通用技术论文篇1

1短距离无线通信技术简介

近年来，由于数据通信需求的推动，加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展，短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段，WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术，以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信，分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s，通信距离<10m，典型技术有高速UWB、WirelessUSB;低速短距离无线通信的最低数据速率<1Mbit/s，通信距离<100m，典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。

2蓝牙(Bluetooth)技术

“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此特别适用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。

蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，采用高速跳频(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线连接因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz频带，通道带宽为lMb/s，异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强，新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。

作为一个新兴技术，蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处，如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问，蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术，它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。

3超宽带(UWB)技术

超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同，UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时，UWB设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之一，对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下(1)抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。

(2)传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，有望高于蓝牙100倍。

(3)带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。

(4)消耗电能少：通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能少。

(5)保密性好：UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。

(6)发送功率非常小：UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。

(7)成本低，适合于便携型使用：由于UWB技术使用基带传输，无需进行射频调制和解调，所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件，系统结构简化，成本大大降低，同时更容易集成到CMOS电路中。

通用技术论文篇2

2.信息技术在课堂整合中的实际运用

通过对现代信息技术在与课程整合中体现出的特性分析可知，信息技术可以优化课堂教学过程，从而为学生创新能力、思维能力、动手能力与个性的培养营造了理想的教学环境。接下来本文将围绕现代教学目标的实现，结合教学的不同阶段，如何运用现代信息技术作一些探讨。

2.1课堂教学目标分析

教学目标是课程教学的出发点。教学具有多目标性、多阶段性，是现代教育的一项突出特点。教学不仅仅是传授知识，更重要的是培养学生接受信息的过程中的能力。有了这种先进的教育思想,就可以促使教师打破传统教学思维模式的束缚,改变陈旧的教学方法,充分发挥现代信息技术的作用，促进教学目标的实现。

2.2课堂教学系统分析与设计

课堂教学系统分析设计主要是通过对教学输入(教学内容、学生情况、教师情况)、输出（教学效果、教学效率）、约束条件（教学时间、教学地点、教具、信息手段）的分析，探索如何设计课堂教学，从而最大化的实现教学目标。要充分发挥信息技术的作用,必须从以下几点进行分析与设计：

2.2.1首先要摆正现代信息技术与教学目标的位置。多媒体网络等信息技术是教学实现的手段之一，而非教学实现的目的。现代信息技术必须为完成教学目标而服务。

2.2.2根据教学内容的特点，选择合适的信息技术手段。不同的学科，同一学科的不同部分，因为知识的特点不同，难易程度不同，信息技术采用的程度与方式也就有所差别。必须根据教学内容的特点，与现代信息技术的特点，选择相适应的信息技术手段。

2.2.3根据不同的教学要求，采取不同的信息教学手段，科学设计信息技术的系统功能，如电子提纲型，综合演示型，实验操作型，考试测验型，资料工具型，网络教学型，充分发挥各种功能的优长，做到信息技术优势与效益的有机结合。

2.2.4根据学生认知的不同阶段,选择信息技术应用的切入点与使用方式。学生的学习认知过程可分为接受知识、理解知识、体验知识、经验总结四个阶段。

2.2.4.1在接受知识阶段的主要教学目标是培养学生接受理论知识的能力。完成这一教学目标，教师可用多媒体、网络等信息技术向学生提供有关知识并进行演示和讲解，这是信息技术目前运用得最多的方面；也可结合课堂教学内容，成立一个项目专题，以项目组的形式让学生通过各种信息媒介进行资料收集，并给予相应的指导与帮助，从而培养学生接受知识的能力和培养学生的动手能力与协作意识。

2.2.4.2理解知识阶段的主要教学目标是培养学生的思考能力与创新意识,同时支撑学生的个性发展。信息技术由于具有智能交互性与信息组织的高度灵活性，因此可以通过情景模拟、实际案例、随机提问解答、及时调出资源库等信息技术帮助学生通过虚拟的或现实的环境，对知识的作用范围、作用方式、作用效果、约束条件等有自己的理解与掌握，从而实现学生的知识建构。

2.2.4.3体验知识阶段的主要教学目标是培养学生的问题解决能力。信息技术在这阶段的作用，是通过课题实验、虚拟游戏、案例讨论、自动生成题库等交互性手段来培养学生运用知识解决问题的能力。比如本人在讲库存控制方法后，设计了一个教学案例，学生根据所学的知识，运用EXCEL表格进行计算，从而培养了学生的实践技能。

2.2.4.4经验总结阶段的主要教学目标是对学生的学习成果进行升华，使学生的经验与技能得以形成自己的知识体系。教师可通过BBS、EMAIL、聊天室、教学网络平台等信息技术充分支持学生的经验积累与相互交流，使学生通过相互之间协作交流，加深对学习的内容的理解，拓宽学习思路，扩大知识面，提高学习效率，同时培养学生的团队协作意识。

2.3课堂教学资源的收集、整理与信息化教案的编写

在完成教学系统分析与设计之后，接下来就应进行课堂教学资源的收集、整理与信息化教案的编写工作。

2.4课堂教学的组织与实施

课堂教学的组织与实施是课堂教学的中心环节。在课堂教学中，要以现代教育思想与理论为支撑，以现代信息技术为手段，充分发挥信息技术的特点，变被动教育为主动教育，变应试教育为素质教育,变知识教育为智能教育。

2.5课程效果与效率的评价

教学效果与效率的评价是课堂教学的重要环节。利用现代信息技术具备交互性和智能化的特性，教师可建立学生与计算机的人机对话系统，对学生反馈的信息进行智能分析，使课堂教学过程中的信息即时反馈成为现实。为此要做到以下两点:

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在发端输人的信息先调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。可见，一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较，多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征：(1)数字传输方式；(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽；(3)带宽的展宽，是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的；(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩)，求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号，其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽，同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1．抗干扰性强

扩频信号的不可预测性，使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰，干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能不受干扰、高质量地进行通信，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦察接收机很难监测到，因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程，利用扩频码序列间的相关特性，在接收端解扩时，从多径信号中分离出最强的有用信号，或将多径信号中的相同码序列信号叠加，这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象，使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样信号可以在强噪声背景下，甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信，使外界很难截获传送的信息，要想进一步检测出信号的特征参数就更难了．所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时，对不同用户使用不同码，旁人无法窃听通信，因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中，可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，接收端利用相关检测技术进行解扩，在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制，人们一直在走增加信号功率，减少噪声，提高信噪比的道路。即使到了70年代，伪码技术已经出现，但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事．近几年，由于大规模集成电路的发展，几十兆赫兹，甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实，扩频通信获得极其迅速的发展．通信的发展史又到了一个转折点，由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代．从最佳通信系统的角度看扩频通信．最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机．几十年来，最佳接收理论已经很成熟，但最佳发射问题一直没有很好解决，伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度，构成了最佳发射机．因此，有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识，人们就不难预测扩频通信的未来前景．从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代．扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信，码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路，发挥越来越大的作用．接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统，逐步发展、演变和升级而形成的．现代电信网络分为3部分：传输网、交换网和接入网．由于接入网发展较晚，往往成为电信发展的“瓶颈”，各国都很重视接入网的发展，因此各类接人技术和系统应运而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性，经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段，而无线扩频技术所使用的频段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM频段，包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段．在无线接人系统中，扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点：抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜．而且，扩频微波接入技术相对有线接入技术来说，有成本低、使用灵活、建设快捷的优势，在接入网中起着不可替代的作用。扩频微波主要应用在以下几个方面．语音接入(点对点)；数据接入；视频接入；多媒体接入；因特网(Internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向，是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点，使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中，它的易于实现码分多址的特点，使它能与第三代移动通信系统完美结合，发展前景极为广阔。

参考文献：

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一、视频通信概述

视频通信实质上是多媒体技术、计算机网络技术与现代通信技术相结合的产物。它通过多媒体技术和网络通信技术的支持，为不同地域的人们提供了类似与面对面的交流方式，为身处异地的人们提供了一个相互讨论问题并可协同工作的环境，它集计算机的交互性、通信的分布性，以及电视的真实性为一体，具有明显的优越性。

二、视频通信的组成

（一）组成

一个视频通信系统包括节点机和通信网络两部分。典型的会议节点机主要由音/视频获取设备、回放设备、媒体编解码器、通信接口卡和会议功能模块构成。网络部分主要指支持实时多点传输的网关和信道。完整的视频会议系统的逻辑结构模型由六大模块构成：（1）人际交互模块，即视频会议系统的人机界面。（2）会议文档部件，包括会议文档的自动生成、管理和查询等功能模块以及与数据库的接口模块。（3）媒体处理部件，包括音、视频信息的获取、编码、回放等处理模块。（4）共享空间部件，包括共享空间管理模块、电子白板及应用过程共享功能模块。（5）会议管理部件，包括会议的发起、与会人员的管理（加入/退出）、会话建立以及会议结束等处理模块。

（二）软硬件与网络条件

要进行网络视频通信，需要一定的软件和硬件设备作为支撑。

1．所需硬件环境。

要使用网络视频会议，除了要有一台较高性能的多媒体计算机或显示屏外，还需要配备摄像头、麦克风、音箱或耳机等外部设备，其中最主要的设备为摄像头，它是用来进行视频获取的一个重要硬件，摄像头分为模拟摄像头和数字摄像头两大类，前者捕获的为模拟视频信号，需要将其输入到视频捕捉设备进行数字化后方可转换到计算机中使用。而数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。

2．所需软件环境。

（1）操作系统软件：目前绝大多数的网络视频会议软件都支持Windows98/Me/2000/XP/2003系统，另外也可有一些视频会议软件支持在Linux等非Windows系统中运行。

（2）网络视频软件：要进行网络视频会议，必须借助于网络视频会议软件。网络视频会议软件支持点到多点的视频会议应用，即可以在用户之间，也可以实现多个用户进行联机视频会议。

（3）其他软件：音频连接模块、网络交换机、多媒体加速软件、多媒体编码/解码软件等。

3．承载网络。

要在网络视频通信系统中使用视频，用户必须具有可供视频流畅传输的网络链路，也就是说用户必须具有足够带宽的局域网环境和宽带接入Internet的网络环境。

三、视频通信系统的实现

NetMeeting作为一款免费网络电话与协作办公工具，它除了支持视频、音频的实时交流外，还提供了文档与应用程序共享、电子白板和远程桌面共享等多种功能，是一款用于网络视频通信的优秀软件，使用它我们可以轻松的进行网上视频通信。

（一）安装视频软件

首先，检查需要进行视频通信的系统中是否安装了视频软件，如果没有安装，可以通过填加组件的形式进行安装。

（二）连接信息设置

确认NetMeeting已经安装在系统后，单击“开始”>“程序”>“附件”>“通信”>“NetMeeting”命令，启动程序。首次运行NetMeeting，软件会出现一个向导，要求用户信息进行简单的设置，单击“下一步”按钮，输入个人信息。接下来，向导要求用户设置网络连接方式，可以根据具体的网络连接情况选择ADSL、局域网等。单击“下一步”按钮跳过NetMeeting服务器设置，此时向导会要求对计算机声卡和麦克风进行测试。单击“下一步”按钮完成向导之后，即可进入NetMeeting主界面。

（三）开始视频通信

1．新建视频通信。单击“呼叫”“主持会议”命令新建一个视频会议，在弹出的“主持会议”对话框中设置会议名称（不能使用中文名）和密码，然后，将“会议工具”中的“共享”、“聊天”、“白板”、“文件传送”四个复选框全选上，单击“确定”按钮。

2．呼叫主机。建立会议后，与会的计算机即可呼叫主持会议的主机，方法是单击“呼叫”“新呼叫”命令，或单击NetMeeting面板中的“呼叫”按钮，打开发出“呼叫”的对话框，输入IP地址，并单击“呼叫”按钮即可对主机进行呼叫。

3．接入验证。此时，被呼叫方的计算机中会出现是否应接呼叫的对话框，单击“接受”按钮。然后，拨入方计算机即可登录会议，如果在“主持会议”对话框中设置了会议密码，此时还会弹出一个对话框要求用户提交验证密码。

4．进行视频通信。各个不同地方的参与视频通信的人员，只需要单击主界面中的“开始视频”按钮，即可发送视频流。将发言请求发送到中心站的服务器上，由主会场主持人来确定允许还是否定发言请求，一旦确定可以发言，即可实现通话。

（四）其他功能

NetMeeting界面下方有四个按钮，分别对应了“共享”、“聊天”、“白板”和“文件传送”四项主要功能（这四项功能需要在会议属性中启用，否则在非会议中处于不可用状态）：

1．“共享”功能。通过共享功能可以便于同其他会议参加者在获得授权后控制本地主机上的应用软件进行演示与操作。

2．“聊天”功能。单击“聊天”按钮，NetMeeting会弹出一个聊天对话框，可以对所有或某一与会者发送聊天信息。

3．电子白板。系统提供多块白板，与会人员都可通过白板进行绘制矢量图，可以进行文字输入、粘贴图片等。在主控模式，主持可以禁止其他人使用白板。

4．传送文件。“传送文件”功能用来在与会者之间传送与接收文件。使用方法比较简单，只需单击“文件传送”按钮并选择需要传送的文件即可。

四、结束语

随着网络的发展和视频通信技术的进一步完善，视频通信技术将越来越多地被人们利用到工作及生活中，甚至改变人们的生活和工作方式。人们根据自身对网络质量需求的不同，自由选择传输方式及终端设备，更多的行业、企业、个人都将享受到视频通信所带来的便利。

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随着社会经济的飞速发展，城市规模不断扩大，人口密度越来越高，各种燃烧物的种类与性质日趋复杂，建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多，这些都给消防部队灭火救援工作增加了难度。消防部门担负着保护生命和财产安全的重任，但其可利用的资源却十分有限。如何有效利用可获取的、有价值的信息对消防工作是至关重要的，而GIS恰恰为消防部门提供了宝贵信息。

二、GIS技术简介

GIS技术是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件技术的支持下，用于对地理空间数据的获取、存储、管理、传输、检索、分析和显示，以提供对空间对象进行决策和研究的人—机系统。在这种方法原理的引导下，加拿大测量学家建立了世界上第一个实用的地理信息系统“加拿大地理信息系统”。由于GIS技术的显著成效和良好的发展前景，在1998年，时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球”这一新概念，更掀起了应用研究的新高潮。

我国自20世纪70年代中后期开展地理信息的研究与应用工作以来，GIS技术已几乎渗透到国民经济的各个部门，影响和改变着我们的生产、生活和工作方式。目前GIS已经在地形图与专题制图、城市规划与市政工程、土地利用与规划、资源环境评价、地震灾害预测研究、生物资源保护与利用等诸多领域得到了广泛的应用。

三、当前消防通信指挥面临的问题

长期以来，灾害现场的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施灭火救援活动，现场指挥往往具有一定的盲目性，缺少临场指挥的科技依据。因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度，这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。

目前，我国大部分省市的消防指挥中心都建设了GIS和GPS，并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统，取得了一定的实际应用效果。通过简单易用的人机交互界面，GIS技术为消防工作提供强大的功能。因此，GIS技术可以被非GIS专业人士使用，用于完成火情分析，行动计划制定和快速行动实施。这些工具使指挥人员迅速准确地得到相关信息，如：抢险救援防护设备，消防实力，车辆状态，行动路线等。

不过，基于GIS技术的消防指挥调度系统大多具有技术先进、功能多、系统大、十分昂贵等特点，对于遍布全国各地的许多区县级消防部队来说，人员紧张、经费有限、火灾起数较少且火灾数据量相对不大，如果也应用上述系统，会造成一定浪费，不符合地方建设和部队发展的需要。因此如何兼顾通信指挥系统功能的完善性和前瞻性，又做到最大限度地节省财力、物力和人力，是当前消防指挥系统中存在的重要问题之一。

四、基于GIS技术的新型通信指挥系统

基于GIS技术构建消防通信指挥系统，首要因素是具备消防电子地图。我国大部分城市的消防指挥中心都购买了城市电子地图，但这些地图并不包括或包括很少消防信息，因此，必须按照消防通信指挥的要求对地图重新组织和不断修订，才能为灭火救援所用。目前普遍采用世界标准信息可视化系统MapInfo技术作为GIS系统平台，并结合MapBasic、OLE自动化和MapX等开发GIS应用系统。

Mapinfo产品定位在桌面地图信息系统上，与Arc/Info等大型GIS系统相比，因Mapinfo图元数据不含拓扑结构，它的制图及空间分析能力相对较弱，但对大众化的PC桌面数据可视及信息地图化应用来说，Mapinfo易学易用，价位较低，是一个优选GIS产品。Mapinfo提供了自己的二次开发平台，用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种，它们是基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用MapX控件的开发。

为使消防指挥员可以更方便的在电子地图上了解一些专题情况，如市区的建筑位置、道路布局、消防水源（消火栓）的分布情况等，可以利用MapX控件制作专门的消防专题地图。目前消防部队推广使用的《化学灾害事故辅助决策系统》就是运用此控件维护电子地图信息，效果很好。与传统GIS专业性开发环境相比，像MapX这类组件式GIS系统具有小巧灵活、开发简捷、价格便宜等特点，而且以后会越来越大众化。用MapX开发的GIS系统运行速度快，但MapX并没能实现所有的Mapinfo功能(据称95%以上)，使用过程中也发现其存在生成或编辑地图能力及地理分析能力不足等缺陷。

五、GIS在消防信息化中的应用

（1）在119接处警中的应用。

GIS作为在119中运用的最早也是最能体现成果的技术，目前运用得比较成熟。GIS作为火警受理和智能决策系统有力的辅助手段，主要完成报警信息定位、GPS定位、信息查询统计、数据的分析显示，能够利用GIS系统准确、迅速确定报警人的地点及火灾位置，通过优化择选和计算能确定最佳行车路线，另外通过车辆GPS定位系统，能够在地图上实时观察车辆的行车轨迹，以判断车辆是否按照指定的路线行驶。

（2）在消防规划中的应用。

由于GIS基于图形方式，相关信息内容比较详细、精确，并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图，可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设，消防站点的规划，以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机，GIS系统将自动判断出规划的合理性及计算间距。以改变传统人为判断的失误和不准确。

（3）在分析消防信息数据中的应用。

利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况统计分析火灾数据，以便于制定科学的措施和对策，减少火灾事故的发生。同时，通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统进行火灾隐患分析，既能形象地反映情况，又能便于动态管理，通过一些信息查询、分析评价与科学决策，能够对于城市突发性事件进行科学预测，便于消防、安监等部门有针对性地加强督查工作。

（4）制定灭火预案中的应用。

由于GIS内容丰富，目前许多系统采用的是影像甚至立体图形，便于指挥人员从空中了解观察周围情况。对于指挥员综合各种因素，制定有效的灭火预案有极大的帮助。

（5）GIS正朝着网络化、虚拟现实、多媒体及三维方向发展，开发网络模拟演练系统将是不远的现实，通过网上各种综合数据，实现对火灾的判断、力量调度、车辆布置以及进攻方向等战术措施，可以测出火灾扑救成功与否。

六、结论

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由于铁路列车具有高速运动的特点，因而无线（移动通信）接入网在铁路通信网中占有相当大的比重。当然，固定位置的车站（场）、单位以及各种固定设施之间的通信方式，首选方案仍是采用SDH光同步数字传输设备进行组建，同时应考虑采用ATM交换以及网络IP通信等先进技术来构成通信主干网及光纤用户接入网。比如采用“双纤单向环”接入方式，其不仅具有高速、安全、传输质量高、价格合理等光纤通信特有的优点，而且还具有路由迂回、设备备用等特点，从而具备自愈合功能，并使系统的可靠性大大提高。另外，采用远端用户单元（RSU）和数字环路载波（DLC）设备，组网更灵活、方便。组网的过程中要把投资与效益综合统筹来考虑，使系统不仅满足现在乃至几年内铁路通信的需求，而且还能够为出行的旅客及地面用户提供先进的电信业务，并且还需具备便于扩容的功能。

按照通信网被分为主干网，局域网和接入网等三部分的构思来看，铁路通信网也可以通过上述划分方法进行。就铁路的通信网来看，接入网占有相当大的比重，包括有线接入网和无线接入网两大部分。铁路有线接入网的情况与电信的接入通信网相似，铁道部将在未来的1～2年内建成可覆盖全国大中城市的铁路互联网，它是由铁路部门依托于基础铁路电信网，组织建设的可以支持众多信息服务的、具有多媒体通信能力的全国范围的计算机网络，铁道部将有可能成为我国第六个面向大众的计算机信息互联网络单位，为铁路通信走向市场做准备。关于有线接入这里不再叙述，下面主要讨论铁路的无线接入网，为此首先回顾一下移动通信的发展过程。

1．移动通信的发展过程

移动通信技术经历了由模拟到数字，由频分多址到频分+时分多址，再到码分多址（CDMA）的发展过程，并即将向宽带化、智能化和个人化的方向发展。移动通信系统大体可分为二代，第一代是以模拟技术为主，频分多址，工作在400～800MHz频段。由于模拟系统存在频谱利用率低、容量小、设备复杂、抗干扰性能差、保密性不强、价位高、业务面窄等固有缺点，不能满足通信市场急速发展的需要，因此诞生了第二代移动通信系统。第二代移动通信系统采用数字化、时分多址方式等全数字化技术，克服了第一代移动通信的缺点，得到了迅速发展，目前的移动通信数模兼容，以数字系统为主。随着用户对信息接入量的需求呈指数的增长，电信工作者们着手建立最新一代的移动通信第三代移动通信系统。

第三代移动通信系统具有全球化、智能化、个人化和综合化的特点，工作在2000MHz波段，采用宽带的CDMA技术，涵盖地面系统和卫星系统，包括海陆空三维服务面，集成话音、数据、视像、ISDN和多媒体多种业务。这一系统以多种空中接口和接入方式，可向高速和慢速移动用户提供服务。

2．铁路无线接入网现状

铁路通信网是为旅客和铁路公务、应急抢险、行车维修等人员提供及时可靠的通信，以提高服务等级和运输效率。保证列车的安全，达到高效运营而建立的，它是一种集列车公务通信和区间移动作业通信为一体的列车移动通信系统。但是铁路结构自身的特点，决定了该系统与公用移动通信网和区域性的专业移动通信网的差别，它是一种属于线面结合、以线为主的链状网。

铁路通信的无线接入部分目前仅有的是400MHz的无线列调系统，它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话联系。当列车即将进站或即将出站时，这些通话才进行，否则如果没有特殊的情况，则在列车运行于区间时，通话一般不进行，这主要是从节约频率资源，减少同频干扰的角度出发的。但是，随着铁路现代化改造进程的迅速推进，从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要，这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。这一系统应该采用小区制，并完成大三角功能。也就是说，系统必须可以实现调度中心与车站值班员之间、车站值班员与列车司机之间、列车司机与调度中心之间的通话功能，必须可以实现线路管理区间的公务移动通信功能，同时还必须能够实现调度中心与列车司机室之间实时的双向数据通信功能。基于这一想法，构成铁路无线通信接入网的方式可以采用现有的无线通信方式的集群通信方式、GSM（全球移动通信系统）移动通信方式、CDMA移动通信方式。

集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统，是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体，通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户，最大限度地利用系统资源和频率资源，降低系统内呼损，提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能，特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合，并较好地解决了通信频率合理分配的问题，因而倍受专业运营管理部门的青睐，被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。但是这一系统还具有一定的缺点，主要包括采用动态的频率分配，没有考虑与周围公用网的有效融合问题，没有先进的路由合理选择功能，并且在建立通路和自动过网时存在信息丢失现象，保密性不强，容易受干扰等，这些缺点对于话音通信的影响不大，但是会对列车与调度指挥中心之间的实时双向数据通信造成较大的误码，因而对于要求较高数据通信误码率的场合并不适合。

即将动工的秦沈客运专线的移动通信系统主要包括400MHz的无线列调系统和800MHz的集群移动通信系统，考虑到集群移动通信系统在越区切换过程中会存在信息的损伤，因此将数据通信部分交由无线列调系统来完成，集群移动通信系统仅进行区间通信（如大三角功能的话音通信，公务通信以及应急抢险通信等），并留有调度电话进入的余地和接入公用通信网的功能。这一系统也是我国铁路以集群通信的方式为无线接入系统的第一例，是我国铁路通信史上的一个重大变革。

二、铁路无线接入网未来的发展趋势

随着改革的进一步深入和社会信息化的进展，不仅要求铁路通信网具有更强的保障铁路安全运营的通信功能，以适应高速列车通信的需求，而且要以铁道部的全程全网的优势全力发展电信增值服务及经营与中国电信业务范围一样的电信业务，参与同中国电信的竞争，使旅客和网络覆盖区的广大用户方便地享受信息的服务。比如随时随地的提供铁路客货运输资讯信息、订购火车票等服务，在列车就能享受语音、传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务。不过，铁路现有的通信网络设施庞大而落后，这是目前该网络发展的最大障碍。

80年代开发应用的集群移动通信系统具有信道利用率高、组网灵活等优点，能够确保旅客通话的高质量和优先等级，可供列车公务人员进行业务通信，也可利用调度功能组成临时的应急通信和收容沿线的移动作业通信，基本上能够满足目前的铁路通信的需要，秦沈客运专线就是采用这一系统来实现铁路移动通信的功能。但从更高的通信目标来说，比如为了实现列车的实时定位、追踪，让列车上和列车下的公务人员都能够随时随地获得整个路况信息，实现列车运行、调度等自动控制，能够为广大旅客提供除语音服务外，还能提供传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务，还有向铁路沿线的居民提供电信业务，随着这些业务的出现，原有的通信系统就不能满足要求，应该应用先进的移动通信技术，对铁路通信网进行改造，建立新的、必要的移动通信系统，比如微蜂窝移动通信系统，或者是第三代的移动通信系统。当然，建造铁路通信网，应根据铁路的实际情况，在不同的地区要因地制宜地发展有线和无线接入系统。

考虑到未来铁路发展对通信的需求，认为在通信系统寿命期内，运输会出现明显的增加，作为用户联络手段的通信系统，在规划其指标构成时，必须计算一定的弹性需求。此外还要考虑通信系统的容量扩充性问题，选择便于扩容的通信方式。从系统高可靠性的要求出发，还必须与别的系统（如微波／租用线路等）结合起来构成一个统一的整体，以此提供必要的备份。

在欧洲，经过长期的研究和决策，最初确定的是两种系统，一个是GSM，另一个是TETRA（泛欧集群无线通信）。后来由于GSM的技术日趋成熟，使用范围迅速扩大，造价逐渐下降，并且又由于在用户迅速扩展的情况下，集群移动通信解决方案所存在的问题日趋突出。鉴于此，欧洲的铁路移动通信系统最后定位于GSM的方式，并将铁路移动通信所具有的特色（群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能）加进去，构成GSMR（用于铁路的全球移动通信系统）的解决方案。

通用技术论文篇7

（一）无线通信技术的概念

目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。

（二）无线通信技术的发展现状

无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。

总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。

1.主流无线通信技术

从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。

2.其他无线通信技术

除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。

（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。

（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。

（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。

（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。

三、无线技术优劣分析

（一）WLAN技术分析

Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。

（二）WiMax技术分析

WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。

（三）WMN技术分析

WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。

（四）3G技术分析

3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。

（五）LMDS技术分析

本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。

（六）MMDS技术分析

MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。

（七）集群通信技术分析

数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。

数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。

（八）点对点微波通信技术分析

微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。

（九）卫星通信技术分析

利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。

但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。

四、无线技术综合比较

目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。

首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。

从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。

从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。

从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。

从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。

通用技术论文篇8

摘 要 对微波扩频技术进行了简要的介绍，同时结合交通行业的具体特征和本人在实践中的运用进行具体介绍。关键词 微波扩频技术 特性 交通 应用 1 微波扩展频谱技术简介微波扩展频谱技术，简称微波扩频(SS)技术。是90年代以来在美国发展起来的一种新型民用计算机无线网络技术。其主要技术特点是：用900MHz、2.45GHz或3.5GHz微波频段作为传输媒介，以先进的扩展频谱方式发射信号的传输技术。扩频技术的基本特征是：使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码，把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率谱密度的信号来发射。美国人香农(Claude Elwood Shannon)在信息论的研究中得出了如下的信道容量公式：C＝Wlog2(1＋P／N)这个公式指出：如果信息传输速率C不变，则带宽W和信噪比P／N可以进行互换，就是说：增加带宽W就可以在较低信噪比P／N的情况下以相同的信息速率C来可靠地传输信息，甚至在信号被噪声淹没的情况下，只要相应的增加信号带宽W，仍然保持可靠的通信，也就是可以用扩频的方法以宽带传输信息来换取信噪比。这便是扩频通信的基本思想和理论依据。其具体工作原理为：信息数据D经过常规的数据调制，变成了带宽为B1的基带(窄带)信号，再用扩频编码发生器产生的伪随机码(PN码，Pseudo Noise Code)对基带信号作扩频调制，形成带宽B2(B2远大于B1)功率谱密度极低的扩频信号，这相当于把窄带B1的信号以PN码所规定的规律分散到宽带B2上，再发射出去。接收端用与发射时相同的伪随机编码PN做扩频解调，把宽带信号恢复成常规的基带信号，即以PN码的规律从宽带中提取与发射对应的成份积分起来，形成普通的基带信号，然后，可再用常规的通信处理解调发送来的信息数据D，从而实现了住处数据D的传输。微波扩频技术最常用的方式有两种：一种是跳跃(Frequency Hopping，FH)扩频技术，FHSS以随机模式传输信号，信号传送过程中要经过多次握手和同步，效率较低。另一种是直接序列(Direct Sequence，DS)扩频技术(简称直扩)。直序扩频(DSSS)是宽带调制发射，与传统的无线电窄带调制发射方式不同，它以固定模式传输本频段内信号，因而可以更加充分地利用带宽；它具有传输速率高(可为2M－11Mbps或更高)、发射功率小(一般＜100mw)、保密性好、抗干扰能力强的特点。故易于多点通信，其通信距离和覆盖范围视所选用的天线不同而异：定向传送可达5～50公里，室外的全向天线可覆盖15～20公里的半径范围，室内全向可覆盖最大半径250米的5000平方米范围，并能穿透几层墙甚至两层楼的混凝土楼板。微波扩频无线网络／通信技术在组网链路中所采用的是载波侦听多路访问／冲突避免(CSMA／CA)媒介访问协议，遵从IEEE802.3以太网协议(EtherNet Protocol)，同时也支持TCP／IP协议，并与目前的几种主流网络操作系统完全兼容。它的运行环境是MS－DOS3.1以上的操作系统、UNIX操作系统以及Windows环境。目前微波DS扩频设备主要分为两类：一类属于无线Modem，具有RS232接口或T或E接口；另一类属于无线连网设备，包括无线网桥和无线IP路由器，一般都具有网络接口，如：BNC、AUI、10／100Base－T、RJ－45等。扩频微波组网可完成高速率的无线通信：实现点到点、点到多点的通信及连网；能够较好地传送图形、文字、话音、动态图象等信息；因信号弱，所以隐蔽保密性好，误码率低；具有网桥、路由器等功能，可实现局域网互连或远程接入，也可以组合在高速移动无线网。由此可见，微波扩频技术为计算机无线网络提供了良好的通讯信道。2 微波扩频技术的特性微波扩频技术在发射端以扩频编码进行扩频调制，在接收端以相关解调技术收信，和传

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二、无线通信信道技术特点与数据丢失规律分析

1.无线通信信道技术的特点利用信道的统计特征进行分析是无线通信信道技术的重要特征之一。无线通信信道分为小尺度衰落和大尺度衰落两种衰落大体。小尺度传播是指信号在短时间内瞬间产生的变化，而大尺度传播指的是在相关长的一段时间内信号平均功率的变化。信道的相位、振幅会受到多径传播和多普勒频移两者的影响，产生信号频散和时间选择性衰落。衰落也根据大小将小尺度衰落分为选择性频率衰落和平坦衰落。在电力系统无线通信应用中通常有如高斯噪声、白噪声、窄带高斯噪声等多种噪声陪随着信号的传输，短时衰减是他们其中最大的特点，最大可以达到60~70dB。无线通信信道技术噪声有突发性的脉冲噪声、自然噪声、同步周期性脉冲的噪声、异步周期性脉冲的噪声。突发性的脉冲噪声顾名思义是指网络上开关的操作或者发生闪电时产生一系列脉冲噪声影响到非常宽的频带，以致脉冲噪声密度比背景噪声的功率谱密度高出50dB；自然噪声即是指如闪电、雷击、电焊等自然界各种各校的电磁波造成的自然噪声；同步周期性脉冲的噪声是电力设备按照50Hz或者100Hz来工作的频率产生的脉冲，功率随频率增加而减少；异步周期性脉冲的噪声是由于大功率电器的开关发生周期星的开闭动作导致噪声产生，重复率主要集中50~200范围之内。2.电力无线通信数据丢失规律不同地区电力负荷的特性不同，影响电力负荷的因素也不完全相同。[2]电力用电信息采集业务的主要任务是对居民用电信息进行采集与监控，无线通信往往会受到电磁干扰的影响。对用电信息采集无线通信网络进行数据分析，指在根据电磁干扰造成数据丢失规律，结合信息采集业务的应用环境特点，调整选用合适的控制策略，以保证用信息采集业务的可靠性。分析数据丢失规律，首先要统计出24小时内居民用电负荷与时间的关系特性，并结合用电负荷量得出阶梯奖业务量模型，再根据模式作出规律性变化分析。在统计电力用户用电负荷状况时，节选广州某居民区生活和工作用电负荷24小时规律变化为例，通过采样、统计、整理得出一天内的用电负荷曲线，如图1所示：其中，负荷比值=瞬时负荷量/24小时平均负荷量。由图1可以看出，01：00~05：00时间段为居民的休息时间，全天进行用电量低谷；05：00~08：00时间段，居民起床、做饭、上班等，用电量略有所回升；08：00~12：00时间段为居民上班时间，使用各种电器设备，用电量明显上升，而12：00~13：00为午餐午休时间，用电量随着部分活动的停止而呈小幅下降；13：00~18：00又进入工作期间，用电量也相应上升；18：00~20：00时间段是居民回家做饭时间，用电量逐渐增加；20：00~23：00时间是大多数人在家休息，如电视、空调等大功率电器大幅启动，多数娱乐场所也进行一天的高峰，此时处于用电高峰期，在21：00附近进入一天用电最高峰，随后便有所下降，至24时多数居民已休息，用电量又逐渐步入一天的低谷。电力无线通信数据丢失率与电磁干扰因素呈正相关关系，一般而已，电磁干扰因素越大，电力无线通信信道数据据丢失率就越大。结合居民用电负荷曲线，将一天分成五个时间段，依次为K23：00-6：00；K6：00-12：00；K12：00-18：00；K18：00-20：00；K20：00-23：00。五个时间段的居民用电量呈递增趋势，设20：00的用电负荷比值为K20：00，那么K20：00-23：00段的平均负荷比值为：K20：00-23：00=（K20：00+K21：00+K22：00）/3同理可求得其他四个时间段的平均负荷比值，可以得到五个级别的通信数据丢失率阶梯模型，可以总结电力无线通信数据丢失规律是随着用电量的变化而变化。在接入过程中应当充分根据此规律的特点而设计不同的控制方式，从而最大限制提高无线资源的利用率。

三、无线通信技术在系统中的应用

用电信息采集系统通信分为有线通信和无线通信。无线通信又分为无线专网和无线公网。一般而言，变电站采集终端采用有线的光纤通信方式，保证采集实时性强；高压客户采用230MHz专网或无线公网方式；而低压客户几乎都是采用无线公网通信方式。由于居民用电信息采集中，一个公用配变电下有大量的电力用户，而且具有用电容量小、计量点分散等特点，本地信道方式将大量的电力用户信息集中再往系统主站传输是一个低成本的无线通信技术应用方式。因此，用电信息采集系统无线技术的应用主要介绍微功率无线通信、低压窄带电力线载波、低压宽带电力线载波三种本地信道通信方式的应用。[3]微功率无线通信是指采用WSN（WirelessSensorNetworks）技术的无线通信方式。WSN是一系列微功率通信的总称，综合了嵌入式系统技术、传感器技术、网络无线通信技术、分布式信息处理技术等，通信微型传感器节点对用户进行实时的感知和监控，利用每个传感器具有无线通信功能组建成一个无线网络，将数据传输到监控中心，非常适用于低成本、测量点多、范围分散的低压场合。应用WSN技术克服了传统数据对点无线传输模式的局限性，自组织性、拓扑结构动态性、网络分布式特性等较为明显，而且通信能力、抗干扰能力都比较强，无需要安装，功耗低，具有很强的成本优势。无线数据支持双向传输，既可以上传电能表的数据，又可以接收集中器下发的命令，还可以中继来自其他节点数据。通信流程如图2所示：电能表通过无线采集节点传输到中继节点，并由集中器进行处理。集中器下发命令数据，目标无线采集节点就会通过多个中继节点收到命令，甚至可以直接收到，然后转发给电能表。还也可以利用无线网络实时性强的优点，将突发事件通过无线节点主动上传到后台，有效地实现故障报警、实时监控、防窃电。对于测量点相对分散、集中装表、用户负载变化大、载波不稳定等场合非常适用。低压窄带电力线载波通信指的是载波信息范围限制在500kHz以内的低压电力线载波通信。配电线主要用于传输50Hz大功率电力，配电线连接各种设备将会影响到传输的通信信号，特别是近年来变频家用电器大量使用，对信道的稳定性造成巨大的干扰，主要表现为阻抗不稳定、噪声显著、信号衰减严重，并且这两个因素随着时间和频率变化而变化。窄带载波通信技术可以双向传输，不再需要另外通信线路，具有较强的适应性，而且具有容易安装的特点，对于低压用户数据采集是个很好的应用。但其数据传输速率较低，容易受到噪声大、信号衰减的影响，在通信可靠性方面还存在着一定的技术障碍。因此，在应用时应当利用软硬件技术结合，完成组网优化窄带载波通信，对于一些用电负载特性变化较小、电能表分散布置困难的区域具有一定的应用价值。宽带电力线载波系统工作在1~40MHz频率范围，成功避开了kHz频段带来的干扰，并通过扩频调制或者正交方式来获得兆级以上的传输速率。这种电力线宽带通信调制技术把信道带宽分成N个正交的子信道，每个子信道呈现相对性和平坦特性，将这些子信道看成理想信息。由于低压台区电力线上的高频传输信号往往会衰减得比较快，需要通过时分中继、自动中继、频分中继和智能路由计算等多项技术手段实现整个低压电力通信网络重构并通信。这种通信技术具有较高的抗干扰能力，适应性强，可以同时承载多个业务并对各个任务进行并发处理。同时有单跳通信距离受限、信号衰减大等局限性。在应用时还需要采用路由、中继等行之有效的优化措施。根据宽带载波的短距离和少分支特性，应当重点应用于城乡公变区供电区域、电表集中安装居民区等，电能表数据采集效果和经济性均优于其他的抄表方式。

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GSM-R(GSMforRailway)为铁路专用数字移动通信系统，和GSM网络标准相似，是从欧洲引进的铁路通信专用系统。GSM-R是基于GSM技术平台，针对铁路无线通信的特点，专门为铁路设计的数字移动通信系统，提供特色的附能的高效综合无线通信系统，并增加铁路移动通信所需业务（组呼、群呼、强插、强拆、优先级别等功能），构成整体的解决方案。GSM-R同时还具备数字集群的功能，满足列车高速运行时的无线通信要求，可以提供应急通信、无线列调等语音通信功能，安全可靠。GSM-R还是一个信息化的平台，使得用户可以在这个信息平台上轻松开发各种各样的铁路应用。GSM-R通信系统主要由基站系统（BSS）、网络系统（NSS）、管理系统（OSS）三大部分和移动终端设备组成。其中网络系统包括移动交换系统、移动智能网系统、和分组交换无线业务系统，是GSM-R系统的核心组成部分，实现了与其他网络的有机结合。GSM-R系统网络结构图4GSM－R技术的应用GSM－R系统不仅可以提供语音业务，还可以提供数据业务、智能业务。针对铁路通信需求，GSM－R系统还提供了组呼叫、寻址、广播呼叫、紧急呼叫等特殊方面的要求。

通用技术论文篇11

一、3G的含义

3G是英文3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代手机一般的讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2MBps（兆字节/秒）、384KBps（千字节/秒）以及144KBps的传输速度。

二、3G技术基本特点

从目前已确立的3G标准分析，其网络特征主要体现在无线接口技术上。蜂窝移动通信系统的无线技术包括小区复用、多址/双工方式、应用频段、调制技术、射频信道参数、信道编码及技术、帧结构、物理信道结构和复用模式等诸多方面。纵观3G无线技术演变，一方面它并非完全抛弃了2G，而是充分借鉴了2G网络运营经验，在技术上兼顾了2G的成熟应用技术，另一方面，根据IMT-2000确立的目标，未来3G系统所采用无线技术应具有高频谱利用率、高业务质量、适应多业务环境，并具有较好的网络灵活性和全覆盖能力。3G在无线技术上的创新主要表现在以下几方面：

（一）采用高频段频谱资源

为实现全球漫游目标，按ITU规划IMT-2000将统一采用2G频段，可用带宽高达230MHz，分配给陆地网络170MHz，卫星网络60MHz，这网络为3G容量发展，实现全球多业务环境提供了广阔的频谱空间，同时可更好地满足宽带业务。

（二）采用宽带射频信道，支持高速率业务

充分考虑承载多媒体业务的需要，3G网络射频载波信道根据业务要求，可选用5/10/20M等信道带宽，同时进一步提高了码片速率，系统抗多径衰落能力也大大提高。

（三）实现多业务、多速率传送

在宽带信道中，可以灵活应用时间复用、码复用技术，单独控制每种业务的功率和质量，通过选取不同的扩频因子，将具有不同QoS要求的各种速率业务映射到宽带信道上，实现多业务、多速率传送。

（四）快速功率控制

3G主流技术均在下行信道中采用了快速闭环功率控制技术，用以改善下行传输信道性能，这一方面提高了系统抗多径衰落能力，但另一方面由于多径信道影响导致扩频码分多址用户间的正交性不理想，增加了系统自干扰的偏差，但总体上快速功率控制的应用对改善系统性能是有好处的。

（五）采用自适应天线及软件无线电技术

3G基站采用带有可编程电子相位关系的自适应天线阵列，可以进行发信波束赋形，自适应地调整功率，减小系统自干扰，提高接收灵敏度，增大系统容量，另外软件无线电技术在基站及终端产品中的应用，对提高系统灵活性、降低成本至关重要。

三、3G的技术标准

国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》（简称IMT-2000）。

W-CDMA即Wide-bandCDMA，也称为CDMADirectSpread，意为宽频分码多重存取，其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡，而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。

CDMA2000也称为CDMAMulti-Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，日前，中国电信集团公司获得增加基于CDMA2000技术制式的3G业务经营许可，中国电信在收购了中国联通CDMA网络之后，启动了44个重点城市的网络优化工程，并于去年年底前完成了340多个城市的CDMA网络建设工作，满足了82个无线城市的无线上网需求。中国电信还了“天翼”品牌并启动了189号段放号。由于之前所采购的设备都支持CDMA2000制式，中国电信不需要重新建设网络，在3G牌照发放后，只需进行软件升级，中国电信就会在第一时间里建设起一个全国覆盖的3G网络。

TD-SCDMA是由中国大陆独自制定的3G标准，该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。

四、3G技术的应用

当前，一些移动流媒体业务已经能够在2.5G网络上实现，3G网络将为移动业务发展提供更有效的支撑。由于3G网络拥有更高的数据传输速率和数据业务支撑能力，3G运营商不仅可以向用户提供高质量的语音业务，而且还能够提供高速率的流媒体业务。从全球来看，随着3G商用进程的加快，日本和韩国以及欧美地区的一些移动运营商已相继推出了基于移动流媒体技术的视频业务，移动流媒体业务已成为3G网络的核心业务和热点业务。从实际应用的情况来看，移动流媒体可提供点播、直播、下载播放三种业务形式。其中，点播应用主要包括电影片花、精彩片断、MTV等；直播包括电视节目、视频监控、重大赛事、音乐现场会等；下载播放比较适合于那些非在线、对音视频质量要求较高的多媒体节目。

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1．2智能电网用户端通信技术

智能电网用户端涉及的领域较广，在不同的应用领域有不同的通信技术存在，这是由于各种通信技术在不同时间阶段不同行业发展有各自不同特点所形成。随着新技术的发展，多元化的通信技术在智能电网用户端系统中得到广泛的应用。

（1）InternetIP使用IP基础网络的优势在于与互联网的有效衔接。用户端通信采用基于TCP／IP的网络，可以非常便捷地与现有网络互联互通。其好处还在于大量IP成熟标准、有效工具能直接应用到用户端的应用软件。此外，IP基础网络支持带宽共享和动态路由能力，在智能电网用户端中对最小存取延迟，最大丢包率或最小带宽现状等有特殊要求的应用，一些IP如多协议标签交换（MPLS）技术可满足此特殊要求。

（2）光纤以太网通信它采用光纤介质运行以太网LAN数据包。物理层和数据链路层以任何标准的以太网速度运行，也可以实现交换机的速率限制功能，以非标准的以太网速度运行，最高可以达到10Gbit／s。目前光纤以太网通信在电力监控系统中已有商业化产品投入运行。

（3）电力线宽带（BPL）该技术采用电力线传输数据。通过电力调制解调器可以在一定区域内任意的电源插座上实现网络接入。电力线宽带在缺少其它通信网络的地区有着广阔的应用前景，其优点在于利用现有电力线上网而无新增通信线缆铺设投资。但目前的BPL能够提供的最大带宽为4MB。因为电力网使用的大多是非屏蔽线，电磁兼容性的问题严重影响网络的传输速度。

（4）3G移动通信利用现有3G移动通信可以避免建立专门的无线网络所需的大量投资，使用方便、灵活。但若大量使用成本投入会较高，且日常的运行、管理、维护费用较高。故此通信技术适用于重要、且节点数少的远距离智能电网用户端通信场合。

（5）无线通信（ZigBee、WiMedia、Wi－Fi）Wi－Fi技术具有较高的成本效益，能够进行升级扩展以覆盖大型地域和多个端点，且无需铺设电缆。ZigBee通信使用跳频扩频无线技术，该技术具有可靠性高、传输速率低、传输距离远的优点，由此解决了传输堵塞和干扰。WiMedia通信的物理层采用超宽带标准，其解决方案的射频覆盖水平与ZigBee相似，其数据传输速率高，并具有网状网络功能。

（6）现场总线通信20世纪80年代中期产生的现场总线技术，相比传统控制系统，其特征为：数字化、全双工传输、分支结构多。现场总线技术实现了工业控制系统的分散化、网络化和智能化，导致其体系结构和功能产生重大发展。

（7）通用工业协议（CIP）CIP是面向对象的工业网络控制协议。根据OSI／ISO七层协议模型，DeviceNet协议定义了七层模型中的物理层、数据链路层和应用层。而CIP协议是七层模型中的最上层———应用层。CIP协议是De－viceNet的应用层，同时是ControlNet、EtherNet／IP、CompoNet的应用层。DeviceNet和ControlNet、Eth－erNet／IP、CompoNet共用同一个应用层协议CIP，但它们有各自的数据链路层和物理层。

（8）工业以太网技术当前，工业以太网技术的性能不断提高，成本不断下降，其在工业自动化领域的发展非常迅速。相比其它现场总线技术，以太网技术优势有：1）数据传输速率高，达到100Mbit／s；2）不同的传输协议能在相同总线上共存；3）在以太网中，数据存取技术采用变互式和开放式；4）不同的拓朴结构和不同的物理介质得以存在和运用。

2走向集成的智能电网用户端通信技术

2．1集成的通信技术

在智能电网设备端，目前仍然是多种现场总线并存。从用户角度，希望通过通信技术集成以实现各种智能元器件与控制器之间的互联互通，但并非必须用一个通信网络来实现所有的功能。例如：Internet网络并非同结构的单一网络，但用户确能实现电子邮件、文件下载、网络浏览、网上游戏等不同类型的服务。从通讯协议的构筑模型角度，大多数用户端通讯协议均根据OSI的七层模型。当前，自底层向上定义构筑统一整体的通信协议大量存在，这使得在相同层次上的互联性在各标准协议之间较难集成。其实，定义OSI分层模型是为了让不同构架、不同发展阶段的通讯协议能相互独立，使其能在独立发展的同时具备良好的互相配合、结合，增加其相互间成为一个端对端完整协议的可能。比如，以TCP／IP协议栈为核心的Inter－net网络协议中，不同的应用层协议可以在上层网络存在，而大量的不同局域网、广域网可以在下层网络平台上实现。随着通信技术的发展，通信集成将应运而生。通信集成是指一个集成的通信软硬件平台融合多种通信协议及通信接口，实现不同通信技术的互通互联。

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3）严格要求设计人员。设计人员要具有与时俱进的设计能力，需要定期的对设计人员进行培训，有效的提高设计人员的综合素质，推动设计人员在学习掌握规范的标准和要求的同时，也有着良好的随机应变能力能够处理突发事件。严格要求设计人员按照相关政府以及国家的规定进行设计工作。

2 在暖通设计中应用绿色建筑技术

2.1 合理使用绿色环保材料

在暖通设计中，注重使用绿色材料，多选用可回收利用和可以重复使用的保温材料以及管材。尽量做到在满足建筑需要的同时，减少材料对居住者的不良影响，避免使用不节能的环保材料，严格把关材料的选择，杜绝使用对人体有害的材料，禁止使用Halons 以及HCFCs，需要制冷时尽量少去使用CFCS制冷剂。综合利用绿色环保的材料，也是绿色建筑技术缺之不可的。而考虑到降低成本，建议本地取材，取近舍远，也能够大大降低材料运输的过程中对环境造成的影响，推动当地经济的发展的同时还减少了业主的负担。

2.2 合理使用可再生能源

常规的能源通常价格较可再生能源要高，且不环保。作为现代绿色建筑技术之一的可再生能源技术是绿色建筑消耗的首选，以降低对常规能源的损耗。因此，运用可再生能源满足暖通系统的高能耗是现在暖通设计中不可或缺的技术。考虑到可再生资源的使用，在建筑进行暖通设计的时候，要注意权衡可再生资源分担暖通系统的部分作用并维持暖通系统的正常运行。暖通在空气调节、通风以及采暖这三个方面。采暖相对来说对能源的要求较高，如何利用可再生资源降低供暖的能耗，做到良好的辅助供暖设备呢？在中国泰州的民俗文化中心，就是一个很好的例子。文化中心采用土壤源热泵技术作为冬季的热源，很好的发掘了当地的地热资源优势。土壤源热泵利用地球表面浅层地热资源进行能量转换，采暖空调热量可以达到24000kw h/年，且可以承担百分之百的负荷。而在夏天则是从土壤提取冷量转到建筑内进行供冷的同时还可以进行热能储备供冬季使用，反之亦然。在暖通设计之中高效率的应用可再生资源，既环保节能也节约成本。