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无线通信抗干扰技术性能研究论文

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无线通信抗干扰技术性能研究论文

5G通信是未来移动通信系统一个新的发展方向,当前这种技术还不是很成熟,处于探索和研发阶段。下面是我带来的关于5g通信技术论文的内容,欢迎阅读参考!5g通信技术论文篇一:《5G无线通信通信系统的关键技术分析》 摘要:5G无线通信是未来移动通信系统一个新的发展方向,当前这种技术还不是很成熟,处于探索和研发阶段。笔者在对5G无线通信技术系统进行简要介绍的基础之上,重点针对了5G无线通信系统的大规模MIMO 技术、超密集异构 网络技术 和全双工技术进行论述。 关键词:5G无线通信大规模MIMO 技术全双工技术超密集异构网络 引言: 经过了几十年的发展,移动通信使得人们生活和工作得到了翻天覆地的变化。当今已进入了信息化发展的新时代,由于移动终端越来越普及,使得多媒体数据业务的需求量极具增长。可以预测到,移动通信网络将在2020年增长1000倍的容量和100倍的连接数,众多的用户接入以及很低的营运成本的需求也会随之出现。因此,对5G 无线网络 技术的研究就显得格外重要。鉴于此,笔者希望本文的论述能够对5G无线通信网络技术的研究起到抛砖引玉的作用。 一、5G无线通信系统概述 5G无线通信和4G相比具有更高的传输速率,其覆盖性能、传输时延以及用户体验方面比4G更加良好,5G通信和4G通信之间有效的结合将贵构成一个全新的无线移动通信网络促进其进一步扩展。当前国内外对5G无线通信技术的研究已经进入到了深入时期,如2013年欧盟建立的5G研研发项目METIS(mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society)项目,中国和韩国共同建立的5G技术论坛以及我国的813计划研发工程的启动。 由此可以看出5G无线通信是移动互联网在外来发展的最为重要的驱动力,将对移动互联网作为未来新兴业务的基础平台起到了重要的推动作用。而当前在互联网进行的各种业务大多都是通过无线传播的方式进行,而5G技术对这种传输的效率和传输质量提出了更高的要求。而将5G通信系统和 其它 通信系统进行有效的结合以及无缝的对接是5G无线通信技术研究的主要方向和目标。因此,在5G无线蓬勃发展的今天,其技术的发展主要呈现出以下特点: 首先,5G通信技术系统更加注重用户体验,而良好的用户体验主要是以传输时延、3D交互游戏为主要支撑来实现。 其次,5G无线通信系统以多点和多用户协作的网络组织是其与与其它通信系统相比最为明显的特点和优势,这种网络组织系统使得系统整体的性能得到了极大的提升。 再次,5G无线通信系统和其它通信系统相比应用到了较多的高端频谱,但是高端频谱无线电波穿透能力有限,因此,有线和无线相结合是系统采取的最为普遍的组成形式。 二、5G无线通信通信系统的关键技术 (一)大规模MIMO 技术 1技术分析 在多种无线通信系统中已经普遍采用了多天线技术,这种技术能够有效的提升通信系统的频谱效率,例如,3G系统、LTE、LTE-A、WLAN 等.频谱效率是随着天线数量的增多而效率随之提高。MIMO信道容量的增加和收发天线的数量呈现出近似线性的关系,因此在5G无线系统内采取较多数量的天线是为了有效的提高系统容量。但是当前系统收发终端配备的收发天线数量不多,这是由于天线数量的增多使得系统的空间容量会被压缩,并且多数量天线技术复杂所造成的。 但是,大规模MIMO 技术的优势还是非常明显的,主要体现在以下几个方面:首先,大规模MIMO分辨率更强,能够更加深入挖掘到空间维度资源,从而使得多个用户能够在大规模MIMO的基站平台上实现同一频率资源的同时通信,因此,使得能够实现小规模数量基站的前提下高频谱的信息传输。其次,大规模 MIMO抗干扰性能强,这是由于其能够将波束进行集中。再次,能够极大程度的降低发射功率,提高发射效率。 2我国的研究和应用现状 我国对大规模MIMO 技术的研究主要是集中在信道模、信道容量以及传输技术等方面,在理论模型和实测模型方面的研究比较少,公认的信道模型当前还没有建立起来,而且传输方案都是采用TTD系统,用户数量少于基站数量使得导频数和用户数呈现出线性增长的关系。除此之外采用矩阵运算等非常复杂的运算技术来进行信号检测和信息编码。因此,我国要充分挖掘MIMO 技术的内在优势,结合实际来对通信信道模型进行深入的研究,并且在频谱效率、无线传输 方法 、合资源调配方法等方面应当进行更多的有效分析和研究。 (二)全双工技术 所谓全双工技术就是指信息的同时传输和同频率传输的一种通信技术。由于无线网络通信系统在信息传输过程中传输终端和接受终端存在一种固有的信号自干扰。全双工计划苏能够充分的提高频率利用率,以实现多频率的信息的信息传输,从而改变了一般通信系统不能够实现同频率和双向传输的技术现状,因此这种技术已经成为无线通信技术当前研究的一个重要的关键点。这种技术应用在5G无线通信系统中能够实现无线频谱资源得到充分的挖掘和利用。当前5G无线通信系统由于接受信号的终端和发射信号的终端频率之间存在着较大的差异,使得其产生自干扰的现象比较突出,是5G无线通信技术发展的一个主要瓶颈,因此,全双工技术在5G无线通信系统内有效的应用使得信号自干扰的问题能够通过相互抵消的方式得到有效的解决。通过模拟端干扰抵消、对已知的干扰信号的数字端干扰抵消等各种新的干扰技术的发展以及这些技术的有效结合使得极大多数信号之间的自干扰现象都基本上得到了有效的抵消。 (三)超密集异构网络技术 5G无线通信通信系统不仅包括无线传输技术,而且也包括后续演化的无线接入技术,因此,5G网络系统就是各种无线接入技术,例如,5G,4G,LTE, UMTS (universal mobile telecommunications system)以及wireless fidelity等技术共同组成的通信系统,在系统内部,宏站和小站共同存在,例如,Micro,Pico,Relay以及Femot等多层覆盖的异构网络。在异构网络内部,运营商和用户共同部署基站,而用户部署的主要是一些功率较低的小站,并且节点的类型也比较多使得网络拓扑变得相当复杂。并且由于异构网络网络基站的密集程度较高,因此其网络节点和用户终端之间的距离就更为接近,使得功率的效率和频谱的效率以及网络系统容量等方面比一般通信网络系统更为优良。 虽然这种技术应用于5G无线网络通信系统中有着非常良好的发展前景,但是也存在着一些缺陷,这种缺陷主要表现在以下几个方面:首先,由于节点之间比较密集使得节点之间的距离相应就比较短,这样就会造成系统内会存在同种无线接入技术之间的同频干扰的现象以及不同无线接入技术在共享频谱之间分层干扰的现象,这种问题的解决有赖于对5G无线通信网络系统进一步的深入研究。其次,由于系统内存在着大量的用户部署的节点,使得拓扑以及干扰图样呈现出范围较大的动态变化。因此,要加强应对这种动态变化的相关技术的研究。 结束语 5G无线网络系统的建立是建立在现有无线网络技术的进步以及新的无线接入技术的研发的基础之上,通过5G无线网络技术的进一步发展,将会在未来极大的拓展移动通信业务的应用领域和应用范围。 参考文献 [1]石炯.5G移动通信及其关键技术发展研究[J].石家庄学院学报,2015(06) [2]尤肖虎.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]中国科学,2014(05). [3]杨绿溪.面向5G无线通信系统的关键技术综述[J]。东南大学学报,2015(09). 5g通信技术论文篇二:《试谈5G移动通信发展现状及其关键技术》 【摘要】 第5代移动通信(5G)是面向2020年以后的新一代移动通信系统,其愿景和需求已逐步得以确立,但相关技术发展目前仍处于探索阶段。本文简单介绍了5G移动通信的发展前景;概述了国内外5G移动通信的发展现状及相关研发单位和组织的学术活动;重点针对5G移动通信中富有发展前景的若干项关键技术做了详细的阐述,包括Massive MIMO、超密集异构网络、毫米波技术、D2D通信、全双工无线传输、软件定义网络、网络功能虚拟化和自组织网络等。 【关键词】 5G 发展现状 关键技术 前言 社会的进步,使人与人、人与万物的交集越来越大,人们对通信技术的需求和更优性能的追求在当今变得更加迫切。无论是在移动通信起步的伊始,还是迅速发展的当下,人们对移动通信的追求都是更快捷,更低耗,更安全。第五代移动通信为满足2020年以后的通信需求被提出,现今受到无数学人的关注。 第5代移动通信(fifth generation mobile communication network,5G)作为新一代的移动通信肩负着演进并创新现有移动通信的使命。它主要通过在当今无线通信技术的基础上演进并开发新技术加以融合从而构建长期的网络社会,是新、旧无线接入技术集成后方案总称,是一种真正意义上的融合网络。 一、5G发展现状 移动通信界,每一代的移动无线通信技术,从最开始的愿景规划,到技术的研发,标准的制定,商业应用直至其升级换代大致周期都是十年。每一次的周期伊始,谁能抢占技术高地,更早的谋划布局,谁就能在新一轮‘通信大洗牌’中获得领先优势。我国在5G之前的全球通信竞备中一直是落后或慢于发达国家的发展速度,因而在新一轮5G通信的竞备中国家是非常重视并给予了大力支持。2013年初,我国便成立了专项面对5G移动通信研究与发展的IMT-2020推进组,迅速明确了5G移动通信的愿景,技术需求,应用规划。2013年6月,国家863计划启动了5G移动通信系统先期研究一期重大项目。令人振奋的是2016年伊始,我国正式启动5G技术试验,这是我国通信业同国际同步的一个重要信号。 同样2013年以来,欧盟、韩国等国家与地区也成立相关组织并启动了针对5G的相关重大的科研计划[1]:1)METIS是欧盟第七框架计划中的一部分,项目研究组由爱立信、法国电信及欧洲部分学术机构共29个成员组成,旨在5G的愿景规划,技术研究等。2)5G PPP是由政府(欧盟)出资管理项目吸引民间企业与组织参加,其机制类似于我国的重大科技专项,计划发展800个成员,包括ICT的各个领域。3)5G Forum是由韩国发起的5G组织,成员涵盖政府,产业,运营商和高校,主要愿景是引领和推进全球5G技术。 二、5G关键技术 结合当前移动通信的发展势头来看,5G移动通信关键技术的确立仍需要进一步的考量和市场实际需求的检验。未来的技术竞争中哪种技术能更好的适应并满足消费者的需求,谁能够在各项技术中脱颖而出,现阶段仍然不能明确的确立。但结合当前移动通信网络的应用需求和对未来5G移动通信的一些展望,不难从诸多技术中 总结 出几项富有发展和应用前景的关键性技术[1]。 2.1 Massive MIMO MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术其实在5G之前的通信系统中已经得到了一些应用,可以说它是一种作为提高系统频谱效率和传输可靠性的有效手段。但因天线占据空间问题、实现复杂度大等一系列条件的制约,导致现有MIMO技术应用中的收发装置所配置的天线数量偏少。但在Massive MIMO中,将会对基站配置数目相当大的天线,将把现阶段的天线数量提升一到两个数量级。它所带来的巨大的容量和可靠性吸引了大量通信研究人员的眼球,彰显了该技术的优越性。 它的应用能够给我们带来的好处是:1)较于以往的多入多出系统,Massive MIMO可以加大对空间维度资源的利用,为系统提供更多的空间自由度。2)因其系统架构的优越性,可以做到降干扰、提升功率效率等。 同时它也存在着一系列问题:1)因缺乏大量理论建模、实测建模方面工作的支撑,当前没有认可度较高的信道模型。2)在获取信道信息时的开销要依靠信道互易性来降低,但是当前的假定方案中使用比较多的是TDD系统,且用户均为单天线,与基站天线数量相比明显不足,当用户数量增加时则会致使导频数量线性增加,冗余数据剧增。3)当前Massive MIMO面对的瓶颈问题主要是导频污染。 Massive MIMO在5G移动通信中的应用可以说是被寄予厚望,它将是5G区别以往移动通信的主要核心技术之一。 2.2 超密集异构网络 应5G网络发展朝着多元、综合、智能等方向发展的要求,同时随着智能终端的普及,数据流的爆炸式增长将逐步彰显出来,减小小区半径、增加低功率节点数等举措将成为满足5G发展需求并支持愿景中提到的网络流量增长的核心技术之一。超密集组网的组建将承担5G网络数据流量提高的重任。未来无线网络中,在宏站覆盖范围内,无线传输技术中的各种低功率的节点密度将会是现有密度5-15倍,站点间的距离将缩小到10米以内,站点与激活用户甚至能够做到一对一的服务,从而形成超密集异构网络[2]。超密集异构组网中,网络的密集化的构造拉近了节点与终端的距离,从而使功率效率和频谱效率加以提升,并且可以让系统容量得到巨幅提升。 2.3毫米波技术 在5G网络中,与即将面对的巨大的业务需求相冲突的是传统移动通信频谱资源已趋于饱和。如何将移动通信系统部署在6GHz以上的毫米波频段正成为业界广泛研究的课题。相比于传统移动通信频谱的昂贵授权费,MMW频段中包含若干免费频段,这使得其使用成本可能会降低。MMW频谱资源极为丰富可以寻找到带宽为数百兆甚至数千兆的连续频谱,连续频谱部署在降低部署成本的同时也提高了频谱的使用率[3]。 2.4 D2D通信 在未来5G网络中,无论是网络的容量还是对频谱资源的利用率上都将会得到很大空间的提升,丰富的信道模式以及出色的用户体验也将成为5G重要的研发着力点。D2D通信具有潜在的提升系统性能,增强用户体验,减轻基站压力,提高频谱利用率等前景,因而它也是未来5G网络的关键技术之一。 D2D通信是一种在蜂窝系统架构下的近距离数据直接传输技术。用户之间使用的智能终端可以在不经基站转发的情况下直接传输会话数据,且相关的控制信号仍由蜂窝网络负责。这种新型传输技术让终端可以借助D2D在网络覆盖盲区实现端到端甚至接入蜂窝网络,从而实现通信功能。 2.5全双工无线传输 全双工无线传输是区别于以往同一时段或同一频率下只能单向传输的一种通信技术。能够实现双向同时段、同频传输的全双工无线传输技术在提升频谱利用率上彰显出其优越性,它能够使频谱资源的利用趋于灵活化。全双工无线传输技术为5G系统挖掘无线频谱资源提供了一种很好的手段,使其成为5G移动通信研究的又一个 热点 技术。 同样,在全双工无线传输技术的应用上也有很多阻力因素:同频、同时段的传输,在接收端和发射端的直接功率差异是非常大的,会产生严重自干扰。而且全双工技术在同其他5G技术融合利用时,特别是在Massive MIMO条件下的性能差异现在还缺乏深入的理论分析[4]。 2.6软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV) SDN技术是源于Internet的一种新技术。该技术的思路是将网络控制功能从设备上剥离,统一交由中心控制器加以控制,从而实现控、转分离,使控制趋于灵活化,设备简单化。 同时在考虑网络运营商的运维实际也提出了一种新型的网络架构体系NFV,该体系利用IT技术及其平台将网元功能虚拟化,根据用户的不同业务需求在VNF(Virtual Network Feature)的基础上进行相应的功能块连接与编排。NFV的核心所在即降低网络逻辑功能块和物理硬件模块的相互依赖,提高重用,利用软件编程实现虚拟化的网络功能,并将多种网元硬件归于标准化,从而实现软件的灵活加载,大幅度降低基础设备硬件成本。 2.7自组织网络 运营商在传统的移动通信网络中,网络的部署和基站的维护等都需要大量人工去一线维护,这种依赖人力的方式提供的服务低效、高昂等弊端一直深受用户诟病。因此,为了解决网络部署、优化的复杂性问题,降低运维成本相对总收入的比例,便有了自组织网络的概念。 SON的应用将会为无线接入技术带来巨大的便利,如实现多种无线接入技术的自我融合配置,网络故障自我愈合,多种网络协同优化等等。但当前在技术的完备上也存在一系列挑战:不支持多网络之间的协调,邻区关系因低功率节点的随机部署和复杂化需发展新的自动邻区关系技术等。 三、小结 5G移动通信作为下一代移动通信的承载者,肩负着特殊的使命,在完成人们对未来移动通信的诸多憧憬上被寄予厚望。本文概述了当前5G几项富有发展前景的关键性技术,结合5G一系列的发展背景和人们多方面的通信需求,对几项关键技术的利弊加以剖析。可以预计的是未来几年5G的支撑性技术将被确立,其关键技术的实验、标准的制定以及商业化的应用也将逐步展开。 参 考 文 献 [1]赵国峰,陈婧等.5G移动通信网络关键技术综述[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2015.08 DOI:10.3979/j.issn.1673-825X.2015.04.003 [2] Kela,P. Turkka,J. Costa,M. Borderless Mobility in 5G Outdoor Ultra-Dense Networks[J],Access, IEEE(Volume:3),2015.08,pages1462-1476. [3] JungSook Bae, Yong Seouk Choi,Architecture and Performance Evaluation of MmWave Based 5G Mobile Communication System[C],Information and Communication Technology Convergence(ICTC),2014 International Conference On.IEEE,2014.10,pages847-851. [4] Wang,X.Huang,H.Hwang,T. On the Capacity Gain from Full Duplex Communications in A Large Scale Wireless Network[J], IEEE EARLY ACCESS ARTICLES, 2015.10. 5g通信技术论文篇三:《试论5G无线通信技术概念》 引言 近年来,移动通信技术已经历数次变革,从20世纪80年代速度慢、质量差、安全性小、业务量低的1G通信技术,到20世纪90年代提出的低智能的2G无线通信技术,再到近年来的频谱利用率较低的3G网络,和现在的前三代无可比拟的4G无线通信技术,可谓是长江后浪推前浪,一浪更比一浪高啊!5G无线通信工程技术作为当代最具前景的技术,将可以满足人们近期的对移动无线技术的需求。 15G无线网络通信技术的相关概念 5G无线网络通信技术实际上就是在前面无线网络技术的基础上不断改进充分利用无线互联网网络。这项技术是最近才在国际通信工程大会上被优点提出的,他将会是一项较为完美的、完善的无线通信技术,他将可能会将纳米技术运用到这种将会在未来占据一席之地的无线互联网网络工程中,运用纳米技术更好的做好防护工作,保护使用者的一切信息。在未来5G无线网络通信技术将会融合之前所有通信工程的优点,他将会是更为灵活与方便的核心网站,在运营过程中将会减少在传输过程中的能量损耗,速度更快。若是在传输信息的过程中受到阻碍,将会被立刻发现且能很好的保护个人信息起到保护作用。 5G无线网络通信技术将会有很多优点,不仅融会贯通了在它之前所有通信技术的长处而且集百家之长于一身,是个更加灵活的网络核心平台,也会就有更加激烈的竞争力。在这项网络技术中将会为人类提供更加优秀、比其他平台更优惠的价位,更接近人类生活的服务。它的覆盖面要比现如今的3G、4G的更为广阔,有利于用户更快更好的体验,智能化的服务与网络快速推进进程的核心化的全球无缝隙的连接。为了使人类体验到更优惠的、更先进化的、具有多样性的、保障人类通信质量的服务,我们必须利用有限的无限博频率接受更大的挑战,充分利用现在国家领导人为我们提供的宽松的网络平台,让5G无线网络通信技术在不久的将来更好的服务于我们。 25G无线网络通信技术的相关技术优点与特点 5G无线网络通信技术也就是指第五代移动网络通用技术,它与前几代通信技术有些许不同之处,他并不是独立存在的而是融合了别的技术的许多优点更为特别的是将现有的无限技术接入其中,它将实现真正意义上的改革,实现“天人合一”达到真正的融合。它的体型会更加的小巧,便于我们随时随地安装。现如今5G无线网络通信技术已经被提上日程,成为了全球相关移动通信讨论热议的话题,互联网公司在争先恐后的提高与改善自身的通信设备,加快创新的步伐,想要在未来的通信技术领域占据一席之地。现在让我么一起来探讨一下他可能具有哪些其他通信技术无可比拟的优点与特点: (1)全新的设计理念:在未来5G无线网络通信技术将会是所有通信工程中的龙头老大,它设计的着重点是室内无限的覆盖面与覆盖能力,这与之前的通信工程的最根本的设计理念都不同。 (2)较高的频率利用率:5G无线网络通信技术将会使用较高频率的赫兹,而且会被广泛的使用在生活中但是我们国家现阶段的技术水平还较为低下,达不到这样的层次,所以我们必须先提高我们的科学技术,才能跟上通信技术更新的步伐。 (3)耗能、成本投入量较低:之前我们所使用的通信工程技术都是较为简单的将物理层面的知识营运的网络中,没有创新意识,不能够将环保的理念运用到通信工程中,都是一些较为传统的方法与手段,只是一味的追求经济利益。现如今随着科技的进步我们需要做到全方面的考虑,不能只注重眼前利益,所以低耗能、高质量的通信技术将是未来5G无线网络通信技术要面临的主要问题,也是难点问题,我们必须学会适时的对相应状况作出调整。 (4)优点:5G无线网络通信技术作为未来世界通信技术的主力,在不久将会得到实质性的开展,他将大大的提高我们的上网速度,将资源合理有效的利用起来,较其他之前的通信技术上升到一个新的层面,安全性也会得到保障不会出现个人信息外漏的现象,总而言之它的各个方面将都会得到改善,成为人们心中理想的模样,它具有较大的灵活程度可以适时更具客户的需求做出合理的调整,它的优点相信不久我们就会有切身的感受. 3小结 随着现代的快速进步,移动无线通讯技术也紧随时代的进步,呈现着日新月异的变革,现如今我国综合国力已经得到了很大程度的提高,当然在通信技术领域这一块我们也不愿屈居人后,必须加快通信技术改革与创新的脚步,满足人们对互联网的需求,尽快的、更好的发展5G无线网络通信技术才能在未来的通信技术中立于不败之地。 猜你喜欢: 1. 移动无线网络技术的论文三篇1000字 2. 大学通信技术论文范文 3. 通信技术论文范文 4. 浅谈无线网络通讯技术的论文1000字 5. 通信工程的毕业论文优秀范文 6. 通信学术论文范文

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33、关于通信设备对接技术的研究分析

34、光纤通信网络优化及运行维护研究

35、短波通信技术发展与核心分析

36、智慧城市中的信息通信技术标准体系

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45、无线通信系统中的协同传输技术

46、无线通信技术发展分析

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49、通信网络中的安全分层及关键技术论述

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51、电力通信运维体系建设研究

52、电力配网通信设备空间信息采集方法的应用与研究

53、长途光缆通信线路的防雷及防强电设计

54、电网近场无线通信技术研究及实例测试

55、气象气球应急通信系统设计

56、卫星量子通信的光子偏振误差影响与补偿研究

57、基于信道加密的量子安全直接通信

58、量子照明及其在安全通信上的应用

59、一款用于4G通信的水平极化全向LTE天线

60、面向无线通信的双频带平面缝隙天线设计

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8、基于近场通信技术的蓝牙 配对 模块的研发

9、多点协作通信系统的关键技术研究

10、无线通信抗干扰技术性能研究

11、水下无线通信网络安全关键技术研究

12、水声扩频通信关键技术研究

13、基于协作分集的无线通信技术研究

14、数字集群通信网络架构和多天线技术的研究

15、通信网络恶意代码及其应急响应关键技术研究

16、基于压缩感知的超宽带通信技术研究

17、大气激光通信中光强闪烁及其抑制技术的研究

18、卫星通信系统跨层带宽分配及多媒体通信技术研究

19、星间/星内无线通信技术研究

20、量子通信中的精密时间测量技术研究

21、无线传感器网络多信道通信技术的研究

22、宽带电力线通信技术工程应用研究

23、可见光双层成像通信技术研究与应用

24、基于可见光与电力载波的无线通信技术研究

25、车联网环境下的交通信息采集与通信技术研究

26、室内高速可调光VLC通信技术研究

27、面向5G通信的射频关键技术研究

28、基于AMPSK调制的无线携能通信技术研究

29、车联网V2I通信媒体接入控制技术研究

30、下一代卫星移动通信系统关键技术研究

31、物联网节点隐匿通信模型及关键技术研究

32、高速可见光通信的调制关键技术研究

33、无线通信系统中的大规模MIMO关键理论及技术研究

34、OQAM-OFDM无线通信系统关键技术研究

35、基于LED的可见光无线通信关键技术研究

36、CDMA扩频通信技术多用户检测器的应用

37、基于GPRS的嵌入式系统无线通信技术的研究

38、近距离低功耗无线通信技术的研究

39、矿山井下人员定位系统中无线通信技术研究与开发

40、基于信息隐藏的隐蔽通信技术研究

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通信系统的抗干扰技术的研究论文

关于D2D通信抗干扰的问题研究

论文摘要: 在这个信息化时代,人们已经无法适应没有信息的传递和交流的现代化、快节奏的生活和工作。无线移动通信的迅猛发展,无线移动通信技术已经与人们的生活密切相关,人们的日常生活中已经离不开各种无线通信设备。

论文关键词: D2D 通信 信息

第 1 章 绪 论

1.1 研究背景

在无线技术短短的几十年的发展历程中,从第一代模拟蜂窝移动通信网(AMPS)发展到支持低速率数据业务的第二代数字蜂窝移动通信网络(GSM),然后发展到支持移动多媒体通信业务的第三代数字移动通信网络(3G)[1][2],进而发展到现在能够支持更高的数据传输速率的多媒体业务的第四代移动通信技术,与此同时,更多的工作已经投入到下一代移动通信技术的研究计划。无线移动通信技术的发展趋势是开发更高的频段、有效地利用频谱资源、数字化,将为设备制造商和业务运营商提供更大的市场空间,而且造就一个庞大的业务服务群体并为其提供良好的市场空间。各种移动通信系统不断的演进,带宽需求随之日益增加,频带资源短缺成为世界通信业的共同问题[3],如何更大效用的利用频谱资源并创造新的价值是一项具有现实意义的研究问题。由于频谱资源有限,如何进一步提高频谱资源利用率已经成为无线通信技术的一个核心课题。为解决日趋紧缺的频带资源问题,研究者提出一种在蜂窝网络中引入 D2D(Device-to-Device)通信技术[3],D2D 通信技术是指短距离的两个用户设备在基站控制下,可以通过复用小区频谱资源的方式实现终端间直接数据传输。D2D 通信可以在现有的蜂窝网络中直接升级而来,无需大规模的铺设重建过程。D2D 系统与蜂窝系统的结合,不但能够扩大蜂窝容量,而且能提高频谱利用率,有效降低基站负荷,减少移动终端的电池功耗,缩短延时等优点,还能支持新型的小范围点对点数据服务。如今,D2D 通信技术与大规模MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output 多输入多输出)、中继技术、超密集部署、灵活双工等技术一并确定为 IMT-Advanced(高级国际移动通信)研究的关键技术。D2D 以其灵活的工作方式和实用性在 4G LTE-A 系统中将会得到越来越多的应用。

1.2 国内外研究现状及发展趋势

D2D 通信技术已受到了越来越多的关注,研究者在相关的领域里做出了许多的研究,国内外关于 D2D 的研究主要存在以下几个方向:应用场景研究、理论架构研究以及抗干扰性研究。文献[4]提出通过基站在其数据库中建立“用户动态匹配数据库”(DynamicMapping Users, DMU),用来及时追踪所有蜂窝频段的被复用状况,而 D2D 设备主动选择复用干扰水平较低的蜂窝资源,来避免或减小干扰的最优模式选择策略。此机制和算法,充分考虑了蜂窝网络的服务质量(QoS, Quality of Service)以及两种用户之间的相互干扰。文献[5]通过以小区内用户的空间隔离度为出发点,选出合理蜂窝用户和 D2D用户对,这样减少了两种通信模式之间产生的干扰问题,改善了蜂窝的吞吐量。文献[6]提出一种用户分组的资源分配方案,将小区中 D2D 用户依据其地理位置分成几个 D2D 用户组,然后依据不同分配法给不同的 D2D 用户组分别分配不同的资源频带,再将分配到的资源在 D2D 组内用户进行分配,各个用户组使用不同的资源分配算法。文献[7]给出了一种 D2D 通信用户模式映射方案。在这种方案中,基站首先确定系统中通信用户的地理位置,然后根据位置信息决策适合各用户的通信模式,最后为其分配相应的资源。这种模式映射方案以损失有限的性能增益为代价,较大降低系统决策的复杂度。文献[8]基于单小区蜂窝多天线场景,提议了两类复用蜂窝下行链路的预编码算法来消除因为频谱复用所引起的干扰问题。一类是穷尽搜索已知码本中所有预编码,采用最好预编码,该方案系统开销比较大。另一类采用分布式算法,如果能够获得准确的信道反馈,即使相比穷尽搜索获得的最优的预编码对,也可以获得更高的增益。

第 2 章 D2D 通信技术

2.1 D2D 概念

D2D(Device-to-Device)通信是一种短距离间直接通信技术,它允许用户在基站控制下通过复用小区资源直接进行通信。这种通信方式有利于近距离的本地用户直接进行通信,可以有效减少用户间干扰,降低传输信号功率,提高资源利用效率,对本地数据的传输业务尤其适用。D2D 通信是一种能够在通信两端之间建立直接的链路,使通信双方不通过基站转发就能进行通信的方式。如图 2.1 所示,D2D 通信与传统的蜂窝通信模式不同,D2D 通信不需要通过基站来转发数据,而是用户间直接进行通信,这样节省了数据传输的时间以及通信的开销,同时还节约了网络资源。D2D 用户也有与蜂窝用户相同的地方,D2D 用户需要受到小区的基站的控制和管理,D2D 通信在基站的控制下获得所需的通信频谱资源以及传输功率,在基站的协助与监控下进行数据传输。D2D 用户与蜂窝用户之间,可以分别使用独立的资源,也可以共用相同的资源,合理配置使用的资源可以提高蜂窝网络的资源利用率。如若进行 D2D通信的双方都是以较低的功率进行传输,则能够减轻网络的负载,并减少终端的电量损耗,电池的使用期限就会延长。D2D 通信这种短距离的通信带来的高数率和良好的通信质量,能够提高蜂窝网络的容量和频谱的利用率。并且随着移动网络热点覆盖的'增加,数率的不断提高以及互联网业务的不断普及,D2D 通信将会得到越来越多的应用。

2.2 D2D 通信关键技术

移动通信的研究和发展方向与互联网应用密切相关,这意味着越来越多的关注将集中于数据业务,这也是未来运营商们竞争的焦点。从移动通信的发展趋势来看,移动通信网络目前正处于从以语音为主要业务逐渐转向以高速数据为主要业务的阶段,而且,移动多媒体业务的快速发展也对移动通信系统的带宽提出了新的难题。D2D 通信也是基于对数据业务的一种应用方式,同样需要移动通信系统提供足够的带宽支持。目前 D2D 技术已经成为无线通信技术行业的重要研究课题之一。如何在现有的通信网络基础设施上使其得以实现,并解决其关键技术问题已经吸引了学术界和产业界较多注意。D2D 关键技术主要包括设备发现,功率控制,资源管理以及信道测量等[14]。在蜂窝通信中引入 D2D 通信,D2D 用户可以复用蜂窝用户上行资源或下行资源,而在引入 D2D 通信后,保证对原有蜂窝用户不产生干扰或产生的干扰能保证蜂窝通信正常很重要。一般情况下干扰主要通过功率控制和资源分配来解决,尽管 D2D 干扰特性还没有完全得到认识。功率控制只在上行链路传输中对移动通信用户的发射功率以及下行链路传输中对基站的发射功率的控制[15],用以保证通信的正常。在蜂窝通信中引入 D2D 通信,需要进一步控制 D2D 用户的发射功率,这样才能保证蜂窝用户不受到干扰。在保证 D2D 接收端的信干噪比 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)最小时,D2D 发射端功率越大越好,这样可以可以使得接收功率越高,进而获得的容量越高。但是,发射功率越高,对蜂窝用户产生的干扰越大,系统容量也会受到影响。因此,在使得功率最大化和限制其产生的干扰之间找到平衡点是功率控制的目的。

第 3 章 部分频率复用 D2D 通信抗干扰研究 ..16

3.1 系统模型..16

3.2 核心区域 D2D 通信的频率复用 17

3.3 边缘区域 D2D 通信的频率复用 21

3.4 性能分析..25

第 4 章 基于隔离区的 D2D 通信干扰控制 28

4.1 系统模型..28

4.2 隔离区域..30

4.3 干扰分析..30

4.4 频谱效率..324.5 性能分析..33

第 5 章 基于联盟博弈的 D2D 通信干扰控制 ..37

增长中的本地服务需求以及逐渐增长的频谱拥塞引发了针对在蜂窝网络中提高频谱效率的研究活动。D2D 通信作为一个能够复用蜂窝资源的底层蜂窝网络可以提高频谱利用率与增强小区吞吐量。D2D 通信中一个关键问题是由 D2D 通信与传统蜂窝通信的资源分享造成的干扰管理问题,而这个问题会大大影响网络吞吐量和通信可靠性。在本章中,探讨资源共享的问题,从分布式和合作前景的角度来优化在蜂窝网络下的 D2D 通信的系统性能,特别的,制定一个可转移效用的联盟博弈[46 47],在其中,每一个用户在最大化自己的效用的同时,和其他用户合作形成更强的用户组以获得更佳的频谱资源。此外,在新定义的联盟最大次序下,基于联盟形成算法,设计了一个分布式的融合与分裂方案以有效的处理资源分配问题。如图 5.1 所示,考虑在蜂窝网络中的下行链路传输方案,其中存在两种类型的通信方式,即 BS 和 UE 之间的传统蜂窝通信方式以及直接的 D2D 通信方式,其中 D2D 通信被作为传统蜂窝通信的衬底。重点放在由于 D2D 与传统蜂窝通信的资源共享带来的小区内部干扰。假设在研究的网络中有 M 个传统蜂窝用户,N 个 D2D对。Am,m=1,2,…..M,表示传统蜂窝用户,Dn,t 和 Dn,r,n=1,2,…..N 表示潜在的D2D 对,这些 D2D 对的距离近到足以满足直接 D2D 通信距离的约束。Dn,t代表D2D 对的发射机,Dn,r代表 D2D 对的接收机。正交频分复用(OFDM)技术用于同时支持传统蜂窝通信和 D2D 通信。R={RB1,RB2…RBk}表示总共的 K 个用于数据传输的模块。每个模块由一定确定量的副载波组成,在 LTE 的物理层标准,每个模块由 12 个副载波组成。集合{1,2…M},{1,2….N}以及传统蜂窝用户集合,D2D对集合用 M,N,A 和 D 来表示。

总结

随着无线通信业的发展,人们期望随时随地、及时可靠、不受时空限制地进行信息交流,提高工作的效率和经济效益,各种满足人们需求的无线通信技术取得了巨大的发展。经过统计研究,目前大量的通信都发生在近距离间的传输,所以更多的工作需求投入到近距离的通信传输中,其中 D2D 技术就是近距离的用户间通过复用蜂窝网络的资源直接进行进行数据传输的一项新技术[50 51],D2D 通信不仅提高了数据传输速率,而且能够减小功耗延长电池的使用。同时还能够在边缘地区或热点区域提供网络覆盖,从而增加网络的容量。本文对 D2D 技术的几个关键问题都进行了研究,包括 D2D 设备查找技术,多跳的 D2D 通信,以及与 D2D 通信抗干扰问题等。针对干扰这个关键问题,本文进行深入的探讨和研究,并提出了具体抗干扰性的研究方案,具有一定的借鉴价值。本文首先对 D2D 的研究背景,D2D 的概念以及国内外研究现状进行了详细的介绍。对于目前日趋匮乏的频谱资源,D2D 复用技术在 LTE 蜂窝移动通信系统中得到广泛的关注。而对于在蜂窝网中两种通信间造成的相互干扰控制成为 D2D 应用中的一个关键性问题,也是本论文研究的重点。接着,本文针对 D2D 通信的抗干扰问题提出了三种干扰抑制和控制的方案,一种是基于部分频率复用的干扰控制,根据用户的位置,将蜂窝分成核心区域和边缘区域,分别提出对处于核心区域和边缘区域的 D2D 通信的部分频率复用干扰控制方案,并通过性能分析来证明此方案是可行的。另一种是基于隔离区的 D2D 干扰控制,通过干扰分析和频谱效率分别解决 D2D 通信对原有蜂窝通信的干扰和蜂窝通信对 D2D 通信的干扰问题。最后一种是基于联盟形成博弈的干扰控制,解释了联盟形成博弈,主要是基于联盟形成的融合与分裂的资源分配来控制干扰,最后介绍了联盟形成博弈的算法。

参考文献(略)

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主板抗干扰性能研究论文

在全球信息化的时代里,计算机 网络技术 不可或缺的成为其发展的主力军,为人类生活水平的提高、科技的发展以及社会信息化的发展都产生了深远的影响。下面是我为大家整理的计算机网络技术 毕业 论文 范文 ,供大家参考。

《 计算机网络技术的应用及发展思路 》

【摘要】随着科学技术的发展,计算机网络技术得到广泛应用,为了让计算机网络技术更好服务于人类,需要对计算机网络技术进行深入的研究,同时对其发展进行科学预测。为此,本文通过分析计算机网络技术的应用,同时阐述计算机网络技术的发展,为应用计算机网络技术提供参考依据。

【关键词】网络技术;计算机;应用与发展

在信息化时代,计算机网络得到大范围的普及与推广性使用,进一步推动社会的发展。随着科学技术的发展,计算机的应用朝着纵深方向发展,而计算机网络作为计算机行业的一部分,其网络接口被集成到计算机主板上,同时 操作系统 也融合了网络功能。为了让计算机网络技术更好服务于人类,需要深入研究计算机网络技术的应用,同时对其发展进行科学预测,为应用奠定基础。

1计算机网络技术的应用

1.1局域网

局域网简称LAN网络,这种网络存在一定的特殊性,其特点主要表现为投资少、效率高,并且见效速度快。当前,这种网络在国内外得到广泛的应用。在局域网中,应用最为广泛的产品分别为:以太网(Ethernet)、令牌环网(Token-Ring)、光纤分布式数据接口关(FDDI)。

1.1.1以太网(Ethernet)

在局域网中,以太网是一种低层的网络协议,通常在OSI模型的物理层和数据链路层进行操作。随着局域网的不断发展,以太网(Ethernet)依然处于核心位置,主要包含双绞线的10BASE-T组网结构、细同轴电缆的10BASE2组网结构、粗同轴电缆的10BASE5组网结构三种主要的以太网结构。对于双绞线的10BASE-T组网结构来说,其优势为布局灵活,可靠性高,扩展、管理等非常方便,这种结构在九十年得到广泛应用。但是,随着消费者需求层次的不断提高,已经出现传输速率为100Mps的100BASE-TFASTEthernet组网结构。

1.1.2令牌环网(Token-Ring)

令牌环网(Token-Ring)在适应性、实时性方面表现优越,其特征主要表现为令牌传输媒体访问控制方式、优先访问权控制机制,以及能够为网络用户提供更高层次的网络系统。令牌环网(Token-Ring)在20世纪90年代应用较为广泛。

1.1.3光纤分布式数据接口(FDDI)

光纤分布式数据接口(FDDI)也称城域网,通常情况下,这种网络借助光纤分布式数据接口、网卡连接个人计算机,其基本结构属于双环网络环境,在工作过程中,通过分组交换、令牌方式共享光纤带宽,其传输速率为100Mps,传输距离为100km,这种网络出现在20世纪80年代,到了90年代初进入应用高发期。

1.2国际互联网(Internet)

国际互联网(Internet)作为一种国际计算机网络,在世界范围内应用最为广泛。借助国际互联网(Internet),用户可以实现远程登记、传输文件,以及电子邮件交流等功能,同时为人们提供了多种信息查询工具,丰富了网络用户访问信息的 渠道 ,在一定程度上提高了用户的访问速度。从应用群体来看,在全球范围内,人们对Internet的优越性给予了高度的认可。

1.3ATM网络

ATM网络作为一种信息格式,也被称为异步传输模式,这种模式在一定程度上实现了局域网与广域网之间的连接。通常情况下,这种网络借助专门的转换器和ATM网卡对高速网络中的数据进行交换、传递处理,以及对数据进行传输(远程、近程)。从当前的计算机网络技术发展来看,ATM网络已经趋于成熟,其应用范围在全球不断扩大。

1.4 无线网络

与有线网络相比,无线网络技术的优势更加突出。对于无线网络来说,其类型主要包括无线局域网、个人通信无线网络、家用无线网络三类。从应用范围来说,无线网络技术有着非常广阔的发展前景,例如,在无线通信技术中,射频技术虽然受到国家特定频率的限制,但是可以贯穿地板、墙壁等固体建筑物。而对于红外技术来说,虽然不受国家频率的制约,并且传输速度快,抗干扰性强,同时生产成本低,但是由于不能贯穿地板、墙壁等建筑物,在这种情况下,进一步制约了其应用范围。但是,对于无线网络来说,由于兼具射频技术、红外技术的优势,所以在军事、医疗等行业得到广泛应用。

2计算机网络技术的发展

随着科学技术的发展,计算机网络技术实现了跨越式发展,并且出现新的形式,主要表现为:

2.1微型化

随着计算机功能的不断完善,以及运算速度的不断提升,大规模、超大规模集成电路成为一种趋势。从微处理器芯片的更新速度、价格来说,计算机芯片的集成度周期一般为18个月,在这一周期内其价格降低一半。但是,随着计算机芯片集成度的提高,计算机的功能将会越来越强大,在这种情况下,将会进一步推进计算机微型化的进程和普及率。

2.2网络化

随着科学技术的发展,计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。随着网络技术的发展,计算机网络在政产学研等领域得到广泛应用,并且有关计算机网络的概念逐渐被越来越多的人所了解。对于不同地域、功能独立的计算机来说,通过计算机网络实现了互联,同时在软件的支持下,进一步实现了资源共享、信息交换和协同工作等功能。当前,凭借计算机网络的发展水平,可以对一个国家的现代化程度进行衡量,可见计算机网络在社会经济中发挥着重要的作用。

2.3无线传感器

在当代网络技术中,无线传感器是一项重要的科研成果。在设计无线传感器的过程中,一般按照模块化、低消耗的模式进行设计。对于整个传感器来说,其电流消耗是非常低。无线传感器的工作原理是借助压电原理收集结构产生的微弱振动能量,同时将其转化为电能,为传感器工作提供电能。在设计无线传感器时,为了有效降低能耗,一般选择低能耗的产品,并且传感器在不采集数据信息的情况下,会自动关闭电源,此时整个装置处于睡眠状态。

2.4智能化

随着科学技术的不断发展,智能化成为计算机网络技术发展的主流。通过智能化在一定程度上让计算机对人类的学习、感知、理解等能力进行模拟,通过技术的手段,让计算机具备理解语言、声音的能力,同时具备听、说、思考的能力,从根本上实现人机对话。另外,随着科学技术的不断发展,计算机网络技术呈现出一些新的趋势,例如:

2.4.1IP协议发展

随着科学技术的发展,一方面丰富了IP协议的业务内容,另一方面增加其复杂程度,在这种情况下,需要高度关注IP协议的安全性、资源性,同时需要采取相应的 措施 进行改进和完善,为IP协议发展奠定基础。

2.4.2出现分布式网络管理

在计算机网络技术中,借助分布式网络管理一方面有利于交换信息资源,实现资源的共享,另一方面可以推动网络技术的发展,进而在一定程度上提高计算机网络的管理水平。

2.4.3发展三网合一技术

随着科学技术的发展,计算机、电信、有线电视网络出现相互融合的趋势,三者通过相互融合,在一定程度上促进三者不断改进,从根本上实现三网融合的高效性。

3结论

综上所述,随着科学技术的发展,计算机网络作为通信技术与计算机技术相互结合的产物,这种产物对全球的发展产生深远的影响。在信息化时代,计算机网络技术已经有了质的发展,不仅实现了社会的信息化,更重要的是借助计算机网络技术可以存储数据信息,同时可以共享资源,进一步推动社会经济的发展。

参考文献

[1]季泽洋.计算机网络技术在企业信息化过程中的应用研究[J].中国商贸,2014(01).

[2]范伟.浅论新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋势[J].计算机光盘软件与应用,2014(13).

[3]付鹏.浅析计算机网络技术在消防信息化工作中的应用及存在问题和对策[J].电脑知识与技术,2011(27).

[4]祝莉妮.计算机网络技术及在实践中的具体应用[J].数字技术与应用,2014(06).

《 计算机网络技术的发展与应用 》

计算机网络技术诞生于计算机技术与通信技术的出现与融合之时,是这个信息化时代的重要标志之一。随着我国国民经济的飞速发展,我国的计算机网络技术也取得了非常令人称赞的发展成就。其在社会各个领域的应用不仅激发了国民经济的增长,同时也深层次的改变了我们的社会生活,从很大程度上讲计算机网络技术标志着一个国家和一个社会的进步和发展,也是经济发展的主要助推器之一,因此在信息化时代之中着力的发展计算机网络技术有着极为深远的意义。

1计算机网路技术的发展历程分析

就全球范围而言,计算机网络技术最早诞生于20世纪的50年代的美国军事领域,由于立体式作战的需要,美国国防系统尝试着将地面防空系统中远程雷达和测量控制设备,通过一定的方式实现有效的连接,而这种连接方式最终选择了通信线路,这个实践的成功标志着网络技术正式进入到了人们的视野之中,通过通信线路的连接,雷达系统和测量设备控制系统有机的连接起来,地对空的防御效率得到了大大的提升,自此以后计算机网络技术正式登上了历史的舞台。在其后的几年发展之中,计算机网络技术由军事领域开始向社会民用领域发展。60年代之初,在美国航空公司的订票系统中实现了当时美国全境的超过两千台的计算机与票务系统中的一台中央计算机的网络连接,这极大的提升了航空系统的票务管理效率。进入到70年代以后,随着微型计算机的出现以及微处理技术的诞生和运用,美国社会开始出现了对于计算机短距离通信的要求,现在广为人们熟知的局域网(LAN)正是诞生于这个背景之下。在此之后美国的IBM公司和DEC公司分别推出了SNA系统网络结构(SystemNetworkArchitecture)和DNA数字网络体系结构(DigitalNetworkArchitecture),自此计算机网络技术正式进入到了系统结构标准化时代。在此后的发展之中,计算机网络技术一直被认为是社会经济发展的生力军,对于计算机网络技术的研究和开发也呈现出一派欣欣向荣的景象。自20世纪90年代中计算机网络技术进入到我国之后,我国的国民经济发展进入到了一个前所未有的高速发展阶段,各行各业的发展都突破了传统模式下的瓶颈阶段,为21世纪首个十年的辉煌发展奠定了坚实的基础。

2计算机网络技术概述

计算机网络技术可以根据其网络拓扑结构以及连接范围分成若干种不同的类型,所谓按照拓扑结构分,指的是根据网络之中各个节点之间连接方式和 方法 的不同,计算机网络可分为树形、总线型、环形、星形以及复合型等五种基本类型,而按照连接范围分大致可以分为广域网也可以叫做远程网即WAN(WideAreaNetwork)、城域网即MAN(MetroplitanAreaNetwork)和局域网即LAN(LocalAreaNetwork)三种范围形式。而在网络操作系统方面经过半个世纪以来的发展,目前计算机操作系统主要有以下三种。

1)UNIX操作系统。UNIX网络操作系统可用于超大型计算机、超小型计算机一级RISC计算机,其特点是具有多用户多任务性、可移植性以及相互操作性。

2)NOVELL系统。NOVELL系统是目前局域网市场中占据主导地位的操作系统,其是在汲取了UNIX操作系统多任务以及多用户特点的基础之上发展而来,是一种开放的网络体系结构,也是一种连通性很强的系统结构。在其主要使用的Netware中采用了高效的系统容错技术,这使得该操作系统的接受程度更高,这也是该系统能够成为当今世界主导操作系统的主要原因之一。

3)Micosoft系统。Micosoft操作系统是目前市场上LAN网络市场和NOVELL公司最为强大的竞争对手,其最具代表性的操作系统就是WindowsNT,是一种典型性的32位现代化、模块化的平台系统,完全具备小型网络操作系统所具有的全部功能。

3计算机网络技术的应用

3.1LAN网络的应用

LAN网络是目前我国使用的最为广泛的一种网络技术形式之一,其具有投资较小,见效较快的特点,是网络技术发展的先驱力量。目前在我国主要使用的LAN技术有Ethernet(以太网)、Token-Ring(令牌环网)和FDDI(光纤分布式数据接口)。

3.2Internet

Internet是一种国际互联形式的网络结构,是我国乃至全世界使用最为广泛的跨国计算机网络。该系统能够为用户提供诸如FileTransferProtocol(文件传输)、ElectronicMail(电子邮件)以及Telnet(远程登录)等服务。除了这些服务之外,Internet还为我们提供了许多便捷的查询服务,用户可以通过WWW、Gppher等方式访问自己所需要的信息,由于Internet的这种高效互联性,世界各国之间的联系紧密异常,全世界范围的商业和科技发展也成为了现实。

3.3无线网络

无线网络是近年来发展起来的一项计算机网络技术,也是当前市场前景最为广阔的网络技术。目前国内市场上的无线网络产品主要为无线LAN、个人通信以及家庭用无线网络三种。在技术形式上目前主要的应用是射频无线网络技术和红外传输网络技术,其中红外技术成本较低,传输速度也更快,避免了国家频率对于普通频率的干扰,但是红外传输技术具有很大的技术缺陷,那就是在穿透墙壁、地板等建筑隔断时的能力较低,这也在很大程度上限制了红外传输技术的使用。而射频传输技术有效的弥补了红外传输技术的不足之处,但是其往往受到国家特殊频率的干扰和限制。目前我国无线网络技术已经广泛的运用到了医疗、军事以及制造等领域,为公众的生活提供了极大的方便,在实现了无线网络与Internet的结合之后,无线网络技术更是实现了质的飞跃。

4计算机网络技术的发展方向展望

信息化的时代中,网络信息技术的发展在很大程度上决定着社会经济的发展,随着我国国民经济的不断发展,网络通信技术和多媒体通信技术也呈现着日新月异的发展态势,并且随着互联网终端设备智能化的提高,高速以太网以及无线网络标准将会不断的得到发展和进步,并且互联网络的结构也将会更加的合理和科学,传输效率也会不断的提升。

5结论

计算机网络技术在社会生活之中和经济发展之中所扮演的角色越来越重要,计算机网络技术的诞生和广泛应用拉近了人与人之间的交流和信息的沟通,也使得整个社会的效率变得更高,信息的传播速度更快。局域网、国际互联网的使用更是使得国家化的进程不断加剧,各国之间的交流正在不断的加深,彼此之间在科技、 文化 等方面互通有无,这毫无疑问对于任何一个国家的社会和经济的发展都起着至关重要的作用。因此作为发展中国家我们应该不断的加强对于计算机网络技术的应用,确保计算机网络技术能够始终保持较高的发展速度,为我国社会经济的发展提供一个较为充分的物质基础。

《 计算机网络技术应用研究 》

计算机网络技术是通讯和计算机技术的有机结合,随着二者的快速发展,计算机网络技术也得到了快速的更新和广泛的应用,并且在 教育 、商业和军事等领域的发展过程中起到了重要的促进作用,也逐渐成为了推动社会发展的关键动力。加强计算机网络技术的应用,对促进社会信息化发展,提升经济效益,实现资源共享等各个方面都有着重要意义。因此,计算机网络技术的应用研究是至关重要的。

1计算机网络技术概况

计算机网络技术是在结合了通讯和计算机技术的基础上产生的一种技术。其能利用电缆、光纤和通讯卫星等将分散的、独立的计算机连接起来。计算机网络技术具有诸多优点,其将通讯和计算机的优势有机结合,从而使运算和存储更加快速、便捷,使传送和管理也更加的快捷、高效。计算机网络技术作为一种当前较为先进的技术,在人们日常生活中发挥着重要作用,不仅提高了工作质量和效率,也促进了社会经济、科技的稳定发展[1]。计算机网络技术的功能主要体现在以下几个方面:

(1)共享功能。计算机网络技术的应用能够实现数据、信息、软件和硬件资源等方面的共享,计算机硬件、软件和数据库为资源共享的主要方面。

(2)协同功能。计算机网络技术的主要功能就是通过科学合理的协调,从而确保各个计算机之间的工作能够更加稳定、可靠。计算机网络技术的协同工作主要是指计算机或用户之间的协同工作。比如,当网络中某一台计算机的负担过重,无法完成,这时就可以将其工作任务分担给另一台比较空闲的电脑来完成,这样不仅能延长计算机的使用寿命,也有助于促进计算机网络可用性的不断提升,同时也能促进工作质量和效率得到显著提高。

(3)通信功能。主要体现在数据通信方面。应用计算机网络技术有效实现了计算机之间、用户之间,以及计算机与用户之间的通信,突破了时间和空间的局限,也为人们的日常工作生活提供了极大的便捷[2]。

2计算机网络技术的应用原则

(1)从简选择。随着计算机网络技术的快速发展,计算机应用设备也随之在不断更新换代。软件和硬件技术是计算机网络设备与技术的主要组成部分,所以,随着软件和硬件的不断更新和开发,相应的计算机应用设备也必须进行快速的更新换代。因此,我们日常工作生活中在选择计算机和应用技术时应遵循从简原则,选择的设备和应用技术应经得起产品市场与实践检验。

(2)规范使用。计算机网络技术是由多部分组成的一种较为复杂的技术,在使用过程中一个细小的问题都有可能造成计算机网络无法正常使用,甚至会导致其瘫痪,对日常工作生活造成严重影响。因此,日常生活工作中使用计算机网络技术时,应严格按照使用规范进行操作么,从而确保其系统的正常运行,以及相应工作的顺利进行[3]。

(3)细微维护。对计算机网络的定期维护与保养也是确保计算机正常运行的关键环节。相关技术人员在开展计算机维护前,首先要对其整个设计思路有进行全面的了解和掌握,并针对其经常或是可能出现的问题,制定出相应的应对措施,从而在维护过程中能够及时的发现和解决其潜在问题,确保计算机网络系统的安全、正常运行。

3计算机网络技术的应用分析

3.1在信息系统中的应用

从目前的信息系统发展现状来看,计算机网络技术的应用对其产生了较为深远的影响,在信息系统建设中发挥了重要作用,主要体现在以下方面:

(1)为信息系统的建立提供了有力的技术支持。计算机网络技术具有的诸多优势,能够在信息系统构建发展过程中提供最基本的技术支持。主要体现在,其不仅能够为信息系统提供新的传输协议,从而促进信息系统传输效率的不断提升;也能够为信息系统提供数据库技术方面的支持,从而促进信息系统相关数据的存储更加便捷,符合实际存储要求。另外,计算机网络技术也在其传输技术方面提供了一定的技术支持,使其传输的有效性得到了显著的提升。

(2)有助于提升信息系统的建设质量。面对新信息系统的建设目标和具体要求,在信息系统建设过程中,应用计算机网络技术,使信息系统的建设质量得到了显著的提升,主要表现在,信息存储、传输性能等方面的提高。这不仅使信息系统实现了预期的建设目的,也通过计算机网络技术的应用,使信息系统的建设质量得到了一定的保障[4]。

(3)为信息系统的发展迎来了新的发展机遇。计算机网络技术在信息系统中的应用,不仅使信息系统的性能在整体上得到了显著的提升与发展,也使信息系统的整体建设质量得到了一定的保障。由于信息系统得到了计算机网络技术的有力支持,因此,随着计算机网络技术的更新和发展,也为信息系统带来了一定的发展机遇,并且在信息系统发展过程中发挥着积极的促进作用。

3.2在教育科研中的应用

通过分析当前计算机网络技术现状来看,教育科研已经逐渐成为了其应用的关键领域,通过利用计算机网络技术,能够为教育科研提供更加先进的技术手段,从而使教育科研的整体质量和水平获得显著提升。其在教育科研领域的应用主要体在以下方面:

(1)有助于促进远程教育网络的构建。随着教育的不断改革和发展,为了进一步拓宽教育范围,从整体上提高教育质量和效率,运用了计算机网络技术来构建远程教育网络,这样不仅丰富了教育手段,创新出更多科学新颖的 教学方法 ,也在一定程度上促进了教育有效性的提高。通过远程教育体系的发展和实践应用上来看,远程教育体系已经逐渐成为了未来教育发展的主要形式。因此计算机网络技术在远程教育网络构建中应用的重要作用是不容忽视的[5]。

(2)为教育科研提供了虚拟分析技术支持。从当前的教育和科研实际发展状况来看,在科研和教育研究过程中,必须要对相关数据进行详细的分析,如果仅靠传统分析技术很难实现预期的研究目的,而应用计算机网络技术中的虚拟分析技术,能够使数据分析效果得到显著提升。可见,虚拟分析技术的应用对于科研和教育研究发展有着重要意义[6]。

(3)为教育科研提供了计算机辅助技术。从目前的教育科研发展来看,计算机辅助设计和辅助教学技术都在实际应用中获得了显著的应用效果,可见,计算机网络技术已经逐渐成为了教育科研发展中不可或缺的重要辅助手段,为教育科研的进一步发展提供了有力的技术支持,促进教育科研质量和整体效果的不断提升。因此,我们应该正确认识计算机网络技术在教育科研发展中的积极作用,并将其科学合理的应用其中,从而促进教育科研的快速发展。

3.3在公共服务体系中的应用

在当前社会公共服务体系不断发展和完善过程中,计算机网络技术的应用,对提升公共服务体系的管理质量和效率有着重要作用。在传统公共服务体系运行中,大部分的服务内容都是依靠人工操作来完成的,同时也由于服务人员的专业素养和操作水平都有待提高,从而使得服务质量和水平也一直难以获得显著的提高。而计算机网络技术的应用,使公共服务体系获得了更加先进的技术支持,主要体现在以下几个方面:

(1)公共服务管理模式的创新。计算机网络技术在公共服务体系中的灵活应用,使其不在依赖于人工操作来实现公共服务,其网络化服务模式已经成为了整个公共服务管理领域的重要发展趋势。随着计算机网络技术的不断发展,也为公共服务体系提供了更加先进的管理模式和手段,从而使得公共服务体系效果得到一定提升,促进公共服务管理体系的全面发展。

(2)有助于促进公共服务体系管理质量的提高。从当前的公共服务体系发展来看,计算机网络技术的应用,使公共体系的整体服务质量和效率得到了较为明显的提高。当前公共服务体系,在办公管理系统上已经逐步形成了网络话的管理模式,在信息调用、服务咨询等方面也得到了进一步的发展,更好的满足了公共服务体系各个阶段发展的实际需要。因此,计算机网络技术的应用,对促进公共服务管理质量和效率的提高有着重要作用。

(3)有助于促进公共服务体系的全面发展。从当前公共服务体系的实际发展需求方面来看,应用计算机网络技术,为公共服务体系的进一步发展提供了有力的技术支持,使其在不断更新和完善过程中能够获得更加先进的技术手段。比如,从其提供的管理手段来讲,计算机网络技术不仅为公共体系管理提供了有力的技术支持,也为其赋予了较强的技术特性,使公共服务体系得到了更加科学全面的发展。

4结语

计算机网络技术的广泛应用,对推动我国现代化社会的发展有着重要作用。计算机网络技术不仅能够突破时间和空间的局限性,也加深人与人之间的互动交流。而其在为人们的生产生活提供便捷的同时,也迎来了新一轮的发展挑战。因此,人们应该准确把握计算机网络技术带来的发展机遇,将其广泛的应用到生产、生活的各个方面,运用计算机网络技术来推动我国经济、政治和文化等方面的发展,同时也促进计算机网络技术得到更加全面的发展。

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关于D2D通信抗干扰的问题研究

论文摘要: 在这个信息化时代,人们已经无法适应没有信息的传递和交流的现代化、快节奏的生活和工作。无线移动通信的迅猛发展,无线移动通信技术已经与人们的生活密切相关,人们的日常生活中已经离不开各种无线通信设备。

论文关键词: D2D 通信 信息

第 1 章 绪 论

1.1 研究背景

在无线技术短短的几十年的发展历程中,从第一代模拟蜂窝移动通信网(AMPS)发展到支持低速率数据业务的第二代数字蜂窝移动通信网络(GSM),然后发展到支持移动多媒体通信业务的第三代数字移动通信网络(3G)[1][2],进而发展到现在能够支持更高的数据传输速率的多媒体业务的第四代移动通信技术,与此同时,更多的工作已经投入到下一代移动通信技术的研究计划。无线移动通信技术的发展趋势是开发更高的频段、有效地利用频谱资源、数字化,将为设备制造商和业务运营商提供更大的市场空间,而且造就一个庞大的业务服务群体并为其提供良好的市场空间。各种移动通信系统不断的演进,带宽需求随之日益增加,频带资源短缺成为世界通信业的共同问题[3],如何更大效用的利用频谱资源并创造新的价值是一项具有现实意义的研究问题。由于频谱资源有限,如何进一步提高频谱资源利用率已经成为无线通信技术的一个核心课题。为解决日趋紧缺的频带资源问题,研究者提出一种在蜂窝网络中引入 D2D(Device-to-Device)通信技术[3],D2D 通信技术是指短距离的两个用户设备在基站控制下,可以通过复用小区频谱资源的方式实现终端间直接数据传输。D2D 通信可以在现有的蜂窝网络中直接升级而来,无需大规模的铺设重建过程。D2D 系统与蜂窝系统的结合,不但能够扩大蜂窝容量,而且能提高频谱利用率,有效降低基站负荷,减少移动终端的电池功耗,缩短延时等优点,还能支持新型的小范围点对点数据服务。如今,D2D 通信技术与大规模MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output 多输入多输出)、中继技术、超密集部署、灵活双工等技术一并确定为 IMT-Advanced(高级国际移动通信)研究的关键技术。D2D 以其灵活的工作方式和实用性在 4G LTE-A 系统中将会得到越来越多的应用。

1.2 国内外研究现状及发展趋势

D2D 通信技术已受到了越来越多的关注,研究者在相关的领域里做出了许多的研究,国内外关于 D2D 的研究主要存在以下几个方向:应用场景研究、理论架构研究以及抗干扰性研究。文献[4]提出通过基站在其数据库中建立“用户动态匹配数据库”(DynamicMapping Users, DMU),用来及时追踪所有蜂窝频段的被复用状况,而 D2D 设备主动选择复用干扰水平较低的蜂窝资源,来避免或减小干扰的最优模式选择策略。此机制和算法,充分考虑了蜂窝网络的服务质量(QoS, Quality of Service)以及两种用户之间的相互干扰。文献[5]通过以小区内用户的空间隔离度为出发点,选出合理蜂窝用户和 D2D用户对,这样减少了两种通信模式之间产生的干扰问题,改善了蜂窝的吞吐量。文献[6]提出一种用户分组的资源分配方案,将小区中 D2D 用户依据其地理位置分成几个 D2D 用户组,然后依据不同分配法给不同的 D2D 用户组分别分配不同的资源频带,再将分配到的资源在 D2D 组内用户进行分配,各个用户组使用不同的资源分配算法。文献[7]给出了一种 D2D 通信用户模式映射方案。在这种方案中,基站首先确定系统中通信用户的地理位置,然后根据位置信息决策适合各用户的通信模式,最后为其分配相应的资源。这种模式映射方案以损失有限的性能增益为代价,较大降低系统决策的复杂度。文献[8]基于单小区蜂窝多天线场景,提议了两类复用蜂窝下行链路的预编码算法来消除因为频谱复用所引起的干扰问题。一类是穷尽搜索已知码本中所有预编码,采用最好预编码,该方案系统开销比较大。另一类采用分布式算法,如果能够获得准确的信道反馈,即使相比穷尽搜索获得的最优的预编码对,也可以获得更高的增益。

第 2 章 D2D 通信技术

2.1 D2D 概念

D2D(Device-to-Device)通信是一种短距离间直接通信技术,它允许用户在基站控制下通过复用小区资源直接进行通信。这种通信方式有利于近距离的本地用户直接进行通信,可以有效减少用户间干扰,降低传输信号功率,提高资源利用效率,对本地数据的传输业务尤其适用。D2D 通信是一种能够在通信两端之间建立直接的链路,使通信双方不通过基站转发就能进行通信的方式。如图 2.1 所示,D2D 通信与传统的蜂窝通信模式不同,D2D 通信不需要通过基站来转发数据,而是用户间直接进行通信,这样节省了数据传输的时间以及通信的开销,同时还节约了网络资源。D2D 用户也有与蜂窝用户相同的地方,D2D 用户需要受到小区的基站的控制和管理,D2D 通信在基站的控制下获得所需的通信频谱资源以及传输功率,在基站的协助与监控下进行数据传输。D2D 用户与蜂窝用户之间,可以分别使用独立的资源,也可以共用相同的资源,合理配置使用的资源可以提高蜂窝网络的资源利用率。如若进行 D2D通信的双方都是以较低的功率进行传输,则能够减轻网络的负载,并减少终端的电量损耗,电池的使用期限就会延长。D2D 通信这种短距离的通信带来的高数率和良好的通信质量,能够提高蜂窝网络的容量和频谱的利用率。并且随着移动网络热点覆盖的'增加,数率的不断提高以及互联网业务的不断普及,D2D 通信将会得到越来越多的应用。

2.2 D2D 通信关键技术

移动通信的研究和发展方向与互联网应用密切相关,这意味着越来越多的关注将集中于数据业务,这也是未来运营商们竞争的焦点。从移动通信的发展趋势来看,移动通信网络目前正处于从以语音为主要业务逐渐转向以高速数据为主要业务的阶段,而且,移动多媒体业务的快速发展也对移动通信系统的带宽提出了新的难题。D2D 通信也是基于对数据业务的一种应用方式,同样需要移动通信系统提供足够的带宽支持。目前 D2D 技术已经成为无线通信技术行业的重要研究课题之一。如何在现有的通信网络基础设施上使其得以实现,并解决其关键技术问题已经吸引了学术界和产业界较多注意。D2D 关键技术主要包括设备发现,功率控制,资源管理以及信道测量等[14]。在蜂窝通信中引入 D2D 通信,D2D 用户可以复用蜂窝用户上行资源或下行资源,而在引入 D2D 通信后,保证对原有蜂窝用户不产生干扰或产生的干扰能保证蜂窝通信正常很重要。一般情况下干扰主要通过功率控制和资源分配来解决,尽管 D2D 干扰特性还没有完全得到认识。功率控制只在上行链路传输中对移动通信用户的发射功率以及下行链路传输中对基站的发射功率的控制[15],用以保证通信的正常。在蜂窝通信中引入 D2D 通信,需要进一步控制 D2D 用户的发射功率,这样才能保证蜂窝用户不受到干扰。在保证 D2D 接收端的信干噪比 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)最小时,D2D 发射端功率越大越好,这样可以可以使得接收功率越高,进而获得的容量越高。但是,发射功率越高,对蜂窝用户产生的干扰越大,系统容量也会受到影响。因此,在使得功率最大化和限制其产生的干扰之间找到平衡点是功率控制的目的。

第 3 章 部分频率复用 D2D 通信抗干扰研究 ..16

3.1 系统模型..16

3.2 核心区域 D2D 通信的频率复用 17

3.3 边缘区域 D2D 通信的频率复用 21

3.4 性能分析..25

第 4 章 基于隔离区的 D2D 通信干扰控制 28

4.1 系统模型..28

4.2 隔离区域..30

4.3 干扰分析..30

4.4 频谱效率..324.5 性能分析..33

第 5 章 基于联盟博弈的 D2D 通信干扰控制 ..37

增长中的本地服务需求以及逐渐增长的频谱拥塞引发了针对在蜂窝网络中提高频谱效率的研究活动。D2D 通信作为一个能够复用蜂窝资源的底层蜂窝网络可以提高频谱利用率与增强小区吞吐量。D2D 通信中一个关键问题是由 D2D 通信与传统蜂窝通信的资源分享造成的干扰管理问题,而这个问题会大大影响网络吞吐量和通信可靠性。在本章中,探讨资源共享的问题,从分布式和合作前景的角度来优化在蜂窝网络下的 D2D 通信的系统性能,特别的,制定一个可转移效用的联盟博弈[46 47],在其中,每一个用户在最大化自己的效用的同时,和其他用户合作形成更强的用户组以获得更佳的频谱资源。此外,在新定义的联盟最大次序下,基于联盟形成算法,设计了一个分布式的融合与分裂方案以有效的处理资源分配问题。如图 5.1 所示,考虑在蜂窝网络中的下行链路传输方案,其中存在两种类型的通信方式,即 BS 和 UE 之间的传统蜂窝通信方式以及直接的 D2D 通信方式,其中 D2D 通信被作为传统蜂窝通信的衬底。重点放在由于 D2D 与传统蜂窝通信的资源共享带来的小区内部干扰。假设在研究的网络中有 M 个传统蜂窝用户,N 个 D2D对。Am,m=1,2,…..M,表示传统蜂窝用户,Dn,t 和 Dn,r,n=1,2,…..N 表示潜在的D2D 对,这些 D2D 对的距离近到足以满足直接 D2D 通信距离的约束。Dn,t代表D2D 对的发射机,Dn,r代表 D2D 对的接收机。正交频分复用(OFDM)技术用于同时支持传统蜂窝通信和 D2D 通信。R={RB1,RB2…RBk}表示总共的 K 个用于数据传输的模块。每个模块由一定确定量的副载波组成,在 LTE 的物理层标准,每个模块由 12 个副载波组成。集合{1,2…M},{1,2….N}以及传统蜂窝用户集合,D2D对集合用 M,N,A 和 D 来表示。

总结

随着无线通信业的发展,人们期望随时随地、及时可靠、不受时空限制地进行信息交流,提高工作的效率和经济效益,各种满足人们需求的无线通信技术取得了巨大的发展。经过统计研究,目前大量的通信都发生在近距离间的传输,所以更多的工作需求投入到近距离的通信传输中,其中 D2D 技术就是近距离的用户间通过复用蜂窝网络的资源直接进行进行数据传输的一项新技术[50 51],D2D 通信不仅提高了数据传输速率,而且能够减小功耗延长电池的使用。同时还能够在边缘地区或热点区域提供网络覆盖,从而增加网络的容量。本文对 D2D 技术的几个关键问题都进行了研究,包括 D2D 设备查找技术,多跳的 D2D 通信,以及与 D2D 通信抗干扰问题等。针对干扰这个关键问题,本文进行深入的探讨和研究,并提出了具体抗干扰性的研究方案,具有一定的借鉴价值。本文首先对 D2D 的研究背景,D2D 的概念以及国内外研究现状进行了详细的介绍。对于目前日趋匮乏的频谱资源,D2D 复用技术在 LTE 蜂窝移动通信系统中得到广泛的关注。而对于在蜂窝网中两种通信间造成的相互干扰控制成为 D2D 应用中的一个关键性问题,也是本论文研究的重点。接着,本文针对 D2D 通信的抗干扰问题提出了三种干扰抑制和控制的方案,一种是基于部分频率复用的干扰控制,根据用户的位置,将蜂窝分成核心区域和边缘区域,分别提出对处于核心区域和边缘区域的 D2D 通信的部分频率复用干扰控制方案,并通过性能分析来证明此方案是可行的。另一种是基于隔离区的 D2D 干扰控制,通过干扰分析和频谱效率分别解决 D2D 通信对原有蜂窝通信的干扰和蜂窝通信对 D2D 通信的干扰问题。最后一种是基于联盟形成博弈的干扰控制,解释了联盟形成博弈,主要是基于联盟形成的融合与分裂的资源分配来控制干扰,最后介绍了联盟形成博弈的算法。

参考文献(略)

:随着电子技术、通信技术的快速普及和发展,军事领域已经引入了现代化、自动化的战斗设备,因此电子对抗成为了信息化背景下的一个新型战场。下面是我整理的电子对抗技术论文,希望你能从中得到感悟!

电子对抗中通信技术研究

摘 要:随着电子技术、通信技术的快速普及和发展,军事领域已经引入了现代化、自动化的战斗设备,因此电子对抗成为了信息化背景下的一个新型战场。电子对抗中,各个计算机设备之间的通信传输最薄弱,最容易受到攻击,经过多年的实践和研究,电子对抗中的通信技术已经诞生了自适应技术、跳频技术、差错控制技术、分集技术,同时为了能够更好地进行数据传输,未来电子对抗通信技术将逐渐向窄带、融合等方向发展,提高电子对抗的有效性。

关键词:电子对抗;通信;跳频;差错控制

中图分类号:TN97 文献标识码:A

电子对抗又被称为电子战斗或电子斗争,敌对双方可以使用电子技术设备、器材进行电磁斗争。电子对抗可以破坏、削弱敌方的电子设备应用成效,保证己方电子设备的综合利用。电子对抗起源于20世纪初,在两次世界大战中均得到应用,比如干扰对方通信网络。电子对抗的具体项目包括电子侦查、电子进攻和电子防御,电子侦查可以实现情报侦察和支援侦察;电子进攻可以实现电子干扰和电子摧毁;电子防御包括反干扰、反侦察等功能。电子对抗技术性强、时效性强、针对性强,贯穿了信息化作战的整个过程。

信息化战争中,所有的电子设备之间的信息共享、命令传输均采用通信技术,利用短波、微波、中波等传输信息和指挥命令,并且由于通信技术自身特点,其也是电子对抗中最容易受到破坏的地方。通信技术覆盖范围广、设备接入种类多、组网结构较为复杂,通信传输非常容易受到干扰因素影响,比如电磁辐射、多径时延、幅度衰落等,因此为了提高电子通信抗干扰能力,确保数据传输安全,不被敌方窃取、破坏和篡改,许多的通信学家对其进行了研究,提出了自适应技术、分集技术、跳频技术和差错控制技术等抗干扰措施,可以有效地提升战场通信的可靠性,确保战场数据的传输质量。

1.电子对抗中通信技术应用现状

通信对抗是电子对抗在通信领域中的一个分支,通信对抗主要内容包括通信干扰、通信侦查、通信抗干扰等方面,通信对抗的主要目的是接收和破译敌方密码,获取敌方的军事部署信息;获取通信传输相关的战术参数,掌握敌方的军力部署、作战指令等情报信息。通信对抗可以造成敌方的设备通信暂时失效,从而导致军事指挥系统部分或完全瘫痪,抑制对方的军事行动,保证我方军事通信系统的有效性。

军事设施通信收发地相距较远,因此信息传递中保密性、安全性、干扰性方案较为复杂,因此通信对抗过程中,需要提高电子通信的抗干扰能力,保证我方电子通信的可靠运行,目前常用的电子通信对抗技术包括自适应技术、跳频技术、差错控制技术和分集技术。

1.1 自适应技术

军队电子通信传输过程中,自适应技术可以提高通信传输的抗干扰能力,通过自动化地优化通信系统的传输频道、结构和参数,可以根据战场通信环境的变化动态地改变通信传输信号,以便能够提高战场通信的抗干扰能力。自适应技术可以动态分析战场通信的链路质量,根据实际通信传输质量扫描多个信道,参考天气状况、太阳离子、经纬度变化、敌方干扰情况进行优化,发布LQA信号探测命令之后,可以为战场通信自动选择合适的通信频率,构建一个最优化的通信链路,自动地将通信内容切换到最佳频道上,改善军事通信过程存在的信号衰落情况,提高军事通信抗干扰能力,保持一个较好的通信传输质量。

1.2 跳频技术

跳频是军队通信传输最常用的扩频方式之一,通信双方可以利用一定的规律实现载波频率的随机跳变。从时域方面来看,跳频信号是一个多频率的频移键控信号;从频域方面看,跳频信号的频谱是在一个很宽的频带上利用不等间隔随机跳变的。其中,跳频控制器是核心的部件,其可以采用伪随机码、多频频移键控等模式改变载波信道,在一定范围内实现通信信号的跳变、同步和自适应控制,控制数据发送和接收。军事通信采用跳频技术,可以保证通信信道的隐蔽性,敌方很难发现跳频规律,就无法截获通信传输内容。跳频通信具有较强的抗干扰能力,即使通信频带的部分频点被干扰,用户依然可以在其他频点上进行正常地通信传输,由于跳频通信系统是一种瞬时窄带系统,易与其他的战场通信系统兼容,因此非常有利于军事部署使用。

1.3 差错控制技术

军事通信涉及部门、设备较多,因此承载的业务数量也是海量的,受到敌方攻击、自然条件的影响非常大,电子对抗非常容易造成通信传输存在乱码和错码现象,数据传输过程中自身也会发生丢包现象,因此为了保证通信传输的准确度,需要采用差错控制技术。差错控制技术经过多年的使用和改进,已经诞生了自动重发请求、前向纠错技术和混合纠错技术,这些技术可以大大地提升数据信息、控制命令的传输精确度。电子对抗通信传输采用自动重发请求是指当某一个军事部门接收到数据包之后,其可以对其进行验证是否存在错误,如果存在错误,则可以自动地请求发送方重新发送数据包。同时,为了能够提高数据通信和差错控制效率,如果接收方收到的错误码元较少,可以自行采用前向纠错技术改正错误的码元,将其调整为准确的信息包。混合纠错就是集成了前向纠错和自动重发请求的优点,可以快速化地、有效地对错误码元进行改正,保障通信传输的时效性、准确性和完整性,进一步提升军事通信应用成效。

1.4 分集技术

军事通信应用环境非常复杂,通信信道也会根据不同的传输距离存在衰落情况,有的信道具有较强的传输信号、有的信道传输信号则非常弱,因此为了保证信道传输信号的质量,可以利用分集技术,有条件地选择、组合信息传输通道,补偿衰落信道传输时造成的损耗,并且可以使两个或更多的接收天线均衡传输信号。军事通信环境中,各个通信设备均可以采用分集技术,可以从空间、时间、频率和角度等方面进行分集,分集技术可以选择不同的信道,将其组合在一起,并且不需要增加无线发射机、接收机的传输功率和带宽,可有效地改善军事环境无线通信的传输质量。

2.电子对抗中通信技术未来发展趋势 近年来,随着通信技术在电子对抗中的应用和改进,战场通信采用的对抗措施也越来越多,由于战场通信环境日趋复杂,传统的抗干扰技术已经逐渐不能适应现代战争需求,因此电子对抗中通信技术发展呈现出以下趋势:

(1)融合多种自适应技术,改进通信传输质量。军事电子对抗涉及的硬件、软件和传输资源非常多,因此采用的自适应技术具体措施也非常多,单一的自适应技术无法最大程度地提升军事通信质量,可以采用融合传输技术,整合多种自适应技术,形成一个集成的军事通信系统。军队通信时可以将智能天线、多输入多输出、空分编码、软件天线、软件无线电和数字波束成型技术进行整合,形成一个全自动化的军队通信传输系统,进一步改进和提高通信抗干扰能力。

(2)通信抗干扰技术从低速窄带向高速宽带发展。军队通信传输系统承载的业务增多,传输数据也亟需较高的速率和带宽,因此通信抗干扰技术也需要从窄带向高速宽带发展迈进,以便能够延长前向纠错长度、加入较多密码保护码元,可以大幅度提高通信传输的抗干扰性能,满足军队多业务高速率传输带宽需求。

(3)军事通信传输跳频码序列优化。跳频抗干扰技术可以采用伪随机码,比如Gold序列码、Walsh序列码、M序列码等技术。为了更好地防止军事通信由于跳频技术自身缺陷等而被黑客、病毒、木马攻击,可以引入非线性动力学混沌理论、模拟退火思想、机器学习算法等优化序列编码,寻找一个更好的跳频序列码,以进一步提升军事通信抗干扰能力。

(4)军事通信抗干扰技术可视化、智能化。军事通信已经随着软件设计、电子器件开发技术的提升向前迈进,军事通信抗干扰监控过程中引入了先进的数字化、可视化技术,这样就可以把干扰信号发生的时间、频段等进行定位,以利于干扰抑制军事通信信号精准识别,选择干扰较低或无干扰的频段进行军事通信传输。

结语

通信对抗可以使用专业的侦察设备、干扰设备等搜寻、定位、识别、截获敌方战场的相关传输数据,也可以干扰对方的通信传输,造成敌方通信系统瘫痪,直接打击敌方的军事部署。因此,为了提高通信传输的抗干扰能力,人们针对通信对抗提出了抗干扰措施,利用自适应、跳频、差错控制和分集技术等实现阻拦式干扰、瞄准式干扰,显著提高通信传输质量和能力,保证战场通信设备正常、可靠和安全地运行。

参考文献

[1]陈超.自适应跳频技术在通信对抗中的应用研究[D].南京邮电大学,2014:1-7.

[2]赵鹏,庞天杰.信息战电子对抗中大数据引导通信优化仿真[J].计算机仿真,2015,32(1):15-18.

[3]张健.电子对抗环境下飞行器测控通信技术的发展[J].太赫兹科学与电子信息学报,2006,4(2):81-88.

[4]白春惠,赵凌伟.数据链网络通信对抗技术及试验系统研究[J].无线电工程,2014,10(6):63-65.

雷达电子对抗新技术探讨

0 前言

所谓雷达电子对抗,具体指的是以雷达充当探测传感头的探测以及武器作战系统的相关电子技术。随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。纵观当今雷电电子对抗发展现状,结合国外雷达电子战一体化趋势,对雷达电子对抗新技术进行深入分析和探讨具有重要意义。针对雷达电子战一体化进行合理性分析,同时对超宽带雷达今后发展趋势进行展望,提炼出新的雷达电子对抗技术和作战方式,并且极有可能在今后与雷达对抗中获得验证和普遍应用。

1 雷达电子对抗新技术分析

由于普通的雷达数据链和雷达传感器不能满足信息侦查传递的要求,九十年代,美国研发出雷达通用数据链,通用数据链除了在控制组织之间传递交换更多的数据之外还能将侦察机所获取的大容量信息传递到控制中心,雷达通用数据链是用于监视侦查抗干扰的通信传感器,是用于平台和地面终端的通信设备,当国防部队或是政府等高端机构需要秘密情报时,就可以采用侦察机的雷达通用数据链来传递信息情报,很多国家的国防部都需要通用数据链作为网络中心传感器和地面终端的传输纽带,通用数据链主要有五大类数据链路组成,一类是地面平台八万英尺高的通信平台,第二类是高于第一类七万英尺的空中平台,第三类的空中平台高度有五十万英尺,第四类和第五类恶毒数据链路属于卫星的运作链路,一类用于七百五十海里的轨道的卫星运行,另一个运用在更高高度的卫星运行。

1.1 相干噪声干扰

以往的噪声干扰主要有两种方式,分别是非相关宽带阻塞式干扰以及测频瞄准式窄带阻塞式干扰,最为显著的特点体现在其与雷达信号之间并不具备任何联系。正是因为非相干噪声信号和雷达目标回波信号之间不具备联系,因此,在雷达信号的处理过程中,极有可能造成这样一种后果,即:相比较于噪声而言,回波处理有所增加。通过适当的增加噪声干扰功率可以确保干扰效果,此外,为了实现对能量的充分利用,需要选择瞄准式干扰。假如选择相干噪声干扰,就不能使雷达信号处理增益有所增加,此时所需要的噪声干扰功率也相对不高,并且因为所选择的是相干噪声,具备精确瞄频信号,因此,可以确保对噪声干扰能量进行充分有效的利用。相干噪声干扰属于转发式噪声范畴,在完成雷达信号的接收之后,对其进行相应的噪声调制处理,再将经过处理的雷达信号进行转发,这样包括连续波在内的诸多种波形形式均可以得到实现。与之前的噪声干扰相比较而言,相干噪声干扰所需要的干扰能量十分有限,由此可以推断出,在干扰能量一样的情况下,相干噪声干扰所作用的距离可以达到更远。

传统的噪声干扰是采用非相干宽带阻塞式干扰或测频瞄准式窄带阻塞式干扰,其一大特点是与雷达信号不相关。正由于非相干噪声信号与雷达目标回波信号是非相干的在雷达如机载火控雷达和导弹末制导雷达的信号处理中,对回波的处理增益相对噪声来说就可 能会变大,大约可增加十几dB。为了达到较好的干扰效果,就必须加大噪声干扰的功率, 同时为了有效的利用能量,需要采用瞄准式干扰。

1.2 对单脉冲雷达的角度欺干扰

根据单脉冲雷达工作机理,可以确定其抗角度欺干扰的性能十分优越,这也在一定程度上促使其近些年来保持迅猛的发展态势,并且影响范围越来越广,特别是在导弹控制以及雷达引导等方面,其应用日益普遍。有关干扰单脉冲雷达技术的研究最初始于上世纪五十年代,六十年代开始部署战术自卫干扰系统,随后得到美国及前苏联的关注,展开了一系列的试验,并取得了相应的成果。我国在此领域经过十几年的研究,也已经取得初步成果,积累了一定的经验,但在干扰效果有效方式方面较为欠缺。结合单脉冲雷达特点,在干扰技术的设计方面要注意以下几点:1)针对雷达设计以及制造方面存在的不足,选择闪烁干扰或者是间断干扰等;2)结合雷达工作基本原理,选择交叉极化干扰或者是交叉眼干扰等;3)选择有源诱饵假目标。

首先,交叉极化干扰。所谓交叉极化干扰,主要指的是干扰信号与雷达回波,在极化方向上是互相垂直的。针对幅度单脉冲雷达而言,交叉极化干扰会导致相反的误差信号,这样就可以达到单脉冲雷达角跟踪能力彻底消失的效果;对于相位单脉冲雷达而言,交叉极化干扰会导致误差信号出现畸变的后果。在交叉极化干扰不存在的情况下,雷达主波束相位波前不会发生变化,在存在交叉极化干扰的情况下,天线瞄准轴位置的相位波前会出现一百八十度的相移。交叉极化干扰有两大要求,其一就是可以实现对雷达所发射的信号的极化进行准确的测量;其二就是具备对正交极化信号的转发功能,交叉极化欺干扰框架示意图详见下图所示。

交叉极化正交性还可以根据输入的信号极化对天线极化进行调整,新阿红极化参数和天线极化信号的生成并不是必备条件。

其次,交叉眼干扰。在本体上进行设备设置,所设置的两组设备需要具备一致的收发信号通路,同时还要确保在走向上是互相交叉的。在设备接收机捕获到单脉冲雷达信号后,会通过发射天线将其辐射出去,如果在作用雷达处的信号保持一百八十度的相位差,并且幅度比与一接近的情况下,所导致的后果将是单脉冲雷达探测本体等效位置中心出现明显偏置,这样会造成单脉冲雷达跟踪与本体相偏离。而只有可以确保单脉冲雷达在本体两套设备连接天线的法向中心线的交叉眼干扰才可以称之为有效。

之前的交叉眼干扰对相对位置关系以及相位差条件的要求较为严格,从而在一定程度上对其广泛应用造成限制。随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子战技术也取得长足发展,使得我们有条件对交叉眼干扰进行改进和完善。当前,发达国家正在积极致力于定位准确、识别性格优越的雷达告警及侦察设备的相关研究,可以预见不久,借助本体向交叉眼干扰设备提供辐射源也就是雷达精确位置信息将成为现实。一旦交叉眼干扰设备具备了此种性能,角度欺可信度将会极大的提升,与此同时,借助对实时反馈信息的研制,设备状况也会有所改善,从而向辐射源偏离本体提供引导。这边是依托于辐射源定位实时校准的自适应引导交叉眼干扰。

1.3 对宽带及超宽带雷达的干扰

脉冲压缩波形雷达是宽带及超宽带信号的主要适用范围,其中主要涉及脉压雷达、SAR以及ISAR等。其中,脉压雷达由于具备超宽带线性调频信号,因此其距离分辨率相对较高;SAR以及ISAR雷达成像主要依赖于提升距离维以及角度维的分辨率,而雷达的距离维与角度维在数据方面存在一定关系,简单的说,只需要干扰距离维,将会导致成像功能失效的后果,SAR以及ISAR采取脉冲压缩体制实现距离维探测,所以,对SAR以及ISAR成像干扰便可以视为脉冲压缩雷达干扰。按照脉压雷达体制的相关规定,线性调频、脉间频率步进以及相位编码信号是比较具有代表性的几种信号形式。从本质上讲,脉间频率步进雷达波形就是线性调频信号的脉间离散化形式,所以,其同样具备线性调频信号距离特性。

线性调频脉压雷达抗噪声干扰能力及抗欺干扰性能均十分优越,一旦遇到噪声干扰信号,雷达信号处理机制与信号相匹配,这样,滤波器将会输出更大的信干比。为确保有效的噪声干扰,需要保持雷达接收机输入端干扰信号功率强于回波信号功率,但依据目前技术水平,实现起来还存在一定难度。通过增加多抽头延时网络的可变加权系数,可以导致幅度调制效应,这样所得到的干扰信号具备欺性压制干扰效果。

2 结语

综上所述,随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。在研究电子对抗以及雷达电子战一体化技术的过程中,发现通过相干噪声得到性能较高的干扰技术手段只需要付出极小的代价;在单脉冲雷达角度欺干扰方面,大功率交叉极化干扰以及对来袭目标进行实时校准判定的交叉眼干扰极具发展空间;宽带及超宽带雷达干扰具有一定难度和挑战性,比较有效的方式就是利用复合式干扰。

参考文献:

[1]晁磊,基于雷达对抗研究的电子对抗仿真系统设计与实现,华中科技大学,2011,01.

[2]李丹、童天爵、毛少杰、闵荣宝,雷达网电子对抗仿真及雷达自卫距离的修正,系统仿真学报,2006,05.

[3]贾蒙、李辉、沈莹、张安,机载雷达电子对抗系统的仿真,火力与指挥控制,2010,04.

通信信号防干扰措施研究论文

铁路信号技术的发展论文【1】

【摘要】铁路信号是铁路运输基本设备之一。

并且也是铁路信号技术已成为铁路信息技术的三大支柱(即通信、信号、计算技术)之一。

随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用,铁路信号也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。

从铁路信号的功能出发 以独特的视角对铁路信号组成进行了分类, 结合国内铁路信号现状, 对其组成部分的技术发展进行了简单介绍。

【关键词】铁路信号 技术 发展趋势

前言

铁路运输与其他各种现代化运输方式相比较, 具有受自然条件影响小运输能力大, 能够负担大量客货运输的显著特点,人们对铁路信号有不同的理解。

有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。

铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要,积极引进采用新技术,大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平,新型技术系统不断涌现。

铁路信号设备是保证列车行车安全的重要基础设备, 其技术水平发展直接影响到了行车安全水平和铁路运输效率。

一、铁路信号的内涵

1.铁路信号的含义

用特定的物体( 包括灯) 的颜色、形状、位置,或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车及车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。

目前, 人们对铁路信号有不同的理解。

有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。

目前随着铁路信号技术的发展和先进设备的广泛应用,铁路信号已成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路职工劳动条件的一种现代化管理手段和发展前沿的科学技术。

2.铁路信号的分类

铁路信号按人的感觉可分为视觉信号和听觉信号。

视觉信号是以物体(包括灯)的形状、颜色、位置、数目等显示信号; 听觉信号是利用号角、笛、响墩等发出的音响表示信号。

按功能可分为行车信号和调车信号。

行车信号用于指挥列车运行;调车信号用于指挥调车。

按结构可分为臂板信号和色灯、灯列信号。

按显示制式可分为选路制信号和速差制信号。

选路制信号是用臂板位置或灯光的颜色特征来表示列车的站线进路;速差制信号是用臂板位置或灯光的颜色特征、数目来表示列车运行应采取的速度。

二、国内铁路信号技术及发展趋势

1.信号控制设备的技术发

信号控制设备中的核心是联锁系统。

国内联锁系统发展主要历经了早期的继电器联锁,90年代时期的计算机联锁加安全型继电器执行形式的控制系统, 以及目前在广泛推广的计算机联锁系统。

计算机联锁除了自身的联锁系统管理之外, 还可以向旅客服务系统、列车运行监督系统以及列车指挥系统等提供信息, 加快铁路运输管理的一体化的实现。

随着计算机技术的迅速发展, 尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究, 计算机联锁技术日趋成熟, 我国的计算机联锁逐步开始由计算机联锁加安全型继电器控制型向全电子计算机联锁转变。

全电子计算联锁系统是基于未来铁路及城市轨道交通联锁设备集成度高、安装速度快、维护方便的使用需求而研制; 具有模块化程度高、维护量小、安全性高、总体造价低, 占用资源少等特点。

全电子计算机联锁系统完全克服了继电器联锁和既有计算机联锁的缺点, 具有能够充分发挥铁路信号工程、工程设计单位、专业施工单位、电务维修单位的作用, 在保证其基本安全条件的基础上, 让多级单位广泛参与, 可全面推动铁路运输的飞速发展, 为铁路信号控制提供无限可能。

我国第一套具有完全自主知识产权的全电子计算机联锁系统―LDJL一IV全电子计算机联锁系统通过了英国劳氏铁路有限公司的安全认证, 取得了安全等级最高的5 1斟认证证书, 进一步加强了推广全电子计算机联锁系统的进程。

全电子化计算机联锁必将成为国内联锁系统的未来发展方向。

2.信号显示设备的技术发展

铁路信号显示技术的发展, 随着计算机联锁及新科技、新技术的出现, 我国信号显示设备的发展也经历了一个飞跃式的发展。

随着计算机技术的不断发展及计算机联锁的不断推广, 液晶显示器控制台的出现代替了老旧的单元控制台,在保留了原有控制台技术的优点的同时, 更具有显示清晰、故障率小、易于操作、便于维护等特点。

寿命高达数万小时的半导体L E D发光二级管照明技术的出现,结束了传统信号机以白炽灯、卤素灯作为信号机灯光光源的历史。

集供电、灯丝转换、断丝报警于一体的点灯单元, 取代了信号点灯变压器及灯丝转换继电器。

这些不断出现的新型信号显示技术虽然不能大幅的提高铁路运输能力, 但是在不断强调节能环保的今夭, 其具有的节能、环保、低维护成本等特点, 顺应了铁路信号设备的整体发展趋势。

3.信号的传输设备的技术发展

信号的传输技术的革新, 更多意义上取决于新传输媒介的出现。

当使用数字信号作为新的传输媒介时, 出现了基于无线通信的列车运行控制系统( CBTC Co mmunication Based Train Control )。

CBTC的'特点是用无线通信媒体来实现列车和地面设备的双向通信, 用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。

我国北京地铁亦庄线的顺利开通标志着中国成为世界上第四个成功掌握CBTC核心技术并顺利开通应用实际工程的国家。

虽然目前国内CBTC大多只运用于城市轨道交通, 但是在技术不断发展成熟的将来,CBTC系统的发展将会越来越重要。

而基于数字信号传输技术的的发展也将带给铁路信号发展的一个新的方向, 随着科技的不断进步将不断会有新的传输媒介被发现, 而这也必将给铁路运输业带来巨大的飞跃。

4.信号防干扰措施及设备的技术发展

相对于其他信号技术的发展, 信号防干扰措施及设备的技术革新可以说是一个薄弱环节。

只有伴随着新的传输媒介的出现时才会有新的防干扰措施和设备出现; 而在这之前, 对既有信号设备的防干扰措施技术的研究发展却令人堪忧。

三、铁路信号技术的发展方向

铁路信号按其作用可分为指挥列车运行的行车信号和指挥调车作业的调车信号;按信号设置的处所可分为车站信号、区间信号,以及行车指挥和列车运行自动化等;按信号显示制式可分为选路制信号和速差制信号;按结构可分为臂板信号、色灯信号、灯列信号(中国大陆不采用)以及机车信号机。

铁路信号在元部件制造方面正向着小型化、固态化和高可靠性发展;在设计方面向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相结合的方面发展;在安装施工方面正向着模块化和工厂施工化的方向发展;在使用方面正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向发展。

结语

随着生活和时代的不断进步, 人们对铁路运输不断提高着要求:更安全、更高速、更大的载重。

铁路信号技术发展面临着严峻的挑战,在铁路运输业进入持续高速发展时期的同时, 铁路信号的技术发展也必然将受到越来越多的关注, 铁路信号的发展将进入一个全新、高速的发展时期。

目前,中国铁路信号技术的面貌已发生了根本变化,不论从装备水平上看或从技术水平上看,都已接近工业发达国家的水平,但要想赶上或超过仍需继续做出努力。

参考文献

[1]铁路信号系统组成及影响因素, 科技创新导报,2010,(17).

[2]吴汶麒.国外铁路信号新技术.中国铁道出版社,2000

[3]林瑜筠.铁路信号新技术概论.中国铁道出版社,2005.

[4]全电子计算机联锁发展的思考, 铁路通信信号工程技术,2011,(04).

[5]李开成.国外铁路通信信号新技术纵览.中国铁道出版社,2005.

[6]林瑜药主编.铁路信号基础.中国铁道出版社.

铁路信号施工的技术建议论文【2】

摘 要:近几年来,我国铁路运输事业发展势头十分迅猛,铁路信号设备作为铁路运输生产的基础性建设也发生了巨大的变化,主要体现在设备组成部件以及器材产品中的科技含量,并表现为技术条件复杂、标准要求高、试验项目多等。

但是相应施工技术的进步已经跟不上技术的飞速发展,导致在实际施工当中存在一些不足,特别是一些细节,从而对信号技术装备系统功能的发挥产生不利影响,将严重阻碍信号施工技术水平的改善。

随着铁路信号新技术、新制式的不断发展,强化并提高铁路信号施工技术已经迫在眉睫。

关键词:铁路;信号施工;施工技术

1 铁路信号工程施工中的技术措施

铁路信号工程施工中的技术交底主要指的是某一工程开工前或分项目开工前有两次技术交底,一次是在建设单位主持下进行的,由设计单位向施工单位交底;另外一次则是由施工单位主管领导会同项目主管工程师向参与施工人员的技术交底,以促使施工人员能够充分了解施工方法与工程质量要求等。

1.1 施工设计的范围

施工设计的范围一般包括了全站的信号设备,区间闭塞设备,以及站内电码化设备等。

1.2 质量标准、要求与保证质量措施

在施工过程中,必须严格执行上级部门所提出的施工要求,确保施工的每一步都能够符合施工规范,达到质量标准。

坚持单位、分部、分项工程三级质量验收制度,以及工程质量的专检、互检和自检,以及挂牌施工负责制。

为了保证施工质量可以将其纳入绩效考核标准中,将工程质量与经济效益挂钩,从而激发管理人员和施工人员的积极性,严把质量关。

1.3 有关问题的说明

施工中应当对部分比较重要的问题事先予以说明,并对施工过程中可能遇到的技术问题,进行预见性的判断,并提出可行的应对措施。

1.4 合理配置资源

进行电缆的敷设之前,首先要进行科学、合理的配盘,优选电缆径路,实现资源的合理配置。

2 铁路信号电路导通施工中的技术措施

2.1 导通前的准备工作

导通之前所需要做的准备工作包括几个主要内容,具体如下:

第一,核对配线,可室内、室外同时进行,也可根据施工的具体情况选择分别进行。

第二,进行电源屏的空载试验,该试验是电路导通前一项必不可少的工作,以保证试验结果符合《铁路信号施工规范》等相关要求。

第三,检查组合架的架间的各组环线,包括零层电源环线、侧面电源环线、控制台电源环线,以及各组线之间的绝缘电阻是否达到《铁路信号施工规范》的要求,确保没有问题之后,才能连接电源屏。

第四,通电后,检查电源屏及组合是否有熔断器熔断。

第五,确保上述任务无误后,插装继电器,最好再带点状态下进行,以便对各部分熔断器的状态进行观察。

第六,做好室外设备的检查工作。

2.2 导通中的故障处理

前期的准备工作完成后,还不能对进路予以排列,因而无法开始联锁的试验。

只要在所有单元电路恢复到定位状态后,才能进行联锁试验。

2.2.1 保证各个单元电路恢复到定位状态。

在进行此项工作时,要确保室内的灯丝继电器吸起,同时室外的信号机的定位灯光都能点亮,电动转辙机能保证正常的转动,操纵盘上有定、反位显示,室内道岔有表不,而且组合中的电路要保证对应。

2.2.2 完成上述工作后,需要对照控制台盘面上的按钮、表T灯,以保证盘面上的表不灯保持与电路的一致,显不正确、光带熄灭,按下按钮后,此时对应的按钮继电器做出反应。

2.2.3 排列进路。

根据联锁表中所提供的进路类型,有顺序地进行进路排列,一般来说按照先短后长、先易后难的原则,即先办理短调车进路,依次办理、依次核对,严格排查每一个故障与隐患,确保所有流程都能与联锁图表的要求相符合,保证质量。

2.2.4 接口电路的导通,通常情况下,接口电路会不定型,鉴于此,必须要求对接口电路予以彻底的试验。

如64D继电半自动闭塞电路、区间自闭结合电路、场间联系电路、与机务段联系电路等。

2.3 联锁试验

联锁试验过程不仅是前期的必要准备工作,同时也是导通试验工作的延续与总结,以对铁路信号工程的施工质量进行全面控制和检验。

因此,在进行联锁试验前,首要工作就是充分了解现场设备的布置,熟悉联锁图表等主要的施工设计图纸,从而能够在整体上掌握于站场相关的设备之间的联系,以便后期的联锁试验能够顺利开展。

3 加强技术管理,确保工程质量

为了保证铁路信号的施工质量,应当从准备阶段到施工阶段,直至最后的验收,都进行严格的技术管理与质量监督。

3.1 制订正确有效的施工组织方案和严密的施工计划

任何工程都需要做好施工前的准备工作,铁路信号工程施工也不例外,同样需要制定严密的施工方案。

首先,要建立严格的责任制度,确保施工单位的管理人员有明确的责任,能够保质保量地完成铁路信号工程的施工,并达到铁路信号项目的目标与应有的标准。

只有这样铁路信号施工才能拥有明确的目标方向,使得施工进度有据可循。

另外,铁路信号工程比较复杂,涉及到的部门和项目比较多,因而需要部门之间保持良好的沟通与协作关系。

在信号设备停用期间,施工配合工作是若断信号停用时间的重要保障。

在此期间,电务、车务、工务等部门必须保持密切的合作关系,从而为工程的安全问题提供可靠保障,以达到质量标准。

保证各部门、各专业之间的关系,是保证信号工程顺利施工的前提条件,而且对后期的施工进度控制也极为有利,只有彻底排除非信号工程施工以外的干扰因素,才能在整体上提高施工效率,并对列车运营以及群众的人生安全形成保护。

同时,施工过程中还要充分考虑到施工安全、成本控制等多方面的的因素,只有这样才能实现经济效益与社会效益的最大化。

3.2 对于施工准备阶段的过程控制管理

首先,在准备阶段要充分做好设计图纸的审核工作,及时发现图纸中的错误或不足,从而在最短的时间内提出合理的整改方案,并仔细研究每一个细节,对可能出现的问题作出预判,以保证施工能够顺利进行。

另外,还需要对施工现场进行反复的调查与施工定测和复测。

组织相关的技术人员针对设计图纸中设备的位置与电缆径路进行反复测定与核对,并作出相应的标记为后期的施工提供依据。

在施工前,做好充分的准备工作,能够在很大程度上减少故障的次数,并降低事故发生的概率。

施工技术管理贯穿于铁路信号工程的全过程,在事前、事中以及事后都发挥重要的作用。

技术准备工作是否充分,将对开通施工的顺利进行有着直接的影响。

就工程技术人员来说,需要对新、旧图纸进行咨询的核对,以全面了解每一个细节。

在铁路信号工程施工开始之前,技术人员还需要掌握各种设备的情况,并对施工人员进行技术交底,同时还需要将施工作业单放在在相应的设备上,要求施工人员必须按照工作单上的要求进行作业。

只有做好充足的准备工作,才能为施工的顺利开展奠定基础。

4 结束语

综上,铁路信号工程的质量对于铁路的安全运营有着至关重要的作用,因而必须确保施工质量,而保证施工质量的前提,就是做好技术控制,无论是工程项目的管理人员还是施工人员都必须具有强烈的责任意识,运用新技术,把好质量关。

参考文献

[1]苏成国.铁路信号封锁施工的几点体会[J].工程科技,2011(12).

[2]龙凡.关于铁路信号工程施工的思考[J].市政建设,2011(12).

[3]陈国礼.浅谈如何确保既有线铁路信号工程顺利开通施工[J].四川建材,2011(3).

[4]李坤.浅谈铁路信号工程施工管理[J].市政建设,2011(12).

[5]贾岛.铁路信号工程施工及电路导通[J].科技交流,2011(2).

关于D2D通信抗干扰的问题研究

论文摘要: 在这个信息化时代,人们已经无法适应没有信息的传递和交流的现代化、快节奏的生活和工作。无线移动通信的迅猛发展,无线移动通信技术已经与人们的生活密切相关,人们的日常生活中已经离不开各种无线通信设备。

论文关键词: D2D 通信 信息

第 1 章 绪 论

1.1 研究背景

在无线技术短短的几十年的发展历程中,从第一代模拟蜂窝移动通信网(AMPS)发展到支持低速率数据业务的第二代数字蜂窝移动通信网络(GSM),然后发展到支持移动多媒体通信业务的第三代数字移动通信网络(3G)[1][2],进而发展到现在能够支持更高的数据传输速率的多媒体业务的第四代移动通信技术,与此同时,更多的工作已经投入到下一代移动通信技术的研究计划。无线移动通信技术的发展趋势是开发更高的频段、有效地利用频谱资源、数字化,将为设备制造商和业务运营商提供更大的市场空间,而且造就一个庞大的业务服务群体并为其提供良好的市场空间。各种移动通信系统不断的演进,带宽需求随之日益增加,频带资源短缺成为世界通信业的共同问题[3],如何更大效用的利用频谱资源并创造新的价值是一项具有现实意义的研究问题。由于频谱资源有限,如何进一步提高频谱资源利用率已经成为无线通信技术的一个核心课题。为解决日趋紧缺的频带资源问题,研究者提出一种在蜂窝网络中引入 D2D(Device-to-Device)通信技术[3],D2D 通信技术是指短距离的两个用户设备在基站控制下,可以通过复用小区频谱资源的方式实现终端间直接数据传输。D2D 通信可以在现有的蜂窝网络中直接升级而来,无需大规模的铺设重建过程。D2D 系统与蜂窝系统的结合,不但能够扩大蜂窝容量,而且能提高频谱利用率,有效降低基站负荷,减少移动终端的电池功耗,缩短延时等优点,还能支持新型的小范围点对点数据服务。如今,D2D 通信技术与大规模MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output 多输入多输出)、中继技术、超密集部署、灵活双工等技术一并确定为 IMT-Advanced(高级国际移动通信)研究的关键技术。D2D 以其灵活的工作方式和实用性在 4G LTE-A 系统中将会得到越来越多的应用。

1.2 国内外研究现状及发展趋势

D2D 通信技术已受到了越来越多的关注,研究者在相关的领域里做出了许多的研究,国内外关于 D2D 的研究主要存在以下几个方向:应用场景研究、理论架构研究以及抗干扰性研究。文献[4]提出通过基站在其数据库中建立“用户动态匹配数据库”(DynamicMapping Users, DMU),用来及时追踪所有蜂窝频段的被复用状况,而 D2D 设备主动选择复用干扰水平较低的蜂窝资源,来避免或减小干扰的最优模式选择策略。此机制和算法,充分考虑了蜂窝网络的服务质量(QoS, Quality of Service)以及两种用户之间的相互干扰。文献[5]通过以小区内用户的空间隔离度为出发点,选出合理蜂窝用户和 D2D用户对,这样减少了两种通信模式之间产生的干扰问题,改善了蜂窝的吞吐量。文献[6]提出一种用户分组的资源分配方案,将小区中 D2D 用户依据其地理位置分成几个 D2D 用户组,然后依据不同分配法给不同的 D2D 用户组分别分配不同的资源频带,再将分配到的资源在 D2D 组内用户进行分配,各个用户组使用不同的资源分配算法。文献[7]给出了一种 D2D 通信用户模式映射方案。在这种方案中,基站首先确定系统中通信用户的地理位置,然后根据位置信息决策适合各用户的通信模式,最后为其分配相应的资源。这种模式映射方案以损失有限的性能增益为代价,较大降低系统决策的复杂度。文献[8]基于单小区蜂窝多天线场景,提议了两类复用蜂窝下行链路的预编码算法来消除因为频谱复用所引起的干扰问题。一类是穷尽搜索已知码本中所有预编码,采用最好预编码,该方案系统开销比较大。另一类采用分布式算法,如果能够获得准确的信道反馈,即使相比穷尽搜索获得的最优的预编码对,也可以获得更高的增益。

第 2 章 D2D 通信技术

2.1 D2D 概念

D2D(Device-to-Device)通信是一种短距离间直接通信技术,它允许用户在基站控制下通过复用小区资源直接进行通信。这种通信方式有利于近距离的本地用户直接进行通信,可以有效减少用户间干扰,降低传输信号功率,提高资源利用效率,对本地数据的传输业务尤其适用。D2D 通信是一种能够在通信两端之间建立直接的链路,使通信双方不通过基站转发就能进行通信的方式。如图 2.1 所示,D2D 通信与传统的蜂窝通信模式不同,D2D 通信不需要通过基站来转发数据,而是用户间直接进行通信,这样节省了数据传输的时间以及通信的开销,同时还节约了网络资源。D2D 用户也有与蜂窝用户相同的地方,D2D 用户需要受到小区的基站的控制和管理,D2D 通信在基站的控制下获得所需的通信频谱资源以及传输功率,在基站的协助与监控下进行数据传输。D2D 用户与蜂窝用户之间,可以分别使用独立的资源,也可以共用相同的资源,合理配置使用的资源可以提高蜂窝网络的资源利用率。如若进行 D2D通信的双方都是以较低的功率进行传输,则能够减轻网络的负载,并减少终端的电量损耗,电池的使用期限就会延长。D2D 通信这种短距离的通信带来的高数率和良好的通信质量,能够提高蜂窝网络的容量和频谱的利用率。并且随着移动网络热点覆盖的'增加,数率的不断提高以及互联网业务的不断普及,D2D 通信将会得到越来越多的应用。

2.2 D2D 通信关键技术

移动通信的研究和发展方向与互联网应用密切相关,这意味着越来越多的关注将集中于数据业务,这也是未来运营商们竞争的焦点。从移动通信的发展趋势来看,移动通信网络目前正处于从以语音为主要业务逐渐转向以高速数据为主要业务的阶段,而且,移动多媒体业务的快速发展也对移动通信系统的带宽提出了新的难题。D2D 通信也是基于对数据业务的一种应用方式,同样需要移动通信系统提供足够的带宽支持。目前 D2D 技术已经成为无线通信技术行业的重要研究课题之一。如何在现有的通信网络基础设施上使其得以实现,并解决其关键技术问题已经吸引了学术界和产业界较多注意。D2D 关键技术主要包括设备发现,功率控制,资源管理以及信道测量等[14]。在蜂窝通信中引入 D2D 通信,D2D 用户可以复用蜂窝用户上行资源或下行资源,而在引入 D2D 通信后,保证对原有蜂窝用户不产生干扰或产生的干扰能保证蜂窝通信正常很重要。一般情况下干扰主要通过功率控制和资源分配来解决,尽管 D2D 干扰特性还没有完全得到认识。功率控制只在上行链路传输中对移动通信用户的发射功率以及下行链路传输中对基站的发射功率的控制[15],用以保证通信的正常。在蜂窝通信中引入 D2D 通信,需要进一步控制 D2D 用户的发射功率,这样才能保证蜂窝用户不受到干扰。在保证 D2D 接收端的信干噪比 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)最小时,D2D 发射端功率越大越好,这样可以可以使得接收功率越高,进而获得的容量越高。但是,发射功率越高,对蜂窝用户产生的干扰越大,系统容量也会受到影响。因此,在使得功率最大化和限制其产生的干扰之间找到平衡点是功率控制的目的。

第 3 章 部分频率复用 D2D 通信抗干扰研究 ..16

3.1 系统模型..16

3.2 核心区域 D2D 通信的频率复用 17

3.3 边缘区域 D2D 通信的频率复用 21

3.4 性能分析..25

第 4 章 基于隔离区的 D2D 通信干扰控制 28

4.1 系统模型..28

4.2 隔离区域..30

4.3 干扰分析..30

4.4 频谱效率..324.5 性能分析..33

第 5 章 基于联盟博弈的 D2D 通信干扰控制 ..37

增长中的本地服务需求以及逐渐增长的频谱拥塞引发了针对在蜂窝网络中提高频谱效率的研究活动。D2D 通信作为一个能够复用蜂窝资源的底层蜂窝网络可以提高频谱利用率与增强小区吞吐量。D2D 通信中一个关键问题是由 D2D 通信与传统蜂窝通信的资源分享造成的干扰管理问题,而这个问题会大大影响网络吞吐量和通信可靠性。在本章中,探讨资源共享的问题,从分布式和合作前景的角度来优化在蜂窝网络下的 D2D 通信的系统性能,特别的,制定一个可转移效用的联盟博弈[46 47],在其中,每一个用户在最大化自己的效用的同时,和其他用户合作形成更强的用户组以获得更佳的频谱资源。此外,在新定义的联盟最大次序下,基于联盟形成算法,设计了一个分布式的融合与分裂方案以有效的处理资源分配问题。如图 5.1 所示,考虑在蜂窝网络中的下行链路传输方案,其中存在两种类型的通信方式,即 BS 和 UE 之间的传统蜂窝通信方式以及直接的 D2D 通信方式,其中 D2D 通信被作为传统蜂窝通信的衬底。重点放在由于 D2D 与传统蜂窝通信的资源共享带来的小区内部干扰。假设在研究的网络中有 M 个传统蜂窝用户,N 个 D2D对。Am,m=1,2,…..M,表示传统蜂窝用户,Dn,t 和 Dn,r,n=1,2,…..N 表示潜在的D2D 对,这些 D2D 对的距离近到足以满足直接 D2D 通信距离的约束。Dn,t代表D2D 对的发射机,Dn,r代表 D2D 对的接收机。正交频分复用(OFDM)技术用于同时支持传统蜂窝通信和 D2D 通信。R={RB1,RB2…RBk}表示总共的 K 个用于数据传输的模块。每个模块由一定确定量的副载波组成,在 LTE 的物理层标准,每个模块由 12 个副载波组成。集合{1,2…M},{1,2….N}以及传统蜂窝用户集合,D2D对集合用 M,N,A 和 D 来表示。

总结

随着无线通信业的发展,人们期望随时随地、及时可靠、不受时空限制地进行信息交流,提高工作的效率和经济效益,各种满足人们需求的无线通信技术取得了巨大的发展。经过统计研究,目前大量的通信都发生在近距离间的传输,所以更多的工作需求投入到近距离的通信传输中,其中 D2D 技术就是近距离的用户间通过复用蜂窝网络的资源直接进行进行数据传输的一项新技术[50 51],D2D 通信不仅提高了数据传输速率,而且能够减小功耗延长电池的使用。同时还能够在边缘地区或热点区域提供网络覆盖,从而增加网络的容量。本文对 D2D 技术的几个关键问题都进行了研究,包括 D2D 设备查找技术,多跳的 D2D 通信,以及与 D2D 通信抗干扰问题等。针对干扰这个关键问题,本文进行深入的探讨和研究,并提出了具体抗干扰性的研究方案,具有一定的借鉴价值。本文首先对 D2D 的研究背景,D2D 的概念以及国内外研究现状进行了详细的介绍。对于目前日趋匮乏的频谱资源,D2D 复用技术在 LTE 蜂窝移动通信系统中得到广泛的关注。而对于在蜂窝网中两种通信间造成的相互干扰控制成为 D2D 应用中的一个关键性问题,也是本论文研究的重点。接着,本文针对 D2D 通信的抗干扰问题提出了三种干扰抑制和控制的方案,一种是基于部分频率复用的干扰控制,根据用户的位置,将蜂窝分成核心区域和边缘区域,分别提出对处于核心区域和边缘区域的 D2D 通信的部分频率复用干扰控制方案,并通过性能分析来证明此方案是可行的。另一种是基于隔离区的 D2D 干扰控制,通过干扰分析和频谱效率分别解决 D2D 通信对原有蜂窝通信的干扰和蜂窝通信对 D2D 通信的干扰问题。最后一种是基于联盟形成博弈的干扰控制,解释了联盟形成博弈,主要是基于联盟形成的融合与分裂的资源分配来控制干扰,最后介绍了联盟形成博弈的算法。

参考文献(略)

无线通信技术论文5000字

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计算机论文 范文 一:认知无线电系统组成与运用场景探析

认知无线电系统组成

认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统,它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块,如图1所示[3]。

认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识,以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力,例如,通过对当前频谱使用情况的分析,可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽,甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力,这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力,无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带,最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示,用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类,不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。

认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同, 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习,用于对外部环境的学习,主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习,用于对外部环境的学习,主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习,用于对内部规则或行为的学习,主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为,抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。

认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识,动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力,目的是实现一些预先确定的目标,如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数,以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识,动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后,为响应控制命令,认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境,建立政策,该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。

认知无线电与其他无线电的关系

在认知无线电提出之前,已经有一些“某某无线电”的概念,如软件定义无线电、自适应无线电等,它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段,即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用,而CRS正处于研究阶段,其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务,而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议,以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比,自适应无线电由于不具有学习能力,不能从获取的知识与做出的决策中进行学习,也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策,因此,它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电,它能够更新部分或全部的物理层波形,以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络,因特网路由器一直都是基于策略的。这样,网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说,基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用,可以自动地适应当地监管要求,而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测,并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较,自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整,认知无线电可以根据以前的结果进行学习,确定策略并进行调整。

认知无线电关键技术

认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等,它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4,5]。

频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测,如图3所示。3.1.1物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用,物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等,以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时,需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频,在这个转换过程中,一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去,因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露,从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动,其基础是干扰温度机制,即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题,另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化,使检测到的可用空闲信道数目最多,或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测,即在认知用户没有通信需求时,也会周期性地检测相关信道,利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测,认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道,直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素,单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决,因此需要多个认知用户间相互协作,以提高频谱检测的灵敏度和准确度,并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术,不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术,更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。

智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下,在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量,同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中,网络的总容量具有一定的时变性,因此需要采取一定的接入控制算法,以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构,即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率,并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型,又称为频谱公用模型,这个模型向所有用户开放频谱使其共享,例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户,但在一定程度上限制非授权用户的操作,以免对授权用户造成干扰,有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中,每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入,分配结束后,认知用户之间的通信信道是相互正交的,即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中,认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波,用户除需考虑授权用户的干扰容限外,还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束,在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入,认知用户伺机接入“频谱空穴”,它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题,此种方法易于实现,且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下,认知用户与授权用户共享频谱,需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。

在不影响通信质量的前提下,进行功率控制尽量减少发射信号的功率,可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题,由于不同目标的要求不同,存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同,现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略,一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础,也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法,从集中式策略入手,再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利,采取联合策略,即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。

自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求,其主要在上层实现,不用考虑物理层实际的传输性能,目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果,利用相关的技术优化无线电参数,调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时,最小化其消耗的资源,如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然,这是一种非线性多参数多目标优化过程。

现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况,导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行,以与复杂多变的无线通信网络环境相适应,从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化,自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中,主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴,动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息,通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来,共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响,需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间,以减少突然的性能下降;另外,路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力,频谱感知主要是物理层的功能。然而,在合作式频谱感知情况下,认知无线电用户之间需要交换探测信息,因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中,由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同,网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息,而且,认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。

认知无线电应用场景

认知无线电系统不仅能有效地使用频谱,而且具有很多潜在的能力,如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势,认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。

频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率,也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此,认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展,并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性,主要包括提高频谱管理的灵活性,改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能,而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数,比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。

认知无线电所要解决的是资源的利用率问题,在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用,主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同,电视频段利用较城市少,移动通信频段占用较城市更少。因此,从频率域考虑,可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市,除电视频段的占用相对固定外,移动通信的使用率不及城市,因此,被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀,移动蜂窝受辐射半径的限制,使得大量地域无移动通信频率覆盖,尤其是边远地区,频率空间的可用资源相当丰富。

在异构无线环境中,一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络,采用认知无线电技术,就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力,其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ,因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变,可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。

在军事通信领域,认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力,因此能够提取出干扰信号的特征,进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略,大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台,也是电磁环境感知电台,因此可以利用电台组成电磁环境感知网络,有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱,静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力,使频谱监测与频谱管理同时进行,大大提高了频谱监测网络的覆盖范围,拓宽了频谱管理的涵盖频段。

结束语

如何提升频谱利用率,来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化,以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整,所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出,为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景,是无线电技术发展的又一个里程碑。

计算机论文范文二:远程无线管控体系的设计研究

1引言

随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,采用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。

2无线通信方式比较

无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是采用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。

GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2•4GHz或5•8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。

3系统设计

该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的采集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将采集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议采用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。

3.1组网模式

无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统采用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。

3.2安全防范

由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,采取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据采取动态加密等方式,从而最大限度地防止了“被黑”。同时,采用了网络防雷器来防护雷电破坏。

3.3网络控制模块设计

3.3.1硬件设计

网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及外围电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合IEEE802.3协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合IEEE802.3的全部规范,采用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口采用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。

3.3.2软件设计

网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。

3.3.2.1ENC28J60的驱动程序编写

(1)以太网数据帧结构符合IEEE802.3标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到EIR.PKTIF为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。

3.3.2.2ModBus协议流程

本系统ModBus协议的数据通信采用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。

4系统调试与验证

试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。

5结束语

本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,采用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所采用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。

以下就是我为大家带来的无线 网络技术 论文三篇。

无线网络 技术论文一

试想一下,在有线网络时代,用户的活动范围受限于网线,无论到哪里必须要拖着长长的缆线,为寻找宽带接口而苦恼。为此,无线网络应运而生。和有线网络相比,虽然无线网络的带宽较小;相对目前的有限网络有较多的等待延迟;稳定性较差;无线接入设备的CPU、内存以及显示屏幕等资源有限等 缺陷。但无线网络可适应复杂的搭建环境,搭建简单,经济性价比强,并且最大的优点是可以让人们摆脱网线的束缚,更便捷,更加自由的沟通。故自开发之初,就迅速抢占着市场。目前无线网络从覆盖范围上可以大致分成以下三大类:(1)系统内部互联/无限个域网(2)无线局域网(3)无限城域网/广域网。故本文就此介绍各类无线网络的的应用现状。

一、无限个域网(WPAN)

无线个域网主要采用IEEE802.15标准。无限个域网可以看成是无线局域网的一个特例。其覆盖半径只有几米。其主要应用范围包括:语音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。WPAN通常采用微微蜂窝或毫微微蜂窝结构。WPAN是当前发展最迅速的领域之一,相应的新技术也层出不穷,主要包括蓝牙技术、IrDA、Home RF、超宽带技术和ZigBee技术等,具体介绍如下:

(一)蓝牙技术 是一种支持点对点,点对多点语音和数据业务的短距离无线通信技术。其基本网络结构是微微网。其优点在于低功耗、具有很强的可移植性,集成电路简单,易于推广等。蓝牙技术工作在全球通用的2.45GHz ISM频段,消除了国界的限制,可在短距离中互相连接,实现即插即用,在无线电环境非常嘈杂的环境下,其优势更加明显。目前在为3个使用短距离无线连接的通用应用领域提供支持,分别是数据和语音接入点、电缆替代和自组网络。

(二)IrDA技术 是目前几种技术中市场份额最大的,它采用红外线作为通信媒介,支持各种速率的点对点的语音和数据业务,主要应用在嵌入式系统和设备中。

(三) Home RF 用于在家庭区域内,在PC和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放式工业标准。

(四)超宽带技术 是一种新技术,其概念类似于雷达,它的高性能和低功耗的优点将使它成为未来市场的强有力的竞争者之一。

(五)ZigBee技术 是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术。它是一种介于无限标记技术和蓝牙之间的技术提案,主要用于近距离无线连接。

二、无线局域网(WLAN)

无线局域网主要采用IEEE802.11标准。通过利用空中的电磁波代替传统的缆线进行信息传输,可以作为有线网络的延伸、补充或代替。相比较而言,无线局域网具有以下优点,

(一)移动性:通信范围不在受环境条件的限制,可以为用户提供实时的无处不在的网络接入 功能,使用户可以很方便地获取信息。

(二)灵活性:无线局域网的组网方式灵活多样,可方便的增减、移动、修改设备。

(三)经济型:无线局域网可用于物理布线困难或不适合进行物理布线的地方,可将网络快速投入使用节省人缘费用。

它是目前发展最热的无线网络类型,具体应用非常广泛,应用方式也很多,但目前还只能用于不移动或慢速移动的用户或业务,可能会在不久的将来开发出适合高速移动的无线局域网。按应用类型分为两大类,一类是有固定基础设施的,一类是无固定基础设施。无固定基础设施无线局域网又叫自组网络(Ad Hoc),其中最突出的是移动Ad Hoc网络,它在军用和民用领域有很好的应用前景,它可在任意通信环境下迅速展开使用、能够对网络拓扑变化做出及时响应。是目前和未来发展前景看好的一种组网技术。

三、无限广域网(WWAN)

无线广域网主要采用IEEE802.20标准。它更强调快速移动性,其连接能力可覆盖相当广泛的地理区域。但其信息速率通常不是很高,只有115kb/s。当前无线广域网多是移动电话及数据服务所使用的数字移动通信网络,常用的有GSM移动通信系统和卫星通信系统,而3G、4G技术也都属于无限广域网技术。该技术是使得 笔记本 计算机或者其他的设备装置在蜂窝网络覆盖范围内可以在任何地方连接到互联网。

四、结束语

基于Wi-Fi技术的无线网络不但在带宽、覆盖范围等技术上均取得了极大提升,同时在应用上,基于Wi-Fi无线应用也已从当初“随时、随地、随心所欲的接入”服务转变成车载无线、无线语音、无线视频、无线校园、无线医疗、无线城市、无线定位等诸多丰富的无线应用。以后,无线网络在学术界、制造业、仓库业、医疗界等扮演着至关重要的角色。但对于无线网络来说,在应优先解决以下问题:(1)加强移动设备管理(MDM)和安全系统;(2)部署大规模语音和视频无线局域网;(3)无线局域网控制器安装在企业内部还是外部? 这些问题是最迫切需要解决的,也是决定未来无线网络所扮演的角色。

无线网络技术论文二

说到无线网络的历史起源,可以追朔到五十年前的第二次世界大战期间,当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。他们研发出了一套无线电传输科技,并且采用相当高强度的加密技术,得到美军和盟军的广泛使用。这项技术让许多学者得到了一些灵感,在1971年时,夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络。这被称作ALOHNET的网络,可以算是相当早期的无线局域网络(WLAN)。它包括了7台计算机,它们采用双向星型拓扑横跨四座夏威夷的岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛上。从这时开始,无线网络可说是正式诞生了。

从最早的红外线技术到被给予厚望的蓝牙,乃至今日最热门的IEEE 802.11(WiFi),无线网络技术一步步走向成熟。然而,要论业界影响力,恐怕谁也比不上WiFi。

Wi-Fi (wireless fidelity(无线保真) 的缩写)为IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准(IEEE802.11)。 Wi-Fi第一个版本发表于1997年,其中定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式,总数据传输速率设计为2Mbits。两个设备之间的通信可以自由直接(ad hoc)的方式进行,也可以在基站(Base Station, BS)或者访问点(Access Point,AP)的协调下进行。

下面介绍一下Wi-Fi联接点网络成员和结构:

站点(Station) ,网络最基本的组成部分。

基本服务单元(Basic Service Set, BSS) 。网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态的联结(associate)到基本服务单元中。

分配系统(Distribution System, DS) 。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium) 逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的,尽管它们物理上可能会是同一个媒介,例如同一个无线频段。

接入点(Acess Point, AP) 。接入点即有普通站点的身份,又有接入到分配系统的功能。

扩展服务单元(Extended Service Set, ESS) 。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上,并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。

关口(Portal) ,也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或 其它 网络联系起来。

这儿有3种媒介,站点使用的无线的媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重迭。IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。

IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service) 。整个无线局域网定义了9种服务,5种服务属于分配系统的任务,分别为,联接(Association), 结束联接(Diassociation), 分配(Distribution), 集成(Integration), 再联接(Reassociation) 。4种服务属于站点的任务,分别为,鉴权(Authentication), 结束鉴权(Deauthentication), 隐私(Privacy), MAC数据传输(MSDU delivery) 。

简单而言,WIFI是由AP(Access Point)和无线网卡组成的网络。AP一般称为网络桥接器或接入点,它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,也是无线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原理相当于一个内置无线发射器的hub或者是路由,而无线网卡则是负责接受由AP所发射信号的CLIENT端设备。

虽然WIFI无线技术在前进的路上遇到了很多困难,但是随着产品技术的进步和技术标准的统一,WIFI一定会带给人们更大的便利和更光明的前景,无线网络技术也会向着更主流的方向发展。

无线网络技术论文三

一、引言

在人们即将迈入21世纪的时候,网络不知不觉成为每个人生活当中不可或缺的一部分,每天用它来查询所需的资料、浏览各方面的新闻、甚至查询当天出行的路线等等。 然而人们想要完成所有这些事情,基本上都是通过有线网络。对于慢慢发展起来的无线网络,大多数人都对它很陌生,而且目前在国内,如果你要使用它的话,费用还挺贵,因此,一些客观的原因导致大部分人远离它,甚至都从不过问它。

其实,无线网络是网络时代的一种进步、一种改革。它可以让生活变得更便捷,并且也推动着整个社会的进步;所以,为了让那些不懂它或者不想接近它的人,更多地知道、了解它,让它们去接触、甚至慢慢使用上它,下面就从五个方面简单地介绍一下无线网络。

二、无线网络的诞生

从1969年因特网诞生于美国开始至今,网络的历史并不算长;下面可以通过一个小小的 故事 来说明,故事开始于当年的8月30日,由BBN公司制造的第一台“接口信息处理机”简称IMP1,在预定日期的前两天抵达了加利福尼亚大学。克兰罗克是当时进行这次实验的教授,还有他的40多名工程技术人员和研究生。然而就在10月初的时候,第二台IMP2运到了阿帕网试验的第二节点,即斯坦福研究院(简称:SRI)。

经过数百人一年多时间的紧张研究,阿帕网远程联网试验即将正式实施。那台由IMP1联接的大型主机叫做Sigma-7,已运至加利福尼亚大学,与它通讯的那台SRI大型主机叫作SDS 940的机器,也在同一时间到达,经过一到两个月的准备工作,于10月29日晚上,在全球首次实现两台机器之间的通信实验,克兰罗克教授立即命令他的研究助理、加利褔尼亚大学学生名叫查理·克莱恩(英文名:C. Kline),坐在一台名叫IMP1的终端前面,吩咐他要戴上耳机和麦克风,通过长途电话随时与另外一名负责SRI终端操作的技术员保持密切联系。

实验就这样开始了,据当时克莱恩的回忆,是他的教授让他首先传输5个字母,分别为:L、O、G、I、N。用它们来确认分组交换技术的传输效果。并且教授指导它,只需要键入其中的L、O、G三个字母,使IMP1机器传送出去,再由SRI机器自动产生“IN”,最后合成为前面要实现的五个字母组合,即:LOGIN。经过教授指导及克莱恩与SRI终端操作员的配合,就在22点30分的时候,带着激动的心情,C.Kline就开始在键盘上敲入第一个字母“L",然后对着麦克风喊:“请问您收到‘L’了吗?” 另外一头的回答是:“是的,我收到了‘L’。”

他继续做着同样的工作……

“你收到O吗?

“是的,我收到了‘O’了,

就这样一步接着一步地继续下去,突然出现了一个出乎意料的结果,IMP1仪表显示传输系统崩溃,通讯无法继续进行下去。克兰罗克教授与他的四十名学生在世界上的第一次互联网络的通讯试验宣告结束,当时仅仅传送成功两个字母L、与O、,也就这次字母传送实验真真切切地标志着网络的真正诞生;历史上把这一次事件的发生作为了互联网诞生的见证。

无线网络的诞生呢?那要追溯到第二次世界大战,那时的美国在科技方面领先于其他国家,不管是在通信还是网络方面,因此美国的陆军就采用了无线电信号,利用一套无线电传输技术,此技术具有高强度的加密保护功能,开始了他们在战场上的技术突破。从这一刻起,无线网络也算是正式诞生了。

三、无线网络的概念与安全

(一)概念

所谓无线网络,顾名思义,就是一种不需要通过线缆这种介质来做传输而已,另外用户可以建立远距离无线连接的一种全球语音和数据的网络,它与有线网络的用途十分类似,最大的不同除了传输介质:无线电技术取代网线之外,在分类上和有线网络也稍有区别,分无线个人网、无线局域网、无线城域网。

在一个无线局域网内,常见的设备有:无线网卡、无线网桥、无线天线、和无线路由器等等无线设备。一旦建立起一个局域网之后,无线网络就会存在着一定的辐射危险,甚至可以说比有线网络在时间以及范围上显得更加强烈,所以,为了尽少量地受到辐射,应该把常用的无线路由、无线AP摆放在离我们人体和离卧室远一些的地方,还要注意避免把一些无线产品过分靠近音响、电视等电子产品,防止它们之间互相的干扰产生的其它辐射。总之,只要我们与它保持较远的距离,避免长时间呆在无线网络环境中所产生的累积效应,养成一种良好的习惯,那么无线网络的辅射就对人类构不成多大的威协。

(二)安全

在使用无线网络的时候,安全性固然重要,在安全防范方面,与有线网络存在非常大的区别,无线网络的安全主要可以从以下六个方面进行把握:

1.采用强力的密码。谈到密码,是一个让人非常敏感的东西,足够强大的密码可以让暴力解除成为不可能实现的情况。相反,如果密码强度不够,几乎可以肯定会让你的系统受到损害。所以,不但要设密码,而且还要足够强力才行。

2.严禁广播服务集合标识符(简称:SSID)。SSID其实就是给无线网络的一种重命名,假如不能对它进行保护的话,带来的安全隐患是非常严重的。同时在对无线路由器配置的时候,须禁止服务集合标识符的广播,尽管不能带来真正的安全,但至少可以减轻威胁程度,因为很多初级的恶意攻击者都是采用扫描的方式寻找一些有漏洞的系统作为它们的突破口。一旦隐藏了服务集合标识符这项功能,也就大大降低了破坏程度。

3.采用有效的无线加密方式。相反,另一种动态有线保密方式其实并不算很有效。使用象aircrack等类似的免费工具,就可以在短短的几分钟里找出动态有线等效保密模式加密过的无线网络的漏洞;无线网络保护访问是目前通用的加密标准,当然,你也可以选择使用一些更强大有效的方式。毕竟,加密和解密的斗争是无时无刻不在进行的。

4.采用不同类型的加密。不要仅仅依靠以上谈到的无线加密手段来保证无线网络的整体安全。不同类型的加密可以在系统层面上提高安全的可靠性。例如:OpenSSH就是一个不错的加密选择,它可以在同一网络内的系统提供安全通讯,即使需要经过因特网也没有问题。与采用了SSL加密技术的电子商务网站是有着异曲同工之妙的。实际上,为了达到更安全的效果,建议不要总更换加密方式。

5.控制介质访问控制地址层。即我们所说的MAC地址,单独对其限制是不会提供真正的保护。但是,像隐藏无线网络的服务集合标识符、限制介质访问控制(MAC)地址对网络的访问,是可以确保网络不会被初级的恶意攻击者骚扰的。另外此种 方法 对于整个系统来说,无论是新手的恶意攻击还是专家的强烈破坏,都能起到全面的防护,保证整个系统的安全。

6.监控网络入侵者的活动。众所周知,人类无时无刻不在使用着网络。所以入侵者也随时会攻击到你的网络中来,那么你就需要对攻击的发展趋势以及了解它们是如何连接到你的网络上来的进行一定的跟踪,为了提供更好的安全保护依据,你还需要对日志里扫描到的相关信息进行分析,找出其中更有利的部分,以备在以后出现异常情况的时候给予及时的通知。总之,在随着社会的进步、科技的不断更新,未来,我们更需要对以上十点进行理解性地记忆与灵活性地变通使用。

四、无线网络的技术与应用

目前,在国内无线网络的技术并不算很盛行,与有线网络相比,它还不是很成熟,可是,发展至今,在无线的世界内,新技术层出不穷、新名词是应接不暇。例如:从无线局域网、无线个域网、无线体域网、无线城域网到无线广域网;从移动AdHoc网络到无线传感器网络、无线 Mesh网络;从Wi-Fi到WiMedia、WiMAX;从IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.16到IEEE802.20;从固定宽带无线接入到移动宽带无线接入;从蓝牙到红外、HomeRF,从UWB到ZigBee;从GSM、GPRS、CDMA到3G、超3G、4G等等。

在应用方面,其中两种主要的方式分为:GPRS手机无线网络和无线局域网。从某种意义上来说,GPRS手机无线网可称作是目前社会上一种真正意义的网络,它主要是通过移动电话网络来接入Internet的,所以只要你所在的区域开通了GPRS业务,那么不管在任何一个角落都可以实现上网;后者呢,主要是与有线网络作比较,突出它的便捷性,因为它是利用射频技术(即:Radio Frequency简称:RF)来实现的一种数据传输系统, RF取代了旧式的那种通过双绞铜线来实现上网的烦索性;另外,除了以上谈到两种主流方式,在当今快速发展的科技形势下,我国通信方面出现了移动的TD-SCDMA和电信的CDMA2000以及联通的WCDMA三种无线网络通信方式,所以,未来只要有3G网络信号存在的地方,便可以实现上网。

五、就业前景

一种新型的产业必定会为社会带来不小的影响,并且推动整个社会走上更稳健的步伐 。例如:在就业方面,它产生了一批新型的就业岗位,比如:3G网络工程师、无线网络优化岗位等等,通信方面,出现堪察、无线网络测试等等,因此而减轻了整个社会在就业上不少的压力,再者,在另外一种无线局域网标准下生产出的产品技术应用逐渐成为无线网络市场主流的情况下,基于Wi-Fi技术的无线网不但在带宽以及覆盖范围等技术上取得了极大突破,而且在应用上,如今的无线网络也不再只是单纯地满足用户随时随地接入网络,甚至已经能更多地参于到行业信息化的服务中来,可想而知,将来出现无线医辽、无线校园、无线城市等其他行业应用成为无线网络市场的主流也不是梦想。

六、结束语

随着科技的不断演进与无线行业的飞速发展,无线网络将成为推动整个网络市场前进的新生力量,并且在不可预见的未来,纷繁多样、永远在线的智能终端技术将会把娱乐、办公、消费、医辽、 文化 教育 、生活服务等多种行业区域的全部功能融会贯通,一起服务于我们的工作和生活,使之变得更轻松、更智能。使智能技术与无线网络更好地密切结合,让越来越多的创新应用和新的生活方式进入到未来的社会当中。最后,让我们迎接一个“网聚万物”、“网随人动”的无线时代。

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