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超寬帶是一類時域通信手段,其無線接入技術比普通科技手段的帶寬高,有著高速率、開支少、能耗少的優勢。相比于傳統的無線通訊網絡,這種技術無需載波,僅僅通過小周期的脈沖信號作為載體,以二進制信號進行傳輸。這種超寬帶信號的頻譜比較稀疏,信號強度是mW級別,能夠抵御強干擾信號。相比于CDMA框架,此通信系統更利于實現,僅需較少的開支。
3未來無線通信領域的發展趨勢
3.1無線通信領域技術互補性日益明顯
無線通信技術種類逐漸增多,每種都有各自的優劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數據傳輸需求,而無線局域網則適合于中距離范圍內的信號傳輸,超寬帶技術適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發展無線網絡通信技術的歷程中,我們應當依照不同消費者的個性化需求,甄選出最適合的無線通訊手段,使得無線通信業務有著多元化未來,更好地處理移動通信應用中的各類難題。在不遠的將來,無線寬帶接入技術仍會朝著高帶寬、大范圍傳輸的方向不斷發展。未來仍有可能會孕育出更先進的技術手段。現階段的無線寬帶接入技術應用于受限條件下的高速度傳輸,其話音通訊性能仍然與公眾移動通訊手段相距甚遠。因此,我們應著眼于未來,不斷挖掘其技術優越性,彌補移動網絡的應用缺陷,以更好地服務大眾,同時避免資源浪費。
3.2藍牙技術將革新無線通信業的發展
在藍牙技術的發展大潮中,眾多企業都在探究和制造以藍牙技術為主導的電子產品,譬如某集團研制了以藍牙技術為基礎的無線耳機等。芯片設計研發團隊成功開發了在藍牙技術所需頻段內的專用IC,同時配備了與之匹配的應用硬件軟件套裝,便于其他客戶或應用廠商可以快速掌握此芯片的應用之道,并生產出以藍牙技術為本的新產品。除此之外,軟件開發企業研發出了大量適用于藍牙技術的軟件,被廣泛應用于電腦、手機等。大部分電子產品都能借助藍牙技術以無線方式連接成網絡,使人們可以自由地傳輸訊息。藍牙技術的產生推動了無線通信業的進一步發展,計算機業和電器行業都得益于藍牙技術的發展,并加大了對藍牙技術開發的投資力度。
3.3無線網絡通信技術的融合趨勢
3.3.1無線技術與蜂窩網技術的融合
為了完成其計費與檢測功能,短距離無線通信技術被應用于電子產品中。無線通信技術在近些年來迎來了更快速的發展,愈來愈多的短距離無線接入技術被應用于社會生活的各個層面,譬如藍牙技術有效融合了短距離無線技術與蜂窩網技術。
3.3.2移動通信技術和無線寬帶接入技術的融合
移動通信業務的發展成熟,與寬帶業務領域的拓寬,直接推動了多種寬帶接入技術的產生和發展。譬如無線局域網技術推動了3G通訊技術的其他應用。而且移動通信技術和無線寬帶接入技術互惠互利,并在4G時代完美地融合成一個健全的系統。
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21世紀的通信技術還處于關鍵的轉折期,現目前的無線通信邁入大規模發展階段,呈現向寬帶多媒體和數據領域轉變的態勢,在未來的十年內,無線通信技術還將朝著分組化、個人化、綜合化、分組化、多元化飛速發展。就目前看來,無線通技術的發展十分火熱,正以向高寬帶、大范圍快速躍進。將來,無線通信領域還可能會出現對無線通信產業有著更加強大推進作用的新技術。但就目前來看,對于無線通信技術,我們應有一個科學理性的態度正確把握,我們對寬帶無線接入技術發展應該有一個理性的態度和科學的把握。無線通訊技術走向趨勢呈現出一下幾個態勢:
首先,就目前的通信領域來看,無線通信技術使用區域、技術特點、和接入速率存在一定的分化,在未來的發展中,各種通信領域的互補性會更加明顯。如現在人們比較熟悉的WLAN、3G、UWB等,在互補效應上會更加成熟。WLAN更利于結局中等舉例的較高數據接收,3G則更加適應強漫游和廣域無縫覆蓋的移動需求,而UWB則以低發射率、高傳輸速率、抗干擾能力強、結構簡單和安全性高的為優勢,可幫助實現短距離的高速無線連接。未來的無線網絡將是一個綜合一體化的系統,各種無線通信技術各自發揮作用,大范圍來看,3G或者超3G技術將成為該領域主導,而UWB、WLAN等技術則因各自不同的技術特點在相應的區域和覆蓋范圍內,與3G形成有效互補。因此,我們應當在各種無線的接入和組網的一體化,以及接入手段的多元化上做進一步的嘗試和推進發展,更加利于實現不同客戶群的需求,實現業務多元化和市場的細化,進一步平衡移動通信的發展狀況,同時也達到合理規劃無線通信網絡和資源有效配置及利用的目的。將無線通信技術演變成為推動社會市場經濟發展的強大動力。
第二,單純從公眾移動通信的發展來看,3G已成為現目前全球移動網絡發展的趨勢。歐美發達國家早已不采用以發展用戶數量的模式來實現利潤的增長,他們更希望可以通過3G網絡搭建更大、更廣、更全面的業務平臺。就這方面,他們的經驗值得我們借鑒。據GSMA和CDG的數據顯示表明,目前全國已有超過86%的運營商已提供了3G服務,全球3G用戶已高達11.6億。動態觀察顯示,3G走勢還在繼續上升。新興經濟體系為3G發展所作出的重要貢獻已被普遍認可。據調查,僅2010年上半年,全球3G用戶的增長率就高達37%,其中中國是94.1%。有機構作出這樣的預測:今年全球將會有一半以上的3G手機用于新興市場。3G商務網絡部署的啟動,也在一定程度上給我們以提示,培育新興的移動市場將是移動業界所面臨的巨大機遇之一。
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藍牙無線通信技術之所以能夠在全球范圍內廣泛使用就在于其工作頻段的范圍,由于藍牙技術研發之時選擇在全球統一開發的2.4GHz醫學、工業和科學ISM頻段,全世界范圍內多數國家所使用的SM頻段是在2.4到2.4835GHz之間,SM頻段包含在全球統一的頻段之中,各種在使用藍牙無線通信技術的時候可以不受限于其所在地區的無線電資源部門的許可與否皆可使用。
1.2可同時傳輸語音和數據
藍牙采用的是分組交換和電力交換技術,支持異步數據信道、三路語音信道或者語音和異步數據同時傳輸的信道。除此之外,藍牙定義了面向同步鏈接鏈路SCO以及異步無連接鏈路ACL兩種鏈路類型,其中ACL主要負責數據的傳輸,而SCO主要負責語音傳輸。也就是說藍牙無線通信技術可以同時進行語音和數據的傳輸。
1.3能實現臨時性對等鏈接
藍牙設備在進行對等連接的時候,主動發起連接請求的一方為主設備,被發起連接請求的一方為從設備。藍牙的基本網絡為由鏈接通信組成的微微網,當一個微微網形成時有一個主設備和主設備以外的一個或者多個從設備。
1.4抗干擾能力強
藍牙無線通信技術具備良好的抗干擾能力主要在于其使用跳頻的工作方式來進行頻譜的擴展。現在很多生活中使用的電器設備、局域網和無線設備等會在ISM頻段工作,這就和藍牙設備所在的頻段可能會有沖突,這樣的情況下,藍牙設備將2.402到2.48GHz的頻段分割成79個頻點,相鄰頻點之間間隔1MHz,數據分組在任意頻點發出之后繼續跳到另一個頻點發送,并且頻點的選擇順序沒有規律性,頻率改變為1600次/s每個頻率只持續625μs,由此,藍牙設備的工作就不會受到其他設備的頻段的干擾。
1.5體積小,功耗小
現在電子設備的更新換代越來越快,體積越來越小越來越薄,所以這些設備中的藍牙模塊的體積也需隨之改善,以便更好的集成到各種電子設備中去。藍牙設備的耗能會根據其工作狀態的不同會有所增減,處于工作狀態的藍牙一般耗能不多,而非工作狀態下的呼吸模式(Sniff)、保持模式(Hold)、休眠模式(Park)消耗的能量較之更少。也就是說,藍牙設備的體積比較小而且使用的時候均為低耗能模式。
1.6開放接口標準,成本低廉
在藍牙無線通信技術推廣的過程中,SIG將該技術各種標準向全世界公開,所以,企業在研發和生產產品的時候要是能夠兼容SIG的藍牙產品,那么這樣的產品在市場上的適用性就更強,與此同時,藍牙相關的應用程序也隨之得到極大的推廣。在這樣的背景之下,藍牙技術得到廣范圍的普及,制造藍牙產品所需的投資也很大程度上降低了。
2藍牙無線通信技術的應用
藍牙無線通信技術的研發初衷就是要在盡可能多的領域實現數字移動設備之間的非電纜的無線通訊連接和相關數據的傳輸,很多數字和電子設備之間的聯網信息能夠實現實時的共享,藍牙技術讓設備的功能得到一定范圍內的擴充。加之,藍牙設備大多是成本比較低且體積比較小的集成模塊,將其集成于電子設備中之后有利于形成了一些應用模型的出現。無線鍵盤和鼠標是以電子計算機為連接中心的無線連接;一臺打印機可以覆蓋多臺計算機的打印任務或者其他資源的共享;掌上電腦、數字照相機、智能手機可以通過打開藍牙無線連接電腦進行信息數據的傳輸;辦公室多臺電腦通過藍牙形成一個無線網絡局域網;以及可以實現無線語音通信的新型的藍牙擴展技術,如無線耳機的應用;集成藍牙技術的電子小設備,腕表、車鑰匙、電子筆等的應用也涉及到各個領域。這些都是對藍牙無線通信技術的很好應用。藍牙技術可以通過網絡接入點和撥號上網兩種方式連接互聯網,撥號上網可以讓便攜式計算機通過移動電話接入internet,藍牙無線網絡接入還可以作為公用電話交換網的接入點使用,這有利于家用電器的無線組網和網絡控制,使得上網更加方便快捷。
3藍牙技術的應用前景的新思考
3.1藍牙所產生的電磁波對于人的身體健康不會有傷害
因為藍牙設備在工作的時候起功率比較低,向對的,移動電話這樣的高功率設備一般都會產生有損人體健康的電磁輻射,所以集成藍牙設備的各種類型的電子裝置將有很好的應用市場,比如用藍牙耳機代替手機聽筒進行手機對話將會減少手機輻射對大腦的影響。
3.2紅外線技術應用的時候會受制于紅外線兩個傳輸口的位置和防線
而藍牙技術則能夠突破這樣的限制,將其適用范圍拓展到三維立體覆蓋的面,能夠在一定范圍內自動的識別和連接設備。除此之外,藍牙無線通信的1MB/s的速度比紅外線技術快,也就是說藍牙技術相比較于紅外線技術能夠適用于更多的場合和更復雜的環境。鑒于這些特征,在工業自動化控制領域很多需要立體空間多方位的移動產品的檢索識別、信息采集和數據整合等工作都得應用到藍牙設備。
3.3在信息技術時代,藍牙技術在電子傳感器的信息傳輸方面應用廣泛。
由于藍牙技術的短距離數據傳輸速度快、不受限于方向和位置,所以能夠將各類傳感電子元件采集到的信息通過布設的線纜傳輸到處理單元;藍牙技術可以使得小范圍內的設備間視頻傳輸變得更加快捷。從音頻到視頻的擴展完全可以在眾多的應用領域得到實現,完全不受限于多媒體的類型。
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1、數轉電臺。
RF-418數轉電臺是無線通信領域的一種新型產品,其在提高了自身通信技術水平和通信質量的前提下,實現了與單片機之間的無線通信,在運行中可以提供RF測試、雙向通信測試、一般數據傳送、自動調頻數據傳送等四種工作模式。這四種模式之間的切換簡單方便,在保證其自身高可操作性的同時也提供了多樣化的數據傳輸形式,最大限度的滿足了機車和地面數據中心之間的通信需求。
2、數轉電臺與車載微機的接口。
無線通信技術在單片機通信系統中的應用,存在的最大問題就是數轉電臺與車載微機的對接問題,在單片機通信系統運行過程中,要保證數轉電臺與車載微機之間對接的準確性和數據傳輸的穩定性。車載微機系統采用的處理器是DALLAS公司研發的DS80C320處理器,其在運行中能夠提供兩個全雙工串行口,兩個數據指針、13個中斷源。通過處理器自身強大的數據處理能力,可以結合數轉電臺和車載微機所處的不同的實際運行狀況,對其對接的方式進行選擇,保證數轉電臺車載微機系統在對接活動中最大限度的接口連接安全和數據傳輸安全,減輕了單片機控制接口的負擔,同時提高了單片機通信系統運行的可靠性。
三、通信軟件設計
1、通信格式。
車載微機向地面通信系統發送請求信號主形式為ABBAIDSUMNFF、其中數據幀一共包含有6個字節,前兩個字節(ABBA)表示起始位置,第三個字(ID)表示該趟列車的車載微機的編碼號,第四字節(SUM)為通信活動中的標注字節,第五字節(N)表示在本次通信活動中從起始字節到結束字節的字節數,是為了防止在通信中信息丟失而設置的,第六字節(FF)表示通信內容結束。無線通信技術在單片機通信系統中的應用,對通信模式最大的創新就是實現了信息通信的數字化。單片機通信系統在我國的應用廣泛的存在著運行中一對多的運行模式,一般大型機務段都擁有數百臺機車。因為鐵路運輸自身的特性,大量的機車回段的時間都不確定,機車在完成運輸任務返回機務段時,應該首先與地面信息系統取得聯系,這種聯系由機車首先發出通信請求,在得到地面信息系統的回應后,與地面信息系統建立通信連接并完成數據信息的轉發。當車載微機連續三次申請通信都得不到回復或者回復信息不正確的時候,車輛管理人員應該保留該車次的數據信息,并與維護人員聯系進行車載微機的修理。
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中心服務器通道管理軟件包括數據轉發模塊、系統設置模塊、數據庫模塊、下位機管理模塊通信協議棧模塊、數據加密模塊以及GPRS通信模塊通道管理軟件是目前所有電網調度自動化系統中的通信方式與通信規約的集成所在。其中通道管理軟件每個模塊都有各自的功能,系統設置模塊主要是擁有用戶權限管理、用戶注銷以及更改用戶等功能系統設置在數據庫中保存;數據庫模塊由系統配置庫、報表庫以及采集轉發數據庫三個子庫組成,而系統配置庫又包括系統設置庫、下位機信息庫以及通信協議棧庫三個子庫;每個子庫又都有不同的模塊來組成,每個模塊都有其各自的作用,這里就不再進行一一的描述了。
3GPRS的安全性分析
3.1GPRS所采用的安全措施
與固定網絡相比,無線網絡在安全性方面做得還不夠到位,為了使這種狀況得到改善,對用戶的傳輸信息進行保密,GPRS采用了GSM中大量的安全保證措施。
(1)為了不讓未注冊的用戶接入,GPRS采用了GSM的移動終端鑒別方法進行加密,從而對SIM卡的有效性進行確認。
(2)運營商和用戶首先商量好使用GPRS服務的區域,一旦離開這個區域就不能享受一定級別的QOS這是接入控制。
(3)由于GPRS中的所有安全功能都與SIM卡有關,所以對SIM卡進行了獨特的設計,想要對其進行復制或偽造都是很難的,從而為網絡以及用戶的安全提供了可靠保障。根據對GPRS四點安全機制的描述不難看出,在GPRS的安全性已經能使電力系統的相關應用要求得到滿足,最重要的就是對SIM卡的安全保護,確保用戶信息不被泄露;除此之外GPRS本身也有不足之處,不能確保用戶連接的GPRS網絡都是真實的。
3.2應用GPRS的安全性建議
根據GPRS的變電站自動化監控系統情況,不光要在GPRS本身安全機制上作改變,還要加強應用層的安全保護。
(1)采用APN接入方式,利用SIM卡的唯一性來進行保護,只有是規定的SIM卡手機號才能訪問,在移動終端與數據中心采用專門的APN進行無線網絡接入,普通手機做不到。
(2)使用V.25協議的點對點傳輸方式。從調度自動化系統所處的位置來看,為了安全性考慮其不能采用TCP/IP網絡與其他分區直接相連。利用V.25協議的點對點傳輸方式,不僅使調度自動化系統與外部公網的網絡有所區分,而且這樣是符合國家經濟貿易委員會第30號令《電網和電廠計算機監控系統及調度數據網絡安全防護規定》,同時也滿足了電力系統二次安全防護的分區要求。
4GPRS技術特點
GPRS的分組交換技術與以前的GSM拔號方式的電路交換數據傳送方式相比有許多優點,例如:(1)高速率。GPRS在理論上的最高速率能夠達到171.2kbit/s。相比于現有的電路交換數據服務與短消息服務GPRS雖不能分配所有的時隙給數據服務但相比之下已有非常大的優越性。除此之外,與電路交換數據服務按連接時長計費法GPRS按數據通信量進行計費比較,后者更能享受實惠。(2)永遠在線。無論是發送或者接收信息,GPRS能夠立刻連接起來在無線信道內。當用戶一直處在在線狀態的時候,用戶可以更快的進行連接不再需要復雜的程序。(3)費用低廉。GPRS付費按照接收和發送數據包的數據來進行付費,當用戶不接收數據包時就算在網上掛著也不會有費用的流出。中國移動對GPRS的收費是按照1K數據1min來收取的,而且不收漫游費,非常有利于野外施工以及長途運輸等行業。
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電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設,已經初具規模,通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展,無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架,且抗自然災害能力較強,同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點,非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點,并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
(一)無線通信技術的概念
目前,無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
(二)無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術,即基于IEEE802.15的無線個域網(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(WWAN)。
總的來說,長距離無線接入技術的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無線接入技術的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有:3.5GHz無線接入(MMDS)、本地多點分配業務(LMDS)、802.16d;移動無線接入技術主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出,以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外,目前已存在的無線通信技術還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點對點的數據傳輸協議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達16Mbps,通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴展技術,通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識別,俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信,幾乎是全數字通信系統,所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統的復雜性,降低成本。
三、無線技術優劣分析
(一)WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟,而且大批量生產。該技術適用于無線局域網,作為有線網絡的延伸,對于特殊地點寬帶應用,盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術,通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
(二)WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術,推出相對較晚,存在頻率復用性小、利用率低的問題,但由于最近才完成標準化,該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看,該技術可以在較大范圍內滿足上網要求,覆蓋可以包括室外和室內,可以進行大面積的信號覆蓋,甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離,一直被業界看好,是未來移動技術的發展方向,并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
(三)WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術,在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合,而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看,WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間,在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集,并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補,從而能夠揚長避短,發揮出各自的優勢。
(四)3G技術分析
3G于1996年提出標準,2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗,有一成套建網的理論,包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區已得到大規模的商業應用,比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段,還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
(五)LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術,其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務,是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下,距離可達8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去,在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號,在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下,實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
(六)MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠寬,最多不超過200MHz。其次,MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM調制技術,無法做到非視距傳輸,在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外,MMDS沒有統一的國際標準,各廠家的設備存在兼容性問題。中國-七)集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點,它的頻譜利用率有很大提高,可進一步提高集群系統的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力,使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術,所以對數字系統來說,保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務,也就是說除數字語音信號外,還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號,因此極大地提高了集群網的服務功能。
(八)點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面:第一,可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比,微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比,其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三,目前的微波產品對未來的發展是有保障的,對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來,微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上,可以全面支持運營商未來的發展。
(九)衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下,利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案,經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺,其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金,而且通信資源為衛星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此,作為日常生產、生活使用是極為不經濟的;而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先,從標準化程度上看,本報告所涉及的技術中,僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準,只是沒有統一的國際標準,其余的技術均已經完成標準化工作,并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看,Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術,僅覆蓋35m~100m;WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術,覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術,通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看,點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術,不同的情況速率變化較大,而其余的技術均為接入技術,僅僅是3G技術接入速率最小,僅為384k,而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看,其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM,其余的技術均未采用OFDM調制技術。
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(3)近年來,流媒體廣播技術越來越多的應用于視頻會議系統。大部分廣播會議,如網上路演、采訪、現場會等,能夠為用戶傳輸多媒體信息,是對傳統視頻會議功能的擴展。2003年3月,ITU-T視頻編碼專家組(VCEG)和ISO/IECMPEG(MotionPietureExpertGroup)組成的聯合視頻專家組正式公布了H.264視頻壓縮標準。H.264是新一代低比特率視頻標準,與現有的任何標準相比,它有著更高的壓縮性能,能夠在較低帶寬提供高質量的圖像傳輸,對網絡傳輸有更好地支持。具體講,與MPEG-4相比,在相同視頻質量下,采用H.264標準能降低碼率50%左右;在相同碼率下,其信噪比明顯提高。而且,H.264的授權費用更加合理,受到廣泛的重視和歡迎,具有廣闊的應用前景,比如實時視頻通信、Intemet視頻傳輸、視頻流媒體服務等,它被認為是最具發展潛力的新一代視頻壓縮編碼技術。
2音視頻會議系統現狀分析
隨著科技的發展和社會的進步,音視頻會議系統不斷應用到社會的各行各業,日益受到人們的關注。在我國從事軟件視頻會議系統研發的公司主要有瑞福特、V2、網動、山大聯潤等。瑞福特公司整合了H.323標準,允許H.323終端參加會議,并且支持手機、電話的接入,為用戶提供了一個統一的、完整的網絡多媒體通信應用解決方案。V2在多路混音以及消除背景噪音方面做得非常出色,V2擁有專利技術的“基于前向糾錯的網絡音頻抗丟包算法”使得在網絡丟包率達到10%時聲音仍保持清晰連貫而不停頓。目前的商業化的視頻會議大多遵循H.323標準。這是因為H.323標準的成熟性,有助于諸多軟件供應商開發性能穩定的設備,并且有利于不同的供應商之間消除互操作性中出現的問題,并在市場上推出各種支持H.323標準的設備。缺點是當客戶端增加時,由于服務器CPU處理能力、內存、網絡帶寬的限制,會使會議質量明顯下降。SIP基于現有的IP網絡協議提供多媒體業務的協議,是一個分散式協議,它將網絡設備的復雜性推向網絡邊緣,需要相對智能的終端,協議也比較簡單。優點包括:該協議具有可擴展特性,可以輕松定義并迅速實現新功能;缺點是問世不久,大多數應用處于原型階段,該協議單獨應用的范圍較窄。視頻會議系統經常采用的架構有C/S(Client/Server即客戶機/服務器)和B/S(Browser/Server即瀏覽器/服務器)結構,這兩種結構后者是從前者發展而來的,它們的本質都是C/S而二層結構的C/S模式存在諸多問題,例如開發和維護成本高,服務器負載重,靈活性差,缺乏開放性,難以與Internet/Intranet接軌等,造成系統使用和維護中的許多難題。三層的B/S模式雖然開發和維護較為容易,但服務器負載重,理論上會議參加者的數量可以很多,實際效果并不令人滿意,服務器成為會議系統的瓶頸。在網絡狀況較好并且與會人員數量不多的情況下,視頻會議系統能夠提供令人滿意的效果。但是不同與會者的網絡帶寬質量參差不齊,隨著與會者數量的增加,視頻圖像質量就會有所下降,甚至會導致會議無法正常進行。因此,如何提高視頻圖像的傳輸質量是視頻會議系統研究的首要任務。隨著無線技術的發展,數字音視頻會議系統在原有的以太網監控系統的基礎上,拋棄了網絡電纜,用無線方式進行數據傳輸,降低了布線的成本,增強了會議系統的靈活性和可擴充性。采用3G/4G無線數據通信方式,無線網絡帶寬得到了改善,克服了傳統系統只能用于固定會場的會議,可以在有3G/4G服務的任何地方召開音視頻會議。
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藍牙無線通信技術之所以能夠在全球范圍內廣泛使用就在于其工作頻段的范圍,由于藍牙技術研發之時選擇在全球統一開發的2.4GHz醫學、工業和科學ISM頻段,全世界范圍內多數國家所使用的SM頻段是在2.4到2.4835GHz之間,SM頻段包含在全球統一的頻段之中,各種在使用藍牙無線通信技術的時候可以不受限于其所在地區的無線電資源部門的許可與否皆可使用。
1.2可同時傳輸語音和數據
藍牙采用的是分組交換和電力交換技術,支持異步數據信道、三路語音信道或者語音和異步數據同時傳輸的信道。除此之外,藍牙定義了面向同步鏈接鏈路SCO以及異步無連接鏈路ACL兩種鏈路類型,其中ACL主要負責數據的傳輸,而SCO主要負責語音傳輸。也就是說藍牙無線通信技術可以同時進行語音和數據的傳輸。
1.3能實現臨時性對等鏈接
藍牙設備在進行對等連接的時候,主動發起連接請求的一方為主設備,被發起連接請求的一方為從設備。藍牙的基本網絡為由鏈接通信組成的微微網,當一個微微網形成時有一個主設備和主設備以外的一個或者多個從設備。
1.4抗干擾能力強
藍牙無線通信技術具備良好的抗干擾能力主要在于其使用跳頻的工作方式來進行頻譜的擴展。現在很多生活中使用的電器設備、局域網和無線設備等會在ISM頻段工作,這就和藍牙設備所在的頻段可能會有沖突,這樣的情況下,藍牙設備將2.402到2.48GHz的頻段分割成79個頻點,相鄰頻點之間間隔1MHz,數據分組在任意頻點發出之后繼續跳到另一個頻點發送,并且頻點的選擇順序沒有規律性,頻率改變為1600次/s每個頻率只持續625μs,由此,藍牙設備的工作就不會受到其他設備的頻段的干擾。
1.5體積小,功耗小
現在電子設備的更新換代越來越快,體積越來越小越來越薄,所以這些設備中的藍牙模塊的體積也需隨之改善,以便更好的集成到各種電子設備中去。藍牙設備的耗能會根據其工作狀態的不同會有所增減,處于工作狀態的藍牙一般耗能不多,而非工作狀態下的呼吸模式(Sniff)、保持模式(Hold)、休眠模式(Park)消耗的能量較之更少。也就是說,藍牙設備的體積比較小而且使用的時候均為低耗能模式。
1.6開放接口標準,成本低廉
在藍牙無線通信技術推廣的過程中,SIG將該技術各種標準向全世界公開,所以,企業在研發和生產產品的時候要是能夠兼容SIG的藍牙產品,那么這樣的產品在市場上的適用性就更強,與此同時,藍牙相關的應用程序也隨之得到極大的推廣。在這樣的背景之下,藍牙技術得到廣范圍的普及,制造藍牙產品所需的投資也很大程度上降低了。
2藍牙無線通信技術的應用
藍牙無線通信技術的研發初衷就是要在盡可能多的領域實現數字移動設備之間的非電纜的無線通訊連接和相關數據的傳輸,很多數字和電子設備之間的聯網信息能夠實現實時的共享,藍牙技術讓設備的功能得到一定范圍內的擴充。加之,藍牙設備大多是成本比較低且體積比較小的集成模塊,將其集成于電子設備中之后有利于形成了一些應用模型的出現。無線鍵盤和鼠標是以電子計算機為連接中心的無線連接;一臺打印機可以覆蓋多臺計算機的打印任務或者其他資源的共享;掌上電腦、數字照相機、智能手機可以通過打開藍牙無線連接電腦進行信息數據的傳輸;辦公室多臺電腦通過藍牙形成一個無線網絡局域網;以及可以實現無線語音通信的新型的藍牙擴展技術,如無線耳機的應用;集成藍牙技術的電子小設備,腕表、車鑰匙、電子筆等的應用也涉及到各個領域。這些都是對藍牙無線通信技術的很好應用。藍牙技術可以通過網絡接入點和撥號上網兩種方式連接互聯網,撥號上網可以讓便攜式計算機通過移動電話接入internet,藍牙無線網絡接入還可以作為公用電話交換網的接入點使用,這有利于家用電器的無線組網和網絡控制,使得上網更加方便快捷。
3藍牙技術的應用前景的新思考
3.1藍牙所產生的電磁波對于人的身體健康不會有傷害
因為藍牙設備在工作的時候起功率比較低,向對的,移動電話這樣的高功率設備一般都會產生有損人體健康的電磁輻射,所以集成藍牙設備的各種類型的電子裝置將有很好的應用市場,比如用藍牙耳機代替手機聽筒進行手機對話將會減少手機輻射對大腦的影響。
3.2紅外線技術應用的時候會受制于紅外線兩個傳輸口的位置和防線
而藍牙技術則能夠突破這樣的限制,將其適用范圍拓展到三維立體覆蓋的面,能夠在一定范圍內自動的識別和連接設備。除此之外,藍牙無線通信的1MB/s的速度比紅外線技術快,也就是說藍牙技術相比較于紅外線技術能夠適用于更多的場合和更復雜的環境。鑒于這些特征,在工業自動化控制領域很多需要立體空間多方位的移動產品的檢索識別、信息采集和數據整合等工作都得應用到藍牙設備。
3.3在信息技術時代,藍牙技術在電子傳感器的信息傳輸方面應用廣泛。
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1.2數字集群無線通信技術應用
集群通信,即無線專用調度通信系統,早期,集群通信從“一對一”的對講機形式、同頻單工組網形式、異頻雙工組網形式以及進一步帶選呼的系統,發展到多信道用戶共享的調度系統,并在政府部門、警務、鐵路、地鐵、電力、民航等各行各業的指揮調度中發揮了重要作用。國際上數字集群調度系統主要有TETRA、iDEN和FHMA3種較為先進的技術體制,由于這3種技術體制構成的無線通信系統互通性不太理想,主要用于地鐵、航空、公安等專網應用,未在鐵路領域獲得推廣應用。近年來,隨著數字移動無線電標準(DMR)制定,我國無線設備供貨商根據數字移動無線電標準(DMR)為各企業用戶提供DMR數字集群系統設備。DMR標準是完全公開的標準,國內擁有眾多供應商支持,國內設備廠家生產的400MHz的DMR數字集群系統已在部分鐵路站場獲得應用。鐵路使用的400MHz的DMR數字集群系統主要采用403~470MHz頻段的專用頻點,通過數字通道實現基站與IP控制服務器間的連接,控制臺、運用服務器與IP控制服務器連接,構成站場無線通信平臺,可提供同頻單工或異頻雙工方式,根據站場業務特性要求進行業務與頻點綁定,也可以各業務采用公共頻點通信。400MHz的DMR數字集群無線通信系統主要功能是實現移動人員間點對點對講功能,以及移動終端與固定終端或移動終端與移動終端間的點對點低速率數據信息傳送。站場所有業務采用400MHz集群無線通信,其無線設備可以集中設置、減少設備數量、并能集中維護和管理,最適用于解決站場平面調車業務和無線對講業務,以及綜合自動化SAM系統車地信息傳送。但是,不適應高速率、高帶寬的車地數據信息業務傳送,頻點也受限于國家規定給鐵路的400MHz頻點,系統能提供的業務容量有限。
1.3GSM-R移動通信技術應用
GSM-R數字移動通信技術作為中國鐵路列車無線通信主要采用的技術,鐵路總公司已建立了一整套相關標準和規定。在中國高速鐵路、客運專線、重載鐵路、城際鐵路或部分普速鐵路均選擇GSM-R數字移動通信技術構建鐵路無線通信系統,主要用于列車無線調度語音通信,以及調度命令、車次號校核、列控信息、機車同步操控等數據信息傳送。GSM-R系統包括移動交換子系統(SSS)、移動智能網子系統(IN)、通用分組無線業務子系統(GPRS)、無線子系統(BSS)、無線終端、運營與支撐子系統(OSS)等部分。其中,移動智能網子系統(IN)由鐵路總公司統一設置2套,互為冗余,作為全路GSM-R系統共用。在鐵路總公司各鐵路局設置移動交換子系統(SSS)、通用分組無線業務子系統(GPRS)、運營與支撐子系統(OSS)各1套設備,根據用戶需求在鐵路沿線、車站、樞紐設置無線子系統(BSS),配置相應的無線終端設備。雖然,GSM-R數字移動通信系統可以實現鐵路沿線和車站統一的綜合無線通信系統平臺,提供列車無線調度通信、站場常規無線通信語音和低速數據信息傳送,設備能集中維護和管理。但是,由于GSM-R數字移動通信系統的頻點有限,站場所有業務采用GSM-R的系統實現會造成信道占用很大,現有的頻點不夠使用,當站場靠近正線鐵路或通過正線列車時,會對列車調度指揮系統產生影響。因此,GSM-R數字移動通信系統未被全面應用于站場常規無線通信業務。目前,只能適用于解決站場部分語音業務,以及低速率、時延要求不高的數據信息傳送。
1.4WLAN無線局域網技術應用
WLAN無線局域網是指利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的網絡,屬于計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。WLAN無線局域網技術使用戶擺脫各種線路的束縛,可以隨時隨地接入網絡。WLAN(Wi-Fi)無線通信可采用2.4GHz或者5.8GHz通信頻段。在鐵路領域,WLAN無線局域網技術主要應用在編組站綜合自動化車地數據信息無線傳送。采用2.4GHz頻段和IEEE802.11g、IEEE802.11n標準的設備進行組網,實現綜合自動化CIPS調機業務等信息傳送需求。綜合自動化WLAN無線局域網系統主要由WLAN終端設備、接入點設備(AP)、接入控制點設備(AC)、PORTAL服務器、RADIUS認證服務器、用戶認證信息數據庫、業務運營支撐系統等組成。由于WLAN無線局域網頻點是公眾頻點,將會受到外界終端設備的干擾,列車遮擋物影響,以及缺乏站場無線對講業務、無線調車等業務的終端設備支持。因此,WLAN無線局域網不適用于涉及行車安全的鐵路調車業務,不適應未來站場業務發展需求。
1.5LTE移動通信技術應用
LTE移動通信技術是鐵路下一代寬帶無線通信技術發展方向,比較適用于寬帶數據信息無線傳輸。LTE有TD-LTE與FD-LTE兩種不同的制式,雖然總體上都滿足大帶寬的數據通信需求,但也存在很多不同。FD-LTE是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發送,依靠頻率來區分上下行鏈路。TD-LTE是用時間來分離接收和發送信道,接收和發送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載,可以根據上下行的數據大小動態進行分配,對于頻率信道的利用率更好。未來鐵路移動通信采用TD-LTE的概率較大。目前,在朔黃鐵路已引入TD-LTE集群技術應用于列車同步操控、列車無線調度通信系統構成;在部分鐵路局站引入TD-LTE集群技術應用于站場貨檢、車號等無線對講和作業信息傳送;在鄭州地鐵引入TD-LTE集群技術用于車地間PIS信息和視頻監控圖像傳送。工信部根據《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》及我國頻譜使用情況,確定使用1447~1467MHz頻段建設時分雙工(TDD)工作方式的寬帶數字集群專網系統。而1785~1805MHz頻段,則主要用于本地公眾網接入,對確有需要的本地專網也可用于無線接入,具體頻率指配和無線電臺站管理工作,由各省、自治區、直轄市無線電管理機構負責。在同一地區給一具有無線接入業務經營權的公眾網運營商或專網單位指配的頻率寬帶一般不超過5MHz。未來,在鐵路領域,可以考慮申請使用1785~1805MHz頻段的5MHz帶寬用于站場無線通信業務。TD-LTE支持1.8G/1.4G/400M專用頻段,覆蓋增強算法、高增益定向天線、高終端發射功率,多方式天線組網。TD-LTE移動通信系統移動性好,支持350km/h,具有完善的QoS業務保障,可二次開發定制終端、調度臺、無線通信模塊等;可提供調度通信語音業務、低速率或高速率數據信息傳送業務,是一個比較完善的綜合無線通信系統解決方案。LTE移動通信技術在鐵路調度通信業務中的應用正在研究開發階段,在站場或編組站中的無線調車、無線對講、綜合自動化信息無線傳送系統中尚未被應用開發。
2未來站場綜合無線通信系統技術選擇
站場或編組站作業范圍比較獨立,技術作業業務較多,綜合上述幾種無線通信技術應用介紹,以及應用于站場多種業務情況下的可適用性進行分析,結合無線通信技術發展,選擇TD-LTE移動通信技術作為未來站場綜合無線通信技術。TD-LTE移動通信技術已在鐵路和地鐵領域獲得應用,具有技術實用性和先進性,系統安全可靠,具備集中監測和維護管理,能滿足站場各類業務綜合承載能力和未來各業務信息化、智能化發展需求。鐵路局可以申請使用1785~1805MHz頻段的5MHz帶寬合法頻點用于站場無線通信業務。站場無線通信使用TD-LTE數字集群系統,可將公網MME、HSS、S-GW以及P-GW等多個網元合并為一個網元eCN,使其小型化,降低核心網成本,可以有效的節約近期工程投資,為將來鐵路正線引入LTE移動通信系統應用預留互聯互通條件。TD-LTE數字集群通信系統主要由核心網節點、無線子系統和無線終端組成。其中,核心網節點設置TD-LTE核心網設備,核心網設備通過交換機等設備與各種業務應用服務器相連;無線子系統根據站場覆蓋和業務需求在鐵路站場內設置,無線子系統設備包括LTE基站設備BBU(BasebandUnit)和RRU(RadioRemoteUnit)設備;根據需要配置相應的無線終端。
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2.2井下3G通信的實現
為實現井下3G通信,我們將部分通信技術與華為合作,采用其成熟完善的核心網系統,在井下布置3G專網基站,并在主干線路上通過光纖進行傳輸信號,非主干線路即枝干部分可通過電話線或工業用網線進行傳輸。這種技術的聯合為我們提供通信平臺,通過此平臺,礦井管理部門可根據施工需要直接撥打井下工作人員攜帶的定制終端,該終端是符合煤安標準、符合3防標準的井下專用3G手機,實現語音通話,取得聯系。下井人員可通過手機直接打給相應的管理部門,進行語音通話,聽從指揮,順利作業。
2.3井下人員定位的實現
為實現井下人員的準確定位,企業需要根據現場具體情況在井下區域和巷道中,比如井下交叉道口、主要巷道、必經之路等關鍵位置,放置一定數量的區域定位器和地標器。任意時刻,手機內的定位模塊一旦被任意地標器或區域定位器感應到后,控制系統都可以接收到定位信號,并將信號上傳到信息工作站,這樣井上人員可隨時跟蹤井下人員的動態。井上的管理者可根據大屏幕上或電腦上反饋的信息,或者在井下也可通過觀看智能定位手機上的分布示意圖查看井下人員工作情況。一旦有事故發生,管理者可根據電腦或手機中的人員定位信息立即查出事故地點人員的狀況,為營救人員定位事故地點,確保以準確快速的方式營救出被困人員。對于井下人員,一旦井下發生突況,可通過攜帶的定位手機進行緊急通話或發出警報。井下人員一旦進入限制區域時,其手機自身判斷會進行報警,井上監控室的動態顯示界面就會立即彈出紅色報警信號窗口。如果井下通信信號連接中斷,還可以定位手機來應用脫機定位功能,手機地圖上還顯示出最佳嗯逃生路線,有助于被困井下人員順利逃生。
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可穿戴計算機系統的硬件在應用的促進下得到了長足發展。基于其特點,可穿戴計算機的各個組成部分(終端設備)一般都處于分置狀態,即“穿戴”在人體的不同部位。傳統的WearComp一般是利用線纜將各終端設備連接到主機的各種接口,使穿戴人肢體活動受到限制且主機的端口顯得比較冗雜。而將以藍牙(Bluetooth)以及GPRS技術為代表的無線通信技術引人可穿戴計算機中,可以進一步使可穿戴計算機的交互方式向移動性、可獲取性、自然性和簡潔性發展。相對于傳統的有線接口方式,無線方式的設計則更具有人性化。其中,藍牙技術解決了WearComp中各終端設備與主機的通信問題,除去了眾多線纜對人的束縛;GPRS技術使得WearComp能夠輕松地享受電信服務商提供的各項無線通信業務,且時時在線。另外,藍牙和USB總線技術的應用使得傳統可穿戴計算機過于冗雜的主機接口得以精簡。在這些基礎上,筆者提出了一種無線通信技術在可穿戴計算機中的應用。
1可穿戴計算機
隨著計算機及相關元器件不斷超微型化的發展,可穿戴計算機應運而生,是人們追求“計算機以人為本”這一理念和市場需求的必然產物。WearComp是計算機方面具有挑戰性的前沿研究領域,是繼PC機、筆記本電腦和掌上電腦之后的新一代計算機,也是計算機的尖端技術產品。它拓展了計算機的功能,開辟了新的應用領域,用途廣泛,市場潛力巨大。作為新一代計算機(而不是新的機型),可穿戴計算機將形成一個新的產業,并將深刻地改變計算機市場的競爭格局,其社會和經濟效益不可估量。
可穿戴計算機在許多領域具有特殊用途,可廣泛應用于工業、軍事、情報、新聞、醫療、商業、農業、金融與證券、搶險與救災乃至日常生活等領域。它與UC技術、智能化住宅、智能化商業、智能化交通等相結合將使未來人類的生活方式發生巨大的變革,進入一個高度數字化和自動化的時代。工業是目前最有潛力的應用領域之一,特別是在室外、野外、水下等一些特殊場合,可穿戴計算機將發揮非常重要的作用。例如:大型復雜設備的安裝與檢修、巡視與檢查、采掘、野外勘探等。軍事是目前可穿戴計算機另一個最具潛力的應用領域,主要用于偵察、作戰指揮、通信、復雜武器系統的操作與維護及仿真演習等。根據不同的用途,可穿戴計算機的種類也是多樣化的,分別有偵察兵、炮兵、裝甲兵、步兵、后勤人員及飛行員等專用的可穿戴計算機[1]。
可穿戴計算機的主要組成部分包括低功耗嵌入式CPU、多種多樣的便攜式外設及其接口設備和能量高體積小的電源;基本外設主要有輸出設備和輸入設備。為了便于攜帶,輸出設備用頭盔顯示器或眼鏡顯示器代替了傳統的桌面臺式顯示器,輸入設備用語音控制或較少按鍵的袖珍鍵盤代替了傳統的鍵盤。另外,根據用戶不同的需求,還需配備相應的外部設備,如無線通信設備、語音輸入輸出設備、圖像采集設備、全球定位系統(GPS)以及各種各樣的傳感器。然而,為了將眾多的外設集成在一起,必需將相應的接口電路集成在主板上。所以接口電路設計技術是可穿戴技術中關鍵技術之一[2]。
可穿戴計算機使人機關系變得非常緊密。同時,由于各種設備裝備在人的身上,因此,安裝的位置、形狀、操作的便捷性等都要與人的自然屬性密切結合,形成一個綜合的、和諧的人機界面。這對新一代人機交互的研究提出了新的挑戰。藍牙技術的日漸興起為實現人機交互方式的最大自由度提供了一個很好的解決方案。
2藍牙技術在可穿戴計算機中的應用
2.1藍牙技術概述
藍牙是短距離無線數據的開放性規范。它以低成本近距離無線連接為基礎,為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。藍牙技術最初以取消各種電器之間的連線為目標。隨著研究的深入,藍牙技術已經用于實現網絡中的各種數據及語音設備之間的無縫資源共享,以及工業控制網絡之中。
藍牙體系主要由藍牙主機和藍牙模塊兩大結構組成。藍牙模塊中最下層是無線電(Radio),負責最終的物理鏈接,包括信號的調制、發送和接收。
基帶(Baseband):負責基帶鏈路控制器的數字信號處理規范。基帶鏈路控制器負責處理基帶協議和其它一些低層常規協議。基帶鏈路控制器中包含三種糾錯方案:1/3比例前向糾錯(FEC)碼、2/3比例前向糾錯碼、數據自動重發請求(ARQ)方案。
鏈路管理層(LinkManager):攜帶了鏈路的數據設置、鑒權、鏈路硬件配置和其它一些協議。LM能夠發現其它遠端的LM并通過LMP(鏈路管理協議)與之通信。
主機控制接口(HCl):通過主機控制接口HCI,可以方便地把藍牙模塊嵌入到各種數字設備中作為一個終端。
應用層:在藍牙主機上,是一些應用程序。
2.2藍牙無線個域網
無線個域網WPAN的目的就是為了在小范圍內能夠將個人設備互聯而組成網絡。藍牙作為一種小范圍無線連接技術,能夠在設備間實現方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數據和語音通信,是目前實現無線個域網的主流技術之一。
藍牙個人區域網PAN有兩種應用模型:一種被稱為組網絡GN(GroupAd-hocNetworking);另一種被稱為網絡訪問點NAP(NetworkingAccessPoint)。這兩種實現模式分別有不同的網絡結構和協議模型[3]。組網被設計用來允許一個或多個藍牙設備組成一個局域網絡,而網絡訪問點提供藍牙設備進入Intemet網絡的能力。無論是NAP還是GN都必須提供與TCP/IP和其它網絡協議的無縫實現。圖1是GN在協議棧部分圖示[4]。
根據可穿戴計算機將組成的個域網的特點,采用組網絡模型顯然是比較合適的。
2.3WearComp藍牙個域網系統實現
2.3.1系統結構
下面以從事搶險救災技術勘察工作人員的可穿戴計算機為例,具體介紹藍牙技術的應用。根據工作人員的實際需求,該套可穿戴計算機應具有頭戴顯示器、耳機、耳麥、微型攝像機、手寫輸入板、腕式鍵盤和無線通信模塊等外設。
根據藍牙個人區域網PAN的組網絡GN模式,筆者設計的可穿戴計算機系統結構組成如圖2所示。其中各個終端設備和主機均內置了藍牙模塊。
2.3.2可穿戴計算機終端設備和藍牙技術集成的實現
藍牙協議支持點對點和點對多點的鏈接。每個藍牙的微微網(piconet)中有Master和Slave兩種權限,除了Slave和Master以外,各個Slave節點之間也可以通信。在這里只以單個的piconet為主干構建WearComp無線網絡。Master節點為WearComp網絡主控節點,實現信息的匯集處理功能;Slave節點為無線設備。考慮到各個無線設備之間是互相獨立的,信息融合只在Master節點完成,所以僅實現Master點對多Slave點的通信,形成一個星型的拓撲結構。每個piconet有3位地址碼,即piconet的容量最多為8個節點,各個Slave節點負責對原始數據的預處理(包括濾波、補償、數字化等)和處理后數據的發送,上層是基于普通PC機或其他類型上位機(如嵌入式計算機)的Master節點,所有無線設備的信息在這
里進行更高一級處理。
在通用異步收發(UART)模式下,藍牙模塊依照標準接口使用,主控接口HCI已定義好,可以在RS232接口上實現。終端設備模塊攜帶與藍牙模塊兼容的接口,如RS232。通過這個標準接口,終端設備接口模塊可以與藍牙模塊連接在一起,實現對藍牙模塊的控制。這樣不同廠家生產的藍牙模塊就可以與同一種終端設備銜接。
軟件部分:整個系統的應用軟件可分為三部分:
(1)運行在上位機上的應用程序,包括面向用戶的圖形用戶界面、面向終端設備接口模塊層的操作(主要是對終端設備的控制和通信),以及同藍牙模塊上的HCI固件(firmware)的通信程序。這部分可用面向對象的編程語言實現,把每個終端設備節點作為一個節點類的
實例對象,應用程序通過與實例對應的句柄訪問控制各個終端設備節點。
(2)嵌入到終端設備模塊的MCU上的程序。針對不同的MCU用匯編或是C語言寫成。主要完成原始信息的采集、處理、讀取、與HCI固件的通信、利用終端設備接口模塊層與上位機通信。
(3)藍牙模塊上的HCI固件固化在藍牙基帶模塊的Flash存儲器里。通過它實現終端設備模塊、上位機中軟件與藍牙硬件的通信。
硬件部分:藍牙模塊采用愛立信公司的ROK101007,由無線電、基帶和閃存構成,內置支持HCI的固件,有適于高速數據傳輸的UART接口和USB接口,也有適于語音傳輸的PCM接口。功耗小,具有內置屏蔽功能。主機CPU采用嵌入式Pentium,功耗僅為
1.5W,不需要風扇即可正常使用。
3USB接口技術應用子可穿戴計算機
體積小、功能強、設備多、集成度高是可穿戴計算機的主要特點之一。由于可穿戴計算機對多媒體的要求很高,要實現的功能很多,以至于其外設種類很多,所以要求其接口種類也比較多,如串口、MCP接口、USB接口及PCMCIA接口等。若將眾多接口都集成在一起,不但設計復雜,而且集成后的體積仍然較大,且其擴充性也較低。USB接口則將這些不同的接口統一起來,使用一個4針插頭作為標準插頭。在可穿戴計算機的設計中采用USB接口作為主要的外設接口,可彌補上述不足。
具體實現:
(1)硬件部分:在主機端采用PHILIPS公司生產的PDIUSBDl2獨立USB控制器。PDIUSBDl2的突出特點是特別適用于便攜式USB設備、產品的改型設計,以及需要高速數據傳輸的數據采集系統。
(2)軟件部分:USB設備的軟件設計主要包括兩部分:一是USB設備端的單片機軟件,主要完成USB協議處理和數據交換(多數情況下是一個中斷子程序)以及其它應用功能程序(例如A/D轉換、MP3解碼等);二是PC端的程序由USB通信程序和用戶服務程序兩部分組成,用戶服務程序通過USB通信程序與系統USBDI(USBDeviceInterface)通信,由系統完成USB協議的處理與數據傳輸。PC端程序的開發難度非常大,程序員不僅要熟悉USB協議,還要熟悉WINDOWS體系結構并能熟練運用DDK工具。
USB總線驅動設計主要包括五部分,分別是向上對USB設備驅動和應用提供的函數接口USBDAPI、向下對主機控制器驅動提供的函數接口HCDAPI、USB系統資源、集線器驅動、系統配置及總線枚舉器(如圖3所示)。定義好這些接口之后,后三部分可并行設計和開發。
目前嵌入式系統中軟硬件產品種類很多。由于本文設計的USB總線驅動與USB設備和USB主機之間通過定義的標準軟件接口,對USB設備和USB主機的操作分別通過各自的驅動完成,從而避免了與硬件直接打交道,所以這部分設計與硬件和操作系統的相關性不大,適于各種不同的系統。
4GPRS技術在可穿戴計算機中的應用
4.1GPRS技術概述
通用分組無線業務(GPRS)是在現有的全球移動通信系統(GSM)網絡基礎上疊加了一個新的網絡,’它充分利用了現有移動通信網的設備,在GSM網絡上增加一些硬件設備并進行軟件升級,形成一個新的網絡邏輯實體。它突破了GSM網只能提供電路交換的思維定式,以分組交換技術為基礎,采用IP數據網絡協議,能夠提供比現有GSM網9.6kbps更高的數據速率,其數據速率可達170kbps;它可以給GSM用戶提供移動環境下的高速數據業務,包括收發電子郵件、因特網瀏覽等IP業務功能[5]。
由于GPRS是分組交換技術,應用了統計復用技術,因此GPRS開通的數據通信是按用戶數據的傳輸信息量計費,而不是按傳統的按時計費方式,所以對用戶而言還可以節省費用。另外,由于GPRS支持X.25協議和IP協議,因此,對于GSM網現有電路交換數據業務(CSD)和短信息業務(SMS),GPRS是補充而不是替代。
GPRS開啟了大眾移動數據應用的大門。采用GPRS技術,用戶可以得到以下好處:只對傳輸數據收費(實際用量)而對連接間隙不收費;保持永久連接;通過IP的直接ISP接人更廉價;新的應用能夠實現真正的插人及操作方案;用戶可以即時接人多種服務,如:在上網的同時可以進行語音呼叫;手機的IP功能(互聯網、遙測、電子商務等)。
基于可穿戴計算機的可移動性和靈活性,能夠與外界進行良好的無線通信成為其必備的功能。因此,筆者為WearComp配備了一個基于GPRS技術的無線網卡。
4.2USB接口的GPRSModem的設計
4.2.1硬件設計
本Modem設計中用到的主要元件包括51系列單片機W77E58、獨立的USB接口芯片PDIUSBD12及愛立信公司生產的GPRS模塊GM47(如圖4所示)。
圖4
W77E58是由Winbond公司生產的與51系列兼容的單片機。它支持40MHz晶振頻率且縮短了指令周期,具有與51系列兼容的指令集和與80C52兼容的引腳排列,以及32KB的FlashEPROM和1KB的片上SRAM;另外,它所提供的CMOS電平也與GM47模塊所提供的CMOS電平完全兼容,無需再進行電平轉換。以上這些特性都說明將單片機W77E58用于本Modem的設計是非常合適的[6]。
由PDIUSBD12和W77E58構成的USB接口電路:PDIUSBD12的8位并行數據接人W77E58的P0口,P2.6作為PDIUSBD12的命令或數據的選擇線。PDIUSBD12與W77E58的數據交換采用中斷方式(外部中斷0)。USB設備通過四線電纜接入主機或USBHub,這四線分別是:Vbus(總線電源)、GND(地線)、D+和D-(數據線)。主機通過D+和D-上的電壓變化檢測設備的狀態:刊。
由GM47模塊和W77E58構成的GPRS接口電路:作為一種應用終端模塊,GM47通過自帶的UART端口與控制它的MCU或PC機聯系。在UART端口引腳中,RD(串行數據輸出)和TD(串行數據輸入)作為數據口分別與W77E58的RXD和TXD連接,而CTS(發送清零)、TS(發送請求)、DTR(數據終端準備好)、DED(數據有效檢測)作為控制口分別與W77E58的P1.0~P1.3連接。這樣就完成了GM47與W77E58的通信控制連接。為了實現GPRS的功能,GM47模塊還需要完成SIM卡、天線、電源等部分的連接。
4.2.2軟件設計
USB部分:W77E58對PDIUSBD12的控制軟件主要完成USB協議處理與數據交換以及其它應用功能程序。在本設計中,要求利用W77E58相對高的處理速度完成可穿戴計算機主機發來的較大數據量的處理(如經壓縮過的視頻、音頻信號等)。
GPRS部分:GM47GPRS模塊的軟件部分對外提供了一個控制系統操作的AT指令集,通過接收來自UART的AT指令,解釋并執行相應的操作,從而實現無線Modem的對應功能。所有的Modem命令都是從一個特定的指令前綴(AT)開始,到一個命令結束標志結束。以下介紹幾個常用的AT指令[8]:
ATD//撥號指令:在后面接電話號碼,并可通過ME、SM、LD等控制字選擇號碼的來源是機器、SIM卡或是最近所撥號;
ATH//掛起:提示終止通話;
ATO//返回至在線數據模式:在通話過程中從在線控制模式轉換到在線數據模式;
AT+CGATr//是移動終端進入或離開GPRS服務(后接“1”為進入,“0”為離開);
AT+CGDATA//進人數據狀態:利用PPP等協議完成將移動終端連接到網絡上的操作;
篇12
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生,并當眾展示了他發明的無線電接收機,那天俄國當局定為“無線電發明日”。
1896年3月24日,波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米,做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結如下:
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,筆者認為,我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試,主要可總結一下八點:
3.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3],尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。3.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性,利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向,一旦連接到Internet上的話,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。
3.8提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發展歷程,無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,但面對我國12億人口的通信需求,無線電通信技術普及率低的問題,面對我國12億人口,網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時,無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,為市場提供豐更加富的選擇,滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這要求我們積極加快無線領域的科技進步,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
篇13
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結如下:
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,筆者認為,我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試,主要可總結一下八點:
3.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3],尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。
3.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性,利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向,一旦連接到Internet上的話,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。
3.8提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發展歷程,無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,但面對我國12億人口的通信需求,無線電通信技術普及率低的問題,面對我國12億人口,網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時,無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,為市場提供豐更加富的選擇,滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這要求我們積極加快無線領域的科技進步,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
[2]《數字與模擬通信系統》LeonW.Couch,II電子工業出版社.
[3]《現代通信原理》曹志剛清華大學出版社.