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【論文摘要】：在許多基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、傳輸可靠性高的特點(diǎn)，是一種較為常用的通信方式。

在許多基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、傳輸可靠性高的特點(diǎn)，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價(jià)、近距離、無(wú)線、低功耗、保密性強(qiáng)的通訊方案，主要應(yīng)用于近距離的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，也有用于近距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入。從早期的IRDA規(guī)范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設(shè)備也越來(lái)越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進(jìn)行通訊，由于它的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無(wú)線通訊的場(chǎng)合，進(jìn)行"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"的直線數(shù)據(jù)傳輸，因此在小型的移動(dòng)設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。

1.紅外通信的基本原理

紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。常用的有通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。

簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。

2.紅外通訊技術(shù)的特點(diǎn)

紅外通訊技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無(wú)線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持：

⑴通過(guò)數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無(wú)線的數(shù)據(jù)收發(fā);

⑵主要是用來(lái)取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線纜連接；

⑶新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn)；

⑷小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)；

⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)。

3.紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途

紅外通訊技術(shù)常被應(yīng)用在下列設(shè)備中：

⑴筆記本電腦、臺(tái)式電腦和手持電腦；

⑵打印機(jī)、鍵盤鼠標(biāo)等計(jì)算機(jī)設(shè)備；

⑶電話機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)；

⑷數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算器、游戲機(jī)、機(jī)頂盒、手表；

⑸工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備；

⑹網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。

4.紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的缺點(diǎn)

⑴通訊距離短，通訊過(guò)程中不能移動(dòng)，遇障礙物通訊中斷;

⑵目前廣泛使用的SIR標(biāo)準(zhǔn)通訊速率較低（115.2kbit/s）;

⑶紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差。

5.紅外通信技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的沖擊

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)有可能使大量的主流計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預(yù)計(jì)，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標(biāo)準(zhǔn)。目前，惠普移動(dòng)計(jì)算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī)的用戶，可以把計(jì)算機(jī)放在電話機(jī)的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為PC設(shè)計(jì)師和終端用戶提供多種供選擇的無(wú)電纜連接方式，如掌上計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計(jì)算機(jī)之間的文件交換；在計(jì)算機(jī)裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機(jī)和其它設(shè)備。

6.紅外通信技術(shù)開辟數(shù)據(jù)通信的未來(lái)

目前，符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)要求的個(gè)人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)助理設(shè)備、筆記本計(jì)算機(jī)和打印機(jī)已推向市場(chǎng)，然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過(guò)個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來(lái)。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計(jì)算機(jī)中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機(jī)有一個(gè)任選的擴(kuò)展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對(duì)無(wú)線PCS系統(tǒng)的連接；擴(kuò)展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間容易實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間的連接是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實(shí)現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機(jī)上使用，包括各種新潮筆記本計(jì)算機(jī)以及手持式計(jì)算機(jī)，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計(jì)算機(jī)中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過(guò)去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行所需電壓的手持式計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在也能以無(wú)線方式進(jìn)行通信。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者還在設(shè)想在機(jī)場(chǎng)和飯店等地點(diǎn)使用步行傳真機(jī)和打印機(jī)，在這些地方，掌上計(jì)算機(jī)用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機(jī))也可以采用紅外接口裝置。

預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機(jī)、付費(fèi)電話等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著膝上計(jì)算機(jī)用戶不用電纜連接的新潮即將到來(lái)。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強(qiáng)，故國(guó)外軍事通信機(jī)構(gòu)歷來(lái)重視這一技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機(jī)密機(jī)構(gòu)、邊海防的端對(duì)端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生沖擊，對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。

參考文獻(xiàn)

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根據(jù)國(guó)家安監(jiān)總局2012年暨五年來(lái)全國(guó)煤礦事故分析報(bào)告和2013年對(duì)外的煤礦事故通報(bào)案例研究發(fā)現(xiàn):2012年和2013年煤礦主要災(zāi)害事故現(xiàn)象依然突出,其中煤礦瓦斯爆炸/瓦斯突出、透水和火災(zāi)事故起數(shù)及死亡人數(shù)分別占據(jù)前三位。煤礦災(zāi)變事故發(fā)生后,礦山救護(hù)隊(duì)救援偵測(cè)工作的任務(wù)主要是偵察事故類別/原因/范圍、遇險(xiǎn)人員數(shù)量和所在地,同時(shí)掌握通風(fēng)、瓦斯、有毒有害氣體等環(huán)境情況。而救援工作的主要目的是搜救遇險(xiǎn)人員和偵測(cè)災(zāi)區(qū)環(huán)境,指導(dǎo)和制訂災(zāi)害事故處置方案,從而避免發(fā)生次生事故和救援人員傷亡。近年來(lái)隨著煤炭開采深度逐年增加,煤礦災(zāi)害事故救援難度加大,業(yè)界對(duì)搜救偵測(cè)技術(shù)與裝備的性能和安全可靠性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),如續(xù)航工作時(shí)間長(zhǎng)、平均無(wú)故障時(shí)間短、通信帶寬速率高和通信偵測(cè)距離遠(yuǎn),以及安全防爆等級(jí)高的搜救偵測(cè)技術(shù)裝備匱乏等問(wèn)題[7]。

2煤礦搜救偵測(cè)通信方法與技術(shù)

煤礦基本搜救偵測(cè)通信聯(lián)絡(luò)方法主要有兩種:一是地面鉆孔構(gòu)建救生通道搜救和透地通信聯(lián)絡(luò)法;二是救護(hù)隊(duì)員直接入井搜救和寬帶應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)法。

2.1地面鉆孔構(gòu)建救生通道和透地通信聯(lián)絡(luò)法

利用地音儀、地震定位儀或井下人員定位系統(tǒng)等手段,快速準(zhǔn)確對(duì)井下被困人員定位,確定地面鉆機(jī)打鉆地點(diǎn),提高打鉆效率。確定打鉆地點(diǎn)后,可先鉆一個(gè)小孔,與被困人員取得聯(lián)系,并為被困人員輸送氧氣和食物,然后再鉆取一個(gè)較大直徑的鉆孔,利用救生倉(cāng)等裝備解救被困人員。該方法需要用到的裝備主要有生命探測(cè)儀、人員定位系統(tǒng)、氣體檢測(cè)儀、挖掘工具、破拆工具、起重設(shè)備、鉆機(jī)等。另外,通信聯(lián)絡(luò)可用礦用透地通信系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)法,但對(duì)于深部開采礦井,國(guó)內(nèi)外透地雙向通信距離和傳輸帶寬速率目前還十分受局限,從煤礦井下試驗(yàn)情況反饋來(lái)看,語(yǔ)音通信距離在500~600m,文本通信距離在700~800m,800m以上還只能透地傳輸信號(hào)(beacon)而不是信息,因此透地通信適合井下窄帶和慢速率通信聯(lián)絡(luò)。

2.2救護(hù)隊(duì)員直接入井搜救和寬帶應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)法

采用呼喊、敲擊或利用尋人儀、主動(dòng)式生命探測(cè)儀等探測(cè)方法[8],判斷遇險(xiǎn)人員位置,搜尋被困或被埋壓人員,與遇險(xiǎn)人員保持聯(lián)系。該方法既可利用探測(cè)和感知生物信號(hào)搜尋,又可利用感應(yīng)探測(cè)機(jī)械波、聲波或無(wú)線電波等信號(hào)搜尋。救護(hù)隊(duì)員直接入井搜救偵測(cè)技術(shù)主要包括煤礦災(zāi)區(qū)環(huán)境偵測(cè)技術(shù)、煤礦井下生命探測(cè)與人員搜尋定位技術(shù),以及煤礦災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人技術(shù)。通信聯(lián)絡(luò)可用礦用寬帶無(wú)線或光纖等通信技術(shù),通信距離和傳輸帶寬受限制較小,且可適合井下可視化多媒體通信聯(lián)絡(luò)。2.2.1、煤礦災(zāi)區(qū)環(huán)境偵測(cè)利用便攜式氣體檢測(cè)儀對(duì)災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)CH4、CO、O2、H2S、CO2等氣體濃度和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),目的是判定災(zāi)區(qū)是否存在爆炸危險(xiǎn)及事故類別。利用氣體分析化驗(yàn)車或氣相色譜儀進(jìn)行化驗(yàn)分析,主要檢測(cè)H2S、NOx、SO2及火災(zāi)標(biāo)志性氣體。使用紅外線溫度測(cè)定儀和風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)壓等測(cè)定儀,可迅速檢測(cè)災(zāi)區(qū)環(huán)境溫度和通風(fēng)情況,并根據(jù)探測(cè)距離,對(duì)火源點(diǎn)、火勢(shì)等作出正確判斷。2.2.2、生命探測(cè)與人員搜尋定位目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)煤礦遇險(xiǎn)人員尋找和定位多憑經(jīng)驗(yàn)和人體器官感覺(jué),用呼喊、敲擊等方法來(lái)判定。搜尋技術(shù)落后是制約救援效率和成功率的主要問(wèn)題之一[9]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用光學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)、人體生物學(xué)、仿生學(xué)等理論進(jìn)行了研究,取得了一定技術(shù)突破[10-15],但救援實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中還受到諸多限制。如光學(xué)探測(cè)儀只適合被測(cè)者周邊有空隙的情況使用;紅外探測(cè)儀適合在濃煙、大火和黑暗環(huán)境下使用,受環(huán)境溫度及熱源的影響嚴(yán)重,穿透性差,遇物阻擋失效;聲波探測(cè)儀只有被測(cè)對(duì)象能夠活動(dòng)、敲擊或呼救才能被探測(cè)到,在煤巖介質(zhì)中衰減速度極快,遇水、泥土阻擋失效,在人體內(nèi)傳播機(jī)理復(fù)雜;激光探測(cè)則需要高壓電源供電且體積大、笨重;人體搜尋儀大多只能探測(cè)遇難者;雷達(dá)生命探測(cè)儀僅適合于探測(cè)運(yùn)動(dòng)的活體生命。目前基于生命感知和RFID等RF信號(hào)搜救的人員定位搜索技術(shù)受到業(yè)界關(guān)注。2.2.3、災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)為了提高救援成功率,減少救援人員自身傷亡煤礦災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人可替代或輔助救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入災(zāi)區(qū),探測(cè)并回傳井巷環(huán)境信息,為搶險(xiǎn)救援決策提供參考依據(jù)。開發(fā)非結(jié)構(gòu)環(huán)境下移動(dòng)作業(yè)和救災(zāi)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)是當(dāng)今災(zāi)區(qū)探測(cè)技術(shù)研究熱點(diǎn)之一,如美國(guó)智能系統(tǒng)與機(jī)器人中心開發(fā)的RATLER礦井探索機(jī)器人、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究中心開發(fā)的土撥鼠機(jī)器人、美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)研制的Simbot機(jī)器人、Remotec公司制造的V2機(jī)器人等[16-18]。這些機(jī)器人各自存在著體積大或笨重、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功耗大、越障性能差、智能化水平低、有線遙控距離近等缺陷,離煤礦實(shí)際救援應(yīng)用要求還有一定距離。目前礦用本安型便攜式機(jī)器人和隔爆型災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人已經(jīng)開始面市,如圖1~2所示。

2.3災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)和搜救通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)

煤礦井下災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)和礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)是煤礦事故救援及通信聯(lián)絡(luò)的重要保障。煤礦災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)系統(tǒng)和應(yīng)急救援超前偵測(cè)系統(tǒng)都是通過(guò)高壓氣瓶(或發(fā)射裝置)將偵測(cè)探頭發(fā)射到前方。

3煤礦搜救偵測(cè)通信技術(shù)裝備研究發(fā)展趨勢(shì)

3.1災(zāi)區(qū)環(huán)境檢測(cè)設(shè)備

目前煤礦便攜式/復(fù)合式多參數(shù)測(cè)定器或檢測(cè)報(bào)警儀主要有CD3/CD4/CD5/CD6/CD7/CD8/JFY-6等類型。檢測(cè)參數(shù)包括甲烷、氧氣、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、二氧化硫等有毒有害氣體的濃度及環(huán)境的溫度、濕度、壓差、風(fēng)速、大氣壓等。不同型號(hào)測(cè)定儀工作時(shí)間有長(zhǎng)有短,組合各種參數(shù)方案不同,支持標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信接口能力也不一樣,檢測(cè)量程和測(cè)定精度參差不齊,搜救單位配備還缺乏統(tǒng)一,集成風(fēng)速、風(fēng)壓檢測(cè)指標(biāo)的高精度、大量程測(cè)定儀較少。

3.2生命探測(cè)與人員搜尋定位裝備

如表1所示,生命探測(cè)和人員搜尋定位設(shè)備主50~100m,再利用無(wú)線信號(hào)將前方的環(huán)境參數(shù)如CH4、CO濃度等數(shù)據(jù)傳回接收顯示裝置,若前方?jīng)]有危險(xiǎn),救援人員前進(jìn)50~100m,再重復(fù)超前探測(cè),直至完成整個(gè)災(zāi)區(qū)偵查。目前,我國(guó)煤礦井下救援通信主要以有線電話為主,漏泄、感應(yīng)、透地等移動(dòng)通信也存在一定問(wèn)題,難以滿足全煤礦移動(dòng)救災(zāi)通信要求。透地通信系統(tǒng)存在信道容量小、單向通信、電磁干擾大、應(yīng)用范圍受限制、施工難度大等問(wèn)題。感應(yīng)通信系統(tǒng)存在信道容量小、電磁干擾大、天線體積大、攜帶不方便等問(wèn)題。漏泄通信系統(tǒng)存在串聯(lián)中繼器多、系統(tǒng)可靠性差等問(wèn)題。高性能、高可靠性災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)系統(tǒng)和井下應(yīng)急通信系統(tǒng)引起業(yè)界關(guān)注[19]。中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司應(yīng)急救援研究所研制的KT121M礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)帶寬高,通信距離遠(yuǎn),且可以和透巖應(yīng)急通信設(shè)備互聯(lián)互通,非常適合井下無(wú)線寬帶救災(zāi)或應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)如圖3所示。要分為無(wú)線電感應(yīng)類、晶體共振和感應(yīng)人體電荷等。由于各自技術(shù)和探測(cè)原理不同,適用范圍也存在差異。

3.3煤礦災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)

煤礦災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)可搭載有氣體、溫度等傳感器和攝像頭,通過(guò)陸、空方式將災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)搜救指揮通信系統(tǒng)傳送到各級(jí)指揮機(jī)構(gòu),是代替救援人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)、避免救援人員傷亡的偵測(cè)設(shè)備之一,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)研制出輪式、履帶式、蛇形機(jī)器人和四旋翼小型無(wú)人機(jī)。但由于煤礦災(zāi)區(qū)情況復(fù)雜,對(duì)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)的越障能力、自身和負(fù)載重量、動(dòng)力保障、防爆方式等有嚴(yán)格的要求,國(guó)內(nèi)KBR礦用本安型便攜式救援探測(cè)機(jī)器人(見圖1)、搜救偵測(cè)無(wú)人機(jī)和KQR隔爆型災(zāi)區(qū)探測(cè)機(jī)器人(見圖2)受到業(yè)界廣泛關(guān)注。采用分功合力等先進(jìn)技術(shù)的KBR礦用本安型探測(cè)機(jī)器人是ExiaIMa防爆等級(jí),KQR是Exd+ibIMa防爆等級(jí),前者災(zāi)區(qū)環(huán)境使用安全性更高,狹小空間和洞穴通過(guò)性較好,且便攜和功耗低(8~9kg,幾瓦)。后者是礦用隔爆型機(jī)器人,跨越溝壑和臺(tái)階能力較強(qiáng),但體積大較笨重(近100kg)、電壓高(12V)和功耗大(12W),井下安全可靠性較低。

3.4煤礦災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)、透地和寬帶應(yīng)急通信系統(tǒng)

目前,國(guó)內(nèi)外煤礦災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)、透地和寬帶應(yīng)急通信系統(tǒng)裝備主要有ZCJ5系列煤礦災(zāi)區(qū)遠(yuǎn)距離偵測(cè)系統(tǒng)、KT121M礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)和TTE系列礦用透地通信系統(tǒng)等應(yīng)急聯(lián)絡(luò)裝備,如圖3~5所示。

3.5煤礦搜救偵測(cè)通信技術(shù)和裝備研究發(fā)展趨勢(shì)

礦山救援偵測(cè)技術(shù)研究熱點(diǎn)及未來(lái)煤礦搜救偵測(cè)裝備發(fā)展趨勢(shì),如圖6~7所示。

4結(jié)語(yǔ)

篇3

紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。常用的有通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。

簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。

2.紅外通訊技術(shù)的特點(diǎn)

紅外通訊技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無(wú)線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持：

⑴通過(guò)數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無(wú)線的數(shù)據(jù)收發(fā);

⑵主要是用來(lái)取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線纜連接；

⑶新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn)；

⑷小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)；

⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)。

3.紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途

紅外通訊技術(shù)常被應(yīng)用在下列設(shè)備中：

⑴筆記本電腦、臺(tái)式電腦和手持電腦；

⑵打印機(jī)、鍵盤鼠標(biāo)等計(jì)算機(jī)設(shè)備；

⑶電話機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)；

⑷數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算器、游戲機(jī)、機(jī)頂盒、手表；

⑸工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備；

⑹網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。

4.紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的缺點(diǎn)

⑴通訊距離短，通訊過(guò)程中不能移動(dòng)，遇障礙物通訊中斷;

⑵目前廣泛使用的SIR標(biāo)準(zhǔn)通訊速率較低（115.2kbit/s）;

⑶紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差。

5.紅外通信技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的沖擊

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)有可能使大量的主流計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預(yù)計(jì)，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標(biāo)準(zhǔn)。目前，惠普移動(dòng)計(jì)算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī)的用戶，可以把計(jì)算機(jī)放在電話機(jī)的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為PC設(shè)計(jì)師和終端用戶提供多種供選擇的無(wú)電纜連接方式，如掌上計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計(jì)算機(jī)之間的文件交換；在計(jì)算機(jī)裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機(jī)和其它設(shè)備。

6.紅外通信技術(shù)開辟數(shù)據(jù)通信的未來(lái)

目前，符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)要求的個(gè)人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)助理設(shè)備、筆記本計(jì)算機(jī)和打印機(jī)已推向市場(chǎng)，然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過(guò)個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來(lái)。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計(jì)算機(jī)中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機(jī)有一個(gè)任選的擴(kuò)展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對(duì)無(wú)線PCS系統(tǒng)的連接；擴(kuò)展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間容易實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間的連接是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實(shí)現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機(jī)上使用，包括各種新潮筆記本計(jì)算機(jī)以及手持式計(jì)算機(jī)，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計(jì)算機(jī)中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過(guò)去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行所需電壓的手持式計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在也能以無(wú)線方式進(jìn)行通信。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者還在設(shè)想在機(jī)場(chǎng)和飯店等地點(diǎn)使用步行傳真機(jī)和打印機(jī)，在這些地方，掌上計(jì)算機(jī)用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機(jī))也可以采用紅外接口裝置。

預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機(jī)、付費(fèi)電話等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著膝上計(jì)算機(jī)用戶不用電纜連接的新潮即將到來(lái)。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強(qiáng)，故國(guó)外軍事通信機(jī)構(gòu)歷來(lái)重視這一技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機(jī)密機(jī)構(gòu)、邊海防的端對(duì)端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生沖擊，對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。

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篇4

光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術(shù)實(shí)現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過(guò)幾十年的時(shí)間。從國(guó)外的發(fā)展歷程我們可以看出，20世紀(jì)60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所高錕及Hockham從理論上預(yù)言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell)采用改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米，這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。

目前國(guó)內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過(guò)剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進(jìn)口，但總量不大，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有差別，成本無(wú)法再降，已經(jīng)是零利潤(rùn)，在國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有太強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，出口量很小。二十年來(lái)的光技術(shù)的兩個(gè)主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個(gè)已經(jīng)相對(duì)比較成熟。多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺(tái)兩個(gè)方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，另一方面是向業(yè)務(wù)方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設(shè)備中，或是在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒(méi)有達(dá)到。

二、光纖通信技術(shù)的趨勢(shì)及展望

目前在光通信領(lǐng)域有幾個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術(shù)。

（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應(yīng)用。但是，10Gbps系統(tǒng)對(duì)于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種，但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進(jìn)入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗(yàn)研究階段。

（二）向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)

采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1％，還有99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開的光源信號(hào)同時(shí)在一級(jí)光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路?；赪DM應(yīng)用的巨大好處及近幾年來(lái)技術(shù)上的重大突破和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設(shè)的WDM系統(tǒng)已超過(guò)3000個(gè)，而實(shí)用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps(2×16×10Gbps)，美國(guó)朗訊公司已宣布將推出80個(gè)波長(zhǎng)的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實(shí)驗(yàn)室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps(13×20Gbps)。預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。

（三）實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實(shí)現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無(wú)疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光光聯(lián)網(wǎng)既可以實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號(hào)。

由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢(shì)，美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行預(yù)研，特別是美國(guó)國(guó)防部預(yù)研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。建設(shè)一個(gè)最大透明的、高度靈活的和超大容量的國(guó)家骨干光網(wǎng)絡(luò)，不僅可以為未來(lái)的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NJJ)奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且也對(duì)我國(guó)下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛以及國(guó)家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

（四）開發(fā)新代的光纖

傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長(zhǎng)距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢(shì)，開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無(wú)水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開發(fā)的重點(diǎn)，也是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，BPON技術(shù)無(wú)可爭(zhēng)議地將是未來(lái)寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展、成本及應(yīng)用需求的實(shí)際狀況看，它距離實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電信接入網(wǎng)絡(luò)這一最終目標(biāo)還會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。

（五）IPoverSDH與IpoverOptical

以lP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是當(dāng)前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力，因而能否有效地支持JP業(yè)務(wù)已成為新技術(shù)能否有長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)壽命的標(biāo)志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，當(dāng)IP業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時(shí)，則有可能最終會(huì)省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡(jiǎn)單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)(IPoverOptical)。三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時(shí)期和網(wǎng)絡(luò)的不同部分發(fā)揮自己應(yīng)有的歷史作用。但從面向未來(lái)的視角看。IPoverOptical將是最具長(zhǎng)遠(yuǎn)生命力的技術(shù)。特別是隨著IP業(yè)務(wù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)后，這種對(duì)JP業(yè)務(wù)最理想的傳送技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)特別是骨干網(wǎng)的主導(dǎo)傳送技術(shù)。

（六）解決全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)

近幾年，網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無(wú)論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)，而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上存在巨大的反差，制約全網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問(wèn)題，必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術(shù)。因?yàn)楣饨尤刖W(wǎng)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率；（2）配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來(lái)的一系列好處；（4）建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò)，迎接多媒體時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

1、通信技術(shù)問(wèn)題

這主要是由于網(wǎng)絡(luò)故障引起的瀏覽器無(wú)法正常運(yùn)行上網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信中斷等問(wèn)題。對(duì)這樣問(wèn)題的解決辦法則是通過(guò)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)故障修復(fù)的診斷命令或者根據(jù)提示的故障原因報(bào)修等。除此之外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信常常提示計(jì)算機(jī)設(shè)置錯(cuò)誤等，則應(yīng)該根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行設(shè)置即可。

2、網(wǎng)絡(luò)通信安全

網(wǎng)絡(luò)通信安全問(wèn)題越來(lái)越成為人們頭疼的問(wèn)題，尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在電子商務(wù)、電子銀行、電子購(gòu)物等B2C、B2B領(lǐng)域的發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)信息安全問(wèn)題的出現(xiàn)，很大程度上是由當(dāng)前技術(shù)發(fā)展過(guò)快、人們保護(hù)信息意識(shí)較差等原因造成的。這樣的問(wèn)題，雖然給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信帶來(lái)了一定的障礙，但是卻可以在短時(shí)間內(nèi)解決。

二、新時(shí)期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1、多網(wǎng)融合技術(shù)

由于當(dāng)前社會(huì)手機(jī)終端的發(fā)展、平板電腦的出現(xiàn)，在很大程度對(duì)傳統(tǒng)筆記本或家用電腦產(chǎn)生了沖擊。在這樣的背景下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光通信技術(shù)以及多媒體通信技術(shù)的融合發(fā)展，成為了人們?cè)谛聲r(shí)期新時(shí)代下的新要求。利用光通信技術(shù)的快速、移動(dòng)通信技術(shù)的便利性以及多媒體技術(shù)的多樣性等優(yōu)勢(shì)，融合成為一種快速、便利、多樣的新技術(shù)，這樣不僅可以滿足人們對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的要求，也可以促進(jìn)人們?cè)诠ぷ?、生活中辦公的效率，大大提升人們由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊不便、不暢所帶來(lái)的工作效率低下等問(wèn)題的解決效率。而且，還可以滿足不同人群、不同地點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的不同要求，一舉多得。

2、無(wú)線通信技術(shù)的跨越

在新時(shí)期網(wǎng)絡(luò)通信的改革中，人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的便利性提出了越來(lái)越高的要求，因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展越成為了必然的趨勢(shì)。目前，無(wú)線通信技術(shù)主要是指WiFi技術(shù)，包括中國(guó)電信的chinanet、中國(guó)移動(dòng)的CMCCauto等。這些率先使用無(wú)線通信技術(shù)的移動(dòng)通信公司，在很大程度上是借鑒外國(guó)無(wú)線通信技術(shù)，缺少獨(dú)立自主的開發(fā)。所以，完成無(wú)線通信技術(shù)的消化吸收，完成無(wú)線技術(shù)的跨越，成為了擺在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)公司的嚴(yán)峻問(wèn)題。把無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展作為基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)建設(shè)，把便利性提高，惠澤民眾，使得社會(huì)的發(fā)展更加得益于此，也是當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信公司所要解決的重大問(wèn)題之一。

3、移動(dòng)通信技術(shù)的革新

現(xiàn)如今，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展正在由2G向4G跨越。然而，就目前的狀況來(lái)說(shuō)，對(duì)4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的追求，是為了保護(hù)三家移動(dòng)通訊巨頭的市場(chǎng)占有率，并沒(méi)有真正的做到方便民眾，而是作為營(yíng)銷的策略才進(jìn)行的通信技術(shù)革新。因此，在未來(lái)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信中，如何做到通信技術(shù)革命真正的有益于使用者，這才是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信所需要解決的首要問(wèn)題。

三、結(jié)語(yǔ)

篇6

1.1激光通信技術(shù)的基本原理分析

新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)文明的進(jìn)步，當(dāng)前的激光通信技術(shù)已在諸多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用，激光通信技術(shù)主要就是以大氣或者是自由空間作為媒介，然后通過(guò)載波激光在大氣中傳輸有效的信息。也就是先將聲音信號(hào)調(diào)制到激光束上，再將信號(hào)的激光發(fā)送出去。根據(jù)不同的應(yīng)用范圍能夠?qū)⒓す馔ㄐ欧譃闊o(wú)線和光纖兩種類型的激光通信[1]。

1.2激光通信技術(shù)的主要特征分析

激光通信技術(shù)自身有限鮮明的特點(diǎn)，激光通信技術(shù)在安裝方面較為簡(jiǎn)單，在地形地貌等應(yīng)用上的適應(yīng)性比較強(qiáng)。能夠?qū)Ω鞣N臨時(shí)性的通信以及迅速搶險(xiǎn)通信等條件得到滿足。和微波通信相比較而言激光通信在空間上的占有資源也相對(duì)比較小。并且在抗電磁干擾以及保密性方面都比較強(qiáng)，這些優(yōu)點(diǎn)使其在實(shí)際的應(yīng)用上比較廣泛，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中這也是一個(gè)必然的趨勢(shì)。

2激光通信技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用及前景展望

2.1激光通信技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用分析

在激光通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是多方面的，無(wú)線激光通信主要是綜合了光纖通信以及微波通信的優(yōu)點(diǎn)，所以在城域網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用就比較適合。在企事業(yè)當(dāng)中的內(nèi)部網(wǎng)的連接當(dāng)中能夠得到有效應(yīng)用，校園網(wǎng)以及大型的企業(yè)等內(nèi)部網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)存在著急需連接使用通信的情況，在一定的程度上激光通信技術(shù)是光纖技術(shù)的一種補(bǔ)充，在城市化的發(fā)展速度不斷加快過(guò)程中，樓寓間的通信和移動(dòng)間的通信倘若是利用光纖就比較的麻煩，并且還會(huì)影響城市外觀環(huán)境，在通信盲區(qū)情況下通常是采用光纖直放站加以應(yīng)對(duì)，這樣就能夠?qū)⒐饫w和激光通信技術(shù)兩者得到補(bǔ)充應(yīng)用，從而形成兩個(gè)基站間的鏈路。另外，將激光通信技術(shù)在移動(dòng)通信當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用也能夠起到很好的效果。在現(xiàn)階段我國(guó)的通信領(lǐng)域當(dāng)中，最為活躍以及發(fā)展最為快速的就是移動(dòng)通信。在移動(dòng)電話使用量不斷上升的情況下，這給無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的容量和帶寬提出了更高的要求，怎樣能夠?qū)⒂邢薜馁Y源得到充分利用，這也是當(dāng)前的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商所面臨的重大課題。

激光通信技術(shù)作為一種新型的接入技術(shù)，其自身有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，這也為移動(dòng)通信領(lǐng)域?qū)ζ涞膽?yīng)用提供了良好的條件。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，主要就是將主干網(wǎng)在最近距離的天線間采取光纖進(jìn)行對(duì)其連接，然后通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備和天線得到有效連接，這樣在一定距離內(nèi)就能夠形成一個(gè)有效的基站，進(jìn)而就能夠在這一技術(shù)的作用下實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。再者就是在高壓電工作過(guò)區(qū)當(dāng)中的應(yīng)用，在這一應(yīng)用當(dāng)中的作用主要就是采集以及傳輸信息，在實(shí)際工程應(yīng)用過(guò)程中將供電站的變壓器工作數(shù)據(jù)傳輸?shù)降蛪簠^(qū)加以檢測(cè)，倘若是通過(guò)光纖進(jìn)行實(shí)施就會(huì)造成環(huán)境的污染以及表面聚集塵土而發(fā)生導(dǎo)電情況發(fā)生。所以在這一情況下，通過(guò)激光通信技術(shù)就比較優(yōu)越，能夠通過(guò)空氣隔離的方法絕緣，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸[3]。在具體的應(yīng)用步驟上主要就是把光發(fā)射天線安裝在高壓區(qū)，接收天線安裝在低壓區(qū)，這樣就可以通過(guò)高壓發(fā)射天線在空氣的媒介下傳遞給低壓的接收天線，這樣就實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的傳輸。

2.2激光通信技術(shù)的發(fā)展前景展望

隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，激光通信技術(shù)在應(yīng)用的空間上也會(huì)逐漸的擴(kuò)大，不管是在應(yīng)用的領(lǐng)域還是研究的領(lǐng)域都將會(huì)取得更加優(yōu)異的成果。在將來(lái)的激光通信技術(shù)的發(fā)展前景方面，激光通信技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛，這也是通過(guò)這一技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)決定的。其中對(duì)遠(yuǎn)距離的無(wú)線傳輸問(wèn)題得到了解決，并實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星技術(shù)和激光通信技術(shù)的共相發(fā)展，這些對(duì)位激光通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在激光通信技術(shù)的不斷完善過(guò)程中，這一技術(shù)將會(huì)成為城市網(wǎng)絡(luò)通信的一個(gè)重要手段。以往的光纖技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，為人們的生活提供了很大的方便，但社會(huì)的進(jìn)步不能停留于這一層面，尤其是當(dāng)前的城鎮(zhèn)化建設(shè)的速率加快，光纖技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用上已經(jīng)顯得愈來(lái)愈存在著不足。而激光通信技術(shù)避免了影響交通、建筑等弊端，并對(duì)環(huán)境沒(méi)有危害，在安全性能上相對(duì)較高，所以在將來(lái)的技術(shù)不斷完善下，激光通信技術(shù)將會(huì)取代光纖技術(shù)，為城市的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)提供技術(shù)上的重要支持。與此同時(shí)，激光通信技術(shù)的不斷發(fā)展完善，將會(huì)在通信的領(lǐng)域范圍內(nèi)帶來(lái)一場(chǎng)技術(shù)上的變革。在通信的領(lǐng)域當(dāng)中，一些新技術(shù)的涌現(xiàn)，將會(huì)對(duì)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生很大的影響，從而推動(dòng)其變革，使得技術(shù)上的革新成為是通信領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)主流。最終，愈來(lái)愈多的通信技術(shù)的涌現(xiàn)，將會(huì)對(duì)通信領(lǐng)域的發(fā)展在技術(shù)上得到強(qiáng)有力的保障。

3結(jié)語(yǔ)

篇7

（1）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)能保證基本功能實(shí)現(xiàn)。

基本功能，我們知道就是數(shù)據(jù)的搜索、傳輸、分類和整理以及分享，這些都必須依靠最基本的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)。就我們?nèi)粘Ｊ褂玫纳缃痪W(wǎng)絡(luò)，如國(guó)外的facebook、MSN和國(guó)內(nèi)知名的QQ、Wechat等，最基本的就是信息交流，然后就是網(wǎng)民之間的信息傳輸和保存。計(jì)算機(jī)通信技術(shù)保障了這些功能的實(shí)現(xiàn)，更是讓全球化的信息互動(dòng)暢通無(wú)阻。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的今日，各種新技能的出現(xiàn)，又在一定程度上為信息管理系統(tǒng)的高效運(yùn)行提供了便捷的服務(wù)，從而加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在提高信息管理系統(tǒng)的運(yùn)行方面的速度。

（2）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在數(shù)據(jù)處理和預(yù)測(cè)功能的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)通信技術(shù)能夠滿足管理信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求，不僅能夠保證數(shù)據(jù)處理的高效性和數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的優(yōu)良性，而且在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢(shì)無(wú)與倫比。計(jì)算機(jī)技術(shù)在管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理得到了十分廣泛的推廣，并且成為了數(shù)據(jù)處理的主流技術(shù)。數(shù)據(jù)處理和傳送是計(jì)算機(jī)通信實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)功能的基礎(chǔ)，為提高和保證預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性提供必要的技術(shù)支持，能夠充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)通信技術(shù)預(yù)測(cè)功能的優(yōu)勢(shì)。

（3）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在計(jì)劃決策和控制方面的應(yīng)用

信息管理主要是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合管理，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)可以幫助提高這方面的管理。國(guó)內(nèi)使用最廣泛的通信協(xié)議就是以太網(wǎng)，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在此保障下可以很高對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選梳理到最后的整合，控制和決定了哪些信息需要，哪些信息需要再加工等決策，為工作人員的工作提供給了便捷的技能。其重要性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）信息管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸，必須應(yīng)用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在信息管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的傳輸是系統(tǒng)運(yùn)行中的重要功能，為了保證數(shù)據(jù)傳輸能夠滿足準(zhǔn)確性和高效性的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用成為了必然?？紤]到計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的指導(dǎo)下完成不同計(jì)算機(jī)終端之間信息的傳輸，所以，出于信息管理系統(tǒng)信息傳輸?shù)哪康?，在信息管理系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)通信技術(shù)得到了重要應(yīng)用。2）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)為信息管理提供了數(shù)據(jù)參考服務(wù)和決策服務(wù)，由于信息管理比較復(fù)雜和繁復(fù)，使得信息系統(tǒng)對(duì)信息管理的有效性成為了系統(tǒng)成功衡量的坐標(biāo)。如果系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)有效性，就必須以計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的基礎(chǔ)，利用它的優(yōu)點(diǎn)構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)管理框架，最終實(shí)現(xiàn)信息管理的有效性，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)之所以能提高系統(tǒng)信息管理的效率，主要是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)可以解決不同終端計(jì)算機(jī)之間的信息交流和數(shù)據(jù)傳輸，之間傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間在很大程度上被大大縮短，這就無(wú)意間縮短了系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，進(jìn)行提高了系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行效率。

二、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

信息管理系統(tǒng)的功能之一是能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，在這一過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生了現(xiàn)實(shí)的需要，而計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠提高數(shù)據(jù)傳輸效率、保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，基于這一優(yōu)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中得到了重要應(yīng)用，并成為支撐數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)。

（2）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在信息管理系統(tǒng)預(yù)測(cè)功能中的應(yīng)用

信息管理系統(tǒng)預(yù)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)是以大量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，而基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲得離不開信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?；谶@一現(xiàn)實(shí)需要，以數(shù)據(jù)傳輸為特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在信息管理系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為了實(shí)現(xiàn)信息管理系統(tǒng)預(yù)測(cè)功能的重要技術(shù)支撐。

（3）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在信息管理系統(tǒng)計(jì)劃功能中的應(yīng)用

信息管理系統(tǒng)的計(jì)劃功能，主要是基于各個(gè)管理層的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而構(gòu)成的，因此對(duì)數(shù)據(jù)的需求，決定了信息管理系統(tǒng)必須應(yīng)用一種可靠的技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,成為了實(shí)現(xiàn)信息管理系統(tǒng)計(jì)劃功能的主要技術(shù)。

（4）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在信息管理系統(tǒng)輔助決策功能中的應(yīng)用

信息管理系統(tǒng)輔助決策功能是整個(gè)系統(tǒng)功能中的重點(diǎn)，為了保證該功能的實(shí)現(xiàn)，信息管理系統(tǒng)積極應(yīng)用了計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，使信息管理系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理和傳輸，提高處理和傳輸效率，提高輔助決策功能的實(shí)效性。

三、結(jié)語(yǔ)

篇8

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、平臺(tái)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將人類帶入了高速的信息時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)和通信方式改變著人們的生活、工作方式，通信方式發(fā)生了質(zhì)的飛躍。同時(shí)，人們對(duì)通信系統(tǒng)的傳輸性能，也提出了更高的要求。通信方式從電纜通信、微波通信、光纖通信，再到目前的研究熱點(diǎn)高速光纖通信。光纖通信是三大支柱通信方式的主體。光纖通信系統(tǒng)，顧名思義，是利用光作為載波、以光纖作為傳輸媒介進(jìn)行傳輸信息的通信系統(tǒng)，光纖實(shí)際上是一種極細(xì)的光導(dǎo)纖維，由純度很高的玻璃拉制而成。普通光纖通信的傳輸速率一般是10Gb/s，高速光纖通信的傳輸速率可達(dá)到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事實(shí)上，在光纖通信的不同發(fā)展階段，高速的含義是不同的。目前通常把STM-16等級(jí)以上的系統(tǒng)稱為高速光纖通信系統(tǒng)，也有人稱之為超高速光纖通信系統(tǒng)。光纖通信作為當(dāng)前三大通信方式的主體，有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)：光纖通信的頻帶較寬，可用帶寬約50000GHz，容量大可同時(shí)傳輸更多的路數(shù)；光纖通信比任何的傳輸都具有更小的損耗，損耗小帶來(lái)的直接好處就是中繼距離長(zhǎng)，傳輸穩(wěn)定可靠；另外抗電磁干擾性強(qiáng)、保密性好。

2高速光纖通信系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

高速光纖通信系統(tǒng)快速發(fā)展，并得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，也存在著一些問(wèn)題。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纖信號(hào)與噪聲的比值，OSNR的大小直接影響傳輸信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣，OSNR過(guò)大，傳輸距離會(huì)相應(yīng)減小。另外，色散、非線性效應(yīng)等問(wèn)題也是影響高速光纖通信傳輸?shù)闹饕蛩?。色散?huì)使脈沖展寬、強(qiáng)度降低，增大誤碼率，信號(hào)畸變失真，直接降低通信質(zhì)量。色散一般分為兩類：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的傳輸性能、傳輸速率和傳輸距離都會(huì)有明顯的損害。PMD的問(wèn)題在以往的光纖傳輸中就存在，傳輸速率越高，PMD的影響也越加明顯。光纖傳輸?shù)乃p、消耗和色散與光纖長(zhǎng)度為線性關(guān)系，光纖的帶寬與光纖長(zhǎng)度為非線性關(guān)系，這一非線性關(guān)系即為非線性效應(yīng)。非線性效應(yīng)分為散射效應(yīng)、與折射密切相關(guān)的自相位調(diào)制SPM、交叉相位調(diào)制XPM和四波混頻效應(yīng)FWM，其中XPM和FWM對(duì)系統(tǒng)影響較為嚴(yán)重。因此，研究OSNR、色散和非線性效應(yīng)問(wèn)題是解決高速光纖通信系統(tǒng)高質(zhì)量傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。

3高速光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

篇9

關(guān)鍵詞：無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù)帶寬

擴(kuò)頻技術(shù)就是將所傳輸信息的帶寬擴(kuò)展很多倍，然后發(fā)送出去，這時(shí)發(fā)送信號(hào)所占據(jù)的信道帶寬遠(yuǎn)大于信息本身的帶寬，例如，傳輸一個(gè)9600bps的數(shù)據(jù)流，其基帶帶寬不到10kHZ，但用擴(kuò)頻技術(shù)傳送時(shí)，它所占據(jù)的信道帶寬可以被擴(kuò)展到300kHZ或更寬，與此同時(shí)，調(diào)制到高頻的信號(hào)發(fā)射功率譜也將大大降低。下面簡(jiǎn)要介紹一下無(wú)線擴(kuò)頻系統(tǒng)：

1擴(kuò)頻系統(tǒng)的基本設(shè)備組成

(1)擴(kuò)頻電臺(tái)：

擴(kuò)頻系統(tǒng)的核心設(shè)備是擴(kuò)頻電臺(tái)。PN碼擴(kuò)頻以及調(diào)制到2.4GHz的高頻載波上都是由它來(lái)完成的。目前國(guó)內(nèi)經(jīng)常使用的電臺(tái)主要是美國(guó)的Pcomcylink電臺(tái)、Utilicom電臺(tái)、加拿大DTS電臺(tái)和Comlink電臺(tái)等。

(2)復(fù)用器：

有時(shí)在一個(gè)地方不僅要傳輸一路數(shù)據(jù)，可能還要傳輸幾路數(shù)據(jù)甚至話音、圖象，而電臺(tái)卻只有一部，這時(shí)就要用到復(fù)用器。它能將幾路數(shù)據(jù)或話音等有機(jī)地合成為一路，并將其傳送給本地的電臺(tái)，最后由電臺(tái)象發(fā)射一路數(shù)據(jù)時(shí)那樣將其發(fā)送出去。而在遙遠(yuǎn)的接收端則執(zhí)行與上述相反的過(guò)程，同時(shí)按發(fā)射時(shí)的規(guī)律便可以將幾路話音和數(shù)據(jù)分開。目前國(guó)內(nèi)經(jīng)常使用的復(fù)用器主要是美國(guó)Motorola復(fù)用器、以色列RAD公司復(fù)用器等。

(3)天線及饋線：

天線和饋線是將高頻信號(hào)從電臺(tái)輻射到空間或從空間接收并傳輸?shù)诫娕_(tái)的設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)經(jīng)常使用的天、饋線主要是與電臺(tái)配套的原廠產(chǎn)品。

2擴(kuò)頻系統(tǒng)的組成

(1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式：

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式實(shí)際上是一種一一對(duì)應(yīng)的工作方式，這種方式簡(jiǎn)便、易行，同時(shí)也可以組成多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的系統(tǒng)，其各點(diǎn)之間通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置可以互不影響。示意圖見圖1。

(2)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式：

點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式是一種被稱為“一對(duì)多”或“多對(duì)一”的經(jīng)濟(jì)型擴(kuò)頻方式，也有人稱之為“一點(diǎn)多址”。它使用輪詢的原理，由一臺(tái)主機(jī)對(duì)所有從機(jī)進(jìn)行輪詢并指定其中的一臺(tái)從機(jī)與通信。這種方式與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式比起來(lái)可以節(jié)省很多電臺(tái)，但其傳遞的數(shù)據(jù)量比較少，且相對(duì)速度較慢。其示意圖見圖2。

(3)中繼方式：

中繼方式一般用在通信距離過(guò)長(zhǎng)(超過(guò)50km)或兩通信點(diǎn)之間有阻擋(如高山或建筑物等)的較特殊情況下，是一種“接力”或“迂回”的通信方式。其示意圖見圖3。

圖3中繼方式無(wú)線擴(kuò)頻示意圖

3擴(kuò)頻設(shè)備性能

其基本配置有1話1數(shù)，2話1數(shù)，2話2數(shù)或更高的配置，最多可以配置到幾十路話音或數(shù)據(jù)。在維修方面，一直困擾著國(guó)內(nèi)同行的復(fù)用器維修問(wèn)題，現(xiàn)已有較大的突破，已能做到芯片級(jí)維修。這一突破使用戶設(shè)備維修周期從原來(lái)的5到6個(gè)月縮短到7至10天。

篇10

1.1認(rèn)知無(wú)線電

認(rèn)知無(wú)線電是一個(gè)智能無(wú)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(guò)對(duì)無(wú)線電頻譜進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)頻譜空穴，伺機(jī)接入授權(quán)頻譜，在不對(duì)主用戶干擾的情況下共享頻譜資源。認(rèn)知無(wú)線電通過(guò)這種方式極大的提高了頻譜利用率，解決了頻譜匱乏問(wèn)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(shuō)，通過(guò)對(duì)頻譜進(jìn)行動(dòng)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(shí)，認(rèn)知無(wú)線電通過(guò)認(rèn)知無(wú)線環(huán)境，動(dòng)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(wú)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(duì)綠色通信起到巨大的作用[1]。目前，無(wú)線移動(dòng)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(tái)，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(wú)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(yíng)管理的困難，用戶也不能獲得無(wú)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(wèn)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)對(duì)無(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)和綠色無(wú)線通信的關(guān)系表現(xiàn)在：網(wǎng)元通過(guò)認(rèn)知信息流獲取重配置因素，從而通過(guò)重配置進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和改變終端軟件來(lái)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(wú)線信道進(jìn)行信息傳輸時(shí)，會(huì)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(lái)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(dòng)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(duì)無(wú)線信號(hào)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(zhǎng)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(dòng)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(gè)網(wǎng)元，擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、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(duì)于固定中繼，可以通過(guò)提升基站密度的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)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(dòng)用戶無(wú)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(duì)于移動(dòng)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(dòng)通信的發(fā)展和用戶對(duì)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(dòng)業(yè)務(wù)地理上的波動(dòng)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(guò)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(dòng)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(gè)小區(qū)。當(dāng)多個(gè)移動(dòng)用戶移入某小區(qū)時(shí)，使該小區(qū)變得擁擠，則該小區(qū)會(huì)自動(dòng)縮小其覆蓋范圍，進(jìn)而降低該小區(qū)的擁擠程度，同時(shí)該小區(qū)周圍的小區(qū)會(huì)自動(dòng)增大，來(lái)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(gè)移動(dòng)用戶移出某小區(qū)，則該小區(qū)周圍的小區(qū)會(huì)自動(dòng)縮小而該小區(qū)會(huì)自動(dòng)增大。當(dāng)相鄰小區(qū)容量較大，沒(méi)有必要進(jìn)行小區(qū)縮小，這時(shí)移動(dòng)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(gè)小區(qū)的縮放過(guò)程。CS可以設(shè)置于網(wǎng)關(guān)或基站中，通過(guò)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量大小、信道狀況、用戶需求等來(lái)進(jìn)行小區(qū)縮放。具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò)物理器件調(diào)整、基站協(xié)作、中繼等來(lái)完成的。比如，小區(qū)擴(kuò)大可以通過(guò)提高基站發(fā)射功率來(lái)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(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)拆分成無(wú)數(shù)個(gè)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(guò)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(wàn)計(jì)的信息。由于移動(dòng)設(shè)備體積小，處理信息、運(yùn)算和存儲(chǔ)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(dòng)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(wú)線電技術(shù)和射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)。軟件無(wú)線電是一項(xiàng)發(fā)展較快的無(wú)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(guò)不同的軟件模塊來(lái)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?；谕ㄓ锰幚砥鞯能浖o(wú)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(wú)線射頻單元和基帶單元[4]。無(wú)線射頻單元通過(guò)光纖或光傳送網(wǎng)與基帶單元相連，負(fù)責(zé)無(wú)線信號(hào)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?；鶐卧?fù)責(zé)基帶信號(hào)的處理，多個(gè)基帶單元可形成集中式基站，其內(nèi)包含一個(gè)高容量、低時(shí)延的交換網(wǎng)絡(luò)來(lái)支持多個(gè)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(wú)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(guò)軟件化，通過(guò)高帶寬、低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)，可組成一個(gè)巨大的實(shí)時(shí)云計(jì)算基帶池。這樣，遠(yuǎn)端射頻單元收發(fā)無(wú)線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多種無(wú)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(shí)云計(jì)算基帶池動(dòng)態(tài)分配計(jì)算資源以實(shí)現(xiàn)基帶數(shù)字信號(hào)處理。

2結(jié)束語(yǔ)