无线通信技术在不同领域的应用

目录

一、引言 (2)

二、无线通信的分类 (2)

1.GSM接入技术 (2)

2.ＣＤＭＡ接入技术 (2)

3.ＧＰＲＳ接入技术 (2)

4.蓝牙技术 (3)

5.ＷＣＤＭＡ接入技术 (3)

6.3Ｇ通信技术 (4)

7.无线局域网 (4)

三、无线通信技术在不同领域的应用 (4)

1.无线通信技术在变电站中的应用 (4)

2、现代无线通信技术在海洋地质调查中的应用 (4)

3.无线通信技术在调度通信中的应用 (5)

4.第三代移动通信技术在消防中的运用 (6)

5.激光无线通信技术在宽带接入中的应用 (7)

6.无线通信技术在远程医疗系统中的应用 (8)

四、无线通信技术特点及发展趋势 (9)

1.技术分析 (10)

2 .无线通信技术的发展趋势 (11)

五、结束语 (12)

参考目录

无线通信技术在不同领域的应用

一、前言

无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。

二、无线通信的分类

1.GSM接入技术

GSM是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术。该技术是目前个人通信的一种常见技术代表。它用的是窄带TDMA，允许在一个射频即‘蜂窝’同时进行８组通话。GSM数字网具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。

2.ＣＤＭＡ接入技术

ＣＤＭＡ即code-division multiple access的缩写，译为“码分多址分组数据传输技术”。ＣＤＭＡ手机具有话音清晰、不易掉话、发射功率低和保密性强等特点，发射功率只有ＧＳＭ手机发射功率的160，被称为“绿色手机”。ＣＤＭＡ数字网具有以下几个优势：高效的频带利用率和更大的网络容量、简化的网络规化、通话质量高、保密性及信号覆盖好，不易掉话等。另外，ＣＤＭＡ系统采用编码技术，其编码有４．４亿种数字排列，每部手机的编码还随时变化，这使得盗码只能成为理论上的可能。

3.ＧＰＲＳ接入技术

ＧＰＲＳ是分组交换技术。ＧＰＲＳ的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览等。ＧＰＲＳ的最大优势在于：它的数据传输速度非ＷＡＰ所能比拟。目前的ＧＳＭ移动通信网的数据传输速度为每秒９．６Ｋ字节，而ＧＰＲＳ达到了１１５Ｋｂｐｓ 此速度是常用５６Ｋｍｏｄｅｍ理想速率的两倍。除了速度上的优势，ＧＰＲＳ还有＇永远在线＇的特点，即用户

随时与网络保持联系。

4.蓝牙技术

蓝牙的英文名称为“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ”，实际上它是一种实现多种设备之间无线连接的协议。通过这种协议能使包括蜂窝电话、掌上电脑、笔记本电脑、相关外设和家庭Ｈｕｂ等包括家庭ＲＦ的众多设备之间进行信息交换。蓝牙应用于手机与计算机的相连，可节省手机费用，实现数据共享、因特网接入、无线免提、同步资料、影像传递等。

5.ＷＣＤＭＡ接入技术

ＷＣＤＭＡ技术能为用户带来了最高２Ｍ的数据传输速率，在这样的条件下，现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递。ＷＣＤＭＡ的优势在于，码片速率高，有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集，可以解决多径问题和衰落问题，

6.3Ｇ通信技术

该技术又称为国际移动电话２０００，该技术规定，移动终端以车速移动时，其传转数据速率为１４４ｋｂｐｓ，室外静止或步行时速率为３８４ｋｂｐｓ，而室内为２Ｍｂｐｓ。

7.无线局域网

无线局域网 ＷｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮ，简称ＷＬＡＮ是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它不受电缆束缚，可移动，能解决因有线网布线困难等带来的问题，并且组网灵活，扩容方便，与多种网络标准兼容，应用广泛等优点。ＷＬＡＮ既可满足各类便携机的入网要求，也可实现计算机局域网远端接入、图文传真、电子邮件等多种功能。

三、无线通信技术在不同领域的应用

1.无线通信技术在变电站中的应用

1.1网络通信结构的组成

一般来说，变电站的综合自动化系统主要包括以下三个组成部分：一个是间隔层，它主要是用于与现场的一次设备信号进行控制连接；另一个就是网络层，网络层是用于构建间隔层和变电站层之间的一个网络数据传输通道，通过这个通道完成一些数据的传输；还有一个则是变电站层，变电站层与其他两个层共同来

完成SCADA以及各种变电站管理的功能和其他辅助功能，从而为变电站的工作人员提供一些变电站监视、管理和控制的功能。

1.2通信技术分析

首先，现场的总线技术。在通信技术中，现场总线技术是其基本的技术要求之一。基于网络技术的现场总线在整个通信速率以及实时性和可靠性方面都高于一般的技术，它在很短的时间内就可以成为变电站的自动化系统的主流通信技术，但是到目前为止，现场总线技术仍然还存在着一些问题和弊端，这是发展变电站综合自动化技术的一个瓶颈。

1.3网络拓扑结构

在对网络通信技术进行选择的时候，必须首先考虑网络拓扑结构。网络通信拓扑结构主要有星型的拓扑、总线拓扑以及环形拓扑结构等。其中，在星型的拓扑结构中，任何一个连接只涉及到网络集线和站点，对控制介质进行访问，其访问方法比较简单，而且访问协议也比较简单。另外，单个的站点对故障的影响也只会是一个站点的影响，不会对整个网络产生影响，这样就比较容易对站点进行检测和隔离故障的检测，方便对整个网络进行重新配置。

1.4变电站对网络通信技术的要求

建立数字化的变电站，发展变电站的综合自动化系统，还要着重分析变电站对网络通信技术的要求。

2、现代无线通信技术在海洋地质调查中的应用

现代海洋地质调查越来越成为集海(水下设备、传感器等)、陆(调查船、作业平台等)、空(G咫定位、卫星通信等)各种高技术的综合应用平台，特别是随着卫星通信技术、移动通信技术，网络通信技术以及计算机信息技术的飞速发展，各种现代通信技术在海洋地质调查中得到了广泛的应用(图1)。

2.1海洋地质调查中的应用

在当今海洋地质调查作业中广泛应用的现代通信技术包括:声学通信技术、卫星通信技术、局域网络通信技术及无线电通信技术等。

2.2卫星通信技术的应用

随着空间卫星通信技术的发展，卫星通信在海洋地质调查中也得到普遍应用，尤其是G巧卫星定位和卫星气象的应用尤为广泛。该系统具有全球连续覆盖、定位精度高快速、被动式全天候观测无需通视、操作简便、抗干扰能力强等优点在海洋地质调查中经常要使用GPS(或DGPS)卫星通信定位，所有测站的坐标都使用GpS卫星实时定位，导航GPS接收机接收GPS卫星信号，并根据测量投影方式进行解算后对船舶进行导航和定位。

3.无线通信技术在调度通信中的应用

在国内的各行业，调度通信系统通常以有线通信模式进行建设，但随着wi-fi、3G等无线网络技术的发展，对于固守在单一位置的调度方式而言，无线调度模式在流动性指挥通信系统中具有更多的实际意义，为指挥决策者在各种通信环境下从容应对，实时、高效地完成调度任务提供了基础。

3.1调度通信系统现状

一个企业或政府部门在关键业务上指挥调度可能涉及到的几个工作区域的通信网络环境，有：工作席位、无线区域网、公众移动网、现场通信网。

3.2调度指挥中心移动化

(1)扩展到办公无线区域网;只要在无线区域网覆盖区域内就可以快速部署无线调度台。

(2)调度台可以和无线分机捆绑起来，同组共振，在无线区域网覆盖下实现漫游调度

(3)扩展到现场无线区域网;在现场无线区域网的覆盖下，调度台和无线分机可以在现场部署与使用，利用卫星通信直接接入到中心的20-20调度交换机，完成与中心区域网等同的调度通信模式与业务。

(4)扩展到公众移动网;在公众移动网的有效范围内，手机也可以与调度台绑定一起，同组共振，利用手机完成调度作业，实现远程漫游接听，直接入局语音拨号呼出。

3.2调度电话移动化

应对突发事件，即便离开了工作台，在岗人员可以避险抗灾。一部移动电话在手，调度来电不耽误，既可以转移到移动电话，也可让调度分机与移动电话同振/顺振。

3.3关键技术

在无线调度应用中，包含了中心调度台及末端调度电话全面的无线化部署与接入，可以采用DECT、Wi-Fi、PHS多种技术组建企业无线网络，在备用情况下还可基于GSM/CDMA公众移动网络。

4.第三代移动通信技术在消防中的运用

我们国家现行的消防通信系统主要是以集群方式。新的时期，灭火救援工作日益繁重，汶川地震中充分暴露了在紧急条件下消防通信存在的问题。消防通信工作，对于承担灭火救援任务，保障人民生命财产安全发挥着非常重要的作用。新时期的消防通信将不仅仅是传统意义上的语音业务，将要包含数据业务和视频业务，还将与GIS、GPS系统相结合。更加庞大的业务量，需要更多的网络带宽。3G业务的发展，正迎合了消防通信的发展需要，将3G技术应用到消防通信中是势在必行的。

4.1第三代移动通信系统简介

第三代移动通信系统，简称3G（thirdgeneration），也即国际电信联盟（ITU）定义的IMT-2000，指在2000年左右开始商用并工作在2GHz频段上的国际移动通信系统。3G主要基于码分多址(CDMA)技术，提出了支持不同数据传输速度的要求。

4.2第三代通信系统中的信号处理技术

智能天线（SmartAntenna，SA）能根据信号的入射波方向自适应地调节其方向图、跟踪有用信号、减少甚至抵消干扰信号，从而达到增大信干比、提升移动通信系统容量、提高移动通信系统频谱利用率和降低发射信号功率的效果。

4.3建筑物信号穿透损耗

电磁波对建筑物的穿透损耗定义为当发射源在室外时，建筑物室外场强与室内场强之比（用分贝表示），它和建筑物的结构（砖石或水泥钢筋结构等）有关，也和室内位置（如靠近窗口还是在建筑物中心深处）及所处楼层层次有关。当然，这个穿透损耗还是频率的函数，随频率而变化。

4.4第三代移动通信系统在消防中的应用

（1）现代化的消防指挥调度系统

现代化消防指挥调度系统是由119接警系统、远程协同指挥子系统、辅助决策子系统、预警子系统、战训管理子系统构成。

（2）充分运用视频电话业务

视频电话是一种集图像、语音于一体的多媒体通信业务，可以实现人们面对面实时沟通。通话双方在通话过程中能够互相看到对方场景，近年来已在远程会议、远程教学、远程医疗等方面得到了快速发展。只要通话的双方都在网络覆盖范围内便可使用视频电话。运用视频电话业务，还能对营区、车库、操场随时进行监控，保障领导能够随时随地了解所属部队的最真实情况。

5.激光无线通信技术在宽带接入中的应用

5.1激光无线接入网的拓扑结构

激光无线接入网的拓扑结构通常可分为两类:星形拓扑方式和网状拓扑方式。（1）星形拓扑方式

星形拓扑方式,如图2(a),的优点是可以把业务集中到一点(集线器或中心节点)再接入核心网,效率较高、比较经济。

（2）网状拓扑方式

网状拓扑结构,如图2(b),实际上是一个点对点线路的列阵,主要优点是通过多个网络节点可以提供几乎实时的迂回选路,使服务得到保护,即具有服务恢复或服务冗

余的特点。

5.2调制方式

在光通信中,由于大多数实际的光调制都是强度调制方式,故激光无线接入网也可采用强度调制/直接检测(IM/DD)。该方式以光脉冲的有无来传输1、0序列,即OOK(通断键控)方式是主要的二进制调制方式。

实用中PPM调制方式应用最广泛[2]。通信和突发业务,软交换和软容量。它唯一的缺点是占用的频带宽,但对有很宽带宽资源的光通信来说不是很重要。因此,在CDMA技术和光通信结合后,形成一个新领域———光码分多址(OCDMA).光CDMA也是为每个用户分配—个扩频序列。

6.无线通信技术在远程医疗系统中的应用

基于卫星通信的远程医疗系统以广播通信卫星系统作为远程医疗系统主要通信信道,地基通信系统为补充。系统具有多个小型卫星上行站、接收站,在发达的城市医疗专家中心设固定卫星上行站主站,医疗被服务点设卫星站从站。医疗服务点可以通过现有可靠的地基通信系统,例如IP网、移动电话网、微波站等与卫星站通信。也可以将卫星站系统架设在医疗服务点旁边。多组点对点远程医疗。

6.1呼叫中心系统

医疗服务对象使用Internet、电话、传统书信等一切方式联系呼叫中心寻求帮助。呼叫中心承担整个远程医疗的医疗专家中心与医疗专家中心,医疗专家中心与医疗服务对象联络。根据医疗服务对象的需求,分层次组织各地远程医疗专家中心工作。呼叫中心可以进行初步咨询,对需要卫星通信的远程医疗进行安排。

6.2医疗服务系统

所有能够参加远程会诊的医疗专家中心安装远程医疗专家端软、硬件。需要会诊时,由申请会诊方向医疗专家中心发出会诊需求援助申请。请求确认后,安排医疗专家参加会诊。在整个会诊过程中,专家会诊终端与其它远程会诊终端随时保持音频和视频的联接,再辅以屏幕取景、白板共享等数据工具,使得多方的沟通更加流畅。

6.3医疗卫星电视

在自然灾难地区和流行疫情突发的“热点”地区,医疗卫星电视不仅将提高易出事故的地区医疗服务的质量,而且解决一定数量的其它迫切问题。组织在线指导讲解与关于医学的专题研究和会议。提供点对点医疗服务在紧急状态下,利用卫星网络为海洋远洋船只、航天飞行器上提供医疗服务。

四、无线通信技术特点及发展趋势

1.技术分析

（1）WLAN技术分析

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。

（2）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

（3）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。

（4）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。

（5）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人设施。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。

2 .无线通信技术的发展趋势

无线通信领域各种技术的互补性鲜明。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。比如

3G和WLAN、UWB等，都可实现互补效应。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实现近距离的超高速无线接入。

(1)宽带化

宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展，有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开，而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进，无线传输速率将从第二代系统的9．6Kbit／s向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit／s发展。(2)核心网络综合化，接入网络多样化

未来信息网络的结构模式将向核心网，接入网转变，网络的分组化和宽带化，使在同—核心网络上综合传送多种业务信息成为可能，网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要，将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。

(3)信息个人化

个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段，在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。

(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革

随着网络中数据业务量主导地位的形成，现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡，IP技术将成为未来网络的核心关键技术，IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)的引入，用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据，打破传统的数据接入模式。以IP 为基础组网，开始了移动骨干网IP应用的实践。

三、结束语

无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。比如3G和WLAN、UWB等应该综合推进各种无线接入的发展，推进组网的一体化进程，通过建网的接入手段多

元化，实现对不同用户群体的需求覆盖，达到市场细分和业务的多元化，解决移动通信发展不均衡的状况。

我国政府应该配置更多的无线频率资源，推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。要借鉴欧美的经验，在用户数量增长放缓之前，尽早培育新兴移动市场。全球宽带无线接入技术发展十分火热，该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来，该领域还可能出现更强大的新技术，未来的无线通信网络将是一个综合的一体化的解决方案，各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用。从大范围公众移动通信来看，3G或超3G技术将是主导，形成对全球的广泛无缝覆盖，加强重视无线通信的前景。

参考书目：

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【4】李洁; 石友康.通信节能减排技术.研究工业和信息化部电信研究院通信标准研究所【期刊】.电信网技术 . 2011-01-15

【5】曾民族信息技术的发展对信息行业的影响.北京文献服务处【期刊】.情报学报 .

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【6】李晓平.网格技术在通信行业中的应用.中国移动通信集团设计院有限公司新疆分公司.【期刊】信息与电脑(理论版) . 2011-10-15

【7】吴国庆; 刘梁.信息通信技术在铁路客运专线的应用.中铁第一勘察设计院集团有限公司通信信号处; 天津大学电子信息工程学院.【期刊】信息通信 .2009-04-15