无线通信论文十篇

时间:2023-03-30 15:50:00

无线通信论文

无线通信论文篇1

论文摘要:早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的,但它亦有不容忽视的缺点,譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定,由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处,还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1],尤其在军事和经济领域,再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析,探讨其通信技术所需拓新之处,并提出建议。

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。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Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth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.

[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.

无线通信论文篇2

本专题想要设计一套注重安全性的电梯管理系统,借助ZigBee技术,让管理人员能够随时监控电梯故障所在,以随时进行安全管理。ZigBee具有许多优点,包括可以实现多跳路由和资料发送的网格协定、安全规格和针对应用层互通性的整套参数设置,ZigBee针对微控器应用开发人员提供了管理网络以及连接其他节点的更高抽象层次。因此,基于ZigBee的无线通讯协定被广泛应用作为无线网络传感器(WSN)系统的通讯标准,而这在电梯安全管控中,更是得到了十分广泛的应用。另外,由于微软针对.NET技术的发表,使基于因特网的网络应用得到蓬勃的发展,利用技术,网页程序的设计从单纯的信息传递与浏览,也扩展到电梯安全运行监控中应用。

2基于ZigBee技术的电梯安全监控系统设计的规划

2.1系统的硬件规划

在硬件规划方面,文章以ZigBee无线微控器与电梯的管理做结合,依此建构低成本的电梯信息管理与监控系统,通过无线模块,管理者可以有效取得电梯运行的信息,其中实体的硬件架构规划上,无线控制器采用TI的ZigBee-CC2430模块。CC2430微控器,它是由TI公司收购无线单片机公司CHIPCON后推出的ZigBee无线单晶片,而CC2430也是一个真正符合IEEE802.15.4标准的晶片系统,ZigBee-CC2430除了包括RF收发器外,还内建加强型8051MCU、32/64/128KB的Flash、8KB的RAM以及ADC、DMA等。CC2430可工作在2.4GHz频段,2.4G频段为所谓的ISM频段,为专门提供给工业、科学与医学使用的免费频段,此外,CC2430采用低电压(2.0~3.6V)供电,且功耗很低(接收数据时为27mA,发送数据时为25mA),最大传送速率为250kbps。本系统通过无线模块CC2430的结合,可减少电路元件的使用,对于开发低功耗的无线相关产品有很大的帮助。系统的Master端与Client端之间使用2.4GHz无线通讯模块ZigBee-CC2430作为彼此连线的传输界面,Master端的无线微控器模块一方面以无线通讯的方式接收来自Client端的信息;另一方面则通过RS-232与电脑串列通讯埠连接,再经由程序的设计,PC端便可取得输出入的信息。至于Client端则以无线传输的方式周期性发送电梯运行信息给Master端。对于用户端而言,主要是要通过浏览器,经因特网取得电梯信息或进行电梯系统的管理(系统管理者)。

2.2系统软件设计规划

首先,用户端(可以是驾驶人员,也可以是系统管理者)可以使用任何可上网的装置(如智能型手机、PDA或电脑)连上服务器,电梯乘客可以通过网页查看目前电梯是否安全运行,而管理者则可经用户端浏览页面里的验证身份(帐号密码)登入至服务器管理者页面监控目前电梯状况、设定、查看资料等。因此,软件设计分成三个部分:无线通讯部分、伺服端的PC监控系统及伺服端的网络浏览程序。

以下针对各部分的软件设计的功能与内容分别加以说明:一是在无线通讯设计方面。Master无线模块的主要功能为收集各个Client端(电梯运行端)的电梯运行信息,由于每个Client端的无线模块均设定了唯一的ID,因此,Master端的无线模块可以将具备ID的Client端信息送至PC加以处理。至于Client端无线模块的功能则是周期性的将电梯运行的即时电梯运行状态送至Master端。Master端也可以看成是一个无线的服务器,它能与多个Client端连线。Master端在启动后会进入待机状态,若Client端发送信息时,便会将所收到的数值传回PC端作监控。二是在服务器端监控设计方面。PC端的功能为电梯的资料汇整处理与监控,无论是电梯是否安全运行,都通过PC端进行监控,并将所取得的信息存入资料库中。此外,监控端还设计了其他实用功能。各功能简单说明如下:(1)趋势图:该功能让管理者查询到在一日、一周、一年所进出的电梯运行状况。(2)安全隐患明细表:该功能可以让管理者查询电梯安全隐患出现的时间与对应的原因。(3)故障查询:该功能是让管理者得知是否存在故障。三是在伺服端的网页浏览程序设计方面。该部分设计是要使管理者通过浏览页面呈现目前电梯的即时状况,网页的基本信息包括:Master端CC2430目前连线PC端状况、电梯安全状况、乘客数量显示。使用者通过服务器上的网页浏览程序直接读取资料库的内容,以呈现电梯的即时状况,其中呈现的页面以每秒扫描的方式进行资料的更新。浏览程序设计也结合AJAX控制项,该控制项的主要功能为在扫描更新电梯信息时,不会产生因刷新整个网页画面造成的闪烁情况,提供较舒适的网页阅读环境。另一方面,为区分网页提供的功能,另增设身份验证登入,除一般用户可获得电梯信息外,管理者则可直接在网页上进行日期方式读取资料库档案及搜寻范围等。

3结束语

无线通信论文篇3

对于一般的电磁兼容问题分析的基本模型如图1所示。

图1电磁兼容分析模型

对于宽带PLC系统来说,干扰源要整体考虑,不仅包括PLC设备,而且要考虑当信号加到电力线上时,由于电力线是一种非屏蔽的线路,有可能作为发射天线对无线通信和广播产生的不利影响。此外还要考虑多种PLC设备间的相互影响。PLC的耦合途径是非常复杂的,是不同的途径相互作用的结果,总体上分为两种,一种是空间的辐射,对应的扰设备是无线通信和广播信号;另一种是沿电力线的传导骚扰,主要造成对电能质量的影响。因此宽带PLC系统的电磁兼容问题涉及多个PLC系统的共存,以及与无线网络的共存。

1.2宽带PLC系统电磁干扰产生的机理

电力线最主要是用来传输电能的,其特性和结构也是按照输送电能的损失最小并保证安全可靠地传输低频(50Hz)电流来设计的,不具备电信网的对称性(构成回路的两根绝缘芯线对地是对称的)、均匀性(在线路的全部长度上传输导线横截面形状及大小、使用材料、导体间的间隔和导体周围的介质都保持均匀不变),因而基本上不具备通信网所必须具备的通信线路电气特性。而宽带PLC系统所产生的电磁干扰问题正是由于电力线的这种对地不对称性产生的。

宽带PLC系统产生两种电磁场,传导波和辐射波。它们都是由共模电流引起的。

电磁干扰源的一般模型如图2所示。

图2电磁干扰的一般模型

根据这个模型,一般认为EMI是由两种电流注入网络引起的,一种是共模电流(Ic),一种是差模电流(Id)。差模电流信号流入的上行方向(设备到网络)产生了一个磁场,而另一个差模电流以同样的强度和领域与第一个在相反的方向上(网络到设备)上产生第二个电磁场。由于两个电磁场对称且方向相反,彼此产生的电磁干扰相互抵消。与差模方式相反,共模电流在同一个方向上,所以产生的电磁场是不对称的,因此总的电磁辐射是两个电磁场的叠加。所以PLC网络的干扰主要是由共模电流引起的。

PLC对无线通信的影响

理论证明,在原有的几百kHz频带内是无法实现Mbit/s级的高数据传输速率的,因此高速PLC技术所采用频带远远超过了低速PLC所规定的频带范围。

目前高速PLC技术所采用的频带也没有统一标准。国际上的实际应用一般集中在1MHz~30MHz。从高速PLC技术的应用模式来看,国际上主要分为两种不同的应用,欧洲的PLC技术主要应用于Internet接入,欧洲电信标准委员会ETSI(theEuropeanTele—communicationsStandardsInstitute)在其技术规范“TS101867”中将1.6MHz~9.4MHz规定为接入应用频带,将11MHz~30MHz规定为室内应用频带。另一种应用方式主要集中在北美,北美的高速PLC技术主要应用在室内联网。

与低速PLC所占的专用频带不同,高速PLC所采用的lMHz~30MHz频带已被分配给其他无线电应用了,如固定业务、移动业务(水上移动、陆地移动、航空移动)、无线电定位、无线电导航、标准频率和时间信号、短波无线电广播、业余无线电业务、卫星业余业务、射电天文和气象辅助等业务。

对PLC而言,首先要考虑是否存在尚没有分配给其他应用的频带:在德国,lMHz~30MHz频带范围内没有分配的频带大约有7.5MHz,但频带不连续,因此对信号的调制技术就会有选择性。OFDM采用多载波技术,因此OFDM可以适应这种频带不连续的情况。对于已经分配的频带,如果PLC系统需要使用,就必须考虑在这些频带范围内的电磁辐射问题,这是因为PLC系统的载波信号能量可能辐射到周围空间,对该频带内的无线电业务造成影响。由于这种干扰来自PLC系统的有用信号,因此PLC干扰源的性质可以定位为有意干扰源。在这种情况下,只能考虑在这个频带内对PLC系统的电磁骚扰进行限制,以保护在这个频带内的无线电业务。就电力分布线和发送线产生的磁场而言,会随着时间变化而改变,与电流大小成正比。PLC在应用频带内的电磁辐射对无线电业务的潜在影响也是目前对PLC应用的主要争议。

测试结果

为了评估PLC室内局域网系统以及PLC接入系统的电磁辐射水平,许多组织及研究机构对PLC的辐射场进行了大量测试[3,4,]。

ET.SIPLT工作组的研究小组进行了如下测试:在传导干扰基本满足CISPR22B类设备规定的最大限值的情况下,测试不同频率、不同距离时电力线的辐射场强,研究是否存在干扰合法短波无线电用户使用的可能性。测试结果如下:

(1)辐射场的场强随距离的增加而快速衰减。测试结果表明,衰减的幅度为距离每增加10倍衰减为31dB~36dB。

(2)在城市内,满足CISPR22的PLC系统产生的辐射场强低于典型的大气和宇宙噪声,不会对其他无线业务产生干扰。但在人烟稀少的农村,在12m~14m的范围内有可能对无线电接收机产生影响。

(3)12m~14m之外,在任何地区,满足CISPR22的PLC系统产生的辐射电平低于典型的大气和宇宙噪声,不会干扰无线电接收机的工作。

也有许多专家对大量PLC系统同时使用时的电磁辐射累积效应进行了研究和测试,其目的在于分析大量PLC系统同时使用时对无线GSM网络,特别是具有高接收灵敏度的GSM中心站的影响。在所测试区域,有一个GSM中心管理站,1433个基站(每个基站的容量为200个用户),终端用户容量为28600个。在该网络覆盖区域内共安装了19个PLC网络。测试结果表明多用户同时使用时,如每个PLC终端注入到低压配电网的信号功率谱密度达10mW/Hz(远高于PLC系统实际注入的功率谱密度),在离PLC网络1500m处,即使是在没有建筑物阻挡的开阔地带,多个PLC系统产生的电磁辐射值也低于大气及宇宙噪声,对环境噪声的增值远小于0.1dB。

对宽带电力线等非无线电设备管理的一些建议

通过对宽带电力线对无线广播通信频率干扰的分析,我们对宽带电力线干扰的机理和防治方法有了较深入的了解。

如何加强对辐射无线电波的非无线电发射设备的管理,特别是像宽带电力线通信这类辐射无线电波的非无线电发射设备的管理,是无线电管理部门需要考虑的问题。

在信息化社会里,无线电频谱作为一种重要的资源,它的作用日益重要。无线电业务已经普及到社会生活的方方面面,各行各业对无线频谱的依赖性越来越强。随着技术的不断发展,各类电子设备等非无线电通信设备广泛应用于社会生活当中,其产生的电磁辐射是无线电通信业务的潜在干扰源。由于这类干扰日益增多,对管理提出了新的挑战。目前对这类干扰查处的主要依据是《中华人民共和国无线电管理条例》第六章和第八章对非无线电设备的无线电波辐射的规定,但力度不够。

对于这些问题,建议在制度方面出台一些具体的规章制度,以便处理问题时有章可循,有法可依。在技术方面应逐步加强对该类设备检测监测技术的研究,在管理方面须加强与不同部门的沟通和协调,实现对这类产品生产、销售使用的有效监管。

结束语

宽带电力线通信的载波频段与其他无线电通信业务共用,而且电力线是一种非屏蔽的通信线路,因此宽带电力线通信在实际工作中不可避免地存在电磁干扰的问题。

随着通信技术的发展、新的调制方式和组网技术的出现,电磁干扰问题将会不断得到改善。基于这种情况,无线电管理者应该坚持科学的态度,既要保证现有的重要无线电业务不要受到干扰,同时要为新技术的发展留出空间,使新旧技术在同一片天空下和谐发展。

河北省无线电管理局廊坊分局张力波

华北电力大学电气与电子工程学院柴守亮

参考文献

[1]李祥珍,刘家亮,赵丙镇,王丽平.电力线高速数据通信系统电磁辐射及应用性能的研究[j].电力系统通信,2003,(4):17—21.

[2]孙辛茹,王乔晨.电力线高速通信技术的现状及发展[J].电力系统通信,2004,(4):3—6

无线通信论文篇4

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。

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Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth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.

[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.

[3]《现代通信原理》曹志刚清华大学出版社.

[4]《无线局域网的安全性及其攻击方法研究》李雄伟,赵彦然;2005年.

无线通信论文篇5

关键词:无线;通信技术;教学反馈

一、传统教学反馈方式研究

在课堂中,“教”与“学”同时进行,进一步说“教”是为了“学”,因此,教师需要用多种反馈方式来了解学生的学习效果,并根据实时的教学情况来调整教学方法、方式。传统的教学反馈的方法主要分为以下四种:1.言语反馈。教师通过课堂提问、课堂讨论以及学生质疑等口头语言交流来分析学生对课堂知识的掌握程度,从而调整教学方法、方式。这种方式缺点是教师得到的反馈信息有些片面,不能全面掌握学生学习情况,同时学生由于缺乏参与感造成注意力分散,导致课堂教学实效的流失。2.书面反馈。教师一般通过黑板板书、课后作业以及课堂测试等手段来观察学生对知识内容掌握程度与存在的问题。这种方式缺点是教师课堂上时间和精力无法对每一位学生进行有效的“教学诊断”,另外学生存在抄袭现象,加大了老师辅佐的难度。3.实物投影展示式反馈。教师通过实物投影展示、多媒体演示的方式展现学生的学习成果,从而了解学生学习存在的一些具体问题,让教师有的放矢地进行课堂教学。这种方式缺点和言语反馈类似,难以保证人人参与,无法准确掌握整体的课堂教学效率。

二、基于无线通信技术教学反馈系统研究

随着无线通信技术的发展,无线通信技术在教育领域的应用已成为当代教学新模式的重点研究方向。目前,应用在教育领域的主流无线通信技术有Bluetooth、RFID、UWB、Wi-Fi、红外等。例如,基于无线通信技术教学反馈系统常见的有红外手持反馈系统如北京松博科技有限公司研发的EZclick表决系统、Interwrite生产的PPS表决系统等、基于蓝牙的课堂反馈系统如华东师范大学硕士研究生周丽捷的研究、将GPS与Android相结合如山西长治医学院计算机教学部魏晋研制的基于Android平台的课堂签到与手机违规监测系统等等几种反馈系统。总的来说,与传统教学相比,基于Bluetooth、RFID、UWB、Wi-Fi、红外等技术的无线反馈式教学系统在以下四个方面占据优势:1.反馈实时性强。无线反馈式教学系统一般采用手机、平板等手持终端与教学服务器进行实时通信,因此,教学反馈信息可以通过“职教云”等网络教学平台实时地显示在投影屏上。与验收课后作业、开展课堂测验等传统教学反馈方式方式相比,无线反馈式教学系统在反馈上更快捷,大大缩短了反馈周期,更能帮助师生发现及解决教学问题。2.反馈覆盖范围广。无线反馈式教学系统组成的拓扑结构是树形或网型,课堂中每一位学生都能使用终端设备将疑惑、感想反馈至网络平台,因此相对于课堂点名答疑和课堂讨论的传统方式来说,无线反馈式教学系统收集到的教学反馈信息更全面,更客观地体现学生的学习水平。3.数据处理效率高。无线反馈式教学系统中网络服务器将一些接收到的教学反馈信息,如签到信息,讨论热度、教学资料浏览情况等,通过预设的算法进行相关处理、统计,进而得到一系列教学指标数据,更加直观、清晰的展示于师生面前。

三、总结

无线通信论文篇6

藏羚羊由于活动范围广,我们可以通过无线传感器传输数据到上位PC机,这些数据制作成一个表,记录藏羚羊经常活动的范围,从而更好地实施保护措施。通过移动GPRS网络为用户提供透明TCP无线远距离数据传输或者透明UDP无线远距离数据传输的功能。监控中心在接到数据以后要完成数据备份,以防止系统故障造成的数据丢失,多数据的传递要完成同步,进而对数据很好地收集和分析;它同时能完成高速、稳定、可靠的TCP/UDP透明数据传输功能。

2工作原理

欲监测和保护藏羚羊,就要建立一个完善的控制管理系统。首先藏羚羊自身的体温和心跳的信息转化成虚拟信息传递到无线传感器,经过A/D转换把虚拟信息转化为数字信息,运用GPRS技术传递到一些基站,这些基站通过信息的整合后,传递给监控中心,该系统根据藏羚羊的心跳和体温来判断其位置和是否安全。传感器设置最高的体温和最低的体温,最大的心跳频率和最小的心跳频率;CC2431完成信息的转换,GPRS无线通信完成数据的远距离传输,监控中心对数据信息进行收集和分析,给出一些判断。

热释电红外传感器和反射式光电传感器有四种测量信号报警上限信号Ps,报警下限信号Px,正常上限信号Pu,正常下限信号Pd。这四个测量信号把藏羚羊的安全分为三个区域。安全区:Pd<P<PsorPx<P<Pd;警戒区:P>Ps;危险区:P<Px;(1)若藏羚羊的心跳和体温大于正常下限小于报警上限或者大于报警下限小于正常下限,说明藏羚羊在正常的活动,它们是安全的;(2)若藏羚羊的心跳和体温大于它的报警上限,这说明藏羚羊有两种可能,一种是藏羚羊大规模的迁徙;另一种是受到盗猎人的追赶,在拼命地逃生。(3)若藏羚羊的心跳和体温小于报警下限,这说明藏羚羊有危险,盗猎人猎杀了藏羚羊死以后温度下降,这时需要最近的藏羚羊保护人员采取相应的措施保护它。通过传感器传递的数据信息,实现藏羚羊保护的及时性和有效性,同时减少了资金的投入、能源的消耗。因为藏羚羊是恒温动物,它会根据外部的温度调节自身的体温一直维持在相对稳定地范围内,这样不管是白天还是夜晚都能够无偏差的监测藏羚羊的安全情况。还能够通过藏羚羊的活动路线和范围,使得人们对于藏羚羊的迁徙和生活范围有更精确地了解和认识,也有利于在迁徙的过程中和生活的范围内,实施一些人为的保护措施。

3结论

无线通信论文篇7

当前,中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点,大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额。移动通信在中国发展十分迅速,中国移动通信的走向一直为世人所瞩目。1987年11月,我国广东正式开通了第一个TACS制式模拟蜂窝移动通信系统,实现了移动电话用户“零”的突破。1994年底,广东又首先开通了GSM数字蜂窝移动通信系统,至1995年,全国已15个省、市也相继开通了GSM移动通信网。迄今为止,全国各省、自治区、直辖市面上都建设了GSM网,实现了国内和国际的全自动温游。目前我国正在积极准备在21世纪初期开展第三代移动通信的商用试验。

从1987年至今,我国移动电话用户数的增长很快,尤其是GSM网更是以人们始料不及的速度在迅猛发展。这主要是因为GSM系统在技术和经济方面均比TACS系统有较大的优势,更重要的是我国在GSM运营领域引入了竞争机制,促进了GSM网的发展。我国的移动通信用户已超过了8000万,位居世界第二。

近10年来,我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步。国产移动通信设备—交换系统、基站和手机等都已经投入生产,并陆续投放市场,第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。可见,中国无线通信在运营业与制造业上已取得了第一阶段的成功。

1、无线通信技术的发展过程

回顾通信发展的历史,我们发现了一个非常有趣有过程:1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展,电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面,通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展,现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮,建设信息高速公路的号角声,信息和知识爆炸式的增长,特别是因特网商用化后的迅猛发展,使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是,问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中,人们更加需要随时随地获取信息,原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在1897年,马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。

20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术,对现今卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输、通用高速有线/无线接入,乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用,发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段;

第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZVHF单工汽车公用移动电话系统MTS.

第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。

第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。

第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行,频段扩展至900MHZ~1.9GHZ,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。

第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动TMT-2000纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的ITU-RTG8/1第18次会议上5类RTT技术标准共6种方案成为最终结果。中国的TD-SCDMA方案也已成为其中之一。应该指出,UTRAWCDMADS及TIAcdma2000MC的相应起步样机已经诞生,包括以GSM、csmaOne后向兼容为基础的第二代半过渡设备(G)EDGE、cdmaIS-95BHDR(2.4Mbit/s峰值速率,64QAM调制)及cdma2000-1X等亦已推出。

此外,为接续Internet移动游览应用的无线应用协议(WAP)与无线连接技术蓝牙(Bluetooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多,如移动卫生系统,蜂窝移动通信系统,集群通信系统,一点到多点微波通信系统,微波蜂窝的无线本地接入系统(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙(Bluetooth)、红外线、DECT、IEEE802.11和共享无线接入协议(SWAP)/HomeRF等系统。继广域网(WAN、Wind、AreaNetwork或城域网,MAN,MetropolitanAreaNetwork)、局域网(LAN,LocalAreaNetwork)之后,最近人们又提出了“无线个域网”(WPAN、WirelessPersonalAreaNetwork)。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间,WPAN成为一个受人瞩目的新热点,WPAN的研究组成立不到1上,就演变为IEEE的专门工作组IEEE802.5(即WPANWorkingGroup,于1999年3月成立),可见其受重视的程度。

比较而言,Bluetooth系统更具有代表性,它正根据WPAN的概念向前发展。事实上,Bluetooth和WPAN的概念相辅相成,Bluetooth已经是WPAN的一个雏形。从它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底,美国的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,与上述5公司一样作为Bluetooth的发起组织,使它在与SWAP、IEEE802.11等类似应用标准的竞争中脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动Bluetooth的发展,Bluetooth的标准是非专利的,Bluetooth已成为目前通信领域的一个新热点,预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之,无线通信技术前景一片光明。

3、今后无线通信技术的趋势

21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面:

(1)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的9.6Kbit/s向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。

(2)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协议(WAP)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进移动业务与IP业务的融合。

(3)信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。

(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡,IP技术将成为未来网络的核心关键技术,IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传统的数据接入接式。以IP为基础组网,开始了移动骨干网IP应用的实践。

4、无线通信技术在数字社区中的应用

无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证,数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便,无论是实验室、办公室还是家庭,计算机及其外设的应用越来越普及,社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话,这将给使用带来很大的不便。Bluetooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境,Bluetooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)、LAN、WAN、xDSL(xDigitalsubscriberloop)等网络的接口协议,其目标是用单一的Bluetooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜认这些工作,将来根据IEEE802.15的发展计划,可以将速率提高到20Mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备,甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包,以便携计算机和掌上计算机为代表,采用无线方式和其他设备或网络相连接,使我们拥有一个可流动的办公室。

Internet和移动通信的迅速发展,使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上Bluetooth系统,既可免去使用电缆的不便,又不可不受内存溢出的困扰,随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Bluetooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。PDA(PersonalDigitalAssistant)装上Bluetooth系统后,采用无线方式收、发E-mail甚至浏览网页将更为方便。Bluetooth的硬件电路可以做到微型化,在Headset上应用非常合适。装上Bluetooth系统的Headset可以使它和手机进行无线连接,也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐,在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给Bluetooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如,Bluetooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或IC锁具有更高的安全性和适用性,各种无线电遥控器(特别是汽车防盗和遥控)比红外线遥控器的功能更强大,在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务(如添茶、加饮料等)将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化,从而随时反映出用户所需要的物品,如果再连接到Internet上的话,可以实现网上购物。

无线通信论文篇8

关键词:可穿戴计算机蓝牙CPRS(通用分组无线业务)USB(通用串行总线)

近年来,可穿戴计算机(WearableComputer,WearComp)悄然成为研究热点,发展势头非常迅猛。可穿戴计算机技术打破了传统的交互模式,使人与计算机成为一体,提高了人的整体交互和计算能力。它提供了一种无处不在的计算和无时不有的交互方式。

可穿戴计算机系统的硬件在应用的促进下得到了长足发展。基于其特点,可穿戴计算机的各个组成部分(终端设备)一般都处于分置状态,即“穿戴”在人体的不同部位。传统的WearComp一般是利用线缆将各终端设备连接到主机的各种接口,使穿戴人肢体活动受到限制且主机的端口显得比较冗杂。而将以蓝牙(Bluetooth)以及GPRS技术为代表的无线通信技术引人可穿戴计算机中,可以进一步使可穿戴计算机的交互方式向移动性、可获取性、自然性和简洁性发展。相对于传统的有线接口方式,无线方式的设计则更具有人性化。其中,蓝牙技术解决了WearComp中各终端设备与主机的通信问题,除去了众多线缆对人的束缚;GPRS技术使得WearComp能够轻松地享受电信服务商提供的各项无线通信业务,且时时在线。另外,蓝牙和USB总线技术的应用使得传统可穿戴计算机过于冗杂的主机接口得以精简。在这些基础上,笔者提出了一种无线通信技术在可穿戴计算机中的应用。

1可穿戴计算机

随着计算机及相关元器件不断超微型化的发展,可穿戴计算机应运而生,是人们追求“计算机以人为本”这一理念和市场需求的必然产物。WearComp是计算机方面具有挑战性的前沿研究领域,是继PC机、笔记本电脑和掌上电脑之后的新一代计算机,也是计算机的尖端技术产品。它拓展了计算机的功能,开辟了新的应用领域,用途广泛,市场潜力巨大。作为新一代计算机(而不是新的机型),可穿戴计算机将形成一个新的产业,并将深刻地改变计算机市场的竞争格局,其社会和经济效益不可估量。

可穿戴计算机在许多领域具有特殊用途,可广泛应用于工业、军事、情报、新闻、医疗、商业、农业、金融与证券、抢险与救灾乃至日常生活等领域。它与UC技术、智能化住宅、智能化商业、智能化交通等相结合将使未来人类的生活方式发生巨大的变革,进入一个高度数字化和自动化的时代。工业是目前最有潜力的应用领域之一,特别是在室外、野外、水下等一些特殊场合,可穿戴计算机将发挥非常重要的作用。例如:大型复杂设备的安装与检修、巡视与检查、采掘、野外勘探等。军事是目前可穿戴计算机另一个最具潜力的应用领域,主要用于侦察、作战指挥、通信、复杂武器系统的操作与维护及仿真演习等。根据不同的用途,可穿戴计算机的种类也是多样化的,分别有侦察兵、炮兵、装甲兵、步兵、后勤人员及飞行员等专用的可穿戴计算机[1]。

可穿戴计算机的主要组成部分包括低功耗嵌入式CPU、多种多样的便携式外设及其接口设备和能量高体积小的电源;基本外设主要有输出设备和输入设备。为了便于携带,输出设备用头盔显示器或眼镜显示器代替了传统的桌面台式显示器,输入设备用语音控制或较少按键的袖珍键盘代替了传统的键盘。另外,根据用户不同的需求,还需配备相应的外部设备,如无线通信设备、语音输入输出设备、图像采集设备、全球定位系统(GPS)以及各种各样的传感器。然而,为了将众多的外设集成在一起,必需将相应的接口电路集成在主板上。所以接口电路设计技术是可穿戴技术中关键技术之一[2]。

可穿戴计算机使人机关系变得非常紧密。同时,由于各种设备装备在人的身上,因此,安装的位置、形状、操作的便捷性等都要与人的自然属性密切结合,形成一个综合的、和谐的人机界面。这对新一代人机交互的研究提出了新的挑战。蓝牙技术的日渐兴起为实现人机交互方式的最大自由度提供了一个很好的解决方案。

2蓝牙技术在可穿戴计算机中的应用

2.1蓝牙技术概述

蓝牙是短距离无线数据的开放性规范。它以低成本近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术最初以取消各种电器之间的连线为目标。随着研究的深入,蓝牙技术已经用于实现网络中的各种数据及语音设备之间的无缝资源共享,以及工业控制网络之中。

蓝牙体系主要由蓝牙主机和蓝牙模块两大结构组成。蓝牙模块中最下层是无线电(Radio),负责最终的物理链接,包括信号的调制、发送和接收。

基带(Baseband):负责基带链路控制器的数字信号处理规范。基带链路控制器负责处理基带协议和其它一些低层常规协议。基带链路控制器中包含三种纠错方案:1/3比例前向纠错(FEC)码、2/3比例前向纠错码、数据自动重发请求(ARQ)方案。

链路管理层(LinkManager):携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。LM能够发现其它远端的LM并通过LMP(链路管理协议)与之通信。

主机控制接口(HCl):通过主机控制接口HCI,可以方便地把蓝牙模块嵌入到各种数字设备中作为一个终端。

应用层:在蓝牙主机上,是一些应用程序。

2.2蓝牙无线个域网

无线个域网WPAN的目的就是为了在小范围内能够将个人设备互联而组成网络。蓝牙作为一种小范围无线连接技术,能够在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据和语音通信,是目前实现无线个域网的主流技术之一。

蓝牙个人区域网PAN有两种应用模型:一种被称为组网络GN(GroupAd-hocNetworking);另一种被称为网络访问点NAP(NetworkingAccessPoint)。这两种实现模式分别有不同的网络结构和协议模型[3]。组网被设计用来允许一个或多个蓝牙设备组成一个局域网络,而网络访问点提供蓝牙设备进入Intemet网络的能力。无论是NAP还是GN都必须提供与TCP/IP和其它网络协议的无缝实现。图1是GN在协议栈部分图示[4]。

根据可穿戴计算机将组成的个域网的特点,采用组网络模型显然是比较合适的。

2.3WearComp蓝牙个域网系统实现

2.3.1系统结构

下面以从事抢险救灾技术勘察工作人员的可穿戴计算机为例,具体介绍蓝牙技术的应用。根据工作人员的实际需求,该套可穿戴计算机应具有头戴显示器、耳机、耳麦、微型摄像机、手写输入板、腕式键盘和无线通信模块等外设。

根据蓝牙个人区域网PAN的组网络GN模式,笔者设计的可穿戴计算机系统结构组成如图2所示。其中各个终端设备和主机均内置了蓝牙模块。

2.3.2可穿戴计算机终端设备和蓝牙技术集成的实现

蓝牙协议支持点对点和点对多点的链接。每个蓝牙的微微网(piconet)中有Master和Slave两种权限,除了Slave和Master以外,各个Slave节点之间也可以通信。在这里只以单个的piconet为主干构建WearComp无线网络。Master节点为WearComp网络主控节点,实现信息的汇集处理功能;Slave节点为无线设备。考虑到各个无线设备之间是互相独立的,信息融合只在Master节点完成,所以仅实现Master点对多Slave点的通信,形成一个星型的拓扑结构。每个piconet有3位地址码,即piconet的容量最多为8个节点,各个Slave节点负责对原始数据的预处理(包括滤波、补偿、数字化等)和处理后数据的发送,上层是基于普通PC机或其他类型上位机(如嵌入式计算机)的Master节点,所有无线设备的信息在这

里进行更高一级处理。

在通用异步收发(UART)模式下,蓝牙模块依照标准接口使用,主控接口HCI已定义好,可以在RS232接口上实现。终端设备模块携带与蓝牙模块兼容的接口,如RS232。通过这个标准接口,终端设备接口模块可以与蓝牙模块连接在一起,实现对蓝牙模块的控制。这样不同厂家生产的蓝牙模块就可以与同一种终端设备衔接。

软件部分:整个系统的应用软件可分为三部分:

(1)运行在上位机上的应用程序,包括面向用户的图形用户界面、面向终端设备接口模块层的操作(主要是对终端设备的控制和通信),以及同蓝牙模块上的HCI固件(firmware)的通信程序。这部分可用面向对象的编程语言实现,把每个终端设备节点作为一个节点类的

实例对象,应用程序通过与实例对应的句柄访问控制各个终端设备节点。

(2)嵌入到终端设备模块的MCU上的程序。针对不同的MCU用汇编或是C语言写成。主要完成原始信息的采集、处理、读取、与HCI固件的通信、利用终端设备接口模块层与上位机通信。

(3)蓝牙模块上的HCI固件固化在蓝牙基带模块的Flash存储器里。通过它实现终端设备模块、上位机中软件与蓝牙硬件的通信。

硬件部分:蓝牙模块采用爱立信公司的ROK101007,由无线电、基带和闪存构成,内置支持HCI的固件,有适于高速数据传输的UART接口和USB接口,也有适于语音传输的PCM接口。功耗小,具有内置屏蔽功能。主机CPU采用嵌入式Pentium,功耗仅为

1.5W,不需要风扇即可正常使用。

3USB接口技术应用子可穿戴计算机

体积小、功能强、设备多、集成度高是可穿戴计算机的主要特点之一。由于可穿戴计算机对多媒体的要求很高,要实现的功能很多,以至于其外设种类很多,所以要求其接口种类也比较多,如串口、MCP接口、USB接口及PCMCIA接口等。若将众多接口都集成在一起,不但设计复杂,而且集成后的体积仍然较大,且其扩充性也较低。USB接口则将这些不同的接口统一起来,使用一个4针插头作为标准插头。在可穿戴计算机的设计中采用USB接口作为主要的外设接口,可弥补上述不足。

具体实现:

(1)硬件部分:在主机端采用PHILIPS公司生产的PDIUSBDl2独立USB控制器。PDIUSBDl2的突出特点是特别适用于便携式USB设备、产品的改型设计,以及需要高速数据传输的数据采集系统。

(2)软件部分:USB设备的软件设计主要包括两部分:一是USB设备端的单片机软件,主要完成USB协议处理和数据交换(多数情况下是一个中断子程序)以及其它应用功能程序(例如A/D转换、MP3解码等);二是PC端的程序由USB通信程序和用户服务程序两部分组成,用户服务程序通过USB通信程序与系统USBDI(USBDeviceInterface)通信,由系统完成USB协议的处理与数据传输。PC端程序的开发难度非常大,程序员不仅要熟悉USB协议,还要熟悉WINDOWS体系结构并能熟练运用DDK工具。

USB总线驱动设计主要包括五部分,分别是向上对USB设备驱动和应用提供的函数接口USBDAPI、向下对主机控制器驱动提供的函数接口HCDAPI、USB系统资源、集线器驱动、系统配置及总线枚举器(如图3所示)。定义好这些接口之后,后三部分可并行设计和开发。

目前嵌入式系统中软硬件产品种类很多。由于本文设计的USB总线驱动与USB设备和USB主机之间通过定义的标准软件接口,对USB设备和USB主机的操作分别通过各自的驱动完成,从而避免了与硬件直接打交道,所以这部分设计与硬件和操作系统的相关性不大,适于各种不同的系统。

4GPRS技术在可穿戴计算机中的应用

4.1GPRS技术概述

通用分组无线业务(GPRS)是在现有的全球移动通信系统(GSM)网络基础上叠加了一个新的网络,’它充分利用了现有移动通信网的设备,在GSM网络上增加一些硬件设备并进行软件升级,形成一个新的网络逻辑实体。它突破了GSM网只能提供电路交换的思维定式,以分组交换技术为基础,采用IP数据网络协议,能够提供比现有GSM网9.6kbps更高的数据速率,其数据速率可达170kbps;它可以给GSM用户提供移动环境下的高速数据业务,包括收发电子邮件、因特网浏览等IP业务功能[5]。

由于GPRS是分组交换技术,应用了统计复用技术,因此GPRS开通的数据通信是按用户数据的传输信息量计费,而不是按传统的按时计费方式,所以对用户而言还可以节省费用。另外,由于GPRS支持X.25协议和IP协议,因此,对于GSM网现有电路交换数据业务(CSD)和短信息业务(SMS),GPRS是补充而不是替代。

GPRS开启了大众移动数据应用的大门。采用GPRS技术,用户可以得到以下好处:只对传输数据收费(实际用量)而对连接间隙不收费;保持永久连接;通过IP的直接ISP接人更廉价;新的应用能够实现真正的插人及操作方案;用户可以即时接人多种服务,如:在上网的同时可以进行语音呼叫;手机的IP功能(互联网、遥测、电子商务等)。

基于可穿戴计算机的可移动性和灵活性,能够与外界进行良好的无线通信成为其必备的功能。因此,笔者为WearComp配备了一个基于GPRS技术的无线网卡。

4.2USB接口的GPRSModem的设计

4.2.1硬件设计

本Modem设计中用到的主要元件包括51系列单片机W77E58、独立的USB接口芯片PDIUSBD12及爱立信公司生产的GPRS模块GM47(如图4所示)。

图4

W77E58是由Winbond公司生产的与51系列兼容的单片机。它支持40MHz晶振频率且缩短了指令周期,具有与51系列兼容的指令集和与80C52兼容的引脚排列,以及32KB的FlashEPROM和1KB的片上SRAM;另外,它所提供的CMOS电平也与GM47模块所提供的CMOS电平完全兼容,无需再进行电平转换。以上这些特性都说明将单片机W77E58用于本Modem的设计是非常合适的[6]。

由PDIUSBD12和W77E58构成的USB接口电路:PDIUSBD12的8位并行数据接人W77E58的P0口,P2.6作为PDIUSBD12的命令或数据的选择线。PDIUSBD12与W77E58的数据交换采用中断方式(外部中断0)。USB设备通过四线电缆接入主机或USBHub,这四线分别是:Vbus(总线电源)、GND(地线)、D+和D-(数据线)。主机通过D+和D-上的电压变化检测设备的状态:刊。

由GM47模块和W77E58构成的GPRS接口电路:作为一种应用终端模块,GM47通过自带的UART端口与控制它的MCU或PC机联系。在UART端口引脚中,RD(串行数据输出)和TD(串行数据输入)作为数据口分别与W77E58的RXD和TXD连接,而CTS(发送清零)、TS(发送请求)、DTR(数据终端准备好)、DED(数据有效检测)作为控制口分别与W77E58的P1.0~P1.3连接。这样就完成了GM47与W77E58的通信控制连接。为了实现GPRS的功能,GM47模块还需要完成SIM卡、天线、电源等部分的连接。

4.2.2软件设计

USB部分:W77E58对PDIUSBD12的控制软件主要完成USB协议处理与数据交换以及其它应用功能程序。在本设计中,要求利用W77E58相对高的处理速度完成可穿戴计算机主机发来的较大数据量的处理(如经压缩过的视频、音频信号等)。

GPRS部分:GM47GPRS模块的软件部分对外提供了一个控制系统操作的AT指令集,通过接收来自UART的AT指令,解释并执行相应的操作,从而实现无线Modem的对应功能。所有的Modem命令都是从一个特定的指令前缀(AT)开始,到一个命令结束标志结束。以下介绍几个常用的AT指令[8]:

ATD//拨号指令:在后面接电话号码,并可通过ME、SM、LD等控制字选择号码的来源是机器、SIM卡或是最近所拨号;

ATH//挂起:提示终止通话;

ATO//返回至在线数据模式:在通话过程中从在线控制模式转换到在线数据模式;

AT+CGATr//是移动终端进入或离开GPRS服务(后接“1”为进入,“0”为离开);

AT+CGDATA//进人数据状态:利用PPP等协议完成将移动终端连接到网络上的操作;

AT+CGEREP//GPRS事件报告;

无线通信论文篇9

IETF最初制定的是sip会话的初始协议,可以用于多方面的通信。Sip是在应用层控制的协议并且它的基础是文本,是独立于底层传输协议的。并且,Sip的用途包括:建立、修改和终止IP网上的双方或多方的通话。这些会话的种类有很多,有多媒体会议、电话呼叫、或者是多媒体会议。Sip压缩技术支持语音通话,可以不用手动输入那么麻烦,并且它还可以定位使用者的位置,以便于能够更快的找到使用者。Sip协议的特点是简单、易于扩展、能够很快实现,这些特点被人发掘并且越来越得到人们的重视,所以现在一些科研人员开始研发一些能够支持和使用Sip压缩技术的多媒体客户端。这一项技术如果研发成功的话,它会成为第三网络和3G多媒体的重要协议。

2Sip压缩技术在无线通信中的应用

随着时代的快速发展,人们越来越多的使用无线通信技术,这也就促使了研发Sip压缩技术的步伐,使得Sip压缩技术在无线通信上有了很大的应用。

2.1Sip压缩

Sip是收集在Sip中出现的字符串,并且对这些字符串进行编码。但是,每个Sip消息的空间中也存在着URI,URI占据了Sip消息中的一些字节空间,这些字节空间有URI的求法,URI中的From和To的字节,还有隐藏在Contact字段中的URI字节。所以,在建立会话的过程中如果出现形成SIPURI的联系人列表是UA和Proxy之间成立的这种情况的话,那么在建立会话的过程中会对联系人列表中的URI字节进行维护和编码,因此,在对每个联系人消息进行编码时可以使Sip信息的头部大小降低。所以,在客户端和服务器之间创建和维护联系人列表是Sip压缩的关键。Sip压缩的前提就是必须对Sip协议进行一定的扩展,在Sip信息的头部可以增加一些区域,用来对终端支持Sip压缩或者是对方使用Sip压缩进行一系列的说明。在满足Sip中要求的基本机制和特定信令压缩参数的要求之下可以支持Sip的压缩,并且可以对Sip信息进行压缩和解压。Sip传输的端口是5060端口,当使用Sip压缩是端口依旧是5060端口,而且这两者会分得很清楚,不会混淆。未压缩消息字节的高位全为1,所以,要判断字节是压缩消息还是原始消息的方法是一个支持Sip压缩的终端是否可以接收到高5位的消息。如果高5位的值全为1,这是原始消息,这就把这些消息直接交给应用层进行应用;如果高5位的值不全为1这就是压缩消息,就要把这些消息转给消息的解压发生器进行解压。

2.2Sip扩展

Sip扩展的目的是能够使Sip压缩技术更好的实现,可以让用户随意选择。现在,有两种方法可以提高Sip整体压缩的效率:(1)动态压缩:通过自己本身已经压缩过的信息来压缩现在正要压缩的信息,这样做的好处是可以节省字节空间。但是,如果要使用自己本身已经发送过的信息,就必须经过压缩处理器的处理。因为如果信息是在可靠的传输层传送,这就能够保证信息的质量,但是如果不是在可靠的传输层,这就不能够保证信息的准确性。(2)共享压缩:通过在压缩的过程中使用自己本省已经接收到的信息来压缩自己要发送的信息。这种的压缩方式在请求的模式中能够获得很好的压缩效果。通过考察Sip协议,可以发现每个用户一般会产生很多相同的信息,这就意味着Sip压缩技术在工作的时候压缩信息的重复度相当高,而且信息冗余度相当高。通常的解决办法是,如果建立一种含有某些重复性词语的字典,这样就会很好地提高压缩处理器的效率。所以说,在Sip的扩展操作中也应用了可以让用户自定义的字典,这样来使Sip压缩效率提高。

3结语

无线通信论文篇10

甚低频范畴内的电磁波,被设定成无线互通必备的这种波形。把无线通信惯用的天线,看成电偶极子。电波传递特有的路径之中,天线运送过来的电波,先要经由覆盖着的上侧层级。例如:通信体系架构内的传导电流,会超出这一范畴的位移电流。选出来的参数,可分成电导率、电磁波特有的角频率、关联着的介电常数。甚低频段特有的区段,会满足拟定好的这一要求。真正去运算时,天线预设的埋深,应被拟定为零。发射天线被安设于地表以下的某深度之处。为此,应把运算得来的数值,乘以选取出来的衰减因子,就得来这一深度。

1.1区分多重区段

线路架设固有的距离、电磁波固有的波长,会表征着不同比值。依循拟定好的这些比值,可把选出来的区域电场,分出四种区段。具体而言,若预设的通信距离偏近,或拟定好的频次偏低,那么这一区段被设定成准静区。伴随距离拓展,细分出来的这些区段,依次设定成近区、中部架构下的中间区、偏远的区段。测量得来的频率范围,关涉着对应情形下的波长。例如:频率被拟定成10k赫兹这一数值以内,那么波长表征的数值,就被限缩在30千米;依循这一递增规律,可以推测得来幅值特有的衰减常数。由此可得,在偏低频次特有的区段内,如上的比值会满足特有的准静区;若拟定好的通信距离,没能超出2千米,那么给出来的通信范围,就被划归为近区。

1.2明晰运算流程

准静区特有的区段之中,应当经由审慎的运算,计算出拟定好的场,同时辨识场的特性。若给出来的频率既定,且通信距离特有的间隔偏近,那么体系架构以内的架设天线,就被看成近似态势下的恒流偶极子。场强及关联着的电流矩,会凸显出正比的关联;然而,场强与运算得来的电导率、场地固有的水平距离,却带有反比的关联。若拟定好的频率升高,则原初的这种距离,就会快速缩减。如上的运算中,没能考量偶极子特有的埋设深度。真实态势下,水平方位的这种偶极子,会被安设于特有高度的通信线路之内。真正去计算时,还应在拟定好的公式之中,添加衰减因子。

1.3埋地范畴内的偶极子

甚低频架构下的无线通信,拟定好的电场,会跨越这一范畴中的准静区、关联着的近区。接纳过来的信号,主要依凭运输特性的天线。为获取各个层级内的场强数量级,有必要明晰多重参数的更替规律。接收点区段之中的原有场强,会随同变更着的参数,而不断更替。例如:发射天线预设的埋设深度,被拟定成300米;拟定好的这种长度,表征着水平方位的电偶极子。运算得来的电流矩,会达到100A每米。天线固有的上侧区段,覆盖着等效特性的电导层。这一层级固有的电导率,被测定成每米0.018S。由此可推知,划分好的通信范畴,应被涵盖在准静区。把如上的条件,带入给出来的公式,就能明晰接收点关涉的电场;还能明辨电场随同频率而更替这样的规律。若选出了既定的一点,则可以明辨通信距离特有的彼此关联。

2应注重的事宜

依循地层固有的多样磁性,可以辨识这一层级以内的磁导率。除了带有铁磁特性的这种物质,其他范畴之中的关联物质,都很近似拟定好的真空状态。预设的介电常数,关联着极化场这样的频率;介电常数特有的测定及运算,也关涉周边范畴中的环境。干燥特性的区段环境,对于固定着的多重频率,都会保持恒定。潮湿特性的环境,对于关联着的声频,会凸显明晰的干扰。这样测定出来的电导率,会相差偏多的数量级。拟定好的这一电导率应被设定为恒定。为便利接续的通信设计,依循穿透点布设着的大致方向,可以经由运算,得来等效态势的电导率。把测算得来的这种参数,简化为惯常见到的、均质架构以内的电磁波,并拟定可用的穿透模式。等效情形下的电导率,可被概要拟定成平均值。在如上的运算中,应被涵盖的关联参数,包含总体的线路长度、线路固有的导体状态。依循通信地点特有的布设状态,得到平均态势中的电导率。

3结束语