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水热法生长二氧化钛纳晶及在染料敏化太阳能电池板的应用1 引言1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池，其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极，其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度，且具有足够大的比表面积，能够吸附大量的染料，并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用，许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。在纳晶TiO2 的三种晶型中，锐钛矿相的光电活性最好，最实用于染料敏化太阳能电池中，所以在制备纳晶TiO2 时，金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。对TiO2 纳晶的生长，许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶，其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是，如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。在本章中，采用水热法基础上，分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵（TMAOH）、四乙基氢氧化铵（TEAOH）、四丁基氢氧化铵（TBAOH）做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。2 实验主要药品和仪器钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶（TBP）、OP乳化剂（Triton X-100）（AR，均购于中国医药集团上海化学试剂公司）；敏化染料（cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2]，SOLARONIX SA.）；四甲基氢氧化铵（TMAOH）(25 %)、四乙基氢氧化铵（TEAOH）(20 %)、四丁基氢氧化铵（TBAOH）(10 %) （均购于中国医药集团上海化学试剂公司）；可控温磁力搅拌器（C-MAG HS4，德国IKA）；马弗炉（上海实验电炉厂）；100 W 氙灯（XQ-100 W，上海电光器件有限公司）；导电玻璃基片（FTO，15 Ω/cm2，北京建筑材料研究院）；X 射线粉末衍射仪（XRD） D8-advance(Bruker 公司)；扫描电子显微镜(SEM)S-3500N（日本日立公司)；透射电镜(TEM)JEM-2010(日本)；红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer；紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。3 实验部分 纳晶TiO2 的制备根据文献的制备方法[6-11]，把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟（[H2O]/[Ti(OBu)4] = 150），过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。在强烈搅拌下，把所得到的沉淀加入到pH=的含有有机碱的溶液中，在100 °C搅拌24小时，得到半透明的胶体。将得到胶体装入高压釜（填充度小于80%）。在200 oC水热处理12小时。水热处理后，得乳白色混合物并伴有鱼腥味，这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯，经50 oC浓缩至原来的1/5，加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100，搅拌至均匀，得稳定的TiO2纳晶浆体。 纳晶薄膜电极的制备将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖，通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12]，中间留出约1×1 cm2空隙，将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后，在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟，使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物，冷却至80 ?C，经过仪器测量，薄膜的平均厚度在6微米左右。将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时，使染料充分地吸附在TiO2上，取出后用乙醇浸泡3-5分钟，洗去吸附在表面的染料，在暗处自然晾干，即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜，制备的薄膜平均厚度在微米左右，将其重新用透明胶带覆盖，把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后，重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟，反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在微米左右，热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。 DSSC 的组装以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极，以镀铂电极为对阴极[13]，将染料敏化电极与对阴极用夹子固定，在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以 mol/L LiI+ mol/L I2+ TBP为溶质的液态电解质，封装后即得到染料敏化太阳能电池。 光电性能测量采用100 W氙灯作为太阳光模拟器，其入射光强Pin为100 mW/cm2。在室温下进行测量，记录其短路电流ISC和开路电压VOC，并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。 表征与分析采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构，测试条件为：Cu Kα(λ= ?)，电压：40 KV，电流：40 mA。扫描速度:6?/min，扫描范围：10?-80?。采用KBr 压片法测量样品的红外光谱，测试条件：400-4000 cm-1，软件：OMNIC ，扫描次数30 次。采用JEM-2010（日本)型透射电子显微镜(TEM)观察TiO2 纳晶的表面形貌及粒径大小。用紫外-可见分光光度计（UV-3100）测试不同粒径TiO2 纳晶多孔薄膜电极吸附染料的吸光度。TG 的升温速度：10 ℃/min，范围：室温至1000 ℃，测试仪器：SDT 2960 同步DSC-TGA 装置 (USA TA 设备)。4 结果与讨论 有机碱对TiO2 纳晶的形貌和粒径的影响Sugimoto 和他的合作者们研究了影响TiO2 纳晶生长的一些因素，其中pH 的值、有机碱的烷基链的长短、水热的温度以及水热的时间等因素都对TiO2 纳晶颗粒的大小和形貌有很大的影响[14-17]。通过研究发现，四烷基有机碱作为模板来控制TiO2 纳晶的形貌和大小。所以可以使用不同的有机碱来制备适合于染料敏化太阳能电池光电传输的晶型完整并具有较大的比表面积的TiO2 纳晶。是在不同的有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的TEM 图，a 图是采用TMAOH 做胶溶剂，b 图是采用TEAOH 做胶溶剂，c 图是采用TBAOH 做胶溶剂。从图中可以看出，在相同pH 值下，不同的有机碱做胶溶剂时，制备的纳晶明显不同，这说明胶溶剂对TiO2纳晶的粒径大小和形貌有很大的影响，而且随着有机碱胶溶剂烷基链的加长，TiO2 纳晶的粒径减小，并且粒子为多面体。当用TMAOH 做胶溶剂时，制备的TiO2 纳晶的粒子多为四方体，颗粒宽12-20 nm，粒子长20-40 nm，如图1a 所示。当用TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的粒子颗粒不均匀，而且形貌也不规则有多面体形的也有四面体形的，粒子宽度8-10 nm，长度10-25 nm，如图1b 所示。而当有机碱的烷基链长从两个碳原子增加到四个碳原子时，即用TBAOH 用作胶溶剂时制备的纳晶颗粒粒子大小较均匀而且形貌也较规则，多为正方体，粒子大小一般在5nm 左右，如图1c 所示。在TiO2 纳晶的水热生长过程中，有机碱首先是吸附在TiO2 的晶核上，而烷基链的长短不同吸附的能力不同，吸附能力越大则就会阻碍纳晶的生长。研究发现[6]，烷基链越长则有机碱吸附在晶核上的吸附力越大，则会阻碍晶体的生长，所以随着有机碱烷基链的长度的增加，纳晶颗粒在不断的减小；并且研究发现，胶溶剂的浓度不能太大，太大时制备的TiO2 纳晶就会出现严重的团聚现象[10]。 有机碱对TiO2 纳晶晶型的影响是用三种有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的XRD 图，a 是制备的TiO2 纳晶经过自然风干后的XRD，b 是制备的三种TiO2 纳晶经过50 °C 热处理30 分钟中后的XRD 图。从图2a 中可以看出，2θ = °是TiO2 纳晶锐钛矿的特征峰，但是还有一些其它的杂峰，这些杂峰证明是有机胺类化合物的峰。当把制备的纳晶经过450 °C 热处理30 分钟中后，a 图中的杂峰就消失，TiO2 在2q ＝°，°，°，°，°和°的衍射峰的d 值均与标准PDF 卡片锐钛矿型TiO2 衍射峰相符，说明所制备的TiO2 的晶型为锐钛矿，没有金红石相和板钛矿相出现，制备的为纯的锐钛矿相TiO2 纳晶。在传统水热方法中，采用硝酸做胶溶剂，制备的纳晶TiO2 中，含有少量的金红石相和板钛矿相，而这两种的光电性能较差，影响染料敏化太阳能电池的光电转换效率。而用有机碱做胶溶剂制备的TiO2 纳晶可满足染料敏化太阳能电池中对锐钛矿相的要求。随着有机碱烷基链的增加，样品的特征衍射峰宽逐渐变大，并且衍射峰值逐渐减小，这表明制备纳晶颗粒不断减小，这与TEM 的结果一致。 TiO2 纳晶的热稳定性分析是用三种有机碱制备的TiO2 纳晶的红外光谱图，(a) 是制备的纳晶粉末在80 °C 烘干24 小时，(b)是制备的纳晶粉末在450 °C 热处理1 小时，光谱范围是400-4000 cm-1。从红外光谱图可知，三种纳晶红外图谱相近。图3(a)中出现了有机化合物的一些键如C-H, N-H,和O-H 等键，但随着在450 °C 热处理1 小时后，这些化合键就消失了，而TiO2 薄膜的红外谱图中主要有Ti-O-Ti 键伸缩振动峰在500cm-1 附近，没有出现宽的吸收带，如图3(b)所示，这一结果与文献中的结果相一致[7]。这说明在有机碱条件下制备的TiO2 纳晶在经过450 °C后为稳定的锐钛矿相，吸附在其表面的有机物分解完全。从XRD 的结果也可以得出(图 3b)，所有有机化合物在经过450 °C 热处理后都消失完全了，这说明二氧化钛化合物在高于450 °C热处理后，可以晶化为稳定的锐钛矿相TiO2 纳晶。是用有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉末热稳定性的TG 分析。这些纳晶粉末是在105 °C 下烘干24 小时，而没有进行任何热处理的。从图中可以看出，有两个失重过程。第一个过程是100～250 °C 之间的明显失重，可以认为是失去了吸附在纳晶粉末表面的水分子和一些醇。第二个过程是250～400 °C 之间的失重，是因为粉体中吸附的有机物成份的失去。有机物与制备的氧化物之间有很强的键和作用，这些有机物包裹着氧化物，当温度达到400 °C 时，这些键和作用才会消失，有机物完全分解，这说明有机物与纳晶颗粒之间的力结合不是太大不影响纳晶的晶化。另外发现，在不同有机碱胶溶剂下制备的纳晶粉末的失重情况明显不同，在采用TBAOH 做胶溶剂时的失重明显要高于使用TMAOH 做胶溶剂时的，这说明前者表面吸附了更多的有机物。吸附有机物的量不同，表明制备的纳晶粉末的形貌和粒径大小也明显不同[14]，这与TEM 的结果一致，在采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2纳晶颗粒较小表面积较大，这就使吸附在纳晶表面的有机物就增多，所以在进行热分解时失重较多；而采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶颗粒明显大许多，表面积又小所以吸附的有机物就会减小，所以在热分解时失重较少。从失重量的多少也可以简单分析出制备的纳晶颗粒和形貌的异同。用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶，会对其晶型及其晶型的稳定性有一定的影响。图5 为有机碱TEAOH 做胶溶剂的条件下制备的TiO2 纳晶及其分别在300 °C，500 °C，700 °C，800 °C，900 °C 烧结1 小时样品的XRD 谱图。在TiO2 纳晶的晶型中，峰位于2θ=°是锐钛矿相的特征衍射峰，峰位于2θ=°是金红石相的特征衍射峰。从图中可知，TiO2 纳晶在800 °C 烧结前，晶型没有发生变化。在800 °C 烧结之后，才出现了金红石相晶型，这一结果与Young 等人的研究结果一致[18]。据报道在酸性条件下制备的TiO2 纳晶，在烧结温度达600 °C 时，锐钛矿晶型就开始向金红石晶型转变[19]。而用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶从锐钛矿相向金红石相转变的温度有所提高，这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶热稳定性提高了，这一稳定性说明，可以对锐钛矿型TiO2 纳晶在较高的温度下进行烧结，而不改变其晶型，即没有金红石型纳晶出现。 BET 和吸附染料能力的研究用不同的有机碱做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶粉的表面积进行分析，实验得出，在使用有机碱TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为66 m2·g-1，但是当使用TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时，制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为78 m2·g-1 和82 m2·g-1。这一结果与粒径越大比表面积越小相一致，颗粒大小如图1 所示，这说明颗粒越小比表面积越大。研究发现，吸附的染料（RuL2(SCN)2）的多少并不一定随着比表面积的增大而增大。为了研究用于染料敏化太阳能电池测试的TiO2 纳晶多孔薄膜吸附染料的多少，把敏化的电极在5 mL mol/L NaOH 溶液中让染料进行脱附，之后对染料的碱性溶液进行吸光度的分析，UV-vis 吸收光谱的结果如图5 所示。图中a、b 和c 三条曲线分别是采用TMAOH、TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶。根据朗伯-比尔定律可知吸光度随浓度增加而增大，结果显示，采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶吸收的染料最少，这与比表面积越小吸附的染料越少相吻合，但比其它两种纳晶的吸附量要少很多。虽然采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的比表面积比用TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的比表面积大，但是后者却比前者所吸附的染料多，这里可能的解释就是因其用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的颗粒太小还不足10nm，所以用其制备的纳晶多孔薄膜太致密而使得吸附的染料减小。 染料敏化太阳能电池光电性能研究采用有机碱制备的三种不同形貌和粒径大小的TiO2 纳晶，并用其制备了敏化电极应用于染料敏化太阳能电池光电性能的研究，如图6 所示。表1 给出了三种不同电极的所组装的电池的短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率的值。在100 mW/cm2 光照条件下，三种电池的短路电流分别为、、 mA/cm2，开路电压分别为、、，填充因子分别为，光电转换效率分别达到了。从实验结果可知，采用有机碱TEAOH 制备的TiO2 纳晶所组装的电池的光电转换效率比其它两种电池的光电转换效率要高。可知，采用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的开路电压要比采用有机碱TMAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的要低，但是其电池的短路电流和填充因子都要比其它两种有机碱所制备TiO2 所组装的电池要高。这可能是因为（1）用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 纳晶粒经比较适中，制备的多孔薄膜粒子与粒子之间结合比较紧密，这样就提高了电子在薄膜中的传播速度；（2）较其它两种多孔薄膜吸附的染料要多，研究表明吸附的染料的量与所产生的光电流成正比，吸附的染料越多，则产生的光电流越大，用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 多孔薄膜所吸附的染料最多，所以用其所组装的染料敏化太阳能电池的短路电流最高，电池的光电转换效率也达到最好。5 结论本章采用了钛酸四正丁酯为原料，以三种有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶，以三种制备的敏化的纳晶多孔薄膜为电极组装了染料敏化太阳能电池，并对其进行了电池光电性能的测试。研究了这三种有机胶溶剂对TiO2 纳晶晶体生长的影响，采用三种不同烷基链的有机碱做胶溶剂制备的纳晶形貌和大小有很大的不同，研究发现，随着烷基链的加长，纳晶的形貌开始变得规整，粒径也减小，但是有机碱的浓度不能太大，浓度过高时，会使制备的纳晶出现团聚，所以在使用有机碱做胶溶剂时，采用的是在pH= 的条件下制备的。通过热稳定性分析发现，吸附在TiO2 纳晶表面的有机碱在450 °C 热处理后，有机物分解完全，这说明在制备纳晶多孔薄膜时，有机物分解完全，多孔薄膜中为纯的TiO2 纳晶。因为三种TiO2纳晶形貌和大小不同所以制备的多孔薄膜吸附染料的量也不相同。实验发现采用有机碱TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 的敏化电极吸附的染料最多，电池光电性能测试也显示用此TiO2 纳晶制备的电池开路电流达到 mA cm-2，光电转换效率达到，比其它两种电池的光电转换效率要高，这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的形貌和大小比其它两种有机碱胶溶剂制备的TiO2 更适合应用于染料敏化太阳能电池。更多毕业论文请到

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在未来的发展中,数据通信网络也将不断数字化、智能化以及综合化,帮助人们掌握更多信息。下面是我为大家整理的数据通信 毕业 设计论文，供大家参考。

《 网络编码的数据通信技术研究 》

摘要：随着现代通信技术的发展，社会对网络数据通信的质量要求不断提升，如何在现有的数据条件及网络资源下提高数据通信质量，是当前网络通信研究人员所面临的一项重要课题。而网络编码技术的出现和应用，为此类问题提供了有效的解决途径。笔者对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究，以提高网络通信质量，仅供业内人士参考。

关键词：网络编码;数据传输;网络通信

网络编码技术的出现和应用是现代通信技术领域内的一项重要变革，一定程度上改变了以往通信网络的数据传送模式和处理方式，减少信息传输过程中无用信息的产生，有效提升了网络吸纳和输出信息的数量，为数据通信质量的提升奠定了坚实基础。在现代社会发展形势下，网络编码技术在数据通信领域内发挥着重要作用。

1网络编码概述

网络编码的基本原理

网络编码在数据通信技术中，对网络结点输入和输出的关系进行了准确定位，当中间节点具备编码条件后，能够对所接收到的数据按照一定方式实现编码处理，直至传送至后续节点。后续结点的处理则具有一定可控性，不论是否进行编码都能够发挥其实际应用价值，若在必要情况下需要进行编码处理时，则应对所接收的信息再次进行编码后方可传输，并反复编码反复传输，最终保证编码信息达到目的结点。针对目的结点对信息进行准确译码后，方可对最初结点所发出的基本信息进行获取和判定。

网络编码的构造 方法

在进行网络编码组合的过程中，依据何种方式实现所接受数据的编码组合是当前相关领域内人士所面临的一个重要问题。基于当前网络编码构造的实际情况来看，不同的网络编码形式在具体表现方式上往往存在一定差异，尤其是在编码系数选择方式以及分组编码操作方式等方面，其表现更为明显。线性网络编码以结点对所接受的数据分组普遍实行线性编码组合型操作，以促进编码工作规范有序开展。当前编码系数在选择方式上存在差异，将网络编码构造分为两种，一是确定性网络编码，二是随机网络编码。确定性网络编码构造方式具有一定特殊性，主要是依据某一种算法对编码系数进行计算，而随机网络编码是依据伽罗符号进行随机选取以确定编码系数，通过对两种方式进行对比分析可知，随机网络编码构造方式的灵活性较强，在实际应用中能够取得比较理想的网络编码质量和效率。依据网络系统实际运行过程中编码实现方式的不同，可以将编码分为集中式网络编码和分布式网络编码。其中，集中式网络编码在对整体网络拓扑形式进行准确把握的基础上，依据整体网络情况对相应的编码系数进行合理分配和布局，以提高网络编码的有效性，但就实际情况来看，一旦遇到拓扑变化较大的情况，集中式网络编码则难以有效应对，此种情况下导致集中式网络编码在实际应用中不免存在一定局限性。而分布式网络编码的应用，在对网络系统内局部拓扑信息进行掌握后便可实现相应编码操作，相关实践研究显示，分布式网络编码在数据通信技术中具有良好的应用效果。

网络编码应用网络数据传送的研究

一是网络编码复杂度降低研究。现阶段最主要的问题就是怎样在提高网络编码效率的同时降低网络编码的复杂程度，还有就是在网络编码实用化的过程当中，逐渐控制网络编码的复杂程度，减少网络编码需要的额外计算量，从而降低系统实施成本。二是数据传送可靠性研究。现阶段对网络数据传输可靠性的网络编码研究主要是根据多径路由展开的，这也在一定程度上为网络编码中的数据传输提供了可靠性。因此，在多跳动态的网络环境当中，分析研究提高网络编码数据传送的可靠性具有很大的现实意义。

网络编码在数据通信技术中的应用

通常情况下，网络编码是指通过编码与路由信息的有机转换以达到技术目标，网络编码是现代数据通信技术领域内的新技术，将系统所接收到的数据流进行合理重组和排列后，基于不同路径实现多元数据的重新组合，通过对编码系数的有效利用，以实现数据的科学化处理，最终实现原始数据的有效还原。网络编码技术在数据通信技术内的有效应用，能够在一定程度上提升通信容量，改善通信质量，将数据通信领域内原有的网络层次与现代化网络有机融合，通过各自应用价值的有效发挥以及二者之间的协调配合，转变数据通信技术的数据处理方式，推进数据通信技术的现代化发展。也就是说，网络编码技术在数据通信技术领域内具有良好的应用价值，促进大量数据信息有序传输，并且实际传输的效率和稳定性能够得到有效保障。网络编码技术的有效应用，促使网络数据单词数据信息传输的顺利实现，信息传送量明显增加，这就明显减少了传送次数，改善网络运行质量，提高网络数据传送性能，从整体上促进宽带利用率的提升，改善能量资源的利用率，切实增强 无线网络 通信的安全性。因此，在现代社会科学技术不断进步的今天，基于网络编码的数据通信技术正不断实现跨越式发展，将会成为未来通信技术的重要发展趋势，值得加以进一步研究和推广应用。

2基于网络编码的数据通信技术分析与研究

基于网络编码的路由协议

基于网络编码的数据通信技术分析和研究显示，基于网络编码技术的路由协议的优化设计具有一定特殊性，作为网络数据传送分析与研究的重要内容，其对网络数据传送性能具有重要影响。基于网络编码的路由协议为网络编码的实现和合理应用提供可靠基础，通过将网络编码与路由协议有机统一，促进高层次的描述的形成，此种情况下，为网络系统的创新以及网络设备的科学化设计提供了可靠的理论依据，推进数据通信技术的现代化发展。就网络编码的路由协议的实际应用情况来看，其主要体现在独立路由协议的网络编码和编码感知的路由协议两方面，以是否存在主动编码机会为主要区分依据，判断路由协议是否可以创造更多编码机会，从而对相关编码机会进行有效利用，以提高数据通信的质量和效果。

基于网络编码的网络协议结构

当前，基于网络编码的数据通信技术主要基于网络层方面，随着网络编码与路由协议的有机融合，促使网络编码协议结构中的其他协议层得以不断深入，但是，与传统的网络数据传送模式相比，网络编码的内在特性存在一定独特性，在将网络编码引入到现有的网络数据传送协议后，极易出现新的网络编码问题，包括兼容性有限以及网络编码对网络协议层次结构的内在影响。在未来网络编码的数据通信技术发展过程中，此类问题能够在一定程度上为后续网络编码研究提供可靠的基础，促使网络编码与现有网络协议实现有机融合，提高网络数据传送性能的有效性和可靠性，促进网络编码在数据通信领域内实际应用价值的有效发挥。

基于网络编码的数据传送性能保证机制

在标准的网络环境下，网络数据传送极易受到网络拓扑结构的易变性和数据传送的突发性等因素的影响和作用，导致网络数据传送不稳定，甚至出现分组丢失以及数据传送延时等问题。因此，基于网络编码的数据通信技术应依据网络实际运行状态，探讨数据传送性能保证的编码策略方法，最大程度上提高数据传送的可靠性，避免数据传送延时情况出现。相关学者研究表明，采用多速率编码机制并利用不同链路的数据执行相关决策机制，有助于降低网络编码对数据传输的影响，使数据传送延时问题得以有效控制，在未来发展过程中，相关解决方案仍有待进一步探索。

基于网络编码的数据传送模型

构造算法的提出，为网络编码的成功构造以及保证网络各节点成功解码数据奠定了可靠的基础，在实际应用中，算法的复杂程度较低，易于部署应用。当前，网络编码的码构造算法主要有线性网络编码和随机网络编码等，就编码机制设计的实际情况来看，其中比较常用的是线性网络编码，基于网络中间节点对接收到的不同输入链路信息实现线性组合，进而将组合的数据进行转发。就线性网络编码的实际应用情况来看，其主要包括指数时间算法、多项式算法以及随机网络编码算法等比较典型的码构造算法。而随机线性网络编码方案往往具有相对独立的网络拓扑结构的灵活性，因此，线性编码运算形式具有简便性，可以提高数据通信质量和效果，在实际编码过程中大多采用随机线性网络编码构造方案。

3结语

通过对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究可知，当前我国网络编码在实际应用中仍处于初级阶段，在方案设计以及复杂编码的简化上有待进一步完善，以降低网络编码的复杂度，减少协议运行开销，促进数据通信技术应用过程中各项问题的有效解决。在未来的研究中，应不断加强网络编码的数据通信技术创新，从而更加广泛地应用于社会各个领域内。

参考文献

[1]余翔,吕世起,曾银强.C-RAN平台下信道编码与网络编码的联合算法设计[J].广东通信技术,2016(4).

[2]杨蕊.网络编码在无线网络中的应用及发展趋势[J].科技创业月刊,2013(5).

[3]李繁.网络编码技术原理及应用[J].成都纺织高等专科学校学报,2012(1).

《 高铁数据通信网路由的完善 措施 分析 》

一、简介IS-IS协议运用原理

在铁路数据通信网协议中，其中作为NSAP的主要地址格式。其AA代表私网的地址;其B1,B2作为设备归属自治域的号码后两位数组。我们都明确了解，广铁集团的AS值为65115，所以B1B2的值为15;其设备的Loopback地址在转换后所得到，我们以怀集站AR01为主要例子，将转换Loopback的地址之后，可得到010000000162，再每4位进行分段，也就是。这就我们就会得到怀集站的AR01最后的NASP是。

二、概述IS-IS协议工作过程

根据IS-IS链路状态中的路由协议规定，在分享和交换链路状态信息时，需要建立起相应的邻居关系，这也为链路信息的交换和分享打下坚实的基础。其中IS-IS主要是运用IIH报文，才能建立起相应的邻居关系，如果接口启用了IS-IS协议，这就需要将IIH报文立即发出[1]。在建立邻居关系之后，各邻居之间会分享同步链路数据库中的信息，在LSDB之中，包括很多链路状态基本信息，这些信息会被封锁在链路状态数据报文信息总，简单来讲，同步LSDB也就是对LSP的同步。IS-IS中，运用链路状态数据报文，部分队列报文PSNP3种或者完整队列号报文CSNP，这两者都需要在规定的时间内，完成链路状态数据库信息的同步。但是PSNP以及CSNP，都需要应用到数据库同步中，但CS-NP中，包括了PSNP中却只包括LSDB的部分信息，但是LSDB中全部LSP的摘要基本信息。

三、优化和调整方案

我们以贵广高铁的数据通信网络工程的实际状况为主要例子，并且结合IS-IS协议原理与铁路通信网建设标准相结合，这样可对广高铁数据通信网进行调整，在调整之后，可解决所存在的一些问题。因为其他冗余链路的Metric值，可设置为1024，并且考虑到贵广铁路通信网络的结构特点，可以引导业务流量共同分担负荷，需要将汇聚层以及接入层的全部链路的Metric值设置成为1024，这样就能将不同站点的业务流量，转发到不同链路层之中，进一步提高网络的性能。修改的具体方法，是在广州南站DR04的佛山西站AR01的GE3/1/1端口以及DR04的GE5/1/1端口中，执行isiscost1024level-2命令，然后不断调整Metric值。

四、优化验证结果

在修改之后，并且在查看怀集站路由表后发现，在通往广州南站的DR03，其下一地址为POS2/1/4,同时Cost值也再不断转变，去往广州南站的DR04下一跳为RAGG1,或者POS2/1/4。在调整参数后，可深入研究调整后的参数变化值，其路由器下端行口的数据流量也发生明显的变化。五、结语总而言之，在设置数据通信网路参数时，不但要考虑到铁路规范的具体要求，而且也需要结合工程建设实际情况，深入分析和研究对网络拓扑结构的设计，根据工程实际情况，科学合理对数据流量加以引导，分担好负荷，这样才能促使数据通信业务的稳定、有序运行。

《 GPRS网络下无线数据通信系统设计分析 》

【摘要】随着GSM应用范围的不断扩大，其在数据传输效率、频谱利用率等方面的缺陷逐渐暴露，而GPRS网络在分组交换技术的作用下，不仅可以有效的弥补GSM的不足，而且在通信费计算方式方面更加合理，为跨地区接入提供了可能，所以基于GPRS网络的无线数据通信系统越来越受到关注，在此背景下，本文针对GPRS网络的无线数据通信系统结构设计展开研究，为推广GPRS网络的无线数据通信系统的应用范围作出努力。

【关键词】GPRS网络;无线数据通信系统;设计

前言

移动台MS、BSS基站子系统、SGSN和GGSN是GPRS网络的主要构成，其在运行的过程中，GPRS与GSM基站先实现有效的通信，然后由基站将GPRS分组向SGSN传送，在SGSN和GGSN通信后，后者对具体的GPRS分组完成处理过程，将处理结果向对应的网络传输，而无线数据通信系统通常依托无线网络实现通信功能，其需要相应的设备、模块、服务器和网络结构，所以对基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计研究，需要结合GPRS网络运行原理和无线数据通信系统构成进行。

1基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计思路

现阶段将固定且合法的IP地址直接应用于用户数据中心、将存在固定且合法的路由器应用于不存在合法IP地址的用户数据中心、将动态IP地址直接应用于用户数据处理中心、利用专线直接将用户数据中心与GPRS网络相连接四种方案均可以实现网络数据传输;而MobiteehModule模块设备在GPRS网络总应用可以实现太网向GPRS网络的转换、串口向GPRS网络的转换、串口向以太网的转换，为多台计算机同时访问GPRS网络资源、远程无线联网、用户终端对计算机网络资源共享等三种功能的实现提供了可能，所以在针对基于GPRS网络的无线数据通信系统进行设计的过程中，只要针对通信接口、通信协议和通信策略三方面进行具体的设计，即可以推动基于GPRS网络的无线数据通信系统功能的实现。

2基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计过程

通信接口设计

通常情况下无线数据通信系统要实现其无线数据传输的功能，需要利用M2M模块向数据发出数据请求和发送数据的数据下发接口和数据上报接口;需要服务其主动发送命令所需的远程控制接口;服务器对相关结构状态参数进行设定和查询所需的接口;模块以检测规则为依据提出相关警告的警告监测接口、利用M2M模块相服务器发送非文字信息的接口以及模块自身对手机短信实施收发的短信通道接口，所以在针对基于GPRS网络的无线数据通信系统接口进行设计的过程中要保证以上类型的接口均存在[1]。

通信协议设计

只有无线数据通信中心和远程终端双方能够共同理解某种语言，才能保证无线数据传输的实现，这种语言即通信协议，所以在设计的过程中要对通信协议进行针对性的设计，通常其需要对无线数据通信系统的功能进行描述或反映，笔者设计的通信协议为表示层、业务逻辑层和数据层相互独立的C/S结构，并将重心和远程中观信息交互功能独立设计为消息代理模块，这对提升无线数据通信系统反映的灵活性和功能的扩展性等具有积极的作用，而且对提升业务逻辑系统的运行效率和整个系统的安全性也具有较显著的效果。需要注意的是此通信协议在应用的过程中会使原本存在的网络传输差异被人为忽视，为GPRS网络无线数据传输提供平台，换言之其只针对应用层进行定义。在无线数据通信中心和远程终端的信息交互过程中考虑到GPRS网络支持IP协议，所以经UDP协议应用于MA和RTU网络层通信过程中，但考虑到其安全性，需要在请示消息发出后立即出现对应的应答消息，在请示消息发出但并未获取应答消息后应及时重发以此保证通信过程的可靠性[2]。考虑到GPRS网络以流量作为收费的主要依据，所以在通信协议交互消息的过程中以数据传输量相对较少的二进制格式或XML格式为主，以此节省成本，通常情况下其交互消息由通信前导标识、协议类型、服务器ID、模块ID、总计包数、当前包索引、所述包组、内容等结构构成。

通信策略设计

通常情况下通信策略针对GPRS非确认发送、可靠发送但需手机短信确认、可靠发送不需确认、图像发送不需确认等情况编辑相应的策略。具体设计结合系统的相应程序进行确定和更改。

3结论

通过上述分析可以发现，以GPRS网络为基础的无线数据通信系统在通信设备基站等方面具有广阔的应用空间，GPRS网络运行原理和无线数据通信系统构成决定，在具体设计的过程中需要针对通信的接口、协议、通信策略等多方面进行，任何方面存在设计缺陷，均会影响无线数据通信的正常实现。

参考文献

[1]刘媛媛，朱路，黄德昌.基于GPRS与无线传感器网络的农田环境监测系统设计[J].农机化研究，2013，07：229~232.

[2]程伟，龙昭华，蒋贵全.基于GPRS网络的无线IP语音通信系统[J].计算机工程，2011，14：82~84+87.

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