超宽带无线通信技术的新进展解析
2005年1月
第27卷第1期
系统工程与电子技术
Systems Engineering and E lectronics
Jan.2005V ol 127N o 11
收稿日期:2004-01-13;修回日期:2004-08-31。
基金项目:国家自然科学基金项目(60372097;北京市自然科学基金项目(4052021;韩国仁荷大学IT 研究中心项目(Z NAA UW B -ITRC 资助课题
作者简介:李育红(1971-,女,工程师,博士研究生,主要研究方向为宽带无线通信等。
文章编号:10012506X (20050120020205
超宽带无线通信技术的新进展
李育红,周正
(北京邮电大学无线网络实验室,北京100876
摘要:首先简要介绍了超宽带(UW B 的系统性能特点及UW B 的调制与多址接入技术,然后着重讨论了UW B
的最新进展,包括:IEEE 802.15.3a UW B 多径信道模型,UW B 的多入多出(MI M O 系统,UW B 的正交频分复用(OFDM 系统以及定位于低速无线个域网(LR -
WPANs 的802.15.4a 标准。最后提出几个值得探索的研究方向,如:寻求一种新的适合分析非正弦窄脉冲的UW B 系统的无线通信理论等。
关键词:无线通信;超宽带;超宽带多入多出系统;超宽带正交频分复用系统;低速无线个域网中图分类号:T N915.1文献标识码:A
Updated progress in ultra 2wideband radio communications technology
LI Y u 2hong ,ZH OU Zheng
(Wireless Network Lab ,Beijing Univer sity o f Posts and Telecommunications ,Beijing 100876,China
Abstract :S ome general system characteristics ,m odulation techniques as well as multiple access techniques of Ultra 2W ideband (UW B are introduced briefly.F ocusing on the key advances of UW B ,UW B channel m odel proposed by the IEEE 802.15.SG 3a ,UW B multiple 2input multiple 2output (MIM O systems ,UW B orthog onal frequency divi 2sion multiplexing (OFDM systems and the IEEE 802.15.4a standard for low rate w ireless personal area netw orks (LR 2WPANs are discussed.Finally ,several valuable research directions are put forward ,such as seeking a new w ireless communications theory adapted to analyze nonsinusoidal UW B im pulse radio ,etc.
K ey w ords :w ireless communications ;UW B ;summary ;UW B 2MIM O ;UW B 2OFDM;LR 2WPANs
1引言
未来无线通信系统是广域网(W ANs 、无线局域网(W LANs 、无线个域网(WPANs 、无线体域网(W BANs 、移动自组织网(ad 2hoc 和家庭网等的有机结合[1]。其中短距离无线通信的地位日益重要,它正如一种数字化的神经末梢将各种终端设备连接在一起和骨干网络共同形成一个无缝的连接。可是正当人们充分享受现代无线通信带来的种种便利和乐趣时,可利用的频谱资源却日趋紧张,而这时一种与
其它无线技术共享频带的超宽带(UW B 无线通信技术带来了全新的通信方式和频谱管理模式,为解决日趋紧张的频谱资源难题提供了新的解决方案。
美国联邦通信委员会(FCC 对此项新技术进行反复论证,认为超宽带系统可以在3.1G H z ~10.6G H z 之间以有限功率运行并于2002年2月14号[2]正式批准了将UW B 技术应用于民用通信的议案,因而UW B 无线通信技术受到世界各国的普遍关注,现在全球标准化组织正在积极地进行超宽
带标准的制订工作。
UW B 在无线通信领域的创新性及巨大潜力使得学术
界、科研院所、各大公司及各大设备制造商不惜巨资,竞相研究、全力打造超宽带网络及相关产品。目前,UW B 方面的产品及专利不断问世,最直接的体现就是2004年5月在日本京都举行的UW B 国际会议“UW BST &IW UW BS 2004”上,展示了UW B 方面的前沿动向及最新研究进展。
2超宽带无线通信技术简介
2.1超宽带定义
根据FCC 对超宽带的定义,超宽带是指信号的-10dB 相对带宽超过中心频率的20%或-10dB 绝对带宽超过500MH z 。其中相对带宽η定义为
η=2×
f h -f l
f h +f l
式中:f h ———频谱上界,f l ———频谱下界。UW B 信号(-10dB 带宽超过500MHz 的时域、频域波形与传统窄带信号(最下
面一个的比较[3]如图1所示
。
图1UW B 信号的时域、频域波形与窄带信号比较
2.2超宽带系统的主要性能特点及技术优势
超宽带优于其它无线通信方式,其主要性能特点及技术优势表现在以下几个方面。
(1超宽带带来了全新的通信方式及频谱管理模式
多年来,传统的无线通信技术大都是基于正弦载波的,而消耗大量发射功率的载波本身并不传送信息,真正用来传送信息的是调制信号,即用某种调制方式对载频进行调制。而超宽带系统属于无载波方式,即不使用正弦载波信号,直接调制超短窄脉冲,从而产生一个数G H z 量级的大带宽。这种传输方式上的革命性变化将带来一种崭新的无线通信方式。
作为一种与其它现存传统无线技术共享频带的无线通信技术,对于目前日益紧张的、有限的频谱资源,超宽带技术有其独特的优势,全球频谱规划组织也对其表示
高度关注和支持。所以,超宽带不仅仅只是一项革命性的技术,它更是一段免许可证的频谱资源[3]。目前FCC 开放的频段是
3.1G H z 到10.6G H z ,共7.5G H z 的带宽。
(2系统结构简单,成本低,易数字化
UW B 系统发射和接收的是超短窄脉冲,无需采用正弦
载波而直接进行调制,所以超宽带无线通信系统不需要复杂的锁相环、混频器及中频放大等,它只需要一种数字方式来产生超短窄脉冲,易数字化,系统实现比较简单,系统功耗和成本也随之降低。实际上,已经有公司将这种系统集成到单芯片上。
(3抗多径衰落
多径衰落一直是传统无线通信难以解决的问题,而UW B 信号由于带宽达数G H z ,具有高分辨率,能分辨出时延达ns 级的多径信号,而正好室内等多径场合的多径时延一般也是
ns 级的,这样,UW B 系统可以在接收端实现多径信号的分集
接收。UW B 信号的抗多径衰落的固有鲁棒性特别适合于室内等多径、密集场合的无线通信应用。
此外,UW B 还具有超高速、超大容量、抗截获性好等诸多优点,超宽带的低功耗特点对于用便携式电池供电的系统长时间工作是非常重要的。
3超宽带无线通信系统中的
调制与多址技术
调制技术是影响超宽带无线通信系统性能指标的关键
因素之一,故调制方式的选择至关重要。影响调制方式选择的因素有两方面[4]。第一,调制方案的选择必须保证较高的功率,即对于给定的单位比特能量调制必须提供最佳的性能,减少误码。第二,传统的窄带系统是带宽受限,而UW B 系统是功率受限,这个根本区别影响到UW B 系统的调制方式和编码技术的选择,调制方式的选择影响信号功率谱密度,要求调制信号具有平坦的功率谱分布。
目前,UW B 采用的调制方式有M 状态Walsh 码调制[5]、脉位调制(PP M [6]、脉冲幅度调制(PAM [7]、通断键控(OOK 调制[8]及二进制移频键控(BPSK 调制[9,10],而BPSK 又分为跳时(TH 二进制移频键控调制和直扩(DS 二进制移频键控调制。其中PP M 、PAM 、OOK 及BPSK 比较常用,这4种不同的超宽带脉冲调制信号波形如图2所示
。
图2不同的超宽带脉冲调制信号波形
比较以上4种不同调制方式的功率效率,OOK 和PP M 具有相同的功率效率;PAM 效率稍差些;而对于跳时多址接入系统,在相同用户数的情况下,PAM 的性能明显优于PP M [11];BPSK 对于相同的比特能量有最大的符号间距,在获得相同误码率的情况下与其余3种调制方式相比效率最高。
全面考虑多址性能、实现难易、可靠性及有效性等多方面因素,UW B 系统目前广泛采用的是TH 2PP M 及TH/DS 2BP 2SK,其区别在于[12]以下两方面。
(1在采用匹配滤波器的单用户检测情况下,TH 2PP M 性能不如TH/DS
2BPSK 。对于TH 2BPSK 和DS 2BPSK,在传输速率低时,由于DS 2BPSK 受远近效应的影响比TH 2BPSK 大,宜采用TH 2BPSK 方式;而在传输速率比较高时,宜采用DS 2BP 2SK 方式。
(2在采用最小均方差(M MSE 检测方式的多用户接收机情况下,传输速率低时TH/DS 2BPSK 和TH 2PP M 的性能差别不大,而在传输速率比较高时TH 2PP M 性能不如TH/DS 2BPSK,宜采用TH/DS 2BPSK 方式。
除TH 2PP M 及TH/DS 2BPSK 之外,还有其它多址方式,如:伪混沌跳时多址方式(PCTH [13]等。
值得一提的是,在UW B ad 2hoc 网络应用中,H orie W 和
?
12?第27卷第1期
超宽带无线通信技术的新进展
Sanada Y 提出了一种可变扩频因子的直接序列扩频码分多
址(DS 2C DM A 方案[14],为保证接收信号单位比特信噪比恒
定,扩频因子的增加应和信号传输距离的平方成正比,这样可以实现各种距离的高速数据传输。然而,随着距离的增加,丢包数随之增加。为了解决这一问题,需要使用M AC 协议。而采用多信道载波检测多址接入(CS M A ,CS M A 协议是M AC 协议的一种方案[15~17],分配专用信道用于载波检测,可以较好地解决这个问题,但却降低了系统性能。H orie W 和Sanada Y 又提出了采用特定组合扩频码用于载波检测的CS M A 方案[18],改善了系统性能。
另外,在2004年5月的UW B 技术国际专题研讨会上,展示了日本的NICT 与NEC 公司等共同研制的采用BPSK 调制方式的UW B 技术[19],数据传输速度可达100Mbps ,因为没有使用模数转换器,电路结构较简单。
4UWB 信号的传播特性与信道模型
信道建模是研究和分析无线通信系统性能的前提,虽然
已有文献提出室内窄带信道的测试方法和信道模型[20~23],但因为测量带宽等因素的限制,它们不适合UW B 系统应用。因为UW B 信号是具有纳秒级的超短脉冲,其信道模型的建立与选择有别于传统的无线衰落信道。尽快建立一种既能准确描述UW B 信号传播特性又便于理论分析和仿真的、具有通用性和实用性的UW B 信道模型是一重要研究课题。已经有不少学者做了这方面的许多工作,比较关注的是由Cas 2sioli D 等提出的随机抽头延迟线(ST D L 模型及Intel 提出的后来成为IEEE 802.15.3a 多径信道模型标准的基于修正的S 2V 模型。
IEEE802.15.SG 3a 研究组于2003年7月召开的信道模型分会上发布了UW B 室内多径信道模型(IEEE802.15.SG 3a ,2003标准。该信道模型基于由Saleh 和Valenzuela 提出的著名的S 2V 模型,为了能更好地吻合实际测量结果,主要做了如下修改[11]。
(1将表征多径增益幅度的统计特性由原来的瑞利分布改为对数正态分布;
(2信道系数用实数而不是复数表示。
IEEE 工作组发布的多径信道模型的信道脉冲响应可以表示为
h (t =X
∑N
n =1∑
K (n
k =1
αnk
δ(t -T n -τnk
式中:X ———代表信道幅度增益的对数正态随机变量,N ———
被观察的群数,K (n ———第n 群内的多径分量数;αnk ———第n 群中第k 个多径分量的增益系数,T n ———第n 群的到达时间,τnk ———第n 群中的第k 个多径分量的时间延迟。信道系数αnk 可以表示为
αnk =P nk βnk 式中:P nk ———一离散的随机变量,βnk —
——第n 群中第k 个多径分量的对数正态分布信道系数,可以表示为βnk =10
x
nk
20,x nk ———一高斯随机变量。
其中,群到达时间T n 和群内延迟τnk 均呈下列分布
[24]
p (T n /T n-1=Λexp [-Λ(T n -T n-1],n >0p (τnk /τ(n-1k =λexp [-λ(τnk -τ
(n-1k ],k >0式中:Λ———群到达速率,λ———群内多径分量的到达速率。
不同的UW B 波形有不同的带宽及不同的多径分辨率,
IEEE802.15.3a 允许对上述模型进行修改以与相应的仿真及
分析相匹配。IEEE802.15.3a 信道模型为以后研究UW B 系统提供了一个好的参考和借鉴,已经有一些学者基于此模型在这方面做了比较深入地研究。
(1基于IEEE802.15.3a UW B 多径信道模型,将预RAKE 分集接收技术应用于UW B 系统[25],获得和RAKE 分集接收同样的性能,并在保证较低误码率的前提下,降低了接收机的复杂度;
(2基于IEEE802.15.3a UW B 多径信道模型,研究UW B 与通用移动通信系统(UMTS 、802.11a 的共存问题[26],UW B 与窄带蜂窝系统的共存[27]及UW B 系统的多用户干扰问题[28];
(3基于IEEE802.15.3a UW B 多径信道模型,研究采用PAM 调制,跳频多带UW B 系统的误码性能分析[29]。
在2004年5月19日于日本京都举办的“UW BST &
IW UW BS 2004”UW B 国际专题研讨会上,NEC 公司报告了他
们的电波传播解析工具“RADI OSC APE 2UW B (RS 22000”的最新研究成果[30]:就UW B 信号的传播特性,设定了是否存在无线LAN 干扰两种测试条件下的模拟结果与实测结果都接近一致。NEC 的RS 系列是一种模拟无线LAN 、蓝牙及UW B 等无线系统传播特性的工具,可以对UW B 的衰减以及与
IEEE802.11a 相互干扰进行模拟实验。
5超宽带的多入多出系统
作为无线移动通信领域智能天线技术的重要进展,多入多出(MI M O 技术能在不增加带宽和发射功率的情况下成倍提高通信系统的容量和频谱利用率,因而成为新一代移动通信系统的关键技术及热门研究课题。
MI M O 系统的多入多出是针对多径无线信道而言,大家
知道,多径会引起衰落,通常是不利于通信的因素,而MI M O 系统却将多径作为一个有利因素利用,MI M O 系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线和多通道,使用多天线来抑制信道衰落。MI M O 将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化,从而实现高的通信容量和频谱利用率,同时可提高信道的可靠性,降低误码率[31]。
将MI M O 技术用于UW B 系统具有很高的链接可靠性和速率适配能力[32],与窄带无线通信系统不同,UW B 系统中多径衰落的影响要小得多,因为UW B 非常窄的脉冲在多径传播时引起大量独立的衰落信号分量能够被分辨,从而能实现有效的多径信号分集接收。UW B MI M O 系统能够在时域上很好地解决有害的码间干扰和信道间干扰问题,原因在于接收信号具有良好的自相关及互相关特性[32,33]。
?22?系统工程与电子技术2005年
6超宽带标准制订中的
多频带与单频带之争
目前,国际上超宽带标准的制订中,竞争异常激烈。比较引人瞩目的主要是以Intel 、TI 等为首的多频带联盟和以X tremeS pectrum 、M otorola 等为代表的单频带方案,即多频带提案和单频带提案之争。所谓单频带系统是指冲激无线电的超宽带方案,FCC 规定UW B 系统可利用的频谱范围是3.1G H z ~10.6G H z ,共7.5G H z 带宽,单频带将整个7.5G H z 作为一个频带使用。而多频带系统是将FCC 开放的7.5G H z 划分成15个左右的子频带,在每个子带上再通过采用OFDM 技术实现高速无线通信,即所谓的超宽带正交频分复用系统(UW B 2OFDM 。从频率坐标轴上看,多个频带呈并列形状,因此而得名。图3是一个单频带系统与一个划分成15个左右
的子带的多频带系统的简单示意[3]。
图3单带系统与多带系统比较
图3中两个系统信号传输速率是200Mb/s ,都是每5ns
传输一个信号,但多频带系统使用15个子带轮流传送信号,两种系统具有相同的信噪比。
虽然多频带联盟在2003年7月的IEEE802.15.3a 会议上占了上风,但并未达到要求的75%的选票,在随后的会议上,也未达成一致意见,超宽带的标准目前仍在协商。
在2004年5月于日本京都举办的UW B 技术国际会议上,展示了由德国一家公司首次采用C M OS 技术研制的可生成3G H z ~7G H z 载波的频率合成器[34],这种频率合成器可生成多频带OFDM 载波、实现高速跳频,是多带UW B 系统射频电路的核心及关键技术。
7UWB 在低速WPAN 中的应用
值得关注的是802.15.4a S tudy G roup (SG 4a 的成立,现在该组织试图将UW B 作为802.15.4低速WPAN 的一个可选的物理层解决方案,802.15.4a 在无线个域网中的位置如图4所示[33]。
最新定义的物理层支持的关键技术包括精确定位(从三英寸到三英尺并支持多种设备的协同定位[35]。网络可以按比例增加到一百万个节点并且相关联的UW B 设备可以无
缝地运行在充满噪音和干扰的环境中,同时只需要不到1mW 的功耗,并有望实现每个单芯片的成本少于1
美元。
图4低速UW B 在无线个域网中位置
SG 4a/802.15.4a 的兴趣点主要集中在高精度定位能力、
超低功耗、覆盖范围、低成本等方面。由于传感器网络等应用需求的出现,低速WPAN 的发展空间十分广阔。
目前,IEEE802.15.4a 低速无线通信标准正在制定中,其标准由IEEE802.15下属负责PAN 的工作小组TG 4a 来制订,计划2006年发布。
8未来可探索的研究方向
虽然UW B 无线通信技术的标准还在制订中,可是在学术界、产业界特别是FCC 的大力支持下,UW B 终于迎来了自身发展的良好机遇。已有多项UW B 方面的专利和多种UW B 产品问世,在军事和民用领域都取得了前所未有的发展。UW B 的潜在应用价值及巨大市场前景已得到业界普遍共识,但机遇与挑战共存,UW B 也带来了许多新的、挑战性的课题及值得探索的研究方向。
因为UW B 是一种与现存无线通信系统共享频带的技术,UW B 设备与传统窄带业务之间的兼容性及如何共存是非常有现实意义的研究方向。国际电联第一研究组(IT U 2R SG 1于2002年召开的全体会议上,确立了关于“使用超宽带的无线电设备与无线电通信业务之间兼容性”的研究课题。而且IT U 2R 已成立了TG 1/8小组,专门负责有关UW B 电磁兼容等国际标准的制订。近来,IT U 2R SG 1国内对口研究组也正在积极开展UW B 电磁兼容方面的研究工作,例如,国家无线电监测中心和北京邮电大学等合作设立了这方面的研究课题,对在我国开展这方面的研究起到了很好的促进作用。
目前,信息产业的发展日新月异,国家骨干网络架构业已基本形成,为短距离无线通信提供了良好的发展契机。UW B 作为下一代短距离无线通信的最佳候选技术更是受到世界各国的关注。我国也高度重视这项革命性的无线通信新技术,我国863
计划设立了“超宽带无线传输技术的研究与开发”的研究课题,而2004年国家自然科学基金也将超宽带高速无线通信列为重点项目。
现在,国内许多大学都在开展UW B 无线通信技术的研究和开发,其中北京邮电大学也正积极地进行超宽带方面的研究工作,目前承担着国家863、国家自然科学基金和教育部科技研究重点项目等诸多有关超宽带方面的研究课题。已有的研究成果包括一种新颖的超宽带无线通信多址接入方
?
32?第27卷第1期超宽带无线通信技术的新进展
式[36]等。
时域超窄、频域超宽是UW B脉冲最基本的特征,UW B不同于传统的无线通信技术,已经不能用原来建立在正弦波基础上的传统无线通信传输理论和方法进行研究和分析。如何针对UW B脉冲的特点,在传统的电磁场与电路理论等的基础上,充分利用现代信号处理的最新成果,探索出一种新的适合分析超宽带系统的无线通信传输理论,是非常有意义的研究课题。
此外,目前UW B研究与开发的领域还包括以下几方面。
(1研制高性能的UW B无线传输实验系统。
(2从新的角度,探索超宽带天线的设计与分析方法并研究UW B天线与收发前端的联合优化设计理论。
(3研究UW B可控窄脉冲的产生、UW B信号的传播特性、UW B信道模型、信道估计及信号检测技术。
(4研究超宽带无线技术的快速同步捕获与跟踪、多址技术等。
(5研究适用于超宽带无线通信系统的调制、解调技术及数字编解码技术。
(6研究超宽带的MI M O系统。
(7研究超宽带ad2hoc无线通信网络;研究基于UW B的无线IP协议;研究基于UW B的ad2hoc网络与蜂窝网的结合,利用ad2hoc网络节点的多跳转发功能,提高小区边缘的数据传输率及接入率。
9展望
从以上讨论可以看到,作为迅速发展的新一代短距离无线通信的最佳候选技术,UW B正引导着一场无线通信领域的革命,UW B技术打破了传统的建立在正弦波及傅立叶变换基础上的电磁场及电路理论,因为有500MH z以上极宽频谱的、非正弦窄脉冲的UW B信号的存在,使得传统的基于正弦电磁波及傅立叶变换的频域分析等传统的无线通信传输理论和方法已经不再适合。目前,UW B以其独特的系
统优势及巨大的市场潜力吸引了世界各国众多知名高科技公司及科研机构的高度关注。UW B作为一项革命性的技术,正以一种崭新的、前所未有的通信方式改变着我们的观念和生活,给我们带来越来越多的生活便利,随着FCC准许UW B技术对民用的开放、UW B技术研究的进一步深化,还将开发出许多潜在的应用。我们有理由相信,随着各国科研人员的进一步努力及合作,超宽带技术将会更加完善、更加有效地服务于人们生活的各方面。
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2
?系统工程与电子技术2005年
第 27 卷 1 期第一种 MIMO 复杂过程的模糊建模新方法?9 9 ?对于MIMO 复杂过程 ,若控制变量之间存在耦合 ,需要在模糊模型前件变量的选择上采取针对性的措施 ,即将有耦合关系的变量均作为模糊模型前件中的输入变量 ,使存在的耦合关系反映在模型中 ,从而可用文中所述的方法进行有效建模。数据 ,就可以用一组模糊推理规则来描述其行为特性 , 而如何建立模糊推理规则模型是模糊系统研究中的关键问题之一。本文将文献 [6 ] 中针对 MISO 复杂系统提出的基于过程输入输出数据变化关系的模糊建模方法作了进一步扩充 ,将这一方法推广到MIMO 复杂系统的情况 ,仿真结果表明所述建模方法是有效的 , 而且建起的模糊模型有较好的泛化能力。另外 ,由于按照文中方法得到的实常值后件模糊模型具有结构简单、设计参数少的优点 , 因此所述模糊建模方法对于实时模糊控制算法的研究具有重要的意义。参考文献 : [1 ] Zadeh. L A. Outline of a new approach to the analysis of complex systems and decision processes[J ]. IEEE T . on SMC ,1973 , SMC - 3 , 28 - 44. rans [ 2 ] Sugeno. M , Yasukawa T. A fuzzy - logic - based approach to qualitative modeling[J ] . IEEE Trans. on Fuzzy Syst . ,1993 (1 : 7 - 31. 图1逼近性能仿真结果 [ 3 ] Mamdani E H , Assilian ,S , An experiment in linguistic synthesis with a fuzzy logic controller[J ]. Int. J . Man - Machine Studies , 1975. 7 : 1 - 13. [4 ] T akagi T , Sugeno M. Fuzzy identification of systems and its applications to modeling and
control[J ]. IEEE T . on SMC ,1985(1 : 116 - 132. rans [5 ] 朱文彪 ,孙增圻 ,常佶 . 模糊
推理与复杂过程建模 [ A ] . 1999 年中另外 ,上述方法是根据过程输入输出数据进行模糊建模的 , 因此为了获得满意的模型 ,要充分激励复杂过程以使过程特性反映在输入输出数据中 ,从而使所建立的模糊模型能全面表征过程特性 ,但对于有不确定
项存在的复杂过程 , 获得全面反映过程特性的输入输出数据难度较大 ,如何用文中的方法有效地进行建模还有待下一步深入研究。国智能自动化学术会议论文集( 上册 . 北京 : 清华大学出版社 , 1999. 445 - 450. [6 ] 朱文彪 ,孙增圻 ,陈伟基 . 基于
过程输入输出变化关系的模糊建 5结束语通过上面的讨论看到 ,对于一个难于建立精确数学模型的 MIMO 复杂过程 ,若能获得全面反映过程特性的输入输出 ( 上接第 24 页 [ 21 ] Rappaport T S , Seidel S Y, Takamizawa K. Statistical channel impulse response models for factory an open plan building radio communication system
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无线通信技术应用及发展
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/e316813601.html, 无线通信技术应用及发展 作者：郭永刚路彬 来源：《电子技术与软件工程》2018年第19期 摘要 无线通信技术作为推动我国经济不断向前发展的重要力量，不仅促使我国生产力水平不断得到提升，而且还有效改善了人民的日常生活质量，并在电力系统之中得到了广泛的应用与发展，特别是在电力通信方面起着关键的作用，为我国电网建设提供了全面的技术保障。安全有效的电力系统可以在各个方面合理地分配电能，遇到电力系统事故可以予以及时的解决。电力通信系统作为电力系统的重要组成成分，能够促使电网调度工作达到自动化以及现代化的目的，并且从根本上保证电网的安全性以及经济性。 【关键词】无线通信技术应用发展 随着我国经济发展水平的不断提升，科学技术的不断进步，促使现代通信技术变得更加科学化以及数字化。由于当前信息知识更新速度较快，而且经济发展速度呈现高度上升趋势，使得人们在信息获取方面提出了更高的要求。为有效解决无线通信技术在使用过程中出现的问题与矛盾，必须要全面秉持创新理念，综合运用与之相关的技术手段来予以解决，从而在最大程度上满足人们在信息获取方面所提出的各项需求，并为其不断提供多方面的信息资源，为科学规划工作的顺利开展奠定良好基础，推动无线通信技术蓬勃发展。 1 无线通信技术的发展 1.1 无线通信技术的联合化与集成化 全面结合我国当前资金状况、技术水平以及市场需求等相关方面的内容，将会采用融合方式来对目前的无线网络开展异构网络的联合工作，从而促使通信网络的形成，并成为无线通信技术发展内容之一。现阶段，我国网络融合形式包括：接入网、核心网融合以及业务融合等，对于选择不同的网络来实现接入工作时，需要先对其开展协同工作，从而促使无线网络的使用者达到无线漫游的目的。在构建未来通信终端时，需要为其添加配置能力，并不断提升该项能力，便于计算机与通信技术进行全面的融合，而且在该种技术下通信终端便不会接收到用户的干预内容，同时还可以为用户提供丰富多样的网络接入方式，便于其随时展开网络监控工作，及时更新升级与之相关的软件。除此之外，由于时代不断进步，人们需求水平不断提升，因此未来无线通信技术的构建要全面符合时代发展特征以及全方位满足用户提出的各项需求，而且无线通信技术要保证能够实现多种功能集成的目的，例如语音、数据以及图像业务的综合、无线传输模块的综合等。 1.2 无线网络通信技术的有效融合
浅析无线通信网络技术及发展趋势
浅析无线通信网络技术及发展趋势 发表时间：2018-11-16T09:48:48.303Z 来源：《基层建设》2018年第30期作者：戴山壮[导读] 摘要：近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。 中国移动广东有限公司东莞分公司 523129 摘要：近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。本文探讨了光纤通信技术的特点以及发展趋势，旨在为下一步的研究工作指明方向。 关键词：无线通信；网络技术；网络安全 现代科技的发展使得通信技术得到较快发展。在通信产业高速运行的中国，也让人感受到通信市场竞争越来越激烈。各通信公司争先强化通信网络的建设工作以赢得市场份额。可以说，通信网络的建设是保证营运商赢得市场的关键。然而在其建设中不可避免的出现了很多网络安全问题，直接影响了通信网络服务质量，降低了人们的生活安全度，甚至威胁着人们的隐私权和国家的信息安全。 1通信网络建设中不安全问题存在的特点 各种通信建设项目都存在着这样或那样的安全问题，通信网络建设也不列外，其建设过程中同样充满了各种大大小小的风险。然而，有时仅以人的力量是无法控制这种不安全问题的不确定性的，因为它们有些是由客观因素造成的，有些又是由人为因素造成的。我们能做的就是在建设过程中控制那些可以预见的不安全因素，把建设中的不安全因素降到最低，减少损失度，尽量保障公民与企业与国家的信息安全。通信网络建设除具有一般网络建设中的不安全因素的特点外，还具有它自身独特的的特点： 1.1 不安全因素存在客观性 通信网络建设中的不安全问题有着一定的客观性，如客观存在对网络有害的地质环境等。 1.2 不安全因素存在主观性 由于社会的不安定因素的存在，在通信网络建设中还存在人为破坏网络安全的主观因素。 1.3 不安全因素存在偶然性 任何一种风险都存在着偶然性，网络建设过程中的风险不安全因素也同样，有时因多种其他因素引起的偶然性原因造成。 1.4 不安全因素存在必然性 在经过大量的不安全因素的事故资料研究后，我们发现通信网络建设过程中存在着某些必然发生的不安全因素，需要我们找出规律，有效避免。 1.5 不安全因素存在可变性 在通信网络建设过程中，各种不安全因素会随着项目的进度而变化，因此在建设过程中的任何一个时期都要注意这些可变性的不安全因素。 2通信网络建设的中存在的不安全问题 2.1 通信网络建设中设备因素 通信网络建设过程中需要大量网络建设本身的设备如大型交换机、服务器、光纤、光缆、电缆和相关土建的大型设备，这些与网络计算机相关的设备的易损性也极大地影响网络安全，同样如果这些网络设备本身存在质量问题，将极大关系到通信网络建成后的通信网络质量。 2.2 通信网络建设中系统平台问题 如果说通信网络建设中，硬件好比是一个人的躯体，那么软件平台就相当一个人的中枢神经，软件平台质量的好坏，包括此平台的运行是否稳定，后续售后服务是否到位，软件平台是否可以升级，是否具有可持续发展性，都大大地关系到通信网络建设中的安全问题。另外由于目前我国通信系统所使用的软件平台多是商用软件或是在商用的基础上加以改进的，因此源代码的不安全性，是通信网络建设中的一个重大的安全隐患。 2.3 人类或动物因素的破坏 人为因素的破坏主要由两部分组成，一是人类活动的无意识的偶然性的破坏，如在建筑过程中将通信网络的光缆挖断等；二是人们主观性有意的破坏活动，有的甚至是一种犯罪活动，如偷挖光缆，或是因某种行业竞争进行网络破坏，或是损害社会利益破坏通信网络建设的一种行为。动物破坏网络建设的安全问题一般都比较小，影响面不大，一般指被动物咬断光纤，咬断网线的一些偶然性的事件。 2.4 自然灾害的影响 近年来，地球上的自然灾害频发，如海啸、地震、泥石流、水灾、火灾等，这些自然灾害对通信网络建设的损害是巨大的，有的是无法恢复的，但这一切又是现有人类的技术水平，人类的力量所不能抵抗的，在损害网络安全的这些灾害发生后，人类只能尽可能地恢复和弥补，将损失降到最小。 2.5 战争的影响 世界的总体虽然是和平的，但某些在局部地区也常常有局域性的战争爆发，像海湾战争等，各国家内也时有发生的各种不同等级不同性质的战争，由于现代科技的发展，现代战争对地球的损害几乎是毁灭性的，战争离不开通信设备，也是战争双方首先要破坏的设施，因此战争成为通信网络建设不安定因素和破坏者之一。 3提高通信网络建设安全的策略 通信网络建设过程中，建设周期内会面临各种各样的安全问题，并且大量的安全问题之间存在着内在的错综复杂的关系，有的安全问题与外界因素交互影响，使得网络建设的安全问题题显得复杂化、多样化和多层次化。我们应该在网络建设过程中采取有力的方法手段将这些安全问题最小化，保证通信网络建设的正常运行。 3.1 加强网络建设人员管理 通信网络建设项目往往周期长、规模大、涉及范围广，人员是决定通信网络建设项目的重要因素，项目决策人可以为项目起到好的导向和管理作用，技术人员、施工人员和具体的业务管理人员，则细致到网络建设的各个部分，每个人的工作都影响到网络建设的安全问题，如，采买设备的人员采买的质量是否过关，技术人员在具体实施过程中是否认真等。
无线通信的发展历程
无线通信系统的发展历程与趋势 现代无线通信系统中最重要的两项基础是多址接入（Multiple Access）和双工（Multiplexing）。从1G到4G的无线通信系统演进史基本上就是在这两项技术上进行不断改进。 多址接入技术为不同的用户同时接入无线通信网提供了可能性。给出了三种最典型的多址接入技术：FDMA、TDMA和CDMA的比较。 双工技术为用户同时接收和发送数据提供了可能性。两种最典型的双工技术：FDD模式和TDD模式。 中国无线通信科技发展史和未来走向范文 当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。 1 无线通信技术的发展历程 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150MHZ VHF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。 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。 2 第一代无线通信系统 采用频分多址（Frequency Division Multiple Access）技术组建的模拟蜂窝网也被称为第一代（First Generation，下称1G）无线通信系统。这些系统中，话务是主要的通信方式。由于采用模拟调制，这些
无线局域网是无线通信专业技术与网络专业技术相结合产物
无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。 无线局域网概述 无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时，美国陆军研发出了一套无线电传输技术，采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年，夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络，称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机，采用双向星型拓扑连接，横跨夏威夷的四座岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛上。从此，无线网络正式诞生。 1．无线局域网的优点 （1）灵活性和移动性。在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。 （2）安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。 （3）易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。 （4）故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。
（5）易于扩展。无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。 由于无线局域网有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。 2．无线局域网的理论基础 目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即红外线和无线电波。按照不同的调制方式，采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。 （1）红外线（Infrared Rays，IR）局域网 采用红外线通信方式与无线电波方式相比，可以提供极高的数据速率，有较高的安全性，且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差，使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制，通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。 （2）扩频（Spread Spectrum，SS）局域网 如果使用扩频技术，网络可以在ISM（工业、科学和医疗）频段内运行。其理论依据是，通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）两种方式。
浅谈无线通信技术的发展趋势
浅谈无线通信技术的发展趋势 【摘要】随着科技的进步，通信技术也在不断的发展，无线通信技术也可以实现更加快速的信息传递，为社会的现代化发展提供更加有力的保障，本文以现代无线通信技术的发展为基本研究对象，对无线通信技术的现状进行分析，并研究了未来的无线通信发展。 【关键词】无线通信技术现状发展前景 现代通信技术正朝着高效和绿色的方向不断发展，非传统的通信技术相比也有很大的进步，随着科学技术的不断改变，人们不断提升着无线通信技术的更新和速度，我国无线通信技术也日益完善和成熟，实现了更加高速的通信事业的发展。 一、无线通信的发展特点 无线通信技术具有两个基本的特点，首先，我国移动通信的使用量不断的增加，人们对无线网络的需求也越来越高，通信技术正在不断的更新和发展，无线通信技术也在不断的提高。近年来，更加科学的无线通信技术不断的投入使用，使我国的无线通信技术不断的向前发展，其次，无线通信不受空间和时间的约束，为无线通信事业的发展提供了更好的条件。无线通信技术另一个特点就是移动通信的公众使
用数量正在急剧上升，同时移动通信无线网络的速度和普及率都在不断的增加，为人们提供了更多的便利，也给运营商带来更多的财富。 二、无线通信技术的发展状况 无线通信技术是当前通信事业发展的，核心，无线通信技术正在不断的进步，在这个过程中，无线通信技术的发展呈现以下特点： 2.1宽带固定无线接入技术快速发展 宽带固定无线接入技术具有其优点，因为他网络速度快，且具有一定的灵活性，因此被人们广泛的使用和推广，也为无线接入技术的发展奠定了基本的基础，但宽带固定无线接入技术也存在一定的缺点，比如其技术到目前为止还不太成熟，也容易受到天气的影响而导致网络不佳的情况。为了更加突出地反映宽带固定无线技术的优点，在使用的过程中应注意扬长避短。 2.2蓝牙技术的不断发展 蓝牙技术的使用主要解决了无线通信技术短距离内的通信问题，另一方面蓝牙技术的使用也可以实现数据信息的短距离传送，通过蓝牙设备进行连接，这是无线通信技术未来发展的重要方向。 2.3 Wimax技术的发展 Wimax技术能够提高无线覆盖率，因此是目前无线通信
无线网络技术及应用
邮电大学工程硕士研究生堂下考试答卷 2016学年第二学期 考试科目无线网络技术及应用 姓名 年级 专业 2016年 6月28日
D2D终端直通技术研究 摘要：D2D(device-to-device)通信是一种在蜂窝系统的控制下，允许终端用户通过共享小区资源进行直接通信的新技术，通过提高空间利用率从而提高频谱利用率，在某些场景下使移动通信变得更加直接和高效，缓解基站压力，提高用户体验。本文首先给出了D2D通信系统的基本概念、技术特点，重点关注干扰管理、模式选择、资源分配和功率控制。最后对D2D通信技术在下一代网络中的应用提出了一些构想。 关键词：D2D通信技术；蜂窝网络；资源分配；下一代网络 一、D2D的概念及技术特点 D2D（Device-to-Device）通信，也称为邻近服务（Proximity Service，Pro Se），是由3GPP组织提出的一种点到点的无线通信技术，它可以在蜂窝通信系统的控制下允许LTE终端之间利用小区无线资源直接进行通信，而不经过蜂窝网络中转。作为面向5G的关键候选技术，D2D技术能够提升通信系统的频谱效率，减轻系统负荷，在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。同时，由于降低了通信距离，D2D技术还可以降低移动终端发射功率，减少电池消耗，提高终端续航时间。LTE-D2D 有以下几个技术特点。 (1)工作在许可频段 基于LTE技术的D2D工作在许可频段，作为LTE通信技术的一种补充，它使用的是蜂窝系统的频段，通过基站对无线资源的控制使得对小区其他用户的干扰控制在可接受围，因此可以给用户提供干扰可控的环境和较高质量的通信服务。并且利用网络中广泛分布的用户终端以及D2D通信链路短距离的特点，可以实现频谱资源的有效利用，获得资源空分复用增益。而蓝牙、Wi-Fi Direct、Flash Lin Q等技术，工作在免许可频段，存在严重干扰，通信QoS无法得到保障。 (2)网络参与D2D通信流程
无线网络通信新技术的应用
无线网络通信新技术的应用 【摘要】文中对无线局域网中以无线电波、红外线等无线媒介来代替目前有线局域网进行了介绍。探讨了无线网络通信新技术，它们包括WiMAX技术、3G技术简介和UWB超宽带技术的介绍，指出随着无线网络通信新技术的应用，依靠网络为工具进行沟通和交流，已经成为时代的需要，需要人类更好地探索与开发。 【关键词】无线局域网；无线电波；无线媒介；网络通信 0.引言 无线局域网是指以无线电波、红外线等无线媒介来代替目前有线局域网中的传输媒介(比如电缆)而构成的网络。无线局域网内使用的通信技术覆盖范围一般为半径100m左右，也就是说差不多几个房间或小公司的办公室。当然实际的覆盖范围受很多因素影响，比如通信区域中的高大障碍物。无线网络通信技术作为下一代通信网当中最具有潜力的IT领域技术之一，业界越来越对关注无线网络通信技术的反战。随着移动通信和Internet的用户不断增长，各种通信技术陆续更新换代并相互融合，新的无线网络技术更是层出不穷，其中就有3G、WiMax 等。在这些技术当中，无线网络通信技术充当着一个核心角色，又由于当今用户对网络化、无线化移动化、便携化的强烈需求，各种数据业务需求相继出现。 1.无线网络通信新技术 改革开放30多年，随着高科技的发展，我国的通讯科技水平得到不断的提高和发展，网络不仅在传输带宽上得到了飞速的发展，在通信方面也演变出了迅猛的网络连接方式，就如同现今的人人皆有的手机一样，无线网络正逐渐成为人们流行追逐的目标和企业完善体系必备选择方案。其中衍生出了如下无线网络新技术的出现： 1.1关于WiMAX技术的简介 WiMAX技术源于英特尔，随其发展日益进入到了人们的生活当中，设备商同时利润能不断增大。它是针对微波和毫米波频段的空中接口标准的一项无线城域网技术，主要用于无线接入点连接互联网，DSL的无线扩展技术给居民用户和中小企业带来便携和移动的好处，其技术优势主要三点，第一，传输距离够远，传输距离最远可以到达50公里左右，而与之前WIFI而言，是无法比拟的。覆盖的信号范围很广，只要用过建立少数的基站就能实现全面的覆盖，解决了无线网络范围的问题。第二，接入速度够快，WiMAX采用OFDM调制方式，频道设置带宽为20MHz，由室外固定天线稳定接受无线电波，因此，WiMAX所提供的最高接入速度可以达到70M每秒，对于无线网络而言，这是一个超越了宽带速度上十倍的速度。第三，具有较为广泛的多媒体通信服务，由于其本身具有良好的安全性以及可扩展性，从而实现了包括了语音、视频等传输的电信级多媒体通信服务。WiMAX作为一种新型宽带无线城域的接入结束，随着标准化工作进展，演变为可编写、移动以及充分应用到互联网接入技术，此技术将备受业界关注。 1.2关于3G技术知识的简介 3G技术，它是指第三代手机（3G）的应用开始。一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与web的结合是一种趋势，如时下流行的微博客网站：
无线通讯网络技术在军事中的应用
Application of the Wireless Communication Network Technology in Military 无线通讯网络技术在军事中的应用 中国自动化学会 孙柏林近年来，随着科技的发展和网络的延伸，人们在任何时间、任何地点对信息进行访问和处理的愿望正逐渐地成为现实，无线连接已经成为信息技术和产品发展的重要方向之一。无线通讯 网络技术在军事中的应用是多方面的，完全可以预期，随着军事需求的索引，技术发展的推动，无 线通讯网络技术必将会在军事领域获得广泛地应用。 孙柏林 （1936－） 男，研究 员，曾主持 设计＂ＸＴ－２１ 尾随机信号 产生器＂、 ＂ＺＳＫ－１自动 随机振动均 衡分析仪＂、＂战役训练作战模拟系统＂等大型工程 项目，编著有《作战系统工程导论》、《国防战 略系统分析（军备控制）》、《军备冲突决策》、 《计算机战役战术训练模拟系统军事总体设计原 理》等专著。先后在国内外有关学术会议以及学术 刊物上发表过１５０多篇学术论文与文章，曾获１９９２ 年全军和军事科学院研究工作二等奖、三等奖及 １９９６年度军队科技进步奖三等奖。 21世纪，是无线技术的时代！ “无论你身处何地、身处何时，无线 技术将使你取你所需。”随着21世 纪的到来，无线技术的使用已经深 入到人们的日常生活，并改变了人 们商业贸易的模式。自19世纪末电 磁波的发现以来，无线通讯的发展 可说是日新月异。不论是在军事或 商业用途、人们的日常生活里几乎 都已经跟无线通讯脱离不了关系了。 近年来，随着科技的发展和网络的 延伸，人们在任何时间、任何地点 对信息进行访问和处理的愿望正逐 渐地成为现实，无线连接已经成为 信息技术和产品发展的重要方向之 一。这种趋势在军事领域也不例外。 其实，无论是无线通讯技术还是网 络技术，它们的出现都必须是和军 事密切相关的。随着高科技的迅速 发展，现代战争从基于资源的平台 中心战进展到协同作战的网络中心 战，一种全新的作战样式：21世纪 作战系统工程—“网络中心战”— 正在形成，而这与无线通讯网络技 术的迅速发展息息相关！ 1 射频识别技术在军事中的 应用 射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是20 世纪90年代开始兴起的一种自动 识别技术。射频识别技术是一项利 用射频信号通过空间耦合（交变磁 场或电磁场）实现无接触信息传递 并通过所传递的信息达到识别目的 的技术。 射频识别系统通常由电子标 签（射频标签）和阅读器组成。电 子标签内存有一定格式的电子数 据，常以此作为待识别物品的标识 性信息。应用中将电子标签附着在 待识别物品上，作为待识别物品的 电子标记。阅读器与电子标签可按 约定的通信协议互传信息，通常的 情况是由阅读器向电子标签发送命 令，电子标签根据收到的阅读器的 命令，将内存的标识性数据回传给 阅读器。这种通信是在无接触方式 下，利用交变磁场或电磁场的空间 耦合及射频信号调制与解调技术实 现的。
无线通信领域的新技术
无线通信领域的新技术——感知无线电 李忠孝 无线电通信频谱是一种宝贵的资源，伴随着无线通信业务量和新技术的快速发展，频谱资源日趋紧张。如何开放频谱和提高频谱利用率对频谱管理提出了严峻的挑战。感知无线电技术在这种情况下应运而生。感知无线电（CR：Cognitive Radio）提供了一种依伺机接入方式共享和利用频谱的手段，它可以有效地解决这两个问题。 感知无线电是一种无线电系统，它能够自动地检测周围的环境情况，智能地调整系统的参数以适应环境的变化，在不对授权用户造成干扰的条件下从空间、频率、时间等多维地利用空闲频谱资源进行通信。它区别于其他传统无线电系统的主要特点是：1）对环境情况的感知能力；2）对环境变化的自适应性；3）系统功能模块的可重构性；4）自主地工作和运行等。 感知无线电是一种用于提高无线电通信频谱利用率的智能技术。具有认知功能的无线通信设备可以感知周围的环境，再利用已经分配给授权用户，但在某一特定的时刻和环境下并没有被占用的频带，即动态利用“频谱空穴”；并能够根据输入激励的变化实时地调整其传输参数，在有限信号空间中以最优的方式有效地传送信息，以实现无论何时何地都能保证通信的高可靠性和无线频谱利用的高效性。感知无线电的一个认知周期包涵三个基本过程：感知频谱环境；信道识别；功率控制和频谱管理。其中，感知频谱环境是感知无线电的最显著特征，能够感知并分析特定区域的频段，找出适合通信的频谱空穴，即频谱空穴的检测和选择。根据不同的感知灵敏度和感知速度，频谱检测的方法有匹配滤波器、能量检测、循环平稳特征检测、协同检测等。 感知无线电技术是无线电发展的一个新里程碑，其应用会带来历史性的变革。对于频谱管制者而言，该技术可以大大提高可用频谱数量，提高频谱利用率，有效利用资源；对于频谱持有者而言，利用该技术可以在不受干扰的前提下开发二级频谱市场，在相同频段上提供不同的服务；对设备厂商而言，该技术可以带来更多的机会，具备感知无线电功能的设备将更具竞争力；对终端用户而言，可以带来更多带宽，在感知无线电技术成熟后，用户可以享受到单个无线电终端接入多种无线网络的优势；在军事通信方面，根据感知无线电的特点可以“见缝插针”地利用空闲频谱通信，提高通信的可靠性和对抗能力。因此，感知无线电技术必将是未来无线通信的一个重要发展方向，为无线电资源管理和无线接入市场带来新的发展契机和动力。 目前，CR的发展还处于初级阶段，各项理论和技术处于研究和探索之中，但它已得到了各界的关注，很多著名学者和机构投入到它的研究中。启动了很多针对此的研究项目，最引人注目的是IEEE802.22工作组。该工作组制定了利用空闲电视频段进行宽带无线接入的技术标准，这是第一个引入感知无线电概念的IEEE技术标准化活动。
几种无线通信技术的比较.
几种无线通信技术的比较 摘要:随着电子技术、计算机技术的发展,近年来无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合,本文将目前应用的、无线通信方式进行了分析对比,并总结和预见了它们今后的发展方向。 关键词:Zigbee Bluetooth UWB Wi-Fi NFC Several Wireless Communications Technology Comparison Abstract:As the development of electronic technology,computer technology, wireless communication technology have a rapid development in recent years,emerged wireless data transmission standard,they have their advantages and disadvantages,and different applications,the application of various wireless communication were analyzed and compared,and summarized and foresee their future development. 一．几种无线通讯技术 （一）ZigBee 1.简介： Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。 ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee―基站‖却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个Zigbee网络节点（FFD）还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线连接。
无线通信技术应用与发展
无线通信技术应用及发展 无线通信技术热点领域 近几年来，全球通信技术的发展日新月异，尤其是近两三年来，无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术，呈现出如火如荼的发展态势。其中最具代表性的有蜂窝移动通信、宽带无线接入，也包括集群通信、卫星通信，以及手机视频业务与技术。 蜂窝移动通信从上世纪80年代出现到现在，已经发展到了第三代移动通信技术，目前业界正在研究面向未来第四代移动通信的技术;宽带无线接入也在全球不断升温，近几年来我国的宽带无线用户数增长势头强劲。宽带无线接入研究重点主要包括无线城域网（WMAN）、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)技术;模拟集群通信的应用开始得比较早，但随着技术的发展，数字集群通信技术越来越赢得大家的关注;卫星通信以其特殊的技术特性，已经成为无线通信技术中不可忽视的一个领域;手机视频广播作为一种新的无线业务与技术，正在成为目前最热门的无线应用之一。 无线通信技术演进路线 2.1 无线技术与业务发展趋势
无线技术与业务有以下几个发展趋势: （1）网络覆盖的无缝化，即用户在任何时间、任何地点都能实现网络的接入。 （2）宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取代。 （3）融合趋势明显加快，包括:技术融合、网络融合、业务融合。 （4）数据速率越来越高，频谱带宽越来越宽，频段越来越高，覆盖距离越来越短。 （5）终端智能化越来越高，为各种新业务的提供创造了条件和实现手段。 （6）从两个方向相向发展—— ①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加，在原来的移动网上叠加，覆盖可以连续;另外，WiMAX的出现加速了新的3G增强型技术的发展;
经典著作：无线通信与网络技术(第2版)
第1章引言 本书介绍了有关无线通信和网络技术方面的内容，包括加剧的竞争和数字技术的引进在内的诸多因素给无线应用市场带来了空前发展。本章，我们将讨论驱动这一新兴的电信革命的几个关键性因素。 本书连同本书的Web站点，为读者提供了诸多的材料。按照讨论惯例，这一章仅对全书做一个概述。 1.1无线通信时代的到来 古列尔默·马可尼在1896年发明了无线电报1。他在1901年把长波无线电信号从康沃尔(Cornwall，位于英国的西南部)跨过大西洋传送到3200公里之外的圣约翰(St.John，位于加拿大)的纽芬兰岛(Newfoundland)。他的发明使双方可以通过彼此发送用模拟信号编码的字母数字符号来进行通信。一个世纪以来，无线技术的发展为人类带来了无线电、电视、移动电话和通信卫星。现在，几乎所有类型的信息都可以发送到世界的各个角落。近年来，更为引人关注的是卫星通信、无线网络和蜂窝技术。 通信卫星是在20世纪60年代首次发射的，那时它们仅能处理240路语音话路。今天的通信卫星承载了大约所有语音流量的1/3，以及国家之间的所有电视信号[EVAN98]。现代通信卫星对所处理的信号一般都会有1/4?s的传播延迟。新型的卫星是运行在低地球轨道上的，因而其固有的信号延迟会较小，这类卫星已经发射用于提供诸如Internet接入这样的数据服务。 无线网络技术使商业企业能够发展广域网(WAN)、城域网(MAN)和局域网(LAN)而无需电缆设备。IEEE开发了作为无线局域网标准的802.11，蓝牙(Bluetooth)工业联盟也在致力于能提供一个无缝的无线网络技术。 蜂窝或移动电话是马可尼无线电报的现代对等技术，它提供了双方的、双向的通信。第一代无线电话使用的是模拟技术，这种设备笨重且覆盖范围是不规则的，然而它们成功地向人们展示了移动通信的固有便捷性。现在的无线设备已经采用了数字技术。与模拟网络相比，数字网络可以承载更高的信息量并提供更好的接收和安全性。此外，数字技术带来可能的附加值的服务，诸如呼叫者标识。更新的无线设备使用能支持更高信息速率的频率范围连接到Internet上。 无线通信为人类社会带来了深刻的影响，而且这种影响还会继续。没有几个发明能够用这样的方式使整个世界“变小”。定义无线通信设备如何相互作用的标准很快就会有一致的结果，人们不久就可以构建全球无线网络，并使之提供广泛的多种服务。 1实际发明无线通信的应该归功于尼古拉·?特斯拉(Nikola Tesla)，他在1893年曾做过一个公开的演示。1943年马可尼的专利被取消，从而认同了特斯拉的发明。
光通信与无线通信融合新技术
光通信与无线通信融合新技术 学校：北京邮电大学 作者：宋国伟
微波通信技术 一、微波通信概述 微波通信是指用微波频率作载波携带信息,通过无线电波空间进行中继(接力)通信的方式。数字微波通信是指利用微波(射频)携带数字信息，通过在大气中传输的一种通信方式。 微波通信的工作频段。微波频率指300MHz~300GHz，波长为1m-1mm范围的电磁波。人们习惯上将微波划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波等波段。通常用不同的字母代表不同的微波波段，如：S代表10 cm波段，C代表5 cm 波段，X代表3 cm波段，Ka代表8 mm波段，U代表6 mm波段，F代表3 mm波段等。 二、微波通信的发展历史 微波的发展是与无线通信发展是分不开的。1901年马克尼使用800KHz中波信号进行了从英国到北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的无线电波的通信试验；无线通信初期，人们使用长波及中波来通信；20世纪20年代初，人们发现了短波通信，直到20世纪60年代卫星通信的兴起，它一直是国际远距离通信的主要手段，并且对目前的应急和军事通信仍然很重要。 由于电磁波各波段的传播特性各异，因此，可以用于不同的通信系统。中波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信。而短波具有较强的电离层反射能力，适用于环球通信。超短波和微波的绕射能力较差，可作为视距或超视距中继通信。 微波通信由于其通信的容量大而投资费用省(约占电缆投资的五分之一)，建设速度快，抗灾能力强等优点而取得迅速的发展。20世纪40-50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主要手段。模拟调频传输容量高达2700路，也可同时传输高质量的彩色电视，而
常见无线通信技术
常见无线通信技术 蓝牙 超宽带技术 ZigBe Wi一F zigBee的产生 ZigBee的优势 zigBee的应用 1.典型的短距离无线数据网络技术 典型的短距离无线系统由一个无线发射器（包括数据源、调制器、RF源、RF功率放大器、天线、电源组成）和一个无线接收器（包括数据接收电路、RF 解调器、译码器、RF低噪声放大器、天线、电源）组成。 随着无线的发展，网络化、标准化、要求逐渐出现在人们的面前。因此各种无线网络技术标准纷纷被制订出来。下面我们来看看目前比较热门的几种无线网络技术标准、 5种短程无线连接技术正在成为业界谈论的焦点，它们分别是ZigBee、无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙（Bluetooth）、超宽频（Ultra Wide Band）和近距离无线传输（NFC）。
1.ZigBee ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。它此前被称作HomeRF Lite或FireFly无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。最后，这些数据可以进入计算机，用于分析或者被另一种无线技术如WiMax收集。 ZigBee的基础是IEEE 802.15.4，这是IEEE无线个人区域网（PAN,Personal AreaNetwork)工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4（ZigBee）技术标准。 ZigBee不仅只是 802.15.4 的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，所以ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本点的4KB或者作为Hub、路由器的协调器的32KB。每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。ZigBee联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。、
浅析我国无线通信技术的发展历程与趋势(1).
浅析我国无线通信技术的发展历程与趋 势 (1) 由于无线通信网络存在的带宽需求和移动网络带宽不足的矛盾，用户地域分布和对应用需求不平衡的矛盾以及不同技术优势和不足共存的矛盾，因此，决定了发展无线通信网络需综合运用各种技术手段，从全局和长远的眼光出发，采取一体化的思路规划和建设网络。发挥不同技术的个性，综合布局，解决不同区域、不同用户群对带宽及业务的不同需求，达成无线通信网络的整体优势和综合能力。对此，我国政府管理部门也应该积极为运营商配备充足的频谱资源，为其综合规划提供有力的支撑和保障。本文从市场分析的角度阐述了无线通信技术的发展现状，并展望了我国无线通信技术的未来发展趋势。 关键词：无线通信技术发展现状趋势 0 引言 当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。 1 无线通信技术的发展历程 随着国民经济和社会发展的信息化，人们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150MHZ VHF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。 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。 2 无线通信领域的未来发展趋势 首先，无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主表现在
无线通信网络基本知识详解
无线网络基本知识 一、基本概念 1、什么是无线局域网 无线局域网络(Wireless Local Area Networks；WLAN) 是利用射频(Radio Frequency；RF)的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络，WLAN利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无需线缆介质。WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps(802.11b)，最高速率可达54Mbps(802.11a),传输距离可远至20km以上。它是对有线连网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络连通问题。使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。 2、为什么使用无线局域网络 通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大,线路容易损坏,网中的各节点不可移动。特别是要把相离较远的节点联接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的连网需求形成了严重的瓶颈阻塞。并且,对于局域网络管理主要工作之一，是铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在短时间内找出断线所在。再者，由于配合企业及应用环境不断的更新与发展，原有的企业网络必须配合重新布局，需要重新安装网络线路，虽然电缆本身并不贵，可是请技术人员来配线的成本很高，尤其是老旧的大楼，配线工程费用就更高了。因此，WLAN就是解决有线网络存在以上问题而出现的,架设无线局域网络就成为最佳解决方案。 3、什么情形需要无线局域网络 无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络之不足，以达到网络延伸之目的，下列情形可能须要无线局域网络: a.无固定工作场所的使用者 b.有线局域网络架设受环境限制 c.作为有线局域网络的备用系统 4、无线局域网络的优点 a.安装便捷 一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而WLAN最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点(Access Point) 设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。 b.使用灵活 在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦WLAN建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。 c.经济节约 由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。而WLAN可以避免或减少以上情况的发生。 d.易于扩展 WLAN有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，WLAN就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络
无线通信技术各自的特点和相互比较
无线通信技术各自的特点和相互比较 目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。同时还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，它们分别是：Zigbee、超宽频(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求;或着眼于功能的扩充性;或符合某些单一应用的特别要求;或建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。 1、蓝牙技术 bluetooth技术是近几年出现的，广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM 频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。 蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件间的通信。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。1998年，蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等5家公司达成一致。 蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组(SIG)负责开发。802.15.1的最初标准基于蓝牙1.1实现，后者已构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a 基本等同于蓝牙1.2标准，具备一定的QoS特性，并完整保持后向兼容性。 但蓝牙技术遭遇了最大的障碍是过于昂贵。突出表现在芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。这就使得许多用户不愿意花大价钱来购买这种无线设备。因此，业内专家认为，蓝牙的市场前景取决于蓝牙价格和基于蓝牙的应用是否能达到一定的规模。 2、Wi-Fi技术 Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)也是一种无线通信协议，正式名称是IEEE802.11b，与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。 Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速度接入Web。但实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度一般将只有几百kb/s的信号不受墙壁阻隔，但在建筑物内的有效传输距离小于户外。 WLAN未来最具潜力的应用将主要在SOHO、家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物或场所。目前这一技术的用户主要来自机场、酒店、商场等公共热点场所。Wi-Fi技术可将Wi-Fi与基于XML或Java的Web服务融合起来，可