无线通信技术的原理篇1
文中通过对无线通信网络中射频干扰的成因进行了分析,对典型的抗干扰技术进行了简单的说明,以供同行人员借鉴。
在通信领域中,无线通信技术正以惊人的速度发展,特别是个人移动通信蜂窝小区的快速发展,使用户摆脱了有线的控制,使得信号的传输更为方便快捷。但同时,我们也应该看到,在手机通话的过程中,有时候会遇到掉线、信号质量差、杂音出现等现象,这些现象就是无线信号之间相互干扰的结果。在无线通信领域内,现在是新旧系统共存在一个体系中,最新的通信技术和我们最早采用的旧技术是共存的,而且这种状态还会一直存在下去。
并且其他的无线信号设备如无线局域网、数字视频广播等信号也会在这个体系中存在。这就是我们经常在无线信号塔上看到多种多样的天线林立,在这个体系中可以说是存在各种各样的无线信号,它们之间很有可能会产生相互干扰,通信的天空也会变得越来越拥挤,那电话掉线、信号质量差、信号之间互相干扰也就很正常了。但是,为了保证无线通信的质量,信号抗干扰技术也应运而生,并在通信领域内起着重要的作用。
一、无线通信网络中射频干扰成因与对策
在无线通信领域中大多数的信号干扰都是无意的,只是其它的信号收发过程中产生的阻滞。通常的情况下,干扰信号只影响接收器,而且大多数的干扰源来自于基站的外部,也就是你直接控制的范围之外。
1.未经许可的发射器
发射器的发射都有一个频段,未经许可的发射器的发射频段可能和你的发射器频段相同,因为没有注册,所以就象是无证经营一样,因此,在通信行业中坚决取缔这类发射器是避免这种情况出现的最好办法。
2.发射器配置不正确
由于故障或是发射器的配置不正确,可能造成两个服务商在同一个频率上发射信号,产生冲突的发射器服务商会急于纠正这个问题,以便恢复正常的通信,这种情况可能会偶尔出现,影响你的接收。
3.发射器信号互调
发射器信号互调有两种情况,一种是发射器自身的信号互调,两个或两个以上的信号混在一起形成新的调制信号,其中最常见的互调是三次互调,都不是我们希望的任何一种信号;另一种是与其他发射器的信号混在了一起,也是形成了一个新的频率的互调信号,在这种情况下肇事者是发射器,因此,在同时使用多个不同频率的发射塔上,把所有的发射器都安装上窄带滤波器和绝缘子是防止出现这种现象的有效措施。
4.外界原因造成的互调
发射器并不是互调信号的唯一来源,而来自外界的物理结构的变化使信号互调中无法阻止的。当发射器功率很大时,附近生锈的白铁皮房顶或者是围墙都能起到非线性二极管的作用,它们的变化还与天气因素有关,因此,这种变化是很难防止的,在排除干扰时要考虑这种因素的影响。
5.信号覆盖区域重叠
引起信号覆盖区域重叠的原因很多,你的网络和其他网络的覆盖区域在一个信道或是多个信道上超过规定的范围,天线位置不正确、发射器功率过大或是外部环境的变化都可能引起信号覆盖区域重叠,比如原来这里有一栋高楼,当拆除这栋高楼后周围的信号覆盖就会发生变化,可能引发覆盖区域重叠。
6.广播发射器谐波
一些广播电台发射的大功率信号源可能产生信号谐波,例如一个10MW的发射器很容易产生一个10M的谐波,这个谐波足以干扰附近的移动通信,象这样的情况避免发生谐波的方法是移迁通信天线以避开发射器,或者是重新分配频率方案使得造成冲突的发射器附近的通信基站使用的是不受其谐波能量影响的信道。
二、抗干扰信号处理技术
随着通信技术的发展,干扰和抗干扰技术也在不断的发展进步,以下是常采用的新型的抗干扰技术。
1.扩频技术
扩频抗干扰的基本原理是降低干扰的功率密度或碰撞概率,但不能完全消除误码。通过扩频技术,可以把信号隐藏在噪声中,采用很宽的频带形成伪噪声通信,这对窄带干扰会有很强的抗干扰能力。
2.快速跳频
快速跳频是针对中、低速跳频通信系统易受跟踪式干扰而采用的一项技术,它的原理是:移动通信系统以高于信息速率的跳速在很宽的频带上进行频率跳变,比目前的跳速提高100倍以上,它能有效地对抗敌方的跟踪式干扰和转发式干扰,能消除宽带移动中多径效应造成的不利因素,大大提高数据传输时的误码性能,从而提高可通率。
3.多输入多输出技术
MIMO是近年来在无线传输领域出现的一项新技术,它采用在发射端通过多个发射天线传送信号,在接收端使用多个接收天线接收信号,这种技术可以极大地提高无线通信的性能和容量。由于MIMO技术提供的信道容量大,这就为数据率提供了一个很大的变化范围,因此,在速度域上能实现抗干扰;另外,MIMO技术与OFDM、时空编码相结合,就能实现在时域、频域和空域上的抗干扰,是一项正在深入研究的新技术。
4.虚拟智能天线技术
虚拟智能天线技术是通过使用同一地理区域或类似的其他通信设备天线之间的相互作用,实现了类似智能天线的功能,提高了天线信号接收端的干扰比和抗干扰性能,一个智能天线能同时抑制来自不同方向的多个敌方干扰,使信号干扰比提高很多。实现智能天线技术的关键是多通道信号处理和多通道信号的交互,智能天线的抗干扰技术不亚于一部抗干扰电台,智能天线技术已发展较为成熟。
5.软件无线电技术
软件无线电技术是将模块化、标准化的硬件单元以总线或网络的方式连接构成基本平台,并通过网络加载实现各种无线通信功能。它可以实现各种电台互联互通的无线网关,可实现空中转信的多功能空中平台,可进行智能化通信侦察与抗干扰的电子对抗系统。
总的说来,无线通信的抗干扰技术已经发展到了一定的程度,从发展趋势上看,不再仅仅局限于信号处理上,而是向多元化、综合抗干扰的方向发展。凡事都有利弊,各种无线信号多了起来,而这个空间是一定的,信号之间必然会产生相互干扰,所以,随着无线信号的发展,抗干扰的技术应运而生,它在保障信号的畅通方向起至关重要的作用。
无线通信技术的原理篇2
【关键词】国防;信息化;通信系统;设计
军事准备是国家的发展的保障,部队担负着国家赋予的重要任务,随着社会的进步,部队面临的情况越来越复杂,任务越来越艰巨。如何更好的完成国家赋予的安全使命和任务,是对部队工作新的挑战,是对部队应急通信保障工作新的要求。根据任务的复杂性和不确定性,探讨先进的无线视频传输技术以及相关设备,结合部队已有的通信装备,总结探讨出一套新的机动通信方案。
一、系统设计需求
1、机动途中的移动音视频传输。在部队开赴目标地域的行进过程中,通过卫星车保持车队指挥员和驻地指挥中心的音视频传输;每一辆车都载有通信基站,可实现车队之间顺畅的语音和视频传播。
2、任务现场的移动音视频传输。在任务处置现场,前方应急人员用车载摄像头或手持DV在现场拍摄高清晰录像及各种数据的同时,自动将数据发送给远方的指挥中心,并自动显示在信息中心的各种显示终端上(如PC等),使后端指挥人员在通过系统提供的语音交互通信功能实时了解前方情况的同时,还能观看到现场即时高清晰录像、监测等数据信息,从而更为精确地把握现场情况,提高远程指挥调度的效率。该系统也可用于日常的巡逻等任务。
3、无线IP语音(数据)传输。实现在固定地域可拨打部队驻地的分机号码。
二、系统设计原则
根据项目需求的具体情况,我们在设计中应遵循下列原则:
1、先进性原则。采用先进的设计思想,选用先进的网络设备,使网络在今后一定时期内保持技术上的先进性。
2、开放性原则。网络设计及网络设备选型遵从国际标准及工业标准,使网络具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。
3、可伸展性原则。网络设计在充分考虑当前情况的同时,必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要,留有充分的升级和扩充的可能性。充分利用现有通讯微波资源,为以后扩充到更高速率提供充分的余地。另一方面,还必须为网络规模的扩展留有充分的余地。
4、安全性原则。网络系统的设计必须贯彻安全性原则,以防止来自网络内部和外部的各种破坏。贯彻安全性原则体现在以下方面:设备采用的是扩频技术;提供了射频信道的加密;用户可以通过设置自己的网桥或另加独立加密设备实现更高的安全性;网络内部对资源访问的授权、认证、控制以及审计等安全措施:防止网络内部的用户对网络资源的非法访问和破坏。
5、可靠性原则。网络系统的设计必须贯彻可靠性原则,使网络系统具有很高的可用性。可靠性原则体现在以下方面:选用技术先进、成熟高可靠性的网络设备;系统增益储备高;链路的可维护性好;
三、传输设备的选择
该系统的传输设备选用BHU2.4G的无线移动通信网络产品BHUSYSTEM2410MOBILEUNIT该设备采用当今最主流的微波设备、图像压缩和IP处理等多种技术,实现“4CISR”即指挥(Command)、控制(Control)、通讯(Communication)、计算机(Computer)、情报(Information)、监视(Spy)和侦察(Recon)等多种功能设计了“将无线图传技术应用在应急无线移动通信系统”。由于BHU无线移动通信设备已经内置集成视频编码模块,所以不必再外接视频编码器,提供BNC、以太网口等,大大方便设备的连接。该前端设备还集成电池供电(多种供电方式),提高了设备的便携性。方便背负、车载、船载、机载。
四、机动通信系统设计方案
本系统主要着重三个方面的应用:部队开进途中的音视频传输应用、部队在任务地域的音视频传输应用和无线语音、数据传输应用。下面对三个方面的应用方案做一详细介绍。
1、应急移动指挥系统与卫星通信系统的结合应用方案
以“BHUSYSTEM2410MOBILEUNIT”移动通信系统为基础平台,以2.4G无线通信技术和局域网技术为信息通信手段,以网络技术、数据库技术、综合采用C/S、B/S体系结构,实现任务现场信息的实时传输、接收、存储管理、实现现场调度指挥功能。
微波传输系统是车辆之间保持实时网络通信的重要系统,通过车载卫星设备可实现更远距离的实时视频指挥。
各部分组成方案简介如下:1)无线局域网网络部分:由无线网桥及其配套产品组成,完成无线组网,提供最大28M传输带宽;2)视频部分:监控前端:由彩色摄象机等组成接入无线局域网;将监控录象语音数据等连接到无线网络系统中,然后传回到指挥中心,用系统的管理软件集中管理,跟指挥中心实时交互。多路图像可同时观看;3)系统组成:系统主要由全向天线、内置功率放大器、馈线、及通信状态监控计算机组成,安装在车辆上。
该项目主要通过5套BHUSYSTEM2410移动通信系统,实现移动指挥车和各车辆直接的无线通信网络搭建。为分散在不同演习车的音视频数据及时集中到指挥车提供无线宽带通信连路;指挥车通过车载卫星设备将音视频实时回传到远端的指挥中心。
BHUSYSTEM2410MOBILEUNIT无线移动通信系统单路传输实际带宽最大可达28M,完全满足需求中传输大量数据、多路视频图像和语音的要求。
2、移动指挥车无线音视频数据组网解决方案
以“BHUSYSTEM2410MOBILEUNIT”移动通信系统为基础平台,以2.4G无线通信技术和局域网技术为信息通信手段,以网络技术、数据库技术、综合采用C/S、B/S体系结构,实现事故现场信息的实时传输、接收、存储管理、实现现场调度指挥功能。
根据远程应急指挥和突发事件处置的特点,应急通信系统主要包括:
1)基于BHUSYSTEM2410SU的无线通讯前端系统(车载摄像头或手持DV+车载电脑+耳机麦克风,配备前方移动车,由用户自己选购);2)基于BHUSYSTEM2410BU的无线通讯中心端系统(配备指挥信息中心);3)基于PC的中心显示终端(可并入指挥信息中心现有显示设备,由用户自己选购);
多基站方式:一个中心点基站的带宽为54M,多个远端点连接后,带宽为共享动态分配。连接过多远端设备后,带宽会有所下降。如果想增加带宽,可通过增加中心基站设备的方法来实现。基站设备可以放置2、3、4、6个或者更多。
3、无线IP语音(数据)传输系统解决方案
应用环境:任何以BHUSYSTEM设备组建的网络中。
技术方案:通过BHUSYSTEM设备组建无线局域网,使用IP语音网关设备实现网络内的IP语音电话功能,使用O口网关与PSTN交换机连接,更可实现分机延长的功能。
实现功能:远距离传输、点对多点、IP网络电话。
所需设备:除了BHUSYSTEM外,还需要IP语音网关,实现分机延长功能则要配备O口网关和IPPBX设备。
无线通信技术的原理篇3
关键词:信道;4G;正交频分复用;软件无线电;智能天线;网络
中图分类号:G250文献标识码:A
1正交频分复用技术。它实际上是多载波调制的一种,是一种并行体制,其主要原理是:将待传输的高速串行数据经串/并变换,变成在N个子信道上并行传输的低速数据流,再用N个相互正交的载波进行调制,然后叠加一起发送。接收端用相干载波进行相干接收,再经并/串变换恢复为原高速数据。这种技术在实际应用过程中,不仅能减少信号干扰、提高频率利用率,同时其也有加强的抗衰落能力和抗码间距能力。通过这种技术,能有效的进行高速数据传输。
2多输入多输出技术。多输入多输出技术是指在基站和移动终端都有多个天线,它利用在空间存在的不同的传播路径,在发射端发射采用多天线同时发射信号,在接收端采用多天线同时接收信号,因为不同发射天线发射的信号处在相同频段,所以多输入多输出系统在不增加带宽的情况下显著的增加系统容量和频带利用率。多输入多输出技术为系统提供空间复用增益和空间分集增益。空间复用是在接收端和发射端使用多副天线,充分利用空间传播中的多径分量,在同一频带上使用多个子信道发射信号,使容量随天线数量的增加而线性增加。空间分集有发射分集和接收分集两类。基于分集技术与信道编码技术的空时码可获得高的编码增益和分集增益,已成为该领域的研究热点。多输入多输出技术可提供很高的频谱利用率,且其空间分集可显著改善无线信道的性能,提高无线系统的容量及覆盖范围。
3切换技术。切换技术能够实现移动终端在不同小区之间跨越和在不同频率之间通信以及在信号质量降低时如何选择信道,以维持移动终端通信不中断。有效的切换算法可以提高蜂窝移动通信系统的容量和QoS。切换技术一般分为硬切换、软切换、更软切换、频率间切换和系统间切换。切换技术主要是以网络信息信号质量的好坏、用户的移动速度等信息作为参考来判断是否应执行切换操作。除了以上给出的切换技术以外,正在研究的切换技术基于信道借用和基于用户位置的切换。第4代移动通信中的切换技术正朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。
4软件无线电技术。软件无线电技术就是利用软件加载的方式来增加原来标准化、模块化的硬件功能,使其能更好的实现不同种类通信系统开放式结构,通过宽带模数转化器和数模转化器等模块以满足射频天线需求,并以多种软件为依据对无线功能进行定义。其软件系统不仅包括无线信令规则和处理软件,同时也包括信号流软件、信道纠错软件及信源编码软件等。在4G移动通信系统中,若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想通信方式,则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口,能够在各类网络环境间无缝漫游,并可以在不同类型的业务之间进行转换。软件无线电强调以开放性最简硬件为通用平台,尽可能地用可升级、可重配置的不同应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。其中心思想是:构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,将工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等各种功能用软件来完成,并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。在4G众多关键技术中,软件无线电技术是通向未来4G的桥梁。由于各种技术的交迭有利于减少开发风险,所以未来4G技术需要适应不同种类的产品要求,而软件无线电技术则是适应产品多样性的基础,它不仅能减少开发风险,还更易于开发系列型产品。此外,它还减少了硅芯片的容量,从而降低了运算器件的价格,其开放的结构也会允许多方运营的介入。
5IPv6协议技术。IPv6技术作为下一代网络核心协议,其能实现全分组传送数据流。在实际应用过程中,其不仅有较大的地址空间、自动控制优势,也有较高的服务质量和移动性优势。IPv6技术在可预定时期内,将全球唯一的地址提供给可以想象的网络设备;IPv6技术在实际应用过程中,其不仅能对无状态地址自动配置进行支持,也能对有状态地址自动配置进行支持。其中无状态地址比较重要,使用这种方式的时候,必须用节点发现机制来获得局部连接地址。最好是在无人干扰下使用这一地址,并选用即插即用机制,来获取全球唯一路由地址;在服务质量上,IPv6技术不仅具有IPv4技术QoS,同时其也能提供更多服务。毕竟其报头中含有新增字段,通过不同的节点就能对IP地址流进行相应分析和处理;因每一个移动设备都有本地地址,而这个地址与当前设备互联网位置无相应关联。只有在本地以外使用的时候,才能通过转交地址获得移动节点相应数据信息。为了给用户提供更为广泛的业务,使运营商管理更加方便、灵活,4G中将取代现有的IPv4协议,采用全分组方式传送数据的IPv6协议。
6多用户检测技术。多用户检测技术能够有效地消除码间干扰,提高系统性能。多用户检测的基本思想是把同时占用某个信道的所有用户或某些用户的信号都当作有用信号,而不是作为干扰信号处理,利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号,即综合利用各种信息及信号处理手段,对接收信号进行处理,从而达到对多用户信号的最佳联合检测。多用户检测是4G系统中抗干扰的关键技术,能进一步提高系统容量,改善系统性能。随着不同算法和处理技术的应用与结合,多用户检测获得了更高的效率、更好的误码率性能和更少的条件限制。多用户检测可应用于多种不同系统中,但在引入的同时易增加系统实现的复杂度。随着技术的不断成熟,高速数字处理芯片的不断发展,多用户检测将会变得更加简单易行,从而能够更广泛地应用于通信领域中。
7智能天线技术。智能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能,被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束可在空间域内抑制交互干扰,增强特殊范围内想要的信号,既能改善信号质量又能增加传输容量。其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的收发,同时,通过基带数字信号处理器,对各天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并,实现上行波束赋形。
参考文献
[1]姚克玮.4G通信技术的简析与探讨[J].硅谷,2011.(17).
[2]李明浩.4G移动通信技术简析与发展预期[J].中小企业管理与科技,2010.(22).
无线通信技术的原理篇4
【关键词】公安无线电通信使用现状改善
序言
无线电通信是一种利用无线电即电磁波信号进行信息传输的通信方式,它能通过实时改变传输功率、载频、调制方式等参数来表达不同的信息。无线电通信技术与有线通信相比,具有不用架设传输线路、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,在今天这样一个信息时代,无线电通信技术是社会进步和经济发展不可或缺的一种实用技术。
当然无线电通信技术也被广泛的应用到警务工作中,警务工作因其特殊性,需要及时的信息传输和稳定的及时交流,而运用无线电通信技术,能发挥其指挥灵、调度快、行动隐蔽等优势,是及时处理各类突发事件的前提和基础。
但无线电技术也有其自身的缺点,由于其利用的是电磁波在开放性空间传输,很容易因外部原因干扰无线电通信的信息传播,而且只需要有相应的接收装置就可以侦听无线信号。所以在警务工作应用的同时也需要我们对于无线电通信进行一定的改善,以达到我们想要的通信质量。
一、无线电通信技术回顾
无线电通信是相比有线通信起步较晚但发展更快的一门技术,1864年麦克斯韦(Maxwel)建立了第一套电磁理论,为无线电通信打好了理论基础,紧接着就是赫兹(Hertz)的第一个无线电实验室(1887年),而这仅仅是一个开始,1889年马可尼(Marconi)实现了横跨英吉利海峡的通信,两年后实现了横跨大西洋的通信,这样的无线电通信的成功使当时的船只之间和船只与海岸之间能很好的运用无线电进行信息交流。
1927年第二次世界大战爆发,因其需要在战场上进行及时稳定的信息交流,大大的刺激了无线电通信的发展,二次世界大战结束后,现代无线电快速发展的时代正式来临,美国分别在移动电话、民用波段无线电台系统还有无绳电话三个方面取得了突破,1962年寻呼机诞生,并得到了广泛的应用。
1979年的蜂窝无线服务给世界范围的无线电通信带来了另外一次革命,蜂窝电话系统将每一个发射器功率调的相当小,使其覆盖面也小,被称为“蜂窝”,这样做使频率可以在小范围里得到重复使用。最初的蜂窝电话系统使用的是模拟调频发射方式,经过不断的发展之后,能够提供更高保密和带宽效率更高的数字调制方案,个人通信系统(PCS)通常使用在更高的频段,直到现在,蜂窝电话系统还在大范围的使用着,其在语音传输方面进行了优化,同时也能进行数据传输。直到今天无线电通信技术仍然发展着,第三代、第四代手机通信的崛起,使得原本单调的无线电通信领域变得丰富多彩起来。
二、警务无线电通信技术回顾
1921年美国底特律警察局第一次将单向无线电台安装于巡逻执勤车上,开创了警务无线电移动通信的先河,30年代警车才安装有发射机,得以实现双向警务移动通信。所以说警务工作的无线电通信应用起步比较晚,不过近年来无线电通信事业的蓬勃发展,带动了警务工作中无线电通信的优化,现在的警员也运用到了世界上最先进的大规模数字集群通信系统,实现了高速的数据传输。
我国公安无线电发展从20世纪50年代开始,先是从苏联、捷克等国引进一些器材样品,包括少量的便携式无线通信机。后在20世纪60至80年代间研究并生产了一批移动通信设备,使得我国警务工作中的无线电通信得到了良好的发展。直至1992年,全国各省约三分之一的市县建成了比较完善的警用基本级移动通信网,我国公安的无线电通信技术在与国际最先进技术一步步的靠拢。
三、公安无线电通信技术使用现状
1、公安无线电设备使用
(1)公安对讲机的使用
如上所说无线电通信技术在如火如荼的发展着,各类先进的通信器材接踵而出,比如蜂窝智能手机的出现使得无线电通信更加的方便,智能。但是公安事业具有其特殊性,点多、线长、面广、人员分散,有紧急任务和突发事件时需第一时间行动,而且在行动过程中需要及时指挥,这是公众移动电话手机所不能达到的。虽然对讲机技术比较落后,但其具有建立时间短,可脱网工作、灵活的组网方式等,在警务无线电通信中占有重要的地位。通过调查对讲机在我国公安工作中的利用率为98.3%,而其中80%以上的公安民警们熟知对讲机的使用方法和效用,更有65%的民警几乎每一天都在使用对讲机。
(2)公安警务通和卫星电台的使用
在新时期无线电不断发展的今天,公安无线电通信也在不断发展,其中公安警务通及卫星电台的使用就代表着公安无线电通信设备使用的最前沿,公安警务通和卫星电台就是通过高速的数据网络将犯罪嫌疑人的最新的动态、资料等传输到每一个一线民警手中,然后民警将这样的数据信息整合,运用到案件处理中去。
而且如今的公安无线电通信设备很大程度上会与GPS系统进行结合,比如每一个警用无线电设备都具备GPS功能,当警员发生危险时,可以第一时间将警员的地理位置报告给指挥部,当然在执行任务的过程中当然也会有受害者受到伤害,这样附着在无线电设备上的GPS系统功能也能够为受害者争取更多的宝贵时间。当无线电脱网不能实现通信时,因GPS系统并不是通过一般的无线电网络进行使用的,所以并不受限于蜂窝网络信号的约束,我们可以再无线电脱网的情况下仍然自如的运用GPS给公安机关带来的便捷。如今我国的北斗GPS卫星系统基本可以实现覆盖整个亚太地区,这样更大程度的保障警员的安全,可以使支援部队及时赶到出事地点进行救援。
2、公安无线电通信网络的建设
我国警用集群通信系统即将从模拟的MPT1327升级成数字的PDT(ProfessionalDigitaltrunkingSystem)体制,可以说我国公安无线电通信从技术和性能上都有了很大的提升,这其中当然也就包括高速数据网络的完善。警务通和多媒体通信通过这样的技术改变得到了不同程度的改善,特别是如今3G网络的普遍,使得原本速度较慢的GPRS(2.5G)网络无法实现的技术特点现在变为可能。公安工作人员通过这样高速的数据传输系统,将图像、语音还有视频等进行传达,每一个警员都可以第一时间得到最新的线索,使得案件的侦破变得更加简便。
四、无线电通信在公安实践中出现的问题
1、无线电自身存在缺陷
因为无线信道是开发的,电磁波在空间中传播易受周围环境影响,绝大多数接收到的信号都是经过直射、反射、衍射等多路径传播而来的,所以其损耗也不得不重视,电磁波能量被传送到越来越大的空间中,因其是呈球形传播,单位面积上的能量越来越少,因此距离发射源越远,信号就越弱。在真空中,电磁波的传播损耗为:
L=〔4πdλ〕=〔4πdc〕
由公式可知传播损耗值(L)与距离(d)、电磁波频率(f)成正比关系,当然如果电磁波在空气中传播还会受到空气的影响,实际肯定会比真空的损耗大。而且在通信双方之间存在一定速度的相对运动时,会发生多普勒效应,接受到的电磁波频率会有一定范围的频移,不过这样的影响较小,这样的自身损耗是无法避免的。这样就在公安实战中埋下了重大的隐患,特别是仍然在使用的,技术较为落后的无线电对讲机,很容易因为地理原因,远近或超出通讯范围而相互之间失去联系。通过调查,现场指挥失误导致侦查案件失败的有79%的原因是现场的无线电通信出现了失误,其中因对讲机的信号损耗而出现失误的占大多数。
无线电通信中存在的噪声主要是由于自然界或无线通信系统中自然存在的电磁信号的干扰,天电噪声、宇宙噪声、大气噪声、内部固有噪声等,不同频段的通信设备引起噪声的原因不同,以警用无线电频段为例,警用无线电频段在350MHz,接收机内部固有的噪声和环境中的人为噪声占主导地位,而3~30MHz频段则以大气噪声和银河噪声为主。噪声或者干扰信号的存在影响了无线电通信的质量,进而影响最远通信的距离。警用无线电通信要求的就是清晰准确,而这样的标准很难达到,特别是在无线电干扰特别严重的情况下,这样的无线电通信条件下,警员间的相互通信交流就已经十分困难了,更不用说在警员之间通过第一时间的信息交流而准确把握犯罪案件的动向。
如上所说,无线电通信时,所发射的电磁波是在开放的环境下传播的,极易被其他人运用一定的设备和技术手段进行窃听。特别是警务工作中,所传递往往是非常重要的机密文件,如果被不法分子截取,则后果不堪设想。
2、设备存在的问题
公安无线电在不断发展,但其中出现的瑕疵也是存在的,比如对讲机使用过程中因为自身频道占用极易造成无线电通信的影响,而这样的无线电同喜损耗又是无法通过使用方法来减轻的,所以说无线电通信在未来的发展之路还很长。
3、人为因素导致通信不畅
如今的民警素质在不断的提高,但终究没有达到我们希望达到的水平,民警在使用无线电通信的过程中依旧会犯一些错误,比如在使用无线电通信的过程中没有足够的重视这样一个通信联系的方法,反而是通过一些比较低级的比如手机通信等来进行比较重要的联系等等,这样就无形的给了犯罪分子以逃脱的机会,当然在公安民警之中也有一些人不具有无线电通信的专业知识,不能选择良好的无线电通信方法,又不注意保密措施,使得原本就存在缺陷的公安无线电通信变得更加易被反侦破。
五、公安无线电通信技术改善与展望
1、数字集群的推广应用
公安工作中对讲机的运用十分广泛,针对如上所说的无线电对讲机信号损耗高、易受干扰等问题,如今的公安无线电对讲机也做了一系列的改善,其中数字集群最为突出。数字集群结合了蜂窝数字技术的优点,可以指定的信道上装载更多的用户,提高频谱的利用率,且提高话音质量,改变控制信号随通信距离增加而降低的弱点,使得语音和数据服务更加完善和方便。但其无线通信基站建立并没有完善,技术并没有完全成熟,还可能存在一些问题,如越区切换技术的应用。但相信不久的将来数字集群会在公安无线电通信中占有一个重要的地位。
2、后3G时代的无线电通信
3G网络在中国已经成熟了,其带来的全面的高速网络为每个无线电通信用户带去了方便,公安工作也因为3G网络的改变而变得简单易行,如今3G网络已经接近尾声,3.9G(即LET技术)、4G网络将要兴起,我们会拥有一个更快速的无线网络进行数据传输,而这样的技术革新使得之前所说的警务通等高新单人警务装备更加切合实际的发挥效力,3G网络所能提供的数据率,在高速行驶的汽车上大约为144kb/s,徒步行走的行人和慢速的汽车约为384kb/s,固定用户最大可以到2Mb/s,将要来的3.9G则具有100Mb/s的数据下载能力而4G网络理论上更能达到1Gb/s的传输速度,在4G通信飞速发展的今天,无线电通信已经远非之前我们所简单想像的通话短信了,它将带来的是通过网络高速数据传输的同步视频会议、瞬时大数据量传输,将原本只能在科幻电影中看到的变成了可能。而且在3G结束,4G兴起的时间段中,接收无线电通信的各种设备将变得更加个人化和智能化。通过这样的改变,相信将这样的大数据传输技术运用到公安事业中,使得每一个一线的警员都能够得到最新的犯罪嫌疑人的个人信息,使得公安工作得到更大的提升。
3、蓝牙技术的运用
蓝牙技术具有很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,一旦连接到网络上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。当然蓝牙技术在短距离的信号传递上也有非常明显的作用,且蓝牙技术非常廉价,符合节约型社会的要求,警务蓝牙技术的应用可以使得短距离的无线电通信变得简便易操作,避免了之前所讲的通过蜂窝技术或者其他无线电技术所带来的速度缓慢、信号干扰等问题,蓝牙技术在警务工作上具有很好的发展前景。
4、抗窃听技术
无线电通信的短板在于其会产生干扰和存在窃听问题,不得不说,噪声问题的存在有一部分是内部原因和不可改变的自然原因,我们只能将这样的影响降到最低而不能彻底的消除,而对于人为的干扰和窃听,我们现在选择的是使用法律和行政手段进行制止,当然也有将信息进行加密变化的方法进行防窃听,特别是在无线电通信飞速发展的今天,正是每个人都很关注自己隐私问题的保密工作,而作为专用无线电通信系统的要求者,我相信警务抗干扰和防窃听技术在将来会有更大的突破,而作为公安战线上的我们也应为之而努力。
5、对于公安警员的无线电通信技术培训
公安警员的无线电使用也是我们需要注意的,正是通过这样的培训,公安无线电通信技术才能够不断的得到发展。
结语
无线电通信技术是一个发现不久,却一直能够有新技术的领域,公安事业运用无线电技术也处在一个发展很快,需要更多动力的新的时期,所以发展警务无线电通信技术要抱着一个发展的眼光,特别是在现在这样一个信息的时代,缺少了先进的无线电通信技术,公安事业将举步维艰。当然在无线电通信不断发展的同时,我们更需要要利用好这样的技术,使警务工作更加的简便易行,使侦查的效率不断的提高。
参考文献
[1]RoyBlake无线通信技术[M]科学出版社2004
[2]梁华升浅谈几种无线电通信技术及其使用现状[J]广西轻工业2009(11)
[3]陈如明.未来信息通信网络发展战略思考(一)[J].中国无线电,2006,(15).
[4]韩国柱.无线通信技术的未来发展趋势[J].中小企业管理与科技,2007,(11).
[5]王磊浅谈无线电通信技术之通信方法拓新[J]科技向导2013(2)
无线通信技术的原理篇5
【关键词】无线通信技术现状趋势
一、无线通讯技术的概念界定
随着科技不断进步,无线通讯技术已经成为当今通讯技术最先进的科技领域。据学界统一归纳,无线通讯技术主要是由无线终端、无线基站及公共管理服务器等构件组成。
二、无线通讯技术的发展阶段
随着全球经济一体化与科技不断发展,公众通过无线通讯技术交换个人近况、工作状况、家庭状况、文化教育等信息。同时,无线通讯技术也从原始的定位通话方式转变为现在的移动通讯方式。笔者在综合大量的国内外专家已有的研究成果的基础上与翻阅世界无线通信技术的发展历史,将无线通讯技术分为的发展阶段根据历史脉络分为四个阶段。
(一)20世纪20年代初至20师姐50年代初
此阶段,无线通讯技术主要是军队及航海使用,其主要采用短波频与电子管技术。由于科学技术的重大突破,该阶段末期出现150MHZVHF单工汽车的公用移动电话系统MTS。
(二)20世纪50年代至20世纪60年代
在此阶段,原来的150MHZ的频段已经扩展为UHF450MHZ,器件技术大部分是移动环境中的专用系统,关键的器件技术也向半导体过渡。同时,期间也解决了公用电话网与移动电话接续联系的技术问题。
(三)70年代初至80年代初
在该阶段,美国贝尔研究所经过大量的试验提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验,并将频段从450MHZ扩展至800MHZ,这项技术的发明极大推动力无线通讯技术的发展。
(四)90年代末至今
随着无线数据通讯需求与社交多媒体业务的发展,为了及时适应无线移动数据通讯需要与社交多媒体业务的发展,科学家经过大量的理论构建与计算试验,研制出第三代通信技术,即3G。第三代通讯技术的星期标志着数字化时代的到来,其全球标准化开始推广与相应的配套设施机制也开始研发出来。
三、无线通信领域的未来发展趋势
(一)技术互补性明显
随着科技的发展与公众的需求越来越高,公众对在不同的区域要求有不同的接入速率,这也就要求无线接入技术具有不同的覆盖范围、适用区域、接入速率等。
(二)政府要加强相关技术频谱的规划工作
为了方便各类企业及时的根据市场变化与发展战略及时从宏观、中观、微观三个角度规划自己的无线通讯网络,实现企业资源整合最大化。但是在具体的实施过程中,政府也需要加强对频率有限的频段的资源管理,减少不必要的资源占用,实现资源最大化。
(三)3G技术成为无线移动网络主流
3G技术的发展已经成为世界无线通讯技术应用的主流,也已经成为全球包括中国移动网络演进的主要阶段。根据发达国家的无线通讯技术发展的经验来看,由于移动用户普及率较高,所以通过发展用户盈利的方式已经难以适应当今无线通讯技术的发展盈利的方式。
(三)无线通讯技术向NGN网络融合
专家在进行大量的试验基础上提出了NGN概念,其定义主要是固定网络将形成一个IP化、高带宽、具有强大QOS保证的信息沟通平台。在这个平台上,各种软件应用将成为与客户接触的网络触手,并且会向社会公共领域延伸以实现NGN的全球信息交流功能。
四、无线通信技术的发展前景
(一)视频、多媒体业务的需求刺激数字电视广播和无线通信技术走向融合
由于移动用户对语音与视频节目的需求较大,因此技术研发要将数字电视广播技术应用到无线通信技术以满足客户需求。对于视频业务方面,现在的无线通信技术网络的视频业务具有资费高、带宽小、耗电大等问题。
(二)宽带无线技术与移动在互补和竞争中走向融合
宽带业务的迅速增长、移动通信的成功发展以及Wi―Fi的成功,促成了Flash―OF、DMWiMAX等多种无线通讯技术的诞生与发展。同时,由于WiMAX的技术研发成功又推动了3G增强型技术的发展,二者在竞争中互相推动发展,不断弥补缺陷并及时研发新的技术,最后在4G时代实现技术融合,推出4G无线通讯技术。
由于移动用户所在的地域与对移动应用的需求不同,无线通信技术网络的带宽需求与不同的技术优势不同的矛盾共存,因此发展无线通信网络需要综合运用多方面的技术研发手段,从宏观、中观、微观的角度采取整体化、合理化的方案设计和网络建设。
五、3G、4G技术的应用发展
(一)3G技术现状及发展趋势
随着科学技术的不断发展,3G技术已从原来的问题颇多升级为现在的成熟技术。3G技术中的WCDMA和CDMA200无线通讯技术在全世界不断扩散,带宽不断改善,用户数量不断增加。在中国的无线通讯技术方面,TD―SCDMA的技术研发已经成功并进行商用推广,并在国外市场开始占据主导地位,并且已经能够支持大型化的商用网络部署。我国换机市场容量在2亿部左右,根据专家预测,3G消费市场的销量在理论上应该可以达到1亿左右。2010年全球3G用户快速增长,美洲国家允许移动运营商使用800MHZ至900MHZ的频段发展其3G业务获取更多利润,而欧洲国家允许移动运营商在900MHZ频段发展其3G业务获取更多利润。
(二)4G的发展前景
随着科技的不断发展,无线移动通信技术的更新换代速度较快,其突出特点表现在数据传输的速率不断加快。电信技术的研发人员在这个基础上经过大量试验后提出了LTE概念,并且预测4G技术很可能是在LTE基础上进一步研发。同时,WiMAX的技术研发成功使得E3G技术的标准化速度不断加。根据现在世界无线通讯技术的发展趋势,笔者认为无线移动通信技术朝着移动化和宽带化的方向发展的可能较大,即移动通信则朝着宽带化方向发展,而无线宽带的接入向着移动性方向发展。
参考文献:
[1]田庆吉,吴乾,无线通信技术现状及发展趋势,信息化建设。
无线通信技术的原理篇6
关键词:数字电视技术;现状;发展方向
1数字电视技术和传统模拟技术的区别
(1)传统模拟电视技术处理与传送的是模拟视频信号,而数字电视技术输出的模拟信号经压缩立即生成模拟视频信号。(2)传统的模拟电视技术在传输模拟信号时不能很好地消除物质力的影响,导致电视信号的传输和接收很不方便,而数字电视技术能避免这些影响因素,保持音频的良好效果和图像的清晰原真度。(3)数字技术渗透于数字技术电视中的每一个系统。
2无线数字技术概念
(1)无线数字技术通过无线来传送电视信号,无线传播的数据以数字化信号存在于数字电视的系统中,是电视发展史上质的飞跃,无线数字电视技术主要包括无线地面电视、无线卫星电视。(2)无线数字电视从节目的拍摄到后期的制作,都是采用无线技术进行信息的储存、解压、发射、接收和终端显示,为观众提供了更加良好的观看体验。(3)无线数字技术在传输上采用MPEG的数字压缩形式和64QAM的调制方式保证高质量地对4-9套数字电视节目进行传送,同时无线电视在图像的展示功能上保证了图像质量的优越清晰。
3无线数字电视概念
无线数字电视系统的工作频率是2.5-2.7GHz,在工作过程中无线数字电视系统通过发射机向空中发射辐射微波,而凡是处于微波覆盖范围内的用户,只需要一副接收天线和一个下变频器,就能将微波转化为电视信号。数字电视系统主要包括节目源、前端系统、传输系统、MMDS发射系统、用户接收终端、CA系统、SMS系统、NMS系统几大管理系统组成。前端系统是把电视节目进行编码、复用、加扰、调制;传输系统是把调制好的RF信号传输到MMDS发射系统中;MMDS发射系统是通过MMDS发射机和反馈系统完成电视信号的远程覆盖;用户接收系统是把接收的信号进行降频解调,把调制信号还原成电视信号;CA系统是对数字电视节目进行加密;NMS系统是完成数字平台前端设备的相关管理;SMS系统是对用户的管理和授权。
4无线电视发展现状
数字电视最早源于美国,在1994年时美国已实现数字电视的全面应用。由于无线数字技术对于网络技术的要求相当高,我国的网络技术还未成熟,技术人员对无线数字电视技术的专业掌握还不够全面,因此我国暂时还未建立一套完整系统的管理模式。
我国目前的经济发展状况属于东南沿海发展迅速,西部地区较为落后,而我国的城市比重中农村占据相当大的比例,因此无线数字的技术在农村难以实现全方位的广泛推广。
5无线数字电视优势
5.1成本低廉
电视数字信号通过无线发送的方式,节省了有线传输过程中光缆、电缆的材料费,节省了建设过程中的人力、物力成本。
5.2建设时间短
采用有线传输的方式需要对相距几十公里的站点进行有线连接,一般在建设过程中需要挖掘很长的电缆沟、建设很高的跨越塔,因此建设周期少则都要好几个月,相反地采用无线传输的方式,只需要建设高度合理的天线基站,这样在工程时间上就大大缩短了周期。
5.3适应性强
无线传输的方式不会因为城市建设或者自然灾害等破坏传输通道,同时还解决了有线传输方式中的局限性,如无线传输可以跨越山川湖泊、可以不受地面建筑影响,因此相比有线传输或卫星传输方式无线传输具有更强的适应性。
5.4拓展性强
当需要增加新设备时,只需要把新设备和无线传输系统进行连接完成设备的扩展,不用像有线传输一样需要重新铺设线路,增大工作量和成本的同时也会影响原来的信号通道。
5.5可维护性强
用无线传输系统发射电视信号能使传输线路更加简洁,而在出现故障时只需要维护无线数据的传输模块,不用向有线传输一样沿着线路进行检查测试。
5.6具有开放性和兼容性
机顶盒和电缆解调器可以实现信号的模拟接收和回收,方便各类收费业务的开展,也方便观众进行多节目、多频道的选择。
5.7利用频率高
无线数字传输方式具有高效率的信源压缩编码技术,可以充分利用频谱进行一个电视节目传输8个电视节目的信号,这样的传输方式极大地提高了无线频谱的利用率。
6无线数字电视的发展方向
6.1加强无线数字电视技术的水平
电视技术是利用光电转化的原理,将光学图像转化成电信号,再送到系统中进行远程传输,最后把传输的电学系统转化成光学图像。而无线数字电视技术就是模拟电视信号进行数字化信息处理,将数字信号转变成二进制的数字信息资料。
6.2实现无线数字电视的智能化发展
由于开发和研制具有标准接口、电视接口和数据化接口的电视产品是一个重要而复杂的工作,因此功能模块化比较艰巨。在越来越智能化的当今社会,对于无线数字电视技术的要求也越来越智能化,实现机器和人工的结合、实现人和无线数字电视的互动是未来无线数字电视技术的发展方向之一。
6.3无线数字电视技术要实现卫星直播
无线数字电视要实现卫星电视的直播,满足观众及时掌握和准确掌握新闻信息,通过无线数字信号的传播,能快速便捷地掌握全球和各地信息和发展情况。
6.4改变农村消费观念
要实现无线数字电视的普及,国家就要用相关政策来改变农村的消费观念,使农民愿意接受无线数字电视需要支付的相关费用。
6.5加强无线网络建设
无线数字电视技术的发展必须以无线网络信号的全方位覆盖为前提,我国目前的无线网络还有待完善,因此国家要重视无线网络的基础设施建设,不断提升技术人员的专业水平和在无线数字推广中面对问题的实际操作能力。
7无线数字电视的发展前景
数字无线技术系统要充分发挥数字系统的功能,在传达电视节目的同时传达高速数据,开展增值业务。高速数据业务的开展收入将远远高于电视业务的收入,为经营者和地区经济带来更有发展性的经济效益。随着无线电视技术的发展,无线电视实现双向传输、实现数据通信都是极其可能的,届时,无线数字电视的技术优势将会完全彰显。
无线数字覆盖技术符合农牧地区地广人稀的特点,符合西部贫困地区的现实情况,是投资少、见效快、实惠实用、管理方便的传输手段。
无线数字的网络覆盖技术可以解决农牧区建立网络系统资金不足的局面,又能适应未来网络时代的发展需求,从根本上解决偏远的农村地区和地广人稀的牧区上广播电视覆盖不完全、不系统的问题。
无线数字电视在不断满足人们对于电视技术更高要求的同时为国家的信息化建设也做出了巨大贡献,因此在无线数字技术发展的过程中要制定相关的发展系统,坚定不移地实现无线数字技术在我国的全面、广泛推广。
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