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1前言
在信息化极速发展的当今社会,无线通信技术已经普及到各群众的生活中。无线通信技术不再局限于用于语音通话方面,它已经全面运用于商业、生活、金融及工作中。移动电话,语音通话,数字电视,网络通信,数据交换等,都随着无线通信技术的平台繁衍而生。人们只需要一个可以移动或者固定的终端设备,在任何地点,任何时间,即可享受无线通信技术带来的语音或视频通话,数据及交换,图像和传真等便利服务。我国的无线通信技术是个循序渐进的过程,了解我国无线通信技术的发展历史对无线通信技术的应用和发展趋势是必要的。
2.1无线通讯应用普及范围不广
现如今,无线通讯高速发展,配置也更加地灵活,新的无线通讯协议和产品不断出新,现在的家庭、企业和单位都引进了无线通讯技术,普遍表现为家庭上网和单位办公的无线宽带和光纤设备,由于无线技术在运用上还存在一些问题,加上部分单位技术人员对通讯技术知识尚不能很好的掌握,致使部分设备不被使用,其中就以单位和企业现象最为严重,这无疑成为无线通讯技术发展过程中的负面效应,所以应该加大对无线通讯技术的普及应用,实现无线通讯的真正价值。
2.2无线设备维护工作有待完善
无线通讯的传播离不开无线设备的使用,然而这些无线设备在使用过程中也会出现一些问题,导致电脑数据丢失、工作无法正常开展,给企业和单位带来经济上的损失,设备故障的发生原因主要表现为三个方面:一是企业和单位在设备使用过程中未对设备进行定期检查和维护保养,二是维护人员技术水平和业务能力存在缺陷,三是企业或者单位在进行设备采购时为了降低成本,往往会选择一些配置不高、质量和使用年限都不是很好的设备品类,无疑加大了设备发生故障的概率。所以企业要坚持做好设备的检查和维护保养工作。
2.3人员的技术水平和专业素养有待提高
通讯技术人员不仅需要掌握相应的无线通讯技术,还要掌握通讯设备维护和保养技术。伴随无线技术的发展,其过程中的安全问题也在不断产生,由于无线通讯技术问题导致的故障给企业的发展造成十分不利的影响,严重制约着无线通讯技术的普及运用,这些问题的.产生很大程度上都源于无线通讯技术热源尚没有掌握相应的加密技术和设备维护升级技术。再加上實际工作中部分技术人员缺乏责任意识,也在一定程度上影响无线通讯技术的维护工作。
2.4无线技术水平需要不断推陈出新
无线宽带技术的出现促进了无线通讯产业的加速发展,无线宽带技术凭借其接入方式灵活,上网速度快等特点为广大用户所接受。然而在实践使用过程中,无线电波容易受到天气的干扰,造成无线宽带接入技术使用具有一定的局限性。带着问题寻找方法,为寻找更好的使用切入点,3G技术应运而生,3G系统比现有无线技术更强大,不仅信号覆盖面广泛,还能支持数据、语言信号的传输和切换,成为全球3G发展技术的主流标准。然而社会越发展,科技越进步,人们对信息的要求就会更高、更严格,尽管3G系统相较无线技术强大很多,但也有其自身的缺陷,即面临竞争和标准不兼容等问题,广大用户期待移动通信标准能够统一,鉴于此呼吁,国际电信联盟研究制定了第四代移动通信标准,将移动通讯系统和无限局域网、WLAN等其他系统结合起来,产生4G技术,实现了商业无限网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星等通信技术的相互兼容。4G系统作为一个全IP的网络系统,安全性更高、智能性和灵活性更强,传输质量也更好,但是笔者相信,任何系统都不会是完美的,在将来的使用过程中肯定会暴露其功能上的缺陷,所以期待通讯技术第五代、第六代甚至更强大的一定通讯标准的制定,以满足信息化高速发展的需要。
3无线通讯技术的改进措施
3.1推广软件无线电通讯技术
无线通讯技术的使用已普及人们生活的各个方面,同时也给人们带来了一定的安全隐患,由于无线通讯自身技术水平缺乏足够的稳定性和安全性,所以无线通讯技术未来的发展过程中要不断的创新通信方法,优化网络配置,提高设备相关性能,确保无线通讯的可持续发展。软件无线电通讯技术的使用,不仅便捷和灵活,还有效保证了无线通讯过程中信息的安全性,可以更好的满足人们对于信息保密性的要求,值得在现有无线电通讯技术推广。
3.2完善通讯技术相关维护管理制度
无线通讯技术作为一项新型技术,在运用方面还存在很多的问题,具体表现在通讯运行和技术维护管理两个方面,这两方面的管理措施不完善,无线通讯运行过程中就会出现各种问题。要让无线通讯技术发挥其价值,就要建立完善的通讯维护管理制度,做到定期对无线设备进行网络维护和升级,将其工作表现纳入薪资考核,以提高其工作效率,保证工作质量。同时在无线通讯技术工作中,选拔专业技术强的人员担任维护管理工作,有效减少因人员技术问题而导致的设备故障。
3.3提高无线通讯技术人员整体素质
无线通讯技术专业人员目前还比较匮乏,少数懂技术的工作人员综合水平又相对较差,导致有些企业设备引进了,但是却没有相关的专业人员加以管理和维护,造成资源的巨大浪费。所以企业在后期的人员储备过程中,要不断重视此类专业人员的培养和相关培训工作,让他们更加熟悉地掌握无线通讯技术,发挥无线通讯技术对企业的使用价值,为企业带来一定的经济效益。
4结束语
无线通讯技术的广泛使用,使信息传输过程不受时间、距离和空间的限制,信息传递灵活可靠,给人们的生活和工作带来了巨大的变化。但由于无线通讯技术发展时间还比较短,相关服务技术水平还存在一定的缺陷,所以在以后的无线通讯技术发展过程中,还需要对相关服务网络、技术和管理等做进一步的完善,提高无线通讯技术水平,以便为人们的工作和生活提供更好的服务。
参考文献:
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摘要:对无线通信技术在国内外的发展进行了阐述,将无线通信技术的特点进行了分析,指出了无线通信技术在未来的发展方向,对无线通信技术的发展趋势具有一定的指导意义。
关键词:无线通信;需求;发展趋势
近些年无线通信技术与互联网系统、移动媒体终端系统融合越来越紧密,发展势头迅猛。基于其可移动的特点,无线通信技术给用户提供了更加丰富多彩的服务。以前人们想象中的移动办公、实时服务现在都在无线通信技术的支持下成为了现实。现如今我们正处于信息爆炸的时代,网络已经成为人们生产生活所必须的工具,因此作为网络应用基础的通信技术越来越受到人们的重视。目前无线通信技术是人们应用的最为广泛的技术,因为其不受地域和空间的限制,节省了有线网络通信中的很多硬件资源,能进一步的融合整合各类服务,因此对于今后无线通信技术发展趋势的研究具有现实意义。
1国内无线通信技术现状
中国移动和中国联通目前是国内最大的两家ISP服务供应商,它们几乎垄断了国内的通信市场,业务范围包括数字电话、数字电视、网络访问等等,技术手段经历了由2G、3G到4G的过渡阶段。其中2G的数据传输速率大致在10~200kb/s范围,3G的数据传输速率在几百kbps,4G最大数据传输速率已经超过100Mbps。目前我国正在着手5G网络的研发以及全民WIFI网络的搭建,然而要想真正实现这一目标还需要很长的一段时间。
2国外无线通信技术现状
无线接入技术和蜂窝电话是国外通信网络技术中最具代表性的技术和应用。前国外最先使用的无线通信技术是模拟的AMPS/TACS技术、之后经历了模拟通信向数字通信的转变。80年代数字的GSM/CDMAONE,以及WCDMA/TD-SCDMA、HSDPA等技术相继出现,成为了通信网络中的核心技术。为了缩短国内与国外在无线通信网络技术上和应用上的差距,我国应从两方面进行研发。其一要想赶超国外无线通信技术,我们必须具有属于自己的具有自主知识产权的无线通信核心技术;其二大力扩展网络应用规模,提升大中城市的网络使用率和覆盖率,构建高速的无线接入网络,为用户提供良好的远程无线接入用户体验。
任何技术的发展都必须遵循连个基本原则,即技术本身的发展及其以市场为驱动力的发展,无线通信技术发展也不例外。鉴于这两个基本原则,现提出几点无线通信技术的发展趋势:
3.1网络高度融合。无线通信技术发展的必然趋势即网络的高度融合,通过网络融合实现异构网络的互联及其资源的整合与共享。如果不遵循这一趋势,而重新构建一个全新的无线网络则会面临很多技术和资金方面的问题。从技术层次方面讲,如今无线网络种类繁多,若以其中一种网络类型为基本模型进行重新构建则损失了其他已经具有良好体系结构的网络;从资金方面来讲,重新构建一个网络则会花费巨额的资金。
3.2高效频谱接入。无线频谱资源是固有的战略资源,各国都在争用无线频谱信道进行无线通信技术的研究与应用。如何高效的利用无线频谱是无线通信技术领域里亟待解决的问题。认知无线电技术的出现很好的`解决了这个问题。认知无线电技术特点是通过不断的训练学习构建应用系统模型,使之能够动态地认知并判断其工作环境,自适应地调整工作频率及其相关操作参数,以便更加高效地占用频谱信道,提高整个信道的利用率。
3.3宽带局域无线接入。用户通过接入系统进入通信网络进行数据访问,最初的有线接入方式存在诸如综合布线的局限性,限制了通信技术和网络技术的发展。目前无线通信技术的出现和发展很好的解决这种局限性问题。客户终端的移动性也为无线接入方式提供了发展的可能,其必然成为未来无线接入的重要发展方向。
3.4链路容量扩展。链路容量扩展的瓶颈问题来自于有限的频谱资源,在固有的频谱范围之内,越来越多的用户需要瓜分其中的频率值,而由于技术特点的要求,可用的频率又是有限的,因此如何解决这一矛盾是技术人员需要考虑的重要问题。既然信道无法无限划分,那么只能从提高通信设备的数据传输速率上进行着手研究。因此高速化的网络传输设备的研发是无线通信技术发展的另一个方向。
3.5集成多种抗干扰波形。为了提高信道容量,根据香农定理C=Wlog2(1+S/N)可知,当带宽W和信号功率S不变的情况下,噪声功率N趋于0时,信道容量C则趋于无穷大。因此无线通信技术发展的另一个方向就是尽可能的集成多种抗干扰波形去减少噪声对信道的干扰。目前无线通信技术手段已经能够很容易的侦测出中低速跳频电台,从而对其屏蔽,但对于高速跳频电台的侦测和屏蔽依然是很难实现的问题。
3.6通信与保密相融合。无线通信容易暴露出通信双方的信息,现在越来越多的用户要求在通信时采取与之相适应的保密手段。当前大多数保密机或保密卡依靠通信设备提供的通信链路实现保密通信,这种方法会带来较大的额外带宽开销,降低了通信效率,使无线频谱资源白白遭受损失。通过深入分析会发现战术电台中的通信与保密在很大程度上可以相互结合,降低无线信道的开销,在技术体制上,完全可以实现通信同步与保密同步二合一,跳频图案由保密算法导出等,一方面减少了通信频谱的开销,另一方面使得侦察和破译的概率大大降低,充分发挥出通信与保密相结合的优势。
3.7多功能综成。由于用户业务需求的广泛性,未来的无线通信系统必须实现多种功能的综合集成:IP业务和非IP业务的综合;话音、数据和图像等业务的综合;多MAC接入的综合;无线传输模式的综合;服务模式的综合等。无线通信系统的多功能综合集成能够为不同的业务需求提供有力的保障,同时能够继承已有技术的优势,缩短新产品研发的周期。
4结论
无线通信为用户提供话音、数据、图像等通信保障,面对各种应用业务的需求变化,无线通信技术必将相应地发生较大变化。文中通过深入分析国内外无线网络通信的特点,指出了今后无线通信技术的发展趋势。
参考文献:
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摘要:介绍TPMS技术发展现状、趋势、市场。
关键词:TPMS 远程轮胎压力监测模块 中央监视器 RFID SAW
TPMS的由来及市场
TPMS 是汽车轮胎压力监视系统 “Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写,主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,以保障行车安全,是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统。
在汽车的高速行驶过程中,轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计,在高速公路上发生的交通事故有70%-80%是由于爆胎引起的。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据有关专家的分析,保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而TPMS-汽车胎压监视系统毫无疑问将是理想的工具。凡世通(Firestone)轮胎的质量问题,造成了超过千人的伤亡,此事引起了业界和美国政府的高度关注,普利斯通/凡世通公司曾被迫一次收回650万只轮胎。据美国汽车工程师学会最近的调查,美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的,另外,每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。由于每年造成的经济损失巨大,美国政府要求汽车制造商加速发展TPMS系统,以求减少轮胎事故的发生。因此,在美国国会通过了TREAD法案。TREAD法案的要求之一是到,所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统。月1日美国总统克林顿签署批准了国会关于修改联邦运输法的提案,要求后所有的新车都需把这种系统作为标准配置。回应TREAD法案,美国公路交通安全局(NTHTSA)要求到20,所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统,并提出了汽车生产商的执行时间表:美国市场出售的汽车,占10%,占35%, 占65%,年 将达100%。美国每年的汽车销量约为1500万辆(轿车/卡车)。全球每年约5000万辆,平均每辆车需要4.2个轮胎(不包括备用胎)。
中国正在成为全球最大的新兴汽车市场,中国汽车需求量和保有量出现了加速增长的趋势,汽车保有量已突破2600万辆,年销售汽车将突破600万辆,未来5年将成为仅次于美国的`全球第二大汽车销售国。汽车安全产品将成为中国生机勃勃的新兴市场热点,今后每年的增长速度可达50%。其中,仅TPMS技术产品20底的市场容量就将达20万套,近7亿元人民币;2006将达到50万套,近17亿元。根据-汽车需求预测:汽车年增长16%-20%;轿车年增长19.2%-24%。综合以上分析,预计,2005-20,中国汽车保有量将以16% 以上的速度增长。
美国、欧洲已先后立法,要求在今后几年内实现汽车全部安装TPMS,因此,对TPMS的需要量与日俱增,美国的人工每小时起码7.5元美金,差不多是中国工人的日工资,面对量大的产品需要降低生产成本,TPMS的生产正在转向中国。今后几年内中国必将成为TPMS的生产大国。
人的生命是最可贵的,因此,为与世界先进国家同步,我国关于汽车安装TPMS这样的生命安全保障预警系统法规迟早也会出台。因此,目前我们国内已有数百家设计公司、生产厂家开始开发、设计、生产TPMS。
目前,TPMS主要分为两种类型:一种是间接式TPMS,它通过汽车ABS的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别,以达到监视胎压的目的,其缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里/小时的情况进行判断。另一种是直接式TPMS,它利用安装在每一个轮胎里的以锂亚电池为电源的压力传感器来直接测量轮胎的气压,并通过无线电频率调制发射到安装在驾驶台的监视器上。监视器随时显示各轮胎气压、温度,驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压状况,当轮胎气压太低、渗漏、太高、或温度太高时,系统就会自动报警。直接式TPMS 从功能和性能上均优于间接式TPMS。许多欧洲的汽车厂商已将直接式TPMS 配装于自己的车型之中,其中包括:德国宝马的 Z8、法国雪铁龙的 C5、英国阿斯顿・ 马汀的超级跑车 Vanquish、林肯大陆、克莱斯勒与道奇(Dodge)迷你箱型车以及 Chrysler 300M 与 Concorde Limited 客车、旁蒂克的旗舰Bonneville SE 等等,梅赛德斯-奔驰S级轿车最新的改进也将TPMS 作为选装件。国内多数汽车厂家目前已开始进行这方面的研究,中国加入 WTO 以后,随着国际化的要求,和国产汽车的出口,相信国内厂家会跟上这个步伐。中国TPMS的前装和后装市场已经启动,预见前装市场(汽车生产厂家原装)将比后装市场(汽车购买后安装)跑得更快。
TPMS产品技术
TPMS系统主要有二个部分组成:安装在汽车轮胎里的远程轮胎压力监测模块(Remote Tire Pressure Monitoring)和安装在汽车驾驶台上的中央监视器(LCD显示器)。直接安装在每个轮胎里测量轮胎压力和温度模块,将测量得到的信号调制后通过高频无线电波(RF)发射出去。一个TPMS系统有4个或5个(包括备用胎)RTPM模块。中央监视器接收RTPM模块发射的信号,将各个轮胎的压力和温度数据显示在屏幕上,供驾驶者参考。如果轮胎的压力或温度出现异常,中央监视器根据异常情况,发出不同的报警信号,提醒驾驶者采取必要的措施。
由于汽车轮胎现在大多都是没有内胎的真空子午胎,因此,将TPMS的远程轮胎压力监测模块安装在轮毂上是十分方便和容易的,但是汽车在高速跑动时轮胎内环境和温度是十分恶劣的,压力、温度、湿度变化特别大,所以该模块的设计要按军级产品的要求来选用元器件,按工业产品的要求来制订生产工艺,然而它是一个量大面广的汽车通用安全产品,要按消费电子产品来定价。
远程轮胎压力监测模块由五个部分组成:(1)具有压力、温度、加速度、电压检测和后信号处理ASIC芯片组合的智能传感器SoC;(2)4-8位单片机(MCU);(3)RF射频发射芯片;(4)锂亚电池;(5)天线。外壳选用高强度ABS塑料。所有器件、材料都要满足- 40℃到+125℃的使用温度范围。
智能传感器是整合了硅显微机械加工(MEMS)技术制作的压力传感器、温度传感器、加速度计、电池电压检测、内部时钟和一个包含模数转换器(ADC)、取样/保持(S/H)、SPI口、校准(Calibration)、数据管理(Data)、ID码的数字信号处理ASIC单元,模块具有掩膜可编程性,即可以利用客户专用软件进行配置。它是由MEMS传感器和ASIC电路二块芯片,用集成电路工艺做在一个封装里的。在封装的上方留有一个压力/温度导入孔,将压力直接导入在压力传感器的应力薄膜上,周边固定的圆形应力薄膜内壁由半导体应变片组成惠斯顿测量电桥;同时这个孔还将环境温度直接导入半导体温度传感器上。为了便于TPMS接收器的识别,每个压力传感器都具有16-32位独特的ID码。
适用于TPMS的智能传感器主要有硅集成电容式压力传感器,如Freescale的MPXY8020、MPXY8040;和硅压阻式压力传感器,如GE NovaSensor的NPX1、NPX2,Infineon SensoNor的SP12、SP12T、SP30。硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的,具有较高的测量精度、较低的功耗。
NPX和SP12系列的智能传感器都包含了加速度计,加速度传感器利用其质量块对运动的敏感性,实现汽车移动即时开机,进入系统自检、自动唤醒,汽车高速行驶时按运动速度自动智能确定检测时间周期,用软件设定安全期、敏感期和危险期,以逐渐缩短巡回检测周期和提高预警能力、节省电能等功能。NPX还将8位MCU封装在智能传感器中。
随着TPMS产品市场对IC高整合度和高可靠性的要求,目前已经有了如GE NPX那样的将所需测试各物理量的传感器与MCU合二为一的智能传感器模块,在未来几年内还会开发出包含RF发射芯片三合一的模块,包含利用运动的机械能自供电的四合一的模块,届时远程轮胎压力监测模块只有一个模块和一个天线组成,客户的二次设计变得十分简便。
TPMS的工作频率北美标准为315MHz,欧洲标准为433.92 MHz,韩国为448 MHz,已有人建议新标准为868 MHz。其发射功率又不能超过10dBm,否则要接受无线电管制。工作模式有ASK(振幅变换调制)、FSK(频率变换调制),FSK抗干扰较好。因此,对RF芯片选用的要求是:(1)发射功率尽可能大;(2)芯片外型尺寸尽可能小;(3)具有比较好的性能/价格比。ATMEL的T5754、Infineon的TDK5110的标称发射功率都达10dBm。
电池选用锂亚电池,以保证远程轮胎压力监测模块在高低温环境中都能正常工作。传统的锂电池在- 40℃低温时丧失电能,在+100℃高温时会自动放电。TADIRAN LTH2450锂亚电池能满足TPMS宽温度范围的要求。
天线是远程轮胎压力监测模块发射功率提升的关键,天线技术涉及天线的几何形状、材料、介质等诸多因素。
远程轮胎压力监测模块的整体电源管理是十分重要的,一个锂亚电池要向这个模块提供3-5年的工作能源,做好电源管理和如何省电是关键所在。
发射模块在汽车轮胎内的安装有二种方式,一是利用气门咀安装,这是目前使用最多的;二是利用紧箍扣安装在轮毂上,这是最早的办法,但振动后会移位。无论采用哪种方式,安装完TPMS发射模块都必须对轮胎重新做动平衡检验。
中央监视器即TPMS接收器主要由UHF ASK/FSK RF接收IC和信号处理MCU、键盘、LCD显示器组成。RF接收IC和信号处理MCU安装在一个盒子里,可安装在汽车仪表箱内,带控制键盘的LCD显示器可安装在驾驶台上,LCD显示器能实时显示每个轮胎的压力、温度,和每一个轮胎的ID识别码,以及声光报警。由于接收系统是工作在汽车车厢内,其环境温度是常温而且变化不大,电源可以使用汽车的12V或24V电源,因此对器件选用只要是工业级即可,省电的要求也不高。
RF接收IC选用时一般考虑需要较高的接收灵敏度,以提高TPMS的工作效率和降低整个系统的生产成本,ATMEL的T5743、Infineon的TDK5210的标称灵敏度都达-100dBm以上。
汽车轮胎压力监视系统是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统,将是一个永恒的主题,因此,TPMS将成为汽车安全保障系统之一。TPMS发射模块将向高度集成化、单一化、无线无源化方向发展。
米其林集团公司、固特异轮胎橡胶公司已开发出在轮胎制造时的成形工序中,将压力、温度监测和信号发射装置被埋入轮胎胎壁内,它在轮胎的整个寿命期间(一般为1~7年)发挥作用;作为信号接收装置做成如手机的手握式解码读出器,可方便驾驶者出车时插装在车上,下车後随身携带。
以RFID技术作为研发智能轮胎的基础,美国固特异轮胎橡胶公司就是其中的一员。该公司和西门子VDO汽车配件公司合作,成功研发出一种钮扣电池般大小的带RFID卡传感器。该传感器除了能够感知轮胎内的气压、胎体温度的变化并发射反映这种变化的信号外,还具有标识轮胎的功能,也就是说,它既可用於轮胎气压监测,还可以用於轮胎历程可追溯性记录。上海交通大学也开始基于声表波技术的TPMS开发研究,这种能同时测量轮胎内压力、温度和发射数据的SAW传感器,不仅可实现智能轮胎信息的无源测量和无线发送,并且将拥有中国人自主的知识产权。
逆时偏移技术发展现状与趋势
逆时偏移比单程波波动方程偏移和克希霍夫积分偏移更适于复杂构造成像.基于双程波波动方程进行波场逆时外推,并应用成像条件提取成像值,可以得到逆时偏移数据体.实例分析表明,逆时偏移对盐体侧翼及盐下构造的成像效果要优于单程波波动方程偏移.然而,由于采用有限差分算法以及需要保存大量的震源波场数据,因而逆时偏移的.计算成本很高,使其无法适应大数据量的地震数据处理;而由互相关成像条件引入的低频噪声也是困扰逆时偏移实用化的一个问题.在总结和分析逆时偏移技术的进展以及国外地球物理公司关于逆时偏移技术发展策略的基础上,结合研究现状,阐明了逆时偏移未来的发展趋势和研究重点.分析认为,进一步提高逆时偏移的计算效率仍然是未来几年逆时偏移技术发展的重要方向,弹性波逆时偏移和各向异性逆时偏移将会越来越受到重视.
作 者:杨勤勇 段心标 Yang Qinyong Duan Xinbiao 作者单位:中国石化石油物探研究院,江苏南京,210014 刊 名:石油物探 ISTIC PKU英文刊名:GEOPHYSICAL PROSPECTING FOR PETROLEUM 年,卷(期): 49(1) 分类号:P631.4 关键词:逆时偏移 计算效率 计算成本 低频噪声 实用化 技术进展 发展趋势数字录音技术发展现状与趋势论文
摘要:本文重点从处理噪音、实时录音、分布录音三个方向分析了数字背景下录音技术的现状,并根据现状对其今后的发展进行了分析。
关键词:数字;录音技术;噪音;实时;分布
一、前言
录音技术出现的时间超过了一百年,从其涎生开始,就广泛地应用在各行各业当中,而用途最广效果最明显的当属对音乐的录制。随后就有了专门对歌曲进行录制的录音师,随着科学技术的不断推进,录音技术也逐渐翻新,从最初的磁录音到后来的光碟刻录,再到现在的数字处理录音短短的一百年时间内,录音技术已经完成了蜕变,现在的数字录音技术不仅没有噪音,同时还能实现分布录音,修改录音过程中出现的错误。因此,本文重点针对数字录音技术进行分析,并对其发展做出展望。
二、数字录音技术对录音噪音的处理
人能听到20Hz一22Hz区间的声音,如果高于这个频率则会变成刺耳的声音,振幅越大声音也就越大。而在录音的过程中,因为各种设备的影响,不断地增加录音过程中录音棚内声音的振幅,磁带录音又不能对这种振幅进行处理,所以极容易造成噪音。因此,我们常常在老旧的磁带中听到“吱吱”的响声,这都是录音时留下的问题;传统录音过分依赖“媒介”,局限了录制规模,增大了录制成本。例如,磁带录音,一盒磁带最长的录音为磁带内词条长度的2倍,其制作成本和资源占用成本较数字录音技术大很多。数字录音技术的出现完全解决了这两个难题。数字录音技术通过现代化计算及手段,提供二进制的数字信号低电平和高电平,从理论上完全杜绝了噪音的出现,而在实际操作中,因为电平值相对稳定,无论外界干扰有多大,最终均可复原为没有杂音的原声场,从技术角度解决了噪音的难题。数字化理念将声音变成了字符,每个字符变成了计算机通用的二进制字节,这样就能够用一台电脑存储海量内容,通过现代化数字影音设备手段,不断地缩小制作费用和承载媒介费用,加速了录音的传播。
三、数字技术对分布录音的处理
录音技术在初期属于磁录音技术,我们也称之为模拟录音技术,这种技术有两大难点:第一需要录音师有极高的艺术修养和剪切能力,并在剪切的过程中需要录音师不断地花费时间推敲录制过程中的“节点”.第二难点是模拟录音技术无法对“录制现场声音”、“复杂混合声音”进行分项录制。例如,流行音乐中经常使用的架子鼓就是将几种打击乐器紧密排列,以使它们在同一大体相似的混响声场中演奏。然而,如果前期录音采录了它们的本底声,后期制作时混响处理就差别很大,低音鼓一般不加混响,而小军鼓、哑哑鼓、立钗等应加不同的人工混响。这时,架子鼓所要表现的已不仅仅是简单的记录和模拟,而是需要录音师经过高超的艺术处理手段和精湛的审美修养为人们提供适合的录音作品。这都是传统录音技术带来的不便,而数字录音技术从最大程度上解决了这一难题。
首先数字录音技术改变了录音的模式,将其从传统的磁录制和光碟刻录中解放了出来,将声音从“承载媒介”中解放了出来,让每一个音节都变成了数字符号,储存在计算机当中,当数字变成符号,就可轻易地更改和替换,数字化录音技术甚至能纠正录音过程中的最难以察觉的“呼吸的错误”,这是任何传统录音师无法做到的,仅此一项就降低了对录音师的门槛要求;同时因为数字符号独立,且能够分布排列,分布录制的特点就是能够将原有复杂的声音拆分成多个区间,在通过分别录制最终汇总,解决了无法录制复杂混合声音的难题,降低了录音对艺术要求的门槛,推动了录音行业的发展。
四、实时录音技术
分步录音是数字录音技术对复杂录音环境的有效处理,而实时录音则属于即时对现场音乐的录制,因此我们也可以称其为比较真实的录音,这是现代化数字录音的`重要表现方向之一。实时录音也分为两个重点:一个是叠加录音,就是在原有音频的基础上进行叠加覆盖,主要出现在录音师对原有的录音音频的某一个段落不满意,在重新调整后进行了重新覆盖;另一个则是插人录音,顾名思义,就是在原有录音中的某一段插人一段录音,用来丰富这一段的录音效果,这种手段在传统录音技术中是很难实现的,但是在数字化录音技术中,只需要通过计算机对原有的数字符号进行处理就能够轻松地完成,这种技术的好处在于不用重新录制、能够快速找到剪切点等。因此,极大地推动了录音修改的处理速度。
五、发展方向展望
数字化录音技术已经成型,其将来的发展方向必定是更便捷、更简单、更实用,但是在其发展的同时作者也提出两点建议:第一,数字化的发展与改革的推动是不可逆的大势,但我们在一味地追求技术的同时也应当考虑传统艺术的承载,音乐属于心灵鸡汤,如果因为数字化技术的推动而变成了“音乐快餐”,这便丧失了初衷。第二,计算机式的处理方式太过刻板,在未来的录音技术发展过程中,希望能够融合人性这一根本主题,死板的录音方式带人人性化的艺术层次当中,从而实现技术与艺术的双向结合。此外,在数字化录音技术成长的今天,我们还需要不断地充实专辑技术知识,不断地更新知识内容,以便随时适应新的技术形势。随时应对可能因为技术更新换代带来的各种变革。
六、结语
数字化录音技术不仅仅是技术革命,同时承载着时代的责任感。因此,在彰显技术的同时更应当强调与大众审美的“零”解除,希望以后的数字化录音技术能够摆脱固有模式,不断地完善自身技术水平,实现智能化操作。当然,在技术为主导的录音发展进程中,不能抛去对人的依赖,人的要素始终是决定性的,是将技术变为艺术的唯一载体,重视技术的同时,需要更加重视艺术。
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[4]李梅芳。对培养目标定位录音师的思考[J].大众文艺,(14)。
生物化工技术发展现状和趋势
生物技术是以生命科学为基础,应用自然科学方法和工程学原理,通过酶催化的生物作用提供产品和为社会服务的技术.随着社会发展和科学技术的进步,生物技术已突破在食品、医药等方面的`传统应用,逐步扩展到化工和石油行业,以更有效的、经济的生物化学过程代替传统的化工过程.
作 者:丰洋 作者单位: 刊 名:中国石油和化工 英文刊名:CHINA PETROLEUM AND CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期):2004 “”(3) 分类号:F4 关键词:随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段:
第一阶段为代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZVHF单工汽车公用移动电话系统MTS。
第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。
第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。
第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行。
第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。
2无线通信领域的未来发展趋势
首先,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。比如3G和WLAN、UWB等,都可实现互补效应。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。因此,在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展,推进组网的一体化进程,通过建网的接入手段多元化,实现对不同用户群体的需求覆盖,达到市场细分和业务的多元化,解决移动通信发展不均衡的状况。
其次,我国政府应该给企业配置更多的无线频率资源,推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求,综合地规划自己的无线通信网络,实现资源的有效配置和利用。当然,政府也需要加强对有限频率资源的管理,对于企业闲置不用的频率占用,考虑适当的手段予以收回。
其三,从公众移动通信网络发展来看,3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看,由于其移动话音用户的普及率高,通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此,他们期望通过3G搭建更大的业务平台,从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟,目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言,也要借鉴欧美的经验,在用户数量增长放缓之前,就应提前培育新兴移动市场。目前,政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题,把握住这个移动业界的巨大历史机遇。
其四,从宽带无线接入技术来看,全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来,该领域还可能出现更强大的新技术,从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看,我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入,其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中,我们应该从全局的观点来把握,使之成为与移动网络互补的重要技术手段,这样既可以充分发挥其技术个性,又防止出现不必要的资源竞争和浪费。
其五,移动与无线技术在演进中走向融合。当前,移动、无线技术领域正处在一个高速发展的时期,各种创新移动、无线技术不断涌现并快速步入商用,移动、无线应用市场异常活跃,移动、无线技术自身也在快速演进中不断革新。在网络融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种移动、无线技术在演进中相互融合。
在多元融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种无线技术在竞争中互相借鉴和学习,涌现出了同时被上述无线技术采用的新型射频技术,如MIMO和OFDM技术等。与此同时,在以ITU和3GPP/3GPP2为引领的蜂窝移动通信从3G到E3G,再走向B3G/4G的演进道路上,以及IEEE引领的无线宽带接入从无线个人域网到无线局域网、无线城域网,再到无线广域网的演进道路上,都开始增加对方的内容,例如:移动通信不断强化宽带传输性能,无线宽带接入不断增强漫游性能以及安全性能。
借鉴WiMAX的高速数据传输特性,蜂窝移动通信启动了LTE,即“3G长期演进”项目,用以增强宽带传输性能。LTE的确立,令蜂窝移动通信系统的技术线路与定位为“低移动性宽带接入”的WiMAX有了很多的相似之处。
在“无线+宽带”的大趋势下,无论是蜂窝移动通信技术还是WiMAX、WLAN等无线宽带技术,都面临着同样的考验:信道多径衰落和频谱效率。在这样的情况下,OFDM和MIMO就成为各种无线技术的共同选择。OFDM在解决多径衰落问题的`同时,增加了载波的数量,造成了系统复杂度的提升和带宽的增大;MIMO则能够有效提高系统的传输速率,在不增加系统带宽的情况下提高频谱效率。因此,OFDM和MIMO的结合,成为推动“无线+宽带”发展的重要力量。
其六,更远的未来,按当前专家们的预想,通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中,固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强QoS保证的信息通信网络平台。在这一平台上,各种接入手段将成为网络的触手,向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案,都将成为大NGN平台的延伸部分。从而形成集固定无线手段于一体,各种接入方式综合发挥效用,各种业务形成全网络配置的一体化综合网络。当然,这一进程将是漫长的,也必将遇到很多挫折。
由于无线通信网络存在的带宽需求和移动网络带宽不足的矛盾,用户地域分布和对应用需求不平衡的矛盾以及不同技术优势和不足共存的矛盾,因此,决定了发展无线通信网络需要综合运用各种技术手段,从全局和长远的眼光出发,采取一体化的思路规划和建设网络。发挥不同技术的个性,综合布局,解决不同区域、不同用户群对带宽及业务的不同需求,达成无线通信网络的整体优势和综合能力。对此,我国政府管理部门也应该积极为运营商配备充足的频谱资源,为其综合规划提供有力的支撑和保障。
总之,无线通信中期未来的发展趋势表现为:各种无线技术互补发展,各尽所长,向接入多元化、网络一体化、应用综合化的宽带无线网络发展,并逐步实现和宽带固定网络的有机融合。
【摘要】本文从概述无线通信技术的发展历程出发,探讨了无线通信技术的发展趋势,包括异构网络的互联互通趋势、高效频谱接入趋势、宽带局域的无线接入趋势、链路容量的扩展趋势以及将通信以及保密充分结合趋势等。以期为相关的理论研究和具体的实践工作提供一定的借鉴。
【关键词】无线通信技术;发展;分析
随着时代的发展进步,人们对于无线通信技术的需求越来越高,现代无线通信技术经历了一系列的升级和改变。在人们的沟通越来越通信化和信息化的时代里,人们的生活质量随着无线通信技术的发展实现了飞跃式的提升。纵观无线通信技术的发展历程,可以概括为以下几个发展阶段:
1.1军用发展阶段
20世纪50年代初期,无线通讯技术发展进入第一阶段。这个阶段中,无线通信技术主要为了满足军用的需求。在其发展过程中,仍然存在相当的局限性,在进行传输的过程中极其容易受到众多客观条件的制约,传输速率仍然没有达到理想的.水平。
1.2专用系统应用阶段
20世纪50~60年代,无线通信技术进入第二个发展阶段。与此同时,通信设备器件逐渐被广泛运用到移动环境的专用系统中,逐步实现向半导体器件技术的过渡和发展。通信技术中进行公用电话网的安装问题逐渐被解决,公用电话以及移动电话的持续性也得到了进一步的提升。
1.3通信技术频段扩展阶段
20世纪70年代初期到80年代初期,无线通信技术进入了第三个发展阶段。无线通信技术的频段得到了进一步的扩展,第一代通信技术系统也被制造出来,新的实验系统被研制出来,结合贝尔实验室的蜂窝移动网理论,实现了实践与理论和充分结合。
1.4第二代数字移动通信发展阶段
20世纪80年代到90年代,无线通信技术发展进入了第四阶段。第二代数字移动通信技术的兴起在无形中为各类电信系统的运行起到了很强的支撑作用。
1.5第三代移动通信技术发展阶段
20世纪90年代至今,无线通信技术进入第五个发展阶段。第三代移动通信技术渐渐兴起,为移动通信以及多媒体运转提供了技术支持。随着全球化标准的制定和改善,无线通信技术在多样化和创新化发展方面仍有一定的发展空间。
无线通信技术在发展过程中,主要呈现出两个方面的发展趋势:①通信技术自身的发展;②受到越来越多的使用需求所驱使的发展。考虑到无线通信综合技术以及使用需求等众多因素,无线通信技术的发展趋势可以概括为以下几个方面:
2.1异构网络的互联互通趋势
随着网络信息技术的发展,我国无线通信技术的种类逐渐增多。如果想要重新建构一个全新的无线网络,会需要进行大量的资金投入以及技术投资,不仅成本费用较高,还需要承担十分大的风险。在这个背景下,利用将不同网络技术融合的方式,逐步实现异构网络的互相连接以及互相沟通,已经成为当下无线通信技术发展的新趋势。在将网络进行融合的过程中,核心网的融合、业务的融合以及终端的融合、接入网的融合等都是最为主要的表现。其中,接入网的融合要想实现,需要众多协调工作共同运行,为异构无线环境中的无缝漫游做出技术支撑。而业务的融合的工作重点主要在于根据接入网络以及终端的能力进行底层通信链路以及服务级别Qos合理选择,实现使用户感受不到业务服务变化的效果。在将来的通信终端中,大多都配备有重新配置的能力。将计算机以及通信技术进行融合,是未来大多数通信终端必备的特点。在通信终端的客户方,即使用户没有进行干预,无线网络接入能力以及网络服务状况实时监测能力都会协助用户完成感知与选择、软件升级以及下载等方面的活动。
2.2高效频谱接入趋势
从我国当前的无线频谱使用情况来看,拥挤现象仍然是较为主流的情况。无线电频谱逐渐成为一种稀缺资源。近些年来,为了提升时隙重用率,全新的MAC接入机制应运而生,再通过相应的仿真分析,高效的MAC接入机制就能够实现频谱使用效率的大幅度提升。
2.3宽带局域的无线接入趋势
无线通信系统主要通过接入网络进行主要业务的用户提供。正因为用户存在很强的移动性,所以无线接入的方式将逐渐成为将来无线接入技术的关键发展趋势。其中,UWB、WLAN以及无线城域网技术等都是其中颇具代表性的技术。
2.4链路容量的扩展趋势
正因为无线频谱资源的有限性,多用户在同一个通信区域中对于频谱资源的占用量逐渐提升。通信设备的数据传输速率必须逐步实现高速化,才能够满足越来越高的发展需求。窄带高速、高阶数字调制等都是其中占据重要地位的关键技术。
2.5将通信以及保密充分结合趋势
在无线通信技术的发展过程中,及其容易存在通信双方的信息被泄露的风险。在通信过程中进行保密手段的采取以及运用,是大多数通信客户的新需求。将战术电台中的通信以及保密工作进行充分融合,不仅能够达到很好的保密效果,还能够实现无线通道开销的降低。
3总结
针对无线通信技术的发展问题展开更为深层的探讨,具有重要的现实意义。
参考文献
[1]孟琰,史健芳.超宽带无线通信技术发展浅析[J].科学之友,(9):155~156.
[2]赵慧.无线通信技术发展及未来趋势展望[J].信息通信,(3):123~124.
[3]张健.现代无线通信技术发展热点及思考[J].华章,2012(9):288.
1、无线通信技术的发展过程
回顾通信发展的历史,我们发现了一个非常有趣有过程:1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展,电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面,通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展,现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮,建设信息高速公路的号角声,信息和知识爆炸式的增长,特别是因特网商用化后的迅猛发展,使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是,问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中,人们更加需要随时随地获取信息,原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在18,马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。
20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年代发展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术,对现今卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输、通用高速有线/无线接入,乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用,发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段;
第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZVHF单工汽车公用移动电话系统MTS.
第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。
第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。
第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行,频段扩展至900MHZ~1.9GHZ,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。
第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动TMT-纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的ITU-RTG8/1第18次会议上5类RTT技术标准共6种方案成为最终结果。中国的TD-SCDMA方案也已成为其中之一。应该指出,UTRAWCDMADS及TIAcdma2000MC的相应起步样机已经诞生,包括以GSM、csmaOne后向兼容为基础的第二代半过渡设备(G)EDGE、cdmaIS-95BHDR(2.4Mbit/s峰值速率,64QAM调制)及cdma2000-1X等亦已推出。
此外,为接续Internet移动游览应用的无线应用协议(WAP)与无线连接技术蓝牙(Bluetooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多,如移动卫生系统,蜂窝移动通信系统,集群通信系统,一点到多点微波通信系统,微波蜂窝的无线本地接入系统(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙(Bluetooth)、红外线、DECT、IEEE802.11和共享无线接入协议(SWAP)/HomeRF等系统。继广域网(WAN、Wind、AreaNetwork或城域网,MAN,MetropolitanAreaNetwork)、局域网(LAN,LocalAreaNetwork)之后,最近人们又提出了“无线个域网”(WPAN、WirelessPersonalAreaNetwork)。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间,WPAN成为一个受人瞩目的新热点,WPAN的研究组成立不到1上,就演变为IEEE的专门工作组IEEE802.5(即WPANWorkingGroup,于193月成立),可见其受重视的程度。
比较而言,Bluetooth系统更具有代表性,它正根据WPAN的概念向前发展。事实上,Bluetooth和WPAN的概念相辅相成,Bluetooth已经是WPAN的一个雏形。从它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。年底,美国的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,与上述5公司一样作为Bluetooth的发起组织,使它在与SWAP、IEEE802.11等类似应用标准的竞争中脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动Bluetooth的发展,Bluetooth的标准是非专利的,Bluetooth已成为目前通信领域的一个新热点,预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之,无线通信技术前景一片光明。
3、今后无线通信技术的趋势
21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面:
(1)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的9.6Kbit/s向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。
(2)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴的`计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协议(WAP)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进移动业务与IP业务的融合。
(3)信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。
(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡,IP技术将成为未来网络的核心关键技术,IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传统的数据接入接式。以IP为基础组网,开始了移动骨干网IP应用的实践。
4、无线通信技术在数字社区中的应用
无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证,数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便,无论是实验室、办公室还是家庭,计算机及其外设的应用越来越普及,社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话,这将给使用带来很大的不便。Bluetooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境,Bluetooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)、LAN、WAN、xDSL(xDigitalsubscriberloop)等网络的接口协议,其目标是用单一的Bluetooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜认这些工作,将来根据IEEE802.15的发展计划,可以将速率提高到20Mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备,甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包,以便携计算机和掌上计算机为代表,采用无线方式和其他设备或网络相连接,使我们拥有一个可流动的办公室。
Internet和移动通信的迅速发展,使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上Bluetooth系统,既可免去使用电缆的不便,又不可不受内存溢出的困扰,随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Bluetooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。PDA(PersonalDigitalAssistant)装上Bluetooth系统后,采用无线方式收、发E-mail甚至浏览网页将更为方便。Bluetooth的硬件电路可以做到微型化,在Headset上应用非常合适。装上Bluetooth系统的Headset可以使它和手机进行无线连接,也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐,在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给Bluetooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如,Bluetooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或IC锁具有更高的安全性和适用性,各种无线电遥控器(特别是汽车防盗和遥控)比红外线遥控器的功能更强大,在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务(如添茶、加饮料等)将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化,从而随时反映出用户所需要的物品,如果再连接到Internet上的话,可以实现网上购物。
未来的信息家电将以Internet和家庭网络为基础、以无线连接实现双向传输,是具有一定智能的3C(Computer、Communication和Consumer)相融合的信息产品。以蓝牙技术设计的数字手机、家庭及办公室电话、小型PBX等电话系统,实现了真正意义上的个人通信。蓝牙提供了低成本、低功耗的无线接入式,顺应了现代通信技术和应用的发展潮流,在信息家电和移动通信等方面具有巨大的发展潜力。蓝牙技术自提出以来,在短短的2年内已风靡全球。根据市场调查和预测,1999年蓝牙技术的产品全球销量几乎为零,猛增到3670万美元,将在到1.26亿美元,可达到到6.99亿美元;,全球使用蓝牙技术的计算机外围设备将达到1.5亿台,使用蓝牙技术笔记本电脑将达到2500万部;全球90%以上的笔记本电脑将使用蓝牙技术,20全球将推出6.7亿台使用蓝牙技术的信息家电。
回顾无线通信的发展历程,个人通信的移动性与无缝隙覆盖多媒体综合业务需求将愈来愈突出。频谱延伸至毫米波、亚毫米波的电磁“无线光纤”乃至激光与粒子通信范畴的无线通信将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。市场是发展的驱动力。尽管我国的移动通信和互联网发展十分迅速,但我国目前的移动电话和网络用户普及率还很低,面对我国12亿人口,我国在网络规模和容量方面有很大的发展空间。同时,竞争局面的形成,促使运营企业积极拓展新业务、新应用,向用户提供丰富的选择,以满足用户多方面、多层次的需求。因此,在移动通信和互联网上的应用开发也有很大的发展潜力。我们要积极促进无线领域的科技进步、技术创新,为实现科教兴国战略,增强中华民族的综合国力,为全球信息化及经济全球化环境下的国际社会与全人类的发展而积极贡献力量。
超宽带无线通信技术发展论文
一、超宽带无线通信技术优势与特点
1)通信方式获得较大提升,具有很好的共存性。传统的无线通信技术是基于正弦载波,利用调制信号来传送信息。而超宽带无线通信技术是则是通过对超短窄脉冲进行调制,使其形成一个GHz量级的大宽带,由此可见其和以往的信号传输方式完全不同,是通信技术发展过程中的重大技术突破。同时,其发射设备的发射功率非常小能够和其他通信系统共享频谱,这一特点为超宽带无线通信技术的广泛应用提供了可能。另外,人们还可以通过控制其发射功率,减小对其他信号的干扰。
2)高传输速率,携带极为方便。由于超宽带无线通信使用的频带达到上千兆赫,因此当发送的信号功率谱密度非常低时,信息传输速率仍会高,远远高于蓝牙的传送速度。同时,超宽带技术使用基带传输,无需射频调制和解调,因此适合于便携型无线通信的使用。
3)多径分辨率高。多径衰落是传统无线通信难以解决的问题,而超宽带无线通信技术采用的持续时间短的超短窄脉冲,在时间和空间上的分辨率都很高,易于开展测距、定位和跟踪等活动。室内等多径场合的多径延时是ns级的,这与超宽带技术可以分辨的多径信号较为一致,所以其具有的抗多径衰落的固有鲁棒性,比较适合应用在多径密集场合中。
二、超宽带无线通信技术的应用
超宽带技术可以和其他通信系统共存,其发展应用并不会给其他通信系统的正常运行产生影响,这一特点决定了其在未来不同领域中的应用将非常广泛。超宽带无线技术可以在很多领域和人们的生活中进行深入的发展和应用,小到到家庭、办公、个人电子消费,大到智能交通系统、成像应用、无线传感网等方面,处处可以见到其身影,最终它将全面改变人们的生活方式和生活状态。现有的USB有线接口不仅对距离和空间上有所要求,还浪费了很多的资源,传送速度也不高,蓝牙技术更是低效、慢速和容量小。因此,超宽带无线通信技术将克服这些问题,成为最终的通信传输方式,提供相当于计算机总线的传递速度,以小巧方便的网络储存设备代替个人终端。超宽带无线通信技术还有这隐秘性的特点,这符合军事上对于信息传输的要求。军事部门可以采用低截获率的内部无线通信系统,进行地波通信、新型雷达系统和无人驾驶飞机等方面的改进和完善。同时,对于现在流行的.隐身技术,例如,隐形舰艇和隐形飞机等,在传统的信号频带范围内隐形效果较好,而一旦遇到超宽带隐身物体将无所遁形,这样就促使军事上不得不发展更新的技术,以应对超宽带系统带来的影响。超宽带无线通信技术还具备目标精确的特点,这一点可以被军方用来开发定位系统,凭借极其微弱的同步脉冲实现锁定高速运行物体的目标,并将返回的数据以图像的方式呈现出来,实现对物体位置的准确定位,这对于军方搜寻目标,实施精准打击作用良多。
三、超宽带无线通信技术的未来发展前景
虽然超宽带无线通信技术的标准还没有统一,但是学术界、产业界以及FCC的支持,还是为超宽带系统的发展创造了有利的环境。很多超宽带方面的技术和产品相继问世,其市场价值和潜在的发展前景已经被业界所充分认识,探索更多的超宽带技术和应用领域已经成为各国无线通信技术发展的主攻方向。我国也非常重视超宽带无信通信新技术,很多国内的大学都开始进行超宽带无线通信技术的研发工作,并初见成效,如研发一种新颖的超宽带无线通信多址接入方式等。传统的无线通信技术是建立在正弦载波基础之上的,但是由于传输方式之间存在差异,超宽带无线通信在传统的通信方式上的发展受到限制,怎样实现电路、电磁场理论与超宽带脉冲特点相互融合,探索出适合研究超宽带系统的无线通信传输理论和系统,是未来超宽带无线通信技术努力发展的方向。在理论基础的研究之外,超宽带系统的研发领域还需要进一步拓宽,如可以进行以下方面的研究:高性能超宽带无线传输试验系统的研制;研究超宽带无线通信技术的快速跟踪、多址技术等;研究适用于超宽带无线通信系统的调制、解调技术及数字编码技术;研究基于超宽带的无线IP协议等。这些都是未来超宽带发展中需要面对的问题和挑战,也是超宽带无线通信技术未来的发展前景。在现代科技推动和世界各国科研人员的共同努力下,超宽带无线通信技术理论和应用将会逐渐成熟和完善,给人们生活带来较大便利的应用也会更多,不再局限于电子领域、通信领域、军事领域和民用领域,也会体现在更多的技术领域,从而更有效地发挥其强大的功能,服务和改善人们的生活。
四、总结
总之,虽然超宽带无线通信技术能够给人们的带来较大便利,但是要想真正的改变人们的生活,很多应用方面的理论还需要进一步的探索,其发展之路仍然较为漫长,不过从超宽带无线通信技术的自身特点中人们已经看出其发展前景广阔。相信总有一天,超宽带无线通信技术会将科技和人们的生活完全融合为一体,并开发出更多符合人们生产生活需要的各种应用,进而使人们切实体验到超宽带无线通信技术给人们的生活带来的有利影响。