时间：2023-01-04 01:29:43
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一是在移动通信技术这一领域，我国的移动通信技术在这些年时间以来得以出现快速的发展，其主要是在发展全球移动网络3G状态这一层面得以体现，那么我国在逐步发展的3G网络背景下，这就存在着更加宽广的应用3G网络应用业务平台，在应用的方向上也显得更为众多，已经在人们的日常生活当中深入，按照相关统计数据结果显示，当前我国整个网络用户市场当中，将近八成的是3G网络，而且随着社会的更进一步的发展，其发展态势还呈现出持续上升，特别是更为频繁化的运用商务市场，这也就体现出未来3G移动网络发展体现出无限的潜力。
二是逐渐发展的蓝牙技术。由于发展的蓝牙技术比较适合的无线通信则是属于短距离的，这项通信技术的基础就是现代化无线通信技术，那么在使用蓝牙技术的过程当中，通过将无线数据与语音当成载体来实现短距离的无线通信，蓝牙技术的主要服务对象就是移动与固定的终端设备，可以将传输数据与信息的服务提供给用户，在实施传输的过程当中，最长的传输距离是十米，传输频段是2.4HGzISM，速率是1Mbps，因此适用的是通信是短距离。
三是日期发展的无线宽带技术。通常来说，在如今我国实施的无线宽带接入方式主要是以下几种，第一种接入方式是多点微波接入技术，往往这项技术则是应用在多项低频波段当中，并且也仅仅是局限在2.5GHz、3.5GHz、5.8GHz三种波段，这就导致存在比较小的应用范围；第二种接入方式就是红外光通信接入，在进行运用这样的接入技术的过程当中，具备特别高的传输速度，导致保持在3MB/s至621MB/s的范围之内，还可以实现快速传播数据，另外受到红外线工作波段的影响，那么就导致传输能够得到上百米的距离，另外还并不会影响别的通信系统，在接受与发射无线信号等方面使用的是光学仪器；第三种接入方式就是卫星接入技术，这样的宽带接入技术其主要是在教育事业、房地产、金融等这些行业领域当中运用，借助于运用这项技术，以便可以实现快速分发数据包、快速接入互联网等服务，其所具备的稳定性显得特别高，这些行业领域都比较亲睐这种接入方式；第四种接入方式就是微波宽带接入技术，在进行无线微波宽带技术进行使用的过程当中，应该将其频段保持在28GHz左右，借助于蜂窝式网络布局，以便可以将受到传输距离导致的损耗降低，而且在这一过程当中，这样的蜂窝式网络比较还能够将发射无线通信的功率减少，实现近距离双向传输语言、图像、数据。
四是超宽带技术。这项技术的基础就是无线载波，借助于无线通信当中比较小单位的纳秒级别的非正弦型波载，通过脉冲这样形式运用来传输相应的数据，这一技术拥有特别宽的覆盖频谱，可以实现低功耗与低程序下的传输数据，因此广泛的在诸多领域采用。
2当前我国无线通信技术发展趋势
一是信息个人化方向。由于在当前迅速发展的信息技术背景下，信息个人化这逐步发展成为一种主要的未来信息产业发展方向之一，那么出现的移动IP这项技术手段这也正是手段与方式推动个人化信息发展，移动IP技术能够做到在手机上面应用各种信息化实现，如今所出现的逐渐普及手机这也为这一发展的实施起到推动作用，完美结合移动智能网技术和IP技术势必也会推动快速发展实现推动全球个人通信，这也就显示出即将到来信息个人化时代。
二是无线通信技术结构的变革化。由于在持续发展的无线技术通信技术背景下，那么在未来的一段时间范围内无线技术通信技术变革化其主要是在高校频谱的接入方面进行表现，其主要是通过将无线通信技术效率高、容量大等这些特点充分利用，通过无线通信技术的频谱增加，以便能够实现全面提升在移动运营商之间使用无线通信技术的效率，将更为快捷的服务提供给用户。
关键词：3G视频通信H.264/AVC容错技术
传统的视频编码标准都是围绕比特流的概念组织的。实际上用于传送数字视频的大多数网络体系结构并不适合直接传输比特流。在许多网络体系结构中，比特流需要拆分为数据分组。这些分组的特性，如最小/最大尺寸、相关开销和差错属性等在网络体系结构间、甚至在某个给定的网络体系结构内也是很不相同的。假如视频编码器自身能和网络特性很好的匹配，将能够获得更好的视频QoS。问题是如何容错地支持易差错的无线移动网络？为了解决无线移动信道视频的容错传输，我们将采用如前向纠错编码及支持差错复原的视频压缩编码技术来解决。H.264编解码器可以很好的解决易差错信道的视频容错传输。在3GPP/3GPP2的传输环境下通过选择适当的条带长度使H.264编解码器和无线移动信道的网络特性得到很好的匹配，实现无线移动信道视频的容错传输。H.264标准适用于无线网络传输的主要原因之一就是在概念上分为两层：视频编码层VCL(VideoCodingLayer)和网络抽象层NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL负责高效的视频内容表示，它被设计成尽可能独立的网络，NAL负责对编码信息进行打包封装并通过指定网络进行传输。H.264中还定义了两种新的帧编码类型，即SP帧和SI帧来完成不同流的切换，可以根据传输网络和用户终端的具体情况自适应地在不同码率的视频流之间切换，这大大改善了视频流对3G网络的适应性。
一、3G视频通信中容错技术的应用
3G通信技术的出现使对话式无线视频业务成为可能，虽然3G网络在移动环境下的带宽可达384kbps，在静止环境下的带宽可以达到2Mbps，但是由于信道衰减、建筑物遮挡、终端移动、多用户干涉等原因影响，使得信道是时变且高误码的，因此，在3G网络上传输视频流时，仅仅追求高的压缩效率是不够的，必须有一定的容错和错误掩盖措施。最新的3GPP/3GPP2标准要求3G终端支持H.264/AVC视频编解码技术，同时由于硬件的限制，3G终端只支持部分H.264/AVC的容错工具。H.264中虽然提供了一些容错工具，但是它们有各自不同的用途和目的，即在不同的场合需要选择不同的组合来使用。
1.1错误隐藏技术由于错误隐藏技术能够利用接收到的数据来恢复丢失的数据，因此一般都应用在解码器端。在无线网络环境中，解码器的这种能力尤其重要，因为无线网络环境中误码率高，很多RTP包在传输中被网关或者路由器丢弃，而这些丢失的数据又必须在解码器端根据空间和时间上的相关性来恢复。错误隐藏技术的实现方法也很多，在JVT参考软件中，就使用了一种空间相关性的方法，即使用被丢失宏块周围的4个宏块来恢复被丢失的数据，其选用的标准是使恢复后边缘数据的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。这种方法的效果虽不是最好，但是计算简单有效。
1.22Slice结构为了满足MTU大小的要求，在3G网络视频传输中对视频进行分片压缩显得尤其重要。经过分片压缩后的视频中每个RTP包中包含一个片，一般每个slice中包含一个或者几个宏块，并以RTP包的大小满足MTU的要求为准。
1.3帧内编码块刷新由于帧内编码不依赖时间上相邻帧的数据，所以帧内编码块能有效地阻止由于包丢失甚至帧丢失而引起的错误传播。对于对话式视频业务来说，由于实时性要求高，而且I帧刷新的频率较低，因此可以用帧内编码块来部分代替I帧的作用。H.264／AVC提供了两种帧内编码块刷新(intrablockrefreshing)模式；其中，一种是随机模式，即用户可以选择帧内编码块的数目，而由编码器随机决定哪些哪些位置上的宏块实行帧内编码；另一种是行刷新模式，即编码器在图像中依次选择一行进行帧内编码，但图像分辨率大小不同，每次需要帧内编码块的数目也不同，例如在QCIF格式图像中，每次需要选择一行，即11个宏块进行帧内编码，而在CIF格式图像中，这个数字变成22。
1.4参数集(ParameterSets)H.264标准中，取消了序列层和图像层，将原本属于序列和图像头部的大部分句法元素分离出来形成序列参数集SPS(SequenceParameterSet)和图像参数集PPS(PictureParame2terSet)。序列参数集包括了与一个图像序列有关的所有信息，如编码所用的档次和级别、图像大小等，应用于视频序列。图像参数集包含了属于一个图像的所有片的信息，如嫡编码方法、FMO，宏块到片组的映射方式等，应用视频序列中的一个或多个独立的图像。多个不同序列参数集和图像参数集被解码器正确接收后，被存储于不同的己编码位置，解码器依据每个己编码片的片头的存储位置选择合适的图像参数集来使用。
1.5冗余片(RedundantSlice)H.264编码器除了对片内的宏块进行一次编码外，还可以采用不同的编码参数对同一个宏块进行一次或多次编码，生成冗余片，冗余片的信息也被编码进同一个视频流中。解码器在能够使用主片的情况下会抛弃冗余片，反之如果主片丢失，也可以通过冗余片来重构质量。
1.6灵活的宏块排序(FMO)FMO技术通过片组(slicegroup)技术来实现。片组是由一个或者多个片组成，而每个片中通常包括一系列的宏块。采用FMO进行视频编码的好处在于，可以使因信道传输而引起的错误分散。具体实施方法是：帧图中的宏块可以组成一个或几个片组，每一个片组单独传输，当一个片组发生丢失时，可以利用与之临近的已经正确接收到的另一片组中的宏块进行有效的错误掩盖。片组组成方式可以是矩形方式或有规则的分散方式(例如，棋盘状)，也可以是完全随机的分散方式。采用FMO提高了码流的容错能力，却使编码效率有所降低，同时也会增加编码延迟时间。
二、结论
通信技术的飞速发展，第三代数字无线移动通信网络以及多媒体信息服务(MMS)的兴起为无线移动环境下的多媒体通信业务(特别是视频)提供了应用和发展的需求．多媒体业务是3G的基本业务之一，然而视频通信业务对3G网络还是一种挑战，这是由于无线网络是一种易错网络，容易受到多径干扰、阴影衰落等多种条件的影响，致使视频传输流中的RTP包会大量丢失，因此对于3G无线网络中的视频通信业务，容错技术是不容忽视的。H.264／AVC视频编码标准本身提供了许多容错工具，可以很好的解决易差错信道的视频容错传输，提高3G视频通信的可用性。
参考文献：
[1]潘全卫.DHCP服务器容错方案[J].网管员世界.2009.(5)：55-56.
【关键词】无线通信技术；设备运行状态；监测；应用
引言
中国工业化的发展，不仅提升了工业技术水平，而且还需要具有高端技术优势的设备的支持。当工业生产运行中应用技术先进的设备的时候，要实施监测工作，以能够对设备运行中所存在的问题及时发现，并采取有效的技术措施及时解决。如果采用传统的有线通信技术，需要连接线路和各种辅设备，还要对监测设备进行调试，不仅消耗时间，而且消耗人力，且监测进度无法跟得上科技发展和时代进步。鉴于目前无线通信设备正在普及，就需要将该技术引入到设备状态监测工作中，不仅提高了设备监测工作质量，而且还会提高设备监测工作效率。
1.设备状态监测的基本要求
设备状态监测是对具有特殊性能的设备进行监测，并对监测所获得的数据进行整理并做出详细的分析结果，据此而对设备的运行状态做出预测，以使工作人员对设备的运行状态随时掌握，并做好预知设备运行状态的维护工作，使设备处于良好的运行状态。设备状态监测不仅可以确保设备处于持续的良性运行状态，而且还可以降低人力消耗，延长设设备的使用寿命。从设备状态监测系统的构成情况来看，主要包括设备状态监测传感器、监测元件、捕获数据的设备以及诊断元件等等。设备状态监测传感器所发挥的作用就是将所获得的信息转化为电信号，但设备出现故障的时候，监测元件可以发挥监测的作用对故障做出判断。当信号通过传感器之后就会被放大处理，经过诊断元件监测，就可以及时地发现设备异常，并发出维修指示。设备状态监测系统可以将设别故障量化为指标，采取计算的方式做出维修结果。设备状态监测系统所提供的指示包括故障所在位置、故障名称、并会堵故障的原因做出正确的判断，同时还会相应地提出故障维修的建议。
2.设备状态监测中无线通信技术的应用
2.1设备状态监测中应用无线通信技术使监测工作更为便捷
从信息传输的纸质时代到电子时代，直到现代步入信息时代，人们的生活模式都在发生日新月异的变化，包括网络论坛、电话会议，人们的购物方式等等，已经打破了物化时代的局限而实现了虚拟空间与现实空间相结合。通信技术的发展，从有线时代步入到无线的时代，特别是现行的4G网络的应用，使得各项信息在网络上快速传输，适应了人们快节奏的生活。无线通信技术信号传输分为两种，即近距离信号传输和远距离信号传输。近距离信号传输技术就是被广为利用的蓝牙技术和红外技术。这些信号在传输的过程中，很容易受到干扰而导致信号传输受阻，由此而使得通信成本提升。近距离无线通信技术在应用中存在着不灵活性，只能够在两台设备之间传输，而且对于设计复杂的设备装备监测系统而言，这种操作则存在着诸多的不足。无线通信网络运行如果采用免费共享无线WIFI软件进行信号传输，虽然覆盖范围为300多米，但是，信号的传输的质量很低。由此可见，无线通信技术存在着应用上的优势，然信号传输质量会随着信号传输距离的增加而有所衰减，因此为了提高信号传输质量，就需要增加设备。此外，电磁波的传播载体为空气，如果空间局促，比如，煤矿企业的井下空间，果采用无线通信技术，就犹豫空气稀薄，加之空间狭隘而导致传输中断。素以，煤矿井下如果采用无线通信技术进行信号传播，所采用的时候磁场信号传输的方式。
2.2设备状态监测中应用无线通信技术可以提高监测的可靠性
与有线通信技术相比较，无线通信技术具有更高的可靠性。从应用环境来看，危险环境中是用无线通信技术可以保证通信信号顺畅而确保监测工作顺利完成。如果用于监测电气设备的外部温度，使用无线通信技术不仅可以避免不良接触，还可以避免监测的过程中引起设备故障。通常情况下，如果电气设备存在着接触不良的问题，就会导致电阻增大，使得电流在线路中流动不会受阻而导致电流瞬时增加而使得电缆高热而易引发烧坏而造成短路或者断路。这种热故障对于电气设备而言属于是较为常见的故障，如果没有及时地监测到电气设备环境温度的变化，就会导致整个的电力系统运行缺乏安全可靠性，甚至会引发火灾或者设备爆炸事件发生，直接影响了工作人员的生命健康。在设备状态监测中采用无线通信技术，在无人操作的情况下也可以完成监测工作，远程监测的实现可以使得工作人员不需要处于危险环境中即可以完成各项监测工作，同时还能及时发现问题，及时采取技术措施对这些问题加以解决。当设备处于运行状态的时候，除了设备磨损之外，设备性能和使用功能上也会有所改变，这些都可以通过使用无线通信技术观察到。即便是可靠度很高的设备，长期而持续地处于运行状态，且受到诸多因素的影响，也会导致设备损耗。这就需要对做好设备的维护工作。采用无线通信技术的目的是为了避免由于隐性问题或者是容易被忽视的小问题存在而导致设备故障。
3.结束语
综上所述，为了避免工业生产运行中存在设备故障问题，还要从工业发展以及现行的先进技术的发展态势的角度出发对设备运行模式以整改。在对工业技术设备进行监测的时候，通信技术是必不可少的。将计算机通信为了技术充分地利用起来，特别是无线通信技术的远程监控优势，可以使设备状态监测系统针对各项数据都准确分析，从而提高系统运行效率。
【参考文献】
[1]唐永刚.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015（18）:31—38.
[2]王岩岩.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].硅谷，2013（12）:90、94—94.
[3]徐刚.基于光纤传感的机械设备动态监测关键技术研究与应用[D].武汉理工大，2013.
［论文摘要］随着现代科学技术的飞速发展，构建完善坚强可靠的电力通信网，显得越来越重要。文章结合电力通信的特点和需求及无线新技术的特性，分析无线通信技术在电网通信中的应用前景。
一、概述
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
（一）无线通信技术的概念
目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。
（二）无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。
总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
（1）IrDA：Infrared Data Association，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
（3）RFID：Radio Frequency Identification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
（4）UWB：Ultra Wideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。
三、无线技术优劣分析
（一）WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
（二）WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。
（三）WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN 这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN 更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。
（四）3G技术分析
3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
（五）LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。
（六）MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。 （七）集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。
（八）点对点微波通信技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。
（九）卫星通信技术分析
利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。
［论文摘要］随着现代科学技术的飞速发展，构建完善坚强可靠的通信网，显得越来越重要。文章结合电力通信的特点和需求及无线新技术的特性，分析无线通信技术在电网通信中的应用前景。
一、概述
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
（一）无线通信技术的概念
目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用服务器等组成。
（二）无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。
总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
（1）IrDA：Infrared Data Association，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
（3）RFID：Radio Frequency Identification，即射频识别，俗称标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
（4）UWB：Ultra Wideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低。
三、无线技术优劣分析
（一）WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
（二）WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。
（三）WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN 这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到检测、、等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN 更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。
（四）3G技术分析
3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、模型预算以及仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
（五）LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。
（六）MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。
（七）集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。
（八）点对点微波技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营。与租用线路相比，微波系统的只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。
（九）卫星通信技术分析
利用卫星在有些不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。
关键词：无线通信；TD-LTE；优化；虚拟化
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）02-0268-03
随着现代社会经济的不断发展，科学技术水平不断提高，无线通信技术的发展也不例外。自无线电通信技术问世以来，通信技术领域每一次概念和技术的提出都为人类社会的发展做出了巨大的贡献。从基于蜂窝概念和模拟制式的第一代移动通信系统的产生，到数字传输方式与以时分复用接入（Time Division Multiple Access，TDMA）为标志的第二代移动通信技术的大力发展，乃至以码分复用多址接入技术（Code Division Multiple Access， CDMA）与多媒体技术为支撑的第三代移动通信系统以及当前炙手可热的第四代移动通信，无线通信领域的飞速发展依然彻底改变了我们的生活和工作方式。
1 无线通信系统发展概况
无线通信作为当前发展最快的通信技术之一，每一次概念与技术层面的突破，有效推动通信领域发展的同时更加速了现代社会信息化的步伐。
无线通信系统的发展先后经历了以全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication，GSM）和CDMA One为代表的2G（Generation）系统、以基于CDMA空中接口技术的3G系统，并将迎来以正交频分多址（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）为空中接口技术的准4G系统。
最初的2G系统采用的GSM标准由欧洲电信标准化协会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）制定，采用基于频分复用（Frequency Division Duplexing，FDD）和TDMA技术的空中接口，占用900MHz、1800MHz与1900MHz频段，可支持9.6kbps的数据传输速率完成语音和短信等基本服务。在此基础上，2.5G系统——GPRS（General Pocket Radio Service）采用通用分组通信技术，数据传输过程不再占用固定的无线信道，从而更加合理地分配信道资源，可支持54kbps-114kbps的传输速率。为了满足人们对数据传输速率与多种业务传输的要求，继2.5G移动通信系统之后又出现了EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution），该系统能够与宽带码分多址接入（Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA）系统兼容，采用多时隙操作，进一步将数据传输速率提高到384kbps。
3G系统——通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunication System，UMTS）采用WCDMA和时分同步码分多址接入（Time Division – Synchronization Code Division Multiple Access，TD-SCDMA）、智能天线、联合检测等技术，进一步提高了无线网络通信的数据传输速率和安全性能。在3G系统的基础上，HSPA-High Speed Pocket Access，即HSDPA（High Speed Downlink Pocket Access）与HSUPA（High Speed Uplink Pocket Access）的提出是无线通信领域的又一大突破。该系统通过采用下行信道高速共享技术将下行传输速率提高到14.4Mbps；上行引入新的物理信道，采用分组调度功能、多码传输及混合自动重传等关键技术，有效提高了上行业务的承载能力。LTE（Long Term Evolution）是3GPP发起的长期演进计划，可支持FDD和时分复用（Time Division Duplexing，TDD）两种双工方式，采用扁平化IP网络架构与OFDM空中接口技术，上下行数据传输峰值速率可分别达到50Mbps和100Mbps。
未来的4G系统——LTE-Advanced是对LTE做出的演进，完全兼容LTE系统，支持100MHz带宽的同时进一步将上下行传输速率提高到500Mbps和1Gbps。
2 TD-LTE基本原理
TD-LTE（Time Division – Long Term Evolution）是TD-SCDMA长期演进系统的产物，采用OFDMA空中接口技术，有效提高了无线通信系统的上下行数据传输速率和频谱利用率，降低了系统传输的时延，同时支持语音、视频、在线网络游戏、高清视频点播等多功能业务。目前，TD-LTE以其突出的优势受到越来越多的电信运营商和设备制造商的支持和青睐。TD-LTE系统的基本原理如图1所示。该系统并未沿用UTRAN中的RNC-Node B结构，而是采用全新的功能更加完全的基站e-Node B结构，这些节点之间通过IP进行传输，并在逻辑层面上通过X2接口互相连接成为Mesh型网络结构，用于支持UE在整个网络内的移动性，从而保证接入TD-LTE移动通信系统的用户在使用网络的过程中能够平滑无缝地进行切换。基站e-Node B与接入网关（Access Gate Way，aGW）之间通过S1接口进行连接，该连接方式也采用了Mesh或者部分Mesh型的连接方式，一个基站e-Node B可以与多个接入网关进行互连。TD-LTE系统中的e-Node B具有对空中接口的用户平面和控制平面进行管理和控制的功能，aGW承载了对使用该系统用户的数据进行分组和汇聚的功能以及包括心灵状态管理在内的部分核心网功能。
3 TD-LTE无线网络目前存在的弊端
虽然TD-LTE无线网络系统在充分兼容TD-SCDMA无线通信系统的同时，有效提高了上下行数据传输速率，降低了无线传输的时延，改善了所占用频带的利用率，但是TD-LTE无线网络系统依然存在多网络共存进而产生相互干扰的弊端。随着科学技术的日新月异，各大设备商提供了多种多样的无线网络接入终端，这种终端在高速移动的情况下，会出现于基站频繁交换信令、切换信道的现象，如何实现这种情况下终端接入无线网络的平滑转换，是TD-LTE无线网络系统不可规避的问题。
4 TD-LTE无线网络的优化方案
针对上述高速移动终端频繁切换进而影响TD-LTE无线网络系统综合性能的弊端，该文提出了基于虚拟化技术对TD-LTE无线网络系统核心网进行优化的方案。
4.1 优化方案基本原理
虚拟化技术是指利用目前炙手可热的云平台对物理资源从逻辑角度而非物理角度进行重新配置的方法。基于虚拟化技术的TD-LTE无线网络优化方案是指通过逻辑划分将无线网络切换、多制式相互干扰产生的问题等交给额外配置的服务器来实现，从而降低了TD-LTE无线网络系统本身处理这些冗余的负担。如图2所示，我们采用OS6850作为虚拟机对TD-LTE无线网络系统中产生的额外负担进行接收、存储、处理和反馈，以实现优化TD-LTE无线网络系统性能的目的。
4.2 优化方案的测试结果
4.3 优化方案的优缺点
通过对上述基于虚拟化技术的TD-LTE无线网络优化方案的研究，并采用OS6850作为虚拟机完成系统不稳定情况下的测试工作，我们可以看出该优化方案能够在无线网络系统不稳定，系统中接入终端频繁切换小区的情况下，有效保证系统的稳定性，降低系统中接入终端传输和接收数据的时延，提高系统的资源利用率。但是这种优化方案需要较为昂贵的服务器作为无线网络系统的支撑，这是其不可避免的缺点。
5 结束语
无线通信技术的快速发展作为当今科学技术不可小觑的一个分支，已经成为当前衡量一个一个国家科技发展水平的重要标志。TD-LTE无线网络系统作为当前发展最快的无线通信技术之一已经得到了广泛的应用，但是，在网络系统不稳定情况下无线系统综合性能会急速恶化，进而直接影响到用户的直接体验。该文基于虚拟化技术的基本原理和应用原则，提出了对TD-LTE无线网络系统的优化措施，并搭建网络平台验证了该优化方案的有效性，为TD-LTE无线网络系统的进一步发展指明了方向。
参考文献：
[1] 崔杰.TD-SCDMA演进系统及无线资源管理技术研究[D]. 北京：北京邮电大学，2010.
[2] 3GPP TS 36.300.Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal TerrestrialRadio Access（E-UTRA）and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network（EUTRAN）；Overalldescription； Stage 2，V8.3.0 2007.
[3] 3GPP TS 36.211.Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal TerrestrialRadio Access（E-UTRA）；Physical Channels and Modulation，V8.1.0 2007.
[4] 3GPP TR 25.913.Technical Specification Group Radio Access Network； Requirements for EvolvedUTRA（E-UTRA） and Evolved UTRAN （E-UTRAN），V7.3.0 2006.
论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。
1 无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加， 日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。
2 无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：
不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3 无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。
3.2 推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3 推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。
3.4 拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。 转贴于
3.5 过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6 使用Blue tooth技术作为信号传感器
Blue tooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7 推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域，如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8 提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》 A.V.Oppenheim西安交通大学出版社 2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》 Leon W.Couch，II电子工业出版社.
【关键词】煤矿；井下透地通信；现状；应用
一、前言
我国是世界上最大的煤矿生产国，年产量达12亿吨，占世界煤炭总产量的27%，同时我国也是煤炭消耗大国，煤炭工业在我国经济建设中占有十分重要的地位。然而近年来国内持续不断的矿难发生，给国家和人民带来沉重的灾难。此时矿场通信在任何时候任何地点都能进行可靠运行的重要性就凸显出来，但由于煤矿井生产具有生产工序复杂，作业地点分散，人员流动性大，工作环境恶劣，事故隐患大等特点，所以要求煤矿井通信必须保证在事故发生时准确、及时、高效地进行通信联络，以便于井下紧急报警、人员撤离、搜寻救护目标等。
由于煤矿井的地层主要是由沉积岩构成的多层状结构组成，各层分别属于不同的层系，通常每一层系都有若干的矿物层和围岩。所以，在发射天线的电磁场所覆盖的通信区域内，可能会包含一些属于不同地质年代的岩层。此外，地质构造运动的时有发生，各岩层的埋藏角差别很大，岩层的形状有缓倾斜和急倾斜，其埋藏角不是一成不变的。同一岩层，在某些区域可能是缓倾斜，而在另一些区域可能是倾斜或急倾斜。最常见的是缓倾斜岩层和倾斜岩层。同时，各矿物层的层间距也有很大的差别，由相隔岩层的厚度决定，在各自的伸展方向上有可能加厚或变薄，甚至出现尖灭，分叉和断层。总之，无线电信号在煤矿井岩层中的传输条件极其复杂，这也是穿透岩层无线通信问题难以解决的种种问题之一。
二、我国煤矿井下透地通信的现状
对于地下无线通信的研究，早在上个世纪三十年代就已经开始了，当时国外某些国家出于军事目的希望采用地下无线通信的方式来解决地下核试验场到控制所之间的数据传输、地下指挥所到地下发射井之间的通信联络，但其发展相当缓慢。上世纪50年代末，国内外才出现了一些有关地下通信的论文及研究报告。英、法、美、日、加拿大等国通过研发推出了各种类型的井下无线通信系统。
90年代中期，加拿大的爱仪公司和澳大利亚的矿通公司先后推出具有高速信息公路功能的井下漏泄通信系统。这些系统采用的频率在145～180MHz范围，该系统可提供32个话音和数据传输信道，以及16个图像视频单向传输频道，并能传输人员和设备跟踪信息，具有寻呼遥控和紧急预告功能。
我国的地下煤矿井通信是从改革开放以来才逐步发展起来的，主要向三个方向发展：全煤矿井调度通信、全煤矿井局部通信和全煤矿井无线通信。
1.全煤矿井调度通信
全煤矿井调度通信属于有线通信范畴，是煤矿井通信的主体，主要进行生产调度、指挥等工作。其经历了人工磁石式电话、共用式矿用人工电话、纵横制矿用自动电话、空分制程控调度机等发展历程。近年来出现了数字程控调度机，该机可以进行清晰的语音通信，还可以实现数据、图像的交换通信功能。只是目前价格相对于空分制程控调度机比较昂贵，不太适宜工业场合的大范围投入。
2.全煤矿井局部通信
全煤矿井局部通信也属于有线通信，它采用电话线进行通信，在一条电缆上连接多台电话，实现各分机之间的通信联络。该系统的架设比较容易，价格也比较低，可以广泛应用于生产环节。
3.全煤矿井无线通信
随着地面通信的飞速发展全煤矿井无线通信也在不断的发展，各个时期的井下无线通信技术为煤矿井下的安全生产和现代化管理做出了不同贡献。我国井下无线通信主要方式有动力线载波通信、感应通信、漏泄通信、小区蜂窝移动通信、矿用小灵通无线通信系统、基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距离无线网络与通信及超低频透地无线通信等。
（1）动力线载波通信是应用在煤矿井架线机车上，借助动力电缆或机车架线作为信道，将语音信号调制成几十千赫兹的载波信号在信道上传输。由于煤矿井载波通信采用的信道分支多，线路上设备启动频繁，造成信道参数随时间和地点的变化很大，因而通信质量不理想。目前的载波通信系统在传输距离、通话清晰度、抗干扰性能和感应通信及漏泄通信技术相比有较大的差距。
（2）感应通信是通过架设专用的感应线或利用巷道内已有的导体如电缆，管道等进行通信。感应通信系统组成简单、价格低廉，感应线铺设简便、无需中继器等优点，使得该无线通信方式受到煤矿井的普遍采用。此外，它还能实现低发射功率远传输距离，能同时向多方向传输信号。但是通信采用的信号频率在兆赫兹以下，容易受到井内其他电磁噪声的干扰，这样使得感应通信的语音通话质量不理想。
（3）漏泄通信是通过在煤矿井中架设一条特制的同轴电缆，每隔一段距离在电缆上开一个槽孔，利用泄漏出的电磁场实现移动台与移动台之间，以及移动台与固定台之间的远距离通信。该通信采用超高频进行无线通信，信道稳定、电磁干扰小，但是系统的可靠性较差，抗故障能力差，只要某段中继器与电缆之间发生故障，该中继器后面的部分就会瘫痪，并且随着中继器的增加，噪声也会逐级放大，以至于影响正常通信。除此之外，系统的维护和管理的成本也比较大，漏泄电缆的架设要求也比较高。
（4）小区蜂窝移动通信是一种建立在第二代GSM公共无线移动通信技术之上，将其大区域通信机制改为小区通信制的全双工移动通信系统，本质上讲，就是将地面蜂窝移动通信技术移植到煤煤矿井下应用，并用微小区概念来将井下巷道进行划分，然后根据无线电波衰耗大小将全煤矿井服务范围化为若干个较小服务范围。然而，该系统在规划井下部署和工作频率时十分繁琐，而且只支持语音，不支持图像等视频传输，也不能进行自行组网。
（5）矿用小灵通无线通信是按照煤矿安全相关标准，将城市中推行的公众通信系统进行技术处理和移植，并延伸到煤矿井中使用，从而构建起井下无线通信网络服务平台。该服务平台可实现高速数据业务、人员定位信息传送等，可同时为煤煤矿井上、井下提供无线通信服务，在煤矿形成一整套覆盖井上、井下立体的无线移动通信及生产调度系统。
（6）基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距离无线网络与通信技术是以短距离的无线通信网络技术为核心，以煤矿井工业以太网为整个系统的主干传输平台，形成有线主干与无线终端相结合的通信方式。该通信系统具有低成本、低功耗、高扩展性、覆盖灵活、易配置和部署等优点，迅速在煤矿井无线通信、人员和设备无线定位和跟踪管理以及瓦斯无线监测系统中得到广泛的应用。
（7）超低频透地无线通信是一种电磁波穿透大地层的进行信息传输的无线通信方式，主要用于地面和井下应急救援人员通信。该系统能在充满噪音、灰尘、照明度、电源供应等特定环境下进行工作，缺点是系统属于单向通信、信道容量小，且无线通信速率低，传输带宽比较窄，易受低频电磁干扰。透地通信系统在地面所需的发射天线长达数千米，且其价格还比较昂贵，所以，只适合在大型煤矿中采用。
三、煤矿井下透地通信的应用研究
煤矿井透地无线通信系统是一种专用于煤矿井通信的无线通信系统。它主要用于矿场上指挥日常的生产管理和生产调度，并能在紧急情况下（如发生煤矿井坑道坍塌、透水、爆炸等突发事故时）仍然可以有效地进行地面与井下通信联络，这样就可以为开展高效的施救行动带来方便。
煤矿井透地无线通信采用极低频（ELF，300～3000Hz）及甚低频（VLF，3～30KHz）信号，因为这些频段的电波能够在岩层、沙壤、水等地层介质内传播，且波长比较长其对地层穿透能力强，单位距离的衰减小，这在军事上早有应用。本文提出的煤矿井透地无线通信系统就是基于极/甚低频信号对地层具有较强的穿透能力这个机理来进行研究的。其通信系统组成如图2.1，由地面通信部分、岩层信道及井下终端接收机构成。地面通信部分包括地面天线、地面电台、监控室计算机等。监控室计算机用来向地面电台发送数据，地面电台对数据进行处理后控制地面天线的数据发送。该通信系统有三种工作模式：广播、寻呼、紧急求救等。
当系统工作在广播及寻呼模式下时，地面天线作为发射天线；地面电台将监控室传送来的广播或寻呼数据，经过编码、调制、功率放大等过程，产生低频大功率激励（预计可能需要数千瓦），施加于地面天线，激励出低频交变电磁场。低频电磁场在穿越地层的过程中损耗较小，可以穿透100m～3km的地层，到达矿工所在的坑道。矿工随身携带的终端机内藏有磁棒天线，耦合磁力线，变为电信号，再由选频、放大、解调、解码、纠错、显示等过程，完成数据接收过程。每台终端机都具有唯一的编号，在寻呼模式下，只有编码与寻呼编号一致的那一台终端机响应并显示寻呼内容；广播模式下每一台终端机都响应；还可根据班组编号实现群组广播功能。
当发生紧急事故时，任何一台终端机都可以紧急呼救，按压呼救按钮后，终端机发射求救信号，地面天线作为接收天线。终端机所发出的低频信号穿透地层后被地面台接收，经放大、选频、解码后，获得求救人员信息。虽然终端机本身发射功率较小，但地面大面积的天线能够提供较高的灵敏度。由于长波通信信道窄，要考虑信道复用问题，当多个终端机同时需要发送求救信号时，初步考虑采用载波监听随机竞争信道的方式互相错让发送时隙。
四、小结
我国煤矿井下透地通信的研究还处于不断趋于成熟阶段，经历了有线到无线的过程，而透地通信在煤矿领域中有广泛应用，对于促进人身安全和煤矿事业的发展具有重要的作用，将来在这一领域中必将会有更多更新的知识产生。
参考文献
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【关键词】无线技术；红外通信；蓝牙；GDMA；GSM；发展前景
1.通信的发展要求
随着数字通信和计算机技术的时不断发展，可以看出无线终端设备具有巨大的潜力。同时许多短距离无线通信的要求被提出，短距离无线通信与同长距离无线通信有很多的区别，主要如下：
（1）无线终端设备发射功率在小于几微瓦。
（2）通讯的距离在几厘米到几百米之间。
（3）具体用途在小范围区域内使用。
（4）要方便，不用申请无线频道。
（5）高频操作。一个标准的短距离无线通信系统基本包括一个无线发射器和一个无线接收器。现在广泛使用的无线终端技术的是红外传输、蓝牙、CDMA、GSMdeep等。它们都有各自立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量等特殊要求；或是着眼于功能的扩充；或是符合某些单一应用的特别要求；或是建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。
2.通信的应用领域
2.1 红外通信的通信
信道是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体。红外通信一般有发送和接受两个部分组成，其中发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PWM）两种方法。由于红外线通信具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点所以红外技术在家电、音响设备等方面得到广泛运用。总而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
2.2蓝牙的应用
追根朔源，蓝牙的创始人是瑞典的爱立信公司，蓝牙（Bluetooth）技术，作为人们常用的一种短距离无线电技术，能够方便地简化上网本、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快调频和短包技术，支持点兑点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz LSM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙无线技术规格供我们全球的成员公司免费使用。目前许多行业的制造商为减少使用凌乱的电线，都积极地在其产品中实施此技术，以实现无缝连接、流传输立体声，传输数据或进行语音通信。蓝牙技术在2.4GHz波段运行，该波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学（ISM）无限电波段。正因如此，使用蓝牙技术不需要支付任何费用。但您必须向手机提供商注册使用GSM或CDMA，除了设备费用外，您不需要为使用蓝牙技术在支付任何费用。
2.3 CDMA的应用
CDMA（Code Division Multiple Access） 是在无线通讯上使用的技术，又称码分多址， CDMA允许所有的使用者同时使用全部频带，并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞（collision）的问题。CDMA的优点包括：CDMA中所提供的语音编码技术，其通话品质比目前的GSM好，而且可以把用户对话时周围环境的噪音降低，使通话更为清晰。另外CDMA通话技术还具有系统容量大，保密性强，通话稳定等特点。CDMA之所以可以坚守手机之间的干扰，主要是利用展频的通讯技术，不仅可以增加用户的容量，而且手机的功率还可以做的比较低，这不但可以使使用时间更长，更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。CDMA带宽可以扩展较大，还可以传输影像，这就是第三代手机为什么选用CDMA的原因。就安全性能而言，CDMA不但有良好的认证体制，更因为其传输的特性，用分码多工，防止被人盗听的功能大大地增强。目前CDMA系统正快速发展中。Wideband CDMA（WCDMA）宽带分码多工传输技术，为IMT-2000的重要基础技术，将是第三代数字无线通信系统的标准。
3.通信的发展前景
当今社会，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信持续保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，技术知识更新较快，无线通信产业的研究和应用十分活跃。目前，我国的移动通信市场呈现持续快速增长的局面，截至9月底，移动用户总数达到6.98亿。考虑闲置的充值卡和一人双机的情况，我国移动通信由于用户普及率相对还比较低，仍有相当巨大和持久的增长空间。但我国的移动通信领域已进入了全面竞争的时代，GSM、CDMA乃至小灵通等网络激烈争夺用户，这已导致了资费下降，用户ARPU值下降的情况。目前我国的GPRS、CDMA、IX等2.5G数据业务发展态势不错，并已逐步培育了用户群。另外3G通信技术已经经过了技术试验阶段，并收到比较好的效果。
除传统的公众移动通信外，全球的宽带无线接入领域近期研究和应用十分活跃，热点不断出现，给无线通信业界带来了清新的空气。这包括宽带固定无线接入技术、WLAN技术、WIMAX技术、UMB技术等等，呈现百花齐放的局面。这些技术的出现和发展，给整个无线通信产业注入了勃勃生机。
4.结语
如今，无线通信的发展处于主流地位，无线通信的技术必然朝着4G等技术发面发展，各种无线终端设备凭着各自的优势为用户提供可靠、速度和更加优势的服务。但是对于整个无线通信产业而言，这些无线通信终端设备热点技术都已日臻完善，相信在不久的将来，它们必会给我们的生活带来新的变革。一体化的思路规划和建设网络，发挥各自不同技术，从而使多元素、多网络一体化将是主导路线。而从大局发展，解决不同区域、不同用户群对宽带及业务的不同需求，达成无线通信网络的整体优势和综合能力。市场的多元化需求促进技术的发展，市场的激烈竞争加剧了无限终端设备的研究和开发。本文对这些热点技术的介绍所作为及展望，希望能激起更多人对未来无线生活的憧憬。
【参考文献】
[1]杨飞.数据通信主力军—红外通信技术.中国论文下载中心，2009-7-16.
