序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇現(xiàn)代無線通信技術(shù)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

二、認(rèn)知無線電與寬帶無線通信系統(tǒng)的融合

認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)有：頻譜監(jiān)測技術(shù)，自適應(yīng)頻譜資源分配技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)等。寬帶無線技術(shù)主要有正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）、多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)、HARQ技術(shù)和AMC技術(shù)等。認(rèn)知無線電與寬帶無線通信系統(tǒng)的融合最主要的就是自適應(yīng)頻譜資源分配技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)結(jié)合、并輔以其它相關(guān)技術(shù)。OFDM系統(tǒng)是目前公認(rèn)的比較容易實(shí)現(xiàn)頻譜資源控制的傳輸方式。該調(diào)制方式可以通過頻率的組合或裁剪實(shí)現(xiàn)頻譜資源的充分利用，其與自適應(yīng)技術(shù)相結(jié)合，除了在傳統(tǒng)的時(shí)間域上自適應(yīng)外，還更容易利用多載波的頻率域，可以靈活控制和分配頻譜、時(shí)間、功率等資源，在結(jié)合MIMO系統(tǒng)的空間資源，根據(jù)用戶在不同的位置的不同傳輸條件，感知環(huán)境并且適應(yīng)環(huán)境，并不斷地跟蹤環(huán)境的變化，以合理利用資源、提高系統(tǒng)容量。自適應(yīng)頻譜資源分配的關(guān)鍵技術(shù)主要有:載波分配技術(shù)、子載波功率控制技術(shù)、多天線層資源分配算法和復(fù)合自適應(yīng)傳輸技術(shù)。

(1)載波分配技術(shù)。CR具有感知無線環(huán)境的能力。子載波分配就是根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)和服務(wù)質(zhì)量要求，分配一定數(shù)量的頻率資源。檢測到的寬帶資源是不確定的，隨時(shí)間、空間、移動(dòng)速度等變化。OFDM系統(tǒng)具有裁剪功能，通過子載波的分配，即在頻段內(nèi)對于用戶來說，信干噪比(SINR)較高的不規(guī)律和不連續(xù)子載波的頻譜資源進(jìn)行整合，按照一定的公平原則將頻譜資源分配給不同的用戶，確定每個(gè)子載波傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)量，選取相應(yīng)的調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配和利用。

(2)子載波功率控制技術(shù)。由于分配給用戶的功率和子載波數(shù)一般是成比例的，功率控制算法在經(jīng)典的“注水”算法的基礎(chǔ)上，有一系列的派生算法。這些算法追求的是功率控制的完備性和收斂性，既要不造成干擾又要使認(rèn)知無線電有較好的通過率，且達(dá)到實(shí)時(shí)性的要求。事實(shí)上功率控制算法和子載波分配算法是密不可分的。這是因?yàn)樵谂袛嗄匙虞d波是否可以使用時(shí)，就要對現(xiàn)狀(空間距離、衰落)做出判斷，同時(shí)還需要計(jì)算出可分配的功率大小，對于一個(gè)用戶如果速率一定，如子載波數(shù)目增加所需的功率就會(huì)下降。

篇（2）

傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都是圍繞比特流的概念組織的。實(shí)際上用于傳送數(shù)字視頻的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并不適合直接傳輸比特流。在許多網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，比特流需要拆分為數(shù)據(jù)分組。這些分組的特性，如最小/最大尺寸、相關(guān)開銷和差錯(cuò)屬性等在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)間、甚至在某個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)也是很不相同的。假如視頻編碼器自身能和網(wǎng)絡(luò)特性很好的匹配，將能夠獲得更好的視頻QoS。問題是如何容錯(cuò)地支持易差錯(cuò)的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)？為了解決無線移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸，我們將采用如前向糾錯(cuò)編碼及支持差錯(cuò)復(fù)原的視頻壓縮編碼技術(shù)來解決。H.264編解碼器可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸。在3GPP/3GPP2的傳輸環(huán)境下通過選擇適當(dāng)?shù)臈l帶長度使H.264編解碼器和無線移動(dòng)信道的網(wǎng)絡(luò)特性得到很好的匹配，實(shí)現(xiàn)無線移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸。H.264標(biāo)準(zhǔn)適用于無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕蛑痪褪窃诟拍钌戏譃閮蓪樱阂曨l編碼層VCL(VideoCodingLayer)和網(wǎng)絡(luò)抽象層NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL負(fù)責(zé)高效的視頻內(nèi)容表示，它被設(shè)計(jì)成盡可能獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，NAL負(fù)責(zé)對編碼信息進(jìn)行打包封裝并通過指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。H.264中還定義了兩種新的幀編碼類型，即SP幀和SI幀來完成不同流的切換，可以根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶終端的具體情況自適應(yīng)地在不同碼率的視頻流之間切換，這大大改善了視頻流對3G網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性。

一、3G視頻通信中容錯(cuò)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(dòng)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(dòng)、多用戶干涉等原因影響，使得信道是時(shí)變且高誤碼的，因此，在3G網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻流時(shí)，僅僅追求高的壓縮效率是不夠的，必須有一定的容錯(cuò)和錯(cuò)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(shí)由于硬件的限制，3G終端只支持部分H.264/AVC的容錯(cuò)工具。H.264中雖然提供了一些容錯(cuò)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(cuò)誤隱藏技術(shù)由于錯(cuò)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?yàn)闊o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(shí)間上的相關(guān)性來恢復(fù)。錯(cuò)誤隱藏技術(shù)的實(shí)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(gè)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(jì)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(gè)RTP包中包含一個(gè)片，一般每個(gè)slice中包含一個(gè)或者幾個(gè)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(shí)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(cuò)誤傳播。對于對話式視頻業(yè)務(wù)來說，由于實(shí)時(shí)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(shí)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(gè)宏塊進(jìn)行幀內(nèi)編碼，而在CIF格式圖像中，這個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)或多個(gè)獨(dú)立的圖像。多個(gè)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(chǔ)于不同的己編碼位置，解碼器依據(jù)每個(gè)己編碼片的片頭的存儲(chǔ)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(gè)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(gè)視頻流中。解碼器在能夠使用主片的情況下會(huì)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(shí)現(xiàn)。片組是由一個(gè)或者多個(gè)片組成，而每個(gè)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(cuò)誤分散。具體實(shí)施方法是：幀圖中的宏塊可以組成一個(gè)或幾個(gè)片組，每一個(gè)片組單獨(dú)傳輸，當(dāng)一個(gè)片組發(fā)生丟失時(shí)，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(cuò)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(cuò)能力，卻使編碼效率有所降低，同時(shí)也會(huì)增加編碼延遲時(shí)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(dòng)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(dòng)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(cuò)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(huì)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(cuò)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(cuò)工具，可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸，提高3G視頻通信的可用性。

參考文獻(xiàn)：

篇（3）

前言

目前，劉家峽水電廠廠房安裝間安裝有兩臺(tái)400噸橋式起重機(jī)，作用是承擔(dān)水輪發(fā)電機(jī)組各部件分解檢修及安裝間各種起重吊裝任務(wù)。其作業(yè)方式為現(xiàn)場指揮人員手勢及哨音發(fā)令，天車司機(jī)受令執(zhí)行操作的方式。這種方式為單方向發(fā)令并執(zhí)行的操作，并沒有反饋環(huán)節(jié)，造成指揮人員與天車司機(jī)相互間無法溝通。由于廠房安裝間環(huán)境復(fù)雜，而且指揮人員與天車司機(jī)相距直線甚至達(dá)到30米， 并且環(huán)境嘈雜，經(jīng)常出現(xiàn)受令司機(jī)錯(cuò)誤理解指揮人員指令，或者兩臺(tái)天車同時(shí)作業(yè)時(shí)兩組作業(yè)人員相互產(chǎn)生干擾的情況。隨著科學(xué)的進(jìn)步，設(shè)備的更新，指揮人員與天車司機(jī)的及時(shí)溝通顯得尤為重要。

1 無線通信技術(shù)

無線通信，顧名思義就是利用無線電波（非線纜）來實(shí)現(xiàn)與設(shè)備位置無關(guān)的人機(jī)信息交互。在工作現(xiàn)場。一些環(huán)境下禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線通信系統(tǒng)很難發(fā)揮作用，因?yàn)闊o線通信效地彌補(bǔ)了有線通信的不足。

2 無線通信技術(shù)在使用時(shí)的特點(diǎn)

2.1 無線通信的優(yōu)點(diǎn)：

（1）無線通拓?fù)涓m合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，支持點(diǎn)到點(diǎn)的連接以及廣播拓?fù)洌?/p>

（2）不需要布線，省去施工的麻煩，保證通信安全性。

2.2 無線通信的缺點(diǎn)：

（1）由于工作環(huán)境為發(fā)電廠，所以內(nèi)場電磁場非常強(qiáng)大，無線通信會(huì)受到干擾；

（2）作業(yè)現(xiàn)場并排擺放發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)控制柜，無線通信會(huì)干擾勵(lì)磁系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3 無線通信在起重作業(yè)中的應(yīng)用

從前面的介紹不難發(fā)現(xiàn)，無線通信技術(shù)具有著非常明顯的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)。本文以現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)情況為出發(fā)點(diǎn)，探討無線通信技術(shù)在兩臺(tái)橋式起重機(jī)人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。如圖1所示。

3.1 現(xiàn)場總體控制

現(xiàn)場總指揮可以直接向兩臺(tái)天車指揮人員下達(dá)吊裝命令，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)吊裝過程的總體控制，以及總體吊裝方案的實(shí)施。

3.2 單臺(tái)天車人機(jī)交互

天車指揮人員接到吊裝命令后，在具體作業(yè)過程中可以直接向天車司機(jī)下達(dá)明確指令。而天車司機(jī)自身或天車遇到問題時(shí)也可以反饋給天車指揮人員，從而有效的避免了單向信息流造成的不可控現(xiàn)象。而且由于天車指揮人員直接看到被吊裝設(shè)備的實(shí)際情況，如果被吊裝設(shè)備出現(xiàn)問題可以及時(shí)果斷的進(jìn)行緊急停車操作，從而極大地降低了現(xiàn)場發(fā)生事故和誤操作的概率。

3.3 雙天車聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

水輪發(fā)電機(jī)組分解過程中，分解起吊發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)需要雙天車聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，而且發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子線棒之間間隙很小，此時(shí)兩臺(tái)天車聯(lián)動(dòng)動(dòng)作過程中的平衡性及同步性顯得尤為重要。而兩組天車操作組在正式起吊前的鋼絲繩預(yù)緊及尋找平衡點(diǎn)的工作最重要的溝通協(xié)作可以方便的實(shí)現(xiàn)。

4 無線通信在應(yīng)用中缺點(diǎn)的克服

無線通信實(shí)際是電磁波來傳遞信息，所以在發(fā)電廠這個(gè)強(qiáng)磁場特殊環(huán)境中有自身的缺點(diǎn)。

從原理上出發(fā)，只要所在磁場與無線通信的電磁波不是同一個(gè)頻率就可以有效克服它在使用過程中的缺點(diǎn)。所以我們在采用無線通信時(shí)，可以使用無線信號(hào)數(shù)字加密、解密方式，這樣不僅無線通信自身不會(huì)受到感染，而且無線通信電磁波也不會(huì)影響發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化原件工作。

結(jié)束語

隨著科學(xué)的進(jìn)步，設(shè)備的更新，在多工種協(xié)同作業(yè)過程中對起重操作要求越來越嚴(yán)格的情況下，我們使用無線通信技術(shù)對整個(gè)作業(yè)過程“可控、在控”成為可能。并且它適用于各種工業(yè)環(huán)境，即使在極惡劣的情況下也能夠保證安全性和可靠性。無線通信在起重作業(yè)的發(fā)展空間十分巨大！

致謝

在本次論文寫作過程中，感謝各級領(lǐng)導(dǎo)予以的大力支持，同時(shí)感謝機(jī)械分場起重班各位同事為本文提供建議及信息反饋。

同時(shí)由于專業(yè)知識(shí)有限，誠懇地請各位領(lǐng)導(dǎo)對本論文多加批評指正，使我們及時(shí)完善論文的不足之處。

謹(jǐn)此致謝！

參 考 文 獻(xiàn)

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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(dòng)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(dòng)性又可以分為移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)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(hào)，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(hào)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(dòng)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(hào)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(hào)還原為ATM基帶信號(hào)，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(hào)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。

（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(hào)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(dòng)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(hào)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(hào)，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(tái)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(tái)，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(dòng)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)。

篇（5）

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(dòng)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(dòng)性又可以分為移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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：Infrared Data Association，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：Radio Frequency Identification，即射頻識(shí)別，俗稱標(biāo)簽。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)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：Ultra Wideband，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。

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(hào)，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(hào)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(dòng)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)用到檢測、、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、模型預(yù)算以及仿真等。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)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(hào)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(hào)還原為ATM基帶信號(hào)，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(hào)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。

（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(hào)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(dòng)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(hào)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(hào)，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。與租用線路相比，微波系統(tǒng)的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(tái)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，又可靠。

但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺(tái)，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(dòng)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)。

篇（6）

1前言

計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和信息數(shù)字化的高新技術(shù)的不斷進(jìn)步，促進(jìn)了當(dāng)代測繪工程的迅猛發(fā)展，同時(shí)帶來了巨大且富有現(xiàn)實(shí)意義的發(fā)展前景和發(fā)展空間，測繪工程在理論方面或者是在實(shí)際操作上發(fā)生了翻天覆地的改變，由圖紙化的傳統(tǒng)測量技術(shù)向電子化的現(xiàn)代測量技術(shù)邁進(jìn)，這將對采樣收集空間數(shù)據(jù)方面有著非常重要的積極影響，這不僅是時(shí)代潮流變化的發(fā)展要求，也是創(chuàng)建科技中國的首要任務(wù)。當(dāng)然，關(guān)于常規(guī)化的通信技術(shù)運(yùn)用在測繪工程上是無法滿足測繪工程發(fā)展的時(shí)代要求，所以我們要探究更為完美的無線通信技術(shù)，無線通信技術(shù)不僅能提高測繪工程的工作效率，使得在室外也能進(jìn)行通訊并完成作業(yè)，解決了傳統(tǒng)上圖紙化作業(yè)的難題，降低了測繪人員的工作難度，減少了人力資源和時(shí)間的浪費(fèi)，增強(qiáng)了測繪工程的準(zhǔn)確度，這對測繪工程的改革與發(fā)展有著重要的積極作用。

2無線通信技術(shù)的概述

無線通信（Wirelesscommunication）是一種通過電磁波等信號(hào)媒介進(jìn)行信息交換的通信方式。無線通信系統(tǒng)由多個(gè)移動(dòng)站與一個(gè)基準(zhǔn)站組成。移動(dòng)站主要包括了電源、主機(jī)、GPRS等，另外基準(zhǔn)站則包括GPS天線、電源、網(wǎng)管服務(wù)器等。

3無線通信系統(tǒng)兩大模塊的特點(diǎn)及表現(xiàn)

3.1無線通信系統(tǒng)中的硬件部分

硬件在選擇設(shè)備方面最重要還是單片機(jī)的選擇。單片機(jī)作為硬件部分的軸心，選擇符合要求的單片機(jī)對準(zhǔn)確傳送原始數(shù)據(jù)和整個(gè)無線通信系統(tǒng)的正常工作有著極其重要的影響。單片機(jī)應(yīng)該要符合數(shù)據(jù)傳送速度快、精確率高、穩(wěn)定性能好、傳送長度長且具有語音傳送功能和能夠縮短數(shù)據(jù)處理時(shí)間的透明傳送功能等要求。同時(shí)也要考慮單片機(jī)的便攜性、占據(jù)空間的大小和損耗能量的多少。處于無線通信系統(tǒng)硬件部分的重要位置的部件———天線，能在輻射無線信號(hào)和接受無線信號(hào)的過程中正常安全在電磁波與高頻率電信號(hào)之間實(shí)施相互轉(zhuǎn)換反應(yīng)。在選擇天線時(shí)，天線的指向圖要符合無線通信系統(tǒng)的電磁波覆蓋的標(biāo)準(zhǔn)，天線自身的功能特點(diǎn)要滿足無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。例如，天線的長度大小要根據(jù)實(shí)際操作情況來選擇適合的天線，為了提高便攜性，天線接受信號(hào)的一端應(yīng)選擇螺旋式；為了便于工作人員的安裝，天線輻射無線信號(hào)的一端應(yīng)選擇較短的天線。移動(dòng)站與副站應(yīng)該選擇定向天線輻射集中程度的參數(shù)小的天線，相反，基準(zhǔn)站與主站則選擇定向天線輻射集中程度的參數(shù)大的天線。由于信號(hào)在傳輸介質(zhì)中傳播時(shí)，將會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)化成熱能或者被傳輸介質(zhì)吸收，從而造成信號(hào)強(qiáng)度不斷減弱，因此在饋線的選擇上要選擇大直徑的饋線，避免信號(hào)強(qiáng)度的發(fā)生過度耗損。因?yàn)轲伨€越長，其自身損耗的能量也越大，因此，在安裝過程中要盡可能地縮減饋線的長度，保證通信的正常運(yùn)行。作為硬件部分中不可或缺的部件———電源，它的作用是不可忽視的，在選擇電源的時(shí)候，要在確保無線通信系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上盡可能選擇電波較小的，這樣才能防止干擾電臺(tái)接收的現(xiàn)象發(fā)生。無須手持掛在肩上即可對講的對講機(jī)———肩咪，是由揚(yáng)聲器和話筒構(gòu)成的，是無線通信系統(tǒng)硬件部分的構(gòu)成部件。不同信號(hào)臺(tái)之間的溝通交流可以通過肩咪來實(shí)現(xiàn)，在測繪工程的實(shí)際操作現(xiàn)場中，現(xiàn)場觀測人員在測繪中或者進(jìn)行檢查工作時(shí)發(fā)現(xiàn)問題可以及時(shí)利用肩咪與設(shè)計(jì)繪圖員進(jìn)行溝通，克服困難，解決問題，從而保證測繪工程順利進(jìn)行。

3.2無線通信系統(tǒng)的軟件部分

當(dāng)無線通信系統(tǒng)的硬件部分完成將獲得的原始數(shù)據(jù)傳送到終端，系統(tǒng)的軟件部分就開始發(fā)揮其自身作用，處理原始數(shù)據(jù)，給工作人員在測繪過程中帶來了方便。在當(dāng)前有關(guān)測繪的通信軟件中，GIS處于極其重要的地位。數(shù)據(jù)通信是將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來從而產(chǎn)生新的通信方式。要在不同地區(qū)之前實(shí)現(xiàn)傳輸信息的目的就一定要有傳輸信道，按照不同的傳送媒介，分為無線數(shù)據(jù)通信和有線數(shù)據(jù)通信。它們都是利用傳輸信道使得數(shù)據(jù)終端和計(jì)算機(jī)相聯(lián)結(jié)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)終端各種資源共享。在軟件部分的設(shè)計(jì)編寫方面，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)普遍適用各個(gè)客戶終端的掛載辦法是首要任務(wù)。來自微軟公司設(shè)計(jì)開發(fā)的ActiveX模式，有著能夠擺脫詳盡的編程語言，并能很好的使用到大部分的軟件開發(fā)環(huán)境中，而且可以對原來存在的軟件進(jìn)行直接升級。在這種模式下開發(fā)運(yùn)行，使得無線通信系統(tǒng)中的軟件部分在連接網(wǎng)絡(luò)的條件下實(shí)現(xiàn)交互的目的。軟件部分的設(shè)計(jì)開發(fā)一旦設(shè)計(jì)了符合標(biāo)準(zhǔn)要求的框架，增強(qiáng)軟件自身的通用性、可嵌入性、可植入性，就能保證無線通信系統(tǒng)在測繪工程中的合理運(yùn)行和使用。

4無線通信技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用分析

論文主要分析了GPRS無線通信技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用情況，與傳統(tǒng)的測繪方式相比較，GPRS無線通信技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，具有實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。利用網(wǎng)絡(luò)使得移動(dòng)站中的GPRS無線數(shù)據(jù)終端與基準(zhǔn)站的網(wǎng)管服務(wù)器連接起來，同時(shí)保證網(wǎng)管服務(wù)器的連接口與主機(jī)保持連接狀態(tài)，與此同時(shí)，在基準(zhǔn)站的作用下數(shù)據(jù)會(huì)不斷進(jìn)行修正，利用網(wǎng)絡(luò)連接使得GPRS無線數(shù)據(jù)終端能接收到數(shù)據(jù)，從而傳送到移動(dòng)站，并通過主機(jī)精確計(jì)算出所在的位置，測繪工作人員才能知道具體的基準(zhǔn)站位置。在無線通信技術(shù)的實(shí)際操作與應(yīng)用中，要?jiǎng)?chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)的測繪工程管理體系，才能保證數(shù)據(jù)傳送的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，才能保證測繪工程作業(yè)的有效順利進(jìn)行。在傳統(tǒng)的測繪工程中，工作區(qū)的建立都伴隨這臨時(shí)基準(zhǔn)站，其工效和信息傳輸接收效率都非常低，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，城市化也逐漸發(fā)展成型，測繪工程量也越來越大，內(nèi)容也越來越繁雜，傳統(tǒng)的測繪方式已經(jīng)不再滿足時(shí)代潮流發(fā)展的需求，使用新興的無線GPRS無線通信技術(shù)，不僅能夠提高測繪工程的工作效率和信號(hào)發(fā)射接收效率，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性、安全性，確保測繪工程的順利進(jìn)行。

5結(jié)語

總的來說，新型無線通信技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用，不僅能夠打破傳統(tǒng)的空間測繪模式，達(dá)成室外隨時(shí)隨地通訊的目的，還能推動(dòng)無紙化測繪方式的發(fā)展，提高測繪作業(yè)的工作效率，降低測繪人員的工作壓力，減少在時(shí)間和人力資源上不必要的浪費(fèi)。無線通信技術(shù)在測繪工程的發(fā)展應(yīng)用，給測繪產(chǎn)業(yè)帶來了不可估量的發(fā)展前景和發(fā)展空間，推動(dòng)了測繪行業(yè)的迅猛發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陳剛，羌鈴鈴.如何實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)雙平面容災(zāi)[J].通信技術(shù)，2011，44（03）：103~105.

篇（7）

1無線電通信技術(shù)的發(fā)展歷程

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(bào)能夠在20英里的海面暢通無阻地通信，第一次實(shí)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(shí)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(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，使電子計(jì)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(jì)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(shí)代，就是電子計(jì)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(gè)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(diǎn)雖然卓越，但其缺點(diǎn)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(diǎn)

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(gè)重大的飛躍，實(shí)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(diǎn)喜憂參半，優(yōu)點(diǎn)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(shí)空限制。大多數(shù)情況下，人們對通信運(yùn)用的時(shí)間、地點(diǎn)、容量需求無法預(yù)知，而無線電通信不受時(shí)空限制的優(yōu)點(diǎn)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(gè)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(shí)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(tái)階。

具備高度的機(jī)動(dòng)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(dòng)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(gè)卓越優(yōu)點(diǎn)在抵抗水淹、臺(tái)風(fēng)、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號(hào)干擾都能保持通信的暢通，這也是無線架輸?shù)淖畲筇攸c(diǎn)。

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(hào)容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項(xiàng)技術(shù)的保密性極差。無線電通信技術(shù)的缺點(diǎn)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(hào)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(diǎn)，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(shí)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(huì)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(diǎn)：

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(hào)上的穩(wěn)定，避免通信信號(hào)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(gè)方向?qū)o線電通信信號(hào)源穩(wěn)定來說的確非常之重要。

3.3推廣個(gè)人信息化技術(shù)

個(gè)人信息化在全球個(gè)人通信已經(jīng)有著不爭的發(fā)展趨勢。個(gè)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(shí)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(dòng)，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(jì)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(dòng)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(diǎn)對保持通信暢通方面解決了信號(hào)容易受到干擾的難題。

3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號(hào)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(shí)反映出用戶所需要的信號(hào)方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實(shí)現(xiàn)更具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。新晨

3.7推廣軟件無線電

軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領(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(hào)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(dòng)舞臺(tái)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(shí)，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(yùn)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(gè)方面、各個(gè)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)

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

篇（8）

一、前言

我國是世界上最大的煤礦生產(chǎn)國，年產(chǎn)量達(dá)12億噸，占世界煤炭總產(chǎn)量的27%，同時(shí)我國也是煤炭消耗大國，煤炭工業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有十分重要的地位。然而近年來國內(nèi)持續(xù)不斷的礦難發(fā)生，給國家和人民帶來沉重的災(zāi)難。此時(shí)礦場通信在任何時(shí)候任何地點(diǎn)都能進(jìn)行可靠運(yùn)行的重要性就凸顯出來，但由于煤礦井生產(chǎn)具有生產(chǎn)工序復(fù)雜，作業(yè)地點(diǎn)分散，人員流動(dòng)性大，工作環(huán)境惡劣，事故隱患大等特點(diǎn)，所以要求煤礦井通信必須保證在事故發(fā)生時(shí)準(zhǔn)確、及時(shí)、高效地進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，以便于井下緊急報(bào)警、人員撤離、搜尋救護(hù)目標(biāo)等。

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

二、我國煤礦井下透地通信的現(xiàn)狀

對于地下無線通信的研究，早在上個(gè)世紀(jì)三十年代就已經(jīng)開始了，當(dāng)時(shí)國外某些國家出于軍事目的希望采用地下無線通信的方式來解決地下核試驗(yàn)場到控制所之間的數(shù)據(jù)傳輸、地下指揮所到地下發(fā)射井之間的通信聯(lián)絡(luò)，但其發(fā)展相當(dāng)緩慢。上世紀(jì)50年代末，國內(nèi)外才出現(xiàn)了一些有關(guān)地下通信的論文及研究報(bào)告。英、法、美、日、加拿大等國通過研發(fā)推出了各種類型的井下無線通信系統(tǒng)。

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

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

1.全煤礦井調(diào)度通信

全煤礦井調(diào)度通信屬于有線通信范疇，是煤礦井通信的主體，主要進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度、指揮等工作。其經(jīng)歷了人工磁石式電話、共用式礦用人工電話、縱橫制礦用自動(dòng)電話、空分制程控調(diào)度機(jī)等發(fā)展歷程。近年來出現(xiàn)了數(shù)字程控調(diào)度機(jī)，該機(jī)可以進(jìn)行清晰的語音通信，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像的交換通信功能。只是目前價(jià)格相對于空分制程控調(diào)度機(jī)比較昂貴，不太適宜工業(yè)場合的大范圍投入。

2.全煤礦井局部通信

全煤礦井局部通信也屬于有線通信，它采用電話線進(jìn)行通信，在一條電纜上連接多臺(tái)電話，實(shí)現(xiàn)各分機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。該系統(tǒng)的架設(shè)比較容易，價(jià)格也比較低，可以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

3.全煤礦井無線通信

隨著地面通信的飛速發(fā)展全煤礦井無線通信也在不斷的發(fā)展，各個(gè)時(shí)期的井下無線通信技術(shù)為煤礦井下的安全生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理做出了不同貢獻(xiàn)。我國井下無線通信主要方式有動(dòng)力線載波通信、感應(yīng)通信、漏泄通信、小區(qū)蜂窩移動(dòng)通信、礦用小靈通無線通信系統(tǒng)、基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距離無線網(wǎng)絡(luò)與通信及超低頻透地?zé)o線通信等。

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

（2）感應(yīng)通信是通過架設(shè)專用的感應(yīng)線或利用巷道內(nèi)已有的導(dǎo)體如電纜，管道等進(jìn)行通信。感應(yīng)通信系統(tǒng)組成簡單、價(jià)格低廉，感應(yīng)線鋪設(shè)簡便、無需中繼器等優(yōu)點(diǎn)，使得該無線通信方式受到煤礦井的普遍采用。此外，它還能實(shí)現(xiàn)低發(fā)射功率遠(yuǎn)傳輸距離，能同時(shí)向多方向傳輸信號(hào)。但是通信采用的信號(hào)頻率在兆赫茲以下，容易受到井內(nèi)其他電磁噪聲的干擾，這樣使得感應(yīng)通信的語音通話質(zhì)量不理想。

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

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

（5）礦用小靈通無線通信是按照煤礦安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將城市中推行的公眾通信系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)處理和移植，并延伸到煤礦井中使用，從而構(gòu)建起井下無線通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)。該服務(wù)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、人員定位信息傳送等，可同時(shí)為煤煤礦井上、井下提供無線通信服務(wù)，在煤礦形成一整套覆蓋井上、井下立體的無線移動(dòng)通信及生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。

（6）基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距離無線網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)是以短距離的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心，以煤礦井工業(yè)以太網(wǎng)為整個(gè)系統(tǒng)的主干傳輸平臺(tái)，形成有線主干與無線終端相結(jié)合的通信方式。該通信系統(tǒng)具有低成本、低功耗、高擴(kuò)展性、覆蓋靈活、易配置和部署等優(yōu)點(diǎn)，迅速在煤礦井無線通信、人員和設(shè)備無線定位和跟蹤管理以及瓦斯無線監(jiān)測系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

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

三、煤礦井下透地通信的應(yīng)用研究

煤礦井透地?zé)o線通信系統(tǒng)是一種專用于煤礦井通信的無線通信系統(tǒng)。它主要用于礦場上指揮日常的生產(chǎn)管理和生產(chǎn)調(diào)度，并能在緊急情況下（如發(fā)生煤礦井坑道坍塌、透水、爆炸等突發(fā)事故時(shí)）仍然可以有效地進(jìn)行地面與井下通信聯(lián)絡(luò)，這樣就可以為開展高效的施救行動(dòng)帶來方便。

煤礦井透地?zé)o線通信采用極低頻（ELF，300～3000Hz）及甚低頻（VLF，3～30KHz）信號(hào)，因?yàn)檫@些頻段的電波能夠在巖層、沙壤、水等地層介質(zhì)內(nèi)傳播，且波長比較長其對地層穿透能力強(qiáng)，單位距離的衰減小，這在軍事上早有應(yīng)用。本文提出的煤礦井透地?zé)o線通信系統(tǒng)就是基于極/甚低頻信號(hào)對地層具有較強(qiáng)的穿透能力這個(gè)機(jī)理來進(jìn)行研究的。其通信系統(tǒng)組成如圖2.1，由地面通信部分、巖層信道及井下終端接收機(jī)構(gòu)成。地面通信部分包括地面天線、地面電臺(tái)、監(jiān)控室計(jì)算機(jī)等。監(jiān)控室計(jì)算機(jī)用來向地面電臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)，地面電臺(tái)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后控制地面天線的數(shù)據(jù)發(fā)送。該通信系統(tǒng)有三種工作模式：廣播、尋呼、緊急求救等。

當(dāng)系統(tǒng)工作在廣播及尋呼模式下時(shí)，地面天線作為發(fā)射天線；地面電臺(tái)將監(jiān)控室傳送來的廣播或?qū)ず魯?shù)據(jù)，經(jīng)過編碼、調(diào)制、功率放大等過程，產(chǎn)生低頻大功率激勵(lì)（預(yù)計(jì)可能需要數(shù)千瓦），施加于地面天線，激勵(lì)出低頻交變電磁場。低頻電磁場在穿越地層的過程中損耗較小，可以穿透100m～3km的地層，到達(dá)礦工所在的坑道。礦工隨身攜帶的終端機(jī)內(nèi)藏有磁棒天線，耦合磁力線，變?yōu)殡娦盘?hào)，再由選頻、放大、解調(diào)、解碼、糾錯(cuò)、顯示等過程，完成數(shù)據(jù)接收過程。每臺(tái)終端機(jī)都具有唯一的編號(hào)，在尋呼模式下，只有編碼與尋呼編號(hào)一致的那一臺(tái)終端機(jī)響應(yīng)并顯示尋呼內(nèi)容；廣播模式下每一臺(tái)終端機(jī)都響應(yīng)；還可根據(jù)班組編號(hào)實(shí)現(xiàn)群組廣播功能。

當(dāng)發(fā)生緊急事故時(shí)，任何一臺(tái)終端機(jī)都可以緊急呼救，按壓呼救按鈕后，終端機(jī)發(fā)射求救信號(hào)，地面天線作為接收天線。終端機(jī)所發(fā)出的低頻信號(hào)穿透地層后被地面臺(tái)接收，經(jīng)放大、選頻、解碼后，獲得求救人員信息。雖然終端機(jī)本身發(fā)射功率較小，但地面大面積的天線能夠提供較高的靈敏度。由于長波通信信道窄，要考慮信道復(fù)用問題，當(dāng)多個(gè)終端機(jī)同時(shí)需要發(fā)送求救信號(hào)時(shí)，初步考慮采用載波監(jiān)聽隨機(jī)競爭信道的方式互相錯(cuò)讓發(fā)送時(shí)隙。

四、小結(jié)

我國煤礦井下透地通信的研究還處于不斷趨于成熟階段，經(jīng)歷了有線到無線的過程，而透地通信在煤礦領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用，對于促進(jìn)人身安全和煤礦事業(yè)的發(fā)展具有重要的作用，將來在這一領(lǐng)域中必將會(huì)有更多更新的知識(shí)產(chǎn)生。

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篇（9）

中圖分類號(hào)：TN 929.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.004

0 引言

進(jìn)入二十一世紀(jì)的第二個(gè)十年以來，信息已經(jīng)成為人類社會(huì)文明進(jìn)步的要素資源，成為現(xiàn)代社會(huì)持續(xù)發(fā)展的基本條件。信息網(wǎng)絡(luò)空間已經(jīng)成為繼陸、海、空、天之后的第五大國家疆域，成為世界各國戰(zhàn)略競爭的重要領(lǐng)域。信息安全已成為與國防安全、能源安全、糧食安全并列的四大國家安全領(lǐng)域之一。

近些年來，以美國為代表的信息技術(shù)強(qiáng)國利用自身所壟斷的全球信息技術(shù)優(yōu)勢，加緊構(gòu)建信息安全保障和攻擊體系，以進(jìn)一步鞏固其在網(wǎng)絡(luò)空間的統(tǒng)治地位。在美國現(xiàn)有的國家信息安全體系中，政府、IT企業(yè)和社會(huì)團(tuán)體分工協(xié)作，相互配合，共同推進(jìn)美國國家和軍隊(duì)的信息安全體系建設(shè)。當(dāng)前，美國政府部門作為信息安全戰(zhàn)略制定、網(wǎng)絡(luò)和信息安全項(xiàng)目策劃、網(wǎng)絡(luò)情報(bào)偵查、網(wǎng)絡(luò)防御以及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)攻的主導(dǎo)者，引領(lǐng)了整個(gè)美國信息安全領(lǐng)域的發(fā)展和規(guī)劃。其主要部門包括國土安全部、國防部、美軍網(wǎng)電司令部、商務(wù)部、聯(lián)邦調(diào)查局以及中央情報(bào)局；美國的IT企業(yè)則是網(wǎng)絡(luò)攻防的具體實(shí)施機(jī)構(gòu)和重要支撐單位，是美國政府和軍隊(duì)海量情報(bào)數(shù)據(jù)的來源，同時(shí)也是實(shí)施網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)的實(shí)施主體；而美國及其盟國中一些非營利性團(tuán)體和學(xué)術(shù)組織則為美國政府和軍隊(duì)提供了輿論和技術(shù)層面的支持，同時(shí)進(jìn)行了人才的輸出，以支撐日益強(qiáng)大的美國信息作戰(zhàn)部隊(duì)。

隨著無線與移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展，拋開有線束縛的無線通信技術(shù)為國家和軍隊(duì)的指揮和作戰(zhàn)帶來了極大的便利性，然而也埋下了極大的安全隱患。截至2014年年底，美國情報(bào)和軍隊(duì)相關(guān)部門在無線網(wǎng)絡(luò)中偵收和攻擊獲得的情報(bào)已經(jīng)占到美國情報(bào)總量的約57.6%，凸顯了當(dāng)前國家和軍隊(duì)無線網(wǎng)絡(luò)安全的嚴(yán)峻態(tài)勢。美軍網(wǎng)電司令部2015年戰(zhàn)略規(guī)劃指南顯示，未來美軍網(wǎng)電部隊(duì)將把無線領(lǐng)域作為網(wǎng)絡(luò)攻防作戰(zhàn)的重點(diǎn)，這對我國國防和軍隊(duì)網(wǎng)絡(luò)安全體系和技術(shù)提出了新的考驗(yàn)。本論文從歷史出發(fā)，對交換技術(shù)進(jìn)行了簡要的回顧，指出了當(dāng)前交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸以及問題，并基于前沿的下一代智能網(wǎng)絡(luò)以及大數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)提出了展望和設(shè)想。

1 軍隊(duì)無線網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀

我國的互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)和各類專網(wǎng)（包含軍網(wǎng)）組成的國家基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是國家和軍隊(duì)信息安全防護(hù)的重要對象，但是這些基礎(chǔ)社會(huì)建設(shè)過程中普遍存在著重建輕防，甚至只建不防的問題，造成網(wǎng)絡(luò)信息安全體系構(gòu)建的極大障礙。

當(dāng)前，我軍無線網(wǎng)絡(luò)通信手段主要包含戰(zhàn)場衛(wèi)星通信、短波電臺(tái)通信、水下潛艇長波通信等戰(zhàn)時(shí)通信手段，以及軍隊(duì)日常辦公所使用的蜂窩網(wǎng)移動(dòng)手機(jī)通信、單位無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）以及家庭使用的寬帶及家庭無線局域網(wǎng)等非戰(zhàn)時(shí)通信手段。由于戰(zhàn)時(shí)通信技術(shù)具有較強(qiáng)的應(yīng)用層加密以及物理層跳頻和擴(kuò)頻保障，傳統(tǒng)的竊密和攻擊手段并不能很快奏效，反而是和平時(shí)期工作用無線局域網(wǎng)、個(gè)人手機(jī)、家庭Wi-Fi等上網(wǎng)和通話極易被偵聽和竊密，導(dǎo)致無意識(shí)泄密。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2014年以來軍隊(duì)、軍工企業(yè)等軍事相關(guān)單位因手機(jī)、家庭寬帶/Wi-Fi等被攻擊及竊聽的事件約470起，造成不可估量的軍事、經(jīng)濟(jì)以及國家核心技術(shù)損失。

美國憑借其在信息領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢，不斷將其技術(shù)和設(shè)備輸出到中國，而國產(chǎn)化設(shè)備的低性能、高價(jià)格等不足進(jìn)一步導(dǎo)致了黨政軍系統(tǒng)中日常無線網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備國產(chǎn)化程度極低，使得日常無線網(wǎng)絡(luò)的安全防線處于近乎失靈的狀態(tài)。在美國IT跨國公司和美國網(wǎng)絡(luò)部隊(duì)等諸如“棱鏡”項(xiàng)目面前，我軍的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和重要信息系統(tǒng)幾乎完全處于不設(shè)防狀態(tài)。諸如思科、微軟、英特爾、IBM等IT企業(yè)幾乎完全控制了我國高端IT產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用。據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，Windows系列操作系統(tǒng)在我國市場占有率超過9成，英特爾在微處理器市場上占有率也超過8成，谷歌的安卓操作系統(tǒng)在我國市場占有率達(dá)到8成。即使是國產(chǎn)的聯(lián)想、酷派等手機(jī)，其核心芯片和操作系統(tǒng)也多是國外生產(chǎn)，使得我國無法從技術(shù)層面根除安全隱患。

2 解決方案：物理層安全技術(shù)和可見光通信技術(shù)

針對目前日常軍隊(duì)無線網(wǎng)絡(luò)安全性的問題，本文提出了兩種可行的改進(jìn)方案，能夠在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，從防止無線信號(hào)被偵收和泄漏的角度實(shí)現(xiàn)日常狀態(tài)下部隊(duì)營區(qū)無線通信的安全保密。

在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中，通信的保密性主要依賴于基于計(jì)算密碼學(xué)的加密體制，早在20世紀(jì)初就已有人提出將傳輸?shù)男畔⑴c密鑰取異或的方法來增強(qiáng)信息傳遞的安全性。這種基于密鑰的加密方法首次由Shannon于1949年給出了數(shù)學(xué)的理論分析。假設(shè)發(fā)送者希望把信息M秘密地發(fā)送給接收者，稱M為明文信息。則加密的過程為，在發(fā)送端，發(fā)送者通過密鑰K以及加密算法f對所要傳輸?shù)拿魑腗進(jìn)行加密，得到密文S。在接收端，接收者通過密鑰K以及與加密算法相應(yīng)的解密算法，我們用f-1標(biāo)記，來進(jìn)行解密，從而得到明文M。通過對加解密過程的觀察，可以得知，有兩個(gè)方法防止竊聽者從竊聽到的S中獲取明文M： 一個(gè)是竊聽者不知道密鑰K，另外一個(gè)是解密算法非常困難，竊聽者難以在有限的時(shí)間用有限的資源進(jìn)行解密。基于這兩個(gè)方法，延伸出了現(xiàn)代通信系統(tǒng)中非常常見的兩種加密形式，一個(gè)是對稱密鑰加密，一個(gè)是非對稱密鑰加密。

現(xiàn)代密碼學(xué)的加密體制主要是在物理層之上的幾層來實(shí)現(xiàn)的，譬如MAC層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等等，故有時(shí)也稱基于現(xiàn)代密碼學(xué)的安全為上層安全。物理層對于現(xiàn)代密碼學(xué)加密體制來說是透明的，即物理層安全與上層安全是獨(dú)立的。下面分別介紹物理層安全的兩個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)，分別是：竊聽信道模型和安全傳輸速率。竊聽信道模型是物理層安全所研究的基本信道模型，安全傳輸速率是衡量物理層安全系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。

物理層安全主要是利用特殊的信道編碼和無線信道的隨機(jī)特性使得秘密通信得以進(jìn)行，它與現(xiàn)代密碼學(xué)不同之處在于，其安全程度并不依賴于Eve的計(jì)算強(qiáng)度，而是依賴無線信道環(huán)境的隨機(jī)特性。但是，從保密環(huán)節(jié)上來說，物理層安全與傳統(tǒng)的計(jì)算密碼學(xué)的安全卻有著本質(zhì)的相似之處。如圖1所示。物理層安全中的編碼調(diào)制環(huán)節(jié)和信道的隨機(jī)性是安全通信的必要條件，正如現(xiàn)代密碼學(xué)體制中的加密算法和密鑰。編碼調(diào)制環(huán)節(jié)是指Alice根據(jù)Alice-Bob和Alice-Eve信道的信道條件，通過獨(dú)特的信道編碼來保證Alice與Bob之間安全又可靠的通信。從安全的角度來說，編碼調(diào)制環(huán)境可以被看作現(xiàn)代密碼學(xué)中的加密過程，信息加密后生成的密文記為Xn。密文經(jīng)過無線信道和解調(diào)譯碼可以等同為現(xiàn)代密碼學(xué)中的解密環(huán)節(jié)，其中信道信息{h，g}可以看作公共密鑰，而Bob接收端的噪聲可以看作Bob的私鑰，Eve是沒有辦法獲得的。因此密文通過Bob的無線信道和解調(diào)譯碼，可以被Bob正確地譯碼解密；而此密文通過Eve的無線信道和解調(diào)譯碼，Eve是不能獲得任何信息的。由此可見，雖然物理層安全與傳統(tǒng)的基于現(xiàn)代密碼學(xué)的加密原理是完全不同的，但是它們在實(shí)現(xiàn)框架上卻也能夠找到共同點(diǎn)。物理層安全可以看作是以調(diào)制編碼等發(fā)送端的技術(shù)為“加密算法”，充分利用Alice-Bob和Alice-Eve之間無線信道的差異性，把無線信道看作“加密密鑰”，從而使得Alice與Bob之間形成了安全可靠的通信。

物理層安全技術(shù)由于可以獨(dú)立于上層而單獨(dú)實(shí)現(xiàn)秘密通信，因此在無線通信系統(tǒng)中，可以在保證現(xiàn)有上層安全措施不變的情況下，補(bǔ)充物理層傳輸?shù)陌踩＿@使得通信系統(tǒng)的安全性能得到額外一層的保護(hù)。另一方面，將物理層安全用來傳輸現(xiàn)代密碼學(xué)中的密鑰，也是增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性的一種方法。

從實(shí)現(xiàn)的角度講，當(dāng)前傳統(tǒng)的無線路由器等均使用了全向天線進(jìn)行傳輸，有可能導(dǎo)致無線信號(hào)泄漏至營區(qū)外部造成泄密。由于物理層安全技術(shù)方案的存在，除了進(jìn)行傳統(tǒng)的上層密碼和傳輸加密以外，考慮利用物理層定向天線和波束賦形技術(shù)使得無線信號(hào)定向的向營區(qū)內(nèi)部輻射，使得竊聽者獲取的信息量近乎為0，從而進(jìn)一步降低失泄密的風(fēng)險(xiǎn)，這是物理層安全技術(shù)在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用改進(jìn)。

根據(jù)香農(nóng)公式，假設(shè)發(fā)射端信號(hào)表示為：y=hx+z，那么正常接收者bob收到的信號(hào)可以表示為：

此時(shí)人造噪聲設(shè)計(jì)對Bob沒有產(chǎn)生干擾的方向上均勻分布，從而實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)用戶的正常信號(hào)發(fā)送，但是使得竊聽用戶獲得的干擾最大化，可用信息最小。

可見光通信（Visible Light Communications）是指利用可見光波段的光作為信息載體，不使用光纖等有線信道的傳輸介質(zhì)，而在空氣中直接傳輸光信號(hào)的通信方式，簡稱“VLC”。

普通的燈具如白熾燈、熒光燈（節(jié)能燈）不適合當(dāng)作光通信的光源，而LED燈非常適合做可見光通信的光源。可見光通信技術(shù)可以通過LED燈在完成照明功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，用戶可以方便地使用自己的手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)智能終端接收這些燈光發(fā)送的信息。該技術(shù)可廣泛用于導(dǎo)航定位、安全通信與支付、智能交通管控、智能家居、超市導(dǎo)購、燈箱廣告等領(lǐng)域，特別是在不希望或不可能使用無線電傳輸網(wǎng)絡(luò)的場合比如飛機(jī)上、醫(yī)院里更能發(fā)揮它的作用。可見光通信兼顧照明與通信，具有傳輸數(shù)據(jù)率高、安全性強(qiáng)、無電磁干擾、節(jié)能、無需頻譜認(rèn)證等優(yōu)點(diǎn)，帶寬是Wi-Fi的1萬倍、第四代移動(dòng)通信技術(shù)的100倍，是理想的室內(nèi)高速無線接人方案之一。

據(jù)美國DAPRA報(bào)道，美軍已經(jīng)生產(chǎn)出軍用可見光網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)設(shè)備，用于國防部等軍事機(jī)關(guān)和設(shè)施的高速無線網(wǎng)絡(luò)通信。由于可見光室內(nèi)傳輸光源直接指向用戶且傳輸距離遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的微波無線通信，在不考慮人為主動(dòng)泄密的情況下，可見光通信信號(hào)是無法截獲的，從技術(shù)上為通信的有效性和可靠性提供了強(qiáng)有力的支撐。

圖2給出了微波無線通信和可見光通信之間的比較。對于手機(jī)、Wi-Fi等微波無線通信手段，除了目標(biāo)用戶能夠接收到無線信號(hào)以外，由于無線電波是全向發(fā)射的，竊聽者完全可以收到相同的信號(hào)，從而進(jìn)行破譯或者攻擊，帶來安全隱患；而可見光通信依賴于室內(nèi)的LED燈具，通常燈具會(huì)直接部署在工位上方，而照明具有定向發(fā)射的特點(diǎn)，因此位于營區(qū)外部的竊聽者無法收到任何信號(hào)，不能進(jìn)行竊聽。從實(shí)現(xiàn)上講，可見光通信可以方便的利用LED臺(tái)燈、屋頂燈等照明燈具，通過加裝調(diào)制解調(diào)模塊即可使得燈具具有高速數(shù)據(jù)傳輸功能，可供營區(qū)內(nèi)臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等高速無線上網(wǎng)，滿足高清視頻會(huì)議等高帶寬需求。

目前，關(guān)于可見光通信在室內(nèi)外各種復(fù)雜環(huán)境下的信道測量與建模的工作還很欠缺，只有少量的研究結(jié)果。尤其是在有強(qiáng)光干擾、煙霧和灰塵遮擋的環(huán)境下的信道干擾模型，更是需要亟待解決的問題。

3 結(jié)論

篇（10）

【摘要】隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，無線通信技術(shù)作為現(xiàn)代通信的領(lǐng)頭軍也在大跨步的更新?lián)Q代中，而其中比較重要的一項(xiàng)技術(shù)，也是我國提出的時(shí)分雙工（TDD）模式的第3代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是3GPP標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要組成部分。本論文主要介紹了TD-SCDMA技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)以及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 TD-SCDMA；TD-SCDMA技術(shù)特點(diǎn)；基于TD-SCDMA的第4代移動(dòng)通信系統(tǒng)

DevelopmentandapplicationofTD-SCDMAtechnology

ShiXing-gang

(ShaanxiTianyuanCommunicationPlanningandDesignConsultingCo.,LtdXi´anShanxi710000)

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

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

1.引言

TD－SCDMA的中文含義為時(shí)分同步碼分多址接入，該項(xiàng)通信技術(shù)也屬于一種無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它是信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院（現(xiàn)大唐電信集團(tuán)）在國家主管部門的支持下，根據(jù)多年的研究而提出的具有一定特色的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。在與歐洲、美國各自提出的3G標(biāo)準(zhǔn)的競爭中，中國提出的TD-SCDMA已正式成為全球3G標(biāo)準(zhǔn)之一，這標(biāo)志著中國在移動(dòng)通信領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入世界領(lǐng)先之列。

2.概念

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

（2）3G移動(dòng)系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)之一是既要控制諸如談話和視頻等對稱線路交換業(yè)務(wù)，又要控制移動(dòng)因特網(wǎng)接入的非對稱分組交換業(yè)務(wù)。面對這一挑戰(zhàn)，TD-SCDMA集成了兩項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)：一種是先進(jìn)的TDMA/TDD系統(tǒng)，另一種是自適應(yīng)CDMA組成的對稱模式的運(yùn)作。

3.TD-SCDMA技術(shù)特點(diǎn)

TD-SCDMA的提出比其他標(biāo)準(zhǔn)較晚，這給其產(chǎn)品成熟性帶來一定的挑戰(zhàn)，但在另一方面，TD-SCDMA吸納了九十年代以來移動(dòng)通信領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，在一定程度上代表了技術(shù)的發(fā)展方向，具有前瞻性和強(qiáng)大的后發(fā)優(yōu)勢。與其他3G標(biāo)準(zhǔn)相比，TD-SCDMA系統(tǒng)及其技術(shù)有著如下突出優(yōu)勢：

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

（2）支持多種通信接口。由于TD-SCDMA同時(shí)滿足Iub、A、Gb、Iu、IuR多種接口的要求，所以TD-SCDMA的基站子系統(tǒng)既可作為2G和2.5GGSM基站的擴(kuò)容，又可作為3G網(wǎng)中的基站子系統(tǒng)，能同時(shí)兼顧現(xiàn)在的需求和長遠(yuǎn)未來的發(fā)展。

（3）頻譜靈活性強(qiáng)。由于TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)頻譜靈活性強(qiáng)，僅需單一1.6M的頻帶就可提供速率達(dá)2M的3G業(yè)務(wù)需求，而且非常適合非對稱業(yè)務(wù)的傳輸。

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

（5）能與傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行兼容。TD-SCDMA能夠?qū)崿F(xiàn)從現(xiàn)存的通信系統(tǒng)到下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的平滑過渡。支持現(xiàn)存的覆蓋結(jié)構(gòu)，信令協(xié)議可以后向兼容，網(wǎng)絡(luò)不用再引入新的呼叫模式。

（6）支持高速移動(dòng)通信。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，基帶數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是基于智能天線和聯(lián)合檢測，其限制在設(shè)備基帶數(shù)字信號(hào)處理能力和算法復(fù)雜性之間的矛盾。該技術(shù)可以確保TD-SCDMA系統(tǒng)在移動(dòng)速度為250Km／h和UMTS（3GPP）移動(dòng)環(huán)境下，可以正常工作。

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

（8）支持與傳統(tǒng)系統(tǒng)間的切換功能。TD-SCDMA技術(shù)支持多載波直接擴(kuò)頻系統(tǒng)，可以再利用現(xiàn)有的框架設(shè)備、小區(qū)規(guī)劃、操作系統(tǒng)、賬單系統(tǒng)等。在所有環(huán)境下支持對稱或不對稱的數(shù)據(jù)速率。

4.基于TD-SCDMA的第4代移動(dòng)通信系統(tǒng)

（1）對于基于TD-SCDMA的后3G或者4G系統(tǒng)來說，將采用TDD模式，主要目的在于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)國際移動(dòng)通信（IMT-Advanced）提出的高速和低速移動(dòng)環(huán)境下峰值速率分別達(dá)100MB/S和1GB/S的無線傳輸能力，使用的關(guān)鍵技術(shù)包括感知無線電、網(wǎng)絡(luò)感知等，還將支持無線泛在服務(wù)（WirelessUbiquitousService）環(huán)境下的各種無線通信機(jī)制融合。在泛在服務(wù)體系架構(gòu)下，采用各種先進(jìn)技術(shù)，如超寬帶（UWB）和超窄帶（UAN）技術(shù)、感知無線電（CognitveRadio）和網(wǎng)絡(luò)感知技術(shù)等，以提供高速的數(shù)據(jù)傳輸和最佳的網(wǎng)絡(luò)接入和網(wǎng)絡(luò)布置方案。網(wǎng)絡(luò)信息論作為一門新的學(xué)科，在后3G或者4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中將占重要地位，它將指導(dǎo)泛在無線系統(tǒng)的組網(wǎng)和布置。