現代無線通信技術論文精品(七篇)

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無線通信論文參考文獻：

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【關鍵詞】ZigBee無線通信技術；電廠設備；狀態監測；故障診斷

隨著網絡科技的迅猛發展，電廠日常運行維護對監測設備狀態要求更高。當前的監測系統的監測已經不能滿足電廠安全可靠經濟越來越高的要求。目前，電廠設備狀態監測一般采用較為成熟的有線通信方式進行實時監測，將傳感器安裝到帶監測設備的測量點采集所需數據，并將所采數據通過電纜等有線方式傳輸給監控中進行分析處理，該有線通信容易受到諸如安裝場所和維修等方面的限制，不能保證補數據的實時性、完整性以及可靠性，限制了電廠設備的實時故障監測?，F代監測系統是基于無線通信技術的實時監測系統，利用ZigBee無線網絡技術進行無線通信，將有效的實時監測電廠設備運行狀態，保證電廠的高效經濟的生產。

1.無線通信技術

無線通信時利用電磁波信號能夠在自由空間傳播的特換信息的通信方式。無線通信具有移動性、廣播性和共享性等優點，無線通信的范圍極為廣泛，因此無線通信系統也有不同分類[1]。

ZigBee是新興的近距離、低功耗、低數據傳輸速率、低復雜度、低成本以及高安全性的雙向無線網絡通信技術，實現一些短距離、復雜場合的參數采集以及實時跟蹤定位。ZigBee無線網絡的硬件結構主要有傳感器節點、路由器節點以及協調器組成，其中協調器主要負責信息傳輸、任務調度、電源監測以及網絡節點調度管理等工作[2]。ZigBee無線網絡分為主節點、路由節點以及終端節點三個節點類型，這些特點使得ZigBee技術極其適合于無線網絡通信系統中，起到短距離的無線接連的功能。在電廠設備故障診斷系統中應用ZigBee無線通信技術有著顯著優勢[3]。

2.前端數據采集模塊

電廠設備故障診斷系統由數據采集系統、數據傳輸系統以及故障診斷系統三部分組成。數據采集系統由傳感器、A/D轉換模塊、數據存儲以及數據發送部分組成，實時采集電廠設備的各部分運行狀態；數據傳輸系統由ZigBee無線模塊構成，實時將電廠設備各種工況數據無線通信傳輸給上位機進行故障診斷；上位利用提前建立的故障診斷軟件對電廠設備運行狀態進行實時工況監測以及故障診斷，并顯示出動態圖形。動態數據庫中存放著當前檢測數據、歷史數據和中間結果。通過應用該系統，可以實現實時監測電廠設備運行狀態以及在線故障診斷。

（1）傳感器網絡節點設計

故障診斷系統的數據采集部分是由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊以及能量供應模塊四部分組成。傳感器模塊功能主要是：監測區域內數據采集以及數據的模數轉換；處理器模塊功能為控制傳感器節點的操作、存儲和處理所采集的數據以及其他節點傳輸的數據；無線通信模塊功能是與其他傳感器網絡節點進行無線傳輸通信，交換控制信息以及收發采集的數據；能量供應模塊為傳感器網絡節點提供運行所需要的能量，一般情況下該能量模塊采用微型電池供電。傳感器網絡節點的硬件結構圖如圖1所示。

（2）數據傳輸系統

系統各測點采集的數據通過ZigBee無線發送模塊發送至上位機監控中心，利用故障診斷系統對接收的數據進行處理分析，診斷故障并判別故障類型。

（3）傳感器節點的程序流程

傳感器節點的系統程序設計，選擇Metr-werks公司的Code Warrior作為系統開發環境，傳感器節點之間采用串口通信模式，數據的收發利用傳輸中斷方式完成。數據的傳輸采用主從節點方式，采用USB借口與PC機通信，從節點向主節點發送中斷請求。主節點的功能：發送接收本節點的數據；接收處理并轉發從節點數據。系統中的節點一般情況下都處于休眠，當有中斷請求的時候才被激活并進行工作。節點的程序流程如圖2所示：

3.設備狀態監測與故障診斷系統

電廠設備運行狀態檢修的首要問題設備運行監測與診斷，換言之，沒有成熟的狀態監測與故障診斷技術就沒有真正的運行狀態檢修。在設備監測與故障診斷過程中，監測是采集設備各種工況數據的過程，診斷是判斷比較采集的數據與設計值或者經驗值的過程，監測與診斷是掌握設備的性能和健康狀況的過程，可以通過以下兩個方面實現：建立完善的在線監測系統和便攜式監測系統；合理進行靜、動態診斷。其中靜態診斷主要是針對機組停止運行后，進行的諸如大修標準檢查、管壁厚度測量、葉片靜頻測試、軸承磨損檢查、無損探傷、水垢化學分析以及材料性能檢查的預期性檢查項目，動態診斷是電廠設備系統運行過程中，通過在線、離線的監測系統或者人的直觀判斷，獲取設備運行狀態信息的過程，例如：絕緣過程在線監測、紅外溫度監測、溫度在線監測、四管爆漏在線監測、振動離線和在線監測、油液離線和在線監測以及點檢管理系統[4]。系統主要監測設備狀態、狀態分析和預測狀態變化趨勢以及診斷判別故障類型和原因。監測和診斷電廠設備過程中，往往可以依據多方面判別設備是否運行正常，像邏輯框圖、國家或者行業標準、系統定值以及設備運行規程等各種依據。因此實現狀態檢修的關鍵是建立設備管理規范和可靠的設備狀態監測與診斷系統。

電廠設備幾乎都是復雜的機電設備，由于工作環境和使用壽命的限制，電廠設備中的部件不可避免會出現一些故障，這些故障常常表現為強烈的非線性、非Gauss以及非平穩性，而且常常會并發多種故障。故障診斷模塊不僅包含傳統的穩態分析方法，而且有現代的非平穩信號處理技術，為非平穩故障的診斷提供了強有力的工具。狀態監測與故障診斷系統結合建立設備專家統知識庫和故障診斷軟件，該軟件具有強大的信號分析能力，從時頻域、幅值域等角度提供直觀圖譜，通過對信號的分析處理實現對設備工況監測與故障診斷，并顯示動態圖形。

4.結論

電廠設備的自動化程度和故障診斷能力直接影響了電廠的經濟效益，因此提高設備的監控水平特別重要。ZigBee網絡無線通信技術作為無線通信的關鍵技術，具有部署速度快、監測精度高、覆蓋區域大等優點，能夠很好的解決有線傳輸的一系列問題。將ZigBee無線通信技術應用到電廠設備的故障診斷系統中，實現對電廠設備的運行狀態的在線監測與故障診斷，能夠很好的提高電廠的經濟效益。

參考文獻

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【關鍵詞】 溫濕度 單片機 無線通信

為了對單片機有更深刻的了解，同時也在電子方面有更深刻的認識，通過學習，選擇做一個通過nRF24.L01射頻無線通信技術，基于STC89C51單片機，設計一個無線通信系統。核心部件單片機STC89C51，它在整個人類史上的地位已經不容置疑地確立了，相信它會越來越深入地浸透到人們的生活中，并且將在一定程度上影響人們對生活的理解和詮釋。

一、溫濕度檢測系統主要功能

為了對空氣中的溫濕度進行測量以及利用無線傳輸顯示，先在LCD1602顯示屏設定初始值，同時DHT11開始檢測當前空氣溫度、濕度，假定當前溫濕度超過設定值，四個流水燈分別代表溫度、濕度上下限，有選擇的指示燈亮同時蜂鳴器報警，通過按鍵可以調節設定的初始值。

二、系統主要器件的簡介

2.1主控器件

本設計是STC89C51單片機為控制核心，RC522為非接觸式IC卡讀寫器，基于FRID的射頻識別技術綜合實現所有功能。本系統選擇C語言作為STC單片機開發的首選編程語言。系統框圖如下：

單片機技術的發展以微處理器（MPU）技術及超大規模集成電路技術的發展為先導，以廣泛的應用領域拉動，表現出較微處理器更具個性的發展趨勢。單片機是STC公司最新推出的一種新型51內核的單片機。單片機具有可靠性強、性價比高、電壓低、功耗低，結構簡單，體積小，信號處理可靠等優點。片內含有Flash程序存儲器 SRAM、UART、SPI、A＼D、PWM等模塊。

2.2 DHT11溫度傳感器

對于DHT11而言，其首先是建立在數字信號基礎上的復合型溫濕度傳感器，在結構上，1個測溫軟件NTC，1個感濕軟件，共同連接在8位高性能單片機上面。在技術應用層面，具有數字采集技術和溫濕度傳感技術的相互結合，進一步提高了傳感器的準確性和適用性。除此之外，具有極高的抗干擾性、效率高等優點[10]。對DHT11的校對要借助濕度校驗室來完成。OTP存儲校準系數，并在對信號進行檢測時發揮作用。串行接口采用單線制，簡化了整個系統的結構，并提高了系統的效率，降低了能耗，數據信號傳輸距離能達到20米遠，該種傳感器在封裝上，由為4 針單排引腳來實現，簡化了連接方式，并能根據不同用戶的需求進行適用。

2.3 nRF24.L01 2.4GHz射頻收發芯片

無線傳感器網絡技術是21世紀最具影響和創新性的技術之一，主要涉及現代計算機技術、電子科學技術、網絡技術以及通信技術等。無線傳感器網絡的應用領域十分廣泛，主要可應用于環境監測、醫學保健、軍事情報收集、工業生產自動化、建筑安全監測等方面。目前基于無線傳感器網絡技術的環境監測系統主要采用ZigBee、GPRS、FDMA、CDMA進行傳輸。它具有計算簡單，直觀合理的有點[15]。

三、系統硬件設計

nRF24.L01硬件的設計有單片機電路、nRF24.L01控制電路、溫度傳感器電路等；nRF24.L01控制電路實現nRF24. L01的智能化控制，比如自動發送或接收數據，完成報警。主要由AT89S52芯片和nRF24.L01芯片完成，無線通信部分由nRF24.L01控制芯片完成。

四、系統軟件設計

4.1主機流程

該系統實現了以發射端控制傳感器模塊、nRF24.L01無線輸出模塊為主要功能的核心系統。主機的功能實現主要步驟有：當電源開始供電時，按下開關，該程序開始工作，傳感器模塊開始檢測周圍的溫濕度、通過nRF24.L01傳輸到接收端。

結語：本設計以MCS-51系列單片機為核心設計的無線通信系統，并通過nRF.24L01射頻無線通信技術，以實現主機采集溫濕度傳感器相關數據發送給從機單片機以LCD1602予以顯示。溫濕度傳感器使用DHT11，主要通過RC522為非接觸式IC卡讀寫器，基于FRID的射頻識別技術綜合實現所有功能。

參 考 文 獻

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【關鍵詞】電視技術 電視媒體 發展

從電視媒體的角度出發，我們也可以知道電視技術作為推動電視發展的具體性技術同樣也會改變電視媒體，促進電視媒體的發展。近二十年來，科技發展的速度越來越快，電視技術的發展仿佛走上了高速路，日新月異的技術使得電視新媒體不斷涌現。在快速發展的現代社會，我們不妨停下來冷靜思考一些問題：電視技術到底改變了電視媒體什么？它是怎樣改變電視媒體的？電視媒體將去往何處？帶著這些問題，筆者開始了這篇論文的寫作。

一、我國電視技術的基礎

電視技術是隨著新科技的不斷涌現而發展的，近二十年來，電視技術在全球范圍內得到了迅猛發展，我國電視技術也得到了長足的進步，甚至在某些方面已經達到了國際水平。本論文將對電視媒體行業正在使用的電視技術基礎―無線電通信技術、有線電通信技術、衛星通信技術、網絡技術和數字技術進行梳理。

（一）無線電通信技術

無線電通信技術源于電磁場理論，得益于意大利科學家馬可尼的發明，至今己經被廣泛應用了130多年，是人們當前使用最為廣泛的通信技術，指的是利用電磁波進行信息傳輸的技術手段。發展至今，因無線電具有不受時空和地域的限制、可用性高和較高可靠性等特點，在國防、科研、交通、生活、生產等領域得到了廣泛使用。隨著新技術的不斷出現，無線電通信技術也有了其更多的拓新，包括3G技術、Zigbee技術、軟件無線電技術、WiMAX技術、W i-F i技術、3.5GHz技術、Bluetooth技術等各種各樣新的無線電通信技術。自電視誕生開始，無線電通信技術就已經開始應用于電視圖像和伴音信號的傳輸。

（二）有線電通信技術

有線電通信技術是相對于無線電通信技術而言的，是指通過鋪設電纜、光纜和光纖同軸電纜網絡作為介質，傳輸包括文字、聲音、圖像等電光信號的一種通信技術。有線電通信技術擁有架空電線路和電纜工程（包括架空、地下、水底電纜等）兩大塊內容，這樣就為其提供了縱橫交錯的信息傳輸渠道。在我國，有線通信是電視信號傳輸的最主要的傳輸方式。有線通信技術和無線通信技術互相之間不是孤立存在的，它們是相輔相成的。有線通信和無線通信技術相結合構成的網絡，為信號的傳輸提供了更為方便的方式，只有它們之間靈活運用、有機結合才能夠更好的促進通信技術的不斷發展。

（三）衛星通信技術

1962年，美國發射了全球第一顆有源軌道通信衛星，開啟了通信技術的新紀元。衛星通信技術是指利用人造地球衛星作為中繼站轉發或發射無線電信號，在兩個或者多個地球站之間進行通信的技術。衛星通信實質上就是利用通信衛星作為中繼站的一種特殊的微波中繼通信方式。衛星通信系統由兩大部分構成：空間部分（通信衛星）和地面部分（地球衛星接收系統），在這一系統中，通信衛星實際上就是懸掛在赤道上空靜止不動的通信中繼站。

（四）網絡技術

網絡技術具體說來就是指計算機網絡，它是把若干且具有獨立功能機、地理位置不同的計算，通過通信設備與線路相互連接起來，以資源共享和實現信息傳輸的一種計算機系統。計算機網絡在結構上包括兩大塊內容。第一大塊就是聯接在網絡上的供網絡用戶使用的計算機的集合。這些計算機被稱為主機，主要用來運行用戶的應用程序，為用戶提供服務和資源。這一主機也被稱為結點。另一部分是把主機聯結在一起并在主機之間傳送信息的設備，我們稱之為通信子網。

（五）數字技術

西方媒體推崇的計算機和傳播科技領域中最具影響力的大師之一尼葛洛龐帝提出：“計算不再只是和計算機有關，它決定了我們的生存。”比特（（bit），作為“信息的DNA"，正在迅速地取代原子而成為人類社會的基本元素。比特指的是“0”或“1"，是計算機能夠識別的信息的最小單位。它只是一種存在的狀態：黑或白、高或低、開或關、真或假，總而言之，比特簡一記為“0”或“1"?；谶@種數字技術的原理，無論文字、圖像、聲音還是視像，在計算機存儲和傳播時都可分解為一系列比特的排列組合，即數字化“0”或“1”的排列組合。比特易于復制，而且復制的質量不會隨復制數量的增加而下降，而且，比特可以以極快的速率傳播，在傳播時時空障礙完全消失。所以借用這種數字技術用以記錄表示信息，使得數字信息的記錄密度高，可用計算機處理以及可借助計算機網絡進行遠距離傳輸，達到最理想化的傳播效果。

二、電視技術的革新對電視媒體發展的影響

電視技術的發展并沒有在意見或觀念層次上發揮作用，但是它帶來的就是對電視媒體的改變，逐步改變這人們感官認知的形式，這種改變是全方位的。下面將從傳播方式、受眾和經營模式等方面來分析電視技術對電視媒體的改變。

（一）對傳播方式的改變

電視技術的革新首先改變的就是電視媒體傳播方式，隨著社會環境和技術的變化，電視媒體已經不可能按照原來的傳播方式進行傳播，順應時代的變化，電視媒體在傳播渠道、傳播效率、頻道建設上都產生了一系列的變革，甚至在新的電視技術下催生了新的傳播方式―交互式傳播。

1.傳播渠道的擴張

隨著數字技術、互聯網技術和無線通信技術技術的發展，各種電視技術的交融，使得傳統媒體都在傳播渠道上進行擴張。電視媒體也不甘示弱，利用網絡和手機平臺開辟網絡電視和手機電視渠道，打造全方位立體式傳播，促使電視內容播放無孔不入。

以湖南電視臺為例，自2001年湖南電視臺遷至金鷹影視文化城金鷹大廈開始，就已經實現了全數字化、全硬盤化、全網絡化。2004年又推出金鷹網，實現電視媒體網絡化平臺發展。接著推出芒果TV （imgo.tv）即芒果網絡電視臺，是以視聽互動為核心，融網絡特色與電視特色于一體，面向電腦、手機、電視機，實現“三屏合一”的新媒體視聽綜合傳播服務平臺，其包含有視頻網站芒果TV、手機電視芒果TV和互聯網電視三大網絡電視平臺。其中于2010年3月全面上線的芒果，rv手機電視客戶端，實現了湖南衛視等44路頻道的直播以及綜藝娛樂、新聞紀實、電視劇、電影、MV、動畫片為主的內容點播體系。同時打造tazai互動電視（ ），成為國內首家深度植入模體資源的電視社交產品，專注于移動互聯網與電視屏幕的互動。湖南電視臺的這種全方位傳播平臺打造模式，是在電視技術發展的基礎上得以實現的，完全顛覆了傳統電視單一的電視傳播途徑，實現多終端收看電視節目內容的形式。全國各大省級電視臺以及部分城市電視臺也都在實行這一傳播渠道擴張模式。

2.傳播效率的提高

電視技術突飛猛進的發展，尤其是衛星通信技術和數字有線技術的日趨完善，為電視節目的制作、集成和傳播增添了新的動力，也為電視傳播效率的提高提供了支持。

3.頻道專業化

數字技術、有線電通信技術和衛星電視等技術的發展，促使了電視頻道的迅速增加，頻道容量由傳統電視媒體的幾十套擴展到幾百套。面對如此多的電視節目，受眾難以選擇，不可能每一套節目都看完，因此受眾會各取所需，根據自己的需求來選擇自己收看的節目。因而受眾開始出現分化，逐漸向小眾化、分眾化發展。為了滿足受眾對于電視節目的需求，電視頻道走向了專業化。

4.交互式傳播的出現

交互式傳播是交互性在傳播上的體現，是一種雙向信息傳播模式。數字技術下的網絡電視和手機電視的出現使得交互式傳播成為可能。數字電視技術和交互技術的相結合使得電視媒體由傳統電視媒體的點對面的單一傳播向點對點、點對面多向傳播共存的局面轉變。與傳統電視的觀眾只能通過電話、短信、電報、信函等方式進行反饋不同，交互式傳播下能夠通過互聯網或手機直接向運營商反饋信息。

（二）對電視受眾的改變

電視技術的進步使得受眾在收視習慣上收視時間和空間的解放。隨著電視技術的發展，新的收視終端移動電視、網絡電視和手機電視的出現，人們不必局限于傳統的家庭空間，也不必按照電視節目時刻表定點收看。影視劇里和生活中經常出現的錯過收看某電視欄目的橋段將不再出現，錯過了可以通過別的渠道再去觀看。人們可以通過各種載體收看電視，在商店、大廈、KTV、酒吧可以通過樓宇電視收看電視節目，在公交車、出租車、地鐵、飛機、火車等公共交通工具上也可以通過車載移動電視來收看電視節目，還可以通過Ipad、筆記本等移動終端收看網絡電視，甚至可以通過手機誰是隨地收看電視節目。數字技術使得電視媒體發展的空間和時間的無限拓展，電視無處不在，無時不在。

1.對受眾收視習慣的改變

隨著電視技術的革新，電視頻道和電視節目的倍增，使得越來越多的頻道和節目可供人們選擇。節目的擴增，收視人群卻沒有發生太大的變化，必然會出現普遍的電視節目收視率下降的問題，全民收看同一個頻道或節目的時代一去不復返了。隨著手機電視、網絡電視和交互電視的產生，一種新的收視趨勢―個人化收看開始出現，收看電視節目成為了個人行為，而不是群體行為，傳統電視時代形成的收視習慣同一性開始瓦解，必然會帶來個人化的收視習慣。

2.對受眾地位的改變

電視技術發展至今，受眾的被動地位改變了，翻身成了主人。電視本身不再只是提供電視節目和信息產品，成為了一種與多種媒體相結合提供多種增值服務的高科技產品。受眾可以在自家電視機上根據自己的喜好編輯屬于自己的收視菜單；可以通過信息平臺任意查找自己需要的各種信息；同時可以點播自己想看的電視節目……新的電視技術給人們帶來的不僅僅是視覺上的享受，更多的應該是為人們的生活生產提供便利和快樂。

（三）對運營模式的改變

1.打造多通道的綜合性內容服務平臺

數字技術拓寬了內容傳播的信道，需要更多的數字節目內容來滿足播出，制播分離政策的實施解決了內容生產不足的問題，接下來需要做的就是電視媒體內容運營模式的變革。因此打造開放的、多通道的綜合性內容服務平臺對電視媒體就顯得尤為必要。這一平臺的建立主要通過兩步來完成：第一步就是通過對電視媒體內部資源進行整合，達到內部的共享和內容的重新組合和包裝，形成一個具有很強價值的電視節目體系；第二步就是當電視節目內容的價值體系運營成功并逐步強大之后，通過技術支持，將平臺內的資源逐步開放，通過市場運作和利潤的分配機制，吸引社會上的電視節目制作組織、機構和企業主動向電視媒體平臺靠攏，形成一個強大的電視節目內容利益的系統。作為播出平臺的電視媒體，需要建立多元準入通道，向內容提供商購買內容產品，在經過審查之后進行內容集成、播出。

2.電視媒體與網絡、手機媒體的融合

電視媒體與互聯網的融合得益于有線電視技術與互聯網技術的相結合發展，是基于有線電視網絡雙向化改造的成果。二者融合實現了電視媒體內容與互聯網內容的互通，即電視媒體內容可以在網絡電視臺中播放，而互聯網的內容也可以應用到電視媒體之上。這樣既在內容上擴大了內容提供商的范圍，豐富了內容產品，也拓寬了節目傳播的渠道和范圍，相應地提高了電視節目內容的收視率，有利于廣告收益的提高。無線通信技術的發展促進了電視媒體與手機媒體的融合，尤其是3G和即將推出的4G技術以及CM MB技術的應用，使得電視媒體與手機媒體融合更加緊密。這主要是體現在手機媒體收看電視節目是的流暢性上。手機媒體用戶群對于內容的需求個性化，要求內容提供商在內容創作時對內容進行多樣化、差異化、小批量生產。同時注重內容的創新，不能簡單地將傳統電視節目內容編碼壓縮。

三、結語

縱觀電視的發展過程，我們可以看出，科學技術的發展在很大程度上推動了電視技術的進步，而電視技術的進步又對電視媒體的發展產生了很顯著而深刻的影響。正如麥奎爾在其傳播學經典著作《大眾傳播理論》里指出的一樣，“在媒介全球化和新媒體化的背后，一直都有一股強大的驅動力，其中首要因素就是技術和經濟”在近十年以來，電視技術的發展前所未有，更新換代的速度越來越快，使得電視媒體產生了一連串的連鎖反應，我們不得不停下來思考電視媒體的改變，同時思考電視媒體將來的發展趨勢，從中發現問題，努力去解決這些問題，促進電視在良性的環境中繼續發展下去。

參考文獻：

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論文摘要：21世紀移動通信技術和市場飛速發展，在新技術和市場需求的共同作用下，未來移動通信技術將呈現以下幾大趨勢：網絡業務數據化、分組化，移動互聯網逐步形成；網絡技術數字化、寬帶化；網絡設備智能化、小型化；應用于更高的頻段，有效利用頻率；移動網絡的綜合化、全球化、個人化；各種網絡的融合；高速率、高質量、低費用。這正是第四代（4G）移動通信技術發展的方向和目標。

一、引言

移動通信是指移動用戶之間，或移動用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術的發展，特別是半導體、集

成電路和計算機技術的發展，移動通信得到了迅速的發展。隨著其應用領域的擴大和對性能要求的提高，促使移動通信在技術上和理論上向更高水平發展。20世紀80年代以來，移動通信已成為現代通信網中不可缺少并發展最快的通信方式之一。

回顧移動通信的發展歷程，移動通信的發展大致經歷了幾個發展階段：第一代移動通信技術主要指蜂窩式模擬移動通信，技術特征是蜂窩網絡結構克服了大區制容量低、活動范圍受限的問題。第二代移動通信是蜂窩數字移動通信，使蜂窩系統具有數字傳輸所能提供的綜合業務等種種優點。第三代移動通信的主要特征是除了能提供第二代移動通信系統所擁有的各種優點，克服了其缺點外，還能夠提供寬帶多媒體業務，能提供高質量的視頻寬帶多媒體綜合業務，并能實現全球漫游?，F在用的大多是第二代技術，第三代技術還不太成功，但已有了第四代技術的設想。第四代移動通信系統（4G）標準比第三代具有更多的功能。

二、4G移動通信簡介

第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網絡，具有非對稱的超過2Mbit/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯網（包括衛星通信和平流層通信），能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統，是寬帶接入IP系統。目前正在開發和研制中的4G通信將具有以下特征：

（一）通信速度更快

由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預估，第四代移動通信系統的速度可達到10-20Mbit/s，最高可以達到100Mbit/s。

（二）網絡頻譜更寬

要想使4G通信達到100Mbit/s的傳輸速度，通信運營商必須在3G通信網絡的基礎上對其進行大幅度的改造，以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網絡的20倍。

（三）多種業務的完整融合

個人通信、信息系統、廣播、娛樂等業務無縫連接為一個整體，滿足用戶的各種需求。4G應能集成不同模式的無線通信——從無線局域網和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。各種業務應用、各種系統平臺間的互聯更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個性化。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。

（四）智能性能更高

第四代移動通信的智能性更高，不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現許多難以想象的功能。例如，4G手機將能根據環境、時間以及其他因素來適時提醒手機的主人。

（五）兼容性能更平滑

要使4G通信盡快地被人們接受，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從2G、3G平穩過渡等特點。

（六）實現更高質量的多媒體通信

4G通信提供的無線多媒體通信服務將包括語音、數據、影像等，大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此4G也稱為“多媒體移動通信”。

（七）通信費用更加便宜

由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題，讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術，因此，相對其他技術來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時在建設4G通信網絡系統時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運營成本。

三、4G移動通信的接入系統

4G移動通信接入系統的顯著特點是，智能化多模式終端（multi-modeterminal）基于公共平臺，通過各種接技術，在各種網絡系統（平臺）之間實現無縫連接和協作。在4G移動通信中，各種專門的接入系統都基于一個公共平臺，相互協作，以最優化的方式工作，來滿足不同用戶的通信需求。當多模式終端接入系統時，網絡會自適應分配頻帶、給出最優化路由，以達到最佳通信效果。目前，4G移動通信的主要接入技術有：無線蜂窩移動通信系統（例如2G、3G）；無繩系統（如DECT）；短距離連接系統（如藍牙）；WLAN系統；固定無線接入系統；衛星系統；平流層通信（STS）；廣播電視接入系統（如DAB、DVB-T、CATV）。隨著技術發展和市場需求變化，新的接入技術將不斷出現。

不同類型的接入技術針對不同業務而設計，因此，我們根據接入技術的適用領域、移動小區半徑和工作環境，對接入技術進行分層。

分配層：主要由平流層通信、衛星通信和廣播電視通信組成，服務范圍覆蓋面積大。

蜂窩層：主要由2G、3G通信系統組成，服務范圍覆蓋面積較大。

熱點小區層：主要由WLAN網絡組成，服務范圍集中在校園、社區、會議中心等，移動通信能力很有限。

個人網絡層：主要應用于家庭、辦公室等場所，服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限，但可通過網絡接入系統連接其他網絡層。

固定網絡層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統。

網絡接入系統在整個移動網絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統將主要在以下三個方面進行技術革新和突破：為最大限度開發利用有限的頻率資源，在接入系統的物理層，優化調制、信道編碼和信號傳輸技術，提高信號處理算法、信號檢測和數據壓縮技術，并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網絡性能，在接入系統的高層協議方面，研究網絡自我優化和自動重構技術，動態頻譜分配和資源分配技術，網絡管理和不同接入系統間協作。提高和擴展IP技術在移動網絡中的應用；加強軟件無線電技術；優化無線電傳輸技術，如支持實時和非實時業務、無縫連接和網絡安全。

四、4G移動通信系統中的關鍵技術

（一）定位技術

定位是指移動終端位置的測量方法和計算方法。它主要分為基于移動終端定位、基于移動網絡定位或者混合定位三種方式。在4G移動通信系統中，移動終端可能在不同系統（平臺）間進行移動通信。因此，對移動終端的定位和跟蹤，是實現移動終端在不同系統（平臺）間無縫連接和系統中高速率和高質量的移動通信的前提和保障。（二）切換技術

切換技術適用于移動終端在不同移動小區之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統中，切換技術的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。

（三）軟件無線電技術

在4G移動通信系統中，軟件將會變得非常繁雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術，將其作為從第二代移動通信通向第三代和第四代移動通信的橋梁。軟件無線電技術能夠將模擬信號的數字化過程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進行信道分離、調制解調和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺，在平臺上運行各種軟件系統，以實現多通路、多層次和多模式的無線通信。因此，應用軟件無線電技術，一個移動終端，就可以實現在不同系統和平臺之間，暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術有參數控制軟件無線電系統。

（四）智能天線技術

智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，能滿足數據中心、移動IP網絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。

（五）交互干擾抑制和多用戶識別

待開發的交互干擾抑制和多用戶識別技術應成為4G的組成部分，它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動電話系統，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機的高質量接收信號。這種組合將滿足更大用戶容量的需求，還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識別兩種技術的組合將大大減少網絡基礎設施的部署，確保業務質量的改善。

（六）新的調制和信號傳輸技術

在高頻段進行高速移動通信，將面臨嚴重的選頻衰落（frequency-selectivefading）。為提高信號性能，研究和發展智能調制和解調技術，來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復用技術（OFDM）、自適應均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴頻接收、跳頻、FEC（如AQR和Turbo編碼）等技術，來獲取更好的信號能量噪聲比。

五、OFDM技術在4G中的應用

若以技術層面來看，第三代移動通信系統主要是以CDMA為核心技術，第四代移動通信系統技術則以正交頻分復用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學者針對OFDM技術在移動通信技術上的應用，提出相關的理論基礎。例如無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術，而第四代移動通信系統則計劃以OFDM為核心技術，提供增值服務。

在時代交替之際，舊有系統之整合與升級是產業關心的話題，目前大家談的是GSM如何升級到第三代移動通信系統；而未來則是CDMA如何與OFDM技術相結合?？梢灶A計，CDMA絕對不會在第四代移動通信系統中消失，而是成為其應用技術的一部份，或許未來也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生，前文所提到的數字音訊廣播，其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術，同樣是利用兩種技術的結合。因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統，也將會結合兩項技術的優點，一部份將是以CDMA的延伸技術。超級秘書網

六、結束語

對于現在的人來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認為第四代無線通信網絡系統是人類有史以來最復雜的技術系統?？偟膩碚f，要順利、全面地實施4G通信，還將可能遇到一些困難。

首先，人們對未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會得到極大提升，從理論上說最高可達到100Mbit/s，但手機的速度將受到通信系統容量的限制。據有關行家分析，4G手機將很難達到其理論速度。

其次，4G的發展還將面臨極大的市場壓力。有專家預測，在10年以后，2G的多媒體服務將進入第三個發展階段，此時覆蓋全球的3G網絡已經基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那時，整個行業正在消化吸收第三代技術，對于4G技術的接受還需要一個逐步過渡的過程。

因此，在建設4G通信網絡系統時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，使移動通信從3G逐步向4G過渡。

參考文獻：

1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動通信技術[M].電子工業出版社,2005.

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關鍵詞：4G通信；關鍵技術；智能天線；特點

1 4G通信的簡述

1.1 4G通信的定義

4G是第四代通訊技術的簡稱，G是generation（一代）的簡稱。4G系統能夠以100Mbps的速度下載，比目前的撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面，4G與固定寬帶網絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據自身的需求確定所需的服務。

1.2 4G通信的特點

（1）傳輸速率更快。4G系統的目標速率對于大范圍高速移動用戶（250km/11）數據速率為2Mbi“s，對于中速移動用戶（60 knl，}1）數據速率為20Mbi魄，對于低速移動用戶（室內或步行者）數據速率為100Mbi洮；

（2）信道帶寬更寬。研究未來4G信道的帶寬將達到100MHz或更高，而3G網絡的帶寬在5～20MHz之間；

（3）系統容量更大。將采用新的網絡技術（如空分多址技術等）來極大地提高系統的容量，以滿足未來大信息量的需求；

（4）智能性更高。4G系統的智能性更高，它將能自適應地進行資源分配，處理變化的業務流和適應不同的信道環境，使得系統兼容性更高，4G網絡中的智能處理器將能夠處理節點故障或基站超載，4G通信終端設備的設計和操作也將智能化；

（5）實現更高質量的多媒體通信。4G系統能提供包括語音、數據、影像等無線多媒體通信服務，大量信息透過寬頻信道傳輸，讓用戶可以在任何時間、任何地點接入到系統中；

（6）業務的多樣性。在未來的全球通信中，人們所需的是多媒體通信，因此個人通信、信息系統、廣播和娛樂等各行業將會結合成一個整體，提供給用戶更廣泛的服務與應用。

2 4G移動通信技術的關鍵技術

2.1 OFDM

OFDM即正交頻分復用技術，實際上OFDM是MCM Mullti-CarrierModulation，多載波調制的一種，OFDM技術有很多優點：可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率；適合高速數據傳輸；抗衰落能力強；抗碼間干擾（ISl）能力強。

2.2 智能天線（SA）與多人多出天線（MIMO）技術

智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術，智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量，其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發信機來實現射頻信號的接收和發射，同時通過基帶數字信號處理器，對各個天線鏈路上接收到的信號按一定算法進行合并，實現上行波束賦形，目前智能天線的工作方式主要有兩種：全自適應方式和基于預多波束的波束切換方式。

2.3 編碼調制技術

LTE上行調制方式主要采用位移BPSK（π/2-shift BPSK），QPSK和16QAM，下行主要采用QPSK，16QAM和64QAM，上行采用位移BPSK技術可以進一步降低DFT-S-OFDM的峰均比，此外，可以通過頻域濾波、選擇性映射（SLM）、部分傳輸序列（PTS）等技術進一步降低系統峰均比，在信道編碼方面，LTE采用Turbo碼，Turbo碼采用了一種并行級聯的結構，將卷積碼和隨機交織器巧妙地結合在一起，實現了隨機編碼的思想，譯碼采用軟輸入軟輸出（SISO）迭帶譯碼算法，每個分量譯碼器都有三種不同類型的軟輸人：信息比特、校驗信息、先驗信息，各分量譯碼器之間插入交織器，構成迭代譯碼結構，使得譯碼器的輸出比特逼近最大似然。

2.4 軟件無線電技術

軟件無線電就是采用數字信號處理技術，在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來定義實現無線電臺的各部分功能：包括前端接收、中頻處理以及信號的基帶處理等等，即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協議部分全部由軟件編程來完成，軟件無線電的核心技術是用寬頻帶的無線接收機來代替原來的窄帶接收機，將寬帶模數變換器（A，D）及數模變換器（D，A）盡可能地靠近射頻天線，建立一個具有“A/D―DSP_D，A”模型的開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，從而使無線電的各種功能模塊盡可能多的采用可編程軟件來實現，以研制出具有高度靈活性、開放性的新一代無線通信系統?？傊?，軟件無線電是一種以現代通信理論為基礎、以數字信號處理為核心、以微電子技術為支持的基于數字信號處理（DSP）芯片，以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結構，在4G眾多關鍵技術中，軟件無線電技術是通向未來4G的橋梁，它不僅能降低開發風險，還更易于開發系列型產品，此外，它還減少了硅芯片的使用量，從而降低了運算器件的價格，其開放的結構也會允許多方運營的介入。

3 結論

隨著科學技術的不斷發展，現代通信時代已經步入4G時代，而且我國也已經頒發了4G牌照，因此，必須重視4G通信的中的關鍵技術，使其能夠更好地為人民服務。

[參考文獻]

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關鍵詞：信號系統；CBTC；抗干擾

中圖分類號： U45 文獻標識碼： A

1.CBTC的應用

隨著計算機技術（computer）、通信技術（communication）和控制技術（control）的飛躍發展，傳統的以軌道電路作為信息載體的列車控制系統逐步以利用3C技術為基礎的“基于通信的列車控制系統”——CBTC所取代。

CBTC比之于傳統的基于軌道電路的列車控制系統，有兩個基本特點：

連續的、大容量的列車---軌旁雙向數據通信技術。

不以軌道電路作為信息傳輸媒介，以應答器、計軸或其他形式能傳送無線信號的裝置作為降級的處理。

通信技術與控制技術的結合重新規劃了城市軌道交通信號系統的結構與組成，為列車運行控制的未來發展開辟新的空間。目前國內CBTC的無線通信系統使用的2.4GHz ( 2.4 GHz～ 2.4835 GHz) 工作頻段是國家規定的公用頻段。此頻段內，在限定發射功率指標下，無需申請批準就能使用，因此造成該頻段應用業務和用戶大量集中，潛在無線干擾普遍存在。

CBTC系統干擾源分析

便攜式Wi-Fi

在信息高速發展的今天，利用移動終端隨時隨地實現無線上網（Wi-Fi）已逐漸成為人們生活中的必需品。通信運營商推出便攜Wi-Fi設備（3G便攜式段利用便攜Wi-Fi實現無線上網）Wi-Fi無線上網亦采用2.4GHz開放頻段，一旦引入地鐵很可能會對CBTC無線傳輸系統帶來干擾，從而嚴重影響地鐵運營的安全性。

民用設備

地鐵附近使用的微波醫療等設備會對地鐵CBTC無線數據傳輸產生干擾，目前國內地鐵曾經發生過類似醫療設備對CBTC系統干擾，從而對正常運營產生影響。

移動、電信運營商

移動、電信運營商的Wi-Fi系統引入地鐵，在地鐵內構建Wi-Fi公眾使用的無線局移動域網，對車地數據傳輸產生干擾，一定程度上對列車正常運行產生影響。當然目前國內城市尚未全面無線覆蓋，所以暫時地鐵尚未引入Wi-Fi系統。

PIS系統。

PIS系統是依托多媒體網絡技術，以計算機系統為核心，以車站顯示終端和車載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務的系統。無線的頻段采用接入點（AP）天線作為和列車進行通信的手段，西安地鐵2號線PIS系統采用5.8 GHz頻段。

地鐵線路間干擾

地鐵形成線網后，換乘站（特別是同站臺換乘）或者是聯絡線的同頻干擾問題比較突出。因為兩條線路的CBTC系統都采用相同的頻段和信道，信號會相互滲漏，當滲漏的信號功率足夠大時就會產生同頻干擾。

不論是何種干擾源，也不論干擾源的功率大小，對地鐵CBTC信號系統始終形成威脅，因此必須深入研究避免或者減少干擾的影響。

防止無線干擾的措施

CBTC 系統始終面對一個復雜的無線電磁環境，無線干擾是一個無法避免的問題，需要從以下3 個方面解決無線干擾對系統安全性的影響。

1． 在現行頻段使用方式下，通過對性能指標參數的調整，完善優化無線技術，增強設備的抗干擾能力，適應更惡劣的環境要求。

2． 通過相應行政管理手段，為CBTC 無線通信系統設置專用頻段，將使用公用頻段引發的風險降到最低。但是存在頻率規劃和審批，以及在技術上和產品上能否取得設備廠商的支持等問題，需要進行詳細研究和論證。

3. 城市軌道交通運營維護部門對地鐵沿線的環境進行檢測，通過周邊環境制定相應的措施。

根據以上分析，以后在系統的選型、設計等方面可以從以下幾方面深入考慮。

（1）雙網雙信道冗余設計

車-地無線通信網絡采用雙網冗余覆蓋方案，沿線部署2 套完全獨立的WLAN 無線網絡，2 個網絡分別使用信道1 ( 2401～2423 MHz) 和信道11 ( 2446～2468 MHz) ，2 個無線網絡完全隔離，互為冗余。每列車車頭與車尾安裝2 套車載無線單元，分別接入軌旁2 個無線網絡。2 個車-地無線通信網絡并行工作，同步傳遞相同的數據報文，即使出現故障，單網通信中斷，也不會影響數據報文的傳輸。

（2）跳頻擴頻設計

現有的WLAN技術，相對于直序擴頻（DSSS），跳頻擴頻（FHSS）技術規避頻率干擾的能力稍強于直序擴頻技術，跳頻技術具有更好的保密性和抗干擾性能。因此跳頻技術具有帶寬窄、功率譜密度高的特點，從而具有較強的抗干擾能力。此外跳頻擴頻技術是經由載波快速在不同頻率中切換，并在接收與發射端使用一種虛擬隨機的過程，所以可以很好的抵御外界同頻干擾的問題。但是，由于它的信道不得大于1MHz，限制了它最大傳輸速度不能大于2Mbps。另外，FHSS必須在2.4GHz整個頻段內周期性跳頻，因此它也帶來跳頻上的開銷。

（3）無線覆蓋方式選擇

采用合理的無線覆蓋方式，有效增大有用信號強度，降低外界干擾信號強度，可以提高系統抗干擾能力。無線信號覆蓋通常有3 種方式: 天線、漏泄同軸電纜和波導管。其中，車載天線使用定向天線，在保證自身設備場強覆蓋要求下，降低覆蓋范圍; 而漏泄同軸電纜和波導管信號覆蓋具有較強的方向性和較短的垂直覆蓋距離，通過合理的布設可以有效減低外界干擾信號強度，提高系統的抗干擾能力。考慮到車廂內乘客使用設備的無線干擾，為了減少車廂內部無線漏油的干擾，可以考慮采取將車頭、車尾與客室之間的隔板加裝屏蔽措施，比如加裝金屬網格等，這樣可以將便攜式WiFi漏油器的干擾進一步屏蔽，減少了對CBTC系統的無線干擾。當然這種方式需要進行測試，對抗干擾的效果進行評定。

（4）城市軌道交通運營維護部門，也可以做以下工作，以減少無線干擾對行車產生的影響。

1）地鐵維護部門根據無委的規定，定期對地鐵內部環境進行檢測，納入設備維護管理的一部分內容。

2）考慮到車廂內乘客使用設備的無線干擾，為了減少車廂內部無線漏油的干擾，可以考慮采取將車頭、車尾與客室之間的隔板加裝屏蔽措施，比如加裝金屬網格等，這樣可以將便攜式WiFi漏油器的干擾進一步屏蔽，減少了對CBTC系統的無線干擾。當然這種方式需要進行測試，對抗干擾的效果進行評定。

3）使用頻段環境清潔的5.8G頻段

主要考慮5.8G頻段相對2.4G頻段來說，使用環境較為清潔，但是5.8G頻段傳輸距離較短，無線覆蓋范圍較小，無線產品性能和無線場強覆蓋方式都需要經過試驗研究，以保證系統的可用性，滿足CBTC 性能指標要求。

結束語

隨著地鐵建設事業的發展，越來越多的城市加入到地鐵建設的大潮中，信號系統也由最初的固定閉塞發展到準移動閉塞、再到如今的移動閉塞系統，無線技術在地鐵信號系統的應用標志著列車自動控制系統智能化程度進一步提高，同時隨著無線設備在各行各業以及民用移動系統的普及，無線干擾問題對CBTC信號系統的威脅也日益突出。在這里提出這個問題，也是希望和同行們進行交流，以便大家探討出較好的無線抗干擾措施。

參考文獻

[1] 孫思南，軌道交通基于通信的列車控制無線系統干擾性研究[學士論文]，上海交通大學，2007.7

[2]林瑜筠.城市軌道交通信號（第二版）[M].北京.中國鐵道出版社，2010.7.