣通信環(huán)境影響通信技術發(fā)展進行突破。所以就要不斷提高發(fā)送信號的功率[3]。這在第三代通信系統(tǒng)中是不存在的買所以就會降低整個通信系統(tǒng)的性能影響通信技術的發(fā)展。所以人們對無線網(wǎng)技術的研究是具有重大突破性的。
3、MIMO技術
MIMO技術為通信技術中高速的數(shù)據(jù)信號傳輸技術帶來了可能成為無線通信領域的一大新突破，它很大一定程度上是提升系統(tǒng)頻率利用率。其工作原理就是基于通信系統(tǒng)的基礎上采用其多輸入/輸出的方式更多的發(fā)送與接收同時選擇多天線單元，并且通過其信道途徑中的多維度的特性。如圖2所示。
MIMO技術特點是采用多遠天線陣列在發(fā)送/接收端，得到不同的空間特性的空間向量基于無線信道中，有如在一個通用大空間的信道中又獨自進行多個互不干擾的信道。這種技術可以帶來空間的分集增益，這種新型MIMO技術創(chuàng)新的方法被稱為空間分集。通過MIMO技術，天線陣列所傳輸?shù)亩鄠€并行的信號數(shù)據(jù)，接收端可對其進行相應的數(shù)據(jù)標識，也就是說，不同的數(shù)據(jù)流對于接收端都是具有可利用和區(qū)分的空間特性的，在這時就具有了多維性。MIMO系統(tǒng)改變無線信道可看做是由M= min（nT，nR）個并行子信道組成，所以MIMO技術中的通信系統(tǒng)信道容量其實就是所有子信道通信系統(tǒng)容量的總和。在所有的發(fā)送和接收天線陣列都具有非相干特性的條件下，系統(tǒng)中每個子信道都可有相同的極限容量，整個信道極限容量將會有重大提升，公式如下：
C≈M?B?log2（1+SNR）
所以從上文分析及公式可以看出，MIMO技術的改善會對整個無線通信信道的容量進行全面提升，還有就是利用MIMO技術還可增加信道的可靠性來降低信道傳輸數(shù)據(jù)的錯誤率。
三、LTE中技術的發(fā)展趨勢探究
作為我國最大的移動營運商，中國移動也將加入到LTE技術營運行列中，由于美國高通公司在3G時代占據(jù)主導地位，LTE正在努力避免高通的主要技術，所以大大削弱了高通在3G時代的地位。2007年11月底至12月初3GPP RAN38全會通過RAN1提交的融合幀結構方案，被正式寫入3GPP標準，2008年，RAN4的工作、RAN5和核心網(wǎng)的相關標準制定工作的完成，又是一重大性進展。
LTE具有來自TD-SCDMA現(xiàn)有核心技術的繼承和MIMO、OFDM主流技術有機結合，將顯著提高新型技術的系統(tǒng)功能，也給4G標準中更多地專利技術提供了可能。
還有隨著多媒體娛樂和網(wǎng)絡游戲的開發(fā)，當前的傳輸速率已經(jīng)達不到人們的要求，所以設計并實現(xiàn)了峰值速率的數(shù)據(jù)傳輸，并且具有良好的兼容性。
四、結束語
3GPP LTE技術作為重要的無線通信技術，OFDM技術很大程度上又提高了系統(tǒng)容量和系統(tǒng)的頻譜效率。LTE 及 LTE-Advanced 等技術中必須應用更先進、資源利用率更高的技術如高階MIMO技術、協(xié)調多點發(fā)送技術、等進一步提升整個系統(tǒng)的性能。
參考文獻
[1]沈嘉，索士強，全海洋. 3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統(tǒng)設計[M]. 北京：人民郵電出版社. 2008：16-46
篇9
文獻標識碼：A
DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.004
0 引言
進入二十一世紀的第二個十年以來，信息已經(jīng)成為人類社會文明進步的要素資源，成為現(xiàn)代社會持續(xù)發(fā)展的基本條件。信息網(wǎng)絡空間已經(jīng)成為繼陸、海、空、天之后的第五大國家疆域，成為世界各國戰(zhàn)略競爭的重要領域。信息安全已成為與國防安全、能源安全、糧食安全并列的四大國家安全領域之一。
近些年來，以美國為代表的信息技術強國利用自身所壟斷的全球信息技術優(yōu)勢，加緊構建信息安全保障和攻擊體系，以進一步鞏固其在網(wǎng)絡空間的統(tǒng)治地位。在美國現(xiàn)有的國家信息安全體系中，政府、IT企業(yè)和社會團體分工協(xié)作，相互配合，共同推進美國國家和軍隊的信息安全體系建設。當前，美國政府部門作為信息安全戰(zhàn)略制定、網(wǎng)絡和信息安全項目策劃、網(wǎng)絡情報偵查、網(wǎng)絡防御以及網(wǎng)絡進攻的主導者，引領了整個美國信息安全領域的發(fā)展和規(guī)劃。其主要部門包括國土安全部、國防部、美軍網(wǎng)電司令部、商務部、聯(lián)邦調查局以及中央情報局；美國的IT企業(yè)則是網(wǎng)絡攻防的具體實施機構和重要支撐單位，是美國政府和軍隊海量情報數(shù)據(jù)的來源，同時也是實施網(wǎng)絡作戰(zhàn)的實施主體；而美國及其盟國中一些非營利性團體和學術組織則為美國政府和軍隊提供了輿論和技術層面的支持，同時進行了人才的輸出，以支撐日益強大的美國信息作戰(zhàn)部隊。
隨著無線與移動通信技術的高速發(fā)展，拋開有線束縛的無線通信技術為國家和軍隊的指揮和作戰(zhàn)帶來了極大的便利性，然而也埋下了極大的安全隱患。截至2014年年底，美國情報和軍隊相關部門在無線網(wǎng)絡中偵收和攻擊獲得的情報已經(jīng)占到美國情報總量的約57.6%，凸顯了當前國家和軍隊無線網(wǎng)絡安全的嚴峻態(tài)勢。美軍網(wǎng)電司令部2015年戰(zhàn)略規(guī)劃指南顯示，未來美軍網(wǎng)電部隊將把無線領域作為網(wǎng)絡攻防作戰(zhàn)的重點，這對我國國防和軍隊網(wǎng)絡安全體系和技術提出了新的考驗。本論文從歷史出發(fā)，對交換技術進行了簡要的回顧，指出了當前交換網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸以及問題，并基于前沿的下一代智能網(wǎng)絡以及大數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡提出了展望和設想。
1 軍隊無線網(wǎng)絡安全現(xiàn)狀
我國的互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)和各類專網(wǎng)（包含軍網(wǎng)）組成的國家基礎網(wǎng)絡是國家和軍隊信息安全防護的重要對象，但是這些基礎社會建設過程中普遍存在著重建輕防，甚至只建不防的問題，造成網(wǎng)絡信息安全體系構建的極大障礙。
當前，我軍無線網(wǎng)絡通信手段主要包含戰(zhàn)場衛(wèi)星通信、短波電臺通信、水下潛艇長波通信等戰(zhàn)時通信手段，以及軍隊日常辦公所使用的蜂窩網(wǎng)移動手機通信、單位無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）以及家庭使用的寬帶及家庭無線局域網(wǎng)等非戰(zhàn)時通信手段。由于戰(zhàn)時通信技術具有較強的應用層加密以及物理層跳頻和擴頻保障，傳統(tǒng)的竊密和攻擊手段并不能很快奏效，反而是和平時期工作用無線局域網(wǎng)、個人手機、家庭Wi-Fi等上網(wǎng)和通話極易被偵聽和竊密，導致無意識泄密。據(jù)不完全統(tǒng)計，2014年以來軍隊、軍工企業(yè)等軍事相關單位因手機、家庭寬帶/Wi-Fi等被攻擊及竊聽的事件約470起，造成不可估量的軍事、經(jīng)濟以及國家核心技術損失。
美國憑借其在信息領域的絕對優(yōu)勢，不斷將其技術和設備輸出到中國，而國產(chǎn)化設備的低性能、高價格等不足進一步導致了黨政軍系統(tǒng)中日常無線網(wǎng)絡通信設備國產(chǎn)化程度極低，使得日常無線網(wǎng)絡的安全防線處于近乎失靈的狀態(tài)。在美國IT跨國公司和美國網(wǎng)絡部隊等諸如“棱鏡”項目面前，我軍的基礎網(wǎng)絡和重要信息系統(tǒng)幾乎完全處于不設防狀態(tài)。諸如思科、微軟、英特爾、IBM等IT企業(yè)幾乎完全控制了我國高端IT產(chǎn)品的生產(chǎn)及應用。據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，Windows系列操作系統(tǒng)在我國市場占有率超過9成，英特爾在微處理器市場上占有率也超過8成，谷歌的安卓操作系統(tǒng)在我國市場占有率達到8成。即使是國產(chǎn)的聯(lián)想、酷派等手機，其核心芯片和操作系統(tǒng)也多是國外生產(chǎn)，使得我國無法從技術層面根除安全隱患。
2 解決方案：物理層安全技術和可見光通信技術
針對目前日常軍隊無線網(wǎng)絡安全性的問題，本文提出了兩種可行的改進方案，能夠在現(xiàn)有技術的基礎上，從防止無線信號被偵收和泄漏的角度實現(xiàn)日常狀態(tài)下部隊營區(qū)無線通信的安全保密。
在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中，通信的保密性主要依賴于基于計算密碼學的加密體制，早在20世紀初就已有人提出將傳輸?shù)男畔⑴c密鑰取異或的方法來增強信息傳遞的安全性。這種基于密鑰的加密方法首次由Shannon于1949年給出了數(shù)學的理論分析。假設發(fā)送者希望把信息M秘密地發(fā)送給接收者，稱M為明文信息。則加密的過程為，在發(fā)送端，發(fā)送者通過密鑰K以及加密算法f對所要傳輸?shù)拿魑腗進行加密，得到密文S。在接收端，接收者通過密鑰K以及與加密算法相應的解密算法，我們用f-1標記，來進行解密，從而得到明文M。通過對加解密過程的觀察，可以得知，有兩個方法防止竊聽者從竊聽到的S中獲取明文M： 一個是竊聽者不知道密鑰K，另外一個是解密算法非常困難，竊聽者難以在有限的時間用有限的資源進行解密。基于這兩個方法，延伸出了現(xiàn)代通信系統(tǒng)中非常常見的兩種加密形式，一個是對稱密鑰加密，一個是非對稱密鑰加密。
現(xiàn)代密碼學的加密體制主要是在物理層之上的幾層來實現(xiàn)的，譬如MAC層、網(wǎng)絡層、應用層等等，故有時也稱基于現(xiàn)代密碼學的安全為上層安全。物理層對于現(xiàn)代密碼學加密體制來說是透明的，即物理層安全與上層安全是獨立的。下面分別介紹物理層安全的兩個基礎知識，分別是：竊聽信道模型和安全傳輸速率。竊聽信道模型是物理層安全所研究的基本信道模型，安全傳輸速率是衡量物理層安全系統(tǒng)性能的重要指標。
物理層安全主要是利用特殊的信道編碼和無線信道的隨機特性使得秘密通信得以進行，它與現(xiàn)代密碼學不同之處在于，其安全程度并不依賴于Eve的計算強度，而是依賴無線信道環(huán)境的隨機特性。但是，從保密環(huán)節(jié)上來說，物理層安全與傳統(tǒng)的計算密碼學的安全卻有著本質的相似之處。如圖1所示。物理層安全中的編碼調制環(huán)節(jié)和信道的隨機性是安全通信的必要條件，正如現(xiàn)代密碼學體制中的加密算法和密鑰。編碼調制環(huán)節(jié)是指Alice根據(jù)Alice-Bob和Alice-Eve信道的信道條件，通過獨特的信道編碼來保證Alice與Bob之間安全又可靠的通信。從安全的角度來說，編碼調制環(huán)境可以被看作現(xiàn)代密碼學中的加密過程，信息加密后生成的密文記為Xn。密文經(jīng)過無線信道和解調譯碼可以等同為現(xiàn)代密碼學中的解密環(huán)節(jié)，其中信道信息{h，g}可以看作公共密鑰，而Bob接收端的噪聲可以看作Bob的私鑰，Eve是沒有辦法獲得的。因此密文通過Bob的無線信道和解調譯碼，可以被Bob正確地譯碼解密；而此密文通過Eve的無線信道和解調譯碼，Eve是不能獲得任何信息的。由此可見，雖然物理層安全與傳統(tǒng)的基于現(xiàn)代密碼學的加密原理是完全不同的，但是它們在實現(xiàn)框架上卻也能夠找到共同點。物理層安全可以看作是以調制編碼等發(fā)送端的技術為“加密算法”，充分利用Alice-Bob和Alice-Eve之間無線信道的差異性，把無線信道看作“加密密鑰”，從而使得Alice與Bob之間形成了安全可靠的通信。
物理層安全技術由于可以獨立于上層而單獨實現(xiàn)秘密通信，因此在無線通信系統(tǒng)中，可以在保證現(xiàn)有上層安全措施不變的情況下，補充物理層傳輸?shù)陌踩＿@使得通信系統(tǒng)的安全性能得到額外一層的保護。另一方面，將物理層安全用來傳輸現(xiàn)代密碼學中的密鑰，也是增強系統(tǒng)的安全性的一種方法。
從實現(xiàn)的角度講，當前傳統(tǒng)的無線路由器等均使用了全向天線進行傳輸，有可能導致無線信號泄漏至營區(qū)外部造成泄密。由于物理層安全技術方案的存在，除了進行傳統(tǒng)的上層密碼和傳輸加密以外，考慮利用物理層定向天線和波束賦形技術使得無線信號定向的向營區(qū)內(nèi)部輻射，使得竊聽者獲取的信息量近乎為0，從而進一步降低失泄密的風險，這是物理層安全技術在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡中的應用改進。
根據(jù)香農(nóng)公式，假設發(fā)射端信號表示為：y=hx+z，那么正常接收者bob收到的信號可以表示為：
此時人造噪聲設計對Bob沒有產(chǎn)生干擾的方向上均勻分布，從而實現(xiàn)了對目標用戶的正常信號發(fā)送，但是使得竊聽用戶獲得的干擾最大化，可用信息最小。
可見光通信（Visible Light Communications）是指利用可見光波段的光作為信息載體，不使用光纖等有線信道的傳輸介質，而在空氣中直接傳輸光信號的通信方式，簡稱“VLC”。
普通的燈具如白熾燈、熒光燈（節(jié)能燈）不適合當作光通信的光源，而LED燈非常適合做可見光通信的光源。可見光通信技術可以通過LED燈在完成照明功能的同時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的覆蓋，用戶可以方便地使用自己的手機、平板電腦等移動智能終端接收這些燈光發(fā)送的信息。該技術可廣泛用于導航定位、安全通信與支付、智能交通管控、智能家居、超市導購、燈箱廣告等領域，特別是在不希望或不可能使用無線電傳輸網(wǎng)絡的場合比如飛機上、醫(yī)院里更能發(fā)揮它的作用。可見光通信兼顧照明與通信，具有傳輸數(shù)據(jù)率高、安全性強、無電磁干擾、節(jié)能、無需頻譜認證等優(yōu)點，帶寬是Wi-Fi的1萬倍、第四代移動通信技術的100倍，是理想的室內(nèi)高速無線接人方案之一。
據(jù)美國DAPRA報道，美軍已經(jīng)生產(chǎn)出軍用可見光網(wǎng)絡及相關設備，用于國防部等軍事機關和設施的高速無線網(wǎng)絡通信。由于可見光室內(nèi)傳輸光源直接指向用戶且傳輸距離遠小于傳統(tǒng)的微波無線通信，在不考慮人為主動泄密的情況下，可見光通信信號是無法截獲的，從技術上為通信的有效性和可靠性提供了強有力的支撐。
圖2給出了微波無線通信和可見光通信之間的比較。對于手機、Wi-Fi等微波無線通信手段，除了目標用戶能夠接收到無線信號以外，由于無線電波是全向發(fā)射的，竊聽者完全可以收到相同的信號，從而進行破譯或者攻擊，帶來安全隱患；而可見光通信依賴于室內(nèi)的LED燈具，通常燈具會直接部署在工位上方，而照明具有定向發(fā)射的特點，因此位于營區(qū)外部的竊聽者無法收到任何信號，不能進行竊聽。從實現(xiàn)上講，可見光通信可以方便的利用LED臺燈、屋頂燈等照明燈具，通過加裝調制解調模塊即可使得燈具具有高速數(shù)據(jù)傳輸功能，可供營區(qū)內(nèi)臺式機、筆記本電腦、平板電腦等高速無線上網(wǎng)，滿足高清視頻會議等高帶寬需求。
目前，關于可見光通信在室內(nèi)外各種復雜環(huán)境下的信道測量與建模的工作還很欠缺，只有少量的研究結果。尤其是在有強光干擾、煙霧和灰塵遮擋的環(huán)境下的信道干擾模型，更是需要亟待解決的問題。
3 結論
篇10
通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進行的信息交流與傳遞。鐵路通信就是指利用有線通信、無線通信、光纖通信等現(xiàn)代化技術和設備，將鐵路運輸生產(chǎn)和建設過程中的各種信息進行傳輸和處理交換。從1825年的人工搖旗引導到1839年的指針式閉塞電報設備的發(fā)明以及應用，就說明現(xiàn)代通信技術一開始就是與鐵路運輸是緊密相關的。隨著我國高速鐵路的建設和運行，對鐵路通信技術提出了更高的要求，只有不斷地發(fā)展和完善鐵路通信系統(tǒng)，才能為現(xiàn)代化鐵路的建設與運行提供重要技術支持和安全保障。下面我們就來討論移動通信在鐵路通信系統(tǒng)中的相關應用。
二、無線列調
無線列調是重要的鐵路行車通信設備，主要負責列車的位置和運行方向。無線列調系統(tǒng)主要解決行車調度員、車站值班員和機車司機之間的通信和車站值班員、機車司機和運轉車長之間的通信。雖然無線列調具有節(jié)約資源的優(yōu)點，但目前使用的無線列調是同頻單工電臺，隨著列車提速的不斷深入和列車建設密度的加大，在僅有的一個頻道上集中了眾多用戶，再加上場強的越區(qū)嚴重，容易致使系統(tǒng)阻塞，甚至于癱瘓。對于現(xiàn)代化的高速鐵路而言，這種通信系統(tǒng)過于簡單，滿足不了建設發(fā)展的需求。
三、集群通信
集群通信系統(tǒng)是一種高級移動調度系統(tǒng)，代表著專用移動通信網(wǎng)的發(fā)展方向。它能按照動態(tài)信道指配的方式，實現(xiàn)多用戶共享多信道。由于它具有調度、群呼、優(yōu)先呼、漫游等功能，被廣泛地應用于政府、鐵路、航空等部門，其中以源自歐洲的TETRA較為出色。不過這種通信系統(tǒng)也有一定的缺點，比如系統(tǒng)設備采購、建網(wǎng)成本和終端價格較高，同時也存在信息丟失、保密性不高、易受干擾等，這從上海局目前所建成的集群系統(tǒng)就能看出來。這些缺點對普通語音通信的影響不大，但對要求較高的場合并不適用，比如列車與指揮中心的實時雙向數(shù)據(jù)通信。
四、GSM-R
GSM-R通信技術最早起源于歐洲，是在GSM公眾移動通信系統(tǒng)的基礎上增加了鐵路運輸專用調度通信功能，它主要由交換機、基站、機車綜合通信設備、手機等組成，目前在德國、意大利、瑞典等大多數(shù)國家普遍應用，我國鐵道部于2000年底正式確定將GSM-R作為我國鐵路通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。它主要提供無線列調、編組調車通信、區(qū)段養(yǎng)護維修作業(yè)通信、應急通信、隧道通信等語音通信功能，可為列車自動控制與檢測信息提供數(shù)據(jù)傳輸通道，并可提供列車自動尋址和旅客服務。比如全世界海拔最高的青藏鐵路，它的絕大部分線路都是在高原缺氧的無人區(qū)，為了滿足鐵路運輸通信、信號及調度指揮的需要，就采用了GSM-R移動通信系統(tǒng)。另外還有：大秦線、膠濟線、合武線、京津城際線，京滬高鐵等。
五、衛(wèi)星通信
衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)或反射無線電信號，在兩個或多個地面站之間進行通信。它的主要優(yōu)點是通信范圍大、不受陸地災害的影響，可靠性高、電路開通迅速、多址連接等，不過也存在成本高、傳輸延時大、傳輸帶寬有限等不足。相對而言，比較適合鐵路應急部門使用。
六、無線寬帶WIMAX
WIMAX技術是一項于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術。目前，在鐵路通信系統(tǒng)中的最新應用成果就是中國神華能源股份有限公司的自主研發(fā)項目 -“WIMAX技術在鐵路移動通信中的應用研究”。該項目自主研發(fā)了基于WIMAX無線寬帶技術的機車同步操控通信、列尾通信、無線列調通信、視頻監(jiān)控等組成的鐵路通信應用系統(tǒng)，在經(jīng)過車載運行實驗和室內(nèi)動力分布實驗后，經(jīng)專家組檢驗，表明該系統(tǒng)可滿足朔黃鐵路運行的技術要求，具有創(chuàng)新性，技術成果達到國際領先水平。
七、結束語
鐵路通信是以運輸生產(chǎn)為重點，主要功能是實現(xiàn)行車和機車車輛作業(yè)的統(tǒng)一調度與指揮。但因鐵路線路分散，支叉繁多，業(yè)務種類多樣化，組成統(tǒng)一通信的難度較大。所以，在鐵路通信系統(tǒng)中應當將各種現(xiàn)代化的通信技術有機結合，以保證行車安全、防止作業(yè)事故，提高運輸效率，加速機車周轉，以及改善服務質量等。
參考文獻
[1]田裳，沈堯星主編.鐵路應急通信[J].中國鐵道出版社，2008，6(16):154-156
篇11
OFDM(orthogonal frequency division multiple-xing)技術是一種在無線環(huán)境下的高速多載波傳輸技術，在頻域內(nèi)通過將給定信道分成許多正交子信道，每個子信道上使用一個子載波進行信號調制，各子載波并行傳輸。OFDAM技術能有效地抑制無線信道的時間彌散所帶來的符號間干擾(ISI,inter symbol interference)，可靈活地進行頻率選擇，方便地實現(xiàn)頻譜管理，是公認的比較容易實現(xiàn)頻譜資源控制的方法，目前無線通信領域的新興技術幾乎都以OFDM 為核心，OFDM 技術已經(jīng)成為下一代無線通信技術的主流。
集中式動態(tài)資源分配與分布式動態(tài)資源分配算法
在移動通信系統(tǒng)中，比較典型的通信頻譜分配算法主要有兩種，一種是集中式動態(tài)資源分配，另一種是分布式動態(tài)資源分配。
在集中式動態(tài)資源分配算法中，頻譜的分配由控制中心來決定，用戶和基站只是參與策略的實施，負責收集信道信息，然后將信息反饋到控制中心。控制中心根據(jù)掌握的整個區(qū)域的信息情況，按照最佳的分配算法進行頻譜資源的分配，為此，控制中心要付出計算復雜度高、延遲時間長的代價。
在分布式動態(tài)資源分配算法中，頻譜分配策略是由用戶或基站決定，他們相互之間可以是獨立的，也可以有一定的合作關系。在此算法中，由于信號攜帶的信息量少，計算復雜度也大大地降低，具有一定的優(yōu)勢。
在采用OFDMA 技術的現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，由于存在頻率選擇性衰落，必須針對每個子載波進行信息交互，因此，完全的集中式算法和分布式動態(tài)算法在OFDMA系統(tǒng)中都比較很難實現(xiàn)。究其主要原因，一是傳統(tǒng)算法將事先確定的信噪比（SINR）門限加于接收信號上，但現(xiàn)代寬帶數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用的是動態(tài)的自適應編碼和調制，發(fā)射機和接收機采用的編碼和調制技術也不一定相同，而且SINR的不同，系統(tǒng)的吞吐量也是不同的。其次是傳統(tǒng)算法都是基于平坦衰落的，信道信息只要和一個頻譜相一致就可以，算法比較簡單，而現(xiàn)代寬帶無線通信系統(tǒng)為了對抗頻率選擇性衰落有著更多的選擇，用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率要求也有很大的不同。第三是現(xiàn)代寬帶無線通信系統(tǒng)中信道信息量較高，計算復雜。完全的分布式算法在平衡系統(tǒng)通信狀況方面存在較大困難，而且受信道的影響較大難以實現(xiàn)。
按優(yōu)先級的多小區(qū)間資源分配的算法
為了克服以上兩種通信頻譜分配方式的因維，在以OFDMA技術為物理傳輸層的移動通信系統(tǒng)中，提出一種按優(yōu)先級的多小區(qū)間動態(tài)頻譜資源分配的算法，在進行資源分配之前，先計算每個小區(qū)在上個時間段的頻譜利用率，根據(jù)頻譜利用率的大小不同，確定小區(qū)載波分配的優(yōu)先級，按優(yōu)先級的不同進行載波再分配，從而達到有效地使用載波，減少小區(qū)間的共道干擾問題，提高載波的效率和系統(tǒng)的容量。
·算法描述
為了分析按優(yōu)先級進行小區(qū)間資源分配算法對系統(tǒng)性能影響的方便，假設蜂窩移動通信系統(tǒng)中的每個小區(qū)有且只有一個基站，每個基站向其所在小區(qū)的用戶傳輸數(shù)據(jù)時的功率保持不變，在此基礎上，獲得每個小區(qū)在此時間段能夠使用的子信道個數(shù)，再與每個小區(qū)實際占用的子信道個數(shù)作比較，獲得在此時間段小區(qū)分配子信道的優(yōu)先級，按照小區(qū)的優(yōu)先級順序為小區(qū)分配下一時間段子信道個數(shù)，框圖如圖1所示。
·仿真實驗及結果分析
不失一般性，假設一個蜂窩移動通信系統(tǒng)中包含有7個緊密相連的小區(qū)，每個小區(qū)都是一個半徑相同的正六邊形的區(qū)域，正六邊形的半徑為600米。每個小區(qū)設立一個基站，基站置于小區(qū)的中心處。在每個小區(qū)中有10個用戶，隨機分布于小區(qū)的各個位置。如圖2所示某一時刻的系統(tǒng)拓撲圖。
假設系統(tǒng)可用的總帶寬為1 MHz，被分成64個子載波。每個子載波的噪聲功率譜密度一樣，都為1．0?0-9。在這個系統(tǒng)中小尺度衰落采用6徑瑞利衰落信道，時間延遲為[1 2 5 16 23 50]微秒，功率衰落為[-30 -2 -6 -8 -10]dB。用Simulink在MB一OFDM系統(tǒng)平臺上仿真，仿真結果如圖2。
圖3是當小區(qū)半徑為600米時，大尺度衰落的參數(shù)分別為：K=1.0?0-5， d0=1000m，%Z=4時的系統(tǒng)性能圖。其中橫坐標表示的是進行的算法實驗次數(shù)， 縱坐標表示每次算法結束后的所獲得的系統(tǒng)的總容量。
圖4是當小區(qū)半徑為60米時，大尺度衰落參數(shù)分別為：K=1.0?0-5，d0=lm，%Z=4時的微蜂窩通信系統(tǒng)的系統(tǒng)性能圖。
由圖3、4可以很容易就看出，論文中提出的以上一時刻小區(qū)的資源使用情況為根據(jù)，按小區(qū)的優(yōu)先級進行小區(qū)間資源分配的算法，比隨機進行的小區(qū)間資源分配算法系統(tǒng)性能得到了一定的提高，而比未進行任何資源分配算法的系統(tǒng)性能要大很多。
將圖3和圖4相結合來看，不論是在半徑較大（R=600m）的宏蜂窩通信系統(tǒng)中,還是在半徑較小(R=60m)的微蜂窩通信系統(tǒng)中，將三種算法的系統(tǒng)性能優(yōu)劣方面進行比較，可以看出：依然是論文中所提出的算法對提高系統(tǒng)性能的貢獻最大。
采用隨機資源分配算法后的系統(tǒng)性能與進行資源分配之前的系統(tǒng)性能之比不到2，采用論文所提資源分配算法后的系統(tǒng)性能與進行資源分配之前的系統(tǒng)性能之比大于5.5。進一步說明采用文中所提的多小區(qū)資源分配算法可以在一定程度上提高系統(tǒng)的性能。
篇12
隨著我國應急救援體系的發(fā)展,消防部隊已逐步成為城市主要的應急救援力量,廣泛參與到自然災害、事故災難、社會安全事件等公共突發(fā)事件的應急救援處置中,并承擔了部分非緊急的社會救助任務。消防通信是消防部隊開展滅火救援行動的根本保障,是未來城市應急救援體系中信息通信的主要組成部分。美國911恐怖襲擊事件中警察和消防員未建立統(tǒng)一的通信手段而造成的慘痛教訓凸現(xiàn)出城市消防通信規(guī)劃的重要性,所以在城市消防規(guī)劃編制過程中合理規(guī)劃和部署消防通信的建設和發(fā)展,在規(guī)劃方針的指導下逐步建立和完善城市消防通信體系,是消防部隊在執(zhí)勤備戰(zhàn)和災害救助中全面發(fā)揮應急救援能力的根本保障。
2、消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀
消防通信規(guī)劃的編制主要由城市規(guī)劃設計單位和消防部門共同完成。由于城市建設和通信技術的高速發(fā)展,各地消防通信系統(tǒng)也在不斷的擴展和升級,消防通信建設所依據(jù)的《消防通信指揮系統(tǒng)設計規(guī)范》等規(guī)范文件的要求與目前的應用現(xiàn)狀相差較大,內(nèi)容滯后且不全面,對規(guī)劃編制的指導意義不夠充分,一些通信指揮系統(tǒng)雖已達到火災報警、火警受理、滅火救援通信調度等應用的基本要求,實際中卻不能滿足新形勢下消防部隊應急救援通信指揮的需求。并且由于消防通信規(guī)劃的專業(yè)性較強、技術要求高、涉及的領域廣泛繁多、基礎設施建設發(fā)展不均衡等方面的原因,使消防通信規(guī)劃的編制工作難以有效和深入開展,造成部分城市消防通信規(guī)劃的內(nèi)容空泛、缺乏深度、可操作性較差,不能切實有效的指導城市消防通信建設和發(fā)展。此外我國的應急管理體系建設起步較晚,部分消防通信規(guī)劃內(nèi)容僅片面集中于火災事故方面,缺乏城市應急救援總體發(fā)展的綜合考慮,造成消防通信建設與城市應急救援體系建設脫節(jié)。
3、消防通信建設現(xiàn)狀
消防部隊的信息通信建設按照公安部消防局信息化建設的總體規(guī)劃部署和具體要求展開,實施主要依靠當?shù)卣斦芸睢數(shù)毓膊块T和電信部門的通信網(wǎng)絡建設以及消防部隊自身的信息化裝備建設來完成,目前各級消防部隊均已形成了相對獨立的消防信息通信體系。以下將從基礎通信網(wǎng)、消防通信指揮中心、消防綜合業(yè)務信息系統(tǒng)等幾個消防規(guī)劃中涉及的重點方面具體展開論述。
3.1 基礎通信網(wǎng)絡
基礎通信網(wǎng)絡是消防通信和城市應急通信的基礎設施,網(wǎng)絡的建設直接決定了消防部隊的信息應用能力,所以基礎通信網(wǎng)絡的發(fā)展是消防通信規(guī)劃的重點。目前消防部隊依托公安信息網(wǎng)、公眾電信網(wǎng)、無線超短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等多種通信網(wǎng)絡傳輸語音、圖像和數(shù)據(jù),形成了一套較為完整的消防通信網(wǎng)絡體系,以下歸納為計算機通信網(wǎng)、有線通信網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信和短波通信網(wǎng)等幾部分介紹。
3.1.1 計算機通信網(wǎng)
目前消防部隊各級單位均已接入了以公安信息網(wǎng)為基礎的計算機通信網(wǎng),這一網(wǎng)絡是消防部隊數(shù)據(jù)通信的基礎網(wǎng)絡,承擔滅火救援指揮調度、消防綜合信息管理等大部分信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞,并可實現(xiàn)ip語音電話和視頻傳輸?shù)榷嗝襟w應用。為保證調度指揮等重要信息的可靠傳遞,部分節(jié)點間還建立了指揮調度專線和備份網(wǎng)路。在消防通信規(guī)劃中應按照當?shù)毓残畔⒕W(wǎng)和消防部隊自身信息通信的建設情況以及各級消防部隊的信息通信需求,合理規(guī)劃消防計算機通信網(wǎng),確保網(wǎng)絡的全面接入和可靠暢通。
3.1.2 有線通信網(wǎng)
有線通信網(wǎng)包括報警電話接入和報警信息查詢專線、指揮調度專線、辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)等通信網(wǎng)絡,是城市各級消防隊站獲知災害事故發(fā)生和傳遞調度指揮命令的基礎信息通信網(wǎng)絡。其中報警電話接入專線是用于接受公用電話網(wǎng)的報警和城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)的火警信號及相關信息的通信線路。報警信息查詢專線是用于獲取報警電話的位置、裝機人身份等信息的數(shù)據(jù)專線。指揮調度專線是用于連接火警受理終端、各消防站以及各相關聯(lián)動單位的通信專線。辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)是消防部隊內(nèi)部各級部門之間和與公安機關之間通信的辦公電話網(wǎng)。有線通信網(wǎng)是傳統(tǒng)的消防通信基礎網(wǎng)絡,目前各城市基本完成了消防有線通信網(wǎng)的建設,在消防通信規(guī)劃中應以未來網(wǎng)絡容量和性能的改進及發(fā)展等內(nèi)容為主,確保消防有線通信網(wǎng)的完備可靠,保證消防部隊對災害事故快速響應和出動調集命令的有效傳達。
3.1.3 無線通信網(wǎng)
無線通信是消防部隊在滅火救援展開和進行過程中用于災害現(xiàn)場信息傳遞的主要通信方式。目前各級消防部隊普遍配備了用于現(xiàn)場通信的350mhz超短波無線常規(guī)通信設備,并利用轉信臺擴展網(wǎng)絡覆蓋的范圍。大部分城市還依托當?shù)毓矡o線集群通信系統(tǒng)建立了消防集群通信網(wǎng),北京、上海等地還建設了具備網(wǎng)絡容量大、通話質量高、應用功能多等特點的數(shù)字集群通信網(wǎng)。消防部隊以超短波無線通信為基礎構成了由城市消防通信指揮網(wǎng)、現(xiàn)場指揮網(wǎng)和滅火救援戰(zhàn)斗網(wǎng)組成的三級無線通信網(wǎng)絡,并且利用gprs、cdma、3g等公眾移動通信技術以及超短波、微波數(shù)傳設備等多種手段建立無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),用于傳輸滅火救援現(xiàn)場的圖像和數(shù)據(jù)信息。此外公眾移動電話網(wǎng)也是消防部隊重要的輔助通信手段。合理規(guī)劃城市消防無線通信網(wǎng),構建可靠的無線通信體系是消防部隊在滅火救援過程中戰(zhàn)斗力有效發(fā)揮的根本保證。
3.1.4 衛(wèi)星通信和短波通信
在地震、泥石流等大型自然災害救援或野外應急救援中,依賴中繼站的常規(guī)無線通信網(wǎng)往往會受到傳輸距離和范圍、電力供給、極端環(huán)境影響等方面的局限,不能滿足消防部隊信息通信的需要,此時衛(wèi)星通信和短波通信等應急通信方式成為救援現(xiàn)場最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已對消防衛(wèi)星通信體系做出總體的規(guī)劃和部署,并推進消防衛(wèi)星通信網(wǎng)的建設,一些城市的消防部隊先后配備了“動中通”衛(wèi)星通信設備、便攜衛(wèi)星站、短波電臺等應急通信裝備,在玉樹地震和舟曲縣特大泥石流等自然災害救助和部分大型跨區(qū)滅火應急救援中顯現(xiàn)出極強的應急通信保障能力。消防衛(wèi)星通信和短波通信是應急通信體系中的重要部分,是城市有效抵御極端災害的基礎保障設施。
3.2 消防通信指揮中心
消防通信指揮中心是消防部隊信息通信和作戰(zhàn)指揮的中樞,具有受理報警、滅火救援指揮調度、信息情報支持等功能,負責火災及其它災害事故的接處警受理和消防救援力量的調度指揮。按照公安部“三臺合一”的要求,目前我國大部分地級以上城市均已設置了包括治安、交通、消防在內(nèi)的接處警指揮中心,建立了統(tǒng)一的集中受理和多部門聯(lián)動的接處警平臺,一些城市還進一步將醫(yī)療救護、安全生產(chǎn)等應急救援相關的領域納入其中,并形成城市綜合應急救援指揮中心。部分通信指揮中心還具備使用手機定位技術和gis技術確定報警人的位置、使用短信平臺受理報警、即時監(jiān)控救援力量的行動狀態(tài)、通過圖像監(jiān)控系統(tǒng)獲取災害發(fā)生區(qū)域的現(xiàn)場狀況和交通狀況等功能。在消防通信規(guī)劃中應針對本地的實際情況,綜合考慮未來城市應急救援體系的發(fā)展,確定消防通信指揮中心的建設發(fā)展方案。
移動消防通信指揮中心是設置在專門的通信指揮車中并集成了消防通信指揮相關功能的移動指揮平臺,通常包括調度指揮臺、輔助決策信息系統(tǒng)、多種無線通信系統(tǒng)、火場圖像系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、現(xiàn)場廣播、供電及照明等其他輔助設備,是眾多救援力量參與的復雜災害事故處置現(xiàn)場中通信指揮的關鍵因素。按照城市規(guī)模和應急救援體系的建設情況,配置不同功能組件和不同移動及通信能力的消防通信指揮車是消防通信規(guī)劃中的重要問題。
3.3 消防綜合業(yè)務信息系統(tǒng)
消防綜合業(yè)務信息系統(tǒng)是包括了滅火救援指揮、消防監(jiān)督管理、部隊管理和消防公眾服務等多種應用功能的信息系統(tǒng)集成,是消防通信中應用軟件的主要部分。按照消防部隊信息化建設總體規(guī)劃和部署,各級消防部隊將逐步推廣和應用包括消防基礎數(shù)據(jù)平臺、消防公共服務平臺及各消防綜合業(yè)務信息系統(tǒng)等部分的一體化業(yè)務平臺。目前各地統(tǒng)一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步開展了消防監(jiān)督管理、部隊管理和公眾服務等信息系統(tǒng)的推廣和應用,而對于消防基礎信息平臺、滅火救援指揮系統(tǒng)等面向滅火救援指揮和管理的信息系統(tǒng),因受到基礎信息數(shù)據(jù)庫和通信基礎設施建設情況的局限,各地的應用程度差異較大。在消防通信規(guī)劃中,應將建立和完善城市地理信息、火災風險信息、危險源信息、水、電、生產(chǎn)、醫(yī)療救護信息等內(nèi)容的城市應急救援基礎信息數(shù)據(jù)庫,以及按照城市應急救援的具體需求開展消防指揮調度系統(tǒng)、消防指揮決策系統(tǒng)、重大危險源評估系統(tǒng)、模擬演練等系統(tǒng)的應用納入到消防通信規(guī)劃中重點建設。
4、未來發(fā)展趨勢
隨著信息通信技術的高速發(fā)展,眾多高性能的通信技術將逐步應用于消防通信領域中,不斷推進消防通信的發(fā)展。目前第四代移動通信技術已進入實驗性應用階段,在不久的將來勢必將成為消防通信體系中高質量傳輸數(shù)據(jù)信息的重要手段。信息通信硬件設備的發(fā)展,使信息通信裝備的通信性能和移動性能不斷提升,設備成本將更加低廉,未來隨著多媒體單兵信息裝備的深入應用,使災害救援現(xiàn)場各級指戰(zhàn)員具備強大的信息通信能力,數(shù)字集群通信、衛(wèi)星通信、微波數(shù)據(jù)通信等通信設備也將廣泛裝備到各級消防部隊中,逐步成為普遍配備的常規(guī)通信手段。隨著城市災害聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設,消防通信指揮中心可以智能感知火災等災害事故的發(fā)生并及時獲取相關災情信息,極大的提高消防部隊對災害事故響應能力。此外物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術、傳感器技術、ad hoc網(wǎng)絡等應用于消防領域,可以即時、全面、深入的獲得滅火和應急救援現(xiàn)場的災情狀況和救援實力狀況,實現(xiàn)天空地一體的消防通信體系和數(shù)字化指揮調度體系。在消防通信規(guī)劃中,應結合未來通信新技術的發(fā)展,合理規(guī)劃和部署城市消防通信建設。
5、問題和建議
消防通信的發(fā)展應與城市應急救援體系各方面的發(fā)展情況及相關領域的具體情況協(xié)調統(tǒng)一。由于通信技術的發(fā)展速度較高,消防通信規(guī)劃編制中應準確預見未來城市消防通信的需求,在首先確立適合消防通信發(fā)展總體框架基礎上靈活的選擇兼容性好、生命力強并具備開放和統(tǒng)一標準的技術和設備,有效避免重復建設,并盡量降低系統(tǒng)升級換代和改造的成本。發(fā)展中還應重視基礎通信設施建設,切忌盲目追求新技術和熱點技術。可靠度和抗災能力是消防通信系統(tǒng)中不能忽視的問題,應充分考慮應急狀況下缺乏電源供給、設備損壞、大量用戶占用等特殊情況的系統(tǒng)運行,合理劃分系統(tǒng)中緊急與非緊急應用的分工、采取冗余和備份設計、增設應急狀態(tài)的專用模式等手段提高系統(tǒng)可靠程度和對災害的抗擊能力。此外消防通信系統(tǒng)設計中還應充分考慮到互聯(lián)網(wǎng)、公安網(wǎng)、公眾話務網(wǎng)、政務網(wǎng)等多個獨立通信網(wǎng)絡中各種系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的融通,設計中應盡量將系統(tǒng)各具體應用建立在統(tǒng)一的平臺和網(wǎng)絡中,并采用一些安全穩(wěn)妥的連接手段,共享和交換各網(wǎng)絡間的信息數(shù)據(jù)。
參考文獻
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篇13
0 引言
近年來，隨著無線通信技術的發(fā)展和無線通信應用產(chǎn)品的普及，尤其是手持無線通信設備的普及，無線通信設備被做的越來越小，以使使用者能夠隨身攜帶；無線電波頻譜也越來越寬，有時需要同一無線設備在不同頻率下均能夠正常工作，這就使得人們對用于無線通信的天線有了更高的要求，即天線要實現(xiàn)小型化，多頻化等特點。
將分形幾何應用于天線設計中，正是實現(xiàn)天線小型化、多頻化的一個重要手段。自從法國數(shù)學家曼德勃羅（Benoit-Mandelbrot）在1973年首次提出分形的概念以來，分形幾何學已經(jīng)引起了眾多學者的重視與研究。20世紀80年代，對波與分形結構相互作用的研究多了起來，促進了分形電動力學的發(fā)展，而分形天線則正是分形電動力學的眾多應用之一。①天線的分形設計是分形幾何學與經(jīng)典電磁理論的融合。分形天線主要是在小型化和多頻化兩個角度突破了傳統(tǒng)天線的局限性。分形復雜的形狀使得一些天線的尺寸縮減成為了可能。天線這種窄帶設備的性能高度依賴于其尺寸。對于尺寸固定的天線而言，其輸入阻抗、增益、方向圖、副瓣電平等主要性能參數(shù)將隨著工作頻率的變化而變化。分形具有自相似性，分形天線又具有了分形的特征，從而具有了多頻特性。目前，分形天線在無線通信、移動通信和衛(wèi)星通信方面都有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的市場前景。②
1 研究現(xiàn)狀
近年來，對于分形天線的研究也比較多。除了發(fā)現(xiàn)了一些新的分形結構外，主要對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的分形結構進行適當變形，以觀察變形處理對天線性能的影響。目前應用到天線設計中的分形結構除了常見的Sierpinski墊、Sierpinski毯、Koch曲線、Minkowski曲線等幾種外，還有一些新的分形結構。A. Azari， J. Rowhan將六邊形衍生出的分形結構應用到了天線設計中，設計出的分形天線具有低輪廓，重量輕，易于制作等特點，并且具有多頻和寬帶的特點。③J. Vemagiri， M. Balachandran， M. Agarwal等人將半個Sierpinski三角形墊片分形結構利用到電子標簽的設計中，產(chǎn)生了較好的效果。④
國內(nèi)對分形天線的研究起步較晚，研究的深度和廣度不及歐美。目前，國內(nèi)對分形天線的研究總體上仍要落后于國外，但也已有不少優(yōu)秀的成果問世。據(jù)了解，國內(nèi)的一些高校和研究機構如清華大學和西安電子科技大學對分形天線進行了一系列研究。⑤⑥另外，任帥、張廣求等人利用分形結構設計了共面波導饋電的分形縫隙天線⑦和具有陷波特性的超寬帶縫隙天線，⑧屠振等人將Minkowski分形環(huán)應用于八木天線設計中，使天線尺寸得以縮減。⑨侯申茂、何焰藍等人從仿真模擬和實驗測試的角度研究了以Minkowski為邊界的微帶分形天線。⑩田鐵紅、周正利用Ensemble7.0對Sierpinski三角形墊片狀的微帶貼片天線進行了仿真設計與特性分析。 羅陽、朱守正等人利用加載了1階Koch曲線的1階Sierpinski三角墊片結構設計了一種新型的RF-MEMS開關的混合分形可重構天線，使其在不同狀態(tài)下均具有多頻特性和可重構性。 曾憲鋒、張晨新等人利用弧形分支樹狀分形采用簡單的巴倫饋電結構設計了一種偶極子天線，發(fā)現(xiàn)二階分形的工作頻率和0階分形降低了37.5%。 Wen-Ling Chen、Guang-Ming Wang等人提出并實驗研究了印有分形槽的微帶線饋電寬縫隙天線，研究發(fā)現(xiàn)該天線可以有效地提高工作帶寬。
2 研究方法
（1）理論研究。目的是建立分形天線性能與分形幾何參數(shù)之間的關系。（2）借助現(xiàn)代化技術手段如計算機軟件等進行分形天線圖形的設計和生成。目前可以用來設計和分析天線模型的電磁仿真軟件比較多，功能也普遍比較強大，如CST、AnSoft HFSS、Zeland、IE3D、NEC等等。（3）探討有效的仿真數(shù)值方法。目前常用的方法包括矩量法（MoM）、有限元法（FEM）和時域有限差分法（FDTD）以及其他數(shù)值方法。像上面說的Zeland、IE3D軟件是基于MoM的，而AnSoft HFSS則是基于FEM的。（4）實驗研究，包括測量天線輸入阻抗、天線增益、回波損耗、電壓駐波比、極化特性和方向圖等參數(shù)，并與仿真結果比較。
3 結束語
分形理論在科學研究與工程應用中受到了越來越多的重視，包括分形電動力學和分形天線工程。分形天線在移動通信、超寬帶天線、小型化天線、低副瓣天線等領域都有廣泛應用，受到了越來越多研究人員的重視與研究。目前，分形天線不管是在理論研究方面還是在實際應用方面都還是一個比較新的領域，還處在發(fā)展的早期階段，還有很多問題尚待解決，系統(tǒng)理論也尚未建立。還有很多相關課題值得進一步研究。
武漢工業(yè)學院工商學院校級科研項目（2010KY05）
注釋
①②何慶強.Koch和Sierpinski分形天線研究[D].電子科技大學碩士學位論文，2005.
③ A.Azari， J.Rowhani. Ultra Wideband Fractal Microstrip Antenna Design[J]. Progress In Electromagnetics Research C，2008，Vol.2：7-12.
④ J.Vemagiri， M.Balachandran， M.Agarwal， et al. Development of compact half Sierpinski fractal antenna for RFID applications[J]. IEEE Lett，25th，October 2007， Vol.43，No.22.
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