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无线控制授时技术(RCT)及其应用
摘要:介绍了无线控制授时技术?RCT?的背景、RCT发射机及接收机技术原理、RCT编码技术以及RCT技术目前在各国的应用情况。给出了RCT接收机的硬件功能框图及软件流程图?展望了RCT技术在我国的应用前景。关键词:无线控制授时 BPC WWCB MSF DFC JJY RCT
1 无线控制授时RCT?Radio Controlled
Technology?技术的应用背景及目前各国的技术标准和应用情况
正确的时间在人们日常生活中是不可或缺的。随着微处理器在家用电器、工业产品中的日益普及,许多产品中嵌入了时间处理、显示模块。目前多数产品中的时钟源由晶体振荡产生比较精确的时间。但是在许多场合,由于晶体振荡需要电源供给,在掉电或更换电池时,原有时间会丢失,系统时间被复位,此时必须依照广播、电视或电话公司提供的标准时间手工重新校对;另外在跨时区旅行时,也需要重新校对时间。这给人们带来许多不便。
(本网网收集整理)
目前随着RCT技术的应用,使得需要标准时间的系统通过内嵌微型RCT接收装置自动设置标准时间,时间精度一般为秒级且与国家标准时间同步、无需手工调整。从而实现了计时装置计量时间和显示时间的精确性(与授时中心的标准时间同步)、统一性(所有接收该时间信号的计时装置都显示同一时间)。
在RCT技术广泛应用之前,也有使用GPS(全球定位系统)接收标准时间的装置,但由于其电路复杂、成本高昂而没有得到普及。在北美及欧洲,由于RCT技术的普及,使得市场对具有自动接收时间功能的钟表及其它计时装置产生了很高的需求。
不同的国家使用了不同的时间编码格式和发射频率。表1给出了目前已发射长波授时信号的几个主要国家的时间编码标准及其使用频率。
表1 各国RCT技术使用的时间编码及发射频率
国家名时间编码标准发射基站地点使用的频率发射功率接收半径中国BPC陕西西安68.6kHz100kWkm美国WWVBFort Collins60kHz50kW2000km英国MSFRugby60kHz251200km德国DFCFrankfurt77.5kHz50kW1500km日本JJY40JJY60本州福岛
九州富网40kHz
60kHz50kW
50kW1000km
1000km
①中国的'长波授时编码标准为BPC。目前该长波授时的时间编码还未正式公开,其专利由西安高华实业有限公司持有。同时该公司也是中国第一台长波授时电波钟的开发者。②美国的长波授时编码标准为WWVB,发射基站位于Colorado州的Fort Collins。由于美国只建有一个长波授时的发射站,因而在距离发射站较远的地区信号较弱,对接收芯片的灵敏度要求比较高。③英国的长波授时编码标准为MSF,发射基站位于Teddington的Rugby。由于英国本土面积较小,一个长波授时发射站就可以覆盖英伦三岛,时间编码信号较强,对接收芯片的灵敏度要求不高。④德国的长波授时编码标准为DCF,与MSF类似。20世纪50年代末,德国就在Frankfurt建立了长波授时中心。德国国土面积较小,且DFC的长波授时信号发射站功率很强,是RCT技术中对接收芯片的灵敏度要求最低的,因而比较容易开发。⑤日本的长波授时编码标准为JJY。由于日本地形狭长,在本洲福岛的40kHz(JJY40)发射机不能覆盖日本全国。日本通信综合研究所于2001年10月在九州富冈新建了60kHz的授时发射站(JJY60)。
图2 MSF授时信号编码格式
2 RCT的技术原理
无线控制授时系统由时间编码信号的长波授时发射台及其接收装置共同组成。最初的无线授时系统(包括短波授时和长波授时)只应用于军事目的,现已转为民用。
2.1 无线控制授时系统的授时信号发送原理
RCT系统授时信号发送装置的系统构成如图1所示。
首先,通过在标准授时中心内的铯(或铷)原子钟产生标准时间。例如,铯原子钟利用铯133原子在真空下每秒震动9?192?631?770次,通过对此时钟源进行分频产生实时的标准时间信息,如年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒等。然后将标准时间信号传送给时间编码发生器编码,编码后的时间信号通过调制器调制到长波载波信号(40kHz~80kHz)上,经过功率放大器将信号沿传输线传送到天线塔发射出去。由于授时信号属于长波信号,以地波形式沿地球表面传播。
2.2 RCT技术系统授时信号的接收原理
RCT接收机通过内置微型无线接收系统接收长波时间编码信号,由专用芯片(ASIC)对其进行解调,获得解调后的时间编码信号,然后由接收装置内的显示电路将标准时间显示在LED或LCD上,或由此标准时间控制其它装置(如机械式走时钟表)。通过RCT技术,使得所有接收该标准时间编码信号的接收计时装置都可以与授时中心的标准时间同步,确保了时间的准确性。
通常授时信号的接收装置主要由RCT专用接收芯片、接收天线及外围器件构成,其中RCT专用接收芯片是整个接收系统的核心。目前RCT专用接收芯片的制造商及其产品如表2所示。
表2 RCT专用接收芯片
制造商芯片型号特 点HKW(C-MAX)UE6002/UE6005市场占有率较高,灵敏度较高,可以提供开发方案和实验仪器。目前,UE6002已停产。ATMEL(TEMIC)T4225B/T4226B/T4227市场占有率较高,低耗,外围器件较多。目前T4225B已停产。T4227与前面的型号在设计上较大差别。MAS-OYMAS1016/MAS1016B3/MAS1016/MAS9078低功耗,外围元件较少,可偌002/T4225B,最新设计的型号具有较高接收灵敏度。MEGAXESSAK2124市场占有率较低,知名度不够高INTEGRALNT6320与UE6002兼容,价格较低SANYOLA1650/LA1651仅应用于JJY编码方式注:虽然UE6005与T4227商标和芯片名称不同,但实际上设计使用的是同一芯片。
RCT专用接收芯片内部包括输入信号放大器、调谐放大器、自动增益电路、滤波器、解调器等。它通过接收天线接收授时中心发射的实时授时信号,由于信号较弱,在RCT专用接收芯片内要经过信号放大器对小信号进行放大,然后输出到调谐放大器进行选频放大、滤波。滤波后的信号由解调器进行信号解调,从载波中提取基带时间编码信号,最后输出到外部显示。
2.3 以MSF为例介绍RCT技术的编码格式
在40kHz~60kHz的载波频段上,没有足够的带宽调制语音信号,它所发送的只是一系列二进制代码。通常这些二进制代码的时间宽度表示了实际的标准时间值,它需要一分钟时间将一个完整的标准时间编码帧发送完毕。这意味着,当你首次使用具备RCT功能的接收装置时,加电后至少需要1min才能完成时间校准。时间校准的快慢主要依赖于接收信号的强度以及RCT接收装置的设计水平。
一旦RCT接收装置与标准时间同步后,将在随后的一段时间内不再对RCT授时信号进行解码,某些对时间精度要求不高的计时装置每天只对RCT授时信号解码一次或几次。校准通常在夜晚进行,因为夜晚时的授时信号强度比白天强。在两次时间校准过程中,仍然使用晶体振荡器维持准确的时间(晶体振荡器通常可以在数天内保持时间误差不超过1s)。
MSF授时信号发射基站位于Rugby?英国国家物理实验室(NPL-National Physical Laboratory)负责维护。有效发射功率为25kw,使用全向天线。信号强度在距发射站100km处大于10mV/m 。
MSF授时信号的编码格式如图2所示。射频信号采用ASK调制方式:一个完整的时间帧长为一分钟,每一帧的实际含义参见图2。
一帧分为60个时间片段,每个片段的时间长度为1s,其编号分别为00~59,记为Ci?i=0~59?,C0是每帧开始的标记,用于帧同步。在表示时间数值的片段中,Ci的数值由对应时间片段的负脉冲宽度决定。当负脉冲宽度为100ms时,Ci=0。当负脉冲宽度为200ms时,Ci=1。例如,表示年的子帧由时间片段C17~C24组成、表示分钟的子帧由时间片段C45~C51组成。各片段Ci的权值Wi如图2所示。例如表示年的C17的权值W17=80。由图2可知年的数值为。同理,月的数值为,其它时间数值类同。图2所给的例子中?年的数值为Y=1×80+0×40+0×20+1×10+0×8+0×4+1×2+1×1=93,表示1993年。同理,月的数值M=0×10+0×8+0×4+1×2+1×1=3,表示3月。
3 RCT接收机的软硬件实现
3.1 RCT接收机的硬件构成原理
笔者使用C-MAX的UE6005和NEC uPD789418接收长波授时信号并将其显示在LCD上,硬件实现框如图3所示。
3.2 RCT接收机的软件流程
RCT授时信号接收装置的软件实现流程如图4所示。
解码芯片UE6005由微处理器发出的控制信号PON控制,当PON=0时,UE6005处于工作状态,接收并解调授时信号,然后送给微处理器,由微处理器控制LCD显示解码后的标准时间;当PON=1时,UE6005处于非工作状态,系统时间由外接32.768kHz晶振维持。为了防止读取时间数值发生错误?由传输误码或软件判断时间脉冲宽度错误等原因引起??通常在软件中需读取并比较连续两帧数据,比较合格后,确认当前标准时间?否则需重新同步,重复上述过程。
在调测过程中,笔者首先在MSF信号发生器中设置标准时间并发送模拟的标准时间授时信号,通过比较信号发生器(时钟源)面板的时间显示与RCT接收机的LCD时间显示,可以确认RCT接收机与信号发生器是严格同步的?从而最终验证了笔者所设计软硬件的正确性。表3是试验中采集的三组对比数据。
表3 试验数据
信号发生器(时钟源)面板时间显示RCT接收机LCD显示时间07:30:58 Fri 18 Jan MSF602003.01.18 07:30:5812:01:01 Mon 23 Dec MSF602002.12.23 12:01:011986年,第一只商业用途的RCT钟表诞生于欧洲。除德国Frankfurt外,法国也建造了类似的授时长波发射台,信号覆盖了整个欧洲大陆,从而为整个欧洲RCT钟表市场的成熟创造了先决条件。目前RCT钟表在欧洲钟表市场的占有率已达到近40%。相对于传统计时装置,使用RCT技术的计时装置有许多优点:与标准时间保持同步、走时可以精确到秒级、无需对时、加电后片刻即可自动校准为标准时间。由于其技术的先进性以及规模使用?目前在美国市场上? 具备RCT功能的钟表仅比传统钟表贵几美元。使用RCT技术的计时装置除应用于人们的一般日常生活外,还可广泛应用于交通、通信、国防、自控、计算机网络等领域。总之RCT技术的应用可为现代社会提供标准、统一的时间技术支撑。
中国国家授时中心1994年完成RCT授时长波发射台的可行性论证,1999年建成每天可工作5小时的试验台(100kW全固态发射机,发射频率68.5kHz);2000年完成试播和部分外场测试,RCT钟表样机问世。中国电波钟控制时间信号协议,即BPC码,已从2002年4月25日起正式发射。可以预计在未来几年内,随着国民经济的发展?我国RCT市场将有不可估量的增长。
无线控制授时技术(RCT)及其应用
摘要:介绍了无线控制授时技术?RCT?的背景、RCT发射机及接收机技术原理、RCT编码技术以及RCT技术目前在各国的应用情况。给出了RCT接收机的硬件功能框图及软件流程图?展望了RCT技术在我国的应用前景。关键词:无线控制授时 BPC WWCB MSF DFC JJY RCT
1 无线控制授时RCT?Radio Controlled
Technology?技术的应用背景及目前各国的技术标准和应用情况
正确的时间在人们日常生活中是不可或缺的。随着微处理器在家用电器、工业产品中的日益普及,许多产品中嵌入了时间处理、显示模块。目前多数产品中的时钟源由晶体振荡产生比较精确的时间。但是在许多场合,由于晶体振荡需要电源供给,在掉电或更换电池时,原有时间会丢失,系统时间被复位,此时必须依照广播、电视或电话公司提供的标准时间手工重新校对;另外在跨时区旅行时,也需要重新校对时间。这给人们带来许多不便。
目前随着RCT技术的`应用,使得需要标准时间的系统通过内嵌微型RCT接收装置自动设置标准时间,时间精度一般为秒级且与国家标准时间同步、无需手工调整。从而实现了计时装置计量时间和显示时间的精确性(与授时中心的标准时间同步)、统一性(所有接收该时间信号的计时装置都显示同一时间)。
在RCT技术广泛应用之前,也有使用GPS(全球定位系统)接收标准时间的装置,但由于其电路复杂、成本高昂而没有得到普及。在北美及欧洲,由于RCT技术的普及,使得市场对具有自动接收时间功能的钟表及其它计时装置产生了很高的需求。
不同的国家使用了不同的时间编码格式和发射频率。表1给出了目前已发射长波授时信号的几个主要国家的时间编码标准及其使用频率。
表1 各国RCT技术使用的时间编码及发射频率
国家名时间编码标准发射基站地点使用的频率发射功率接收半径中国BPC陕西西安68.6kHz100kW2000km美国WWVBFort Collins60kHz50kW2000km英国MSFRugby60kHz251200km德国DFCFrankfurt77.5kHz50kW1500km日本JJY40[1] [2] [3] [4] [5]
文。李继承 ( 长春 市科技信 息研 究所)
摘 要 :无 线局 域 网以 其 灵活 的安 装接 入 , 使 用 便 捷 、 易 于 扩 展 及 经 济 上 的 节 约 等特 点 , 是 有 线 网络 所 无 法 比拟 的。 本文 详 细 阐 述 了 无 线 局 域 网 的 技 术 特 点 、 使 用
范 围 及在 医疗 方 面 的 实 际应 用 。
关键词 :无线局域 网
应 用
技术特 点 医疗
采 用 无线 传输 媒介 的 计 算 机 网络 ,结 合 最 新 的 计 算 机 网络 技 术 和 无 线 通 信 技 术 , 简称 无 线 局域 网。 就 是 在 不 采用 传 统 线缆 的 同 时 ,提供 以太 网或 者 令 牌 网络 的 功 能 。 无 线 局 域 网络 能 够 实 现 资 源 共 享 , 并具 有 有 线 网 络 的 各种 服 务 功 能 , 广泛 用 于 不 间 断 以 太 网 数 据 传 输 , 速 率 达 到 11M 。 因此 ,它们 在现 代计 算机 通信 网 中 占据有重要的位 置。 在 无 线 局域 网 中 ,有一 些 进 行 数 据发 送和接收 的设备 ,称为接 入点( AP) 。通常 , 个 A P 能 够在 几十 至 上百 米 的 范 围内连 接 多 个 无线 用 户。 在 同 时具 有 有 线 和 无线 网络 的情 况 下 ,A P 可 以 通 过 标 准 的 Et r t电缆 与传统 的有线 网络相联 ,作 he no 为 无 线 网 络和 有线 网络 的 连 接 点 。 无线 局 域 网 的终端 用 户可 通过 无 线 网卡访 问网络 。 无 线 局 域 网 的 技 术 特 点 无线 局 域 网 利 用 电磁 波 在空 气 中发送 和 接 受 数 据 ,而 无 需 线 缆 介 质 。 无线 局 域 网 的 数 据 传 输 速 率 现 在 已 经 能 够 达 到 1Mb s 1 p ,传输 距离可远至 2 k 以上。它 0 m 是 对 有 线 联 网方 式 的 一 种 补 充和 扩 展 ,使 网 上的 计 算 机具 有 可 移 动性 ,能 快速 方 便 地 解 决 使 用 有 线方 式 不 易 实 现 的 网络 联 通 问题 。与有 线 网络相 比 ,它具有 以 下优点 : ( )无 线 局 域 网最 大 的 优 势 就 是减 一 少 了 网络 布 线 的 工作 量 ,一 般 只 要安 装 一 个或多个接 入点 A ( c e s P i t P A c s o n ) 设备 ,就 可 建立 覆盖 整个 建筑 或 地 区 的局 域 网络 。 ( )在 有 线 网络 中 , 网 络 设 备 安 放 二 位 置受 网络 信 息 点位 置 的 限 制 。 而 一旦 无 线 局域 网建 成 后 ,在 无 线 网 的 信 号 覆盖 区 域 内的 任一 位 置都 可 以接 入 网 络 。 ( ) 由于 有线 网络缺 乏 灵活 性 ,这就 三
一
一
、
要 求 网络 规 划 者尽 可 能 地 考 虑 未 来发 展 需
要 ,这 就 往 往 导致 预 设 大 量 利 用 率较 低 的 信息 点。而 一旦 网络 发展超 出设 计规划 ,又 要花 费较 多 费 用进 行 网络 改 造 ,而 无 线局 域 网就 可 以避 免或 减 少 以上 情 况 的发 生 。 ( )无线 局域 网有 多种 配 置方式 ,能 四 够 根 据 需 要 灵 活选 择 。这 样 ,无 线 局域 网 就 能 胜 任 从 只 有 几个 用 户的 小 型 局域 网到 上 千 用 户 的 大 型 网 络 , 并 且 能 够 提 供 像 “ 漫游( a i g ”等有线 网络 无法提供的 Ro r n ) u 特 性 。 由于 无 线 局 域 网具 有 多 方 面 的 优 点 ,所 以得 到 了 广泛 地应 用 。 二 .无 线 局 域 网 的' 应 用 范 围 ( )接 入 网络信 息 系 统 :电子 邮 件 、 一 文件传输和终端仿真 。 ( )难 以布 线 的 环境 :老 建 筑 、 布 二 线 困 难 或 昂贵 的 露 天 区 域 、城 市 建 筑 群 、 校 园 、医 院 、工 厂 等 。
( ) 频 繁 变 化 的 环 境 :频繁 更 换 工 三 作 地 点或 改变 位 置 的 零 售 商 、 生产 商 ,以 及 野外 勘测 、试 验 、军事 、 公安和 银 行等 。 ( ) 使 用 便 携 式 计 算 机 等 可 移 动 设 四 备进行快 速网络连接。 ( ) 用 于 远 距 离 信 息 的 传输 :如 在 五 林 区进 行 火 灾 、病 虫害 等 信 息 的 传输 ; 公 安 交 通管 理部 门进 行 交 通 管 理 等 。 ( )专 门 工程 或 高 峰 时 间 所 需 的 暂 六 时 局 域 网 :学 校 、 商业 展 览 、建 设 地 点等 人 员流 动 较 强 的地 方 ;利 用 无 线 局 域 网进 行信 息 交 流 ;零 售 商 、 空运 和 航 运 公 司 高 峰时间所需的额外工作站等 。 ( ) 流动 工 作 者 可 随 时 得 到 信 息 的 七 区域 :需 要 在 医 院 、零 售 商店 或 办 公 室 区 域流 动时 得 到信 息 的医 生 、护 士 、零 售 商 、 白领 工 作 者 。 ( )办 公室和 家庭办 公室( 0H0) 八 s 用 户 ,以 及需 要 方 便 快 捷 地安 装 小 型 网 络 的 用 户。 三 、 无 线 局 域 网 的应 用 ( )高 效 快 捷 。 我 们需 要将 登 记 挂 一 号 程 序 变 得更 加 高 效 快 捷 ,这一 点对 于 急 救 病 房 尤 其重 要 , 因为 那 儿 的 患者 往 往 需 要 紧 急 救 护 。所 以 ,我 们 要 的是 能 够 支 持 笔记 本 漫 游 的 无线 网络 ,以 提 高患 者 门诊 注 册 及 住 院登 记 的 服 务 效 率 。 我 们的 原 则 是 为 患 者 提供 高 质量 的 医 疗 服 务 的 同时 力 求 成 本 最 小 化 ,提 升 我 们 的 竞 争
力 。运 用 无 网局 域 网技 术提 供 的 系统 使得 我们 可 以 两 者 兼 顾 。运 用 无线 技 术 ,医 院 可 以在 急 救 病 房 内 ,在 患者 的床 边 ,利 用 笔记 本 电 脑进 行 患 者 门 诊注 册 及 住 院 登 记 ,避 免 了 在 固定 地 点 进 行注 册 的 麻 烦 。 另 外 , 医护 人 员能 够 在 任 意时 间 ,在 医 院 的 任意 地 点 访问患者的医疗记录 。 医 院 选用 医疗 信 息 系统 软 件 时 , 应使 用 一个 更 快 捷 、 更 可靠 , 同时 附 带 无线 访 问节 点的 网络 系统 ,从 而 能 够 为 患者 ,尤 其是 那 些 需 要 紧 急救 护 的 患 者 ,提 供 更好 的 医疗 服 务 。 医 院 使 用 的医 疗 信 息 系统 应 该是 一 套 功 能 强 大 的 医院 管 理 程 序 、 一 套 全面 集 成 的 解 决方 案 , 能全 面 地 追踪 记 录 来访 患 者 的 医 疗 信 息 ,包括 门诊 、住 院登 记 、X 光 照 片 、处 方 、 治疗 方案 、康 复状 况 以 及财 务 结 算情 况 。 这 套 系统 应具 备无 线 访 问功 能 ,该 项 功 能使 得 医 院 可 以运 用 无线 技 术 将 放 置 于 移动 小 推 车 上 的 笔 记本 电 脑 接入 网络 ,从 而能 够 为患 者 捉 供随 时 随地的基于网络的快捷服务。 ( ) 改 变 工 作 模 式 。 无 线 局 域 网技 二 术将 网络 拓 展 到 医 院的 急救 室 ,提 高 了 医 疗服 务的 效 率 。这 种 配 置全 面 增 强 了 医院 的 医疗 服 务 能 力 、内 部 管理 能 力以 及 财 务 结算能 力。 基 于 无 线 局域 网 网络 的 医疗 信 息 系统 应 用 程序 在 整 个 医 院 系 统 的应 用 中 ,最 能 显 示 其 效 果 的 地 方 是 急 救 室 。 在 急 救 室 中 ,医 院 的工 作 人 员使 用 笔记 本 电脑 通过 Ai n c r o ne t搭建的 无线网络 ,可迅速 地为 C
患 者 进 行 登 记注 册 。 工作 人 员可 在 患者 的 床 边 完 成 登 记 手续 ,避 免 了在 固 定 地 点进 行 注 册 的 麻 烦 。 这 种先 进 的 数 据搜 集方 式 可 以 节 省 时 间 ,减 少 差错 率 ,减 轻 患者 的 精 神 压 力 ,并 使 登 记 人 员能 够 将 注 意 力集 中于 满 足 患 者 的 需 求 。 医 院 同时 还 能 利 用 在患 者 床 边 收 集 的 信 息 , 迅速 准 备 好 由医 疗 信 息 系 统 生 成 的 来 自医疗 保 险 、 医 疗 补 助或 其 他 保 险 机 构 的 结 算 单 据 。 医院 运 用 无线 网络 到 患者 床 边 来 记 录 并 收集 非 急 救 患 者 的 医疗 服 务 信 息 ,以 支 持 医疗 信 息 系 统 的 患 者 医疗 服 务 模 块 的 首 次运 行 。该 模 块 是 一 个 软 件应 用 程 序
,它 能 跟踪 并 记 录 医 院 为 每 一 个 患者 提 供 的 医 疗服务 内容。通过 配置附加的 Ai Co e t r nn c 访 问 节 点 ,医院 的 医 护 人 员能 够 在 任 意 时 间 ,在 医 院的 任 意 地 点 访 问患 者 的 医疗 记 录 ,从 而 使 医护 人 员能 够 直接 地 在患 者 床 边 记 录 重 要数 据 和 治 疗 方 案 ,开 处 方并 进 行 测 试 , 以及 确认 康 复情 况 。 例如 :某 医院 在住院 病 房开设 了 54M 无 线 局 域 网 。 住院 处 的 每 个 临 床 医 生使 用 配 置 笔 记 本 无 线 网卡 的 手 持 式平板 电 脑 , 当其 巡 视 病 房 时 则直 接 通 过 手 写 笔 , 将 患 者 每 天 的 病情 资料 、诊 疗 意 见 及 药 剂 配方 输 入 到 医 院 的 医疗 管 理 系统 中 ;与 此 同 时 护 士 在 护 士 站 根 据 医 生输 入 的 巡 视 结 果 , 为患 者 及 时 地 调 整护 理 方 案 ;药 剂 师 根 据 医生 当天 修 改 的患 者 用 药 情 况 来 配 药 ;财 务人 员则 可 及 时地 统 计 患 者 住 院 费 用 。 整 个运 作 过 程 摆 脱 了 原来 传 统 的 临 床 纸 质病 例卡 ,避免 了因纸 质病 历在医 生 、护土 、药 剂 师及 财 务 部 门 之 间传 递 过 程 中 发 生 的 由 字 迹 不 清 、误 读 等 差 错 造 成 的 医 疗 事 故 。 针对 特 殊 疑 难 患者 ,临床 医生 可 以 通 过 手 持平板 电脑 ,在 无 线局 域 网覆 盖 范 围 内 的 任 何地 方 ,及 时 查 阅相 关 资 料 ,避 免 了为 查询 资 料 医 生 往 返 于办 公室 的 麻 烦 。 将 手 持 电 脑用 于 电 子 处方 及诊 断 结 果 报 告 ,增 加 了 现场 医疗 服 务 的 新 途 径 。 手 持 电脑应 用 可 以 消 除许 多基 于 纸 的 过程 ,例如 :处方 抄写 、提 交子 nBR 踪 试 验单 、报 告 诊 断 结 果 ,书 写患 者 用 药 注 意
事项等 。
四 结 束 语 无 线 局 域 网络 较 好 地 解 决有 线 网络 无 法克服 的 困难 ,但 还存 在一定 的不 足。 无线 局域 网络速 率较慢 、价 格较 高。随 着计算 机 技 术 和信 息 技 术 迅 猛 发 展 ,相 信 在 不 久 的 将 来 ,无 线 局 域 网 将 以 它的 高速 传 输 能 力 和 灵活性 在 包 括 医疗 、教 育 、军 事 、公安 、 厂矿 等 诸 多领 域 发挥 出更 加 重要 的 作 用 。
参 考文 献 : [】 刘乃安 《 i 无线局域 网( L N――原理》 wA) ,技
术 与 应 用 , 西安 电子 科 技 大 学 出版 社 ,2 0 4.4 9 0 4. 5
~
445
[ 2 】金纯 《 E 0 I 无线局域网》 l E 82 1 E ,电子工
业 出版
社 ,2 0 I 6 0 4. . 6― 7 0
[】 西恩帕 《 5 无线局域 网设计与实例》 ,科学出
版 社 .2 0 7 0 5. .6 -8 7 9
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无线局域网可当作有线局域网的扩展来使用,也可独立作为有线局域网的替代设施,因此,未来的无线局域网,需要具备更高的传输速度,提供更加便捷的组网技术,能够应用于更加复杂的环境信道下,且系统性能高效稳定。 从WLAN标准的最新进展,以及WLAN的最新技术来看,WLAN未来将为校园、家庭、酒店及各大企事业单位提供高速的无线接入能力,以满足各类用户对语音、图片乃至于多媒体通信的需求。
WLAN标准的最新进展
WLAN标准的开发主要有两大组织机构。一个是IEEE的802.11工作组,一个是欧洲ETSI的RES10工作组。 第一个802.11标准是完成的,它通过在ISM频段内使用扩频调制技术,提供高达2Mbit/s的数据传输速率。9月,IEEE标准委员会又通过了两项对最初标准的附录。第一个标准802.11b,扩展了已存的2.4GHz物理层性能,使它的数据传送速率可以达到11Mbit/s。第二个标准802.11a,致力于在5GHz频段内的物理层中提供新的、更高的数据传送速率(20~54Mbit/s)。 另外一个WLAN标准HIPERLAN(High Performance European Radio LAN,高性能欧洲无线LAN),是由ETSI(European Telecommunications Standards Institute,欧洲电信标准化协会)的RES10小组开发的,是高速WLAN的泛欧标准。 标准HIPERLAN与802.11相似,覆盖了物理和MAC层,通过在5GHz波段内使用传统的无线调制技术,提供2~25Mbit/s的数据传输速率。
WLAN的最新技术
目前,基于WLAN的先进关键技术主要有:OFDM、MIMO以及这两项技术的融和。
◆OFDM(正交频分复用)技术
新一代WLAN技术标准均采用了OFDM技术。较传统的WLAN技术, OFDM具有更高的频谱利用率,以及良好的抗多径干扰能力。它不仅增加了系统容量,更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求。 OFDM技术实际上是MCM(Multi-Carrier Modulation,多载波调制)的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,然后将高速数据信号,转换成并行的低速子数据流,并调制到每个子信道上进行传输。 在接收端采用相关技术,分开正交信号,可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。在每个子信道上,由于信号带宽小于信道的相关带宽,从而消除了符号间的干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。 OFDM允许各载波间频率互相混叠,并采用了基于载波频率正交的FFT调制。由于在各个载波的中心频点处,没有其它载波的频谱分量,所以能够实现各个载波的正交。 尽管还是频分复用,但OFDM不再通过很多带通滤波器来实现,而是直接在基带处理,这也是OFDM有别于其它系统的优点之一。OFDM的接收机实际上是一组解调器,它将不同载波搬移至零频,然后在一个码元周期内积分。其它载波由于与所积分的信号正交,因此不会对这个积分结果产生影响。 OFDM的高数据速率与子载波的数量有关,增加子载波数目,能够提高数据的传送速率。OFDM每个频带的调制方法可以不同,这增加了系统的灵活性。OFDM适用于多用户的高灵活度、高利用率的通信系统。 同其它的通信方法一样,OFDM的应用也有缺陷。首先,多载波的使用使得这种通信技术,相对于单一载波系统来说,对载频的偏移和抽样时钟的失配变得更加敏感。其次,OFDM在相对较高的5GHz频带,在FCC功率限制下使用时,其覆盖范围会受到限制。
◆MIMO(多入多出)技术
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多入多出)是指在发射端和接收端,分别使用多个发射天线和接收天线,
传统的通信系统是单进单出SISO(Single-Input Single-Output)系统,基于发射分集和接收分集的多进单出MISO(Multiple-Input Single-Output)方式、单进多出SIMO(Single-Input Multiple-Output)方式也是MIMO的一部分。 利用MIMO技术可以提高信道的容量,同时也可以提高信道的可靠性,降低误码率。 目前,MIMO技术领域,另一个研究热点就是空时编码。常见的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是,利用空间和时间上的编码,实现一定的空间分集和时间分集,从而降低信道误码率。 MIMO天线阵列,是一种开环的MIMO技术,M个发送天线,使用编码重用技术,将同样码集的每个码重复使用M次,每个码用来调制不同的数据子流,这样在不增加码资源的基础上,提高了原始数据的传输速率。 为了分辨M个数据子流,在接收端,需要使用多天线和空间信号处理。MIMO是一种能使HSDPA增加容量、提高峰值速率的技术,但受限于物理信道模型,会增加射频的复杂性,是HSDPA进一步发展的技术。 MIMO解调解扩接收机主要分2个部分,一是空时RAKE接收机,主要功能是分离不同的扩频码扩频的信号,合并多径信号;二是VBLAST,即对垂直空时码进行译码,分离出不同天线发送的空间叠加信号。 为充分利用MIMO信道的容量,人们提出了不同的空时处理方案。贝尔实验室的Foschini等人,提出了一种分层空时结构(BLAST:Bell Laboratories Layered Space-Time),它将信源数据分成几个子数据流,独立进行编码/调制。ATT的Tarokh等人在发射延迟分集的基础上,正式提出了基于发射分集的空时编码。同时,Alamouti提出了一种简单的发送分集方案,Tarokh等把它进一步推广,提出了空时分组编码。由于它具有很低的译码复杂度,因而,可以尽早应用于WLAN中。
◆MIMO+OFDM技术
MIMO+OFDM技术通过在OFDM传输系统中,采用阵列天线实现空间分集,以提高信号质量,是OFDM与MIMO相结合而产生的一种新技术。它采用了时间、频率和空间三种分集技术,使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加。
图1、图2分别为MIMO和OFDM系统的发送、接收方案框图。
从图中可以看出,MIMO+OFDM系统,有Nt个发送天线和Nr个接收天线,提供多个空间信道,不会全部同时遭受到衰落的影响。
MIMO和OFDM 技术在各自的领域,都发挥了巨大的作用,将二者相结合并应用到下一代无线局域网中,正在成为无线通信的一个研究热点。
WLAN的应用
作为有线网络无线部分的延伸,WLAN广泛应用在各个领域中,比如医院、大学、酒店、机场、培训中心等。
无线局域网应用在医院中,医生和护士可以迅速获得病人的相关病历报告。而且,医院环境中的无线局域网,在药品的分发方面也具有优势。
在大学环境中,无线局域网能够经济灵活地对特殊活动进行技术支持。
酒店通过无线局域网,在公共场合或会议室,提供因特网接入服务。
另一个经常用作因特网接口的地点是机场。世界各地的大型机场都有航空公司和私人机构提供因特网接入。
公司培训是一项耗资巨大的工程。在此,使用无线局域网再一次提供了组网结构,这种组网结构能够快速构建一个教室,并且不用考虑布线就能够提供组网能力。
可以预见,随着网上多媒体技术的日益发展,无线局域网将作为一种宽带网络解决方案得到越来越广泛的应用。
应用蓝牙技术组建无线局域网
随着计算机、网络通信技术的发展,采用蓝牙技术组建无线局域网,不仅在办公条件不完善时能发挥作用,而且在临时增删办公点和移动性办公业务方面也有着独特的优势。文中对蓝牙技术做了介绍,并就组网体系结构做了说明,对蓝牙技术的发展趋势做了展望。关键词蓝牙技术 办公网络 蓝牙协议
一、 前言
在现代企业的办公局域网络中.个人电脑要登录单位内部的局域网以及Internet ,访问网上资源,个人电脑之间要进行文件、资料和设备的共享。这样一来PC 机与各种外设之间,PC 机与各种共享设备之间.以及PC 机与局域网插口之间,就存在许许多多的连线,给移动办公及调度管理带来了极大的不便。蓝牙技术发展的初衷是为了用一种统一的无线通信技术来取代各种数字化设备之间相互连接的电缆。利用蓝牙技术组建企业内部通信网.构建Internet 网络平台.不仅可以改善人们的办公环境,而且可以提高企业的现代化管理水平.加快现代企业的办公自动化进程。
二、 蓝牙技术
蓝牙(Bluetooth)技术是由爱立信、诺基亚、Intel、IBM 和东芝5家公司于5月共同提出开发的。蓝牙技术的本质是设备间的无线联接,主要用于通信与信息设备。近年来,在电声行业中也开始使用。依据发射输出电平可以有3 种距离等级,Class1 为100m 左右、Class2 约为10m 、Class3 约为2-3m。一般情况下,其正常的工作范围是10m 半径之内。在此范围内,可进行多台设备间的互联。但对于某些产品,设备间的联接距离甚至远隔100m 也照样能建立蓝牙通信与信息传递。
借助采用了蓝牙技术的PDA 个人数字助理,用户可很方便地进人因特网。有了蓝牙技术,存储于手机中的信息可以在电视机上显示出来,也可以将其中的声音信息数据进行转换,以便在PC 个人电脑上聆听。东芝公司已开发上市了一种蓝牙无线Modem 和PC 卡,将2 张卡中的一张插人Modem 的主机上,另一张插人PC 个人电脑。这样,用户就成功实现了与因特网的无线联网。
蓝牙技术的特点包括:1、采用跳频技术,数据包短,抗信号衰减能力强;2、采用快速跳频和前向纠错方案以保证链路稳定,减少同频干扰和远距离传输时的随机噪声影响;3、使用2.4GHzISM频段,无须申请许可证;4、可同时支持数据、音频、视频信号;5、采用FM调制方式,降低设备的复杂性。
该技术的传输速率设计为1MHz,以时分方式进行全双工通信,其基带协议是电路交换和分组交换的组合。一个跳频频率发送一个同步分组,每个分组占用一个时隙,使用扩频技术也可扩展到5个时隙。同时,蓝牙技术支持1个异步数据通道或3个并发的同步话音通道,或1个同时传送异步数据和同步话音的通道。每一个话音通道支持64kb/s的同步话音;异步通道支持最大速率为721kb/s,反向应答速率为57. 6 kb/s的非对称连接,或者是432. 6 kb/s的对称连接。
目前,蓝牙技术已被普遍应用在笔记本电脑上,以帮助两台(或多台)笔记本电脑之间实现无线通信。较红外线传输“必须保证传输信息的两个设备正对,且中间不能有障碍物”、“几乎无法控制信息传输的进度”、“没有成为被广泛接受的工业标准、设备种类不多”等致命的缺陷,蓝牙的优势显示出了勃勃生机。全世界已有2161 家公司参加了SIG (Special Interest Group)组织,并正在共同制定蓝牙技术标准。SIG的核心公司除上述最初提出开发蓝牙技术的5家公司外,还有3com、Lucent技术、微软和摩托罗拉4 家。SIG 成员公司包括:PC个人电脑、移动电话、网络相关设备、外围辅助设备和A/ V设备、通讯设备和汽车电子、自动售货机、医药器械、计时装置等诸多领域的设备制造公司。
三、 蓝牙体系结构
蓝牙体系结构包括3部分,各部分的构成见图1。下面就硬件、软件、路由机制3方面作简略说明。
1、硬件部分
1.1射频模块
将基带模块的数据包通过无线电信号以一定的功率和跳频频率发送出去,实现蓝牙设备的无线连接。
1.2基带模块
采用查询和寻呼方式,使跳频时钟及跳频频率同步,为数据分组提供对称连接(SCO)和非对称连接(ASL),并完成数据包的定义、前向纠错、循环冗余校验、逻辑通道选择、信号噪化、鉴权、加密、编码和解码等功能。它采用混合电路交换和分组交换方式,既适合语音传送,也适合一般的数据传送。每一个语音通道支持64kb/s同步语音,异步通道支持最大速率723.2kb/s(反向57.6kb/s)的非对称连接或433.9kb/s的对称连接。
2、蓝牙协议(软件)
2.1链路管理协议(LMP )
通过对链接的发送、交换、实施身份鉴权和加密,并通过协商确定基带数据分组的大小,控制射频部分的电源模式、工作周期及网络内蓝牙设备的连接状态。
2.2逻辑链路控制与应用协议(L2CAP )
L2CAP与LMP平行工作,共同实现OSI的数据链路层的功能。它可提供对称连接和非对称连接的数据服务。
2.3串行电缆仿真协议(RFCOMM)
在蓝牙的基带上仿真RS-232的功能,实现设备串行通信。例如,在拨号网络中,主机将AT命令发送到调制解调器,再传送到局域网,建立连接后,应用程序就可以通过RFCOMM 提供的串口发送和接收数据。
2.4服务发现协议(SDP)
按照用户需要,发现相应服务及有关设备,并给出服务与设备列表。工作过程如下:主设备广播1条信息,从设备做出相应的反应,将收集到的地址存于主设备的内存中,然后主设备从中选择1个地址,利用链路管理代理所提供的进程在物理层建立连接。一旦建立了服务发现协议,在主从设备之间的物理层连接上就建立了一条LZCAP点对点通信层。
3、无线办公网络的路由机制
利用蓝牙技术构建现代企业无线办公网络,实现的基本功能包括:1、文件、档案、报表、设备资源的共享和互连,比如PC机之间的.互连,PC 机与各种外设或智能设备的互联和共享等;2、利用蓝牙设备无线访问单位内部局域网以及Internet;3、通过一定的路由机制实现办公网络
内部的各个匹克网之间的互连。
根据企业的实际需要,企业无线网络由多个匹克网(piconet)构成,而不同匹克网之间的通信应该只在办公网络内部进行路由,而不应通过局域网,这就需要建立一种特殊的路由机制,使得各匹克网之间的通信能够进行正确的路由,达到方便快捷的通信、拓宽通信范围、减轻网络负载的目的。
3.1蓝牙网关
用于办公网络内部的蓝牙移动终端通过无线方式访问局域网以及Internet;跟踪、定位办公网络内的所有蓝牙设备,在两个属于不同匹克网的蓝牙设备之间建立路由连接,并在设备之间交换路由信息。
主要功能包括:
① 实现蓝牙协议与TCP/IP协议的转换,完成办公网络内部蓝牙移动终端的无线上网功能。
② 在安全的基础上实现蓝牙地址与IP地址之间的地址解析,它利用自身的IP 地址和TCP端口来唯一地标识办公网络内部没有IP地址的蓝牙移动终端,比如蓝牙打印机等。
③ 通过路由表来对网络内部的蓝牙移动终端进行跟踪、定位,使得办公网络内部的蓝牙移动终端可以通过正确的路由,访问局域网或者另一个匹克网中的蓝牙移动终端。
④ 在两个属于不同匹克网的蓝牙移动终端之间交换路由信息,从而完成蓝牙移动终端通信的漫游与切换。在这种通信方式中,蓝牙网关在数据包路由过程中充当中继作用,相当于蓝牙网桥。
3.2蓝牙移动终端(MT)
蓝牙移动终端是普通的蓝牙设备,能够与蓝牙网关以及其他蓝牙设备进行通信,从而实现办公网络内部移动终端的无线上网以及网络内部文件、资源的共享。各个功能模块关系如图2 所示。
如果目的端位于单位内部的局域网或者Internet,则需要通过蓝牙网关进行蓝牙协议与TCP/IP协议的转换,如果该MT没有IP地址,则由蓝牙网关来提供,其通信方式为MT-BG CMT。如果目的端位于办公网络内部的另一个匹克网,则通过蓝牙网关来建立路由连接,从而完成整个通信过程的漫游.其通信方式为MT-BG-M_MT(为主移动终端)-MT。采用蓝牙技术也可使办公室的每个数据终端互相连通。例如多台终端共用1 台打印机,可按照一定的算法登陆打印机的等待队列,依次执行。
四、 蓝牙技术的发展前景
蓝牙技术是一种新兴的技术,尚未投入广泛应用,目前许多蓝牙设备还处于实验室试验阶段,还有待于实际使用的严格检验。下半年起,蓝牙产品的生产量将明显增加,市场进一步扩大。除日本外,韩国的LG、三星、大宇以及台湾诸多公司已着手开始步人蓝牙技术与产品的开发行列,有的已推出成品。如LG公司的LG-P610B,一种用于PCS个人通信服务的蜂窝式电话。由于在PC个人电脑开发制造上的成功与经验,台湾制造业界期望 年蓝牙工业在台湾能占台湾无线通信工业的15%,产值达到6.5亿美元。20夏季开始,台湾的一些制造厂商已开始在天线、滤波器、模块、笔记本电脑、PDA、键盘和鼠标器等信息设备中采用蓝牙技术,并将推出用于dongle(一种保护软件被拷贝的设备)、PCMCIA卡和LAN 局域网间联络的蓝牙通信中转装置。至今,日本已有7 家公司在笔记本电脑中采用了蓝牙技术。
蓝牙的发展轨迹符合当今新技术发展的理想模式即竞争前合作。据ABI ( Allied Business Intelligence)的一项调查显示,尽管最近蓝牙市场有点迟滞,但其发展没有减缓的趋势。ABI 的官员说,越来越多的人考虑给自己的设备增加无线连接,他们也逐步意识到蓝牙技术的低功耗和低成本解决方案是理想的。蓝牙的使用范围已不仅仅局限于笔记本电脑和蜂窝电话,蓝牙收发器(即蓝牙卡)已经越来越多地嵌人到从PC机到工业设备的各种设备中,蓝牙不仅仅是电缆替代品。不过,ABI同时提醒到,在Bluetooth成功的道路还存在着一定的障碍,其主要表现在以下几个方面: ( l)因硅半导体价格的昂贵,蓝牙芯片过于昂贵以致一时难以普及。( 2)蓝牙协议的实现与标准不一致,使硬件的互操作性、软件的互操作性以及软硬件之间的互操作性不佳。 ( 3)软件开发还难以为蓝牙应用提供完整的解决方案,跨平台移植难以实现。
尽管这些问题正在减缓蓝牙设备投放市场的速度,但随着SIG 新标准的制定,预计这种统一数据传送方式会被广泛应用,到那时,全球将有数以亿计的计算机和通信设备使用蓝牙技术,它将带来一个无线通信的新时代。
五、 具体组网方案
根据前述蓝牙路由机制,图3 给出了一种无线办公网络具体应用的原理图。蓝牙网关通过RJ45 插头与局域网接入接口相连;图中的个人电脑及各种设备均需安装有蓝牙通用模块或蓝牙网卡,以使其蓝牙化。蓝牙网关与各终端的最大直线不能大于100m,且一个蓝牙网关最多可连接7个带通用外界模块的设备。
组网方案中,主要部件功能如下:
1、蓝牙网关(金欧公司LLTR-1S)
* 采用时分多址技术,支持异步数据,支持点对点、点对多点的蓝牙数据通信;
* 具有同时与有线网络和蓝牙设备通信的接口及能力;
* 在安全的基础上实现蓝牙地址与IP 地址间的地址解释;
* 实现IP 网际协议以及TCP 传输控制协议,从而能够完成蓝牙协议与TCP / IP 的协议转换;
* 在底层协议栈的基础上,通过实行特定的蓝牙路由机制解决匹克网间的路由问题,以最终解决蓝牙不同匹克网间不同单元的通信问题。
2、网络适配器(BlueBerry 蓝牙USB)
安装在网络内部的PC机、笔记本电脑上,使设备蓝牙化。
3、为了使得办公室内部的打印机、投影仪、扫描仪等办公设备具有蓝牙功能,选用金欧公司的通用蓝牙模块,该通用蓝牙模块具有串口、USB 和并口可供选择。
六、结束语
采用蓝牙技术组建办公网,不仅在办公条件不完善时能发挥作用,而且在临时增删办公点和移动性办公业务方面也有着独特的优势。目前,蓝牙技术应用还存在不足,比如信道兼容性、可靠性和
安全性欠缺,无法实现真正的“漫游”,这在分存网应用时更为突出。不过,随着蓝牙技术的发展,组建办公室无线近距离网会越来越经济实用。
本文提出了一种蓝牙无线办公网络解决方案,利用该解决方案可以实现现代企业的无线办公,网络内部的设备可以通过无线方式登录单位内部的局域网或者Internet ,各个设备也可以通过无线方式进行文件、资源的共享,省去了设备之间纷繁复杂的连线,大大改善了人们的办公环境,提高了现代企业的办公自动化程度,同时在企业管理、生产经营等各个环节都能为决策者带来极大方便,使调度决策更加准确、规范、及时。
应用蓝牙技术组建无线局域网
随着计算机、网络通信技术的发展,采用蓝牙技术组建无线局域网,不仅在办公条件不完善时能发挥作用,而且在临时增删办公点和移动性办公业务方面也有着独特的优势。文中对蓝牙技术做了介绍,并就组网体系结构做了说明,对蓝牙技术的发展趋势做了展望。关键词蓝牙技术 办公网络 蓝牙协议
一、 前言
在现代企业的办公局域网络中.个人电脑要登录单位内部的局域网以及Internet ,访问网上资源,个人电脑之间要进行文件、资料和设备的共享。这样一来PC 机与各种外设之间,PC 机与各种共享设备之间.以及PC 机与局域网插口之间,就存在许许多多的连线,给移动办公及调度管理带来了极大的不便。蓝牙技术发展的初衷是为了用一种统一的无线通信技术来取代各种数字化设备之间相互连接的电缆。利用蓝牙技术组建企业内部通信网.构建Internet 网络平台.不仅可以改善人们的`办公环境,而且可以提高企业的现代化管理水平.加快现代企业的办公自动化进程。
二、 蓝牙技术
蓝牙(Bluetooth)技术是由爱立信、诺基亚、Intel、IBM 和东芝5家公司于195月共同提出开发的。蓝牙技术的本质是设备间的无线联接,主要用于通信与信息设备。近年来,在电声行业中也开始使用。依据发射输出电平可以有3 种距离等级,Class1 为100m 左右、Class2 约为10m 、Class3 约为2-3m。一般情况下,其正常的工作范围是10m 半径之内。在此范围内,可进行多台设备间的互联。但对于某些产品,设备间的联接距离甚至远隔100m 也照样能建立蓝牙通信与信息传递。
借助采用了蓝牙技术的PDA 个人数字助理,用户可很方便地进人因特网。有了蓝牙技术,存储于手机中的信息可以在电视机上显示出来,也可以将其中的声音信息数据进行转换,以便在PC 个人电脑上聆听。东芝公司已开发上市了一种蓝牙无线Modem 和PC 卡,将2 张卡中的一张插人Modem 的主机上,另一张插人PC 个人电脑。这样,用户就成功实现了与因特网的无线联网。
蓝牙技术的特点包括:1、采用跳频技术,数据包短,抗信号衰减能力强;2、采用快速跳频和前向纠错方案以保证链路稳定,减少同频干扰和远距离传输时的随机噪声影响;3、使用2.4GHzISM频段,无须申请许可证;4、可同时支持数据、音频、视频信号;5、采用FM调制方式,降低设备的复杂性。
该技术的传输速率设计为1MHz,以时分方式进行全双工通信,其基带协议是电路交换和分组交换的组合。一个跳频频率发送一个同步分组,每个分组占用一个时隙,使用扩频技术也可扩展到5个时隙。同时,蓝牙技术支持1个异步数据通道或3个并发的同步话音通道,或1个同时传送异步数据和同步话音的通道。每一
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无线接入技术应用是本文介绍的重点内容,前面我们介绍了相关的无线接入技术原理《无线接入技术原理介绍》,那么基于它的原理,让我们来总结一下它在哪些方面具体有什么应用呢?
已经趋于成熟的无线接入技术,在当今的社会发挥着巨大的作用,使得人们感到科技的关怀,无线接入技术主要应用于电话网,移动通信网,无绳通信系统,卫星移动通信系统,个人通信网等。
无线接入技术应用1、 无线本地环系统(WLL)
又称为固定无线接入(FRA)系统,是一种提供基本电话业务或数字无线接入系统,其网络侧有标准有线接入的2线模拟接口或2Mbit/s数字接口,可直接与公司电话网的本地交换机相连,用户侧与普通机相连,可直接进行电话业务。目前,无线本地环系统尚无专用的国际标准使用频段,因而其频段可能占用任何现有无线设备的频段,从450MHz一直到4GHz。对于1GHz以下的频段已十分拥挤,且多为蜂窝移动通信所占用,包括(无线在内),因而留下的频段十分有限。对于1~4GHz的频段,特别是1.8GHz至4GHz频段尚不算很拥挤,因而无线本地环路系统有较大的发展余地。总的来看,可用频带没有保证可能是限制本地无线环系统发展的主要障碍。从另一方面看,由于无线本地环系统没有漫游问题,各系统不必相互兼容,因而可以充分利用各个频段的空闲频段,见缝插针地发展,这也是其顽强生命力的表现。
无线接入技术应用2.蜂窝移动通信系统
移动通信区由一个一个的小区组成,每一个蜂窝区由一个蜂窝基站和一群用户移动台组成,移动台是收发合一的,
每个用户移动台与基站通信,基站负责射频资源管理并经电话线或微波通道与移动电话交换中心(MSC)相连。MSC控制呼叫信号和处理、协调不同蜂窝区间的越区切换。移动电话交换局再与被叫用户相连。
无线接入技术应用3. 无线通信系统
所谓无线通信系统也属于移动通信的一种,但与蜂窝移动通信不同。无绳通信系统就是一种无线接入技术,而不涉及网络。最早应用至今仍然在发展的第一代无绳通信系统实际是家用无绳电话(称为CT),之后一种基于数字技术,面向公司网应用的第二代无绳通信系统(CT2)开始出现并形成了公共空中接口标准(CAI)。随后又出现了一些改进系统。如CT2P和CT3等,均因性价比不够理想,未能获得普及。一种新的欧洲数字无绳通信(DECT)于1992年诞生,着重规定了射频和协议要求,因而可以应用于各种不同业务和场合。最后DECT作为GSM网的无绳接入手段应用,从而提供了一种低成本“蜂窝”系统。这种DECT系统的出现标志着无绳通信进入了一个崭新的时代,即PCN的初级阶段。
无线接入技术应用4. 卫星移动通信系统.
经过传统卫星移动的发展,出现了一种慨念。低轨道卫星(LEO)方案,即在地球上方500~km处设置一系列卫星(20~70颗),其高度低于辐射带,但远高于大气层。目前已有很多卫星移动通信方案,最著名的是美国Motorola公司的全球数字移动个人通信卫星系统和美国Loral Qual-Comm卫星业务公司的全球星系统.
摘要:在选矿生产过程中,由于传统选矿设备在实际应用时存在选矿生产效率低下,选矿生产质量不高等问题,因此,诸多矿山企业都将目光放在选矿技术的创新工作上。随着我国自动化技术应用范围的不断扩大,当前,该项技术已经广泛应用于工业领域当中,并且取得了一定成绩。尤其在选矿生产工作中,应用自动化控制技术能够极大的提升选矿生产的产品质量以及生产效率。基于此,本文主要针对当前我国选矿自动化控制的应用展开研究,希望能够为相关技术人员提供理论帮助指导。
关键词:自动化技术;选矿设备;发展研究
1.1传统选矿生产资源利用率低
我国矿产资源储藏量十分巨大,但当前选矿生产工作中,矿产资源的利用率占比较小,资源利用率较低。造成此类问题的首要原因是由于我国矿产资源面临着种类多样,矿产资源分布参差不齐的情况。选矿过程中,由于环境较为恶劣,对于矿石的碎度、干燥度、磨矿等级、重介质等均有严格的要求。例如,我国精矿产品的挑选,需满足铜精矿本元素含量>12%;锌精矿本元素含量>40%;锡精矿本元素含量需>55%等等。这就为我国选矿生产带来了一定的难度,如果在选矿生产过程中无法把握好生产质量,那么就会造成矿石无法得到有效利用等一系列问题。传统选矿生产中,工人只能借助以往选矿的经验,进行手动选矿,这就造成了矿石质量难以精准把握,缺乏对矿石生产的统一衡量标准[1,2]。
1.2自动化选矿生产的经济效益
在选矿生产工作中引进自动化技术,能够代替传统选矿生产手动化操作,运用机器进行大规模的选矿生产,可以提升选矿的速度。众所周知,劳动价值量决定了劳动产生的最终价值。通过引进自动化技术,能够加快选矿生产的速度,同时提升选矿生产的经济效益。应用自动化技术,有利于相关矿山企业在行业市场中的良性竞争,使得矿山企业在市场中占据主导地位。
1.3选矿生产工作中自动化技术应用所面临的问题
在对自动化选矿生产进行指标制定过程中,如果不能够对选矿生产中相关矿产资源进行细化分类,则会造成矿产资源分类粗犷,指标不统一,进而容易在选矿生产环节出现问题。而一些矿山企业在进行选矿工作中没有对矿产资源进行细化分类,这造成自动化技术在应用过程中无法体现出实际价值。而且,对于选矿自动化设备的机器操控也是影响选矿生产质量的一项重要因素。当前,我国大部分矿山企业并不重视选矿自动化设备的机器操控技术,对于操控人员的技术要求普遍不高,这就造成了相关技术人员在设备操纵过程中容易出现问题,难以保障选矿的最终质量。同时,也会造成我国矿产资源的浪费。选矿自动化设备在操纵过程中由于缺乏专业的技术人员进行操控,造成了选矿自动化设备应用效率不高,且矿产资源严重浪费的问题。
★ 简述运动控制技术
★ 蓝牙技术的应用