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一、感知無線電的概念
感知無線電技術(shù)用以實現(xiàn)動態(tài)頻譜共享。通過檢測空中信號占用頻譜，通過探知無線環(huán)境中空閑頻譜資源，選擇可被自己利用頻率進行通信。租借系統(tǒng)通過采用感知無線電技術(shù)，實時跟蹤授權(quán)系統(tǒng)占用頻率狀況，隨時使用、釋放頻段，在保障授權(quán)系統(tǒng)通信前提下，與授權(quán)系統(tǒng)動態(tài)共享頻譜。采用頻譜檢測方式獲取頻譜信息可使感知無線電技術(shù)能適應無線環(huán)境頻譜使用狀況短期變化，高效利用頻譜，并且感知無線電技術(shù)不要求改造現(xiàn)有系統(tǒng)，對無線信道環(huán)境和用戶需求都將具有較好適應性。
感知無線電技術(shù)動態(tài)頻譜共享是自適應傳輸技術(shù)思想在頻譜分配領域的運用。自適應傳輸使無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸適應信道傳輸能力的變化，通過提高數(shù)據(jù)傳輸速率來改善頻譜利用率。而感知無線電使無線通信系統(tǒng)占用的頻譜適應無線環(huán)境頻譜使用狀況的變化，通過增加共享同一頻段的系統(tǒng)數(shù)、用戶數(shù)來提高頻譜利用率。不管是自適應傳輸技術(shù)還是感知無線電技術(shù)，其思想的核心都是無線通信系統(tǒng)能自動地適應外界環(huán)境和自身需求的變化。
感知無線電思想可以推廣到移動通信其它層面。從低層到高層，要求未來移動通信系統(tǒng)能檢測系統(tǒng)各層參數(shù)與狀態(tài)，如鏈路質(zhì)量、網(wǎng)絡拓撲、業(yè)務負載、甚至用戶需求，并能適應這些變化。從通信端到端，在存在重疊覆蓋多種無線電通信環(huán)境下，要求移動設備能夠在異構(gòu)網(wǎng)絡間切換，實現(xiàn)包括終端、網(wǎng)絡和業(yè)務在內(nèi)的端到端重配置。這也就是所謂的認知網(wǎng)絡(CognitiveNetwork)。
二、感知無線電關鍵技術(shù)分析
作為一種新的智能無線通信技術(shù)，感知無線電可以感知到周圍的環(huán)境特征，采用構(gòu)建方法進行學習，通過相關描述語言與通信網(wǎng)絡智能交流，實時調(diào)整傳輸參數(shù)，使系統(tǒng)的無線規(guī)則與輸入的無線電激勵的變化相適應，以達到隨時隨地通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。無線規(guī)則指一系列適合無線頻譜合理使用的射頻帶寬、空中接口、相關協(xié)議和空間時間模式的設置。感知無線電系統(tǒng)的重構(gòu)能力很重要，該功能就是以軟件無線電作為平臺來實現(xiàn)的。重構(gòu)功能是由軟件無線電實現(xiàn)，而感知無線電的其他任務是通過信號處理和機器學習的過程實現(xiàn)，其感知過程開始于無線電激勵的被動感應，以做出反應行為而終止，一個基本的感知周期要大致分為3個基本過程，分別是無線傳輸場景分析、信道狀態(tài)估計及其容量預測、功率控制和頻譜管理，它們的順序執(zhí)行使感知無線電系統(tǒng)的感知功能得以實現(xiàn)。
2.1感知無線電技術(shù)與動態(tài)頻譜分配
未來移動通信系統(tǒng)滿足用戶需求的關鍵點是提高頻譜利用率。移動通信的發(fā)展使帶來了越來越嚴重的頻率短缺問題。解決頻率短缺大致有兩類方法，一是擴大可利用的頻率范圍，二是提高頻譜利用率。為增加可用頻率，移動通信系統(tǒng)的頻率已擴展至300GHZ。無線信道的路徑損耗是隨頻率升高而迅速增加的，所以頻率過高并不利于移動通信。因而，更加有效的方法是提高頻譜利用率。
提高頻譜利用率有三類途徑，改進通信設備的傳輸技術(shù)，優(yōu)化網(wǎng)絡、提高組網(wǎng)能力。目前廣泛采用這兩種途徑，但是這兩種方法能夠獲得的頻潛利用率增益將越來越少。第三種提高頻譜利用率的途徑是改進頻譜分配方式。
目前國際上主要采用固定頻譜分配方式，一個頻段只分配給一個無線接入系統(tǒng)，不管分配的頻段是否被頻率牌照的所有者實際使用，其它無線接入系統(tǒng)不能占用該頻段。為提高頻譜利用率，可以將一些頻段分配給了多個系統(tǒng)，允許它們同時占有同一個頻段，甚至一些頻段可以開放為不需牌照的頻段，允許任意系統(tǒng)占用。盡管固定頻譜分配方式能夠改善系統(tǒng)干擾問題，但由于頻譜的授權(quán)系統(tǒng)并不是在任何地區(qū)的任何時刻都使用頻率，其頻譜利用率很低。而簡單地允許多個系統(tǒng)共享一個頻段，雖然優(yōu)于獨占性的固定頻譜分配方式，但由于它對頻譜共享沒有加以必要的控制，一個系統(tǒng)占用頻率前并不知道該頻率是否正在被其它系統(tǒng)使用，從而導致了兩方面的問題?？梢姡绻麅H僅是簡單地允許多個系統(tǒng)共享頻譜，而不避免系統(tǒng)間干擾，會制約頻譜利用率的提高，并且不能保證通信質(zhì)量。為解決頻譜短缺與頻譜利用率低下的矛盾，可以考慮采用動態(tài)頻譜分配方式。允許多個系統(tǒng)共享同一頻段，各系統(tǒng)只在需要通信時才能占有頻段，通信結(jié)束就釋放頻段，而且必須控制系統(tǒng)間干擾，后接入的系統(tǒng)不能影響其它已有系統(tǒng)的通信。為與現(xiàn)有通信系統(tǒng)兼容，分配頻段上授權(quán)系統(tǒng)有使用頻譜的最高優(yōu)先級，只要不影響授權(quán)系統(tǒng)通信，租借系統(tǒng)與授權(quán)系統(tǒng)動態(tài)共享頻譜。這種動態(tài)的頻譜共享包含時間與空間兩方面。在時間上，當授權(quán)系統(tǒng)不使用所分配的頻率時，租借系統(tǒng)可以占用頻率，但當授權(quán)系統(tǒng)重新占用頻率時，租借系統(tǒng)必須及時地歸還頻率。
2.2信道狀態(tài)估計及其容量預測
信道估計的結(jié)果可用來計算信道容量，用于控制發(fā)送端的信號能量，可使用香農(nóng)法則計算信道容量C，但在感知無線電系統(tǒng)中并不直接在發(fā)送端傳輸C的信息，而是量化C，一定的量化率用于反饋發(fā)送端，量化比率是預先確定的，所以接收機接收的信息量要小于信道容量C。一般來說，無線系統(tǒng)的傳輸率是波動的，當其超出一定界限時，就會引起系統(tǒng)的不正常工作，這個界限決定了最大的傳輸比特率。
2.3功率控制和頻譜管理
2.3.1功率控制
在感知無線電通信系統(tǒng)中功率控制的實現(xiàn)以分布方式進行，以擴大系統(tǒng)工作范圍，提高接收機性能?？刂瓢l(fā)送端功率是感知無線電系統(tǒng)的關鍵技術(shù)之一。在多址接入的感知無線電信道環(huán)境中，主要采用協(xié)作機制方法，包括規(guī)則及協(xié)議和協(xié)作的Adhoc網(wǎng)絡兩方面內(nèi)容。多用戶的感知無線電系統(tǒng)彼此協(xié)作工作，基于先進的頻譜管理功能，可以提高系統(tǒng)工作性能，支持更多用戶接入。
2.3.2動態(tài)頻譜管理
動態(tài)頻譜管理也稱為動態(tài)頻譜分配，具有實現(xiàn)系統(tǒng)頻譜高效利用的功能。在感知無線電系統(tǒng)中，頻譜管理的算法可這樣描述：基于頻譜空穴和功率控制器的輸出，選擇一種調(diào)制方式以適應時變的無線傳輸環(huán)境，使系統(tǒng)工作在可靠傳輸?shù)臓顟B(tài)下。系統(tǒng)工作的可靠性可由信噪比差額(SNRgap)的大小確定。
2.4無線電知識描述語言
傳統(tǒng)的軟件無線電不能與網(wǎng)絡進行智能交流，因為沒有基于模式推理計劃能力和沒有相關描述語言。在以軟件無線電為發(fā)展平臺的感知無線電研究中，研究表示無線系統(tǒng)知識、計劃和所需語言是關鍵技術(shù)，無線電知識描述語言(RKRL)應運而生，它表示了無線規(guī)則、系統(tǒng)配置、軟件模塊、網(wǎng)絡傳送、用戶需求、應用環(huán)境等知識。
參考文獻：
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譚學治，姜靖，孫洪劍.認知無線電的頻譜感知技術(shù)研究[J].信息安全與通信保密，2007，(03).
我國的現(xiàn)今衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展在擴展新的頻段，加強先可用的頻段的利用率以及現(xiàn)在公用干線的通信網(wǎng)都應該一步步轉(zhuǎn)向跟隨寬帶化的發(fā)展趨勢，能夠準確地利用衛(wèi)星通信技術(shù)來建立我國的衛(wèi)星寬帶業(yè)務以及數(shù)字化通信網(wǎng)絡。所以對于衛(wèi)星通信網(wǎng)技術(shù)而言應該逐漸的走向小型化的、智能化的未來方向。從目前我國的計算機科技的水平來看，假設把設備功能全部換由軟件來進行操作實現(xiàn)，那么由于軟件的特點也就是需要按照一條條的指令來運行，就算我們采用多處理器的方式來進行協(xié)助共同運算，也沒有辦法真正保障高頻率情況下的處理能夠及時有效，也使得軟件無線電技術(shù)在衛(wèi)星通信領域中的使用范圍明顯受到限制。基于以上原因，以下設計想法是為了能夠讓軟件無線電技術(shù)能真正應用在衛(wèi)星通信方面。
首先我們所有的設備都需要經(jīng)過模塊化處理，各個模塊分開保證控制功能，以及各個模塊之間的高速數(shù)據(jù)的交換問題。而信道設備以及接口設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信道設備包括調(diào)制解調(diào)器、信道的編譯碼器和置亂器等，在總的CPU的控制之下，信道設備的具體參數(shù)值可以做到由軟件來進行定義處理。而將無線射頻的設備、信道設備和接口設計在衛(wèi)星通信技術(shù)中也是十分關鍵的存在。再來考慮到了衛(wèi)星通信技術(shù)有著多址方式，業(yè)務類型廣以及其頻率高且變化區(qū)域廣等各種優(yōu)點，在信道設備和接口設備的設計選用模塊化的設計構(gòu)思。各個模塊應該能夠各自擁有能定義自身功能的各個軟件接口，而選用的軟件接口更應保證標準化以方便各個不同供應商的生產(chǎn)。然后在各個模塊的具體設計上面，也要根據(jù)具體運算量大小，選擇不同的軟件接口功能。再來根據(jù)具體的各類應用環(huán)境，更加靈活地修改和使用數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，并且保證以軟件協(xié)同硬件兩相結(jié)合的方式實現(xiàn)。最后就是設備功能和系統(tǒng)功能的定義要靠網(wǎng)絡管理系統(tǒng)來最終實現(xiàn)。
伴隨著因特網(wǎng)大面積普及及現(xiàn)在移動網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展，衛(wèi)星通信技術(shù)絕對會在未來迎來更進一步的發(fā)展機會。現(xiàn)在我國逐漸采用自主研發(fā)的通信衛(wèi)星為主體，來建立完善的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。軟件無線電技術(shù)作為一個可利用在衛(wèi)星通信方面的技術(shù)來說，也一定會伴隨衛(wèi)星通信的腳步，成為加速我國科技發(fā)展的重要技術(shù)。
中圖分類號：TN914文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2011）11-0262-01
作為近年來信息技術(shù)領域發(fā)展最為迅速的無線通信包括移動通信技術(shù)，徹底改變了人信的生活方式和工作方式。無論是工作還是生活，各種無線通信設備已經(jīng)是人們不可缺少的需要。
移動通信技術(shù)，必須解決一些關鍵的電磁兼容問題，使得技術(shù)的發(fā)展建立在一個合理的基礎結(jié)構(gòu)之上，既兼顧到各種無線電技術(shù)不同種類之間的電磁兼容性問題，也兼顧到今天和將來技術(shù)持續(xù)性發(fā)展的電磁兼容性問題。研究工作必然包括系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的電磁兼容兩個方面：作為一個系統(tǒng)，特別具有高頻器件和電路的無線電系統(tǒng)，其內(nèi)部的電磁兼容問題非常復雜。對于高速 信息傳輸系統(tǒng)統(tǒng)尤其要給予重視，這將是下個世紀電磁兼容問題的一個重要研究領域。另外，一些關鍵的、來自于系統(tǒng)之間的電磁兼容性問題也必須引起重視。
一、寬帶無線通信系統(tǒng)與窄帶無線系統(tǒng)之間的電磁兼容問題
目前,正在使用的900兆赫頻段（AMPS、TACS、ETACS、GSM900、CDMA800）6和1800兆赫頻段（DCS1800、CDMA）之間是一種倍頻或者準倍頻關系，他們之間的低次諧波之間會出現(xiàn)近似相等的情況，互影響嚴重，需要嚴格和認真的考慮。目前，大力開發(fā)的第三代寬CDMA系統(tǒng)的工作在2400兆赫頻段，其與900和1800兆赫頻段系統(tǒng)的兼容能力將是這項新技術(shù)在未來幾年取得成功的一個關鍵因素。
二、移動通信系統(tǒng)、無線接入系統(tǒng)、無繩和尋呼系統(tǒng)之間的電磁兼容問題
移動通信系統(tǒng)工程與尋呼系統(tǒng)、包括高速Flex系統(tǒng)的電磁兼容問題可能成為一個關鍵的問題。這些尋呼系統(tǒng)發(fā)射功率大，基站多，影響面大，另外許多用戶同時使用移動電話BP機，以節(jié)約使用費。這些因素會對移動通信系統(tǒng)/城市無線本地接人系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。
三、地面無線電系統(tǒng)、同溫層系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)之間的電磁兼容性問題
當“依”系統(tǒng)、“Teldesic”等復雜和中低軌道系統(tǒng)建成的時候，這些系統(tǒng)由于直接與地面終端通信，到達地面的功率遠高于目前的同步軌道系統(tǒng)，因而與地面無線電通信系統(tǒng)之間的兼容問題將是全球通信網(wǎng)、特別是移動通信網(wǎng)成敗的關鍵。目前，正在研究和實施的同溫層移動通信系統(tǒng)，由于其定位高度更低，其與衛(wèi)星和地面系統(tǒng)之間的電磁兼容問題應格外受到關切。
四、寬帶、超高速移動能信息其他系統(tǒng)之間的電磁兼容性問題
在將來，高速寬帶移動通信事業(yè)交進發(fā)展的主要方向，它是全球個人多媒體移動通信業(yè)務的基礎。相應，寬帶電磁兼容性的研究是非常重要的工作。這一方面是為了提高寬帶移動業(yè)務的可靠性；另一方面是為了降低寬帶業(yè)務系統(tǒng)設備內(nèi)部、移動網(wǎng)內(nèi)部、移動網(wǎng)之間、移動網(wǎng)和非移動網(wǎng)之間、移動通信和非通信業(yè)務設備之間的干擾，提高兼容工作的能務和信息的保密性。
五、無線電系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的電磁兼容性
其他的系統(tǒng)很多，包括家用電器、軍事通信、醫(yī)院設備、廣播等，雖然已經(jīng)制定一些相關的法律，比如禁止在醫(yī)院、機場、飛機上、軍事重地等使用移動電話，但干擾的問題從來就沒有停止過。令我們記憶猶新的廣州白云機場飛機停飛事件，就是尋呼系統(tǒng)造成的。
總括起來，由于無線電通信系統(tǒng)的發(fā)展，我們面對下個的電磁兼容問題包括。
（1）系統(tǒng)內(nèi)部和外部、系統(tǒng)之間的工作頻譜設計、寄生信號和非線形發(fā)射及感應結(jié)構(gòu)的研究。
（2）各種無線業(yè)務包括新業(yè)務的電磁兼容概念、定義和標準的研究。
（3）面向?qū)ο?，尤其是寬頻帶系統(tǒng)電磁兼容模型，分析方法和實驗方案的研究。
（4）滿足電磁兼容標準的寬帶移動通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡的概念、定義和方案的研究與提出。
電子商務專業(yè)是一個綜合性很強的專業(yè)，同時互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在飛速發(fā)展，它們之間的交叉度更是日新月異。教師在講授教材內(nèi)容時必須時刻面對技術(shù)的淘汰和更新，調(diào)整把握對專業(yè)學習所需要的知識廣度和深度。在教學過程中，如果受教材影響較大，顧及教材的完整性，會導致抽象理論講解過多，而與學生的生活距離甚遠，影響他們的學習興趣。
1.2學生計算機基礎知識和能力薄弱，缺乏信心
現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)是一門實踐性很強的課程，需要學生親自動手完成許多具體細節(jié)性的操作步驟。前期的計算機基礎課程相關知識和技能如果沒有熟練掌握，在課堂上就很難跟上老師的思路和集體性指導。這時部分學生往往會因為缺乏信心而放棄部分內(nèi)容的訓練，并直接影響后面更進一步的相關內(nèi)容的掌握。另外，學生主動學習的能力比較差，在缺乏教師指導的情況下，為迎接考試，學習形式主要以記憶相關內(nèi)容，做練習題為主，不能進行自主性的實踐探索。
1.3電子商務專業(yè)課程體系交叉深淺度較難把握
電子商務專業(yè)課程體系所包含的多門計算機類課程，它們或多或少都與網(wǎng)絡技術(shù)有著深淺不同的交叉聯(lián)系。如果不注重和其他課程的銜接，往往會出現(xiàn)重復講授和跨域基礎的深度跳躍講授，不利于學生的接受和知識體系的完善。
2現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)課程的教學改革思路
2.1提升學生的認識水平，激發(fā)學生的學習興趣
學生對網(wǎng)絡的認識只停留在自身上網(wǎng)的感性認識的水平，對網(wǎng)絡沒有深入的專業(yè)性理性認識。在教學內(nèi)容的組織上可以在原來教材的基礎上，加入教師自身收集整理計算機網(wǎng)絡發(fā)展過程中的重大事件以及相關背景人物的資料，可以讓學生在全面了解互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的歷史脈絡的同時提高文化修養(yǎng)。教師有條件應該去國外或國內(nèi)發(fā)達地區(qū)進修，把自身所見所聞的最新技術(shù)產(chǎn)品成果和最新應用在課堂上介紹傳播給學生，從而可以擴大學生的視野，減少學生對相對枯燥的知識理論產(chǎn)生的消極情緒，讓學生能夠緊跟時代的步伐，為激發(fā)學生的創(chuàng)造力積累資本。
2.2加強學生的實際動手能力，解決學生實際問題
首先要強化基礎的綜合型實驗，把最新實驗設備，如網(wǎng)絡打印機、網(wǎng)絡交換機等設備搬進學生實驗課堂，耐心細心的指導學生遇到的每一處問題，尤其對于基礎較差又不愿意開口的學生，教師應該主動多加關心。另外，教師可以通過到實習基地等用人單位實地考察，了解學生未來工作崗位中需要的基本能力，同時結(jié)合課程的實際情況，消化整理后添加與就業(yè)密切相關的新內(nèi)容。還要盡量關心學生面臨的生活實際問題，如課下學生在宿舍共享上網(wǎng)，局域網(wǎng)聯(lián)機，舊電腦升級，外接設備驅(qū)動等。這樣可以拉近教師與學生的心里距離，無形中支持鼓勵學生的信心。
2.3以專業(yè)整體的高度，幫助學生理解所學知識
主講教師應該利用教研室會議等集會時間主動和本專業(yè)相關課程的負責教師進行交流，討論相關知識的講授，確立合適的教學內(nèi)容，避免和其他課程教學內(nèi)容的重復，并做好銜接鋪墊，從而讓學生全面系統(tǒng)地把握網(wǎng)絡知識。比如，前期的《計算機基礎》課程里講授的相關知識在這門課的某些部分得到深化，后續(xù)的《數(shù)據(jù)庫原理與應用》、《電子商務網(wǎng)站建設》、《電子商務網(wǎng)絡安全》等課程的相關知識需要在這門課里做引導和鋪墊。
2.4改革考核方案，提高實踐能力考核的比重
以往的考核形式主要筆試卷面為主，平時上機實驗為輔。學生在準備考試時主要靠背誦相關專業(yè)名詞，理解相關理論步驟，大量突擊相關習題來應付考試。另外教師在準備考題時也很難全面把握專業(yè)的需要度，這樣就會偏離課程開設的目的。為了把實踐能力的考核地位提升，可以讓學生以宿舍為單位分組，將自行完成有線、無線局域網(wǎng)連接，配置簡單服務器軟件的步驟，以及共享上網(wǎng)，劃分子網(wǎng)等試驗綜合成總結(jié)報告，提交作為考核的主要內(nèi)容。
由于井下采礦具有作業(yè)人員在井下流動性大、地面人員難以及時掌握井下人員分布和作業(yè)進展情況以及下井后就無法確切地知道他們所處位置等特點，礦井一旦發(fā)生透水、火災等事故時地面工作人員因不能實時了解井下情況，會給搶險救災工作帶來極大的困難。特別是在突發(fā)冒頂和人員被埋的緊急情況下，由于人工描述不清或不能及時精確、自動探測被埋人員的準確位置，在低效率的管理模式下喪失寶貴生命的有效搶救時間。井下定位系統(tǒng)的核心識別設備采用具有國際先進水平的SUPER-RFID技術(shù)，它能夠及時、準確地將井下各個區(qū)域人員及設備的動態(tài)情況反映到地面計算機系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、設備的分布狀況和每個礦工的運動軌跡，以便于進行更加合理的調(diào)度管理。當事故發(fā)生時，救援人員也可根據(jù)井下人員及設備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關人員的位置情況，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。
（二）無線射頻識別（RFID）技術(shù)
無線射頻識別（RFID）技術(shù)，是一種電子標簽或者無線標簽，利用無線射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。RFID已經(jīng)在日常生活中得到廣泛的應用，RFID的發(fā)展得益于芯片技術(shù)、無線技術(shù)、無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)交換與編碼技術(shù)、信息化處理技術(shù)和計算機技術(shù)等關鍵技術(shù)的綜合發(fā)展。RFID標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。成本的節(jié)約和效率的提升，促使RFID技術(shù)成為各個行業(yè)實現(xiàn)信息化的重要切入點。近年來，隨著在物流、制造、公共信息服務等行業(yè)的廣泛應用，RFID技術(shù)自身的產(chǎn)業(yè)化也在穩(wěn)步發(fā)展之中，在行業(yè)中的應用也日益廣泛和深入。同時，RFID技術(shù)開始與通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，朝著構(gòu)建一個實現(xiàn)全球物品、人員信息實時共享的物聯(lián)網(wǎng)目標邁進，而這也正是RFID產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展的動力所在。
（三）將RFID應用在礦井中的優(yōu)勢
隨著科技的不斷發(fā)展，將先進的科學技術(shù)應用到井下作業(yè)中，既能夠有效地避免重大事故的發(fā)生或者將損失減小到最低，又能夠提高生產(chǎn)效率。我國現(xiàn)已有多家礦山企業(yè)開始嘗試RFID技術(shù)，來實現(xiàn)井下作業(yè)管理，這就是在RFID射頻識別技術(shù)的基礎上搭建的一條地面上下溝通的橋梁，使地面人員能夠及時動態(tài)地了解井下人員、車輛、設備的身份、分布以及作業(yè)情況，一方面可以應用于井下安全管理，一旦有事故發(fā)生，地面人員可以準確、及時、快速地進行搶險救災、安全救護等等；另一方面還可以改善井下的生產(chǎn)調(diào)度，通過動態(tài)地獲取無軌運輸設備的方位信息等，同時，該系統(tǒng)還具備人員考勤功能，亦可對進出礦場的人員及車輛進行身份識別，以保障礦場的生產(chǎn)安全和財產(chǎn)安全。
（四）井下定位系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
1.系統(tǒng)構(gòu)成
井下定位系統(tǒng)設備主要包括：中心站主機、數(shù)據(jù)通信服務器、人員定位系統(tǒng)、無線射頻單元識別讀卡分站以及識別卡、礦用人員管理系統(tǒng)軟件、信息傳輸接口、通訊電纜、礦用隔爆兼直流穩(wěn)壓電源等組成。目前國內(nèi)井下人員定位系統(tǒng)組成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)大部分是采用的RS485遠傳網(wǎng)絡，它具有接線簡單、傳輸距離遠和可靠性高等特點。
2.工作原理
井下人員定位系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)場實際情況和要實現(xiàn)的功能，在礦燈收發(fā)處、礦井出入口、各個巷道分叉口和作業(yè)人員可能經(jīng)過的通道中安放若干個無線標識讀卡分站（每一臺具有不同的ID號），將它們通過網(wǎng)絡連線與地面控制中心的計算機聯(lián)網(wǎng)。每個井下作業(yè)人員攜帶的礦燈上安裝一個具有唯一標示號的無線標簽（標示號與標簽攜帶人的身份、礦名、作業(yè)大隊和班組在計算機數(shù)據(jù)庫里唯一對應），當作業(yè)人員出入井下時只要通過或接近安裝在通道內(nèi)任何一個標識讀卡分站，基站即會自動識別到路過人的標示號并立即上傳到地面控制中心的計算機。計算機程序?qū)o線標簽的標示號（對應到個人）、無線標識讀卡分站的ID號（對應井下的具置）、該基站返回的強度信號和確切時間等信息實時記錄到數(shù)據(jù)庫里，數(shù)據(jù)庫管理程序可以對庫里存放的信息很方便地進行查詢、統(tǒng)計和生成報表等操作。如某個人目前所處位置的查詢、某區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并在基于地形圖的背景上顯示出來、地面人員對井下人員呼叫、井下人員向地面人員報警、利用統(tǒng)計和報表生成功能構(gòu)成礦山考勤系統(tǒng)。除日常管理之外，最重要的是井下人員定位系統(tǒng)對現(xiàn)場緊急輔助救援工作具有不可替代的作用，萬一井下發(fā)生事故或災難，可在電腦上立刻查出事故地點的人員數(shù)量和事發(fā)后人員的動態(tài)分布情況，考慮現(xiàn)場環(huán)境等多種因素，為及時組織救援在極短的時間提供準確和科學可靠的決策依據(jù)。從而避免了傳統(tǒng)人工方式傳遞信息的低效率、不準確、救援的盲目性和冒險性，為有效地組織救援贏得寶貴的生命時間，使災難的危害降到最小提供非常重要的不可替代的決策支持。
二、井下定位系統(tǒng)功能
井下人員定位系統(tǒng)可以實現(xiàn)的基本功能如下：
（一）通過礦區(qū)圖形信息作為用戶界面可以實時顯示和查詢井下情況。
（二）任何時間段（計算機由記錄的）井下全部或某個識別讀卡分站范圍有多少人。
（三）每個人在井下任一時間用表格方式表示的活動軌跡。
（四）查詢一個人當前的實際位置，查詢一組人當前的實際位置。
（五）地面人員對井下人員呼叫或井下人員向地面人員報警，方便調(diào)度中心快速電話聯(lián)系該人員和出現(xiàn)緊急情況時及時組織救援。
（六）井下人員在井下超過工作和升井時間自動向地面值班人員報警，便于管理者及時查明原因和組織搜救。
（七）查詢相關人員在任一識別讀卡分站的到/離時間和工作時間等信息，用于督促和落實重要巡查人員按時準點到位進行各項數(shù)據(jù)的測試處理，從制度和技術(shù)手段上杜絕人為因素而造成的相關事故隱患。
（八）井下人員總?cè)藬?shù)在巷道中的實時動態(tài)分布圖，計算機程序管理背景是根據(jù)井下的實際現(xiàn)場情況制作的礦區(qū)巷道地理圖，井下人員分布情況可生動形象地顯示在屏幕上。
（九）數(shù)據(jù)庫操作管理界面采用具有權(quán)限管理的基于局域網(wǎng)模式，可實現(xiàn)多點共享供多個用戶同時在不同地點查看。
（十）自動統(tǒng)計算出各類人員井下的各類報表（月報、周報和日報，如果需要的話可以隨時生成），如生產(chǎn)作業(yè)人員出入井時間表、出勤報表、加班報表、統(tǒng)計管理人員的巡查情況報表、請假和缺勤報表等，若有必要還可與工資報表系統(tǒng)提供軟件接口。
（十一）參觀訪問人員所處位置實時監(jiān)測，是否按要求到達指定區(qū)域或已進入危險地帶。
（十二）一旦發(fā)生事故，能及時查出有多少人遇險，遇險人員在哪里和確定他們的身份。
（十三）搶險救援時采用手持移動搜救器，快速準確地識別遇險人員被埋人員具體地點、深度和方位，及時搶救有生還可能的人員，明顯提高搶險效率和救援效果。
（十四）可實現(xiàn)井下設備管理包括井下車輛和其他重要移動設備的實時位置識別等。
三、井下定位系統(tǒng)的技術(shù)特點
（一）使用全球開放的ISM頻段，無須申請和付費。
（二）多功能：實現(xiàn)了井下人員實時跟蹤定位、輔助考勤、軌跡查詢等重要安全管理功能。
（三）高容量：在井下可容納數(shù)百個礦用型讀卡器，以及大型礦業(yè)數(shù)萬員工同時使用標識卡。
（四）無線標簽與讀卡分站之間可實現(xiàn)雙向高速數(shù)據(jù)交換，透明/加密傳送數(shù)據(jù)和信息，即應用靈活又保證了數(shù)據(jù)安全，為在人員定位網(wǎng)上擴展移動數(shù)據(jù)采集、地面井下雙向信息交換和移動瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)提供了平臺支持。
（五）多種技術(shù)集成：系統(tǒng)集成了RFID技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸、總線傳輸?shù)取?/p>
（六）定位系統(tǒng)可以向目標發(fā)出呼叫信息，如一般呼叫、緊急呼叫、撤離呼叫等信息；可以呼叫一個特定目標，也可以呼叫多個目標（群呼）；信息可以在第一時刻立即傳達到每一個人，實現(xiàn)實時信息傳遞。緊急情況下，井下人員還可以通過便攜式卡向系統(tǒng)發(fā)出呼救信號，從而得到其他人員的及時救助。
（七）通過系統(tǒng)采集井下人員的分布情況，支持事故后準確地判斷人員所處位置，為實施應急救援創(chuàng)造有利條件。
四、井下定位系統(tǒng)作為輔助救援必要性
眾所周知，國內(nèi)礦山企業(yè)事故時有發(fā)生，如何加強安全生產(chǎn)和安全監(jiān)督工作力度，當災難降臨后如何提高救援和搜救工作效率，這類問題涉及國家、企業(yè)和個人的切身利益，涉及建立和諧社會維護安定團結(jié)局面的大事。因此，國家各級主管部門和企業(yè)領導應該盡一切可能將這類問題解決好。井下人員定位系統(tǒng)對現(xiàn)場緊急輔助救援工作具有不可替代的作用，萬一井下發(fā)生事故或災難，可在電腦上立刻查出事故地點的人員數(shù)量和事發(fā)后人員的動態(tài)分布情況，考慮現(xiàn)場環(huán)境等多種因素，為及時組織救援在極短的時間提供準確和科學可靠的決策依據(jù)。從而避免了傳統(tǒng)人工方式傳遞信息的低效率、不準確、救援的盲目性和冒險性，為有效地組織救援贏得寶貴的生命時間，使災難的危害降到最小提供非常重要的不可替代的決策支持。井下人員定位系統(tǒng)是整個礦山行業(yè)安全生產(chǎn)和穩(wěn)定發(fā)展的需求，它可以提高安全生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理水平，在災害輔助救援時發(fā)揮重要作用。盡管目前井下人員定位系統(tǒng)還不像瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)那樣已成行業(yè)的強制標準，但科學技術(shù)進步是礦山行業(yè)安全生產(chǎn)發(fā)展的必由之路，相信在不遠的將來，它的技術(shù)會不斷發(fā)展而其應用會得到進一步普及。
1概述
nRF902是一個單片發(fā)射器芯片，工作頻率范圍為862～870MHz的ISM頻帶。該發(fā)射器由完全集成的頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩(wěn)定的頻率合成器，因此，頻率漂移很低，完全比得上基于SAW諧振器的解決方案。nRF902的輸出功率和頻偏可通過外接電阻進行編程。電源電壓范圍為2.4～3.6V，輸出功率為10dBm，電流消耗僅9mA。待機模式時的電源電流僅為10nA。采用FSK調(diào)制時的數(shù)據(jù)速率為50kbits/s。因此，該芯片適合于報警器、自動讀表、家庭自動化、遙控、無線數(shù)字通訊應用。
2引腳功能和結(jié)構(gòu)原理
nRF902采用SIOC-8封裝，各引腳功能如表1所列。
表1nRF902的引腳功能
引腳端符號功能
1XTAL晶振連接端/PWR-UP控制
2REXT功率調(diào)節(jié)/時鐘模式/ASK調(diào)制器字輸入
3XO8基準時鐘輸出（時鐘頻率1/8）
4VDD電源電壓（+3V）
5DIN數(shù)字數(shù)據(jù)輸入
6ANT2天線端
7ANT1天線端
8VSS接地端（0V）
圖1所示是nRF902的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出：該芯片內(nèi)含頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等電路。
通過nRF902的天線輸出端可將平衡的射頻信號輸出到天線，該引腳同時必須通過直流通道連接到電源VDD，電源VDD可通過射頻扼流圈或者環(huán)路天線的中心接入。ANT1/ANT2輸出端之間的負載阻抗為200～700Ω。如果需要10dBm的輸出功率，則應使用400Ω的負載阻抗。
調(diào)制可以通過牽引晶振的電容來完成。要達到規(guī)定的頻偏，晶振的特性應滿足：并聯(lián)諧振頻率fp應等于發(fā)射中心頻率除以64，并聯(lián)等效電容Co應小于7pF，晶振等效串聯(lián)電阻ESR應小于60Ω，全部負載電容，包括印制板電容CL均應小于10pF。由于頻率調(diào)制是通過牽引晶振的負載（內(nèi)部的變?nèi)荻O管）完成的，而外接電阻R4將改變變?nèi)荻O管的電壓，因此，改變R4的值可以改變頻偏。
將偏置電阻R2從REXT端連接到電源端VDD對可輸出功率進行調(diào)節(jié)。nRF902的工作模式可通過表2所列方法進行設置。
表2nPF902的工作模式設置
引腳
工作模式XTALREXTXO8DIN
低功耗模式（睡眠模式）GND---
時鐘模式VDDGNDVDD-
ASK模式VDDASK數(shù)據(jù)VDD或者GNDVDD
FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK數(shù)據(jù)
在FSK模式時，調(diào)制數(shù)據(jù)將從DIN端輸入，這是nRF902的標準工作模式。
ASK調(diào)制可通過控制REXT端來實現(xiàn)。當R2連接到VDD時，芯片發(fā)射載波。當R2連接到地時，芯片內(nèi)部的功率放大器關斷。這兩個狀態(tài)可用ASK系統(tǒng)中的邏輯“1”和邏輯“0”來表示。在ASK模式，DIN端必須連接到VDD。
時鐘模式可應用于外接微控制器的情況，nRF902可以給微控制器提供時鐘。它可在XO8端輸出基準時鐘，XO8端輸出的時鐘信號頻率是晶振頻率的1/8。如晶振頻率為13.567MHz，則XO8輸出的時鐘信號頻率為1.695MHz。
在低功耗模式（睡眠模式），芯片的電流消耗僅10nA。在沒有數(shù)據(jù)發(fā)射時，芯片可工作在低功耗模式以延長電池的使用時間。電路從低功耗模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要5ms的時間，從時鐘模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要50μs的時間。
現(xiàn)代寬帶無線電接收機越來越強調(diào)硬件平臺的數(shù)字化和可編程性，在向軟件無線電邁進的過程中，這一點顯得尤為突出?？删幊虜?shù)字無線電PDR(programmabledigitalradio)的概念即是在這一背景下提出的，是指以帶通采樣、多速率信號處理及數(shù)字下變頻技術(shù)等為理論基礎，利用可編程器件CPLD、FPGA及DSP靈活的可重構(gòu)性及強大的數(shù)字處理能力構(gòu)建的數(shù)字化、可編程的無線電硬件平臺。PDR結(jié)構(gòu)的硬件平臺通常具有富裕的帶寬和良好的實時性。在WCDMA、WLAN等寬帶系統(tǒng)的接收機中，這種結(jié)構(gòu)被廣泛采納。
數(shù)字下變頻技術(shù)是PDR中一項核心技術(shù)。其作用在于對A／D之后的數(shù)字信號進行頻譜搬移，并與頻譜翻轉(zhuǎn)、抽取、濾波等信號處理相結(jié)合，達到下變頻及分離頻譜成分的目的。數(shù)字下變頻之后的信號通常為降速率的基帶信號。
圖1
數(shù)字下變頻器由數(shù)字混頻器、數(shù)字控制振蕩器、低通濾波器三部分組成。從工作原理上講，數(shù)字下變頻與模擬下變頻相同，即輸入一個信號與一個本地振蕩信號作乘法運算。但是由于數(shù)字下變頻器使用數(shù)字本振，其變頻精度和分辨率可以很高，如GCl012B的頻率分辨率為0．1Hz。DDC的頻率步進、頻率間隔等具有理想的性能，另外，其控制和修改較容易，這些都是模擬下變頻器難以比擬的。
本文使用數(shù)字下變頻器GCl012B構(gòu)建了一個PDR結(jié)構(gòu)的OFDM傳輸系統(tǒng)接收機。
1系統(tǒng)設計
在待設計的接收機中，接收信號為70MHz中頻、10MHz帶寬的OFDM信號。不同于傳統(tǒng)接收機結(jié)構(gòu)對70MHz中頻信號模擬下變頻然后進行采樣的做法，在PDR結(jié)構(gòu)的接收機中，直接在中頻上進行采樣，采樣頻率為80MHz，然后對采樣后的信號進行數(shù)字下變頻和4倍的抽取濾波，得到速率為20MBaud的基帶信號，送至DSP、FPGA部分解調(diào)。降速率的目的在于減輕DSP及FPGA的運算負荷。電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2GCl012B及其配置
自Graychip公司(現(xiàn)已被TI收購)推出了世界上第一款數(shù)字下變頻ASIC以來，目前許多公司都開發(fā)了數(shù)字下變頻芯片，比較著名的還有Harris(1999年已更名為Intersil)、ADI和StanfordTelecom等。
電路中使用的數(shù)字下變頻器是Graychip公司的GCl012B。GCl012B為3．3V電源供電CMOS器件，輸入信號最高采樣率100MHz，帶寬50MHz。GCl012B不兼容5V電平，不可將5V電乎的信號直接接到其任何管腳上，否則將損壞器件。內(nèi)部模塊包括數(shù)控振蕩器、數(shù)字混頻器、可變速率抽取低通濾波器、可調(diào)增益放大器、數(shù)據(jù)格式選擇模塊等。通過微處理器接口對內(nèi)部寄存器進行配置可以改變芯片的工作狀態(tài)。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2
該芯片為120管腳QFP封裝，在3．3V電源供電、70MHz信號輸入的情況下功耗約為900mW。其動態(tài)范圍達75dB以上，頻率分辨率0．1Hz，增益調(diào)節(jié)步進為0．03dB。芯片的輸出模式有實數(shù)、復數(shù)兩種選擇。設置為實數(shù)模式時，僅在I端口輸出數(shù)據(jù)；設置為復數(shù)模式時，輸出I、Q兩路正交數(shù)據(jù)。輸人數(shù)據(jù)寬度為12位，輸出數(shù)據(jù)寬度為16位。
GCl012B的工作狀態(tài)由內(nèi)部寄存器中的控制字確定。系統(tǒng)上電時，可以使用單片機通過與GCl012B的微處理器接口配置。調(diào)諧頻率／由28bit的FREQ按(1)式確定，其中fs為輸入信號的采樣頻率。
在本系統(tǒng)中，采樣頻率為80MHz，調(diào)諧頻率值為10MHz，所以FREQ：(2000000)HEX。GCl012B按照SS#信號同步數(shù)據(jù)與狀態(tài)字，變頻至基帶，進行4倍抽取并翻轉(zhuǎn)頻譜，以復數(shù)形式輸出I、Q兩路數(shù)據(jù)。
頻譜變換過程如圖3所示，其中F表示模擬頻率，即信號的實際頻率，f表示數(shù)字頻率，即經(jīng)采樣頻率歸一化的頻率。對中心頻率為70MHz、帶寬為10MHz的模擬信號(如圖3(a)所示)以80MHz頻率采樣，得到幅頻特性如圖3(b)所示的信號，該信號由采樣前信號以80MHz為周期延拓得到，圖中只畫出了信號頻譜的主周期。圖3(c)繪出了數(shù)字下變頻后的信號，信號頻譜左移10MHz。經(jīng)低通濾波后只保留零頻附近的信號，如圖3(d)所示。為保證信號經(jīng)4倍抽取后頻譜無混疊，必須設置低通濾波的數(shù)字帶寬為1/16。4倍抽取后的信號如圖3(e)所示，可以看到信號的數(shù)字頻譜展寬了4倍。注意到在對信號采樣時信號的正頻域頻譜發(fā)生反轉(zhuǎn)，因此將抽取后的頻譜再反轉(zhuǎn)一次，恢復出OFDM基帶頻譜，如圖3(f)所示。
1無線電通信技術(shù)的發(fā)展歷程
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術(shù)的誕生，并當眾展示了他發(fā)明的無線電接收機，那天俄國當局定為“無線電發(fā)明日”。
1896年3月24日，波波夫?qū)o線電通信的通信距離延長到250米，做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術(shù)拉開新的序幕。
1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信，第一次實際性地使用無線電通信技術(shù)。
1901年，他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信，從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后，無線電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來。直到1946年，美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題，從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國家相繼建立了，無線電通信技術(shù)迅速普及開來[2]。
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，信息超遠控制技術(shù)為滿足遙控、遙測和遙感技術(shù)的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來微電子技術(shù)也推動了電子計算機的更新?lián)Q代，使電子計算機信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎，以計算機和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術(shù)。今天的信息化時代，就是電子計算機和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標志。
無線電通信技術(shù)發(fā)展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術(shù)優(yōu)點雖然卓越，但其缺點至今給技術(shù)的發(fā)展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術(shù)的特點
近些年無線電通信技術(shù)領域引入無線接入技術(shù)，是迅速發(fā)展起來的新技術(shù)領域，不需要傳輸媒質(zhì)，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無線傳播手段代替，無論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個重大的飛躍，實現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半，優(yōu)點主要體現(xiàn)在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結(jié)如下：
不受時空限制。大多數(shù)情況下，人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知，而無線電通信不受時空限制的優(yōu)點能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡綜合高效，語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國內(nèi)各個經(jīng)濟領域和國際經(jīng)濟的來往，無線電通信技術(shù)不受時空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡的連接，通信技術(shù)踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性，尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優(yōu)點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通，這也是無線架輸?shù)淖畲筇攸c。
無線電通信技術(shù)雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題，但其信號容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項技術(shù)的保密性極差。無線電通信技術(shù)的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題，目前全球化經(jīng)濟愈演愈熱，其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟領域里關注的焦點，因此，無線電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。
3無線電通信技術(shù)之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術(shù)正處在關鍵的轉(zhuǎn)折時期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起，欲求無線電通信技術(shù)適應未來社會生產(chǎn)和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術(shù)的缺陷，筆者認為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、藍牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進行嘗試，主要可總結(jié)一下八點：
3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號上的穩(wěn)定，避免通信信號收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務，確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡的發(fā)展起到關鍵的推進作用[3]，尤其近年來世界范圍內(nèi)全面展開，無線通信技術(shù)正朝著無線接入寬帶化的方向演進，這個方向?qū)o線電通信信號源穩(wěn)定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術(shù)
個人信息化在全球個人通信已經(jīng)有著不爭的發(fā)展趨勢。個人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網(wǎng)絡的樣式
技術(shù)上融合實現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務，在無線應用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網(wǎng)絡傳送多種業(yè)務信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡與新興的計算機網(wǎng)絡融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。
.5過渡電路交換網(wǎng)絡
關于過渡電路交換網(wǎng)絡，IP網(wǎng)絡無疑是核心關鍵技術(shù)，是最合適的選擇對象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡大大提升，這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號傳感器
Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性，利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實現(xiàn)更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場，對于無線電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來說將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無線通信網(wǎng)絡可持續(xù)性
無線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡設備如果沒有良好的配置和網(wǎng)絡部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設想。因此，無線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡的可靠性[4]。
結(jié)束語
回顧無線通信的發(fā)展歷程，無線電通信技術(shù)的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發(fā)展前景。鑒于市場對經(jīng)濟的推進作用，盡管我國的無線電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快，但面對我國12億人口的通信需求，無線電通信技術(shù)普及率低的問題，面對我國12億人口，網(wǎng)絡規(guī)模和容量方面就變得蒼白無力了。同時，無線電通信技術(shù)愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面，提升自身的營業(yè)水平，為市場提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此，在無線電通信技術(shù)通信方法應用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o窮，這要求我們積極加快無線領域的科技進步，為無線電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟全球化的通信事業(yè)貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
一、無線電通信技術(shù)的發(fā)展歷程
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術(shù)的誕生，并當眾展示了他發(fā)明的無線電接收機，那天俄國當局定為“無線電發(fā)明日”。
1896年3月24日，波波夫?qū)o線電通信的通信距離延長到250米，做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術(shù)拉開新的序幕。
1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信，第一次實際性地使用無線電通信技術(shù)。
1901年，他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信，從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后，無線電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來。直到1946年，美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題，從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國家相繼建立了，無線電通信技術(shù)迅速普及開來。
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，信息超遠控制技術(shù)為滿足遙控、遙測和遙感技術(shù)的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來微電子技術(shù)也推動了電子計算機的更新?lián)Q代，使電子計算機信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎，以計算機和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術(shù)。今天的信息化時代，就是電子計算機和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標志。
無線電通信技術(shù)發(fā)展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術(shù)優(yōu)點雖然卓越，但其缺點至今給技術(shù)的發(fā)展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。
二、無線電通信技術(shù)的特點
近些年無線電通信技術(shù)領域引入無線接入技術(shù)，是迅速發(fā)展起來的新技術(shù)領域，不需要傳輸媒質(zhì)，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無線傳播手段代替，無論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個重大的飛躍，實現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半，優(yōu)點主要體現(xiàn)在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結(jié)如下：
不受時空限制。大多數(shù)情況下，人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知，而無線電通信不受時空限制的優(yōu)點能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡綜合高效，語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國內(nèi)各個經(jīng)濟領域和國際經(jīng)濟的來往，無線電通信技術(shù)不受時空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡的連接，通信技術(shù)踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性，尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優(yōu)點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通，這也是無線架輸?shù)淖畲筇攸c。
無線電通信技術(shù)雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題，但其信號容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項技術(shù)的保密性極差。無線電通信技術(shù)的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題，目前全球化經(jīng)濟愈演愈熱，其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟領域里關注的焦點，因此，無線電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。
三、無線電通信技術(shù)之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術(shù)正處在關鍵的轉(zhuǎn)折時期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起，欲求無線電通信技術(shù)適應未來社會生產(chǎn)和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術(shù)的缺陷，筆者認為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、藍牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進行嘗試，主要可總結(jié)一下八點：
3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號上的穩(wěn)定，避免通信信號收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務，確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡的發(fā)展起到關鍵的推進作用，尤其近年來世界范圍內(nèi)全面展開，無線通信技術(shù)正朝著無線接入寬帶化的方向演進，這個方向?qū)o線電通信信號源穩(wěn)定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術(shù)
個人信息化在全球個人通信已經(jīng)有著不爭的發(fā)展趨勢。個人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網(wǎng)絡的樣式
技術(shù)上融合實現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務，在無線應用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網(wǎng)絡傳送多種業(yè)務信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡與新興的計算機網(wǎng)絡融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。
3.5過渡電路交換網(wǎng)絡
關于過渡電路交換網(wǎng)絡，IP網(wǎng)絡無疑是核心關鍵技術(shù)，是最合適的選擇對象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡大大提升，這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號傳感器
Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性，利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實現(xiàn)更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場，對于無線電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來說將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無線通信網(wǎng)絡可持續(xù)性
無線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡設備如果沒有良好的配置和網(wǎng)絡部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設想。因此，無線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡的可靠性。
四、結(jié)束語
回顧無線通信的發(fā)展歷程，無線電通信技術(shù)的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發(fā)展前景。鑒于市場對經(jīng)濟的推進作用，盡管我國的無線電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快，但面對我國12億人口的通信需求，無線電通信技術(shù)普及率低的問題，面對我國12億人口，網(wǎng)絡規(guī)模和容量方面就變得蒼白無力了。同時，無線電通信技術(shù)愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面，提升自身的營業(yè)水平，為市場提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此，在無線電通信技術(shù)通信方法應用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o窮，這要求我們積極加快無線領域的科技進步，為無線電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟全球化的通信事業(yè)貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
二、無線技術(shù)介紹
（一）無線通信技術(shù)的概念
目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術(shù)最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
（二）無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
無線通信技術(shù)按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術(shù)，即基于IEEE802.15的無線個域網(wǎng)（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網(wǎng)（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網(wǎng)（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網(wǎng)（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術(shù)的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術(shù)的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術(shù)主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業(yè)務（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術(shù)主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術(shù)的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術(shù)的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統(tǒng)。
1.主流無線通信技術(shù)
從技術(shù)發(fā)展的趨勢可以看出，以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術(shù)將成為未來無線通信發(fā)展的主流方向。而目前基于該技術(shù)的無線通信技術(shù)主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術(shù)。
2.其他無線通信技術(shù)
除了上述主流的無線通信技術(shù)外，目前已存在的無線通信技術(shù)還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術(shù)及LMDS、MMDS、點對點微波、衛(wèi)星通信等長距離通信技術(shù)。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點對點的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質(zhì)為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術(shù)，通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：UltraWideband，即超寬帶技術(shù)。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數(shù)字通信系統(tǒng)，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統(tǒng)的復雜性，降低成本。
三、無線技術(shù)優(yōu)劣分析
（一）WLAN技術(shù)分析
Wi-Fi的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當成熟，而且大批量生產(chǎn)。該技術(shù)適用于無線局域網(wǎng)，作為有線網(wǎng)絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術(shù)應用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術(shù)，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網(wǎng)絡使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進入未受保護的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
（二）WiMax技術(shù)分析
WiMax是一個先進的技術(shù)，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿足上網(wǎng)要求，覆蓋可以包括室外和室內(nèi)，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業(yè)界看好，是未來移動技術(shù)的發(fā)展方向，并提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡接入服務。
（三）WMN技術(shù)分析
WMN是正在研究中的技術(shù)，在研究中不斷地在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產(chǎn)品系列來支持該技術(shù)的大規(guī)模應用。從應用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對目標對象進行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應用到環(huán)境檢測、工業(yè)、交通等領域。隨著其他技術(shù)的不斷更新完善，WMN更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢。
（四）3G技術(shù)分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標準的制訂工作。3G網(wǎng)絡部署已具備相當?shù)膶嵺`經(jīng)驗，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經(jīng)建設了3G的網(wǎng)絡。3G技術(shù)已經(jīng)進入可以實用的階段，還有很多國家和地區(qū)正在建設或?qū)⒁ㄔO3G網(wǎng)絡。
（五）LMDS技術(shù)分析
本地多點分布業(yè)務系統(tǒng)LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術(shù)，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內(nèi)提供數(shù)字雙工語音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)和視頻業(yè)務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優(yōu)情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區(qū)或基站設備將ATM骨干網(wǎng)基帶信息調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去，在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術(shù)分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質(zhì)量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠?qū)?，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調(diào)制技術(shù)主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調(diào)制QAM調(diào)制技術(shù)，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環(huán)境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統(tǒng)一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。
（七）集群通信技術(shù)分析
數(shù)字集群系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統(tǒng)的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質(zhì)量變好；由于使用了發(fā)展成熟的數(shù)字加密理論和實用技術(shù)，所以對數(shù)字系統(tǒng)來說，保密性也有很大改善。
數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)可提供多業(yè)務服務，也就是說除數(shù)字語音信號外，還可以傳輸用戶數(shù)字、圖像信息等。由于網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)氖墙y(tǒng)一的數(shù)字信號，因此極大地提高了集群網(wǎng)的服務功能。
（八）點對點微波通信技術(shù)分析
微波傳輸?shù)膬?yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比，微波系統(tǒng)的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統(tǒng)部署簡潔快速。與傳統(tǒng)的傳輸手段相比，其快速部署的優(yōu)勢可以更快地滿足新業(yè)務發(fā)展的需要。第三，目前的微波產(chǎn)品對未來的發(fā)展是有保障的，對于運營商的新業(yè)務和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統(tǒng)將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發(fā)展。
（九）衛(wèi)星通信技術(shù)分析
利用衛(wèi)星在有些人口不很密集的地區(qū)來配合陸地通信。在這些地區(qū)散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛(wèi)星作為用戶連至固定有線網(wǎng)的接入設施。在陸地通信網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成寬帶多媒體通信網(wǎng)的環(huán)境下，利用衛(wèi)星建成寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)是比較好而切合實際的方案，經(jīng)濟又可靠。
但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛(wèi)星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數(shù)據(jù)的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產(chǎn)、生活使用是極為不經(jīng)濟的；而將衛(wèi)星通信作為應急通信、作戰(zhàn)通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術(shù)綜合比較
目前無線通信領域各種技術(shù)的互補性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區(qū)域、不同的技術(shù)特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入，而UWB可實現(xiàn)近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術(shù)中，僅僅WMN技術(shù)沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統(tǒng)一的國際標準，其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標準化工作，并且都進行了試驗網(wǎng)建設和商業(yè)網(wǎng)建設。
從頻率上看，Wi-Fi技術(shù)、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術(shù)、3G技術(shù)等其他技術(shù)使用的是授權(quán)頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術(shù)、WMN技術(shù)屬于局域網(wǎng)無線接入技術(shù)，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術(shù)、3G技術(shù)、LMDS技術(shù)、MMDS技術(shù)、集群通信屬于城域網(wǎng)接入技術(shù)，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛(wèi)星通信、點對點微波則屬于廣域網(wǎng)技術(shù)，通常用于通信主干組網(wǎng)建設。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛(wèi)星通信屬于干線傳輸技術(shù)，不同的情況速率變化較大，而其余的技術(shù)均為接入技術(shù)，僅僅是3G技術(shù)接入速率最小，僅為384k，而其余技術(shù)均為幾十M甚至上百M的速率。
從調(diào)制技術(shù)上看，其中WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、WMN、3G技術(shù)均采用最新的調(diào)制技術(shù)OFDM，其余的技術(shù)均未采用OFDM調(diào)制技術(shù)。
一、概述
電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行應運而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。我國的電力通信網(wǎng)經(jīng)過幾十年風風雨雨的建設，已經(jīng)初具規(guī)模，通過衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段構(gòu)建而成為立體交叉通信網(wǎng)。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信系統(tǒng)的特性發(fā)生巨大的變化。鑒于采用無線通信網(wǎng)不依賴于電網(wǎng)網(wǎng)架，且抗自然災害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點，非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優(yōu)缺點，并分析其在電力系統(tǒng)的應用前景。
二、無線技術(shù)介紹
（一）無線通信技術(shù)的概念
目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術(shù)最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
（二）無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
無線通信技術(shù)按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術(shù)，即基于IEEE802.15的無線個域網(wǎng)（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網(wǎng)（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網(wǎng)（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網(wǎng)（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術(shù)的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術(shù)的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術(shù)主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業(yè)務（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術(shù)主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術(shù)的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術(shù)的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統(tǒng)。
1.主流無線通信技術(shù)
從技術(shù)發(fā)展的趨勢可以看出，以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術(shù)將成為未來無線通信發(fā)展的主流方向。而目前基于該技術(shù)的無線通信技術(shù)主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術(shù)。
2.其他無線通信技術(shù)
除了上述主流的無線通信技術(shù)外，目前已存在的無線通信技術(shù)還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術(shù)及LMDS、MMDS、點對點微波、衛(wèi)星通信等長距離通信技術(shù)。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點對點的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質(zhì)為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術(shù)，通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：UltraWideband，即超寬帶技術(shù)。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數(shù)字通信系統(tǒng)，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統(tǒng)的復雜性，降低成本。
三、無線技術(shù)優(yōu)劣分析
（一）WLAN技術(shù)分析
Wi-Fi的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當成熟，而且大批量生產(chǎn)。該技術(shù)適用于無線局域網(wǎng)，作為有線網(wǎng)絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術(shù)應用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術(shù)，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網(wǎng)絡使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進入未受保護的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
（二）WiMax技術(shù)分析
WiMax是一個先進的技術(shù)，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿足上網(wǎng)要求，覆蓋可以包括室外和室內(nèi)，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業(yè)界看好，是未來移動技術(shù)的發(fā)展方向，并提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡接入服務。
（三）WMN技術(shù)分析
WMN是正在研究中的技術(shù)，在研究中不斷地在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產(chǎn)品系列來支持該技術(shù)的大規(guī)模應用。從應用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對目標對象進行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應用到環(huán)境檢測、工業(yè)、交通等領域。隨著其他技術(shù)的不斷更新完善，WMN更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢。
（四）3G技術(shù)分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標準的制訂工作。3G網(wǎng)絡部署已具備相當?shù)膶嵺`經(jīng)驗，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經(jīng)建設了3G的網(wǎng)絡。3G技術(shù)已經(jīng)進入可以實用的階段，還有很多國家和地區(qū)正在建設或?qū)⒁ㄔO3G網(wǎng)絡。
（五）LMDS技術(shù)分析
本地多點分布業(yè)務系統(tǒng)LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術(shù)，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內(nèi)提供數(shù)字雙工語音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)和視頻業(yè)務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優(yōu)情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區(qū)或基站設備將ATM骨干網(wǎng)基帶信息調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去，在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術(shù)分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質(zhì)量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠?qū)挘疃嗖怀^200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調(diào)制技術(shù)主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調(diào)制QAM調(diào)制技術(shù)，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環(huán)境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統(tǒng)一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。中國-七）集群通信技術(shù)分析
數(shù)字集群系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統(tǒng)的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質(zhì)量變好；由于使用了發(fā)展成熟的數(shù)字加密理論和實用技術(shù)，所以對數(shù)字系統(tǒng)來說，保密性也有很大改善。
數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)可提供多業(yè)務服務，也就是說除數(shù)字語音信號外，還可以傳輸用戶數(shù)字、圖像信息等。由于網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)氖墙y(tǒng)一的數(shù)字信號，因此極大地提高了集群網(wǎng)的服務功能。
（八）點對點微波通信技術(shù)分析
微波傳輸?shù)膬?yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比，微波系統(tǒng)的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統(tǒng)部署簡潔快速。與傳統(tǒng)的傳輸手段相比，其快速部署的優(yōu)勢可以更快地滿足新業(yè)務發(fā)展的需要。第三，目前的微波產(chǎn)品對未來的發(fā)展是有保障的，對于運營商的新業(yè)務和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統(tǒng)將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發(fā)展。
（九）衛(wèi)星通信技術(shù)分析
利用衛(wèi)星在有些人口不很密集的地區(qū)來配合陸地通信。在這些地區(qū)散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛(wèi)星作為用戶連至固定有線網(wǎng)的接入設施。在陸地通信網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成寬帶多媒體通信網(wǎng)的環(huán)境下，利用衛(wèi)星建成寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)是比較好而切合實際的方案，經(jīng)濟又可靠。
但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛(wèi)星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數(shù)據(jù)的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產(chǎn)、生活使用是極為不經(jīng)濟的；而將衛(wèi)星通信作為應急通信、作戰(zhàn)通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術(shù)綜合比較
目前無線通信領域各種技術(shù)的互補性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區(qū)域、不同的技術(shù)特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入，而UWB可實現(xiàn)近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術(shù)中，僅僅WMN技術(shù)沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統(tǒng)一的國際標準，其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標準化工作，并且都進行了試驗網(wǎng)建設和商業(yè)網(wǎng)建設。
從頻率上看，Wi-Fi技術(shù)、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術(shù)、3G技術(shù)等其他技術(shù)使用的是授權(quán)頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術(shù)、WMN技術(shù)屬于局域網(wǎng)無線接入技術(shù)，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術(shù)、3G技術(shù)、LMDS技術(shù)、MMDS技術(shù)、集群通信屬于城域網(wǎng)接入技術(shù)，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛(wèi)星通信、點對點微波則屬于廣域網(wǎng)技術(shù)，通常用于通信主干組網(wǎng)建設。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛(wèi)星通信屬于干線傳輸技術(shù)，不同的情況速率變化較大，而其余的技術(shù)均為接入技術(shù)，僅僅是3G技術(shù)接入速率最小，僅為384k，而其余技術(shù)均為幾十M甚至上百M的速率。
從調(diào)制技術(shù)上看，其中WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、WMN、3G技術(shù)均采用最新的調(diào)制技術(shù)OFDM，其余的技術(shù)均未采用OFDM調(diào)制技術(shù)。
