發(fā)布時間：2022-05-22 09:53:22
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇無線通信技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，智能電網(wǎng)建設(shè)不斷推進(jìn)，電力無線通信技術(shù)也取得巨大的進(jìn)步。與此同時，用戶對電力的業(yè)務(wù)需求越來越多。通信網(wǎng)絡(luò)的性能在一定程度上決定是否能為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，如電力信息采集業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)可靠性關(guān)鍵的因素之一便是通訊網(wǎng)絡(luò)性能的好與壞。而建設(shè)用電信息采集系統(tǒng)又是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的必然要求，在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與客戶雙向互動，承擔(dān)起用電信息自動采集、高效共享和實(shí)現(xiàn)監(jiān)控等重要的任務(wù)，可以有效改變過去長期無法及時、完整、準(zhǔn)確掌控電力用戶信息的落后局面，在系統(tǒng)各層面上滿足用戶的需求，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司管理現(xiàn)代化，進(jìn)一步提升服務(wù)能力等方面具有跨越性的歷史意義。
一、電力信息采集系統(tǒng)
電力信息采集業(yè)務(wù)是對用戶的用電信息進(jìn)行采集、監(jiān)測和處理，實(shí)現(xiàn)用戶用電信息計(jì)量異常監(jiān)測以及用戶用電信息采集、分析和管理，同時也讓電能質(zhì)量被實(shí)時監(jiān)控等，在用戶服務(wù)、市場管理、電費(fèi)實(shí)時結(jié)算等多方面提供實(shí)時、可靠的數(shù)據(jù)。電力用電信息采集系統(tǒng)分主站層、通信信道層和采集設(shè)備層三層。[1]主站與其他應(yīng)用系統(tǒng)和公網(wǎng)信道是由防火墻分離開來，單獨(dú)組網(wǎng)。在主站層里有前置采集平臺、營銷采集業(yè)務(wù)應(yīng)用以及數(shù)據(jù)庫管理三部分組織。前置采集平臺管理和調(diào)查各種與終端的遠(yuǎn)程通信；營銷采集業(yè)務(wù)應(yīng)用讓系統(tǒng)的各部分應(yīng)用功能得到充分得到充分發(fā)揮；數(shù)據(jù)庫管理實(shí)現(xiàn)用電終端的用電信息有效管理，并擔(dān)負(fù)起協(xié)議解析職責(zé)。實(shí)現(xiàn)這三種功能，需要由前置采集服務(wù)器、營銷系統(tǒng)服務(wù)器以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成主站網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)。采集設(shè)備層的主要任務(wù)是收集和提供整個系統(tǒng)的原始用電信息，是整個系統(tǒng)的底層，又分為計(jì)量設(shè)備層、終端子層兩個子層，分別負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量和數(shù)據(jù)輸出和收集用戶計(jì)量設(shè)備的信息、處理和凍結(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)與上層主站的交互等。而主站層和采集設(shè)備層之間的最重要使是通信信道，為主站和終端信息交互提供平臺。目前有230MHz電力無線專網(wǎng)、GPRS/CDMA無線公網(wǎng)以及光纖專網(wǎng)等通信信道，而無線技術(shù)的應(yīng)用更能滿足系統(tǒng)需要，其可靠性和穩(wěn)定性成了當(dāng)前的研究重點(diǎn)。用電信息釆集系統(tǒng)主要有五大功能，分別是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)接口、運(yùn)行維護(hù)管理、數(shù)據(jù)管理及控制和綜合應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集主要是根據(jù)業(yè)務(wù)要求編制自動采集任務(wù)，例如任務(wù)類型和名稱、采集周期和群組、正常補(bǔ)采次數(shù)以及執(zhí)行優(yōu)先級等信息，對任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行管理；系統(tǒng)接口主要是與其他應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行連接；運(yùn)行維護(hù)管理功能是對密碼、權(quán)限、檔案、通信與路由、終端、運(yùn)行狀況、故障記錄、報表等方面的內(nèi)容進(jìn)行有效管理；數(shù)據(jù)管理及控制功能包括對數(shù)據(jù)的計(jì)算、檢查、分析、存儲等內(nèi)容進(jìn)行管理以及對電量、功率、費(fèi)率、電纜催收等內(nèi)容進(jìn)行控制；綜合應(yīng)用功能主要是提供異常用電分析、有序用電管理、自動抄表管理、用電分析、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等服務(wù)。用電信息采集首先由主站對集體終端進(jìn)行對時，統(tǒng)一時間后終端進(jìn)行采集工作狀態(tài)，按設(shè)定的時間間隔進(jìn)行定時抄表、存儲并通過無線信道傳數(shù)據(jù)到后臺，如無線信道不穩(wěn)定時，后臺會自動再次生成相應(yīng)的補(bǔ)救命令追補(bǔ)數(shù)據(jù)，最后后臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。整個采集過程，業(yè)務(wù)通信具有整點(diǎn)時刻定時抄表，重傳補(bǔ)數(shù)的特點(diǎn)，保證在業(yè)務(wù)通信失敗的情況下還可以再次重新傳采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息采集可靠性。
二、無線通信信道技術(shù)特點(diǎn)與數(shù)據(jù)丟失規(guī)律分析
1.無線通信信道技術(shù)的特點(diǎn)利用信道的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行分析是無線通信信道技術(shù)的重要特征之一。無線通信信道分為小尺度衰落和大尺度衰落兩種衰落大體。小尺度傳播是指信號在短時間內(nèi)瞬間產(chǎn)生的變化，而大尺度傳播指的是在相關(guān)長的一段時間內(nèi)信號平均功率的變化。信道的相位、振幅會受到多徑傳播和多普勒頻移兩者的影響，產(chǎn)生信號頻散和時間選擇性衰落。衰落也根據(jù)大小將小尺度衰落分為選擇性頻率衰落和平坦衰落。在電力系統(tǒng)無線通信應(yīng)用中通常有如高斯噪聲、白噪聲、窄帶高斯噪聲等多種噪聲陪隨著信號的傳輸，短時衰減是他們其中最大的特點(diǎn)，最大可以達(dá)到60~70dB。無線通信信道技術(shù)噪聲有突發(fā)性的脈沖噪聲、自然噪聲、同步周期性脈沖的噪聲、異步周期性脈沖的噪聲。突發(fā)性的脈沖噪聲顧名思義是指網(wǎng)絡(luò)上開關(guān)的操作或者發(fā)生閃電時產(chǎn)生一系列脈沖噪聲影響到非常寬的頻帶，以致脈沖噪聲密度比背景噪聲的功率譜密度高出50dB；自然噪聲即是指如閃電、雷擊、電焊等自然界各種各校的電磁波造成的自然噪聲；同步周期性脈沖的噪聲是電力設(shè)備按照50Hz或者100Hz來工作的頻率產(chǎn)生的脈沖，功率隨頻率增加而減少；異步周期性脈沖的噪聲是由于大功率電器的開關(guān)發(fā)生周期星的開閉動作導(dǎo)致噪聲產(chǎn)生，重復(fù)率主要集中50~200范圍之內(nèi)。2.電力無線通信數(shù)據(jù)丟失規(guī)律不同地區(qū)電力負(fù)荷的特性不同，影響電力負(fù)荷的因素也不完全相同。[2]電力用電信息采集業(yè)務(wù)的主要任務(wù)是對居民用電信息進(jìn)行采集與監(jiān)控，無線通信往往會受到電磁干擾的影響。對用電信息采集無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，指在根據(jù)電磁干擾造成數(shù)據(jù)丟失規(guī)律，結(jié)合信息采集業(yè)務(wù)的應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)，調(diào)整選用合適的控制策略，以保證用信息采集業(yè)務(wù)的可靠性。分析數(shù)據(jù)丟失規(guī)律，首先要統(tǒng)計(jì)出24小時內(nèi)居民用電負(fù)荷與時間的關(guān)系特性，并結(jié)合用電負(fù)荷量得出階梯獎業(yè)務(wù)量模型，再根據(jù)模式作出規(guī)律性變化分析。在統(tǒng)計(jì)電力用戶用電負(fù)荷狀況時，節(jié)選廣州某居民區(qū)生活和工作用電負(fù)荷24小時規(guī)律變化為例，通過采樣、統(tǒng)計(jì)、整理得出一天內(nèi)的用電負(fù)荷曲線，如圖1所示：其中，負(fù)荷比值=瞬時負(fù)荷量/24小時平均負(fù)荷量。由圖1可以看出，01：00~05：00時間段為居民的休息時間，全天進(jìn)行用電量低谷；05：00~08：00時間段，居民起床、做飯、上班等，用電量略有所回升；08：00~12：00時間段為居民上班時間，使用各種電器設(shè)備，用電量明顯上升，而12：00~13：00為午餐午休時間，用電量隨著部分活動的停止而呈小幅下降；13：00~18：00又進(jìn)入工作期間，用電量也相應(yīng)上升；18：00~20：00時間段是居民回家做飯時間，用電量逐漸增加；20：00~23：00時間是大多數(shù)人在家休息，如電視、空調(diào)等大功率電器大幅啟動，多數(shù)娛樂場所也進(jìn)行一天的高峰，此時處于用電高峰期，在21：00附近進(jìn)入一天用電最高峰，隨后便有所下降，至24時多數(shù)居民已休息，用電量又逐漸步入一天的低谷。電力無線通信數(shù)據(jù)丟失率與電磁干擾因素呈正相關(guān)關(guān)系，一般而已，電磁干擾因素越大，電力無線通信信道數(shù)據(jù)據(jù)丟失率就越大。結(jié)合居民用電負(fù)荷曲線，將一天分成五個時間段，依次為K23：00-6：00；K6：00-12：00；K12：00-18：00；K18：00-20：00；K20：00-23：00。五個時間段的居民用電量呈遞增趨勢，設(shè)20：00的用電負(fù)荷比值為K20：00，那么K20：00-23：00段的平均負(fù)荷比值為：K20：00-23：00=（K20：00+K21：00+K22：00）/3同理可求得其他四個時間段的平均負(fù)荷比值，可以得到五個級別的通信數(shù)據(jù)丟失率階梯模型，可以總結(jié)電力無線通信數(shù)據(jù)丟失規(guī)律是隨著用電量的變化而變化。在接入過程中應(yīng)當(dāng)充分根據(jù)此規(guī)律的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)不同的控制方式，從而最大限制提高無線資源的利用率。
三、無線通信技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用
用電信息采集系統(tǒng)通信分為有線通信和無線通信。無線通信又分為無線專網(wǎng)和無線公網(wǎng)。一般而言，變電站采集終端采用有線的光纖通信方式，保證采集實(shí)時性強(qiáng)；高壓客戶采用230MHz專網(wǎng)或無線公網(wǎng)方式；而低壓客戶幾乎都是采用無線公網(wǎng)通信方式。由于居民用電信息采集中，一個公用配變電下有大量的電力用戶，而且具有用電容量小、計(jì)量點(diǎn)分散等特點(diǎn)，本地信道方式將大量的電力用戶信息集中再往系統(tǒng)主站傳輸是一個低成本的無線通信技術(shù)應(yīng)用方式。因此，用電信息采集系統(tǒng)無線技術(shù)的應(yīng)用主要介紹微功率無線通信、低壓窄帶電力線載波、低壓寬帶電力線載波三種本地信道通信方式的應(yīng)用。[3]微功率無線通信是指采用WSN（WirelessSensorNetworks）技術(shù)的無線通信方式。WSN是一系列微功率通信的總稱，綜合了嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，通信微型傳感器節(jié)點(diǎn)對用戶進(jìn)行實(shí)時的感知和監(jiān)控，利用每個傳感器具有無線通信功能組建成一個無線網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，非常適用于低成本、測量點(diǎn)多、范圍分散的低壓場合。應(yīng)用WSN技術(shù)克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)對點(diǎn)無線傳輸模式的局限性，自組織性、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)性、網(wǎng)絡(luò)分布式特性等較為明顯，而且通信能力、抗干擾能力都比較強(qiáng)，無需要安裝，功耗低，具有很強(qiáng)的成本優(yōu)勢。無線數(shù)據(jù)支持雙向傳輸，既可以上傳電能表的數(shù)據(jù)，又可以接收集中器下發(fā)的命令，還可以中繼來自其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。通信流程如圖2所示：電能表通過無線采集節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)街欣^節(jié)點(diǎn)，并由集中器進(jìn)行處理。集中器下發(fā)命令數(shù)據(jù)，目標(biāo)無線采集節(jié)點(diǎn)就會通過多個中繼節(jié)點(diǎn)收到命令，甚至可以直接收到，然后轉(zhuǎn)發(fā)給電能表。還也可以利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，將突發(fā)事件通過無線節(jié)點(diǎn)主動上傳到后臺，有效地實(shí)現(xiàn)故障報警、實(shí)時監(jiān)控、防竊電。對于測量點(diǎn)相對分散、集中裝表、用戶負(fù)載變化大、載波不穩(wěn)定等場合非常適用。低壓窄帶電力線載波通信指的是載波信息范圍限制在500kHz以內(nèi)的低壓電力線載波通信。配電線主要用于傳輸50Hz大功率電力，配電線連接各種設(shè)備將會影響到傳輸?shù)耐ㄐ判盘枺貏e是近年來變頻家用電器大量使用，對信道的穩(wěn)定性造成巨大的干擾，主要表現(xiàn)為阻抗不穩(wěn)定、噪聲顯著、信號衰減嚴(yán)重，并且這兩個因素隨著時間和頻率變化而變化。窄帶載波通信技術(shù)可以雙向傳輸，不再需要另外通信線路，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，而且具有容易安裝的特點(diǎn)，對于低壓用戶數(shù)據(jù)采集是個很好的應(yīng)用。但其數(shù)據(jù)傳輸速率較低，容易受到噪聲大、信號衰減的影響，在通信可靠性方面還存在著一定的技術(shù)障礙。因此，在應(yīng)用時應(yīng)當(dāng)利用軟硬件技術(shù)結(jié)合，完成組網(wǎng)優(yōu)化窄帶載波通信，對于一些用電負(fù)載特性變化較小、電能表分散布置困難的區(qū)域具有一定的應(yīng)用價值。寬帶電力線載波系統(tǒng)工作在1~40MHz頻率范圍，成功避開了kHz頻段帶來的干擾，并通過擴(kuò)頻調(diào)制或者正交方式來獲得兆級以上的傳輸速率。這種電力線寬帶通信調(diào)制技術(shù)把信道帶寬分成N個正交的子信道，每個子信道呈現(xiàn)相對性和平坦特性，將這些子信道看成理想信息。由于低壓臺區(qū)電力線上的高頻傳輸信號往往會衰減得比較快，需要通過時分中繼、自動中繼、頻分中繼和智能路由計(jì)算等多項(xiàng)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)整個低壓電力通信網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)并通信。這種通信技術(shù)具有較高的抗干擾能力，適應(yīng)性強(qiáng)，可以同時承載多個業(yè)務(wù)并對各個任務(wù)進(jìn)行并發(fā)處理。同時有單跳通信距離受限、信號衰減大等局限性。在應(yīng)用時還需要采用路由、中繼等行之有效的優(yōu)化措施。根據(jù)寬帶載波的短距離和少分支特性，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)應(yīng)用于城鄉(xiāng)公變區(qū)供電區(qū)域、電表集中安裝居民區(qū)等，電能表數(shù)據(jù)采集效果和經(jīng)濟(jì)性均優(yōu)于其他的抄表方式。
四、結(jié)語
智能電網(wǎng)建設(shè)體現(xiàn)一個國家電力發(fā)展水平。而智能用電是智能電網(wǎng)的一個重要組成部分，其建設(shè)水平直接關(guān)系到我國電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、使用效率、有序用電等諸多問題。用電信息采集系統(tǒng)自動化、智能化為智能用電服務(wù)提供有力的技術(shù)。本文在分析用電信息采集系統(tǒng)、無線通信技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對微功率無線通信、低壓窄帶電力線載波、低壓寬帶電力線載波三種本地信道通信方式進(jìn)行討論，旨在為國家智能用電服務(wù)提供支持。
作者:崔凱翔 單位:廣州供電局有限公司荔灣供電局
1綠色無線通信技術(shù)
1.1認(rèn)知無線電
認(rèn)知無線電是一個智能無線電，它能和周圍環(huán)境進(jìn)行交互而改變發(fā)射機(jī)參數(shù)，達(dá)到某種系統(tǒng)優(yōu)化的效果。它的首要任務(wù)是頻譜感知，也就是在認(rèn)知節(jié)點(diǎn)通過對無線電頻譜進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)頻譜空穴，伺機(jī)接入授權(quán)頻譜，在不對主用戶干擾的情況下共享頻譜資源。認(rèn)知無線電通過這種方式極大的提高了頻譜利用率，解決了頻譜匱乏問題。于是根據(jù)香農(nóng)容量公式，在一定的通信容量下，所用功率和帶寬是互換的。也就是說，通過對頻譜進(jìn)行動態(tài)管理，獲取更大的信道帶寬，就可以極大的節(jié)約功率資源，達(dá)到節(jié)能的目的。同時，認(rèn)知無線電通過認(rèn)知無線環(huán)境，動態(tài)地調(diào)整發(fā)射機(jī)參數(shù)，比如，選擇信道衰落較小的頻譜和相應(yīng)的調(diào)制和編碼方式，可以降低所需的功率消耗。當(dāng)然，認(rèn)知無線電不僅在頻譜利用方面綠色節(jié)能，在網(wǎng)絡(luò)方面的認(rèn)知和重配置也將對綠色通信起到巨大的作用[1]。目前，無線移動通信領(lǐng)域技術(shù)體制和標(biāo)準(zhǔn)眾多，出現(xiàn)了各種獨(dú)立的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)平臺，這在一定程度上滿足了各種業(yè)務(wù)需求。但這種異構(gòu)無線接入技術(shù)并存的現(xiàn)象導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的增加和運(yùn)營管理的困難，用戶也不能獲得無縫而滿意的服務(wù)，造成電力能源的極大消耗。為了解決網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性融合問題，構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，需要采取認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)通過對無線資源、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)等多域信息進(jìn)行交互，改變網(wǎng)元屬性，進(jìn)行自適應(yīng)管理、資源優(yōu)化和重配置，形成新網(wǎng)絡(luò)。認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)和綠色無線通信的關(guān)系表現(xiàn)在：網(wǎng)元通過認(rèn)知信息流獲取重配置因素，從而通過重配置進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和改變終端軟件來省掉重復(fù)建設(shè)。因此將極大地節(jié)約資源和能源，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
1.2協(xié)作中繼
在無線信道進(jìn)行信息傳輸時，會發(fā)生路徑損耗、陰影效應(yīng)和各種衰落。要達(dá)到可靠的數(shù)據(jù)連接，基站必須發(fā)射足夠的功率來保證小區(qū)覆蓋，這種大功率的發(fā)送導(dǎo)致基站和手機(jī)的耗能大大增加。然而，如果采用多跳通信，也就是中繼的方式，將基站和移動用戶之間的路徑分為若干較短的鏈路，則可以降低各種損耗和衰落對無線信號的影響。研究表明，中繼方式可以減小系統(tǒng)的傳輸功率和延長電池壽命。協(xié)作中繼通信可分為兩種方式[2]，一種是設(shè)置固定的中繼節(jié)點(diǎn)，另一種是設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)和終端，使移動用戶成為中繼。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)的中繼節(jié)點(diǎn)，作為一個網(wǎng)元，擁有對數(shù)據(jù)的存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、調(diào)度和路由功能，而不僅僅起到放大發(fā)送的作用。對于固定中繼，可以通過提升基站密度的方式來實(shí)現(xiàn)，此時也可達(dá)到降低能耗的目的，但建設(shè)新基站將浪費(fèi)大量資源。而協(xié)作中繼節(jié)點(diǎn)卻有良好的特性。它可以在覆蓋一定區(qū)域的條件下以較低的高度和低功率發(fā)送，和基站及移動用戶無線連接，省去了繁雜線路和接口，還有不需要復(fù)雜的路由算法等。對于移動用戶中繼節(jié)點(diǎn)，其擁有位置靈活，可以增加數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)的穩(wěn)健性，不需要專門設(shè)置固定中繼等優(yōu)點(diǎn)，但終端需要有算法和協(xié)議的支持，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。
1.3小區(qū)縮放
隨著移動通信的發(fā)展和用戶對高數(shù)據(jù)速率的要求，蜂窩網(wǎng)絡(luò)由單一制的宏小區(qū)逐漸向微小區(qū)、微微小區(qū)和家庭基站等形式演變，這在一定程度上減少了系統(tǒng)的功耗，但由于移動業(yè)務(wù)地理上的波動性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐话l(fā)性，基站的能耗還是浪費(fèi)很大。比如，居民區(qū)白天的流量較小而晚上較大，而市中心白天的流量要大得多。如果通過流量均衡關(guān)閉一些流量較小的基站，則可實(shí)現(xiàn)能耗的大幅降低。小區(qū)縮放技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)上述功能[3]。假定移動用戶隨機(jī)分布在蜂窩網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有若干個小區(qū)。當(dāng)多個移動用戶移入某小區(qū)時，使該小區(qū)變得擁擠，則該小區(qū)會自動縮小其覆蓋范圍，進(jìn)而降低該小區(qū)的擁擠程度，同時該小區(qū)周圍的小區(qū)會自動增大，來滿足該小區(qū)未能覆蓋的用戶，避免出現(xiàn)覆蓋空洞。相反，當(dāng)多個移動用戶移出某小區(qū)，則該小區(qū)周圍的小區(qū)會自動縮小而該小區(qū)會自動增大。當(dāng)相鄰小區(qū)容量較大，沒有必要進(jìn)行小區(qū)縮小，這時移動用戶都可在相鄰小區(qū)內(nèi)進(jìn)行服務(wù)，因此可以關(guān)閉該小區(qū)的基站，使基站處于休眠模式，達(dá)到降低能耗的目的。小區(qū)縮放服務(wù)器（CS）控制整個小區(qū)的縮放過程。CS可以設(shè)置于網(wǎng)關(guān)或基站中，通過檢測網(wǎng)絡(luò)流量大小、信道狀況、用戶需求等來進(jìn)行小區(qū)縮放。具體實(shí)現(xiàn)是通過物理器件調(diào)整、基站協(xié)作、中繼等來完成的。比如，小區(qū)擴(kuò)大可以通過提高基站發(fā)射功率來完成，基站協(xié)作可以形成基站簇，從而降低了小區(qū)間的干擾。
1.4云計(jì)算
分布式計(jì)算，也即云計(jì)算技術(shù)，是指通過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動拆分成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)，經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過此項(xiàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)處理數(shù)以千萬計(jì)的信息。由于移動設(shè)備體積小，處理信息、運(yùn)算和存儲能力有限，要高速處理多媒體信息，利用云計(jì)算，可以在移動互聯(lián)網(wǎng)的條件下，完成所需的任務(wù)。和云計(jì)算相關(guān)的技術(shù)有軟件無線電技術(shù)和射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)。軟件無線電是一項(xiàng)發(fā)展較快的無線通信技術(shù)，它采用開放的模塊化結(jié)構(gòu)，基帶處理可通過不同的軟件模塊來實(shí)現(xiàn)，并且軟件可以隨著器件和技術(shù)的發(fā)展不斷更新或擴(kuò)展。基于通用處理器的軟件無線電系統(tǒng)可以降低通信系統(tǒng)開發(fā)和調(diào)試的復(fù)雜度，極大地節(jié)約硬件成本和人力成本。射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)是將基站分為遠(yuǎn)端無線射頻單元和基帶單元[4]。無線射頻單元通過光纖或光傳送網(wǎng)與基帶單元相連，負(fù)責(zé)無線信號的發(fā)送與接收，放置于遠(yuǎn)離基帶單元的遠(yuǎn)端站點(diǎn)，體積小巧。基帶單元負(fù)責(zé)基帶信號的處理，多個基帶單元可形成集中式基站，其內(nèi)包含一個高容量、低時延的交換網(wǎng)絡(luò)來支持多個基帶載波單元的互聯(lián)互通。集中式基站可以避免基帶單元負(fù)載的不均衡，提高設(shè)備利用率。云計(jì)算和軟件無線電及射頻拉遠(yuǎn)的關(guān)系在于，集中式的基帶單元經(jīng)過軟件化，通過高帶寬、低時延的網(wǎng)絡(luò)，可組成一個巨大的實(shí)時云計(jì)算基帶池。這樣，遠(yuǎn)端射頻單元收發(fā)無線信號，實(shí)現(xiàn)多種無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，光纖和負(fù)載轉(zhuǎn)換器連接遠(yuǎn)端射頻單元和虛擬基站，虛擬基站利用實(shí)時云計(jì)算基帶池動態(tài)分配計(jì)算資源以實(shí)現(xiàn)基帶數(shù)字信號處理。
2結(jié)束語
在大力倡導(dǎo)構(gòu)建節(jié)能減排社會時，綠色無線通信已成為了一種潮流，使我們在關(guān)注通信系統(tǒng)容量時也注重其能量效率。該文簡要介紹了綠色無線通信的關(guān)鍵技術(shù)，包括認(rèn)知無線電、協(xié)作中繼、小區(qū)縮放和云計(jì)算等及其在降低系統(tǒng)能耗時的作用。當(dāng)然各種技術(shù)都有自己的缺點(diǎn)，這有待于我們?nèi)タ朔Ｏ嘈旁诓痪玫膶恚G色無線通信將會普及，為建設(shè)環(huán)境友好型社會做貢獻(xiàn)。
作者：楊隨虎 單位：西安郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院
一、無線通信技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采的重要意義
由于煤炭生產(chǎn)的施工環(huán)境比較復(fù)雜，井下人員較多，設(shè)備流動性也較大，在生產(chǎn)操作中，常常采用多工種聯(lián)合流水作業(yè)的形式進(jìn)行煤礦開采，這就要求需要大量的重型設(shè)備參與到煤礦生產(chǎn)中，無論是在設(shè)備運(yùn)輸中，還是在安裝、調(diào)試中，其都有較高的要求，若不注重煤炭井上井下的協(xié)同生產(chǎn)，則容易發(fā)生瓦斯爆炸等事故。然而，隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，建立基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，其不僅可以確保煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行，還可以完成緊急事故的處理，因此，煤礦4G無線通信移動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，具有十分重要的意義。
二、基于4G通信技術(shù)的煤礦無線通信系統(tǒng)
（一）無線移動通信系統(tǒng)架構(gòu)
針對當(dāng)前煤礦生產(chǎn)對無線移動通信系統(tǒng)的需求，利用4G中的TD-LTE通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高傳輸速率的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，建立信息化、自動化、智能化于一體的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，打破當(dāng)前煤礦系統(tǒng)安全生產(chǎn)局面，將煤礦井下傳感器、視頻等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)部署，有效解決信息孤島的問題，確保煤礦安全生產(chǎn)，從而提高煤礦的生產(chǎn)效率。因此，建立基于分時長期演進(jìn)（TD-LTE）的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，由于基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)可以在頻譜帶寬20MHz下可以實(shí)現(xiàn)上行峰值速率和下行峰值速率分別為50Mb/s，100Mb/s，其接入時延可以小于100ms，如表1所示[3]，表示4G通信系統(tǒng)與3G無線通信系統(tǒng)的對比，因此，采用TD-LTE無線通信技術(shù)不僅可以滿足語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)時傳輸，也可以有效避免數(shù)據(jù)丟包、延時等問題。下面對基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)進(jìn)行對比分析：1.基于TD-LTE通信技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)。TD-TLE煤礦無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)主要由基站、接入網(wǎng)關(guān)、BRAS及優(yōu)秀網(wǎng)通信構(gòu)成，其中，優(yōu)秀網(wǎng)網(wǎng)元可以實(shí)現(xiàn)語音通信、數(shù)據(jù)傳輸及集群呼叫功能，其主要通過IMS+EPC+DSS集群模式來實(shí)現(xiàn)的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技術(shù)的基站通信系統(tǒng)。將Femto/Pico基站應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)建設(shè)中，增強(qiáng)區(qū)域的覆蓋范圍，通過自身的傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一接入到安全網(wǎng)關(guān)中，采用IPSEC的方式，以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。當(dāng)基站通過提供WLANAP來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)過程中[5]，其也可以通過PDG直接接入網(wǎng)絡(luò)來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了確保提高高質(zhì)量、高傳輸速率的數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)，則可以通過直接接入3GPP優(yōu)秀網(wǎng)來滿足不同的產(chǎn)品需求，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)活動，建立以SmallCell為基站的網(wǎng)管系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)下層無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上層網(wǎng)管系統(tǒng)的對接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的優(yōu)秀網(wǎng)[6]。在系統(tǒng)中設(shè)置優(yōu)秀網(wǎng)，其主要作用是提供用戶連接、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)承載等功能，分析該系統(tǒng)的優(yōu)秀網(wǎng)系統(tǒng)AXUNiEPC-5[7]，其主要依托電信級EPC優(yōu)秀網(wǎng)的優(yōu)勢來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元MME、PGW等功能融為一體的模式，該優(yōu)秀網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了移動辦公、遙感業(yè)務(wù)、監(jiān)視控制及電子商務(wù)等基本業(yè)務(wù)，其可以為用戶提供安全可靠的LTE接入。另外，優(yōu)秀網(wǎng)系統(tǒng)還利應(yīng)用了IMS系統(tǒng)，其是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，其不僅可以滿足多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求，還可以實(shí)現(xiàn)LTE語音業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并且DSS優(yōu)秀網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)LTE的集群呼叫功能，DSS與EPC相比，其都采用了ATCA架構(gòu)，并且都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化的優(yōu)秀網(wǎng)。4.建立綜合應(yīng)用無線通信系統(tǒng)平臺。利用分布式高性能計(jì)算機(jī)框架架構(gòu)來建立一個安全、可靠、統(tǒng)一的綜合應(yīng)用系統(tǒng)平臺，為了構(gòu)建靈活、適用強(qiáng)的處理平臺，應(yīng)在軟件處理平臺基礎(chǔ)上增加分析處理數(shù)據(jù)的專用支持工具，如支持LTE、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和終端的基站系統(tǒng)[8]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、視頻及語音等各類業(yè)務(wù)，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲及應(yīng)用接口，從而實(shí)現(xiàn)自動化管理的應(yīng)用系統(tǒng)。
（二）無線移動通信系統(tǒng)功能概述
1.調(diào)度功能。調(diào)度系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要通信手段，生產(chǎn)調(diào)度員通過利用調(diào)度功能來統(tǒng)籌調(diào)度所有資源，并對煤礦生產(chǎn)中各種突發(fā)狀況進(jìn)行處理，以保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行。調(diào)度功能主要包括生產(chǎn)進(jìn)程管理、煤礦生產(chǎn)流程整合及資源分配等功能。2.語音業(yè)務(wù)。其主要包括以下幾種業(yè)務(wù)：第一，移動電話，其可以提供語音通信功能；第二，緊急呼叫業(yè)務(wù)，當(dāng)煤礦井下的集群用戶發(fā)起緊急呼叫，呼叫中心將會做出答復(fù)，其類似與電話業(yè)務(wù)，具有簡單方便、快速的特點(diǎn)；第三，主叫號碼識別顯示業(yè)務(wù)，其主要功能是提供主叫用戶號碼給被叫用戶。3.集群通信。為了實(shí)現(xiàn)用戶之間的通信，利用無線集群通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動化的信息共享功能，與公眾無線移動通信相比，無線集群通信系統(tǒng)不僅可以提供系統(tǒng)內(nèi)部的全呼、組呼之外，還可以提高雙向通話功能，通過建立優(yōu)先等級呼叫和緊急呼叫功能，以滿足煤礦生產(chǎn)安全部門指揮調(diào)度的需求。4.增殖數(shù)據(jù)服務(wù)。在增殖數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，主要包括提供視頻通話、物聯(lián)網(wǎng)接入、手機(jī)終端定位、多種數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，其中，對于視頻通話，通過手機(jī)實(shí)時進(jìn)行無線視頻業(yè)務(wù)，以便于井上工作人員的判斷和決策；數(shù)據(jù)網(wǎng)接入，通過利用3G通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)終端及無線傳感器等接口的采集，并利用物聯(lián)網(wǎng)提供終端接入；手機(jī)終端定位，即利用4G無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)語音通話及礦用無線通信手機(jī)終端定位，即通過操作人員攜帶的手機(jī)與基站之間的信號傳輸來獲得操作人員在井下的信息，這樣地面上的工作人員則可以通過計(jì)算機(jī)來了解井下工作人員的信息，其可以確保煤礦井下的安全生產(chǎn)，同時也可以提供實(shí)時信息；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了滿足煤礦井下多種業(yè)務(wù)對寬帶的需求，實(shí)現(xiàn)高速分組無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并通過智能手機(jī)綁定內(nèi)部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息、視頻監(jiān)控及安全生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控等功能，將綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用于系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件實(shí)時顯示功能，當(dāng)煤礦井下出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將會提供自動報警提示功能。
三、結(jié)束語
建立基于4G無線通信技術(shù)的煤礦無線通信系統(tǒng)，利用TD-LTE無線通信技術(shù)來建立寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，由于TD-LTE無線通信技術(shù)具有覆蓋面積廣、信號強(qiáng)、傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)，將無線移動通信系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，不僅可以煤礦地面井下實(shí)時通信，也可以確保煤礦井下安全生產(chǎn)，因此，建立基于4G通信技術(shù)的煤礦無線移動通信系統(tǒng)具有十分重要的意義。
作者：朱賽虎 單位：天地（常州）自動化股份有限公司
一、無線通信技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采的重要意義
由于煤炭生產(chǎn)的施工環(huán)境比較復(fù)雜，井下人員較多，設(shè)備流動性也較大，在生產(chǎn)操作中，常常采用多工種聯(lián)合流水作業(yè)的形式進(jìn)行煤礦開采，這就要求需要大量的重型設(shè)備參與到煤礦生產(chǎn)中，無論是在設(shè)備運(yùn)輸中，還是在安裝、調(diào)試中，其都有較高的要求，若不注重煤炭井上井下的協(xié)同生產(chǎn)，則容易發(fā)生瓦斯爆炸等事故。然而，隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，建立基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，其不僅可以確保煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行，還可以完成緊急事故的處理，因此，煤礦4G無線通信移動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，具有十分重要的意義。
二、基于4G通信技術(shù)的煤礦無線通信系統(tǒng)
（一）無線移動通信系統(tǒng)架構(gòu)
針對當(dāng)前煤礦生產(chǎn)對無線移動通信系統(tǒng)的需求，利用4G中的TD-LTE通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高傳輸速率的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，建立信息化、自動化、智能化于一體的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，打破當(dāng)前煤礦系統(tǒng)安全生產(chǎn)局面，將煤礦井下傳感器、視頻等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)部署，有效解決信息孤島的問題，確保煤礦安全生產(chǎn)，從而提高煤礦的生產(chǎn)效率。因此，建立基于分時長期演進(jìn)（TD-LTE）的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，由于基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)可以在頻譜帶寬20MHz下可以實(shí)現(xiàn)上行峰值速率和下行峰值速率分別為50Mb/s，100Mb/s，其接入時延可以小于100ms，如表1所示[3]，表示4G通信系統(tǒng)與3G無線通信系統(tǒng)的對比，因此，采用TD-LTE無線通信技術(shù)不僅可以滿足語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)時傳輸，也可以有效避免數(shù)據(jù)丟包、延時等問題。下面對基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)進(jìn)行對比分析：1.基于TD-LTE通信技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)。TD-TLE煤礦無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)主要由基站、接入網(wǎng)關(guān)、BRAS及優(yōu)秀網(wǎng)通信構(gòu)成，其中，優(yōu)秀網(wǎng)網(wǎng)元可以實(shí)現(xiàn)語音通信、數(shù)據(jù)傳輸及集群呼叫功能，其主要通過IMS+EPC+DSS集群模式來實(shí)現(xiàn)的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技術(shù)的基站通信系統(tǒng)。將Femto/Pico基站應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)建設(shè)中，增強(qiáng)區(qū)域的覆蓋范圍，通過自身的傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一接入到安全網(wǎng)關(guān)中，采用IPSEC的方式，以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。當(dāng)基站通過提供WLANAP來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)過程中[5]，其也可以通過PDG直接接入網(wǎng)絡(luò)來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了確保提高高質(zhì)量、高傳輸速率的數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)，則可以通過直接接入3GPP優(yōu)秀網(wǎng)來滿足不同的產(chǎn)品需求，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)活動，建立以SmallCell為基站的網(wǎng)管系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)下層無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上層網(wǎng)管系統(tǒng)的對接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的優(yōu)秀網(wǎng)[6]。在系統(tǒng)中設(shè)置優(yōu)秀網(wǎng)，其主要作用是提供用戶連接、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)承載等功能，分析該系統(tǒng)的優(yōu)秀網(wǎng)系統(tǒng)AXUNiEPC-5[7]，其主要依托電信級EPC優(yōu)秀網(wǎng)的優(yōu)勢來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元MME、PGW等功能融為一體的模式，該優(yōu)秀網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了移動辦公、遙感業(yè)務(wù)、監(jiān)視控制及電子商務(wù)等基本業(yè)務(wù)，其可以為用戶提供安全可靠的LTE接入。另外，優(yōu)秀網(wǎng)系統(tǒng)還利應(yīng)用了IMS系統(tǒng)，其是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，其不僅可以滿足多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求，還可以實(shí)現(xiàn)LTE語音業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并且DSS優(yōu)秀網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)LTE的集群呼叫功能，DSS與EPC相比，其都采用了ATCA架構(gòu)，并且都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化的優(yōu)秀網(wǎng)。4.建立綜合應(yīng)用無線通信系統(tǒng)平臺。利用分布式高性能計(jì)算機(jī)框架架構(gòu)來建立一個安全、可靠、統(tǒng)一的綜合應(yīng)用系統(tǒng)平臺，為了構(gòu)建靈活、適用強(qiáng)的處理平臺，應(yīng)在軟件處理平臺基礎(chǔ)上增加分析處理數(shù)據(jù)的專用支持工具，如支持LTE、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和終端的基站系統(tǒng)[8]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、視頻及語音等各類業(yè)務(wù)，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲及應(yīng)用接口，從而實(shí)現(xiàn)自動化管理的應(yīng)用系統(tǒng)。
（二）無線移動通信系統(tǒng)功能概述
1.調(diào)度功能。調(diào)度系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要通信手段，生產(chǎn)調(diào)度員通過利用調(diào)度功能來統(tǒng)籌調(diào)度所有資源，并對煤礦生產(chǎn)中各種突發(fā)狀況進(jìn)行處理，以保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行。調(diào)度功能主要包括生產(chǎn)進(jìn)程管理、煤礦生產(chǎn)流程整合及資源分配等功能。2.語音業(yè)務(wù)。其主要包括以下幾種業(yè)務(wù)：第一，移動電話，其可以提供語音通信功能；第二，緊急呼叫業(yè)務(wù)，當(dāng)煤礦井下的集群用戶發(fā)起緊急呼叫，呼叫中心將會做出答復(fù)，其類似與電話業(yè)務(wù)，具有簡單方便、快速的特點(diǎn)；第三，主叫號碼識別顯示業(yè)務(wù)，其主要功能是提供主叫用戶號碼給被叫用戶。3.集群通信。為了實(shí)現(xiàn)用戶之間的通信，利用無線集群通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動化的信息共享功能，與公眾無線移動通信相比，無線集群通信系統(tǒng)不僅可以提供系統(tǒng)內(nèi)部的全呼、組呼之外，還可以提高雙向通話功能，通過建立優(yōu)先等級呼叫和緊急呼叫功能，以滿足煤礦生產(chǎn)安全部門指揮調(diào)度的需求。4.增殖數(shù)據(jù)服務(wù)。在增殖數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，主要包括提供視頻通話、物聯(lián)網(wǎng)接入、手機(jī)終端定位、多種數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，其中，對于視頻通話，通過手機(jī)實(shí)時進(jìn)行無線視頻業(yè)務(wù)，以便于井上工作人員的判斷和決策；數(shù)據(jù)網(wǎng)接入，通過利用3G通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)終端及無線傳感器等接口的采集，并利用物聯(lián)網(wǎng)提供終端接入；手機(jī)終端定位，即利用4G無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)語音通話及礦用無線通信手機(jī)終端定位，即通過操作人員攜帶的手機(jī)與基站之間的信號傳輸來獲得操作人員在井下的信息，這樣地面上的工作人員則可以通過計(jì)算機(jī)來了解井下工作人員的信息，其可以確保煤礦井下的安全生產(chǎn)，同時也可以提供實(shí)時信息；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了滿足煤礦井下多種業(yè)務(wù)對寬帶的需求，實(shí)現(xiàn)高速分組無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并通過智能手機(jī)綁定內(nèi)部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息、視頻監(jiān)控及安全生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控等功能，將綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用于系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件實(shí)時顯示功能，當(dāng)煤礦井下出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將會提供自動報警提示功能。
三、結(jié)束語
建立基于4G無線通信技術(shù)的煤礦無線通信系統(tǒng)，利用TD-LTE無線通信技術(shù)來建立寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，由于TD-LTE無線通信技術(shù)具有覆蓋面積廣、信號強(qiáng)、傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)，將無線移動通信系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，不僅可以煤礦地面井下實(shí)時通信，也可以確保煤礦井下安全生產(chǎn)，因此，建立基于4G通信技術(shù)的煤礦無線移動通信系統(tǒng)具有十分重要的意義。
作者：朱賽虎 單位：天地（常州）自動化股份有限公司
1TD—LTE的關(guān)鍵技術(shù)
1.1傳輸通道抗衰落油田數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的移動臺與通信基站之間的傳輸主要依靠無線電磁波，在傳輸過程中，周圍電力線發(fā)射的電磁波會干擾信號強(qiáng)度。移動臺發(fā)射無線電磁波的衰減率為N=V/(λ/2)，其中V為數(shù)據(jù)信息在傳輸信道內(nèi)的速率，λ為外界電磁波的波長。如果增大電磁波波長便能有效地控制抗衰減系數(shù)，一般采取增大信源設(shè)備發(fā)射功率的方法來提高傳輸速率[4]。在傳輸系統(tǒng)一級電路信號功率放大過程中，數(shù)據(jù)信號容易在通信線路中發(fā)生全反射現(xiàn)象，使數(shù)據(jù)信號的碼片呈現(xiàn)離散狀態(tài)。在距終端處理器3/4位置處，繼續(xù)進(jìn)行二級數(shù)據(jù)信號功率的放大，使傳輸線路中產(chǎn)生電磁波的強(qiáng)度高于外界干擾電磁波的強(qiáng)度，讓傳輸信道內(nèi)的電磁波與外圍電磁波相互抵消，可降低其電磁波的外圍強(qiáng)度。并且電磁波在相互抵消過程中，也進(jìn)行了一部分的疊加，從而增強(qiáng)了通信信號強(qiáng)度。
1.2編碼調(diào)制油田數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)編碼調(diào)制分為二進(jìn)制編碼調(diào)制、十進(jìn)制編碼調(diào)制以及十六進(jìn)制編碼調(diào)制。十進(jìn)制編碼調(diào)制的輸入端有10個數(shù)據(jù)連接點(diǎn)，每個數(shù)據(jù)點(diǎn)代表不同的數(shù)據(jù)值。輸出部分的連接點(diǎn)共有4個，形成為8421十進(jìn)制編碼。該數(shù)據(jù)連接點(diǎn)的排布從左向右為I0~I9，當(dāng)編碼的數(shù)字首位為0，其他數(shù)字為1時，輸出端編出的碼型序列為0；當(dāng)編碼的數(shù)字第二位為0，其他數(shù)字為1時，輸出端編出的碼型序列為1；當(dāng)編碼的數(shù)字第三位為0，其他數(shù)字為1時，輸出端編出的碼型序列為2，以此類推，即為十進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換原則。十進(jìn)制編碼比二進(jìn)制編碼過程復(fù)雜，但保密性能比二進(jìn)制好。十六進(jìn)制編碼與十進(jìn)制編碼過程相類似，但是對9以后的數(shù)字編碼要用ABCDEFG進(jìn)行編制，當(dāng)編制的數(shù)據(jù)信息為103131156時，那么接收到的編碼序列即為A3D1F6。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中二進(jìn)制編碼技術(shù)通常應(yīng)用于傳輸話音信號，其優(yōu)勢為編碼技術(shù)簡化，占用的信道寬；十進(jìn)制編碼和十六進(jìn)制編碼技術(shù)應(yīng)用于傳輸視頻信息與數(shù)據(jù)信息，這兩種編碼技術(shù)保密性能佳，并且在傳輸數(shù)據(jù)信息中添加了冗余碼與糾錯碼，可保證傳輸信息的有效性。
1.3移動天線射頻移動天線射頻技術(shù)中的設(shè)備根據(jù)俯仰角度不同，分為全向天線與定向天線兩種類型。全向天線由于覆蓋范圍大，發(fā)射功率低，所以容易受到大氣層中電磁波的干擾，使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號失真，這種設(shè)備多用于油田空曠地區(qū)。定向天線覆蓋范圍小，傳輸距離遠(yuǎn)，但是發(fā)射的功率信號只能朝一個傳播方向，如果在大型油田建筑群體設(shè)立單獨(dú)的定向天線，發(fā)射的信號就會被障礙物吸收，因此每個建筑通常設(shè)立3個天線，每個定向天線覆蓋的范圍為120°，組成一個全向覆蓋范圍區(qū)域。每個定向天線的俯仰角度控制在15°范圍內(nèi)，定向發(fā)射的頻率為8000Hz。在發(fā)射射頻功率過程中，發(fā)揮主要功能的設(shè)備為耦合器，其結(jié)構(gòu)組成為直流耦合端、輸入端、隔離端及耦合輸出端。
2TD—LTE技術(shù)的應(yīng)用
2.1數(shù)據(jù)傳輸信道TD—LTE無線通信系統(tǒng)的傳輸信道分成等間隔的32個信道，其中上行信道16個，下行信道16個。上行信道負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的編碼，下行信道負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸。上行信道具有數(shù)據(jù)信息編碼和譯碼功能，可以在數(shù)據(jù)編碼過程中添加冗余碼和糾錯碼。在數(shù)據(jù)字符串間添加冗余碼的過程中，上行信道會根據(jù)冗余碼的排列順序進(jìn)行翻譯，若對等的字符串沒有得到有效的翻譯，編碼器便會重新接收冗余碼，再一次進(jìn)行翻譯表達(dá)，直到油田數(shù)據(jù)終端設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)信息與信源設(shè)備輸出的信息一致，才會完成對數(shù)據(jù)信息的譯碼。
2.2油田數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)的組建要根據(jù)不同的IP地址進(jìn)行劃分，以達(dá)到共享石油專網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)資源的目的。IP地址段分為4個區(qū)域段，A類IP地址段為0~127，B類IP地址段為128~191，C類IP地址段為192~223，D類IP地址段為224~239，每個區(qū)域段之間的主機(jī)設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)端控制功能。
3結(jié)語
TD—LTE無線通信系統(tǒng)采用了單邊帶信號調(diào)制、TDD、傳輸通道抗衰落、編碼調(diào)制、移動天線射頻等技術(shù)，在油田數(shù)據(jù)傳輸專網(wǎng)中連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)資料的共享。數(shù)據(jù)在通信信道傳輸中能減弱外界電磁場的干擾力度，保證傳輸數(shù)據(jù)信號的有效性。我國石油行業(yè)發(fā)展迅速，應(yīng)用TD—LTE技術(shù)建設(shè)石油信息化專網(wǎng)，為石油通信行業(yè)帶來新的希望，也為整個石油系統(tǒng)通信提供一個安全可靠的工作環(huán)境。這種技術(shù)不單用于石油行業(yè)中，在其他行業(yè)也正逐步擴(kuò)展，為我國通信行業(yè)開辟了廣闊的發(fā)展前景。
作者：郭延海單位：中海油信息科技有限公司天津分公司
1礦井巷道信道模型
1．1時變多徑信道模型在礦井巷道環(huán)境下，障礙物對電磁波進(jìn)行反射、散射和折射，使電磁波在巷道內(nèi)形成復(fù)雜的多徑傳播，同時，工作人員及設(shè)備的移動作業(yè)，導(dǎo)致產(chǎn)生多普勒頻移，使巷道內(nèi)的多徑信道具有時變性。因此，礦井巷道信道是具有時變特性的復(fù)雜多徑信道。因此，將相位分量視為常數(shù)是不夠準(zhǔn)確的［10］。本文將相位分量建模為時間的變量，將信道沖激響應(yīng)定義為。
1．2仿真分析采用MATLAB仿真工具，對礦井巷道時變多徑信道模型自相關(guān)函數(shù)仿真。圖1描述了傳統(tǒng)信道模型，帶寬為500Hz和1000Hz的時變多徑信道模型下接收信號的自相關(guān)譜，其中，橫坐標(biāo)表示延時，縱坐標(biāo)表示自相關(guān)函數(shù)。分析發(fā)現(xiàn)，時變多徑信道模型與實(shí)際接收信號自相關(guān)譜較為符合，此信道模型適合礦井無線通信。
2系統(tǒng)性能分析
根據(jù)多徑時變信道模型，假設(shè)接收天線總功率與發(fā)射總功率相等，且等于Pe，信道噪聲是加性白高斯噪聲，每根接收天線的噪聲功率為σ2，則信噪比SNR:ξ=Pe/σ2。
2．1系統(tǒng)容量分析實(shí)際的無線信道是時變的，受到衰落的影響。對于單天線系統(tǒng)，即單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)的信道容量可用下式計(jì)算。圖2給出了單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)和多輸入單輸出(MISO)系統(tǒng)的信道容量與發(fā)射天線數(shù)目之間關(guān)系的仿真結(jié)果，橫坐標(biāo)表示信道容量，縱坐標(biāo)表示概率。其中，仿真參數(shù)設(shè)定為信噪比10dB，迭代次數(shù)為1000，接收天線為1，發(fā)射天線數(shù)目分別為1，2，3。仿真結(jié)果表明，SISO系統(tǒng)信道容量最小，發(fā)射天線數(shù)目從1依次增加時，信道容量也依次增加。圖3給出了MIMO系統(tǒng)的信道容量與發(fā)射天線數(shù)目之間關(guān)系的仿真結(jié)果，橫坐標(biāo)表示信道容量，縱坐標(biāo)表示概率。其中，仿真參數(shù)的設(shè)定同上，發(fā)射天線數(shù)目分別為2，3，4，接收天線對應(yīng)為2，3，4。從仿真結(jié)果可以看出，MIMO系統(tǒng)信道容量隨著收發(fā)天線數(shù)目的增加而增加。對比圖2與圖3發(fā)現(xiàn)，MIMO系統(tǒng)的信道容量顯然比SISO系統(tǒng)的信道容量有了較大增加。
2．2誤碼率分析令xm(l)表示第m根天線的第l個子載波上的發(fā)射信號(l=0，…，L－1)，經(jīng)歷時變多徑衰落信道傳輸和FFT變換后，在t時刻第n根接收天線的第l個子載波上得到的信號yn(t)可由下式得到。采用MATLAB對MIMO－OFDM系統(tǒng)在不同天線數(shù)目下進(jìn)行誤碼率性能對比，具體實(shí)驗(yàn)流程如下:1)初始化過程。給定發(fā)射信號及時變多徑衰落信道的沖激響應(yīng)初始值。接收端采用最小均方誤差(MMSE)檢測算法。2)確定接收信號過程。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過串/并轉(zhuǎn)換、空時編碼、IFFT變換并添加循環(huán)前綴后經(jīng)時變多徑衰落信道到達(dá)接收方，根據(jù)式(5)確定接收信號形式。3)對接收信號去除循環(huán)前綴、FFT變換、空時譯碼及并/串變換后，計(jì)算MMSE檢測加權(quán)矩陣，并進(jìn)一步得到MMSE判決數(shù)據(jù)。4)誤碼率計(jì)算過程。根據(jù)數(shù)據(jù)檢測與判決結(jié)果，與初始輸入數(shù)據(jù)對比，計(jì)算系統(tǒng)誤碼率。基于上述分析與描述，設(shè)置的仿真參數(shù)如表1所示。仿真在收發(fā)天線數(shù)目相等的情況下進(jìn)行，天線數(shù)目分別為1，2，3，多徑數(shù)目假設(shè)為2，接收端采用MMSE檢測。圖4給出了收發(fā)天線數(shù)目相等，不同天線數(shù)目情況下的MIMO－OFDM系統(tǒng)的誤碼率性能，其中，橫坐標(biāo)表示信噪比，縱坐標(biāo)表示誤碼率。從仿真結(jié)果可以看出，隨著收發(fā)天線數(shù)目的依次遞增，從1增加到3，在BER為0．02處，天線數(shù)目選取3相對于選取數(shù)目2和1分別有4dB和9．6dB的增益，系統(tǒng)的誤碼率依次下降且抗多徑衰落的能力依次增強(qiáng)。圖5反映的是多徑對MIMO－OFDM系統(tǒng)性能的影響。圖中，橫坐標(biāo)表示信噪比，縱坐標(biāo)表示誤碼率。這里假設(shè)發(fā)射天線數(shù)目為2，接收天線數(shù)目為2，接收端采用MMSE檢測，多徑數(shù)目取2，4，6。分析發(fā)現(xiàn)，隨著多徑數(shù)目的遞增，在BER為0．02處，多徑數(shù)目選取6相對于選取數(shù)目4和2分別有4．3dB和9．7dB的增益，給定一定的信噪比值，誤碼率隨著多徑數(shù)目的遞增而遞減，此結(jié)果與MIMO－OFDM技術(shù)對抗多徑衰落相符，是一種更適合于礦井巷道通信的無線技術(shù)。
3結(jié)束語
礦井巷道的多徑傳播特性導(dǎo)致礦井無線通信性能的下降，針對煤礦井下這一復(fù)雜的多徑信道，本文建立了時變多徑信道統(tǒng)計(jì)模型，得到信道沖激響應(yīng)自相關(guān)函數(shù);基于該模型深入分析了單輸出和MIMO－OFDM系統(tǒng)的信道容量、不同天線數(shù)目和多徑數(shù)目下的系統(tǒng)性能。數(shù)學(xué)分析和MAT-LAB仿真表明，時變多徑信道模型與實(shí)際接收信號自相關(guān)譜較為符合;與SISO系統(tǒng)相比較，MIMO系統(tǒng)增加了系統(tǒng)容量;同時，系統(tǒng)誤碼性能隨著多徑數(shù)目的遞增而遞減，MIMO－OFDM技術(shù)可以有效對抗礦井巷道的多徑衰落，提高通信系統(tǒng)的可靠性，是一種更適合于礦井巷道通信的無線技術(shù)。
作者：王艷麗張鵬張佳單位：渭南師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院中煤科工集團(tuán)西安研究院
1短距離無線通信在智慧家庭網(wǎng)控建設(shè)中的應(yīng)用
在智慧家庭的建設(shè)中，互聯(lián)互通的控制系統(tǒng)成為關(guān)鍵，如果我們采用有線系統(tǒng)，將對建筑的設(shè)計(jì)提出極大的挑戰(zhàn)，尤其是對已有建筑進(jìn)行改造，將會產(chǎn)生巨大的工程量，而且未來物品的移動也會受到很大有限制。而采用無線系統(tǒng)則可以讓我們擺脫物理連接上的限制，可以靈活地將各種設(shè)備接入家庭網(wǎng)絡(luò)，而短距離無線通信組網(wǎng)與控制也成了我們必然選擇的技術(shù)。近年來，包括藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee、UWB和NFC等短距離無線通信技術(shù)日益成熟，為家用設(shè)備實(shí)現(xiàn)局部組網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)，使得智慧家庭應(yīng)用由愿望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。其中，藍(lán)牙技術(shù)經(jīng)歷了1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0各版本，以及即將到來的4.1版本，其穩(wěn)定性、兼容性、傳輸速率、以及功耗等各個方面不斷改進(jìn)，被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備，如PC、手機(jī)、平板電腦、無線音箱、無線耳機(jī)以及近年來非常火熱的可穿戴式電子設(shè)備上，使消費(fèi)者擺脫了傳統(tǒng)線纜的束縛。
Wi-Fi作為主流短距離無線傳輸技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)完善、技術(shù)成熟、穩(wěn)定易用、兼容性好，已經(jīng)成為智能家電網(wǎng)絡(luò)化方案的主流互聯(lián)技術(shù)，一些家電企業(yè)已開始在電視機(jī)、空調(diào)、冰箱、熱水器、酒柜中大規(guī)模采用嵌入式Wi-Fi模塊，將分散在家中的各個家電產(chǎn)品聯(lián)成一個整體控制系統(tǒng)，改變單一的被動控制。值得一提的是，面對家庭對各種視頻內(nèi)容的消費(fèi)所帶來的網(wǎng)絡(luò)流量爆發(fā)式增長，第5代Wi-F（i802.11ac）應(yīng)運(yùn)而生，為家庭網(wǎng)絡(luò)提供了更高的帶寬、更快的傳輸速度，為智慧家庭實(shí)現(xiàn)提供更有力的支持。通過第5代Wi-Fi進(jìn)行無線連接，網(wǎng)絡(luò)帶寬可以達(dá)到千兆級別，可順暢、無間斷地播放流視頻及下載高帶寬應(yīng)用程序，比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增速10倍。ZigBee多用于家庭自動化、安全保障系統(tǒng)等。在利用Zigbee技術(shù)搭建的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，通過在無線門磁/窗磁報警器、紅外感應(yīng)闖入探測器、保險柜/抽屜振動監(jiān)測器等防盜報警器以及燃?xì)狻熿F、氧氣、溫度、濕度等傳感器內(nèi)安裝Zigbee模塊，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸、分析和報警。此外，ZigBee在燈光控制、家用智能開關(guān)、門禁系統(tǒng)、智能抄表等應(yīng)用中，也發(fā)揮了良好的作用。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，UWB以其高質(zhì)量的近距離通信能力，成為智能家庭數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的中堅(jiān)力量之一。UWB可以運(yùn)用于機(jī)頂盒和DVD播放機(jī)到數(shù)字電視的無線連接，PDA、手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)與PC機(jī)的同步等家庭設(shè)備音視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫妗FC技術(shù)的傳輸速率較低，并不適合直接用于傳輸音視頻等需要較高帶寬的應(yīng)用，但是，NFC技術(shù)允許電子設(shè)備在不到0.1s的時間內(nèi)閃電建立連接，加之其良好的保密性能，成為了在不同場合、不同應(yīng)用領(lǐng)域中其他無線通信技術(shù)的最佳拍檔。例如，將NFC和藍(lán)牙技術(shù)配合使用，可以先通過NFC技術(shù)近距離快速建立連接，再利用藍(lán)牙技術(shù)在手機(jī)、電腦、音頻設(shè)備或打印機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將會給用戶帶來前所未有的體驗(yàn)。對于設(shè)備制造商而言，未來智慧家庭中家居產(chǎn)品的開發(fā)，除了在功能和外觀上的創(chuàng)新以外，采用什么樣的通信協(xié)議以及如何將通信模塊與主系統(tǒng)集成在一起也將是需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。
2結(jié)語
隨著信息化的不斷發(fā)展，特別是寬帶網(wǎng)絡(luò)和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，推動了智慧家庭的普及。如今，短距離無線通信技術(shù)與智能電表、智能音樂播放器、智能廚房、智能健康系統(tǒng)進(jìn)行完美整合，為提高人們生活品質(zhì)，進(jìn)一步改變?nèi)藗児ぷ鳌W(xué)習(xí)和生活方式做出重要貢獻(xiàn)。
作者：翟平李均白銀姍單位：工業(yè)和信息部電信研究院
1GPRS的組網(wǎng)方式
采用APN專網(wǎng)接入首先要做的就是與移動申請APN專網(wǎng)業(yè)務(wù)，隨后移動會為客戶分配專用的APN，而對于普通用戶就沒有這種權(quán)利。使用GPRS專網(wǎng)的SIM卡只能開通專用APN不能使用其他的。APN專網(wǎng)接入方式主要有：（3）中心采用主副GPRS-DTU，采用移動APN專網(wǎng)固定IP，在專網(wǎng)得到APN后給數(shù)據(jù)終端以及中心DTU分配移動內(nèi)部固定IP，GPRS在數(shù)據(jù)終端附著時，SGSN會向HLR查詢是否是所允許使用的，再通過DNS把APN解析成相應(yīng)的IP地址。這種接入方式相對于公網(wǎng)接入方式而言，不僅缺少了DNS解析，又因?yàn)槠浔旧碜詭б苿觾?nèi)網(wǎng)固定IP，所以減少了中間環(huán)節(jié)有利于提高穩(wěn)定性，另外還不用付寬帶費(fèi)，有比較好的性價比；（4）中心采用APN專線，其與子站點(diǎn)一律采用APN內(nèi)網(wǎng)固定IP，這種方案所有的數(shù)據(jù)都在移動GPRS的APN網(wǎng)內(nèi)傳輸，不用經(jīng)過公網(wǎng)。采用這種方案有許多好處如可以在整個傳輸過程中防止泄露信息，還可以在IP地址和端口進(jìn)行過濾。
2中心服務(wù)器通道管理軟件
中心服務(wù)器通道管理軟件包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、下位機(jī)管理模塊通信協(xié)議棧模塊、數(shù)據(jù)加密模塊以及GPRS通信模塊通道管理軟件是目前所有電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的通信方式與通信規(guī)約的集成所在。其中通道管理軟件每個模塊都有各自的功能，系統(tǒng)設(shè)置模塊主要是擁有用戶權(quán)限管理、用戶注銷以及更改用戶等功能系統(tǒng)設(shè)置在數(shù)據(jù)庫中保存；數(shù)據(jù)庫模塊由系統(tǒng)配置庫、報表庫以及采集轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫三個子庫組成，而系統(tǒng)配置庫又包括系統(tǒng)設(shè)置庫、下位機(jī)信息庫以及通信協(xié)議棧庫三個子庫；每個子庫又都有不同的模塊來組成，每個模塊都有其各自的作用，這里就不再進(jìn)行一一的描述了。
3GPRS的安全性分析
3.1GPRS所采用的安全措施
與固定網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)在安全性方面做得還不夠到位，為了使這種狀況得到改善，對用戶的傳輸信息進(jìn)行保密，GPRS采用了GSM中大量的安全保證措施。
（1）為了不讓未注冊的用戶接入，GPRS采用了GSM的移動終端鑒別方法進(jìn)行加密，從而對SIM卡的有效性進(jìn)行確認(rèn)。
（2）運(yùn)營商和用戶首先商量好使用GPRS服務(wù)的區(qū)域，一旦離開這個區(qū)域就不能享受一定級別的QOS這是接入控制。
（3）由于GPRS中的所有安全功能都與SIM卡有關(guān)，所以對SIM卡進(jìn)行了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，想要對其進(jìn)行復(fù)制或偽造都是很難的，從而為網(wǎng)絡(luò)以及用戶的安全提供了可靠保障。根據(jù)對GPRS四點(diǎn)安全機(jī)制的描述不難看出，在GPRS的安全性已經(jīng)能使電力系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用要求得到滿足，最重要的就是對SIM卡的安全保護(hù)，確保用戶信息不被泄露；除此之外GPRS本身也有不足之處，不能確保用戶連接的GPRS網(wǎng)絡(luò)都是真實(shí)的。
3.2應(yīng)用GPRS的安全性建議
根據(jù)GPRS的變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)情況，不光要在GPRS本身安全機(jī)制上作改變，還要加強(qiáng)應(yīng)用層的安全保護(hù)。
（1）采用APN接入方式，利用SIM卡的唯一性來進(jìn)行保護(hù)，只有是規(guī)定的SIM卡手機(jī)號才能訪問，在移動終端與數(shù)據(jù)中心采用專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機(jī)做不到。
（2）使用V.25協(xié)議的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式。從調(diào)度自動化系統(tǒng)所處的位置來看，為了安全性考慮其不能采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與其他分區(qū)直接相連。利用V.25協(xié)議的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式，不僅使調(diào)度自動化系統(tǒng)與外部公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)有所區(qū)分，而且這樣是符合國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會第30號令《電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)規(guī)定》，同時也滿足了電力系統(tǒng)二次安全防護(hù)的分區(qū)要求。
4GPRS技術(shù)特點(diǎn)
GPRS的分組交換技術(shù)與以前的GSM拔號方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式相比有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：（1）高速率。GPRS在理論上的最高速率能夠達(dá)到171.2kbit/s。相比于現(xiàn)有的電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)與短消息服務(wù)GPRS雖不能分配所有的時隙給數(shù)據(jù)服務(wù)但相比之下已有非常大的優(yōu)越性。除此之外，與電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)按連接時長計(jì)費(fèi)法GPRS按數(shù)據(jù)通信量進(jìn)行計(jì)費(fèi)比較，后者更能享受實(shí)惠。（2）永遠(yuǎn)在線。無論是發(fā)送或者接收信息，GPRS能夠立刻連接起來在無線信道內(nèi)。當(dāng)用戶一直處在在線狀態(tài)的時候，用戶可以更快的進(jìn)行連接不再需要復(fù)雜的程序。（3）費(fèi)用低廉。GPRS付費(fèi)按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)來進(jìn)行付費(fèi)，當(dāng)用戶不接收數(shù)據(jù)包時就算在網(wǎng)上掛著也不會有費(fèi)用的流出。中國移動對GPRS的收費(fèi)是按照1K數(shù)據(jù)1min來收取的，而且不收漫游費(fèi)，非常有利于野外施工以及長途運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。
5結(jié)束語
通過對GPRS的安全性以及技術(shù)特點(diǎn)等分析，可以知道GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸有非常多的優(yōu)勢，尤其在電力系統(tǒng)中更加能體現(xiàn)出來。現(xiàn)在，隨著“3G”通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，相信GPRS無線通信技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域會更加廣泛與成熟。
作者：楊麗瑩單位：云南電網(wǎng)公司德宏供電局
摘要：隨著通信技術(shù)發(fā)展及“學(xué)生為中心”的新課堂教學(xué)改革研究的深入，紅外、藍(lán)牙、Wifi等無線技術(shù)在信息教學(xué)反饋領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本文在總結(jié)四類傳統(tǒng)教學(xué)反饋方式的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對比分析現(xiàn)存的無線課堂反饋系統(tǒng)，提煉出以WIFI為代表的無線通信技術(shù)在課堂教學(xué)反饋的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：無線；通信技術(shù)；教學(xué)反饋
一、傳統(tǒng)教學(xué)反饋方式研究
在課堂中，“教”與“學(xué)”同時進(jìn)行，進(jìn)一步說“教”是為了“學(xué)”，因此，教師需要用多種反饋方式來了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并根據(jù)實(shí)時的教學(xué)情況來調(diào)整教學(xué)方法、方式。傳統(tǒng)的教學(xué)反饋的方法主要分為以下四種：1.言語反饋。教師通過課堂提問、課堂討論以及學(xué)生質(zhì)疑等口頭語言交流來分析學(xué)生對課堂知識的掌握程度，從而調(diào)整教學(xué)方法、方式。這種方式缺點(diǎn)是教師得到的反饋信息有些片面，不能全面掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，同時學(xué)生由于缺乏參與感造成注意力分散，導(dǎo)致課堂教學(xué)實(shí)效的流失。2.書面反饋。教師一般通過黑板板書、課后作業(yè)以及課堂測試等手段來觀察學(xué)生對知識內(nèi)容掌握程度與存在的問題。這種方式缺點(diǎn)是教師課堂上時間和精力無法對每一位學(xué)生進(jìn)行有效的“教學(xué)診斷”，另外學(xué)生存在抄襲現(xiàn)象，加大了老師輔佐的難度。3.實(shí)物投影展示式反饋。教師通過實(shí)物投影展示、多媒體演示的方式展現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，從而了解學(xué)生學(xué)習(xí)存在的一些具體問題，讓教師有的放矢地進(jìn)行課堂教學(xué)。這種方式缺點(diǎn)和言語反饋類似，難以保證人人參與，無法準(zhǔn)確掌握整體的課堂教學(xué)效率。
二、基于無線通信技術(shù)教學(xué)反饋系統(tǒng)研究
隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用已成為當(dāng)代教學(xué)新模式的重點(diǎn)研究方向。目前，應(yīng)用在教育領(lǐng)域的主流無線通信技術(shù)有Bluetooth、RFID、UWB、Wi-Fi、紅外等。例如，基于無線通信技術(shù)教學(xué)反饋系統(tǒng)常見的有紅外手持反饋系統(tǒng)如北京松博科技有限公司研發(fā)的EZclick表決系統(tǒng)、Interwrite生產(chǎn)的PPS表決系統(tǒng)等、基于藍(lán)牙的課堂反饋系統(tǒng)如華東師范大學(xué)碩士研究生周麗捷的研究、將GPS與Android相結(jié)合如山西長治醫(yī)學(xué)院計(jì)算機(jī)教學(xué)部魏晉研制的基于Android平臺的課堂簽到與手機(jī)違規(guī)監(jiān)測系統(tǒng)等等幾種反饋系統(tǒng)。總的來說，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，基于Bluetooth、RFID、UWB、Wi-Fi、紅外等技術(shù)的無線反饋式教學(xué)系統(tǒng)在以下四個方面占據(jù)優(yōu)勢：1.反饋實(shí)時性強(qiáng)。無線反饋式教學(xué)系統(tǒng)一般采用手機(jī)、平板等手持終端與教學(xué)服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時通信，因此，教學(xué)反饋信息可以通過“職教云”等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺實(shí)時地顯示在投影屏上。與驗(yàn)收課后作業(yè)、開展課堂測驗(yàn)等傳統(tǒng)教學(xué)反饋方式方式相比，無線反饋式教學(xué)系統(tǒng)在反饋上更快捷，大大縮短了反饋周期，更能幫助師生發(fā)現(xiàn)及解決教學(xué)問題。2.反饋覆蓋范圍廣。無線反饋式教學(xué)系統(tǒng)組成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是樹形或網(wǎng)型，課堂中每一位學(xué)生都能使用終端設(shè)備將疑惑、感想反饋至網(wǎng)絡(luò)平臺，因此相對于課堂點(diǎn)名答疑和課堂討論的傳統(tǒng)方式來說，無線反饋式教學(xué)系統(tǒng)收集到的教學(xué)反饋信息更全面，更客觀地體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。3.數(shù)據(jù)處理效率高。無線反饋式教學(xué)系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將一些接收到的教學(xué)反饋信息，如簽到信息，討論熱度、教學(xué)資料瀏覽情況等，通過預(yù)設(shè)的算法進(jìn)行相關(guān)處理、統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而得到一系列教學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)，更加直觀、清晰的展示于師生面前。
三、總結(jié)
當(dāng)今基于無線通信技術(shù)的教學(xué)反饋系統(tǒng)大多實(shí)現(xiàn)簽到、檢測和互動，教師依據(jù)教學(xué)反饋系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)有針對性地調(diào)整教學(xué)方法方式，同時學(xué)生也能學(xué)習(xí)的疑惑、獲知自己掌握情況，以此有針對性進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。總的來說，無線反饋式教學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)教學(xué)反饋方式相更準(zhǔn)確實(shí)用，不僅提高學(xué)生綜合素質(zhì)，更落實(shí)“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的現(xiàn)代化教學(xué)理念。
作者:曹璐云 申丹丹 張穎 單位:湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1當(dāng)前我國現(xiàn)代無線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
一是在移動通信技術(shù)這一領(lǐng)域，我國的移動通信技術(shù)在這些年時間以來得以出現(xiàn)快速的發(fā)展，其主要是在發(fā)展全球移動網(wǎng)絡(luò)3G狀態(tài)這一層面得以體現(xiàn)，那么我國在逐步發(fā)展的3G網(wǎng)絡(luò)背景下，這就存在著更加寬廣的應(yīng)用3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)平臺，在應(yīng)用的方向上也顯得更為眾多，已經(jīng)在人們的日常生活當(dāng)中深入，按照相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，當(dāng)前我國整個網(wǎng)絡(luò)用戶市場當(dāng)中，將近八成的是3G網(wǎng)絡(luò)，而且隨著社會的更進(jìn)一步的發(fā)展，其發(fā)展態(tài)勢還呈現(xiàn)出持續(xù)上升，特別是更為頻繁化的運(yùn)用商務(wù)市場，這也就體現(xiàn)出未來3G移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展體現(xiàn)出無限的潛力。
二是逐漸發(fā)展的藍(lán)牙技術(shù)。由于發(fā)展的藍(lán)牙技術(shù)比較適合的無線通信則是屬于短距離的，這項(xiàng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)就是現(xiàn)代化無線通信技術(shù)，那么在使用藍(lán)牙技術(shù)的過程當(dāng)中，通過將無線數(shù)據(jù)與語音當(dāng)成載體來實(shí)現(xiàn)短距離的無線通信，藍(lán)牙技術(shù)的主要服務(wù)對象就是移動與固定的終端設(shè)備，可以將傳輸數(shù)據(jù)與信息的服務(wù)提供給用戶，在實(shí)施傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，最長的傳輸距離是十米，傳輸頻段是2.4HGzISM，速率是1Mbps，因此適用的是通信是短距離。
三是日期發(fā)展的無線寬帶技術(shù)。通常來說，在如今我國實(shí)施的無線寬帶接入方式主要是以下幾種，第一種接入方式是多點(diǎn)微波接入技術(shù)，往往這項(xiàng)技術(shù)則是應(yīng)用在多項(xiàng)低頻波段當(dāng)中，并且也僅僅是局限在2.5GHz、3.5GHz、5.8GHz三種波段，這就導(dǎo)致存在比較小的應(yīng)用范圍；第二種接入方式就是紅外光通信接入，在進(jìn)行運(yùn)用這樣的接入技術(shù)的過程當(dāng)中，具備特別高的傳輸速度，導(dǎo)致保持在3MB/s至621MB/s的范圍之內(nèi)，還可以實(shí)現(xiàn)快速傳播數(shù)據(jù)，另外受到紅外線工作波段的影響，那么就導(dǎo)致傳輸能夠得到上百米的距離，另外還并不會影響別的通信系統(tǒng)，在接受與發(fā)射無線信號等方面使用的是光學(xué)儀器；第三種接入方式就是衛(wèi)星接入技術(shù)，這樣的寬帶接入技術(shù)其主要是在教育事業(yè)、房地產(chǎn)、金融等這些行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中運(yùn)用，借助于運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，以便可以實(shí)現(xiàn)快速分發(fā)數(shù)據(jù)包、快速接入互聯(lián)網(wǎng)等服務(wù)，其所具備的穩(wěn)定性顯得特別高，這些行業(yè)領(lǐng)域都比較親睞這種接入方式；第四種接入方式就是微波寬帶接入技術(shù)，在進(jìn)行無線微波寬帶技術(shù)進(jìn)行使用的過程當(dāng)中，應(yīng)該將其頻段保持在28GHz左右，借助于蜂窩式網(wǎng)絡(luò)布局，以便可以將受到傳輸距離導(dǎo)致的損耗降低，而且在這一過程當(dāng)中，這樣的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)比較還能夠?qū)l(fā)射無線通信的功率減少，實(shí)現(xiàn)近距離雙向傳輸語言、圖像、數(shù)據(jù)。
四是超寬帶技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)就是無線載波，借助于無線通信當(dāng)中比較小單位的納秒級別的非正弦型波載，通過脈沖這樣形式運(yùn)用來傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)，這一技術(shù)擁有特別寬的覆蓋頻譜，可以實(shí)現(xiàn)低功耗與低程序下的傳輸數(shù)據(jù)，因此廣泛的在諸多領(lǐng)域采用。
2當(dāng)前我國無線通信技術(shù)發(fā)展趨勢
一是信息個人化方向。由于在當(dāng)前迅速發(fā)展的信息技術(shù)背景下，信息個人化這逐步發(fā)展成為一種主要的未來信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向之一，那么出現(xiàn)的移動IP這項(xiàng)技術(shù)手段這也正是手段與方式推動個人化信息發(fā)展，移動IP技術(shù)能夠做到在手機(jī)上面應(yīng)用各種信息化實(shí)現(xiàn)，如今所出現(xiàn)的逐漸普及手機(jī)這也為這一發(fā)展的實(shí)施起到推動作用，完美結(jié)合移動智能網(wǎng)技術(shù)和IP技術(shù)勢必也會推動快速發(fā)展實(shí)現(xiàn)推動全球個人通信，這也就顯示出即將到來信息個人化時代。
二是無線通信技術(shù)結(jié)構(gòu)的變革化。由于在持續(xù)發(fā)展的無線技術(shù)通信技術(shù)背景下，那么在未來的一段時間范圍內(nèi)無線技術(shù)通信技術(shù)變革化其主要是在高校頻譜的接入方面進(jìn)行表現(xiàn)，其主要是通過將無線通信技術(shù)效率高、容量大等這些特點(diǎn)充分利用，通過無線通信技術(shù)的頻譜增加，以便能夠?qū)崿F(xiàn)全面提升在移動運(yùn)營商之間使用無線通信技術(shù)的效率，將更為快捷的服務(wù)提供給用戶。
三是綜合化優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)與多元化接入網(wǎng)絡(luò)。正是在逐步發(fā)展的無線通信技術(shù)條件下，我來的信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)秀網(wǎng)與接入網(wǎng)方向，而這也就會逐步實(shí)現(xiàn)與推進(jìn)寬帶化與分組化網(wǎng)絡(luò)，另外還會做到在不久的將來實(shí)現(xiàn)在同一優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)綜合傳送多種業(yè)務(wù)信息，這也可以為人們在日常的生產(chǎn)生活工程當(dāng)中對于相關(guān)信息的需求提供方便。
作者:朱軍 單位:貴州航天天馬機(jī)電科技有限公司
1無線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用現(xiàn)狀
無線通信技術(shù)的發(fā)展給電力監(jiān)控系統(tǒng)的建立和發(fā)展提供了技術(shù)支持，電力監(jiān)控系統(tǒng)充分利用無線通信技術(shù)的技術(shù)成果進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的管理職能，提高了電力系統(tǒng)的工作效率。無線通信技術(shù)種類繁多、更新?lián)Q代頻繁，能夠提高電力監(jiān)控系統(tǒng)的性能，使電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展更加具有科學(xué)性和準(zhǔn)確性。
2無線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的具體應(yīng)用
在電力系統(tǒng)中設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，利用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集處理，實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的操作，能大大提高電力系統(tǒng)的工作效率，滿足人們的生活需要。因此，在電力系統(tǒng)監(jiān)控中應(yīng)用無線通線技術(shù)已成為社會發(fā)展的需要。
2.1在電力用戶和線路設(shè)備等方面的應(yīng)用
利用無線通信技術(shù)可以把電力用戶、設(shè)備、線路等監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來，建立一定范圍的局域網(wǎng)，通過遠(yuǎn)程集抄終端，定時抄傳電力用戶的電表信息并進(jìn)行存儲，避免了因系統(tǒng)異常導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失；無線集抄終端還可以智能判斷電路設(shè)備是否出現(xiàn)故障，并把發(fā)現(xiàn)的問題傳送到服務(wù)器，及時發(fā)出警告。通過無線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，如抄表、查詢、統(tǒng)計(jì)、瀏覽、分析、打印等，避免了人為因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等弊端，提高了電力系統(tǒng)的工作效率和電力系統(tǒng)的自動化水平。
2.2在電力服務(wù)方面的應(yīng)用
通過無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)控，把用電系統(tǒng)和移動終端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，既滿足了電力部門向電力用戶及時發(fā)放用電信息的需要，也滿足了電力用戶根據(jù)個人需要自行定制信息查詢的需要。利用無線通信技術(shù)，通過移動終端，采用SMS、WAP、PUSH等形式，實(shí)現(xiàn)辦公自動化和監(jiān)控職能，電力部門可以根據(jù)通知的重要程度采用自動語音通知的形式，并通過設(shè)定系統(tǒng)得到回復(fù)結(jié)果。同時，通過對電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)電力部門和電力用戶的信息溝通，及時解決出現(xiàn)的問題，提高電力部門的服務(wù)效率，滿足電力用戶的需要。電力用戶可以通過無線網(wǎng)絡(luò)利用EMAIL、SMS、WAP_PUSH等形式，讓手機(jī)等終端進(jìn)行信息查詢和信息定制，提高了電力用戶的滿意度，完善了電力部門的服務(wù)職能。
2.3在電力系統(tǒng)內(nèi)部的應(yīng)用
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，使無線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的發(fā)展，通過無線通信技術(shù)的定位功能可以對電力系統(tǒng)工作人員的工作情況進(jìn)行監(jiān)控。隨著智能機(jī)的出現(xiàn)，利用手機(jī)終端還可以實(shí)現(xiàn)信息共享，提高工作效率。如，工作人員在野外工作時，可以通過手機(jī)終端進(jìn)行信息查閱，及時處理和解決遇到的新問題，提高其工作效率。
3結(jié)語
利用無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)控，可以及時采集數(shù)據(jù)，提高電力系統(tǒng)的工作效率和自動化水平，滿足了電力用戶的需要，保證了電力系統(tǒng)工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
作者:張萬里 單位:哈爾濱光宇電氣自動化有限公司
［論文關(guān)鍵詞］無線通信；電網(wǎng)通信；技術(shù)分析
［論文摘要］隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，構(gòu)建完善堅(jiān)強(qiáng)可靠的電力通信網(wǎng)，顯得越來越重要。文章結(jié)合電力通信的特點(diǎn)和需求及無線新技術(shù)的特性，分析無線通信技術(shù)在電網(wǎng)通信中的應(yīng)用前景。
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(yùn)行應(yīng)運(yùn)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(yùn)行的三大支柱。我國的電力通信網(wǎng)經(jīng)過幾十年風(fēng)風(fēng)雨雨的建設(shè)，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(zāi)害能力較強(qiáng)，同時具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，非常適合彌補(bǔ)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(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)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(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無線基站、無線終端及應(yīng)用管理服務(wù)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(diǎn)分配業(yè)務(wù)（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O(shè)FDM+MIMO為優(yōu)秀的無線通信技術(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(diǎn)對點(diǎn)微波、衛(wèi)星通信等長距離通信技術(shù)。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點(diǎn)對點(diǎn)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(dá)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(kuò)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(biāo)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(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID由標(biāo)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(fù)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(dāng)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(luò)的延伸，對于特殊地點(diǎn)寬帶應(yīng)用，盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)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(luò)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(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
（二）WiMax技術(shù)分析
WiMax是一個先進(jìn)的技術(shù)，推出相對較晚，存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。從應(yīng)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(jìn)行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)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(luò)接入服務(wù)。
（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(diǎn)進(jìn)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(yīng)用。從應(yīng)用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)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(biāo)對象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測、工業(yè)、交通等領(lǐng)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(bǔ)，從而能夠揚(yáng)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(biāo)準(zhǔn)，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計(jì)算機(jī)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(yīng)用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入可以實(shí)用的階段，還有很多國家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。
（五）LMDS技術(shù)分析
本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點(diǎn)對多點(diǎn)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(wù)，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(dá)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(shè)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(shè)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(shè)光纖或銅纜情況下，實(shí)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(diǎn)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(yán)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(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外，MMDS沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的設(shè)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(diǎn)，它的頻譜利用率有很大提高，可進(jìn)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(shí)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(wù)服務(wù)，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(wù)功能。
（八）點(diǎn)對點(diǎn)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(yùn)營商的運(yùn)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(wù)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(yùn)營商的新業(yè)務(wù)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I(xiàn)P的平臺之上，可以全面支持運(yùn)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(shè)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(shí)際的方案，經(jīng)濟(jì)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(shè)、通信信道租用費(fèi)用都需要花費(fèi)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(jì)的；而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)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(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)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(diǎn)、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強(qiáng)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(shí)現(xiàn)近距離的超高速無線接入。
首先，從標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標(biāo)準(zhǔn)，只是沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化工作，并且都進(jìn)行了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。
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(diǎn)對點(diǎn)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(shè)。
從傳輸速率上看，點(diǎn)對點(diǎn)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(fèi)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)。公務(wù)員之家
從天線技術(shù)上看，僅僅3G和WiMax技術(shù)采用了MIMO技術(shù)，而其他技術(shù)均未采用MIMO技術(shù)；從傳輸環(huán)境上看，僅僅WiMax技術(shù)和3G技術(shù)支持非視距傳輸，其余技術(shù)均要求視距傳輸環(huán)境；從網(wǎng)絡(luò)安全和QoS機(jī)制上看，WiMax技術(shù)和3G技術(shù)在這方面做得比較優(yōu)秀、完善，其余的均存在較大的問題。
五、無線技術(shù)的應(yīng)用及展望
目前，在電網(wǎng)電力系統(tǒng)通信中仍然以具有高傳輸率、高帶寬、高可靠性等特性的光纖通信為主，但隨著電網(wǎng)對災(zāi)難應(yīng)急、配網(wǎng)自動化、辦公智能化等需求的提出，無線通信將以其迅速部署、不受地面限制等特點(diǎn)尋求到在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用。因此，無線通信可以成為電力系統(tǒng)通信的一個重要補(bǔ)充手段，為電力系統(tǒng)構(gòu)建綜合通信網(wǎng)提供非常重要的一個部分。
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(yùn)行應(yīng)運(yùn)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(yùn)行的三大支柱。我國的電力通信網(wǎng)經(jīng)過幾十年風(fēng)風(fēng)雨雨的建設(shè)，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(zāi)害能力較強(qiáng)，同時具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，非常適合彌補(bǔ)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(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)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(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無線基站、無線終端及應(yīng)用管理服務(wù)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(diǎn)分配業(yè)務(wù)（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O(shè)FDM+MIMO為優(yōu)秀的無線通信技術(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(diǎn)對點(diǎn)微波、衛(wèi)星通信等長距離通信技術(shù)。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點(diǎn)對點(diǎn)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(dá)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(kuò)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(biāo)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(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID由標(biāo)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(fù)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(dāng)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(luò)的延伸，對于特殊地點(diǎn)寬帶應(yīng)用，盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)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(luò)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(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
（二）WiMax技術(shù)分析
WiMax是一個先進(jìn)的技術(shù)，推出相對較晚，存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。從應(yīng)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(jìn)行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)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(luò)接入服務(wù)。
（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(diǎn)進(jìn)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(yīng)用。從應(yīng)用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)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(biāo)對象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測、工業(yè)、交通等領(lǐng)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(bǔ)，從而能夠揚(yáng)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(biāo)準(zhǔn)，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計(jì)算機(jī)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(yīng)用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入可以實(shí)用的階段，還有很多國家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。
（五）LMDS技術(shù)分析
本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點(diǎn)對多點(diǎn)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(wù)，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(dá)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(shè)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(shè)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(shè)光纖或銅纜情況下，實(shí)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(diǎn)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(yán)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(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外，MMDS沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的設(shè)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(diǎn)，它的頻譜利用率有很大提高，可進(jìn)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(shí)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(wù)服務(wù)，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(wù)功能。
（八）點(diǎn)對點(diǎn)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(yùn)營商的運(yùn)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(wù)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(yùn)營商的新業(yè)務(wù)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I(xiàn)P的平臺之上，可以全面支持運(yùn)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(shè)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(shí)際的方案，經(jīng)濟(jì)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(shè)、通信信道租用費(fèi)用都需要花費(fèi)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(jì)的；而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)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(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)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(diǎn)、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強(qiáng)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(shí)現(xiàn)近距離的超高速無線接入。
首先，從標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標(biāo)準(zhǔn)，只是沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化工作，并且都進(jìn)行了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。
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(diǎn)對點(diǎn)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(shè)。
從傳輸速率上看，點(diǎn)對點(diǎn)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(fèi)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)。
從天線技術(shù)上看，僅僅3G和WiMax技術(shù)采用了MIMO技術(shù)，而其他技術(shù)均未采用MIMO技術(shù)；從傳輸環(huán)境上看，僅僅WiMax技術(shù)和3G技術(shù)支持非視距傳輸，其余技術(shù)均要求視距傳輸環(huán)境；從網(wǎng)絡(luò)安全和QoS機(jī)制上看，WiMax技術(shù)和3G技術(shù)在這方面做得比較優(yōu)秀、完善，其余的均存在較大的問題。
五、無線技術(shù)的應(yīng)用及展望
目前，在電網(wǎng)電力系統(tǒng)通信中仍然以具有高傳輸率、高帶寬、高可靠性等特性的光纖通信為主，但隨著電網(wǎng)對災(zāi)難應(yīng)急、配網(wǎng)自動化、辦公智能化等需求的提出，無線通信將以其迅速部署、不受地面限制等特點(diǎn)尋求到在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用。因此，無線通信可以成為電力系統(tǒng)通信的一個重要補(bǔ)充手段，為電力系統(tǒng)構(gòu)建綜合通信網(wǎng)提供非常重要的一個部分。
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(yùn)行應(yīng)運(yùn)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(yùn)行的三大支柱。我國的電力通信網(wǎng)經(jīng)過幾十年風(fēng)風(fēng)雨雨的建設(shè)，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(zāi)害能力較強(qiáng)，同時具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，非常適合彌補(bǔ)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(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)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(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無線基站、無線終端及應(yīng)用管理服務(wù)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(diǎn)分配業(yè)務(wù)（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O(shè)FDM+MIMO為優(yōu)秀的無線通信技術(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(diǎn)對點(diǎn)微波、衛(wèi)星通信等長距離通信技術(shù)。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點(diǎn)對點(diǎn)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(dá)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(kuò)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(biāo)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(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID由標(biāo)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(fù)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(dāng)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(luò)的延伸，對于特殊地點(diǎn)寬帶應(yīng)用，盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)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(luò)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(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
（二）WiMax技術(shù)分析
WiMax是一個先進(jìn)的技術(shù)，推出相對較晚，存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。從應(yīng)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(jìn)行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)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(luò)接入服務(wù)。
（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(diǎn)進(jìn)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(yīng)用。從應(yīng)用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)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(biāo)對象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測、工業(yè)、交通等領(lǐng)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(bǔ)，從而能夠揚(yáng)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(biāo)準(zhǔn)，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計(jì)算機(jī)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(yīng)用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入可以實(shí)用的階段，還有很多國家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。
（五）LMDS技術(shù)分析
本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點(diǎn)對多點(diǎn)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(wù)，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(dá)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(shè)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(shè)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(shè)光纖或銅纜情況下，實(shí)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(diǎn)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(yán)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(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外，MMDS沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的設(shè)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(diǎn)，它的頻譜利用率有很大提高，可進(jìn)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(shí)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(wù)服務(wù)，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(wù)功能。
（八）點(diǎn)對點(diǎn)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(yùn)營商的運(yùn)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(wù)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(yùn)營商的新業(yè)務(wù)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I(xiàn)P的平臺之上，可以全面支持運(yùn)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(shè)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(shí)際的方案，經(jīng)濟(jì)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(shè)、通信信道租用費(fèi)用都需要花費(fèi)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(jì)的；而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)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(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)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(diǎn)、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強(qiáng)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(shí)現(xiàn)近距離的超高速無線接入。
首先，從標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標(biāo)準(zhǔn)，只是沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化工作，并且都進(jìn)行了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。
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(diǎn)對點(diǎn)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(shè)。
從傳輸速率上看，點(diǎn)對點(diǎn)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(fèi)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)。
從天線技術(shù)上看，僅僅3G和WiMax技術(shù)采用了MIMO技術(shù)，而其他技術(shù)均未采用MIMO技術(shù)；從傳輸環(huán)境上看，僅僅WiMax技術(shù)和3G技術(shù)支持非視距傳輸，其余技術(shù)均要求視距傳輸環(huán)境；從網(wǎng)絡(luò)安全和QoS機(jī)制上看，WiMax技術(shù)和3G技術(shù)在這方面做得比較優(yōu)秀、完善，其余的均存在較大的問題。
五、無線技術(shù)的應(yīng)用及展望
目前，在電網(wǎng)電力系統(tǒng)通信中仍然以具有高傳輸率、高帶寬、高可靠性等特性的光纖通信為主，但隨著電網(wǎng)對災(zāi)難應(yīng)急、配網(wǎng)自動化、辦公智能化等需求的提出，無線通信將以其迅速部署、不受地面限制等特點(diǎn)尋求到在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用。因此，無線通信可以成為電力系統(tǒng)通信的一個重要補(bǔ)充手段，為電力系統(tǒng)構(gòu)建綜合通信網(wǎng)提供非常重要的一個部分。
1無線通信技術(shù)的發(fā)展歷程
隨著國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的信息化，人們要通信息化開創(chuàng)新的工作方式、管理方式、商貿(mào)方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫(yī)療保健方式以及消費(fèi)與生活方式。無線通信也從固定方式發(fā)展為移動方式，移動通信發(fā)展至今大約經(jīng)歷了五個階段：
第一階段為20年代初至50年代初，主要用于艦船及軍有，采用短波頻及電子管技術(shù)，至該階段末期才出現(xiàn)150MHZVHF單工汽車公用移動電話系統(tǒng)MTS。
第二階段為50年代到60年代，此時頻段擴(kuò)展至UHF450MHZ，器件技術(shù)已向半導(dǎo)體過渡，大都為移動環(huán)境中的專用系統(tǒng)，并解決了移動電話與公用電話網(wǎng)的接續(xù)問題。
第三階段為70年代初至80年代初頻段擴(kuò)展至800MHZ，美國Bell研究所提出了蜂窩系統(tǒng)概念并于70年代末進(jìn)行了AMPS試驗(yàn)。
第四階段為80年代初至90年代中，為第二代數(shù)字移動通信興起與大發(fā)展階段，并逐步向個人通信業(yè)務(wù)方向邁進(jìn)；此時出現(xiàn)了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各類系統(tǒng)與業(yè)務(wù)運(yùn)行。
第五階段為90年代中至今，隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動數(shù)據(jù)、移動計(jì)算及移動多媒體運(yùn)作需要的第三代移動通信開始興起，其全球標(biāo)準(zhǔn)化及相應(yīng)融合工作與樣機(jī)研制和現(xiàn)場試驗(yàn)工作在快速推進(jìn)，包括從第二代至第三代移動通信的平滑過渡問題在內(nèi)。
2無線通信領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢
首先，無線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)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(diǎn)，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng)。3G可解決廣域無縫覆蓋和強(qiáng)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(shí)現(xiàn)近距離的超高速無線接入。因此，在政策上我們應(yīng)該綜合推進(jìn)各種無線接入的發(fā)展，推進(jìn)組網(wǎng)的一體化進(jìn)程，通過建網(wǎng)的接入手段多元化，實(shí)現(xiàn)對不同用戶群體的需求覆蓋，達(dá)到市場細(xì)分和業(yè)務(wù)的多元化，解決移動通信發(fā)展不均衡的狀況。
其次，我國政府應(yīng)該給企業(yè)配置更多的無線頻率資源，推進(jìn)不同技術(shù)相關(guān)頻譜的規(guī)劃和應(yīng)用工作。這樣才有利于不同的企業(yè)根據(jù)不同的發(fā)展策略和市場需求，綜合地規(guī)劃自己的無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和利用。當(dāng)然，政府也需要加強(qiáng)對有限頻率資源的管理，對于企業(yè)閑置不用的頻率占用，考慮適當(dāng)?shù)氖侄斡枰允栈亍?
其三，從公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來看，3G已經(jīng)成為全球包括中國移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要進(jìn)程。從歐美發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)來看，由于其移動話音用戶的普及率高，通過發(fā)展用戶實(shí)現(xiàn)增長的模式已成為歷史。因此，他們期望通過3G搭建更大的業(yè)務(wù)平臺，從而實(shí)現(xiàn)利潤的新來源。由于3G技術(shù)的成熟，目前3G商用網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)在全球范圍內(nèi)啟動。就我國而言，也要借鑒歐美的經(jīng)驗(yàn)，在用戶數(shù)量增長放緩之前，就應(yīng)提前培育新興移動市場。目前，政府應(yīng)該開始積極考慮3G牌照發(fā)放和商用問題，把握住這個移動業(yè)界的巨大歷史機(jī)遇。
其四，從寬帶無線接入技術(shù)來看，全球該領(lǐng)域發(fā)展十分火熱。該領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出向高帶寬快速躍進(jìn)、覆蓋范圍逐步擴(kuò)張的趨勢。未來，該領(lǐng)域還可能出現(xiàn)更強(qiáng)大的新技術(shù)，從另一個角度對整個無線通信產(chǎn)業(yè)起到推進(jìn)作用。但從近期來看，我們對寬帶無線接入技術(shù)發(fā)展應(yīng)該有一個理性的態(tài)度和科學(xué)的把握。目前的寬帶無線接入技術(shù)主要集中在固定環(huán)境下的高速接入，其移動性和話音支持能力無法和公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)抗衡。在發(fā)展中，我們應(yīng)該從全局的觀點(diǎn)來把握，使之成為與移動網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)的重要技術(shù)手段，這樣既可以充分發(fā)揮其技術(shù)個性，又防止出現(xiàn)不必要的資源競爭和浪費(fèi)。
其五，移動與無線技術(shù)在演進(jìn)中走向融合。當(dāng)前，移動、無線技術(shù)領(lǐng)域正處在一個高速發(fā)展的時期，各種創(chuàng)新移動、無線技術(shù)不斷涌現(xiàn)并快速步入商用，移動、無線應(yīng)用市場異常活躍，移動、無線技術(shù)自身也在快速演進(jìn)中不斷革新。在網(wǎng)絡(luò)融合的大趨勢下，3G、WiMAX、WLAN等各種移動、無線技術(shù)在演進(jìn)中相互融合。
在多元融合的大趨勢下，3G、WiMAX、WLAN等各種無線技術(shù)在競爭中互相借鑒和學(xué)習(xí)，涌現(xiàn)出了同時被上述無線技術(shù)采用的新型射頻技術(shù)，如MIMO和OFDM技術(shù)等。與此同時，在以ITU和3GPP/3GPP2為引領(lǐng)的蜂窩移動通信從3G到E3G，再走向B3G/4G的演進(jìn)道路上，以及IEEE引領(lǐng)的無線寬帶接入從無線個人域網(wǎng)到無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)，再到無線廣域網(wǎng)的演進(jìn)道路上，都開始增加對方的內(nèi)容，例如：移動通信不斷強(qiáng)化寬帶傳輸性能，無線寬帶接入不斷增強(qiáng)漫游性能以及安全性能。
借鑒WiMAX的高速數(shù)據(jù)傳輸特性，蜂窩移動通信啟動了LTE，即“3G長期演進(jìn)”項(xiàng)目，用以增強(qiáng)寬帶傳輸性能。LTE的確立，令蜂窩移動通信系統(tǒng)的技術(shù)線路與定位為“低移動性寬帶接入”的WiMAX有了很多的相似之處。
在“無線＋寬帶”的大趨勢下，無論是蜂窩移動通信技術(shù)還是WiMAX、WLAN等無線寬帶技術(shù)，都面臨著同樣的考驗(yàn)：信道多徑衰落和頻譜效率。在這樣的情況下，OFDM和MIMO就成為各種無線技術(shù)的共同選擇。OFDM在解決多徑衰落問題的同時，增加了載波的數(shù)量，造成了系統(tǒng)復(fù)雜度的提升和帶寬的增大；MIMO則能夠有效提高系統(tǒng)的傳輸速率，在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下提高頻譜效率。因此，OFDM和MIMO的結(jié)合，成為推動“無線＋寬帶”發(fā)展的重要力量。
其六，更遠(yuǎn)的未來，按當(dāng)前專家們的預(yù)想，通信信息網(wǎng)絡(luò)將向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN融合。在未來NGN概念中，固定網(wǎng)絡(luò)將形成一個高帶寬、IP化、具有強(qiáng)QoS保證的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺。在這一平臺上，各種接入手段將成為網(wǎng)絡(luò)的觸手，向各個應(yīng)用領(lǐng)域延伸。而3G、寬帶固定無線接入、各種無線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)方案，都將成為大NGN平臺的延伸部分。從而形成集固定無線手段于一體，各種接入方式綜合發(fā)揮效用，各種業(yè)務(wù)形成全網(wǎng)絡(luò)配置的一體化綜合網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，這一進(jìn)程將是漫長的，也必將遇到很多挫折。
由于無線通信網(wǎng)絡(luò)存在的帶寬需求和移動網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的矛盾，用戶地域分布和對應(yīng)用需求不平衡的矛盾以及不同技術(shù)優(yōu)勢和不足共存的矛盾，因此，決定了發(fā)展無線通信網(wǎng)絡(luò)需要綜合運(yùn)用各種技術(shù)手段，從全局和長遠(yuǎn)的眼光出發(fā)，采取一體化的思路規(guī)劃和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)揮不同技術(shù)的個性，綜合布局，解決不同區(qū)域、不同用戶群對帶寬及業(yè)務(wù)的不同需求，達(dá)成無線通信網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)勢和綜合能力。對此，我國政府管理部門也應(yīng)該積極為運(yùn)營商配備充足的頻譜資源，為其綜合規(guī)劃提供有力的支撐和保障。
總之，無線通信中期未來的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為：各種無線技術(shù)互補(bǔ)發(fā)展，各盡所長，向接入多元化、網(wǎng)絡(luò)一體化、應(yīng)用綜合化的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，并逐步實(shí)現(xiàn)和寬帶固定網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合。
摘要：由于無線通信網(wǎng)絡(luò)存在的帶寬需求和移動網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的矛盾，用戶地域分布和對應(yīng)用需求不平衡的矛盾以及不同技術(shù)優(yōu)勢和不足共存的矛盾，因此，決定了發(fā)展無線通信網(wǎng)絡(luò)需要綜合運(yùn)用各種技術(shù)手段，從全局和長遠(yuǎn)的眼光出發(fā)，采取一體化的思路規(guī)劃和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)揮不同技術(shù)的個性，綜合布局，解決不同區(qū)域、不同用戶群對帶寬及業(yè)務(wù)的不同需求，達(dá)成無線通信網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)勢和綜合能力。對此，我國政府管理部門也應(yīng)該積極為運(yùn)營商配備充足的頻譜資源，為其綜合規(guī)劃提供有力的支撐和保障。本文從市場分析的角度闡述了無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并展望了我國無線通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：無線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢
