現代無線通信技術論文匯總十篇

時間:2023-03-22 17:32:44

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現代無線通信技術論文

篇(1)

二、認知無線電與寬帶無線通信系統的融合

認知無線電的關鍵技術有:頻譜監測技術,自適應頻譜資源分配技術、自適應調制解調技術等。寬帶無線技術主要有正交頻分復用技術(OFDM)、多輸入多輸出技術(MIMO)、HARQ技術和AMC技術等。認知無線電與寬帶無線通信系統的融合最主要的就是自適應頻譜資源分配技術和正交頻分復用技術結合、并輔以其它相關技術。OFDM系統是目前公認的比較容易實現頻譜資源控制的傳輸方式。該調制方式可以通過頻率的組合或裁剪實現頻譜資源的充分利用,其與自適應技術相結合,除了在傳統的時間域上自適應外,還更容易利用多載波的頻率域,可以靈活控制和分配頻譜、時間、功率等資源,在結合MIMO系統的空間資源,根據用戶在不同的位置的不同傳輸條件,感知環境并且適應環境,并不斷地跟蹤環境的變化,以合理利用資源、提高系統容量。自適應頻譜資源分配的關鍵技術主要有:載波分配技術、子載波功率控制技術、多天線層資源分配算法和復合自適應傳輸技術。

(1)載波分配技術。CR具有感知無線環境的能力。子載波分配就是根據用戶的業務和服務質量要求,分配一定數量的頻率資源。檢測到的寬帶資源是不確定的,隨時間、空間、移動速度等變化。OFDM系統具有裁剪功能,通過子載波的分配,即在頻段內對于用戶來說,信干噪比(SINR)較高的不規律和不連續子載波的頻譜資源進行整合,按照一定的公平原則將頻譜資源分配給不同的用戶,確定每個子載波傳輸的比特數量,選取相應的調制方式,實現資源的合理分配和利用。

(2)子載波功率控制技術。由于分配給用戶的功率和子載波數一般是成比例的,功率控制算法在經典的“注水”算法的基礎上,有一系列的派生算法。這些算法追求的是功率控制的完備性和收斂性,既要不造成干擾又要使認知無線電有較好的通過率,且達到實時性的要求。事實上功率控制算法和子載波分配算法是密不可分的。這是因為在判斷某子載波是否可以使用時,就要對現狀(空間距離、衰落)做出判斷,同時還需要計算出可分配的功率大小,對于一個用戶如果速率一定,如子載波數目增加所需的功率就會下降。

篇(2)

傳統的視頻編碼標準都是圍繞比特流的概念組織的。實際上用于傳送數字視頻的大多數網絡體系結構并不適合直接傳輸比特流。在許多網絡體系結構中,比特流需要拆分為數據分組。這些分組的特性,如最小/最大尺寸、相關開銷和差錯屬性等在網絡體系結構間、甚至在某個給定的網絡體系結構內也是很不相同的。假如視頻編碼器自身能和網絡特性很好的匹配,將能夠獲得更好的視頻QoS。問題是如何容錯地支持易差錯的無線移動網絡?為了解決無線移動信道視頻的容錯傳輸,我們將采用如前向糾錯編碼及支持差錯復原的視頻壓縮編碼技術來解決。H.264編解碼器可以很好的解決易差錯信道的視頻容錯傳輸。在3GPP/3GPP2的傳輸環境下通過選擇適當的條帶長度使H.264編解碼器和無線移動信道的網絡特性得到很好的匹配,實現無線移動信道視頻的容錯傳輸。H.264標準適用于無線網絡傳輸的主要原因之一就是在概念上分為兩層:視頻編碼層VCL(VideoCodingLayer)和網絡抽象層NAL(NetworkAbstractionLayer),其中VCL負責高效的視頻內容表示,它被設計成盡可能獨立的網絡,NAL負責對編碼信息進行打包封裝并通過指定網絡進行傳輸。H.264中還定義了兩種新的幀編碼類型,即SP幀和SI幀來完成不同流的切換,可以根據傳輸網絡和用戶終端的具體情況自適應地在不同碼率的視頻流之間切換,這大大改善了視頻流對3G網絡的適應性。

一、3G視頻通信中容錯技術的應用

3G通信技術的出現使對話式無線視頻業務成為可能,雖然3G網絡在移動環境下的帶寬可達384kbps,在靜止環境下的帶寬可以達到2Mbps,但是由于信道衰減、建筑物遮擋、終端移動、多用戶干涉等原因影響,使得信道是時變且高誤碼的,因此,在3G網絡上傳輸視頻流時,僅僅追求高的壓縮效率是不夠的,必須有一定的容錯和錯誤掩蓋措施。最新的3GPP/3GPP2標準要求3G終端支持H.264/AVC視頻編解碼技術,同時由于硬件的限制,3G終端只支持部分H.264/AVC的容錯工具。H.264中雖然提供了一些容錯工具,但是它們有各自不同的用途和目的,即在不同的場合需要選擇不同的組合來使用。

1.1錯誤隱藏技術由于錯誤隱藏技術能夠利用接收到的數據來恢復丟失的數據,因此一般都應用在解碼器端。在無線網絡環境中,解碼器的這種能力尤其重要,因為無線網絡環境中誤碼率高,很多RTP包在傳輸中被網關或者路由器丟棄,而這些丟失的數據又必須在解碼器端根據空間和時間上的相關性來恢復。錯誤隱藏技術的實現方法也很多,在JVT參考軟件中,就使用了一種空間相關性的方法,即使用被丟失宏塊周圍的4個宏塊來恢復被丟失的數據,其選用的標準是使恢復后邊緣數據的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。這種方法的效果雖不是最好,但是計算簡單有效。

1.22Slice結構為了滿足MTU大小的要求,在3G網絡視頻傳輸中對視頻進行分片壓縮顯得尤其重要。經過分片壓縮后的視頻中每個RTP包中包含一個片,一般每個slice中包含一個或者幾個宏塊,并以RTP包的大小滿足MTU的要求為準。

1.3幀內編碼塊刷新由于幀內編碼不依賴時間上相鄰幀的數據,所以幀內編碼塊能有效地阻止由于包丟失甚至幀丟失而引起的錯誤傳播。對于對話式視頻業務來說,由于實時性要求高,而且I幀刷新的頻率較低,因此可以用幀內編碼塊來部分代替I幀的作用。H.264/AVC提供了兩種幀內編碼塊刷新(intrablockrefreshing)模式;其中,一種是隨機模式,即用戶可以選擇幀內編碼塊的數目,而由編碼器隨機決定哪些哪些位置上的宏塊實行幀內編碼;另一種是行刷新模式,即編碼器在圖像中依次選擇一行進行幀內編碼,但圖像分辨率大小不同,每次需要幀內編碼塊的數目也不同,例如在QCIF格式圖像中,每次需要選擇一行,即11個宏塊進行幀內編碼,而在CIF格式圖像中,這個數字變成22。

1.4參數集(ParameterSets)H.264標準中,取消了序列層和圖像層,將原本屬于序列和圖像頭部的大部分句法元素分離出來形成序列參數集SPS(SequenceParameterSet)和圖像參數集PPS(PictureParame2terSet)。序列參數集包括了與一個圖像序列有關的所有信息,如編碼所用的檔次和級別、圖像大小等,應用于視頻序列。圖像參數集包含了屬于一個圖像的所有片的信息,如嫡編碼方法、FMO,宏塊到片組的映射方式等,應用視頻序列中的一個或多個獨立的圖像。多個不同序列參數集和圖像參數集被解碼器正確接收后,被存儲于不同的己編碼位置,解碼器依據每個己編碼片的片頭的存儲位置選擇合適的圖像參數集來使用。

1.5冗余片(RedundantSlice)H.264編碼器除了對片內的宏塊進行一次編碼外,還可以采用不同的編碼參數對同一個宏塊進行一次或多次編碼,生成冗余片,冗余片的信息也被編碼進同一個視頻流中。解碼器在能夠使用主片的情況下會拋棄冗余片,反之如果主片丟失,也可以通過冗余片來重構質量。

1.6靈活的宏塊排序(FMO)FMO技術通過片組(slicegroup)技術來實現。片組是由一個或者多個片組成,而每個片中通常包括一系列的宏塊。采用FMO進行視頻編碼的好處在于,可以使因信道傳輸而引起的錯誤分散。具體實施方法是:幀圖中的宏塊可以組成一個或幾個片組,每一個片組單獨傳輸,當一個片組發生丟失時,可以利用與之臨近的已經正確接收到的另一片組中的宏塊進行有效的錯誤掩蓋。片組組成方式可以是矩形方式或有規則的分散方式(例如,棋盤狀),也可以是完全隨機的分散方式。采用FMO提高了碼流的容錯能力,卻使編碼效率有所降低,同時也會增加編碼延遲時間。

二、結論

通信技術的飛速發展,第三代數字無線移動通信網絡以及多媒體信息服務(MMS)的興起為無線移動環境下的多媒體通信業務(特別是視頻)提供了應用和發展的需求.多媒體業務是3G的基本業務之一,然而視頻通信業務對3G網絡還是一種挑戰,這是由于無線網絡是一種易錯網絡,容易受到多徑干擾、陰影衰落等多種條件的影響,致使視頻傳輸流中的RTP包會大量丟失,因此對于3G無線網絡中的視頻通信業務,容錯技術是不容忽視的。H.264/AVC視頻編碼標準本身提供了許多容錯工具,可以很好的解決易差錯信道的視頻容錯傳輸,提高3G視頻通信的可用性。

參考文獻:

篇(3)

前言

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。其作業方式為現場指揮人員手勢及哨音發令,天車司機受令執行操作的方式。這種方式為單方向發令并執行的操作,并沒有反饋環節,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, 并且環境嘈雜,經常出現受令司機錯誤理解指揮人員指令,或者兩臺天車同時作業時兩組作業人員相互產生干擾的情況。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)來實現與設備位置無關的人機信息交互。在工作現場。一些環境下禁止、限制使用電纜或很難使用電纜,有線通信系統很難發揮作用,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 無線通信的優點:

(1)無線通拓撲更適合工業網絡應用,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)由于工作環境為發電廠,所以內場電磁場非常強大,無線通信會受到干擾;

(2)作業現場并排擺放發電機勵磁系統控制柜,無線通信會干擾勵磁系統正常運行。

3 無線通信在起重作業中的應用

從前面的介紹不難發現,無線通信技術具有著非常明顯的優點及缺點。本文以現場實際生產情況為出發點,探討無線通信技術在兩臺橋式起重機人機系統的應用。如圖1所示。

3.1 現場總體控制

現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場發生事故和誤操作的概率。

3.3 雙天車聯動系統

水輪發電機組分解過程中,分解起吊發電機轉子時需要雙天車聯動動作,而且發電機定轉子線棒之間間隙很小,此時兩臺天車聯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作可以方便的實現。

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,所以在發電廠這個強磁場特殊環境中有自身的缺點。

從原理上出發,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,在多工種協同作業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過程“可控、在控”成為可能。并且它適用于各種工業環境,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的發展空間十分巨大!

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)

一、概述

電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設,已經初具規模,通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展,無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架,且抗自然災害能力較強,同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點,非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點,并分析其在電力系統的應用前景。

二、無線技術介紹

(一)無線通信技術的概念

目前,無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。

(二)無線通信技術的發展現狀

無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術,即基于IEEE802.15的無線個域網(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(WWAN)。

總的來說,長距離無線接入技術的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無線接入技術的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有:3.5GHz無線接入(MMDS)、本地多點分配業務(LMDS)、802.16d;移動無線接入技術主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。

1.主流無線通信技術

從技術發展的趨勢可以看出,以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。

2.其他無線通信技術

除了上述主流的無線通信技術外,目前已存在的無線通信技術還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。

(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點對點的數據傳輸協議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達16Mbps,通信介質為波長900納米左右的近紅外線。

(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴展技術,通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。

(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識別,俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。

(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信,幾乎是全數字通信系統,所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統的復雜性,降低成本。

三、無線技術優劣分析

(一)WLAN技術分析

Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟,而且大批量生產。該技術適用于無線局域網,作為有線網絡的延伸,對于特殊地點寬帶應用,盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術,通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。

(二)WiMax技術分析

WiMax是一個先進的技術,推出相對較晚,存在頻率復用性小、利用率低的問題,但由于最近才完成標準化,該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看,該技術可以在較大范圍內滿足上網要求,覆蓋可以包括室外和室內,可以進行大面積的信號覆蓋,甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離,一直被業界看好,是未來移動技術的發展方向,并提供優良的最后一公里網絡接入服務。

(三)WMN技術分析

WMN是正在研究中的技術,在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合,而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看,WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間,在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集,并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補,從而能夠揚長避短,發揮出各自的優勢。

(四)3G技術分析

3G于1996年提出標準,2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗,有一成套建網的理論,包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區已得到大規模的商業應用,比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段,還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。

(五)LMDS技術分析

本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術,其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務,是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下,距離可達8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去,在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號,在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下,實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。

(六)MMDS技術分析

MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠寬,最多不超過200MHz。其次,MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM調制技術,無法做到非視距傳輸,在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外,MMDS沒有統一的國際標準,各廠家的設備存在兼容性問題。中國-七)集群通信技術分析

數字集群系統具有很多優點,它的頻譜利用率有很大提高,可進一步提高集群系統的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力,使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術,所以對數字系統來說,保密性也有很大改善。

數字集群移動通信系統可提供多業務服務,也就是說除數字語音信號外,還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號,因此極大地提高了集群網的服務功能。

(八)點對點微波通信技術分析

微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面:第一,可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比,微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比,其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三,目前的微波產品對未來的發展是有保障的,對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來,微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上,可以全面支持運營商未來的發展。

(九)衛星通信技術分析

利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下,利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案,經濟又可靠。

但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺,其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金,而且通信資源為衛星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此,作為日常生產、生活使用是極為不經濟的;而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。

四、無線技術綜合比較

目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。

首先,從標準化程度上看,本報告所涉及的技術中,僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準,只是沒有統一的國際標準,其余的技術均已經完成標準化工作,并且都進行了試驗網建設和商業網建設。

從頻率上看,Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。

從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術,僅覆蓋35m~100m;WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術,覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術,通常用于通信主干組網建設。

從傳輸速率上看,點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術,不同的情況速率變化較大,而其余的技術均為接入技術,僅僅是3G技術接入速率最小,僅為384k,而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。

從調制技術上看,其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM,其余的技術均未采用OFDM調制技術。

篇(5)

一、概述

電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設,已經初具規模,通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展,無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架,且抗自然災害能力較強,同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點,非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點,并分析其在電力系統的應用前景。

二、無線技術介紹

(一)無線通信技術的概念

目前,無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用服務器等組成。

(二)無線通信技術的發展現狀

無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術,即基于IEEE802.15的無線個域網(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(WWAN)。

總的來說,長距離無線接入技術的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無線接入技術的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有:3.5GHz無線接入(MMDS)、本地多點分配業務(LMDS)、802.16d;移動無線接入技術主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。

1.主流無線通信技術

從技術發展的趨勢可以看出,以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。

2.其他無線通信技術

除了上述主流的無線通信技術外,目前已存在的無線通信技術還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。

(1)IrDA:Infrared Data Association,是點對點的數據傳輸協議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達16Mbps,通信介質為波長900納米左右的近紅外線。

(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴展技術,通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。

(3)RFID:Radio Frequency Identification,即射頻識別,俗稱標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。

(4)UWB:Ultra Wideband,即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信,幾乎是全數字通信系統,所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統的復雜性,降低。

三、無線技術優劣分析

(一)WLAN技術分析

Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟,而且大批量生產。該技術適用于無線局域網,作為有線網絡的延伸,對于特殊地點寬帶應用,盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術,通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。

(二)WiMax技術分析

WiMax是一個先進的技術,推出相對較晚,存在頻率復用性小、利用率低的問題,但由于最近才完成標準化,該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看,該技術可以在較大范圍內滿足上網要求,覆蓋可以包括室外和室內,可以進行大面積的信號覆蓋,甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離,一直被業界看好,是未來移動技術的發展方向,并提供優良的最后一公里網絡接入服務。

(三)WMN技術分析

WMN是正在研究中的技術,在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合,而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看,WMN 這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間,在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集,并廣泛應用到檢測、、等領域。隨著其他技術的不斷更新完善,WMN 更好地與之相融合、互補,從而能夠揚長避短,發揮出各自的優勢。

(四)3G技術分析

3G于1996年提出標準,2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗,有一成套建網的理論,包括對網絡的鏈路預算、模型預算以及仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區已得到大規模的商業應用,比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段,還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。

(五)LMDS技術分析

本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點的固定寬帶無線接入技術,其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務,是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下,距離可達8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去,在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號,在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下,實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。

(六)MMDS技術分析

MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠寬,最多不超過200MHz。其次,MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM調制技術,無法做到非視距傳輸,在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外,MMDS沒有統一的國際標準,各廠家的設備存在兼容性問題。

(七)集群通信技術分析

數字集群系統具有很多優點,它的頻譜利用率有很大提高,可進一步提高集群系統的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力,使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術,所以對數字系統來說,保密性也有很大改善。

數字集群移動通信系統可提供多業務服務,也就是說除數字語音信號外,還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號,因此極大地提高了集群網的服務功能。

(八)點對點微波技術分析

微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面:第一,可以降低運營商的運營。與租用線路相比,微波系統的只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比,其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三,目前的微波產品對未來的發展是有保障的,對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來,微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上,可以全面支持運營商未來的發展。

(九)衛星通信技術分析

利用衛星在有些不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的下,利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案,又可靠。

但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺,其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金,而且通信資源為衛星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此,作為日常生產、生活使用是極為不經濟的;而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。

四、無線技術綜合比較

目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。

首先,從標準化程度上看,本報告所涉及的技術中,僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準,只是沒有統一的國際標準,其余的技術均已經完成標準化工作,并且都進行了試驗網建設和商業網建設。

從頻率上看,Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。

從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術,僅覆蓋35m~100m;WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術,覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術,通常用于通信主干組網建設。

從傳輸速率上看,點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術,不同的情況速率變化較大,而其余的技術均為接入技術,僅僅是3G技術接入速率最小,僅為384k,而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。

從調制技術上看,其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM,其余的技術均未采用OFDM調制技術。

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1前言

計算機技術的廣泛應用和信息數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展,同時帶來了巨大且富有現實意義的發展前景和發展空間,測繪工程在理論方面或者是在實際操作上發生了翻天覆地的改變,由圖紙化的傳統測量技術向電子化的現代測量技術邁進,這將對采樣收集空間數據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展要求,也是創建科技中國的首要任務。當然,關于常規化的通信技術運用在測繪工程上是無法滿足測繪工程發展的時代要求,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,解決了傳統上圖紙化作業的難題,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、網管服務器等。

3無線通信系統兩大模塊的特點及表現

3.1無線通信系統中的硬件部分

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據和整個無線通信系統的正常工作有著極其重要的影響。單片機應該要符合數據傳送速度快、精確率高、穩定性能好、傳送長度長且具有語音傳送功能和能夠縮短數據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、占據空間的大小和損耗能量的多少。處于無線通信系統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的設計需求。例如,天線的長度大小要根據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象發生。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,在測繪工程的實際操作現場中,現場觀測人員在測繪中或者進行檢查工作時發現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無線通信系統的軟件部分

當無線通信系統的硬件部分完成將獲得的原始數據傳送到終端,系統的軟件部分就開始發揮其自身作用,處理原始數據,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。數據通信是將通信技術與計算機技術結合起來從而產生新的通信方式。要在不同地區之前實現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,分為無線數據通信和有線數據通信。它們都是利用傳輸信道使得數據終端和計算機相聯結,從而實現數據終端各種資源共享。在軟件部分的設計編寫方面,要創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環境中,而且可以對原來存在的軟件進行直接升級。在這種模式下開發運行,使得無線通信系統中的軟件部分在連接網絡的條件下實現交互的目的。軟件部分的設計開發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。利用網絡使得移動站中的GPRS無線數據終端與基準站的網管服務器連接起來,同時保證網管服務器的連接口與主機保持連接狀態,與此同時,在基準站的作用下數據會不斷進行修正,利用網絡連接使得GPRS無線數據終端能接收到數據,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,要創建標準的測繪工程管理體系,才能保證數據傳送的穩定性與準確性,才能保證測繪工程作業的有效順利進行。在傳統的測繪工程中,工作區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,隨著經濟建設的迅猛發展,城市化也逐漸發展成型,測繪工程量也越來越大,內容也越來越繁雜,傳統的測繪方式已經不再滿足時代潮流發展的需求,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射接收效率,增強數據傳輸的穩定性、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展,提高測繪作業的工作效率,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展應用,給測繪產業帶來了不可估量的發展前景和發展空間,推動了測繪行業的迅猛發展。

參考文獻

[1]陳剛,羌鈴鈴.如何實現智能網雙平面容災[J].通信技術,2011,44(03):103~105.

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1無線電通信技術的發展歷程

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,并當眾展示了他發明的無線電接收機,那天俄國當局定為“無線電發明日”。

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換代,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。

無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產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點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,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,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網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生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、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點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,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字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統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,這也是無線架輸的最大特點。

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,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經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采用了數字通信技術

提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,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展

信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3],尤其近年來世界范圍內全面展開,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有著不爭的發展趨勢。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拓新接入網絡的樣式

技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。

3.5過渡電路交換網絡

關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,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,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。新晨

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容保密性來說將是一大跨步的改革創新。

3.8提高無線通信網絡可持續性

無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,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絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。

結束語

回顧無線通信的發展歷程,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展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,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,網絡規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積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,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的發展潛力無窮,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新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。

參考文獻

[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.

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一、前言

我國是世界上最大的煤礦生產國,年產量達12億噸,占世界煤炭總產量的27%,同時我國也是煤炭消耗大國,煤炭工業在我國經濟建設中占有十分重要的地位。然而近年來國內持續不斷的礦難發生,給國家和人民帶來沉重的災難。此時礦場通信在任何時候任何地點都能進行可靠運行的重要性就凸顯出來,但由于煤礦井生產具有生產工序復雜,作業地點分散,人員流動性大,工作環境惡劣,事故隱患大等特點,所以要求煤礦井通信必須保證在事故發生時準確、及時、高效地進行通信聯絡,以便于井下緊急報警、人員撤離、搜尋救護目標等。

由于煤礦井的地層主要是由沉積巖構成的多層狀結構組成,各層分別屬于不同的層系,通常每一層系都有若干的礦物層和圍巖。所以,在發射天線的電磁場所覆蓋的通信區域內,可能會包含一些屬于不同地質年代的巖層。此外,地質構造運動的時有發生,各巖層的埋藏角差別很大,巖層的形狀有緩傾斜和急傾斜,其埋藏角不是一成不變的。同一巖層,在某些區域可能是緩傾斜,而在另一些區域可能是傾斜或急傾斜。最常見的是緩傾斜巖層和傾斜巖層。同時,各礦物層的層間距也有很大的差別,由相隔巖層的厚度決定,在各自的伸展方向上有可能加厚或變薄,甚至出現尖滅,分叉和斷層。總之,無線電信號在煤礦井巖層中的傳輸條件極其復雜,這也是穿透巖層無線通信問題難以解決的種種問題之一。

二、我國煤礦井下透地通信的現狀

對于地下無線通信的研究,早在上個世紀三十年代就已經開始了,當時國外某些國家出于軍事目的希望采用地下無線通信的方式來解決地下核試驗場到控制所之間的數據傳輸、地下指揮所到地下發射井之間的通信聯絡,但其發展相當緩慢。上世紀50年代末,國內外才出現了一些有關地下通信的論文及研究報告。英、法、美、日、加拿大等國通過研發推出了各種類型的井下無線通信系統。

90年代中期,加拿大的愛儀公司和澳大利亞的礦通公司先后推出具有高速信息公路功能的井下漏泄通信系統。這些系統采用的頻率在145~180MHz范圍,該系統可提供32個話音和數據傳輸信道,以及16個圖像視頻單向傳輸頻道,并能傳輸人員和設備跟蹤信息,具有尋呼遙控和緊急預告功能。

我國的地下煤礦井通信是從改革開放以來才逐步發展起來的,主要向三個方向發展:全煤礦井調度通信、全煤礦井局部通信和全煤礦井無線通信。

1.全煤礦井調度通信

全煤礦井調度通信屬于有線通信范疇,是煤礦井通信的主體,主要進行生產調度、指揮等工作。其經歷了人工磁石式電話、共用式礦用人工電話、縱橫制礦用自動電話、空分制程控調度機等發展歷程。近年來出現了數字程控調度機,該機可以進行清晰的語音通信,還可以實現數據、圖像的交換通信功能。只是目前價格相對于空分制程控調度機比較昂貴,不太適宜工業場合的大范圍投入。

2.全煤礦井局部通信

全煤礦井局部通信也屬于有線通信,它采用電話線進行通信,在一條電纜上連接多臺電話,實現各分機之間的通信聯絡。該系統的架設比較容易,價格也比較低,可以廣泛應用于生產環節。

3.全煤礦井無線通信

隨著地面通信的飛速發展全煤礦井無線通信也在不斷的發展,各個時期的井下無線通信技術為煤礦井下的安全生產和現代化管理做出了不同貢獻。我國井下無線通信主要方式有動力線載波通信、感應通信、漏泄通信、小區蜂窩移動通信、礦用小靈通無線通信系統、基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距離無線網絡與通信及超低頻透地無線通信等。

(1)動力線載波通信是應用在煤礦井架線機車上,借助動力電纜或機車架線作為信道,將語音信號調制成幾十千赫茲的載波信號在信道上傳輸。由于煤礦井載波通信采用的信道分支多,線路上設備啟動頻繁,造成信道參數隨時間和地點的變化很大,因而通信質量不理想。目前的載波通信系統在傳輸距離、通話清晰度、抗干擾性能和感應通信及漏泄通信技術相比有較大的差距。

(2)感應通信是通過架設專用的感應線或利用巷道內已有的導體如電纜,管道等進行通信。感應通信系統組成簡單、價格低廉,感應線鋪設簡便、無需中繼器等優點,使得該無線通信方式受到煤礦井的普遍采用。此外,它還能實現低發射功率遠傳輸距離,能同時向多方向傳輸信號。但是通信采用的信號頻率在兆赫茲以下,容易受到井內其他電磁噪聲的干擾,這樣使得感應通信的語音通話質量不理想。

(3)漏泄通信是通過在煤礦井中架設一條特制的同軸電纜,每隔一段距離在電纜上開一個槽孔,利用泄漏出的電磁場實現移動臺與移動臺之間,以及移動臺與固定臺之間的遠距離通信。該通信采用超高頻進行無線通信,信道穩定、電磁干擾小,但是系統的可靠性較差,抗故障能力差,只要某段中繼器與電纜之間發生故障,該中繼器后面的部分就會癱瘓,并且隨著中繼器的增加,噪聲也會逐級放大,以至于影響正常通信。除此之外,系統的維護和管理的成本也比較大,漏泄電纜的架設要求也比較高。

(4)小區蜂窩移動通信是一種建立在第二代GSM公共無線移動通信技術之上,將其大區域通信機制改為小區通信制的全雙工移動通信系統,本質上講,就是將地面蜂窩移動通信技術移植到煤煤礦井下應用,并用微小區概念來將井下巷道進行劃分,然后根據無線電波衰耗大小將全煤礦井服務范圍化為若干個較小服務范圍。然而,該系統在規劃井下部署和工作頻率時十分繁瑣,而且只支持語音,不支持圖像等視頻傳輸,也不能進行自行組網。

(5)礦用小靈通無線通信是按照煤礦安全相關標準,將城市中推行的公眾通信系統進行技術處理和移植,并延伸到煤礦井中使用,從而構建起井下無線通信網絡服務平臺。該服務平臺可實現高速數據業務、人員定位信息傳送等,可同時為煤煤礦井上、井下提供無線通信服務,在煤礦形成一整套覆蓋井上、井下立體的無線移動通信及生產調度系統。

(6)基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距離無線網絡與通信技術是以短距離的無線通信網絡技術為核心,以煤礦井工業以太網為整個系統的主干傳輸平臺,形成有線主干與無線終端相結合的通信方式。該通信系統具有低成本、低功耗、高擴展性、覆蓋靈活、易配置和部署等優點,迅速在煤礦井無線通信、人員和設備無線定位和跟蹤管理以及瓦斯無線監測系統中得到廣泛的應用。

(7)超低頻透地無線通信是一種電磁波穿透大地層的進行信息傳輸的無線通信方式,主要用于地面和井下應急救援人員通信。該系統能在充滿噪音、灰塵、照明度、電源供應等特定環境下進行工作,缺點是系統屬于單向通信、信道容量小,且無線通信速率低,傳輸帶寬比較窄,易受低頻電磁干擾。透地通信系統在地面所需的發射天線長達數千米,且其價格還比較昂貴,所以,只適合在大型煤礦中采用。

三、煤礦井下透地通信的應用研究

煤礦井透地無線通信系統是一種專用于煤礦井通信的無線通信系統。它主要用于礦場上指揮日常的生產管理和生產調度,并能在緊急情況下(如發生煤礦井坑道坍塌、透水、爆炸等突發事故時)仍然可以有效地進行地面與井下通信聯絡,這樣就可以為開展高效的施救行動帶來方便。

煤礦井透地無線通信采用極低頻(ELF,300~3000Hz)及甚低頻(VLF,3~30KHz)信號,因為這些頻段的電波能夠在巖層、沙壤、水等地層介質內傳播,且波長比較長其對地層穿透能力強,單位距離的衰減小,這在軍事上早有應用。本文提出的煤礦井透地無線通信系統就是基于極/甚低頻信號對地層具有較強的穿透能力這個機理來進行研究的。其通信系統組成如圖2.1,由地面通信部分、巖層信道及井下終端接收機構成。地面通信部分包括地面天線、地面電臺、監控室計算機等。監控室計算機用來向地面電臺發送數據,地面電臺對數據進行處理后控制地面天線的數據發送。該通信系統有三種工作模式:廣播、尋呼、緊急求救等。

當系統工作在廣播及尋呼模式下時,地面天線作為發射天線;地面電臺將監控室傳送來的廣播或尋呼數據,經過編碼、調制、功率放大等過程,產生低頻大功率激勵(預計可能需要數千瓦),施加于地面天線,激勵出低頻交變電磁場。低頻電磁場在穿越地層的過程中損耗較小,可以穿透100m~3km的地層,到達礦工所在的坑道。礦工隨身攜帶的終端機內藏有磁棒天線,耦合磁力線,變為電信號,再由選頻、放大、解調、解碼、糾錯、顯示等過程,完成數據接收過程。每臺終端機都具有唯一的編號,在尋呼模式下,只有編碼與尋呼編號一致的那一臺終端機響應并顯示尋呼內容;廣播模式下每一臺終端機都響應;還可根據班組編號實現群組廣播功能。

當發生緊急事故時,任何一臺終端機都可以緊急呼救,按壓呼救按鈕后,終端機發射求救信號,地面天線作為接收天線。終端機所發出的低頻信號穿透地層后被地面臺接收,經放大、選頻、解碼后,獲得求救人員信息。雖然終端機本身發射功率較小,但地面大面積的天線能夠提供較高的靈敏度。由于長波通信信道窄,要考慮信道復用問題,當多個終端機同時需要發送求救信號時,初步考慮采用載波監聽隨機競爭信道的方式互相錯讓發送時隙。

四、小結

我國煤礦井下透地通信的研究還處于不斷趨于成熟階段,經歷了有線到無線的過程,而透地通信在煤礦領域中有廣泛應用,對于促進人身安全和煤礦事業的發展具有重要的作用,將來在這一領域中必將會有更多更新的知識產生。

參考文獻

[1]李波,張毅.煤礦井下無線通信技術分析[J].科技信息,2008(28).

[2]奧戈羅德涅丘克(蘇)著.吳榮光,虞夢先譯.礦井低頻無線通訊[M].北京:煤礦工業出版社,1981.

[3]李文耀.煤礦井下無線通信的現狀及發展[J].機械管理開發,2005(2):53-54.

[4]劉富強,張申,程德強.井下無線通信系統設計及應用[J].電信科學,2001,17(9).

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中圖分類號:TN 929.3

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,信息已經成為人類社會文明進步的要素資源,成為現代社會持續發展的基本條件。信息網絡空間已經成為繼陸、海、空、天之后的第五大國家疆域,成為世界各國戰略競爭的重要領域。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絡空間的統治地位。在美國現有的國家信息安全體系中,政府、IT企業和社會團體分工協作,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略制定、網絡和信息安全項目策劃、網絡情報偵查、網絡防御以及網絡進攻的主導者,引領了整個美國信息安全領域的發展和規劃。其主要部門包括國土安全部、國防部、美軍網電司令部、商務部、聯邦調查局以及中央情報局;美國的IT企業則是網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據的來源,同時也是實施網絡作戰的實施主體;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部隊。

隨著無線與移動通信技術的高速發展,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絡中偵收和攻擊獲得的情報已經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絡安全的嚴峻態勢。美軍網電司令部2015年戰略規劃指南顯示,未來美軍網電部隊將把無線領域作為網絡攻防作戰的重點,這對我國國防和軍隊網絡安全體系和技術提出了新的考驗。本論文從歷史出發,對交換技術進行了簡要的回顧,指出了當前交換網絡發展的瓶頸以及問題,并基于前沿的下一代智能網絡以及大數據交換網絡提出了展望和設想。

1 軍隊無線網絡安全現狀

我國的互聯網、電信網、廣電網和各類專網(包含軍網)組成的國家基礎網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,造成網絡信息安全體系構建的極大障礙。

當前,我軍無線網絡通信手段主要包含戰場衛星通信、短波電臺通信、水下潛艇長波通信等戰時通信手段,以及軍隊日常辦公所使用的蜂窩網移動手機通信、單位無線局域網(Wi-Fi)以及家庭使用的寬帶及家庭無線局域網等非戰時通信手段。由于戰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、個人手機、家庭Wi-Fi等上網和通話極易被偵聽和竊密,導致無意識泄密。據不完全統計,2014年以來軍隊、軍工企業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勢,不斷將其技術和設備輸出到中國,而國產化設備的低性能、高價格等不足進一步導致了黨政軍系統中日常無線網絡通信設備國產化程度極低,使得日常無線網絡的安全防線處于近乎失靈的狀態。在美國IT跨國公司和美國網絡部隊等諸如“棱鏡”項目面前,我軍的基礎網絡和重要信息系統幾乎完全處于不設防狀態。諸如思科、微軟、英特爾、IBM等IT企業幾乎完全控制了我國高端IT產品的生產及應用。據Gartner數據顯示,Windows系列操作系統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在我國市場占有率達到8成。即使是國產的聯想、酷派等手機,其核心芯片和操作系統也多是國外生產,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日常狀態下部隊營區無線通信的安全保密。

在現有的通信系統中,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的信息與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年給出了數學的理論分析。假設發送者希望把信息M秘密地發送給接收者,稱M為明文信息。則加密的過程為,在發送端,發送者通過密鑰K以及加密算法f對所要傳輸的明文M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,延伸出了現代通信系統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。

現代密碼學的加密體制主要是在物理層之上的幾層來實現的,譬如MAC層、網絡層、應用層等等,故有時也稱基于現代密碼學的安全為上層安全。物理層對于現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境的隨機特性。但是,從保密環節上來說,物理層安全與傳統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節和信道的隨機性是安全通信的必要條件,正如現代密碼學體制中的加密算法和密鑰。編碼調制環節是指Alice根據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,編碼調制環境可以被看作現代密碼學中的加密過程,信息加密后生成的密文記為Xn。密文經過無線信道和解調譯碼可以等同為現代密碼學中的解密環節,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的基于現代密碼學的加密原理是完全不同的,但是它們在實現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秘密通信,因此在無線通信系統中,可以在保證現有上層安全措施不變的情況下,補充物理層傳輸的安全。這使得通信系統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代密碼學中的密鑰,也是增強系統的安全性的一種方法。

從實現的角度講,當前傳統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內部輻射,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有無線網絡中的應用改進。

根據香農公式,假設發射端信號表示為: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沒有產生干擾的方向上均勻分布,從而實現了對目標用戶的正常信號發送,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,實現數據網絡的覆蓋,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絡的場合比如飛機上、醫院里更能發揮它的作用。可見光通信兼顧照明與通信,具有傳輸數據率高、安全性強、無電磁干擾、節能、無需頻譜認證等優點,帶寬是Wi-Fi的1萬倍、第四代移動通信技術的100倍,是理想的室內高速無線接人方案之一。

據美國DAPRA報道,美軍已經生產出軍用可見光網絡及相關設備,用于國防部等軍事機關和設施的高速無線網絡通信。由于可見光室內傳輸光源直接指向用戶且傳輸距離遠小于傳統的微波無線通信,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,而照明具有定向發射的特點,因此位于營區外部的竊聽者無法收到任何信號,不能進行竊聽。從實現上講,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據傳輸功能,可供營區內臺式機、筆記本電腦、平板電腦等高速無線上網,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外各種復雜環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)

【摘要】隨著現代科技的飛速發展,無線通信技術作為現代通信的領頭軍也在大跨步的更新換代中,而其中比較重要的一項技術,也是我國提出的時分雙工(TDD)模式的第3代移動通信技術標準,是3GPP標準的一個重要組成部分。本論文主要介紹了TD-SCDMA技術的發展特點以及應用。

關鍵詞 TD-SCDMA;TD-SCDMA技術特點;基于TD-SCDMA的第4代移動通信系統

DevelopmentandapplicationofTD-SCDMAtechnology

ShiXing-gang

(ShaanxiTianyuanCommunicationPlanningandDesignConsultingCo.,LtdXi´anShanxi710000)

【Abstract】Withtherapiddevelopmentofmodernscienceandtechnology,wirelesscommunicationtechnologyasmilitaryleaderofmoderncommunicationisalsoabigstepintheupgrading,andthefirstthreeofthemoreimportantonetechnology,butalsoourproposedtimedivisionduplex(TDD)modegenerationofmobilecommunicationstechnologystandard,isanimportantpartofthe3GPPstandard.ThispaperdescribesthedevelopmentofTD-SCDMAtechnology,characteristicsandapplications.

【Keywords】TD-SCDMA;TD-SCDMAtechnicalcharacteristics;BasedonTD-SCDMA4thgenerationmobilecommunicationsystem

1.引言

TD-SCDMA的中文含義為時分同步碼分多址接入,該項通信技術也屬于一種無線通信的技術標準,它是信息產業部電信科學技術研究院(現大唐電信集團)在國家主管部門的支持下,根據多年的研究而提出的具有一定特色的第三代移動通信系統標準。在與歐洲、美國各自提出的3G標準的競爭中,中國提出的TD-SCDMA已正式成為全球3G標準之一,這標志著中國在移動通信領域已經進入世界領先之列。

2.概念

(1)TD-SCDMA系統全面滿足IMT-2000的基本要求。它采用不需配對頻率的TDD雙工模式,以及FDMA/TDMA/CDMA相結合的多址接入方式,同時使用1.28Mc/s的低碼片率,擴頻帶寬為1.6MHz。

(2)3G移動系統的主要挑戰之一是既要控制諸如談話和視頻等對稱線路交換業務,又要控制移動因特網接入的非對稱分組交換業務。面對這一挑戰,TD-SCDMA集成了兩項先進技術:一種是先進的TDMA/TDD系統,另一種是自適應CDMA組成的對稱模式的運作。

3.TD-SCDMA技術特點

TD-SCDMA的提出比其他標準較晚,這給其產品成熟性帶來一定的挑戰,但在另一方面,TD-SCDMA吸納了九十年代以來移動通信領域最先進的技術,在一定程度上代表了技術的發展方向,具有前瞻性和強大的后發優勢。與其他3G標準相比,TD-SCDMA系統及其技術有著如下突出優勢:

(1)頻譜利用率高。由于TD-SCDMA采用了CDMA和TDMA的多址技術,使TD-SCDMA在傳輸中很容易設置一個上行和下行鏈路的轉換點,來針對不同類型的業務,類似于可根據交通的流量來控制“紅綠燈”轉換的時間間隔。對于像互聯網這樣的“不對稱”傳輸業務,可使其轉換“不對稱”,而對于像語音這樣的“對稱”傳輸業務,可以使其轉換“對稱”,這樣,就使總的頻譜效率更高。

(2)支持多種通信接口。由于TD-SCDMA同時滿足Iub、A、Gb、Iu、IuR多種接口的要求,所以TD-SCDMA的基站子系統既可作為2G和2.5GGSM基站的擴容,又可作為3G網中的基站子系統,能同時兼顧現在的需求和長遠未來的發展。

(3)頻譜靈活性強。由于TD-SCDMA第三代移動通信系統頻譜靈活性強,僅需單一1.6M的頻帶就可提供速率達2M的3G業務需求,而且非常適合非對稱業務的傳輸。

(4)系統性能穩定。由于TD-SCDMA收發在同一頻段上,使上行鏈路和下行鏈路的無線環境一致性很好,更適合使用新興的“智能天線”技術;由于利用了CDMA和TDMA結合的多址方式,更利于聯合檢測技術的采用,這些技術都能減少干擾,提高系統的性能穩定性。

(5)能與傳統系統進行兼容。TD-SCDMA能夠實現從現存的通信系統到下一代移動通信系統的平滑過渡。支持現存的覆蓋結構,信令協議可以后向兼容,網絡不用再引入新的呼叫模式。

(6)支持高速移動通信。在TD-SCDMA系統中,基帶數字信號處理技術是基于智能天線和聯合檢測,其限制在設備基帶數字信號處理能力和算法復雜性之間的矛盾。該技術可以確保TD-SCDMA系統在移動速度為250Km/h和UMTS(3GPP)移動環境下,可以正常工作。

(7)系統設備成本低。由于TD-SCDMA上下行工作于同一頻率,對稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術,也可達到降低成本的目的。設備成本在無線基站方面,TD-SCDMA的設備成本至少比UTRATDD低30%。

(8)支持與傳統系統間的切換功能。TD-SCDMA技術支持多載波直接擴頻系統,可以再利用現有的框架設備、小區規劃、操作系統、賬單系統等。在所有環境下支持對稱或不對稱的數據速率。

4.基于TD-SCDMA的第4代移動通信系統

(1)對于基于TD-SCDMA的后3G或者4G系統來說,將采用TDD模式,主要目的在于實現先進國際移動通信(IMT-Advanced)提出的高速和低速移動環境下峰值速率分別達100MB/S和1GB/S的無線傳輸能力,使用的關鍵技術包括感知無線電、網絡感知等,還將支持無線泛在服務(WirelessUbiquitousService)環境下的各種無線通信機制融合。在泛在服務體系架構下,采用各種先進技術,如超寬帶(UWB)和超窄帶(UAN)技術、感知無線電(CognitveRadio)和網絡感知技術等,以提供高速的數據傳輸和最佳的網絡接入和網絡布置方案。網絡信息論作為一門新的學科,在后3G或者4G移動通信系統中將占重要地位,它將指導泛在無線系統的組網和布置。

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