導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇無(wú)線通信論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

電力系統(tǒng)配網(wǎng)與骨干電網(wǎng)相比較，具有配電設(shè)備多、分支多、分布廣、電網(wǎng)等級(jí)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)繁瑣的特點(diǎn)，所以配網(wǎng)通信接線復(fù)雜，監(jiān)控點(diǎn)分散，通信點(diǎn)多，這不僅要求提高無(wú)線通信的安全性和可靠性，而且要有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信功能。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了概述，然后講述了配網(wǎng)通信中無(wú)線通信技術(shù)的分類，然后著重介紹了LTE無(wú)線通信技術(shù)，最后為提高LTE無(wú)線通信技術(shù)的安全可靠性提出了幾條措施，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和參考價(jià)值。

2配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)概述

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)作為一種遠(yuǎn)程監(jiān)控、協(xié)調(diào)、操作配電設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)，集合了控制技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，主要目的是提高配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，在改進(jìn)供電質(zhì)量的前提下，降低資金投入，最大限度的提高安全性和可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成：配電主站、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、通信網(wǎng)絡(luò)和配電子站。其中通信網(wǎng)絡(luò)的主要功能是提供現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備和配電主站之間的通信通道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控和交流的功能。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建立主要是為了提高供電可靠性和電壓質(zhì)量。按照信息流向的不同，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動(dòng)化可以分為上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)，其中上行數(shù)據(jù)是終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)向主站發(fā)送，而下行數(shù)據(jù)是主站向終端設(shè)備發(fā)送控制數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)控制功能。

3配網(wǎng)通信中無(wú)線通信技術(shù)的分類

電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)需要在主站和終端設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞、控制和調(diào)節(jié)，而配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成了通信節(jié)點(diǎn)多、節(jié)點(diǎn)相對(duì)分散、節(jié)點(diǎn)之間距離短的特點(diǎn)。無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通常情況下，配網(wǎng)通信中無(wú)線通信技術(shù)可以分為：無(wú)線公網(wǎng)通信和無(wú)線專網(wǎng)通信。無(wú)線公網(wǎng)通信技術(shù)和無(wú)線專網(wǎng)通信技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是從當(dāng)前的發(fā)展模式來(lái)看，無(wú)線公網(wǎng)通信技術(shù)具有更為廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展市場(chǎng)，特別是在LTE無(wú)線通信技術(shù)問世之后，極大的推動(dòng)了配網(wǎng)通信的安全性和可靠性，將電網(wǎng)推向“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”的智能電網(wǎng)方向。

4LTE無(wú)線通信技術(shù)

LTE無(wú)線通信技術(shù)作為公網(wǎng)通信技術(shù)3G的一個(gè)延伸，改進(jìn)增強(qiáng)了3G空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO標(biāo)準(zhǔn)，大大改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高了小區(qū)容量，并且降低了系統(tǒng)延遲時(shí)間。LTE無(wú)線通信技術(shù)定位于2G、3G、LTE移動(dòng)業(yè)務(wù)的綜合承載，以網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性為出發(fā)點(diǎn)，致力于建立高速率、高可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。LTE無(wú)線通信技術(shù)和其他無(wú)線通信技術(shù)相比較具有多方面的優(yōu)點(diǎn)：

（1）優(yōu)化了空中接口技術(shù)，強(qiáng)化了數(shù)據(jù)傳送速率；

（2）采用頻分多址技術(shù)和多輸入輸出功能，作為無(wú)線網(wǎng)進(jìn)化的準(zhǔn)則；

（3）大大提高了上行速率和下行速率，能夠分別達(dá)到50Mbps和100Mbps；

（4）優(yōu)化了小區(qū)容量，小區(qū)之間切換性能大幅度提高；

（5）整體構(gòu)架是在數(shù)據(jù)分組交換的基礎(chǔ)進(jìn)行的，能夠最大限度提高數(shù)據(jù)傳送效率；

（6）靈活性高，支持“配對(duì)”和“非配對(duì)”頻譜分配，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延較低，用戶面時(shí)延不大于5ms，信令面時(shí)延小于100ms。TD-LTE核心網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括標(biāo)識(shí)管理、節(jié)點(diǎn)選擇、移動(dòng)性管理、切換管理、IP地址分配和PDN連接服務(wù)和會(huì)話管理等，此外，為了提高通信的安全性和可靠性，系統(tǒng)還采用了NAS信令和RRC信令進(jìn)行加密[3]，進(jìn)一步提高了可靠性。

5加強(qiáng)LTE無(wú)線通信技術(shù)可靠性的措施

LTE無(wú)線通信技術(shù)可靠性并不是傳統(tǒng)意義上面的通信可靠性，指的是設(shè)備可靠性、網(wǎng)絡(luò)可靠性和業(yè)務(wù)可靠性。TCP連接吞吐量和端時(shí)延成反比，當(dāng)傳輸路徑發(fā)生故障的時(shí)候，系統(tǒng)有兩種反應(yīng)機(jī)制：?jiǎn)⒂弥貍鳈C(jī)制或者倒轉(zhuǎn)路徑，無(wú)論哪種機(jī)制，對(duì)于信息傳遞而言都會(huì)大大降低其可靠性和安全性，所以可靠性技術(shù)勢(shì)在必行。通常情況下，提高LTE無(wú)線通信技術(shù)可靠性的方法有兩種：快速檢測(cè)和保護(hù)倒換技術(shù)，兩者相互結(jié)合，互相補(bǔ)充，全面提高配電網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。

5.1快速檢測(cè)技術(shù)

LTE無(wú)線通信利用相鄰系統(tǒng)之間的通信故障進(jìn)行快速檢測(cè)，進(jìn)而快速建立起替代通道或者倒轉(zhuǎn)到其他鏈路。當(dāng)前，某些硬件設(shè)備（如SDH）提供了網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)功能。典型的快速檢測(cè)技術(shù)包括BFD、EthOAM、MPLSOAM，這些典型的快速檢測(cè)技術(shù)能夠檢測(cè)相鄰設(shè)備之間的報(bào)文發(fā)送和接收速率，如果在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)收不到相應(yīng)的報(bào)文，則進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)議倒換。以BFD快速檢測(cè)技術(shù)為例，BFD快速檢測(cè)技術(shù)不僅能夠快速檢測(cè)通信故障，而且可以快速將故障通知應(yīng)用層。BFD快速檢測(cè)技術(shù)又可以分為BFDforPW機(jī)制和BFDforTE機(jī)制，前者主要是利用BFD完成隧道引導(dǎo)承載業(yè)務(wù)快速切換，達(dá)到業(yè)務(wù)保護(hù)的目的；后者是一種端到端的快速檢測(cè)機(jī)制，能夠檢測(cè)通信隧道的鏈路和節(jié)點(diǎn)，提高通信可靠性。此外，在通信隧道LSP上面建立起B(yǎng)FD回話，能夠利用快速檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)出隧道故障，比如轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的數(shù)據(jù)平面故障等等，為數(shù)據(jù)通信提供端到端的保護(hù)。

5.2保護(hù)倒換技術(shù)

保護(hù)倒轉(zhuǎn)技術(shù)在快速檢測(cè)技術(shù)之后，在事先建立好的通道上面，針對(duì)不同承載技術(shù)進(jìn)行快速倒轉(zhuǎn)，切換相關(guān)協(xié)議。在LTE網(wǎng)絡(luò)中，保護(hù)倒轉(zhuǎn)技術(shù)能夠按照業(yè)務(wù)部署進(jìn)行分類：L2VPN類、L3VPN類、網(wǎng)關(guān)類、鏈路類保護(hù)倒換技術(shù)。L2VPN類保護(hù)倒換技術(shù)主要是指PW冗余，L3VPN類保護(hù)倒換技術(shù)主要是指VPNFRR，網(wǎng)關(guān)類保護(hù)保護(hù)技術(shù)為E-VRRP，鏈路類保護(hù)倒換技術(shù)包括LDPFRR、混合FRR、TEFRR和TEHSB。其中不同保護(hù)技術(shù)相互結(jié)合可以提高通信可靠性，比如PW+L3VPN。按照保護(hù)倒轉(zhuǎn)模式的不同可以分為三類：隧道保護(hù)、業(yè)務(wù)保護(hù)及網(wǎng)關(guān)保護(hù)。①隧道保護(hù)，主要保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部鏈路和節(jié)點(diǎn)，能夠保證倒換前后業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)不變，及采用保護(hù)技術(shù)包括LDP快速收斂、LSP、TEFRR三種技術(shù)；②業(yè)務(wù)保護(hù)，主要保護(hù)前后業(yè)務(wù)源宿節(jié)點(diǎn)，能夠匯聚匯聚路由器、RANER以及EPCCE節(jié)點(diǎn)故障，主要采用的保護(hù)技術(shù)包括PWRedun-dancy、VPNFRR、BFDforPW、BFDforTunnel；③網(wǎng)關(guān)保護(hù)，用于EPCCE及EPC與EPCCE之間的鏈路故障檢測(cè)，相應(yīng)的保護(hù)技術(shù)為E-VRRP。

6結(jié)語(yǔ)

篇2

由于煤炭生產(chǎn)的施工環(huán)境比較復(fù)雜，井下人員較多，設(shè)備流動(dòng)性也較大，在生產(chǎn)操作中，常常采用多工種聯(lián)合流水作業(yè)的形式進(jìn)行煤礦開采，這就要求需要大量的重型設(shè)備參與到煤礦生產(chǎn)中，無(wú)論是在設(shè)備運(yùn)輸中，還是在安裝、調(diào)試中，其都有較高的要求，若不注重煤炭井上井下的協(xié)同生產(chǎn)，則容易發(fā)生瓦斯爆炸等事故。然而，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，建立基于4G通信技術(shù)的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，其不僅可以確保煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行，還可以完成緊急事故的處理，因此，煤礦4G無(wú)線通信移動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，具有十分重要的意義。

二、基于4G通信技術(shù)的煤礦無(wú)線通信系統(tǒng)

（一）無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)

針對(duì)當(dāng)前煤礦生產(chǎn)對(duì)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的需求，利用4G中的TD-LTE通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高傳輸速率的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，建立信息化、自動(dòng)化、智能化于一體的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，打破當(dāng)前煤礦系統(tǒng)安全生產(chǎn)局面，將煤礦井下傳感器、視頻等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)部署，有效解決信息孤島的問題，確保煤礦安全生產(chǎn)，從而提高煤礦的生產(chǎn)效率。因此，建立基于分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)（TD-LTE）的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，由于基于4G通信技術(shù)的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)可以在頻譜帶寬20MHz下可以實(shí)現(xiàn)上行峰值速率和下行峰值速率分別為50Mb/s，100Mb/s，其接入時(shí)延可以小于100ms，如表1所示[3]，表示4G通信系統(tǒng)與3G無(wú)線通信系統(tǒng)的對(duì)比，因此，采用TD-LTE無(wú)線通信技術(shù)不僅可以滿足語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)傳輸，也可以有效避免數(shù)據(jù)丟包、延時(shí)等問題。下面對(duì)基于4G通信技術(shù)的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析：1.基于TD-LTE通信技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)。TD-TLE煤礦無(wú)線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)主要由基站、接入網(wǎng)關(guān)、BRAS及核心網(wǎng)通信構(gòu)成，其中，核心網(wǎng)網(wǎng)元可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信、數(shù)據(jù)傳輸及集群呼叫功能，其主要通過IMS+EPC+DSS集群模式來(lái)實(shí)現(xiàn)的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技術(shù)的基站通信系統(tǒng)。將Femto/Pico基站應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)建設(shè)中，增強(qiáng)區(qū)域的覆蓋范圍，通過自身的傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一接入到安全網(wǎng)關(guān)中，采用IPSEC的方式，以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。當(dāng)基站通過提供WLANAP來(lái)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)過程中[5]，其也可以通過PDG直接接入網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了確保提高高質(zhì)量、高傳輸速率的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，則可以通過直接接入3GPP核心網(wǎng)來(lái)滿足不同的產(chǎn)品需求，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)活動(dòng)，建立以SmallCell為基站的網(wǎng)管系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)下層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上層網(wǎng)管系統(tǒng)的對(duì)接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心網(wǎng)[6]。在系統(tǒng)中設(shè)置核心網(wǎng)，其主要作用是提供用戶連接、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)承載等功能，分析該系統(tǒng)的核心網(wǎng)系統(tǒng)AXUNiEPC-5[7]，其主要依托電信級(jí)EPC核心網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元MME、PGW等功能融為一體的模式，該核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)辦公、遙感業(yè)務(wù)、監(jiān)視控制及電子商務(wù)等基本業(yè)務(wù)，其可以為用戶提供安全可靠的LTE接入。另外，核心網(wǎng)系統(tǒng)還利應(yīng)用了IMS系統(tǒng)，其是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，其不僅可以滿足多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求，還可以實(shí)現(xiàn)LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并且DSS核心網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)LTE的集群呼叫功能，DSS與EPC相比，其都采用了ATCA架構(gòu)，并且都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化的核心網(wǎng)。4.建立綜合應(yīng)用無(wú)線通信系統(tǒng)平臺(tái)。利用分布式高性能計(jì)算機(jī)框架架構(gòu)來(lái)建立一個(gè)安全、可靠、統(tǒng)一的綜合應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)，為了構(gòu)建靈活、適用強(qiáng)的處理平臺(tái)，應(yīng)在軟件處理平臺(tái)基礎(chǔ)上增加分析處理數(shù)據(jù)的專用支持工具，如支持LTE、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和終端的基站系統(tǒng)[8]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、視頻及語(yǔ)音等各類業(yè)務(wù)，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及應(yīng)用接口，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理的應(yīng)用系統(tǒng)。

（二）無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)功能概述

1.調(diào)度功能。調(diào)度系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要通信手段，生產(chǎn)調(diào)度員通過利用調(diào)度功能來(lái)統(tǒng)籌調(diào)度所有資源，并對(duì)煤礦生產(chǎn)中各種突發(fā)狀況進(jìn)行處理，以保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行。調(diào)度功能主要包括生產(chǎn)進(jìn)程管理、煤礦生產(chǎn)流程整合及資源分配等功能。2.語(yǔ)音業(yè)務(wù)。其主要包括以下幾種業(yè)務(wù)：第一，移動(dòng)電話，其可以提供語(yǔ)音通信功能；第二，緊急呼叫業(yè)務(wù)，當(dāng)煤礦井下的集群用戶發(fā)起緊急呼叫，呼叫中心將會(huì)做出答復(fù)，其類似與電話業(yè)務(wù)，具有簡(jiǎn)單方便、快速的特點(diǎn)；第三，主叫號(hào)碼識(shí)別顯示業(yè)務(wù)，其主要功能是提供主叫用戶號(hào)碼給被叫用戶。3.集群通信。為了實(shí)現(xiàn)用戶之間的通信，利用無(wú)線集群通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的信息共享功能，與公眾無(wú)線移動(dòng)通信相比，無(wú)線集群通信系統(tǒng)不僅可以提供系統(tǒng)內(nèi)部的全呼、組呼之外，還可以提高雙向通話功能，通過建立優(yōu)先等級(jí)呼叫和緊急呼叫功能，以滿足煤礦生產(chǎn)安全部門指揮調(diào)度的需求。4.增殖數(shù)據(jù)服務(wù)。在增殖數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，主要包括提供視頻通話、物聯(lián)網(wǎng)接入、手機(jī)終端定位、多種數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，其中，對(duì)于視頻通話，通過手機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行無(wú)線視頻業(yè)務(wù)，以便于井上工作人員的判斷和決策；數(shù)據(jù)網(wǎng)接入，通過利用3G通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)終端及無(wú)線傳感器等接口的采集，并利用物聯(lián)網(wǎng)提供終端接入；手機(jī)終端定位，即利用4G無(wú)線通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話及礦用無(wú)線通信手機(jī)終端定位，即通過操作人員攜帶的手機(jī)與基站之間的信號(hào)傳輸來(lái)獲得操作人員在井下的信息，這樣地面上的工作人員則可以通過計(jì)算機(jī)來(lái)了解井下工作人員的信息，其可以確保煤礦井下的安全生產(chǎn)，同時(shí)也可以提供實(shí)時(shí)信息；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了滿足煤礦井下多種業(yè)務(wù)對(duì)寬帶的需求，實(shí)現(xiàn)高速分組無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并通過智能手機(jī)綁定內(nèi)部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息、視頻監(jiān)控及安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件實(shí)時(shí)顯示功能，當(dāng)煤礦井下出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將會(huì)提供自動(dòng)報(bào)警提示功能。

三、結(jié)束語(yǔ)

篇3

我國(guó)相關(guān)行業(yè)主管部門高度重視5G技術(shù)的發(fā)展，2013年2月，由工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合推動(dòng)成立了IMT-2020（5G）推進(jìn)組，其組織架構(gòu)基于原IMT-Advanced推進(jìn)組，成員包括中國(guó)主要的運(yùn)營(yíng)商、制造商、高校和研究機(jī)構(gòu)，是聚合中國(guó)產(chǎn)學(xué)研用等各方力量、推動(dòng)中國(guó)第五代移動(dòng)通信技術(shù)研究和開展國(guó)際交流與合作的主要平臺(tái)。目前，各大主流通信廠商和研究機(jī)構(gòu)都紛紛提出了5G的技術(shù)方案，這些方案的技術(shù)思路和側(cè)重點(diǎn)都各不相同。本文對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行了梳理，將5G的關(guān)鍵技術(shù)分為4個(gè)類別進(jìn)行闡述，即新型多天線傳輸技術(shù)、高頻段傳輸關(guān)鍵技術(shù)、密集網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

1新型多天線傳輸技術(shù)

隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，頻譜資源日益稀少，因此，提高頻譜利用率成為未來(lái)通信技術(shù)發(fā)展的重要方向。在這種背景之下，基于大規(guī)模天線陣列（LSAS：LargeScaleAntennaSystem）和大規(guī)模MIMO（MassiveMIMO）等通信技術(shù)被相繼提出。其中，利用LSAS技術(shù)可以帶來(lái)巨大的陣列增益和干擾抑制增益，使小區(qū)總的頻譜效率和邊緣用戶的頻譜效率得到極大的提升。同時(shí)，LSAS技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間位置的劃分，利用空分多址，同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶。目前，在LTE及LTE-Advanced（Rel.8/9/10/11）中，已經(jīng)推出了對(duì)MIMO天線的諸多增強(qiáng)性改進(jìn)，用以滿足對(duì)小區(qū)容量和下載速率增長(zhǎng)的需求。但是，在LTE-Advanced中，基站下行最大只支持8根發(fā)送天線，其對(duì)于性能的提升還是十分有限的。在未來(lái)的5G中，將引入有源天線技術(shù)（AAS：ActiveAntennaSystem），通過這一技術(shù)，將更容易實(shí)現(xiàn)小區(qū)基站上MassiveMIMO的部署，從而實(shí)現(xiàn)3D波束成形，相關(guān)技術(shù)可以顯著增加系統(tǒng)容量，滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。

具體而言，當(dāng)前LTE基站的多天線只在水平方向排列，只能形成水平方向的波束，并且當(dāng)天線數(shù)目較多時(shí)，水平排列會(huì)使得天線總尺寸過大從而導(dǎo)致安裝困難。而5G的天線設(shè)計(jì)參考了軍用相控陣?yán)走_(dá)的思路，目標(biāo)是更大地提升系統(tǒng)的空間自由度。基于這一思想的LSAS技術(shù)，通過在水平和垂直方向同時(shí)放置天線，增加了垂直方向的波束維度，并提高了不同用戶間的隔離（如圖1所示）。同時(shí)，有源天線技術(shù)的引入還將更好地提升天線性能，降低天線耦合造成能耗損失，使LSAS技術(shù)的商用化成為可能。由于LSAS可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整水平和垂直方向的波束，因此可以形成針對(duì)用戶的特定波束，并利用不同的波束方向區(qū)分用戶（如圖2所示）。基于LSAS的3D波束成形可以提供更細(xì)的空域粒度，提高單用戶MIMO和多用戶MIMO的性能。同時(shí)，LSAS技術(shù)的使用為提升系統(tǒng)容量帶來(lái)了新的思路。例如，可以通過半靜態(tài)地調(diào)整垂直方向波束，在垂直方向上通過垂直小區(qū)分裂（cellsplit）區(qū)分不同的小區(qū)，實(shí)現(xiàn)更大的資源復(fù)用（如圖3所示）。

2高頻傳輸技術(shù)

由于各類無(wú)線通信和無(wú)線應(yīng)用的快速發(fā)展，各國(guó)的低頻段頻譜資源都已經(jīng)十分緊張，很難找到適合5G技術(shù)應(yīng)用的新頻段。同時(shí)，為了保證5G技術(shù)所需要的更大傳輸帶寬，各種射頻器件也勢(shì)必要調(diào)整到更好的工作頻率上。因此，未來(lái)5G技術(shù)須向高頻段擴(kuò)展，尤其是毫米波頻段，該頻段頻譜資源豐富，具有連續(xù)的大帶寬，可以滿足短距離高速傳輸?shù)男枨蟆?/p>

目前，各大通信企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都在積極進(jìn)行相關(guān)研究工作。例如，韓國(guó)三星公司已經(jīng)對(duì)28GHz和37GHz頻段的信道傳播特性進(jìn)行了信道測(cè)量，并研發(fā)了基于28GHz頻段的系統(tǒng)設(shè)備樣機(jī)，經(jīng)過實(shí)地驗(yàn)證，樣機(jī)已經(jīng)達(dá)到了1Gbit/s的下載速率，證明了高頻段在移動(dòng)通信特定場(chǎng)景下應(yīng)用的可行性。但是，由于電磁傳播的特性，高頻傳輸目前還面臨很多實(shí)際的困難。由于空氣的吸收作用，頻段越高的電磁波路徑損耗越大。例如，60GHz的電磁波路徑損耗要比5GHz的電子波高出20多個(gè)dB。同時(shí)，高頻段傳輸以直射路徑為主，繞射能力較差，當(dāng)基站與用戶間的直視徑受到阻擋，傳輸性能將顯著下降。另外，高頻段器件的技術(shù)難度較大，相關(guān)工藝還不成熟，因此，高頻段相關(guān)器件較少且價(jià)格較貴，給高頻段通信帶來(lái)很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

3密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為應(yīng)對(duì)未來(lái)持續(xù)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，采用更加密集的小區(qū)部署將成為5G提升網(wǎng)絡(luò)總體性能的一種方法。通過在網(wǎng)絡(luò)中引入更多的低功率節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)增強(qiáng)、消除盲點(diǎn)、改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋、提高系統(tǒng)容量的目的。但是，隨著小區(qū)密度的增加，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湟矔?huì)變得更為復(fù)雜，會(huì)帶來(lái)更加嚴(yán)重的干擾問題。因此，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個(gè)主要難點(diǎn)就是要進(jìn)行有效的干擾管理，提高網(wǎng)絡(luò)抗干擾性能，特別是提高小區(qū)邊緣用戶的性能。

密集小區(qū)技術(shù)也增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的靈活性，可以針對(duì)用戶的臨時(shí)性需求和季節(jié)性需求快速部署新的小區(qū)。在這一技術(shù)背景下，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將形成“宏蜂窩+長(zhǎng)期微蜂窩+臨時(shí)微蜂窩”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（如圖4所示）。這一結(jié)構(gòu)將大大降低網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)于網(wǎng)絡(luò)前期規(guī)劃的依賴，為5G時(shí)代實(shí)現(xiàn)更加靈活自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)提供保障。

與此同時(shí)，小區(qū)密度的增加也會(huì)帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)容量和無(wú)線資源利用率的大幅度提升。仿真表明，當(dāng)宏小區(qū)用戶數(shù)為200時(shí)，僅僅將微蜂窩的滲透率提高到20%，就可能帶來(lái)理論上1000倍的小區(qū)容量提升（如圖5所示）。同時(shí)，這一性能的提升會(huì)隨著用戶數(shù)量的增加而更加明顯?？紤]到5G主要的服務(wù)區(qū)域是城市中心等人員密度較大的區(qū)域，因此，這一技術(shù)將會(huì)給5G的發(fā)展帶來(lái)巨大潛力。

當(dāng)然，密集小區(qū)所帶來(lái)的小區(qū)間干擾也將成為5G面臨的重要技術(shù)難題。目前，在這一領(lǐng)域的研究中，除了傳統(tǒng)的基于時(shí)域、頻域、功率域的干擾協(xié)調(diào)機(jī)制外，3GPPRel-11提出了進(jìn)一步增強(qiáng)的小區(qū)干預(yù)先部署的小區(qū)臨時(shí)部署的小區(qū)擾協(xié)調(diào)技術(shù)（eICIC），包括通用參考信號(hào)（CRS）抵消技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的小區(qū)檢測(cè)和干擾消除技術(shù)等。這些eICIC技術(shù)均在不同的自由度上，通過調(diào)度使得相互干擾的信號(hào)互相正交，從而消除干擾。除此之外，還有一些新技術(shù)的引入也為干擾管理提供了新的手段，如認(rèn)知技術(shù)、干擾消除和干擾對(duì)齊技術(shù)等。隨著相關(guān)技術(shù)難題的陸續(xù)解決，在5G中，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。

4新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)必將是多種網(wǎng)絡(luò)共存的局面，融合多種通信方式將成為一個(gè)顯著的特點(diǎn)。由于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)特性，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)將包括3G、4G以及WLAN網(wǎng)絡(luò)等多種制式，是無(wú)縫、異構(gòu)、融合的網(wǎng)絡(luò)。因此，未來(lái)5G將形成蜂窩與Wi-Fi融合組網(wǎng)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以有效利用非授權(quán)頻段實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分流。

另一方面，隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)，基站所承擔(dān)的業(yè)務(wù)量和計(jì)算量也越來(lái)越大。為了減輕基站壓力，提高傳輸速度，D2D（DevicetoDevice）網(wǎng)絡(luò)的概念被提出。目前，在LTERel-13中已經(jīng)開始討論D2D技術(shù)，未來(lái)也將成為5G中的關(guān)鍵技術(shù)。D2D技術(shù)即終端直通技術(shù)，指終端之間通過復(fù)用小區(qū)資源直接進(jìn)行通信的一種技術(shù)。D2D技術(shù)無(wú)需基站轉(zhuǎn)接而直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換或服務(wù)提供（如圖6所示），可以有效減輕蜂窩網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，減少移動(dòng)終端的電池功耗、增加比特速率、提高網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的魯棒性。然而，在蜂窩通信系統(tǒng)與D2D通信系統(tǒng)融合的系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)需要決定何時(shí)啟用D2D通信模式，以及D2D通信如何與蜂窩通信共享資源，是采用正交的方式，還是復(fù)用的方式，是復(fù)用系統(tǒng)的上行資源，還是下行資源，這些問題也增加了D2D輔助通信系統(tǒng)資源調(diào)度的復(fù)雜性。

此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中不僅有人與人的通信，還將產(chǎn)生大量機(jī)器與機(jī)器（M2M）通信。隨著M2M終端及其業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用，未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中連接的終端數(shù)量會(huì)大幅度提升，會(huì)引起接入網(wǎng)或核心網(wǎng)的過載和擁塞，這不但會(huì)影響普通移動(dòng)用戶的通信質(zhì)量，還會(huì)造成用戶接入網(wǎng)絡(luò)困難甚至無(wú)法接收入。因此，如何優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，使之能適應(yīng)M2M應(yīng)用的各種場(chǎng)景是未來(lái)M2M需要解決的關(guān)鍵。目前確認(rèn)的方案包括以下幾種類型：接入控制方案、資源劃分方案、隨機(jī)接入回退方案、隨機(jī)接入回退方案、特定時(shí)隙接入方案、Pull方案等，另外，還有針對(duì)核心網(wǎng)擁塞的無(wú)線側(cè)解決方案。

5結(jié)語(yǔ)

篇4

1．1WiFi無(wú)線通信技術(shù)

WiFi無(wú)線通信技術(shù)采用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）正交頻分復(fù)用技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于具有較高的數(shù)據(jù)帶寬，低廉的設(shè)備成本，同時(shí)使用2．4GHz的公共頻段，不需要復(fù)雜的審批手續(xù)。但WiFi技術(shù)不屬于國(guó)際電信聯(lián)盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）規(guī)定的移動(dòng)語(yǔ)音通信標(biāo)準(zhǔn)，不具備規(guī)模組網(wǎng)通信的理論基礎(chǔ)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其定位就是短距異步寬帶數(shù)據(jù)無(wú)線接入。由于WiFi采用的是短碼擴(kuò)頻技術(shù)，只適合視距無(wú)遮擋點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線通信，而對(duì)礦井這種遮擋嚴(yán)重，多徑反射劇烈，場(chǎng)強(qiáng)衰落快速變化的現(xiàn)場(chǎng)，將直接導(dǎo)致WiFi的通信距離大大縮短。WiFi通信技術(shù)所使用的通信體制、占用帶寬、調(diào)制方式與目前煤礦井下人員定位系統(tǒng)的RFID和ZigBee完全相同或近似，使得系統(tǒng)之間會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，嚴(yán)重的還會(huì)使系統(tǒng)癱瘓。

1．2TD－SCDMA無(wú)線通信技術(shù)

TD－SCDMA技術(shù)是ITU的第三代移動(dòng)通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一。TD－SCDMA的特點(diǎn)是上下行同頻段，通過時(shí)隙配置為上下行信道提供無(wú)線承載。TD－SCDMA可支持速率為8kbit／s～2Mbit／s的語(yǔ)音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。TD－SCDMA系統(tǒng)采用時(shí)分雙工模式，它的一個(gè)載波占用1．6MHz的帶寬，僅能提供速率為2Mbit／s的3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。并且在產(chǎn)業(yè)鏈方面TD－SCDMA不夠成熟，終端數(shù)量較少。目前，TD－SCDMA礦用通信系統(tǒng)采用BBU（BuildingBasebandUnit）＋RRU（RadioRemoteUnit）拉遠(yuǎn)方式，BBU部署在地面，RRU作為井下無(wú)線站點(diǎn)部署在井下，地面與井下采用私有的IR接口，必須使用裸光纖，無(wú)法直接使用井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，且當(dāng)BBU出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)無(wú)法工作。某個(gè)中間RRU故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鏈上的RRU無(wú)法工作，維護(hù)、擴(kuò)容較為困難。

1．3WCDMA無(wú)線通信技術(shù)

WCDMA技術(shù)是ITU正式的第三代移動(dòng)通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一，是集CDMA、FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess，頻分多址）技術(shù)優(yōu)勢(shì)于一體、系統(tǒng)容量大、抗干擾能力強(qiáng)的移動(dòng)通信技術(shù)［4］。WCDMA發(fā)展空間較大，技術(shù)成熟性最佳，有較高的擴(kuò)頻增益，可支持速率為8kbit／s～5．76Mbit／s的語(yǔ)音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。WCDMA作為產(chǎn)業(yè)鏈最為成熟、網(wǎng)絡(luò)部署最為廣泛、終端最為豐富的3G技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)除能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信功能外，還可提供高速率數(shù)據(jù)和圖像傳輸功能。但是，傳統(tǒng)WCDMA系統(tǒng)總體造價(jià)相對(duì)較高，不利于大規(guī)模推廣，而且井下巷道錯(cuò)綜復(fù)雜，其無(wú)線信號(hào)的全礦井無(wú)縫覆蓋困難大。

1．4Femtocell無(wú)線通信技術(shù)

1．4．1Femtocell技術(shù)簡(jiǎn)介Femtocell又可稱為毫微微小區(qū)、家庭基站［5］，是近年來(lái)根據(jù)3G發(fā)展和移動(dòng)寬帶化趨勢(shì)推出的低功率、超小型化移動(dòng)基站。Femtocell使用IP協(xié)議，通過用戶已有的ADSL、LAN等寬帶電路連接，遠(yuǎn)端由專用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)從IP網(wǎng)到移動(dòng)網(wǎng)的聯(lián)通。它的大小與ADSL調(diào)制解調(diào)器相似，具有安裝方便、自動(dòng)配置、自動(dòng)網(wǎng)規(guī)、即插即用的特點(diǎn)。1．4．2Femtocell技術(shù)優(yōu)勢(shì)（1）可覆蓋宏小區(qū)不能覆蓋的地方。（2）可以減少來(lái)自于宏小區(qū)基站的高功率開銷并提高宏小區(qū)基站的性能。（3）輻射更低，手機(jī)電池也更耐用。（4）為固網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)融合提供了一個(gè)理想的解決方案。Femtocell的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。目前業(yè)界主流的設(shè)備商主要采用的是把NodeB和RNC（RadioNetworkController，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器）功能集成于一個(gè)接入設(shè)備的扁平化架構(gòu)，由Femtocell網(wǎng)關(guān)提供標(biāo)準(zhǔn)的Iu接口。更進(jìn)一步的扁平化架構(gòu)可以把SGSN（ServingGPRSSupportNode，GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)）／GGSN（GatewayGPRSSupportNode，網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）等功能集成于Femtocell接入設(shè)備。扁平化架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是它符合下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)。由于獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的減少，使得網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延大大降低（降低40％左右），從而大大增強(qiáng)用戶在使用高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)的體驗(yàn)。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)的減少也大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2基于Femtocell的礦用

WCDMA無(wú)線通信系統(tǒng)傳統(tǒng)的礦用CDMA－2000，TDS－CDMA以及WCDMA系統(tǒng)總體造價(jià)相對(duì)較高，不利于大規(guī)模推廣，而且井下巷道錯(cuò)綜復(fù)雜，其無(wú)線信號(hào)的全礦井無(wú)縫覆蓋困難極大；但隨著Femtocell技術(shù)的應(yīng)用，使得WCDMA無(wú)線技術(shù)應(yīng)用到煤礦井下變得簡(jiǎn)單。針對(duì)煤礦井下的環(huán)境特點(diǎn)，提出了一種基于Femtocell的礦用WCDMA無(wú)線通信系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖2可看出，基于Femtocell的礦用WCDMA無(wú)線通信系統(tǒng)采用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，F(xiàn)emtocell通過工業(yè)以太網(wǎng)與地面主系統(tǒng)相連，井下通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可采用標(biāo)準(zhǔn)的Femto網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)井下、井上通信的結(jié)合，傳輸使用礦區(qū)已經(jīng)部署的井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。Femtocell基站集成了NodeB（即移動(dòng)基站，一般由控制子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)、中頻／基帶子系統(tǒng)、天饋?zhàn)酉到y(tǒng)等部分組成）和RNC的功能，它通過SIP（SessionInitiationProtocol，會(huì)話初始協(xié)議）／IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒體系統(tǒng)）連接到地面核心網(wǎng)絡(luò)（核心網(wǎng)包括移動(dòng)交換中心MSC和用戶歸屬位置寄存器HLR等），核心網(wǎng)絡(luò)采用WCDMA專網(wǎng)的自建核心網(wǎng)。

2．1系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2．1．1即插即用Femtocell所扮演的角色類似于終端設(shè)備，因此，其使用方法必須簡(jiǎn)單明確，安裝好Femtocell基站后，只要接通電源和網(wǎng)絡(luò)就可以使用。Femtocell和服務(wù)器之間必須能自動(dòng)完成IP連接和IP分配，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程的自動(dòng)軟件升級(jí)、自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（包括最小干擾頻點(diǎn)的選擇、擾碼的自動(dòng)分配、鄰區(qū)列表的自動(dòng)創(chuàng)建及發(fā)射功率的自動(dòng)調(diào)整）。2．1．2接入控制接入控制主要有3個(gè)層面：①接入層的UE（UserExperience）接入鑒權(quán)。用戶必須可以設(shè)置Femtocell的接入模式，如是否允許所有用戶接入、能否設(shè)置不同的接入用戶、Femtocell信號(hào)是否可以獨(dú)享等。因此，F(xiàn)emtocell必須設(shè)置一個(gè)白名單編輯功能，以滿足對(duì)Femtocell接入終端的控制。②Femtocell基站設(shè)備的接入控制。服務(wù)器要能夠監(jiān)控Femtocell基站的使用，并控制其IP接入。目前主要采用在Femtocell基站內(nèi)置一張類似于SIM卡的信息鑒權(quán)設(shè)備，運(yùn)營(yíng)商可以在SIM卡上燒制相應(yīng)的鑒權(quán)信息。③核心網(wǎng)3GPP標(biāo)準(zhǔn)的UE接入鑒權(quán)。Femtocell對(duì)用戶的接入必須滿足3GPP對(duì)3G的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定［6］。2．1．3IP傳輸網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求因?yàn)镕emtocell是完全通過IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與核心網(wǎng)的連接，因此，如何保證業(yè)務(wù)的QoS服務(wù)等級(jí)，特別是語(yǔ)音業(yè)務(wù)的QoS要求非常關(guān)鍵。因此，對(duì)于IP傳輸網(wǎng)絡(luò)需要有一定的性能要求，如對(duì)滿足語(yǔ)音業(yè)務(wù)、滿足視頻電話及PS384K業(yè)務(wù)在時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率、帶寬等方面的指標(biāo)均有最低要求。2．1．4時(shí)鐘同步技術(shù)Femtocell基站主要通過接收周圍宏基站信號(hào)來(lái)提取同步時(shí)鐘信號(hào)，如果Femtocell完全處于孤島環(huán)境，就需要通過自身的時(shí)鐘振蕩器來(lái)獲取時(shí)鐘。

2．2系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析

綜合了Femtocell技術(shù)與WCDMA技術(shù)的特點(diǎn)，基于Femtocell的礦用WCDMA無(wú)線通信系統(tǒng)主要有以下優(yōu)勢(shì)。（1）組網(wǎng)靈活。由于系統(tǒng)采用Femtocell技術(shù)和小型化設(shè)備，且可即插即用，系統(tǒng)安裝維護(hù)方便，組網(wǎng)更加靈活。（2）穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備采用電信級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)可靠性。無(wú)線資源池共享技術(shù)的應(yīng)用使得系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大大提高，且滿足突況下設(shè)備的資源需求；在正常情況下，設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷均衡，工作狀態(tài)穩(wěn)定。（3）業(yè)務(wù)豐富。系統(tǒng)不僅支持基本的高質(zhì)量語(yǔ)音通信和短信業(yè)務(wù)，而且基于WCDMA的高帶寬特性，可靈活承載移動(dòng)辦公、無(wú)線監(jiān)控、生產(chǎn)巡檢等各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。另外，可根據(jù)數(shù)字化礦山的特點(diǎn)，靈活定制適應(yīng)于礦山安全生產(chǎn)的多種移動(dòng)業(yè)務(wù)。（4）兼容性高?；贔emtocell的礦用WCDMA礦用無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)備采用國(guó)際通用通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)備可以和不同制造商生產(chǎn)的公網(wǎng)模式的WCDMA制式終端兼容；可以和多家主流設(shè)備制造商生產(chǎn)的用戶級(jí)交換機(jī)和局用交換機(jī)互通。

3結(jié)語(yǔ)

篇5

GPRS它是利用分封交換的概念方式演變出的一套無(wú)線傳輸方式。在具體應(yīng)用中將Date分裝成許多個(gè)獨(dú)立的封包，然后再將這些封包傳送出去。根據(jù)現(xiàn)在的使用情況，GPRS大多數(shù)被使用在GSM網(wǎng)絡(luò)上，它是開通的一種全新的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，除此之外，它還可以提供系列式的交互式業(yè)務(wù)服務(wù)，但是服務(wù)各有不同，側(cè)重點(diǎn)也不同。表1給出的是GPRS與其他無(wú)線方式服務(wù)的應(yīng)用對(duì)比。

2GPRS通信服務(wù)器關(guān)鍵技術(shù)及終端

在實(shí)際的應(yīng)用中，GPRS通信服務(wù)器的一側(cè)是和電能量采集系統(tǒng)通過串行的方式進(jìn)行連接的，而它的另一側(cè)就是與GPRS網(wǎng)絡(luò)采用普通的網(wǎng)絡(luò)連接方式進(jìn)行連接。通過實(shí)際應(yīng)用，GPRS終端接收時(shí)來(lái)自GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包，同時(shí)還要負(fù)責(zé)接收電能表的RS232串行數(shù)據(jù)流，再次轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包，然后依次通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到通信中心的服務(wù)器。圖1所表示的是符合實(shí)際網(wǎng)路安全的GPRS網(wǎng)絡(luò)通信示意圖。

3GPRS無(wú)線通信技術(shù)在自動(dòng)抄表時(shí)的應(yīng)用

下面根據(jù)筆者自身的工作情況，將GPRS無(wú)線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中自動(dòng)抄表時(shí)的應(yīng)用做以闡述分析。

3.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

實(shí)際上，GPRS無(wú)線通信技術(shù)在自動(dòng)抄表系統(tǒng)時(shí)是由電表數(shù)據(jù)采集部分、GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端、電力局的配電數(shù)據(jù)中心這三大部分組成，具體如圖2所示。在工作中，電表數(shù)據(jù)是先通過中國(guó)移動(dòng)的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，然后居民小區(qū)內(nèi)的所有電表要連到電表集中器，電表數(shù)據(jù)再經(jīng)過協(xié)議封裝后依次發(fā)送到中國(guó)移動(dòng)的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，最后實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連接。

3.2系統(tǒng)的功能

這個(gè)系統(tǒng)的建立對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表起到很大的作用。因?yàn)樗邆淞讼到y(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、資料錄入、自動(dòng)報(bào)警等功能板塊。在系統(tǒng)設(shè)置上完成了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建立和初始參數(shù)設(shè)置；在數(shù)據(jù)采集方面它能實(shí)現(xiàn)廣播抄表點(diǎn)抄單表、零點(diǎn)抄表和實(shí)時(shí)點(diǎn)抄等。而它的系統(tǒng)維護(hù)保障了日志年、月、日的查詢、系統(tǒng)通訊和定時(shí)操作的設(shè)置、數(shù)據(jù)安全備份維護(hù)等。

3.3系統(tǒng)的應(yīng)用

這個(gè)的應(yīng)用主要用到的電表有三相有功無(wú)功多功能表。并具有功正、反向分時(shí)電量；無(wú)功四象限分時(shí)電量及無(wú)功正、反向分時(shí)最大需量及發(fā)生時(shí)間等。在形式的表現(xiàn)上可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表、定時(shí)上報(bào)、實(shí)時(shí)查詢；在告警功能方面可以實(shí)現(xiàn)開箱告警、逆相告警、過流告警等其他功能。

4結(jié)語(yǔ)

篇6

（正文）一、全球趨勢(shì)：公眾移動(dòng)保持增長(zhǎng)寬帶無(wú)線熱點(diǎn)不斷

當(dāng)今，全球無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)突出特點(diǎn)體現(xiàn)在：一是公眾移動(dòng)通信保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，一些國(guó)家和地區(qū)增勢(shì)強(qiáng)勁，但存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象；二是寬帶無(wú)線通信技術(shù)熱點(diǎn)不斷，研究和應(yīng)用十分活躍。

資料顯示，在全球電信市場(chǎng)普遍低調(diào)的背景下，移動(dòng)通信依然保持了較好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。統(tǒng)計(jì)顯示，2003年全球移動(dòng)用戶數(shù)增長(zhǎng)率在17％以上，總計(jì)達(dá)到13.54億戶。在市場(chǎng)值方面，全球移動(dòng)業(yè)務(wù)市場(chǎng)在2003年已達(dá)到4680億歐元，比上年增長(zhǎng)了11.3％以上。

盡管全球移動(dòng)市場(chǎng)在增長(zhǎng)，但這種增長(zhǎng)也呈現(xiàn)出很大的不均衡性。從用戶數(shù)來(lái)看，在北美、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，由于移動(dòng)用戶普及率已經(jīng)很高，因此新增用戶數(shù)日益減少；而在亞洲、非洲等地區(qū)，特別是像中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家，移動(dòng)用戶數(shù)增長(zhǎng)迅猛。從用戶創(chuàng)造的價(jià)值來(lái)看，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的ARPU值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了新興的發(fā)展中國(guó)家。從數(shù)據(jù)新業(yè)務(wù)市場(chǎng)的增長(zhǎng)來(lái)看，韓國(guó)、日本呈現(xiàn)爆發(fā)態(tài)勢(shì)，已成為全球移動(dòng)通信發(fā)展的新熱點(diǎn)。

目前，我國(guó)的移動(dòng)通信市場(chǎng)呈現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)的局面，截至4月底，移動(dòng)用戶總數(shù)達(dá)到2.96億，用戶普及率達(dá)到20.9％?？紤]閑置的充值卡和一人雙機(jī)的情況，我國(guó)移動(dòng)通信由于用戶普及率相對(duì)還比較低，仍有相當(dāng)巨大和持久的增長(zhǎng)空間。但我國(guó)的移動(dòng)通信領(lǐng)域已進(jìn)入了全面競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，GSM、CDMA乃至小靈通等網(wǎng)絡(luò)激烈爭(zhēng)奪用戶，這已導(dǎo)致了資費(fèi)下降，用戶ARPU值下降的情況。目前我國(guó)的GPRS、CDMA1X等2.5G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展態(tài)勢(shì)不錯(cuò)，并已逐步培育了用戶群。而3G還處在技術(shù)試驗(yàn)階段，政府依然保持謹(jǐn)慎態(tài)度。

除傳統(tǒng)的公眾移動(dòng)通信外，全球的寬帶無(wú)線接入領(lǐng)域近期研究和應(yīng)用十分活躍，熱點(diǎn)不斷出現(xiàn)，給無(wú)線通信業(yè)界帶來(lái)了清新的空氣。這包括寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、WiMAX技術(shù)、UWB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(gè)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)注入了勃勃生機(jī)。

二、熱點(diǎn)解析：五大技術(shù)引領(lǐng)應(yīng)用模式各展所長(zhǎng)

前文對(duì)全球無(wú)線通信領(lǐng)域的發(fā)展情況作了概要性介紹，以下將重點(diǎn)就當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域的焦點(diǎn)問題和熱點(diǎn)技術(shù)展開較深入的介紹和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大熱點(diǎn)。

1.舉世矚目的3G

今天，第三代移動(dòng)通信3G格外引人矚目，成為無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的最大熱點(diǎn)。

首先，從技術(shù)角度來(lái)看，3G主流技術(shù)已經(jīng)基本成熟。cdma2000由于技術(shù)本身的平滑演進(jìn)特性，進(jìn)入3G的障礙不大。WCDMA以前受版本不斷更新的影響，阻礙了商用進(jìn)程，但目前主體標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定型，具備了規(guī)模商用的基礎(chǔ)。TD－SCDMA技術(shù)要相對(duì)滯后一些。

總的說(shuō)來(lái)，當(dāng)前的3G技術(shù)已經(jīng)能夠支持規(guī)?；纳逃镁W(wǎng)絡(luò)部署。

其次，目前歐美等運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)進(jìn)入了3G網(wǎng)絡(luò)部署階段。3G網(wǎng)絡(luò)的商用部署正在全球一步步地鋪展開來(lái)。截至2004年3月底，就WCDMA而言，全球已經(jīng)發(fā)放了120份牌照，簽署了91份商業(yè)部署合同，目前已有二十多家網(wǎng)絡(luò)投入商用，預(yù)計(jì)到2004年年底總數(shù)將超過40家。目前兩家韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商STK和KTF在使用cdma20001xEV－DO，日本KDDI也開始了EV－DO網(wǎng)絡(luò)的商用，而Verizon也即將參與該制式下3G網(wǎng)絡(luò)的部署。

應(yīng)該說(shuō)，2004年已經(jīng)進(jìn)入了全球3G的商用部署年。

第三，部分運(yùn)營(yíng)商的3G用戶數(shù)量開始呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的局面。最早推出3G商用業(yè)務(wù)的NTTDoCoMo近期宣布，在距離突破200萬(wàn)用戶僅僅兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，他們的3G用戶總數(shù)就增長(zhǎng)至300萬(wàn)大關(guān)。5月中下旬，和記黃埔表示，在過去兩個(gè)月中，3G用戶數(shù)出現(xiàn)了快速增加，目前在全球范圍內(nèi)已經(jīng)達(dá)到了173萬(wàn)。截至2004年1月1日，全球使用cdma2000（包括CDMA1X）系列和WCDMA標(biāo)準(zhǔn)制式的3G用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到了7300萬(wàn)。

從全球來(lái)看，3G商用在部分地區(qū)已取得了初步成功。

第四，我國(guó)3G處在黎明的前夕。我國(guó)對(duì)3G一直采取積極穩(wěn)健的態(tài)度，目前，我國(guó)正在進(jìn)行第二階段的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn)，或稱外場(chǎng)測(cè)試。自今年3月起，開始啟動(dòng)WCDMA、cdma2000和TD－SCDMA的測(cè)試工作，由6大運(yùn)營(yíng)商分別在北京、上海、廣州三地進(jìn)行。測(cè)試的重點(diǎn)包括：3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量等性能試驗(yàn)；不同3G技術(shù)之間、3G和2G技術(shù)之間的干擾、共存；各種3G業(yè)務(wù)及業(yè)務(wù)兼容性試驗(yàn)；3G終端和系統(tǒng)之間互操作試驗(yàn)；3G和2G之間的互操作試驗(yàn)。

預(yù)計(jì)此階段試驗(yàn)將在今年10月份完成，試驗(yàn)將對(duì)我國(guó)對(duì)3G的決策工作起到重要的參考作用。由于此次試驗(yàn)由運(yùn)營(yíng)商參與，且屬于網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)。因此，預(yù)計(jì)若此次試驗(yàn)結(jié)果令人滿意的話，我國(guó)的3G牌照發(fā)放工作有可能順勢(shì)展開。

趨勢(shì)分析3G一波三折，曾經(jīng)有一段時(shí)間，人們對(duì)3G的前途失去了信心，并在今天留下了心理陰影。對(duì)3G問題，我國(guó)應(yīng)如何把握呢？筆者認(rèn)為，目前，3G已處在商用的爆發(fā)階段，由于3G技術(shù)和產(chǎn)品的成熟，3G的商用已不容置疑地?cái)[在了我們面前。歐美等國(guó)運(yùn)營(yíng)商加緊部署3G網(wǎng)絡(luò)以及日韓等國(guó)3G用戶的快速增長(zhǎng)，表明3G已經(jīng)成為全球移動(dòng)通信領(lǐng)域新的成長(zhǎng)點(diǎn)，我國(guó)需要當(dāng)機(jī)立斷，盡快開展3G牌照的發(fā)放工作和商用部署工作。這樣才不至于坐失機(jī)遇，在本來(lái)領(lǐng)先的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中落后。同時(shí)，3G也為國(guó)內(nèi)的電信制造商提供了絕佳的機(jī)遇，這也是我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的一次發(fā)展良機(jī)。

應(yīng)該說(shuō)，目前3G還存在一些問題，主要表現(xiàn)在市場(chǎng)還處在啟蒙階段，殺手級(jí)的業(yè)務(wù)還沒有呈現(xiàn)，終端還不夠多。在我國(guó)，政府將考慮對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)度的把握，涉及3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)放幾張牌照的問題，同時(shí)，還將考慮設(shè)備國(guó)產(chǎn)化問題。這些問題已經(jīng)屬于次要矛盾，目前最重要的是要選擇恰當(dāng)時(shí)機(jī)盡快推動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)，這才是解決以上矛盾的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和引導(dǎo)環(huán)節(jié)。

這主要是因?yàn)槲覈?guó)3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)移動(dòng)話音用戶市場(chǎng)還有很大的成長(zhǎng)空間，這就能夠避免出現(xiàn)因?yàn)榘l(fā)展初期新應(yīng)用新業(yè)務(wù)不足無(wú)法支撐網(wǎng)絡(luò)生存的狀況。同時(shí)，我國(guó)有迫切需要進(jìn)入移動(dòng)市場(chǎng)的“新”運(yùn)營(yíng)商，中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通如果被允許經(jīng)營(yíng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必然會(huì)選擇3G，這從中遠(yuǎn)期的網(wǎng)絡(luò)成本上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2G技術(shù)。此外，盡快發(fā)放3G牌照，對(duì)解決現(xiàn)有的小靈通（PHS）的矛盾，也有重要的戰(zhàn)略意義。目前，日本都已經(jīng)棄PHS而轉(zhuǎn)攻3G，其目的十分明顯，即要糾正自己早期大上帶有強(qiáng)烈本土化特征的PHS導(dǎo)致失去移動(dòng)領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先地位的失誤，重新用全球性的先進(jìn)技術(shù)武裝自己的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略性崛起。如果我國(guó)反其道而行之，將是不明智的，這關(guān)鍵還是政府的決策引導(dǎo)問題，而不能抱怨運(yùn)營(yíng)商?？傊?，3G不是一蹴而就的，如果遲遲不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，其他的矛盾將繼續(xù)積聚，難以得到根本性的解決。

2.3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入的推廣應(yīng)用

3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)MMDS，是工作于3.5GHz無(wú)線頻段上的中寬帶無(wú)線接入技術(shù)。今年4月份，第三批3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入頻率評(píng)選（招標(biāo)）工作在我國(guó)進(jìn)行，使MMDS技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大，這也使3.5GHz固定無(wú)線接入技術(shù)成為今年業(yè)界的熱點(diǎn)之一。

在此次評(píng)選（招標(biāo)）工作中，中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)鐵通五大運(yùn)營(yíng)商分別獲得河北、山西、內(nèi)蒙古等27個(gè)?。▍^(qū)）的3.5GHz頻段2×30MHz頻率使用權(quán)，并將獲準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)相應(yīng)電信業(yè)務(wù)。加上此前的兩次3.5GHz頻率使用權(quán)分配，我國(guó)3.5GHz頻段已在絕大部分地區(qū)分配完畢。這表明，我國(guó)的3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入進(jìn)入了規(guī)模商用。

前一段時(shí)間，無(wú)線電管理局副局長(zhǎng)劉巖率領(lǐng)由無(wú)線電管理局、電信管理局、電信研究院共同組成的調(diào)研組，對(duì)第二批3.5GHz中標(biāo)企業(yè)的工作情況進(jìn)行了調(diào)研。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在第二批中標(biāo)的9家企業(yè)中有7家建設(shè)開通了網(wǎng)絡(luò)，這7家企業(yè)在一半以上的中標(biāo)城市建設(shè)了自己的網(wǎng)絡(luò)。目前運(yùn)營(yíng)商傾向于提供的業(yè)務(wù)包括：語(yǔ)音接入業(yè)務(wù)（本地和IP電話），數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)，Internet接入業(yè)務(wù)等。調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)，如果將3.5GHz網(wǎng)絡(luò)作為單一網(wǎng)絡(luò)來(lái)經(jīng)營(yíng)，盈利困難比較大，特別是對(duì)于大型企業(yè)。調(diào)研中，運(yùn)營(yíng)企業(yè)對(duì)進(jìn)一步獲得3.5GHz頻率資源表現(xiàn)出了很大熱情。

趨勢(shì)分析寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)因?yàn)槠涓邘?、建設(shè)速度快、接入方式靈活等特點(diǎn)，受到了業(yè)界的關(guān)注。但這項(xiàng)技術(shù)也有其局限性，比如高頻段26GHz的LMDS技術(shù)受天氣影響較大，而3.5GHzMMDS技術(shù)在我國(guó)又受到了帶寬不足等因素的限制。因此，對(duì)于寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)，我們應(yīng)該回歸理性的認(rèn)識(shí)。它具有自身的優(yōu)勢(shì)，但也有其固有的缺陷，因此在應(yīng)用中要實(shí)事求是。

就目前重點(diǎn)推廣的3.5GHz技術(shù)來(lái)看，運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)表明，若單獨(dú)把MMDS技術(shù)作為一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)來(lái)運(yùn)作，由于其技術(shù)、用戶規(guī)模和頻率帶寬的限制，較難實(shí)現(xiàn)盈利。因此，我們應(yīng)該進(jìn)一步放寬眼光，把它推廣至更大的應(yīng)用領(lǐng)域。比如可以考慮像現(xiàn)在某些運(yùn)營(yíng)商所采用的，將之作為移動(dòng)基站的回路。

對(duì)于3.5GHzMMDS技術(shù)，我們一方面要積極推動(dòng)其綜合業(yè)務(wù)的應(yīng)用，比如數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)的開發(fā)和經(jīng)營(yíng)。同時(shí)也要從全局的角度考慮，使之成為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充手段。這樣才能充分發(fā)揮3.5GHz頻段的效率。未來(lái)，隨著3G技術(shù)的商用，3.5GHz將有望成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)重要的接入補(bǔ)充手段，并對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的搭建起到支撐作用。

3.沸沸揚(yáng)揚(yáng)的WLAN標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)

無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)WLAN（Wi－Fi），其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為802.11，可實(shí)現(xiàn)十幾兆至幾十兆的無(wú)線接入。我國(guó)目前發(fā)展的主要是802.11b標(biāo)準(zhǔn)的WLAN網(wǎng)絡(luò)，支持11Mbps的無(wú)線接入。作為近年來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，WLAN在歐美等國(guó)快速發(fā)展，在我國(guó)近兩年也得到了幾大運(yùn)營(yíng)商的追捧。而自去年開始的WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，吸引了全球的關(guān)注目光。

2003年5月12日，由中國(guó)寬帶無(wú)線IP標(biāo)準(zhǔn)工作組負(fù)責(zé)起草的無(wú)線局域網(wǎng)兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（即WAPI標(biāo)準(zhǔn)），由國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部報(bào)送國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式頒布。2003年12月1日，國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)2003年第113號(hào)公告，宣布對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證，要求所有產(chǎn)品都要加載我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的安全保密協(xié)議WAPI，從2004年6月1日起，不符合WAPI標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品不得出廠、進(jìn)口、銷售或者在其他經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中使用。但2004年4月22日，國(guó)務(wù)院副總理吳儀表示中國(guó)已經(jīng)同意美方提出的要求，不在2004年6月1日最后期限到來(lái)之時(shí)強(qiáng)制實(shí)施WAPI標(biāo)準(zhǔn)。2004年4月29日，國(guó)家質(zhì)檢總局、認(rèn)監(jiān)委、國(guó)標(biāo)委聯(lián)合了2004年第44號(hào)公告。公告強(qiáng)調(diào)：WAPI標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)間只是推遲，并沒有取消，也沒有取消標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性屬性。

筆者認(rèn)為，之所以出現(xiàn)WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，除了國(guó)家出于自身信息安全的考慮外，我國(guó)無(wú)線通信設(shè)備廠商希望成長(zhǎng)壯大，占領(lǐng)新興技術(shù)市場(chǎng)的渴望也是重要因素。但該標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)限期推遲，也暴露出一些問題。那就是，我國(guó)的無(wú)線技術(shù)的核心能力，與國(guó)際水平相比還有一定差距，還難以撼動(dòng)國(guó)際主流的技術(shù)集團(tuán)。同時(shí)，我國(guó)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂策略，還存在封閉性的問題，這也是其受到國(guó)際社會(huì)普遍攻擊的重要原因。當(dāng)然，WAPI標(biāo)準(zhǔn)的推遲執(zhí)行，也是出于更大的國(guó)家利益的考慮。

趨勢(shì)分析WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，表明WLAN技術(shù)在全球的重要戰(zhàn)略地位。其戰(zhàn)略意義不只在于網(wǎng)絡(luò)的部署、用戶的發(fā)展、業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)范疇，更在于其對(duì)IT通信產(chǎn)品領(lǐng)域的巨大拉動(dòng)力量，特別是對(duì)計(jì)算機(jī)芯片的突出貢獻(xiàn)。因此，我國(guó)應(yīng)該積極推進(jìn)WLAN核心技術(shù)的研究工作，這不僅涉及通信產(chǎn)業(yè)，而且涉及IT領(lǐng)域的巨大利益。

拋開WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，我們?nèi)绾伟盐誛LAN技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)呢？應(yīng)該說(shuō)，WLAN在我國(guó)目前的工作，陷入了低潮階段。這主要是受制于WLAN技術(shù)自身的限制，比如其漫游性、安全性、如何計(jì)費(fèi)等等，還沒有得到妥善的解決。另外，高端商業(yè)用戶的不足，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資收益比較低，因此也影響了運(yùn)營(yíng)商的積極性。未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，WLAN技術(shù)將在特定的區(qū)域和范圍，特別是熱點(diǎn)區(qū)域和高速信息接入領(lǐng)域，發(fā)揮對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充作用。3G網(wǎng)絡(luò)商用后，WLAN將成為彌補(bǔ)3G固定區(qū)域高速覆蓋的不足?？傮w來(lái)看，WLAN具有很強(qiáng)的生命力，但其在運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的發(fā)展速度估計(jì)會(huì)低于過去的預(yù)期。

4.寬帶無(wú)線技術(shù)新寵WiMAX

有資料顯示，“WiMAX”已經(jīng)成為近期互聯(lián)網(wǎng)上搜索量最大的通信關(guān)鍵詞，該項(xiàng)技術(shù)以其遠(yuǎn)覆蓋和高帶寬特性，成為無(wú)線業(yè)界的新寵。

WiMAX全稱為WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作系統(tǒng)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.16。WiMAX也組織了自己的聯(lián)盟。目前這個(gè)聯(lián)盟已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十家會(huì)員，該聯(lián)盟由Intel牽頭，我國(guó)中興通訊也名列其中。WiMAX的目標(biāo)是促進(jìn)IEEE802.16的應(yīng)用。

WiMAX相對(duì)于Wi－Fi的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在Wi－Fi解決的是無(wú)線局域網(wǎng)的接入問題，而WiMAX解決的是無(wú)線城域網(wǎng)的問題。Wi－Fi只能把互聯(lián)網(wǎng)的連接信號(hào)傳送到300英尺遠(yuǎn)的地方，WiMAX則能把信號(hào)傳送31英里之遠(yuǎn)。Wi－Fi網(wǎng)絡(luò)連接速度為每秒54兆，而WiMAX為每秒70兆。有專家認(rèn)為，WiMAX的覆蓋范圍和傳輸速度將對(duì)3G構(gòu)成威脅。在成本等各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)使得業(yè)內(nèi)人士將WiMAX技術(shù)看作是一項(xiàng)打破產(chǎn)業(yè)格局的技術(shù)。

近期，英國(guó)電信（BT）、法國(guó)電信、Qwest通信公司、Reliance電信和XO通信加入了WiMAX論壇，目前WiMAX論壇已經(jīng)擁有98個(gè)成員，運(yùn)營(yíng)商占25％。今年初，Intel也宣布，下半年開始將會(huì)在其生產(chǎn)的芯片中部分采用WiMAX標(biāo)準(zhǔn)。

趨勢(shì)分析對(duì)于今天異?；馃岬腤iMAX技術(shù)，我們?cè)撊绾慰创克鼤?huì)成為3G技術(shù)的終結(jié)者嗎？筆者認(rèn)為，這種觀點(diǎn)不盡正確。首先，從技術(shù)自身角度來(lái)看，WiMAX還不具備公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的廣域漫游、安全特性、終端便攜等移動(dòng)特性。其次，WiMAX標(biāo)準(zhǔn)還不成熟，因此預(yù)計(jì)商用還需要至少兩年以上的時(shí)間，規(guī)模普及還要五年左右的時(shí)間。其三，WiMAX的特點(diǎn)是高速的數(shù)據(jù)傳輸能力，但其還沒有對(duì)實(shí)時(shí)話音業(yè)務(wù)的高效支持能力，這將限制其作為公眾移動(dòng)通信的應(yīng)用。其四，WiMAX的產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及技術(shù)和設(shè)備成熟性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以和3G相抗衡，其推廣期也將滯后于已經(jīng)開始啟動(dòng)的3G技術(shù)。其五，WiMAX技術(shù)有可能受到傳統(tǒng)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商或制造商的抵制，從而限制其發(fā)展。

對(duì)于WiMAX技術(shù)，筆者認(rèn)為它具有巨大的潛力，但尚處在襁褓階段，目前還難以對(duì)當(dāng)前的全球無(wú)線通信格局產(chǎn)生重大的影響。由于3G的實(shí)施，WiMAX將可能成為未來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充手段，在高速信息接入領(lǐng)域發(fā)揮其特性。但受其自身移動(dòng)性和話音支持能力的限制，WiMAX不大可能殺死3G。

5.超寬帶無(wú)線接入技術(shù)UWB

無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域的活躍除表現(xiàn)在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)外，還表現(xiàn)在其傳輸能力的不斷拓展。近兩年，一項(xiàng)超高速的無(wú)線接入技術(shù)受到了大家的關(guān)注，那就是UWB。

UWB是一種時(shí)域通信技術(shù)，它采用超短周期脈沖進(jìn)行調(diào)制，把信號(hào)直接按照0或1發(fā)送出去，而不使用載波，這與此前的無(wú)線通信截然不同。脈沖調(diào)制產(chǎn)生的信號(hào)為超寬帶信號(hào)，譜密度極低，信號(hào)的中心頻率在650MHz～5GHz之間，平均功率為亞毫瓦量級(jí)，抗干擾和多徑的能力強(qiáng)，具有多個(gè)可利用信道。與CDMA系統(tǒng)相比，時(shí)域通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低。UWB技術(shù)具有高速率、低成本、低功耗的顯著特性。

UWB最引人注目的特點(diǎn)是具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。XtremeSpectrum公司預(yù)測(cè)，他們即將開發(fā)出的產(chǎn)品具有在10米內(nèi)傳輸約100Mbps的能力，Intel則把目標(biāo)定在了500Mbps。

趨勢(shì)分析對(duì)于UWB技術(shù)，我們應(yīng)該這樣看待，它以其獨(dú)特的速率鋒芒以及特殊的應(yīng)用范圍，也將在無(wú)線通信領(lǐng)域占據(jù)一席之地。由于其高速、窄覆蓋的特點(diǎn)，它很適合組建家庭的高速信息網(wǎng)絡(luò)。它對(duì)藍(lán)牙技術(shù)具有一定的沖擊，但對(duì)當(dāng)前的移動(dòng)技術(shù)、WLAN等技術(shù)的威脅不大，甚至可以成為其良好的能力補(bǔ)充。

三、走勢(shì)把握：接入多元網(wǎng)絡(luò)一體綜合布局代表方向

以上，就當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問題進(jìn)行了敘述和討論。那么，我們?cè)撊绾伟盐罩衅谖磥?lái)無(wú)線領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)呢？

首先，無(wú)線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍，不同的適用區(qū)域，不同的技術(shù)特點(diǎn)，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng)。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求，WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入，而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線接入。因此，在政策上我們應(yīng)該綜合推進(jìn)各種無(wú)線接入的發(fā)展，推進(jìn)組網(wǎng)的一體化進(jìn)程，通過建網(wǎng)的接入手段多元化，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶群體的需求覆蓋，達(dá)到市場(chǎng)細(xì)分和業(yè)務(wù)的多元化，解決移動(dòng)通信發(fā)展不均衡的狀況。

其次，我國(guó)政府應(yīng)該給企業(yè)配置更多的無(wú)線頻率資源，推進(jìn)不同技術(shù)相關(guān)頻譜的規(guī)劃和應(yīng)用工作。這樣才有利于不同的企業(yè)根據(jù)不同的發(fā)展策略和市場(chǎng)需求，綜合地規(guī)劃自己的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和利用。當(dāng)然，政府也需要加強(qiáng)對(duì)有限頻率資源的管理，對(duì)于企業(yè)閑置不用的頻率占用，考慮適當(dāng)?shù)氖侄斡枰允栈亍?/p>

其三，從公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來(lái)看，3G已經(jīng)成為全球包括中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要進(jìn)程。從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，由于其移動(dòng)話音用戶的普及率高，通過發(fā)展用戶實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的模式已成為歷史。因此，他們期望通過3G搭建更大的業(yè)務(wù)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的新來(lái)源。由于3G技術(shù)的成熟，目前3G商用網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)在全球范圍內(nèi)啟動(dòng)。就我國(guó)而言，也要借鑒歐美的經(jīng)驗(yàn)，在用戶數(shù)量增長(zhǎng)放緩之前，就應(yīng)提前培育新興移動(dòng)市場(chǎng)。目前，政府應(yīng)該開始積極考慮3G牌照發(fā)放和商用問題，把握住這個(gè)移動(dòng)業(yè)界的巨大歷史機(jī)遇。

其四，從寬帶無(wú)線接入技術(shù)來(lái)看，全球該領(lǐng)域發(fā)展十分火熱。該領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出向高帶寬快速躍進(jìn)、覆蓋范圍逐步擴(kuò)張的趨勢(shì)。未來(lái)，該領(lǐng)域還可能出現(xiàn)更強(qiáng)大的新技術(shù)，從另一個(gè)角度對(duì)整個(gè)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)起到推進(jìn)作用。但從近期來(lái)看，我們對(duì)寬帶無(wú)線接入技術(shù)發(fā)展應(yīng)該有一個(gè)理性的態(tài)度和科學(xué)的把握。目前的寬帶無(wú)線接入技術(shù)主要集中在固定環(huán)境下的高速接入，其移動(dòng)性和話音支持能力無(wú)法和公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)抗衡。在發(fā)展中，我們應(yīng)該從全局的觀點(diǎn)來(lái)把握，使之成為與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)的重要技術(shù)手段，這樣既可以充分發(fā)揮其技術(shù)個(gè)性，又防止出現(xiàn)不必要的資源競(jìng)爭(zhēng)和浪費(fèi)。

其五，未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是怎樣的呢？專家認(rèn)為，未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)綜合的一體化的解決方案。各種無(wú)線技術(shù)都將在這個(gè)一體化的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮自己的作用，找到自己的天地。從大范圍公眾移動(dòng)通信來(lái)看，3G或超3G技術(shù)將是主導(dǎo)，從而形成對(duì)全球的廣泛無(wú)縫覆蓋；而WLAN、WiMAX、UWB等寬帶接入技術(shù)，將因其自己不同的技術(shù)特點(diǎn)，在不同覆蓋范圍或應(yīng)用區(qū)域內(nèi)，與公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)形成有效互補(bǔ)。

其六，更遠(yuǎn)的未來(lái)，按當(dāng)前專家們的預(yù)想，通信信息網(wǎng)絡(luò)將向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN融合。在未來(lái)NGN概念中，固定網(wǎng)絡(luò)將形成一個(gè)高帶寬、IP化、具有強(qiáng)QoS保證的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在這一平臺(tái)上，各種接入手段將成為網(wǎng)絡(luò)的觸手，向各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域延伸。而3G、寬帶固定無(wú)線接入、各種無(wú)線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)方案，都將成為大NGN平臺(tái)的延伸部分。從而形成集固定無(wú)線手段于一體，各種接入方式綜合發(fā)揮效用，各種業(yè)務(wù)形成全網(wǎng)絡(luò)配置的一體化綜合網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，這一進(jìn)程將是漫長(zhǎng)的，也必將遇到很多挫折。

四、結(jié)束語(yǔ)

篇7

可在固定及移動(dòng)物體之間傳遞信號(hào)，信號(hào)覆蓋盲點(diǎn)少，尤其適用于山區(qū)和谷底等常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)法到達(dá)的地區(qū)和區(qū)域。但通信時(shí)間延長(zhǎng)、費(fèi)用較高，通常作為應(yīng)急通信的備用手段。目前常用海事衛(wèi)星系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)快速定位功能（精度約20m），又可以保證在應(yīng)急時(shí)刻的短報(bào)文傳輸（120個(gè)漢字），可靠性高，但缺點(diǎn)是信息傳輸速率低。多種無(wú)線通信方式比較及分析。

2指揮決策系統(tǒng)通信需求

全程連續(xù)救治指揮決策系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)或定時(shí)將全程救治鏈中各個(gè)救援單元（方艙醫(yī)院、后送手術(shù)救護(hù)車和衛(wèi)生列車）中采集的傷病員、醫(yī)護(hù)人員、醫(yī)藥耗材等信息，以及運(yùn)輸途中的音視頻信息數(shù)據(jù)傳輸至指揮中心用于決策指揮；同時(shí)，各醫(yī)療救援單元需通過北斗系統(tǒng)將實(shí)時(shí)位置信息上傳，以便指揮平臺(tái)實(shí)時(shí)掌握各個(gè)救援單元的位置信息。全程救治鏈通信鏈路示意圖如圖1所示。現(xiàn)場(chǎng)傷病員在方艙醫(yī)院進(jìn)行簡(jiǎn)單包扎處理后，手術(shù)急救車以及衛(wèi)生列車將部分重癥傷病員運(yùn)往后方醫(yī)院。在整個(gè)過程中，依托移動(dòng)公網(wǎng)、海事衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星通信方式，各救治單元需要與后方醫(yī)院專家組及指揮決策平臺(tái)保持持續(xù)暢通的音頻、視頻、文本通信鏈路。在全程救治鏈中，可靠實(shí)時(shí)的通信是保障指揮決策系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要包括：

（1）方艙醫(yī)院與指揮平臺(tái)通信。方艙醫(yī)院的位置是固定的，通信難度不大，可通過移動(dòng)公網(wǎng)傳輸傷病員、醫(yī)護(hù)人員、醫(yī)藥耗材等相關(guān)文本信息以及音視頻信息；在移動(dòng)公網(wǎng)不可用環(huán)境下，可通過衛(wèi)星通信方式進(jìn)行緊急信息通信。

（2）手術(shù)救護(hù)車及衛(wèi)生列車與指揮平臺(tái)通信。與方艙醫(yī)院類似，需要與指揮平臺(tái)傳送接收文本、視頻及音頻信息。但是，車輛屬于高速運(yùn)動(dòng)的通信對(duì)象，對(duì)通信鏈路的可靠性要求更高。

（3）方艙醫(yī)院、手術(shù)救護(hù)車及衛(wèi)生列車的通信。鏈路穩(wěn)定時(shí)，可通過指揮平臺(tái)進(jìn)行交互信息傳輸（文本、圖片、音視頻）；特殊情況下，采用離線方式在各救援單元之間傳遞簡(jiǎn)單的文本數(shù)據(jù)。

3多網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信保障策略

方艙醫(yī)院、手術(shù)救護(hù)車及衛(wèi)生列車分布區(qū)域較廣，且屬異地動(dòng)、靜態(tài)通信對(duì)象，與指揮平臺(tái)只能采用無(wú)線通信的方式?，F(xiàn)有的移動(dòng)公網(wǎng)GSM/CDMA/GPRS、3G/4G可被選為主要的通信方式；在常規(guī)通信不可用的情況下，可采用衛(wèi)星通信鏈路，以構(gòu)成動(dòng)態(tài)可切換的星型網(wǎng)絡(luò)。因此，本文提出的多網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信保障策略。終端信號(hào)發(fā)射器會(huì)根據(jù)各無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度選擇使用移動(dòng)、聯(lián)通或電信網(wǎng)絡(luò)，如都無(wú)法滿足通信需求，終端將自動(dòng)選擇使用臨時(shí)中繼站或者衛(wèi)星通信方式。通過以上策略，可以實(shí)現(xiàn)全程救治鏈中各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)可靠的多網(wǎng)絡(luò)通信，其中多種通信方式的無(wú)縫切換起著決定性的作用。對(duì)不同的數(shù)據(jù)類型采用動(dòng)態(tài)切換不同通信鏈路的方式，可提高通信的有效性和可靠性。

（1）方艙醫(yī)院、手術(shù)救護(hù)車與指揮中心的通信。方艙醫(yī)院位置相對(duì)固定；救護(hù)車運(yùn)行速度較低、信號(hào)屏蔽少，運(yùn)行線路中信號(hào)覆蓋較好。二者均可采用常規(guī)狀態(tài)下，優(yōu)先選用移動(dòng)公網(wǎng)（GSM/CDMA/GPRS、3G/4G）。當(dāng)此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不可用或信號(hào)較差時(shí)，可通過應(yīng)急通信車中繼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)；特殊地理環(huán)境下，應(yīng)立即切換至衛(wèi)星通信；若所有通信鏈路都不可用時(shí)，采用IC卡存儲(chǔ)相關(guān)信息進(jìn)行離線傳輸。

（2）衛(wèi)生列車與指揮中心的通信。列車運(yùn)行速度較快，行駛路線中可能有較多的山丘和隧洞，同時(shí)，列車車廂鐵殼會(huì)影響無(wú)線信號(hào)的接收與發(fā)送，試驗(yàn)表明，常規(guī)的GSM/CDMA/GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)效果較差。對(duì)于衛(wèi)生列車，主要考慮采用鐵路GSM-R專用通信網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星通信結(jié)合的方式進(jìn)行信息發(fā)送與接收，通信方式切換流程。

（3）方艙醫(yī)院、手術(shù)救護(hù)車與衛(wèi)生列車之間的通信。需保證不同單元在同一時(shí)刻使用同種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，如移動(dòng)公網(wǎng)信號(hào)強(qiáng)度無(wú)法同步，可選擇共同使用衛(wèi)星通信方式。

4多網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信鏈路終端一體機(jī)的研制與應(yīng)用

根據(jù)全程救治鏈中對(duì)可靠實(shí)時(shí)無(wú)線通信的迫切需求和以上保障策略，我們研制了多網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信鏈路終端一體機(jī)，可以滿足移動(dòng)公網(wǎng)鏈路、海事衛(wèi)星通信鏈路以及北斗通信鏈路的聯(lián)通。其中，移動(dòng)公網(wǎng)鏈路包括中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信各自的3G網(wǎng)絡(luò)；海事衛(wèi)星通信鏈路指國(guó)際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)；北斗通信鏈路是指北斗短報(bào)文通信方式。終端設(shè)計(jì)示意圖。根據(jù)不同終端連接的不同要求，此終端一體機(jī)對(duì)外表現(xiàn)為4個(gè)網(wǎng)口、1個(gè)串口以及5個(gè)信號(hào)指示燈。其中，4個(gè)網(wǎng)口分別代表中國(guó)移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)、電信3G網(wǎng)絡(luò)和海事衛(wèi)星鏈路網(wǎng)絡(luò)；1個(gè)串口和北斗模塊相連保證北斗短報(bào)文通信；而5個(gè)信號(hào)指示燈分別代表移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)、電信3G網(wǎng)絡(luò)、海事衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)以及北斗通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度，每個(gè)指示燈有3種顏色狀態(tài)分別為紅、黃、綠，紅色代表當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度最弱，黃色其次，綠色最強(qiáng)。指示燈熄滅代表此處沒有此網(wǎng)絡(luò)覆蓋，指示燈閃爍代表用戶正在使用此網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，終端另一側(cè)安裝5個(gè)網(wǎng)絡(luò)的5根天線來(lái)收發(fā)信號(hào)。通過一體機(jī)在衛(wèi)生列車上的實(shí)際應(yīng)用，研發(fā)的終端一體機(jī)能夠在各種環(huán)境中實(shí)現(xiàn)多種通信網(wǎng)絡(luò)的可靠實(shí)時(shí)無(wú)縫切換，大大地保障了全程救治鏈中各環(huán)節(jié)的通信需求。

5結(jié)語(yǔ)

篇8

關(guān)鍵詞：UWBIEEE802.11BluetoothHomeRF

超寬帶（Ultra-wideband,UWB）技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末，此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無(wú)線通信的飛速發(fā)展，人們對(duì)高速無(wú)線通信提出了更高的要求，超宛帶技術(shù)又被重新提出，并倍受關(guān)注。UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%。與常見的通信方式使用連續(xù)的載波不同，UWB采用極短的脈沖信號(hào)來(lái)傳送信息，通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。這些脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz，因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百M(fèi)bps。在高速通信的同時(shí)，UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一，對(duì)于普通的非UWB接收機(jī)來(lái)說(shuō)近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無(wú)線電設(shè)備共享帶寬。所以，UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無(wú)線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前，Intel、Motorola、Sony等知名大公司正在進(jìn)行UWB無(wú)線設(shè)備的開發(fā)和推廣。

1UWB的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用

鑒于UWB信號(hào)是持續(xù)時(shí)間非常短的脈沖串，占用帶寬大，因此它有一些十分獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和用途。在通信領(lǐng)域，UWB可以提供高速率的無(wú)線通信。在雷達(dá)方面，UWB雷達(dá)具有高分辨力（ns級(jí)）。當(dāng)前的隱身技術(shù)采用的是隱射涂料和隱身特殊結(jié)構(gòu)，但都只能在一個(gè)不大的頻帶內(nèi)有效，在超寬頻帶內(nèi)，目標(biāo)就會(huì)原形畢露。UWB雷達(dá)還具有很強(qiáng)的穿透能力，UWB信號(hào)能穿透樹葉、土地、混凝土、水體等介質(zhì)，因此軍事上UWB雷達(dá)可用來(lái)探測(cè)地雷，民用上可以查找地下金屬管道、探測(cè)高速公路地基等。在定位方面，UWB可以提供很高的定位精度。UWB使用極微弱的同步脈沖可以辨別出隱藏的物體或墻體后運(yùn)動(dòng)著的物體，定位誤差只有一兩厘米。也就是說(shuō)，同一個(gè)UWB設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)通信、雷達(dá)和定位三大功能。

UWB無(wú)線通信除了帶寬大，通信速率高之外，還有更多的優(yōu)點(diǎn)。首先，UWB通信的保密性強(qiáng)。UWB系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度非常低，有用信息完全淹沒在噪聲中，被截獲概率很小，被檢測(cè)的概率也很低，這一點(diǎn)在軍事通信上有很大的應(yīng)用前景。其次，UWB通信采用調(diào)時(shí)序列，能夠抗多徑衰落。多徑衰落是指反射波和直射波疊加后造成的接收點(diǎn)信號(hào)幅度隨機(jī)變化，而UWB系統(tǒng)每次的脈沖發(fā)射時(shí)間很短，在反射波到達(dá)之前，直射波的發(fā)射和接收已經(jīng)完成。因此，UWB系統(tǒng)特點(diǎn)適合于高速移動(dòng)環(huán)境下使用。更重要的是，UWB通信又被稱為是無(wú)載波的基帶通信，UWB通信系統(tǒng)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，這樣可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低成本?？梢哉f(shuō)，低成本、低功耗、高速率、簡(jiǎn)單有效的UWB通信正是人類所期望的夢(mèng)幻般的無(wú)線通信方式。

當(dāng)然，UWB通信也存在不足，主要問題是UWB系統(tǒng)占用的帶寬很大，UWB系統(tǒng)可能會(huì)干擾現(xiàn)其他無(wú)線通信系統(tǒng)，因此UWB系統(tǒng)的頻率許可問題一直在爭(zhēng)論之中；另外，還有學(xué)者認(rèn)為，盡管UWB系統(tǒng)發(fā)射的平均功率很低，但是由于它的脈沖持續(xù)時(shí)間很短，它的瞬時(shí)功率峰值可能會(huì)很大，這甚至?xí)绊懙矫窈降仍S多系統(tǒng)的正常工作。但是學(xué)術(shù)界的種種爭(zhēng)論并不影響UWB的開發(fā)和使用，2002年2月美國(guó)通信協(xié)會(huì)（FCC）批準(zhǔn)了UWB用于短距離無(wú)線通信的申請(qǐng)。

UWB的用途有很少，主要分為軍事和民用兩個(gè)方面。在軍事上UWB可以用于低截獲率（LPI/D）的內(nèi)部無(wú)線通信系統(tǒng)、LPI/D地波通信、LPI/D高度計(jì)、戰(zhàn)場(chǎng)手持和網(wǎng)絡(luò)LPI/D電臺(tái)、UWB雷達(dá)、防撞雷達(dá)、警戒雷達(dá)、無(wú)線標(biāo)簽、接近引信、高精度定位系統(tǒng)、無(wú)人駕駛飛行器和地面戰(zhàn)車及其通信鏈路、探測(cè)地雷、檢測(cè)地址目標(biāo)等等。在民用方面，UWB可用于20Mbps以上的高速無(wú)線局域網(wǎng)、高度計(jì)、民航防撞雷達(dá)、汽車防撞感應(yīng)器、高精度定位、無(wú)線標(biāo)簽和工業(yè)射頻監(jiān)控等。

2UWB通信與其它短距離無(wú)線通信的比較

UWB技術(shù)與現(xiàn)有其它無(wú)線通信技術(shù)有著很大的不同，它將會(huì)為無(wú)線局域網(wǎng)（LAN）和個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）的接入帶來(lái)低功耗、高帶寬并且相對(duì)簡(jiǎn)單的解決方案。超寬帶技術(shù)解決了困擾傳統(tǒng)無(wú)線電技術(shù)多年的諸如信道衰落、高速率時(shí)系統(tǒng)復(fù)雜、成本高和功耗大等重大難題，但是UWB通信不會(huì)很快取代現(xiàn)有的其它無(wú)線通信技術(shù)。

雖然UWB通信中所須的頻帶寬度相當(dāng)大，從500MHz直至幾GHz。如英特爾的樣機(jī)使用的就是從2GHz頻帶至6GHz頻帶之間的4GHz帶寬。但實(shí)際上并不存在如此之寬的空閑頻帶，無(wú)論采取什么辦法，UWB通信使用的頻帶與現(xiàn)有無(wú)線通信使用的頻帶必定會(huì)發(fā)生重疊，為了避免UWB通信對(duì)其它系統(tǒng)的干擾，UWB用戶人事科有必須申請(qǐng)頻率許可。2002年2月FCC準(zhǔn)許UWB技術(shù)進(jìn)入民用領(lǐng)域的條件就是：“在發(fā)送功率低于美國(guó)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3.1GHz～10.6GHz的頻帶用于對(duì)地下和隔墻之物進(jìn)行掃描的成像系統(tǒng)、汽車防撞雷達(dá)以及在家電終端和便攜式終端間進(jìn)行測(cè)躡和無(wú)線數(shù)據(jù)通信"。發(fā)射功率的大小決定了傳輸距離，按照FCC的規(guī)定，UWB通信在近期內(nèi)將只可能用于極短距離的無(wú)線通信，這就意味著在一定時(shí)期內(nèi)UWB將會(huì)與現(xiàn)有短距離無(wú)線技術(shù)共同生存，共同發(fā)展。

（1）UWB與IEEE802.11a

IEEE802.11a是IEEE最初制定的一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一，它主要用來(lái)解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無(wú)線接入，工作在5GHzU-NII頻帶，物理層速率54Mbps，傳輸層速率25Mbps。采用正交頻分復(fù)用（OFDM）擴(kuò)頻技術(shù)；可提供25Mbps的無(wú)線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)接口，以及TDD/TDMA的空中接口，支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)。IEEE802.11a用作無(wú)線局域網(wǎng)時(shí)的通信距離可以達(dá)到100m，而UWB只能在10m以內(nèi)的范圍通信。根據(jù)英特爾照FCC的規(guī)定而進(jìn)行的演示結(jié)果顯示，對(duì)于10m以內(nèi)的距離，UWB可以發(fā)揮出高達(dá)數(shù)百M(fèi)bps的傳輸性能，但是在20m處反倒是IEEE802.11a/b的無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)設(shè)備更好一些。因此在目前UWB發(fā)射功率受限的情況下，UWB只能用于10m以內(nèi)的高速數(shù)據(jù)通信，而10m到100m的無(wú)線局域網(wǎng)通信，還需要由802.11來(lái)完成，當(dāng)然與UWB相比，802.11的功耗大，傳輸速率低。

（2）UWB與Bluetooth

自從2002年2月14日，F(xiàn)CC頂住多方面的壓力批準(zhǔn)UWB用于無(wú)線通信以來(lái)，就不斷有人將UWB評(píng)論為藍(lán)牙（Bluetooth）的殺手，因?yàn)閺男阅軆r(jià)格比上看，Bluetooth是現(xiàn)有無(wú)線通信方式中最接近UWB的，但是UWB真的會(huì)取代Bluetooth嗎？從目前的情況看，答案是否定的。首先從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，Bluetooth工作在無(wú)須申請(qǐng)的2.4GHzISM頻段上，主要用來(lái)連接打印機(jī)、筆記本電腦等辦公設(shè)備。它的通信速率通常在1Mbps以下，通信距離可以達(dá)到10m以上。而UWB的通信速率在幾百M(fèi)bps，通信距離僅有幾米，因此二者的應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同。其次，從技術(shù)上看，經(jīng)過多年的發(fā)展，Bluetooth已經(jīng)具有較完善的通信協(xié)議。Bluetooth的核心協(xié)議包括物理層協(xié)議和鏈路接入?yún)f(xié)議，鏈路管理協(xié)議及服務(wù)發(fā)展協(xié)議等等，而UWB的工業(yè)實(shí)用協(xié)議還在制定中，估計(jì)要等到2004年才可能初步確定。還有，Bluetooth是一種短距離無(wú)線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的代稱，藍(lán)牙的實(shí)質(zhì)內(nèi)容就是要建立通用的無(wú)線電空中接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，從這方面講，UWB可以看作是采用一種特殊無(wú)線電波來(lái)高速傳送數(shù)據(jù)的通信方式，嚴(yán)格地講，它不能構(gòu)成一個(gè)完整的通信協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到UWB高速、低功耗的特點(diǎn)，也許在下一代Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)中，UWB可能被用做物理層的通信方式。最后，從市場(chǎng)角度分析，藍(lán)牙產(chǎn)品已經(jīng)成熟并得到推廣和使用，而UWB的研究還處在起步階段?；谝陨显颍谖磥?lái)的幾年內(nèi)，UWB和Bluetooth更有可能既是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，又是合作朋友。

（3）UWB與HomeRF

家庭射頻（HomeRF）標(biāo)準(zhǔn)是由HomeRF工作組開發(fā)的，旨在家庭范圍內(nèi)，使計(jì)算機(jī)與其他電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的開放性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。HomeRF是IEEE802.11與DECT的結(jié)合，使用這種技術(shù)能降低語(yǔ)音數(shù)據(jù)成本。HomeRF采用了擴(kuò)頻技術(shù)，工作在2.4GHz頻帶，能同步支持4條高質(zhì)量語(yǔ)音信道，但是HomeRF的傳輸速率只有1M～2Mbps。由于HomeRF技術(shù)沒有完全公開，目前只有幾十家小企業(yè)支持，在抗干擾等方面相對(duì)應(yīng)其他技術(shù)而言尚有欠缺，因此它的應(yīng)用前景還不是十分明朗。同IEEE802.11一樣，HomeRF的通信距離比UWB遠(yuǎn)，而傳輸速率比UWB低，在UWB發(fā)射功率受限的前提下，二者應(yīng)該是各有千秋。

結(jié)合上述討論，可以用表1對(duì)四種短距離無(wú)線通信做個(gè)簡(jiǎn)單的比較。

表14種短距離無(wú)線通信比較

IEEE802.11aBluetoothHomeRFUWB

傳輸速率54Mbps小于1Mbps1-2Mbps可高達(dá)500Mbps

通信距離10m-100m10m50m小于10m

發(fā)射功率1瓦以上1毫瓦-100毫瓦1瓦以上1毫瓦以下

空間容量80Kbps/m30Kbps/m250Kbps/m21000Kbps/m2

應(yīng)用范圍無(wú)線局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)等家庭和辦公室設(shè)備互連家庭語(yǔ)音和數(shù)據(jù)流近距離多媒體

終端類型筆記本，臺(tái)式電腦，掌上電腦和因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)筆記本，移動(dòng)電話，掌上電腦，移動(dòng)設(shè)備筆記本，無(wú)繩電話，無(wú)線音響，移動(dòng)設(shè)備無(wú)線電視，DVD高速因特網(wǎng)

網(wǎng)關(guān)

主要支持公司Cisco,Lucent,3ComEricsson,NokiaMotorolaApple,DellCompaqIntel,Motorola,Sony,Sharp

3家庭無(wú)線通信是UWB的發(fā)展方向之一

雖然無(wú)線通信網(wǎng)已經(jīng)在企業(yè)和公共場(chǎng)所得到推廣和應(yīng)用，但是這些現(xiàn)有技術(shù)很難為家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)無(wú)線互連提供一個(gè)合適的方案。按照傳統(tǒng)的無(wú)線電設(shè)計(jì)方法，如果要提高通信速率，必須要提高數(shù)字信號(hào)處理器的處理速度，這勢(shì)必要增加系統(tǒng)的成本和功耗，高速率的無(wú)線產(chǎn)品往往也是高成本、大功耗的。然而，家庭無(wú)線通信網(wǎng)有一些特殊的要求。首先，為了滿足無(wú)線數(shù)字視頻的要求，家庭無(wú)線互連產(chǎn)品需要更高的通信速率，以無(wú)線高清晰數(shù)字電視（WHDTV）為例，如果采用MPFG2HD數(shù)據(jù)格式，則視頻數(shù)據(jù)流的速率高達(dá)25Mbps；其次，要想家庭無(wú)線通信產(chǎn)品走向千家萬(wàn)戶，系統(tǒng)成本必須很低，市場(chǎng)調(diào)查表明，如果無(wú)線產(chǎn)品的價(jià)格比同類有線產(chǎn)品的價(jià)格高出30%，將很難被眾多的消費(fèi)者所接受；還有，家庭無(wú)線通信產(chǎn)品中用到嵌入式網(wǎng)關(guān)和小型手持設(shè)備往往是電池供電，因此它們的功耗必須很低。也就是說(shuō)，家庭無(wú)線通信產(chǎn)品必須具備高速率、低成本和低功耗三個(gè)優(yōu)點(diǎn)，按照傳統(tǒng)的無(wú)線電設(shè)計(jì)方案，無(wú)法在速率、成本和功耗這三者之間找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。

IEEE802.11a是現(xiàn)有無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)中，唯一能在通信速率上滿足無(wú)線視頻數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)傳送要求的。它的最高速率是54Mbps，有效速率是25Mbps，考慮到MAC接入?yún)f(xié)議，實(shí)現(xiàn)傳送數(shù)據(jù)流的速率還要更低一些。然而，IEEE802.11a是按照與Ethernet接入相類似的分組方式設(shè)計(jì)的，因此它不太適合用于實(shí)時(shí)傳輸視頻數(shù)據(jù)流。還有，IEEE802.11a的功耗大概在1.5W到2W之間，因此綜不能用于電池供電的小型設(shè)備。更重要的是，一個(gè)IEEE802.11a網(wǎng)絡(luò)接入卡（NIC）售價(jià)大概是150～200美元，這樣的價(jià)格很難被家庭消費(fèi)者所接受。因此IEEE802.11a更適合于用在對(duì)價(jià)格和功耗要求不是很高的公用無(wú)線局域網(wǎng)里，況且當(dāng)時(shí)IEEE專家設(shè)計(jì)IEEE802.11a時(shí)也根本沒有考慮過將它用在家庭無(wú)線通信網(wǎng)上。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中被認(rèn)為最有可能進(jìn)入家庭無(wú)線通信互連的是Bluetooth，因?yàn)樵趦r(jià)格和功耗上它很有競(jìng)爭(zhēng)力，然而，Bluetooth的傳輸速率不到1Mbps，極限速率也只有10Mbps。按照這樣的速率計(jì)算，如果用Bluetooth來(lái)傳送一部?jī)尚r(shí)的電影可能需要10個(gè)小時(shí)，這顯然不能被用戶所接受。20多年前，F(xiàn)CC提出Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，僅僅是希望將它用在無(wú)線耳機(jī)上，經(jīng)過20多年的努力，Bluetooth已經(jīng)發(fā)展成為最主要的低速率的點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線通信技術(shù)。利用Bluetooth，可以很好地實(shí)現(xiàn)筆記本電腦、PDA、移動(dòng)電話等設(shè)備之間的低速率數(shù)據(jù)通信，但是FCC從來(lái)沒有考慮過將Bluetooth發(fā)展成為高速率數(shù)據(jù)通信或者是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)，從這一點(diǎn)來(lái)講Bluetooth也很難進(jìn)入家庭無(wú)線網(wǎng)。

HomeRF是專門為家庭無(wú)線互連提出的，它可以很好的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、MP3以及其它家用電器之間語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的通信和互連，但是，HomeRF的有效傳輸速率只有2Mbps，工作在10Mbps以上將嚴(yán)重影響它的性能，這就決定了它不可能進(jìn)入無(wú)線HDTV，視頻游戲等寬帶家庭無(wú)線通信領(lǐng)域。更重要的是HomeRF的技術(shù)還不成熟，HomeRF標(biāo)準(zhǔn)缺少Intel等大公司的支持，它的推廣和應(yīng)用前景并不被業(yè)界看好。

篇9

如果能在單一架構(gòu)下管理多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),或者說(shuō)在單一架構(gòu)下管理統(tǒng)一后的單一無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),應(yīng)該是過程行業(yè)用戶一致的要求,所以我們說(shuō)多種無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的融合是一個(gè)大趨勢(shì),它可以提供遠(yuǎn)程操作的更高可靠性和更低成本。三大無(wú)線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)合作的技術(shù)基礎(chǔ)原本是存在的,因?yàn)镮SA100.11a、WirelessHART和WIA-PA的底層協(xié)議都是IEEE802.15.4,而提供芯片和通信協(xié)議棧的商家往往同時(shí)提供這幾種技術(shù)的部件,即使是在ISA100.11a、WirelessHART和WIA-PA陣營(yíng)內(nèi),還包括有很多相同的會(huì)員。作為ISA100的核心成員單位的尼維斯(Nivis)公司一向以其管理和優(yōu)化網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的軟件而聞名,同時(shí)在利用ISA100.11a、WirelessHART和6LoWPAN開發(fā)基于標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)狀通信堆棧方面擁有豐富的知識(shí)和能力。

尼維斯公司目前是我們所了解到的唯一同時(shí)提供ISA100.11a和WirelessHART兩種流程行業(yè)無(wú)線產(chǎn)品供應(yīng)商,比如其無(wú)線節(jié)點(diǎn)和路由器用在ISA100.11a和WirelessHART的型號(hào)是相同的,使用戶能夠在單一的硬件上運(yùn)行任何一種標(biāo)準(zhǔn)。如VersaRouter910路由器既支持Nivis的ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn),也支持WirelessHART標(biāo)準(zhǔn),擁有在同一平臺(tái)上運(yùn)行的軟件,VersaRouter910是一個(gè)雙啟動(dòng)硬件(Dualboothardware),是集全功能于一身,專門為客戶準(zhǔn)備好提供的無(wú)線解決方案設(shè)計(jì)的工業(yè)級(jí)無(wú)線路由器。中科博微公司是可同時(shí)提供WIA-PA、WirelessHART兩種流程行業(yè)無(wú)線產(chǎn)品供應(yīng)商,比如其無(wú)線網(wǎng)關(guān)既有屬于WIA-PA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的WIAPA-GW1498、WIAPA-GWS12002種型號(hào)的網(wǎng)關(guān),又有屬于WirelessHART無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的WHT-GW1250網(wǎng)關(guān)。北京天宇藍(lán)翔科技發(fā)展有限公司也可提供WIA-PA、WirelessHART兩種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。在ISA100.11a和WirelessHART問世之初,在ISA名下成立過ISA100.12工作組,負(fù)責(zé)尋找將WirelessHART和ISA100.11a無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)融合的技術(shù)途徑。當(dāng)時(shí)認(rèn)定實(shí)現(xiàn)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)融合技術(shù)途徑的唯一方法是提案申請(qǐng),后有3個(gè)團(tuán)隊(duì)提出申請(qǐng)。

但最終這些團(tuán)隊(duì)沒有解決以下核心問題:網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的定義能夠取代ISA100.11a和WirelessHART及提供2個(gè)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的反向兼容。代表ISA100.11a和WirelessHART供應(yīng)商的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)都不能接受修改自己基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的要求,因此無(wú)法達(dá)成任何妥協(xié)協(xié)議。其原因非技術(shù)方面,而是集中在營(yíng)銷效應(yīng)方面。因此在2013年,ISA100.12工作組已決定放棄在無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)融合方面的努力。ISA100.12工作組中的最終用戶曾建議的融合備選方案是供應(yīng)商可提供同時(shí)對(duì)ISA100.11a和WirelessHART無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作的產(chǎn)品,即“雙啟動(dòng)”產(chǎn)品的解決方案。2010年初,德國(guó)測(cè)量與控制標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)NAMURPressRelease(公告),開始提出單一(融合)工業(yè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)(僅過程自動(dòng)化領(lǐng)域)的要求,建議三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合并為一個(gè)IEC標(biāo)準(zhǔn)。2010年8月在倫敦的Heathrow(希思羅)機(jī)場(chǎng)召開了工作組第一次會(huì)議,工作組即以希思羅命名。2011年3月底在瑞士的融合工作組會(huì)議形成備忘錄決定成立技術(shù)工作組,重慶郵電大學(xué)是希思羅工作組的5名核心成員之一和技術(shù)工作組主要成員。

技術(shù)工作組首先完成“三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的異同”資料的編輯,然后達(dá)成分三步開展工作的共識(shí),第一步是實(shí)現(xiàn)三標(biāo)準(zhǔn)共存,如圖1所示,第二步完成漸進(jìn)式融合,第三步以單一的OSI/ISO層過程儀表協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、統(tǒng)一的接入點(diǎn)、統(tǒng)一的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的最終融合,這里的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、接入點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)均以希思羅命名。2012年12月現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)(FF)宣布與國(guó)際自動(dòng)化學(xué)會(huì)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)ISA100合作提出了一個(gè)通用的框架,允許多個(gè)工業(yè)通信協(xié)議通過共享無(wú)線集成架構(gòu)在過程自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)行,使現(xiàn)場(chǎng)總線連接到遠(yuǎn)程的I/O和ISA100.11a、WirelessHART、有線H1協(xié)議集成到單一的標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境中,這稱為基金會(huì)的遠(yuǎn)程操作管理ROM,這是通過第三方的開放融合,以便為用戶提供更高的可靠性和更低成本的遠(yuǎn)程操作。這個(gè)框架保持了“基礎(chǔ)設(shè)施”戰(zhàn)略,而不是試圖在無(wú)線設(shè)備水平方面競(jìng)爭(zhēng)。

2、系統(tǒng)架構(gòu)的創(chuàng)新

霍尼韋爾公司2004年推出工業(yè)無(wú)線變送器——基于ZigBee無(wú)線技術(shù)的XYR5000無(wú)線壓力變送器,載頻為902MHz~928MHz,以此為基礎(chǔ)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備的基站W(wǎng)BR與各種類型的XYR5000無(wú)線變送器可直接通信,最大數(shù)量為50臺(tái),最大距離610m?；具€可有線接入最多25個(gè)AO/DO組件,基站與控制系統(tǒng)的連接有RS485ModbusRTU接口,還可提供RS232到WMT無(wú)線管理工具上顯示。隨后IEC三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的早期無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)是由網(wǎng)關(guān)和無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成,如橫河電機(jī)無(wú)線系統(tǒng)的早期架構(gòu)是YFGW710現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線一體型網(wǎng)關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線設(shè)備,一臺(tái)網(wǎng)關(guān)可接入最多10臺(tái)(刷新率1s)或50臺(tái)(刷新率5s)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線設(shè)備,如圖3所示。艾默生過程管理公司下屬的羅斯蒙特公司真正針對(duì)流程行業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究始于1998年,2006年推出的智能無(wú)線解決方案是采用900MHz,2007年以后在歐洲和亞洲則推出2.4GHz的解決方案。早期無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)也是由網(wǎng)關(guān)和無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成,可能會(huì)包括適配器等設(shè)備,同時(shí)每一臺(tái)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還可作為路由器將其他無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息傳送到網(wǎng)關(guān),如圖4所示。

2007年6月11日,霍尼韋爾公司推出基于ISA100.11a思路的OneWireless無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方案,采用了XYR6000變送器,載頻為2.4GHz。推出OneWireless無(wú)線網(wǎng)絡(luò)后,系統(tǒng)架構(gòu)也在不斷更新,較早的版本是2009年4月的120版,當(dāng)時(shí)作為網(wǎng)關(guān)的是多功能節(jié)點(diǎn);2011年9月200版的新功能包括無(wú)線變送器無(wú)路由功能改為路由功能可選、增加了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)FDAP、增加了HART適配器等,2011年10月又引入了CiscoAironet1552SOutdoorAP節(jié)點(diǎn)設(shè)備、CiscoWLAN控制器;2013年4月210版的新功能包括在線

無(wú)線設(shè)備授權(quán)等新功能。AP節(jié)點(diǎn)設(shè)備被分為兩類:網(wǎng)格接入點(diǎn)(MAP)和根接入點(diǎn)(RAP)。網(wǎng)格接入點(diǎn)是Mesh網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程接入點(diǎn),它作為ISA100.11a無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)和IEEE802.11a/b/g/nWi-Fi網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn),這是所有接入點(diǎn)的默認(rèn)角色。對(duì)下層ISA100.11a無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),每個(gè)網(wǎng)格接入點(diǎn)都可以發(fā)送和接收來(lái)自無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的消息,同時(shí),它又作為一個(gè)路由器,為其相鄰網(wǎng)格接入點(diǎn)以IEEE802.11a/b/g/nWi-Fi網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)消息,從而在2層網(wǎng)絡(luò)中為無(wú)線設(shè)備和主機(jī)應(yīng)用之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,通過轉(zhuǎn)發(fā)過程,數(shù)據(jù)可以找到通過中間網(wǎng)格接入點(diǎn)抵達(dá)目的地的最佳路徑。 如果一個(gè)鏈路因?yàn)槿魏卧蚨霈F(xiàn)故障,網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)通過其他路徑安排數(shù)據(jù)傳輸,直到數(shù)據(jù)抵達(dá)網(wǎng)關(guān)為止。根接入點(diǎn)通過光纖、有線以太網(wǎng)或電纜連接器連接到有線網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器,作為到有線網(wǎng)絡(luò)的“根”或“網(wǎng)關(guān)”,它必須在接入點(diǎn)配置時(shí)設(shè)定為根接入點(diǎn)。通信時(shí),網(wǎng)格接入點(diǎn)通過網(wǎng)格接入點(diǎn)之間的路徑或直接傳送到根接入點(diǎn)。在這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,接入點(diǎn)之間有許多冗余路徑連接,因而特別可靠。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大和網(wǎng)格接入點(diǎn)數(shù)量的增加,有必要使用多臺(tái)根接入點(diǎn)以保證無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所需的性能和吞吐量(如圖5所示)。推薦根接入點(diǎn)對(duì)網(wǎng)格接入點(diǎn)比值為20,這意味著,最多20個(gè)網(wǎng)格接入點(diǎn)可以共享相同的一次和二次根接入點(diǎn),由于每個(gè)網(wǎng)格接入點(diǎn)可接入數(shù)十臺(tái)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,每個(gè)根接入點(diǎn)可接入20個(gè)網(wǎng)格接入點(diǎn),而根接入點(diǎn)又可以多個(gè)同時(shí)接入交換機(jī),其應(yīng)用規(guī)模可滿足數(shù)百點(diǎn)到數(shù)千點(diǎn)的大型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的要求。

艾默生過程管理公司在WirelessHART網(wǎng)絡(luò)中也推出了CiscoAP節(jié)點(diǎn)設(shè)備作為構(gòu)成回傳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的接入點(diǎn),菲尼克斯公司在WirelessHART網(wǎng)絡(luò)中也推出了可與該公司多臺(tái)WirelessHART網(wǎng)關(guān)組成骨干網(wǎng)絡(luò)的WLAN接入點(diǎn),且都通過Wi-Fi傳送采集的所有信息,同時(shí),WirelessHART網(wǎng)絡(luò)也可接收支持802.11Wi-Fi通信的無(wú)線設(shè)備的信息。隨著工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將過程控制延伸到工廠現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)角落,其應(yīng)用越來(lái)越普及,單個(gè)應(yīng)用實(shí)例的規(guī)模也越來(lái)越大,已突破一個(gè)工序或一個(gè)車間的范圍。在這種形勢(shì)下,流程行業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的制造廠家不失時(shí)機(jī)地推出可覆蓋整個(gè)工廠的全集成式多用途無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。這樣的網(wǎng)絡(luò)中既包括簡(jiǎn)單的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表網(wǎng)絡(luò),也覆蓋多種無(wú)線應(yīng)用的場(chǎng)合。創(chuàng)新的系統(tǒng)架構(gòu)主要體現(xiàn)在接入點(diǎn)設(shè)備作為主干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),比如OneWireless無(wú)線網(wǎng)絡(luò)先后推出的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)FDAP、CiscoAironet1552SOutdoorAP節(jié)點(diǎn),橫河電機(jī)ISA100.11a無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的YFGW510現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線接入點(diǎn),艾默生過程管理公司W(wǎng)irelessHART無(wú)線網(wǎng)絡(luò)推出的781遠(yuǎn)程鏈路、CiscoAP節(jié)點(diǎn)設(shè)備和WLAN接入點(diǎn),菲尼克斯公司W(wǎng)irelessHART無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的WLAN接入點(diǎn)。這些設(shè)備具有骨干路由器功能,可將眾多的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息通過底層網(wǎng)絡(luò)采集后,盡快地通過骨干網(wǎng)絡(luò)傳送到無(wú)線網(wǎng)關(guān)。這種將網(wǎng)關(guān)功能分離為接入點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線管理站以及將信息傳送分為底層網(wǎng)絡(luò)及骨干網(wǎng)絡(luò)的分層架構(gòu),不僅擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、提高了信息傳送速度,還能更好地實(shí)現(xiàn)同時(shí)管理多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線子網(wǎng)通信系統(tǒng)的要求。

篇10

移動(dòng)電話不僅是溝通的電話,現(xiàn)在還成功的發(fā)展成了游戲機(jī)的作用,不僅可以上網(wǎng)打游戲聽歌,還可以看電影團(tuán)購(gòu)等等。NFC技術(shù)可以將不同使用者的需求通過網(wǎng)絡(luò)傳輸經(jīng)過辨認(rèn)后,迅速轉(zhuǎn)換成使用者想要的資訊。使用者可以隨時(shí)在網(wǎng)上觀看心儀的圖片,欣賞喜歡的歌曲,觀看想看的電影,也可以對(duì)這些信息通過NFC技術(shù)下載到自己的手機(jī)上。

2、商務(wù)旅游

NFC技術(shù)為廣大使用者解決了很多以前不能在路上解決的問題,例如,著急出差卻已經(jīng)買不到票耽誤了行程,NFC技術(shù)可以在網(wǎng)上迅速查到票的剩余情況并及時(shí)更新;在旅游的路上找不到路,NFC技術(shù)可以進(jìn)行定位;著急打車卻沒有空車,NFC技術(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)幫助使用者聯(lián)系車輛并自動(dòng)定位。

3、NFC的關(guān)鍵技術(shù)

3.1調(diào)制技術(shù)

NFC的工作頻段是12.33-14.99MHz。為了保證NFC信號(hào)的頻譜范圍在13.56MHz頻段內(nèi),NFC信號(hào)的波特率必須小于1Mbps。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率大于1Mbps時(shí),只有采用多進(jìn)制調(diào)制才能滿足高速傳輸要求。如果采用多進(jìn)制ASK調(diào)制脈沖波形,則由于脈沖波形的調(diào)制度較低,多進(jìn)信號(hào)的分辨率很低,這將導(dǎo)致系統(tǒng)輸出信噪比的嚴(yán)重下降。多進(jìn)制差分相移鍵控可解決這一難題。DPSK信號(hào)是利用前后兩個(gè)相鄰碼元載波的相位差來(lái)傳送數(shù)字信息,而與載波的幅度沒有關(guān)系,因此調(diào)制信號(hào)的幅度在傳輸過程中始終保持不變。同時(shí),在DPSK接收機(jī)中避免了復(fù)雜的相干解調(diào),價(jià)格低廉、容易實(shí)現(xiàn)。因此在高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí),采用多進(jìn)制DPSK調(diào)制是一種理想的選擇。

3.2信源編碼

隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的上升,脈沖的寬度變得越來(lái)越窄,對(duì)電路的脈沖響應(yīng)要求也愈來(lái)愈高。為了減小電路的實(shí)現(xiàn)難度,在高速傳輸時(shí)可以采用Miller碼進(jìn)行信源編碼。它是Manchester碼的一種變形,Miller碼的平均脈寬要比Manchester碼寬,降低了編碼硬件的實(shí)現(xiàn)難度。

3.3防沖突機(jī)制

如我們所知,NFC技術(shù)是兩個(gè)技術(shù)設(shè)備相互靠攏就可以開啟的網(wǎng)絡(luò),但并不是隨便的兩個(gè)設(shè)備都可以靠攏,NFC技術(shù)在啟動(dòng)之前,都是需要對(duì)周圍可以連接的系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè),看是否能夠有空閑的設(shè)備供自己與之想靠攏,這是NFC技術(shù)在工作之前必須要確認(rèn)的一個(gè)步驟,因?yàn)殡S便和其它設(shè)備相連,會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)混亂,網(wǎng)絡(luò)突然斷開,設(shè)備與設(shè)備之間的聯(lián)系不緊密,會(huì)造成NFC技術(shù)的癱瘓。因此,在連接其他設(shè)備之前,NFC技術(shù)的設(shè)備通常都是先對(duì)周圍進(jìn)行掃描,當(dāng)周圍的射頻場(chǎng)小,也就是說(shuō)掃描后確定有未連接的設(shè)備,在對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行呼叫,相對(duì)近的設(shè)備會(huì)與這一臺(tái)設(shè)備相連,連接成為網(wǎng)絡(luò)。NFC技術(shù)中沒有那兩個(gè)技術(shù)設(shè)備是固定連接的,所以在確定了較近的設(shè)備正常工作后,會(huì)連接成為可安全使用的網(wǎng)絡(luò)。

3.4傳輸協(xié)議

傳輸協(xié)議的設(shè)計(jì)主要考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行耘c可靠性。傳輸協(xié)議一般分為三個(gè)過程:協(xié)議激活、數(shù)據(jù)交換、協(xié)議關(guān)閉。3.4.1協(xié)議激活協(xié)議的激活包含屬性的申請(qǐng)和參數(shù)的選擇,激活的流程分為有源模式和無(wú)源模式兩種。有源模式的協(xié)議激活流程為:第1步:主呼啟動(dòng)防沖突機(jī)制,進(jìn)行系統(tǒng)初始化;第2步:主呼切換到有源模式并選擇傳輸速率;第3步:主呼發(fā)送屬性請(qǐng)求;第4步:被呼發(fā)出屬性響應(yīng)以回應(yīng)主呼的屬性請(qǐng)求,回應(yīng)成功后選中該被呼作為連接對(duì)象;第5步:主呼如果檢測(cè)到有沖突發(fā)生,重新發(fā)送屬性請(qǐng)求;第6步:如果被呼支持主呼屬性請(qǐng)求中的可變參數(shù),主呼在收到被呼的屬性響應(yīng)后發(fā)送參數(shù)選擇請(qǐng)求指令,以改變有關(guān)參數(shù);第7步:被呼發(fā)出參數(shù)選擇響應(yīng)以回應(yīng)主呼的參數(shù)選擇請(qǐng)求,并改變有關(guān)參數(shù)(如果被呼不支持屬性請(qǐng)求中的可變參數(shù),則不需要改變有關(guān)參數(shù));第8步:利用數(shù)據(jù)交換協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。無(wú)源模式的協(xié)議激活流程與有源模式的協(xié)議激活流程基本類似,所不同的是在系統(tǒng)完成初始化后需要進(jìn)行單用戶設(shè)備檢測(cè)。3.4.2協(xié)議關(guān)閉關(guān)閉協(xié)議包含信道的拆線和設(shè)備的釋放。在數(shù)據(jù)交換完成后,主呼可以利用數(shù)據(jù)交換協(xié)議進(jìn)行拆線。一旦拆線成功,主呼和被呼都回到初始狀態(tài)。主呼可再次激活,但是被呼是通過釋放請(qǐng)求指令切換到剛開機(jī)的原始狀態(tài)。