時間：2023-03-23 15:19:44
序論：在您撰寫無線通信技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)逐漸更新?lián)Q代，而近距離無線通信技術(shù)也在同步發(fā)展?，F(xiàn)階段，人們隨身攜帶的通信工具，主要利用紅外線進(jìn)行傳輸，通過IRDA能夠避免長距離電線電纜的麻煩，但仍然不便于利用。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成功地在短距離內(nèi)創(chuàng)建了公眾化的無線網(wǎng)絡(luò)。各種信號均可以借助接入點(diǎn)進(jìn)行傳輸，摒棄了傳統(tǒng)的電纜，而且被廣泛應(yīng)用于交互式短距離無線通信中。這就包括了電話會議、相機(jī)與電腦終端之間的圖像傳輸、不同家庭電器的遙控等。Wimax科技正逐漸興起，其特點(diǎn)是遠(yuǎn)距離傳輸與高帶寬。通過Wimax，人們有效地構(gòu)建了城市之間、城鄉(xiāng)之間的無線網(wǎng)。Wimax能夠覆蓋幾十公里以上，網(wǎng)絡(luò)速度達(dá)到了幾十M/s。所以有些科學(xué)家認(rèn)為，其遠(yuǎn)距離與高速傳輸服務(wù)也許會搶占3G通訊的市場份額。Wimax技術(shù)在運(yùn)營開支、傳輸速度和距離等層面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)越性，也許會成為一類開創(chuàng)產(chǎn)業(yè)新局面的科技。
2超寬帶無線接入技術(shù)
超寬帶是一類時域通信手段，其無線接入技術(shù)比普通科技手段的帶寬高，有著高速率、開支少、能耗少的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，這種技術(shù)無需載波，僅僅通過小周期的脈沖信號作為載體，以二進(jìn)制信號進(jìn)行傳輸。這種超寬帶信號的頻譜比較稀疏，信號強(qiáng)度是mW級別，能夠抵御強(qiáng)干擾信號。相比于CDMA框架，此通信系統(tǒng)更利于實(shí)現(xiàn)，僅需較少的開支。
3未來無線通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
3.1無線通信領(lǐng)域技術(shù)互補(bǔ)性日益明顯
無線通信技術(shù)種類逐漸增多，每種都有各自的優(yōu)劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求，而無線局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內(nèi)的信號傳輸，超寬帶技術(shù)適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發(fā)展無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的歷程中，我們應(yīng)當(dāng)依照不同消費(fèi)者的個性化需求，甄選出最適合的無線通訊手段，使得無線通信業(yè)務(wù)有著多元化未來，更好地處理移動通信應(yīng)用中的各類難題。在不遠(yuǎn)的將來，無線寬帶接入技術(shù)仍會朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來仍有可能會孕育出更先進(jìn)的技術(shù)手段?，F(xiàn)階段的無線寬帶接入技術(shù)應(yīng)用于受限條件下的高速度傳輸，其話音通訊性能仍然與公眾移動通訊手段相距甚遠(yuǎn)。因此，我們應(yīng)著眼于未來，不斷挖掘其技術(shù)優(yōu)越性，彌補(bǔ)移動網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用缺陷，以更好地服務(wù)大眾，同時避免資源浪費(fèi)。
3.2藍(lán)牙技術(shù)將革新無線通信業(yè)的發(fā)展
在藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展大潮中，眾多企業(yè)都在探究和制造以藍(lán)牙技術(shù)為主導(dǎo)的電子產(chǎn)品，譬如某集團(tuán)研制了以藍(lán)牙技術(shù)為基礎(chǔ)的無線耳機(jī)等。芯片設(shè)計研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了在藍(lán)牙技術(shù)所需頻段內(nèi)的專用IC，同時配備了與之匹配的應(yīng)用硬件軟件套裝，便于其他客戶或應(yīng)用廠商可以快速掌握此芯片的應(yīng)用之道，并生產(chǎn)出以藍(lán)牙技術(shù)為本的新產(chǎn)品。除此之外，軟件開發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍(lán)牙技術(shù)的軟件，被廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍(lán)牙技術(shù)以無線方式連接成網(wǎng)絡(luò)，使人們可以自由地傳輸訊息。藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)生推動了無線通信業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，計算機(jī)業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，并加大了對藍(lán)牙技術(shù)開發(fā)的投資力度。
3.3無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的融合趨勢
3.3.1無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)的融合
為了完成其計費(fèi)與檢測功能，短距離無線通信技術(shù)被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。無線通信技術(shù)在近些年來迎來了更快速的發(fā)展，愈來愈多的短距離無線接入技術(shù)被應(yīng)用于社會生活的各個層面，譬如藍(lán)牙技術(shù)有效融合了短距離無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)。
3.3.2移動通信技術(shù)和無線寬帶接入技術(shù)的融合
移動通信業(yè)務(wù)的發(fā)展成熟，與寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的拓寬，直接推動了多種寬帶接入技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無線局域網(wǎng)技術(shù)推動了3G通訊技術(shù)的其他應(yīng)用。而且移動通信技術(shù)和無線寬帶接入技術(shù)互惠互利，并在4G時代完美地融合成一個健全的系統(tǒng)。
3.3.3無線通信技術(shù)與視頻等多媒體技術(shù)的融合
1.13G技術(shù)不斷成熟
3G指的是第三代移動通信，現(xiàn)階段全球范圍內(nèi)包括三種主流3G標(biāo)準(zhǔn)。中國科研人員通過不懈努力，成功研發(fā)出了國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，即TD-SCDMA。這三類技術(shù)有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，是3G技術(shù)的主流應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。3G網(wǎng)絡(luò)能夠在各類蜂窩之間自由切換，可以在移動的條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且可以應(yīng)用于大范圍傳輸，能夠傳送語音類與數(shù)據(jù)類訊息。
1.2寬帶固定無線接入技術(shù)快速發(fā)展
寬帶固定無線接入技術(shù)有諸多優(yōu)勢：帶寬高、建設(shè)速度快、接入手段靈活多變等。因此無線通信業(yè)越來越加大了對該技術(shù)的投入。然而也存在一些局限性，譬如高頻段的LMDS技術(shù)無法應(yīng)用于惡劣天氣條件下，而DDMS技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用帶寬受限，其發(fā)展受到了約束。正基于此，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中必須依照具體情況，有針對性地進(jìn)行應(yīng)用，最大化其特長，規(guī)避其缺陷。
1.3藍(lán)牙技術(shù)成為新興的短距離無線通信技術(shù)
遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)逐漸更新?lián)Q代，而近距離無線通信技術(shù)也在同步發(fā)展。現(xiàn)階段，人們隨身攜帶的通信工具，主要利用紅外線進(jìn)行傳輸，通過IRDA能夠避免長距離電線電纜的麻煩，但仍然不便于利用。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成功地在短距離內(nèi)創(chuàng)建了公眾化的無線網(wǎng)絡(luò)。各種信號均可以借助接入點(diǎn)進(jìn)行傳輸，摒棄了傳統(tǒng)的電纜，而且被廣泛應(yīng)用于交互式短距離無線通信中。這就包括了電話會議、相機(jī)與電腦終端之間的圖像傳輸、不同家庭電器的遙控等。
1.4Wimax成為寬帶無線技術(shù)新產(chǎn)物
Wimax科技正逐漸興起，其特點(diǎn)是遠(yuǎn)距離傳輸與高帶寬。通過Wimax，人們有效地構(gòu)建了城市之間、城鄉(xiāng)之間的無線網(wǎng)。Wimax能夠覆蓋幾十公里以上，網(wǎng)絡(luò)速度達(dá)到了幾十M/s。所以有些科學(xué)家認(rèn)為，其遠(yuǎn)距離與高速傳輸服務(wù)也許會搶占3G通訊的市場份額。Wimax技術(shù)在運(yùn)營開支、傳輸速度和距離等層面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)越性，也許會成為一類開創(chuàng)產(chǎn)業(yè)新局面的科技。
1.5超寬帶無線接入技術(shù)
超寬帶是一類時域通信手段，其無線接入技術(shù)比普通科技手段的帶寬高，有著高速率、開支少、能耗少的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，這種技術(shù)無需載波，僅僅通過小周期的脈沖信號作為載體，以二進(jìn)制信號進(jìn)行傳輸。這種超寬帶信號的頻譜比較稀疏，信號強(qiáng)度是mW級別，能夠抵御強(qiáng)干擾信號。相比于CDMA框架，此通信系統(tǒng)更利于實(shí)現(xiàn)，僅需較少的開支。
2未來無線通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
2.1現(xiàn)代無線通信領(lǐng)域技術(shù)互補(bǔ)性日益明顯
現(xiàn)代無線通信技術(shù)種類逐漸增多，每種都有各自的優(yōu)劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求，而無線局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內(nèi)的信號傳輸，超寬帶技術(shù)適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發(fā)展無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的歷程中，我們應(yīng)當(dāng)依照不同消費(fèi)者的個性化需求，甄選出最適合的無線通訊手段，使得無線通信業(yè)務(wù)有著多元化未來，更好地處理移動通信應(yīng)用中的各類難題。在不遠(yuǎn)的將來，無線寬帶接入技術(shù)仍會朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來仍有可能會孕育出更先進(jìn)的技術(shù)手段?，F(xiàn)階段的無線寬帶接入技術(shù)應(yīng)用于受限條件下的高速度傳輸，其話音通訊性能仍然與公眾移動通訊手段相距甚遠(yuǎn)。因此，我們應(yīng)著眼于未來，不斷挖掘其技術(shù)優(yōu)越性，彌補(bǔ)移動網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用缺陷，以更好地服務(wù)大眾，同時避免資源浪費(fèi)。
2.2藍(lán)牙技術(shù)將革新現(xiàn)代無線通信業(yè)的發(fā)展
在藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展大潮中，眾多企業(yè)都在探究和制造以藍(lán)牙技術(shù)為主導(dǎo)的電子產(chǎn)品，譬如某集團(tuán)研制了以藍(lán)牙技術(shù)為基礎(chǔ)的無線耳機(jī)等。芯片設(shè)計研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了在藍(lán)牙技術(shù)所需頻段內(nèi)的專用IC，同時配備了與之匹配的應(yīng)用硬件軟件套裝，便于其他客戶或應(yīng)用廠商可以快速掌握此芯片的應(yīng)用之道，并生產(chǎn)出以藍(lán)牙技術(shù)為本的新產(chǎn)品。除此之外，軟件開發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍(lán)牙技術(shù)的軟件，被廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍(lán)牙技術(shù)以無線方式連接成網(wǎng)絡(luò)，使人們可以自由地傳輸訊息。藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)生推動了無線通信業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，計算機(jī)業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，并加大了對藍(lán)牙技術(shù)開發(fā)的投資力度。
2.3無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的融合趨勢
2.3.1無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)的融合
為了完成其計費(fèi)與檢測功能，短距離無線通信技術(shù)被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中?，F(xiàn)代無線通信技術(shù)在近些年來迎來了更快速的發(fā)展，愈來愈多的短距離無線接入技術(shù)被應(yīng)用于社會生活的各個層面，譬如藍(lán)牙技術(shù)有效融合了短距離無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)。
2.3.2移動通信技術(shù)和無線寬帶接入技術(shù)的融合
移動通信業(yè)務(wù)的發(fā)展成熟，與寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的拓寬，直接推動了多種寬帶接入技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無線局域網(wǎng)技術(shù)推動了3G通訊技術(shù)的其他應(yīng)用。而且移動通信技術(shù)和無線寬帶接入技術(shù)互惠互利，并在4G時代完美地融合成一個健全的系統(tǒng)。
2.3.3現(xiàn)代無線通信技術(shù)與視頻等多媒體技術(shù)的融合
［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為核心的無線通信技術(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)?，最多不超過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。
社會發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)的信息化，人們開始在傳統(tǒng)的工作方式、商貿(mào)方式、思想交流方式、管理模式、金融方式、醫(yī)療系統(tǒng)、文化教育方式、以及生活消費(fèi)方式等上開創(chuàng)新的信息化開展。從制造材料，從最開始應(yīng)用短波頻和電子管技術(shù)到MTS系統(tǒng)，到20世紀(jì)50年代的UHF450MHZ，到過渡至半導(dǎo)體，70年代的800MHZ，至現(xiàn)如今的適應(yīng)于移動數(shù)據(jù)、移動多媒體運(yùn)作和移動計算機(jī)，通信技術(shù)也從單純的主要運(yùn)用于軍事應(yīng)用擴(kuò)大至現(xiàn)在的個人通信業(yè)務(wù)。第三代移動通信正式崛起，向全球標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。
無線通信技術(shù)信息溝通的靈活性，以及其在全球無縫覆蓋的特性，使其成為當(dāng)今世界最具競爭力的通信方式。目前的無線通信技術(shù)根據(jù)其傳輸?shù)木嚯x大致可以分為以下四種：WPAN、WLAN、WMAN、WWAN。長距離的無線接入技術(shù)代表有GSM、GPRS、3G，短距離的無線接入技術(shù)大致包括WLAN、UWB等。當(dāng)前的主流無線通信技術(shù)還是以O(shè)FDM+MIMO為核心的通信技術(shù)，以B3G、WiFi、WiMAX、WMN等四種為主。除了這幾種逐流無線通信技術(shù)外，還存在著IrDA、RFID、UWB、Bluetooth、集群通信等短距離內(nèi)的通信技術(shù)和MMDS、LMDS、衛(wèi)星通訊、點(diǎn)對點(diǎn)微波等長距離通信技術(shù)。而我國現(xiàn)無線通信技術(shù)還是以中國聯(lián)通和中國移動兩大公司所提供的2G業(yè)務(wù)服務(wù)為主，主要包括的是人們所熟知的語音、電子郵件、數(shù)據(jù)、網(wǎng)頁瀏覽等，電信企業(yè)也推出了3G無線網(wǎng)絡(luò)TD-SCDMA，在接入方面，多個用戶可以通過WLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)Internet共享的高速接入。高接入速率的無線技術(shù)在我國還停留在技術(shù)研究階段，沒有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，在這一方面，自主知識產(chǎn)權(quán)的無線通信技術(shù)還需大規(guī)模發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上，大中城市的使用率和覆蓋率還需要大力提高，特別是高速無線接入的應(yīng)用。
21世紀(jì)的通信技術(shù)還處于關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折期，現(xiàn)目前的無線通信邁入大規(guī)模發(fā)展階段，呈現(xiàn)向?qū)拵Ф嗝襟w和數(shù)據(jù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)變的態(tài)勢，在未來的十年內(nèi)，無線通信技術(shù)還將朝著分組化、個人化、綜合化、分組化、多元化飛速發(fā)展。就目前看來，無線通技術(shù)的發(fā)展十分火熱，正以向高寬帶、大范圍快速躍進(jìn)。將來，無線通信領(lǐng)域還可能會出現(xiàn)對無線通信產(chǎn)業(yè)有著更加強(qiáng)大推進(jìn)作用的新技術(shù)。但就目前來看，對于無線通信技術(shù)，我們應(yīng)有一個科學(xué)理性的態(tài)度正確把握，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。無線通訊技術(shù)走向趨勢呈現(xiàn)出一下幾個態(tài)勢：
首先，就目前的通信領(lǐng)域來看，無線通信技術(shù)使用區(qū)域、技術(shù)特點(diǎn)、和接入速率存在一定的分化，在未來的發(fā)展中，各種通信領(lǐng)域的互補(bǔ)性會更加明顯。如現(xiàn)在人們比較熟悉的WLAN、3G、UWB等，在互補(bǔ)效應(yīng)上會更加成熟。WLAN更利于結(jié)局中等舉例的較高數(shù)據(jù)接收，3G則更加適應(yīng)強(qiáng)漫游和廣域無縫覆蓋的移動需求，而UWB則以低發(fā)射率、高傳輸速率、抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單和安全性高的為優(yōu)勢，可幫助實(shí)現(xiàn)短距離的高速無線連接。未來的無線網(wǎng)絡(luò)將是一個綜合一體化的系統(tǒng)，各種無線通信技術(shù)各自發(fā)揮作用，大范圍來看，3G或者超3G技術(shù)將成為該領(lǐng)域主導(dǎo)，而UWB、WLAN等技術(shù)則因各自不同的技術(shù)特點(diǎn)在相應(yīng)的區(qū)域和覆蓋范圍內(nèi)，與3G形成有效互補(bǔ)。因此，我們應(yīng)當(dāng)在各種無線的接入和組網(wǎng)的一體化，以及接入手段的多元化上做進(jìn)一步的嘗試和推進(jìn)發(fā)展，更加利于實(shí)現(xiàn)不同客戶群的需求，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)多元化和市場的細(xì)化，進(jìn)一步平衡移動通信的發(fā)展?fàn)顩r，同時也達(dá)到合理規(guī)劃無線通信網(wǎng)絡(luò)和資源有效配置及利用的目的。將無線通信技術(shù)演變成為推動社會市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動力。
第二，單純從公眾移動通信的發(fā)展來看，3G已成為現(xiàn)目前全球移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。歐美發(fā)達(dá)國家早已不采用以發(fā)展用戶數(shù)量的模式來實(shí)現(xiàn)利潤的增長，他們更希望可以通過3G網(wǎng)絡(luò)搭建更大、更廣、更全面的業(yè)務(wù)平臺。就這方面，他們的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。據(jù)GSMA和CDG的數(shù)據(jù)顯示表明，目前全國已有超過86%的運(yùn)營商已提供了3G服務(wù)，全球3G用戶已高達(dá)11.6億。動態(tài)觀察顯示，3G走勢還在繼續(xù)上升。新興經(jīng)濟(jì)體系為3G發(fā)展所作出的重要貢獻(xiàn)已被普遍認(rèn)可。據(jù)調(diào)查，僅2010年上半年，全球3G用戶的增長率就高達(dá)37%，其中中國是94.1%。有機(jī)構(gòu)作出這樣的預(yù)測：今年全球?qū)幸话胍陨系?G手機(jī)用于新興市場。3G商務(wù)網(wǎng)絡(luò)部署的啟動，也在一定程度上給我們以提示，培育新興的移動市場將是移動業(yè)界所面臨的巨大機(jī)遇之一。
第三，信息業(yè)下一步的發(fā)展方向必然是以適應(yīng)個人商務(wù)、工作的，移動IP的信息個人化將成為重要技術(shù)手段之一，IP應(yīng)用載體多元化、移動IP技術(shù)逐漸被人們所關(guān)注，這預(yù)示著無線通信技術(shù)與IP技術(shù)的組合也是未來通信技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。鑒于技術(shù)、市場需求和技術(shù)上的要求，融合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的鏈接，已經(jīng)很有必要。網(wǎng)絡(luò)的融合可以體現(xiàn)在接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)和終端的融合等。不同的網(wǎng)絡(luò)接入需要起協(xié)同工作作用的無線漫游存在，具有重配置的能力也就成為未來通信終端所必須具備的，也就是通信與計算的融合體。通信終端不在需要用戶的干預(yù)操作，即可根據(jù)客戶需求，綜合分析，匹配多種無線網(wǎng)絡(luò)的接入，實(shí)時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)服務(wù)情況，自動完成網(wǎng)絡(luò)檢測感知和選擇、軟件下載升級更新等工作，集合IP業(yè)務(wù)和非IP業(yè)務(wù)，語音、數(shù)據(jù)和圖像等的綜合，多MAC接入，無線傳輸?shù)木C合，服務(wù)模式的選擇等等。
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及核心網(wǎng)通信構(gòu)成，其中，核心網(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核心網(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集群模式的核心網(wǎng)[6]。在系統(tǒng)中設(shè)置核心網(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)的核心網(wǎng)系統(tǒng)AXUNiEPC-5[7]，其主要依托電信級EPC核心網(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，該核心網(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，核心網(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核心網(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)備小型化的核心網(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
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，計算系統(tǒng)誤碼率?；谏鲜龇治雠c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
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?/p>
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?；钴S，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。
