无线数据通信（精选12篇）
无线数据通信 篇1
无线数据通信是通过无线电波传送数据信息的一种通信方式。它是在有线数据通信的基础上发展起来的, 能实现移动状态下的数据通信。数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式, 主要是用来实现人与计算机以及计算机与计算机之间的通信, 原来的数据通信是固定式计算机通过电信传输线路实现的, 无线数据通信系统是地面有线数据通讯网的延伸和补充。
1 目前广泛使用的互联网无线传播的方式
1.1 WI-FI
Wi-Fi (wireless fidelity) , 在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”, 实质上是一种商业认证, 同时也是一种无线联网技术。目前采用的是802.11b标准, 理论数据速率可达11Mbps, 覆盖范围从100-300米。
Wi-Fi上网可以简单的理解为无线上网, 实际上就是把有线网络信号转换成无线信号, 使用无线路由器供支持其技术的相关设备的接收。手机如果有Wi-Fi功能的话, 在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过手机运营商的数据流量上网。但是Wi-Fi信号也是由有线网提供的, 比如家里的ADSL啊, 小区宽带啊之类的, 只要接一个无线路由器, 就可以把有线信号转换成Wi-Fi信号。
1.2 GPRS
通用分组无线服务技术 (General Packet Radio Service) , 它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。
GPRS经常被描述成“2.5G”, 也就是说这项技术位于第二代 (2G) 和第三代 (3G) 移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道, 提供中速的数据传递。
1.3 3G技术
第三代移动通信技术 (3rd-generation, 3G) , 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统, 目前3G存在四种标准:CDMA2000, WCDMA, TD-SCDMA, Wi MAX。
3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升, 它能够在全球范围内更好地实现无线漫游, 并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式, 提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。
1.4 LTE
LTE (Long Term Evolution, 长期演进) 项目是3G的演进, LTE并非人们普遍误解的4G技术, 而是3G与4G技术之间的一个过渡, LTE的研究, 包含了一些普遍认为很重要的部分, 如网络时延的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。
2 对于无线通信未来发展与普及的展望
挣脱线缆的束缚, 无线带给人们的是一种更方便, 更自由的上网体验, 不可避免得会成为未来数据通信方式的主流。
2.1 对于技术的发展
对于广大普通消费用户而言, 最关心的问题仅仅在于数据传输速率和传输稳定性上, 目前技术的发展也是顺应了这个趋势, 并且, 将长时间得按照这个趋势发展下去。就目前而言, 在中国的大中城市, 3G技术已经比较成熟, LTE技术将是下阶段发展的重点, 在LTE技术下实现全球移动技术的无缝覆盖, 并与其他技术实现互补宽带化是无线技术能否被广泛接受的重中之重。
2.2 对于城市的无线布局
城市的无线化程度, 也是一座城市发达程度的体现, 如何合理得布局, 也是不得不重视的一个问题。布局互补性是尤其要注意的问题, 不仅要注意到无线与有线的互补, 更要注意到不同无线技术间的互补。比如有线通过无线路由器与WI-FI技术的结合, WI-FI技术与3G通信技术的结合。根据不同的接入技术的不同的覆盖范围、技术特点和接入速率, 在不同覆盖范围或应用区域内, 各种宽带无线技术与移动通信网络形成有效互补, 可实现近距离的超高速无线接入, 可解决中距离的较高速数据接入。
2.3 对于运营商
技术的发展依赖与广大的用户群体, 只有将技术研发和市场推广相结合, 才能真正做到无线通信技术的普及, 这样, 就要求运营商能够迅速, 经济的向用户提供各种数据业务, 智能化是对运营商提出的要求。我们希望, 有越来越多的人可以享受到无线通信所带来的便利。
2.4 其他
在未来的发展过程中, 多网融合也是大势所趋, 无线与有线的融合, 计算机网络与通信网络的融合, 这都为无线数据通信的发展提供了新思路。
随着社会的发展, 技术的进步, 无线数据通信将在人们的日常生活中占据越来越多的比重, 宽带化, 智能化, 互补化, 融合话将是大势所趋, 无处不在的网络环境, 格外稳定的网络架构, 越来越快的网络速率, 这将是目前无线数据通信技术的发展潮流。
摘要：自从1994年中国获准加入互联网以来, 发展至今, 互联网已经成为了很多人生活中不可或缺的一部分了, 在早期的家用设备中, 网线是人们获取网络数据的唯一途径, 近年来, 随着个人便携移动设备的不断更新, 智能手机, 平板电脑等新兴产品的普及, 无线数据通信技术渐渐在社会中普及, 受到越来越多人的青睐。本文立足于对于无线数据通信技术介绍, 并对未来无线技术的发展与普及做出展望。
关键词：网络,无线,数据通信,发展,展望
参考文献
[1]百度百科, 无线数据通信系统, 2013年7月.[1]百度百科, 无线数据通信系统, 2013年7月.
[2]商政伟, 王传富.无线通信技术热点及发展趋势.2013年6月.[2]商政伟, 王传富.无线通信技术热点及发展趋势.2013年6月.
无线数据通信 篇2
一、铁路通信现代化
近十年来,以现代信息技术为核心的高新技术发展为世界铁路注入了新的活力,使铁路在与其它现代交通运输方式的竞争中,重新振兴,进入新的发展时期。
铁路通信是铁路信息化的基础设施,也是提高铁路客货运输服务质量、管理水平和实现铁路现代化及使铁路面向市场的重要手段。建立现代的通信系统,在拓展铁路运输市场、满足用户要求、提高运输效率和服务质量、降低运输成本、优化宏观决策等方面都发挥了很突出的作用。
在20世纪70年代以前,铁路通信网以传统的电话网为主,广泛采用频分复用技术。自从80年代以后计算机技术引入铁路,并与铁路通信与信号处理技术相结合,构成各种铁路运营和管理信息系统,相应地铁路通信网在完善电话网的同时,主要发展数据通信网,使铁路通信开始迈入数字传输的时代。随着铁路非话业务的日益增长,从90年代开始积极研究和开发铁路综合业务数字网(ISDN),传输铁路多媒体信息。
铁路数据通信网是现代铁路通信的核心,它专门为铁路传输交换与收集分配各种运营管理和调度监督等自动化系统的数据,并实现数据一次实时输入,同时按需分发给各种铁路信息系统公用,达到数据资源共享,实现铁路运营管理和列车运行监控的自动化。目前,世界发达国家的铁路数据传输网都已经建立,并投入运用。例如美国的AAR数传 网已用于北美三国(包括加拿大和墨西哥)的铁路运营管理系统、铁路远程信息网络系统、铁路货车档案系统等,并支持北美铁路的电子商务应用。近年来,美国铁路公司的调度中心已经实现计算机化和综合集成化,实现统一调度,它也是基于高速率的数字通信网络。又如法国国营铁路建立的RETIPAC数据网已用于全路联网的客票预定系统、货车管理系统、货运商务管理系统、货车维修管理系统等,它与法国邮电的公用数据网相连通。日本的铁路数据网早在70年代就已建成,已用于全路联网的客票预定、快货运行自动化、集装箱运输自动化、新干线综合自动化、基建管理自动化和编组站自动化等系统，数据量大，传输速率高，并与日本的ISDN网互联。在欧洲各国铁路利用公用数传网相连，建立起泛欧铁路互联数据传输网，称为EURADAT网，目前已有20多个国家参加，采用统一的通信协议和规程。
铁路综合业务数字网（ISDN）是铁路通信网发展的必然趋势，也是铁路实现信息化的基础。近年来，不少国家积极研究和开发铁路ISDN网，例如日本铁路部门提出四步实施计划，即由模拟制式过渡到模拟和数字兼容，再过渡到数字制式，最终建立综合的铁路ISDN网,估计在21世纪初就能实现。德国铁路在80年代就确立了铁路通信数字化和综合化的目标，90年代初完成长途通信干线数字化，并建立数字传输扩充网（INF），进而实现数字移动通信，它们都综合到德国铁路的ISDN网内。瑞士铁路的ISDN网预计在2003年实现,它与铁路ISDN网相连,从而扩大到泛欧铁路的综合业务数字网。
铁路移动无线通信网是铁路ISDN网的一个重要组成部分,它是移 动体接入的主要方式，实现地面对列车的实时远程指挥控制和监视运行，并可与司机直接对话，因此实现固定点与移动体、或者移动体与移动体之间的不间断实时通信联络。目前，日本新干线移动通信网与铁路有线网相连可以提供调度运输业务；并与邮电网相连，可提供公众电话、传真和数据通信。通过移动无线网,使调度中心不但了解列车运行位置和列车设备运用状态等信息，还可以向旅客传送通知、新闻等文字信息显示。德国新研制的移动无线网与铁路和邮电的有线相连，实现行车调度合理化和现代化，提供直拨电话、图文通信等业务给旅客使用。泛欧铁路采用数字蜂窝无线网（GSM－R）建立起欧洲列车控制系统（ETCS）和欧洲铁路列车管理系统（ERTMS），它接入泛欧铁路综合业务数字网内，可用于对泛欧铁路上列车运行的控制和监视，并作故障记录，性能相当稳定可靠。美国研制的先进列车控制系统（ATCS）也是引入蜂窝无线系统，但它采用更加先进的扩频码分多址（CDMA）技术，不仅它的系统容量要比GSM大几倍（决定于扩频增益），而且抗干扰能力更强,因而提高了列车运行的安全性和可靠性。
二、集群移动通信
无线移动通信实现了移动用户与固定用户、移动用户与移动用户之间的实时通信联络，因此得到社会各行各业以及广大用户的青睐。一般来说，向社会群众开放的移动通信，称之为公众移动通信系统，如邮电通信部门所属的企业。另外一类就是属于某一部门或单位内部的移动通信，称之为专用移动通信系统，通常是不对社会用户开放，但是在某些特殊场合也可以两者兼用、以专用为主。无线移动通信根据系统规模和覆盖范围大致可以分为三类，即大区制、小区制和中区制移动通信系统。大区制的业务区半径一般为20公里左右，亦可大到60公里以上，决定于天线高度和发射功率。它的系统容量因受同频干扰的限制一般较小，约为几十至几百个用户，应视地理环境设计而定；但随着多频共同和频率合成等新技术的应用，一个大区制的移动通信用户也可达到几千甚至万户以上。大区制移动通信系统通常采用集群通信方式,它有多个无线频道(每个频道又有许多频率点)按相等可用原则供用户自动选择,当用户搜索到空闲频道时,该次呼叫就告成功;但也可由基站控制终端,利用专用呼叫频道进行分配,此时呼叫成功率较高,但设备利用率却有所下降。
与大区制完全不同的是小区制移动通信系统,它是将业务区划分成若干蜂窝状小区(或微小区),小区的业务半径大致为1.5到15公里,而微小区的半径甚至不到1公里,因此小区制移动通信是依靠蜂窝结构来工作的,通常称为蜂窝通信系统,它每隔2或3个小区就可以重复使用无线频率,因而小区制移动通信系统的容量就很大,通常都在百万用户以上,适合于为广大社会群众服务的公众移动通信系统。
由此可见,小区制移动通信属于大容量、公众移动通信系统,而大区制移动通信则属于小容量、专用移动通信系统;前者采用蜂窝式,后者则采用集群式进行通信运作。至于中区制移动通信则介乎大区制、小容量和小区制、大容量之间,其业务区半径大致为15公里到30公里,系统容量在1000到10000用户之间;其工作方式可以采用集群式、也可以采用蜂窝式,应视业务特点和需求设计而定,因此它可被视为中容 量移动通信系统。目前,在铁路、交通、水利、公安、消防、以及党、政、军事机关内部广泛使用中、小容量的集群移动通信系统,以便适应它们各自的业务需要,而向社会开放的公众移动通信系统大多采用大容量的蜂窝移动通信系统。
所谓”集群”是指多个无线频道为众多的用户所共同,因此集群通信系统就是通过频率共用来缓解频率资源紧缺的矛盾。另外,它又通过将基站集中使用、统一控制,有效地降低了用户建网费用,真正做到统一设置、集中管理,频率共用、按需分配信道,共用业务覆盖区、共享时间、共享通信业务、共同负担费用等一系列优点,是一种多功能而又廉价的先进的自动拨号无线移动通信系统。
集群移动通信的网络结构通常是链状结构,它是由基本系统的单区网叠加而成区域网,并随着业务需求的发展设计成为全国网,其中基本系统可以设计成为单基站或者多基站。在构成区域网时要增加一个具有交换控制功能的区域管理器,以便实现整个区域的系统管理、处理越区登记和自动漫游等功能。图1就是一个多区域控制的网络结构,其中BS为基站、PSTN为公众电话交换网、PABX为单位内部的小交换机。
集群移动通信的控制方式有两种,即专用控制信道的集中控制方式和随路信令的分布控制方式;前者由系统控制器来实现,而后者无系统控制器。相对于一般的无线移动通信系统来讲,集群移动通信的控制功能复杂,要求信令的种类多,信令产生和处理的速度要求快,例如一个信令的传输时间应在几十或者几百毫秒之内,这样才能使系统的接 续时间符合技术指标要求。
性能良好的集群移动通信网可以实现移动台位置登记、用户动态重组、丢失或被盗台的禁用、通话计时计费、移动台越区自动切换频道、以及强插、强拆、同播和接入公众网等功能,因此它比公众移动通信网的功能还要强,有时也可设计成公众与专用合一的无线移动通信网。
就通信业务而言，集群移动通信主要用作专业调度网，因此其基本业务是通话，但也可以兼作状态信息、控制信息等数据传输和传真业务。其主要呼叫终端是调度台、移动用户或PABX、PSTN用户, 后者与控制中心的连接是通过光缆或电缆，因此集群移动通信包括无线与无线，或者无线与有线之间的通信联系。根据业务需求，集群移动通信的呼叫类别可以有多种选择，如个别呼叫、组呼（或群呼）、系统全呼（广播呼叫）等，系统内的用户要按级别划分，其中紧急呼叫为最高优先级别，其次是首长呼叫或调度台呼叫。对于区域网的用户在开机时就定期向系统自动登记，当用户跨越基区时可以自动漫游。
下面是我国铁路集群移动通信网的简要情况，其网络结构已如图1所示，在分局（或路局）所在地设置集群移动交换机（即控制中心），在铁路沿线设置基站（一般是车站所在地），移动通信交换机的容量和基站的信道数量要根据用户数量和话务量多少来定，在基站与控制中心之间用电缆或光缆连接。该系统采用异频双工制式，工作频段为450MHZ，在单区内的信道数少于10个，当信道数目超过12个时，可以组成多区域网络结构。在单区内采用随路信令的控制信道方式，当组成多区域网络时可采用专用控制信道方式。经统计，该系统在正常情况下无线频道的呼损率小于10％，用户的呼叫成功率达到90％，超过了美国EIA的陆地移动通信标准。
三、无线调度通信
在铁路、交通、电力、水利及工矿企业等部门都有专门运作调度业务的通信系统，称之为调度通信。它可分为有线和无线两大类，前者是面向固定点对固定点的调度通信，而后者则是面向固定点对移动点、或者移动点对移动点的调度通信。但在覆盖范围大的调度通信系统内往往既有有线、又有无线部分，人们统称为调度通信。对于铁路、交通等运输部门，则以无线调度通信更为重要，因为这些部门的移动台数量多，组网比较复杂。
简单地说，调度通信的功能主要是采集有关业务数据，并传输给调度员或中央控制中心；与此同时，调度员或控制中心还要向调度区内的用户终端发布控制信息和警告信息，以便实时调整业务状态达到最佳。以铁路调度通信为例，分局（或路局）调度员要及时了解各趟列车的行车信息，如车次、车种、列车等级、运行时间、停靠时间、列车到发间隔时间等，这些信息可从车站值班员（或司机）那里，通过通信传输了解到，这就是采集数据。随后，调度员要根据情况在原有运行图的基础上进行必要的灵活的调整，再把调整后的信息通知车站值班员（或司机），以便合理地安排进路和控制运行时间。当然，这些工作可以由人工操作来完成，也可以用计算机来辅助操作，但调度员决不可缺少，计算机只是起到减轻调度员的工作负担，以及发挥某 些延伸功能。显然，铁路调度通信对于保证运输安全、提高运输效率起到十分重要的作用，特别是在紧急情况下更为重要。
但是原有的我国铁路调度通信比较落后，就拿无线列车调度来说，它不仅功能简单，而且传输不可靠。它本质上属于同频对讲系统，只要符合频点就可以在该系统内进行通信，因而不但存在严重的同频干扰，而且缺乏保密性，有时还会产生强信号抑制弱信号的阻塞现象，造成通信中断。另外，原有的无线列调功能单一，主要是通话业务，不能适应列车自动控制(ATC)的需求，因为后者要求传输其它列车数据，如机车车况、车辆轴温、行车控制等信息。但是随着集群通信技术的发展和应用，采用集群式无线调度通信已成为必然趋势。铁路集群式无线调度通信具有多信道、大容量、满足多种通信业务需求等特点的综合移动通信系统，它是适用于铁路运输现代化的先进的无线调度通信系统，因此铁路部门领导已明文规定在已建立集群调度通信的地区，一般不再发展各单位专门的单一功能的无线通信系统，如工务、巡道、电务维修、施工抢险、以及用于调车、列检、客货服务指挥等无线专用通信，但公安单位除外。
铁路集群调度通信的主要业务内容是个别选呼、组呼、群呼和各种信息数据传输，系统采用集中控制信道方式，能够满足强拆、强扦、动态重组、跨区调度和系统联网、自动漫游等需求。目前，我国铁路上采用的是美国摩托罗拉公司生产的Smartzone模拟集群通信设备，它符合公开信令标准MPT137，以保护系统设备的通用性，便于维护。它用于无线列调的工作频段是457－468MHZ，用于站调的是413－ 419MHZ；笼统地讲就是在450MHZ频段内工作，目前在繁忙干线上已经建成集群调度通信网的有京广、京沪、京哈、陇海、京
九、京秦等多个区段，共计1万公里左右，基本上适应这些干线的运输生产需要。在积累使用经验的基础上，还准备进一步发展数字集群调度通信，以扩大其功能，特别是引入先进的数字集群通信设备，以便加速形成铁路数字移动通信体制，推动行车指挥自动化和列车自动控制技术的发展和应用。现有以欧洲推出的TETRA为代表的数字集群通信产品，它是建立在泛欧数字移动通信GSM体制基础上开发的，用于欧洲铁路控制系统（ETCS）内的铁路专用通信设备，估计到21世纪初期具有公开信令标准的TETRA数字集群调度系统将会以极快的速度占领铁路市场，有关部门正在考虑和规划之中。
虽然数字集群与模拟集群通信相比具有很多优点，例如系统容量大、频谱利用率高、调度指挥功能强，特别是可以传输多种媒体业务，如话音、数据、图象等，实现声、光、电俱全的多媒体调度通信。但是，由于在研制开发初期的成本比较高、因而价格昂贵；同时性能尚不够稳定、使用经验尚不成熟，这些都构成不能马上推广应用的原因。因此，目前采用技术较为成熟的模拟集群调度通信仍不失为明智之举，图2 就是一个铁路区段集群调度通信系统的例子，其中包括控制中心、基站、车载台等设备。
该系统的控制中心到基站是用光缆连接,其它部分是无线移动通信。集中控制功能就设在分局调度所的控制中心,除了能实现单呼、群呼、全呼和电台互联外,还便于对系统实现集中控制和统一管理。因此 它有较强的指挥调度能力和管理控制能力,还具有自我管理能力,即不间断地进行自检和诊断。它的组网能力也很强,实现按优先级呼叫、动态分配信道, 通话限时、自动关闭非法用户、系统话务统计、故障诊断与弱化、快速信令、自动回叫、紧急呼叫等一系统调度通信功能。另外,它具有传输短数据业务的能力,如时间、地点、车速等信息以及简短的调度命令;至于长数据业务可以利用通话间隙时间分组传输,而短数据业务可利用控制信道。根据铁路的具体情况,要求电台发射功率固定,例如基地台为20瓦、车载台也是20瓦、手持台(手机)则为5瓦。另外,在区间优先级的设定为调度员对司机是一级, 司机对车站是二级;在站场优先级的设定为调车长对司机是一级,调车长对调度员是二级。经使用表明,该系统联网后可以实现自动漫游功能(依靠基站和控制中心),在调度网内的传输质量达到规定要求,如信噪比不小于20分贝,在连接市话网时甚至达到不低于29分贝。在基站的控制单元内设有数据库,它存储有关用户的资料,司机在出乘前要设定车次识别号码,并由基站传送到控制中心。其它功能要求;应在系统设计时统一考虑。
四、GSM－R标准
GSM（Global System for Mobile Communication）是欧洲标准化组织ETSI提出的一种数字蜂窝移动通信标准，它的构想起源于1982年，由欧洲邮政与电信大会（CEPT）的移动通信特别组负责，并在ETSI的技术委员会领导下具体制定GSM的标准化工作。它的第一代产品是GSM phase 1，于1992年结束，接着是GSM phase 2，也于1994年结束；现在是采用GSM phase 2＋。据统计，到1999年9月全 球已有129个国家或地区的350 个运营者采用GSM标准，占全球所有移动电话用户的64％。我国的GSM用户已达2800万，成为目前我国数字移动电话的主流模式,并已与48个国家和地区开通国际漫游。
GSM的工作频段是900MHz ,移动端发送频率为890－915MHZ（基站接收），基站发送频率为935－960MHz〔移动端接收〕。但为了弥补在城市中漫游时可能产生的盲点，现已开发1800MHz 频段作GSM用，并实现GSM双频手机，它在两个工作频段内自动切换，以保证通信质量。通常GSM工作在900MHz频段，当网络阻塞或信号减弱时切换到1800MHz频段，从而增加系统容量，并减少掉话率。
GSM的主要业务包括用户终端业务、承载业务和补充业务三大部分，其中用户终端业务是最基本的。用户终端业务包括通话、短消息服务（SMS）、传真和语音信箱；承载业务则包括300、1200、2400、4800、9600bps速率的分组数据传输；补充业务有很多，如主呼号码显示（CLIP）、主呼拒绝显示（CLIR）、呼叫转移（CFU）、呼叫等待（OW）、锁闭呼出（BAOC）等。
GSM标准的载波间隔为200KHz，采用ACELP语音编码方式，其编码速率为13kb/s，调制方式采用GMSK，调制速率为270千波特。GSM采用时分多址CDMA方式，每帧分为8个时隙，在通话时每个用户只允许占用一个时隙，而在分组交换时允许一个用户分配多个时隙。GSM的帧结构有四个层次，即帧（Frames）、复帧（Multiframes）、超帧（Supperframes）和高帧（Hyperframes）；其中帧由8个时隙组成，长4.615ms；复帧有26复帧（12ms）和51复帧〔235ms〕两种；超 帧由2651个帧组成，长6.12s；高帧由2048个超帧组成，长3小时28分54秒左右。
GSM的逻辑信道分两种，即业务信道和控制信道，前者传输编码语音或用户数据，后者传输信令或同步数据。GSM 的控制信道又分广播信道和公共控制信道两类，前者作为频率校正、时间同步、广播控制、分组广播控制等用途；而后者可作寻呼、随机接入、接入允许、通知信道等。
目前双频工作模式的GSM phase 2＋已经变成全欧数字移动通信的标准模式，正在向第三代移动通信UMTS过渡，并与国际电信联盟（ITU）制定的IMT－2000标准靠拢。作为一种过渡标准采用GPRS（General Packet Radio Service），它是在GSM原有网络结构的基础上增加了2个网络节点〔SGSN和GGSN〕，理论上可为用户提供高达170kb/s以上的分组数据服务，实际上可达115kb/s，基本满足传输多媒体业务的需求。最近又推出EDGE（Enhanced Data rate for Global Evolution）标准，它采用8PSK调制方式，将GPRS原来170kb/s速率提高到384kb./s，并实现GSM 网络漫游，更加接近第三代移动通信的要求。
GSM－R与GSM在网络的网元结构、标准接口上都没有大的区别，主要区别在于根据铁路通信网的特殊性，如功能编号、紧急状况处理、定位信息应用、控制调度信息等，引起网络结构和规划方面要作相应调整。GSM－R的工作频段与GSM相同，876－915MHz用于移动端（基站接收）、921－960MHz用于基站（移动端接收）。GSM－R是欧洲铁路未来的数字移动通信标准，它已得到欧洲议会的通过，并已有超过30个成员国参加。GSM－R的优点是它具有ISDN特性，可支持众多应用，包括多媒体业务和调度作业。另外，它在欧盟各国铁路间具有互操作性、有效利用资源（包括频点和网络资源）、具体开放性、便于推广应用和维护、降低成本等优势。GSM－R在铁路上的应用可归纳为下列几种：
1、在铁路信号方面的应用，包括自动列车控制（ATC）和远程控制进路等；
2、与列车有关的语音通信，包括列车调度、应急广播、编组调车、工务维护、列车间通信等；
3、局域网和广域网通信，它们与行车有关的调度指挥；
4、面向旅客的信息服务，如预售票、时刻表、电子商务等。
GSM－R已在法国、德国、意大利等欧盟国家试验运行，其结果是相当满意的，在高达500km/h的车速下可以实现无缝通信，切换成功率高达99.5%，并能保证隧道内通信，传输性能可靠，车站覆盖广，通话建立时间短。尽管GSM－R在欧洲实施才开始，但欧盟计划用10－15年时间将既有欧洲铁路全部更新为GSM－R标准，成为铁路数字移动通信的主流模式。
五、TETRA标准
国际上较为流行的数字集群系统有7种，其中3种系统采用频分多址（FDMA），3种采用时分多址（TDMA），另外一种则采用跳 频加时分，即FHMA方式。基于对频谱效率等多方面的考虑，FDMA远不如TDMA好，而FHMA方式目前尚未公开，通常用于军事通信，因此优先考虑TDMA方式的数字集群系统是我国引进和开发的重点。经过大量的调查研究和深入分析，对同样采用TDMA方式的TETRA（泛欧）、iDEN（美国）、iDRA（日本）3种产品进行详细比较，最终决定选择欧洲标准TETRA作为我国数字集群系统的主流模式，并为此编制了我国数字集群移动通信体制的国家标准（征求意见稿，1999年）。
TETRA标准最早是在1994年芬兰诺基亚公司提出的，经过欧盟技术委员会移动通信组的讨论和完善，终于成为泛欧数字集群移动通信系统的标准，并在欧洲的公共安全系统中首先得到应用，如芬兰的VIRVE、瑞典的RAPS、英国的PSRCP、比利时的ASTRLD、荷兰的C2000、德国的BOS，此外还有意大利、澳大利亚、丹麦、挪威、西班牙、葡萄牙、希腊等150多万用户。
与其它数字集群系统相比，TETRA具有以下明显的优势：
1、标准开发，有利于国际竞争，不会造成独家垄断的局面；
2、在成本价格、维修服务等方面便于用户选择；
3、组网灵活，适用于大、中、小各型调度指挥系统，其模块式结构便于系统扩大升级；
4、功能齐全，并便于按需选配，例如配置基本的调度业务外，还可以配置公共安全等多种需求；
5、既适用于专用网，也适用于社会化管理的调度网。TETRA采用时分多址TDMA方式，一帧内划分4个时隙，每个时隙长14.167ms，故帧长56.67ms。其帧结构为3层，由18帧组成复帧，长1.02s；再由60个复帧组成高帧，长61.2s，国外早期采用工作频段为410－430MHz，今后规划占用450－470和870－876/915－921MHz新频段，我国则采用806－821MHz（移动端发）和851－866MHz（基站发）。其载波间隔为25KHz，话音呼叫占用一个信道，数据传输可占用4个信道，由此若与GSM在频率利用率上来比较，则GSM是200KHz载波共用8个信道，而TETRA是25KHz载波共用4个信道，或者32个信道共用200KHz载波，后者的频率利用率要比前者高4倍。
TETRA标准的基本业务内容是语音和数据业务，其中语音业务包括组呼、广播、半双工选呼、电话模式呼叫、优先级呼叫、主呼方识别、来话限制、去话限制、呼叫转移、呼叫会议、呼叫监测和强插、调度授权呼叫、紧急呼叫识别、回交请求、选择提示、缩位号码等。数据业务则包括状态数据业务、短消息业务（固定长度为16/32/64比特，可变长度为0－2047比特）、电路模式数据（无保护时7.2－28.8Kbps，保护时4.8－19.2Kbps，强保护时2.4－9.6Kbps）、无连接分组数据（CLNS）4.8－19.2Kbps，以及面向连接分组数据（CONS）X.25。此外，用于公共安全中的补充业务有调度员授权呼叫（CAD）、区域选择〔AS〕、接入优先级（AP）、优先级呼叫（PC）、迟后进入（LE）、抢先优先级呼叫（PPC）、监听（AL）、以及动态重组（DGNA）等。从业务性质上来区别，语音通信属于用户终端业务，数据传输属于承 载业务，其它则为补充业务。此外，TETRA可以选择有鉴权、无鉴权、单向鉴权、或双向鉴权等功能；还可选择网络在空中接口对用户详细进行加密，对特殊用户还可在此基础上采用终端加密方式。
TETRA具有3种不同的接口，它们是空中接口（AI）、系统接口（ISI）和外围设备接口（PEI），后者又称终端开发数据接口。其中空中接口是数字集群系统的重要接口，它包括网络协议结构，物理层、数据链路层、网络层的功能，语音信号处理，数据传输的差错控制，以及各逻辑信道的用途等。系统接口是指不同厂家的数字集群交换机之间互连的接口，而外围设备接口则是指用户连接的计算机或专用数据设备。由于专用网使用部门的多样性，需要连接的有线通信网（如PSTN、ISDN、PTN、DDN等）也各异，因此网络接口应根据具体用户需求来配置、TETRA提供不同等级的保密性能，对于用户安全性要求不高的系统可以不配置鉴权功能，也可以配置防止非法盗用的鉴权功能，但对传输的信令和信息不加密；用户在系统登记后用假名地址隐藏用户识别码，也可以选择鉴权功能。对于较高安全性要求的系统，用户终端可用32组静态密匙对传输的信息加密，用静态密匙加密的系统也可以选择鉴权或无鉴权功能。对于很高安全性要求的系统，需要配置双向鉴权功能，即网络基础设施对用户和用户对网络基础设施同时鉴权，经过鉴权产生导出密匙来对信令和信息加密。
TETRA的编号原则是设定用户的机内码，它包括国家代码、网络代码和用户识别码3部分，其中国家代码用于国际间漫游通信，如果 专用网不需要国际漫游，则就可以不设国家代码，以节省编号资源。网络代码是由主管部门设定，而用户识别码则由用户组织或运营商分配，共有1667万个用户识别码。每个用户只有一个单呼识别码，但可以有多个群呼识别码。用户群可以按等级分组，如群、队、组、小组等4级，它们的号码也是按需分配。
TETRA可根据用户规模分成单中心集群系统和多中心集群系统两种网络结构，体现组网的灵活性，以便适应大中小容量和各种覆盖分布与网络拓扑的调度系统要求，基站与交换中心间的数字接口也是64kps或2Mbps两种速率。在网络外，TETRA具有直通工作模式，运营者可以对集群方式进行调整，使系统工作于消息集群/传输集群/准传输集群等不同模式。如果系统要求配有直通方式，也可以选择移动台对移动台、移动台对转发器再对移动台，或者移动台对转发器再通过网关转成集群移动台等方式进行通话。
总起来看，TETRA与GSM相比较具有明显的优势，例如：
1、快速的呼叫建立；
2、先进的数据功能；
3、灵活的组网管理和可靠传输；
4、具有直通模式工作；
5、空中接口鉴权和加密；
6、用户终端加密；
7、适用于调度指挥和半双工组呼；
无线数据通信 篇3
关键词：单片机 传感检测技术 太阳能供电 无线收发
1、引言
随着社会的发展，人们的生活改善了，汽车消费增长快速，但是，公路交通安全也成了一个大问题，道路安全更新速度跟不上汽车数量的发展，一些道路的设计不完善或者是不科学，导致交通是故频发。公路安全警示路标系统具有全天候工作，节能，高效，对环境没有影响，应用广等优点，具有良好的社会和市场价值。
2、公路安全警示路标设计方案
本系统为实现弯道警示提示驾驶员前方来车的任务，通过传感检测装置检测来车，控制器接收、处理数据，只要一旦满足喷灌的条件，控制器控制继电器的闭合而驱动水泵实现喷灌动作。本设计是基于单片机AT89S51控制为核心，采用模块化设计方法，由太阳能供电模块，传感器检测模块，无线发送，接收模块，警示显示模块组成。
（1）车辆检测传感模块电路方案设计
使用激光头和光敏二极管作为检测车辆通过的方式，激光头使用简单，电路简洁，而且比较精确，不容易受到干扰。
（2）无线发送，接收模块的设计
这两个模块采用PT2262，PT2272模块来实现，PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。所以最后采用他们作为无线收发模块，而且价格便宜，使用简单。
（3）显示警示模块设计
采用红色的LED组成一个醒目的箭头，红色是警惕，警告，禁止的代表颜色，可以有效的警醒过往司机的高度注意，可以增加警示的效果，能高效的防止司机的不重视的架势态度，有效的警示司机，迫使其做出谨慎的驾驶动作，有效的减低转弯处交通事故的发生。
（4）系统电源方案设计
采用太阳能电池供电在道路交通设施中越来越多的得到了应用。在本系统中还设计了一个蓄电的功能，在阳光充足的时候，蓄电池可以充满电，如果光线状况不好的时候，比如说下雨天，阴天，晚上的时候，蓄电池就可以为系统供电，保证系统的正常运行，避免在这些时候系统无法工作而导致交通事故的发生。
3、系统软件设计
本系统用C语言编程，运用Keil uVision2编程软件平台进行编程及编程查错，再通过编程器下载程序到51单片机上。
单片机运行程序，接收来自PT2272传过来的高低电平，判断是否有车辆通过，然后发出相应的指令驱动显示警示模块的红色LED点亮，提示来往车辆的司机前方来车的情况。图3-1为主函数流程图。
根据上述软件设计思想及流程图，我们可以用C语言编写出合理有效的应用程序，完成公路安全警示路标的设计任务。
4、结束语
公路安全警示路标可以在各种道路中使用，不管天气晴朗还是阴雨天气都可以正常使用，是一个全天24小时都可以工作的系统，及时安全为司机提供前方弯道来车情况。课题的研究方向侧重于实用性，本系统设计具有成本低，操作简单，实时性好，使用方便，智能性好，能适应恶劣环境，节约电能，环保，适用范围广，具有很大的市场价值。
参考文献：
[1]刘君华.智能传感器系统[M].西安：西安电子科技大学出版社，1999.
[2]朱敏慧.明日汽车科技（五）[J].汽车与配件，2002（20）：28-29.
[3]唐颖.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京：北京大学出版社，2008，8.
无线网络能量优化及数据通信研究 篇4
1 无线网络的概述
近年来在通信技术不断的创新和改进过程中, 无线通信技术已经得到了广泛应用, 这不仅使得传统通信技术中存在的问题得到了有效的处理, 还提高了人们的生活水平, 从而加快了人类社会的发展进程。从当前我国无线网络技术发展的实际情况来看, 我国的无线通信技术逐渐向着宽带、多媒体的综合数据业务发展方向前进, 并且将一些先进的科学技术和设计理念应用到其中, 进而使得人们在对通信技术进行使用的过程中, 不再会受到时间、地点以及对象的束缚, 这就给人们的生活带来了极大的便利。
目前我们在对无线网络进行使用时, 我们可以根据其无线网覆盖的范围不同, 将其划分成无线广域网、无线城域网、局域网以及个人网络等。其中无线广域网主要是利用通信卫星来对其相关的数据进行通信处理, 从而使得网络覆盖的范围更加的广泛, 标志性的无线广域网信息技术有3G技术和4G技术。这样不仅使得网络通信的效果和性能得到进一步提升, 还给人们的生活带来了极大的便利。无线城域网则是通过移动电话或者其他相关的通信装置来进行移动数据通信, 进而覆盖城市的大部分地区, 这样就有利于城市居民对网络信息技术的使用。
2 无线网络的能力优化和数据通信
在当前人类社会发展的过程中, 无线网络技术也得到了飞速的发展, 这就给人们的生活带来了极大的便利。而且随着科学技术的不断发展, 人们在对无线网络设备进行生产的过程中, 也将许多先进的科学技术和设备应用到其中, 从而使得无线网络设施的性能得到有效的提高, 进而达到无线网络能力优化的相关要求。下面为了方便人们对无线网络能力优化和数据通信的研究, 我们就以一种异构的无线网络系统为研究对象来进行相关的分析。
2.1 无线网络能力优化
由一个BSN和一个Wi Fi网络构成, 称之为两跳的BSN-Wi Fi网络。通常, BSN是由一系列较小的低能耗的传感器和一个资源相对丰富的聚合器设备构成。可佩戴的传感器可以采样、处理和传递重要的信号, 聚合器能够接收节点上传感器收集的数据。由于有广阔的应用前景, BSN已经吸引了工业界和学术界的广泛地关注。这些应用包括辅助生活、应急响应、运动员体能评测和交互控制等。Wi Fi网络通常由BSN中的聚合器和一个Wi Fi接入点 (Access Point, AP) 构成。这个BSN-Wi Fi网络系统有很多应用场景。从传感器节点至AP的数据传递包括两跳:在BSN里, 传感器节点将传感器产生的数据组合成BSN数据包并将其传递至聚合器;然后, 在Wi Fi网络里, 聚合器重新组合数据包为Wi Fi数据包并将其发送至AP。但是, 无线网络中的设备通常以低容量的电池来支持, 然而电池的容量是非常有限的, 因此能量效率已经变成无线网络中一个非常重要的问题。
许多学者已经分别研究了无线传感器网络和Wi Fi网络的能量消耗, 但是唯独没有研究二者共存时的能量消耗问题。下面, 我们将这些研究分为三类:WSN的能量消耗、Wi Fi网络的能量消耗和无线网络共存的问题。在WSN中, 一些研究通过设计MAC协议来节约能量:其中部分学者提出传感器节点MAC协议, 其是由周期性地监听和休息、碰撞和避免监听、信息传递来构成, 其目的是减少所有可能造成能量浪费。另外提出预期开始协议, 其通过使得传感器节点预测接收者开始时间最小化了其能量消耗, 预期是通过请求预测和错误纠正算法来实现。
为了实现无线网络能量优化, 我们首先将BSN-Wi Fi网络系统抽象为三个阶段的管道数据流来详细分析。特别地, 我们考虑了两种类型的BSN:基于TDMA的BSN和基于CSMA的BSN。然后, 我们分别分析了BSN和Wi Fi网络中的通信能量消耗。基于上面的分析, 我们建立了一个通信能量优化模型, 其约束条件为吞吐量和时延。进一步, 我们将该模型转化为一个几何规划问题, 并使用软件工具cvx来求解。然后将求得的解制成最优数据包尺寸查找表并将其安装到聚合器上。
2.2 无线网络的数据通信
数据生成阶段、数据传递阶段I和数据传递阶段II。下面我们来详细介绍这三个阶段的数据流:
2.2.1 数据生成阶段。
在该阶段中, 所有传感器节点生成数据。我们用特殊的符号表示节点的数据生成率, 单位为比特每秒。在管道流中, 由于所有的节点同时生成数据, 我们将它们看成一个具有同样数据生成率的整体。
2.2.2 数据传递阶段Ⅰ。
在该阶段中, BSN中的节点将生成的数据传递到聚合器。特别地, 我们考虑了两种类型的BSN:基于TDMA的BSN和基于CSMA的BSN。对于基于TDMA的BSN来说, 聚合器首先将需要的数据尺寸要求传递给指定的传感器节点, 然后该节点返回一个相应尺寸的数据包。对于基于CSMA的BSN来说, 聚合器首先将需要的数据尺寸要求广播给所有的传感器节点, 然后所有的节点根据CSMA竞争协议争抢信道, 抢到信道的传感器节点将相应尺寸的数据包返回给聚合器。
2.2.3 数据传递阶段II。
在该阶段中, 在已经收到一个BSN数据包的前提下, 聚合器将等待一些连续的BSN数据包的传递, 然后将它们组合成一个Wi Fi数据包, 之后迅速地将它传递到AP。数据组合首先去掉一些BSN数据包的控制信息, 然后将它们的载荷信息组合起来, 之后添加Wi Fi控制信息, 最终组合为一个Wi Fi数据包。
结束语
总而言之, 在当前社会经济发展的过程中, 无线网络已经成为人们日常生活中不可缺的重要部分, 因此我们在对其进行建设和发展的过程中, 就要将一些先进的科学技术应用到其中, 从而实现无线网络的优化, 保障数据通信的正常运转。不过从当前我国无线网络能力优化和数据通信研究的实际情况来看, 虽然发展的比较缓慢, 但是却有着良好的应用效果, 使其经济效益得到有效的提升, 相信在未来无限网络的性能将会得到进一步的增强, 从而促进我国移动通信行业的发展。
摘要：目前, 人们已经进入到了一个网络信息时代, 其网络信息技术已经广泛的应用在人们的生活当中, 成为了当前人类社会发展重要的组成部分。随着时代的不断进步, 人们也将许多先进的科学技术应用到了网络信息技术当中。其中无线传感器网络、WiFi网络的出现, 给人们的生活带来了极大的便利。本文通过对无线网络的相关内容进行了简要的介绍, 讨论了无线网络的能力优化和数据通信, 以供相关人士参考。
关键词：无线网络,能量优化,数据通信
参考文献
[1]阚凤龙, 徐自文, 陈楠, 左传文.无线传感器网络的应用及其发展研究[A].第九届沈阳科学学术年会论文集[C].2012.
电力通信中的无线通信组网 篇5
目前，电力通信专网大量的使用了光纤这种方式组网，一旦出现自然灾害，将对光缆的正常运行造成严重的威胁，很可能出现光缆大面积中断的情况，而光缆的抢修又要在条件满足的情况下进行，需要的时间比较长，这将对电网的安全运行造成严重影响。
二、无线通信组网技术
无线通信一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成，目前基于该技术的无线通信技术主要有：WLAN、WiMax、WMN、3G等4种技术。
(一)WLAN技术
1.WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网LAN的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接人。
WLAN技术也称为wi-Fi技术，目前有三个IEEE标准。
Wi-Fi的覆盖范围可达90m左右，传输速度快，802.11b的带宽可以达到11Mbit/s，而802.11a及802.11g更可达54Mbit/s。
该技术可以组建无线局域网，特别在同一层楼内的办公室可以使用无线办公，其传输速率可以有效的满足宽带联网的需求。
2.WIAN组网方案，即由AC(接人控制点)+AP(接入点)+无线网卡+网络管理组成。
3.尽管Wi-Fi技术已经在应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频(RF)技术发送和接收数据。
由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击。
(二)WiMax技术
1.WiMax技术简介
WiMax使用的标准有802.16d和802.16e两个标准，无线信号传输距离最远可达50公里。
WiMax是一项新兴的无线通信技术，能提供面向互联网的高速连接，适用于静止和半静止状态访问网络，其传输速率可达10M-70M左右，能完全满足宽带上网的需求。
802.16e标准定义了空中的物理层与MAC层，802.16e接入IP核心网，也可以提供VIP业务，支持一点对多点的结构。
WiMax是提供最后一英里的无线宽带接入技术，可以替代现有的有线和DSL连接方式来。
WiMax将提供固定、移动、便携形式的无线宽带连接，并最终能够在不需要直接视距基站的情况下提供无线宽带连接。
2.WiMax组网方案
WiMax系统的网络结构包括WiMax终端、WiMax无线接入网和WiMax核心网3部分，如图1所示。
根据所采用的标准以及应用场景不同，WiMax终端包括固定(802.16-)、便携和移动(802.16e)三种类型。
而WiMax接入网主要指基站，需要支持无线资源管理等功能，有时为方便和其他网络互联互通，还需要包含认证和业务授权(ASA)服务器。
而核心网主要用于解决用户认证、漫游等功能及作为与其他网络之间的接口。
3.WiMax优势和劣势
从安全性看，WiMax提供了加密机制，它在介质访问层(MAC)中定义了一个加密子层，支持128位、192位及256位加密系统，通过使用数字证书的认证方式，确保了无线网络内传输的信息得到安全保护。
从成熟度看，WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。
从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。
WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好是未来移动技术的发展方向，提供优良的最后一公里网络接入服务。
(三)WMN技术分析
1.WMN技术简介
WMN即无线网状网技术，是移动AdHoc网络的一种特殊形态，它的早期研究均源于移动AdHoc网络的研究与开发。
它是一种高容量高速率的分布式网络，不同于传统的无线网络，可以看成是一种WLAN和AdHoc网络的融合，且发挥了两者的优势，作为一种可以解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构。
WMN具有宽带无线汇聚连接功能、有效的路由及故障发现特性、无需有线网络资源等独特的优势。
在实际网络发展中，它可以与多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20以及3G移动通信等相结合，组成一个多跳无线链路的无线网状网络。
这种无线网状网络可以有效减少故障干扰、降低发射器功率、延长电池使用寿命、极大的提高频率复用度，从而提高网络容量、无线网络的覆盖范围，并有效的提高通信可靠性。
2.WMN组网方案
在使用无线网格网技术建设的网络中，其拓扑结构呈格栅状，整个网络由下列组成部分构成：智能接入点(IAP/AP);无线路由器(WR);终端用户/设备(Client)。
3.WMN优势和劣势
从安全性看，目前802.11Mesh网的安全方案主要是Tropos的TroposMetroMesh方案和Nortel的方案。
Tropos Metro Mesh方案，采用了多层安全架构，对客户机提供WEP、WPA保护;对无线路由器间的数据采用64/128bit WEP或128bitAES加密;同时使用VPN来增强整体的安全性。
链路层的保护是无线网络安全机制的第一步，但是单独的链路层保护不能提供对敏感数据的保护。
Nortel在安全方面也别具特色。
每个无线路由器间均建立经过加密的IPSec隧道。
以便安全地传送所有用户的数据业务、内部信令处理和管理信息，也就是说数据在无线路由器之间的传送都处于IPSee保护之下。
从成熟度看，WMN是正在研究中的技术，在研究中不断在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。
从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等等领域。
无线数据通信 篇6
【关键词】有线通信 无线通信 稳定性 安全性 速度
通信事业的发展，对现代化进程，起着极其重要的作用。最开始，通讯带来了电话和电报，主要用于军事活动，后来渐渐租了日常生活和工作。二十世纪末，无线通信技术出现，BB机以及对讲机，改变了人们的沟通方式。近5年来，移动端通信技术发展迅猛又带来了全新的变革。可以说，通信改变着人们的生活。有线通信和无线通信是目前主要的两大信息传递方式。工业革命带来的现代化过程，首先以有线通信开始，而近年来，无线通信发展迅速，并且有逐渐取代有线通信之势。本文分析有线通信和无线通讯当前的技术水平与应用，尝试进行优劣势对比，并且对于两种通信方式的未来应用趋势提出设想。
一、有线通信和无线通信基本概念
有线通信，顾名思义，就是有金属导线、光线、光缆等有形的媒介，进行信息传递，从而实现了远距离通信。而通信的内容，可以是光、信号、声音、图像、视频、语言、指令等。例如座机电话，有线宽带，以及闭路电视，都是利用有线通讯技术实现工作的。
无线通信，顾名思义，就是不借助实体的、有形的媒介，而是通过看不到摸不着的电波、磁波、光波，实现远程的信息传递。例如我们生活中常见的蓝牙、无线上网、手机、GPS，电报，对讲机，以及各类遥控玩具。
二、有线通信的优势与劣势
有线通信有以下优点：第一，受外界干扰比较小，可靠性强。因为有有形的媒介传递信息，而在建设中，这些有形的媒介，例如光线都得到了必要的保护。例如电话座机，只要架设好电话线，在任何环境下，几乎都可以用。比如雷雨天气，封闭的办公室，地下室，在断电的情况下，以及边远的地区，都是可以近乎无障碍的使用的。对于办公通信，军事通信来说，座机电话仍然有其必要性。第二，保密性与安全性好。因为信息传递是在做好防护的有形线缆之中，就不容易遭遇外界自然攻击和人为攻击。对于需要保密传递的信息，例如机密电话，网络视频，使用有线通信传递，更不容易被截取破获。闭路电视要保存大量视频，确保不遗漏，也需要有线通讯才能实现。
有线通信的不足之处主要有以下几点。第一，铺设成本高，如果要覆盖我国全部乡村，对资源和资本都是巨大的消耗。第二，不能方便的进行空间移动，比如固定座机不能方便的随着用户移动。
三、无线通信的优势与劣势
无线通讯的优点主要有以下几点。1、造价低廉。无线通信的主要成本在于感知器和信号站，其造价要比有线通信便宜很多。无线通信的建造也工期较短，节省了人力提高了竣工速度。2、较好的适应性和扩展性。当无线信号一旦建立起来之后，可以同时接人多台设备，不需要像有线一样接入设备还要进行布线工作。3、维护方便。当无线通讯发生故障时，只要对信号源以及接受设备进行检修，就能排查问题进行修复。而如果是有线通信发生故障，则需要全线检修。
但是，就如同一枚硬币的两面，便捷的无线网络也存在几点不足。第一，是信号不稳定，当多台设备同时接入时，会出现信号不稳定，频道拥挤的问题。在地下室等封闭环境内，也会有通信不畅的问题，最典型的就是GPS信号经常在郊外或地下通道出现无信号情况。第二，是面临安全威胁，必然会无线信号和无线资源，例如频道，会被黑客偷袭，抢占资源。第三，信号延迟问题，也就是没有有线通讯迅速，例如，联通3G最小的延迟也要有150MS。“网速慢”成为无线通信的关键问题。
四、对无线通信和有线通信未来应用的预测
通信技术支撑着二十一世纪的互联网与物联网发展。未来，无论是有线通讯还是无线通讯都将会迎来新的发展机会，特别是无线技术。首先，无线通信容量、速度和稳定性，将得到提高，尽量缩短无线通信的速度与有线通讯的差距。频谱资源分布和利用更加合理和有效，是无线通信提高效率的基础。其次，有线通信，作为通信的基础，也会通过光线技术，大大提高其传输容量和速度。之后，有线通信与无线通信，在终端将更加自由转换。
无线通信 篇7
Mee Go改变移动终端平台新格局
开发者:诺基亚、英特尔
诺基亚和英特尔在MWC 2010大会发布了新一代专门针对移动终端的智能操作平台—MeeGo。MeeGo的意思是Maemo+Moblin, 将会在最大程度上采用最优化的开源方式, 并尽可能降低开发的复杂程度以及差异化形式。而为了获取最佳的兼容性, Symbian之前的开发工具Qt依旧可用, 这样由此而诞生的第三方应用程序, 就可以在MeeGo、Symbian、Maemo等几个操作系统上同时无缝使用, 此前用于Maemo或Moblin运算环境的应用也将同样用于新的MeeGo操作系统。
XBOX将在手机中实现应用
开发者:微软
微软首席执行官史蒂夫·鲍尔默在MWC 2010上揭幕了下一代Window Phones, 即Windows Phone 7系列。通过这个新平台, 用户可轻松地从互联网和应用软件中获取其关注的内容。同时, 微软还首次将XBOX LIVE游戏和Zune音乐及视频体验整合在一部手机中, 这也是Windows Phone 7系列手机所独有的功能。通过Windows Phone Hubs, Windows Phone 7系列手机使用户可以更简单地找到常用的功能, Windows Phone 7系列手机包括六个Hubs, 针对用户在其日常工作与生活中最为关注的人、图片、游戏、音乐+视频、Marketplace、办公等六个主题。
统一、开放的移动应用商店计划公布
开发者:24家移动运营商
中国移动、中国联通、at&t、德国电信、NTT docomo、Orange、Verizon Wireless等24家移动通信运营商在MWC 2010上发布新闻称, 他们将成立一个联盟并开发一种技术平台, 为所有移动电话用户提供应用软件。他们的批发应用软件社区 (Wholesale Applications Community) 旨在将分割化的市场统一起来, 并创建一个开放的行业平台, 让从应用软件开发商、通信网络运营商到手机用户的所有相关方都受益于此。业内人士分析, 此举是试图与苹果公司抗衡, 目前后者在可下载手机应用软件领域占据支配地位。目前该计划得到多方的支持, LG电子、三星电子和索尼爱立信移动也支持该计划。
Symbian最新版本完成系统开放
开发者:Symbian基金会
Symbian操作系统的最新版本终于在MWC 2010上发布, Symbian3将拥有全新的用户界面, 支持多幅待机桌面、Widget插件, 集成SNS社交网站, 支持2D/3D游戏加速, 并且对高清视频有很好的支持。据了解, Symbian基金会一直在进行Symbian的转型, 比预定计划提前4个月完成了Symbian系统的源代码开放, 并决定跳过此前计划中的Symbian 2而直接进入Symbian 3版本。
Web Kit核心浏览器发布
开发者:RIM
在手机性能日益强大的今天, 浏览器对网络浏览的作用越来越大。RIM在MWC 2010上如约公布了新款黑莓浏览器, 这款产品由WebKit核心打造, 和Chrome与Safari的核心完全相同, 不但能更快打开网页, 还能完整支持AJAX、CSS和HTML5, 是少数可以在ACID3上获得好成绩的手机浏览器。这款浏览器可以运行在BlackBerry OS系统下, 由RIM并购的Torch Mobile开发。
i Phone版Opera Mini面世
开发者:Opera
在MWC 2010上, 多家媒体和合作伙伴独家预览了用于iPhone的Opera Mini手机浏览器, 这项应用于iPhone的全新网络冲浪方式将是一种快速、操作简单并具备所有Opera最受欢迎功能的移动网络体验。Opera Mini将使iPhone用户登陆网页时显著加速, 并能大幅降低数据流量, 特别是在WiFi网络覆盖之外的区域。出于方便用户使用考虑, Opera在这款产品中同样保留了一系列桌面浏览器功能, 如快速拨号、多标签浏览和密码管理器等。
LTE移动终端开发加速
开发者:NEC等
NEC在MWC 2010展示了与NTT docomo、松下移动及富士通联合开发的LTE网络的移动终端平台LTE-PF。LTE-PF是一个包括基带数据处理软件和其他移动通信设备基本功能的核心系统。作为一个公用平台, LTE-PF将使手机和芯片制造商免于开发基本功能专利技术, 因此制造商推出产品的速度将更快、费用将更低。
高性能智能卡即将首次商用
开发者:SK电讯
SK电讯在MWC 2010上表示, 预计将在今年5月开始在世界上首次商用高性能智能卡 (Smart SIM) 。Smart SIM卡主要用于3G手机, 是一种对用户进行鉴权认证的USIM卡, 内置ARM9处理器和1GB储存卡。该SIM卡可以储存通讯录、会员卡信息、游戏、音乐、照片、视频等多类文档, 而且还可以运行金融程序以及Android等各类应用程序。用户在换手机后也可继续使用原有的用户界面、应用软件和各种内容, 而移动运营商及内容提供商可以不受设备类型的制约, 开发出适合SIM卡的新业务。对于手机制造商说, 这种智能卡有助于他们缩减移动运营商们要求的各种附加服务及程序的研发工作, 可以更注重提高设备的设计与品质, 大大缩短研发成本和时间。
新芯片
SOC平台技术诞生新标准
开发者:GLOBALFOUNDRIES和ARM
在MWC 2010上, 系统芯片 (SoC) 平台技术又得到了进一步提升, GLOBALFOUNDRIES和ARM推出的新芯片制造平台预计将使计算性能提高40%, 功耗减少30%, 待机电池寿命延长一倍。新平台包含了双方在GLOBALFOUNDRIES的两个工艺变量方面的合作:一是28nm超低功耗 (SLP) 工艺, 用于移动和消费应用;另一个是28nm高性能 (HP) 工艺, 用于需要最高性能的应用。
Tegra芯片成功商用
开发者:NVIDIA
NVIDIA在MWC 2010上展示了采用Tegra芯片的移动设备, 其中天语E809是全世界首款Tegra手机。此外, NVIDIA展台还展示了多款采用Tegra芯片的MP4、MID及上网本等。
NVIDIA将Tegra称为“芯片上的计算机”, 这颗芯片包含一个ARM 11处理器核心, 其内部还包括图形处理单元、多媒体处理器、存储器和周边设备等。仅仅一颗不足硬币大小的低功耗芯片就能独立实现诸多功能。可以看出, NVIDIA已经瞄准了从手机和PC两个起点向便携互联网设备融合的趋势。
支持RAW的手机传感器面世
开发者:Omni Vision
RAW格式作为数码单反相机支持的拍摄格式, 一直被很多专业摄影人士常用, 而一款500万像素并支持RAW格式拍摄的1/4英寸传感器, 将手机拍照的功能推向了新的高度。
Omni Vision推出的可拍摄RAW的传感器具有极佳的弱光感光效果, 在拍摄后处理后期中调整范围更广、让色彩显示更加真实。该传感器还可拍摄60帧/秒的720P高清视频以及30帧/秒的1080P高清视频。据悉, 在未来7月份这款传感器将大量生产, 在2010年的下半年也许真能使用到可拍摄RAW的拍照手机, 那一刻拍照手机也将开创新的时代。
单芯片集成度再提升
开发者:德州仪器
德州仪器 (TI) 在MWC 2010宣布推出业界首款集成了WLAN 802.11n、GPS、FM收/发功能以及Bluetooth技术的WiLink7.0单芯片解决方案, 与现有的解决方案相比, 65nm WiLink 7.0解决方案在单芯片上高度集成了上述众多功能, 不仅能使成本降低30%、尺寸缩小50%, 同时还可实现优异的共存性。
手机处理器性能创新高
开发者:ST-Ericsson
ST-Ericsson在MWC 2010上展示了一款工作频率高达1.2GHz的支持Android的双核处理器U8500, 该芯片组还支持1080p高清视频的拍摄和播放能力, 并能够通过自带的HDMI接口进行视频输出。U8500在保证了高效的同时也保证了较低的功耗, 通过1000mAh的电池, 可以连续播放120小时的音乐或者12小时的1080p高清视频。
新终端
Vairy Touch II
中兴通讯与T-Mobile共同推出了一款轻便时尚的触屏手机Vairy Touch II, 该手机是Variy Touch手机在T-mobile销售成功后的升级产品, 后者自2009年3月在英国上市以来, 销售量已突破12万部。升级后的Vairy Touch II配备了一个2.8英寸PDA风格的触摸屏。这款手机同时支持GSM/GPRS/EDGE三种网络制式, 内置200万像素摄像头、蓝牙、FM调频和多款游戏。
LTE四模数据卡
中兴通讯推出了多款移动宽带产品, 其中支持FDDTDD LTE及HSPA+EV-DO B的四模世界模数据卡最引人关注。
Wave S8500
三星Wave S850 0是首款基于三星自主平台bada系统的终端, 预装了三星应用程序商店Samsung Apps。
Quench
摩托罗拉Quench采用主频为528MHz的高通MSM7201A处理器, 配备3.1英寸的多点触摸屏, 内置5 0 0万像素自动对焦摄像头。Quench采用Android 1.5操作系统并会提供升级, 搭载MOTOBLUR界面, 支持主流的即时通信工具和社交网站。
Blade
中兴通讯首次展示了五款Android手机, 图为其中一款Blade。
HTC HERO
在MWC 2010评选的各项“全球移动大奖”中, HTC HERO荣膺最佳终端或设备奖。HTC Hero采用Android系统, 配合主频为528MHz的高通MSM7200A处理器以及288 MB RAM+512MB ROM的内存组合, 为流畅运行提供了保障。该机支持WCDMA网络, 同时还支持A-GPS导航和WiFi无线上网。
I8520
三星I8520是一款搭载了Android 2.1系统的智能新机, 采用了超级AMOLED屏幕, 最大的亮点是内置投影仪。
ZTE Bingo
中兴通讯在MWC2010上携手高通推出了全球第一款大屏超薄BMP智能3G手机ZTEBingo, ZTE Bingo采用高通的Brew Mobile Plat form平台, 支持HSDPA, 并配备了加速感应器。手机采用全新动感UI界面, 支持Widget、多点触控, 内置MSN、Google map、Facebook等丰富的第三方软件。
HTC Legend
HTC Legend配备了主频为6 0 0 M H z的高通M S M 7 2 2 7型处理器, 以及3 8 4 M BR A M+512M BR O M, H T CLegend还采用了全新的Sense界面, 提供了对多点触控操作的支持。
Vivaz Pro
索尼爱立信也发布了几款重量级的新品, 其中Vivaz Pro是一款采用Symbian操作系统的智能手机, 它是此前发布的Vivaz的全键盘版本, 支持720p高清摄影。
OT-980
来自TCL通讯旗下的品牌阿尔卡特在MWC 2010上也发布了多款手机新品, 其中下滑盖全键盘设计Android手机OT-980颇受关注, OT-980搭载Android 1.6操作系统并可以升级至最新的Android 2.1, 它支持3G/HSPA高速网络, 支持WiFi、GPS, 并且支持热门的社交网站应用。
U8800
华为推出了多款Android系统智能产品, 包括华为U8800、U8300、U8100、U8110及SmaKit S7Tablet。U8100和U8110是两款入门级的Android手机。U8300是一款主打年轻人群的“社交”手机, 内置时下最流行的Facebook、Twitter等社交工具。
U8800作为全球首个支持HSPA+的Android智能手机, 是华为推出的又一款旗舰智能手机, 采用Android 2.1平台, 3.8英寸超大屏幕给丰富的互联网应用提供了更宽阔的“视窗”。
Sma Kit S7 Tablet
SmaKit S7 Tablet是一款基于Android平台的家庭互联网终端, 用户可以通过丰富的可选配件灵活进行功能扩展, 从而轻松查阅交通、天气、餐饮、票务等本地信息, 浏览视频和社交网站, 收看高清视频, 还可以“逛”应用商店。S7与家庭网关、机顶盒、个人电脑、Android手机等一同构建了完整的华为网络家庭解决方案。
新技术
84Mbit/s的HSPA、2.5Gbit/s微波无线连接创新纪录
开发者:爱立信
继去年爱立信在MWC大会上进行了42Mbit/s HSPA技术的全球首次演示, 今年, 爱立信再次将HSPA技术推向了新的高度, 演示了84Mbit/s的HSPA带宽能力。
尤其值得关注的是, 基于高容量微波无线连接呈现市场需求, 爱立信推出了全球首个传输容量为2.5Gbit/s的高速微波无线连接, 该2.5Gbit/s连接利用新70-80GHz频段 (E频段) 进行大量数据的空中传输, 并将在运营商网络容量激增之时将继续发挥其关键作用。 (图:爱立信在展台区形象地设置了一个人站在连接各种设备的网络中央的情景)
智能互联网出口网关应对移动数据“海啸”
开发者:泰乐 (Tellabs)
新型智能互联网出口网关 (Smart Internet Breakout Gateway) , 通过转移核心网络中70%的互联网流量, 即刻实现成本节约。它在网络边缘卸载流量, 从而避免消耗大量昂贵的回程和核心资源。
其中, SmartCore 9100系列, 专为4G网络而设计, 运营商可以打破网关GPRS支持节点 (GGSN) 的瓶颈, 使用一台设备就可提供高达16个传统GGSN的处理能力, 节约了成本并提高了数据流量。
新设备
全球最大容量移动分组网关
开发者:中兴通讯
全球最大容量的新一代分组网关产品ZXUN xGW, 为运营商打造高效扁平多接入网络提供了最新支持。新一代ZXUN xGW融合分组网关基于中兴通讯集群式核心路由器ZXR10 T8000平台构建, 单框最大移动分组业务处理能力达到160Gbit/s, 支持的分组用户超过2400万。该融合分组网关在继承了原平台ZXUN xGW产品优势的基础上, 增强了EV-DO、WiMAX、HSPA (+) 、LTE等移动宽带接入的能力, 提供承载全业务的QoS能力, 同时具备扩展到WiFi以及xDSL/xPON的固定宽带接入能力。
世界最小一体型LTE无线基站
开发者:NEC
基于3GPP的世界最小型一体LTE无线基站设备在展会上引起关注, 该小容量基站适合那些正在准备导入LTE的通信运营商, 可为其尝试运行的小型无线网络提供测试及小型商用服务。该产品将无线电设备控制器和无线电设备信号扩大器融于一身, 高230mm宽420mm深130mm的体积, 是目前为止世界最小型的LTE基站设备。重量也仅为12公斤。另外, 该产品采用自然冷却构造和全球最先进的增幅器, 可削减电耗75%。
开放式多媒体全新网关
开发者:诺基亚西门子通信
该款全新的开放式多媒体网关 (Open Multimedia Gateway) 成为市场上首款基于ATCA商业化硬件的网关, 能够处理传统网络和IP网络的呼叫与数据流量。该网关目标是将软件和硬件逐渐分离, 使网络应用更加独立于硬件。软硬件分离能够营造更加开放的网络环境, 为服务提供商提供更出色的灵活性, 让他们更有效地降低其运营成本。
全新CTU8m系列多技术无线系统
开发者:摩托罗拉
能够在900MHz与1800MHz频段上提供更高容量的GSM、E-EDGE和LTE功能, 成为摩托罗拉最新CTU8m多技术无线系统的最大特点。CTU8m在设计上最多可支持8个GSM载波, 或8个GSM与LTE的载波组合, 不仅提高了现有移动网络的效率, 还为下一代网络向LTE的演进做好了准备。CTU8m系列无线系统可作为机架安装式或远端无线单元来满足不同站点的配置需求。
新方案
TD-LTE Femtocell展开部署蓝图
开发者:诺基亚西门子通信
解决室内覆盖问题的TD-LTE Femtocell解决方案, 得到中国移动等众多运营商的支持, 在诺基亚西门通信展台, 运营商还深入了解了面向TD-LTE与FDD的单一RAN LTE, 这是一种使用软件定义的即插即用的LTE方案。
最新IMS6.0解决方案应对海量LTE数据挑战
开发者:中兴通讯
整合了云计算及分布式等尖端技术的中兴通讯最新一代IMS6.0方案, 提供了增强的资源及计费策略控制功能, 面对大流量的LTE数据, 支持基于用户、业务等灵活的QoS策略控制。面临传统交换机老旧、设备维护费用高昂、无法提供新业务等诸多压力。中兴通讯IMS6.0方案进一步提供具有增强功能的ZXUN xAGCF网元。
Single RAN@Broad推动全球移动产业转型
开发者:华为
华为发布的最新面向增强移动宽带性能的SingleRAN@Broad解决方案, 通过多重覆盖组网、全频段宽带和高效频谱等技术, 在站点、传输和运维层面提供了系列化的成本节省技术如多制式融合、固定和移动传输协同、智能运维等, 实现1000倍以上的移动宽带业务流量增长, 以及95%以上的每比特成本下降。
多语言个性化移动互联方案
开发者:Amdocs
无线数据通信 篇8
为解决此类难题, 新型双向高速数传通信系统需要满足多功能、高性能、高速率、体积小、重量轻的应用需求。该系统从传输体制上未采用传统双向高速数传系统的FDD模式, 而是采用了时分多址 (TDMA) +时分双工 (TDD) 通信系统, 采用TDD技术, 地面电台不仅能接收来自于空中的下行高速数据 (视频) 信号, 还能反向传输上行指控命令[1]。
1 硬件设计
从硬件复杂度和系统稳定性考虑, 中频、基带信号处理模块并未采用传统FPGA+DSP+MCU方式[2], 而改用单片、低功耗FPGA实现。所有软件 (控制链路层、调制解调物理层、TDMA+TDD网络层协议) 也集成在该单片FPGA内, 软件集成度、复杂度较高。采用该设计思想, 确保了系统的小型化和低功耗。TDMA+TDD技术的应用, 使得该数传系统不仅支持点对点通信, 也支持多个视频信号和控制信号的组网通信。
2 协议软件设计
电台发送信息按时间进行循环。该系统中, 地面站数传电台作为主机设备, 机载台1与机载台2作为从机设备。为避免主机与从机通信冲突, 上下行帧结构为固定时隙[3]。
考虑到以图像信息主的大数据为突发数据, 且数据量较大, 因此时隙划分时图像信息将占用大部分时隙。该系统中, 上下行采用了不同的调制方式, 其中下行为DQPSK, 码率3Mbit/s, 上行为MSK, 码率为60kbit/s。单个时隙长度为8962.16ms, 机载台单次发送的时隙长度为16.5ms, 地面台发送同步码与控制命令的时隙为0.16ms, 单向空中传输延迟1ms。
3 技术特点
(1) 硬件上, 该数传系统基带传输速率为3Mbps, 中频工作频率为70MHz, 射频工作频率为450MHz, 其中DA模块工作频率甚至到达720MHz, 高频数字处理[4]对硬件的布板、布局[5]要求非常高;
(2) 软件上, 高速数传电台至少支持3Mbps的实时数据传输, 并支持T D D制式的数图同传与T D M A模式的多机组网功能, 这对FPGA程序、通信协议的同步设计[6]提出了更高要求;
(3) TDD+TDMA工作体制:区别于普通民用产品单向、点对点传输的特点, 该系统在单根天线上完成信号上下行传输, 且支持T D M A模式的多机组网;
(4) 硬件架构:该系统摒弃传统FPGA+DSP+MCU方式, 而改用单片F P G A方式进行数字信号处理, 硬件集成度高、稳定性好、MTBF (平均无故障维修时间) 指标很高;
4 结语
系统方案设计合理, 技术前沿, 硬件结构简单, 系统稳定。接收到的视频信号不仅可直接用模拟方式输出到电视, 还可通过电台预留的网口在电脑上显示, 并可实现组网后的多幅图像的显示, 提高了系统的利用率和环境适应性。
参考文献
[1]杨秦彪, 宋鹏, 齐建中.基于CPLD的高速数传电台设计与实现[J].遥测遥控, 2011 (05) .
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[5]Carter T, Kim S, Johnson M.High throughput, power and spectrally efficient communications in dynamic multipath environments.IEEE Military Communications Conference.2003.
有线通信与无线通信的优劣对比 篇9
改革开放以来, 我国坚决贯彻“科学技术是第一生产力”的指导思想, 在这一思想的引导下, 我国社会经济不断发展, 科学技术日新月异。在众多科学领域中, 通信技术的发展势头最为迅猛, 在进入21世纪以来不断创新进步, 取得了重大成果。目前, 在人类社会的生产生活环节中, 使用频率最高、普及范围最广的通信技术是有线通信与无线通信。
有线通信, 顾名思义就是通过电网线路连接实现跨地域通讯的一种通信方式, 简单来说, 有线通信是通过电线将信号从一个通信发射端传输到另一通信点接受端上。与有线通信相对的, 无线通信在实现信息传输时无须通过实体线路介质, 而是通过信号发射塔与信号接受器来进行信息交换。通过以上对有线通信和无线通信的简要介绍可知, 有线通信与无线通信之间既有相同点也有不同点, 既有优点也有不足。
近年来随着社会经济发展, 人们的生活水平日益提高, 对通信设备的使用需求逐渐增长。人们的需求促进了通信设备市场的扩大发展, 推动了通信技术创新。在日常生活中应用最广泛的手机, 就是一种无线通信设备。由于手机内部安装着天线, 可以通过天线可以将信号发送至信号塔, 再由信号塔传送到接收点, 实现信息沟通。
1 概述有线通信与无线通信
1.1 有线通信的定义及特点
有线通信通常是指有线电信, 将金属电线和光纤作为传输介质, 将声音、图像、文字信息等转化成微博信号进行传输。有线通信必须通过实体介质来实现信心传输, 在信息传递过程中具有三个要素:发出点、接收点和相关协议。有线通信, 顾名思义必须依托导线进行信号交换, 通过实体介质实现信号传输, 这种通信方法具有信号传送稳定、快速、安全、抗干扰、不受外界影响等优点。
由于有线通信技术受周围环境的影响很小, 因此有线通信设备在实际使用中极少发生故障, 而有线通信网络在在进行传输时, 可以及时对传输数据进行检测, 一旦发生故障可以快速解决。此外, 有线通信设备产生的辐射极小, 不会影响到使用者的身体健康状况。
1.2 无线通信的定义及特点
目前无线通信的主要方式是微波通信和卫星通信, 无线通信在进行信息传输时不需要通过线路介质。微波通信是通过无线电波来传送信息信号, 它的传输范围可以远达数十千米, 并且微波的频带宽广, 可以容纳大量信息, 满足更多用户的使用需求。微波通信的覆盖范围广阔, 为了确保跨地域、远距离通信的准确性和高效性, 每间隔几十千米就要建造一座微博中转站来实现微波传输。而卫星通信的覆盖范围更为广阔, 信息传输的距离更长。卫星通信, 是将太空中的通信卫星作为微波中转站, 与地面的信号接收点相连, 实现数据交换。相比微波通信而言, 卫星通信这种通信方式在数据传输上更为简便。
但由于无线通信必须借助电磁波来实现数据传输, 因此会在数据传输过程中产生辐射, 这些辐射会对使用者的身体造成一定影响。
2 有线通信和无线通信的对比
有线通信需要通过实体导线进行数据传输, 而无线通信是通过虚拟微波来进行数据传输, 因此二者的主要区别是外观。从发明技术来看, 无线设备的发明, 是建立在有限设备技术基础上的, 因此无线通信设备较有线通信设备而言, 技术含量更高、更先进;从实际使用的角度来看, 无线设备摆脱了实体介质导线的束缚, 比有线设备更方便。目前在人们的日常工作和生活中, 使用最为广泛的无线通信产品有:手机、无线电对讲机、无线鼠标、蓝牙耳机等。
这些无线产品的运用, 是现代文明和科学技术发展的必然结果, 由于人们的工作生活节奏不断提高, 将来会有更多的无线通信发明投入到人们的日常生活使用中。我们应该准确认识到, 不管是有限通信还是无线通信, 都是一种通信方式, 它们实现跨地域人际沟通的主要形式都是信号传输。
在当前通信设备市场上, 仍然还存在着众多有线通信产品, 这是因为有线通信设备具有传输稳定、安全、快速等优点, 并且传输的信息量更为庞大。比如, 目前我们所使用的宽带网线, 也有无线网络和有线网络两种。电子计算机是20世纪科学技术创造的最高产物, 给整个人类社会带来了翻天覆地的变化, 引起了产业革命和技术变革, 也带动力通信技术发展, 但从当前的情况看, 电子计算机连接有线网络的信号交换效率仍然比无线网络要高得多。电子计算机要实现无线网络传输, 必须安装无线网卡, 在运行网页或电脑游戏时, 会产生很大的数据流量, 通过有线网络进行数据传递要比无线网络的传递速度快得多, 并且无线网络的信号也比有线网络稳定性更高。
随着现代文明社会的不断发展, 人们在享受无线通信设备带来的便利时, 也开始注意到它的缺点和局限性。在无线通信设备运用越来越广泛的今天, 人们开始意识到, 无线设备造成的辐射污染在不断威胁着人们的身体健康, 一些人开始提倡回归到以使用有线通信设备为主的通信环境。我们使用的蓝牙耳机发出的辐射量就远远超过有线耳机;手机是现代社会使用最广泛的通信接收终端, 几乎人手一台, 手机是人们每天都要近距离接触的辐射源, 对人体的危害较大, 相对而言有线座机的辐射量要小得多, 不会影响人们的身体健康。
3 结论
随着现代社会的不断发展, 人们对通信技术的重视与日俱增, 通信设备在人们日常生活中几乎无处不在。通信技术的进步使不同地区、不同国家的人民实现沟通, 让地球成为了地球村, 拉近了人们的距离, 促进了世界文明的发展进步。基于通信技术对人类生产生活的重要性和必要性, 作为通信专业人员, 我们必须不断钻研探索, 加深对有线通信与无线通信的了解, 既要看到二者的优点, 也要看到缺点和不足, 既要明确二者的异性也要了解二者的共性, 充分挖掘有线通信与无线通信的结合点, 使二者互相促进、共同发展。
参考文献
[1]曹淳淳.浅析无线通信技术的发展现状与发展趋势[J].中国管理信息化, 2011 (24) :12-15.
[2]苏国良.无线通信技术发展趋势[J].移动通信, 2010 (10) :54-56.
无线数据通信 篇10
过去几十年间, 随着半导体、微电子和计算机技术的迅猛发展, 个人无线通信产业发生了爆炸性的增长。从移动电话到无线局域网 (Wireless Local Area Network, WLAN) , 新兴的业务类型层出不穷 , 人们在享受无线网络所带来便捷与乐趣的同时, 日益增长的频谱需求和有限的频谱资源之间的矛盾也在急剧深化, 为了缓解这一矛盾, 研究人员提出 了一种新 的融合技 术思路———无线 认知网络 (CognitiveRadio Network) [1,2]。
无线认知网络 (CRN) 是指网络能够感知外部环境, 通过对外部环境的理解与学习, 实时调整通信网络内部配置, 智能地适应外部环境的变化。其主要目的是向用户提供最佳的端到端效能 (End to End Efficiency) 。它融合了认知无线电技术的特点, 并考虑无线环境的信道特点、无线网络的拓扑特征及无线终端的业务特性, 分辨当前网络状态, 然后根据这些状态进行规划、决策和响应, 同时网络能在自适应过程中不断学习, 并将它们用于后续决策, 实现端到端效能的优化目标[3,4]。
1 无线认知网络关键技术
目前, 无线认知网络的研究主要集中在以下几个方面:频谱感知 (spectrum sensing) 、频谱共享 (spectrum sharing) 、动态频谱接入 (dynamic spectrum access) [5]。区别于传统无线网络的信道分配, 认知网络的信道分配往往需要基于实时感知的信道状态, 因此, 频谱感知是所有工作的基础与核心。
1.1 频 谱感知
作为认知网络的主要核心技术之一的频谱感知技术, 其目的是要发现在时域、频域及空域的频谱空洞, 进而供认知用户机会式利用频谱。
频谱感知技术可以分为基于干扰的检测、主用户信号检测和协作检测, 目前的频谱感知技术主要是基于主用户发射机检测, 其频谱感知方法主要又分为匹配滤波器检测、能量检测、循环平稳特征检测三种。
1.1.1 匹配滤波器检测
如果主用户信号是确定性信号, 那么在加性高斯白噪声 (AWGN) 条件下最佳检测器就是匹配滤波器, 它可以使输出信噪比达到最大。匹配滤波器检测的优点是能快速度准确检测主用户是否存在, 但是, 此方法需事先知道授权用户的信息, 对授权用户需要专门的接收器, 必须定时和频率同步。此外, 计算量也较大, 若先验知识不准确, 则匹配滤波器的性能会大大下降。
1.1.2 循环平稳特征检测
通常, 无线通信信号都具有循环平稳性, 而噪声和干扰则不具有这种特性, 因此可以通过循环平稳特征检测法来检测主用户信号是否出现。该方法能从调制信号功率中区分出噪声能量, 可以在较低的信噪比下进行检测信号, 但其计算复杂度较高。
1.1.3 能量检测
能量检测是最简单、最为经典的信号检测方法, 也是目前研究的热点。能量检测法相对简单、易实施, 另外, 它为非相干检测, 对相位同步要求低。但是, 该方法在低信噪比情况下的检测性能较差, 易受噪声不确定性的影响, 且不能辨别主用户类型。
1.2 频 谱共享
无线认知网络的频谱共享是指次用户在不影响主用户的前提下与其共享一段频谱, 是认知无线网络的关键技术之一。其目标是有效管理对主用户的干扰, 并提高频谱的机会利用率。
频谱共享主要包括两个方面:次用户之间的频谱共享以及次用户和主用户之间的频谱共享, 可根据架构、频谱分配行为等因素可大致分为三类:
(1) 基于网络架构
基于网络架构通常可分为集中式频谱共享和分布式频谱共享。集中式频谱共享是由某个中心服务器根据全局信息计算和执行整体二级用户网络的空闲频谱分配。每个二级用户独立进行频谱感知, 然后将感知到的信息发送到中心服务器, 由中心服务器综合对这些信息分配到空闲频谱。
与集中式频谱共享不同, 分布式分配将认知终端看作是一个自治的智能体, 每个认知终端根据自己获得的频谱信息计算和决定如何使用这些空闲频谱, 分布式分配主要应用于无中心服务器的场合。
(2) 基于频谱分配行为
基于频谱分配行为又可分为协作式频谱共享和非协作式频谱共享两类。协作式频谱共享考虑到各节点间行为的相互影响, 即每个节点都会与其它节点分享自己的感知信息;而非协作式频谱共享则不考虑其它认知节点间的干扰。在实际应用中, 协作式方案要好于非协作式方案, 更接近整体性能的最优化, 在一定程度上更为公平, 同时也提高了吞吐量。
(3) 基于接入技术
现有大部分基于接入技术研究针对认知无线电商用进行的, 主要采用基于填充式共享方式, 即只针对主用户未使用频谱下进行的, 基于完全检测信息下对主用户的干扰最小。
1.3 动态接入
与传统的固定频谱分配方式不同, 动态频谱接入技术是一种动态自适应的频谱管理方式, 能更好的利用已有的低效的频谱资源来满足无线通信服务。动态频谱接入方式可分为以下三种策略模型[8]:
(1) 动态专用模式
动态专用频谱管理方式保留了现有的频谱管理策略结构, 即主用户有着对频谱资源的独占权;但它们不仅可以自由选择其所使用的技术, 还可以选择其所提供的服务。
(2) 开放共享模式
开放共享模式这种频谱管理方式得益于无线通信的发展, 该技术能够使得不同的系统共存, 而且相互之间不会产生严重的干扰, 因此, 不需要对频谱资源进行独立的授权。
(3) 多层接入模式
多层接入模式可以看作是动态专用模式和开放共享模式的一个折中, 与动态专用和开放共享模式相比, 多层接入模式更符合现有的频谱资源管理策略和无线系统。此外, 频谱正交的接入方式与频谱重叠相比去除了次用户发射功率所受的严格限制, 一定程度上提高了其信道容量和吞吐量, 而且有着更广泛的应用。
2 结束语
作为未来无线通信网络技术的引领, 无线认知网络就有广阔的研究前景与应用价值。本文对无线认知网络一些关键问题进行了总结, 从频谱感知、频谱共享和动态频谱接入几方面进行深入分析与探讨。无线认知网络将在未来的无线通信领域, 以其独特的技术优势广泛应用于军事、工业、环境、医疗等各领域。
摘要：随着信息通信技术的迅猛发展, 有限的频谱资源变得愈发紧张。为了缓解日益严重的频谱资源紧张问题, 无线认知网络技术应运而生, 成为引领未来无线通信技术方向的“大事件”。本文针对无线认知网络技术, 从概念、研究现状和目前所研究的关键技术几方面进行了探索、剖析与探讨。
关键词：无线认知网络,频谱感知,频谱共享,动态接入
参考文献
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[4]张国伟.认知无线电网络中频谱感知技术研究[D].山东大学, 2011.
无线通信技术在电力通信中的应用 篇11
一、无线通信技术的简介
无线通信技术是利用电磁波信号进行信息交换的一种通信方式。而无线通信主要分为卫星通信和微波通信。微波的传送距离很短，一般只有几十千米，但是由于它能够携带数量较大的通信信息，而得到了广泛应用。在利用微波传送信息时，必须借助于微波中继站来完成。卫星通信就是将通信卫星作为地球站或移动体之间的中继站，使它们之间能够通过微波进行通信联系。
二、无线通信技术的分类
无线通信技术的主流技术目前只有四种，主要是WLAN、W Max、WMN、3G等
2.1WLAN技术简介
WLAN技术也称为Wi-Fi技术，是一种利用无线通信技术，在局部范围内建立起来的通讯网络。它是以无线信道作为媒介，发挥类似于传统有线局域网的功能，使用户能够随时随地地接入宽带网络。WLAN可以延伸到附近90m左右，而且传输速率较快，特别适合同一楼层的用户接入使用。WLAN技术的研究已经趋于成熟，与其相关的应用产品也非常丰富，因此得到了广泛的应用。但是由于WLAN技术是利用空气发送和接收数据，使其存在着一定的安全隐患，容易受到外界攻击，而使覆盖范围内的数据遭到盗窃。另外，由于WLAN的相关应用产品参差不齐，使其传输的信号不是很稳定，让用户得到不好的体验。
2.2W Max技术简介
W Max的传输距离比较远，最远可达50Km的范围。它是一种新型的无线通信技术，能够通过静止和半静止的状态来进行网络访问，比较适用于互联网的高速连接。W Max的传输速率非常快，一般可以达到10M-70M左右，完全可以满足用户对于宽带上网的要求。而且W Max技术能够为用户提供不同形式的宽带连接，比如：固定式、移动式和便携式，以满足用户在不同情况下的互联网接入要求。
W Max技术由于推出时间晚，相对其他无线通信技术而言，要更为先进一些，但同时也存在着一些还未解决的问题，比如利用率低、频率复用性小等，并且由于其完成标准化的时间不长，还必须经过长时间的实践检验，才能进行推广应用。从应用前景来看，W Max技术的网络信号覆盖面广，在实际应用中能够减少中继站的数量，节约电力通信的成本。由于先进的技术和超远的传输距离，W Max技术被认为是未来无线通信技术的方向，受到了业界的青睐。
2.3WMN技术简介
WMN是源于AdHoc网络研究与开发的一种无线网状通信技术，其承载的信息量大，传输速度快，融合了WLAN技术和AdHoc网络的优势。WMN利用网络拓扑结构，有效避免了中心网络拥塞和单点故障等缺点，而且它能够与多种宽带无线接入技术相结合，组成有效的无线网状通信网络。
WMN虽然还处于研究之中，但是融合有不同的无线通信技术特点的WMN技术，将会在无线宽带接入中得到广泛应用。它的对象检测和数据采集功能，能够在环境检测和交通运输，以及工业生产中发挥巨大的作用。虽然目前还没有研究出相对成熟的产品来支持WMN技术的广泛应用，但是随着该技术的不断完善，不久之后，WMN必然能够在电力通信系统中占据一席之地。
2.4 3G技术简介
3G是第三代移动通信技术的简称，是指能够通过较高频率进行数据传输的一种蜂窝数据通信技术。3G技术是将国际互联网和无线通信相结合的一种移动通信技术，它的传输速率一般是几百kbps以上，用户可以通过3G技术传送声音、图片、以及数据信息等。目前的3G技术一般只有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA这三种标准。从1996年提出标准开始，到2000年制订出完整的标准，再到如今的广泛应用，3G技术已经拥有相当多的实践经验，并且形成了一套完备的理论。从应用前景来看，3G技术在全球范围内的许多地区都已经得到了应用，比如欧洲国家、韩国以及日本等亚洲国家都已经将3G技术投入到了商业应用之中，此外，还有许多国家正在实现或者即将实现3G网络的全覆盖。
三、无线技术在电力通信中的应用
3.1电力通信对无线通信技术的要求
首先，电力系统中采用的无线通信技术，在灾难发生时，要能够作为紧急的通信工具，维持灾难发生区域与外界的正常联系。其次，由于部分地区之间相隔距离较远，架设光缆通信的费用较高，便可以考虑无线通信技术。再次，我国的配电系统自动化技术仍然比较落后，通过采用无线通信技术，不仅可以对配电系统进行实时监测，还能精确覆盖各个节点，减少线缆的成本。最后，对于电力楼层和电厂等小范围的网络覆盖，可以选择无线通信网络，这不仅可以避免综合性较强的布线系统，节省布线的成本，還能够在接入宽带无线网络时更加方便，迅速。
3.2无线通信组网
对几种无线通信技术分析发现，W Max和Wlan以及卫星通信等技术，比较适合应用于电力通信系统中的应急通信，而且W Max也适合于配电系统通信。因此，如果能够将W Max作为电力通信中的主要无线通信技术来研究，有望解决电力通信中的各种问题。为了避免平时对应急通信网络的闲置，减少网络建设的投资成本，可以考虑将W Max技术、Wlan技术以及卫星技术相结合，并研究出相应的解决方法。目前，光纤传输网和数据网络发展快速，可以通过利用它们现有的资源，将无线通技术进一步发展，使应急通信网络在平时的日常生活中也能得到良好应用。
四、结论
虽然目前的电力通信仍然是以光纤通信为主，但是无线通信技术由于具有不受地面限制和能够迅速部署的优点，能够作为电力通信系统的应急方案，并且能够在电网自动化技术中发挥巨大的作用。因此，无线通信技术可以作为一个补充手段，为电力通信系统提供自己的力量。
无线通信发展趋势 篇12
1 现状
宽度无线通信技术应用的活跃性和热点不断;公众移动通信一直朝着上升的趋势发展, 但是在区域上存在着不均衡的现象。上述这两点是全球无线通信产业较突出的两点。全球移动市场增长的不均衡性具体体现如下:目前北美国家移动用户较多, 普及率较高, 但是新增用户正在不断降低。发展中国家, 像非洲和亚洲地区的国家, 移动用户增长速度比较剧烈。就移动用户创造的价值来看, 新兴发展中国家的ARPU值不如欧美的发达国家高, 与其存在较大的差距。数据新业务市场, 日本和韩国呈现爆发的态势, 逐渐成为全球的焦点。我国移动通信增长速度较快, 像CDMA、GPRS等等2.5G数据业务呈现不错的发展趋势, 并且3G发展势头发展不错。目前无线通信热点较多, 不断培育出了新的用户群, UWB、WLAN、宽带固定无线接入技术, 都是新无线通信热点, 这些新的技术给无线通信产业注入了新的活力。
2 技术
2.1 举世瞩目的3G
目前亚洲成为3G发展最快的地区, 除了动作最快的日本和韩国, 泰国、香港、台湾也已经发出3G牌照。2009年1月7日, 工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张3G牌照, 中国移动获得TD-SCDMA运营牌照, 中国电信和中国联通分别获得CDMA2000和WCDMA运营牌照, 此举标志着我国正式进入3G时代。中国联通的3G采用世界应用最广泛的WCDMA技术, 业务品牌为“沃”。众所周知, WCDMA是全世界建设最广泛、技术成熟度最高、可漫游国家最多、支持手机款式最多的3G标准。
2.2WLAN
WLAN (无线局域网) 顾名思义是一种借助无线技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段, 可提供传统有线局域网的所有功能, 是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它是通用无线接入的一个子集, 支持较高传输速率 (2Mb/s~54Mb/s, 甚至更高) , 利用射频无线电或红外线, 借助直接序列扩频 (DSSS) 或跳频扩频 (FHSS) 、GMSK、OFDM等技术, 甚至将来的超宽带传输技术UWBT, 实现固定、半移动及移动的网络终端对Internet网络进行较远距离的高速连接访问。
2.3 超宽带无线接入技术UWB
UWB (Ultra Wideband) 是一种无载波通信技术, 利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号, UWB能在10米左右的范围内实现数百Mb/s至数Gb/s的数据传输速率。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势, 主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。
3 趋势
3.1 技术互补
无线通信领域的技术具有互补性, 其互补性主要体现在不同的接入技术, 其接入速率、技术特点、适用的区域和覆盖范围不同。像UWB、WLAN和3G可以较好的实现互补。3G可以解决很多移动性的需求, 像强漫游和广域无缝覆盖, WLAN可解决中距离的数据接入问题, 像UWB则可以较好的实现近距离的超高速无线接入。因此应该推进各种无线接入技术的发展, 推进组网的一体化, 使接入手段更加多元化, 更好的满足用户的需求, 解决通信发展的不平衡问题。
3.2 无线频率资源
对于无线频率资源应该有所增加, 推进频谱的应用和规划。无线频率资源的增加有利于满足客户的需求, 使各个企业根据自己的实际情况进行规划, 更好的更有效利用和配置资源。相关部门应该加强对频率资源的管理, 对于闲置的应该采取一定的措施, 促进其利用或者开展相应的回收工作。
3.3 新兴移动市场
借鉴发达国家的经验, 移动话音用户较多, 但是现在要想通过用户增长的模式已经不能实现其发展。欧美发达国家为了实现更大的利润希望通过3G平台来创造效益。3G技术目前在全球已经启动4G技术也逐步兴起, 我国应该借鉴欧美的经验, 尽快加快新兴移动市场的培育与建设。
3.4 宽带无线接入技术火热
该技术覆盖的范围越来越大, 并且朝着高宽带的方向发展。展望未来, 相信定会有新的技术促进整个无线通信产业的发展。目前宽带接入技术还是主要集中固定环境下的接入, 和公众移动通信网络相比, 其语音支持能力和移动性很难与其抗衡。未来避免资源的浪费, 为了充分发挥其技术优点, 应该把握全局, 使移动网络和宽带无线技术更好的融合在一起, 弥补彼此的缺点。
3.5 综合一体化
未来的无线通信网络将是一个综合的一体化的解决方案, 各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用。从大范围公众移动通信来看, 3G或超3G技术将是主导, 形成对全球的广泛无缝覆盖;而WLAN、UWB等宽带接入技术, 将因其不同的技术特点, 在不同覆盖范围或应用区域内, 与公众移动通信网络形成有效互补。
3.6 NGN平台
更远的未来, 通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中, 固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强Qo S保证的信息通信网络平台。在这一平台上, 各种接入手段将成为网络的触手, 向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案, 都将成为大NGN平台的延伸部分。
结束语
目前无线通信现状不容乐观, 用户需求和地域的不平衡性、移动网络带宽不足和带宽需求的矛盾等问题比较突出。为了解决无线通信网络的需要, 应该建立统一的网络规划, 充分利用不同的技术, 使无线通信网络的综合能力和整体优势能够得到很好的发挥, 进而解决无线通信网络的各种矛盾。为了促进无线通信技术的发展, 相关政府部门应该积极的为其运营提供资源和条件。总结来看, 无线通信将朝着网络一体化、接入多元化、融合固定网络、应用综合化的宽度无线网络发展。
参考文献
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[2]戴希云, 邹进兴, 李兆宏.WCDMA系统技术演进——全IP的WCDMA[J].中国无线电, 2005 (6) :23-32.