引論:我們?yōu)槟砹?3篇無線電技術(shù)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。

篇1
感知無線電技術(shù)用以實現(xiàn)動態(tài)頻譜共享。通過檢測空中信號占用頻譜,通過探知無線環(huán)境中空閑頻譜資源,選擇可被自己利用頻率進(jìn)行通信。租借系統(tǒng)通過采用感知無線電技術(shù),實時跟蹤授權(quán)系統(tǒng)占用頻率狀況,隨時使用、釋放頻段,在保障授權(quán)系統(tǒng)通信前提下,與授權(quán)系統(tǒng)動態(tài)共享頻譜。采用頻譜檢測方式獲取頻譜信息可使感知無線電技術(shù)能適應(yīng)無線環(huán)境頻譜使用狀況短期變化,高效利用頻譜,并且感知無線電技術(shù)不要求改造現(xiàn)有系統(tǒng),對無線信道環(huán)境和用戶需求都將具有較好適應(yīng)性。
感知無線電技術(shù)動態(tài)頻譜共享是自適應(yīng)傳輸技術(shù)思想在頻譜分配領(lǐng)域的運用。自適應(yīng)傳輸使無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸適應(yīng)信道傳輸能力的變化,通過提高數(shù)據(jù)傳輸速率來改善頻譜利用率。而感知無線電使無線通信系統(tǒng)占用的頻譜適應(yīng)無線環(huán)境頻譜使用狀況的變化,通過增加共享同一頻段的系統(tǒng)數(shù)、用戶數(shù)來提高頻譜利用率。不管是自適應(yīng)傳輸技術(shù)還是感知無線電技術(shù),其思想的核心都是無線通信系統(tǒng)能自動地適應(yīng)外界環(huán)境和自身需求的變化。
感知無線電思想可以推廣到移動通信其它層面。從低層到高層,要求未來移動通信系統(tǒng)能檢測系統(tǒng)各層參數(shù)與狀態(tài),如鏈路質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹I(yè)務(wù)負(fù)載、甚至用戶需求,并能適應(yīng)這些變化。從通信端到端,在存在重疊覆蓋多種無線電通信環(huán)境下,要求移動設(shè)備能夠在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間切換,實現(xiàn)包括終端、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)在內(nèi)的端到端重配置。這也就是所謂的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)(CognitiveNetwork)。
二、感知無線電關(guān)鍵技術(shù)分析
作為一種新的智能無線通信技術(shù),感知無線電可以感知到周圍的環(huán)境特征,采用構(gòu)建方法進(jìn)行學(xué)習(xí),通過相關(guān)描述語言(RadioKnowledgeRepresentationLanguage,RKRL)與通信網(wǎng)絡(luò)智能交流,實時調(diào)整傳輸參數(shù),使系統(tǒng)的無線規(guī)則與輸入的無線電激勵的變化相適應(yīng),以達(dá)到隨時隨地通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。無線規(guī)則指一系列適合無線頻譜合理使用的射頻帶寬、空中接口、相關(guān)協(xié)議和空間時間模式的設(shè)置。感知無線電系統(tǒng)的重構(gòu)能力很重要,該功能就是以軟件無線電作為平臺來實現(xiàn)的。重構(gòu)功能是由軟件無線電實現(xiàn),而感知無線電的其他任務(wù)是通過信號處理和機(jī)器學(xué)習(xí)的過程實現(xiàn),其感知過程開始于無線電激勵的被動感應(yīng),以做出反應(yīng)行為而終止,一個基本的感知周期要大致分為3個基本過程,分別是無線傳輸場景分析、信道狀態(tài)估計及其容量預(yù)測、功率控制和頻譜管理,它們的順序執(zhí)行使感知無線電系統(tǒng)的感知功能得以實現(xiàn)。
2.1感知無線電技術(shù)與動態(tài)頻譜分配
未來移動通信系統(tǒng)滿足用戶需求的關(guān)鍵點是提高頻譜利用率。移動通信的發(fā)展使帶來了越來越嚴(yán)重的頻率短缺問題。解決頻率短缺大致有兩類方法,一是擴(kuò)大可利用的頻率范圍,二是提高頻譜利用率。為增加可用頻率,移動通信系統(tǒng)的頻率已擴(kuò)展至300GHZ。無線信道的路徑損耗是隨頻率升高而迅速增加的,所以頻率過高并不利于移動通信。因而,更加有效的方法是提高頻譜利用率。
提高頻譜利用率有三類途徑,改進(jìn)通信設(shè)備的傳輸技術(shù),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、提高組網(wǎng)能力。目前廣泛采用這兩種途徑,但是這兩種方法能夠獲得的頻潛利用率增益將越來越少。第三種提高頻譜利用率的途徑是改進(jìn)頻譜分配方式。
目前國際上主要采用固定頻譜分配方式,一個頻段只分配給一個無線接入系統(tǒng),不管分配的頻段是否被頻率牌照的所有者實際使用,其它無線接入系統(tǒng)不能占用該頻段。為提高頻譜利用率,可以將一些頻段分配給了多個系統(tǒng),允許它們同時占有同一個頻段,甚至一些頻段可以開放為不需牌照的頻段,允許任意系統(tǒng)占用。盡管固定頻譜分配方式能夠改善系統(tǒng)干擾問題,但由于頻譜的授權(quán)系統(tǒng)并不是在任何地區(qū)的任何時刻都使用頻率,其頻譜利用率很低。而簡單地允許多個系統(tǒng)共享一個頻段,雖然優(yōu)于獨占性的固定頻譜分配方式,但由于它對頻譜共享沒有加以必要的控制,一個系統(tǒng)占用頻率前并不知道該頻率是否正在被其它系統(tǒng)使用,從而導(dǎo)致了兩方面的問題。可見,如果僅僅是簡單地允許多個系統(tǒng)共享頻譜,而不避免系統(tǒng)間干擾,會制約頻譜利用率的提高,并且不能保證通信質(zhì)量。為解決頻譜短缺與頻譜利用率低下的矛盾,可以考慮采用動態(tài)頻譜分配方式。允許多個系統(tǒng)共享同一頻段,各系統(tǒng)只在需要通信時才能占有頻段,通信結(jié)束就釋放頻段,而且必須控制系統(tǒng)間干擾,后接入的系統(tǒng)不能影響其它已有系統(tǒng)的通信。為與現(xiàn)有通信系統(tǒng)兼容,分配頻段上授權(quán)系統(tǒng)有使用頻譜的最高優(yōu)先級,只要不影響授權(quán)系統(tǒng)通信,租借系統(tǒng)與授權(quán)系統(tǒng)動態(tài)共享頻譜。這種動態(tài)的頻譜共享包含時間與空間兩方面。在時間上,當(dāng)授權(quán)系統(tǒng)不使用所分配的頻率時,租借系統(tǒng)可以占用頻率,但當(dāng)授權(quán)系統(tǒng)重新占用頻率時,租借系統(tǒng)必須及時地歸還頻率。
2.2信道狀態(tài)估計及其容量預(yù)測
信道估計的結(jié)果可用來計算信道容量,用于控制發(fā)送端的信號能量,可使用香農(nóng)法則計算信道容量C,但在感知無線電系統(tǒng)中并不直接在發(fā)送端傳輸C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反饋發(fā)送端,量化比率是預(yù)先確定的,所以接收機(jī)接收的信息量要小于信道容量C。一般來說,無線系統(tǒng)的傳輸率是波動的,當(dāng)其超出一定界限時,就會引起系統(tǒng)的不正常工作,這個界限決定了最大的傳輸比特率。
2.3功率控制和頻譜管理
2.3.1功率控制
在感知無線電通信系統(tǒng)中功率控制的實現(xiàn)以分布方式進(jìn)行,以擴(kuò)大系統(tǒng)工作范圍,提高接收機(jī)性能。控制發(fā)送端功率是感知無線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在多址接入的感知無線電信道環(huán)境中,主要采用協(xié)作機(jī)制方法,包括規(guī)則及協(xié)議和協(xié)作的Adhoc網(wǎng)絡(luò)兩方面內(nèi)容。多用戶的感知無線電系統(tǒng)彼此協(xié)作工作,基于先進(jìn)的頻譜管理功能,可以提高系統(tǒng)工作性能,支持更多用戶接入。
2.3.2動態(tài)頻譜管理
動態(tài)頻譜管理也稱為動態(tài)頻譜分配,具有實現(xiàn)系統(tǒng)頻譜高效利用的功能。在感知無線電系統(tǒng)中,頻譜管理的算法可這樣描述:基于頻譜空穴和功率控制器的輸出,選擇一種調(diào)制方式以適應(yīng)時變的無線傳輸環(huán)境,使系統(tǒng)工作在可靠傳輸?shù)臓顟B(tài)下。系統(tǒng)工作的可靠性可由信噪比差額(SNRgap)的大小確定。
2.4無線電知識描述語言
傳統(tǒng)的軟件無線電不能與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能交流,因為沒有基于模式推理計劃能力和沒有相關(guān)描述語言。在以軟件無線電為發(fā)展平臺的感知無線電研究中,研究表示無線系統(tǒng)知識、計劃和所需語言是關(guān)鍵技術(shù),無線電知識描述語言(RKRL)應(yīng)運而生,它表示了無線規(guī)則、系統(tǒng)配置、軟件模塊、網(wǎng)絡(luò)傳送、用戶需求、應(yīng)用環(huán)境等知識。
參考文獻(xiàn):
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[2]王軍,李少謙.認(rèn)知無線電:原理、技術(shù)與發(fā)展趨勢[J].中興通訊技術(shù),2007,(03)
[3]譚學(xué)治,姜靖,孫洪劍.認(rèn)知無線電的頻譜感知技術(shù)研究[J].信息安全與通信保密,2007,(03).
篇2
首先我們所有的設(shè)備都需要經(jīng)過模塊化處理,各個模塊分開保證控制功能,以及各個模塊之間的高速數(shù)據(jù)的交換問題。而信道設(shè)備以及接口設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信道設(shè)備包括調(diào)制解調(diào)器、信道的編譯碼器和置亂器等,在總的CPU的控制之下,信道設(shè)備的具體參數(shù)值可以做到由軟件來進(jìn)行定義處理。而將無線射頻的設(shè)備、信道設(shè)備和接口設(shè)計在衛(wèi)星通信技術(shù)中也是十分關(guān)鍵的存在。再來考慮到了衛(wèi)星通信技術(shù)有著多址方式,業(yè)務(wù)類型廣以及其頻率高且變化區(qū)域廣等各種優(yōu)點,在信道設(shè)備和接口設(shè)備的設(shè)計選用模塊化的設(shè)計構(gòu)思。各個模塊應(yīng)該能夠各自擁有能定義自身功能的各個軟件接口,而選用的軟件接口更應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)化以方便各個不同供應(yīng)商的生產(chǎn)。然后在各個模塊的具體設(shè)計上面,也要根據(jù)具體運算量大小,選擇不同的軟件接口功能。再來根據(jù)具體的各類應(yīng)用環(huán)境,更加靈活地修改和使用數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu),并且保證以軟件協(xié)同硬件兩相結(jié)合的方式實現(xiàn)。最后就是設(shè)備功能和系統(tǒng)功能的定義要靠網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來最終實現(xiàn)。
伴隨著因特網(wǎng)大面積普及及現(xiàn)在移動網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,衛(wèi)星通信技術(shù)絕對會在未來迎來更進(jìn)一步的發(fā)展機(jī)會。現(xiàn)在我國逐漸采用自主研發(fā)的通信衛(wèi)星為主體,來建立完善的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。軟件無線電技術(shù)作為一個可利用在衛(wèi)星通信方面的技術(shù)來說,也一定會伴隨衛(wèi)星通信的腳步,成為加速我國科技發(fā)展的重要技術(shù)。
篇3
1895年5月7日俄國物理學(xué)家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論文向全世界宣布無線電通信技術(shù)的誕生,并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無線電接收機(jī),那天俄國當(dāng)局定為“無線電發(fā)明日”。
1896年3月24日,波波夫?qū)o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(shù)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(shù)。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進(jìn)行了跨越大西洋的遠(yuǎn)距離無線電通信,從此人類進(jìn)入無線電波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術(shù)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(jī)接收天線問題,從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術(shù)迅速普及開來[2]。
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,信息超遠(yuǎn)控制技術(shù)為滿足遙控、遙測和遙感技術(shù)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(shù)也推動了電子計算機(jī)的更新?lián)Q代,使電子計算機(jī)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(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ),以計算機(jī)和通信技術(shù)為支撐,以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱,是一門綜合性的技術(shù)。今天的信息化時代,就是電子計算機(jī)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標(biāo)志。
無線電通信技術(shù)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(lǐng)域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術(shù)優(yōu)點雖然卓越,但其缺點至今給技術(shù)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(shù)的特點
近些年無線電通信技術(shù)領(lǐng)域引入無線接入技術(shù),是迅速發(fā)展起來的新技術(shù)領(lǐng)域,不需要傳輸媒質(zhì),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(shù)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(kuò)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(jié)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(yù)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(luò)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(jì)領(lǐng)域和國際經(jīng)濟(jì)的來往,無線電通信技術(shù)不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接,通信技術(shù)踏上新的臺階。
具備高度的機(jī)動性及可用性。無線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)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(jī)動性和可用性,尤其在軍事構(gòu)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(fēng)、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(shù)雖然解決了架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、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(shù)的保密性極差。無線電通信技術(shù)的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經(jīng)濟(jì)愈演愈熱,其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里關(guān)注的焦點,因此,無線電通信技術(shù)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(shù)之通信方法的拓新
21世紀(jì)無線電通信技術(shù)正處在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)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(shù)的興起,欲求無線電通信技術(shù)適應(yīng)未來社會生產(chǎn)和生活的需求。務(wù)必在通信方法上進(jìn)行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術(shù)的缺陷,筆者認(rèn)為,我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進(jìn)行嘗試,主要可總結(jié)一下八點:
3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)
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(wù),確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用[3],尤其近年來世界范圍內(nèi)全面展開,無線通信技術(shù)正朝著無線接入寬帶化的方向演進(jìn),這個方向?qū)o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(shù)
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(luò)的樣式
技術(shù)上融合實現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務(wù),在無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)的出現(xiàn)以后,無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展得到大幅度的推動,促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)傳送多種業(yè)務(wù)信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要,傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(shè)備,滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。3.5過渡電路交換網(wǎng)絡(luò)
關(guān)于過渡電路交換網(wǎng)絡(luò),IP網(wǎng)絡(luò)無疑是核心關(guān)鍵技術(shù),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(luò)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(shù)作為信號傳感器
Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性,利用藍(lán)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(jī)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(lǐng)域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術(shù)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(luò)可持續(xù)性
無線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設(shè)想。因此,無線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性[4]。
結(jié)束語
回顧無線通信的發(fā)展歷程,無線電通信技術(shù)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(shù)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(jì)的推進(jìn)作用,盡管我國的無線電通信技術(shù)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(shù)普及率低的問題,面對我國12億人口,網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shù)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(shù)通信方法應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o窮,這要求我們積極加快無線領(lǐng)域的科技進(jìn)步,為無線電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策,為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化的通信事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
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篇4
無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涵蓋的范圍很廣,既包括允許用戶建立遠(yuǎn)距離無線連接的全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),也包括為近距離無線連接進(jìn)行優(yōu)化的紅外線技術(shù)及射頻技術(shù)。通常用于無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備包括便攜式計算機(jī)、臺式計算機(jī)、手持計算機(jī)、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、筆式計算機(jī)和尋呼機(jī)。無線技術(shù)用于多種實際用途。例如,手機(jī)用戶可以使用移動電話查看電子郵件。使用便攜式計算機(jī)的旅客可以通過安裝在機(jī)場、火車站和其他公共場所的基站連接到Internet。在家中,用戶可以連接桌面設(shè)備來同步數(shù)據(jù)和發(fā)送文件。
二、無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)
為了解決各種無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連的問題,美國電機(jī)電子工程師協(xié)會(IEEE)推出了IEEE802.11無線協(xié)議標(biāo)注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三個標(biāo)準(zhǔn)。最開始推出的是802,11b,它的傳輸速度為lIMB/s,最大距離室外300米,室內(nèi)約50米。因為它的連接速度比較低,隨后推出了802.11a標(biāo)準(zhǔn),它的連接速度可達(dá)54MB/s。但由于兩者不互相兼容,致使一些早已購買802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在新的802,11a網(wǎng)絡(luò)中不能用,所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b標(biāo)準(zhǔn)且與802.11a速率上兼容的802.11g標(biāo)準(zhǔn),這樣通過802.11g,原有的802.11b和802.11a兩種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備就可以在同一網(wǎng)絡(luò)中使用。IEEE802.11g同802.11b一樣,也工作在2.4GHz頻段內(nèi),比現(xiàn)在通用的802.11b速度要快出5倍,并且與802,11完全兼容,在選購設(shè)備時建議弄清是否支持該協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。選擇適合自己的,802.11g標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在已經(jīng)開始普及。
三、無線網(wǎng)絡(luò)類型
(一)無線廣域網(wǎng)(WWAN)。無限廣域網(wǎng)技術(shù)可使用戶通過遠(yuǎn)程公用網(wǎng)絡(luò)或?qū)S镁W(wǎng)絡(luò)建立無線網(wǎng)絡(luò)連接。通過使用由無線服務(wù)提供商負(fù)責(zé)維護(hù)的若干天線基站或衛(wèi)星系統(tǒng),這些連接可以覆蓋廣大的地理區(qū)域,例如若干城市或者國家(地區(qū))。目前的WWAN技術(shù)被稱為第二代(2G)系統(tǒng)。2G系統(tǒng)主要包括移動通信全球系統(tǒng)(GSM)、蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)和碼分多址(CDMA)。現(xiàn)在正努力從2G網(wǎng)絡(luò)向第三代(3G)技術(shù)過渡。一些2G網(wǎng)絡(luò)限制了漫游功能并且相互不兼容;而第三代(3G)技術(shù)將執(zhí)行全球標(biāo)準(zhǔn),并提供全球漫游功能。ITU正積極促進(jìn)3G全球標(biāo)準(zhǔn)的指定。
(二)無線局域網(wǎng)(WLAN)。無線局域網(wǎng)技術(shù)可以使用戶在本地創(chuàng)建無線連接(例如,在公司或校園的大樓里,或在某個公共場所,如機(jī)場)。WLAN可用于臨時辦公室或其他無法大范圍布線的場所,或者用于增強(qiáng)現(xiàn)有的LAN,使用戶可以在不同時間、在辦公樓的不同地方工作。WLAN以兩種不同方式運行。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WLAN中,無線站(具有無線電網(wǎng)卡或外置調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備)連接到無線接入點,后者在無線站與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中樞之間起橋梁作用。在點對點(臨時)WLAN中,有限區(qū)域(例如會議室)內(nèi)的幾個用戶可以在不需要訪問網(wǎng)絡(luò)資源時建立臨時網(wǎng)絡(luò),而無需使用接入點。
(三)無線個人網(wǎng)(WPAN)。無線個人網(wǎng)技術(shù)使用戶能夠為個人操作空間(POS)設(shè)備(如PDA、移動電話和筆記本電腦等)創(chuàng)建臨時無線通訊。POS指的是以個人為中心,最大距離為10米的一個空間范圍。目前,兩個主要的胛AN技術(shù)是“Bluetooth”和紅外線。“Bluetooth”是一種電纜替代技術(shù),可以在30英尺以內(nèi)使用無線電波傳送數(shù)據(jù)。Bluetooth數(shù)據(jù)可以穿過墻壁、口袋和公文包進(jìn)行傳輸。“Bluetooth專門利益組(SIG)”推動著“Bluetooth”技術(shù)的發(fā)展,于1999年了Bluetooth版本1.0規(guī)范。作為替代方案,要近距離(一米以內(nèi))連接設(shè)備,用戶還可以創(chuàng)建紅外鏈接。
為了規(guī)范無線個人網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,IEEE已為無線個人網(wǎng)成立了802.15工作組。該工作組正在發(fā)展基于Bluetooth版本1.0規(guī)范的WPAN標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)草案的主要目標(biāo)是低復(fù)雜性、低能耗、交互性強(qiáng)并且能與802.11網(wǎng)絡(luò)共存。
無線個人網(wǎng)和無線局域網(wǎng)并不一樣。無線個人網(wǎng)是以個人為中心來使用的無線個人區(qū)域網(wǎng),它實際上就是一個低功率、小范圍、低速度和低價格的電纜替代技術(shù)。但無線局域網(wǎng)卻是同時為許多用戶服務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò),它是一個大功率、中等范圍、高速率的局域網(wǎng)。
最早使用的WPAN是1994年愛立信公司推出的藍(lán)牙系統(tǒng),其標(biāo)準(zhǔn)是[EEE802.15.1[w-BLUE]。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)率為720kb/s,通信范圍在10米左右。為了適應(yīng)不同用戶的需求,無線個人網(wǎng)還定義了另外兩種低速WPAN和高速WPAN。
(四)無線城域網(wǎng)(WMAN)。無線城域網(wǎng)技術(shù)使用戶可以在城區(qū)的多個場所之間創(chuàng)建無線連接(例如,在一個城市或大學(xué)校園的多個辦公樓之間),而不必花費高昂的費用鋪設(shè)光纜、銅質(zhì)電纜和租用線路。此外,當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)的主要租賃線路不能使用時,WWAN還可以作備用網(wǎng)絡(luò)使用。WWAN使用無線電波或紅外光波傳送數(shù)據(jù)。為用戶提供高速Internet接入的寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)的需求量正日益增長。盡管目前正在使用各種不同技術(shù),例如多路多點分布服務(wù)(MMDS)和本地多點分布服務(wù)(LMDS),但負(fù)責(zé)制定寬帶無線訪問標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.16工作組仍在開發(fā)規(guī)范以便實現(xiàn)這些技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。
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(二)無線射頻識別(RFID)技術(shù)
無線射頻識別(RFID)技術(shù),是一種電子標(biāo)簽或者無線標(biāo)簽,利用無線射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。RFID已經(jīng)在日常生活中得到廣泛的應(yīng)用,RFID的發(fā)展得益于芯片技術(shù)、無線技術(shù)、無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)交換與編碼技術(shù)、信息化處理技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的綜合發(fā)展。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點,可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理。成本的節(jié)約和效率的提升,促使RFID技術(shù)成為各個行業(yè)實現(xiàn)信息化的重要切入點。近年來,隨著在物流、制造、公共信息服務(wù)等行業(yè)的廣泛應(yīng)用,RFID技術(shù)自身的產(chǎn)業(yè)化也在穩(wěn)步發(fā)展之中,在行業(yè)中的應(yīng)用也日益廣泛和深入。同時,RFID技術(shù)開始與通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合,朝著構(gòu)建一個實現(xiàn)全球物品、人員信息實時共享的物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)邁進(jìn),而這也正是RFID產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的動力所在。
(三)將RFID應(yīng)用在礦井中的優(yōu)勢
隨著科技的不斷發(fā)展,將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到井下作業(yè)中,既能夠有效地避免重大事故的發(fā)生或者將損失減小到最低,又能夠提高生產(chǎn)效率。我國現(xiàn)已有多家礦山企業(yè)開始嘗試RFID技術(shù),來實現(xiàn)井下作業(yè)管理,這就是在RFID射頻識別技術(shù)的基礎(chǔ)上搭建的一條地面上下溝通的橋梁,使地面人員能夠及時動態(tài)地了解井下人員、車輛、設(shè)備的身份、分布以及作業(yè)情況,一方面可以應(yīng)用于井下安全管理,一旦有事故發(fā)生,地面人員可以準(zhǔn)確、及時、快速地進(jìn)行搶險救災(zāi)、安全救護(hù)等等;另一方面還可以改善井下的生產(chǎn)調(diào)度,通過動態(tài)地獲取無軌運輸設(shè)備的方位信息等,同時,該系統(tǒng)還具備人員考勤功能,亦可對進(jìn)出礦場的人員及車輛進(jìn)行身份識別,以保障礦場的生產(chǎn)安全和財產(chǎn)安全。
(四)井下定位系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
1.系統(tǒng)構(gòu)成
井下定位系統(tǒng)設(shè)備主要包括:中心站主機(jī)、數(shù)據(jù)通信服務(wù)器、人員定位系統(tǒng)、無線射頻單元識別讀卡分站以及識別卡、礦用人員管理系統(tǒng)軟件、信息傳輸接口、通訊電纜、礦用隔爆兼直流穩(wěn)壓電源等組成。目前國內(nèi)井下人員定位系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大部分是采用的RS485遠(yuǎn)傳網(wǎng)絡(luò),它具有接線簡單、傳輸距離遠(yuǎn)和可靠性高等特點。
2.工作原理
井下人員定位系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)場實際情況和要實現(xiàn)的功能,在礦燈收發(fā)處、礦井出入口、各個巷道分叉口和作業(yè)人員可能經(jīng)過的通道中安放若干個無線標(biāo)識讀卡分站(每一臺具有不同的ID號),將它們通過網(wǎng)絡(luò)連線與地面控制中心的計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。每個井下作業(yè)人員攜帶的礦燈上安裝一個具有唯一標(biāo)示號的無線標(biāo)簽(標(biāo)示號與標(biāo)簽攜帶人的身份、礦名、作業(yè)大隊和班組在計算機(jī)數(shù)據(jù)庫里唯一對應(yīng)),當(dāng)作業(yè)人員出入井下時只要通過或接近安裝在通道內(nèi)任何一個標(biāo)識讀卡分站,基站即會自動識別到路過人的標(biāo)示號并立即上傳到地面控制中心的計算機(jī)。計算機(jī)程序?qū)o線標(biāo)簽的標(biāo)示號(對應(yīng)到個人)、無線標(biāo)識讀卡分站的ID號(對應(yīng)井下的具置)、該基站返回的強(qiáng)度信號和確切時間等信息實時記錄到數(shù)據(jù)庫里,數(shù)據(jù)庫管理程序可以對庫里存放的信息很方便地進(jìn)行查詢、統(tǒng)計和生成報表等操作。如某個人目前所處位置的查詢、某區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并在基于地形圖的背景上顯示出來、地面人員對井下人員呼叫、井下人員向地面人員報警、利用統(tǒng)計和報表生成功能構(gòu)成礦山考勤系統(tǒng)。除日常管理之外,最重要的是井下人員定位系統(tǒng)對現(xiàn)場緊急輔助救援工作具有不可替代的作用,萬一井下發(fā)生事故或災(zāi)難,可在電腦上立刻查出事故地點的人員數(shù)量和事發(fā)后人員的動態(tài)分布情況,考慮現(xiàn)場環(huán)境等多種因素,為及時組織救援在極短的時間提供準(zhǔn)確和科學(xué)可靠的決策依據(jù)。從而避免了傳統(tǒng)人工方式傳遞信息的低效率、不準(zhǔn)確、救援的盲目性和冒險性,為有效地組織救援贏得寶貴的生命時間,使災(zāi)難的危害降到最小提供非常重要的不可替代的決策支持。
二、井下定位系統(tǒng)功能
井下人員定位系統(tǒng)可以實現(xiàn)的基本功能如下:
(一)通過礦區(qū)圖形信息作為用戶界面可以實時顯示和查詢井下情況。
(二)任何時間段(計算機(jī)由記錄的)井下全部或某個識別讀卡分站范圍有多少人。
(三)每個人在井下任一時間用表格方式表示的活動軌跡。
(四)查詢一個人當(dāng)前的實際位置,查詢一組人當(dāng)前的實際位置。
(五)地面人員對井下人員呼叫或井下人員向地面人員報警,方便調(diào)度中心快速電話聯(lián)系該人員和出現(xiàn)緊急情況時及時組織救援。
(六)井下人員在井下超過工作和升井時間自動向地面值班人員報警,便于管理者及時查明原因和組織搜救。
(七)查詢相關(guān)人員在任一識別讀卡分站的到/離時間和工作時間等信息,用于督促和落實重要巡查人員按時準(zhǔn)點到位進(jìn)行各項數(shù)據(jù)的測試處理,從制度和技術(shù)手段上杜絕人為因素而造成的相關(guān)事故隱患。
(八)井下人員總?cè)藬?shù)在巷道中的實時動態(tài)分布圖,計算機(jī)程序管理背景是根據(jù)井下的實際現(xiàn)場情況制作的礦區(qū)巷道地理圖,井下人員分布情況可生動形象地顯示在屏幕上。
(九)數(shù)據(jù)庫操作管理界面采用具有權(quán)限管理的基于局域網(wǎng)模式,可實現(xiàn)多點共享供多個用戶同時在不同地點查看。
(十)自動統(tǒng)計算出各類人員井下的各類報表(月報、周報和日報,如果需要的話可以隨時生成),如生產(chǎn)作業(yè)人員出入井時間表、出勤報表、加班報表、統(tǒng)計管理人員的巡查情況報表、請假和缺勤報表等,若有必要還可與工資報表系統(tǒng)提供軟件接口。
(十一)參觀訪問人員所處位置實時監(jiān)測,是否按要求到達(dá)指定區(qū)域或已進(jìn)入危險地帶。
(十二)一旦發(fā)生事故,能及時查出有多少人遇險,遇險人員在哪里和確定他們的身份。
(十三)搶險救援時采用手持移動搜救器,快速準(zhǔn)確地識別遇險人員被埋人員具體地點、深度和方位,及時搶救有生還可能的人員,明顯提高搶險效率和救援效果。
(十四)可實現(xiàn)井下設(shè)備管理包括井下車輛和其他重要移動設(shè)備的實時位置識別等。
三、井下定位系統(tǒng)的技術(shù)特點
(一)使用全球開放的ISM頻段,無須申請和付費。
(二)多功能:實現(xiàn)了井下人員實時跟蹤定位、輔助考勤、軌跡查詢等重要安全管理功能。
(三)高容量:在井下可容納數(shù)百個礦用型讀卡器,以及大型礦業(yè)數(shù)萬員工同時使用標(biāo)識卡。
(四)無線標(biāo)簽與讀卡分站之間可實現(xiàn)雙向高速數(shù)據(jù)交換,透明/加密傳送數(shù)據(jù)和信息,即應(yīng)用靈活又保證了數(shù)據(jù)安全,為在人員定位網(wǎng)上擴(kuò)展移動數(shù)據(jù)采集、地面井下雙向信息交換和移動瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)提供了平臺支持。
(五)多種技術(shù)集成:系統(tǒng)集成了RFID技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸、總線傳輸?shù)取?/p>
(六)定位系統(tǒng)可以向目標(biāo)發(fā)出呼叫信息,如一般呼叫、緊急呼叫、撤離呼叫等信息;可以呼叫一個特定目標(biāo),也可以呼叫多個目標(biāo)(群呼);信息可以在第一時刻立即傳達(dá)到每一個人,實現(xiàn)實時信息傳遞。緊急情況下,井下人員還可以通過便攜式卡向系統(tǒng)發(fā)出呼救信號,從而得到其他人員的及時救助。
(七)通過系統(tǒng)采集井下人員的分布情況,支持事故后準(zhǔn)確地判斷人員所處位置,為實施應(yīng)急救援創(chuàng)造有利條件。
四、井下定位系統(tǒng)作為輔助救援必要性
眾所周知,國內(nèi)礦山企業(yè)事故時有發(fā)生,如何加強(qiáng)安全生產(chǎn)和安全監(jiān)督工作力度,當(dāng)災(zāi)難降臨后如何提高救援和搜救工作效率,這類問題涉及國家、企業(yè)和個人的切身利益,涉及建立和諧社會維護(hù)安定團(tuán)結(jié)局面的大事。因此,國家各級主管部門和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該盡一切可能將這類問題解決好。井下人員定位系統(tǒng)對現(xiàn)場緊急輔助救援工作具有不可替代的作用,萬一井下發(fā)生事故或災(zāi)難,可在電腦上立刻查出事故地點的人員數(shù)量和事發(fā)后人員的動態(tài)分布情況,考慮現(xiàn)場環(huán)境等多種因素,為及時組織救援在極短的時間提供準(zhǔn)確和科學(xué)可靠的決策依據(jù)。從而避免了傳統(tǒng)人工方式傳遞信息的低效率、不準(zhǔn)確、救援的盲目性和冒險性,為有效地組織救援贏得寶貴的生命時間,使災(zāi)難的危害降到最小提供非常重要的不可替代的決策支持。井下人員定位系統(tǒng)是整個礦山行業(yè)安全生產(chǎn)和穩(wěn)定發(fā)展的需求,它可以提高安全生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理水平,在災(zāi)害輔助救援時發(fā)揮重要作用。盡管目前井下人員定位系統(tǒng)還不像瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)那樣已成行業(yè)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),但科學(xué)技術(shù)進(jìn)步是礦山行業(yè)安全生產(chǎn)發(fā)展的必由之路,相信在不遠(yuǎn)的將來,它的技術(shù)會不斷發(fā)展而其應(yīng)用會得到進(jìn)一步普及。
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2.1鄰帶干擾
鄰帶干擾是干擾信號的鄰帶能量與所要接收的正常信號的鄰帶能量同處一個頻帶上,導(dǎo)致接收機(jī)接收的鄰帶信號中夾雜有無用信號,造成了接收信號的不精確和噪聲比的下降,鄰帶干擾產(chǎn)生的原因是民航飛機(jī)設(shè)備本身的質(zhì)量問題,設(shè)備與國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)有偏頗使得信號接收出現(xiàn)問題。例如,如果通信系統(tǒng)如果需要在多頻道進(jìn)行信號的接收,1頻道被用戶1民航甚高頻無線電通信干擾的探討文/常琪在現(xiàn)在的民航飛行環(huán)境中存在著諸多的電磁干擾,本文中筆者對民航所受的各種干擾信號從原理方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,甚高頻無線電通信是民航飛機(jī)與塔臺進(jìn)行聯(lián)絡(luò)的重要媒介,涉及民航的安全保障問題。摘要占用,2頻道被用戶2占用,兩個頻道之間的頻率差為20KHz,那么從理論上來講,1、2兩個用戶是互相不干擾的,但假如其中一臺儀器出現(xiàn)了故障,尤其是設(shè)備質(zhì)量導(dǎo)致的故障,就會導(dǎo)致機(jī)器的發(fā)射頻率的穩(wěn)定性降低,發(fā)射的信號的頻帶會加寬,只是1、2兩個頻帶產(chǎn)生交集。
2.2頻帶外干擾
頻帶外干擾是指信號接收機(jī)接收到了正常頻帶和鄰帶以外的信號,指示信號的接受力降低,主要是發(fā)射機(jī)的雜輻射和接收機(jī)的雜輻射響應(yīng)兩種干擾。發(fā)射機(jī)的雜輻射產(chǎn)生原理是:在甚高頻的低頻區(qū)域,一般都是通過晶體振蕩器發(fā)出基本頻率,然后再經(jīng)過多次的頻率放大,得到發(fā)射波最后經(jīng)由無線通信設(shè)備的信號發(fā)射機(jī)發(fā)射出去,但是在信號放大過程中,放大器的非線性特征使得信號中產(chǎn)生了大量的諧波的分量,在頻率放大后如果得不到充分地濾波就會使產(chǎn)生的諧波與信號一起被放大然后發(fā)送出去,使接受對應(yīng)頻率的接收機(jī)對信號的判斷出錯,這種由接收機(jī)輻射產(chǎn)生的干擾信號只能從發(fā)射收機(jī)一段進(jìn)行解決,因此國家對各種信號發(fā)射機(jī)做了非常明確的規(guī)定,以將其在輻射值控制在合理的范圍之內(nèi)進(jìn)而減少發(fā)射波的雜輻射,但往往會因為廠家的利欲熏心而是無線通信環(huán)境受到污染;收機(jī)的雜輻射響應(yīng)一般是指,接收機(jī)不光會接收到有用信號還會接收到頻率之外的信號,這種能力被稱為雜輻射響應(yīng),當(dāng)接收機(jī)所收到的信號剛好是本接收機(jī)中頻信號,而且發(fā)射機(jī)對放大的雜輻射信號過濾不徹底,接收機(jī)就會對此信號發(fā)生響應(yīng),于是使得有用信號的受到了干擾。
2.3互調(diào)干擾
互調(diào)干擾是民航甚高頻干擾信號中最為嚴(yán)重的一類信號,一般分為外部信號引起的互調(diào)干擾、接收機(jī)引起的互調(diào)干擾和發(fā)射機(jī)引起的互調(diào)干擾三種。互調(diào)的產(chǎn)生需要一定的條件,即干擾信號需要一定的幅度,干擾頻率與擾的接收機(jī)的特定接收頻率之間存在一定的間隔關(guān)系,特別的,對于接收機(jī)互調(diào)干擾而言,接收機(jī)和干擾信號需要同時處在工作狀態(tài)。發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾是指多部發(fā)射機(jī)的信號同時施加到一臺發(fā)射機(jī),由于功率放大器的非線性特征使得各路信號互調(diào),將產(chǎn)生的無用信號也發(fā)射出去影響接收機(jī)的正常信號接收的信號干擾。接收機(jī)互調(diào)干擾是指多個干擾信號同時被一臺接收機(jī)接收,在混頻時產(chǎn)生了可以被接收機(jī)接受的信號,這種信號干擾能力大小主要取決于干擾信號的大小。外部引起的互調(diào)干擾是由發(fā)射機(jī)的濾波器或者外部饋線電路的穩(wěn)定性降低導(dǎo)致的,在強(qiáng)射頻場中發(fā)生互調(diào)而形成的干擾信號,所以這種信號干擾最容易避免。機(jī)場甚高頻的頻率一般在130MHz左右,商業(yè)廣播在88-108MHz左右,可見兩段信號的頻率譜比較接近,如果兩系統(tǒng)的距離太小形成交叉區(qū)域就會造成信號的互調(diào),而且商業(yè)信號本身的功率就比較大,經(jīng)過多個非線性的放大器放大后落在民航信號頻率段內(nèi)就會對民航信號產(chǎn)生干擾,可以通過物理間隔降低發(fā)射機(jī)的耦合、在發(fā)射極的信號發(fā)射端安裝單向器或者以上兩種方法相結(jié)合的辦法預(yù)防民航甚高頻的無線通信干擾。
2.4同頻率干擾
同頻率干擾是指干擾信號和有用信號具有相同的頻率,但不是接收機(jī)需要的信號。在信號的接受過程中,有用信號和無用信號都會被處理,由于信號的載波不同會導(dǎo)致信號失真,這種信號干擾主要是由同頻波的接收機(jī)的距離太小導(dǎo)致的,是干擾信號中相對較容易找到干擾源的一種信號干擾。
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無線電通信技術(shù)的使用,除了一般普通的日常生活外,最被廣泛使用的是軍事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,原因就是,無線通信的設(shè)備,一般體積不大,像手機(jī)越來越輕巧、方便攜帶了,它的儲存容量大,最小的也要8G,這就很方便對大容量信息進(jìn)行收集,不必準(zhǔn)備大量儲存U盤,只有必要時才需要;之所以用于軍事,還有一個特點就是隱蔽性好,如果裝有重要機(jī)密信息的話,只要做好保密工作,即使落到敵人手中,也不容易被察覺找到。總體來說,它的可用性確實很高。
2.可靠性高。
至于可靠性,這就體現(xiàn)在它的質(zhì)量上,一句話,就是質(zhì)量好,遇到任何危機(jī)情況,比如暴曬雨淋,洪澇災(zāi)害,甚至碰上地震等惡劣自然環(huán)境下,它的通信信號也還是比較穩(wěn)定,對信息的傳遞還是有一定保障的,比傳統(tǒng)有限信號相比,可靠性大大提高了它的使用率的普及。
3.時間、地域的靈活性。
在現(xiàn)在通信技術(shù)發(fā)展迅速的背景下,鮮少有人能留意到交流中所跨越的距離、容量以及空間問題,無線電通信技術(shù)不僅有效避免了空間、距離與容量給正常交流所帶來的困擾,實現(xiàn)了信息傳輸功能。
2)缺點主要有:
無線電通信技術(shù)最大的缺點就是數(shù)據(jù)或信息在傳輸過程中容易遭受干擾,有些無線電的抗干擾能力很差,這就使得文件、視頻、圖像等在傳輸中容易失真,獲取信息不準(zhǔn)確,導(dǎo)致決策的失誤;無線電信號并不是在每一個角落都可以普及,建筑物比較多,或者鄉(xiāng)村、大山深谷中,就沒法使用無線電信號,一是地理位置不方便,而是無線電通信技術(shù)并非成熟和完美,到目前位置,任然存在很多問題。
二、關(guān)于如何創(chuàng)新無線電通信技術(shù)的對策
1.采取數(shù)字通信技術(shù)
將無線通信技術(shù)數(shù)字化,不僅可將射頻頻譜的效率提高,還可使語音、數(shù)據(jù)以及控制功能通過指定的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展,此外還可實現(xiàn)集成且快速的數(shù)據(jù)訪問。將系統(tǒng)頻譜資源的可用率提高,加強(qiáng)信號維持的穩(wěn)定性,是有效防止在通信中通信信號受到不同因素干擾的手段。
2.推廣施行寬帶化信息技術(shù)
寬帶化信息技術(shù)是推進(jìn)光導(dǎo)纖維傳輸技術(shù)以及高通透量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的關(guān)鍵之處,特別是最近幾年,技術(shù)寬帶化逐漸在世界范圍內(nèi)普及,無線電通信技術(shù)已呈現(xiàn)出寬帶化發(fā)展趨勢,因此推廣施行寬帶化信息技術(shù)對于穩(wěn)定無線電通信技術(shù)的通信信號而言,具有重要意義。
3.通信技術(shù)實現(xiàn)個人信息化
通信技術(shù)個人信息化,無意就是將技術(shù)切成小塊,每個限制了技術(shù)的份量,就想吃蛋糕一樣,誰都能嘗得到,誰都擁有,不至于有人獨霸。個人信息化差不多就是這個意思。目的是,減少信息在多人傳遞過程中導(dǎo)致傳遞渠道堵塞,信息無法暢通發(fā)出,最終又導(dǎo)致要么信息數(shù)據(jù)發(fā)不出去,要么傳播的信息有誤,圖像視頻等壓縮包損毀。通信技術(shù)的個人信息化,是全球信息化的產(chǎn)物,所以,這是時代的必然發(fā)展趨勢。
4.開發(fā)具有潛力的網(wǎng)絡(luò)接入樣式
固定技術(shù)上的融合不同于其他的通信業(yè)務(wù),WAP(無線應(yīng)用協(xié)議)出現(xiàn)之后,在大幅度調(diào)動了無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的展開之余,同時也促進(jìn)了許多業(yè)務(wù)信息通過信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送。融合電信網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),新舊結(jié)合,開發(fā)具有潛力的網(wǎng)絡(luò)接入樣式,從而滿足生活中、生產(chǎn)中對通信技術(shù)的不同需求。
5.過渡電路網(wǎng)絡(luò)的交替
現(xiàn)在我們使用無線或有線通信的時候,每個人都會有一個IP地址,這就像你自己的身份證一樣,只能個人使用,這就保證了電路網(wǎng)絡(luò)的不擁堵,增強(qiáng)信號的接受能力。這種方法很好地解決了無信通信信號受干擾的困擾,對數(shù)據(jù)以及省份的保密都有了一個良好的保障。
6.推廣SDR(軟件無線電)
SDR技術(shù)是無線通信中用以操縱與控制純硬件電路的現(xiàn)代化軟件。改變了設(shè)備通信功能依賴硬件發(fā)展這一格局,通過軟件實現(xiàn)多種通信功能。相比傳統(tǒng)的無線電系統(tǒng),SDR具有多種優(yōu)勢。無線電通信技術(shù)中的對抗、偵察等方面深受大家的關(guān)注,然而該功能局限在軍事通訊的范圍中,若進(jìn)一步推廣到市場中,將會使無線電通信技術(shù)的保密性得到進(jìn)一步的進(jìn)步與發(fā)展。
三、無線電通信技術(shù)的通信方法的拓展
1.將數(shù)字化技術(shù)植入通信技術(shù)領(lǐng)域
為了避免信號的傳輸受干擾保持信號傳輸?shù)姆€(wěn)定需要提高系統(tǒng)的頻譜資源的利用效率從而也可以加大系統(tǒng)的通信容量保證圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性最大程度上實用戶信息的安全性和保密。
2.推進(jìn)無線接入寬帶化的發(fā)展
在世界范圍內(nèi)的通信領(lǐng)域無線寬帶的接入技術(shù)已有很大的提高,信息的寬帶化推動高通透量的網(wǎng)絡(luò)和光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展將這些方面的應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合就能更好地確保信息技術(shù)的傳輸穩(wěn)定。
篇8
Keywords:DistributedIntrusionDetection;agent;collaboration
前言
在寬帶網(wǎng)建設(shè)中,除了增加骨干網(wǎng)傳輸通路的帶寬、網(wǎng)上服務(wù)器的處理能力及路由器速度以外,主要是緩解用戶接入網(wǎng)瓶頸。目前,寬帶用戶接入技術(shù)主要有高速數(shù)字環(huán)路(xDSL)、光纖接入方式、雙向混合光纖/同軸電纜(HFC)和寬帶無線接入網(wǎng)(如MMDS和LMDS)等手段。其中,寬帶無線接入是近年來新興的一種接入手段。本文將重點探討寬帶無線接入技術(shù)及其應(yīng)用前景。
1.無線接入技術(shù)發(fā)展的特點
1.1首先,話音通信和寬帶數(shù)據(jù)通信逐漸無線化。隨著固定無線接入系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)在技術(shù)和市場方面的發(fā)展,通過無線方式進(jìn)行通信的用戶數(shù)量急劇增長,在幾年后,無線話音通信和窄帶數(shù)據(jù)通信的用戶數(shù)量將可能超過有線用戶。目前在中國的部分地區(qū),移動電話用戶的增長數(shù)量已超過有線電話用戶的增長。
1.2無線通信須適應(yīng)IP業(yè)務(wù)的發(fā)展。隨著計算機(jī)的普及和電子商務(wù)等新業(yè)務(wù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量正以指數(shù)規(guī)律增長,其中使用IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的業(yè)務(wù)量更是急劇增加。固定無線接入系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)須適應(yīng)IP通信業(yè)務(wù)發(fā)展的需求,并逐漸向高速、寬帶通信網(wǎng)推進(jìn)。
1.3無線通信與有線通信始終在互補(bǔ)支持發(fā)展。與無線通信相比,有線通信具有容量大、速率高、寬頻帶和傳輸質(zhì)量穩(wěn)定的特點,能滿足高速數(shù)據(jù)通信和寬帶多媒體業(yè)務(wù)的通信需求。在無線通信方面,第三代移動通信擬達(dá)到的目標(biāo)是靜止?fàn)顟B(tài)下為2Mbit/s,10GHz頻段下的固定無線接入通信已可實現(xiàn)20Mbit/s左右或更高速率。更高頻段的無線接入亦在向更高速率邁進(jìn),無線通信正利用其實現(xiàn)個人通信的優(yōu)勢始終與有線通信在互補(bǔ)支持發(fā)展著。
2.無線接入系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的定位
無線接入技術(shù)的主要作用是,在一定條件下,用于提供本地交換局至用戶終端之間的通信傳輸,但不提供局間漫游服務(wù)。在建筑物內(nèi)或局部區(qū)域,可通過移動終端提供服務(wù)。在地形復(fù)雜的山區(qū)、海島或用戶稀少、分散的農(nóng)村地區(qū),鋪設(shè)有線電纜比較困難、投資大,用戶經(jīng)濟(jì)實力較低,只有選用無線接入技術(shù),才能解決電話普及與運營企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的矛盾。在遇到洪水、地震、臺風(fēng)等自然災(zāi)害時,無線接入系統(tǒng)可作為有線通信網(wǎng)的臨時應(yīng)急系統(tǒng)快速提供基本業(yè)務(wù)服務(wù)。
在通信網(wǎng)中,無線接3.無線接入技術(shù)
3.1MMDS接入技術(shù)
MMDS多路微波分配系統(tǒng)已成為有線電視系統(tǒng)的重要組成部分,MMDS是以傳送電視節(jié)目為目的,模擬MMDS只能傳8套節(jié)目,隨著數(shù)字圖像/聲音技術(shù)和對高速數(shù)據(jù)的社會需求的出現(xiàn),模擬MMDS正在向數(shù)字MMDS過渡。MMDS的頻率是2.5~2.7MHz。它的優(yōu)點是:雨衰可以忽略不計;器件成熟;設(shè)備成本低。它的不足是帶寬有限,僅200MHz。許多通信公司看中用LMDS技術(shù)來作為數(shù)據(jù)、話音和視頻的雙向無線高速接入網(wǎng)。但由于MMDS的成本遠(yuǎn)低于LMDS,技術(shù)也更成熟,因而通信公司愿意從MMDS入手。它們正在通過數(shù)字MMDS開展無線雙向高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),主要是雙向無線高速英特網(wǎng)業(yè)務(wù)。
近年,我國有的大城市已經(jīng)成功地建成了數(shù)字MMDS系統(tǒng),并且已經(jīng)投入使用。不僅傳送多套電視節(jié)目,同時還將傳送高速數(shù)據(jù),成為我國數(shù)字MMDS應(yīng)用的先驅(qū)。數(shù)字MMDS不應(yīng)該單純?yōu)榱硕鄠麟娨暪?jié)目,而應(yīng)該充分發(fā)揮數(shù)字系統(tǒng)的功能,同時傳送高速數(shù)據(jù),開展增值業(yè)務(wù)。高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,同時也為MMDS經(jīng)營者帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。因為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的收入遠(yuǎn)高于電視業(yè)務(wù)的收入。
3.2LMDS接入技術(shù)
本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS工作于24GHz~38GHz頻段,帶寬在1.3GHz左右,傳輸容量大和應(yīng)用靈活等特點使其成為目前倍受矚目的天線寬帶接入技術(shù)。
一個完整的LMDS系統(tǒng)由四部分組成,分別是本地光纖骨干網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)運營中心(NOC)、基站系統(tǒng)、用戶端設(shè)備(CPE)。
寬帶無線接入技術(shù)主要有多通道多點分配業(yè)務(wù)(MMDS)和本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)兩種。它們是在成熟的微波傳輸技術(shù)上發(fā)展起來的,所采用的調(diào)制方式與微波傳輸相似,主要為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之處是MMDS和LMDS均采用一點多址方式,微波傳輸則采用點對點方式。
LMDS的特點是:
(1)LMDS的帶寬可與光纖相比擬,實現(xiàn)無線“光纖”到樓,可用頻帶至少1GHz。與其他接入技術(shù)相比,LMDS是最后一公里光纖的靈活替代技術(shù)。
(2)光纖傳輸速率高達(dá)Gb/s,而LMDS傳輸速率可達(dá)155Mb/s,穩(wěn)居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的話音和數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn),如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz頻率上,被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz獲得的許可較多,該頻段具有較寬松的頻譜范圍,最有潛力提供多種業(yè)務(wù)。
LMDS的缺點是:
(1)傳輸距離很短,僅5~6Km,因而不得不采用多個小蜂窩結(jié)構(gòu)來覆蓋一個城市。
(2)多蜂窩系統(tǒng)復(fù)雜。
(3)設(shè)備成本高。
(4)雨衰太大,降雨時很難工作。
3.3WCDMA接入技術(shù)
WCDMA技術(shù)能為用戶帶來最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,在這樣的條件下,現(xiàn)在計算機(jī)中應(yīng)用的任何媒體都能通過無線網(wǎng)絡(luò)輕松地傳遞。WCDMA的優(yōu)勢在于,碼片速率高,有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,采用Turbo信道編解碼,提供較高的數(shù)據(jù)傳輸速率,FDD制式能夠提供廣域的全覆蓋。下行基站區(qū)分采用獨有的小區(qū)搜索方法,無需基站間嚴(yán)格同步;采用連續(xù)導(dǎo)頻技術(shù),能夠支持高速移動終端。相比第二代的移動通信技術(shù),WCDMA具有:更大的系統(tǒng)容量
、更優(yōu)的話音質(zhì)量、更高的頻譜效率、更快的數(shù)據(jù)速率、更強(qiáng)的抗衰落能力、更好的抗多徑性、能夠應(yīng)用于高達(dá)500Km/h的移動終端的技術(shù)優(yōu)勢,而且能夠從GSM系統(tǒng)進(jìn)行平滑過渡,保證運營商的投資,為3G運營提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。WCDMA通過有效地利用寬頻帶,不僅能順暢地處理聲音、圖像數(shù)據(jù)、與互聯(lián)網(wǎng)快速連接,而且WCDMA和MPEG-4技術(shù)結(jié)合起來還可以處理真實的動態(tài)圖像。
3.43G通信技術(shù)
在上述通信技術(shù)的基礎(chǔ)之上,無線通信技術(shù)將邁向3G通信技術(shù)時代。3G強(qiáng)大的帶寬和傳輸速率給多媒體通信提供了高速傳輸?shù)目赡苄浴耐ㄐ湃萘可?3G較第二代移動通信系統(tǒng)有大幅提升。另外,3G有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,使傳輸速率有了大幅提高,該技術(shù)又稱為國際移動電話2000,該技術(shù)規(guī)定,移動終端以車速移動時,其傳轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)速率為144Kbps,室外靜止或步行時速率為384Kbps,而室內(nèi)為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達(dá)到2Mbps,因為室內(nèi)速率還將依賴于建筑物內(nèi)詳細(xì)的頻率規(guī)劃以及組織與運營商協(xié)作的緊密程度。然而,無線LAN一類的高速業(yè)務(wù)的速率已可達(dá)54Mbps。
篇9
在電力系統(tǒng)中設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng),利用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集處理,實現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的操作,能大大提高電力系統(tǒng)的工作效率,滿足人們的生活需要。因此,在電力系統(tǒng)監(jiān)控中應(yīng)用無線通線技術(shù)已成為社會發(fā)展的需要。
2.1在電力用戶和線路設(shè)備等方面的應(yīng)用
利用無線通信技術(shù)可以把電力用戶、設(shè)備、線路等監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來,建立一定范圍的局域網(wǎng),通過遠(yuǎn)程集抄終端,定時抄傳電力用戶的電表信息并進(jìn)行存儲,避免了因系統(tǒng)異常導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失;無線集抄終端還可以智能判斷電路設(shè)備是否出現(xiàn)故障,并把發(fā)現(xiàn)的問題傳送到服務(wù)器,及時發(fā)出警告。通過無線通信技術(shù)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作,如抄表、查詢、統(tǒng)計、瀏覽、分析、打印等,避免了人為因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等弊端,提高了電力系統(tǒng)的工作效率和電力系統(tǒng)的自動化水平。
2.2在電力服務(wù)方面的應(yīng)用
通過無線通信技術(shù)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)控,把用電系統(tǒng)和移動終端實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接,既滿足了電力部門向電力用戶及時發(fā)放用電信息的需要,也滿足了電力用戶根據(jù)個人需要自行定制信息查詢的需要。利用無線通信技術(shù),通過移動終端,采用SMS、WAP、PUSH等形式,實現(xiàn)辦公自動化和監(jiān)控職能,電力部門可以根據(jù)通知的重要程度采用自動語音通知的形式,并通過設(shè)定系統(tǒng)得到回復(fù)結(jié)果。同時,通過對電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實現(xiàn)電力部門和電力用戶的信息溝通,及時解決出現(xiàn)的問題,提高電力部門的服務(wù)效率,滿足電力用戶的需要。電力用戶可以通過無線網(wǎng)絡(luò)利用EMAIL、SMS、WAP_PUSH等形式,讓手機(jī)等終端進(jìn)行信息查詢和信息定制,提高了電力用戶的滿意度,完善了電力部門的服務(wù)職能。
2.3在電力系統(tǒng)內(nèi)部的應(yīng)用
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,使無線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的發(fā)展,通過無線通信技術(shù)的定位功能可以對電力系統(tǒng)工作人員的工作情況進(jìn)行監(jiān)控。隨著智能機(jī)的出現(xiàn),利用手機(jī)終端還可以實現(xiàn)信息共享,提高工作效率。如,工作人員在野外工作時,可以通過手機(jī)終端進(jìn)行信息查閱,及時處理和解決遇到的新問題,提高其工作效率。
篇10
一、3G視頻通信中容錯技術(shù)的應(yīng)用
3G通信技術(shù)的出現(xiàn)使對話式無線視頻業(yè)務(wù)成為可能,雖然3G網(wǎng)絡(luò)在移動環(huán)境下的帶寬可達(dá)384kbps,在靜止環(huán)境下的帶寬可以達(dá)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(wǎng)絡(luò)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(biāo)準(zhǔn)要求3G終端支持H.264/AVC視頻編解碼技術(shù),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(shù)由于錯誤隱藏技術(shù)能夠利用接收到的數(shù)據(jù)來恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù),因此一般都應(yīng)用在解碼器端。在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,解碼器的這種能力尤其重要,因為無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中誤碼率高,很多RTP包在傳輸中被網(wǎng)關(guān)或者路由器丟棄,而這些丟失的數(shù)據(jù)又必須在解碼器端根據(jù)空間和時間上的相關(guān)性來恢復(fù)。錯誤隱藏技術(shù)的實現(xiàn)方法也很多,在JVT參考軟件中,就使用了一種空間相關(guān)性的方法,即使用被丟失宏塊周圍的4個宏塊來恢復(fù)被丟失的數(shù)據(jù),其選用的標(biāo)準(zhǔn)是使恢復(fù)后邊緣數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)為了滿足MTU大小的要求,在3G網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸中對視頻進(jìn)行分片壓縮顯得尤其重要。經(jīng)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(zhǔn)。
1.3幀內(nèi)編碼塊刷新由于幀內(nèi)編碼不依賴時間上相鄰幀的數(shù)據(jù),所以幀內(nèi)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(yè)務(wù)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(nèi)編碼塊來部分代替I幀的作用。H.264/AVC提供了兩種幀內(nèi)編碼塊刷新(intrablockrefreshing)模式;其中,一種是隨機(jī)模式,即用戶可以選擇幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目,而由編碼器隨機(jī)決定哪些哪些位置上的宏塊實行幀內(nèi)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(jìn)行幀內(nèi)編碼,但圖像分辨率大小不同,每次需要幀內(nèi)編碼塊的數(shù)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(jìn)行幀內(nèi)編碼,而在CIF格式圖像中,這個數(shù)字變成22。
1.4參數(shù)集(ParameterSets)H.264標(biāo)準(zhǔn)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(shù)集SPS(SequenceParameterSet)和圖像參數(shù)集PPS(PictureParame2terSet)。序列參數(shù)集包括了與一個圖像序列有關(guān)的所有信息,如編碼所用的檔次和級別、圖像大小等,應(yīng)用于視頻序列。圖像參數(shù)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(yīng)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(shù)集和圖像參數(shù)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(jù)每個己編碼片的片頭的存儲位置選擇合適的圖像參數(shù)集來使用。
1.5冗余片(RedundantSlice)H.264編碼器除了對片內(nèi)的宏塊進(jìn)行一次編碼外,還可以采用不同的編碼參數(shù)對同一個宏塊進(jìn)行一次或多次編碼,生成冗余片,冗余片的信息也被編碼進(jìn)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(gòu)質(zhì)量。
1.6靈活的宏塊排序(FMO)FMO技術(shù)通過片組(slicegroup)技術(shù)來實現(xiàn)。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(jìn)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(dāng)一個片組發(fā)生丟失時,可以利用與之臨近的已經(jīng)正確接收到的另一片組中的宏塊進(jìn)行有效的錯誤掩蓋。片組組成方式可以是矩形方式或有規(guī)則的分散方式(例如,棋盤狀),也可以是完全隨機(jī)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(jié)論
通信技術(shù)的飛速發(fā)展,第三代數(shù)字無線移動通信網(wǎng)絡(luò)以及多媒體信息服務(wù)(MMS)的興起為無線移動環(huán)境下的多媒體通信業(yè)務(wù)(特別是視頻)提供了應(yīng)用和發(fā)展的需求.多媒體業(yè)務(wù)是3G的基本業(yè)務(wù)之一,然而視頻通信業(yè)務(wù)對3G網(wǎng)絡(luò)還是一種挑戰(zhàn),這是由于無線網(wǎng)絡(luò)是一種易錯網(wǎng)絡(luò),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(wǎng)絡(luò)中的視頻通信業(yè)務(wù),容錯技術(shù)是不容忽視的。H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn):
篇11
電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行應(yīng)運而生的。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),同時具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點,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)用特點和優(yōu)缺點,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、點對點微波、衛(wèi)星通信等長距離通信技術(shù)。
(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點對點的數(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)模推廣還需要實踐考驗。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)的特點進(jìn)行融合,而且暫時沒有一個成熟的產(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)膶嵺`經(jīng)驗,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)入可以實用的階段,還有很多國家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。
(五)LMDS技術(shù)分析
本地多點分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點對多點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,在無需為每個用戶專門鋪設(shè)光纖或銅纜情況下,實現(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)挘疃嗖怀^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。中國-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,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)點對點微波通信技術(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(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)、通信信道租用費用都需要花費大量資金,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。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、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、點對點微波則屬于廣域網(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,點對點微波和衛(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)。
篇12
未來移動通信系統(tǒng)滿足用戶需求的關(guān)鍵點是提高頻譜利用率。移動通信的發(fā)展使帶來了越來越嚴(yán)重的頻率短缺問題。解決頻率短缺大致有兩類方法,一是擴(kuò)大可利用的頻率范圍,二是提高頻譜利用率。為增加可用頻率,移動通信系統(tǒng)的頻率已擴(kuò)展至300GHZ。無線信道的路徑損耗是隨頻率升高而迅速增加的,所以頻率過高并不利于移動通信。因而,更加有效的方法是提高頻譜利用率。
提高頻譜利用率有三類途徑,改進(jìn)通信設(shè)備的傳輸技術(shù),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、提高組網(wǎng)能力。目前廣泛采用這兩種途徑,但是這兩種方法能夠獲得的頻潛利用率增益將越來越少。第三種提高頻譜利用率的途徑是改進(jìn)頻譜分配方式。
目前國際上主要采用固定頻譜分配方式,一個頻段只分配給一個無線接入系統(tǒng),不管分配的頻段是否被頻率牌照的所有者實際使用,其它無線接入系統(tǒng)不能占用該頻段。為提高頻譜利用率,可以將一些頻段分配給了多個系統(tǒng),允許它們同時占有同一個頻段,甚至一些頻段可以開放為不需牌照的頻段,允許任意系統(tǒng)占用。盡管固定頻譜分配方式能夠改善系統(tǒng)干擾問題,但由于頻譜的授權(quán)系統(tǒng)并不是在任何地區(qū)的任何時刻都使用頻率,其頻譜利用率很低。而簡單地允許多個系統(tǒng)共享一個頻段,雖然優(yōu)于獨占性的固定頻譜分配方式,但由于它對頻譜共享沒有加以必要的控制,一個系統(tǒng)占用頻率前并不知道該頻率是否正在被其它系統(tǒng)使用,從而導(dǎo)致了兩方面的問題。可見,如果僅僅是簡單地允許多個系統(tǒng)共享頻譜,而不避免系統(tǒng)間干擾,會制約頻譜利用率的提高,并且不能保證通信質(zhì)量。
為解決頻譜短缺與頻譜利用率低下的矛盾,可以考慮采用動態(tài)頻譜分配方式。允許多個系統(tǒng)共享同一頻段,各系統(tǒng)只在需要通信時才能占有頻段,通信結(jié)束就釋放頻段,而且必須控制系統(tǒng)間干擾,后接入的系統(tǒng)不能影響其它已有系統(tǒng)的通信。為與現(xiàn)有通信系統(tǒng)兼容,分配頻段上授權(quán)系統(tǒng)有使用頻譜的最高優(yōu)先級,只要不影響授權(quán)系統(tǒng)通信,租借系統(tǒng)與授權(quán)系統(tǒng)動態(tài)共享頻譜。這種動態(tài)的頻譜共享包含時間與空間兩方面。在時間上,當(dāng)授權(quán)系統(tǒng)不使用所分配的頻率時,租借系統(tǒng)可以占用頻率,但當(dāng)授權(quán)系統(tǒng)重新占用頻率時,租借系統(tǒng)必須及時地歸還頻率。
2.2信道狀態(tài)估計及其容量預(yù)測
信道估計的結(jié)果可用來計算信道容量,用于控制發(fā)送端的信號能量,可使用香農(nóng)法則計算信道容量C,但在感知無線電系統(tǒng)中并不直接在發(fā)送端傳輸C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反饋發(fā)送端,量化比率是預(yù)先確定的,所以接收機(jī)接收的信息量要小于信道容量C。一般來說,無線系統(tǒng)的傳輸率是波動的,當(dāng)其超出一定界限時,就會引起系統(tǒng)的不正常工作,這個界限決定了最大的傳輸比特率。
2.3功率控制和頻譜管理
2.3.1功率控制
在感知無線電通信系統(tǒng)中功率控制的實現(xiàn)以分布方式進(jìn)行,以擴(kuò)大系統(tǒng)工作范圍,提高接收機(jī)性能。控制發(fā)送端功率是感知無線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在多址接入的感知無線電信道環(huán)境中,主要采用協(xié)作機(jī)制方法,包括規(guī)則及協(xié)議和協(xié)作的Adhoc網(wǎng)絡(luò)兩方面內(nèi)容。多用戶的感知無線電系統(tǒng)彼此協(xié)作工作,基于先進(jìn)的頻譜管理功能,可以提高系統(tǒng)工作性能,支持更多用戶接入。
2.3.2動態(tài)頻譜管理
動態(tài)頻譜管理也稱為動態(tài)頻譜分配,具有實現(xiàn)系統(tǒng)頻譜高效利用的功能。在感知無線電系統(tǒng)中,頻譜管理的算法可這樣描述:基于頻譜空穴和功率控制器的輸出,選擇一種調(diào)制方式以適應(yīng)時變的無線傳輸環(huán)境,使系統(tǒng)工作在可靠傳輸?shù)臓顟B(tài)下。系統(tǒng)工作的可靠性可由信噪比差額(SNRgap)的大小確定。
2.4無線電知識描述語言
傳統(tǒng)的軟件無線電不能與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能交流,因為沒有基于模式推理計劃能力和沒有相關(guān)描述語言。在以軟件無線電為發(fā)展平臺的感知無線電研究中,研究表示無線系統(tǒng)知識、計劃和所需語言是關(guān)鍵技術(shù),無線電知識描述語言(RKRL)應(yīng)運而生,它表示了無線規(guī)則、系統(tǒng)配置、軟件模塊、網(wǎng)絡(luò)傳送、用戶需求、應(yīng)用環(huán)境等知識。
二、感知無線電的概念
感知無線電技術(shù)用以實現(xiàn)動態(tài)頻譜共享。通過檢測空中信號占用頻譜,通過探知無線環(huán)境中空閑頻譜資源,選擇可被自己利用頻率進(jìn)行通信。租借系統(tǒng)通過采用感知無線電技術(shù),實時跟蹤授權(quán)系統(tǒng)占用頻率狀況,隨時使用、釋放頻段,在保障授權(quán)系統(tǒng)通信前提下,與授權(quán)系統(tǒng)動態(tài)共享頻譜。采用頻譜檢測方式獲取頻譜信息可使感知無線電技術(shù)能適應(yīng)無線環(huán)境頻譜使用狀況短期變化,高效利用頻譜,并且感知無線電技術(shù)不要求改造現(xiàn)有系統(tǒng),對無線信道環(huán)境和用戶需求都將具有較好適應(yīng)性。
感知無線電技術(shù)動態(tài)頻譜共享是自適應(yīng)傳輸技術(shù)思想在頻譜分配領(lǐng)域的運用。自適應(yīng)傳輸使無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸適應(yīng)信道傳輸能力的變化,通過提高數(shù)據(jù)傳輸速率來改善頻譜利用率。而感知無線電使無線通信系統(tǒng)占用的頻譜適應(yīng)無線環(huán)境頻譜使用狀況的變化,通過增加共享同一頻段的系統(tǒng)數(shù)、用戶數(shù)來提高頻譜利用率。不管是自適應(yīng)傳輸技術(shù)還是感知無線電技術(shù),其思想的核心都是無線通信系統(tǒng)能自動地適應(yīng)外界環(huán)境和自身需求的變化。
感知無線電思想可以推廣到移動通信其它層面。從低層到高層,要求未來移動通信系統(tǒng)能檢測系統(tǒng)各層參數(shù)與狀態(tài),如鏈路質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹I(yè)務(wù)負(fù)載、甚至用戶需求,并能適應(yīng)這些變化。從通信端到端,在存在重疊覆蓋多種無線電通信環(huán)境下,要求移動設(shè)備能夠在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間切換,實現(xiàn)包括終端、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)在內(nèi)的端到端重配置。這也就是所謂的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)(CognitiveNetwork)。
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篇13
感知無線電技術(shù)用以實現(xiàn)動態(tài)頻譜共享。通過檢測空中信號占用頻譜,通過探知無線環(huán)境中空閑頻譜資源,選擇可被自己利用頻率進(jìn)行通信。租借系統(tǒng)通過采用感知無線電技術(shù),實時跟蹤授權(quán)系統(tǒng)占用頻率狀況,隨時使用、釋放頻段,在保障授權(quán)系統(tǒng)通信前提下,與授權(quán)系統(tǒng)動態(tài)共享頻譜。論文百事通采用頻譜檢測方式獲取頻譜信息可使感知無線電技術(shù)能適應(yīng)無線環(huán)境頻譜使用狀況短期變化,高效利用頻譜,并且感知無線電技術(shù)不要求改造現(xiàn)有系統(tǒng),對無線信道環(huán)境和用戶需求都將具有較好適應(yīng)性。
感知無線電技術(shù)動態(tài)頻譜共享是自適應(yīng)傳輸技術(shù)思想在頻譜分配領(lǐng)域的運用。自適應(yīng)傳輸使無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸適應(yīng)信道傳輸能力的變化,通過提高數(shù)據(jù)傳輸速率來改善頻譜利用率。而感知無線電使無線通信系統(tǒng)占用的頻譜適應(yīng)無線環(huán)境頻譜使用狀況的變化,通過增加共享同一頻段的系統(tǒng)數(shù)、用戶數(shù)來提高頻譜利用率。不管是自適應(yīng)傳輸技術(shù)還是感知無線電技術(shù),其思想的核心都是無線通信系統(tǒng)能自動地適應(yīng)外界環(huán)境和自身需求的變化。
感知無線電思想可以推廣到移動通信其它層面。從低層到高層,要求未來移動通信系統(tǒng)能檢測系統(tǒng)各層參數(shù)與狀態(tài),如鏈路質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹I(yè)務(wù)負(fù)載、甚至用戶需求,并能適應(yīng)這些變化。從通信端到端,在存在重疊覆蓋多種無線電通信環(huán)境下,要求移動設(shè)備能夠在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間切換,實現(xiàn)包括終端、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)在內(nèi)的端到端重配置。這也就是所謂的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)(CognitiveNetwork)。
二、感知無線電關(guān)鍵技術(shù)分析
作為一種新的智能無線通信技術(shù),感知無線電可以感知到周圍的環(huán)境特征,采用構(gòu)建方法進(jìn)行學(xué)習(xí),通過相關(guān)描述語言與通信網(wǎng)絡(luò)智能交流,實時調(diào)整傳輸參數(shù),使系統(tǒng)的無線規(guī)則與輸入的無線電激勵的變化相適應(yīng),以達(dá)到隨時隨地通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。無線規(guī)則指一系列適合無線頻譜合理使用的射頻帶寬、空中接口、相關(guān)協(xié)議和空間時間模式的設(shè)置。感知無線電系統(tǒng)的重構(gòu)能力很重要,該功能就是以軟件無線電作為平臺來實現(xiàn)的。重構(gòu)功能是由軟件無線電實現(xiàn),而感知無線電的其他任務(wù)是通過信號處理和機(jī)器學(xué)習(xí)的過程實現(xiàn),其感知過程開始于無線電激勵的被動感應(yīng),以做出反應(yīng)行為而終止,一個基本的感知周期要大致分為3個基本過程,分別是無線傳輸場景分析、信道狀態(tài)估計及其容量預(yù)測、功率控制和頻譜管理,它們的順序執(zhí)行使感知無線電系統(tǒng)的感知功能得以實現(xiàn)。
2.1感知無線電技術(shù)與動態(tài)頻譜分配
未來移動通信系統(tǒng)滿足用戶需求的關(guān)鍵點是提高頻譜利用率。移動通信的發(fā)展使帶來了越來越嚴(yán)重的頻率短缺問題。解決頻率短缺大致有兩類方法,一是擴(kuò)大可利用的頻率范圍,二是提高頻譜利用率。為增加可用頻率,移動通信系統(tǒng)的頻率已擴(kuò)展至300GHZ。無線信道的路徑損耗是隨頻率升高而迅速增加的,所以頻率過高并不利于移動通信。因而,更加有效的方法是提高頻譜利用率。
提高頻譜利用率有三類途徑,改進(jìn)通信設(shè)備的傳輸技術(shù),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、提高組網(wǎng)能力。目前廣泛采用這兩種途徑,但是這兩種方法能夠獲得的頻潛利用率增益將越來越少。第三種提高頻譜利用率的途徑是改進(jìn)頻譜分配方式。
目前國際上主要采用固定頻譜分配方式,一個頻段只分配給一個無線接入系統(tǒng),不管分配的頻段是否被頻率牌照的所有者實際使用,其它無線接入系統(tǒng)不能占用該頻段。為提高頻譜利用率,可以將一些頻段分配給了多個系統(tǒng),允許它們同時占有同一個頻段,甚至一些頻段可以開放為不需牌照的頻段,允許任意系統(tǒng)占用。盡管固定頻譜分配方式能夠改善系統(tǒng)干擾問題,但由于頻譜的授權(quán)系統(tǒng)并不是在任何地區(qū)的任何時刻都使用頻率,其頻譜利用率很低。而簡單地允許多個系統(tǒng)共享一個頻段,雖然優(yōu)于獨占性的固定頻譜分配方式,但由于它對頻譜共享沒有加以必要的控制,一個系統(tǒng)占用頻率前并不知道該頻率是否正在被其它系統(tǒng)使用,從而導(dǎo)致了兩方面的問題。可見,如果僅僅是簡單地允許多個系統(tǒng)共享頻譜,而不避免系統(tǒng)間干擾,會制約頻譜利用率的提高,并且不能保證通信質(zhì)量。
為解決頻譜短缺與頻譜利用率低下的矛盾,可以考慮采用動態(tài)頻譜分配方式。允許多個系統(tǒng)共享同一頻段,各系統(tǒng)只在需要通信時才能占有頻段,通信結(jié)束就釋放頻段,而且必須控制系統(tǒng)間干擾,后接入的系統(tǒng)不能影響其它已有系統(tǒng)的通信。為與現(xiàn)有通信系統(tǒng)兼容,分配頻段上授權(quán)系統(tǒng)有使用頻譜的最高優(yōu)先級,只要不影響授權(quán)系統(tǒng)通信,租借系統(tǒng)與授權(quán)系統(tǒng)動態(tài)共享頻譜。這種動態(tài)的頻譜共享包含時間與空間兩方面。在時間上,當(dāng)授權(quán)系統(tǒng)不使用所分配的頻率時,租借系統(tǒng)可以占用頻率,但當(dāng)授權(quán)系統(tǒng)重新占用頻率時,租借系統(tǒng)必須及時地歸還頻率。
2.2信道狀態(tài)估計及其容量預(yù)測
信道估計的結(jié)果可用來計算信道容量,用于控制發(fā)送端的信號能量,可使用香農(nóng)法則計算信道容量C,但在感知無線電系統(tǒng)中并不直接在發(fā)送端傳輸C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反饋發(fā)送端,量化比率是預(yù)先確定的,所以接收機(jī)接收的信息量要小于信道容量C。一般來說,無線系統(tǒng)的傳輸率是波動的,當(dāng)其超出一定界限時,就會引起系統(tǒng)的不正常工作,這個界限決定了最大的傳輸比特率。
2.3功率控制和頻譜管理
2.3.1功率控制
在感知無線電通信系統(tǒng)中功率控制的實現(xiàn)以分布方式進(jìn)行,以擴(kuò)大系統(tǒng)工作范圍,提高接收機(jī)性能。控制發(fā)送端功率是感知無線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在多址接入的感知無線電信道環(huán)境中,主要采用協(xié)作機(jī)制方法,包括規(guī)則及協(xié)議和協(xié)作的Adhoc網(wǎng)絡(luò)兩方面內(nèi)容。多用戶的感知無線電系統(tǒng)彼此協(xié)作工作,基于先進(jìn)的頻譜管理功能,可以提高系統(tǒng)工作性能,支持更多用戶接入。
2.3.2動態(tài)頻譜管理
動態(tài)頻譜管理也稱為動態(tài)頻譜分配,具有實現(xiàn)系統(tǒng)頻譜高效利用的功能。在感知無線電系統(tǒng)中,頻譜管理的算法可這樣描述:基于頻譜空穴和功率控制器的輸出,選擇一種調(diào)制方式以適應(yīng)時變的無線傳輸環(huán)境,使系統(tǒng)工作在可靠傳輸?shù)臓顟B(tài)下。系統(tǒng)工作的可靠性可由信噪比差額(SNRgap)的大小確定。公務(wù)員之家
2.4無線電知識描述語言
傳統(tǒng)的軟件無線電不能與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能交流,因為沒有基于模式推理計劃能力和沒有相關(guān)描述語言。在以軟件無線電為發(fā)展平臺的感知無線電研究中,研究表示無線系統(tǒng)知識、計劃和所需語言是關(guān)鍵技術(shù),無線電知識描述語言(RKRL)應(yīng)運而生,它表示了無線規(guī)則、系統(tǒng)配置、軟件模塊、網(wǎng)絡(luò)傳送、用戶需求、應(yīng)用環(huán)境等知識。
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