發(fā)布時間:2023-03-27 16:42:15
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的通信技術論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
協(xié)作通信是一種通過不同用戶共享彼此天線而獲得分集效果的新的空域分集方式。用戶間的協(xié)作可以是互惠的,也可以是非互惠的,這里考慮非互惠的情況。如圖1所示,協(xié)作通信系統(tǒng)中至少包括三個節(jié)點:源節(jié)點、目的節(jié)點和中繼節(jié)點。協(xié)作通信的過程可以劃分為兩個階段:第一階段,源節(jié)點發(fā)送信息,中繼節(jié)點接收信息,在此階段目的節(jié)點可以接收信息,也可以不接收信息;第二階段,中繼節(jié)點對在第一階段收到的信息進行轉發(fā),在此階段源節(jié)點可以不發(fā)送信息,也可以重復發(fā)送與第一階段相同的信息或者發(fā)送新的信息,目的節(jié)點對通過不同衰落信道到達的信號進行合并處理,從而提高信噪比,獲得分集增益。中繼節(jié)點可以采取不同的中繼方式,其中放大轉發(fā)和解碼轉發(fā)是最基本的兩種方式。放大轉發(fā)方式中,中繼節(jié)點將在第一階段接收到的受到噪聲污染的信號進行線性放大后再轉發(fā)給目的節(jié)點。放大轉發(fā)方式可以獲得滿分集階數,其主要缺點在于中繼節(jié)點放大信號的同時也將噪聲一同放大,造成噪聲累積現象。解碼轉發(fā)方式中,中繼節(jié)點收到源節(jié)點發(fā)送的信號后,先譯碼再轉發(fā),因此可以避免噪聲累積現象。解碼轉發(fā)方式不能獲得滿分集階數,當中繼節(jié)點譯碼錯誤時會產生錯誤傳播[5]。
2性能評價標準
比較重要的協(xié)作通信系統(tǒng)的性能評價標準包括:信道容量、頻譜利用率、分集階數、復用增益、能量增益、中斷概率、錯誤概率以及協(xié)作通信的代價等[9]。
2.1信道容量:當用戶間的信道質量較好時,通過協(xié)作可以顯著提高系統(tǒng)的信道容量,但如果用戶間的信道質量變差,則協(xié)作的系統(tǒng)容量將逐漸趨近于非協(xié)作的情況。
2.2頻譜利用率:頻譜利用率指單位頻帶內的信息速率。通過協(xié)作,可以提高系統(tǒng)的頻譜利用率。
2.3分集階數:系統(tǒng)的分集階數d的定義如下:這里SNR為接收端的平均信噪比,Pe為系統(tǒng)的平均誤比特率。
2.4復用增益:復用增益r的定義如下:這里R為系統(tǒng)的頻譜利用率。
2.5能量增益:協(xié)作通信系統(tǒng)中用戶的能量增益定義為其中,PD和PCO分別為達到特定通信質量要求,采取直接傳輸方式和協(xié)作方式所需的發(fā)射功率。
2.6中斷概率和錯誤概率:研究表明,協(xié)作通信可以大大降低系統(tǒng)的中斷概率和錯誤概率。
2.7協(xié)作通信的代價:協(xié)作通信系統(tǒng)的性能提高是需要付出一定代價的,比如系統(tǒng)復雜度的增加、協(xié)作建立過程中額外占用的資源、協(xié)作造成的時延等。上述幾個性能指標相互關聯(lián),是協(xié)作通信系統(tǒng)性能在不同方面的具體體現。
3結束語
論文摘要:移動通信技術的發(fā)展歷程可以劃分為三個階段,即第一代模擬移動通信系統(tǒng)、第二代數字移動通信系統(tǒng)、第三代多媒體移動通信系統(tǒng)。本文簡單介紹了移動通信技術的發(fā)展歷程,重點論述了第四代移動通信系統(tǒng)(4thGeneration4G)的概念及相關術,并指出其今后的發(fā)展趨勢。
一、移動通信技術的發(fā)展狀況
(一)第一代——模擬移動通信系統(tǒng)
第一代(即1G,是thefirstgeneration的縮寫)移動通信系統(tǒng)的主要特征是采用模擬技術和頻分多址(FDMA)技術、有多種制式。我國主要采用TACS,其傳輸速率為2.4kbps,由于受到傳輸帶寬的限制,不能進行移動通信的長途漫游,只是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信系統(tǒng)在商業(yè)上取得了巨大的成功,但是其弊端也日漸顯露出來,如頻譜利用率低、業(yè)務種類有限、無高速數據業(yè)務、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盜聽和盜號、設備成本高、體積大、重量大。所以,第一代移動通信技術作為2O世紀80年代到90年代初的產物已經完成了任務退出了歷史舞臺。
(二)第二代——數字移動通信系統(tǒng)
第二代(即2G,是thesecondgeneration的縮寫)移動通信系統(tǒng)是從20世紀90年代初期到目前廣泛使用的數字移動通信系統(tǒng),采用的技術主要有時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術,它能夠提供9.6-28.8kbps的傳輸速率。全球主要采用GSM和CDMA兩種制式,我國采用主要是GSM這一標準,主要提供數字化的語音業(yè)務級低速數據化業(yè)務,克服了模擬系統(tǒng)的弱點。和第一代模擬移動蜂窩移動系統(tǒng)相比,第二代移動通信系統(tǒng)具有保密性強,頻譜利用率高,能提供豐富的業(yè)務,標準化程度高等特點,可以進行省內外漫游。但因為采用的制式不同,移動標準還不統(tǒng)一,用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內進行漫游,還無法進行全球漫游,雖然第二代比第一代有更大的帶寬,但帶寬還是很有限,限制了數據的應用,還無法實現高速率的業(yè)務,如移動的多媒體業(yè)務。
(三)第三代——多媒體移動通信系統(tǒng)
隨著通信業(yè)務的迅猛發(fā)展和通信量的激增,未來的移動通信系統(tǒng)不僅要有大的系統(tǒng)容量,還要能支持話音、數據、圖像、多媒體等多種業(yè)務的有效傳輸。第二代移動通信技術根本不能滿足這樣的通信要求,在這種情況下出現了第三代
(即3c,是thethirdgeneration的縮寫)多媒體移動通信系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)在國際上統(tǒng)稱為IMT一2000,是國際電信聯(lián)盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動通信和第二代數字移動通信系統(tǒng)相比,第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業(yè)務。
二、第四代移動通信系統(tǒng)的概念
4G也稱為廣帶接入和分布網絡.具有超過2Mb/s的非對稱數據傳輸能力.對高速移動用戶能提供150Mb/s的高質量的影像服務.并首次實現三維圖像的高質量傳輸它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網.移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網絡(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng)).是集多種無線技術和無線LAN系統(tǒng)為一體的綜合系統(tǒng).也是寬帶lP接入系統(tǒng).在這個系統(tǒng)上.移動用戶可以實現全球無縫漫游.為了進一步提高其利用率.滿足高速率、大容量的業(yè)務需求.同時克服高速數據在無線信道下的多徑衰落和多徑干擾等眾多優(yōu)勢。
三、4G的關鍵技術
1.OFDM技術。它實際上是多載波調制MCM的一種.其主要原理是:將待傳輸的高速串行數據經串/并變換,變成在N個子信道上并行傳輸的低速數據流,再用N個相互正交的載波進行調制,然后疊加一起發(fā)送。接收端用相干載波進行相干接收,再經并/串變換恢復為原高速數據。
2.多輸入多輸出(MIMO)技術。多輸入多輸出(MIMO)技術是無線移動通信領域智能天線技術的重大突破。該技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率,是下一代移動通信系統(tǒng)的核心技術之一。MIMO系統(tǒng)采用空時處理技術進行信號處理,在豐富的散射環(huán)境下,空分復用MIMO系統(tǒng)(如BLAST結構)可以獲得與天線數成正比的容量增長,從而極大地提高頻譜效率,增加系統(tǒng)的數據傳輸速率。但是當散射程度欠佳時,會引起信道間的空間相關,尤其在室外環(huán)境下,由于基站的天線較高,從而角度擴展較小,其空間相關難以避免,在這種情況下MIMO不可能獲得所期望的數據傳輸速率。3.切換技術。切換技術能夠實現移動終端在不同小區(qū)之間跨越和在不同頻率之間通信以及在信號質量降低時如何選擇信道。它是未來移動終端在眾多通信系統(tǒng)、移動小區(qū)之間建立可靠通信的基礎。主要劃分為硬切換、軟切換和更軟切換.硬切換發(fā)生在不同頻率的基站或不同系統(tǒng)之間。第4代移動通信中的切換技術正朝著軟切換和硬切換相結合的方向發(fā)展。
4.軟件無線電技術。軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺,利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結構的新技術。通過下載不同的軟件程序,在硬件平臺上可實現不同功能,用以實現在不同系統(tǒng)中利用單一的終端進行漫游,它是解決移動終端在不同系統(tǒng)中工作的關鍵技術。軟件無線電技術主要涉及數字信號處理硬(DigitalSignalProcessHardware,DSPH)、現場可編程器件(FieldProgrammableGateArray,FPGA)、數字信號處理(DigitalSignalProcessor,DSP)等。
5.IPv6協(xié)議技術。3G網絡采用的主要是蜂窩組網,而4G系統(tǒng)將是一個基于全lP的移動通信網絡,可以實現不同類型的接入系統(tǒng)和通信網絡之間的無縫連。為了給用戶提供更為廣泛的業(yè)務,使運營商管理更加方便、靈活,4G中將取代現有的IPv4協(xié)議,采用全分組方式傳送數據的IPv6協(xié)議。
四、發(fā)展趨勢
目前,4G移動通信還只處于實驗室研究開發(fā)階段。具體的設備和技術還沒有完全成型,后續(xù)的軟件開發(fā)還沒有啟動。這都會給4G的發(fā)展帶來很多難題,有待人們深入研究。但未來移動通信必將具有文中描述的這些基本特征:高速率、高質量的數據傳輸,完全集中的服務。無所不在的移動接入,高智能的多樣化的用戶設備。隨著新問題、新要求的不斷出現。第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發(fā)展。我們相信,不遠的將來,人們將會不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息,從而使人們的學習、工作、生活發(fā)生更深刻的變化。
參考文獻:
[1]張重陽.數字移動通信技術[M].西安:江西科技大學出版社,2006.
【論文關鍵詞】移動通信;3G;發(fā)展;展望
伴隨著移動通信市場的快速發(fā)展,用戶對更高性能的移動通信系統(tǒng)提出了更高要求,希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務。第二代移動通信運營商發(fā)展速度趨于緩和而競爭越加激烈,為尋找新的增長點,通過發(fā)展數據業(yè)務來提高自身的服務質量和業(yè)務類型,需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張,已不能滿足長期的通信需求發(fā)展需要。
1移動通信的發(fā)展歷程
第一代移動通信系統(tǒng)是在20世紀80年代初提出的,它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸的,其特點是業(yè)務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協(xié)會在1996年提出了GSMPhase2+,目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯),SO(支持最佳路由)、立即計費,GSM900/1800雙頻段工作等內容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術,使得話音質量得到了質的改進;半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSMPhase2+階段中,采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術,引入智能天線技術、雙頻段等技術,有效地克服了隨著業(yè)務量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷;自適應語音編碼(AMR)技術的應用,極大提高了系統(tǒng)通話質量;GPRS/EDGE技術的引入,使GSM與計算機通信/Internet有機相結合,數據傳送速率可達115/384kbit/s,從而使GSM功能得到不斷增強,初步具備了支持多媒體業(yè)務的能力。盡管2G技術在發(fā)展中不斷得到完善,但隨著用戶規(guī)模和網絡規(guī)模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語音質量不能達到用戶滿意的標準,數據通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務的需求。
2第三代移動通信系統(tǒng)概述
第三代移動通信業(yè)務主要是話音和中低速數據,碼率為384kb/s(局域網可達2Mb/s),因而可傳送比目前GSM(第二代移動通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業(yè)務的發(fā)展,2Mb/s的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業(yè)務的需要,因此國際上已開始研究第四代移動通信系統(tǒng),第一步目標是10Mb/s以上。我們國內則尚未啟動。因此需盡早開始研究其關鍵技術。需要解決的關鍵技術有:寬帶多媒體移動通信系統(tǒng)的體系結構,包括頻段、多址方法、無線接入技術、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調制和OFDM技術、自適應天線陣、高效信道編碼技術(如Turbo碼)等。
第三代移動通信系統(tǒng)(3G),也稱IMT2000,是正在全力開發(fā)的系統(tǒng),其最基本的特征是智能信號處理技術,智能信號處理單元將成為基本功能模塊,支持話音和多媒體數據通信,它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務,例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps,在用戶高速移動時最大支持144Kbps,所占頻帶寬度5MHz左右。但是,第三代移動通信系統(tǒng)的通信標準共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同組成一個IMT2000家庭,成員間存在相互兼容的問題,因此已有的移動通信系統(tǒng)不是真正意義上的個人通信和全球通信;再者,3G的頻譜利用率還比較低,不能充分地利用寶貴的頻譜資源;第三,3G支持的速率還不夠高,如單載波只支持最大2Mbps的業(yè)務,等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發(fā)展的需要,因此尋求一種既能解決現有問題,又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。
第三代移動通信技術的基本特點:(1)全球統(tǒng)一頻段,統(tǒng)一標準,全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性,還能提供最高速率達2Mbps的多媒體業(yè)務。(4)支持高質量話音、分組多媒體業(yè)務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據不同業(yè)務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環(huán)境,包括室內、室外、快速移動和衛(wèi)星環(huán)境。(7)安全保密性能優(yōu)良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統(tǒng)融合,包括蜂窩、無繩電話和衛(wèi)星移動通信等。(10)終端(手機)結構簡單,便于攜帶,價格較低。
3第四代移動通信系統(tǒng)
4G系統(tǒng)中有兩個基本目標:一是實現無線通信全球覆蓋;二是提供無縫的高質量無線業(yè)務。目前正在構思中的4G通信具有以下特征:(1)網絡頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率,通信運營商必須在3G網絡的基礎上進行大幅度的改造,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究,每個4G信道將占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA3G網絡的20倍;(2)通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率,因此,4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據專家估計,第四代移動通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps,最高可以達到100Mbps;(3)通信更加靈活。從嚴格意義上說,4G手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇,因為語音數據的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破,可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端;(4)智能性更高。第四代移動通信的智能性更高,不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,更重要的是4G手機可以實現許多目前還難以想象的功能;(5)兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收,還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,4G通信系統(tǒng)應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯(lián)、終端多樣化以及能從3G平穩(wěn)過渡等特點。超級秘書網
總之,隨著新問題、新要求的不斷出現,第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發(fā)展??v觀移動通信技術的發(fā)展規(guī)律和第四代通信技術的優(yōu)點,我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發(fā)生更深刻的變化。
參考文獻:
[1]胡可剛,王樹勛,劉立宏.移動通信中的無線定位技術[J].吉林大學學報,2005,23(4)
1.1PDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應用
光纖通信技術之所以在鐵路通信系統(tǒng)里發(fā)揮重要作用,是因為當前對光纖通信技術的劃分十分精細,在各個鐵路通信系統(tǒng)里都會使用相應的光纖通信技術,達到最理想的通信效果。PDH光纖通信作為十分重要和關鍵的方面,能有效清除鐵路通信系統(tǒng)里存在的隱患以及漏洞,確保鐵路通信系統(tǒng)的正常與穩(wěn)定。但PDH存在標準不一、復用結構過于復雜以及網絡管理功能較弱的問題,所以其難以得到長遠、有效的發(fā)展。
1.2SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應用
SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題,并在此基礎上有所突破,讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設備構成的具備自愈保護作用的環(huán)網形式,能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網及時恢復正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術,SDH技術有四個顯著優(yōu)點:一是網絡管理能力更強;二是比特率和接口標準均統(tǒng)一,讓各個廠家設備間的互聯(lián)成為了可能;三是提出“自愈網”這一新理論,能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復正常;四是運用字節(jié)復接技術,簡化網絡各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術有諸多優(yōu)點,所以在鐵路通信網發(fā)展規(guī)劃里,已經明確提出了要著重發(fā)展基于同步數字系列(SDH)基礎上的傳送網。就以xx鐵路為例,該鐵路基于新敷設20芯光纜里的其中4芯光纖基礎上,開設SDH2.5Gb/s(1+1)光同步傳輸系統(tǒng)為長途傳輸網,在鐵路的相應經過點均設置了SDH2.5Gb/sADM設備,并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設備相連,發(fā)揮上聯(lián)和保護作用。此外,還借助2芯光纖開設了SDH622Mb/s(1+0)光同步傳輸系統(tǒng),將其作為當地的中繼網,并在鐵路相應經過點以及新開設的各個中間站和線路新設置了SDH622Mb/s設備。
1.3DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應用
DWDM光纖通信技術是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點,由多個波長構成載波,許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸,如此一來,在給定信息傳輸容量的情況西夏,就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術,單根光纖能傳輸的最大數據流量可以高達400Gb/s。DWDM技術最顯著的優(yōu)點就是其協(xié)議與傳輸速度是沒有關聯(lián)的,以DWDM技術為基礎的網絡可以使用IP協(xié)議、以太網協(xié)議、ATM等進行數據傳輸,每秒處理數據流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說,以DWDM技術為基礎的網絡能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數據流量。當前,在國內鐵路通信網里DWDM技術得到了廣泛應用,其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外,京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設與使用中。就拿京九鐵路來說,京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統(tǒng)和設備,能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設備。波道數量為16,波道速率基礎為每秒2.5Gb,借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖,使用單纖單向傳輸的方式,也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用,光接口滿足ITU-TG.692協(xié)議的標準。
2結語
計算機技術已經被各個行業(yè)所采用,大到政府部門機關、國際金融機構,小到居民P2P個人線上工商經營都開始利用計算機技術所帶來的通信優(yōu)勢在日常工作的處理、企業(yè)的貿易管理等方面加以利用。
1.1計算機通信技術在計費系統(tǒng)領域的應用計算機系統(tǒng)在計費系統(tǒng)領域有著非常廣闊的應用,由于不管是什么樣的企業(yè)還是政府部門都是不開成本與收益的,而這其中就要需日常的收支進行詳細統(tǒng)計。計算機通信技術被利用最為廣泛的行業(yè)主要是財務行業(yè)、金融行業(yè)、通信行業(yè)。例如:在企業(yè)的日常賬目管理系統(tǒng)當中經常會開發(fā)數據收集和數據處理系統(tǒng),其能夠有效的將企業(yè)最基層所開發(fā)的業(yè)務處理系統(tǒng)的數據進行收集。再例如,移動通信公司的主體是應用其自主研發(fā)的叫做“ACS”的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)是基于計算機的J2EE技術和共同的對象的請求的一種結構技術。它能夠實現更加清晰和快速的通信漫游清算,從而能夠確保整個通信服務網絡順暢運作。
1.2計算機通信技術在信息管理領域的應用信息管理系統(tǒng)包括多個方面,例如:經理決策系統(tǒng),事務處理系統(tǒng),企業(yè)資源計劃系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)的開發(fā)和研制都離不開計算機通信技術的支持。計算機通信技術通過將信息進行互助傳遞實現了這些系統(tǒng)的工作,通過高頻率的接受、分析、反饋達到了這些系統(tǒng)設計的初衷。再例如:目錄搜索方式的代表為雅虎和搜狐網絡公司,它通過對web網站的實施分類和分級的處置,位于數據庫系統(tǒng)之中依據內容的不相同對之各個網絡的頁面進來簡要描繪,從而使得關鍵字以及分類信息能夠實現出一個良好匹配。
1.3計算機通信技術在客戶管理領域的應用計算機通信技術在客戶管理領域應用的也非常廣泛,最為常見的就是移動、聯(lián)通、電信的網上營業(yè)平臺。例如,3G無線通信系統(tǒng)技術同上兩代差別在于數據傳輸以及聲音處理傳遞速率實現了顯著的提升。ARM這種處理器讓移動終端研發(fā)的豐富應用得以實現。另外,其借助嵌入電腦Windows操作系統(tǒng)和手機的安卓系統(tǒng),讓其能夠進一步令手機終端走向智能化、科技化、現代化方,為3G通信乃至4G通信提供了一個良好的基礎。當代計算機通信技術已經不再高深,并根植于千家萬戶被更多的日常消費者所廣泛利用。
2計算機通信的未來發(fā)展和展望
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM?;谕S的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸,易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調制,通信容量6000路/頻道。數字微波采用BPSK、QPSK及QAM調制技術。采用64QAM、256QAM等多電平調制技術提高微波通信容量,可在40M頻道內傳送1920~7680路PCM數字電話。
光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸的特性進行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發(fā)展用戶光纖通信網。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術發(fā)展迅速,并有各種設備應用,接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網絡設備等。光纖通信設備有光電轉換單元和數字信號處理單元兩部分組成。
衛(wèi)星通信:通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技術使用模擬調制、頻分多路及頻分多址。數字衛(wèi)星通信采用數字調制、時分多路及時分多址。
移動通信:GSM、CDMA。數字移動通信關鍵技術:調制技術、糾錯編碼和數字話音編碼。
2數據通信的構成原理
數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、局域網(LAN)等各種專用終端設備;非分組型終端有個人計算機終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調制解調器(MODEM),它的作用是進行模擬信號和數字信號的轉換;如果傳輸信道為數字信道,DCE的作用是實現信號碼型與電平的轉換,以及線路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數字的區(qū)分外,還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網線路之分。交換網線路要通過呼叫過程建立連接,通信結束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機系統(tǒng)中的通信控制器用于管理與數據終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。
3數據通信的分類
3.1有線數據通信
數字數據網(DDN)。數字數據網由用戶環(huán)路、DDN節(jié)點、數字信道和網絡控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數字微波、衛(wèi)星等數字信道和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網。也可以說DDN是把數據通信技術、數字通信技術、光遷通信技術以及數字交叉連接技術結合在一起的數字通信網絡。數字信道應包括用戶到網絡的連接線路,即用戶環(huán)路的傳輸也應該是數字的,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質量不如前。
分組交換網。分組交換網(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的,所以又稱為X.25網。它是采用存儲——轉發(fā)方式,將用戶送來的報文分成具用一定長度的數據段,并在每個數據段上加上控制信息,構成一個帶有地址的分組組合群體,在網上傳輸。分組交換網最突出的優(yōu)點是在一條電路上同時可開放多條虛通路,為多個用戶同時使用,網絡具有動態(tài)路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能,但網絡性能較差。
幀中繼網。幀中繼網絡通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務網3部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發(fā)展起來的。幀中繼技術是把不同長度的用戶數據組均包封在較大的幀中繼幀內,加上尋址和控制信息后在網上傳輸。
3.2無線數據通信
無線數據通信也稱移動數據通信,它是在有線數據通信的基礎上發(fā)展起來的。有線數據通信依賴于有線傳輸,因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的通信。而移動數據通信是通過無線電波的傳播來傳送數據的,因而有可能實現移動狀態(tài)下的移動通信。狹義地說,移動數據通信就是計算機間或計算機與人之間的無線通信。它通過與有線數據網互聯(lián),把有線數據網路的應用擴展到移動和便攜用戶。
4網絡及其協(xié)議
4.1計算機網絡
計算機網絡(ComputerNetwork),就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺以上計算機互聯(lián)的集合。通過網絡各用戶可實現網絡資源共享,如文檔、程序、打印機和調制解調器等。計算機網絡按地理位置劃分,可分為網際網、廣域網、城域網、和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網;廣域網一般指連接一個國家內各個地區(qū)的網絡。廣域網一般分布距離在100-1000公里之間;城域網又稱為都市網,它的覆蓋范圍一般為一個城市,方圓不超過10-100公里;局域網的地理分布則相對較小,如一棟建筑物,或一個單位、一所學校,甚至一個大房間等。
局域網是目前使用最多的計算機網絡,一個單位可使用多個局域網,如財務部門使用局域網來管理財務帳目,勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各種人才信息等等。
4.2網絡協(xié)議
網絡協(xié)議是兩臺計算機之間進行網絡對話所使用的語言,網絡協(xié)議很多,有面向字符的協(xié)議、面向比特的協(xié)議,還有面向字節(jié)計數的協(xié)議,但最常用的是TCP/IP協(xié)議。它適用于由許多LAN組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網絡。TCP/IP協(xié)議的特點是具有開放體系結構,并且非常容易管理。
TCP/IP
實際上是一種標準網絡協(xié)議,是有關協(xié)議的集合,它包括傳輸控制協(xié)議(TransportControlProtocol)和因特網協(xié)議(InternetProtocol)。TCP協(xié)議用于在應用程序之間傳送數據,IP協(xié)議用于在程序與主機之間傳送數據。由于TCP/IP具有跨平臺性,現已成為Internet的標準連接協(xié)議。網絡協(xié)議分為如下四層:網絡接口層:負責接收和發(fā)送物理幀;網絡層:負責相鄰節(jié)點之間的通信;傳輸層:負責起點到終端的通信;應用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應用程序要把數據以TCP/IP協(xié)議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機,數據需經過上述四層通信軟件的處理才能在物理網絡中傳輸。
目前的IP協(xié)議是由32位二進制數組成的,如202.0.96.133就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址,在整個因特網上IP地址是唯一的。
配電網的發(fā)展日薪月異,配電網之中應用計算機技術便是指如何實現配電網的自動化。配電網的自動化主要是其中融合了計算機技術、電氣化技術、自動控制技術、數據庫開發(fā)技術、電力技術等。在配電網之中進行計算機的應用,其中需要設計配電管理系統(tǒng)(DMS),這個系統(tǒng)是指用戶用電以及變配電整個動態(tài)的全過程在監(jiān)視之下,整個監(jiān)視系統(tǒng)實現自動化。在配電網的監(jiān)控系統(tǒng)的建設方面,現代電子技術以及通信技術的應用非常普遍。配電網的自動化的實現,具有著比較多的優(yōu)勢,其中明顯的優(yōu)點是提供供電服務質量、提高配電網絡管理水平、提高供電的可能性以及提升配電網絡的管理效率。相對而言,配電自動化系統(tǒng)(DAS)是遠程實時控制配電設備的自動化系統(tǒng),其中對于配電網主要是實現監(jiān)視、協(xié)調以及操縱。其中DAS自動化系統(tǒng)能夠充分對配電設備的問題以及鼓掌進行識別,并且自主采取網絡重構以及故障隔離的方法,提升供電網的經濟性與可靠性。在本文之中,筆者試圖結合自身的實際經驗,探討計算機在配電網的自動化實現的途徑以及策略。
2計算機在配電網之中應用的主要技術
2.1FB技術
FB技術就是開放式、多點通信的數字化底層控制的一種網絡系統(tǒng),主要應用于生產現場,能夠在微機化的測量控制設備之間實現雙向串行的多個節(jié)點數字的通信系統(tǒng)。此種系統(tǒng)在配電網的應用之中具有著以下的優(yōu)勢:系統(tǒng)設計與環(huán)境比較相符合;經濟性比較強;系統(tǒng)設計的標準有著公開性與一致性;可將現場運計算機通信技術在配電網之中的應用研究文/桑梓強本文首先分析了在配電網之中應用計算機技術的相關的概念,然后歸納了計算機在配電網之中應用的主要技術:FB技術、ETHERNET以及LonWorks,最后闡述了計算機通信技術在配電網中應用的優(yōu)勢。摘要行的數據實施遠程傳送;并且實現信息資源的共享;自身能夠實現對于故障的識別,采集信息、處理報文、控制算法。PROFIBUS是OSI型FB的一個標準,此種標準能夠實現數據之間的快速傳輸,從能在配電網之中發(fā)揮著比較大的作用,能夠提升配電網之間的數據的連接,提供必要的技術保障。PROFIBUS—DP通信協(xié)議,此種協(xié)議的存在使得配電設備具備了比較快速并且有效率的傳輸,它自帶高速組態(tài)以及高性能診斷的功能,具備著但主站與多方主站的功能系統(tǒng)。所以,此種協(xié)議能夠使得配電網更加快速實現自動化;
2.2ETHERNET
它本身有OSI性、實時性等特點,是互聯(lián)網絡數字方式連接之中的一種,具有比較大的優(yōu)勢:(1)傳輸速率較高,在配電網的計算機應用之中具有著比較廣泛的應用范圍。(2)現階段的ETHERNET具備著較為明顯的開發(fā)技術的支持優(yōu)點,在實際之中有著比較多的開發(fā)工具與環(huán)境的選擇余地。(3)ETHERNET網絡系統(tǒng)配套的硬件選擇也較多,經濟性價值比極大。(4)在實際的應用過程之中,能夠使得計算機互聯(lián)網技術與配電網的電力即使高度融合。
2.3LonWorks
能夠集成設備、傳感器以及現場的三種網絡,能夠實現在多種傳輸介質之中進行通信傳輸;因LonWorks支持很多類型的拓撲結構,所以在實際的配電網的拓撲結構的應用;在進行通信傳輸的過程之中,控制信號是一種比較高級以及快速的技術,其在配電系統(tǒng)內的應用比較廣泛,從而提升配電通信系統(tǒng)的成功率。
3計算機通信技術在配電網中應用的優(yōu)勢
3.1通信的可靠性
在實際的配電網之中,應用計算機通信技術能夠充分實現配電電網的可靠性,因為計算機通信技術的應用使得在電網之中能夠實現配網絡的錯誤的識別,增強配電網的可靠性。計算機通信技術在配電網之中的應用能夠使得配電網免于受到一些其他的干擾,具有較大的抗噪音、電磁、雷電等特性,最終保證配電網整體穩(wěn)定以及平衡的發(fā)展,具有著比較大的可靠性。
3.2通信的實時性
配電網通過計算機通信技術的應用實現自動化,其中具備的最有力的優(yōu)勢,便是能夠提升配電網的通信傳輸效率,解決了配電網正常運行使主站FTU/TTU刷新速度較低,在配電網故障的時候又不能充分的快速傳送比較大量的故障數據,從而實現了對網絡運行進行實時監(jiān)控、在線分析功能,加強了配電網通信的實時性。
3.3通信的雙向性
計算機通信技術在配電網之中進行比極大規(guī)模的應用,能夠實現配電網自動化系統(tǒng)之間的各個層次之間的水平層次的雙向通信,使得主要站點與終端在下發(fā)指令的時候,能夠充分而且及時的接收到終端上傳的數據,最終實現配電網的雙向傳輸以及通信的能力。
3.4通信的靈活性以及經濟性
對于5G的應用和未來憧憬,產業(yè)界和學術界對其都進行了相關闡述,從他們的闡述中得出,人們對未來5G技術的需求,相比之下,5G應具備下面的基本特征。
1.1數據流量的增長
產業(yè)界人士預測10年以后,移動數據量將達到1000倍。5G的吞吐量能力特別大,就算在很忙的時候也能提升到1000倍,至少可以到達100Gbit/s/km2以上。
1.2聯(lián)網設備擴大100倍
伴隨著智能終端和物聯(lián)網的迅速發(fā)展,預計10年后,聯(lián)網的設備數目將增加到600~1000達部,在未來里,5G網絡單位覆蓋面積將大大增加,相比之下是目前4G網絡將增長100倍,相對一些特殊的應用,單位面積將通過5G網絡的設備數目達到100萬/km2。
1.3峰值速率至少達到10Gbit/s
面向2020年以后的5G網絡,相對于目前的4G網絡的峰值速率需提高10倍以上,然而達到10Gbit/s,在特殊情況下,用戶單鏈峰值速率都要求需達10Gbit/s。
1.4用戶速率可達到10Gbit/s,特殊需求達到100Gbit/s
在未來的5G網絡中,在一般條件下,用戶在任何時候都能獲得10Gbit/s以上的速率,對于特殊需求的業(yè)務和用戶將達到100Gbit/s,比如:急救車內高清醫(yī)療圖像傳輸服務。
1.5可靠性高與時間短
2020年后的5G網絡,需要滿足用戶在線服務,能隨時隨地的進行各種體驗,并且還需滿足工業(yè)信息系統(tǒng)、應急通信等更多場景需求。需要進一步地降低用戶的控制時延,與4G網絡相比,縮短了5~10倍。對于關系重大財產安全的業(yè)務和人類生命可靠性必須提升到99.9999%以上。
1.6頻譜利用相對較高
由于5G網絡用戶的業(yè)務量大、規(guī)模大、流量高,相對來說,使用頻率需求量也大,需要通過壓縮等創(chuàng)新技術及頻率倍增的應用,來提高頻率利用率。相對4G網絡來說,5G的頻譜效率要5~10倍的提高,來解決流量帶來的頻譜短缺問題。
1.7網絡消耗能源
相對來說較低節(jié)省能源、綠色低碳是未來通信技術的發(fā)展的方向,在未來的5G網絡中,需要利用節(jié)約能源的設計,使網絡能耗效率都有待提高1000倍,來滿足1000倍流量的需求,但是現有網絡與能耗有相當的水平。
25G關鍵技術概述
從目前的角度看,5G的關鍵技術仍在發(fā)展階段和研究階段,但學術界和產業(yè)認為,5G的關鍵技術應包含下幾個方面:一是5G關鍵技術與無線網絡構架;二是5G無線輸送的關鍵技術;三是5G移動通信總體技術系統(tǒng);四是5G移動通信驗證技術。接下來對業(yè)界十分關注的5G技術進行總的介紹。
2.1高頻段傳輸
目前,移動通信系統(tǒng)頻段主要是3GHz以內,伴隨著用戶人數的增加,頻譜資源也變得十分擁擠,然而在高頻段里,如毫米波頻率是27.3~350GHz,而帶寬則高達284.6GHz,超過微波全部帶寬的12倍。微波與毫米波相比,元器件的尺寸要小很多,毫米波系統(tǒng)能輕而易舉小型化,實現進行極高速短距離通信,支持5G傳輸速率和容量需求。
2.2多天線傳輸技術
多天線技術,經歷了從二維到三維,從無源到有源,從高階多輸入多輸出到大規(guī)模陣列的發(fā)展,能把頻譜利用率提高到數十五倍甚至再高,是目前5G技術唯一重要研究方向。
2.3同時同頻全雙工技術
同時同頻全雙工技術被稱為高效的頻譜效率技術,該技術在相同的物理信道上對兩個方向信號的進行傳輸,在通信雙工節(jié)點的接收機處通過對取消自身發(fā)射的信號干擾,在發(fā)射信號時候,同時接收另一節(jié)點的相同頻信號。
2.4設備間直接通信技術
以往的移動通信系統(tǒng)連網方式,以基站為中心點,實現對市區(qū)覆蓋,基站及中繼站是不能隨便移動的,網絡結構是有限制的,在未來的5G網絡里,用戶規(guī)模大,數據流量大,以傳統(tǒng)的基站模式為中心的組網方式,是沒辦法滿足業(yè)務需求。D2D直接通信技術在沒有基站的情況下也能運轉,實現通信設備的直接通信,開拓了接入方式和網絡連接。
2.5密集網絡技術
5G是一個智能化、寬帶化、多元化、綜合化的網絡,數據流量是4G的1000倍。想要實現目標有兩種技術:一是在宏基站處布置大規(guī)模天線來取得室外空間增益,二是布置密集網絡來滿足室外和室內數據需求。在未來里,向高頻段寬帶,將采用更加密集的方案,部署高達200個以上扇區(qū)。
2.6新型網絡架構技術
為了滿足在未來里,使用高容量、大規(guī)模的用戶需求,未來的5G網絡架構將具有低時延、低成本、易維護、扁平化特點。目前產業(yè)界主要集中在云架構和C-RAN的研究上。
2.7智能化技術
5G的中心網絡,是由大型的服務器來組成的云計算平臺,通過交換機網絡及數據交換功能的路由器與基站相連接,宏基站具有大數據存儲功能和云計算功能,時效性特強或特別大的數據,提交到云計算中心進行網絡處理,終端或基站的數量、形態(tài)多,不一樣的業(yè)務選取不一樣的頻段,連接方式和天線多樣化。所以,需要具有自動模式切換、智能配置、智能識別的功能,實現智能組網,在未來里,智能化技術是實現5G網絡的是關鍵技術。
3研究情況及趨勢
從目前來看,全球對5G技術的研究,都處在早期階段,將來還需要進行標準化、外場試驗、技術研究等階段,最后才能實現商用部署,但是,盡管對5G技術和概念仍然在進行深究,對5G標準的大方向,現在產業(yè)界和學術界在基本上達成了共識。
4結束語