通信标准与规范模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇通信标准与规范，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

一、智能电网的通信要求

智能电网的通信要求可从新标准的制定、既有通信标准的修改和加大通信标准的执行力度三方面进行考虑。首先，相较于传统形式下的电网，智能电网涉及的信息种类也大幅增加，其建设的诸多内容均是当前通信标准所未提及的，例如，加强充电站的建设以满足电动汽车的使用需求，推动电力能源的广泛应用；智能家居安防系统的建设以满足家庭环境的安全需求等。因此，有必要也必须针对当前智能电网的构建需求，制定新的通信标准[1]。其次，加大对现有通信标准的修订力度，进而使其能够较好地满足智能电网建设过程中的新需求，促进新旧通信标准的相互协调。最后，对于已经制定和颁布的国家智能电网通信标准，各相关部门需要积极采用，尽可能地避免私有通信协议在智能电网通信中的应用，以免对智能电网的建设和电网系统安全带来不利影响。

二、构建智能电网通信技术标准的相关建议

2.1构建原则

智能电网通信技术标准的构建原则主要包括以下几方面：首先，需要以既有通信标准作为新通信标准开发的基础。对现阶段电力系统通信标准进行分析可知，其大都经过了长期的开发和验证，且在各项工程实践中的应用也较为成熟。为进一步改变现有能源利用体系，可将可再生能源接入到电动汽车以及智能家居和电网系统当中，从而使智能电网的应用领域得到良好拓展，同时，加强对通信内容和相关数据信息的保护，确保网络通信的安全[2]。

2.2构建方案

2.2.1发电环节方案智能电网通信技术标准在发电环节的构建方案可从分布式能源和水电厂监控两方面进行考虑。在分布式能源方面，可选取IEC61850-7-420作为其通信标准，对分布式能源对象模型进行分枝可知，其主要包括了原动机与储能设备两类结构设备，其中，原动机类设备主要包括了光伏系统、燃料电池以及风力、柴油发电机和微涡轮等；而储能设备则主要有电池、抽水、飞轮以及超导磁能量储能等。之所以选择IEC61850-7-420作为分布式能源的通信标准主要是因为其针对分布式能源的各类设备定义了多种数据模型，例如，光伏、电池、热电混合等各类逻辑节点[3]。基于此，IEC61850-7-420分布式能源通信标准便可在对分布式能源通信进行合理规范的同时，提高各类设备的通信效率。在水电厂监控系统方面，选取IEC61850-7-410作为其通信标准，此标准不仅对水电厂自身的电气功能以及设备的机械功能进行了定义，而且还针对各类监控设备与生产设备的水电功能与传感器做出了明确定义，故可以较好的满足水电厂监控设备的各类需求，确保水电厂得以正常、安全运转。2.2.2变电站环节方案智能电网通信技术标准在变电站环节的构建方案。在变电站自动化方面，可选取IEC61850仅需作为其自动化系统的通信标准，此通信标准对变电站的数据模型以及工程、设备配置和通信服务均做出了明确定义，且能够对不同厂家所生产的设备协调操作予以良好的支持。在配电方面，对既有的配电自动化通信标准IEC61334进行分析可知，其虽然能够对电力载波技术予以良好支持，但由于电力载波技术本身的集约化发展，IEC通信标准以难以对当前电力载波技术予以良好的支持。因此，选取具有较多工程实践经验的IEC61850作为配电自动化系统的主要通信标准，以确保电力载波技术能够得到良好应用。

篇2

1999年，经过投票推选，原中国邮电部代表中国政府，向国际电信联盟（ITU）提出的TD-SCDMA正式成为第三代国际通信标准。

TD-SCDMA纯属技术名词，但在草拟人李世鹤（原邮电部科学技术研究院副院长，大唐电信集团首席科学家）在美国向周寰（原邮电部科技司司长，后调任大唐电信集团董事长）介绍时，它被赋予了另外一个涵义：超越（Super）CDMA。

CDMA也是国际第三代通信标准，这个由高通公司提出的技术规范，是到目前为止，全球通信行业唯一一个由公司技术，越过了企业标准、行业标准、国家标准，直接一步上升为国际标准的技术规范。

CDMA给高通公司带来的成功，一直延续到今天。但在4G时代，CDMA将退出主流市场。尽管从CDMA技术向LTE FDD仍然存在平滑演进途径，但最佳的平滑演进技术，仍然属于WCDMA—由欧洲阵营主导的3G标准。

TD-SCDMA的起步较晚，是无法回避的事实。WCDMA的早期性研究，从1988年就开始了；而CDMA更是起源于第二次世界大战，高通公司将其引入蜂窝通信技术领域，并早在1995年就实现商用组网。而TD-SCDMA真正意义上的规范起草是在1998年，第一个试验网组建则已经是2005年了，还只是由高校研究实验室所实施。

起步较晚和产业链的滞后，成为TD-SCDMA被业界诟病的重要原因，中国也为此付出了巨大的代价。即使全球范围内盈利能力最强的中国移动承担其建设和运营，也没有获得足够成功，曾经试图进行的全球化推广，也举步维艰。

但这并不妨碍中国通信业在TDD制式和技术领域内取得成就的决心。

2010年，在确定由TD-SCDMA延续的TD-LTE成为第四代国际标准之后，在3G时代感觉彷徨无依、后退无路的中国移动，选择了大干快上，在4G牌照尚未发放前，就已在全国范围内，建成了通信史上前所未有的大规模的“试验网”：多达20万个基站。

要知道，美国最大的移动通信运营商Verizon，其3G基站总数也只有20万个左右，其4G网络建设号称大手笔，在2013年部署的LTE基站数量，也只有5000个左右。

在这个通信技术标准专利高度分散的时代，通信标准的兴衰，看似已经失去以举国之力支撑其发展的意义。

但事实上，由于电信设备提供商以运营商合同为主要诉求，所以往往正是这种国家主导的机制，成为电信设备市场格局与发展轨迹的决定性因素。

正因如此，我们看到了北电网络的破产，美国朗讯科技被来自欧洲的阿尔卡特合并，北美电信设备商逐渐失去在全球角逐竞技的活力。

同样失去昔日光芒的，还有日本电信设备商们。因为采取和全世界都不一样的3G制式，又缺乏如中国市场这般广阔的容量，使得NEC、富士通、三菱等企业已成往日烟云。

与此同时，来自中国的华为，成为和全球领头羊爱立信一争高下的新贵，而同样来自中国的中兴通讯，也逐步打开了全球化局面。

篇3

    基于距离矢量路由原理的定位方法应用十分广泛,在基于测距和非基于测距的定位方法中都提出了相应的算法,其中DistanceVector-Hop(DV-Hop)就是该类算法中最着名的一个算法.DV-Hop是Niculescu等人根据距离矢量路由原理提出的一系列分布式定位算法的APS[7]之一,其他还包括DV-Distance,Euclidean,DV-coordinate算法.DV-Hop是其中最简单易行的一种定位方法,包括以下3个步骤:①计算网络中信标节点之间的最小跳数;②估算平均每跳的距离,从而得到未知节点与信标节点之间的距离;③通过收集到的周围信标节点的位置信息估算节点自身的位置.由于该类定位方法基于距离路由协议来建立位置信息传递关系,因此会面临包括女巫攻击(Sybilattack)和虫洞攻击(wormholeattack)的威胁.本文在描述网络模型时,将网络中已知自身位置的节点称为信标节点(beaconnode),将通过信标节点的位置信息估算自身位置的节点称为未知节点.女巫攻击通常是指恶意节点冒充多个身份对网络进行攻击.攻击节点可能冒充合法信标节点发出虚假的位置信息,也可能作为中间节点篡改位置信息,从而破坏定位结果的准确性.防止女巫攻击的方法是通过对网络中的节点及信息进行有效认证,保

    2ARL定位机制

    2?1定位机制概述为解决基于距离矢量路由的定位方法所面临的女巫攻击和虫洞攻击问题,本文提出了ARL安全定位机制,该机制主要包括以下3个步骤:步骤1.利用经过认证的位置信息估算信标节点之间的最小跳数,以及平均每跳的距离.步骤2.检测网络中的女巫及虫洞攻击节点.步骤3.估算未知节点的位置坐标.在步骤1中,为了防范女巫攻击引入密码和身份认证机制,对位置信息的安全性提供保障.在步骤2中,对虫洞攻击进行检测,从而使步骤3中估算出的定位结果更加准确.ARL定位方法的实施对网络环境进行以下的假设:每个节点都有唯一的ID号;合法的信标节点共享一个密钥K;每个合法信标节点的ID号所对应的哈希值H(ID)对网络中所有节点是公开的.该定位方法的功能框架如图2所示.由此可以看出ARL定位算法在基于距离矢量路由原理的定位方法中引进了有效的安全机制,从而通过由合法到可靠逐级深入的方式,筛选出值得信任的位置信息用

    2?2ARL定位算法1)估算节点的平均每跳距离.以无线传感器网络中的信标节点i为例,节点i将消息{IDi(xi,yi)hop-countts}K进行广播,其中IDi表示节点i的ID号,(xi,yi)表示节点i的二维坐标,hop-count表示该消息经过的节点跳数(初始值为0),ts表示该消息发出的时刻,{}K表示将括号内的信息用密钥K进行加密.收到此消息信息包的所有节点将跳数值加1,并将自身ID写入信息包,然后继续转发该消息.由于信标节点的坐标信息被加密,因此在转发过程中未知节点无法随意篡改坐标信息,直到被合法的信标节点接收,并用密钥K解密后才能获得信标节点的坐标信息.信标节点按照下式估算节点间的平均跳距式中:ci表示信标节点i与其他信标节点之间的平均跳距;hi表示信标节点i到其他信标节点的跳数;(xi,yi)表示信标节点i的二维坐标;(xj,yj)表示能与i建立通信的信标节点的二维坐标.2)获得位置信息并验证信息的可靠性.以信标节点p和未知节点q为例,当p得到平均跳距后,向周围节点广播信息:{IDp(xp,yp)cptsH(IDp(xp,yp)cpH(IDp)ts)}.其中IDp表示信标节点p的ID号,(xp,yp)表示信标节点p的坐标,cp表示信标节点p与周围信标节点之间的平均跳距,H()表示对括号内的信息进行哈希运算,ts为已将哈希运算时间预留出来的消息发出时间.未知节点q接收到此信息后首先验证信息的可靠性.由于未知节点q事先知道H(IDp),结合接收到的信息可计算H(IDp(xp,yp)cpH(IDp)ts)并与信息包中的哈希值进行比较.如果一致,则说明收到的信标位置及平均跳距信息是可信的.未知节点q则根据前面步骤中得到的与信标节点p之间的跳数,按照下面公式估算出它们之间的距离L=cq?hqp(2)式中:cq表示未知节点q接收到的平均跳距;hqp表示它与信标节点p之间的最小跳数.如果不一致,则将信息包抛弃,并将发出该消息的节点判定为女巫攻击节点发出警报.以上措施可以有效抵御女巫攻击,并且不给节点带来过多的计算负担.本文采用了运算快速的哈希函数代替运算缓慢的公钥加密来完成对于位置信息的认证,既节省了节点储存密钥的空间,也降低了信息认证过程中的计算代价.另外ARL还能够检测出虫洞攻击节点.本文按照是否隐藏自身身份,将虫洞攻击节点分为以下两类:i)对于不隐藏自身的存在,正常收发消息,只是通过私有通信信道得到更少跳数的虫洞攻击节点,可以通过节点间距离来进行判断.由于虫洞攻击节点的本质是拉长串谋节点之间的距离,以此在同样的信标节点之间获得更少的跳数,因此攻击节点之间的距离一定大于普通传感器节点之间的通信距离.将前一阶段中得到的平均跳距c与节点的通信半径R进行比较,如果c>R,则说明存在虫洞攻击.在发现存在虫洞攻击后,用式(3)计算每个节点之间的距离并与节点通信半径R进行比较,从而确定路径中究竟哪两个节点为攻击节点并进行隔离.d=v?Δt(3)式中:d为节点间信号传输的实际距离;v为信号在空气中的传播速度;Δt为信号在空中传播的时间.ii)对于隐藏自身存在,不将自身信息写入路由的虫洞攻击节点.本文利用全路径检测方法,即每个节点在收到路由中前一个节点发来的消息后都检查该节点是否将自身信息写入消息中,如果没有如实登记,则认为前一节点为虫洞攻击节点并发出警报.3)通过前面步骤,未知节点得到周边信标节点的坐标及与它们之间的距离,然后利用极大似然估计法[11]来计算自身的坐标.假设未知节点U(x,y)周围的信标节点个数为n,坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),与该未知节点之间的距离分别为d1,d2,…,dn,则根据以下公式建立方程组3结果验证本文提出的ARL定位算法的性能通过仿真进行验证.实验环境如下:在一个600m×400m的矩形区域中随机部署100个传感器节点作为未知节点,节点的通信半径设为100m.为了验证ARL在不安全环境中用于无线传感器节点定位的效果,需要将其与普通的基于距离矢量路由的定位方法DV-Hop进行比较.平均定位误差的计算方法如下式中:(xi,yi)表示未知节点i的定位坐标;(xi′,yi′)表示未知节点i的真实坐标;R表示定位节点的通信半径;N表示未知节点的个数.在矩形区域中随机部署30个信标节点及10个攻击节点.将此实验重复10次,计算100个未知节点的平均定位误差,实验结果见图3,可以看出,ARL定位方法与DV-Hop定位方法相比有效降低了平均定位误差,且稳定保持在0?2~0?4之间.为了进一步了解ARL定位方法的性能,在实验中还分别检测了节点平均定位误差与信标节点个数及半径之间的关系.

    3结语

篇4

在许多基于单片机的应用系统中，系统需要实现遥控功能，而红外通信则是被采用较多的一种方法。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。红外线通信是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案，主要应用于近距离的无线数据传输，也有用于近距离无线网络接入。从早期的IRDA规范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），红外线接口的速度不断提高，使用红外线接口和电脑通信的信息设备也越来越多。红外线接口是使用有方向性的红外线进行通讯，由于它的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以只适合于短距离无线通讯的场合，进行"点对点"的直线数据传输，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。

1. 红外通信的基本原理

红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。

简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。

2. 红外通讯技术的特点

红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：

⑴ 通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;

⑵ 主要是用来取代点对点的线缆连接；

⑶ 新的通讯标准兼容早期的通讯标准；

⑷ 小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；

⑸ 传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经。

3. 红外数据通讯技术的用途

红外通讯技术常被应用在下列设备中：

⑴ 笔记本电脑、台式电脑和手持电脑；

⑵ 打印机、键盘鼠标等计算机外围设备；

⑶ 电话机、移动电话、寻呼机；

⑷ 数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表；

⑸ 工业设备和医疗设备；

⑹ 网络接入设备，如调制解调器。

4. 红外数据通讯技术的缺点

⑴ 通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断;

⑵ 目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低（115.2kbit/s）;

⑶ 红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。

5. 红外通信技术对计算机技术的冲击

红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰，包括历史悠久的调制解调器。预计，执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。

红外通信标准规定的发射功率很低，因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前，惠普移动计算分公司正在开发内置式端口，所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户，可以把计算机放在电话机的旁边，遂行高速呼叫，可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的，故不需要调制解调器。

红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式，如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换；在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。

6. 红外通信技术开辟数据通信的未来

目前，符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场，然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的，所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽，可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用，建立和保持对无线PCS系统的连接；扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的， 所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用， 包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机，以提供红外数据通信。而且，由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器，所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机，现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方，掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机) 也可以采用红外接口装置。

预计在不久的将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。

参考文献

[1] 蒋俊峰. 基于单片机的红外通讯设计[J]. 电子设计应用， 2003， 11.

[2] 曾庆立. 远距离红外通讯接口的硬件设计与使用[J]. 吉首大学学报(自然科学版)， 2001， 4.

[3] 邓泽平. 一种多用途电度表的红外通讯问题[J]. 湖南电力， 2003， 4.

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中图分类号：U231+.3 文献标识码：A

地铁CBTC系统要求不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，并确定列车的准确位置及列车间的相对距离，保证列车的安全间隔。因此，CBTC对无线传输的系统容量、稳定性、抗干扰能力以及高速移动下的切换等都有较高的要求，目前从宽带技术的角度出发，GSM-R、WLAN、漏泄同轴电缆、裂缝波导管、WiMax等技术都可以提供CBTC系统中相应的无线数据传输服务，但这些技术本身的技术标准、技术成熟度、系统应用经验和整个产业链的发展以及部署成本等决定了它们能否最终广范应用到地铁CBTC系统中。

在CBTC下的列车定位在该系统中只能达到虚拟区段，即定位到30m（站台区段）～250m（区间区段）的范围，并将列车的移动在人机界面上仍然按照准移动闭塞的方式映射为逐段跳变，这种延续准移动闭塞下的列车定位的设计思路并未完全利用连续通信的特点，实时传输列车的精确位置并在系统中定位，它与完全意义上的移动闭塞仍有区别。因为在这种模式下ATS已经得到了每列车的具置信息，此时的系统内部列车定位应以实际列车发送的位置信息为准，精确地对应到轨道拓扑图上具体的某一点，而不应仍然定位到某个区段。同时，在实际应用中，大范围或长时间的系统故障后往往不能准确地重新定位列车也是该系统的局限，还有待于进一步改进。

1 移动闭塞列车控制系统（CBTC）简介

1.1 移动闭塞列车控制系统的定义

IEEE在1999年将CBTC（移动闭塞列车控制系统）定义为：“是一种连续自动列车控制系统，利用高精度的不依赖于轨道电路列车定位，大容量、双向连续的车地数据通信，实现车载、地面的安全功能处理器”。与传统基于轨道电路的列车控制系统相比，移动闭塞列车控制系统由于采用无线通信、安全处理器和列车定位技术，具有易于互联互通、调度指挥自动化、工程建设周期短、系统安全性高、通过能力大、轨旁设备少、可以实现移动闭塞以及系统兼容性和灵活性强等特点。

1.2 移动闭塞列车控制系统的结构和功能

ATS子系统、地面子系统、车载子系统以及数据通信子系统共同组成了CBTC系统。CBTC的ATS子系统用于实现列车运行调整，ATS的自动/人工设置进路，列车的显示、跟踪和识别等；地面子系统是由一个设置在控制中心或轨旁的基于处理器的系统；车载子系统包括测速和定位传感器以及智能控制器；设置在中心、轨旁及车上的数据通信子系统能够实现地面与列车、地面与地面以及车载设备内部的数据通信。CBTC系统的功能与系统配置有关，其基本功能如下：定位功能、计算功能、车地双向通信功能、构成闭塞功能、远程诊断和监测功能、提供线路参数和运行状态功能等。

2 测速电机和雷达

测速电机和雷达单元一起用于列车速度和距离的精确检测。测速电机是一个经过广泛验证的单元，通过计算经车轮旋转在测速电机里产生的脉冲来测量列车的速度和距离。雷达则通过评估反射雷达波的多普勒效应来计算列车速度和距离值。雷达的测算结果完全不受列车的空转和滑行的影响。两种传感方式的有机结合得到了更加安全、可靠、精确的速度距离值。列车速度和距离的精确测量是所有与速度有关的安全功能以及列车定位的先决条件。

3列车定位过程与位置计算

3.1列车位置计算

列车定位系统主要由安装在车底的多普勒雷达和信标读取器、安装在车轴上的速度传感器以及安装在轨道中间的信标等设备组成。列车定位系统根据速度传感器和多普勒雷达采集的数据进行列车位置计算，并判别列车运行方向。列车定位系统中的4个速度传感器分别安装在TC1车的4个轮轴上，其中2个连接到VATC A系统，2个连接到VATC B系统。每个速度传感器会不断发送以2个脉冲为一组的信号到VATC。每个脉冲代表列车已运行的一个固定位移， 因此，VATC可连续地确定列车在系统地图中的位置以及列车的速度和加速度。列车的运行方向则是通过比较每个速度传感器的2个顺序脉冲的相位关系来判定。安装在TC1车车底，根据多普勒原理通过测量发送频率和接收频率来确定列车运行速度。多普勒雷达主要用于精确测量5km/h以上的速度，并检测车轮空转/打滑。多普勒雷达与速度传感器测量到的数据，最终都将用于列车速度和位置的确定。

3.2列车定位过程

为确定列车精确位置，系统采用列车长度来确定列车两端位置。通过处理速度传感器和多普勒雷达的输出信息，得到行驶距离（位移）、速度和方向。由于考虑到误差的普遍存在，系统针对特定距离设有一个误差范围，如列车每运行100m最大允许误差为仪a%（a为定值），累计误差不得超过N（N为定值）。只要不超过误差范围，系统即认为列车位置正确。为了防止位置误差累计过大，系统沿轨道设置若干信标。当遇到信标时，系统先检查信标的位置坐标是否在当前计算的列车位置误差范围之内。如果信标坐标不在当前计算得到的位置（超过位置误差范围）、信标的坐标错误或其坐标位置不在轨道数据库中，系统即认为列车位置错误，并采取紧急制动。只有在检查通过后，系统才会根据信标位置信息更新列车位置，并重置位置误差。此外，当列车连续通过2个有效信标后，VATP会自动校准轮径，以消除人为输入车轮直径所产生的误差。系统根据上一个信标的位置，不断计算从上一个信标开始的位移和位置误差，并以此来计算列车当前位置（包括列车前端和后端的位置误差）。这样就可以确保列车始终在系统计算得到的虚拟占用区域内。在确定列车位置之后，车载信号系统会将信息实时发给轨旁。轨旁信号系统拥有与车载信号系统相同的轨道物理地图，这样轨旁就可以实时校验并更新列车位置，从而实现轨旁信号系统对列车位置的实时追踪。通过以上方法，信号系统就可以实时得到列车精确位置，进而维持区间列车追踪运行间隔，并实现列车站台精确停车功能。

4 位置误差校正

4.1利用信标校正列车位置

信标安装在轨旁，存储着线路绝对物理位置数据信息。当列车驶近信标，读取器传输一个无线电载波频率给信标，并接收当读取器越过信标时由信标反射回来的调制信号。来自信标的反射信号为读取器提供一个线路精确位置，与列车物理地图的一点相对应。每个信标的数据都会通过读取器来验证，以确保其准确性。然后，该数据会通过一个RS-485串口连接传输到每个车载ATP通道上。ATP处理器根据这些数据对通过速度传感器和多普勒雷达得到的列车位置进行校正，从而得到列车在系统中的准确位置。全线设有若干个信标，这样系统就可以不断校正列车位置，从而保证列车位置的准确性。

4.2采用轮径校准技术保证精确性

由于速度传感器需根据列车轮径值大小，及车轮转速计算列车走行距离，从而确定列车位置，因此，当列车更换新轮或车轮磨损时，系统还需及时校正车轮轮径值大小以保证列车位置的精确性。列车定位系统采用2个信标之间的已知距离进行轮径值校准，即当列车在平直轨道上连续通过2个有效信标，并及时读取其中有效位置信息后，系统将根据2信标间的有效距离计算出当前列车车轮的轮径值。采用多普勒雷达防止因空转/打滑而导致的列车位置误差。多普勒雷达能精确测量5km/h以上的速度，以防止因雨、雪天气等外界因素，导致车轮空转/打滑而使系统得不到准确的列车运行速度。

5 结束语

在实际应用中，这套系统对测速电机、雷达的安装工艺要求较高，在运营过程中曾多次出现因两者的安装精度不够而使列车失去定位而降级运行，极大降低了运营效率。通过对电机及车载应答器天线加装屏蔽来改善EMC问题，取得了显著效果，但仍有部分车存在EMC问题，需继续查找原因整改。

参考文献：

[1] 林祥.城市轨道交通的列车定位技术[J].电子工程师，2012，（08）.

[2] 陈新，周俊，林必毅.地铁列车定位技术的研究[J].微计算机信息，2012，（03）.

[3] 吴汶麒.城市轨道交通信号与通信系统[M].北京:中国铁道出版社, 2008.

[4] 北京城建设计研究总院. GB50157- 2003地铁设计规范[S] .北京:中国计划出版社, 2003.

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电力线通信将无所不在

为了掌握各区域用电的实时情报，电力线通信的涵盖范围非常广，从最底层的家庭用电到跨越电表至变电站的信息集中器(concentrator)，或是更高的中压层通信都必需完整掌控，因此，更要确保不同电压段的通信质量，以提升系统的稳定性。

因为技术日渐成熟，电力线的通信质量有着飞跃性的增长。随着应用不同，可以分成可远距离传送的窄频PLC(NarrowBandPower line communication)及短距离但高速度的宽带PLC(BroadBandpower line communication)，目前宽带PLC的物理层(PHY rate)传输速度己可达到200M(bps)。因此，智能家庭的应用又再次搬上台面，不仅从室外即可远程操控家中的电器，电费也不再只能依靠每两个月一次的账单，家中所有电器的用电信息可以随时掌控，再者，只要使用家中的插座即可直接上网，透过有线传输让家里通信不再有死角。

可靠的长程通信工具

窄频电力线，是电力线通信发展初期即存在的技术，适合用在较长距离的电力线通信技术。因通信使用500k(Hz)以下频带，较不易受到电力线先天环境的衰减，所以可以传送较长的距离，但也因此传输速率较慢，大多使用在电力监控，图1即为先进读表系统(AMI)的架构图。意大利ENEL电力公司采用一个基于FSK和BPSK调制的窄带PLC系统，建构一个3500万用户的自动电表管理系统即为经典的成功案例。

图2即为自动读表系统的通信环境示意图，台湾的电力系统大多是由变电站提供220v电源至各住户，所以数据集中器适合设置于变电站，再由光纤将各家的用电信息传至管理服务器，所以数字电表的电力信息必需透过图中红色电缆传到变电站的集中器，但此部分电缆建构时大多埋在地底下，难以评估其长度，以及是否连接其他电力设备，因此最适合使用窄频PLC作为解决方案。

如上述，窄频电力线通信虽然并非新一代的技术，但随着通信技术增长，不论是通信速度或是对抗噪声的调变技术都有大幅增长。当下已有许多国家有制定自己的窄频通信规范，例如北美的美国联邦通信委员会FCC(9k-490kHz)，在欧洲，则由1 976年成立于比利时的CENELEC制定其规范(3kHz～148.5kHz)，以及日本电波产业会ARIB(10kHz～450kHz)等等。

近来，许多之前使用在数字通信的调变技术都被拿到电力线通信上使用例如FSK、PSK、展频等等，其中最热门的莫过于使用多载波的OFDM调变技术，主要原因在于其抗信道衰减及噪声干扰的优异表现，也因此，欧洲的G3及PRIME两个窄频电力线解决方案都是采用这个技术。无所不在的高速通信

因为芯片制程技术进步及新调变技术表现优异，PLC通信的速度成功突破瓶颈，2006年，新的HomePlug AV规范使速度达到189M(bps)。自此，PLC通信技术不再被局限只能用于自动控制，而是真正进入高速信息通信的殿堂。

目前，HomePlug联盟正积极制定下一代新的通信标准HomeP AV2，预期传输速率可达，1G(bps)，且支持多重串流的1080p高画质影音、3D影音等等主流应用，预期在今年第3季问世。此外，在智能家庭方面，该组织日前拟定的HomePlug Green PHY(GP)窄频标准已获选为美国家电制造商协会(AHAM)智能电网产品的主要通信协议，使得未来家庭电网的兼容性又大大提升。

目前PLC业界有3个比较大的标准组织，分别是HomePllag、UPA及CEPCA。HomePlug是由HomePlug Power Alliance业界标准组织制定，主要成员是由美国PLC制造业者组成。UPA，全名Universal Powerline Association，是另一个宽带电力线通信标准，由西班牙DS2公司为中心所成立的业界标准组织。CEPCA消费电子电力线通信联盟，Panasonic为主的业界联盟组织，使用Wavelet OFDM调变技术是与前两者最大的不同之处。上述三个宽带电力线规范以市场分布及联盟成员来区别大致可以分成HomePlug(美规)、UPA(欧规)、CEPCA(日规)。

由于当下并没有一个全球通用的业界标准，国际电信联盟(ITU-T)、IEEE便着手于此，希望不久将来宽带PLc可以像Ethernet或WiFi一样有一个通用的标准流通于市面上。

新一代整合界面标准-G.hn

G.hn是由ITU―T制定，并由HomeGrid论坛推动的新标准，目的在于统一PLC及其他所有家用的高速通信规格。G.hn能在短时间内迅速窜起除了可以同时兼容电力线、同轴电缆与电话线之外，在使用同轴电缆作为传输媒介时传输速率更可达到700M(bps)，其通信速度可用在更广泛且热门的应用之中也是业界看好其发展性的重点之一。

电力线通信先天的阻碍

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(网经社讯)中国通信标准化协会（CCSA）正式《云化虚拟现实总体技术研究白皮书》，首次全面阐述了云化虚拟现实（Cloud Virtual Reality， Cloud VR）技术体系。该白皮书作为CCSA在虚拟现实行业技术标准制定工作的关键成果，由中国信息通信研究院（简称信通院）与华为牵头、多家产业界伙伴共同参与撰写，旨在为Cloud VR行业的研究与落地、创新与发展，以及产业伙伴间的互联互通提供技术参考与支撑，将切实推动我国虚拟现实产业的健康快速发展。

Cloud VR将内容上云、渲染上云，凭借降低消费成本、提升用户体验、普及商业场景和保护内容版权等显著优势，成为VR产业自主选择的规模化发展之路。 “虚拟现实产业正处在发展初期阶段，全球范围内仍缺少能够引领行业的规范标准。我们要汇聚全产业链的集体智慧，同时与各垂直行业深入探讨，共同制定云化虚拟现实技术的标准体系，为产业技术演进指明方向。”中国通信标准化协会副理事长代晓慧说道。

此次，《云化虚拟现实总体技术研究白皮书》的，将成为Cloud VR技术标准化进程中的重要里程碑。该白皮书首次定义了Cloud VR总体技术架构，明确了云端业务平台、网络、终端三大层次的详细分工及协同方式；详细梳理了Cloud VR总体关键技术，包括视频传输方案和实时云渲染方案等，奠定了云、管、端技术规范化的基础。白皮书以体验提升为主线，详细分析Cloud VR业务对云、管、端的技术需求，并提供了整体技术解决方案，可有效支撑Cloud VR业务的部署落地。同时跟踪和研究了国内外VR技术发展趋势，给出Cloud VR各关键技术的发展预判，对我国Cloud VR产业的可持续性发展提出价值建议。

《云化虚拟现实总体技术研究白皮书》的有助于将VR产业中的一座座孤岛形成有规范、有标准的产业链。华为VR OpenLab产业合作计划成立一年以来，一直致力于推进Cloud VR规模商用与产业繁荣，已经在核心技术、解决方案、商业场景、商业模式等领域取得了突破性进展，后续将继续努力推进产业标准化建设，开拓一个集约运营、规模发展的Cloud VR时代。

（来源：CCSA 编选：电子商务研究中心）

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来势汹汹的UMB究竟将为我们带来什么？

惊人的移动宽带速率

UMB规范的,首先标志全球首个基于IP的、峰值速率高达288Mbps（20 MHz带宽内）、平均时延低于16毫秒的移动宽带解决方案问世。

想想看，我们现在使用的家庭ADSL上网，大多还停留在512Kbps的速率上，好一点的是1Mbps、2Mbps，手机上网（GPRS、CDMA1x）更是只有几十、一百多Kbps，与之相比，288Mbps是不是一个令人眩晕的数字？

从技术上看，UMB规范代表了下一代移动宽带技术的重大突破。它采用领先的正交频分多址接入(OFDMA)技术，并且引入复杂的控制与信令机制、有效的无线资源管理 (RRM)、自适应反向链路 (RL) 干扰控制以及包括多输入多输出 (MIMO)、空分多址 (SDMA) 和波束赋形等在内的先进的多天线技术。UMB解决方案可以全方位地提供先进的移动宽带服务，在经济高效地提供低速、低时延的语音业务的同时，也提供超高速、非时延敏感的宽带数据通信业务。另外，UMB还支持与现有CDMA2000 1X 和1xEV-DO系统间的跨系统无缝切换。

UMB高达288Mbps的峰值速率，将使高清电视、视频会议、网上冲浪、VoIP电话、高速下载以及其他多媒体应用能够同时在移动网络中进行，并且保证质量。UMB在一个开放性的全球标准中集成并优化了各类先进移动技术，能够以无线行业目前最优的性能与经济性为基础，提供充满吸引力的用户体验。

移动宽带竞争加剧

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Abstract: In this article, through analysis of urban rail transit vehicles Shared, operation and maintenance, fair competition, etc in the demand of the swap, demonstrates the urban rail transit exchange swaps can be sexually. This article mainly introduced the French OCTYS (open train swap and comprehensive system control) CBTC system and European MODURBAN model project implementation, in reference to foreign exchange swap project on the basis of successful experience, puts forward the urban rail transit design requirements and design scheme of exchange swaps.

Keywords: exchange swap; CBTC system; MODURBAN; city track traffic

中图分类号：U284.48文献标识码：A

一、城市轨道交通互通互换的需求分析

迄今为止，全国获批轨道交通建设规划的城市已达36个，运营总里程约6000公里，其中17个已开通城市，轨道交通运营里程总计约2100公里。预计到2020年，全国布局轨道交通的城市将达到50个，城市轨道交通线路的网络化和智能化的趋势愈加明显。

1、运营网络化：从目前国内城市轨道交通成网建设来看，若不同线路列车能够实现联通联运，通过同一个控制中心统一调度，增加调度灵活性，体现人性化地铁理念，有利于轨道交通的运营、维护，减少地铁运营成本。

2、车辆资源共享：（1）合理调配线路间现有车辆，提高车辆的利用率。（2）减少车辆配置数，检修车、备用车可统一配备。（3）缩短车辆供货周期，确保新线试运营需要的车辆。（4）减少车辆检修设备的投入，提高设备的利用率。

3、停车场、车辆段的资源共享：（1）车辆架大修、定修资源共享，减少厂房及设备投资。（2）段场合建资源共享，取消部分试车线，将极大减少投资和占用土地。（3）信号设备综合维修基地、培训中心实现资源共享。（4）实现最大范围的备品备件共享，降低人员培训成本。（5）车辆零部件、车载设备实施通用化、标准化，使维修设备的利用率最大化。

4、避免垄断，公平竞争的意义：既有开通运营线路延伸出二期、三期等远期工程，通常受一期信号系统供货商制约性较大，互通互换可以选择多家供货商或多种设备，实现延伸线其他信号供货商提供的CBTC设备与既有线CBTC系统之间兼容，并构成完整统一的CBTC系统。

网络化和互通互换是当前我国城市轨道交通发展面临的重大课题，新建的线路在建设之初，就要考虑到建成后的网络化和互通互换。

二、城市轨道交通互通互换的可实施性分析

轨道交通包括了地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车等多种制式，这些不同轨道交通制式相互之间相互不能联通。其次不同线路上跑的列车的信号制式不同, 固定闭塞、准移动闭塞或基于感应环线/波道裂缝移动闭塞ATC系统，由于供货商都是各自独立研制的产品，其关键的传输信息代码、设计方法、接口协议等均属保密不开放，不同供货商的系统间无法做到线路间的列车运营互通互换。

基于无线通信的列车控制系统采用当今世界有线通信、无线通信、以太网和局域网的相关标准，这些标准都是公开、公平的，只需对ATC系统安全信息的频率、编码格式、码的含义、传输速率、接口协议等统一到一个标准上，就能实现真正意义上的兼容。基于无线通信的列车控制（CBTC）系统是最易实现的。

通过对城市新建轨道交通工程的信号制式的选择和标准化，并借鉴国外实施互通互换的成功案例,同制式信号CBTC系统能够解决国内城市城市轨道交通互通互换的问题。

三、城市轨道交通互通互换现状：

国内互通互换现状：从信号制式来看，在我国已经开通运营的17个城市约2100公里的城市轨道交通运营线路中，尚无城市实现互通互换的案例。

国外互通互换案例：

1、OURAGAN（法语飓风）3,5,9,10,12号线采用OCTYS(列车互换及综合系统开放控制)CBTC系统在2010年3月开始载客运营。

2、欧洲MODURBAN样板工程：2009年在马德里地铁网络通过测试和验证。

四、OCTYS CBTC系统介绍：

1、OCTYS是在2004年3月由巴黎运输局（RATP）确定的一个CBTC系统 ，OCTYS的目标是在超过15年的时间内，使巴黎地铁3、5、9、10、12的列车控制系统现代化 ，RATP的主要目标为：允许未来的升级例如安装屏蔽门，线路延伸等；更新所有线路的列车控制系统，更新陈旧的信号设备，用新的交通控制中心使操作管理改进 ；减少列车间的间隔长度；提高服务质量和安全性；这就要求百分之百的技术保证来确保互换性。

2、在2004年三月三十号，RATA授予安萨尔多法国，西门子交通系统和Technicatome (Areva)公司3,5,9,10,12号线的总共价值9500万欧元的设备提供合同，这些工作分别为：安萨尔多为3,10,12号线提供区域控制器和系统集成；AREVA 和Siemens TS公司提供车载设备；西门子公司为5,9号线提供ZC和系统集成.合同范围和责任结构如下图：

3、OURAGAN（法语飓风）委员会，作为一个系统大集成商和协调者。安萨尔多作为列车轨旁控制设备的提供商，同时也被分配了系统集成任务。系统集成商安萨尔多有以下责任：

（1）满足客户需求=>在客户和供应商之间确保专业和公平的关系

（2）给其他供货商确定一个明确的CBTC系统= >严谨和清晰的方法

（3）和其他供应商进行现场和实验室的测试=>和他们积极的接触

（4）在每个系统设备和它的环境组成之间建立一个独特的基线来处理他们复杂的关系：通过功能规格书、接口规范书、测试规格书、RAMS分析

（5）指定：开发和测试设备是遵循互换性原则的。

4、这5条线的项目定位于提高性能，并集中体现在现有联锁和CTC基础架构上增加ATP/ATO/ATS解决方案。信号系统是基于CBTC（基于通信的列车控制系统）概念，同时要求不同的供货商之间要有互换性和互操作性。ATC系统是符合MODURBAN欧洲工作组的要求的，安全的硬件和计算机架构是基于ASTS CSD DIVA 平台构建的，该架构提供非常可靠的3取2应用平台/计算机，CBTC ZC 在这些硬件和软件内核里面执行，车载ATC设备 用叫MTORs的安全远程控制单元（VRCU）与外部设备接口（联锁、轨道电路等）。

列车自动控制系统（ATC）在三个主要的位置进行了分散式的装备，在每一列车，控制中心，和轨旁集中站信号设备室。系统是覆盖在现有的信号基础架构（联锁、转辙机、轨道电路）上的。系统主要接口图如下：

五、互通互换在设计方面的初步探讨

互通互换CBTC系统能够满足地铁运营商的预期要求，系统模块化的特点能让运营商更大程度地掌握自己的系统，由不同的厂商组成的小组和业主合作共同制定出技术规范，应由业主指定一家系统供货商为牵头，承担系统集成商的责任，制定功能需求规格书、接口规范书，通过在试验段上的实际运行方式进行验证。

1、互通互换在设计方面的要求：

确保系统持久有效；

可以选择多家供货商或多种可互通互换的设备；

对供货商系统之间的接口进行标准化，而他们各自的技术方案可以是相互独立的；

数据传输系统的功能和技术方案之间是相互独立的；

在子系统层面就产生竞争，更好地控制成本;

参数化设计便于运营及系统升级;

辅助维护一体化的设计；

符合CENELEC 50.126, 50.128 和 50.129 安全标准(SIL 4级)；

遵守基于通信的列控标准（CBTC）性能和功能要(IEEE 1474.1)。

2、互通互换的CBTC的设计解决方案:

（1）结合成熟的获得SIL4级认证的安全技术的概念，使用标准的技术：

通过SIL4级认证的安全计算机；

TCP/IP型通信网络；

基于IEEE 802.11b/g等标准的车地无线通信。

（2）开放的、模块化的结构并具备:

子系统间的互通互换的接口；

标准化的外部接口，能够把合作伙伴提供的信号子系统整合到一起（ATS、联锁、计轴设备、应答器等）。

（3） 通用及参数化的设置以满足每条地铁线路的特点（借助参数化工具通过数据进行设置）。

（4）以下子系统可互通互换:

车载ATC子系统；

地面ATC子系统；

数据传输子系统(DCS)：地-车无线通信、地面传输网；

通过应答器实现的重新定位子系统 ：车载天线及应答器读取器、地面无源应答器；

ATS子系统： 和联锁系统及地面信号设备的接口。

3、设计的系统结构：以下以1,2号线为例探讨同信号制式CBTC的互通互换设计方案，1号线与2号线采用不同供货商的CBTC信号设备。系统参考设计结构如下：

（1）控制中心

1、2号线实现互通互换，两条线的调度需要统一操作，调度大厅大屏显示需满足两条线的显示，同时编制更加完善的时刻表，指引旅客乘车的旅客向导信息需统一考虑。各线信标（包括动态和静态信标）的ID是唯一的。各线车站ID是唯一的，各线设备IP地址唯一，车辆ID必须是唯一的。

（2）ATS子系统

列车的车组号PVID、目的地号DID、时刻表编辑以及车载控制器CC信息的识别等基础数据都需纳入要将各条线路的系统内。

1,2号线统一设计规划，1,2号线每个不同的运行交路和服务必须有唯一的目的地号DID；需要考虑1,2号线互通互换后的运行冲突，能修改时刻表编辑软件；

ATS需根据1,2号线统一配置的CC识别号修改ATS数据配置。

（3）轨旁ATP设备

轨旁区域控制器ZC需要能够识别1,2号线的所有列车，反之1,2号线的列车也要能够识别每条线的ZC。1，2号线ZC和数据存储单元将包含两条线的车载控制器的ID。

（4）车载ATP设备

车辆上固定的线路信息需统一修改。根据2号线车辆的具体参数，如牵引、制动、加速率、减速率、命令响应时间等，并结合1号线车辆的情况综合调整各种参数的取值以进一步修改车载控制器CC软件，并更新加入2号线的线路地图；2号线车辆同样如此。

CC配置的数据能够识别1,2号线所有的ZC，并与之进行信息交换。车载无线通信设备需统一配置标准的接口，使能够接入共享的DCS子系统。

TOD、车辆TMS（列车管理系统）将会包含两条线的所有车站ID。通过CC发送车站ID到TOD，TOD能够显示准确的车站信息。

车辆TMS（列车管理系统）将会包含两条线的所有车站ID。TMS能够基于来自CC的车站ID，传输准确的车站信息至PIS。

车辆PIS（乘客信息显示系统）将会包含两条线所有车站ID。PIS能够基于来自TMS的车站ID，显示准确的车站信息。

1、2号线的车门和车载查询天线TIA的相对位置是相同的。

（5）轨旁联锁设备

涉及轨旁信标的布置、与屏蔽门的接口；信标的布置需综合考虑1,2号线的列车性能参数、信标天线的安装位置等因素，

（6）DCS数据通信子系统

确定了合适的无线通信技术，工业厂商根据共同互通互换技术规范指定信息传送格式，统一规划车载控制器的地址分配，使能够识别1、2号线的列车。

（7）综合调试

考虑互通互换，不同供货商的车载和轨旁设备根据标准接口和协议不可避免的要进行修改，需要在两条线执行CC现场调试，以确认信标读取，车站停车，系统集成测试等。

六、结束语

综上所述，通过使用成熟技术、可靠设备和冗余结构，设计和实施具备互通互换CBTC系统能够满足地铁运营商的需求，信号CBTC系统互通互换的解决方案能够在新线或要改造的线路上方便地使用模块化、紧凑的系统，能够对新旧信号系统临时混合运营进行管理 ，并采购、运营和维修成本优化，使系统易于升级、具备标准化的接口，优化能耗，实现车辆共享及辅助维护一体化，有利于CBTC子系统的技术转让，是现代网络化、智能化城市轨道交通领域的一个重要发展方向。

参考文献

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IEEE802.11g比现在通用的802.11b速度要快出5倍，并且与802.11完全兼容，在选购设备时建议弄清是否支持该协议标准。

最新推出的802.11n标准传输速率增加至108Mbps以上，最高速率可达320Mbps 。802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。这样11n保障了与以往的802.11a b、g标准兼容。