现代无线通信技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇现代无线通信技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

二是逐渐发展的蓝牙技术。由于发展的蓝牙技术比较适合的无线通信则是属于短距离的，这项通信技术的基础就是现代化无线通信技术，那么在使用蓝牙技术的过程当中，通过将无线数据与语音当成载体来实现短距离的无线通信，蓝牙技术的主要服务对象就是移动与固定的终端设备，可以将传输数据与信息的服务提供给用户，在实施传输的过程当中，最长的传输距离是十米，传输频段是2.4HGzISM，速率是1Mbps，因此适用的是通信是短距离。

三是日期发展的无线宽带技术。通常来说，在如今我国实施的无线宽带接入方式主要是以下几种，第一种接入方式是多点微波接入技术，往往这项技术则是应用在多项低频波段当中，并且也仅仅是局限在2.5GHz、3.5GHz、5.8GHz三种波段，这就导致存在比较小的应用范围；第二种接入方式就是红外光通信接入，在进行运用这样的接入技术的过程当中，具备特别高的传输速度，导致保持在3MB/s至621MB/s的范围之内，还可以实现快速传播数据，另外受到红外线工作波段的影响，那么就导致传输能够得到上百米的距离，另外还并不会影响别的通信系统，在接受与发射无线信号等方面使用的是光学仪器；第三种接入方式就是卫星接入技术，这样的宽带接入技术其主要是在教育事业、房地产、金融等这些行业领域当中运用，借助于运用这项技术，以便可以实现快速分发数据包、快速接入互联网等服务，其所具备的稳定性显得特别高，这些行业领域都比较亲睐这种接入方式；第四种接入方式就是微波宽带接入技术，在进行无线微波宽带技术进行使用的过程当中，应该将其频段保持在28GHz左右，借助于蜂窝式网络布局，以便可以将受到传输距离导致的损耗降低，而且在这一过程当中，这样的蜂窝式网络比较还能够将发射无线通信的功率减少，实现近距离双向传输语言、图像、数据。

四是超宽带技术。这项技术的基础就是无线载波，借助于无线通信当中比较小单位的纳秒级别的非正弦型波载，通过脉冲这样形式运用来传输相应的数据，这一技术拥有特别宽的覆盖频谱，可以实现低功耗与低程序下的传输数据，因此广泛的在诸多领域采用。

2当前我国无线通信技术发展趋势

一是信息个人化方向。由于在当前迅速发展的信息技术背景下，信息个人化这逐步发展成为一种主要的未来信息产业发展方向之一，那么出现的移动IP这项技术手段这也正是手段与方式推动个人化信息发展，移动IP技术能够做到在手机上面应用各种信息化实现，如今所出现的逐渐普及手机这也为这一发展的实施起到推动作用，完美结合移动智能网技术和IP技术势必也会推动快速发展实现推动全球个人通信，这也就显示出即将到来信息个人化时代。

篇2

无线通信论文参考文献：

[1]钮心忻，杨义先．软件无线电技术与应用[M]．北京邮电大学出版社，2000.6-20.

[2]李世鹤.TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M].北京：人民邮电出版社，2003.3-22.

[3]潘涛，等．第三代移动通信系统TD-SCDMA的核心技术[J]．通信技术，2002.

[4]赖玉强，王甲琛．软件无线电的体系结构及其关键技术[J]．武警工程学院学报，2002.

[5]朱东照，罗建迪，等.TD-SCDMA无线网络规划设计与优化[M].北京：人民邮电出版社，2007.206-228.

[6]张书强，朱守中，金永杰.基于3G通信的软件无线电应用研究.测试测量技术，2008（9）.第三代移动通信系统中的软件无线电技术

无线通信论文参考文献：

[1]熊卿青，邓媛姬．现代无线通信技术的现状分析及其发展前景[J]．科技创新导报，2012（2）：31

[2]赵晗．现代无线通信技术的发展现状及未来发展趋势[J]．企业技术开发，2011（8）

[32]纪越峰等，现代通信技术，北京邮电大学出版社，2002年3月

[4]蒋同泽著.现代移动通信系统[M].电子工业出版社，1994

[5]百度及谷歌网站

无线通信论文参考文献：

[1]陈哲.张正江.尹长川.乐光新B3G技术演进与发展趋势电信工程与技术标准化2008，12

[2]孙常清.王琪琳.张佳麓B3G技术发展浅析电信科学2007，23(7)

[3]万屹.李扬B3G技术的研究及发展趋势电信网技术2006，1

[4]林辉B3G研究与标准化进展电信科学2007，23(9)

篇3

前言

目前，刘家峡水电厂厂房安装间安装有两台400吨桥式起重机，作用是承担水轮发电机组各部件分解检修及安装间各种起重吊装任务。其作业方式为现场指挥人员手势及哨音发令，天车司机受令执行操作的方式。这种方式为单方向发令并执行的操作，并没有反馈环节，造成指挥人员与天车司机相互间无法沟通。由于厂房安装间环境复杂，而且指挥人员与天车司机相距直线甚至达到30米， 并且环境嘈杂，经常出现受令司机错误理解指挥人员指令，或者两台天车同时作业时两组作业人员相互产生干扰的情况。随着科学的进步，设备的更新，指挥人员与天车司机的及时沟通显得尤为重要。

1 无线通信技术

无线通信，顾名思义就是利用无线电波（非线缆）来实现与设备位置无关的人机信息交互。在工作现场。一些环境下禁止、限制使用电缆或很难使用电缆，有线通信系统很难发挥作用，因为无线通信效地弥补了有线通信的不足。

2 无线通信技术在使用时的特点

2.1 无线通信的优点：

（1）无线通拓扑更适合工业网络应用，支持点到点的连接以及广播拓扑；

（2）不需要布线，省去施工的麻烦，保证通信安全性。

2.2 无线通信的缺点：

（1）由于工作环境为发电厂，所以内场电磁场非常强大，无线通信会受到干扰；

（2）作业现场并排摆放发电机励磁系统控制柜，无线通信会干扰励磁系统正常运行。

3 无线通信在起重作业中的应用

从前面的介绍不难发现，无线通信技术具有着非常明显的优点及缺点。本文以现场实际生产情况为出发点，探讨无线通信技术在两台桥式起重机人机系统的应用。如图1所示。

3.1 现场总体控制

现场总指挥可以直接向两台天车指挥人员下达吊装命令，以实现整个吊装过程的总体控制，以及总体吊装方案的实施。

3.2 单台天车人机交互

天车指挥人员接到吊装命令后，在具体作业过程中可以直接向天车司机下达明确指令。而天车司机自身或天车遇到问题时也可以反馈给天车指挥人员，从而有效的避免了单向信息流造成的不可控现象。而且由于天车指挥人员直接看到被吊装设备的实际情况，如果被吊装设备出现问题可以及时果断的进行紧急停车操作，从而极大地降低了现场发生事故和误操作的概率。

3.3 双天车联动系统

水轮发电机组分解过程中，分解起吊发电机转子时需要双天车联动动作，而且发电机定转子线棒之间间隙很小，此时两台天车联动动作过程中的平衡性及同步性显得尤为重要。而两组天车操作组在正式起吊前的钢丝绳预紧及寻找平衡点的工作最重要的沟通协作可以方便的实现。

4 无线通信在应用中缺点的克服

无线通信实际是电磁波来传递信息，所以在发电厂这个强磁场特殊环境中有自身的缺点。

从原理上出发，只要所在磁场与无线通信的电磁波不是同一个频率就可以有效克服它在使用过程中的缺点。所以我们在采用无线通信时，可以使用无线信号数字加密、解密方式，这样不仅无线通信自身不会受到感染，而且无线通信电磁波也不会影响发电机组的自动化原件工作。

结束语

随着科学的进步，设备的更新，在多工种协同作业过程中对起重操作要求越来越严格的情况下，我们使用无线通信技术对整个作业过程“可控、在控”成为可能。并且它适用于各种工业环境，即使在极恶劣的情况下也能够保证安全性和可靠性。无线通信在起重作业的发展空间十分巨大！

致谢

在本次论文写作过程中，感谢各级领导予以的大力支持，同时感谢机械分场起重班各位同事为本文提供建议及信息反馈。

同时由于专业知识有限，诚恳地请各位领导对本论文多加批评指正，使我们及时完善论文的不足之处。

谨此致谢！

参 考 文 献

篇4

一、概述

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。

二、无线技术介绍

（一）无线通信技术的概念

目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。

（二）无线通信技术的发展现状

无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。

总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。

1.主流无线通信技术

从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。

2.其他无线通信技术

除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。

（1）IrDA：Infrared Data Association，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。

（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。

（3）RFID：Radio Frequency Identification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。

（4）UWB：Ultra Wideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。

三、无线技术优劣分析

（一）WLAN技术分析

Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，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，通过空气发送和接收数据。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，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。

（二）WiMax技术分析

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，并提供优良的最后一公里网络接入服务。

（三）WMN技术分析

WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地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、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN 更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。

（四）3G技术分析

3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。

（五）LMDS技术分析

本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。

（六）MMDS技术分析

MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。 　 （七）集群通信技术分析

数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。

数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。

（八）点对点微波通信技术分析

微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。

（九）卫星通信技术分析

利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。

但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。

四、无线技术综合比较

目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。

首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。

从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。

从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。

从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。

从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。

篇5

随着网络科技的迅猛发展，电厂日常运行维护对监测设备状态要求更高。当前的监测系统的监测已经不能满足电厂安全可靠经济越来越高的要求。目前，电厂设备状态监测一般采用较为成熟的有线通信方式进行实时监测，将传感器安装到带监测设备的测量点采集所需数据，并将所采数据通过电缆等有线方式传输给监控中进行分析处理，该有线通信容易受到诸如安装场所和维修等方面的限制，不能保证补数据的实时性、完整性以及可靠性，限制了电厂设备的实时故障监测。现代监测系统是基于无线通信技术的实时监测系统，利用ZigBee无线网络技术进行无线通信，将有效的实时监测电厂设备运行状态，保证电厂的高效经济的生产。

1.无线通信技术

无线通信时利用电磁波信号能够在自由空间传播的特换信息的通信方式。无线通信具有移动性、广播性和共享性等优点，无线通信的范围极为广泛，因此无线通信系统也有不同分类[1]。

ZigBee是新兴的近距离、低功耗、低数据传输速率、低复杂度、低成本以及高安全性的双向无线网络通信技术，实现一些短距离、复杂场合的参数采集以及实时跟踪定位。ZigBee无线网络的硬件结构主要有传感器节点、路由器节点以及协调器组成，其中协调器主要负责信息传输、任务调度、电源监测以及网络节点调度管理等工作[2]。ZigBee无线网络分为主节点、路由节点以及终端节点三个节点类型，这些特点使得ZigBee技术极其适合于无线网络通信系统中，起到短距离的无线接连的功能。在电厂设备故障诊断系统中应用ZigBee无线通信技术有着显著优势[3]。

2.前端数据采集模块

电厂设备故障诊断系统由数据采集系统、数据传输系统以及故障诊断系统三部分组成。数据采集系统由传感器、A/D转换模块、数据存储以及数据发送部分组成，实时采集电厂设备的各部分运行状态；数据传输系统由ZigBee无线模块构成，实时将电厂设备各种工况数据无线通信传输给上位机进行故障诊断；上位利用提前建立的故障诊断软件对电厂设备运行状态进行实时工况监测以及故障诊断，并显示出动态图形。动态数据库中存放着当前检测数据、历史数据和中间结果。通过应用该系统，可以实现实时监测电厂设备运行状态以及在线故障诊断。

（1）传感器网络节点设计

故障诊断系统的数据采集部分是由传感器模块、处理器模块、无线通信模块以及能量供应模块四部分组成。传感器模块功能主要是：监测区域内数据采集以及数据的模数转换；处理器模块功能为控制传感器节点的操作、存储和处理所采集的数据以及其他节点传输的数据；无线通信模块功能是与其他传感器网络节点进行无线传输通信，交换控制信息以及收发采集的数据；能量供应模块为传感器网络节点提供运行所需要的能量，一般情况下该能量模块采用微型电池供电。传感器网络节点的硬件结构图如图1所示。

（2）数据传输系统

系统各测点采集的数据通过ZigBee无线发送模块发送至上位机监控中心，利用故障诊断系统对接收的数据进行处理分析，诊断故障并判别故障类型。

（3）传感器节点的程序流程

传感器节点的系统程序设计，选择Metr-werks公司的Code Warrior作为系统开发环境，传感器节点之间采用串口通信模式，数据的收发利用传输中断方式完成。数据的传输采用主从节点方式，采用USB借口与PC机通信，从节点向主节点发送中断请求。主节点的功能：发送接收本节点的数据；接收处理并转发从节点数据。系统中的节点一般情况下都处于休眠，当有中断请求的时候才被激活并进行工作。节点的程序流程如图2所示：

3.设备状态监测与故障诊断系统

电厂设备运行状态检修的首要问题设备运行监测与诊断，换言之，没有成熟的状态监测与故障诊断技术就没有真正的运行状态检修。在设备监测与故障诊断过程中，监测是采集设备各种工况数据的过程，诊断是判断比较采集的数据与设计值或者经验值的过程，监测与诊断是掌握设备的性能和健康状况的过程，可以通过以下两个方面实现：建立完善的在线监测系统和便携式监测系统；合理进行静、动态诊断。其中静态诊断主要是针对机组停止运行后，进行的诸如大修标准检查、管壁厚度测量、叶片静频测试、轴承磨损检查、无损探伤、水垢化学分析以及材料性能检查的预期性检查项目，动态诊断是电厂设备系统运行过程中，通过在线、离线的监测系统或者人的直观判断，获取设备运行状态信息的过程，例如：绝缘过程在线监测、红外温度监测、温度在线监测、四管爆漏在线监测、振动离线和在线监测、油液离线和在线监测以及点检管理系统[4]。系统主要监测设备状态、状态分析和预测状态变化趋势以及诊断判别故障类型和原因。监测和诊断电厂设备过程中，往往可以依据多方面判别设备是否运行正常，像逻辑框图、国家或者行业标准、系统定值以及设备运行规程等各种依据。因此实现状态检修的关键是建立设备管理规范和可靠的设备状态监测与诊断系统。

电厂设备几乎都是复杂的机电设备，由于工作环境和使用寿命的限制，电厂设备中的部件不可避免会出现一些故障，这些故障常常表现为强烈的非线性、非Gauss以及非平稳性，而且常常会并发多种故障。故障诊断模块不仅包含传统的稳态分析方法，而且有现代的非平稳信号处理技术，为非平稳故障的诊断提供了强有力的工具。状态监测与故障诊断系统结合建立设备专家统知识库和故障诊断软件，该软件具有强大的信号分析能力，从时频域、幅值域等角度提供直观图谱，通过对信号的分析处理实现对设备工况监测与故障诊断，并显示动态图形。

4.结论

电厂设备的自动化程度和故障诊断能力直接影响了电厂的经济效益，因此提高设备的监控水平特别重要。ZigBee网络无线通信技术作为无线通信的关键技术，具有部署速度快、监测精度高、覆盖区域大等优点，能够很好的解决有线传输的一系列问题。将ZigBee无线通信技术应用到电厂设备的故障诊断系统中，实现对电厂设备的运行状态的在线监测与故障诊断，能够很好的提高电厂的经济效益。

参考文献

[1]孙伟.基于无线通信的数据采集及故障诊断系统研究[D].浙江大学硕士学位论文，2010（1）：5-8.

[2]盛平，王玉秀，郭洋洋，王雷强.基于ZigBee和3G的多污水处理厂监控系统设计[J].2011（29）：504-505.

篇6

1前言

计算机技术的广泛应用和信息数字化的高新技术的不断进步，促进了当代测绘工程的迅猛发展，同时带来了巨大且富有现实意义的发展前景和发展空间，测绘工程在理论方面或者是在实际操作上发生了翻天覆地的改变，由图纸化的传统测量技术向电子化的现代测量技术迈进，这将对采样收集空间数据方面有着非常重要的积极影响，这不仅是时代潮流变化的发展要求，也是创建科技中国的首要任务。当然，关于常规化的通信技术运用在测绘工程上是无法满足测绘工程发展的时代要求，所以我们要探究更为完美的无线通信技术，无线通信技术不仅能提高测绘工程的工作效率，使得在室外也能进行通讯并完成作业，解决了传统上图纸化作业的难题，降低了测绘人员的工作难度，减少了人力资源和时间的浪费，增强了测绘工程的准确度，这对测绘工程的改革与发展有着重要的积极作用。

2无线通信技术的概述

无线通信（Wirelesscommunication）是一种通过电磁波等信号媒介进行信息交换的通信方式。无线通信系统由多个移动站与一个基准站组成。移动站主要包括了电源、主机、GPRS等，另外基准站则包括GPS天线、电源、网管服务器等。

3无线通信系统两大模块的特点及表现

3.1无线通信系统中的硬件部分

硬件在选择设备方面最重要还是单片机的选择。单片机作为硬件部分的轴心，选择符合要求的单片机对准确传送原始数据和整个无线通信系统的正常工作有着极其重要的影响。单片机应该要符合数据传送速度快、精确率高、稳定性能好、传送长度长且具有语音传送功能和能够缩短数据处理时间的透明传送功能等要求。同时也要考虑单片机的便携性、占据空间的大小和损耗能量的多少。处于无线通信系统硬件部分的重要位置的部件———天线，能在辐射无线信号和接受无线信号的过程中正常安全在电磁波与高频率电信号之间实施相互转换反应。在选择天线时，天线的指向图要符合无线通信系统的电磁波覆盖的标准，天线自身的功能特点要满足无线通信系统的设计需求。例如，天线的长度大小要根据实际操作情况来选择适合的天线，为了提高便携性，天线接受信号的一端应选择螺旋式；为了便于工作人员的安装，天线辐射无线信号的一端应选择较短的天线。移动站与副站应该选择定向天线辐射集中程度的参数小的天线，相反，基准站与主站则选择定向天线辐射集中程度的参数大的天线。由于信号在传输介质中传播时，将会有一部分能量转化成热能或者被传输介质吸收，从而造成信号强度不断减弱，因此在馈线的选择上要选择大直径的馈线，避免信号强度的发生过度耗损。因为馈线越长，其自身损耗的能量也越大，因此，在安装过程中要尽可能地缩减馈线的长度，保证通信的正常运行。作为硬件部分中不可或缺的部件———电源，它的作用是不可忽视的，在选择电源的时候，要在确保无线通信系统能够正常运行的基础上尽可能选择电波较小的，这样才能防止干扰电台接收的现象发生。无须手持挂在肩上即可对讲的对讲机———肩咪，是由扬声器和话筒构成的，是无线通信系统硬件部分的构成部件。不同信号台之间的沟通交流可以通过肩咪来实现，在测绘工程的实际操作现场中，现场观测人员在测绘中或者进行检查工作时发现问题可以及时利用肩咪与设计绘图员进行沟通，克服困难，解决问题，从而保证测绘工程顺利进行。

3.2无线通信系统的软件部分

当无线通信系统的硬件部分完成将获得的原始数据传送到终端，系统的软件部分就开始发挥其自身作用，处理原始数据，给工作人员在测绘过程中带来了方便。在当前有关测绘的通信软件中，GIS处于极其重要的地位。数据通信是将通信技术与计算机技术结合起来从而产生新的通信方式。要在不同地区之前实现传输信息的目的就一定要有传输信道，按照不同的传送媒介，分为无线数据通信和有线数据通信。它们都是利用传输信道使得数据终端和计算机相联结，从而实现数据终端各种资源共享。在软件部分的设计编写方面，要创建一个普遍适用各个客户终端的挂载办法是首要任务。来自微软公司设计开发的ActiveX模式，有着能够摆脱详尽的编程语言，并能很好的使用到大部分的软件开发环境中，而且可以对原来存在的软件进行直接升级。在这种模式下开发运行，使得无线通信系统中的软件部分在连接网络的条件下实现交互的目的。软件部分的设计开发一旦设计了符合标准要求的框架，增强软件自身的通用性、可嵌入性、可植入性，就能保证无线通信系统在测绘工程中的合理运行和使用。

4无线通信技术在测绘工程中的应用分析

论文主要分析了GPRS无线通信技术在测绘工程中的应用情况，与传统的测绘方式相比较，GPRS无线通信技术应用十分广泛，具有实时性和准确性。利用网络使得移动站中的GPRS无线数据终端与基准站的网管服务器连接起来，同时保证网管服务器的连接口与主机保持连接状态，与此同时，在基准站的作用下数据会不断进行修正，利用网络连接使得GPRS无线数据终端能接收到数据，从而传送到移动站，并通过主机精确计算出所在的位置，测绘工作人员才能知道具体的基准站位置。在无线通信技术的实际操作与应用中，要创建标准的测绘工程管理体系，才能保证数据传送的稳定性与准确性，才能保证测绘工程作业的有效顺利进行。在传统的测绘工程中，工作区的建立都伴随这临时基准站，其工效和信息传输接收效率都非常低，随着经济建设的迅猛发展，城市化也逐渐发展成型，测绘工程量也越来越大，内容也越来越繁杂，传统的测绘方式已经不再满足时代潮流发展的需求，使用新兴的无线GPRS无线通信技术，不仅能够提高测绘工程的工作效率和信号发射接收效率，增强数据传输的稳定性、可靠性、安全性，确保测绘工程的顺利进行。

5结语

总的来说，新型无线通信技术在测绘工程中的应用，不仅能够打破传统的空间测绘模式，达成室外随时随地通讯的目的，还能推动无纸化测绘方式的发展，提高测绘作业的工作效率，降低测绘人员的工作压力，减少在时间和人力资源上不必要的浪费。无线通信技术在测绘工程的发展应用，给测绘产业带来了不可估量的发展前景和发展空间，推动了测绘行业的迅猛发展。

参考文献

[1]陈刚，羌铃铃.如何实现智能网双平面容灾[J].通信技术，2011，44（03）：103~105.

篇7

1 无线电通信技术的发展历程

1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。

1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。

1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。

1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。

随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。

随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加， 日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。

无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。

2 无线电通信技术的特点

近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：

不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。

具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。

可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。

无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

3 无线电通信技术之通信方法的拓新

21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：

3.1采用了数字通信技术

提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。

3.2 推广通信信息技术宽带化的发展

信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。

3.3 推广个人信息化技术

个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。

3.4 拓新接入网络的样式

技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。 转贴于

3.5 过渡电路交换网络

关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。

3.6 使用Blue tooth技术作为信号传感器

Blue tooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。

3.7 推广软件无线电

软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域，如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。

3.8 提高无线通信网络可持续性

无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。

结束语

回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。

参考文献

[1]《信号与系统(第二版)》 A.V.Oppenheim西安交通大学出版社 2000年.

篇8

为了对单片机有更深刻的了解，同时也在电子方面有更深刻的认识，通过学习，选择做一个通过nRF24.L01射频无线通信技术，基于STC89C51单片机，设计一个无线通信系统。核心部件单片机STC89C51，它在整个人类史上的地位已经不容置疑地确立了，相信它会越来越深入地浸透到人们的生活中，并且将在一定程度上影响人们对生活的理解和诠释。

一、温湿度检测系统主要功能

为了对空气中的温湿度进行测量以及利用无线传输显示，先在LCD1602显示屏设定初始值，同时DHT11开始检测当前空气温度、湿度，假定当前温湿度超过设定值，四个流水灯分别代表温度、湿度上下限，有选择的指示灯亮同时蜂鸣器报警，通过按键可以调节设定的初始值。

二、系统主要器件的简介

2.1主控器件

本设计是STC89C51单片机为控制核心，RC522为非接触式IC卡读写器，基于FRID的射频识别技术综合实现所有功能。本系统选择C语言作为STC单片机开发的首选编程语言。系统框图如下：

单片机技术的发展以微处理器（MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。单片机是STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。单片机具有可靠性强、性价比高、电压低、功耗低，结构简单，体积小，信号处理可靠等优点。片内含有Flash程序存储器 SRAM、UART、SPI、A＼D、PWM等模块。

2.2 DHT11温度传感器

对于DHT11而言，其首先是建立在数字信号基础上的复合型温湿度传感器，在结构上，1个测温软件NTC，1个感湿软件，共同连接在8位高性能单片机上面。在技术应用层面，具有数字采集技术和温湿度传感技术的相互结合，进一步提高了传感器的准确性和适用性。除此之外，具有极高的抗干扰性、效率高等优点[10]。对DHT11的校对要借助湿度校验室来完成。OTP存储校准系数，并在对信号进行检测时发挥作用。串行接口采用单线制，简化了整个系统的结构，并提高了系统的效率，降低了能耗，数据信号传输距离能达到20米远，该种传感器在封装上，由为4 针单排引脚来实现，简化了连接方式，并能根据不同用户的需求进行适用。

2.3 nRF24.L01 2.4GHz射频收发芯片

无线传感器网络技术是21世纪最具影响和创新性的技术之一，主要涉及现代计算机技术、电子科学技术、网络技术以及通信技术等。无线传感器网络的应用领域十分广泛，主要可应用于环境监测、医学保健、军事情报收集、工业生产自动化、建筑安全监测等方面。目前基于无线传感器网络技术的环境监测系统主要采用ZigBee、GPRS、FDMA、CDMA进行传输。它具有计算简单，直观合理的有点[15]。

三、系统硬件设计

nRF24.L01硬件的设计有单片机电路、nRF24.L01控制电路、温度传感器电路等；nRF24.L01控制电路实现nRF24. L01的智能化控制，比如自动发送或接收数据，完成报警。主要由AT89S52芯片和nRF24.L01芯片完成，无线通信部分由nRF24.L01控制芯片完成。

四、系统软件设计

4.1主机流程

该系统实现了以发射端控制传感器模块、nRF24.L01无线输出模块为主要功能的核心系统。主机的功能实现主要步骤有：当电源开始供电时，按下开关，该程序开始工作，传感器模块开始检测周围的温湿度、通过nRF24.L01传输到接收端。

结语：本设计以MCS-51系列单片机为核心设计的无线通信系统，并通过nRF.24L01射频无线通信技术，以实现主机采集温湿度传感器相关数据发送给从机单片机以LCD1602予以显示。温湿度传感器使用DHT11，主要通过RC522为非接触式IC卡读写器，基于FRID的射频识别技术综合实现所有功能。

篇9

中图分类号：TN 929.3

文献标识码：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.004

0 引言

进入二十一世纪的第二个十年以来，信息已经成为人类社会文明进步的要素资源，成为现代社会持续发展的基本条件。信息网络空间已经成为继陆、海、空、天之后的第五大国家疆域，成为世界各国战略竞争的重要领域。信息安全已成为与国防安全、能源安全、粮食安全并列的四大国家安全领域之一。

近些年来，以美国为代表的信息技术强国利用自身所垄断的全球信息技术优势，加紧构建信息安全保障和攻击体系，以进一步巩固其在网络空间的统治地位。在美国现有的国家信息安全体系中，政府、IT企业和社会团体分工协作，相互配合，共同推进美国国家和军队的信息安全体系建设。当前，美国政府部门作为信息安全战略制定、网络和信息安全项目策划、网络情报侦查、网络防御以及网络进攻的主导者，引领了整个美国信息安全领域的发展和规划。其主要部门包括国土安全部、国防部、美军网电司令部、商务部、联邦调查局以及中央情报局；美国的IT企业则是网络攻防的具体实施机构和重要支撑单位，是美国政府和军队海量情报数据的来源，同时也是实施网络作战的实施主体；而美国及其盟国中一些非营利性团体和学术组织则为美国政府和军队提供了舆论和技术层面的支持，同时进行了人才的输出，以支撑日益强大的美国信息作战部队。

随着无线与移动通信技术的高速发展，抛开有线束缚的无线通信技术为国家和军队的指挥和作战带来了极大的便利性，然而也埋下了极大的安全隐患。截至2014年年底，美国情报和军队相关部门在无线网络中侦收和攻击获得的情报已经占到美国情报总量的约57.6%，凸显了当前国家和军队无线网络安全的严峻态势。美军网电司令部2015年战略规划指南显示，未来美军网电部队将把无线领域作为网络攻防作战的重点，这对我国国防和军队网络安全体系和技术提出了新的考验。本论文从历史出发，对交换技术进行了简要的回顾，指出了当前交换网络发展的瓶颈以及问题，并基于前沿的下一代智能网络以及大数据交换网络提出了展望和设想。

1 军队无线网络安全现状

我国的互联网、电信网、广电网和各类专网（包含军网）组成的国家基础网络是国家和军队信息安全防护的重要对象，但是这些基础社会建设过程中普遍存在着重建轻防，甚至只建不防的问题，造成网络信息安全体系构建的极大障碍。

当前，我军无线网络通信手段主要包含战场卫星通信、短波电台通信、水下潜艇长波通信等战时通信手段，以及军队日常办公所使用的蜂窝网移动手机通信、单位无线局域网（Wi-Fi）以及家庭使用的宽带及家庭无线局域网等非战时通信手段。由于战时通信技术具有较强的应用层加密以及物理层跳频和扩频保障，传统的窃密和攻击手段并不能很快奏效，反而是和平时期工作用无线局域网、个人手机、家庭Wi-Fi等上网和通话极易被侦听和窃密，导致无意识泄密。据不完全统计，2014年以来军队、军工企业等军事相关单位因手机、家庭宽带/Wi-Fi等被攻击及窃听的事件约470起，造成不可估量的军事、经济以及国家核心技术损失。

美国凭借其在信息领域的绝对优势，不断将其技术和设备输出到中国，而国产化设备的低性能、高价格等不足进一步导致了党政军系统中日常无线网络通信设备国产化程度极低，使得日常无线网络的安全防线处于近乎失灵的状态。在美国IT跨国公司和美国网络部队等诸如“棱镜”项目面前，我军的基础网络和重要信息系统几乎完全处于不设防状态。诸如思科、微软、英特尔、IBM等IT企业几乎完全控制了我国高端IT产品的生产及应用。据Gartner数据显示，Windows系列操作系统在我国市场占有率超过9成，英特尔在微处理器市场上占有率也超过8成，谷歌的安卓操作系统在我国市场占有率达到8成。即使是国产的联想、酷派等手机，其核心芯片和操作系统也多是国外生产，使得我国无法从技术层面根除安全隐患。

2 解决方案：物理层安全技术和可见光通信技术

针对目前日常军队无线网络安全性的问题，本文提出了两种可行的改进方案，能够在现有技术的基础上，从防止无线信号被侦收和泄漏的角度实现日常状态下部队营区无线通信的安全保密。

在现有的通信系统中，通信的保密性主要依赖于基于计算密码学的加密体制，早在20世纪初就已有人提出将传输的信息与密钥取异或的方法来增强信息传递的安全性。这种基于密钥的加密方法首次由Shannon于1949年给出了数学的理论分析。假设发送者希望把信息M秘密地发送给接收者，称M为明文信息。则加密的过程为，在发送端，发送者通过密钥K以及加密算法f对所要传输的明文M进行加密，得到密文S。在接收端，接收者通过密钥K以及与加密算法相应的解密算法，我们用f-1标记，来进行解密，从而得到明文M。通过对加解密过程的观察，可以得知，有两个方法防止窃听者从窃听到的S中获取明文M： 一个是窃听者不知道密钥K，另外一个是解密算法非常困难，窃听者难以在有限的时间用有限的资源进行解密。基于这两个方法，延伸出了现代通信系统中非常常见的两种加密形式，一个是对称密钥加密，一个是非对称密钥加密。

现代密码学的加密体制主要是在物理层之上的几层来实现的，譬如MAC层、网络层、应用层等等，故有时也称基于现代密码学的安全为上层安全。物理层对于现代密码学加密体制来说是透明的，即物理层安全与上层安全是独立的。下面分别介绍物理层安全的两个基础知识，分别是：窃听信道模型和安全传输速率。窃听信道模型是物理层安全所研究的基本信道模型，安全传输速率是衡量物理层安全系统性能的重要指标。

物理层安全主要是利用特殊的信道编码和无线信道的随机特性使得秘密通信得以进行，它与现代密码学不同之处在于，其安全程度并不依赖于Eve的计算强度，而是依赖无线信道环境的随机特性。但是，从保密环节上来说，物理层安全与传统的计算密码学的安全却有着本质的相似之处。如图1所示。物理层安全中的编码调制环节和信道的随机性是安全通信的必要条件，正如现代密码学体制中的加密算法和密钥。编码调制环节是指Alice根据Alice-Bob和Alice-Eve信道的信道条件，通过独特的信道编码来保证Alice与Bob之间安全又可靠的通信。从安全的角度来说，编码调制环境可以被看作现代密码学中的加密过程，信息加密后生成的密文记为Xn。密文经过无线信道和解调译码可以等同为现代密码学中的解密环节，其中信道信息{h，g}可以看作公共密钥，而Bob接收端的噪声可以看作Bob的私钥，Eve是没有办法获得的。因此密文通过Bob的无线信道和解调译码，可以被Bob正确地译码解密；而此密文通过Eve的无线信道和解调译码，Eve是不能获得任何信息的。由此可见，虽然物理层安全与传统的基于现代密码学的加密原理是完全不同的，但是它们在实现框架上却也能够找到共同点。物理层安全可以看作是以调制编码等发送端的技术为“加密算法”，充分利用Alice-Bob和Alice-Eve之间无线信道的差异性，把无线信道看作“加密密钥”，从而使得Alice与Bob之间形成了安全可靠的通信。

物理层安全技术由于可以独立于上层而单独实现秘密通信，因此在无线通信系统中，可以在保证现有上层安全措施不变的情况下，补充物理层传输的安全。这使得通信系统的安全性能得到额外一层的保护。另一方面，将物理层安全用来传输现代密码学中的密钥，也是增强系统的安全性的一种方法。

从实现的角度讲，当前传统的无线路由器等均使用了全向天线进行传输，有可能导致无线信号泄漏至营区外部造成泄密。由于物理层安全技术方案的存在，除了进行传统的上层密码和传输加密以外，考虑利用物理层定向天线和波束赋形技术使得无线信号定向的向营区内部辐射，使得窃听者获取的信息量近乎为0，从而进一步降低失泄密的风险，这是物理层安全技术在现有无线网络中的应用改进。

根据香农公式，假设发射端信号表示为：y=hx+z，那么正常接收者bob收到的信号可以表示为：

此时人造噪声设计对Bob没有产生干扰的方向上均匀分布，从而实现了对目标用户的正常信号发送，但是使得窃听用户获得的干扰最大化，可用信息最小。

可见光通信（Visible Light Communications）是指利用可见光波段的光作为信息载体，不使用光纤等有线信道的传输介质，而在空气中直接传输光信号的通信方式，简称“VLC”。

普通的灯具如白炽灯、荧光灯（节能灯）不适合当作光通信的光源，而LED灯非常适合做可见光通信的光源。可见光通信技术可以通过LED灯在完成照明功能的同时，实现数据网络的覆盖，用户可以方便地使用自己的手机、平板电脑等移动智能终端接收这些灯光发送的信息。该技术可广泛用于导航定位、安全通信与支付、智能交通管控、智能家居、超市导购、灯箱广告等领域，特别是在不希望或不可能使用无线电传输网络的场合比如飞机上、医院里更能发挥它的作用。可见光通信兼顾照明与通信，具有传输数据率高、安全性强、无电磁干扰、节能、无需频谱认证等优点，带宽是Wi-Fi的1万倍、第四代移动通信技术的100倍，是理想的室内高速无线接人方案之一。

据美国DAPRA报道，美军已经生产出军用可见光网络及相关设备，用于国防部等军事机关和设施的高速无线网络通信。由于可见光室内传输光源直接指向用户且传输距离远小于传统的微波无线通信，在不考虑人为主动泄密的情况下，可见光通信信号是无法截获的，从技术上为通信的有效性和可靠性提供了强有力的支撑。

图2给出了微波无线通信和可见光通信之间的比较。对于手机、Wi-Fi等微波无线通信手段，除了目标用户能够接收到无线信号以外，由于无线电波是全向发射的，窃听者完全可以收到相同的信号，从而进行破译或者攻击，带来安全隐患；而可见光通信依赖于室内的LED灯具，通常灯具会直接部署在工位上方，而照明具有定向发射的特点，因此位于营区外部的窃听者无法收到任何信号，不能进行窃听。从实现上讲，可见光通信可以方便的利用LED台灯、屋顶灯等照明灯具，通过加装调制解调模块即可使得灯具具有高速数据传输功能，可供营区内台式机、笔记本电脑、平板电脑等高速无线上网，满足高清视频会议等高带宽需求。

目前，关于可见光通信在室内外各种复杂环境下的信道测量与建模的工作还很欠缺，只有少量的研究结果。尤其是在有强光干扰、烟雾和灰尘遮挡的环境下的信道干扰模型，更是需要亟待解决的问题。

3 结论

篇10

    一、铁路通信的作用

    通信,指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递。铁路通信就是指利用有线通信、无线通信、光纤通信等现代化技术和设备,将铁路运输生产和建设过程中的各种信息进行传输和处理交换。从1825年的人工摇旗引导到1839年的指针式闭塞电报设备的发明以及应用,就说明现代通信技术一开始就是与铁路运输是紧密相关的。随着我国高速铁路的建设和运行,对铁路通信技术提出了更高的要求,只有不断地发展和完善铁路通信系统,才能为现代化铁路的建设与运行提供重要技术支持和安全保障。下面我们就来讨论移动通信在铁路通信系统中的相关应用。

    二、无线列调

    无线列调是重要的铁路行车通信设备,主要负责列车的位置和运行方向。无线列调系统主要解决行车调度员、车站值班员和机车司机之间的通信和车站值班员、机车司机和运转车长之间的通信。虽然无线列调具有节约资源的优点,但目前使用的无线列调是同频单工电台,随着列车提速的不断深入和列车建设密度的加大,在仅有的一个频道上集中了众多用户,再加上场强的越区严重,容易致使系统阻塞,甚至于瘫痪。对于现代化的高速铁路而言,这种通信系统过于简单,满足不了建设发展的需求。

    三、集群通信

    集群通信系统是一种高级移动调度系统,代表着专用移动通信网的发展方向。它能按照动态信道指配的方式,实现多用户共享多信道。由于它具有调度、群呼、优先呼、漫游等功能,被广泛地应用于政府、铁路、航空等部门,其中以源自欧洲的TETRA较为出色。不过这种通信系统也有一定的缺点,比如系统设备采购、建网成本和终端价格较高,同时也存在信息丢失、保密性不高、易受干扰等,这从上海局目前所建成的集群系统就能看出来。这些缺点对普通语音通信的影响不大,但对要求较高的场合并不适用,比如列车与指挥中心的实时双向数据通信。

    四、GSM-R

    GSM-R通信技术最早起源于欧洲,是在GSM公众移动通信系统的基础上增加了铁路运输专用调度通信功能,它主要由交换机、基站、机车综合通信设备、手机等组成,目前在德国、意大利、瑞典等大多数国家普遍应用,我国铁道部于2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路通信系统的发展方向。它主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能,可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道,并可提供列车自动寻址和旅客服务。比如全世界海拔最高的青藏铁路,它的绝大部分线路都是在高原缺氧的无人区,为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要,就采用了GSM-R移动通信系统。另外还有:大秦线、胶济线、合武线、京津城际线,京沪高铁等。

    五、卫星通信

    卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号,在两个或多个地面站之间进行通信。它的主要优点是通信范围大、不受陆地灾害的影响,可靠性高、电路开通迅速、多址连接等,不过也存在成本高、传输延时大、传输带宽有限等不足。相对而言,比较适合铁路应急部门使用。

    六、无线宽带WIMAX

    WIMAX技术是一项于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术。目前,在铁路通信系统中的最新应用成果就是中国神华能源股份有限公司的自主研发项目 -“WIMAX技术在铁路移动通信中的应用研究”。该项目自主研发了基于WIMAX无线宽带技术的机车同步操控通信、列尾通信、无线列调通信、视频监控等组成的铁路通信应用系统,在经过车载运行实验和室内动力分布实验后,经专家组检验,表明该系统可满足朔黄铁路运行的技术要求,具有创新性,技术成果达到国际领先水平。

    七、结束语

    铁路通信是以运输生产为重点,主要功能是实现行车和机车车辆作业的统一调度与指挥。但因铁路线路分散,支叉繁多,业务种类多样化,组成统一通信的难度较大。所以,在铁路通信系统中应当将各种现代化的通信技术有机结合,以保证行车安全、防止作业事故,提高运输效率,加速机车周转,以及改善服务质量等。

    参考文献:

    [1]田裳,沈尧星主编.铁路应急通信[J].中国铁道出版社,2008,6(16):154-156