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關(guān)鍵詞：無線移動通信；網(wǎng)絡(luò)覆蓋；職業(yè)教育；技術(shù)教育；4G

中圖分類號：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）05-0167-03

對無線通信技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀分析與反思

（一）無線移動通信技術(shù)在社會生活中的重要作用

無線通信與社會生活聯(lián)系最緊密的應(yīng)用就是公眾移動通信。無線電通信技術(shù)不斷升級，從風(fēng)靡一時(shí)的尋呼機(jī)，到調(diào)度自如的對講機(jī)，從短距無線通信的藍(lán)牙，到無線局域網(wǎng)的Wi-Fi以及衛(wèi)星電話等，無線通信技術(shù)已全面應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、政治、文化、科技和軍事以及教育等各個(gè)領(lǐng)域。

2011年，聯(lián)合國教科文組織決定，將每年的2月13日定為“世界無線電日”（World Radio Day），目的在于認(rèn)識并宣傳無線電作為通信載體，在促進(jìn)教育發(fā)展、信息傳播以及其他社會生活事件等重大信息方面所發(fā)揮的獨(dú)特作用。2012年，第二個(gè)“世界無線電日”的主題就是：“無線電和我們的生活”。

（二）利用無線電通信技術(shù)考試作弊的警示

然而，來自無線電管理等部門的信息以及新聞媒體的報(bào)道，不斷地向我們發(fā)出警示，全國各地各類考試，尤其是高考和公務(wù)員考試，作弊案件層出不窮、屢禁不止?？荚囎鞅椎氖侄沃饕褪抢脽o線移動通信工具，而且無所不用其極，形成“道高一尺，魔高一丈”的態(tài)勢。從手機(jī)到微型耳機(jī)，從隱形耳機(jī)到口腔骨傳導(dǎo)微型耳機(jī)，從遙感手表到視頻橡皮、磁共振筆、液晶屏尺以及針孔攝像頭，直至PDA掌上電腦，無不成為作弊者手里的利器。

考試作弊固然有較為復(fù)雜的社會原因，但我們的確也應(yīng)該反思，在中國整體教育教學(xué)體系里，特別是在高等教育，教學(xué)領(lǐng)域中，在利用最先進(jìn)的無線移動通信技術(shù)方面，顯然是略遜一籌，顯現(xiàn)出“慢半拍”的狀況。

（三）無線移動通信技術(shù)在大專院校覆蓋與應(yīng)用的一般情況

目前，一般大專院校的有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大都比較完備。教室都裝備了計(jì)算機(jī)（有的不能上網(wǎng)）和投影儀大屏幕。有的學(xué)校在部分宿舍也安裝了網(wǎng)絡(luò)端口（因?yàn)槭召M(fèi)，利用率并非百分之百）。但總體來說，無線通信網(wǎng)絡(luò)與無線寬帶網(wǎng)絡(luò)沒有實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。有的高等學(xué)校也只是在校園的個(gè)別區(qū)域或幾個(gè)樓內(nèi)實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。以現(xiàn)在的無線移動通信及寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢來看，在高等教育教學(xué)中的應(yīng)用完全可以達(dá)到一個(gè)更高的水平。據(jù)悉，最近，某職業(yè)技術(shù)院校已經(jīng)和當(dāng)?shù)刈畲蟮囊苿油ㄓ嵐具_(dá)成合作意向，對校區(qū)進(jìn)行全面的無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋。覆蓋后，而且，可以為所有學(xué)院的專業(yè)課、教師的教學(xué)設(shè)計(jì)以及課程開發(fā)提供更加方便快捷的服務(wù)，也為教育教學(xué)提供了新的手段和途徑，學(xué)校近20 000學(xué)生和1 000多名教職員工將因此受益。這是非常有遠(yuǎn)見的舉措。在這方面，通信公司往往有主動合作的意向，因?yàn)閷λ麄儊碚f，區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)資源就是未來的客戶資源。而高校并不需要人們想象中的巨額投資，卻獲得了優(yōu)質(zhì)的無線通信技術(shù)的支持。

充分而有效地利用無線移動通信技術(shù)，可以在很大程度上改善高校的教育教學(xué)環(huán)境，提升教育教學(xué)水平，調(diào)動學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)的狀態(tài)，同時(shí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)心態(tài)有積極的改善。這樣的結(jié)果，可能不會使考試作弊的現(xiàn)象完全消失，但當(dāng)學(xué)習(xí)成為了一種有樂趣、有效率的事，相信會有更多的人將不屑于作弊。

對無線移動通信技術(shù)與職業(yè)技術(shù)教育關(guān)系的再認(rèn)識

（一）技術(shù)教育和教育技術(shù)的契合

如果說，現(xiàn)在以至于未來，高等教育教學(xué)環(huán)境的改善會促進(jìn)教育教學(xué)水平的提升，在很大程度上要依賴無線移動通信技術(shù)的話，那么，這種依賴對于職業(yè)技術(shù)教育就顯得更為至關(guān)重要。這是由職業(yè)技術(shù)教育的特點(diǎn)決定的。職業(yè)教育說到底就是技術(shù)教育。譬如說，學(xué)哲學(xué)或文學(xué)的學(xué)生，由于他們的思維往往是基于抽象的或想象的，他們的思考可以通過語言文字得以實(shí)現(xiàn)。因此，他們對教育技術(shù)幾乎沒有依賴，而且，過多的技術(shù)手段，例如過多的視覺技術(shù)，只能干擾他們的邏輯思維能力和想象能力。

職業(yè)技術(shù)教育是以工科為主的教育。職業(yè)技術(shù)教育根本方式是在“做中學(xué)”。因此，無論是理論教學(xué)，還是實(shí)訓(xùn)教學(xué)都必須強(qiáng)調(diào)“看得見，摸得著”。這樣，教育技術(shù)則顯示出明確的操作性，而無線通訊技術(shù)的快速發(fā)展，也對高等職業(yè)院校提出了更高、更迫切的要求。傳統(tǒng)的教育技術(shù)，即投影儀、幻燈機(jī)、電視機(jī)等硬件和與之相對應(yīng)的軟件及方法，并不能稱之為現(xiàn)代教育技術(shù)，只能稱之為電化教育技術(shù)。中國的職業(yè)技術(shù)教育與世界發(fā)達(dá)國家相比還有差距，但在無線移動通信技術(shù)的應(yīng)用上并不落后。我們完全有可能以世界上最先進(jìn)的無線移動通信技術(shù)為載體，形成真正的、最新的現(xiàn)代教育技術(shù)，使得高等職業(yè)技術(shù)院校開發(fā)和利用各種學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)技術(shù)教育的最優(yōu)化，整體提升我國高等職業(yè)教育教學(xué)的水平。

（二）以學(xué)生為中心的交互式學(xué)習(xí)

職業(yè)技術(shù)教育強(qiáng)調(diào)的是以工作過程為導(dǎo)向，以項(xiàng)目為目標(biāo)，無論是學(xué)習(xí)領(lǐng)域，還是行動領(lǐng)域，教育教學(xué)活動總是以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的雙向互動。在這種能力本位教學(xué)模式下，往往要求根據(jù)需要，適時(shí)為學(xué)生提供各種各樣的、新型的學(xué)習(xí)工具。其中，最重要的工具莫過于既有利于操作、又能進(jìn)行教學(xué)互動的工具，例如手機(jī)。當(dāng)下，手機(jī)既是人們自由通信的無線工具，也是集多種功能于一身的個(gè)人智能移動終端，被稱作是人體新生器官。而手機(jī)又是現(xiàn)代社會不可缺少的、學(xué)生人人裝備的通信工具?，F(xiàn)代無線移動通訊技術(shù)的發(fā)展使我們更充分地重視和認(rèn)識每位學(xué)生手里的手機(jī)被開發(fā)利用的可能性。而現(xiàn)實(shí)的情況是，學(xué)生的手機(jī)，幾乎沒有用于學(xué)習(xí)的。在教室里的大部分手機(jī)往往被用作不聽課的消遣以及“開小差”的利器。其實(shí)，利用無線移動通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，完全可以將學(xué)生手里的手機(jī)與教師手里的硬件、軟件以及課件相聯(lián)通。再通過教師的課程設(shè)計(jì)，調(diào)動學(xué)生手里的手機(jī)潛能，以實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生在課堂上的教學(xué)互動。

另外，無線移動通信技術(shù)的運(yùn)用，對教師角色及教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變也有重要的推動作用。在教師角色與理念轉(zhuǎn)變的推動下，學(xué)生的角色以及學(xué)習(xí)理念甚至生活觀念將會有一個(gè)大幅度的轉(zhuǎn)變和提升。我們應(yīng)該清醒地意識到，無線移動通信技術(shù)能夠充分地讓學(xué)生在校園里把學(xué)習(xí)和生活很好地融合起來，從而使他們的學(xué)習(xí)生活進(jìn)入從知學(xué)到好學(xué)、從好學(xué)到樂學(xué)的新境界。

（三）通過遠(yuǎn)程平善校企合作的實(shí)訓(xùn)教學(xué)

職業(yè)技術(shù)教育的本質(zhì)特征應(yīng)該是“雙元”的，即通過企業(yè)的參與實(shí)現(xiàn)“職業(yè)針對性”的崗位和能力要求。在我國，這種“雙元”是通過校企合作模式體現(xiàn)的。一般來說，職業(yè)技術(shù)教育的實(shí)訓(xùn)教學(xué)從時(shí)空角度說，有校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地和校外企業(yè)實(shí)訓(xùn)基地。因?yàn)閷?shí)訓(xùn)教學(xué)在時(shí)間和空間上不可避免，會呈現(xiàn)斷續(xù)和斷裂的狀態(tài)。所以，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理和教學(xué)質(zhì)量上，無疑是職業(yè)技術(shù)教育實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的重點(diǎn)問題，也是難以解決的問題。

基于無線移動通信技術(shù)的遠(yuǎn)程平臺可以實(shí)現(xiàn)“校企聯(lián)網(wǎng)”進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真正意義上的校企合作模式下的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。例如，將移動通信技術(shù)嵌入數(shù)控機(jī)床就能突破空間的阻隔，通過手機(jī)下達(dá)指令遙控機(jī)床，同時(shí)，在手機(jī)屏幕上，可使刀具對工件進(jìn)行切削加工中失誤的實(shí)時(shí)監(jiān)控成為可能。無線移動通信技術(shù)不僅已經(jīng)使傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育從預(yù)制、背對背向?qū)崟r(shí)、面對面發(fā)展，還會在最大限度上滿足校企合作中企業(yè)與校方對學(xué)生共同管理的需求。

4G技術(shù)及其對未來職業(yè)技術(shù)教育的影響

（一）4G來了

4G是第四代移動通信及其技術(shù)的簡稱。不同于以往的無線通信系統(tǒng)，4G能提供全息錄音、遠(yuǎn)程控制卡以及移動虛擬現(xiàn)實(shí)等功能。它集3G與WLAN于一體，能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，而且圖像傳輸質(zhì)量可與高清晰度的電視相媲美。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2 000倍。它上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，能夠滿足幾乎所有用戶對于無線通信技術(shù)服務(wù)的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方布設(shè)，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯，4G有著原先幾乎所有無線通信技術(shù)不可比擬的優(yōu)越性。

如果說2G、3G移動通信技術(shù)是人類社會信息化發(fā)展基礎(chǔ)的話，那么，未來的4G移動通信技術(shù)就實(shí)現(xiàn)了人們真正的溝通自由。4G將會徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞缴踔辽鐣螒B(tài)。除了以上所述的優(yōu)越性之外，4G移動通信技術(shù)對于教育，尤其是職業(yè)技術(shù)教育會產(chǎn)生怎樣的影響呢？

（二）4G系統(tǒng)的廣泛覆蓋為職業(yè)技術(shù)教育的進(jìn)一步改革創(chuàng)造了條件

在職業(yè)技術(shù)教育領(lǐng)域里，傳統(tǒng)的授課模式是教師講、學(xué)生聽。師生之間、學(xué)生之間雖有互動，但課堂卻是完全由教師主導(dǎo)。但是，在應(yīng)用無線通信技術(shù)的當(dāng)今，利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在線課程成為學(xué)校教育可以嘗試的一種教學(xué)方式。不過，當(dāng)學(xué)校教師在進(jìn)行在線課程操作時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)由于設(shè)備和技術(shù)的支持不足，導(dǎo)致在線課程只停留在了理論層面。例如，某職業(yè)技術(shù)院校電子工程學(xué)院，他們曾經(jīng)在幾年前就試驗(yàn)過在線公共選修課程，很受學(xué)生的歡迎，但是，一學(xué)期下來，只有大約50%的學(xué)生通過了課程考核。原因很簡單，不能隨時(shí)隨地上網(wǎng)學(xué)習(xí)。事實(shí)是，現(xiàn)階段使用最多的家庭無線網(wǎng)絡(luò)確實(shí)給很多人帶來了便利，但是它的覆蓋面積太小，在一個(gè)相對寬廣的環(huán)境下，無法滿足這個(gè)區(qū)域內(nèi)所有人的需求，即便多使用一些設(shè)備，使得覆蓋面積增大，也會因?yàn)閹掃^窄等問題，而無法讓所有人都能得到良好的體驗(yàn)。但是，在未來4G移動通信技術(shù)的覆蓋下，學(xué)校的學(xué)生和教師可以利用4G移動通信技術(shù)，在語音交流的同時(shí)，可將資料、圖畫、影像等進(jìn)行雙向傳遞。4G系統(tǒng)的下載速度、上網(wǎng)速度、上傳速度，可以在最大限度上滿足幾乎所有對教育教學(xué)效果最大化的追求。不僅如此，其廣闊的覆蓋面已經(jīng)不僅僅是覆蓋某一兩個(gè)學(xué)校或企業(yè)，而是區(qū)域性的、甚至是整個(gè)城市的覆蓋。所以，4G移動通信技術(shù)對于現(xiàn)今教育的授課模式可能會產(chǎn)生顛覆性的改變。

（三）4G移動通信技術(shù)改變職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)模式的若干設(shè)想

移動學(xué)習(xí) 3G技術(shù)的普及已經(jīng)表明了移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在人們生活中的重要地位。在未來4G移動通信技術(shù)支持下的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，會有越來越多的學(xué)習(xí)者可能會偏向移動學(xué)習(xí)、工作或?qū)嵙?xí)。這恰好是以行動和活動為主要教學(xué)特點(diǎn)的職業(yè)技術(shù)教育所特別需要的。職業(yè)技術(shù)教育的學(xué)習(xí)場地注定是分散的，除了教室之外，還有校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地、校外實(shí)訓(xùn)基地以及企業(yè)實(shí)訓(xùn)場所等。移動學(xué)習(xí)可以把以往因場地因素導(dǎo)致的教學(xué)內(nèi)容融合起來。當(dāng)然，這需要有兩個(gè)基本條件：（1）4G移動無線網(wǎng)絡(luò)的普及；（2）一個(gè)支持4G移動模式的終端。盡管現(xiàn)階段只有一些高階的移動設(shè)備才可以支持4G移動網(wǎng)絡(luò)，但是，在4G移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，一個(gè)終端的問題將不會成為人們使用4G移動網(wǎng)絡(luò)的障礙。

移動視頻教室 隨著4G網(wǎng)絡(luò)的逐步實(shí)現(xiàn)與無限通信網(wǎng)絡(luò)逐漸覆蓋以及高性能的處理器、智能手機(jī)終端的出現(xiàn)，移動視頻會議系統(tǒng)將成為未來流行的即時(shí)會議新模式。而職業(yè)技術(shù)教育由于其整個(gè)教學(xué)過程的流動性，“遠(yuǎn)程實(shí)訓(xùn)教學(xué)”將借助先進(jìn)的4G移動通信技術(shù)成為職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)的移動視頻教室。

計(jì)算機(jī)人工智能控制 在職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)中，操作數(shù)控設(shè)備是必需的。但是，這些設(shè)備往往非常昂貴。為避免操作失誤造成設(shè)備和工件的損失，目前，在教學(xué)中常常會運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行操作。但這畢竟和實(shí)際操作有著本質(zhì)的差別。在未來4G移動通信技術(shù)的支持下，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以和計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)相結(jié)合，除了彌補(bǔ)兩者單方面的缺陷之外，還能有效地發(fā)揮兩者的優(yōu)勢。例如，在學(xué)生操作數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)會啟動實(shí)時(shí)糾錯(cuò)控制系統(tǒng)，或彈出說明，或彈出圖紙，顯示并解釋錯(cuò)誤及其原因。通過計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的介入，將原本高難度、高風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)操作變成相對穩(wěn)定操作過程。

另外，由于4G移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度更快，且覆蓋面積更大，可能會為各類考試作弊提供一個(gè)更加良好的平臺，但是，如果與人工智能技術(shù)相結(jié)合，就能主動地屏蔽被選擇的信號，或在某個(gè)區(qū)域內(nèi)把手機(jī)信號或其他可疑信號封鎖或屏蔽掉，從而使考試作弊現(xiàn)象從根本上被消滅。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】 移動通信 高速公路 隧道 泄漏電纜 多普勒頻移

一、前言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2012年年底，中國高速公路的通車?yán)锍桃训?6000公里，是世界上規(guī)模最大的高速公路系統(tǒng)。高速公路移動信號覆蓋是實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋的一個(gè)重要組成部分。是各運(yùn)營商提高綜合競爭力的一個(gè)有效手段。在我國公路隧道占比非常高。特別是高速公路途經(jīng)山區(qū)地段，占比會更高。隧道占整個(gè)干線50%以上。所以，隧道的有效移動通信信號的有效覆蓋對于高速公路的覆蓋來說至關(guān)重要。

本文結(jié)合山區(qū)各種隧道無線覆蓋的特點(diǎn)，對各種隧道覆蓋信號源選擇、天饋系統(tǒng)選擇、傳輸方式選擇等方面的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比分析；對高速公路環(huán)境下應(yīng)該重點(diǎn)考慮的幾個(gè)問題進(jìn)行探討。提出了4種典型隧道場景的覆蓋方案。希望能對移動通信隧道無線覆蓋的工程建設(shè)規(guī)劃和優(yōu)化工作起到借鑒作用。

二、高速公路隧道覆蓋的特點(diǎn)

隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其需要的覆蓋特點(diǎn)：（1）洞內(nèi)空間狹長，會產(chǎn)生多重折射，還要考慮車體的阻擋；（2）信號縱向延伸對覆蓋要求高；（3）高速公路用戶數(shù)較少，信號覆蓋主要以連續(xù)通話為目的；（4）隧道出入口可能為切換邊界。

三、隧道的移動通信信號的無線傳播特性

隧道可以看做一管道，信號傳播是隧道壁反射與直射的結(jié)果，直射信號為主要分量。ITU-R提出室內(nèi)覆蓋適用的傳播模型，此傳播模型對隧道內(nèi)無線信號覆蓋也有效，公式為：Lpath=30lgd+20lgf+28dB d：距離（米）、f：頻率（MHz）；

隧道中不同距離的路徑損耗：

四、高速公路隧道無線覆蓋基本方案

（1）洞內(nèi)分布系統(tǒng)方案：天饋系統(tǒng)安裝于隧道內(nèi)。適用于長隧道，空間不夠?qū)挸ㄋ淼阑蛴休^大弧度隧道。此方案結(jié)構(gòu)：信號源+天饋分布系統(tǒng)。（2）洞外無線投射方案：天饋線系統(tǒng)安裝于隧道外。適用于中隧道、短隧道。且隧道內(nèi)較為寬敞。沒有弧度。此種方案結(jié)構(gòu)：信號源+定向天線系統(tǒng)。（3）泄漏電纜方案：泄漏電纜安裝于隧道內(nèi)墻體。適用于超長隧道，或隧道內(nèi)比較狹窄。方案結(jié)構(gòu)：分布式基站+泄漏電纜系統(tǒng)。

五、高速環(huán)境下幾個(gè)重點(diǎn)問題分析

5.1 信號覆蓋的場強(qiáng)分析

5.1.1 隧道內(nèi)側(cè)定向天線覆蓋方式

在隧道中無線電波傳播時(shí)具有隧道波導(dǎo)效應(yīng)，信號的傳播是由墻璧反射與直射信號幾何疊加的結(jié)果，直射信號為主分量。此方式是指將天線安放于隧道口或隧道內(nèi)側(cè)，如果距離隧道口外有一定的距離，會有所偏差。

5.1.2 隧道內(nèi)安裝泄露電纜覆蓋方式

通過縝密的理論計(jì)算和大量的工程實(shí)際驗(yàn)證可以得出如下結(jié)論：信號源功率單方向覆蓋（信號源放置在覆蓋區(qū)域一端時(shí)）的覆蓋距離稍大于2倍信號源用功分器分開時(shí)，雙方向覆蓋（信源放置在覆蓋區(qū)域中部向兩個(gè)方向進(jìn)行覆蓋）的距離。

5.2 隧道內(nèi)/隧道外切換分析

隧道內(nèi)的小區(qū)切換分析：如果隧道長度過長。需要采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的小區(qū)進(jìn)行信號覆蓋。手機(jī)用戶經(jīng)過隧道的中段時(shí)，接收到的原小區(qū)信號強(qiáng)度逐漸減弱，目標(biāo)小區(qū)的信號強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。不會有信號突然消失的情況，這樣可避免移動臺因切換判決時(shí)間不足造成掉話的問題。

隧道內(nèi)、隧道外的小區(qū)切換分析：在實(shí)際無線網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外小區(qū)重疊有兩種方法。一是把隧道外信號引入至隧道內(nèi)。二是把隧道內(nèi)信號引至隧道外。由于室外無線信號復(fù)雜，可靠性不夠高，工程中多數(shù)采用延伸隧道內(nèi)無線信號的方法，使得隧道口與隧道外一定距離內(nèi)的信號一致，高速環(huán)境下在切換方面應(yīng)該著重考慮。

5.3 高速條件下多普勒頻移問題

5.3.1 多普勒頻移概念

快速運(yùn)動的移動臺會發(fā)生多普勒頻移現(xiàn)象。使用定向天線方式順著鐵路沿線覆蓋信號時(shí)。頻率偏移公式如下：fD=V*cos I/X=V*COS I/（c/f0）

fo：工作頻率；fD：最大多普勒頻移；V：移動臺的運(yùn)動速度

頻移大小和運(yùn)動速度成正比，運(yùn)動速度越快頻偏越大。（1）MS靠近和遠(yuǎn)離基站，合成頻率會在中心頻率上下偏移。（2）MS靠近基站，波長變短，頻率增大。（3）MS遠(yuǎn)離基站，波長變長，頻率減少。（4）高速載體上的MS頻繁改變與基站之間的距離，頻移現(xiàn)象非常嚴(yán)重。

5.3.2 多普勒頻移的克服

可以采用增強(qiáng)AFC算法應(yīng)對多普勒頻移：（1）AFC是針對快速移動的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的基站頻率校正算法；（2）通過快速測算由于高速所帶來的頻率偏移，補(bǔ)償多普勒效應(yīng)，改善無線鏈路的穩(wěn)定性，從而提高解調(diào)性能。

六、高速公路隧道覆蓋方案實(shí)施

6.1 洞內(nèi)分布方案實(shí)施

天饋系統(tǒng)裝于隧道內(nèi)。適用于長隧道，空間不寬敞隧道或者有較大弧度的隧道。

6.1.1 隧道覆蓋的信號源選擇

需要解決隧道覆蓋。信號源與分布式系統(tǒng)是必須要的。隧道覆蓋需要根據(jù)隧道附近的無線覆蓋狀況及話務(wù)、傳輸、現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備等情況來決定隧道覆蓋所采用的信號源。通常信號源類型有以下幾種：微蜂窩基站、宏蜂窩基站、直放站等。

（1）微蜂窩基站。對于公路隧道覆蓋來說，由于話務(wù)量小，宏蜂窩基站作為信號源較為少用。微蜂窩使用的較多。使用微蜂窩基站的優(yōu)點(diǎn)是：所需配套設(shè)備少，所需設(shè)備空間小，總的投資費(fèi)用低。新建的微蜂窩基站可以增加系統(tǒng)容量，相比較直放站來說，輸出功率更大，覆蓋范圍更廣。缺點(diǎn)：用戶享受的信道資源較少、需要電源到位、傳輸資源，擴(kuò)容需換設(shè)備。目前比較常用的是BBU+RRU的DBS3900分布式基站。（2）直放站。如果在需要覆蓋的區(qū)域附近的網(wǎng)絡(luò)容量足夠，不必增加新的容量，且在附近有較好的GSM信號可以利用（滿足直放站對施主信號電平大小的要求，如-70dBm），則可采用無線直放站作為隧道覆蓋的信號源。在實(shí)際工程之中，要根據(jù)覆蓋的隧道附近覆蓋狀態(tài)，隧道長度，建站條件，基站分布，話務(wù)分布等因素選擇一種合適的信號源。

6.1.2 傳輸方式的選擇

高速公路隧道一般都位于大山之間，林密山高，通信傳輸是個(gè)重要問題。一般可以采用如下三種傳輸方式：

（1）無線移頻傳輸（傳輸射頻信號）。安裝無線移頻覆蓋端設(shè)備，需要的較少的饋線，造成的干擾也少，在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)更加靈活。在鋪設(shè)傳輸光纖資源不便或者其他特殊情況下，還可以采用無線移頻直放站使得移動TD-SCDMA信號在隧道里得以延伸。隧道內(nèi)電磁環(huán)境比較好，采用此方式能取到良好的效果。（2）光纖有線傳輸（傳輸射頻信號）。優(yōu)點(diǎn)：傳輸?shù)姆€(wěn)定性更好，在隧道內(nèi)安裝的饋線減少可使用更細(xì)的饋線，施工更方便。（3）微波傳輸（傳輸基帶信號）。除了移頻傳輸和光纖傳輸方式之外，還可以選用微波傳輸。優(yōu)點(diǎn)：建設(shè)速度快，受地物地貌等環(huán)境影響較小。缺點(diǎn)：受氣候影響，信號傳輸質(zhì)量會有波動，易遭雷擊，維護(hù)工作量大。

6.1.3 隧道覆蓋天饋線系統(tǒng)的選擇

（1）同軸電纜無源分布式天線系統(tǒng)。同軸電纜無源分布式天線覆蓋的方案設(shè)計(jì)較靈活。價(jià)格相對較低、安裝方便。同軸電纜的饋管衰耗較小。天線增益選擇取決于安裝條件限制。條件允許下，可選用增益較高的天線，覆蓋距離會更遠(yuǎn)。其簡化方案是用單根天線覆蓋隧道。對較短的隧道覆蓋來說成本最低。對短隧道，可以在隧道口或延伸至隧道內(nèi)用定向天線（如八木天線或短背投天線）進(jìn)行信號覆蓋。（2）光纖有源分布式天饋系統(tǒng)。在有些復(fù)雜的隧道環(huán)境中?？刹捎霉饫w饋電有源分布式天饋系統(tǒng)來代替同軸電纜無源分布式天線系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是：在室內(nèi)安裝的電纜數(shù)較，可以適用更細(xì)的電纜，采用光纜可避免電磁干擾，在較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)更加靈活，缺點(diǎn)是成本較高。

6.2 洞外投射方案實(shí)施

洞外投射方案，天饋系統(tǒng)安裝于隧道外或隧道口。該方案適用于短隧道、中隧道，并且隧道內(nèi)較寬，隧道直沒有弧度。

6.2.1 隧道覆蓋信號源選擇

隧道覆蓋要根據(jù)隧道附近的無線覆蓋環(huán)境及傳輸、話務(wù)、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等情況來決定隧道覆蓋所采用的信號源。信號源類型通常有如下下幾種：微蜂窩基站、直放站等。（1）微蜂窩基站 + 定向天線。對公路隧道覆蓋來說，由于話務(wù)量比較小，宏蜂窩基站作為信號源較為少用。所以微蜂窩使用的較多。使用微蜂窩基站的優(yōu)點(diǎn)是：所需設(shè)備空間小，所需配套設(shè)備少，總的投資費(fèi)用低。缺點(diǎn)：需傳輸資源，擴(kuò)容需換設(shè)備。（2）直放站。A：無線同頻直放站 + 定向天線。優(yōu)點(diǎn)：安裝靈活、投資少、可以有效提高信號源所在小區(qū)的信道利用率；缺點(diǎn)：不能進(jìn)行獨(dú)立的話務(wù)處理、易產(chǎn)生自激，需要考慮天線隔離度問題。B：無線移頻直放站 + 定向天線。優(yōu)點(diǎn)：信號較純凈，不會產(chǎn)生自激問題；缺點(diǎn)：需要額外的傳輸用頻率資源，傳輸天線間要求可視，不能有阻擋。（3）有線光纖直放站 + 定向天線。優(yōu)點(diǎn)：利用有線光纖資源可得到純凈信號源，可以把信號延伸到較遠(yuǎn)的距離，信號源可以從基站耦合或從直放站耦合；缺點(diǎn)：需要考慮信號源基站與覆蓋目標(biāo)周圍基站的參數(shù)設(shè)置。考慮鄰區(qū)切換關(guān)系，同鄰頻干擾等問題。

實(shí)際工程中，要根據(jù)所需覆蓋隧道長度，隧道附近覆蓋情況，基站分布，話務(wù)分布情況，建站條件等因素選擇信號源。

6.2.2 傳輸方式的選擇

同洞內(nèi)分布方案類似，洞外投射方案也可以采用如下三種傳輸方式：（1）無線移頻傳輸（傳輸射頻信號，采用直放站時(shí)用）；（2）有線光纖傳輸（傳輸射頻信號，采用基站和光纖直放站時(shí)用）；（3）無線微波傳輸（傳輸基帶信號，采用基站時(shí)用）。

實(shí)際工程之中，要根據(jù)覆蓋的隧道附近地形、地貌特征、現(xiàn)有傳輸資源情況、新建傳輸條件等因素選擇合理的傳輸方式。

6.2.3 隧道覆蓋天饋線系統(tǒng)的選擇

采用同軸電纜無源分布式天線覆蓋方案設(shè)計(jì)比較靈活。價(jià)格相對較低、安裝方便。同軸電纜的饋管衰耗較小。天線增益的選擇主要是取決于安裝條件限制。在許可的條件時(shí)，可選用增益相對較高的天線，覆蓋距離會更遠(yuǎn)。其簡化方案就是采用單根天線沿著隧道進(jìn)行覆蓋。對較短的隧道是這一種成本最低的解決方案。

對于距離較短隧道?？梢杂迷谒淼揽诨蜓由熘了淼纼?nèi)的定向天線進(jìn)行信號覆蓋。根據(jù)基站的位置、隧道的長度、安裝條件等因素可以選擇拋物面、天線八木天線、短背射天線和角反射天線等。

6.3 泄漏電纜方案實(shí)施

6.3.1 隧道覆蓋的信號源選擇

采用泄漏電纜方案信號源的選擇。隧道覆蓋要根據(jù)隧道附近無線覆蓋情況及話務(wù)、傳輸、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等等情況來決定隧道覆蓋所采用的信號源。此方案信號源通常采用：微蜂窩基站，目前較常用的是BBU+RRU的DBS3900分布式基站。高速公路隧道覆蓋，由于話務(wù)量較小，較少用宏蜂窩基站作為信號源。所以微蜂窩使用較多。采用微蜂窩基站的優(yōu)點(diǎn)是：總的投資費(fèi)用低、所需設(shè)備占用空間小，所需配套設(shè)備較少。缺點(diǎn)：需要傳輸設(shè)備資源，擴(kuò)容需要換主設(shè)備。

6.3.2 傳輸方式的選擇

同洞內(nèi)分布方案類似，采用泄漏電纜方案也可以采用如下兩種傳輸方式：（1）有線光纖傳輸（傳輸射頻信號，用于基站和光纖直放站）；（2）無線微波傳輸（傳輸基帶信號，用于基站）。

實(shí)際工程中，要根據(jù)覆蓋的隧道口的地貌、地形特點(diǎn)、傳輸資源等因素選擇一種合適的傳輸方式。

6.3.3 隧道覆蓋天饋線系統(tǒng)的選擇

采用泄漏電纜進(jìn)行隧道覆蓋是一種常用的方式。優(yōu)點(diǎn)是：（1）可減小信號遮擋及陰影；（2）信號波動范圍小，泄漏電纜信號覆蓋更加均勻；（3）泄漏電纜是一寬帶系統(tǒng)，多種不同的無線系統(tǒng)信號可以通過合路共享同一泄漏電纜，這樣使得架設(shè)多個(gè)天線系統(tǒng)工程安裝的復(fù)雜性降低。（4）泄漏電纜覆蓋設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，相對簡單。缺點(diǎn)是：成本較高。

七、典型隧道場景覆蓋方案

7.1 短隧道覆蓋

單洞短程隧道是最簡單的隧道。由于孔洞短、通風(fēng)好、洞相對較寬。采用洞口天線向內(nèi)投射的方式覆蓋，就可以達(dá)到理想的覆蓋效果，且投資成本較低，信號源的選擇可根據(jù)具體情況而定。如果洞口有滿足條件的信號，可用無線直放站作為信號源。如果沒有可用的信號，可用移頻直放引入較遠(yuǎn)處的信號進(jìn)行覆蓋。如果有現(xiàn)成光纖或者可以方便鋪設(shè)光纖，可用微蜂窩基站或光纖直放站進(jìn)行覆蓋。天線采用室外天線。如：短背射天線、八木天線、拋物面天線等方向性強(qiáng)的天線。從成本處罰，可以考慮將隧道和公路一起覆蓋，或者隧道、公路以及附近村莊等區(qū)域共享一套設(shè)備。

推薦方案：（1）洞外無線覆蓋方案；（2）共享覆蓋方案（指村莊或公路覆蓋時(shí)引信號來覆蓋）；（3）隧道內(nèi)天線多采用八木天線，或容易安裝的天線。

7.2 連續(xù)隧道群覆蓋

如果，公路或鐵路在山脈之間穿梭會出現(xiàn)隧道間隔小于900米的連續(xù)隧道。隧道連續(xù)不斷，形狀各異，長短不一，需要考慮傳輸、造價(jià)、施工、覆蓋等更多因素。該情況主要考慮的重心在傳輸，還需綜合考慮覆蓋，要仔細(xì)分析每段隧道的特點(diǎn)和隧道之間公路的信號情況?？梢愿鶕?jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采用如下幾種方案：（1）光纖分布式覆蓋，BBU+RRU（適合多段短隧道）；（2）饋纜分布式覆蓋（適合多段長隧道）；（3）綜合式覆蓋（無線設(shè)備和其他有線系統(tǒng)配合）。

7.3 中長隧道覆蓋

中長隧道是指單洞長度在1Km～3Km之間，公路隧道內(nèi)部空間較寬敞，隧道內(nèi)覆蓋情況在有車時(shí)和沒車通過時(shí)差別不大，天線安裝較方便?？筛鶕?jù)實(shí)際情況選用尺寸稍大的天線。中長直形隧道天線安裝在中間，彎形隧道天線安裝在轉(zhuǎn)彎處。或者從隧道兩出口處采用不同的兩個(gè)小區(qū)向內(nèi)對打的方式來覆蓋，切換帶設(shè)計(jì)在隧道中部。建議方案：（1）直放站+天線分布系統(tǒng)（可以是無線直放站、光纖直放站、移頻直放站、視具體情況而定）；（2）直放站+干放分布系統(tǒng)（用于較長公路隧道）；（3）隧道內(nèi)多采用八木天線，或用易于安裝的板狀天線。

7.4 超長隧道覆蓋

公路隧道的單洞延伸長度超過3Km可算作超長隧道。隧道延伸可能是彎曲的。“S”形或“L”形或其他形狀。單獨(dú)一套設(shè)備不能滿足隧道的覆蓋。需要多設(shè)備配合使用，多方案綜合運(yùn)用。每段隧道的解決方案都可能會有所差別。必須因地制宜根據(jù)實(shí)際情況選擇覆蓋方案。對超長隧道；天饋線建議選擇泄漏電纜或分布式天線。信號源可以選用如下方式：（1）微蜂窩基站覆蓋；（2）射頻拉遠(yuǎn)BBU+RRU覆蓋（光纖拉遠(yuǎn)）；（3）直放站分布系統(tǒng)覆蓋。

篇3

超寬帶無線通信技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展?jié)摿薮蟮男屡d通信技術(shù)，近年來取得了快速發(fā)展，使得其技術(shù)日益成熟，在無線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并在未來高速信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中扮演著十分重要的角色。

二、超寬帶無線通信技術(shù)的概述

超寬帶無線通信技術(shù)是指相對帶寬不小于0.2或絕對帶寬不小于500MHz，并在指定的3.1 GHz～ 10.6 GHz專門頻段使用的通信方式（民用領(lǐng)域）。和我們常見的傳統(tǒng)無線通信技術(shù)不同，其信號傳輸具有很寬的信道帶寬。超寬帶無線通信技術(shù)利用持續(xù)時(shí)間極短時(shí)間的脈沖信號（幾十皮秒到幾納秒）攜帶比特信息，通過改變脈沖信號的振幅或持續(xù)時(shí)間等來實(shí)現(xiàn)信息傳輸，其最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到每秒數(shù)百兆。

三、超寬帶無線通信技術(shù)的特點(diǎn)

超寬帶無線通信技術(shù)將無線局域網(wǎng)和個(gè)人局域網(wǎng)的接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線通信技術(shù)的低功耗和高帶寬，具有共存性好、傳輸速率高、傳輸距離較短的特點(diǎn)。

1、共存性特點(diǎn)。由于超寬帶傳輸技術(shù)具有低功率譜密度的特點(diǎn)，從理論上而言，超寬帶信號所產(chǎn)生的干擾僅僅相當(dāng)于寬帶白噪聲。這樣有助于超寬帶與現(xiàn)有窄帶通信之間的良好共存，即超寬帶技術(shù)的共存性，對于提高無線頻譜的利用率具有很大的意義。

2、發(fā)射功率比較低。超寬帶無線通信技術(shù)信號工作流程簡單，使用基帶傳輸而無需射頻調(diào)制解調(diào)，因此其發(fā)射功率低，設(shè)備功耗小，使其更適合于便攜型無線通信的使用。超寬帶無線通信系統(tǒng)由于其發(fā)射功率低，可通過傳輸功率控制來解決信號的擴(kuò)頻需要增益問題，從而使用低增益的全向天線有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。

3、傳輸速率高，抗干擾能力強(qiáng)。超寬帶無線通信技術(shù)使用上千兆赫茲的寬頻帶，即使發(fā)送信號功率譜密度很低，仍然可保證較高的信息傳輸速率，其傳輸速率能夠達(dá)到每秒數(shù)百兆，遠(yuǎn)高于藍(lán)牙的傳輸速度。與藍(lán)牙技術(shù)相比，超寬帶無線傳輸信號可以在接收端有效地恢復(fù)信號，擴(kuò)大增益，因此超寬帶技術(shù)能夠適應(yīng)各種頻帶寬度，抵抗各個(gè)頻率段信號的干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾性。

4、通信距離較短。超寬帶無線通信信號傳輸受距離的影響，高頻信號強(qiáng)度的衰減很快，傳輸距離將被縮短，因此超寬帶無線通信技術(shù)適用于短距離間的通信。

四、超寬帶無線通信技術(shù)的應(yīng)用

由于超寬帶無線通信的信道帶寬非常寬，能夠和整個(gè)頻譜共同進(jìn)行使用，也可與其他通信系統(tǒng)共存。因此，超寬帶無線通信技術(shù)能夠在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如個(gè)域網(wǎng)、智能交通系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。隨著“數(shù)字化家庭”或“數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)”的概念越來越普及，人們通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將消費(fèi)者的家用電器和電子產(chǎn)品進(jìn)行有效的連接，實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備之間信息的傳遞和交換。數(shù)字辦公室采用無線應(yīng)用程序的方式，而不是傳統(tǒng)的有線連接，這樣就能夠使得辦公環(huán)境更加方便和靈活。早期藍(lán)牙技術(shù)使得一些無線設(shè)備成為可能，但是由于傳輸速率過低，只能用于一些計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備和主機(jī)的連接。超寬帶無線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)和顯示器、攝像頭、會議設(shè)備、無線終端設(shè)備之間的互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備間的信號傳輸。超寬帶無線通信技術(shù)能夠在各種場所使便攜設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)，并且具有很好的傳輸速率和抗干擾能力，便于數(shù)據(jù)的傳輸。由于超寬帶無線通信技術(shù)可以提供相當(dāng)于計(jì)算機(jī)總線的傳輸速率，使得個(gè)人終端可以從互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)即時(shí)下載大量數(shù)據(jù)，還能將大量的數(shù)據(jù)存儲在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的存儲空間而不是個(gè)人終端中，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)云儲存。攜帶具有超寬帶無線功能的小型終端，在任何地方都能夠訪問本地超寬帶網(wǎng)絡(luò)，使用當(dāng)?shù)氐脑O(shè)備在任何時(shí)候都能夠控制自己的多媒體電腦?？梢钥闯?，超寬帶無線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)無線連接，不再使用復(fù)雜的信號線對設(shè)備進(jìn)行連接，使得安裝操作變得更加簡便。

五、結(jié)論

超寬帶無線通信技術(shù)和現(xiàn)有其他的無線通信技術(shù)相比，具有很好的傳輸質(zhì)量，而且其功耗較低，這樣就可以更好的滿足移動設(shè)備間的通信需求。此外，超寬帶無線通信信號還具有功率譜密度低、傳輸速率高、安全性能好的特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著超寬帶無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，超寬帶無線通訊技術(shù)必定能夠?yàn)樯鐣砀蟮谋憷?/p>

姓 名：韓宇 武警重慶總隊(duì)通信站

性 別：男

籍 貫：重慶萬州

出生年月：1976.8.

職 稱：工程師

學(xué) 位：工學(xué)學(xué)士

研究方向：通信工程（電信傳輸、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、超短波通信）

電子信箱： hanyu1976@21cn.com

聯(lián)系電話：15310823536

單 位：武警重慶總隊(duì)通信站

通訊地址：重慶市渝北區(qū)龍山路66號

郵 編：401147

篇4

【關(guān)鍵詞】無線通信技術(shù)；變電站；優(yōu)缺點(diǎn)

隨著科技的高速發(fā)展，通信技術(shù)也日益創(chuàng)新。人們追求智能化、自動化的同時(shí)，無線通信技術(shù)起著越來越重要的作用。在變電站自動化越來越普遍的今天，傳統(tǒng)的有線通信越來越凸顯其劣勢，相反無線通信技術(shù)不斷應(yīng)用于市場，快速擴(kuò)散其影響力。

1無線通信技術(shù)概述

1.1IEEE802.11

IEEE802.11是一種開放性互聯(lián)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的無線通信技術(shù)，也是目前無線通信技術(shù)中運(yùn)用最廣泛，各種特性最全面，更具有里程碑意義的一種。其標(biāo)準(zhǔn)由IEEE頒布，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持TCP/IP，并且結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，邏輯相對簡單，更容易實(shí)現(xiàn)信號交換與信號傳輸。IEEE802.11可實(shí)現(xiàn)一對多傳輸，可適用于變電站自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)端口的接入。然而其受傳輸速率低的影響，仍需不斷開發(fā)創(chuàng)新提高。

1.2Bluetooth

Bluetooth在移動通信上占有舉足輕重的地位，在無線通信技術(shù)中也是極為重要的一種。Bluetooth這種無線通信技術(shù)應(yīng)用可以說非常之廣泛，因?yàn)槠淇蓚鬏斘淖?、圖片、語音等多種數(shù)據(jù)，并且短距離內(nèi)傳輸速率極快，故而被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、汽車、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。Bluetooth既可以一對一傳輸信號，又支持一對多傳輸，并且其抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸快，在變電站自動化應(yīng)用上有很大優(yōu)勢。然而，Bluetooth極為受設(shè)備和距離的影響，而變電站自動化覆蓋面積廣，這制約著Blue-tooth在變電站自動化的廣泛應(yīng)用。

1.3UWB

UWB是一種超寬帶寬的無線通信技術(shù)。與一般無線通信技術(shù)不同的是，UWB不使用載波，獨(dú)特之處是靠脈沖通信。在極短的時(shí)間內(nèi)，發(fā)射能量脈沖序列，通過脈沖序列傳遞信號。由于脈沖和超寬帶寬的關(guān)系，UWB傳遞的信號很少受到干擾，且信號不易丟失。并且，在短距離上UWB比Bluetooth傳輸數(shù)據(jù)更快。然而UWB遇到與Bluetooth同樣的問題，如何減少設(shè)備的影響和加大距離的傳輸，是UWB應(yīng)用于變電站自動化的關(guān)鍵。

2無線通信技術(shù)相比傳統(tǒng)有線通信的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1成本

無線通信技術(shù)前期設(shè)備設(shè)施的建立需要花費(fèi)比較大的成本，尤其是在硬件上的花費(fèi)比傳統(tǒng)有線通信更多。然而，無線通信應(yīng)用在變電站自動化中，不需要如同傳統(tǒng)有線通信，大面積的鋪設(shè)線路，因此在線路上可以節(jié)約大量的資金。再加上日常的運(yùn)作維護(hù)中，無線通信相對有線通信，只需對基站、主體和軟件進(jìn)行維護(hù)，而有線通信則需增加對大面積的線路進(jìn)行維護(hù)，故而無線通信維護(hù)的人力成本及材料成本更加低。因此無線通信技術(shù)應(yīng)用在變電站自動化中成本比有線通信更低。

2.2完成時(shí)間

一個(gè)工程從開工到投入使用的時(shí)間是非常重要的，越早的完工投入使用，就能越早的開始盈利。在變電站自動化中，使用無線通信技術(shù)非常的方便與快捷，而有線通信仍需鋪設(shè)大量電纜，挖溝穿墻等既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。

2.3信號的傳遞

信號的傳遞分為傳遞速率和信號的正確。在傳遞速率上，無線通信技術(shù)的傳遞速率是低于有線通信技術(shù)的，但均能滿足變電站自動化使用的需求。而在信號的正確上，由于無線通信技術(shù)的信號在空氣中傳播，且應(yīng)用在變電站自動化上傳播距離要求長，范圍廣，因此容易被影響從而造成錯(cuò)誤信號。無線通信的錯(cuò)誤信號比有線通信的要多，需采取相應(yīng)的技術(shù)措施建設(shè)錯(cuò)誤信號，提高準(zhǔn)確率。

2.4擴(kuò)展

通信技術(shù)應(yīng)用于變電站自動化的實(shí)際中，節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展是必須面臨的一大問題。然而，傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)在擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)時(shí)，往往需要在新的地帶重新開始布線，且受地形環(huán)境影響嚴(yán)重，造成在擴(kuò)展時(shí)工作量大，耗時(shí)長。而使用無線通信技術(shù)，不僅入網(wǎng)十分簡單，受環(huán)境的影響較小，且在通信區(qū)域內(nèi)任何一個(gè)點(diǎn)，都能快速、方便的接入網(wǎng)絡(luò)，傳遞信號。因此無線通信技術(shù)應(yīng)用于變電站自動化中的節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展是十分便利且具有優(yōu)勢的。

2.5安全

通信安全也是在應(yīng)用于變電站自動化時(shí)必須注意的。有線通信技術(shù)應(yīng)用于變電站自動化中時(shí)，只需要保障線路的安全就能保障絕大多數(shù)信號的安全。而無線通信技術(shù)的信息因?yàn)樵诳諝庵袀鞑?，安全上存在很大隱患，這也是網(wǎng)絡(luò)安全需要面對的問題，但仍能通過加密和頻率控制等一系列手段進(jìn)行保障安全。

篇5

關(guān)鍵詞：5G無線通信技術(shù)；無線網(wǎng)絡(luò)；5G技術(shù)

當(dāng)前，4G無線通信技術(shù)已經(jīng)在全國推廣開來，其得到了廣泛的應(yīng)用。就4G技術(shù)的便捷性而言，5G無線通信技術(shù)可能會對人們的生活方式造成翻天覆地的變化。當(dāng)前的5G技術(shù)大多已逐漸成熟，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率高，成本降低并且支持眾多設(shè)備的連接。這些功能將滿足5G技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并為某些行業(yè)提供幫助技術(shù)上的支持，進(jìn)一步促進(jìn)了社會發(fā)展。在不久的未來，人們將全面進(jìn)入5G的時(shí)代。

15G無線通信技術(shù)概述

5G時(shí)代的到來奠定了數(shù)字信息化技術(shù)的基礎(chǔ)。5G無線通信技術(shù)的發(fā)展極大地提高了信息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量。5G無線網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸速度高達(dá)10Gb/s，下載一個(gè)1080p高清電影僅僅需要幾秒鐘。此外，使用5G技術(shù)還不僅限于計(jì)算機(jī)和手機(jī)，還包括智能家居的方向。5G無線通信技術(shù)的原理是光速等于波長乘以頻率。過去的有線通信技術(shù)為了確保遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，需要進(jìn)一步分析空氣中的影響因素。而5G無線通信技術(shù)的傳輸使用了超高頻的電磁波。由于波的頻率很高，因此傳輸速度快，所以5G無線通信技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用需要進(jìn)一步的評估。但雖然高頻波長短，但是在傳播過程中容易發(fā)生故障，并被建筑物影響的概率也更大。因此，5G技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該增加5G基站的數(shù)量。5G技術(shù)的未來發(fā)展仍面臨許多人挑戰(zhàn)，許多問題也需要解決，但這不會阻止未來的5G技術(shù)開發(fā)。5G技術(shù)是無線通信技術(shù)的最新成果，它徹底吸取了過去幾代無線通信技術(shù)積累的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢，并且過去存在主要缺點(diǎn)已經(jīng)得到改正，因此將給用戶帶來更好的使用體驗(yàn)。5G無線通信技術(shù)的優(yōu)勢除了過去幾代技術(shù)的優(yōu)勢外，還做到了與最新的智能化與自動化技術(shù)相融合。在5G時(shí)代，人們對于無線通信技術(shù)的期望將得到滿足，用戶的通信以及使用體驗(yàn)將更加的人性化，有了更加有效的溝通效果，使人們的生活更輕松，生產(chǎn)力更高。無線通信技術(shù)的進(jìn)步將使國家和社會受益匪淺。

25G無線通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

5G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由5G通訊模塊與5G云組網(wǎng)而成，提供各種設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和通信服務(wù)。5G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸功能是將分散在場館內(nèi)的終端上傳信息進(jìn)行采集、傳輸、匯集、處理，通過運(yùn)營商基站回傳至信息中心，經(jīng)過分包處理后分發(fā)給相應(yīng)的異地子客戶端，可在短時(shí)間內(nèi)在全球獲取終端數(shù)據(jù)的信息，是一種基于5G通訊技術(shù)的新型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。5G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要針對數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，解決傳感層數(shù)據(jù)接入問題，具有時(shí)延低、實(shí)時(shí)性高、傳輸速率高等主要特點(diǎn)，在環(huán)境保護(hù)監(jiān)、地震監(jiān)測預(yù)報(bào)、森林防護(hù)、海洋監(jiān)測、大中型水情測報(bào)、氣象預(yù)報(bào)、油氣田、油氣管道網(wǎng)、農(nóng)業(yè)、鐵路、公路、航運(yùn)交通管理、地區(qū)間聯(lián)絡(luò)、野生動物保護(hù)等行業(yè)提供全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)通信服務(wù)?？蓮V泛應(yīng)用于航空、海事、林業(yè)、地震、水利、環(huán)保、氣象的領(lǐng)域，提供全天時(shí)、全天候數(shù)據(jù)采集及通信服務(wù)，全面提高行業(yè)用戶信息化水平，極大滿足各類人群的個(gè)性化需求。目前，我國的5G技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)主要包括華為技術(shù)有限公司和中國移動通信集團(tuán)，美國的高通集團(tuán)和韓國的三星集團(tuán)也有相關(guān)的技術(shù)研究。但是，中國在研究5G通信技術(shù)方面取得了比較好的成績，它們主要體現(xiàn)在以下技術(shù)中：

2.1.1高頻通信傳輸技術(shù)近年來，由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，中國互聯(lián)網(wǎng)用戶呈現(xiàn)爆炸性增長。互聯(lián)網(wǎng)需求已有更大的需求。面對更多的用戶，對于信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斔俣扰c質(zhì)量也面臨更大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前的5G高頻通信技術(shù)可以有效解決波特率低的問題。這項(xiàng)技術(shù)也是廣大用戶對于5G技術(shù)最直觀的感覺。但是，這項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)仍在進(jìn)行中，該技術(shù)也仍存在缺點(diǎn)，比如有時(shí)數(shù)據(jù)傳輸不夠穩(wěn)定，并且傳輸需要的消費(fèi)成本過高等，這是當(dāng)今5G高頻通信技術(shù)迫切需要解決的問題。

2.1.2密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前人們?nèi)粘１仨毜募夹g(shù)，5G通信技術(shù)的集成也可以克服其發(fā)展中的許多問題。但是，5G無線通信技術(shù)的發(fā)展可以為無線網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)發(fā)展克服許多障礙。例如，如果用戶位于某些人口稠密的住宅區(qū)，各用戶對于數(shù)據(jù)的傳輸要求各不相同，無線網(wǎng)絡(luò)必須根據(jù)實(shí)際情況執(zhí)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸。密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以滿足此要求，它可以創(chuàng)建大量低功耗節(jié)點(diǎn)，因此熱點(diǎn)的數(shù)量和質(zhì)量已得到明顯改善。這對于人口稠密的地區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)的需求問題有很好的解決方案。但是，和高頻傳輸通信技術(shù)一樣，在現(xiàn)階段，該技術(shù)在仍存在一定的缺陷，即在應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)密度增加，也會造成數(shù)據(jù)傳輸干擾，這是該技術(shù)中一個(gè)更為突出的問題。

2.1.3D2D通信技術(shù)傳統(tǒng)的無線信號傳播應(yīng)該在基站中間進(jìn)行傳播，并限制在一定范圍內(nèi)。D2D通信技術(shù)數(shù)據(jù)直接在終端之間分配，而不通過基站發(fā)送。這項(xiàng)技術(shù)有效地減輕了基站的負(fù)擔(dān)，并節(jié)省并改善了數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間，同時(shí)信息數(shù)據(jù)的傳輸效率將大大提高，基站和其他設(shè)施的建設(shè)成本也會降低。結(jié)合起來看，D2D通信技術(shù)將在未來成為流行的技術(shù)。

2.1.4新型多天線傳輸通信技術(shù)使用傳統(tǒng)的通信技術(shù)，將會面臨著很高的服務(wù)壓力和破壞性干擾。在很多的情況下，無線通信的質(zhì)量也會受到很大影響，這是舊的無線技術(shù)面臨的最大問題之一。在新型的多天線傳輸通信技術(shù)取得重大突破之后，找到了解決這些問題的方法。首先，關(guān)于一些雜波對于通信信息的干擾，可以通過加強(qiáng)接收和發(fā)送信息的強(qiáng)度來加強(qiáng)信息的抗干擾能力。多輸入多輸出天線的開發(fā)可以解決許多問題，并進(jìn)一步改善信息的傳輸提高網(wǎng)絡(luò)連接的連接速率。如果在用戶社區(qū)大量安裝具有改進(jìn)的軌道天線技術(shù)的MIMO天線，就可以有效提高電話通信的質(zhì)量和速度，但是這種發(fā)展存在局限性，隨著這種類型的下行鏈路基站，有望采用新的電信技術(shù)。換句話說，可以增加許多移動天線，最多八根。如今，許多新的通信技術(shù)正面臨著技術(shù)上的局限，但是，可以通過增強(qiáng)信號強(qiáng)度來解決此問題，系統(tǒng)的性能將大大提高，通信的效率也會提高。

2.2國外應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，國外越來越關(guān)注5G技術(shù)的使用和發(fā)展，呈現(xiàn)出與我國截然不同的特點(diǎn)。在國外，5G無線通信技術(shù)的使用具有清晰的點(diǎn)狀分布特點(diǎn)。意味著大多數(shù)外部通信事件仍使用4G通信技術(shù)，只有少數(shù)地區(qū)進(jìn)行5G的發(fā)展，這在一些大城市更為普遍。在韓國，日本和美國，5G技術(shù)這一先進(jìn)的通信技術(shù)在技術(shù)的研究中，與其他國家不同，這些發(fā)達(dá)國家往往呈現(xiàn)5G技術(shù)的面狀分布。通常情況下，不專注于將資源集中在一種或多種技術(shù)上，而是更加側(cè)重于整體優(yōu)化，更新和應(yīng)用程序技術(shù)。例如，韓國三大運(yùn)營商SK，KT和LGU+同時(shí)在韓國部分地區(qū)推出了5G服務(wù)，并分別選拔了技術(shù)人員并分配了資金。根據(jù)當(dāng)今自身的技術(shù)優(yōu)勢尋求參與和進(jìn)步。一方面，韓國本身通信需求有限，其運(yùn)營商嘗試與對等方合作，以達(dá)到搶占國外市場的目的；另一方面，不同運(yùn)營商的技術(shù)優(yōu)勢不同。在融合發(fā)展的模式下，將以各種方式幫助推動5G技術(shù)的進(jìn)步，這對國家通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極影響。

35G無線通信技術(shù)的未來應(yīng)用趨勢

從趨勢的角度看，新時(shí)代5G無線通信技術(shù)的發(fā)展主要強(qiáng)度三個(gè)方向，即抗干擾，高穩(wěn)定性和高效率?？垢蓴_意味著在5G技術(shù)下，通信活動可以更有效地處理其他電磁信號。類似帶寬的信號，諧波和其他計(jì)劃外的磁場（例如金屬礦井）以提高信號的可讀性。目前，我國使用通信信號復(fù)用技術(shù)來進(jìn)行信號的抗干擾處理，它采用了最為廣泛的操作用于將信號聚焦在不同的通信條件上，使得通信信號出出于更理想的頻道中，之后會進(jìn)行降噪和凈化，效果是可以接受的，但是它不能從根本上解決干擾源的損壞。一些美國科學(xué)家提出了高頻通信模型，這樣，將頻率明顯高于常規(guī)頻段的信號用于信息傳輸，可以防止來自類似頻帶信號的干擾。但是，此模式要求大量的通信設(shè)備到終端進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此需要非常昂貴的成本，仍然缺乏可行性。在5G無線通信技術(shù)的通信效率方面，不同國家的研究進(jìn)展相對有限?，F(xiàn)階段的5G技術(shù)還不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)室交流水平并且影響因素具有多樣性，這意味著要想嘗試充分利用5G技術(shù)，需要通過大范圍以及系統(tǒng)化的通信結(jié)構(gòu)改進(jìn)與轉(zhuǎn)換，但是這需要大量的資金投入?，F(xiàn)階段，市場尚未完全形成，在這種情況下，幾乎所有的國家都未進(jìn)行全面的貿(mào)易轉(zhuǎn)型[1]。對于5G無線通信技術(shù)的未來應(yīng)用趨勢，5G電信技術(shù)的價(jià)值已逐漸得到認(rèn)可?？梢灾鸩绞沟糜脩羧后w的數(shù)量擴(kuò)大，但是在群組類別方面，仍然可以保持穩(wěn)定。對于各個(gè)群體類別，個(gè)人用戶，公司協(xié)會和機(jī)關(guān)單位是5G無線通信技術(shù)的主要應(yīng)用群體。其中，個(gè)人用戶較為分散，但是電信服務(wù)的總數(shù)很大并且分布在中國不同地區(qū)，商業(yè)協(xié)會對于5G無線通信技術(shù)的需求較為穩(wěn)定，一些大型公司通常會優(yōu)先考慮技術(shù)業(yè)務(wù)中的技術(shù)變革，而中小型企業(yè)并通常都會缺乏所需的大量信息，并且不斷變化的技術(shù)和使用往往是一大問題。政府機(jī)構(gòu)對5G無線通信技術(shù)的使用有所差異。部分?jǐn)?shù)據(jù)信息需要有大量的交互與處理，導(dǎo)致部分單位會嘗試改善技術(shù)，例如醫(yī)院[2]。

4新時(shí)期5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用分析

4.1數(shù)字貨幣上的5G技術(shù)應(yīng)用

自比特幣問世以來，世界范圍內(nèi)各種各樣的數(shù)字貨幣層出不窮。中國人民銀行行長周小川曾在2018年表示，中國計(jì)劃推出屬于自己的數(shù)字貨幣。因?yàn)?G技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸安全性極高，并且傳輸速度極快，如果將5G技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字貨幣交易中，不但能使數(shù)字貨幣交換的效率增加數(shù)千倍，同時(shí)擴(kuò)大了數(shù)字貨幣的交易范圍，最終數(shù)字貨幣的交易范圍將覆蓋全球，為人們數(shù)字貨幣交易的安全與隱私提供了保障，將貨幣流通成本和發(fā)行成本降低到零[3]。

4.2在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域應(yīng)用5G技術(shù)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，僅2018年，全球生成信息數(shù)據(jù)總量已經(jīng)超過過去幾年數(shù)據(jù)量總和。因此，我們已經(jīng)不如大數(shù)據(jù)時(shí)代。5G無線通信技術(shù)可以幫助人們在短時(shí)間內(nèi)輸入、處理、傳輸和輸出數(shù)據(jù)，幫助人們在數(shù)據(jù)量繁多的環(huán)境下依然可以及時(shí)通信。此外，5G無線通信技術(shù)同樣適用于云計(jì)算。眾所周知，云計(jì)算需要在線上實(shí)現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)計(jì)算，只有計(jì)算速度達(dá)到每秒十萬億次才能夠幫助人們順利計(jì)算。如果將5G無線通信技術(shù)應(yīng)用到云計(jì)算中，則云計(jì)算的可靠性和穩(wěn)定性將提升，同時(shí)防止了數(shù)據(jù)泄漏，進(jìn)一步提高了云計(jì)算的速度[4]。

4.3在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用5G技術(shù)

廣大的醫(yī)療工作者長期以來被我國醫(yī)療資源匱乏，醫(yī)療機(jī)構(gòu)分布不均的情況所困擾著。如果在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用5G無線通信技術(shù)，則通過5G極其迅速的傳輸速度可以及時(shí)的幫助患者于醫(yī)生在網(wǎng)上交流，全國各地醫(yī)院的年輕實(shí)習(xí)生也可以通過使用5G技術(shù)參與在線醫(yī)療保健并學(xué)習(xí)醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)。前線的科研工作者也在致力于將工業(yè)智能，5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，在全國范圍內(nèi)構(gòu)建醫(yī)療互聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到24小時(shí)看病的效果，從而徹底解決我國“看病難”的問題[5]。

4.45G技術(shù)在安卓系統(tǒng)中的應(yīng)用

安卓系統(tǒng)中，源代碼是開放可修改的。我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品大多使用安卓系統(tǒng)。應(yīng)用程序框架，系統(tǒng)核心層和應(yīng)用程序，存儲時(shí)間和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間是安卓系統(tǒng)的4層分層體系。將5G技術(shù)應(yīng)用到安卓系統(tǒng)中，可以在系統(tǒng)的核心層將硬盤與終端同步，大量節(jié)約了終端的系統(tǒng)內(nèi)存，使得安卓手機(jī)的系統(tǒng)安全性得到了顯著提高。

篇6

關(guān)鍵詞：LTE；地面無線通信；民航通信；調(diào)度

1 研究背景

民用機(jī)場地面通訊發(fā)展，經(jīng)歷了兩個(gè)階段。從原始的手勢通訊指揮，過渡到電子通訊指揮。上世紀(jì)90年代，模擬集群系統(tǒng)開始興起。當(dāng)時(shí)語音集群業(yè)務(wù)已經(jīng)可以滿足通信組內(nèi)快速通信的需求，在指揮調(diào)度中發(fā)揮重要作用，90年代中期，模擬集群技術(shù)已經(jīng)在我國的軍隊(duì)、公安、交通等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。2001年，我國建設(shè)了第一張TETRA網(wǎng)絡(luò)，隨后TETRA在中國取得了很好的發(fā)展。但是，隨著社會的發(fā)展，行業(yè)用戶對多媒體調(diào)度、多任務(wù)并發(fā)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理等實(shí)時(shí)綜合業(yè)務(wù)需求愈加強(qiáng)烈，迫切需要新一代的無線通信接入技術(shù)來滿足多媒體調(diào)度的需求。

2 LTE地面無線通信技術(shù)介紹

2.1 LTE地面無線通信技術(shù)概況

LTE無線通信技術(shù)英文名稱是Long Term Evolution，長期演進(jìn)技術(shù)。是基于UMTS/HSPA和EDGE/GSM的新一代的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。LTE通信技術(shù)是基于IP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是原來的GPRS核心分組網(wǎng)的替代物。同時(shí)，由于LTE的兼容特性，可以向UMTS、CDMA2000和GSM等較舊的網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)和語音的無縫切換，所以LTE也被叫做核心分組網(wǎng)演進(jìn)。LTE之所以可以提升無線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸能力和數(shù)據(jù)傳輸速度，主要得益于LTE借助新調(diào)制方法和新技術(shù)。LTE通信技術(shù)主要可以分為TDD和FDD兩種制式。LTE可以提供高速移動的通信需求，得益于LTE支持廣播流和多播技術(shù)。LTE的頻譜增效是3G增強(qiáng)技術(shù)的2-3倍，因?yàn)長TE是以MIMO（多入多出技術(shù)）和OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)）為基礎(chǔ)的。LTE-Advanced（LTE增強(qiáng)技術(shù)）是國際電信聯(lián)盟認(rèn)可的第四代移動通信標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 LTE地面無線通信技術(shù)的基本架構(gòu)

LTE地面無線通信技術(shù)的結(jié)構(gòu)主要分為兩個(gè)網(wǎng)元，演進(jìn)型分組核心網(wǎng)（EPC，Evolved Packet Core）和演進(jìn)型Node B（eNode B，Evolved Node B）。LTE地面無線通信系統(tǒng)只存在分組域。其中，eNode B主要負(fù)責(zé)接入網(wǎng)，也稱作演進(jìn)型UTRAN（E-UTRAN，Evolved UTRAN）；移動管理實(shí)體（MME，Mobility Management Entity）負(fù)責(zé)信令處理；演進(jìn)型分組核心網(wǎng)（EPC，Evolved Packet Core）負(fù)責(zé)核心網(wǎng)；服務(wù)網(wǎng)管（S-GW，Serving Gateway）主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，如圖1所示。

2.3 LTE地面無線通信技術(shù)接口協(xié)議

LTE地面無線通信技術(shù)的空中接口是E-UTRAN，有以下一些基本特性：

（1）支持TD（時(shí)分雙工）和FDD（頻分雙工）通信，同時(shí)支持無線連接的時(shí)分半雙工通信。

（2）強(qiáng)化支持高速移動的移動通信，可以支持終端在高達(dá)

500km＼h的移動速度下在不同頻段下使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

（3）節(jié)省電力，LTE上傳技術(shù)采用SC-FDMA，下載技術(shù)采用

OFDMA技術(shù)。

（4）延遲低，LTE地面無信通信技術(shù)支持較短的建立連接和交

接的準(zhǔn)備時(shí)間，最佳狀態(tài)下，小IP包甚至低于5ms延遲。

（5）數(shù)據(jù)傳輸速度高，在E-UTRAN技術(shù)、20Mhz頻段和4×4天線的配合下，峰值上傳速率高達(dá)75Mbit/s，峰值下載速率高達(dá)299Mbit/s。

LTE地面無線通信技術(shù)的控制平面協(xié)議：

LTE地面無線通信技術(shù)的控制平面主要負(fù)責(zé)QoS保證、最后的資源釋放、無線連接的建立、用戶無線資源的管理，見圖2：

NAS（Non-Access Stratum，非接入層）、MAC（Media Access Control，媒體接入控制子層）、RLC（Radio Link Control，無線鏈路控制子層）、PDCP（Packet Date Convergence Protocol，分組數(shù)據(jù)匯聚子層）、RRC（Radio Resource Control，無線資源控制子層）等共同組成LTE地面無線通信技術(shù)控制平面協(xié)議棧。其中，NAS（非接入子層）和RRC（無線資源控制子層）實(shí)現(xiàn)了控制平面的主要功能。NAS（非接入層）控制協(xié)議實(shí)體主要負(fù)責(zé)非接入層的控制和管理，位于MME（移動管理實(shí)體）和UE（終端）里。實(shí)現(xiàn)了以下功能：安全控制、產(chǎn)生LTE-IDLE狀態(tài)下的尋呼信息、鑒權(quán)和承載管理等。

3 LTE地面無線通信系統(tǒng)在民航通信業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

3.1 地面無線通信系統(tǒng)的安全性

APN專線安全接入：

APN指一種網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，決定了終端上網(wǎng)時(shí)通過哪種接入方式來訪問網(wǎng)絡(luò)。APN具體結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)走向圖如圖3所示。P-GW和單位CE（單位4G接入路由器）置入同一MPLS VPN內(nèi)，使網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)三層互通，之后P-GW和單位CE（單位4G接入路由器）之間建立GRE隧道，此時(shí)P-GW和單位CE（單位4G接入路由器）邏輯上相當(dāng)于直連。P-GW為用戶分配地址，P-GW將LTE終端地址路由到用戶接入路由器，下一跳為單位CE（單位4G接入路由器）的GRE接口，單位CE設(shè)置回指路由，下一跳為P-GW的GRE隧道口。實(shí)現(xiàn)LTE終端和用戶接入路由器的互聯(lián)互通，之后再在兩個(gè)互聯(lián)互通的IP之間實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)或者業(yè)務(wù)通過硬件級的IPSEC加密。（此部署根據(jù)情況自行配置）

3.2 地面無線通信系統(tǒng)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.2.1 地面多媒體調(diào)度應(yīng)用方案概述

此方案為基于LTE無線通信系統(tǒng)部署的調(diào)度平臺。如圖4所示，核心機(jī)房部署有調(diào)度平臺服務(wù)器、交換機(jī)，運(yùn)營商路由器。用戶手中的LTE終端通過運(yùn)營商的LTE網(wǎng)絡(luò)與核心機(jī)房的服務(wù)器進(jìn)行通信，服務(wù)器建立地域A與地域B之間的通信鏈路，地域A與地域B之間進(jìn)而建立通信。出于安全性的考慮，機(jī)房與用戶之間的通信還可以通過APN專線進(jìn)行安全通信。核心機(jī)房集中對地域A以及地域B的用戶進(jìn)行管理，地域A與地域B的通信數(shù)據(jù)保存在核心機(jī)房服務(wù)器上。

由此可見，基于LTE地面無線通信調(diào)度系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：

（1）終端功能多樣化，智能化、IP化。地面調(diào)度不僅有語音功能，而且還可以滿足新形勢下的新業(yè)務(wù)需要，語音調(diào)度、視頻調(diào)度以及數(shù)據(jù)傳輸可以同時(shí)進(jìn)行；

（2）可以實(shí)現(xiàn)終端加密和空中加密，通過通訊審計(jì)，將語音、視頻保存在核心機(jī)房。杜絕無法審計(jì)或?qū)徲?jì)無法朔源的情況發(fā)生；

（3）可通信范圍更加廣闊，只要有運(yùn)營商信號的地方就可以進(jìn)行通信，目前運(yùn)營商的信號覆蓋已經(jīng)相當(dāng)廣泛；

（4）可拓展性強(qiáng)，除了多媒體調(diào)度應(yīng)用之外，核心服務(wù)器還可以開發(fā)其他相關(guān)應(yīng)用供用戶使用。

3.2.2 系統(tǒng)健壯性

處于系統(tǒng)健壯性方面的考慮，在核心機(jī)房，可以部署冗余備份。例如，雙服務(wù)器熱備份，同時(shí)部署兩臺交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)高可用性。與此同時(shí)，對于運(yùn)營商的選擇，可以同時(shí)選擇兩家運(yùn)營商互為鏈路備份保障，從而保障系統(tǒng)可以安全可靠運(yùn)行。

篇7

關(guān)鍵詞：無線電技術(shù)；通信方法；創(chuàng)新

引言

當(dāng)前，在眾多的信息技術(shù)中，無線電技術(shù)無疑是最受關(guān)注的一種。人們開始研究無線電技術(shù)可以追溯到上世紀(jì)70年代。一直以來，人們對此都投入了大量的時(shí)間和精力，也因此取得了顯著成績。相比于有線電通信技術(shù)，無線電通信技術(shù)不需要傳輸設(shè)備，不會受到地理位置的限制，傳輸十分靈活，有效降低了成本，因此，無線電技術(shù)在當(dāng)前市場上倍受青睞。但值得注意的是，當(dāng)前的無線電技術(shù)依然存在一些缺點(diǎn)，如：在傳輸過程中容易受到周圍不良因素的干擾，導(dǎo)致傳輸?shù)慕Y(jié)果失真，較易被人截獲。因此，研究無線電通信技術(shù)的通信新方法十分有必要，文章即是對此展開論述。

1 無線電通信技術(shù)概述

1885年，俄國物理學(xué)家波波夫論述了發(fā)明無線電接收機(jī)的過程。這篇無線電通信技術(shù)的論文成為無線電技術(shù)研究起點(diǎn)的標(biāo)志，并且為了表示對他的紀(jì)念，就將5月7作為無線電的發(fā)明日期。波波夫的研究延長了無線通信的距離，他將無線電通信技術(shù)的發(fā)展引入了新的篇章。意大利發(fā)明家馬可尼在1898年進(jìn)行了海上通信實(shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著無線電通信的真正實(shí)現(xiàn)。馬可尼通信實(shí)驗(yàn)將無線電信號的距離又進(jìn)一步的延長，并在1901年在相距將近三千多公里的兩個(gè)國家之間成功進(jìn)行了通信。馬可尼通信實(shí)驗(yàn)的成功標(biāo)志著人類正式進(jìn)入無線電遠(yuǎn)距離通信的時(shí)代，從此以后各式多樣的通信發(fā)明也相繼誕生[1]。1946年，科學(xué)家八本、威瑪、羅斯等用電視機(jī)進(jìn)行天線信號的接收，他們實(shí)驗(yàn)的成功標(biāo)志著無線電技術(shù)的真正普及。在當(dāng)今信息社會，我們對無線電通信技術(shù)的質(zhì)量要求更高，對通信技術(shù)也有了更多的期待。信息社會就要采用科學(xué)的管理措施，運(yùn)用計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)來開發(fā)各種通信應(yīng)用軟件，更好的為民眾的通信作好基礎(chǔ)。作為信息化服務(wù)的一大標(biāo)志，無線電通信技術(shù)的發(fā)展還有很大的發(fā)展前景，其不僅在民眾通信生活中扮演著重要角色，而且在軍事上也發(fā)揮著不可或缺的作用。面對當(dāng)今無線電通信技術(shù)中的不足，怎樣研究出更好的通信方法以完善通信質(zhì)量，滿足民眾生活、軍事用途上高質(zhì)量的通信要求成為無線電通信技術(shù)研究的熱點(diǎn)[2]。

2 無線電通信技術(shù)的特點(diǎn)

無線電通信技術(shù)之所以成為通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)方向，是因?yàn)槠湓谕ㄐ派暇哂泻苊黠@的通信優(yōu)勢。無線電通信能夠不受空間、時(shí)空的限制，通信自由，同時(shí)能夠更加完善通信中圖像信息、語音信息等，并且能夠使信息更加高質(zhì)量化，即不僅能夠傳遞，還能夠進(jìn)行深入加工。在通信設(shè)備上，無線電通信技術(shù)設(shè)備具有智能化、小巧化的特點(diǎn)，傳輸數(shù)據(jù)信息容量大等這些特點(diǎn)就注定了無線通信技術(shù)被進(jìn)行廣泛深入的研究。在通信的可靠性上，無線電通信技術(shù)的可靠性主要表現(xiàn)在對自然災(zāi)害上的抵抗性。在水澇、泥石流等天氣下，無線電通信依然能夠有效進(jìn)行，保證信息的有效傳遞。雖然，無線電通信技術(shù)有傳輸?shù)目煽啃裕瑫r(shí)空上的自由性等優(yōu)點(diǎn)，但是與其他通信方式相比也存在一些不足之處，比如，無線電通信容易受到外界電磁波信號的干擾，信息容易被外界竊取。因此，對無線電通信技術(shù)的保密性研究成為各國軍事信息研究的重點(diǎn)。在當(dāng)今國際競爭日益激烈的環(huán)境下，有用信息被敵方獲取對國家、企業(yè)、軍事機(jī)構(gòu)等造成的危害都是致命的。因此，做好無線電通信技術(shù)的保密性研究成為各界研究的熱點(diǎn)[3]。

3 無線電通信方法的創(chuàng)新與研究

在信息化社會競爭日益激烈的今天，如何解決無線電通信技術(shù)中出現(xiàn)的各種問題成為必要。解決這些復(fù)雜問題并切實(shí)滿足民用通信、軍事通信上的各種需求成為我國無線電通信技術(shù)發(fā)展前進(jìn)的方向。因此，在對無線電通信技術(shù)進(jìn)行研究的過程中，各種改革和創(chuàng)新是必不可少的。現(xiàn)階段，我們主要可以從以下方面重點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新研究[4]。

3.1 提高無線電通信網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)性。無線電通信技術(shù)的各種設(shè)備如果沒有較好的安裝、配置與部署，那么無線電通信網(wǎng)絡(luò)一旦受到外界的干擾，就容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓。因此，在無線電通信的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)布局上，我們必須保證網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備性能，優(yōu)化各種設(shè)備配置，采取各種有效措施以用來保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。

3.2 采用無線電數(shù)字通信技術(shù)。數(shù)字通信技術(shù)能在很大程度上減少外界的干擾，保證通信的質(zhì)量。因此，無線電通信技術(shù)要保持系統(tǒng)信號的穩(wěn)定、提高系統(tǒng)頻譜的利用效率、增加系統(tǒng)通信上的質(zhì)量，就必須采用數(shù)字通信技術(shù)，以確保提高通信質(zhì)量。

3.3 改進(jìn)接入網(wǎng)絡(luò)的方式。隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，以及各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，無線通信的發(fā)展得到了很大程度上的提高。在市場發(fā)展中，無線傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與新興網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的支撐下，快速地推動了無線接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。移動蜂窩接入，無線本地環(huán)路等接入技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，都在很大程度上滿足了人們通信上的各種需求。

3.4 推動無線通信技術(shù)寬帶化發(fā)展。信息技術(shù)的寬帶化發(fā)展對于光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的推動作用。最近幾年，光纖傳輸技術(shù)的快速發(fā)展更是在全國各大城市取得了顯著成果。在無線通信技術(shù)發(fā)展的方向上，我國無線通信正朝著無線接入寬帶化的方向逐步演進(jìn)，無線通信技術(shù)的寬帶化成為無線電通信的重要方向。

3.5 軟件無線電技術(shù)的推廣。在無線電通信偵察方面，軟件無線電具有重要的應(yīng)用。軟件無線電在軍事通信領(lǐng)域的運(yùn)用，如果能夠推廣到大眾生活市場，那么對于無線電通信技術(shù)的保密性研究也將是重大創(chuàng)新。

3.6 個(gè)人信息化技術(shù)的推廣。個(gè)人信息化通信在全球上已經(jīng)有著較為完善的發(fā)展體系，在通信上，個(gè)人信息化能夠有效地降低無線通信傳輸路線的信息量，提高無線通信的傳播速度。

3.7 電路交換網(wǎng)絡(luò)的過渡。過渡電路交換網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)都將是無線通信技術(shù)的核心。在數(shù)據(jù)的處理能力上，電路交換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理能力將得到很大程度上的提升，這在一定程度上也解決了無線通信信號易受到干擾的難題[5]。

4 結(jié)束語

文章簡要回顧了無線電通信的發(fā)展歷程，介紹了無線電通信的優(yōu)缺點(diǎn)。在無線電通信技術(shù)上，傳輸?shù)穆肪€、信號穩(wěn)定性、傳輸距離、保密性等方面的要求也越來越高。針對我國上億人通信的要求，在無線電通信的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與通信質(zhì)量上都有很大的改進(jìn)空間。在全球市場競爭中，我國無線電通信技術(shù)也有了巨大的發(fā)展。但是，無線電通信技術(shù)在滿足用戶多方位、多層次上都需要有進(jìn)一步的提高。因此，我們對無線電通信技術(shù)通信方法創(chuàng)新的研究具有實(shí)際的意義。我們要積極快速地推進(jìn)無線通信方法技術(shù)的研究，為民眾生活、國家軍防等提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的無線通信服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]數(shù)字與模擬通信系統(tǒng).Leon W.Couch[M].電子工業(yè)出版社.

[2]李雄偉，趙彥然.無線局域網(wǎng)的安全性及其攻擊方法研究[J].2005.

[3]錢沈廉.無線電通信技術(shù)之通信方法拓新[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009.

篇8

【關(guān)鍵詞】鐵路運(yùn)輸無線通信技術(shù)列車控制系統(tǒng)

在鐵路運(yùn)輸事業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，人們對鐵路服務(wù)質(zhì)量與效率也提出了更高的要求，如何為人們提供更加高效、實(shí)時(shí)的鐵路運(yùn)輸服務(wù)是當(dāng)下需要重點(diǎn)考慮的問題。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)的要求也越來越高，人們不僅需要在日常工作、學(xué)習(xí)、生活中時(shí)時(shí)刻刻保持與網(wǎng)絡(luò)的連接，同時(shí)在旅途過程中也對網(wǎng)絡(luò)連接有了新的要求。因此，為了滿足人們的需求，就需要在鐵路運(yùn)輸過程中實(shí)現(xiàn)高效的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，在此背景下，無線通信技術(shù)就越來越受到了關(guān)注和重視。無線通信技術(shù)的應(yīng)用是影響鐵路發(fā)展的重要因素，在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，應(yīng)用無線通信技術(shù)可以有效保障運(yùn)輸安全，對鐵路發(fā)展具有重要的意義和作用。

一、無線通訊技術(shù)概述

無線通信技術(shù)是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無線通信技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，其中最具有代表性的無線通訊技術(shù)包括藍(lán)牙、RFID、紅外、3G、GSM等。一般認(rèn)為，通信距離在100m以內(nèi)的為進(jìn)程無線通信，而高于100m的則為遠(yuǎn)程無線通信。紅外、藍(lán)牙、RFID的通信距離在10m以內(nèi)，所以屬于近程無線通信技術(shù)，而3G、GSM等通信距離較大，在100m以上，所以屬于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)。隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，無線網(wǎng)絡(luò)寬帶也越來越高，這不僅滿足了人們對高速寬帶的需求，同時(shí)也在很大程度是促進(jìn)了多媒體技術(shù)的發(fā)展[1]。現(xiàn)如今，無無線通訊技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到各行各業(yè)中，其所發(fā)揮的作用也是尤為重要的。如無線通訊技術(shù)就是影響鐵路發(fā)展的重要因素，其在鐵路運(yùn)輸過程中也發(fā)揮著重要的作用。為了更好的促進(jìn)鐵路發(fā)展，加強(qiáng)分析鐵路運(yùn)輸過程中無線通信技術(shù)的應(yīng)用也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、鐵路運(yùn)輸中的無線通信技術(shù)分析

2.1光纖射頻中繼器

光纖射頻中繼器是鐵路運(yùn)輸中無線通信技術(shù)的重要組成部分，其在鐵路運(yùn)輸中發(fā)揮著重要的作用。光纖射頻中繼器的作用就是可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)車站和線路的統(tǒng)一管理。過去對于車站和線路的管理需要在每個(gè)鐵路上設(shè)置無線基站，這樣一來就會在一定程度上提高鐵路運(yùn)輸成本，同時(shí)影響管轄效率。而應(yīng)用光纖射頻中繼器就可以解決這一問題。在線路和車站管理中，主要是利用光纖射頻中繼器來來接受射頻信號，據(jù)射頻信號可以了解多個(gè)線路和車站的情況，進(jìn)而便于對多個(gè)車站和線路進(jìn)行管理和監(jiān)控[2]。

2.2泄露同軸電纜

在鐵路運(yùn)輸過程中，當(dāng)列車進(jìn)入到隧道中會產(chǎn)生波導(dǎo)效應(yīng)，進(jìn)而影響到鐵路運(yùn)輸過程中通信的傳輸質(zhì)量和效率[3]。這是因?yàn)樗淼乐械闹本€距離較短，并且彎曲較多，所以無法進(jìn)行直射傳播。而如果在鐵路運(yùn)輸過程中，應(yīng)用泄露同軸電纜就可以解決隧道傳播衰竭大這一問題，進(jìn)而更好的提高通信傳播質(zhì)量。

2.3通話組的自動轉(zhuǎn)換

在鐵路運(yùn)輸過程中，所有信道、移動臺之間的通話自動轉(zhuǎn)換在集群方案中都是公用的，主要是通過改變網(wǎng)管工作站的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)通話組的自動轉(zhuǎn)換。一般便捷臺的分配都是較為固定的，車輛段管轄在車輛段范圍的列車臺中，行車調(diào)度管轄在線路范圍的列車臺中，所以，在鐵路運(yùn)輸過程匯總，列車通話組的轉(zhuǎn)變與列車臺的轉(zhuǎn)換是同步進(jìn)行的。

三、鐵路運(yùn)輸過程中無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1無線數(shù)字通信系統(tǒng)

目前，無線數(shù)字通信系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸過程中有著十分廣泛的應(yīng)用，其具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠有效保障通話質(zhì)量和通信效率，并且無線數(shù)字通信系統(tǒng)移動改設(shè)十分便利，容量擴(kuò)充也方便，所以在鐵路運(yùn)輸過程中發(fā)揮著重要的作用。無線數(shù)字通信系統(tǒng)不僅具有無線設(shè)置方式，同時(shí)還具有有限設(shè)置方式，能夠在聯(lián)絡(luò)通信中更好的保證音質(zhì)清晰和通信速度。目前，在鐵路運(yùn)輸過程中，無線數(shù)字通信系統(tǒng)主要應(yīng)用在行車調(diào)度指揮、站間閉塞通信、調(diào)度監(jiān)督管理等方面，通過應(yīng)用無線數(shù)字通信系統(tǒng)，可以有效提高行車調(diào)度指揮效率，解決站間閉塞通信問題，同時(shí)提高調(diào)度監(jiān)督管理質(zhì)量，這對于保障鐵路運(yùn)輸安全及鐵路運(yùn)輸通信質(zhì)量具有重要的意義。

3.2無線平面調(diào)度通信系統(tǒng)

無線通信技術(shù)中，無線平面調(diào)度通信系統(tǒng)也是尤為重要的一項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容，其在鐵路運(yùn)輸過程中也有著廣泛的應(yīng)用，在保證鐵路通信質(zhì)量、運(yùn)輸安全方面發(fā)揮著重要的作用。無線平面調(diào)度通信系統(tǒng)主要是利用無線電波的傳播來完成鐵路平面與調(diào)度中心之間通信的系統(tǒng)，系統(tǒng)組成包括調(diào)度所設(shè)備、沿線地面設(shè)備、移動電臺設(shè)備、傳輸設(shè)備等。在過去，鐵路運(yùn)輸過程中鐵路調(diào)車指揮作業(yè)都是以旗信號、燈信號為主，這不僅需要耗費(fèi)大量的人力，同時(shí)也難以有效保證工作效率。而應(yīng)用無線平面調(diào)度通信系統(tǒng)就可以提高調(diào)車工作效率，保證調(diào)車作業(yè)的可靠性和安全性。

3.3無線列車調(diào)度通信系統(tǒng)

無線列車調(diào)度通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)列車與調(diào)度中心以及列車之間溝通的通信系統(tǒng)，其是無線通信技術(shù)的重要組成部分，在鐵路運(yùn)輸過程中發(fā)揮著重要的作用。通過應(yīng)用無線列車調(diào)度通信系統(tǒng)，可以更好的保證列車通信傳輸質(zhì)量和效率，同時(shí)為旅客提供更加高速、實(shí)時(shí)的無線寬帶服務(wù)。無線列車調(diào)度通信系統(tǒng)具有直觀、靈活、操作便利、音質(zhì)清晰的特點(diǎn)，所以在鐵路運(yùn)輸過程中有著廣泛的應(yīng)用。

3.4列車控制系統(tǒng)

列車控制至系統(tǒng)主要是采用多種技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)對列車的整體控制，該系統(tǒng)中包括自動防護(hù)、列車自動駕駛系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)等。在鐵路運(yùn)輸過程中，應(yīng)用列車控制系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)對列車的整體控制，比如對列車速度的合理控制，以及對停站時(shí)間的精準(zhǔn)控制，在很大程度上降低了鐵路運(yùn)輸成本，同時(shí)提高了鐵路運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量和效率。軌道電路技術(shù)是列車控制系統(tǒng)的重要組成部分，其關(guān)系到列車控制的精準(zhǔn)性，利用軌道電路技術(shù)可以為列車傳遞信息，進(jìn)而為列車控制提供依據(jù)。另外，軌道電路技術(shù)在檢測列車是否處于安全狀態(tài)方面也發(fā)揮著重要的作用。列車控制系統(tǒng)中移動閉塞技術(shù)也發(fā)揮著重要的作用，移動閉塞技術(shù)的主要作用就是幫助列車了解自身的位置以及列車在線路匯總中所在的位置，進(jìn)而便于列車更好的進(jìn)行整體控制。在鐵路運(yùn)輸過程中，應(yīng)用列車控制系統(tǒng)可以有效提高鐵路運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量和水平。

篇9

【關(guān)鍵詞】超寬帶無線通信關(guān)鍵技術(shù)

無線通信及其相關(guān)技術(shù)對現(xiàn)代社會的發(fā)展具有非常大的推動作用。超寬帶技術(shù)就是一種新的無線通信技術(shù)，該技術(shù)可以使用脈沖信號在共享頻帶內(nèi)進(jìn)行信號傳輸，很好的解決了頻帶有限情況下的頻譜資源利用率較低的問題。是一種非常具有發(fā)展前景的無線通信技術(shù)。

一、超寬帶無線通信技術(shù)概述

超寬帶的參數(shù)定義為：信號在-10dB處的相對帶寬與中心頻率的比值不低于百分之二十，或信號在-10dB處的絕對帶寬不低于五百兆赫茲。

二、超寬帶技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢

2.1基于超寬帶技術(shù)的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)

超寬帶技術(shù)下的通信系統(tǒng)所使用的信號形式為超短窄脈沖。這種信號形式不需要使用載波，大大降低了頻帶占用率。更為重要的是，超短窄脈沖可以直接用于調(diào)制，這就避免了過多的信號生成、混頻、放大等設(shè)備的使用，使得基于超寬帶技術(shù)的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到了大大的簡化，由于通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到了簡化，故與其對應(yīng)的系統(tǒng)構(gòu)建成本和運(yùn)行功耗也得到了顯著的降低，更具實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢和應(yīng)用優(yōu)勢。

2.2推動了通信方式與頻譜管理模式的創(chuàng)新

在傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)中，信號的傳輸都需要通過載波調(diào)制實(shí)現(xiàn)，這中實(shí)現(xiàn)方式浪費(fèi)了大量的通信帶寬。超寬帶技術(shù)下的無線通信系統(tǒng)不需要使用載波對信號進(jìn)行調(diào)制，而是直接發(fā)送和接收脈沖信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這種通信方式是對原有的通信方式的一種革新。

由于單脈沖信號只占用非常小的通信帶寬，這就可以使得通信帶寬擴(kuò)展到GHz量級，為配合該技術(shù)的使用，F(xiàn)CC組織為其分配了3.1GHz-10.6GHz的頻譜范圍，該頻譜范圍非常寬，且具有免許可證屬性，故其在頻譜管理模式方面也是一種革新。

2.3具有明顯的傳輸性能優(yōu)勢

無線通信中的通信系統(tǒng)性能的衡量標(biāo)準(zhǔn)有抗多徑衰落特性、傳輸速率、發(fā)射功率以及通信安全性等。在上述幾個(gè)方面，超寬帶技術(shù)均具有較為明顯的性能優(yōu)勢。

超寬帶技術(shù)的信號發(fā)送方式?jīng)Q定了其具有較強(qiáng)的方向性，且得益于傳輸帶寬，該技術(shù)下信號的多徑時(shí)延可以達(dá)到納秒級別，故其具有較好的抗多徑衰落特性。基于超寬帶技術(shù)的通信系統(tǒng)傳輸速率可以超過1Gbps，該傳輸速率是傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)所無法比擬的，同時(shí)其可利用的傳輸頻帶非常寬，這就降低了通信頻帶內(nèi)的功率譜密度，進(jìn)而增強(qiáng)了超寬帶無線信號的抗偵聽能力。鑒于直接進(jìn)行基帶信號傳輸，故超寬帶技術(shù)具有較低的發(fā)射功率。

三、超寬帶無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1調(diào)制與多址技術(shù)

在超寬帶無線通信中常用的調(diào)制技術(shù)有通斷監(jiān)控調(diào)制（OOK）、脈沖幅度調(diào)制（PAM）、相移鍵控調(diào)制（BPSK）以及脈位調(diào)制（PPM）四種。

四種調(diào)制方式中，OOK與PPM調(diào)制方式的功率效率較高；跳時(shí)多址系統(tǒng)中，PAM調(diào)制方式最具性能優(yōu)勢；相同誤碼率下，BPSK調(diào)制方式性能更好。

目前，超寬帶無線通信系統(tǒng)中所使用的多址方式有TH-PPM、TH/DS-SK三種。其中，采用匹配濾波進(jìn)行用戶檢測的無線通信系統(tǒng)中，TH/DS-BPSK多址方式性能更好，若傳輸速率要求較高，可以采用DS-BPSK多址調(diào)制方式，若傳輸速率要求較低，可以采用TH-BPSK多址調(diào)制方式。采用最小均方誤差進(jìn)行用戶檢測的無線通信系統(tǒng)中三種多址調(diào)制方式區(qū)別較小，可以根據(jù)實(shí)際使用情況具體選取。

3.2超寬帶無線信號的接收與檢測

超寬帶無線通信系統(tǒng)使用多個(gè)傳輸信道進(jìn)行信號傳輸，這就使得信號能量分散分布在多個(gè)多徑分量中，對于這種信號的接收最好使用分集接收技術(shù)，常用的接收機(jī)為Rake接收機(jī)。此外，無線傳輸?shù)亩鄰叫?yīng)也提升了時(shí)域檢測技術(shù)的復(fù)雜度，為降低復(fù)雜度，或降低多徑效應(yīng)對接收端信號檢測的影響，可以考慮使用變換域信號檢測相關(guān)技術(shù)對信號進(jìn)行檢測。

3.3超寬帶無線通信系統(tǒng)中的信號同步技術(shù)

在接收端，信號必須經(jīng)過同步才能夠被正確接收，但是在超寬帶通信系統(tǒng)中，脈沖信號的持續(xù)時(shí)間非常短，傳統(tǒng)的同步方法不適用于對這種信號進(jìn)行同步。為實(shí)現(xiàn)信號的正確接收，多種同步技術(shù)被提出并應(yīng)用到超寬帶接收系統(tǒng)中。如比特反轉(zhuǎn)法、編碼法、極大似然法、“臟模板”法等。需要說明的是，這些方法不同程度的存在著一定的缺陷和使用限制，仍然具有較大的改進(jìn)和完善空間。

篇10

關(guān)鍵詞：無線通信；電網(wǎng)通信；技術(shù)分析

一、概述

電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。我國的電力通信網(wǎng)經(jīng)過幾十年風(fēng)風(fēng)雨雨的建設(shè)，已經(jīng)初具規(guī)模，通過衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段構(gòu)建而成為立體交叉通信網(wǎng)。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信系統(tǒng)的特性發(fā)生巨大的變化。鑒于采用無線通信網(wǎng)不依賴于電網(wǎng)網(wǎng)架，且抗自然災(zāi)害能力較強(qiáng)，同時(shí)具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，非常適合彌補(bǔ)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(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

二、無線技術(shù)介紹

（一）無線通信技術(shù)的概念

目前，無線通信及其應(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無線基站、無線終端及應(yīng)用管理服務(wù)器等組成。

（二）無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

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

總的來說，長距離無線接入技術(shù)的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術(shù)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(shù)主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術(shù)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(shù)的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術(shù)的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統(tǒng)。

1.主流無線通信技術(shù)

從技術(shù)發(fā)展的趨勢可以看出，以O(shè)FDM+MIMO為核心的無線通信技術(shù)將成為未來無線通信發(fā)展的主流方向。而目前基于該技術(shù)的無線通信技術(shù)主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術(shù)。

2.其他無線通信技術(shù)

除了上述主流的無線通信技術(shù)外，目前已存在的無線通信技術(shù)還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術(shù)及LMDS、MMDS、點(diǎn)對點(diǎn)微波、衛(wèi)星通信等長距離通信技術(shù)。

（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達(dá)16Mbps，通信介質(zhì)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(kuò)展技術(shù)，通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。

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

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

三、無線技術(shù)優(yōu)劣分析

（一）WLAN技術(shù)分析

Wi-Fi的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且大批量生產(chǎn)。該技術(shù)適用于無線局域網(wǎng)，作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸，對于特殊地點(diǎn)寬帶應(yīng)用，盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)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(shù)，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網(wǎng)絡(luò)使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)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(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。

（二）WiMax技術(shù)分析

WiMax是一個(gè)先進(jìn)的技術(shù)，推出相對較晚，存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。從應(yīng)用前景看，該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿足上網(wǎng)要求，覆蓋可以包括室外和室內(nèi)，可以進(jìn)行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)的傳輸距離，一直被業(yè)界看好，是未來移動技術(shù)的發(fā)展方向，并提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

（三）WMN技術(shù)分析

WMN是正在研究中的技術(shù)，在研究中不斷地在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行融合，而且暫時(shí)沒有一個(gè)成熟的產(chǎn)品系列來支持該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。從應(yīng)用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)用空間，在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對目標(biāo)對象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測、工業(yè)、交通等領(lǐng)域。隨著其他技術(shù)的不斷更新完善，WMN更好地與之相融合、互補(bǔ)，從而能夠揚(yáng)長避短，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢。

（四）3G技術(shù)分析

3G于1996年提出標(biāo)準(zhǔn)，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計(jì)算機(jī)仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入可以實(shí)用的階段，還有很多國家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。

（五）LMDS技術(shù)分析

本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點(diǎn)對多點(diǎn)通信的固定寬帶無線接入技術(shù)，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內(nèi)提供數(shù)字雙工語音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù)，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優(yōu)情況下，距離可達(dá)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(qū)或基站設(shè)備將ATM骨干網(wǎng)基帶信息調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去，在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶端設(shè)備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個(gè)用戶專門鋪設(shè)光纖或銅纜情況下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高帶寬無線傳輸。

（六）MMDS技術(shù)分析

MMDS的主要缺點(diǎn)是有阻塞問題且信號質(zhì)量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠?qū)?，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴(yán)格。由于MMDS采用的調(diào)制技術(shù)主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調(diào)制QAM調(diào)制技術(shù)，無法做到非視距傳輸，在目前復(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外，MMDS沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的設(shè)備存在兼容性問題。

（七）集群通信技術(shù)分析

數(shù)字集群系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，它的頻譜利用率有很大提高，可進(jìn)一步提高集群系統(tǒng)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(zhì)量變好；由于使用了發(fā)展成熟的數(shù)字加密理論和實(shí)用技術(shù)，所以對數(shù)字系統(tǒng)來說，保密性也有很大改善。

數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)可提供多業(yè)務(wù)服務(wù)，也就是說除數(shù)字語音信號外，還可以傳輸用戶數(shù)字、圖像信息等。由于網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)氖墙y(tǒng)一的數(shù)字信號，因此極大地提高了集群網(wǎng)的服務(wù)功能。

（八）點(diǎn)對點(diǎn)微波通信技術(shù)分析

微波傳輸?shù)膬?yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，可以降低運(yùn)營商的運(yùn)營成本。與租用線路相比，微波系統(tǒng)的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統(tǒng)部署簡潔快速。與傳統(tǒng)的傳輸手段相比，其快速部署的優(yōu)勢可以更快地滿足新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。第三，目前的微波產(chǎn)品對未來的發(fā)展是有保障的，對于運(yùn)營商的新業(yè)務(wù)和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統(tǒng)將升級到全I(xiàn)P的平臺之上，可以全面支持運(yùn)營商未來的發(fā)展。

（九）衛(wèi)星通信技術(shù)分析

利用衛(wèi)星在有些人口不很密集的地區(qū)來配合陸地通信。在這些地區(qū)散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛(wèi)星作為用戶連至固定有線網(wǎng)的接入設(shè)施。在陸地通信網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成寬帶多媒體通信網(wǎng)的環(huán)境下，利用衛(wèi)星建成寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)是比較好而切合實(shí)際的方案，經(jīng)濟(jì)又可靠。

但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺，其地面站的建設(shè)、通信信道租用費(fèi)用都需要花費(fèi)大量資金，而且通信資源為衛(wèi)星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數(shù)據(jù)的傳輸需要付出非常大的代價(jià)。因此，作為日常生產(chǎn)、生活使用是極為不經(jīng)濟(jì)的；而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)急通信、作戰(zhàn)通信、海外通信等則比較適合。

四、無線技術(shù)綜合比較

目前無線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區(qū)域、不同的技術(shù)特點(diǎn)、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入，而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無線接入。

首先，從標(biāo)準(zhǔn)化程度上看，本報(bào)告所涉及的技術(shù)中，僅僅WMN技術(shù)沒有成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標(biāo)準(zhǔn)，只是沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化工作，并且都進(jìn)行了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。

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

從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術(shù)、WMN技術(shù)屬于局域網(wǎng)無線接入技術(shù)，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術(shù)、3G技術(shù)、LMDS技術(shù)、MMDS技術(shù)、集群通信屬于城域網(wǎng)接入技術(shù)，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛(wèi)星通信、點(diǎn)對點(diǎn)微波則屬于廣域網(wǎng)技術(shù)，通常用于通信主干組網(wǎng)建設(shè)。

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

從調(diào)制技術(shù)上看，其中WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、WMN、3G技術(shù)均采用最新的調(diào)制技術(shù)OFDM，其余的技術(shù)均未采用OFDM調(diào)制技術(shù)。

從天線技術(shù)上看，僅僅3G和WiMax技術(shù)采用了MIMO技術(shù)，而其他技術(shù)均未采用MIMO技術(shù)；從傳輸環(huán)境上看，僅僅WiMax技術(shù)和3G技術(shù)支持非視距傳輸，其余技術(shù)均要求視距傳輸環(huán)境；從網(wǎng)絡(luò)安全和QoS機(jī)制上看，WiMax技術(shù)和3G技術(shù)在這方面做得比較優(yōu)秀、完善，其余的均存在較大的問題。