宽带无线移动通信及其军事应用

宽带无线移动通信及其军事应用
宽带无线移动通信及其军事应用

近年来,宽带无线移动通信(Broadband Wireless Mobile Communication)在标准、技术、产品等各个方面得到迅猛发展。2009年初,工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通分别发放了第三代移动通信(3G)牌照,标志着我国移动通信正式进入3G 时代。本文在介绍宽带无线移动通信发展状况的基础上,对我国军事无线通信的发展提出了建议。

宽带无线移动通信标准的沿革

蜂窝移动通信系统

第一代移动通信系统(1G)标准于20世纪80年代初提出、90年代初完成,典型系统有北欧移动电话(NMT)、美国贝尔实验室的先进移动电话业务(AMPS)等。第一代移动通信系统是基于模拟传输的,速度低、业务量小、质量差,而且没有加密、安全性差。

第二代移动通信系统(2G)标准于20世纪80年代末开始制订、90年代中完成,典型的商用系统有“全球通”(GSM)、码分多址(CDMA)等。第二代移动通信系统是基于数字传输的,传输速率可达64千比特/秒。

第三代移动通信系统(3G)标准于20世纪90年代中期开始制订、90年代末完成,其主要特点是无缝全球漫游、高速率、高频谱利用率、高服务质量、低成本和高保密性等,不仅可以提供2兆比特/秒以上的传输速率,而且能够提供多种宽带业务。3G 是目前正在全力开发和实施的移动通信系统,已经在很多国家包括中国开始运营。其主流

宽带无线移动通信及其军事应用

宋志群 马 恒

标准包括时分同步码分多址(TD-SCDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、多载波码分多址(CDMA2000),其中TD-SCDMA 是中国提出并制订的第一个移动通信国际标准。工业和信息化部发放的3G 牌照中,中国移动是基于TD-SCDMA 技术制式的,中国电信是基于CDMA2000

技术制式的,中国联通是基于WCDMA 技术制式的。

为了提高3G 系统的传输速率、支持更多的业务种类,第三代合作伙伴计划(3GPP)在R5版系统中增加了高速下行分组接入(HSDPA),速率可以达到10兆比特/秒以上;随后进一步在R6版中增加高速上行分组接入(HSUPA),核心网也在向全IP 网演化。2004年,3GPP 着手制定3G 演进版本的空中接口和无线接入网络标准,即“长期演进”( LTE)项目。LTE 采用正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)技术作为无线网络演进的核心技术,能够在20兆赫频谱带宽中提供下行100兆比特/秒、上行50兆比特/秒的峰值速率。

第四代移动通信系统(4G)标准正在制订中,预计2011年完成。国际电联已将4G 正式命名为“高级国际移动通信”(IMT-Advanced)。4G 移动通信系统的目标是“任何人、在任何时间、任何地点实现任何形式的通信”。它可以容纳庞大的用户群、改善现有通信的品质、满足高速数据传输的要求,峰值传输速率在用户高速移动时可达到100兆比特/秒、在用户静止或低速移动(如无线局域网和游牧用户)时可达到1吉比特/秒。

宽带无线接入

电气和电子工程师协会(IEEE)于1990

年成

宽带无线移动通信技术的演进及发展。

“西门子”U 15是世界上第一型 3G 手机。

数字通信

模拟调制技术TDMA

FDMA

CDMA OFDM

立了无线局域网(WLAN)标准委员会,于1997年制定出全球第一个无线局域网标准802.11,主要定义了WLAN的物理层和媒体访问控制(MAC)层规范;1999年发布了代替1997年版本的新版IEEE 802.11,以及两个增加的物理层标准802.11a 和802.11b。此后,IEEE又成立了多个任务组对802.11不断进行扩充和增强,使其发展成为一系列协议。其中,802.11b规定了2.4吉赫频段的物理层标准,传输速率可动态调整。由于其设备的实现成本较低,能够被大众广泛接受;且不同厂家的设备由WiFi联盟负责认证,保证了设备之间的兼容性,从而使802.11b成为目前应用最广泛的WLAN协议。

1999年,IEEE成立了802.16工作组来专门研究宽带无线接入技术规范,目标是建立一个全球统一的宽带无线接入标准。2001年4月,由支持802.16标准的设备和器件供应商、软件开发商、运营商成立了全球微波接入互操作性联盟,即WiMAX。802.16标准主要用于城域范围的无线接入,其覆盖范围可达几十千米,远远超过802.11。802.16d标准规定了支持多媒体业务的固定宽带无线接入系统的空中接口规范,包括统一的结构化MAC层以及支持的多个物理层规范。802.16e制定了工作在2~6吉赫的授权频段、支持车辆速度的移动终端、同时支持固定和移动宽带无线接入的系统规范。802.16m 采用MIMO-OFDM技术,大大提高了移动设备的数据传输速率。经过多年努力,IEEE终于在2007年使基于802.16e的技术标准成为3G移动通信标准之一,而正在制订的802.16m标准将瞄准4G(IMT-Advanced)的要求。

IEEE 802.20即移动宽

带无线接入(MBWA)标

准,最初是由IEEE 802.16

工作组于2002年3月提出

的,目标是在高速移动环境

下实现高速率数据传输。随

后,由于在目标市场定位

上的分歧,部分研究人员

脱离IEEE 802.16工作组,于同年9月宣告成立IEEE 802.20工作组。IEEE 802.20工作组的目标是制定一种适用于高速移动环境下的宽带无线接入系统的空中接口规范。IEEE 802.20以MIMO-OFDM为核心,充分挖掘时域、频域和空间域的资源,大大提高了系统的频谱效率。

宽带无线移动通信技术的发展

调制和多址技术

第一代移动通信系统采用模拟语音调制技术,仅提供语音服务,不能传输数据。

第二代移动通信系统开始采用数字调制技术。GSM系统采用频分多址/时分多址接入(FDMA/ TDMA)技术及跳频的复用方式,频率重复利用率较高,同时具有灵活方便的组网结构,可满足用户不同的容量需求。GSM系统采用高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制方式,语音编码传输速率为13千比特/秒。CDMA系统(IS-95标准)上行采用偏移四相相移键控(OQPSK)调制,下行采用正交相移键控(QPSK)调制,语音编码传输速率为8千比特/秒。

CDMA技术广泛应用于第三代移动通信系统,数据传输速率达到了2兆比特/秒。在第三代移动通信标准中,WCDMA和CDMA2000都属于CDMA技术,其基本专利在原理上是重叠的,可认为是基于CDMA核心专利的扩展。TD-SCDMA属于CDMA时分双工(TDD)模式,采用了FDMA、TDMA和CDMA技术,可根据上、下行链路所需的数据量动态地分配时隙,适合于日益增长的非对称数据业务的要求。

对于目前的高速数据

业务来说,单载波通信系

统包括TDMA和窄带的

CDMA系统都存在很大的

缺陷。由于无线信道存在

时延扩展,而且高速信息

流的符号宽度又很小,所

以符号之间会存在比较严

重的码间干扰(ISI),因宽带无线终

端使用起来

非常方便。

此对单载波TDMA系统中所使用

的均衡器提出非常高的要求,包括

要有足够多的抽头数量和训练符号

等,而均衡算法的复杂程度也大大

增加;而对于窄带CDMA系统,

主要问题是扩频增益和高速数据流

之间的矛盾。在保持相同带宽的前

提下,高速数据流比低速数据流所

使用的扩频增益要小,从而限制了

CDMA的抗噪声能力。因此,人

们开始关注正交频分复用(OFDM)

系统。

OFDM系统通过将高速串行

的数据流变成低速的并行数据进行传输,可以大大增加每个子载波的数据符号持续时间,从而有效地减少无线信道时间弥散所带来的码间干扰;加入循环前缀则可以消除无线通信信道多径效应的影响。OFDM系统各子载波相互正交,子信道之间的频谱相互重叠,可以最大限度地利用频谱资源。3GPP LTE、4G、IEEE 802.11和IEEE 802.16等标准都采用了OFDM技术。

MIMO技术

多输入多输出(MIMO)系统的核心思想,是将时间上的空时信号处理与空间上的分集结合起来。时间上的空时信号处理一般通过在发射端采用空时码(STC)来实现,目前常见的空时码有空时分组码(STBC)、空时格码(STTC)、分层空时码(LSTC)等,空时编码的好处是能把对用户有害的无线电波多径传播转变得对用户有利。MIMO技术在多方面提升无线通信系统性能的同时,并不需要占用更多的无线带宽,这使得该技术在频谱资源紧缺的现状下变得更加诱人。

现在,MIMO技术已经被第三代移动通信标准WCDMA所采用,同时在WLAN的802.11标准中也采用了MIMO技术。在未来的宽带无线通信系统中,MIMO技术更是被视为核心技术之一。

智能天线技术

智能天线是一种阵列天线,它通过调节各阵元

信号的加权幅度和相位来改变阵列

的方向图形状,即以自适应或预制

方式控制波束幅度、指向和零点位

置,使波束总是指向期望方向、零

点指向干扰方向,实现波束对用户

的跟踪,从而提高天线的增益和信

干噪比、节省发射功率、延长电池

寿命、降低用户终端体积。

智能天线技术在近年来受到了

越来越广泛的关注。第三代移动通

信标准中的TD-SCDMA系统就是

基于智能天线设计的。WCDMA和

CDMA2000系统也将智能天线作为可选技术。

其他技术

⑴高效编码技术。以Turbo码和低密度奇偶校验(LDPC)码为代表的高效编码技术具有逼近香农限的优异性能以及高编码效率等优点,在降低对信息处理信噪比要求的同时,可提高系统的抗衰落能力。

⑵自组织网络技术。无线自组织网是以分组无线网技术为基础的互联的无线电台、计算机硬件和软件的集合,主要用于满足应急通信和移动通信需求。因此,满足无线自组织网要求的路由协议的目标是快速、准确、高效、可扩展性好。自组织分组无线网络(Ad Hoc网络)、无线网格网络(Mesh网络)是目前研究较多的自组织网络。

⑶无线资源管理技术。可基于信道感知得到的信道信息制定自适应策略,充分利用频域、时域和

空域的资源,使系统性能最优化。无线资源管理技美军基于自组织分组无线网络(Ad Hoc)的传感器网络。

术包括:频域资源管理、时域资源管理、空域资源管理、自适应调制编码和自适应功率控制等。

⑷软件无线电(Software Radio)技术。作为近几年发展的一种实现无线通信的新概念、新体制,软件无线电把电台硬件作为基本平台,尽可能用软件实现无线通信功能。由于软件修改比硬件容易,所以软件无线电在设计、测试方面非常方便,不同系统间的兼容性也易于实现。因此,系统具有很好的通用性、灵活性,互联和升级非常方便。

⑸认知无线电(Cognitive Radio)技术。认知无线电是实现动态频谱共享的一种主流方案。它通过检测空中信号占用的频谱,探知所处无线环境中空闲的频谱资源,然后选择可被自己使用的频率进行通信。租借系统采用认知无线电技术,就能实时地跟踪授权系统占用频率的状况,及时地使用或释放频段;在保障授权系统通信的前提下,与授权系统动态共享频谱。

对发展我国军事无线通信的建议

军事无线通信需求

近年来,民用电子技术、计算机技术和通信技术的飞跃发展,极大地促进了军事无线通信的发展。民为军用、实现民用和军用技术的融合,是新时期军事无线通信发展的特点之一。军事无线通信与民用无线通信在需求方面既有相同又有不同。相同之处在于,两种无线通信都呈现出宽带化、移动化的发展趋势。

现代战争是信息化的战争,通信、侦察、指挥系统对信息传输速率的要求越来越高,高速、可靠的通信手段成为了影响战争胜负的重要条件;同时,为了赢得未来战争的胜利,对部队的机动性提出了很高的要求,军事无线通信系统应能提供高速移动条件下的数据传输。这使得军事无线通信又有别于民用无线通信:

首先,军事无线通信的应用环境较民用无线通信更复杂、恶劣。民用无线通信设备一般具备良好的基础设施,仅需要克服非敌意干扰。而军事无线通信设备往往用于山区、海岛等地区,地形复杂多变、电波传播损耗巨大、多径影响严重;同时,战场的电磁环境也极为恶劣,除了非敌意干扰外,敌方施加的有意干扰将对军事无线通信系统构成巨大威胁。

其次,军事无线通信系统是基于多种平台的系统,包括车载、机载、舰载、弹载、星载系统等。这就对军事无线通信设备的体积、功耗等提出了更高的要求。

第三,军事无线通信由于其特殊性,对安全性及保密性有很高的要求,需要具备抗侦察、抗截获的能力。在信息化战争条件下,通信设施的暴露和信息的泄露,有可能导致敌精确制导武器“顺藤摸瓜”式的精确打击。通信系统的反侦察能力不仅关系到通信网络自身的安全,而且直接涉及到各级指挥机构和主战武器装备的安全。即使通信信号被敌方侦测到,也要保证通信内容的保密性,这就需要对通信内容进行加密,提高抗截获的能力。

第四,在民用宽带无线移动通信系统中,基站大多是固定的、有市电供应,因此对基站端往往没有功率上的严格限制,只有用户终端是功率受限的;而军事无线通信设备的收发两端都是移动使用的,能源储备有限,这就使收发设备的功耗都受到严格限制,必须提高功率利用率。

最后,军事无线通信和民用无线通信所使用的频段不相同。不同频段的电波信号在传输特性上有很大差别,在军事无线通信系统的设计中需要考虑工作频率对系统性能的影响。

民为军用的途径

现代战争是信息化战争,传统的通信装备已无法满足作战需求,迫切需要支持更高数据速率、更美军的“先进多波段通信天线系统”。

高移动速度的新一代军事无线通信系统。与这种需

求不相称的是,较之民用宽带无线移动通信的迅速

发展,军事无线通信技术的发展相对缓慢,诸多新

技术未能及时应用于军事无线通信系统。笔者认为,

新一代军事无线通信系统可以借鉴民用宽带无线移

动通信技术的成果,结合其自身特点,发展出适用

于军用条件下的宽带化、移动化通信装备;将民用

宽带无线移动通信技术应用于军事无线通信可分为

网络应用、产品应用、技术应用三个层次。

⑴网络应用。直接利用民用无线通信网络,对

终端进行改造后用于军事无线通信。近年来,随

着无线通信技术的发展和民用无线通信应用的普

及,运营商建立了大量的2G/3G蜂窝移动通信网和

WiFi、WiMAX宽带无线接入网,实现了对大部分

地区(除山区、森林、湖泊、沙漠等人迹罕至地区外)

的信号覆盖。利用现有的网络资源,解决对移动终

端的加密、加固问题后,即可应用于部队的日常通信。

这种应用模式简单、直接,但安全性、保密性较差,

网络安全问题不能很好地解决;而且战时一旦民用

无线通信网络的基站或供电网络被摧毁,移动终端

便无法继续使用。

⑵产品应用。直接利用民用产品自行组建通信

网络,如自建蜂窝移动通信网基站、宽带无线接入

基站等。这样,军事无线通信网络与民用无线通信

网络完全独立,通过加密、制定安全策略等措施可

以更好地解决网络安全问题。民用产品技术成熟、

价格便宜,采用民用产品自建网络大大减少了设备

的研发周期和成本。但是直接利用民用产品,就只

能使用民用产品支持的频段;而且民用产品在一些

性能指标上(如速率、功耗、体积等)也无法很好

地满足军事无线通信的需求。

⑶技术应用。采用民用宽带无线移动通信中

的核心技术,结合军事无线通信的特殊要求,研制

军用宽带无线移动通信系统。首先应该研究并解决

OFDM、MIMO、智能天线、认知无线电、无线资源

管理、自组织网络等关键技术在军事无线通信中的应

用问题。技术应用层次可将民用技术与军事需求很好

地结合起来,解决通信频段、抗干扰、加固等问题,

从根本上提升我军事无线通信装备的宽带化、移动化

能力,为赢得未来信息化战争提供有力保障。

传感器在现在军事中的运用

常州工学院 题目:传感器在现代军事中的应用 班级: 11机Y3 学号: 09120240 姓名: 周唯 专业: 机械设计制造及其自动化 指导老师:金祥曙 时间:2014年6月16号

传感器在现代军事中的应用 11机Y3 周唯09120240 摘要:技术是当今世界令人瞩目的高新技术之一。为了增强人们对传感器及其技术的重要性的认知,阐述了军用传感器在武器装备中的作用、地位与国内外发展趋势,论述了高技术战争需要新型传感器,高技术武器装备发展对传感器技术的更高的要求,提出了传感器发展思路、发展重点、发展措施与建议。 关键词:传感器;军事;作用;趋势 Abstract: Sensor technology is one of the high and new technology in today's world is impressive. In order to enhance people's perception of the importance of the sensor and its technology, elaborated the function of military sensors in weapons and equipment, status and development trend at home and abroad, this paper discusses the high technology war needs new sensors, high technology weapons and equipment development of the higher demands of sensor technology, put forward the development idea, development priorities, sensor development measures and Suggestions. Keywords: sensor; military; role; trend 0引言 在现代电子信息系统中,信息采集-传感器技术,信息传递-通讯技术,信息处理-微处理器(即计算机技术)是现代电子信息技术的三大核心技术,也是现代武器装备发展的必不可少的重要组成部分。由于传感器可将被测目标的各种非电量信息转换成可进行测量的电信号,因此在军事上传感器是武器装备发展的重要环节。近十几年来,发生的历次局部战争中使用的高技术武器上都装有多种传感器,在对目标探测、精确制导、电子对抗、通讯指挥、故障诊断和自我防护中发挥了重要作用。 专家认为,一个国家军用传感器制造技术水平的高低,决定了该国武器制造层次的高低,决定了该国武器自动化程度的高低,最终决定了该国武器性能的高低。 1传感器简介 1.1定义 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。 1.2传感器主要分类 1.2.1按用途分类:压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。 1.2.2按原理分类:振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。

网络安全技术与应用

一、《网络安全技术和使用》杂志社有限公司办刊宗旨 本刊成立于2003年,先由中华人民共和国公安部主管、中国人民公安大学出版社主办。从2009年起,本刊改由中华人民教育部主管,北京大学出版社主办,是国内网络安全技术和使用领域行业指导性科技月刊,国内外公开发行。 本刊针对网络安全领域的“新人新潮新技术”,旨在传达和反映政府行业机构的政策、策略、方法,探索和追踪技术使用的最新课题、成果、趋势,透视和扫描企业、人物及产业项目的形象、风采、焦点,推动并引领行业整体进步和发展。 本刊系“三高两强”刊物,即信息量高、学术水平高、技术含量高;专业性强、使用性强。读者定位侧重于政府有关各部门领导、干部、专业工作者,企事业、军队、公安部门和国家安全机关,国家保密系统、金融证券部门、民航铁路系统、信息技术科研单位从事网络工作的人员和大专院校师生,信息安全产品厂商、系统集成商、网络公司职员及其他直接从事或热心于信息安全技术使用的人士。 创刊以来,本刊和国内外近百家企业建立了良好的合作关系,具体合作方式包括:长期综合合作、协办、支持、栏目协办和中短期合作。今后,本刊愿和国内外业界权威机构、团体、政府官员及专家学者进一步建立、开展广泛的联系和交流,热忱欢迎业界同仁以多种形式加盟我们的事业。 本刊通过邮订、邮购、赠阅、派送、自办发行及定点销售等多渠道发行,目前发行范围集中于公安、军队、电信、银行、证券、司法、政府机构、大专院校及政务、商务其它各行业使用领域的广大读者。 二、《网络安全技术和使用》主要栏目 焦点●论坛 特别报道:中国信息安全技术和使用中热点、焦点和难点问题的深度报道;业内重大事件透视。 权威论坛:业内专家、学者和官方以及政府有关领导及权威人士的署名文章、讲话,从宏观上对网络安全技术和使用方面的趋势、走向和策略,进行深层次的论述。 技术●使用

无线传感器网络的特点

无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,传感器节点数量可能达到成千上万,甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义:一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内,如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测,需要部署大量的传感器节点;另一方面,传感器节点部署很密集,在一个面积不是很大的空间内,密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点:通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比;通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度,降低对单个节点传感器的精度要求;大量冗余节点的存在,使得系统具有很强的容错性能;大量节点能够增大覆盖的监测区域,减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中,通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定,节点之间的相互邻居关系预先也不知道,如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中,或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力,能够自动进行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传

感器网络使用过程中,部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效,也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中,这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少,

从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变:①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效;②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化,甚至时断时通;③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性;④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化,具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域,传感器节点可能工作在露天环境中,遭受太阳的暴晒或风吹雨淋,甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署,如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固,不易损坏,适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大,不可能人工“照顾每个传感器节点,网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要,要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此,传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。

传感器的在生活中,工业中和军事中的应用

一、请列出生活中见到的传感器的应用。 答:1.自动门,利用人体的红外微波来开关门 2.烟雾报警器,利用烟敏电阻来测量烟雾浓度,从而达到报警目的 3.手机,数码相机的照相机,利用光学传感器来捕获图象 4.电子称,利用力学传感器(导体应变片技术)来测量物体对应变片的压力,从而达到测量重量目的 5.水位报警,温度报警,湿度报警,光学报警 6.电饭锅:功能:到达沸腾温度(居里点)即停止加热。在某种材料的硬件支持下,使得具有这种功能。 7.电子温度计:功能:简单快捷精确测量人体体温。在电子温度计内部加入红外传感器,由于人体在不同温度下发射红外线的强度等因素皆有不同,利用此特点即可使用红外传感器。 二、请列出工业中见到的传感器的应用。 答:1. 差压传感器在医药方面的应用 2. 光纤传感器在智能复合材料中和热加工生产中的应用 3. 红外传感器在皮带运输机安全警示系统中应用 4. 电涡流传感器在印刷品厚度检测中的应用 5. 距离传感器在判断车辆运动速度方面 6. 湿度传感器在纺织印染生产中的应用很广。在纺织印染生产中,因为对湿度的要求非常高,常常需要对生产环境的湿度进行准确测量。起先是采用湿度计来进行,但随着现代科学技术的发展,加上湿度测

量本身比较复杂,这种仅靠湿度计来测量湿度的方法已经远远不能胜任。湿度传感器是通过湿敏元件,把空气中水蒸气转换成电信号输出,湿度传感器具有反应迅速、测量准确等优点,被大量地应用到纺织印染生产中,提高了生产的质量。 三、请列出航空航天领域中的传感器的应用。 1. 陀螺仪:是一种用来传感与维持方向的装置,基于角动量守恒的 螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的轮子构 成。陀螺仪一旦开始旋转,由于轮子的角动量,陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用于导航、定位等系统。 2. 加速度传感器在航空航天中的应用。 3. 高度传感器:在重力场中,大气压强随高度增加而减小,故可通过测量大气压强间接地检测高度。利用这种方法检测高度的传感器可称气压式高度传感器。 4. 空速传感器: 空速传感器敏感的信息不断提供给驾驶员和有关控制系统。这样才能合理地操纵和控制飞行姿态、导航、以及照相、轰炸瞄准和武器发射等。 5. 迎角和侧滑角的传感器:迎角是决定飞机升力和阻力的重要参数他对控制飞机的速度和起飞着陆,以及防止飞机失速极为重要。 6. 水平线传感器:地球的水平线 检测水平线可用热敏电阻式热辐射计,亦可用PbTiO3、LiNbO3构成

无线移动通信与物联网的应用与研究

无线移动通信与物联网的应用与研究 无线移动通信网络的迅速发展,不但能给予用户最基本的业务支持,还可提供更加便捷的高科技业务。无线移动通信与物联网相结合将给人们的生活带来更多的便利。 1 无线移动通信网络 与传统的3G 网络相比,4G网络可以高效地实现语音、图像以及数据传送,将不同的无线平台以及不同频带的无线网络有效地连接在一起,实现数据传送的无缝连接,同时可靠地实现在高速移动环境下的快速数据传送。 图1中可以看出4G系统是一个集成广播电视网络、无线蜂窝网络、卫星网络、无线局域网、蓝牙等系统与固定的有线网络融为一体的系统结构,各种类型的接入网通过多媒体接入系统都能够无缝地接入基于IP的核心网,形成一个公共的、灵活的、可扩展的平台。 根据目前对4G特性的研究,忽略具体的无线通信技术和空中接口,将4G系统视为全IP环境下的通用无线网络。其抽象化的体系结构如图2所示。 2 物联网结构研究(如图3) 为了实现无线移动通信网络与物联网的有效结合,物联网应该具备以下特征:(1)需要整体且全面的对物体进行感知,利用二维码或是RFID 智能标签实现对物体的实时信息读取。(2)能够实现有效的数据传输,并能有效地克服距离的障碍,从而进行远端识别。通过互联网或其他网络,能够即时的传送各类物体的信息。(3)具备一定的可控性,通过智能识别功能,能够对物体实现精确识别,并利用计算机进行全面的分析,从而获取到所需要的信息。为了充分地实现这些功能,需要具备相应的关键技术,比如数据的实时分析处理技术、智能识别技术等。现阶段物联网公认有三个层次:第一层次是感知层,用以连接传感器或RFID等电子标签;第二层为网络层,主要实现各类数据的有效传输;第三层是应用层,用于面向用户。

无线传感器网络的应用及影响因素分析

无线传感器网络的应用与影响因素分析 摘要:无线传感器网络在信息传输、采集、处理方面的能力非常强。最初,由于军事方面的需要,无线传感网络不断发展,传感器网络技术不断进步,其应用的X围也日益广泛,已从军事防御领域扩展以及普及到社会生活的各个方面。本文全面描述了无线传感器网络的发展过程、研究领域的现状和影响传感器应用的若干因素。关键词:无线传感器网络;传感器节点;限制因素applications of wireless sensor networks and influencing factors analysis liu peng (college of puter science,yangtze university,jingzhou434023,china) abstract:wireless sensor networks in the transmission of informa- tion,collecting,processing capacity is very strong.initially,due to the needs of the military aspects of wireless sensor networks,the continuous development of sensor network technology continues to progress its increasingly wide range of applications,from military defense field to expand and spread to various aspects of social life.a prehensive description of the development process of the wireless sensor network,the status of the research areas and a number of factors affecting the application of the sensor. keywords:wireless sensor networks;sensor nodes;limiting factor 一、无线传感器网络的技术起源以及特点

无线网络技术及应用

邮电大学工程硕士研究生堂下考试答卷 2016学年第二学期 考试科目无线网络技术及应用 姓名 年级 专业 2016年 6月28日

D2D终端直通技术研究 摘要:D2D(device-to-device)通信是一种在蜂窝系统的控制下,允许终端用户通过共享小区资源进行直接通信的新技术,通过提高空间利用率从而提高频谱利用率,在某些场景下使移动通信变得更加直接和高效,缓解基站压力,提高用户体验。本文首先给出了D2D通信系统的基本概念、技术特点,重点关注干扰管理、模式选择、资源分配和功率控制。最后对D2D通信技术在下一代网络中的应用提出了一些构想。 关键词:D2D通信技术;蜂窝网络;资源分配;下一代网络 一、D2D的概念及技术特点 D2D(Device-to-Device)通信,也称为邻近服务(Proximity Service,Pro Se),是由3GPP组织提出的一种点到点的无线通信技术,它可以在蜂窝通信系统的控制下允许LTE终端之间利用小区无线资源直接进行通信,而不经过蜂窝网络中转。作为面向5G的关键候选技术,D2D技术能够提升通信系统的频谱效率,减轻系统负荷,在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。同时,由于降低了通信距离,D2D技术还可以降低移动终端发射功率,减少电池消耗,提高终端续航时间。LTE-D2D 有以下几个技术特点。 (1)工作在许可频段 基于LTE技术的D2D工作在许可频段,作为LTE通信技术的一种补充,它使用的是蜂窝系统的频段,通过基站对无线资源的控制使得对小区其他用户的干扰控制在可接受围,因此可以给用户提供干扰可控的环境和较高质量的通信服务。并且利用网络中广泛分布的用户终端以及D2D通信链路短距离的特点,可以实现频谱资源的有效利用,获得资源空分复用增益。而蓝牙、Wi-Fi Direct、Flash Lin Q等技术,工作在免许可频段,存在严重干扰,通信QoS无法得到保障。 (2)网络参与D2D通信流程

中国宽带无线技术发展走势分析doc5(1)

中国宽带无线技术发展走势分析 当前,中国宽带无线产业在整体上呈现出理性务实、健康有序的发展态势,其发展前景被普遍看好。从技术上看,宽带无线的崛起是发展下一代网络(NGN)的必然结果。而先行规划频率、实现产业合作将会对发展宽带无线产业起到关键的推进作用。 当今,围绕NGN问题的辩论与讨论,首先推进与揭示了一系列以IP为基础的新一代网络的QoS性能、安全性、智能网管改进及由现今TDM/SDH/ATM为主导的网络向新一代IP网络平滑演进的务实途径。这是一种前后向兼容、有效创造增值效益的演进,而宽带无线亦将按这一概念向前发展。特别从个性化含义上看,未来NGN及GII的接入与应用层面,必将是无线通信的世界,宽带无线已日益呈现出其重要性。 在迈向NGN途径中,全球无线/移动通信的发展呈现出六大趋势,即传送宽带化、应用个性化、接入多样化、网络数据化、系统互补化及有线/无线一体化。对此,宽带无线接入将成为NGN、NGBW(下一代宽带无线)及3G演进的重要的接入与传送支撑技术。 一方面,固定无线接入比移动通信容易操作和实现,智能天线、软件无线电以及一系列现代编码调制及自适应信号处理技术等能够提高功率/频谱有效性的新技术往往首先在固定无线接入中试验与装备应用,因此,固定无线接入往往成为新一代移动通信的技术先导;另一方面,NGN、NGBW及3G演进需要宽带无线接入作连接、中继支撑,而且新一代宽带无线接入与新一代移动通信之间的移动性的界面正在模糊,一些新的宽带无线接入技术本身即具备良好的非直视(N-LoS)及移动能力,甚至可构成广域移动

覆盖。由此产生了NGN系统结构的一种重要设想,即对各种新老交替的无线通信提供接入手段,包括新一代FWA技术及移动通信技术,以及各种有线和无线接入手段,公用、专用及共用,地面、空间及海上,广播、交互、移动、半移动、游牧、可搬移,或静止/固定式等等,覆盖域可涉及WBAN?/?WPAN?/?WLAN?/?WMAN?/?WWAN等各种类别,经过中介汇聚桥接途径,均统一、协同、互补地工作于NGN的以IP为基础的核心平台之上,形成有线与无线、固定与移动,以及通信网、计算机网与广播电视网这三网的有机融合。 中国在宽带无线技术的应用与发展方面,无论是宽带无线接入或者是3G与3G演进,均在“冷静、稳妥、科学、XX”及“积极跟进、试验先行、培育市场、支持发展”的基本原则与方针指导下,以频率规划资源先行为前提,正积极准备、冷静处理、务实发展着。 频率规划先行,面向宽带的频率规划及管理思路,主要体现在以下三个方面。 首先是全面修订中国无线电频率划分规定。这是因为,对发展新技术、新业务而言,频谱资源规划与分配必须先行。为使我国无线电频率规划适应国际、国内电信新环境并与国际接轨,必须首先使我国“无线电频率划分规定”与国际电联ITU的最新世界无线电通信大会(WRC)及其确定的国际无线电规则(Radio?Regulation)相接轨。按照这一思路,信息产业部无线电管理局于1999年初开始,做了大量工作和不懈努力,六易其稿,最终完成了对1982年版本的“无线电频率划分规定”(试行)文本的全面修订。 2001年8月,新的“中华人民XX国无线电频率划分规定”得到国务院和中央军委最高领导签批通过,并于2001年11月12日以中华人民XX国信息产业部令第14号正式

无线通信技术应用与发展

无线通信技术应用及发展 无线通信技术热点领域 近几年来,全球通信技术的发展日新月异,尤其是近两三年来,无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术,呈现出如火如荼的发展态势。其中最具代表性的有蜂窝移动通信、宽带无线接入,也包括集群通信、卫星通信,以及手机视频业务与技术。 蜂窝移动通信从上世纪80年代出现到现在,已经发展到了第三代移动通信技术,目前业界正在研究面向未来第四代移动通信的技术;宽带无线接入也在全球不断升温,近几年来我国的宽带无线用户数增长势头强劲。宽带无线接入研究重点主要包括无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)技术;模拟集群通信的应用开始得比较早,但随着技术的发展,数字集群通信技术越来越赢得大家的关注;卫星通信以其特殊的技术特性,已经成为无线通信技术中不可忽视的一个领域;手机视频广播作为一种新的无线业务与技术,正在成为目前最热门的无线应用之一。 无线通信技术演进路线 2.1 无线技术与业务发展趋势

无线技术与业务有以下几个发展趋势: (1)网络覆盖的无缝化,即用户在任何时间、任何地点都能实现网络的接入。 (2)宽带化是未来通信发展的一个必然趋势,窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取代。 (3)融合趋势明显加快,包括:技术融合、网络融合、业务融合。 (4)数据速率越来越高,频谱带宽越来越宽,频段越来越高,覆盖距离越来越短。 (5)终端智能化越来越高,为各种新业务的提供创造了条件和实现手段。 (6)从两个方向相向发展—— ①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加,在原来的移动网上叠加,覆盖可以连续;另外,WiMAX的出现加速了新的3G增强型技术的发展;

传感器在军事上的应用

传感器在军事上的应用 高技术武器发展的主要特征是电子化,其核心技术则是传感技术和计算机技术。在战场上一方面靠外部传感器快速发现与精确测定敌方目标,并通过计算机,控制火炮,快速精确地打击敌方目标;另一方面,靠各种内部传感器,测定火控系统、发动机系统等各部位各类参数,通过计算机控制,用以保证武器本身处于最佳状态,发挥最大效能。因此有人说在实战中,看得见、听得到要靠传感器,打得准靠传感器,全天候作战靠传感器,故障诊断靠传感器是毫不夸大的。 下面具体从航空航天、主战坦克、舰船、地面战场警戒系统、军用机器人、军事化学器材等方面说明传感器在军事国防建设中的应用情况。 ?在航空航天方面的应用 传感器在航空方面有四种用途。即:提供航器工作信息,起诊断作用;判断各分系统间工作的协调性,验证设计方案;提供全系统自检所需信息,给指挥员下决心提供依据;提供各分系统、整机内部检测参数,验证设计的正确性。美国航天飞机上使用的传感器约有100 多种4000 多个。俄罗斯大型运载火箭、载人飞船迅速发展,所需的传感器也相应迅速增长。发展高质量、高水平的传感器,其品种多样,如压力、压差、绝压、温度、热流、耗量、燃气浓度、介质成分、密度、湿度、应变、摩擦、电场、磁场、生物电势等传感器。欧洲航天局的阿里安娜火箭在试验阶段需测量参数常规的达到1000 个,低温参数大600 个。 在军用航空中,各国都强调空中优势与防御。目前每架军用飞机需20 多种力学量的传感器,对操纵杆拉力、起落着陆冲击力、发动机的推动力、救生装置弹射力、进气管压力场分布及动态中各种压力、振动、加速度、角加速度、位移等参量的测量,还要对过载和燃油密度及飞行员呼吸的流量等参数的测量,检测机舱内含氧量、舱内烟雾报警、机载火控系统的设计、隐型用传感器等。 ?传感器在主战坦克中的应用 坦克的电子化是衡量坦克先进性的一个重要标志,其传感器主要装备在: 1 )发动机系统中使用的有绝压、速度、流量、温度、氧分压等传感器,用来检测、控制发动机,从而使坦克达到加速快,控制自如,以最少能耗保证最大的动力。 2 )火力系统中使用的有倾斜、药温及环境温度、压力、风向、风速传感器等,以保证火力系统的自动瞄准目标,并根据火炮及外界环境条件及时修正。 3 )故障诊断系统主要需要温度、压力、压差、转速、扭矩等传感器,对战车整体进行故障诊断。 4 )红外传感器则是主战坦克中热成像仪的关键部件,保证全天候下的作战能力。 ?传感器在舰船上的应用 现代舰艇装备的传感器群中包括压力、位置、速度、温度、扭矩、流量、偏航速率等。每万吨级使用温度传感器150 多个,压力传感器150 多个。吨位越大,用量越多。在猎雷和灭雷武器技术装备中使用声、磁、光电传感器。另外为了解自然环境对系统性能的影响需要配备检测自然环境的各种传感器。以声纳为重点的舰艇传感器是保障武器实施有效攻击的先决条件之一。因此由压电材料制成的声纳在舰艇上也是不可缺少的。 ?地面战场警戒系统的应用 该系统能及时准确检测、定位、分类识别和实时报告所有入侵人员和武器装备、车辆的活动情况。如美国的REMBASS 系统由三个分系统组成:传感器分系统、传输分系统(转发器)和监测分系统(监测仪)。该系统采用了地震声、红外、磁、压力、应变等传感器采集信息。

超宽带技术概述

超宽带(UWB)技术 一、UWB技术简介 UWB(Ultra Wide Band)是一种短距离的无线通信方式。其传输距离通常在10m以内,使用1GHz以上带宽,通信速度可以达到几百Mbit/s以上。UWB不采用载波,而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此,其所占的频谱范围很宽,适用于高速、近距离的无线个人通信。美国联邦通讯委员会(FCC)规定,UWB的工作频段范围从3.1GHz到10.6GHz,最小工作频宽为500MHz。 超宽带传输技术和传统的窄带、宽带传输技术的区别主要有如下两方面:一个是传输带宽,另一个是是否采用载波方式。从传输带宽看,按照FCC的定义:信号带宽大于1.5G或者信号带宽与中心频率之比大于25%的为超宽带。超宽带传输技术直接使用基带传输。其传输方式是直接发送脉冲无线电信号,每秒可以发送数1O亿个脉冲。然而,这些脉冲的频域非常宽,可覆盖数Hz~数GHz。由于UWB发射的载波功率比较小,频率范围很广,所以,UWB对传统的无线电波影响相当小。UWB的技术特点显示出其具有传统窄带和宽带技术不可比拟的优势。 二、UWB技术的发展历程 现代意义上的超宽带UWB 数据传输技术,又称脉冲无线电( IR , Impulse Radio) 技术,出现于1960年,当时主要研究受时域脉冲响应控制的微波网络的瞬态动作。通过Harmuth、Ross和Robbins等先行公司的研究, UWB 技术在70 年代获得了重要的发展,其中多数集中在雷达系统应用中,包括探地雷达系统。到80 年代后期,该技术开始被称为"无载波"无线电,或脉冲无线电。美国国防部在1989 年首次使用了"超带宽"这一术语。为了研究UWB在民用领域使用的可行性,自1998 年起,美国联邦通信委员会( FCC) 对超宽带无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛征求业界意见,在有美国军方和航空界等众多不同意见的情况下,FCC 仍开放了UWB 技术在短距离无线通信领域的应用许可。这充分说明此项技术所具有的广阔应用前景和巨大的市场诱惑力。 2003年12月,在美国新墨西哥州的阿尔布克尔市举行的IEEE有关UWB标准的大讨论。那时关于UWB技术有两种相互竞争的标准,一方是以Intel与德州仪器为首支持的MBOA标准,一方是以摩托罗拉为首的DS-UWB标准,双方在这场讨论中各不相让,两者的分歧体现在UWB技术的实现方式上,前者采用多频带方式,后者为单频带方式。这两个阵营均表示将单独推动各自的技术。虽然标准尘埃未定,但摩托罗拉已有了追随者,三星在国际消费电子展上展示了全球第一套可同时播放三个不同的HSDTV视频流的无线广播系统,就采用了摩托罗拉公司的Xtreme Spectrum芯片,该芯片组是摩托罗拉的第二代产品,已有样片提供,其数据传输速度最高可达114Mbps,而功耗不超过200mw。在另一阵营中,Intel 公司在其开发商论坛上展示了该公司第一个采用90nm技术工艺处理的UWB芯片;同时,该公司还首次展示多家公司联合支持的、采用UWB芯片的、应用范围超过10M的480Mbps无线USB技术。在5月中旬由IEEE802.15.3a工作组主持召开的标准大讨论会议上对这种技术进行投票选举UWB标准,MBOA获得60%的支持,DS-UWB获取40%的支持,两者都没有达到成为标准必须达到75%选票的要求。因

无线通信技术热点应用领域及发展方向分析

无线通信技术应用及发展 近几年来,全球通信技术的发展日新月异,尤其是近两三年来,无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术,呈现出如火如荼的发展态势。其中最具代表性的有蜂窝移动通信、宽带无线接入,也包括集群通信、卫星通信,以及手机视频业务与技术。 蜂窝移动通信从上世纪80年代出现到现在,已经发展到了第三代移动通信技术,目前业界正在研究面向未来第四代移动通信的技术;宽带无线接入也在全球不断升温,近几年来我国的宽带无线用户数增长势头强劲。宽带无线接入研究重点主要包括无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)技术;模拟集群通信的应用开始得比较早,但随着技术的发展,数字集群通信技术越来越赢得大家的关注;卫星通信以其特殊的技术特性,已经成为无线通信技术中不可忽视的一个领域;手机视频广播作为一种新的无线业务与技术,正在成为目前最热门的无线应用之一。 无线通信技术演进路线 2.1 无线技术与业务发展趋势 无线技术与业务有以下几个发展趋势: (1)网络覆盖的无缝化,即用户在任何时间、任何地点都能实现网络的接入。 (2)宽带化是未来通信发展的一个必然趋势,窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取代。 (3)融合趋势明显加快,包括:技术融合、网络融合、业务融合。 (4)数据速率越来越高,频谱带宽越来越宽,频段越来越高,覆盖距离越来越短。 (5)终端智能化越来越高,为各种新业务的提供创造了条件和实现手段。 (6)从两个方向相向发展—— ①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加,在原来的移动网上叠加,覆盖可以连续;另外,WiMAX的出现加速了新的3G增强型技术的发展; ②固定数据业务增加移动性:WLAN等技术的出现使数据速率提高,固网的覆盖范围逐渐扩大,移动性逐渐增加;移动通信、宽带业务和WiFi的成功,促成802.16/WiMAX等多种宽带无线接入技术的诞生。 (7)B3G的概念兼顾了移动性和数据速率。 近几年来,全球移动通信市场经历了一个繁荣的发展时期。从移动通信用户

超宽带无线通信技术及应用

超宽带无线通信技术及应用毕业设计(论文)专业 ___________ 无线电技术 班次11613 ____________________ 姓名 ___________ 曾麒麟

指导老师 ________ 杨新明 成都工业学院 二0 一四年

超宽带无线通信技术及主要应用 摘要:相对有线通信,无线通信最大的优点在于其可移动性。但是,却要面对恶劣的无线通信环境和有限的频谱资源的挑战。与此同时,人们对无线通信系统的要求在不断地提高,希望其能提供更高的数据传输速率。在这样的背景下, 超宽带技术引起了人们的重视,已逐渐成为无线通信领域研究开发的一个热点。超宽带的核心是冲激无线电技术,其带宽大于目前所有通信技术的带宽,且抗干扰性能强、传输速率髙、系统容量大、功耗低等优点,满足10m之内的无线个人局域网。本文介绍了超宽带无线通信技术(UWB)的发展背景,并对脉冲信号波形的产生、调制技术进行了分析讨论,以及对UWB接收机技术、多址技术等方面进行了论述。本文仅对UWB技术在无线个人局域网和军用中的应用进行了论述,以及提出了UWB技术的不足之处和解决方案,最后对UWB技术的开发和发展前景作了展望。 [关键词]超宽带无线通信技术;无线个人局域网;多址技术;脉冲调制

成都工业学院 通信工程系毕业设计论文

目录 前言 0 第1章绪论 (1) 第2章UWB技术简介 (3) 2.1超宽带无线技术的背景 (3) 2.2超宽带无线技术的概念 (4) 2.3超宽带无线技术的主要特点 (5) 2.4超宽带与其他近距离无线通信技术的比较 (6) 2.5超宽带系统对其它系统的干扰 (8) 第3章超宽带技术的关键技术 (9) 3.1超快带系统的基本模型 (9) 3.2脉冲成形技术 (9) 3.2.1超宽带系统对脉冲波形的要求 (10) 3.2.2 高斯脉冲的时域波形 (10) 3.2.3高斯脉冲的频谱特性 (12) 3.2.4形成因子〉对高斯脉冲的影响 (14) 3.3超宽带脉冲调制技术 (15) 3.3.1脉冲位置调制(PPM (16) 3.3.2脉冲幅度调制(PAM (16) 3.3.3多频带脉冲调制 (17) 3.4超宽带系统多址技术 (17) 3.4.1............................................................................................ TH-PPM 多址方 式18 3.4.2D S-CDMA 多址方式 (19) 3.4.3P CTH超宽带多址技术 (20) 3.4.4几种多址技术的比较 (20) 第4章超宽带接收机关键技术 (22) 4.1RAKE 接收机 (22) 4.2多径分集接收策略和多径合并策略 (23) 4.2.1多径分集接收策略 (23) 4.2.2多径合并策略 (24) 4.3 定时同步技术 (24) 4.4信道估计技术 (25) 第5章UWB技术的标准化进程及其应用 (26) 5.1UWB信号的频谱管理 (26) 5.1.1规范UWB言号频谱的必要性 (26) 5.1.2F CC关于UWB言号频谱的规范 (26) 5.2超宽带技术的应用 (27) 5.2.1超宽带技术在高速无线网络中的应用 (28)

无线移动通信技术的发展及应用分析 刘永豹

无线移动通信技术的发展及应用分析刘永豹 发表时间:2018-03-15T11:43:41.590Z 来源:《基层建设》2017年第35期作者:刘永豹 [导读] 摘要:现阶段,随着大量新的无线通信技术的投入使用,无线通信产业焕发出巨大的生命力。 北京中网华通设计咨询有限公司北京 100070 摘要:现阶段,随着大量新的无线通信技术的投入使用,无线通信产业焕发出巨大的生命力。近年来,无线通信技术越来越普及,业务需求越来越高,通信方式更加多样化、多维化,通信服务更加人性化、个性化。笔者结合工作经验和相关理论知识,对5G无线移动通信的关键技术进行了研究,并分析了技术发展趋势,以供相关人员参考。 关键词:无线移动通信技术;5G;发展 前言 随着各个方面的不断演进与发展,数据业务的需求越来越巨大,很多智能业务不断出现、更新,这些都是离不开移动通信技术的,只有高效的、智能的通信技术才能满足各个方面的需求。5G移动通信是在4G技术的基础上发展起来的,作为新一代的通信技术,如何更好的发展是当前急需思考的重要问题。 1 5G网络关键技术 1.1大规模MIM0技术 MIM0技术所带来的好处主要有:大规模MIM0的空间分辨率与现有的相比已经得到厂很大程度的加强。在这种情况下,它能够进一步地挖掘空间,对其维度进行把握,使得不同的用户能够在同一时间自由进行通信,从而能够不需要增加基站密度就可以实现频谱效率的提高。此外,在大规模的M1M0中可以将波束集中在很窄的区域内,从而能够大幅度地降低干扰,同时也能够提高功率。目前,在对MIM0技术的研究中,仍旧发现一些不足。例如,由于传输方案基本采用的是TDD系统,在这此系统中,所使用的基本上都是单大线,这就导致它的数量远远小于基站大线的数量,使得导频数量会随着用户的增加而不断增加。 1.2基于滤波器组的多载波技术 5G移动通信系统具有很高的数据速率,其可以达到1GHz的带宽。目前通信系统所使用的OFDM技术虽然在对抗多径衰落、频谱效率方面有一定的优势,但其对于无线传输系统大范围带宽中的一些空白频谱的缺乏应用能力。而基于滤波器组的多载波技术可以有效地解决这一问题。在基于滤波器组的多载波技术中,发送端和接收端对于多载波的调制分别利用合成滤波器组和分析滤波器组。在基于滤波器组的多载波技术特点在于:各个子载波不再固定正交和插入前缀,而且各个子载波之间的干扰也通过控制而大量减少;各个子载波可以进行单独的处理,避免了子载波同步的过程。因此,基于滤波器组的多载波技术是5G移动通信系统实现多载波方案的重要技术方法。 1.3 D2D通信技术 在5G技术巾,D2D通信简单来说就是设备间的通信,其目的在于提高用户体验以及提升用户的使用质量。其最早提出是用来解决蜂窝网络中数据传输所造成的流虽大幅度增长的问题。从2013年起,由于5G的兴起,世界开始着重对D2D通信技术进行了研讨,现在,D2D技术已经成为了4G,5G的关键技术之一。目前,D2D技术的发展也从初期的用基站协调来从而建立D2D通信到如今已经发展成可以由基站协调或者基站完全不参与的情况。国内外很多研究者也开始研究如何利用D2D设备作为中继,使不在基站覆盖范围内的设备也可以直接接入蜂窝网络。相比于蓝牙和WIFI等技术,D2D通信的优势是其工作在蜂窝系统的频段,即使通信双方增加了通信距离后仍能保证用户体验质量。同时D2D通信也可以实现高于其他传输设备的传输速率以及相对较低的时延性,D2D通信相比耗电较大的WIFI也具有较低的功耗这个优点。目前,D2D通信主要采取广播、多播、单播三种形式,因此其与蜂窝移动网络相比更难调度,也更为复杂,这是目前亟待解决的问题。相比于蓝牙,D2D通信距离更长,更稳定。而蓝牙不仅需要用户手动设置终端配对密钥,同时蓝牙工作的频段是非授权频段,通信质量不高也不稳定,冈此,可想而知D2D通信技术将会在5G时代占据十分重要的角色,为大量终端建立大规模的移动网络以及多种通信业务的实现提供实际的支持。 1.4双面性网域管理技术 5G移动通信发展中双面性管理技术,一方面指移动数据信息传输的频谱传输领域拓展,即从4G信号频谱双渠道增加为5G通讯频谱三项渠道,渠道数量增加,将扩宽移动数据信息传输量,均衡流量应用与信息传输之间的数据关系,移动通讯信息无效性耗费比重降低;另一方面,弥补4G移动数据频谱传输安全监测性差的漏洞,5G移动通信建立新型频谱数据传输网络的同时,已经进行传输信息检验加密处理,从而达到5G移动通信传导信息双向性管理。例如:5G移动通讯传输中TDD监控与三项频谱相互融合,实施移动通讯信息监管,TDD 技术将融合三向频谱进行网络传输节点分段性传输,TDD监控解决传统节点传输信息丢失的问题,TDD监控程序自动进行数据传输链分析,从而达到了网络细管理的作用。 1.5数字化云空间传输技术 数字化云空间传输技术,是5G移动通信未来拓展的新领域,继现代4G网络视频、语音对话等技术基础上,进一步深入对智能化云空间探索。数字化云空间将可以通过指纹、面部、语音录入,设定移动网络应用信息记忆空间,实现数据信号自动搜索,用户可以自定义某段通话时间,提前进行通话信息录入,实施语音漫游空间对话,我们可以将这5G移动通信技术理解为科幻片中穿越时空的对话模式,5G移动通信借助云空间平台,实现移动通讯信息的灵活传输。例如:我们可以借助5G移动通信进行未来某一时间段留言,当时间到达后,云空间程序自动解锁,实行预留信息传输,这种新型移动数据传输方式,将推进人类社会智能化技术迈进更大的一步。 2我国5G移动通信的发展展望 在之前的十几年,我国一直对3G和4G网络进行研究,并且取得了较大的进展,促进了我国移动通信水平的提升,使我国移动产业实现了跨越式发展,建立了分布式无线组网的基础理论。5G移动通信的发展是一项新的领域,在网络的布局和构造方面发生了很大变化,5G 移动网络在不久的将来会大量地运用在商业领域中,是我国信息技术和各类产业发展的核心。而且政府部门也大力支持5G技术发展,5G网络的发展前景更加地明确,已经基本形成了5G移动通信技术发展框架,结合了各类发展进程,为今后移动通信技术的发展打下了坚实基础。在完善了LTE产业发展的前提下,完善了无线新技术的发展,形成了自主知识产权。我国863计划也明确地分析了5G通信技术的发展前景,也已经建立起无线组网。新型天线等技术,并且对相关的模型进行了评估,在接口频谱效率方面得到了保障。5G移动通信技术逐渐实现了超高效能的无线传输技术,而且其抗干扰能力得到了保障,在无线传输频谱效率提升的基础上,实现了组网的关键技术的研究,通

无线传感器网络课后习题含答案

1-2.什么是无线传感器网络? 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么? (1)传感模块(传感器、数模转换)、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象,计算模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外,电源模块负责结点供电,结点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别是什么? (1)网络通信协议:类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台:主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台:建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件,通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 (1)根据结点数目的多少,传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小,一般采用平

面结构;如果网络规模很大,则必须采用分级网络结构。 (2)平面结构: 特征:平面结构的网络比较简单,所有结点的地位平等,所以又可以称为对等式结构。 优点:源结点和目的结点之间一般存在多条路径,网络负荷由这些路径共同承担。一般情况下不存在瓶颈,网络比较健壮。 缺点:①影响网络数据的传输速率,甚至造成网络崩溃。②整个系统宏观上会损耗巨大能量。③可扩充性差,需要大量控制消息。 分级结构: 特征:传感器网络被划分为多个簇,每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。簇头结点负责簇间数据的转发,簇成员只负责数据的采集。 优点:①大大减少了网络中路由控制信息的数量,具有很好的可扩充性。②簇头可以随时选举产生,具有很强的抗毁性。 缺点:簇头的能量消耗较大,很难进人休眠状态。 1-13.讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在的应用。 (1)用在智能家具系统中,将传感器嵌入家具和家电中,使其与执行单元组成无线网络,与因特网连接在一起。 (2)用在智能医疗中,将传感器嵌入医疗设备中,使其能接入因特网,将患者数据传送至医生终端。 (3)用在只能交通中,运用无线传感器监测路面、车流等情况。 2-2.传感器由哪些部分组成?各部分的功能是什么? 2-5.集成传感器的特点是什么? 体积小、重量轻、功能强、性能好。 2-7.传感器的一般特性包括哪些指标? 灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨(力)、迟滞。 2-15.如何进行传感器的正确选型? 1.测量对象与环境:分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。 2.灵敏度:选择较高信噪比的传感器,并选择适合的灵敏度方向。 3.频率响应特性:根据信号的特点选择相应的传感器响应频率,以及延时短的传感器。 4.线性范围:传感器种类确定后观察其量程是否满足要求,并且选择误差小的传感器。 5.稳定性:根据使用环境选择何时的传感器或采用适当的措施减小环境影响,尽量选择稳定性好的传感器。 6.精度:选择满足要求的,相对便宜的传感器。 2-17.简述磁阻传感器探测运动车辆的原理。 磁阻传感器在探测磁场的通知探测获得车轮速度、磁迹、车辆出现和运动方向等。使用磁性传感器探测方向、角度或电流值,可以间接测定这些数值。因为这些属性变量必须对相应的磁场产生变化,一旦磁传感器检测出场强变化,则采用一些信号处理办法,将传感器信号转换成需要的参数值。 3-2.无线网络通信系统为什么要进行调制和解调?调制有哪些方法? (1)调制和解调技术是无线通信系统的关键技术之一。调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响。采用什

相关文档
最新文档