時間:2023-03-14 15:19:18
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認知無線電用戶必須不能干擾首要用戶(頻譜授權用戶)的正常工作,要保證首要用戶的可靠性通信,同時也要保證認知無線電用戶通信的可靠性,這就需要認知無線電控制發射功率,同時具有靈敏的頻譜空穴檢測能力和快速切換頻段的能力。通信的高可靠性是認知無線電要實現的另一個目標。認知無線電這些特點有利于頻譜資源智能、高效、充分的利用,也是其區別于其他無線電技術的重要特征。
二、認知無線電與寬帶無線通信系統的融合
認知無線電的關鍵技術有:頻譜監測技術,自適應頻譜資源分配技術、自適應調制解調技術等。寬帶無線技術主要有正交頻分復用技術(OFDM)、多輸入多輸出技術(MIMO)、HARQ技術和AMC技術等。認知無線電與寬帶無線通信系統的融合最主要的就是自適應頻譜資源分配技術和正交頻分復用技術結合、并輔以其它相關技術。OFDM系統是目前公認的比較容易實現頻譜資源控制的傳輸方式。該調制方式可以通過頻率的組合或裁剪實現頻譜資源的充分利用,其與自適應技術相結合,除了在傳統的時間域上自適應外,還更容易利用多載波的頻率域,可以靈活控制和分配頻譜、時間、功率等資源,在結合MIMO系統的空間資源,根據用戶在不同的位置的不同傳輸條件,感知環境并且適應環境,并不斷地跟蹤環境的變化,以合理利用資源、提高系統容量。自適應頻譜資源分配的關鍵技術主要有:載波分配技術、子載波功率控制技術、多天線層資源分配算法和復合自適應傳輸技術。
(1)載波分配技術。CR具有感知無線環境的能力。子載波分配就是根據用戶的業務和服務質量要求,分配一定數量的頻率資源。檢測到的寬帶資源是不確定的,隨時間、空間、移動速度等變化。OFDM系統具有裁剪功能,通過子載波的分配,即在頻段內對于用戶來說,信干噪比(SINR)較高的不規律和不連續子載波的頻譜資源進行整合,按照一定的公平原則將頻譜資源分配給不同的用戶,確定每個子載波傳輸的比特數量,選取相應的調制方式,實現資源的合理分配和利用。
(2)子載波功率控制技術。由于分配給用戶的功率和子載波數一般是成比例的,功率控制算法在經典的“注水”算法的基礎上,有一系列的派生算法。這些算法追求的是功率控制的完備性和收斂性,既要不造成干擾又要使認知無線電有較好的通過率,且達到實時性的要求。事實上功率控制算法和子載波分配算法是密不可分的。這是因為在判斷某子載波是否可以使用時,就要對現狀(空間距離、衰落)做出判斷,同時還需要計算出可分配的功率大小,對于一個用戶如果速率一定,如子載波數目增加所需的功率就會下降。
三、結語
當前的信息技術領域,尤其是通信領域正在進行著突飛猛進的發展,各種技術體制層出不窮,其大趨勢便是傳統的模擬系統徹底轉變為數字系統,在此期間,無線通信的發展也同樣方興未艾,基于軟件的廣電系統也在其中。
1.1基于軟件的廣電系統
軟件無線電的最大特色在于其在底層硬件的支持之下,以軟件編程的模式來完成傳統廣電系統的所有技術功能,從而一舉改變了傳統的僅僅依賴硬件的方案。基于軟件的廣電系統正是通過此原理來構建的數字化技術的廣電系統。最重要的核心模塊是“數字電視(廣播)通用調制”模塊,其主要功能一方面能夠進行所有類別的廣播電視數字信號的產生,還包括為原始信號插入各類輔助功能信號,例如同步信號、時鐘信號以及糾錯冗余信號等等。通過靈活的軟件編程,一方面能夠方便地產生所需的各種格式的數字信號,從而使之能夠和各類底層協議模塊相互匹配,另一方面也能夠較方便地進行升級換代,和幾乎所有的主流傳輸介質相兼容。如果體制中增加了新的編碼模式,則不必更換硬件模塊,只需在軟件方面進行接口和協議的改動即可完全適應新的方式,因此設備的升級換代變得非常方便,節約了投資,設備的研發周期也大大縮短,新的功能能夠靈活地加入進來。在具體的技術實現方面,由于當前的光電通信底層網絡已經擁有很高的傳輸速率與很高的帶寬水平,而當前的各類硬件價格正在不斷下降,升級更新周期也逐漸縮短,因此應該將靈活的軟件模塊與固有的硬件模塊進行協同配合設置,以實現技術收益的最大化。結合當前的信息技術現狀,假若將整個的系統均交由軟件來設計與實現,則軟件的執行對于CPU等資源的耗費是必須考慮的。因此在全面考慮之下,其可行的方案為:
(1)底層信息傳輸系統以模塊化的方式進行構建,由不同的模塊提供針對性的軟件接口,共同構建信道系統,主要有調制解調模塊、頻率分配模塊、編譯碼模塊等等,這些模塊均接受中央處理單元的控制,軟件的使用主要體現在對信息傳輸系統的參數設置方面,例如調制解調模式的設置與選擇、信道編解碼方式的設置于選擇、信道加密解密模式的確定等等。
(2)具體模塊在實現方面則選擇硬件與軟件配合使用的模式,將各類負載合理地分配在軟件單元與硬件單元之上,為了減少軟件對于資源的消耗,可以在硬件方面做出一些調整,例如增加一些可編程芯片等。
1.2基于軟件的數字電視系統
當前,我國比較通行的數字電視主要存在著DVB-S,DVB-C以及DVB-T等制式,而且由于用戶的原因,數字電視將在很長的一段時期之內同時兼容各類制式。這些情況也直接體現在我國目前的主流數字電視接收機的廠商中,當前的機頂盒也充分考慮了多種制式的現象,這也能夠推進我國數字電視的推廣速度,使其覆蓋范圍擴大,使用戶的投入減少。構建的數字電視系統,能夠結合不一樣的傳輸制式,來為其加載相對應的軟件單元,從而實現終端與傳輸底層協議的匹配,已經被證實是一種比較可靠的實現方法和解決方案。目前對這種技術進行推廣的主要阻力來自于成本問題,由于數字電視最終歸屬于普通的家電類商品,如果定價偏高則會鮮有人問津。而隨著微電子技術突飛猛進的發展,不少產品的成本正在逐步降低,因此給予軟件的數字電視產品最終會通過市場來反哺其研發,實現良性的循環。
2結束語
在增強現實技術中,最關鍵也最多樣的步驟是三維注冊,不同的三維注冊實現方案將產生不同的增強現實技術的應用。三維注冊指的是通過計算機圖形學的分析過程,獲得三維空間中具體物體準確的坐標,然后根據獲得的坐標把計算機生成的虛擬物體拼接到實景空間中去,使得真實環境和虛擬物體能夠準確地無縫融合。
1.1基于圖像識別的三維注冊通過攝像頭讀取、識別真實對象后,再顯示相關的信息與圖像,例如通過識別書的封面,結合互聯網搜索技術,進而展示書的出版信息、作者信息和價格等;又例如Fitnect通過識別人體,實現虛擬服裝的試穿。該方案強調的是虛擬對象與真實對象的結合,弱化了與環境的關系,因此多用于展示與真實對象相關的信息。而難點在于該方案需要強大的圖像識別技術,要求硬件擁有強硬的計算能力,因此目前大部分基于該方案的增強現實軟件都僅針對一個類別的物品進行識別(例如圖書、人體等)。
1.2基于標識的三維注冊通過攝像頭識別一個特定的標識,進而在標識上方顯示與標識對應的信息與圖像,例如Tissot提供的虛擬試戴手表體驗,試用者需要先在手腕處佩戴印有特殊圖案的紙質“手表”(如圖1所示)。該方案優點在于虛擬對象定位非常精確且穩定,特別是在展示三維圖像時,虛擬對象可以隨著標識的移動而改變、旋轉圖像,因此能夠大幅度提高用戶體驗。而缺點在于該方案總需要用戶預先準備好標識,且通常需要用戶自行打印標識,這在一定程度上提高了用戶的使用成本。
1.3基于GPS定位的三維注冊如今大多數移動設備都具備GPS(GlobalPositioningSystem)定位功能,因此當需要展示與地理位置相關的信息和圖像時,可以獲得設備當前所在位置和虛擬對象所在位置,計算出相對的距離、方位,進而在屏幕上進行展示。該方案多用于基于地理位置的服務(LocationBasedService,LBS),例如展示某景點的歷史信息、商家的打折信息等。該方案的缺點在于所展示的虛擬對象也需要具有地理位置信息,此信息需要人員提前準備,在用戶需要顯示虛擬對象時再即時獲取,這也意味著在地點A展示的信息,用戶在地點B是無法看到的。
1.4基于相對位置的三維注冊該方案需要利用大多數移動設備具有的陀螺儀、重力感應等傳感器設備,獲取設備的旋轉數據。相較于其他三種方案,該方案可以不需要得到用戶、真實對象以及虛擬對象的位置,而直接在屏幕上展示虛擬對象,甚至可以由用戶操作來移動虛擬對象、調整大小、旋轉角度。該方案多用于展示靜態的、與環境關系較小的信息或圖像,例如一款玩家需要擊落在空中飛翔的敵方戰機的增強現實游戲;雪佛蘭(Chevrolet)公司2013年初推出一款名為“雪拼季”的APP,用戶可以在APP中抓取虛擬的彩色雪花,當集滿6款不同顏色的雪花后就有一次贏取雪佛蘭科邁羅CAMARO(大黃蜂)的機會,此APP所使用的就是基于相對位置的三維注冊方案。總之,無論采用何種三維注冊方案,共同的目標都是真實。為了更為真實的呈現效果,虛擬對象和真實場景需要完美的貼合,應當處理好虛擬對象的大小、相互重疊、景深等,考慮環境對虛擬對象的光照、陰影并且減少當真實對象或移動設備移動、抖動時造成的虛擬對象變化的延遲[3]。
2、增強現實在電子商務領域的應用
增強現實技術的最終目的是為了展示信息,因此可以廣泛應用于旅游、教育、醫療、建筑、娛樂等多個領域。正因為它能實現虛擬與真實的結合,因此能夠為用戶提供實用的、獨特的視覺感受和用戶體驗,這樣的特性能夠為傳統電子商務錦上添花,提供更為真實的商品展示和購物體驗。
2.1商品試穿、試戴和試用在網絡上夠買衣服、鞋帽、首飾等商品,用戶往往想了解這些商品的上身效果,并且通過效果來決定衣物的尺寸,而目前的電子商務很少有提供用戶在家就能試穿、試用衣物的功能,增強現實技術為這一問題帶來了解決方案。正如前文所提到的,Fitnect提供了虛擬衣物的試穿功能,國內的京東網也表示將于2014年在移動客戶端實現基于增強現實的試穿功能。在實際生活中,客戶通過一些尺寸較大的等身高的鏡子實現衣物的試穿,而客戶家中通常不會備有等身高的屏幕,因此目前還無法達到最佳的衣物虛擬試穿的用戶體驗。而小物件、與用戶人體無關的物件的試用,則可以通過增強現實技術輕松實現,例如前文所提到的Tissot手表的試戴,又如珠寶首飾、發型、紋身等。USPS的PriorityMail采用增強現實技術,讓用戶打印標識,進而可以方便地根據郵寄物品的大小選擇所需要的盒子;IKEA的移動客戶端IKEANow實現了家具等裝飾品和家居用品的預覽(如圖2所示)。
2.2LBS電子商務由于有著共同的地理位置信息特性,基于GPS三維注冊實現的增強現實讓LBS電子商務有了新的發展方向,該方向多為一些基于增強現實的移動客戶端應用,為用戶在導航、購物、點評、社交、旅游等方面提供服務。Yelp是美國最大的點評網站,在它的移動客戶端中提供了基于增強現實的點評展示功能(如圖3所示)。通過這款APP,用戶可以直接看到某家商店所在的位置、食客對某家餐廳的評價。類似的APP還包括Layer、NokiaCityLens等等。同時LBS社交也可以基于增強現實技術而發展,甚至LBS社交信息和LBS電子商務信息可以同時展示,Wikitude便是這樣一款APP,它提供了諸多的頻道,通過增強現實技術展示來自各個平臺的LBS信息。
2.3商業營銷增強現實技術非常適合用來開發游戲,因此為商家們提供了一系列新的營銷手段,在這一方面需要商家營銷團隊提供獨特創意的支持。2012年,別克品牌為了推廣新車,推出了一款增強現實游戲APP。在游戲開始時,參與者將虛擬汽車藏匿在城市的一個角落,如果其他用戶發現,則可以將汽車“據為己有”,并在180秒內重新藏匿汽車,單次成功藏車時間最長的參與者將獲得一輛真正汽車。在2013年雪佛蘭推出的“雪拼季”APP中(如圖4所示),除了可以用一套彩色雪花換取一次抽取大黃蜂的機會外,每抓1片彩色雪花,即可根據相關優惠政策抵扣1000元購車現金,并可用于雪佛蘭的所有國產車型,不同車型享有不同抵扣額度,最高可抵扣10000元購車現金,這項活動在一定程度上增加了雪佛蘭汽車在當時的銷量。日本電通集團(DentsuGroup)的iButterfly是一款純營銷應用,用戶可以發現并捕捉各色“蝴蝶”,蝴蝶身上包含商家活動、優惠券、免費試用等營銷信息(如圖5所示),從而通過游戲成功地實現了商業營銷。
3、增強現實技術前景
關鍵詞:軟件無線電數字信號處理調制解調TMS320C6701
軟件無線電是隨著計算機技術、高速數字處理技術的迅速發展而發展起來的,其基本思想就是將寬帶A/D/A變換器盡可能地靠近天線,將電臺的各種功能盡量在一個開放性、模塊化的平臺上由軟件來確定和實現。該平臺的調制方式、碼速率、載波頻率、指令數據格式、調制碼型等系統工作參數具有完全的可編程性。
傳統的衛星測控平臺存在著性能不完善,調制方式、副載波、碼速率組態不靈活,體積偏大等問題。研制和開發通用化、綜合化、智能化的測控平臺,通過注入不同的軟件,實現對調制載頻、調制方式、傳輸碼速率等參數的改變,應用于各種軌道衛星平臺的遙測遙控任務。數字信號處理器(DSP)是整個軟件無線電方案的靈魂和核心所在。通用平臺的靈活性、開妻性、通用性等特點主要是通過以數字信號處理器為中心通用硬件平臺及DSP軟件來實現的。經過比較,我們采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的芯片形成一套實時的DSP系統。
圖1TMS320C6701結構框圖
1軟件無線電通用平臺的DSP技術
1.1TMS320C6701DSP芯片介紹
TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片,具結構框圖如圖1所示。
TMS320C6701的主要特點為:
*單指令字長為32位,8個指令組成一個指令包,總字長為256位,引腳與TMS320C6201系列的引腳兼容。
*體系結構采用甚長指令字(VLIW)結構;
*硬件支持IEEE標準的單精度和雙精度指令集,支持字節尋址獲得8位/16位/32位數據,指令集中有位操作指令(包括位域抽取、設置、清除以及位計數、歸一化等);
*1Mb(位)的片內存儲空間,其中程序存儲空間和數據存儲空間各512Kb;
*32b外部存儲器接口(EMIF),有52MB的外部存儲器尋址能力;
*四通道自加載DMA協處理器,可用于數據的DMA傳輸;
*16位宿主機接口(HPI);
*兩個多通道緩沖串口(McBSPs);
*兩個32位通用定時器;
*靈活的鎖相環路(PLL)時鐘產生器,可以對輸入時鐘進行不同的倍頻處理;
*芯片內部有IEEE1149.1標準邊界掃描仿真器(JTAG),可用于芯片的自檢和開發;
*芯片共352腳采用BGA封裝,以獲得好的高頻電氣性能,并使芯片尺寸變小;
*采用0.18μm工藝,則五層金屬組成,輸入輸出接口電壓為3.3V,核心電壓1.8V(167MHz時為1.9V)。
1.2DSP技術在軟件平臺中的應用
每套測控平臺含雙機備份的遙控調制器與遙控解調器,雙機分別由獨立電源供電。系統總體框圖如圖2所示。調制器與解調器分別通過不同的RS232串口與遙控處理計算機通信,完成對調制解調器的控制及其帶數據的收發。
用戶在每次任務前通過控制計算機設置調制方式、調制參數及通信連接方式,并調用算法參數生成程序產生調制器和解調器中算法的預置參數,并在設備初始化時以批數據方式從串口送入DSP芯片,經校驗后送FlashROM中。為保證程序傳送的可靠性,采用IRQ差錯控制方式,DSP每接收一個數據包在存儲的同時向計算機回傳數據信息,計算機一旦發現數據出錯即轉入重傳方式。參數設置成功后,調制解調器根據協議發送和接收遙控指令,并將工作狀態回送遙控處理計算機,同時在遙控前端機面板上顯示。
1.3調制器與解調器硬件結構與功能描述
硬件系統以DSP為核心,電路主要由下述模塊組成:電源模塊、系統時鐘及模式設置模塊、存儲器模塊、系統監控模塊、與控制計算機通信模塊、調制輸出模塊、B碼時鐘接收模塊和顯示控制模塊。在解調系統中,除解調輸入模塊、解密接口模塊和顯示控制模塊外,其余模塊均與調制系統一致,如圖3所示。
調制器加電時,DSP首先通過外部存儲器模塊完成自加載。自加載完成后,由DSP主程序對狀態顯示監控模塊進行參數初始化設置。在有調制任務時,首先由控制計算機對DSP進行參數設置(如濾波器參數、調制制式、調制副載頻、調制碼速率等),然后發調制數據給DSP,由DSP的串行通信口接收數據,在DSP內完成副載頻調制;調制數據經DSP串口發送給數模塊轉換進行數模轉換,轉換的信號過低通可編程濾波器濾波后輸出。解調器的工作過程與上類似,在檢測到有已調副載波進入A/D通道時,啟動解調模塊進行解調,將解調的數據送到控制計算機。
2DSP實現信號調制和解調
2.1信號調制
調制器的設計目標是在可編程的硬件平臺上,通過注入不同的算法或執行軟件,實現不同載波頻率、調制方式、傳輸速率和碼型的多制式的通用型調制器。它將以靈活的重構性支持各種通信發射機的不同需求,更有利于各通信設備的互連互連。考慮到數字直接合成技術具有數控靈活、頻率分辨率高、頻率切換快、相位可連續線性變化、覆蓋帶寬大、生成的正弦/余弦信號正交性好等特點,我們的設計方案是以DSPs芯片為內核,采用軟件DDS技術,實現高精度、高性能的數字調制器。調制器的總體框圖如圖4所示。
幀分析在設備初始化時完成程序數據的接收、校驗和轉發(向FlashROM送)。在正常工作時,從幀數據中分離出調制參數及等調制數據,分別送參數寄存器與數據寄存器。
圖5BPSK接收總體框圖
在數據格式變換中,完成將輸入的數據分別轉變為調制參數控制字(如相應調制方式下的頻率控制字K、相位控制字φ和副度控制字A)和相應格式的被調制數據,經滾降處理后(對于FSK方式可不用滾降處理)對正弦載波進行調制。
2.2信號解調
對于BPSK接收,我們采用相干解調方式,如圖5所示。接收信號經帶通采樣得到原始信號序列后,首先與本地產生的正弦序列相混頻,然后經低通濾波除高頻分量,得到其帶信號樣值序列(正弦序列的頻率與相位也由此樣值序列獲得)。再對基帶信號樣值序列進行最佳判決點時刻波形估計,估計值送往均衡器做均衡處理,均衡結構再做0、1判決得到最終的解調數據。解調的關鍵點在于本地載波的同步和符號定時誤差的提取。
ASK(FSK)信號的解調方法可分為相干解調和非相干解調兩類。由于相干解調的抗干擾能力較強,本方案采用相干解調方式。圖6為采用相干解調時,接收端的解調總體方案流程框圖。
接收信號首先經低通濾波器,濾除帶外噪聲(此處的低通濾波器由專用器件設計)。然后經A/D變換,得到樣值序列,按照工作的不同階段,分兩路分別與本地相應的相干載波進行解調,主要包括混頻和低通濾波兩過程。解調后的信號經低通濾波器后,恢復出基帶信號。基帶信號進行位定時和碼元判決,得到最終的解調數據。
圖6ASK/FSK相干解調總體流程框圖
關鍵詞:移動電子商務;英特網;無線接入技術;3G
引言
英特網(Internet)和移動通信技術的出現,改變了人們傳統的生活、工作模式,打破了時間、地域的限制。移動電子商務(M-commerce)是通過移動通信技術與英特網有機結合所進行的電子商務活動。移動電子商務作為一種新型的電子商務方式,充分利用了移動無線網絡的優點,是對傳統電子商務的有益的補充,具有非常廣闊的發展前景。近十年來,推動移動電子商務發展的技術不斷涌現,這些技術主要包括:無線應用協議(WAP)、移動IP(MobileIP)、藍牙技術(Bluetooth)、無線局域網(WLAN)、通用分組無線業務(GPRS)和第三代移動通信系統(3G)等。
一、移動電子商務
1.移動電子商務的定義及特點
目前,業界還沒有對移動電子商務的定義形成權威的、一致的認識,人們從不同的角度提出了不同的見解,這些見解各有不同出發點和含義。從技術的角度看,移動電子商務可看做電子商務的一個新的發展分支;但從應用的角度來看,移動電子商務是對有線電子商務的整合與發展,是電子商務發展的新形態。一般而言,移動電子商務的定義應包含“商務活動”、“英特網”和“無線網絡技術”三部分。文獻[1]將移動電子商務定義為:“消費者在支持英特網的無線通信網絡平臺上,借助移動的智能終端設備,完成商品或服務的購買或消費行為的社會經濟活動。”可見,移動電子商務可以定義為:通過移動的智能終端設備、無線網絡和英特網結合所進行的電子商務活動。
通過移動電子商務,消費者可真正突破“時空限制”,隨時隨地獲取所需的服務、應用、信息和娛樂。和傳統基于英特網的電子商務相比,移動電子商務具有以下幾個顯著的特點:(1)交易不受時間和地點的限制;(2)移動終端擁有者的身份相對固定,可方便的向消費者提供個性化移動交易服務;(3)通過移動定位技術,可以提供與位置相關的交易服務。
2.推動移動電子商務發展的技術因素
移動電子商務同傳統電子商務的主要區別就是無線網絡的應用,而正是無線數據通信技術的快速發展,推動了移動電子商務的迅猛發展。從技術的角度看,推動移動電子商務發展的因素主要有以下三個。
(1)無線應用協議的推出。如何將英特網的豐富信息及先進的業務引入到移動電話等無線終端設備當中,是實現移動電子商務需要解決的第一個問題。無線應用協議(WAP)的出現,很好地解決了這個問題。無線應用協議(WAP)的出現使移動英特網有了一個通行的標準,使移動電話等無線終端設備接入英特網成為了可能。
(2)無線接入技術的快速發展。早期無線接入技術如GSM、TDMA和CDMA數據傳輸速率很低,不適于英特網接入。而近年來得到廣泛使用的通用分組無線服務(GPRS)等接入技術,大大提高了無線數據傳輸速率。目前,世界各國大力推廣的第三代移動通信技術(3G),不僅可以克服傳統無線接入方式傳輸速率方面的缺陷,而且還可以支持寬帶多媒體數據傳輸,這將縮小有線和無線接入的差距,必將進一步推動移動電子商務的發展。
(3)移動終端技術的日趨成熟。移動終端技術本質上是一種結合手持硬件、無線寬帶網絡與移動應用軟件的總稱。目前市面上各種個人數碼助理(PDA)、智能手機(SmartPhone)已經隨處可見,各種移動智能終端設備不斷推陳出新,移動終端用戶也不斷攀升。這不僅給消費者使用移動終端進行電子商務提供可能,而且在數量上大大超過互聯網用戶的移動終端用戶更是為移動電子商務提供了巨大的市場。
3.移動電子商務系統組成
移動電子商務系統主要由移動商務應用、移動終端設備、移動中間件和移動網絡設施組成。(1)移動商務應用主要是指移動電子商務為用戶提供的各種商品和服務活動;(2)移動終端設備就是指各種通過無線網絡接入英特網的終端設備,包括手機、個人數碼助理和筆記本等;(3)移動中間件是指連接電子商務與異構網絡和操作系統的軟件實現層,如ExpressQ和WAP等,它們屏蔽了分布環境中異構的操作系統和網絡協議;(4)移動網絡設施是指支持移動電子商務的無線網絡和設備,包括GSM、GPRS、CDMA和3G等。中國-二、移動電子商務的主要實現技術
1.無線應用協議(WAP)
無線應用協議WAP是WirelessApplicationProtocol的縮寫,它是由Motorola、Nokia、Ericsson和Phone.corn公司最早倡導和開發的,它的提出和發展是基于在移動中接入英特網的需要。WAP是開展移動電子商務的核心技術之一,它提供了一套開放、統一的技術平臺,使用戶可以通過移動設備很容易的訪問和獲取以統一的內容格式表示的英特網或企業內部網信息和各種服務。通過WAP,手機可以隨時隨地、方便快捷地接入互聯網,真正實現不受時間和地域約束的移動電子商務。中國
2.移動IP(MobileIP)
移動IP(MobileIP)是由互聯網工程任務小組(IETF)在1996年制定的一項開放標準。它的設計目標是能夠使移動用戶在移動自己位置的同時無須中斷正在進行的英特網通信。移動IP現在有兩個版本,分別為MobileIPv4(RFC3344)和MobileIPv6(RFC3775)。目前廣泛使用的仍然是MobileIPv4。目前移動IP主要使用三種隧道技術,即IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝來解決移動節點的移動性問題。
3.藍牙(BlueTooth)
藍牙(BlueTooth)是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba等公司于1998年5月聯合推出的一項短程無線聯接標準。該標準旨在取代有線連接,實現數字設備間的無線互聯,以便確保大多數常見的計算機和通信設備之間可方便地進行通信。“藍牙”作為一種低成本、低功率、小范圍的無線通信技術,可以使移動電話、個人電腦、個人數字助理、便攜式電腦、打印機及其他計算機設備在短距離內無須線纜即可進行通信。“藍牙”支持64kb/s實時話音傳輸和數據傳輸,傳輸距離為10m~100m,其組網原則采用主從網絡。
4.無線局域網(WLAN)
無線局域網絡WLAN是WirelessLocalAreaNetworks的縮寫,它是一種借助無線技術取代以往有線布線方式構成局域網的新手段,可提供傳統有線局域網的所有功能,它支持較高的傳輸速率。它通常利用射頻無線電或紅外線,借助直接序列擴頻(DSSS)或跳頻擴頻(FHSS)、GMSK、OFDM和UWBT等技術實現固定、半移動及移動的網絡終端對英特網網絡進行較遠距離的高速連接訪問。1997年6月,IEEE推出了802.11標準,開創了WLAN先河;目前,WLAN主要有IEEE802.11x與HiperLAN/x兩種系列標準。
4.通用分組無線業務(GPRS)
GPRS的英文全稱為GeneralPacketRadioService,中文含義為通用分組無線服務,是歐洲電信標準化組織(ETSI)在GSM系統的基礎上制定的一套移動數據通信技術標準。它利用“包交換”(Packet-Switched)的概念所發展出的一套無線傳輸方式。GPRS是2.5代移動通信系統。GPRS具有“數據傳輸率高”、“永遠在線”和“僅按數據流量計費”的特點,目前得到較廣泛的使用。
5.第三代移動通信技術(3G)
3G英文全稱為3rdGeneration,中文含義為第三代數字通信。它是由衛星移動通信網和地面移動通信網所組成,支持高速移動環境,提供語音、數據和多媒體等多種業務的先進移動通信網。國際電聯(ITU)原本是要把世界上的所有無線移動通信標準在公元2000年左右統一為全球統一的技術格式。但是由于各種經濟和政治的原因,最終形成了三個技術標準即歐洲的WCDMA,美國的CDMA2000和中國的TD-SCDMA。TD-SCDMA是由中國大唐移動通信第一次提出并在無線傳輸技術(RTT)的基礎上與國際合作完成的。中文含義為“時分同步碼分多址接入”。相對于其他兩個標準TD-SCDMA具有頻譜利用率高、系統容量大、建網成本低和高效支持數據業務等優勢。
總結
移動通信和英特網的完美結合造就了移動電子商務。在技術更新與社會需求的交替推動下,移動電子商務已經產生了一個不可阻擋的發展趨勢,它必將對全球經濟和技術進步產生更加深遠的影響。
參考文獻:
[1]柯新生.電子商務運作與實例[M].北京:清華大學出版社,2007.
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.
[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.
[4]《無線局域網的安全性及其攻擊方法研究》李雄偉,趙彥然;2005年.
【關鍵詞】廣播電視無線發射技術創新分析
廣播電視(Radioandtelevision),它主要是利用無線的電波或導線來向廣大地區進行圖像節目、音響播送等傳播性的媒介,統稱廣播。而只進行聲音播送的則稱之為有聲音廣播。既可播送聲音,又播送圖像的則稱之為電視廣播。在一定程度上,雖然自媒體時代下,對于我國廣播電視業帶來了巨大的發展性沖擊,我國的廣播電視業也深受打擊急需尋求新的突破性發展路徑。但是,無論自媒體如何引領新時代的發展浪潮,人們對于廣播電視業的熱衷也不曾削減,廣播電視一直都是人們所熱衷的媒介。那么,對于我國廣播電視業來說,要想不被自媒體所淘汰,不負眾望尋求新的發展性突破,就必須提高對無線發射性技術的重視程度,對該項技術予以深度的分析,研究出其最佳的應用路徑,以通過無線發射性技術新的創新發展,來引領我國廣播媒體開辟發展蹊徑。
1技術概述
廣播電視中無線的發射技術,其具有著便捷性的接收、較為的成本投入、較為簡潔化的技術操作、較廣大輻射范圍等特征。目前,在我國一些較為偏遠的鄉村地區應用的較為普遍,是偏遠地區廣播電視主要的應用方式。在一定程度上,伴隨著我國廣播電視中無線的發射技術日新月異的發展,可謂是給廣大偏遠地區人們帶來了眾多的福利,他們能夠在遙遠的山區就可觀看到豐富多彩的廣播電視節目,為我國廣播電視業服務網全覆蓋性發展目標的實現奠定了重要的基礎,重要性較為突出。同時,通過無線發射性技術在我國廣播電視業當中有效的應用,還能夠極大的減輕廣大廣播電視人的工作量,可實現人工智能化的廣播電視相關信息數據的傳輸及接收,為廣播電視業的全智能化操控及發展奠定了重要基礎,讓我國的廣播電視業能夠為受眾提供最具現代化的服務。
2技術創新研究
2.1注重感知性無線電高新技術的研發
在廣播電視中無線的發射技術,其主要強調的是期間各類頻譜性資源的有效性利用。但是,從廣播電視中無線的發射技術實際應用情況來看,無線的電頻譜的查找存在著較大的難度性,且會對于廣播電視相關信息數據的傳輸產生一定的阻礙性作用,不利于我國廣播電視業為廣大受眾提供高質量的服務。那么,針對這一問題就需要我國廣播電視業在進行無線發射性技術實際應用期間,注重感知性無線電高新技術的研發。在一定程度上,通過對感知性無線電高新技術的研發,就能夠通過感知性無線電技術進行廣播電視相關信息數據的查詢,還可進行閑置性無線電相應頻譜的合理連接,大大提升了無線電其頻譜性資料實際的利用效率,可有針對性的處理有效性頻率的連接性問題,提高廣播電視中無線的發射技術智能性及靈活性,讓我國的廣播電視業為廣大受眾提供全方位的服務。
2.2注重無線電空中技術的開發
無線電空中技術,其早期主要應用軍事作戰當中。那么,伴隨著我國無線電空中技術日新月異的發展,無線電空中技術也被各高端行業及領域當中實現了有效性應用。而對于我國廣播電視業來說,也可適當向著無線電空中技術的方向進行有效性的開發及研究,以進一步提升我國廣播電視中無線的發射技術創新發展,保證廣播電視信號的穩定性,提供廣播電視相關信息數據傳輸的效率及質量,為廣播電視的廣大受眾提供更為高質量的服務。
2.3科學設置高空光纜架設的高度
在一定程度上,廣播電視的信號傳輸其主要是依靠于高空的光纜,它是廣播電視的信號傳輸基礎,更是信號實現高速發射的根本保證。那么,我國的廣播電視業要想進一步提高無線發射性技術的應用效果,就應當科學設置高空光纜架設的高度,以為無線發射性技術的有效性應用奠定重要基礎,保證在利用無線發射性技術進行廣播電視的信號傳輸時,可以高質量的完成,盡最大可能地保證廣播電視的信號傳輸效率。
2.4注重防雷設施的合理化設置
對于廣播電視業來說,防雷設施的合理化設備,也是提升無線發射性技術的應用效果的創新舉措之一,也可進一步提升無線發射性技術實際應用過程中的安全性及可靠性。因而,這就需要我國的廣播電視業應當尤為注重防雷設施的合理化設置。(1)進行避雷帶網與避雷針等這些傳統避雷設施的合理化設置。在設置期間,應當注意天線與避雷針之間間距的控制。通常情況下,通信的天性應當安裝于避雷針的外線1.5個波長之外,為天線與避雷針所處位置的主置之中;(2)進行無線防雷覆蓋性接地,設置好接地網。應當嚴格按照國家的相關要求,避雷針的接地性電阻應當小于10Ω,且不超過4Ω設備的地網性電阻;(3)將發射性信號線防護的相關工作做好。在信號線位置上進行避雷針的安裝,以實現對所有信號線的屏蔽,避免其與外界發生接觸情況。從而進一步提升廣播電視中無線的發射技術應用的安全性及穩定性,保障廣播電視中無線的發射技術實際應用效果。
3結語
綜上所述,當前是我國廣播電視業實現突破性發展的關鍵時期。為了能夠進一步推動我國廣播電視業的快速發展,就需要對廣播電視中無線的發射技術,進行綜合性的分析及研究,探索出廣播電視中無線的發射技術在新時期突破創新的有效性路徑。從而能夠不斷提升廣播電視中無線的發射技術綜合水準,以實現廣播電視中無線發射性技術的創新優化,為我國廣播電視業在新時期的蓬勃性發展提供重要的技術保障。
參考文獻
關鍵詞:分布式入侵檢測;;協作
Abstract:ThispaperpresentsalevelofcollaborationhybridDistributedIntrusionDetectionSystemModel.Themodelwillbetheprotectionofthenetworkisdividedintoanumberofsafetymanagementarea,mainlyduetothedetectionofagents,surveillanceagents,policyenforcementagentiscomposedofthreeparts.Thewholemodelinthedistributionofsourcesofdata,analysisofthedistributionofdetection,multi-regionalcollaborationofthethreetestinglevelsreflectthecharacteristicsoftheDistributedIntrusionDetection.
Keywords:DistributedIntrusionDetection;agent;collaboration
前言
在寬帶網建設中,除了增加骨干網傳輸通路的帶寬、網上服務器的處理能力及路由器速度以外,主要是緩解用戶接入網瓶頸。目前,寬帶用戶接入技術主要有高速數字環路(xDSL)、光纖接入方式、雙向混合光纖/同軸電纜(HFC)和寬帶無線接入網(如MMDS和LMDS)等手段。其中,寬帶無線接入是近年來新興的一種接入手段。本文將重點探討寬帶無線接入技術及其應用前景。
1.無線接入技術發展的特點
1.1首先,話音通信和寬帶數據通信逐漸無線化。隨著固定無線接入系統和移動通信系統在技術和市場方面的發展,通過無線方式進行通信的用戶數量急劇增長,在幾年后,無線話音通信和窄帶數據通信的用戶數量將可能超過有線用戶。目前在中國的部分地區,移動電話用戶的增長數量已超過有線電話用戶的增長。
1.2無線通信須適應IP業務的發展。隨著計算機的普及和電子商務等新業務的發展,數據通信業務量正以指數規律增長,其中使用IP協議進行數據通信的業務量更是急劇增加。固定無線接入系統和移動通信系統須適應IP通信業務發展的需求,并逐漸向高速、寬帶通信網推進。
1.3無線通信與有線通信始終在互補支持發展。與無線通信相比,有線通信具有容量大、速率高、寬頻帶和傳輸質量穩定的特點,能滿足高速數據通信和寬帶多媒體業務的通信需求。在無線通信方面,第三代移動通信擬達到的目標是靜止狀態下為2Mbit/s,10GHz頻段下的固定無線接入通信已可實現20Mbit/s左右或更高速率。更高頻段的無線接入亦在向更高速率邁進,無線通信正利用其實現個人通信的優勢始終與有線通信在互補支持發展著。
2.無線接入系統在通信網中的定位
無線接入技術的主要作用是,在一定條件下,用于提供本地交換局至用戶終端之間的通信傳輸,但不提供局間漫游服務。在建筑物內或局部區域,可通過移動終端提供服務。在地形復雜的山區、海島或用戶稀少、分散的農村地區,鋪設有線電纜比較困難、投資大,用戶經濟實力較低,只有選用無線接入技術,才能解決電話普及與運營企業的經濟效益的矛盾。在遇到洪水、地震、臺風等自然災害時,無線接入系統可作為有線通信網的臨時應急系統快速提供基本業務服務。
在通信網中,無線接3.無線接入技術
3.1MMDS接入技術
MMDS多路微波分配系統已成為有線電視系統的重要組成部分,MMDS是以傳送電視節目為目的,模擬MMDS只能傳8套節目,隨著數字圖像/聲音技術和對高速數據的社會需求的出現,模擬MMDS正在向數字MMDS過渡。MMDS的頻率是2.5~2.7MHz。它的優點是:雨衰可以忽略不計;器件成熟;設備成本低。它的不足是帶寬有限,僅200MHz。許多通信公司看中用LMDS技術來作為數據、話音和視頻的雙向無線高速接入網。但由于MMDS的成本遠低于LMDS,技術也更成熟,因而通信公司愿意從MMDS入手。它們正在通過數字MMDS開展無線雙向高速數據業務,主要是雙向無線高速英特網業務。
近年,我國有的大城市已經成功地建成了數字MMDS系統,并且已經投入使用。不僅傳送多套電視節目,同時還將傳送高速數據,成為我國數字MMDS應用的先驅。數字MMDS不應該單純為了多傳電視節目,而應該充分發揮數字系統的功能,同時傳送高速數據,開展增值業務。高速數據業務能促進地區經濟的發展,同時也為MMDS經營者帶來更大的經濟效益。因為數據業務的收入遠高于電視業務的收入。
3.2LMDS接入技術
本地多點分配業務LMDS工作于24GHz~38GHz頻段,帶寬在1.3GHz左右,傳輸容量大和應用靈活等特點使其成為目前倍受矚目的天線寬帶接入技術。
一個完整的LMDS系統由四部分組成,分別是本地光纖骨干網、網絡運營中心(NOC)、基站系統、用戶端設備(CPE)。
寬帶無線接入技術主要有多通道多點分配業務(MMDS)和本地多點分配業務(LMDS)兩種。它們是在成熟的微波傳輸技術上發展起來的,所采用的調制方式與微波傳輸相似,主要為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之處是MMDS和LMDS均采用一點多址方式,微波傳輸則采用點對點方式。
LMDS的特點是:
(1)LMDS的帶寬可與光纖相比擬,實現無線“光纖”到樓,可用頻帶至少1GHz。與其他接入技術相比,LMDS是最后一公里光纖的靈活替代技術。
(2)光纖傳輸速率高達Gb/s,而LMDS傳輸速率可達155Mb/s,穩居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的話音和數據傳輸標準,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz頻率上,被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz獲得的許可較多,該頻段具有較寬松的頻譜范圍,最有潛力提供多種業務。
LMDS的缺點是:
(1)傳輸距離很短,僅5~6Km,因而不得不采用多個小蜂窩結構來覆蓋一個城市。
(2)多蜂窩系統復雜。
(3)設備成本高。
(4)雨衰太大,降雨時很難工作。
3.3WCDMA接入技術
WCDMA技術能為用戶帶來最高2Mbit/s的數據傳輸速率,在這樣的條件下,現在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網絡輕松地傳遞。WCDMA的優勢在于,碼片速率高,有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,采用Turbo信道編解碼,提供較高的數據傳輸速率,FDD制式能夠提供廣域的全覆蓋。下行基站區分采用獨有的小區搜索方法,無需基站間嚴格同步;采用連續導頻技術,能夠支持高速移動終端。相比第二代的移動通信技術,WCDMA具有:更大的系統容量
、更優的話音質量、更高的頻譜效率、更快的數據速率、更強的抗衰落能力、更好的抗多徑性、能夠應用于高達500Km/h的移動終端的技術優勢,而且能夠從GSM系統進行平滑過渡,保證運營商的投資,為3G運營提供了良好的技術基礎。WCDMA通過有效地利用寬頻帶,不僅能順暢地處理聲音、圖像數據、與互聯網快速連接,而且WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態圖像。
3.43G通信技術
在上述通信技術的基礎之上,無線通信技術將邁向3G通信技術時代。3G強大的帶寬和傳輸速率給多媒體通信提供了高速傳輸的可能性。從通信容量上,3G較第二代移動通信系統有大幅提升。另外,3G有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,使傳輸速率有了大幅提高,該技術又稱為國際移動電話2000,該技術規定,移動終端以車速移動時,其傳轉數據速率為144Kbps,室外靜止或步行時速率為384Kbps,而室內為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達到2Mbps,因為室內速率還將依賴于建筑物內詳細的頻率規劃以及組織與運營商協作的緊密程度。然而,無線LAN一類的高速業務的速率已可達54Mbps。
3.54G通信技術
[論文摘要]隨著現代科學技術的飛速發展,構建完善堅強可靠的電力通信網,顯得越來越重要。文章結合電力通信的特點和需求及無線新技術的特性,分析無線通信技術在電網通信中的應用前景。
一、概述
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。
(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。
從天線技術上看,僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術,而其他技術均未采用MIMO技術;從傳輸環境上看,僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸,其余技術均要求視距傳輸環境;從網絡安全和QoS機制上看,WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善,其余的均存在較大的問題。