近场通信技术分析_吴思楠
NFC近场通信技术
NFC近场通信技术与应用引言NFC(Near Field Communication, 近场通信)技术在世界范畴内受到注重。
NFC 由非接触式射频辨认(RFID)及互联互通技术整合演变而来,在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点旳功能, 能在短距离内与兼容设备进行辨认和数据互换。
这项技术最初只是RFID技术和网络技术旳简朴合并, 目前已经演变成一种短距离无线通信技术, 发展态势相称迅速。
1.NFC技术原则随着短距离无线数据业务迅速膨胀, NFC于4月被批准为国际原则。
NFC技术符合ECMA 340与ETSI TS 102 190 V1.1.1以及ISO/IEC 18092原则。
这些原则具体规定了物理层和数据链路层旳构成, 具体涉及NFC设备旳工作模式、传播速度、调制方案、编码等, 以及积极与被动NFC模式初始化过程中, 数据冲突控制机制所需旳初始化方案和条件。
此外, 这些原则还定义了传播合同, 其中涉及合同启动和数据互换措施等。
原则规定NFC技术支持三种不同旳应用模式：（1）卡模式(犹如FeliCa和ISO14443A/MIFARE卡旳通信)；（2）读写模式（对FeliCa或ISO14443A卡旳读写）；（3）NFC模式（NFC芯片间旳通信）。
原则规定了NFC旳工作频率是13.56MHz, 数据传播速度可以选择106kb/s、212kb/s或者424kb/s, 在连接NFC后还可切换其他高速通信方式。
传播速度取决于工作距离, 工作距离最远可为20厘米, 在大多数应用中, 实际工作距离不会超过10厘米。
原则中对于NFC高速传播（>424kb/s）旳调制目前还没有作出具体旳规定, 在低速传播时都采用了ASK 调制, 但对于不同旳传播速率具体旳调制参数是不同旳。
原则规定了NFC编码技术涉及信源编码和纠错编码两部分。
不同旳应用模式相应旳信源编码旳规则也不同样。
对于模式1, 信源编码旳规则类似于密勒（Miller）码。
智能超表面赋能5G-A／6G_网络的思考
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－３１１４．２０２４．０２．００９引用格式：刘秋妍，吕轩，李佳俊，等．智能超表面赋能５Ｇ Ａ／６Ｇ网络的思考［Ｊ］．无线电通信技术，２０２４，５０（２）：２８８－２９３．［ＬＩＵＱｉｕｙａｎ，ＬＹＵＸｕａｎ，ＬＩＪｉａｊｕｎ，ｅｔａｌ．ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅＡｓｓｉｓｔｅｄ５Ｇ Ａ／６ＧＮｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＲａｄｉｏＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２４，５０（２）：２８８－２９３．］智能超表面赋能５Ｇ Ａ／６Ｇ网络的思考刘秋妍１，吕 轩２，李佳俊３，王东洋１（１．中国联合网络通信有限公司研究院，北京１０００４８；２．中国联合网络通信有限公司北京分公司，北京１０００３１；３．中国联通华盛通信有限公司，北京１０００３１）摘 要：未来移动通信网络在满足用户个性化需求的同时将社会福祉作为网络发展的重要方向，基于对移动通信网络业务发展趋势和挑战的分析探讨，面向下一代移动通信网络泛在接入、绿色节能等发展需求，指出智能超表面（ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ）在５Ｇ Ａｄｖａｎｃｅｄ（５Ｇ Ａ）和６Ｇ网络典型应用场景，并从技术能力、产业成熟度等多个角度分析ＲＩＳ在信道侧和收发端等不同场景下的应用价值。
面向移动通信网络设备管控需求，提出了基于网络控制、自主调控和终端控制三种ＲＩＳ管控方案，并分析了三种方案的差异。
关键词：无线通信；６Ｇ；５Ｇ Ａ；智能超表面中图分类号：ＴＮ９２９．５ 文献标志码：Ａ 开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：文章编号：１００３－３１１４（２０２４）０２－０２８８－０６ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅＡｓｓｉｓｔｅｄ５Ｇ Ａ／６ＧＮｅｔｗｏｒｋＬＩＵＱｉｕｙａｎ１，ＬＹＵＸｕａｎ２，ＬＩＪｉａｊｕｎ３，ＷＡＮＧＤｏｎｇｙａｎｇ１（１．ＣｈｉｎａＵｎｉｃｏｍＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＵｎｉｃｏｍＢｅｉｊｉｎｇＢｒａｎｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３１，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｈｉｎａＵｎｉｃｏｍＨｕａｓｈｅｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｃｉａｌｗｅｌｆａｒｅｉｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｍｏｂｉｌｅｎｅｔｗｏｒｋｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｍｅｅｔｉｎｇｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄｎｅｅｄｓｏｆｕｓｅｒｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｃｅｎａｒｉｏｓｏｆＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅ（ＲＩＳ）ｄｅｐｌｏｙｅｄｉｎ５Ｇ Ａｄｖａｎｃｅｄ（５Ｇ Ａ）ａｎｄ６Ｇｎｅｔｗｏｒｋａｒｅｆｉｇｕｒｅｄｏｕｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｉｎｍｏｂｉｌｅｎｅｔｗｏｒｋａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓａｃｃｅｓｓａｎｄｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｗｅａｎａｌｙｚｅｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆＲＩＳｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃｅｎａｒｉｏｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎＲＩＳａｎｄＲＩＳ ａｓｓｉｓｔｅｄｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｎｎｅｌｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｔｒｏｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅｓｏｆＲＩＳｗｉｔｈｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｅｌｆ ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｅｒｍｉｎａｌｃｏｎｔｒｏｌａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｉｎｔｈｅｓｅｓｃｈｅｍｅｓ，ｃｏｎｔｒｏｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｎｅｔｗｒｏｋ ｓｉｄｅｉｓｐｒｅｆｅｒｅｄｆｏｒｉｔｓｓａｍｌｌｅｒｉｍｐａｃｔｏｎＲＩＳａｒｅａ，ｃｏｓｔａｎｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ａｎｄｉｓｃａｐａｂｌｅｏｆｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｏｆＢＳｓａｎｄＲＩＳｄｅｖｉｃｅｓｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｎｄｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋ；６Ｇ；５Ｇ Ａ；ＲＩＳ收稿日期：２０２３－１１－１９基金项目：国家重点研发计划（２０２２ＹＦＢ２９０２４００）ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＩｔｅｍ：ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲ＆ＤＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（２０２２ＹＦＢ２９０２４００）０ 引言随着用户需求不断演进，更优质的业务体验，更多垂直行业的业务拓展，都将驱动移动通信网络不断向前发展。
《微波光子信道化接收中频率测量和镜像抑制技术的研究》范文
《微波光子信道化接收中频率测量和镜像抑制技术的研究》篇一一、引言随着通信技术的快速发展，微波光子信道化接收技术在无线通信系统中扮演着越来越重要的角色。
该技术能够实现频谱资源的有效利用和信号的高效处理，对于提高通信系统的性能具有重要作用。
在微波光子信道化接收过程中，频率测量和镜像抑制技术是两个关键的技术环节。
本文将针对微波光子信道化接收中的频率测量和镜像抑制技术进行深入研究，以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
二、微波光子信道化接收技术概述微波光子信道化接收技术是一种将宽频带信号分解为多个窄带信道进行处理的技术。
该技术通过光学器件和电子学器件的协同作用，实现对微波信号的高效接收和处理。
在信道化接收过程中，频率测量和镜像抑制技术是两个重要的技术环节，对于提高信噪比、降低误码率具有重要意义。
三、频率测量技术研究频率测量是微波光子信道化接收中的一项重要技术。
在传统的频率测量方法中，常常受到信号噪声、多径效应等因素的影响，导致测量精度不高。
针对这一问题，本文提出了一种基于微波光子技术的频率测量方法。
该方法利用光子晶体滤波器对微波信号进行滤波，并通过高速采样和数字信号处理技术实现高精度的频率测量。
首先，通过光子晶体滤波器对微波信号进行滤波，可以有效抑制信号中的噪声和多径效应。
其次，采用高速采样技术对滤波后的信号进行采样，将微波信号转换为数字信号。
最后，通过数字信号处理技术对数字信号进行频谱分析，实现高精度的频率测量。
该方法具有高精度、高稳定性的优点，可有效提高微波光子信道化接收系统的性能。
四、镜像抑制技术研究镜像抑制是微波光子信道化接收中的另一个关键技术。
在接收过程中，由于信号的频谱泄漏和反射等因素，会产生镜像干扰信号，严重影响接收性能。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于极化滤波的镜像抑制方法。
该方法通过极化滤波器对接收到的信号进行极化分离，将镜像干扰信号与主信号分离。
然后，利用数字信号处理技术对极化分离后的信号进行处理，实现镜像干扰的抑制。
基于深度学习的通信信号调制识别研究
基于深度学习的通信信号调制识别研究基于深度学习的通信信号调制识别研究随着通信技术的日益发展，无线通信在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
各种不同的调制方式被广泛应用于现代通信系统中，从而为高效的数据传输和有效的信息交流提供支持。
但是，由于无线信道的复杂性和噪声的存在，准确地识别通信信号的调制方式成为一项具有挑战性的任务。
为了解决这个问题，研究者们提出了基于深度学习的通信信号调制识别方法。
深度学习是一种通过模拟人类大脑工作方式来实现智能的机器学习方法。
它的特点是可以从大量数据中学习到有效的特征表达，并能够进行高精度的分类和预测。
在通信信号调制识别任务中，深度学习可以通过构建复杂的神经网络模型，学习到信号的抽象特征，并实现对调制方式的准确识别。
通信信号调制识别的主要挑战之一是信号的高维度。
传统的机器学习方法通常需要手工提取信号的特征，并且往往存在信息丢失和主观性等问题。
而深度学习方法可以直接从原始信号中学习到更加具有判别性的特征，从而避免了手动特征提取的过程。
此外，深度学习还可以通过使用卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）等结构，捕捉信号的时空相关性，进一步提高调制识别的性能。
在深度学习方法中，数据的质量和多样性对于模型的性能起着重要的影响。
为了充分利用有限的训练数据，研究者们通常采用数据增强技术，如平移、旋转和缩放等操作，来生成更多的训练样本。
此外，还可以进行交叉验证和正则化等处理，以防止过拟合问题的发生。
同时，当存在多个调制方式时，引入注意力机制或者采用多标签分类等技术可以提高模型的识别能力。
近年来，研究者们在通信信号调制识别方面进行了大量工作。
他们提出了不同的深度学习模型和算法，并在真实世界的无线通信环境中进行了验证。
实验结果显示，基于深度学习的通信信号调制识别方法在准确性和鲁棒性方面表现出色，能够适应不同的信道条件和噪声干扰。
此外，深度学习方法还可以通过调整网络结构和参数，实现在计算资源有限的设备上的实时调制识别。
基于深度学习的无线接收机中的自适应信道估计算法研究
基于深度学习的无线接收机中的自适应信道估计算法研究近年来，随着深度学习技术在各个领域的广泛应用，其在无线通信领域也开始展示出了巨大的潜力。
无线接收机中的自适应信道估计算法作为无线通信领域中的重要研究课题之一，在深度学习的推动下也取得了一系列突破性进展。
本文将深入研究基于深度学习的无线接收机中的自适应信道估计算法，并对其在信道估计领域的应用进行探讨。
一、引言随着移动互联网的迅猛发展，无线通信技术也迎来了新的挑战和机遇。
传统的无线通信系统往往受到信道衰落等因素的影响，导致信号受到干扰和衰减，影响通信质量。
因此，对信道进行准确的估计和跟踪是保证通信质量的关键。
传统的信道估计算法通常依赖于先验信息和数学模型，对于复杂的无线信道环境往往表现出限制性。
由于深度学习技术在模式识别、图像处理等领域的成功应用，越来越多的研究者开始将深度学习引入到无线通信领域中。
深度学习具有优秀的特征学习和表示能力，能够从海量数据中学习出复杂的非线性映射关系，为信道估计提供新的解决思路。
基于深度学习的无线接收机中的自适应信道估计算法因其能够根据实际环境自动调整参数和学习信道模型而备受关注。
二、现状目前，基于深度学习的无线接收机中的自适应信道估计算法的研究已经取得了一系列重要的进展。
首先，研究者利用深度学习技术设计出了一系列新型的神经网络结构，如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）、长短期记忆网络（LSTM）等，用于对无线信道进行建模和估计。
这些神经网络结构具有较强的拟合能力，能够有效地学习出复杂的信道特征。
其次，研究者还提出了一系列基于深度学习的自适应信道估计算法。
这些算法通过神经网络对信道的状态进行动态调整，根据接收到的信号数据和先验信息进行信道估计和跟踪。
相比传统的信道估计算法，基于深度学习的算法在复杂信道环境下表现出更强的泛化能力和鲁棒性。
此外，研究者还将深度学习技术与传统的信道估计方法相结合，提出了一系列混合型的自适应信道估计算法。
《微波光子信道化接收中频率测量和镜像抑制技术的研究》范文
《微波光子信道化接收中频率测量和镜像抑制技术的研究》篇一一、引言随着通信技术的快速发展，微波光子信道化接收技术在无线通信系统中扮演着越来越重要的角色。
在信道化接收的过程中，频率测量和镜像抑制技术是关键技术之一。
本文旨在研究微波光子信道化接收中的频率测量和镜像抑制技术，探讨其原理、方法和应用。
二、微波光子信道化接收概述微波光子信道化接收技术是一种将微波信号进行信道化处理的技术，它能够提高频谱利用率和抗干扰能力。
在通信系统中，该技术广泛应用于雷达、卫星通信、电子对抗等领域。
信道化接收的核心在于对信号的频率测量和镜像抑制。
三、频率测量技术研究（一）频率测量原理频率测量是微波光子信道化接收中的重要环节。
其原理是通过采样、量化、编码等过程，将信号的频率信息转换为可处理的数字信息。
常用的频率测量方法包括直接采样法、超外差式测量法、谐波混频法等。
（二）频率测量方法1. 直接采样法：直接对信号进行采样，通过FFT等算法计算信号的频谱，从而得到信号的频率信息。
该方法简单易行，但受限于采样率和动态范围。
2. 超外差式测量法：通过将待测信号与参考信号进行混频，得到差频信号，再通过测量差频信号的频率得到待测信号的频率。
该方法具有较高的测量精度和动态范围。
3. 谐波混频法：利用非线性器件对信号进行混频，得到其谐波成分，再通过滤波、检测等过程得到信号的频率信息。
该方法适用于高频率、大动态范围的信号测量。
四、镜像抑制技术研究（一）镜像抑制原理镜像信号是指在与主信号相同的频带内，由于系统的不完善或外部干扰产生的与主信号相反方向的信号。
镜像信号会干扰主信号的接收和处理，因此需要进行抑制。
镜像抑制的原理是通过特定的技术和算法，消除或降低镜像信号的干扰。
（二）镜像抑制方法1. 数字滤波法：通过数字滤波器对接收到的信号进行滤波，消除镜像信号的干扰。
该方法需要较高的采样率和处理能力。
2. 空间滤波法：利用天线阵列或波束形成网络等技术，对接收到的信号进行空间滤波，降低镜像信号的干扰。
智能超表面近场通信的机遇与挑战
智能超表面近场通信的机遇与挑战目录一、内容概览 (2)二、智能超表面近场通信技术概述 (2)1. 定义与发展背景 (3)2. 技术特点及应用领域 (4)3. 市场需求与产业现状 (6)三、智能超表面近场通信的机遇 (7)1. 通信技术革新 (8)2. 物联网应用拓展 (10)3. 智能化生活体验提升 (11)4. 产业发展新动力 (12)四、智能超表面近场通信面临的挑战 (14)1. 技术难题与研发成本 (15)（1）核心技术突破 (16)（2）生产工艺与制造难度 (17)（3）成本控制与经济效益 (18)2. 标准化与兼容性问题 (19)（1）国际标准与地区差异的协调 (21)（2）不同技术间的融合与互通 (22)（3）技术标准的动态更新与维护 (23)3. 安全风险与隐私保护挑战 (24)（1）数据安全和通信保密性保障 (24)（2）个人信息泄露风险防控 (25)一、内容概览随着科技的飞速发展，人工智能已经逐渐渗透到我们生活的方方面面，而在通信领域，这一趋势正以前所未有的速度推进。
其中。
SMNFC）作为新一代通信技术，正逐渐成为研究热点。
本文档旨在全面探讨智能超表面近场通信技术的机遇与挑战。
在本文档中，我们将首先介绍智能超表面的基本概念，以及其如何实现高效、高速的近场通信。
我们将深入讨论当前智能超表面近场通信技术所面临的主要挑战，如硬件设备的限制、通信距离和速率的瓶颈等。
我们将展望未来的发展趋势，包括潜在的技术突破、应用场景的拓展以及与其他技术的融合等。
通过本文档的阅读，读者将能够对智能超表面近场通信技术有一个全面的了解，并对其未来的发展有一个清晰的认识。
二、智能超表面近场通信技术概述通过精确设计和制造，能够实现对电磁波的精确调控。
在近场通信领域，智能超表面展现出巨大的应用潜力，它能够在微米甚至纳米尺度上实现电磁波的聚焦、偏振控制以及能量收集等功能。
传统的近场通信技术往往依赖于复杂的硬件设备和庞大的天线阵列，这在很大程度上增加了系统的复杂性和体积。
基于紧组合的SINS
基于紧组合的SINS/DVL/USBL导航算法章彩霞 1,2, 刘锡祥 1,2*, 黄永江 1,2, 陈世杰 1,2, 陶育杰 1,2(1. 东南大学 仪器科学与工程学院, 江苏 无锡, 214026; 2. 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室, 江苏 南京, 210096)摘 要: 针对自主水下航行器在水下复杂环境下对于高精度、高可靠性的导航定位需求, 提出了一种捷联式惯导系统(SINS)/多普勒测速仪(DVL)/超短基线(USBL)定位系统紧组合导航算法, 构建了基于频移量测的SINS/DVL紧组合量测方程和基于相对测量信息量测的SINS/USBL紧组合量测方程, 通过集中卡尔曼滤波的方法, 对SINS、DVL和USBL的信息进行融合处理。
针对水下复杂环境造成导航精度下降的问题, 充分考虑DVL和USBL的数据野值情况, 利用卡方检验法进行判断后对故障数据隔断处理, 实时更新量测方程维数, 保证系统精度。
仿真验证可知, 该算法对比其他不同组合模型算法具有较高的定位精度, 对比传统的基于速度量测和相对位置量测的SINS/DVL/USBL集中滤波方法精度可提升约23%; 在DVL数据失效时, 定位误差较正常情况仅增长5.2%; 在USBL数据失效时, 定位误差较正常情况增长165.4%, 鲁棒性和稳定性显著优于基于其他量测的SINS/DVL/USBL的集中滤波导航算法, 可实现高精度和高可靠性的水下导航定位。
关键词: 自主水下航行器; 紧组合; 捷联式惯导系统; 多普勒测速仪; 超短基线; 信息融合中图分类号: TJ630.32; U666.7 文献标识码: A 文章编号: 2096-3920(2023)06-0847-09DOI: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0076SINS/DVL/USBL Navigation Algorithm Based on Tight IntegrationZHANG Caixia1,2, LIU Xixiang1,2*, HUANG Yongjiang1,2, CHEN Shijie1,2, TAO Yujie1,2(1. School of Instrument Science and Engineering, Southeast University, Wuxi 214026, China; 2. Key Laboratory of Micro-inertial Instrument and Advanced Navigation Technology, Ministry of Education, Nanjing 210096, China)Abstract: For autonomous undersea vehicle’s requirement of high-precision and high-reliability navigation and positioning in complex underwater environments, a tightly integrated navigation algorithm involving strapdown inertial navigation system(SINS)/Doppler velocity log(DVL)/ultra-short baseline(USBL) positioning system was proposed. A SINS/DVL tightly integrated measurement equation based on frequency shift measurement and a SINS/USBL tightly integrated measurement equation based on relative measurement information were established. SINS, DVL, and USBL information were fused using a concentrated Kalman filter. In view of the decline of navigation accuracy caused by the complex underwater environment, the DVL and USBL data outliers were fully considered, and the fault data were detected and isolated by Chi-square detection. In addition, the measurement equation dimensions were updated in real time to ensure the precision of the system. The simulation results show that the proposed algorithm has higher positioning precision than other integrated model algorithms. Compared with the traditional SINS/DVL/USBL concentrated filtering method based on velocity measurement and relative position measurement, the precision can be improved by about 23%. In the case of DVL data failure, the positioning error only increases by 5.2% compared with the normal condition. In the case of USBL data failure, the positioning error increases by收稿日期: 2022-11-18; 修回日期: 2023-01-13.基金项目: 国家自然科学基金项目资助(51979041、61973079).作者简介: 章彩霞(1998-), 女, 在读硕士, 主要研究方向为导航技术.* 通信作者简介: 刘锡祥(1976-), 男, 教授, 博导, 主要研究方向为惯性导航、组合导航与信息融合技术.第 31 卷第 6 期水下无人系统学报Vol.31 N o.6 2023 年 12 月JOURNAL OF UNMANNED UNDERSEA SYSTEMS Dec. 2023[引用格式] 章彩霞, 刘锡祥, 黄永江, 等. 基于紧组合的SINS/DVL/USBL导航算法[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(6): 847-855.165.4% compared with the normal condition, and the robustness and stability are significantly better than the SINS/DVL/USBL concentrated filtering navigation algorithm based on other measurements. Therefore, it can achieve high-precision and high-reliability underwater navigation and positioning.Keywords: autonomous undersea vehicle; tight integration; strapdown inertial navigation system; Doppler velocity log; ultra-short baseline; information fusion0 引言准确的定位和导航信息是自主水下航行器(autonomous undersea vehicle, AUV)安全、高效作业的关键[1-2]。
混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－３１１４．２０２４．０１．０１７引用格式：赵笑洁，郝万明，王芳，等．混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计［Ｊ］．无线电通信技术，２０２４，５０（１）：１４３－１５１．［ＺＨＡＯＸｉａｏｊｉｅ，ＨＡＯＷａｎｍｉｎｇ，ＷＡＮＧＦａｎｇ，ｅｔａｌ．ＢｅａｍＳｐｌｉｔＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＰｒｅｃｏｄｉｎｇＤｅｓｉｇｎｆｏｒＨｙｂｒｉｄＦａｒ ａｎｄＮｅａｒ ｆｉｅｌｄＴｅｒａｈｅｒｔｚＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＲａｄｉｏＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２４，５０（１）：１４３－１５１．］混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计赵笑洁１，郝万明１，王 芳１，杨守义１，黄崇文２（１．郑州大学电气与信息工程学院，河南郑州４５０００１；２．浙江大学信息与电子工程学院，浙江杭州３１００２７）摘 要：为解决宽带太赫兹通信中传统混合预编码架构中的波束色散问题，将时延器引入到该架构中，并研究基于时延器的混合预编码架构性能。
讨论了混合远近场太赫兹通信中的波束色散问题，分析了引入时延器后的混合预编码架构及其性能，提出了一种基于远近场的混合预编码算法，对所提算法和传统的混合预编码算法进行了仿真。
仿真结果表明，所提算法在性能上优于传统算法，可以有效缓解混合远近场中的波束色散。
关键词：远场；近场；混合远近场；混合预编码；波束色散中图分类号：ＴＮ８２０．１；ＴＮ９２８ 文献标志码：Ａ 开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：文章编号：１００３－３１１４（２０２４）０１－０１４３－０９ＢｅａｍＳｐｌｉｔＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＰｒｅｃｏｄｉｎｇＤｅｓｉｇｎｆｏｒＨｙｂｒｉｄＦａｒ ａｎｄＮｅａｒ ｆｉｅｌｄＴｅｒａｈｅｒｔｚＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＺＨＡＯＸｉａｏｊｉｅ１，ＨＡＯＷａｎｍｉｎｇ１，ＷＡＮＧＦａｎｇ１，ＹＡＮＧＳｈｏｕｙｉ１，ＨＵＡＮＧＣｈｏｎｇｗｅｎ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｂｅａｍｓｐｌｉｔｐｒｏｂｌｅｍｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｈｙｂｒｉｄｐｒｅｃｏｄｉｎｇａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒｂｒｏａｄｂａｎｄｔｅｒａｈｅｒｔｚｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｉｍｅｄｅｌａｙｅｒｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｏｔｈｉｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｙｂｒｉｄｐｒｅｃｏｄｉｎｇａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｔｉｍｅｄｅｌａｙｅｒｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅｉｓｓｕｅｏｆｂｅａｍｓｐｌｉｔｉｎｍｉｘｅｄｆａｒ ａｎｄｎｅａｒ ｆｉｅｌｄｔｅｒａｈｅｒｔｚｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｓｆｉｒｓｔｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｎｅｘｔ，ａｈｙｂｒｉｄｐｒｅｃｏｄｉｎｇａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｆｔｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｔｉｍｅｄｅｌａｙｅｒｓ．Ｔｈｅｎ，ａｈｙｂｒｉｄｐｒｅｃｏｄｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｆａｒ ａｎｄｎｅａｒ ｆｉｅｌｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｈｙｂｒｉｄｐｒｅｃｏｄｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｕｔｐｅｒｆｏｒｍｓｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｏｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｌｌｅｖｉａｔｅｂｅａｍｓｐｌｉｔｅｆｆｅｃｔｉｎｍｉｘｅｄｆａｒ ａｎｄｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆａｒ ｆｉｅｌｄ；ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ；ｍｉｘｅｄｆａｒ ａｎｄｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ；ｈｙｂｒｉｄｐｒｅｃｏｄｉｎｇ；ｂｅａｍｓｐｌｉｔ收稿日期：２０２３－１０－２５０ 引言电磁辐射场可以分为远场和近场区域，远场和近场之间的边界通常通过瑞利距离定义［１］，瑞利距离与阵列孔径的平方成正比，与波长成反比。
声音近场通信的研究现状及相关应用调查报告
1.1
近距离无线通信（Near Field Communication）是一种由飞利浦公司和索尼公司共同开发的非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC 和智能控件工具间进行近距离无线通信。它是由非接触式射频识别（RFID）及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。工作频率为13.56MHz。目前这项技术在日韩被广泛应用。手机用户凭着配置了支付功能的手机就可以行遍全国：他们的手机可以用作机场登机验证、大厦的门禁钥匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等等。但是使用这种手机支付方案的用户必须更换特制的手机，目前市场上大概只有160款支持NFC通信的智能手机，并且作为全球最大智能手机提供商之一Apple公司的iPhone系列最新产品iPhone5S依旧不支持NFC功能。
最开始的声音编码利用于水下作业[5][6][7]，最近仍然有些研究者在研究水下利用声音组网的可行性与性能等问题。
最近一篇研究[8]利用手机的麦克和听筒发明了一种利用声音传输信息的进场通信机制（NFC），考虑到目前支持NFC的手机并不普及而很多应用又用到了NFC功能，手机的音频设备又已经比较成熟，所以作者提出了这样一套软件来通过声音解决这个问题。声音的编码与电磁波相类似，既可以采用数字调制也可以使用模拟调制，但是现在广泛应用的是数字调制方式。在这个工作中，研究人员将声音进行相位调制，并采用正交频分复用（OFDM）的方式在一定声音频率范围内进行传输，最快的传输速度能够达到2.4Kbps，完全满足了一般进场通信的需要。手机对于声音信号的传输速率与处理速率已经达到了很多应用场景的需要。通信的安全性是这篇文章的另一个重要考虑因素，根据香浓信息论，如果一个信道的信噪比高于旁路，那么可以保证在安全的前提下传输消息。研究者使接收端发出一些随机的噪声干扰旁路的攻击者，并且记录下这些噪声的波形。这样旁路和接收端接收到的都是已经被干扰后的结果，然而接收端可以根据自己发出的波形反推出原始的消息内容，达到安全传输的目的。
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第36卷 第6期 电 子 科 技 大 学 学 报 V ol.36 No.62007年12月 Journalof University of Electronic Science and Technology of China Dec. 2007 ·网络与计算机应用·近场通信技术分析吴思楠，周世杰，秦志光(电子科技大学计算机科学与工程学院 成都 610054)【摘要】对近场通信技术的相关标准作了分析；对其发展过程、目前的状况和未来的发展趋势作了详细的介绍。
分析了该技术在商业环境中的运用模式和应用开发中的关键问题。
安全问题成为决定应用是否成功的重要因素，文中分别从链路层和应用层对近场通信技术中的安全问题作了全面的分析，说明了目前近场通信技术发展的情况和存在的困难，并指出未来的技术发展方向和趋势。
关 键 词 近场通信; 协议; 安全; 标准中图分类号 TN92 文献标识码 AAnalysis of Near Field Communication TechnologyWU Si-nan ，ZHOU Shi-jie ，QIN Zhi-guang(School of Computer Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054)Abstract This paper analyzes the international standard of Near Field Communication (NFC). Authorssurvey the developing history of the technology; describe the current status, as well as point out the tendency of them. The model in commercial environment and the problems of application development are analyzed. Security has become an important factor in application. So authors also discuss the security problems from link level and application level. This paper analyses the existing problems and the goal of further developments.Key words near field communication; protocol; security; standard收稿时间：2007 − 09 − 09作者简介：吴思楠(1982 − )，男，硕士生，主要从事网络安全与射频识别方面的研究.近场通信(Near Field Communication ，NFC)是由Philips 公司和Sony 公司在2002年共同联合开发的新一代无线通信技术，并被欧洲电脑厂商协会(ECMA)和国际标准化组织与国际电工委员会(ISO/IEC)接收为标准。
2004年，Nokia 、Philips 和Sony 公司成立NFC 论坛，共同制定了行业应用的相关标准，推广近场通信技术。
与蓝牙、UWB 和802.11等无线通信协议相比，NFC 的通信距离更短，软硬件实现更简单。
各种电子设备间能够以非常简便、快速的方式建立安全的连接进行信息交换，实现移动电子商务的功能，如智能海报的应用等[1]。
1 NFC 应用模式NFC 由非接触式识别和互连技术发展而来，是一种在十几厘米的范围内实现无线数据传输的技术。
在单一芯片上，它集成工作在13.56 MHz 主频段的无线通信模块，实现了非接触式读卡器、非接触式智能卡和设备间点对点通信的功能。
在一对一的通信中，根据设备在建立连接中的角色，把主动发 起连接的一方称为发起设备，另一方称为目标设备。
发起和目标设备都支持主动和被动两种通信模式。
主动通信模式中，发起和目标设备都通过自身产生的射频场进行通信。
被动通信模式中，发起设备首先产生射频场激活目标设备，发起通信连接；然后目标设备对发起方的指令产生应答，利用负载调制技术进行数据的传输。
在被动通信模式中，设备工作的耗电量很小，可以充分地节省电能。
在实际应用中存在三种主要的NFC 应用模式：(1) 读写模式，如图1a 所示。
NFC 设备充当阅读器，对符合ISO/IEC 14443、15693和18092规范的智能卡进行读写。
(2) 智能卡模式，如图1b 所示。
NFC 设备模拟智能卡的功能与读写器进行交互。
目前只支持ISO/IEC 18092规范，暂不支持对ISO/IEC 14443和15693智能卡的模拟。
第6期吴思楠等: 近场通信技术分析1297(3) 点对点模式，如图1c所示。
支持NFC设备间的通信。
图1 NFC的应用模式2 NFC中的连接与传输技术NFCIP-1[2]标准中规定了调制机制、编码、传输速率、帧结构、射频接口，同时还有初始化过程、冲突检测和传输协议等规则，支持106 kb/s、212 kb/s 和424 kb/s三种传输速率；更高的传输速度在ISO/IEC21481标准中得到支持。
2.1 帧结构不同的传输速率具有不同的帧结构。
在106 kb/s 的速率下存在以下三种帧结构：(1) 短帧，用于通信的初始化过程，由起始位、7位指令码和结束位三部分顺序组成。
(2) 标准帧，用于数据的交换，由起始位、n字节指令或数据和结束位顺序组成。
(3) 检测帧，用于多个设备同时进行通信的冲突检测。
速率212 kb/s和424 kb/s的帧结构相同，由前同步码、同步码、载荷长度、载荷和校验码顺序组成。
前同步码由至少48 b的“0”信号组成；同步码有两个字节，第一个字节为“B2”(十六进制)，第二个字节为“4D”；载荷长度由一个字节组成，载荷由n 个字节的数据组成；校验码为载荷长度和载荷两个域的CRC校验值。
2.2 冲突检测冲突检测是NFC设备初始化过程中的重要过程，分为以下情况：(1) 冲突避免，即防止干扰其他正在通信的NFC 设备和同样也工作在此频段的电子设备。
标准规定所有NFC设备必须在初始化过程开始后，首先检测周围的射频场，只有不存在外部射频场时，才进行下一步操作。
判定外部射频场是否存在的阈值为0.187 5 A/m。
(2) 单设备检测。
NFCIP-1中定义了SDD(Single Device Detection)算法，用于区分和选择发起设备射频场内存在的多个目标设备。
SDD主要是通过检测NFC设备识别码或信号时隙来实现。
2.3 初始化过程NFC设备的默认状态均为目标状态。
目标设备不产生射频场，保持静默以等待来自于发起者的指令。
应用程序能够控制设备主动从目标状态转换为发起状态。
设备进入发起状态后开始冲突检测，只有在没有检测到外部射频场时，才激活自身的磁场。
应用程序确定通信模式和传输速率后，开始建立连接传输数据，如图2所示。
图2 初始化流程2.4 传输过程由NFCIP-1标准中制定的传输协议负责数据的传输。
在图2中，传输协议包含协议激活、数据交换和协议关闭三个主要过程：(1) 协议激活负责发起设备和目标设备间属性请求和参数选择的协商。
(2) 数据交换协议为半双工工作方式，以数据块为单位进行传输，包含错误处理机制。
数据交换协议中的多点激活(Multi-Activation)特性允许发起设备在同一时刻激活存在于射频场内的多个目标设备，使发起设备能够同时和多个目标设备进行通信，在多个目标设备间进行快速的切换，而不必花费时间释放一个目标，再去激活下一个。
(3) 在数据交换完成后，发起设备执行协议关闭过程，包括撤消选中和释放连接。
撤消选中过程停止目标设备，释放分配的设备标识符，并恢复到初始化状态。
释放连接使发起设备和目标设备均恢复到初始化状态。
电子科技大学学报第36卷12982.5 对PCD和VCD的支持NFCIP-2标准增加了对接近耦合设备(PCD，ISO/IEC14443)和邻近耦合设备(VCD，ISO/IEC 15693)的支持[3]，故NFCIP-2中制定了一种灵活的网关系统，用来进行NFC、PCD和VCD三种模式的检测和选择。
3 NFC中的数据交换标准技术NFC论坛在NFCIP-1标准的基础上制定了数据交换格式的标准，以支持应用层数据的转换。
NDEF(NFC Data Exchange Format)[4]中定义了用于信息交换的消息封装格式。
该格式是一个轻量级的二进制消息格式，可用于把任意大小和类型的应用层数据封装到一个简单的消息结构中。
NDEF消息由一个或多个NDEF记录[5]顺序组成，组成消息的第一个和最后一个记录分别被标记为消息开始和消息结束。
记录自身不包含任何索引信息。
记录间的序列关系暗含在组成消息的串行化结构中。
NDEF记录是承载有效载荷的数据单元。
用户产生的应用层数据被NDEF生成器封装成多个记录，然后组成NDEF消息，最后由设备接口完成消息的发送。
接收方在收到完整的NDEF消息后，由NDEF解析器解开消息，从记录中获得应用层数据。
NDEF 解析器只能判断一个消息的结构是否规范，或该消息是否过长超出了处理能力。
因此，更复杂的错误处理和附加服务(如QoS)则需要由应用程序来完成。
4 NFC中的程序开发技术NFC的应用主要集中于移动设备，而Sun公司的J2ME是移动设备上使用最广泛的应用开发平台。
NOKIA和BenQ等公司联合开发了基于J2ME平台的非接触通信接口规范JSR 257(Contactless Communication API) [6]，提供了以非接触方式访问智能卡和条形码的接口，完成了NFC技术链上的最后一环，为应用开发做好了准备。
5 NFC中的安全问题目前，安全问题日趋显得突出，成为决定一个应用是否成功的重要因素。
NFC应用中的安全问题主要分为链路层安全和应用层安全。
5.1 链路层安全链路层的安全即为NFC设备硬件接口间通信的安全[7]。
因NFC采用的是无线通信，所以很容易被窃听。
实现窃听并不需要特殊的设备，并且标准是开放的，攻击者能够轻松地解码监听到的信号。
NFC 设备工作范围在10 cm以内，因此窃听设备与正在通信的设备之间的距离必须很近。
具体的距离多大很难确定，因为它同时受到发起、目标和窃听设备的性能、功率等多方面影响。
与其他无线通信一样，攻击者能很容易实施对无线信号的干扰，影响正常通信的进行，达到类似DoS攻击的效果。