現(xiàn)代無線通信技術(shù)論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇現(xiàn)代無線通信技術(shù)論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

超寬帶（UltraWideBand）作為一種新型的無線通信技術(shù)與傳統(tǒng)的通信方式相比有著很大的區(qū)別。由于它不需使用載波電路，而是通過發(fā)送納秒級脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此該技術(shù)具有發(fā)射和接收電路簡單、功耗低、對現(xiàn)存通信系統(tǒng)影響小、傳輸速率高的優(yōu)點，此外它還具有多徑分辨能力強、穿透力強、隱蔽性好、系統(tǒng)容量大、定位精度高等優(yōu)勢。根據(jù)FCC的規(guī)定，從3.1GHz～10.6GHz之間的7.5GHz帶寬頻率都將作為UWB通信設備所使用。但出于對現(xiàn)存無線系統(tǒng)影響的考慮，UWB的發(fā)射功率被限制在1mW/MHz以下。

UWB是一種可以為無線局域網(wǎng)LAN、個人域網(wǎng)PAN的接口卡和接入技術(shù)帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術(shù)。它解決了困擾傳統(tǒng)無線技術(shù)多年的重大難題，開發(fā)了一個具有對信道衰落特性不敏感、發(fā)射信號功率普密度低、不易被截獲、復雜度不高等眾多優(yōu)點的傳輸技術(shù)。該技術(shù)尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信應用中。

圖1

1基本概念

超寬帶（UWB）又被稱為脈沖無線電（ImpulseRadio）,具體定義為相對帶寬（信號帶寬與中心頻率的比）大于25%的信號，即：

Bf=B/fc=(fh-fl)/[(fh+fl)/2]>25%(1)

或者是帶寬超過1.5GHz。實際上UWB信號是一種持續(xù)時間極短、帶寬很寬的短時脈沖。它的主要形式是超短基帶脈沖，寬度一般在0.1～20ns，脈沖間隔為2～5000ns，精度可控，頻譜為50MHz～10GHz，頻帶大于100%中心頻率，典型點空比為0.1%。

傳統(tǒng)的UWB系統(tǒng)使用一種被稱為“單周期（monocycle）脈形”的脈沖。一般情況下，通過隨道二極管或者水銀開關(guān)產(chǎn)生。在計算機仿真中用高斯脈沖來近似代替它。由于天線對脈沖的影響不同，所以可以假設發(fā)送脈沖為：

而接收端收到的信號為：

tc是脈沖的時移，2tau為脈沖的寬度。圖1給出了發(fā)射脈沖和接收脈沖的時域脈形。

2UWB的性能特點

超寬帶有別于其它現(xiàn)存的一些通信技術(shù)，其最根本的區(qū)別在于無需載波，大大降低了發(fā)射和接收設備的復雜性，從根本上降低了通信的成本。

UWB的優(yōu)點可以歸納為以下八個方面：

（1）無需載波，發(fā)送和接收設備簡單。由于UWB信號是一些超短時的脈沖，其頻率很高，所以它不象傳統(tǒng)的基帶信號那樣需要將其調(diào)制到某個發(fā)射頻率上才能在信道中傳輸。因此，必然會使發(fā)射機和接收機的結(jié)構(gòu)簡單化。

圖2

（2）功耗低。由于UWB信號無需載波，工作在頻譜的電子噪聲波段，所以它只需要很低的電源功率。一般UWB系統(tǒng)只需要50～70mW的電源，而這只是移動電話的百分之一，藍牙技術(shù)的十分之一。

（3）傳輸速率高。極寬的帶寬使UWB具有很高的傳輸速率，一般情況下，其最大數(shù)據(jù)傳輸速度可以達到幾百Mbps～1Gbps。美國英特爾公司于2002年4月在“IDF2002SpringJapan”上對該技術(shù)進行了演示，在數(shù)米的距離內(nèi)傳輸速率可達100Mbps。

（4）隱蔽性好，安全性高。由于UWB信號的帶寬很寬，且發(fā)射功率很低，這必然使該項通信技術(shù)具有低截獲能力LPD（LowProbabilityofDetection）的優(yōu)點。另外超寬帶還采用了跳時TH（TimeHopping）擴頻技術(shù)，接收端必須在知道發(fā)射端擴頻碼的條件下才能解調(diào)出發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。

（5）多徑分辨能力強。從時域角度看，超寬帶系統(tǒng)采用脈沖寬度為幾納秒的窄信號，因此具有很高的時間分辨力，相應的多徑分辨率小于幾十厘米；從頻域的角度分析，由于UWB信號的帶寬極寬，所以信號在傳輸過程中出現(xiàn)頻率選擇性衰落出現(xiàn)是一定的。然而正是因為極寬的帶寬，多徑衰落只在某些頻點處出現(xiàn)，從整體上考慮，衰落掉的能量只是信號總能量很小的部分，所以該技術(shù)在抗多徑方面仍具有魯棒性。

（6）系統(tǒng)容量大。香農(nóng)公式給出

C=Blog2(1+S/N)(4)

可以看出，帶寬增加使信道容量的升高遠遠大于信號功率上升所帶來的效應，這一點也正是提出超寬帶技術(shù)的理論機理。

（7）高精度的距離分辨力。由于超寬帶定位設備的時間抖動小于20ps，如果采用GPS相同的工作原理和算法，相應的距離不確定性小于1cm。而在實際應用中，超寬帶雷達系統(tǒng)使用的超窄脈沖信號，其距離分辨率小于30cm。

（8）穿透能力強。在具有相同帶寬的無線信號中，超寬帶的頻率最低，因此，它在具有大容量和高距離分辨率的同時相對于毫米波信號具有更強的穿透能力。

3UWB信號的調(diào)制方式

UWB的調(diào)制方式有許多，以脈沖調(diào)制PPM（PulsePositionModulation）為例作為一個舉例分析。

首先定義一個單周期脈形：

s(k)代表信號kth,w(t)為傳輸?shù)膯沃芷诿}沖。

將其移至每一幀的開始：

Tf代表脈沖重復周期，j表示第j個單脈沖。

加入偽隨機跳時碼：

最后加入調(diào)制數(shù)據(jù)：

其中，d(k)是信息數(shù)據(jù)，δ為時移。為了滿足多用戶的需求，提高通信的安全性和對系統(tǒng)功率譜密度PSD（PowerSpectralDensity）的考慮，引入了跳時碼，下面就從功率譜密度的角度來分析這個問題。

假設采用圖1（a）給出的高斯單脈沖作為發(fā)送信號，且只是一串周期性的脈沖序列，由于時域信號的周期性導致其頻域出現(xiàn)了強烈的能量類峰，這些類峰將對現(xiàn)存?zhèn)鹘y(tǒng)的無線信號造成干擾。因此需要采取某種措施將其平滑。如果采用PPM調(diào)制對脈沖的位置做出調(diào)整，可以看到：由于調(diào)制的置亂效果，頻域的尖峰得到了一定的控制，但此時仍比較明顯。為了進一步降低類峰的幅度，引入跳時碼，這樣發(fā)送信號的功率譜就會得到進一步的平滑，幾乎近似于背景噪聲，這也正是UWB系統(tǒng)能與現(xiàn)存無線系統(tǒng)并存的原因之一。圖2給出了上述不同信號的PSD圖和引入跳時碼后的時域波形。

除PPM外，UWB信號還可以采用脈幅調(diào)制PAM（PulseAmplitudeModulation），開關(guān)鍵OOK（On-OffKey）和二相移鍵控BPSK（Bi-PhaseShiftKey）等。在接收端，單脈沖信號可以通過相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)可靠接收。實際應用中常使用相關(guān)器（correlator），它用準備好的模板波形乘以接收到的射頻信號，再積分就得到一個直流輸出電壓。相關(guān)器輸出的是接收到的單周期脈沖和模板波形的相對時間位置差，從輸出中尋找時間位置差為0的即為要接收的信號。

為了追求更高效率的信息傳輸，近來人們提出了一種新型脈沖調(diào)制方式——脈形調(diào)制PSM（PulseShapeModulation）。PSM就是對脈沖的形狀進行調(diào)制從而實現(xiàn)信息的載荷，因此脈沖形狀的選擇是十分重要的。它的提出得益于人們對hermite多項式的研究。由于hermite多項式的數(shù)學表達式與高斯單脈沖很接近，而且隨著階數(shù)的變化，波形的持續(xù)時間不會有很大的變化，因此人們便想到了用hermite多項式數(shù)的變化產(chǎn)生形狀各異的脈沖，實現(xiàn)多元化的調(diào)制。為了尋求正交的波形，需對hermite多項式進行修正，即：

經(jīng)過改動之后，便可以得到彼此正交的各階hermite多項式了。這時可以在發(fā)送端同時發(fā)送n個不同形狀的單脈沖，正交性使其互不干擾，接收端用相關(guān)接收技術(shù)即可把每一個信號分離出來。

圖3給出了改進型hermite多項式時域波形。與此同時還可以通過搭建simulink電路得到想要的各階hermite多項式脈沖。如圖4給出了搭建電路和仿真波形。在simulink電路中，Hermite多項式的階數(shù)由脈沖階數(shù)單元控制，示波器1、2給出相應階數(shù)和相應階數(shù)減1階的hermite脈形。

傳輸效率的提高帶來系統(tǒng)性能的下降，這是許多系統(tǒng)所不能容忍的，因此需要進行編碼。首先在形域采用BCH（7，4）對信號編碼，這樣一來傳輸速率是單脈沖的4倍，而誤碼性能則與單脈沖基本相同，隨后在時域?qū)π畔M行BCH（31，11）編碼，使性能進一步提高，最后還可以在時域和形域聯(lián)合編碼，誤碼性能會得到大幅度的改善，而傳輸效率仍然高于單脈沖系統(tǒng)。性能曲線如圖5所示。

4應用前景和發(fā)展方向

憑借自身的眾多優(yōu)勢，超寬帶技術(shù)具有廣闊的應用前景，UWB首先在美國軍方和政府部門得到了實質(zhì)性關(guān)注，并迅速應用于美國軍隊的無線電臺組網(wǎng)（Adhoc）和高精度雷達檢測系統(tǒng)中。2002年2月FCC準許UWB技術(shù)進入民用領(lǐng)域，條件是：“在發(fā)送功率低于美國放射噪音規(guī)定值-41.3dBm/MHz（換算成功率則為1mW/MHz）的條件下，可將3.1G～10.6GHz的頻帶用于對地下和隔墻之物進行掃描的成像系統(tǒng)、汽車防撞雷達以及在家電終端和便攜式終端間進行測距和無線數(shù)據(jù)通信”。盡管該技術(shù)在應用中有如此多的限制，但它仍受到廣大電信開發(fā)商的青睞。TimeDomain和MultispectralSolutions等公司已經(jīng)向IEEE-802.15委員會提出了采用超寬帶技術(shù)的議案，眾多公司的研究部門乃至學校也都將該技術(shù)的研究提到了日程中來。許多現(xiàn)已成熟的技術(shù)紛紛與UWB進行結(jié)合，如UWB-OFDM、UWB-Adhoc、UWB-Wavelet、UWB-Neuralnetwork等，有的公司甚至已經(jīng)利用這些技術(shù)生產(chǎn)出了實際的民用產(chǎn)品。

圖4

筆者把超寬帶技術(shù)的應用歸納為短距離無線通信、雷達探測和精確定位三個最主要的方面。其中在短距離無線通信中可用于密文傳送、音/視頻流傳輸、射頻標簽識別以及無中心自紡織網(wǎng)絡（Adhoc）的物理層等領(lǐng)域；雷達方面主要用作防撞雷達檢測、精密測高學、穿墻成像和探地雷達系統(tǒng)；精確定位則可用于資源跟蹤和全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositionSystem）。由此可見，UWB技術(shù)的背后蘊藏著巨大的商機。

當然，超寬帶技術(shù)若要真正用于人們的日常生活，還有許多極具挑戰(zhàn)性的課題，這也是超寬帶技術(shù)近來乃至今后很長一段時間內(nèi)研究和發(fā)展的方向。

（1）建立時域內(nèi)的超寬帶無線電發(fā)射器的模型，從時域角度設計天線的傳輸函數(shù)；

（2）研究超寬帶信號產(chǎn)生和基本功能的優(yōu)化；

（3）研究低電平趕寬帶無線電信號集合而千萬的干擾，有效平衡功率和通信范圍的關(guān)系；

（4）超寬帶跳時碼的研究；

（5）研究移動Adhoc網(wǎng)絡協(xié)議和路由協(xié)議，將超寬帶技術(shù)應用于分布式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、盲捕獲和自配置功能中；研究適用于超寬帶類似于“藍牙”系統(tǒng)的組網(wǎng)協(xié)議；

（6）研究基于超寬帶無線電傳輸技術(shù)的無線IP協(xié)議；

篇（2）

前言

目前，劉家峽水電廠廠房安裝間安裝有兩臺400噸橋式起重機，作用是承擔水輪發(fā)電機組各部件分解檢修及安裝間各種起重吊裝任務。其作業(yè)方式為現(xiàn)場指揮人員手勢及哨音發(fā)令，天車司機受令執(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相互間無法溝通。由于廠房安裝間環(huán)境復雜，而且指揮人員與天車司機相距直線甚至達到30米， 并且環(huán)境嘈雜，經(jīng)常出現(xiàn)受令司機錯誤理解指揮人員指令，或者兩臺天車同時作業(yè)時兩組作業(yè)人員相互產(chǎn)生干擾的情況。隨著科學的進步，設備的更新，指揮人員與天車司機的及時溝通顯得尤為重要。

1 無線通信技術(shù)

無線通信，顧名思義就是利用無線電波（非線纜）來實現(xiàn)與設備位置無關(guān)的人機信息交互。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，因為無線通信效地彌補了有線通信的不足。

2 無線通信技術(shù)在使用時的特點

2.1 無線通信的優(yōu)點：

（1）無線通拓撲更適合工業(yè)網(wǎng)絡應用，支持點到點的連接以及廣播拓撲；

（2）不需要布線，省去施工的麻煩，保證通信安全性。

2.2 無線通信的缺點：

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

（2）作業(yè)現(xiàn)場并排擺放發(fā)電機勵磁系統(tǒng)控制柜，無線通信會干擾勵磁系統(tǒng)正常運行。

3 無線通信在起重作業(yè)中的應用

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)點及缺點。本文以現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況為出發(fā)點，探討無線通信技術(shù)在兩臺橋式起重機人機系統(tǒng)的應用。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天車指揮人員下達吊裝命令，以實現(xiàn)整個吊裝過程的總體控制，以及總體吊裝方案的實施。

3.2 單臺天車人機交互

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

3.3 雙天車聯(lián)動系統(tǒng)

水輪發(fā)電機組分解過程中，分解起吊發(fā)電機轉(zhuǎn)子時需要雙天車聯(lián)動動作，而且發(fā)電機定轉(zhuǎn)子線棒之間間隙很小，此時兩臺天車聯(lián)動動作過程中的平衡性及同步性顯得尤為重要。而兩組天車操作組在正式起吊前的鋼絲繩預緊及尋找平衡點的工作最重要的溝通協(xié)作可以方便的實現(xiàn)。

4 無線通信在應用中缺點的克服

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

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頻率就可以有效克服它在使用過程中的缺點。所以我們在采用無線通信時，可以使用無線信號數(shù)字加密、解密方式，這樣不僅無線通信自身不會受到感染，而且無線通信電磁波也不會影響發(fā)電機組的自動化原件工作。

結(jié)束語

隨著科學的進步，設備的更新，在多工種協(xié)同作業(yè)過程中對起重操作要求越來越嚴格的情況下，我們使用無線通信技術(shù)對整個作業(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)導予以的大力支持，同時感謝機械分場起重班各位同事為本文提供建議及信息反饋。

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

謹此致謝！

參 考 文 獻

篇（3）

引言

中國工業(yè)化的發(fā)展，不僅提升了工業(yè)技術(shù)水平，而且還需要具有高端技術(shù)優(yōu)勢的設備的支持。當工業(yè)生產(chǎn)運行中應用技術(shù)先進的設備的時候，要實施監(jiān)測工作，以能夠?qū)υO備運行中所存在的問題及時發(fā)現(xiàn)，并采取有效的技術(shù)措施及時解決。如果采用傳統(tǒng)的有線通信技術(shù)，需要連接線路和各種輔設備，還要對監(jiān)測設備進行調(diào)試，不僅消耗時間，而且消耗人力，且監(jiān)測進度無法跟得上科技發(fā)展和時代進步。鑒于目前無線通信設備正在普及，就需要將該技術(shù)引入到設備狀態(tài)監(jiān)測工作中，不僅提高了設備監(jiān)測工作質(zhì)量，而且還會提高設備監(jiān)測工作效率。

1.設備狀態(tài)監(jiān)測的基本要求

設備狀態(tài)監(jiān)測是對具有特殊性能的設備進行監(jiān)測，并對監(jiān)測所獲得的數(shù)據(jù)進行整理并做出詳細的分析結(jié)果，據(jù)此而對設備的運行狀態(tài)做出預測，以使工作人員對設備的運行狀態(tài)隨時掌握，并做好預知設備運行狀態(tài)的維護工作，使設備處于良好的運行狀態(tài)。設備狀態(tài)監(jiān)測不僅可以確保設備處于持續(xù)的良性運行狀態(tài)，而且還可以降低人力消耗，延長設設備的使用壽命。從設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成情況來看，主要包括設備狀態(tài)監(jiān)測傳感器、監(jiān)測元件、捕獲數(shù)據(jù)的設備以及診斷元件等等。設備狀態(tài)監(jiān)測傳感器所發(fā)揮的作用就是將所獲得的信息轉(zhuǎn)化為電信號，但設備出現(xiàn)故障的時候，監(jiān)測元件可以發(fā)揮監(jiān)測的作用對故障做出判斷。當信號通過傳感器之后就會被放大處理，經(jīng)過診斷元件監(jiān)測，就可以及時地發(fā)現(xiàn)設備異常，并發(fā)出維修指示。設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可以將設別故障量化為指標，采取計算的方式做出維修結(jié)果。設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)所提供的指示包括故障所在位置、故障名稱、并會堵故障的原因做出正確的判斷，同時還會相應地提出故障維修的建議。

2.設備狀態(tài)監(jiān)測中無線通信技術(shù)的應用

2.1設備狀態(tài)監(jiān)測中應用無線通信技術(shù)使監(jiān)測工作更為便捷

從信息傳輸?shù)募堎|(zhì)時代到電子時代，直到現(xiàn)代步入信息時代，人們的生活模式都在發(fā)生日新月異的變化，包括網(wǎng)絡論壇、電話會議，人們的購物方式等等，已經(jīng)打破了物化時代的局限而實現(xiàn)了虛擬空間與現(xiàn)實空間相結(jié)合。通信技術(shù)的發(fā)展，從有線時代步入到無線的時代，特別是現(xiàn)行的4G網(wǎng)絡的應用，使得各項信息在網(wǎng)絡上快速傳輸，適應了人們快節(jié)奏的生活。無線通信技術(shù)信號傳輸分為兩種，即近距離信號傳輸和遠距離信號傳輸。近距離信號傳輸技術(shù)就是被廣為利用的藍牙技術(shù)和紅外技術(shù)。這些信號在傳輸?shù)倪^程中，很容易受到干擾而導致信號傳輸受阻，由此而使得通信成本提升。近距離無線通信技術(shù)在應用中存在著不靈活性，只能夠在兩臺設備之間傳輸，而且對于設計復雜的設備裝備監(jiān)測系統(tǒng)而言，這種操作則存在著諸多的不足。無線通信網(wǎng)絡運行如果采用免費共享無線WIFI軟件進行信號傳輸，雖然覆蓋范圍為300多米，但是，信號的傳輸?shù)馁|(zhì)量很低。由此可見，無線通信技術(shù)存在著應用上的優(yōu)勢，然信號傳輸質(zhì)量會隨著信號傳輸距離的增加而有所衰減，因此為了提高信號傳輸質(zhì)量，就需要增加設備。此外，電磁波的傳播載體為空氣，如果空間局促，比如，煤礦企業(yè)的井下空間，果采用無線通信技術(shù)，就猶豫空氣稀薄，加之空間狹隘而導致傳輸中斷。素以，煤礦井下如果采用無線通信技術(shù)進行信號傳播，所采用的時候磁場信號傳輸?shù)姆绞健?/p>

2.2設備狀態(tài)監(jiān)測中應用無線通信技術(shù)可以提高監(jiān)測的可靠性

與有線通信技術(shù)相比較，無線通信技術(shù)具有更高的可靠性。從應用環(huán)境來看，危險環(huán)境中是用無線通信技術(shù)可以保證通信信號順暢而確保監(jiān)測工作順利完成。如果用于監(jiān)測電氣設備的外部溫度，使用無線通信技術(shù)不僅可以避免不良接觸，還可以避免監(jiān)測的過程中引起設備故障。通常情況下，如果電氣設備存在著接觸不良的問題，就會導致電阻增大，使得電流在線路中流動不會受阻而導致電流瞬時增加而使得電纜高熱而易引發(fā)燒壞而造成短路或者斷路。這種熱故障對于電氣設備而言屬于是較為常見的故障，如果沒有及時地監(jiān)測到電氣設備環(huán)境溫度的變化，就會導致整個的電力系統(tǒng)運行缺乏安全可靠性，甚至會引發(fā)火災或者設備爆炸事件發(fā)生，直接影響了工作人員的生命健康。在設備狀態(tài)監(jiān)測中采用無線通信技術(shù)，在無人操作的情況下也可以完成監(jiān)測工作，遠程監(jiān)測的實現(xiàn)可以使得工作人員不需要處于危險環(huán)境中即可以完成各項監(jiān)測工作，同時還能及時發(fā)現(xiàn)問題，及時采取技術(shù)措施對這些問題加以解決。當設備處于運行狀態(tài)的時候，除了設備磨損之外，設備性能和使用功能上也會有所改變，這些都可以通過使用無線通信技術(shù)觀察到。即便是可靠度很高的設備，長期而持續(xù)地處于運行狀態(tài)，且受到諸多因素的影響，也會導致設備損耗。這就需要對做好設備的維護工作。采用無線通信技術(shù)的目的是為了避免由于隱性問題或者是容易被忽視的小問題存在而導致設備故障。

3.結(jié)束語

綜上所述，為了避免工業(yè)生產(chǎn)運行中存在設備故障問題，還要從工業(yè)發(fā)展以及現(xiàn)行的先進技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢的角度出發(fā)對設備運行模式以整改。在對工業(yè)技術(shù)設備進行監(jiān)測的時候，通信技術(shù)是必不可少的。將計算機通信為了技術(shù)充分地利用起來，特別是無線通信技術(shù)的遠程監(jiān)控優(yōu)勢，可以使設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)針對各項數(shù)據(jù)都準確分析，從而提高系統(tǒng)運行效率。

【參考文獻】

[1]唐永剛.無線通信技術(shù)在設備狀態(tài)監(jiān)測中的研究與應用[J].城市建設理論研究（電子版），2015（18）:31—38.

[2]王巖巖.無線通信技術(shù)在設備狀態(tài)監(jiān)測中的研究與應用[J].硅谷，2013（12）:90、94—94.

篇（4）

一、概述

電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行應運而生的。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)過幾十年風風雨雨的建設，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，且抗自然災害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸?shù)葍?yōu)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(yōu)缺點，并分析其在電力系統(tǒng)的應用前景。

二、無線技術(shù)介紹

（一）無線通信技術(shù)的概念

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

（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（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OFDM+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對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。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(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)絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術(shù)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(shù)，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網(wǎng)絡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)甚至進入未受保護的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。

（二）WiMax技術(shù)分析

WiMax是一個先進的技術(shù)，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(shù)的大規(guī)模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，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)的先進性和超遠的傳輸距離，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)絡接入服務。

（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)模應用。從應用前景看，WMN這一新興網(wǎng)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(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對目標對象進行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應用到環(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，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年提出標準，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標準的制訂工作。3G網(wǎng)絡部署已具備相當?shù)膶嵺`經(jīng)驗，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)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(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經(jīng)建設了3G的網(wǎng)絡。3G技術(shù)已經(jīng)進入可以實用的階段，還有很多國家和地區(qū)正在建設或?qū)⒁ㄔO3G網(wǎng)絡。

（五）LMDS技術(shù)分析

本地多點分布業(yè)務系統(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，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(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，在目前復雜的城市環(huán)境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統(tǒng)一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。

（七）集群通信技術(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)務服務，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IP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、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)濟的；而將衛(wèi)星通信作為應急通信、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，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術(shù)中，僅僅WMN技術(shù)沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統(tǒng)一的國際標準，其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標準化工作，并且都進行了試驗網(wǎng)建設和商業(yè)網(wǎng)建設。

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。

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（5）

1前言

計算機技術(shù)的廣泛應用和信息數(shù)字化的高新技術(shù)的不斷進步，促進了當代測繪工程的迅猛發(fā)展，同時帶來了巨大且富有現(xiàn)實意義的發(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，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。當然，關(guān)于常規(guī)化的通信技術(shù)運用在測繪工程上是無法滿足測繪工程發(fā)展的時代要求，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間的浪費，增強了測繪工程的準確度，這對測繪工程的改革與發(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媒介進行信息交換的通信方式。無線通信系統(tǒng)由多個移動站與一個基準站組成。移動站主要包括了電源、主機、GPRS等，另外基準站則包括GPS天線、電源、網(wǎng)管服務器等。

3無線通信系統(tǒng)兩大模塊的特點及表現(xiàn)

3.1無線通信系統(tǒng)中的硬件部分

硬件在選擇設備方面最重要還是單片機的選擇。單片機作為硬件部分的軸心，選擇符合要求的單片機對準確傳送原始數(shù)據(jù)和整個無線通信系統(tǒng)的正常工作有著極其重要的影響。單片機應該要符合數(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)處理時間的透明傳送功能等要求。同時也要考慮單片機的便攜性、占據(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，能在輻射無線信號和接受無線信號的過程中正常安全在電磁波與高頻率電信號之間實施相互轉(zhuǎn)換反應。在選擇天線時，天線的指向圖要符合無線通信系統(tǒng)的電磁波覆蓋的標準，天線自身的功能特點要滿足無線通信系統(tǒng)的設計需求。例如，天線的長度大小要根據(jù)實際操作情況來選擇適合的天線，為了提高便攜性，天線接受信號的一端應選擇螺旋式；為了便于工作人員的安裝，天線輻射無線信號的一端應選擇較短的天線。移動站與副站應該選擇定向天線輻射集中程度的參數(shù)小的天線，相反，基準站與主站則選擇定向天線輻射集中程度的參數(shù)大的天線。由于信號在傳輸介質(zhì)中傳播時，將會有一部分能量轉(zhuǎn)化成熱能或者被傳輸介質(zhì)吸收，從而造成信號強度不斷減弱，因此在饋線的選擇上要選擇大直徑的饋線，避免信號強度的發(fā)生過度耗損。因為饋線越長，其自身損耗的能量也越大，因此，在安裝過程中要盡可能地縮減饋線的長度，保證通信的正常運行。作為硬件部分中不可或缺的部件———電源，它的作用是不可忽視的，在選擇電源的時候，要在確保無線通信系統(tǒng)能夠正常運行的基礎(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———肩咪，是由揚聲器和話筒構(gòu)成的，是無線通信系統(tǒng)硬件部分的構(gòu)成部件。不同信號臺之間的溝通交流可以通過肩咪來實現(xiàn)，在測繪工程的實際操作現(xiàn)場中，現(xiàn)場觀測人員在測繪中或者進行檢查工作時發(fā)現(xiàn)問題可以及時利用肩咪與設計繪圖員進行溝通，克服困難，解決問題，從而保證測繪工程順利進行。

3.2無線通信系統(tǒng)的軟件部分

當無線通信系統(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)與計算機技術(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)終端和計算機相聯(lián)結(jié)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)終端各種資源共享。在軟件部分的設計編寫方面，要創(chuàng)建一個普遍適用各個客戶終端的掛載辦法是首要任務。來自微軟公司設計開發(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行直接升級。在這種模式下開發(fā)運行，使得無線通信系統(tǒng)中的軟件部分在連接網(wǎng)絡的條件下實現(xiàn)交互的目的。軟件部分的設計開發(fā)一旦設計了符合標準要求的框架，增強軟件自身的通用性、可嵌入性、可植入性，就能保證無線通信系統(tǒng)在測繪工程中的合理運行和使用。

4無線通信技術(shù)在測繪工程中的應用分析

論文主要分析了GPRS無線通信技術(shù)在測繪工程中的應用情況，與傳統(tǒng)的測繪方式相比較，GPRS無線通信技術(shù)應用十分廣泛，具有實時性和準確性。利用網(wǎng)絡使得移動站中的GPRS無線數(shù)據(jù)終端與基準站的網(wǎng)管服務器連接起來，同時保證網(wǎng)管服務器的連接口與主機保持連接狀態(tài)，與此同時，在基準站的作用下數(shù)據(jù)會不斷進行修正，利用網(wǎng)絡連接使得GPRS無線數(shù)據(jù)終端能接收到數(shù)據(jù)，從而傳送到移動站，并通過主機精確計算出所在的位置，測繪工作人員才能知道具體的基準站位置。在無線通信技術(shù)的實際操作與應用中，要創(chuàng)建標準的測繪工程管理體系，才能保證數(shù)據(jù)傳送的穩(wěn)定性與準確性，才能保證測繪工程作業(yè)的有效順利進行。在傳統(tǒng)的測繪工程中，工作區(qū)的建立都伴隨這臨時基準站，其工效和信息傳輸接收效率都非常低，隨著經(jīng)濟建設的迅猛發(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發(fā)射接收效率，增強數(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)在測繪工程中的應用，不僅能夠打破傳統(tǒng)的空間測繪模式，達成室外隨時隨地通訊的目的，還能推動無紙化測繪方式的發(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，減少在時間和人力資源上不必要的浪費。無線通信技術(shù)在測繪工程的發(fā)展應用，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，推動了測繪行業(yè)的迅猛發(fā)展。

參考文獻

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

篇（6）

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）02-0268-03

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學技術(shù)水平不斷提高，無線通信技術(shù)的發(fā)展也不例外。自無線電通信技術(shù)問世以來，通信技術(shù)領(lǐng)域每一次概念和技術(shù)的提出都為人類社會的發(fā)展做出了巨大的貢獻。從基于蜂窩概念和模擬制式的第一代移動通信系統(tǒng)的產(chǎn)生，到數(shù)字傳輸方式與以時分復用接入（Time Division Multiple Access，TDMA）為標志的第二代移動通信技術(shù)的大力發(fā)展，乃至以碼分復用多址接入技術(shù)（Code Division Multiple Access， CDMA）與多媒體技術(shù)為支撐的第三代移動通信系統(tǒng)以及當前炙手可熱的第四代移動通信，無線通信領(lǐng)域的飛速發(fā)展依然徹底改變了我們的生活和工作方式。

1 無線通信系統(tǒng)發(fā)展概況

無線通信作為當前發(fā)展最快的通信技術(shù)之一，每一次概念與技術(shù)層面的突破，有效推動通信領(lǐng)域發(fā)展的同時更加速了現(xiàn)代社會信息化的步伐。

無線通信系統(tǒng)的發(fā)展先后經(jīng)歷了以全球移動通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication，GSM）和CDMA One為代表的2G（Generation）系統(tǒng)、以基于CDMA空中接口技術(shù)的3G系統(tǒng)，并將迎來以正交頻分多址（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）為空中接口技術(shù)的準4G系統(tǒng)。

最初的2G系統(tǒng)采用的GSM標準由歐洲電信標準化協(xié)會（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）制定，采用基于頻分復用（Frequency Division Duplexing，F(xiàn)DD）和TDMA技術(shù)的空中接口，占用900MHz、1800MHz與1900MHz頻段，可支持9.6kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率完成語音和短信等基本服務。在此基礎(chǔ)上，2.5G系統(tǒng)——GPRS（General Pocket Radio Service）采用通用分組通信技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸過程不再占用固定的無線信道，從而更加合理地分配信道資源，可支持54kbps-114kbps的傳輸速率。為了滿足人們對數(shù)據(jù)傳輸速率與多種業(yè)務傳輸?shù)囊螅^2.5G移動通信系統(tǒng)之后又出現(xiàn)了EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution），該系統(tǒng)能夠與寬帶碼分多址接入（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA）系統(tǒng)兼容，采用多時隙操作，進一步將數(shù)據(jù)傳輸速率提高到384kbps。

3G系統(tǒng)——通用移動通信系統(tǒng)（Universal Mobile Telecommunication System，UMTS）采用WCDMA和時分同步碼分多址接入（Time Division – Synchronization Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）、智能天線、聯(lián)合檢測等技術(shù)，進一步提高了無線網(wǎng)絡通信的數(shù)據(jù)傳輸速率和安全性能。在3G系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，HSPA-High Speed Pocket Access，即HSDPA（High Speed Downlink Pocket Access）與HSUPA（High Speed Uplink Pocket Access）的提出是無線通信領(lǐng)域的又一大突破。該系統(tǒng)通過采用下行信道高速共享技術(shù)將下行傳輸速率提高到14.4Mbps；上行引入新的物理信道，采用分組調(diào)度功能、多碼傳輸及混合自動重傳等關(guān)鍵技術(shù)，有效提高了上行業(yè)務的承載能力。LTE（Long Term Evolution）是3GPP發(fā)起的長期演進計劃，可支持FDD和時分復用（Time Division Duplexing，TDD）兩種雙工方式，采用扁平化IP網(wǎng)絡架構(gòu)與OFDM空中接口技術(shù)，上下行數(shù)據(jù)傳輸峰值速率可分別達到50Mbps和100Mbps。

未來的4G系統(tǒng)——LTE-Advanced是對LTE做出的演進，完全兼容LTE系統(tǒng)，支持100MHz帶寬的同時進一步將上下行傳輸速率提高到500Mbps和1Gbps。

2 TD-LTE基本原理

TD-LTE（Time Division – Long Term Evolution）是TD-SCDMA長期演進系統(tǒng)的產(chǎn)物，采用OFDMA空中接口技術(shù)，有效提高了無線通信系統(tǒng)的上下行數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜利用率，降低了系統(tǒng)傳輸?shù)臅r延，同時支持語音、視頻、在線網(wǎng)絡游戲、高清視頻點播等多功能業(yè)務。目前，TD-LTE以其突出的優(yōu)勢受到越來越多的電信運營商和設備制造商的支持和青睞。TD-LTE系統(tǒng)的基本原理如圖1所示。該系統(tǒng)并未沿用UTRAN中的RNC-Node B結(jié)構(gòu)，而是采用全新的功能更加完全的基站e-Node B結(jié)構(gòu)，這些節(jié)點之間通過IP進行傳輸，并在邏輯層面上通過X2接口互相連接成為Mesh型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，用于支持UE在整個網(wǎng)絡內(nèi)的移動性，從而保證接入TD-LTE移動通信系統(tǒng)的用戶在使用網(wǎng)絡的過程中能夠平滑無縫地進行切換。基站e-Node B與接入網(wǎng)關(guān)（Access Gate Way，aGW）之間通過S1接口進行連接，該連接方式也采用了Mesh或者部分Mesh型的連接方式，一個基站e-Node B可以與多個接入網(wǎng)關(guān)進行互連。TD-LTE系統(tǒng)中的e-Node B具有對空中接口的用戶平面和控制平面進行管理和控制的功能，aGW承載了對使用該系統(tǒng)用戶的數(shù)據(jù)進行分組和匯聚的功能以及包括心靈狀態(tài)管理在內(nèi)的部分核心網(wǎng)功能。

3 TD-LTE無線網(wǎng)絡目前存在的弊端

雖然TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)在充分兼容TD-SCDMA無線通信系統(tǒng)的同時，有效提高了上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，降低了無線傳輸?shù)臅r延，改善了所占用頻帶的利用率，但是TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)依然存在多網(wǎng)絡共存進而產(chǎn)生相互干擾的弊端。隨著科學技術(shù)的日新月異，各大設備商提供了多種多樣的無線網(wǎng)絡接入終端，這種終端在高速移動的情況下，會出現(xiàn)于基站頻繁交換信令、切換信道的現(xiàn)象，如何實現(xiàn)這種情況下終端接入無線網(wǎng)絡的平滑轉(zhuǎn)換，是TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)不可規(guī)避的問題。

4 TD-LTE無線網(wǎng)絡的優(yōu)化方案

針對上述高速移動終端頻繁切換進而影響TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)綜合性能的弊端，該文提出了基于虛擬化技術(shù)對TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)核心網(wǎng)進行優(yōu)化的方案。

4.1 優(yōu)化方案基本原理

虛擬化技術(shù)是指利用目前炙手可熱的云平臺對物理資源從邏輯角度而非物理角度進行重新配置的方法。基于虛擬化技術(shù)的TD-LTE無線網(wǎng)絡優(yōu)化方案是指通過邏輯劃分將無線網(wǎng)絡切換、多制式相互干擾產(chǎn)生的問題等交給額外配置的服務器來實現(xiàn)，從而降低了TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)本身處理這些冗余的負擔。如圖2所示，我們采用OS6850作為虛擬機對TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中產(chǎn)生的額外負擔進行接收、存儲、處理和反饋，以實現(xiàn)優(yōu)化TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)性能的目的。

4.2 優(yōu)化方案的測試結(jié)果

4.3 優(yōu)化方案的優(yōu)缺點

通過對上述基于虛擬化技術(shù)的TD-LTE無線網(wǎng)絡優(yōu)化方案的研究，并采用OS6850作為虛擬機完成系統(tǒng)不穩(wěn)定情況下的測試工作，我們可以看出該優(yōu)化方案能夠在無線網(wǎng)絡系統(tǒng)不穩(wěn)定，系統(tǒng)中接入終端頻繁切換小區(qū)的情況下，有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)中接入終端傳輸和接收數(shù)據(jù)的時延，提高系統(tǒng)的資源利用率。但是這種優(yōu)化方案需要較為昂貴的服務器作為無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的支撐，這是其不可避免的缺點。

5 結(jié)束語

無線通信技術(shù)的快速發(fā)展作為當今科學技術(shù)不可小覷的一個分支，已經(jīng)成為當前衡量一個一個國家科技發(fā)展水平的重要標志。TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)作為當前發(fā)展最快的無線通信技術(shù)之一已經(jīng)得到了廣泛的應用，但是，在網(wǎng)絡系統(tǒng)不穩(wěn)定情況下無線系統(tǒng)綜合性能會急速惡化，進而直接影響到用戶的直接體驗。該文基于虛擬化技術(shù)的基本原理和應用原則，提出了對TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化措施，并搭建網(wǎng)絡平臺驗證了該優(yōu)化方案的有效性，為TD-LTE無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的進一步發(fā)展指明了方向。

參考文獻：

[1] 崔杰.TD-SCDMA演進系統(tǒng)及無線資源管理技術(shù)研究[D]. 北京：北京郵電大學，2010.

[2] 3GPP TS 36.300.Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal TerrestrialRadio Access（E-UTRA）and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network（EUTRAN）；Overalldescription； Stage 2，V8.3.0 2007.

[3] 3GPP TS 36.211.Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal TerrestrialRadio Access（E-UTRA）；Physical Channels and Modulation，V8.1.0 2007.

篇（7）

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(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的更新?lián)Q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(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機和通信技術(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，就是電子計算機和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標志。

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)濟領(lǐng)域和國際經(jīng)濟的來往，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)絡的連接，通信技術(shù)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(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設備小型化、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、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(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)濟愈演愈熱，其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟領(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)適應未來社會生產(chǎn)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(shù)的缺陷，筆者認為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、藍牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進行嘗試，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，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)絡的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進作用[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，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，在無線應用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網(wǎng)絡傳送多種業(yè)務信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡與新興的計算機網(wǎng)絡融合，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

關(guān)于過渡電路交換網(wǎng)絡，IP網(wǎng)絡無疑是核心關(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)絡可持續(xù)性

無線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡設備如果沒有良好的配置和網(wǎng)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(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡的可靠性[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)濟的推進作用，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)濟全球化的通信事業(yè)貢獻力量。

參考文獻

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

[2]《數(shù)字與模擬通信系統(tǒng)》LeonW.Couch,II電子工業(yè)出版社.

[3]《現(xiàn)代通信原理》曹志剛清華大學出版社.

篇（8）

中圖分類號：TN 929.3

文獻標識碼：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.004

0 引言

進入二十一世紀的第二個十年以來，信息已經(jīng)成為人類社會文明進步的要素資源，成為現(xiàn)代社會持續(xù)發(fā)展的基本條件。信息網(wǎng)絡空間已經(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，以進一步鞏固其在網(wǎng)絡空間的統(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)和社會團體分工協(xié)作，相互配合，共同推進美國國家和軍隊的信息安全體系建設。當前，美國政府部門作為信息安全戰(zhàn)略制定、網(wǎng)絡和信息安全項目策劃、網(wǎng)絡情報偵查、網(wǎng)絡防御以及網(wǎng)絡進攻的主導者，引領(lǐng)了整個美國信息安全領(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、商務部、聯(lián)邦調(diào)查局以及中央情報局；美國的IT企業(yè)則是網(wǎng)絡攻防的具體實施機構(gòu)和重要支撐單位，是美國政府和軍隊海量情報數(shù)據(jù)的來源，同時也是實施網(wǎng)絡作戰(zhàn)的實施主體；而美國及其盟國中一些非營利性團體和學術(shù)組織則為美國政府和軍隊提供了輿論和技術(shù)層面的支持，同時進行了人才的輸出，以支撐日益強大的美國信息作戰(zhàn)部隊。

隨著無線與移動通信技術(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，美國情報和軍隊相關(guān)部門在無線網(wǎng)絡中偵收和攻擊獲得的情報已經(jīng)占到美國情報總量的約57.6%，凸顯了當前國家和軍隊無線網(wǎng)絡安全的嚴峻態(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)電部隊將把無線領(lǐng)域作為網(wǎng)絡攻防作戰(zhàn)的重點，這對我國國防和軍隊網(wǎng)絡安全體系和技術(shù)提出了新的考驗。本論文從歷史出發(fā)，對交換技術(shù)進行了簡要的回顧，指出了當前交換網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸以及問題，并基于前沿的下一代智能網(wǎng)絡以及大數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡提出了展望和設想。

1 軍隊無線網(wǎng)絡安全現(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)絡是國家和軍隊信息安全防護的重要對象，但是這些基礎(chǔ)社會建設過程中普遍存在著重建輕防，甚至只建不防的問題，造成網(wǎng)絡信息安全體系構(gòu)建的極大障礙。

當前，我軍無線網(wǎng)絡通信手段主要包含戰(zhàn)場衛(wèi)星通信、短波電臺通信、水下潛艇長波通信等戰(zhàn)時通信手段，以及軍隊日常辦公所使用的蜂窩網(wǎng)移動手機通信、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)時通信手段。由于戰(zhàn)時通信技術(shù)具有較強的應用層加密以及物理層跳頻和擴頻保障，傳統(tǒng)的竊密和攻擊手段并不能很快奏效，反而是和平時期工作用無線局域網(wǎng)、個人手機、家庭Wi-Fi等上網(wǎng)和通話極易被偵聽和竊密，導致無意識泄密。據(jù)不完全統(tǒng)計，2014年以來軍隊、軍工企業(yè)等軍事相關(guān)單位因手機、家庭寬帶/Wi-Fi等被攻擊及竊聽的事件約470起，造成不可估量的軍事、經(jīng)濟以及國家核心技術(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)和設備輸出到中國，而國產(chǎn)化設備的低性能、高價格等不足進一步導致了黨政軍系統(tǒng)中日常無線網(wǎng)絡通信設備國產(chǎn)化程度極低，使得日常無線網(wǎng)絡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)絡部隊等諸如“棱鏡”項目面前，我軍的基礎(chǔ)網(wǎng)絡和重要信息系統(tǒng)幾乎完全處于不設防狀態(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到8成。即使是國產(chǎn)的聯(lián)想、酷派等手機，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)

針對目前日常軍隊無線網(wǎng)絡安全性的問題，本文提出了兩種可行的改進方案，能夠在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，從防止無線信號被偵收和泄漏的角度實現(xiàn)日常狀態(tài)下部隊營區(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算密碼學的加密體制，早在20世紀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)學的理論分析。假設發(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)拿魑腗進行加密，得到密文S。在接收端，接收者通過密鑰K以及與加密算法相應的解密算法，我們用f-1標記，來進行解密，從而得到明文M。通過對加解密過程的觀察，可以得知，有兩個方法防止竊聽者從竊聽到的S中獲取明文M： 一個是竊聽者不知道密鑰K，另外一個是解密算法非常困難，竊聽者難以在有限的時間用有限的資源進行解密。基于這兩個方法，延伸出了現(xiàn)代通信系統(tǒng)中非常常見的兩種加密形式，一個是對稱密鑰加密，一個是非對稱密鑰加密。

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

物理層安全主要是利用特殊的信道編碼和無線信道的隨機特性使得秘密通信得以進行，它與現(xiàn)代密碼學不同之處在于，其安全程度并不依賴于Eve的計算強度，而是依賴無線信道環(huán)境的隨機特性。但是，從保密環(huán)節(jié)上來說，物理層安全與傳統(tǒng)的計算密碼學的安全卻有著本質(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)和信道的隨機性是安全通信的必要條件，正如現(xiàn)代密碼學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)代密碼學的加密原理是完全不同的，但是它們在實現(xiàn)框架上卻也能夠找到共同點。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)由于可以獨立于上層而單獨實現(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。另一方面，將物理層安全用來傳輸現(xiàn)代密碼學中的密鑰，也是增強系統(tǒng)的安全性的一種方法。

從實現(xiàn)的角度講，當前傳統(tǒng)的無線路由器等均使用了全向天線進行傳輸，有可能導致無線信號泄漏至營區(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，從而進一步降低失泄密的風險，這是物理層安全技術(shù)在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡中的應用改進。

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

此時人造噪聲設計對Bob沒有產(chǎn)生干擾的方向上均勻分布，從而實現(xiàn)了對目標用戶的正常信號發(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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的覆蓋，用戶可以方便地使用自己的手機、平板電腦等移動智能終端接收這些燈光發(fā)送的信息。該技術(shù)可廣泛用于導航定位、安全通信與支付、智能交通管控、智能家居、超市導購、燈箱廣告等領(lǐng)域，特別是在不希望或不可能使用無線電傳輸網(wǎng)絡的場合比如飛機上、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、無電磁干擾、節(jié)能、無需頻譜認證等優(yōu)點，帶寬是Wi-Fi的1萬倍、第四代移動通信技術(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報道，美軍已經(jīng)生產(chǎn)出軍用可見光網(wǎng)絡及相關(guān)設備，用于國防部等軍事機關(guān)和設施的高速無線網(wǎng)絡通信。由于可見光室內(nèi)傳輸光源直接指向用戶且傳輸距離遠小于傳統(tǒng)的微波無線通信，在不考慮人為主動泄密的情況下，可見光通信信號是無法截獲的，從技術(shù)上為通信的有效性和可靠性提供了強有力的支撐。

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

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（9）

1.通信的發(fā)展要求

隨著數(shù)字通信和計算機技術(shù)的時不斷發(fā)展，可以看出無線終端設備具有巨大的潛力。同時許多短距離無線通信的要求被提出，短距離無線通信與同長距離無線通信有很多的區(qū)別，主要如下：

（1）無線終端設備發(fā)射功率在小于幾微瓦。

（2）通訊的距離在幾厘米到幾百米之間。

（3）具體用途在小范圍區(qū)域內(nèi)使用。

（4）要方便，不用申請無線頻道。

（5）高頻操作。一個標準的短距離無線通信系統(tǒng)基本包括一個無線發(fā)射器和一個無線接收器。現(xiàn)在廣泛使用的無線終端技術(shù)的是紅外傳輸、藍牙、CDMA、GSMdeep等。它們都有各自立足的特點，或基于傳輸速度、距離、耗電量等特殊要求；或是著眼于功能的擴充；或是符合某些單一應用的特別要求；或是建立競爭技術(shù)的差異化等。但是沒有一種技術(shù)可以完美到足以滿足所有的需求。

2.通信的應用領(lǐng)域

2.1 紅外通信的通信

信道是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體。紅外通信一般有發(fā)送和接受兩個部分組成，其中發(fā)送端將基帶二進制信號調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào)，還原為二進制數(shù)字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈時調(diào)制（PWM）兩種方法。由于紅外線通信具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點所以紅外技術(shù)在家電、音響設備等方面得到廣泛運用。總而言之，紅外通信的實質(zhì)就是對二進制數(shù)字信號進行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。

2.2藍牙的應用

追根朔源，藍牙的創(chuàng)始人是瑞典的愛立信公司，藍牙（Bluetooth）技術(shù)，作為人們常用的一種短距離無線電技術(shù)，能夠方便地簡化上網(wǎng)本、筆記本電腦和移動電話手機等移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化以上這些設備與因特網(wǎng)之間的通信，從而使這些現(xiàn)代通信設備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙采用分散式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以及快調(diào)頻和短包技術(shù)，支持點兌點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHz LSM（即工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻段。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。采用時分雙工傳輸方案實現(xiàn)全雙工傳輸。藍牙無線技術(shù)規(guī)格供我們?nèi)虻某蓡T公司免費使用。目前許多行業(yè)的制造商為減少使用凌亂的電線，都積極地在其產(chǎn)品中實施此技術(shù)，以實現(xiàn)無縫連接、流傳輸立體聲，傳輸數(shù)據(jù)或進行語音通信。藍牙技術(shù)在2.4GHz波段運行，該波段是一種無需申請許可證的工業(yè)、科技、醫(yī)學（ISM）無限電波段。正因如此，使用藍牙技術(shù)不需要支付任何費用。但您必須向手機提供商注冊使用GSM或CDMA，除了設備費用外，您不需要為使用藍牙技術(shù)在支付任何費用。

2.3 CDMA的應用

CDMA（Code Division Multiple Access） 是在無線通訊上使用的技術(shù)，又稱碼分多址， CDMA允許所有的使用者同時使用全部頻帶，并且把其他使用者發(fā)出的訊號視為雜訊，完全不必考慮到訊號碰撞（collision）的問題。CDMA的優(yōu)點包括：CDMA中所提供的語音編碼技術(shù)，其通話品質(zhì)比目前的GSM好，而且可以把用戶對話時周圍環(huán)境的噪音降低，使通話更為清晰。另外CDMA通話技術(shù)還具有系統(tǒng)容量大，保密性強，通話穩(wěn)定等特點。CDMA之所以可以堅守手機之間的干擾，主要是利用展頻的通訊技術(shù)，不僅可以增加用戶的容量，而且手機的功率還可以做的比較低，這不但可以使使用時間更長，更重要的是可以降低電磁波輻射對人的傷害。CDMA帶寬可以擴展較大，還可以傳輸影像，這就是第三代手機為什么選用CDMA的原因。就安全性能而言，CDMA不但有良好的認證體制，更因為其傳輸?shù)奶匦裕梅执a多工，防止被人盜聽的功能大大地增強。目前CDMA系統(tǒng)正快速發(fā)展中。Wideband CDMA（WCDMA）寬帶分碼多工傳輸技術(shù)，為IMT-2000的重要基礎(chǔ)技術(shù)，將是第三代數(shù)字無線通信系統(tǒng)的標準。

3.通信的發(fā)展前景

當今社會，全球無線通信產(chǎn)業(yè)的兩個突出特點體現(xiàn)在：一是公眾移動通信持續(xù)保持增長態(tài)勢，一些國家和地區(qū)增勢強勁，但存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象；二是寬帶無線通信技術(shù)熱點不斷，技術(shù)知識更新較快，無線通信產(chǎn)業(yè)的研究和應用十分活躍。目前，我國的移動通信市場呈現(xiàn)持續(xù)快速增長的局面，截至9月底，移動用戶總數(shù)達到6.98億。考慮閑置的充值卡和一人雙機的情況，我國移動通信由于用戶普及率相對還比較低，仍有相當巨大和持久的增長空間。但我國的移動通信領(lǐng)域已進入了全面競爭的時代，GSM、CDMA乃至小靈通等網(wǎng)絡激烈爭奪用戶，這已導致了資費下降，用戶ARPU值下降的情況。目前我國的GPRS、CDMA、IX等2.5G數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展態(tài)勢不錯，并已逐步培育了用戶群。另外3G通信技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了技術(shù)試驗階段，并收到比較好的效果。

除傳統(tǒng)的公眾移動通信外，全球的寬帶無線接入領(lǐng)域近期研究和應用十分活躍，熱點不斷出現(xiàn)，給無線通信業(yè)界帶來了清新的空氣。這包括寬帶固定無線接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、WIMAX技術(shù)、UMB技術(shù)等等，呈現(xiàn)百花齊放的局面。這些技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，給整個無線通信產(chǎn)業(yè)注入了勃勃生機。

4.結(jié)語

如今，無線通信的發(fā)展處于主流地位，無線通信的技術(shù)必然朝著4G等技術(shù)發(fā)面發(fā)展，各種無線終端設備憑著各自的優(yōu)勢為用戶提供可靠、速度和更加優(yōu)勢的服務。但是對于整個無線通信產(chǎn)業(yè)而言，這些無線通信終端設備熱點技術(shù)都已日臻完善，相信在不久的將來，它們必會給我們的生活帶來新的變革。一體化的思路規(guī)劃和建設網(wǎng)絡，發(fā)揮各自不同技術(shù)，從而使多元素、多網(wǎng)絡一體化將是主導路線。而從大局發(fā)展，解決不同區(qū)域、不同用戶群對寬帶及業(yè)務的不同需求，達成無線通信網(wǎng)絡的整體優(yōu)勢和綜合能力。市場的多元化需求促進技術(shù)的發(fā)展，市場的激烈競爭加劇了無限終端設備的研究和開發(fā)。本文對這些熱點技術(shù)的介紹所作為及展望，希望能激起更多人對未來無線生活的憧憬。

【參考文獻】

篇（10）

一、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，并當眾展示了他發(fā)明的無線電接收機，那天俄國當局定為“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(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。

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，信息超遠控制技術(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的更新?lián)Q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(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機和通信技術(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，就是電子計算機和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標志。

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。

二、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)濟領(lǐng)域和國際經(jīng)濟的來往，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)絡的連接，通信技術(shù)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(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設備小型化、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、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(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)濟愈演愈熱，其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟領(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。

三、無線電通信技術(shù)之通信方法的拓新

21世紀無線電通信技術(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)適應未來社會生產(chǎn)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(shù)的缺陷，筆者認為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、藍牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進行嘗試，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，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)絡的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進作用，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，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，在無線應用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網(wǎng)絡傳送多種業(yè)務信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡與新興的計算機網(wǎng)絡融合，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

關(guān)于過渡電路交換網(wǎng)絡，IP網(wǎng)絡無疑是核心關(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)絡可持續(xù)性

無線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡設備如果沒有良好的配置和網(wǎng)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(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡的可靠性。

四、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)濟的推進作用，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)濟全球化的通信事業(yè)貢獻力量。

參考文獻

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

篇（11）

1、前言 

隨著我國應急救援體系的發(fā)展,消防部隊已逐步成為城市主要的應急救援力量,廣泛參與到自然災害、事故災難、社會安全事件等公共突發(fā)事件的應急救援處置中,并承擔了部分非緊急的社會救助任務。消防通信是消防部隊開展滅火救援行動的根本保障,是未來城市應急救援體系中信息通信的主要組成部分。美國911恐怖襲擊事件中警察和消防員未建立統(tǒng)一的通信手段而造成的慘痛教訓凸現(xiàn)出城市消防通信規(guī)劃的重要性,所以在城市消防規(guī)劃編制過程中合理規(guī)劃和部署消防通信的建設和發(fā)展,在規(guī)劃方針的指導下逐步建立和完善城市消防通信體系,是消防部隊在執(zhí)勤備戰(zhàn)和災害救助中全面發(fā)揮應急救援能力的根本保障。 

2、消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀 

消防通信規(guī)劃的編制主要由城市規(guī)劃設計單位和消防部門共同完成。由于城市建設和通信技術(shù)的高速發(fā)展,各地消防通信系統(tǒng)也在不斷的擴展和升級,消防通信建設所依據(jù)的《消防通信指揮系統(tǒng)設計規(guī)范》等規(guī)范文件的要求與目前的應用現(xiàn)狀相差較大,內(nèi)容滯后且不全面,對規(guī)劃編制的指導意義不夠充分,一些通信指揮系統(tǒng)雖已達到火災報警、火警受理、滅火救援通信調(diào)度等應用的基本要求,實際中卻不能滿足新形勢下消防部隊應急救援通信指揮的需求。并且由于消防通信規(guī)劃的專業(yè)性較強、技術(shù)要求高、涉及的領(lǐng)域廣泛繁多、基礎(chǔ)設施建設發(fā)展不均衡等方面的原因,使消防通信規(guī)劃的編制工作難以有效和深入開展,造成部分城市消防通信規(guī)劃的內(nèi)容空泛、缺乏深度、可操作性較差,不能切實有效的指導城市消防通信建設和發(fā)展。此外我國的應急管理體系建設起步較晚,部分消防通信規(guī)劃內(nèi)容僅片面集中于火災事故方面,缺乏城市應急救援總體發(fā)展的綜合考慮,造成消防通信建設與城市應急救援體系建設脫節(jié)。 

3、消防通信建設現(xiàn)狀 

消防部隊的信息通信建設按照公安部消防局信息化建設的總體規(guī)劃部署和具體要求展開,實施主要依靠當?shù)卣斦芸睢數(shù)毓膊块T和電信部門的通信網(wǎng)絡建設以及消防部隊自身的信息化裝備建設來完成,目前各級消防部隊均已形成了相對獨立的消防信息通信體系。以下將從基礎(chǔ)通信網(wǎng)、消防通信指揮中心、消防綜合業(yè)務信息系統(tǒng)等幾個消防規(guī)劃中涉及的重點方面具體展開論述。 

3.1 基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡 

基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡是消防通信和城市應急通信的基礎(chǔ)設施,網(wǎng)絡的建設直接決定了消防部隊的信息應用能力,所以基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡的發(fā)展是消防通信規(guī)劃的重點。目前消防部隊依托公安信息網(wǎng)、公眾電信網(wǎng)、無線超短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等多種通信網(wǎng)絡傳輸語音、圖像和數(shù)據(jù),形成了一套較為完整的消防通信網(wǎng)絡體系,以下歸納為計算機通信網(wǎng)、有線通信網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信和短波通信網(wǎng)等幾部分介紹。 

3.1.1 計算機通信網(wǎng) 

目前消防部隊各級單位均已接入了以公安信息網(wǎng)為基礎(chǔ)的計算機通信網(wǎng),這一網(wǎng)絡是消防部隊數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡,承擔滅火救援指揮調(diào)度、消防綜合信息管理等大部分信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞,并可實現(xiàn)ip語音電話和視頻傳輸?shù)榷嗝襟w應用。為保證調(diào)度指揮等重要信息的可靠傳遞,部分節(jié)點間還建立了指揮調(diào)度專線和備份網(wǎng)路。在消防通信規(guī)劃中應按照當?shù)毓残畔⒕W(wǎng)和消防部隊自身信息通信的建設情況以及各級消防部隊的信息通信需求,合理規(guī)劃消防計算機通信網(wǎng),確保網(wǎng)絡的全面接入和可靠暢通。 

3.1.2 有線通信網(wǎng) 

有線通信網(wǎng)包括報警電話接入和報警信息查詢專線、指揮調(diào)度專線、辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)等通信網(wǎng)絡,是城市各級消防隊站獲知災害事故發(fā)生和傳遞調(diào)度指揮命令的基礎(chǔ)信息通信網(wǎng)絡。其中報警電話接入專線是用于接受公用電話網(wǎng)的報警和城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)的火警信號及相關(guān)信息的通信線路。報警信息查詢專線是用于獲取報警電話的位置、裝機人身份等信息的數(shù)據(jù)專線。指揮調(diào)度專線是用于連接火警受理終端、各消防站以及各相關(guān)聯(lián)動單位的通信專線。辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)是消防部隊內(nèi)部各級部門之間和與公安機關(guān)之間通信的辦公電話網(wǎng)。有線通信網(wǎng)是傳統(tǒng)的消防通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡,目前各城市基本完成了消防有線通信網(wǎng)的建設,在消防通信規(guī)劃中應以未來網(wǎng)絡容量和性能的改進及發(fā)展等內(nèi)容為主,確保消防有線通信網(wǎng)的完備可靠,保證消防部隊對災害事故快速響應和出動調(diào)集命令的有效傳達。 

3.1.3 無線通信網(wǎng) 

無線通信是消防部隊在滅火救援展開和進行過程中用于災害現(xiàn)場信息傳遞的主要通信方式。目前各級消防部隊普遍配備了用于現(xiàn)場通信的350mhz超短波無線常規(guī)通信設備,并利用轉(zhuǎn)信臺擴展網(wǎng)絡覆蓋的范圍。大部分城市還依托當?shù)毓矡o線集群通信系統(tǒng)建立了消防集群通信網(wǎng),北京、上海等地還建設了具備網(wǎng)絡容量大、通話質(zhì)量高、應用功能多等特點的數(shù)字集群通信網(wǎng)。消防部隊以超短波無線通信為基礎(chǔ)構(gòu)成了由城市消防通信指揮網(wǎng)、現(xiàn)場指揮網(wǎng)和滅火救援戰(zhàn)斗網(wǎng)組成的三級無線通信網(wǎng)絡,并且利用gprs、cdma、3g等公眾移動通信技術(shù)以及超短波、微波數(shù)傳設備等多種手段建立無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),用于傳輸滅火救援現(xiàn)場的圖像和數(shù)據(jù)信息。此外公眾移動電話網(wǎng)也是消防部隊重要的輔助通信手段。合理規(guī)劃城市消防無線通信網(wǎng),構(gòu)建可靠的無線通信體系是消防部隊在滅火救援過程中戰(zhàn)斗力有效發(fā)揮的根本保證。 

3.1.4 衛(wèi)星通信和短波通信 

在地震、泥石流等大型自然災害救援或野外應急救援中,依賴中繼站的常規(guī)無線通信網(wǎng)往往會受到傳輸距離和范圍、電力供給、極端環(huán)境影響等方面的局限,不能滿足消防部隊信息通信的需要,此時衛(wèi)星通信和短波通信等應急通信方式成為救援現(xiàn)場最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已對消防衛(wèi)星通信體系做出總體的規(guī)劃和部署,并推進消防衛(wèi)星通信網(wǎng)的建設,一些城市的消防部隊先后配備了“動中通”衛(wèi)星通信設備、便攜衛(wèi)星站、短波電臺等應急通信裝備,在玉樹地震和舟曲縣特大泥石流等自然災害救助和部分大型跨區(qū)滅火應急救援中顯現(xiàn)出極強的應急通信保障能力。消防衛(wèi)星通信和短波通信是應急通信體系中的重要部分,是城市有效抵御極端災害的基礎(chǔ)保障設施。

3.2 消防通信指揮中心 

消防通信指揮中心是消防部隊信息通信和作戰(zhàn)指揮的中樞,具有受理報警、滅火救援指揮調(diào)度、信息情報支持等功能,負責火災及其它災害事故的接處警受理和消防救援力量的調(diào)度指揮。按照公安部“三臺合一”的要求,目前我國大部分地級以上城市均已設置了包括治安、交通、消防在內(nèi)的接處警指揮中心,建立了統(tǒng)一的集中受理和多部門聯(lián)動的接處警平臺,一些城市還進一步將醫(yī)療救護、安全生產(chǎn)等應急救援相關(guān)的領(lǐng)域納入其中,并形成城市綜合應急救援指揮中心。部分通信指揮中心還具備使用手機定位技術(shù)和gis技術(shù)確定報警人的位置、使用短信平臺受理報警、即時監(jiān)控救援力量的行動狀態(tài)、通過圖像監(jiān)控系統(tǒng)獲取災害發(fā)生區(qū)域的現(xiàn)場狀況和交通狀況等功能。在消防通信規(guī)劃中應針對本地的實際情況,綜合考慮未來城市應急救援體系的發(fā)展,確定消防通信指揮中心的建設發(fā)展方案。

移動消防通信指揮中心是設置在專門的通信指揮車中并集成了消防通信指揮相關(guān)功能的移動指揮平臺,通常包括調(diào)度指揮臺、輔助決策信息系統(tǒng)、多種無線通信系統(tǒng)、火場圖像系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、現(xiàn)場廣播、供電及照明等其他輔助設備,是眾多救援力量參與的復雜災害事故處置現(xiàn)場中通信指揮的關(guān)鍵因素。按照城市規(guī)模和應急救援體系的建設情況,配置不同功能組件和不同移動及通信能力的消防通信指揮車是消防通信規(guī)劃中的重要問題。 

3.3 消防綜合業(yè)務信息系統(tǒng) 

消防綜合業(yè)務信息系統(tǒng)是包括了滅火救援指揮、消防監(jiān)督管理、部隊管理和消防公眾服務等多種應用功能的信息系統(tǒng)集成,是消防通信中應用軟件的主要部分。按照消防部隊信息化建設總體規(guī)劃和部署,各級消防部隊將逐步推廣和應用包括消防基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺、消防公共服務平臺及各消防綜合業(yè)務信息系統(tǒng)等部分的一體化業(yè)務平臺。目前各地統(tǒng)一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步開展了消防監(jiān)督管理、部隊管理和公眾服務等信息系統(tǒng)的推廣和應用,而對于消防基礎(chǔ)信息平臺、滅火救援指揮系統(tǒng)等面向滅火救援指揮和管理的信息系統(tǒng),因受到基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫和通信基礎(chǔ)設施建設情況的局限,各地的應用程度差異較大。在消防通信規(guī)劃中,應將建立和完善城市地理信息、火災風險信息、危險源信息、水、電、生產(chǎn)、醫(yī)療救護信息等內(nèi)容的城市應急救援基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫,以及按照城市應急救援的具體需求開展消防指揮調(diào)度系統(tǒng)、消防指揮決策系統(tǒng)、重大危險源評估系統(tǒng)、模擬演練等系統(tǒng)的應用納入到消防通信規(guī)劃中重點建設。 

4、未來發(fā)展趨勢 

隨著信息通信技術(shù)的高速發(fā)展,眾多高性能的通信技術(shù)將逐步應用于消防通信領(lǐng)域中,不斷推進消防通信的發(fā)展。目前第四代移動通信技術(shù)已進入實驗性應用階段,在不久的將來勢必將成為消防通信體系中高質(zhì)量傳輸數(shù)據(jù)信息的重要手段。信息通信硬件設備的發(fā)展,使信息通信裝備的通信性能和移動性能不斷提升,設備成本將更加低廉,未來隨著多媒體單兵信息裝備的深入應用,使災害救援現(xiàn)場各級指戰(zhàn)員具備強大的信息通信能力,數(shù)字集群通信、衛(wèi)星通信、微波數(shù)據(jù)通信等通信設備也將廣泛裝備到各級消防部隊中,逐步成為普遍配備的常規(guī)通信手段。隨著城市災害聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設,消防通信指揮中心可以智能感知火災等災害事故的發(fā)生并及時獲取相關(guān)災情信息,極大的提高消防部隊對災害事故響應能力。此外物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)、ad hoc網(wǎng)絡等應用于消防領(lǐng)域,可以即時、全面、深入的獲得滅火和應急救援現(xiàn)場的災情狀況和救援實力狀況,實現(xiàn)天空地一體的消防通信體系和數(shù)字化指揮調(diào)度體系。在消防通信規(guī)劃中,應結(jié)合未來通信新技術(shù)的發(fā)展,合理規(guī)劃和部署城市消防通信建設。 

5、問題和建議 

消防通信的發(fā)展應與城市應急救援體系各方面的發(fā)展情況及相關(guān)領(lǐng)域的具體情況協(xié)調(diào)統(tǒng)一。由于通信技術(shù)的發(fā)展速度較高,消防通信規(guī)劃編制中應準確預見未來城市消防通信的需求,在首先確立適合消防通信發(fā)展總體框架基礎(chǔ)上靈活的選擇兼容性好、生命力強并具備開放和統(tǒng)一標準的技術(shù)和設備,有效避免重復建設,并盡量降低系統(tǒng)升級換代和改造的成本。發(fā)展中還應重視基礎(chǔ)通信設施建設,切忌盲目追求新技術(shù)和熱點技術(shù)。可靠度和抗災能力是消防通信系統(tǒng)中不能忽視的問題,應充分考慮應急狀況下缺乏電源供給、設備損壞、大量用戶占用等特殊情況的系統(tǒng)運行,合理劃分系統(tǒng)中緊急與非緊急應用的分工、采取冗余和備份設計、增設應急狀態(tài)的專用模式等手段提高系統(tǒng)可靠程度和對災害的抗擊能力。此外消防通信系統(tǒng)設計中還應充分考慮到互聯(lián)網(wǎng)、公安網(wǎng)、公眾話務網(wǎng)、政務網(wǎng)等多個獨立通信網(wǎng)絡中各種系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的融通,設計中應盡量將系統(tǒng)各具體應用建立在統(tǒng)一的平臺和網(wǎng)絡中,并采用一些安全穩(wěn)妥的連接手段,共享和交換各網(wǎng)絡間的信息數(shù)據(jù)。 

參考文獻 

[1] gb50313.防通信指揮系統(tǒng)設計規(guī)范[s]. 

張昊.論重特大災害消防應急通信技術(shù)[j].消防科學與技術(shù),2011,30(2):132-136