现代无线通信技术论文精品(七篇)

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无线通信论文参考文献：

[1]钮心忻，杨义先．软件无线电技术与应用[M]．北京邮电大学出版社，2000.6-20.

[2]李世鹤.TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M].北京：人民邮电出版社，2003.3-22.

[3]潘涛，等．第三代移动通信系统TD-SCDMA的核心技术[J]．通信技术，2002.

[4]赖玉强，王甲琛．软件无线电的体系结构及其关键技术[J]．武警工程学院学报，2002.

[5]朱东照，罗建迪，等.TD-SCDMA无线网络规划设计与优化[M].北京：人民邮电出版社，2007.206-228.

[6]张书强，朱守中，金永杰.基于3G通信的软件无线电应用研究.测试测量技术，2008（9）.第三代移动通信系统中的软件无线电技术

无线通信论文参考文献：

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[2]赵晗．现代无线通信技术的发展现状及未来发展趋势[J]．企业技术开发，2011（8）

[32]纪越峰等，现代通信技术，北京邮电大学出版社，2002年3月

[4]蒋同泽著.现代移动通信系统[M].电子工业出版社，1994

[5]百度及谷歌网站

无线通信论文参考文献：

[1]陈哲.张正江.尹长川.乐光新B3G技术演进与发展趋势电信工程与技术标准化2008，12

[2]孙常清.王琪琳.张佳麓B3G技术发展浅析电信科学2007，23(7)

[3]万屹.李扬B3G技术的研究及发展趋势电信网技术2006，1

[4]林辉B3G研究与标准化进展电信科学2007，23(9)

[5]张汉毅.粟欣B3G的关键技术及其发展趋势移动通信2008，6

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【关键词】ZigBee无线通信技术；电厂设备；状态监测；故障诊断

随着网络科技的迅猛发展，电厂日常运行维护对监测设备状态要求更高。当前的监测系统的监测已经不能满足电厂安全可靠经济越来越高的要求。目前，电厂设备状态监测一般采用较为成熟的有线通信方式进行实时监测，将传感器安装到带监测设备的测量点采集所需数据，并将所采数据通过电缆等有线方式传输给监控中进行分析处理，该有线通信容易受到诸如安装场所和维修等方面的限制，不能保证补数据的实时性、完整性以及可靠性，限制了电厂设备的实时故障监测。现代监测系统是基于无线通信技术的实时监测系统，利用ZigBee无线网络技术进行无线通信，将有效的实时监测电厂设备运行状态，保证电厂的高效经济的生产。

1.无线通信技术

无线通信时利用电磁波信号能够在自由空间传播的特换信息的通信方式。无线通信具有移动性、广播性和共享性等优点，无线通信的范围极为广泛，因此无线通信系统也有不同分类[1]。

ZigBee是新兴的近距离、低功耗、低数据传输速率、低复杂度、低成本以及高安全性的双向无线网络通信技术，实现一些短距离、复杂场合的参数采集以及实时跟踪定位。ZigBee无线网络的硬件结构主要有传感器节点、路由器节点以及协调器组成，其中协调器主要负责信息传输、任务调度、电源监测以及网络节点调度管理等工作[2]。ZigBee无线网络分为主节点、路由节点以及终端节点三个节点类型，这些特点使得ZigBee技术极其适合于无线网络通信系统中，起到短距离的无线接连的功能。在电厂设备故障诊断系统中应用ZigBee无线通信技术有着显著优势[3]。

2.前端数据采集模块

电厂设备故障诊断系统由数据采集系统、数据传输系统以及故障诊断系统三部分组成。数据采集系统由传感器、A/D转换模块、数据存储以及数据发送部分组成，实时采集电厂设备的各部分运行状态；数据传输系统由ZigBee无线模块构成，实时将电厂设备各种工况数据无线通信传输给上位机进行故障诊断；上位利用提前建立的故障诊断软件对电厂设备运行状态进行实时工况监测以及故障诊断，并显示出动态图形。动态数据库中存放着当前检测数据、历史数据和中间结果。通过应用该系统，可以实现实时监测电厂设备运行状态以及在线故障诊断。

（1）传感器网络节点设计

故障诊断系统的数据采集部分是由传感器模块、处理器模块、无线通信模块以及能量供应模块四部分组成。传感器模块功能主要是：监测区域内数据采集以及数据的模数转换；处理器模块功能为控制传感器节点的操作、存储和处理所采集的数据以及其他节点传输的数据；无线通信模块功能是与其他传感器网络节点进行无线传输通信，交换控制信息以及收发采集的数据；能量供应模块为传感器网络节点提供运行所需要的能量，一般情况下该能量模块采用微型电池供电。传感器网络节点的硬件结构图如图1所示。

（2）数据传输系统

系统各测点采集的数据通过ZigBee无线发送模块发送至上位机监控中心，利用故障诊断系统对接收的数据进行处理分析，诊断故障并判别故障类型。

（3）传感器节点的程序流程

传感器节点的系统程序设计，选择Metr-werks公司的Code Warrior作为系统开发环境，传感器节点之间采用串口通信模式，数据的收发利用传输中断方式完成。数据的传输采用主从节点方式，采用USB借口与PC机通信，从节点向主节点发送中断请求。主节点的功能：发送接收本节点的数据；接收处理并转发从节点数据。系统中的节点一般情况下都处于休眠，当有中断请求的时候才被激活并进行工作。节点的程序流程如图2所示：

3.设备状态监测与故障诊断系统

电厂设备运行状态检修的首要问题设备运行监测与诊断，换言之，没有成熟的状态监测与故障诊断技术就没有真正的运行状态检修。在设备监测与故障诊断过程中，监测是采集设备各种工况数据的过程，诊断是判断比较采集的数据与设计值或者经验值的过程，监测与诊断是掌握设备的性能和健康状况的过程，可以通过以下两个方面实现：建立完善的在线监测系统和便携式监测系统；合理进行静、动态诊断。其中静态诊断主要是针对机组停止运行后，进行的诸如大修标准检查、管壁厚度测量、叶片静频测试、轴承磨损检查、无损探伤、水垢化学分析以及材料性能检查的预期性检查项目，动态诊断是电厂设备系统运行过程中，通过在线、离线的监测系统或者人的直观判断，获取设备运行状态信息的过程，例如：绝缘过程在线监测、红外温度监测、温度在线监测、四管爆漏在线监测、振动离线和在线监测、油液离线和在线监测以及点检管理系统[4]。系统主要监测设备状态、状态分析和预测状态变化趋势以及诊断判别故障类型和原因。监测和诊断电厂设备过程中，往往可以依据多方面判别设备是否运行正常，像逻辑框图、国家或者行业标准、系统定值以及设备运行规程等各种依据。因此实现状态检修的关键是建立设备管理规范和可靠的设备状态监测与诊断系统。

电厂设备几乎都是复杂的机电设备，由于工作环境和使用寿命的限制，电厂设备中的部件不可避免会出现一些故障，这些故障常常表现为强烈的非线性、非Gauss以及非平稳性，而且常常会并发多种故障。故障诊断模块不仅包含传统的稳态分析方法，而且有现代的非平稳信号处理技术，为非平稳故障的诊断提供了强有力的工具。状态监测与故障诊断系统结合建立设备专家统知识库和故障诊断软件，该软件具有强大的信号分析能力，从时频域、幅值域等角度提供直观图谱，通过对信号的分析处理实现对设备工况监测与故障诊断，并显示动态图形。

4.结论

电厂设备的自动化程度和故障诊断能力直接影响了电厂的经济效益，因此提高设备的监控水平特别重要。ZigBee网络无线通信技术作为无线通信的关键技术，具有部署速度快、监测精度高、覆盖区域大等优点，能够很好的解决有线传输的一系列问题。将ZigBee无线通信技术应用到电厂设备的故障诊断系统中，实现对电厂设备的运行状态的在线监测与故障诊断，能够很好的提高电厂的经济效益。

参考文献

[1]孙伟.基于无线通信的数据采集及故障诊断系统研究[D].浙江大学硕士学位论文，2010（1）：5-8.

[2]盛平，王玉秀，郭洋洋，王雷强.基于ZigBee和3G的多污水处理厂监控系统设计[J].2011（29）：504-505.

[3]刘涛涛，潘宏侠，姜旭刚.基于ZigBee技术的采煤机状态监测与故障诊断系统设计[J].2013（10）：240-242.

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【关键词】 温湿度 单片机 无线通信

为了对单片机有更深刻的了解，同时也在电子方面有更深刻的认识，通过学习，选择做一个通过nRF24.L01射频无线通信技术，基于STC89C51单片机，设计一个无线通信系统。核心部件单片机STC89C51，它在整个人类史上的地位已经不容置疑地确立了，相信它会越来越深入地浸透到人们的生活中，并且将在一定程度上影响人们对生活的理解和诠释。

一、温湿度检测系统主要功能

为了对空气中的温湿度进行测量以及利用无线传输显示，先在LCD1602显示屏设定初始值，同时DHT11开始检测当前空气温度、湿度，假定当前温湿度超过设定值，四个流水灯分别代表温度、湿度上下限，有选择的指示灯亮同时蜂鸣器报警，通过按键可以调节设定的初始值。

二、系统主要器件的简介

2.1主控器件

本设计是STC89C51单片机为控制核心，RC522为非接触式IC卡读写器，基于FRID的射频识别技术综合实现所有功能。本系统选择C语言作为STC单片机开发的首选编程语言。系统框图如下：

单片机技术的发展以微处理器（MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。单片机是STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。单片机具有可靠性强、性价比高、电压低、功耗低，结构简单，体积小，信号处理可靠等优点。片内含有Flash程序存储器 SRAM、UART、SPI、A＼D、PWM等模块。

2.2 DHT11温度传感器

对于DHT11而言，其首先是建立在数字信号基础上的复合型温湿度传感器，在结构上，1个测温软件NTC，1个感湿软件，共同连接在8位高性能单片机上面。在技术应用层面，具有数字采集技术和温湿度传感技术的相互结合，进一步提高了传感器的准确性和适用性。除此之外，具有极高的抗干扰性、效率高等优点[10]。对DHT11的校对要借助湿度校验室来完成。OTP存储校准系数，并在对信号进行检测时发挥作用。串行接口采用单线制，简化了整个系统的结构，并提高了系统的效率，降低了能耗，数据信号传输距离能达到20米远，该种传感器在封装上，由为4 针单排引脚来实现，简化了连接方式，并能根据不同用户的需求进行适用。

2.3 nRF24.L01 2.4GHz射频收发芯片

无线传感器网络技术是21世纪最具影响和创新性的技术之一，主要涉及现代计算机技术、电子科学技术、网络技术以及通信技术等。无线传感器网络的应用领域十分广泛，主要可应用于环境监测、医学保健、军事情报收集、工业生产自动化、建筑安全监测等方面。目前基于无线传感器网络技术的环境监测系统主要采用ZigBee、GPRS、FDMA、CDMA进行传输。它具有计算简单，直观合理的有点[15]。

三、系统硬件设计

nRF24.L01硬件的设计有单片机电路、nRF24.L01控制电路、温度传感器电路等；nRF24.L01控制电路实现nRF24. L01的智能化控制，比如自动发送或接收数据，完成报警。主要由AT89S52芯片和nRF24.L01芯片完成，无线通信部分由nRF24.L01控制芯片完成。

四、系统软件设计

4.1主机流程

该系统实现了以发射端控制传感器模块、nRF24.L01无线输出模块为主要功能的核心系统。主机的功能实现主要步骤有：当电源开始供电时，按下开关，该程序开始工作，传感器模块开始检测周围的温湿度、通过nRF24.L01传输到接收端。

结语：本设计以MCS-51系列单片机为核心设计的无线通信系统，并通过nRF.24L01射频无线通信技术，以实现主机采集温湿度传感器相关数据发送给从机单片机以LCD1602予以显示。温湿度传感器使用DHT11，主要通过RC522为非接触式IC卡读写器，基于FRID的射频识别技术综合实现所有功能。

参 考 文 献

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【关键词】电视技术 电视媒体 发展

从电视媒体的角度出发，我们也可以知道电视技术作为推动电视发展的具体性技术同样也会改变电视媒体，促进电视媒体的发展。近二十年来，科技发展的速度越来越快，电视技术的发展仿佛走上了高速路，日新月异的技术使得电视新媒体不断涌现。在快速发展的现代社会，我们不妨停下来冷静思考一些问题：电视技术到底改变了电视媒体什么？它是怎样改变电视媒体的？电视媒体将去往何处？带着这些问题，笔者开始了这篇论文的写作。

一、我国电视技术的基础

电视技术是随着新科技的不断涌现而发展的，近二十年来，电视技术在全球范围内得到了迅猛发展，我国电视技术也得到了长足的进步，甚至在某些方面已经达到了国际水平。本论文将对电视媒体行业正在使用的电视技术基础―无线电通信技术、有线电通信技术、卫星通信技术、网络技术和数字技术进行梳理。

（一）无线电通信技术

无线电通信技术源于电磁场理论，得益于意大利科学家马可尼的发明，至今己经被广泛应用了130多年，是人们当前使用最为广泛的通信技术，指的是利用电磁波进行信息传输的技术手段。发展至今，因无线电具有不受时空和地域的限制、可用性高和较高可靠性等特点，在国防、科研、交通、生活、生产等领域得到了广泛使用。随着新技术的不断出现，无线电通信技术也有了其更多的拓新，包括3G技术、Zigbee技术、软件无线电技术、WiMAX技术、W i-F i技术、3.5GHz技术、Bluetooth技术等各种各样新的无线电通信技术。自电视诞生开始，无线电通信技术就已经开始应用于电视图像和伴音信号的传输。

（二）有线电通信技术

有线电通信技术是相对于无线电通信技术而言的，是指通过铺设电缆、光缆和光纤同轴电缆网络作为介质，传输包括文字、声音、图像等电光信号的一种通信技术。有线电通信技术拥有架空电线路和电缆工程（包括架空、地下、水底电缆等）两大块内容，这样就为其提供了纵横交错的信息传输渠道。在我国，有线通信是电视信号传输的最主要的传输方式。有线通信技术和无线通信技术互相之间不是孤立存在的，它们是相辅相成的。有线通信和无线通信技术相结合构成的网络，为信号的传输提供了更为方便的方式，只有它们之间灵活运用、有机结合才能够更好的促进通信技术的不断发展。

（三）卫星通信技术

1962年，美国发射了全球第一颗有源轨道通信卫星，开启了通信技术的新纪元。卫星通信技术是指利用人造地球卫星作为中继站转发或发射无线电信号，在两个或者多个地球站之间进行通信的技术。卫星通信实质上就是利用通信卫星作为中继站的一种特殊的微波中继通信方式。卫星通信系统由两大部分构成：空间部分（通信卫星）和地面部分（地球卫星接收系统），在这一系统中，通信卫星实际上就是悬挂在赤道上空静止不动的通信中继站。

（四）网络技术

网络技术具体说来就是指计算机网络，它是把若干且具有独立功能机、地理位置不同的计算，通过通信设备与线路相互连接起来，以资源共享和实现信息传输的一种计算机系统。计算机网络在结构上包括两大块内容。第一大块就是联接在网络上的供网络用户使用的计算机的集合。这些计算机被称为主机，主要用来运行用户的应用程序，为用户提供服务和资源。这一主机也被称为结点。另一部分是把主机联结在一起并在主机之间传送信息的设备，我们称之为通信子网。

（五）数字技术

西方媒体推崇的计算机和传播科技领域中最具影响力的大师之一尼葛洛庞帝提出：“计算不再只是和计算机有关，它决定了我们的生存。”比特（（bit），作为“信息的DNA"，正在迅速地取代原子而成为人类社会的基本元素。比特指的是“0”或“1"，是计算机能够识别的信息的最小单位。它只是一种存在的状态：黑或白、高或低、开或关、真或假，总而言之，比特简一记为“0”或“1"。基于这种数字技术的原理，无论文字、图像、声音还是视像，在计算机存储和传播时都可分解为一系列比特的排列组合，即数字化“0”或“1”的排列组合。比特易于复制，而且复制的质量不会随复制数量的增加而下降，而且，比特可以以极快的速率传播，在传播时时空障碍完全消失。所以借用这种数字技术用以记录表示信息，使得数字信息的记录密度高，可用计算机处理以及可借助计算机网络进行远距离传输，达到最理想化的传播效果。

二、电视技术的革新对电视媒体发展的影响

电视技术的发展并没有在意见或观念层次上发挥作用，但是它带来的就是对电视媒体的改变，逐步改变这人们感官认知的形式，这种改变是全方位的。下面将从传播方式、受众和经营模式等方面来分析电视技术对电视媒体的改变。

（一）对传播方式的改变

电视技术的革新首先改变的就是电视媒体传播方式，随着社会环境和技术的变化，电视媒体已经不可能按照原来的传播方式进行传播，顺应时代的变化，电视媒体在传播渠道、传播效率、频道建设上都产生了一系列的变革，甚至在新的电视技术下催生了新的传播方式―交互式传播。

1.传播渠道的扩张

随着数字技术、互联网技术和无线通信技术技术的发展，各种电视技术的交融，使得传统媒体都在传播渠道上进行扩张。电视媒体也不甘示弱，利用网络和手机平台开辟网络电视和手机电视渠道，打造全方位立体式传播，促使电视内容播放无孔不入。

以湖南电视台为例，自2001年湖南电视台迁至金鹰影视文化城金鹰大厦开始，就已经实现了全数字化、全硬盘化、全网络化。2004年又推出金鹰网，实现电视媒体网络化平台发展。接着推出芒果TV （imgo.tv）即芒果网络电视台，是以视听互动为核心，融网络特色与电视特色于一体，面向电脑、手机、电视机，实现“三屏合一”的新媒体视听综合传播服务平台，其包含有视频网站芒果TV、手机电视芒果TV和互联网电视三大网络电视平台。其中于2010年3月全面上线的芒果，rv手机电视客户端，实现了湖南卫视等44路频道的直播以及综艺娱乐、新闻纪实、电视剧、电影、MV、动画片为主的内容点播体系。同时打造tazai互动电视（ ），成为国内首家深度植入模体资源的电视社交产品，专注于移动互联网与电视屏幕的互动。湖南电视台的这种全方位传播平台打造模式，是在电视技术发展的基础上得以实现的，完全颠覆了传统电视单一的电视传播途径，实现多终端收看电视节目内容的形式。全国各大省级电视台以及部分城市电视台也都在实行这一传播渠道扩张模式。

2.传播效率的提高

电视技术突飞猛进的发展，尤其是卫星通信技术和数字有线技术的日趋完善，为电视节目的制作、集成和传播增添了新的动力，也为电视传播效率的提高提供了支持。

3.频道专业化

数字技术、有线电通信技术和卫星电视等技术的发展，促使了电视频道的迅速增加，频道容量由传统电视媒体的几十套扩展到几百套。面对如此多的电视节目，受众难以选择，不可能每一套节目都看完，因此受众会各取所需，根据自己的需求来选择自己收看的节目。因而受众开始出现分化，逐渐向小众化、分众化发展。为了满足受众对于电视节目的需求，电视频道走向了专业化。

4.交互式传播的出现

交互式传播是交互性在传播上的体现，是一种双向信息传播模式。数字技术下的网络电视和手机电视的出现使得交互式传播成为可能。数字电视技术和交互技术的相结合使得电视媒体由传统电视媒体的点对面的单一传播向点对点、点对面多向传播共存的局面转变。与传统电视的观众只能通过电话、短信、电报、信函等方式进行反馈不同，交互式传播下能够通过互联网或手机直接向运营商反馈信息。

（二）对电视受众的改变

电视技术的进步使得受众在收视习惯上收视时间和空间的解放。随着电视技术的发展，新的收视终端移动电视、网络电视和手机电视的出现，人们不必局限于传统的家庭空间，也不必按照电视节目时刻表定点收看。影视剧里和生活中经常出现的错过收看某电视栏目的桥段将不再出现，错过了可以通过别的渠道再去观看。人们可以通过各种载体收看电视，在商店、大厦、KTV、酒吧可以通过楼宇电视收看电视节目，在公交车、出租车、地铁、飞机、火车等公共交通工具上也可以通过车载移动电视来收看电视节目，还可以通过Ipad、笔记本等移动终端收看网络电视，甚至可以通过手机谁是随地收看电视节目。数字技术使得电视媒体发展的空间和时间的无限拓展，电视无处不在，无时不在。

1.对受众收视习惯的改变

随着电视技术的革新，电视频道和电视节目的倍增，使得越来越多的频道和节目可供人们选择。节目的扩增，收视人群却没有发生太大的变化，必然会出现普遍的电视节目收视率下降的问题，全民收看同一个频道或节目的时代一去不复返了。随着手机电视、网络电视和交互电视的产生，一种新的收视趋势―个人化收看开始出现，收看电视节目成为了个人行为，而不是群体行为，传统电视时代形成的收视习惯同一性开始瓦解，必然会带来个人化的收视习惯。

2.对受众地位的改变

电视技术发展至今，受众的被动地位改变了，翻身成了主人。电视本身不再只是提供电视节目和信息产品，成为了一种与多种媒体相结合提供多种增值服务的高科技产品。受众可以在自家电视机上根据自己的喜好编辑属于自己的收视菜单；可以通过信息平台任意查找自己需要的各种信息；同时可以点播自己想看的电视节目……新的电视技术给人们带来的不仅仅是视觉上的享受，更多的应该是为人们的生活生产提供便利和快乐。

（三）对运营模式的改变

1.打造多通道的综合性内容服务平台

数字技术拓宽了内容传播的信道，需要更多的数字节目内容来满足播出，制播分离政策的实施解决了内容生产不足的问题，接下来需要做的就是电视媒体内容运营模式的变革。因此打造开放的、多通道的综合性内容服务平台对电视媒体就显得尤为必要。这一平台的建立主要通过两步来完成：第一步就是通过对电视媒体内部资源进行整合，达到内部的共享和内容的重新组合和包装，形成一个具有很强价值的电视节目体系；第二步就是当电视节目内容的价值体系运营成功并逐步强大之后，通过技术支持，将平台内的资源逐步开放，通过市场运作和利润的分配机制，吸引社会上的电视节目制作组织、机构和企业主动向电视媒体平台靠拢，形成一个强大的电视节目内容利益的系统。作为播出平台的电视媒体，需要建立多元准入通道，向内容提供商购买内容产品，在经过审查之后进行内容集成、播出。

2.电视媒体与网络、手机媒体的融合

电视媒体与互联网的融合得益于有线电视技术与互联网技术的相结合发展，是基于有线电视网络双向化改造的成果。二者融合实现了电视媒体内容与互联网内容的互通，即电视媒体内容可以在网络电视台中播放，而互联网的内容也可以应用到电视媒体之上。这样既在内容上扩大了内容提供商的范围，丰富了内容产品，也拓宽了节目传播的渠道和范围，相应地提高了电视节目内容的收视率，有利于广告收益的提高。无线通信技术的发展促进了电视媒体与手机媒体的融合，尤其是3G和即将推出的4G技术以及CM MB技术的应用，使得电视媒体与手机媒体融合更加紧密。这主要是体现在手机媒体收看电视节目是的流畅性上。手机媒体用户群对于内容的需求个性化，要求内容提供商在内容创作时对内容进行多样化、差异化、小批量生产。同时注重内容的创新，不能简单地将传统电视节目内容编码压缩。

三、结语

纵观电视的发展过程，我们可以看出，科学技术的发展在很大程度上推动了电视技术的进步，而电视技术的进步又对电视媒体的发展产生了很显著而深刻的影响。正如麦奎尔在其传播学经典著作《大众传播理论》里指出的一样，“在媒介全球化和新媒体化的背后，一直都有一股强大的驱动力，其中首要因素就是技术和经济”在近十年以来，电视技术的发展前所未有，更新换代的速度越来越快，使得电视媒体产生了一连串的连锁反应，我们不得不停下来思考电视媒体的改变，同时思考电视媒体将来的发展趋势，从中发现问题，努力去解决这些问题，促进电视在良性的环境中继续发展下去。

参考文献：

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论文摘要：21世纪移动通信技术和市场飞速发展，在新技术和市场需求的共同作用下，未来移动通信技术将呈现以下几大趋势：网络业务数据化、分组化，移动互联网逐步形成；网络技术数字化、宽带化；网络设备智能化、小型化；应用于更高的频段，有效利用频率；移动网络的综合化、全球化、个人化；各种网络的融合；高速率、高质量、低费用。这正是第四代（4G）移动通信技术发展的方向和目标。

一、引言

移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间的通信。随着电子技术的发展，特别是半导体、集

成电路和计算机技术的发展，移动通信得到了迅速的发展。随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高，促使移动通信在技术上和理论上向更高水平发展。20世纪80年代以来，移动通信已成为现代通信网中不可缺少并发展最快的通信方式之一。

回顾移动通信的发展历程，移动通信的发展大致经历了几个发展阶段：第一代移动通信技术主要指蜂窝式模拟移动通信，技术特征是蜂窝网络结构克服了大区制容量低、活动范围受限的问题。第二代移动通信是蜂窝数字移动通信，使蜂窝系统具有数字传输所能提供的综合业务等种种优点。第三代移动通信的主要特征是除了能提供第二代移动通信系统所拥有的各种优点，克服了其缺点外，还能够提供宽带多媒体业务，能提供高质量的视频宽带多媒体综合业务，并能实现全球漫游。现在用的大多是第二代技术，第三代技术还不太成功，但已有了第四代技术的设想。第四代移动通信系统（4G）标准比第三代具有更多的功能。

二、4G移动通信简介

第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。目前正在开发和研制中的4G通信将具有以下特征：

（一）通信速度更快

由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估，第四代移动通信系统的速度可达到10-20Mbit/s，最高可以达到100Mbit/s。

（二）网络频谱更宽

要想使4G通信达到100Mbit/s的传输速度，通信运营商必须在3G通信网络的基础上对其进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。

（三）多种业务的完整融合

个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体，满足用户的各种需求。4G应能集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。各种业务应用、各种系统平台间的互联更便捷、安全，面向不同用户要求，更富有个性化。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端。

（四）智能性能更高

第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如，4G手机将能根据环境、时间以及其他因素来适时提醒手机的主人。

（五）兼容性能更平滑

要使4G通信尽快地被人们接受，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2G、3G平稳过渡等特点。

（六）实现更高质量的多媒体通信

4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息透过宽频的信道传送出去，为此4G也称为“多媒体移动通信”。

（七）通信费用更加便宜

由于4G通信不仅解决了与3G的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端通信技术，因此，相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易、迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运营成本。

三、4G移动通信的接入系统

4G移动通信接入系统的显著特点是，智能化多模式终端（multi-modeterminal）基于公共平台，通过各种接技术，在各种网络系统（平台）之间实现无缝连接和协作。在4G移动通信中，各种专门的接入系统都基于一个公共平台，相互协作，以最优化的方式工作，来满足不同用户的通信需求。当多模式终端接入系统时，网络会自适应分配频带、给出最优化路由，以达到最佳通信效果。目前，4G移动通信的主要接入技术有：无线蜂窝移动通信系统（例如2G、3G）；无绳系统（如DECT）；短距离连接系统（如蓝牙）；WLAN系统；固定无线接入系统；卫星系统；平流层通信（STS）；广播电视接入系统（如DAB、DVB-T、CATV）。随着技术发展和市场需求变化，新的接入技术将不断出现。

不同类型的接入技术针对不同业务而设计，因此，我们根据接入技术的适用领域、移动小区半径和工作环境，对接入技术进行分层。

分配层：主要由平流层通信、卫星通信和广播电视通信组成，服务范围覆盖面积大。

蜂窝层：主要由2G、3G通信系统组成，服务范围覆盖面积较大。

热点小区层：主要由WLAN网络组成，服务范围集中在校园、社区、会议中心等，移动通信能力很有限。

个人网络层：主要应用于家庭、办公室等场所，服务范围覆盖面积很小。移动通信能力有限，但可通过网络接入系统连接其他网络层。

固定网络层：主要指双绞线、同轴电缆、光纤组成的固定通信系统。

网络接入系统在整个移动网络中处于十分重要的位置。未来的接入系统将主要在以下三个方面进行技术革新和突破：为最大限度开发利用有限的频率资源，在接入系统的物理层，优化调制、信道编码和信号传输技术，提高信号处理算法、信号检测和数据压缩技术，并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究。为提高网络性能，在接入系统的高层协议方面，研究网络自我优化和自动重构技术，动态频谱分配和资源分配技术，网络管理和不同接入系统间协作。提高和扩展IP技术在移动网络中的应用；加强软件无线电技术；优化无线电传输技术，如支持实时和非实时业务、无缝连接和网络安全。

四、4G移动通信系统中的关键技术

（一）定位技术

定位是指移动终端位置的测量方法和计算方法。它主要分为基于移动终端定位、基于移动网络定位或者混合定位三种方式。在4G移动通信系统中，移动终端可能在不同系统（平台）间进行移动通信。因此，对移动终端的定位和跟踪，是实现移动终端在不同系统（平台）间无缝连接和系统中高速率和高质量的移动通信的前提和保障。（二）切换技术

切换技术适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。切换技术是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术。它主要有软切换和硬切换。在4G通信系统中，切换技术的适用范围更为广泛，并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。

（三）软件无线电技术

在4G移动通信系统中，软件将会变得非常繁杂。为此，专家们提议引入软件无线电技术，将其作为从第二代移动通信通向第三代和第四代移动通信的桥梁。软件无线电技术能够将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线，即将A/D和D/A转换器尽可能地靠近RF前端，利用DSP进行信道分离、调制解调和信道编译码等工作。它旨在建立一个无线电通信平台，在平台上运行各种软件系统，以实现多通路、多层次和多模式的无线通信。因此，应用软件无线电技术，一个移动终端，就可以实现在不同系统和平台之间，畅通无阻的使用。目前比较成熟的软件无线电技术有参数控制软件无线电系统。

（四）智能天线技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，能满足数据中心、移动IP网络的性能要求。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。

（五）交互干扰抑制和多用户识别

待开发的交互干扰抑制和多用户识别技术应成为4G的组成部分，它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系统，消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰，确保接收机的高质量接收信号。这种组合将满足更大用户容量的需求，还能增加覆盖范围。交互干扰抑制和多用户识别两种技术的组合将大大减少网络基础设施的部署，确保业务质量的改善。

（六）新的调制和信号传输技术

在高频段进行高速移动通信，将面临严重的选频衰落（frequency-selectivefading）。为提高信号性能，研究和发展智能调制和解调技术，来有效抑制这种衰落。例如正交频分复用技术（OFDM）、自适应均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake扩频接收、跳频、FEC（如AQR和Turbo编码）等技术，来获取更好的信号能量噪声比。

五、OFDM技术在4G中的应用

若以技术层面来看，第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，第四代移动通信系统技术则以正交频分复用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受瞩目，特别是有不少专家学者针对OFDM技术在移动通信技术上的应用，提出相关的理论基础。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，都将在未来采用OFDM技术，而第四代移动通信系统则计划以OFDM为核心技术，提供增值服务。

在时代交替之际，旧有系统之整合与升级是产业关心的话题，目前大家谈的是GSM如何升级到第三代移动通信系统；而未来则是CDMA如何与OFDM技术相结合。可以预计，CDMA绝对不会在第四代移动通信系统中消失，而是成为其应用技术的一部份，或许未来也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生，前文所提到的数字音讯广播，其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术，同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，也将会结合两项技术的优点，一部份将是以CDMA的延伸技术。超级秘书网

六、结束语

对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来最复杂的技术系统。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，还将可能遇到一些困难。

首先，人们对未来的4G通信的需求是它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说最高可达到100Mbit/s，但手机的速度将受到通信系统容量的限制。据有关行家分析，4G手机将很难达到其理论速度。

其次，4G的发展还将面临极大的市场压力。有专家预测，在10年以后，2G的多媒体服务将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那时，整个行业正在消化吸收第三代技术，对于4G技术的接受还需要一个逐步过渡的过程。

因此，在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，使移动通信从3G逐步向4G过渡。

参考文献：

1、谢显忠等.基于TDD的第四代移动通信技术[M].电子工业出版社,2005.

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关键词：4G通信；关键技术；智能天线；特点

1 4G通信的简述

1.1 4G通信的定义

4G是第四代通讯技术的简称，G是generation（一代）的简称。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比目前的拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。

1.2 4G通信的特点

（1）传输速率更快。4G系统的目标速率对于大范围高速移动用户（250km/11）数据速率为2Mbi“s，对于中速移动用户（60 knl，}1）数据速率为20Mbi魄，对于低速移动用户（室内或步行者）数据速率为100Mbi洮；

（2）信道带宽更宽。研究未来4G信道的带宽将达到100MHz或更高，而3G网络的带宽在5～20MHz之间；

（3）系统容量更大。将采用新的网络技术（如空分多址技术等）来极大地提高系统的容量，以满足未来大信息量的需求；

（4）智能性更高。4G系统的智能性更高，它将能自适应地进行资源分配，处理变化的业务流和适应不同的信道环境，使得系统兼容性更高，4G网络中的智能处理器将能够处理节点故障或基站超载，4G通信终端设备的设计和操作也将智能化；

（5）实现更高质量的多媒体通信。4G系统能提供包括语音、数据、影像等无线多媒体通信服务，大量信息透过宽频信道传输，让用户可以在任何时间、任何地点接入到系统中；

（6）业务的多样性。在未来的全球通信中，人们所需的是多媒体通信，因此个人通信、信息系统、广播和娱乐等各行业将会结合成一个整体，提供给用户更广泛的服务与应用。

2 4G移动通信技术的关键技术

2.1 OFDM

OFDM即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Mullti-CarrierModulation，多载波调制的一种，OFDM技术有很多优点：可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率；适合高速数据传输；抗衰落能力强；抗码间干扰（ISl）能力强。

2.2 智能天线（SA）与多人多出天线（MIMO）技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术，智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量，其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射，同时通过基带数字信号处理器，对各个天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形，目前智能天线的工作方式主要有两种：全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。

2.3 编码调制技术

LTE上行调制方式主要采用位移BPSK（π/2-shift BPSK），QPSK和16QAM，下行主要采用QPSK，16QAM和64QAM，上行采用位移BPSK技术可以进一步降低DFT-S-OFDM的峰均比，此外，可以通过频域滤波、选择性映射（SLM）、部分传输序列（PTS）等技术进一步降低系统峰均比，在信道编码方面，LTE采用Turbo码，Turbo码采用了一种并行级联的结构，将卷积码和随机交织器巧妙地结合在一起，实现了随机编码的思想，译码采用软输入软输出（SISO）迭带译码算法，每个分量译码器都有三种不同类型的软输人：信息比特、校验信息、先验信息，各分量译码器之间插入交织器，构成迭代译码结构，使得译码器的输出比特逼近最大似然。

2.4 软件无线电技术

软件无线电就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等，即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成，软件无线电的核心技术是用宽频带的无线接收机来代替原来的窄带接收机，将宽带模数变换器（A，D）及数模变换器（D，A）尽可能地靠近射频天线，建立一个具有“A/D―DSP_D，A”模型的开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，从而使无线电的各种功能模块尽可能多的采用可编程软件来实现，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。总之，软件无线电是一种以现代通信理论为基础、以数字信号处理为核心、以微电子技术为支持的基于数字信号处理（DSP）芯片，以软件为核心的崭新的无线通信体系结构，在4G众多关键技术中，软件无线电技术是通向未来4G的桥梁，它不仅能降低开发风险，还更易于开发系列型产品，此外，它还减少了硅芯片的使用量，从而降低了运算器件的价格，其开放的结构也会允许多方运营的介入。

3 结论

随着科学技术的不断发展，现代通信时代已经步入4G时代，而且我国也已经颁发了4G牌照，因此，必须重视4G通信的中的关键技术，使其能够更好地为人民服务。

[参考文献]

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关键词：信号系统；CBTC；抗干扰

中图分类号： U45 文献标识码： A

1.CBTC的应用

随着计算机技术（computer）、通信技术（communication）和控制技术（control）的飞跃发展，传统的以轨道电路作为信息载体的列车控制系统逐步以利用3C技术为基础的“基于通信的列车控制系统”——CBTC所取代。

CBTC比之于传统的基于轨道电路的列车控制系统，有两个基本特点：

连续的、大容量的列车---轨旁双向数据通信技术。

不以轨道电路作为信息传输媒介，以应答器、计轴或其他形式能传送无线信号的装置作为降级的处理。

通信技术与控制技术的结合重新规划了城市轨道交通信号系统的结构与组成，为列车运行控制的未来发展开辟新的空间。目前国内CBTC的无线通信系统使用的2.4GHz ( 2.4 GHz～ 2.4835 GHz) 工作频段是国家规定的公用频段。此频段内，在限定发射功率指标下，无需申请批准就能使用，因此造成该频段应用业务和用户大量集中，潜在无线干扰普遍存在。

CBTC系统干扰源分析

便携式Wi-Fi

在信息高速发展的今天，利用移动终端随时随地实现无线上网（Wi-Fi）已逐渐成为人们生活中的必需品。通信运营商推出便携Wi-Fi设备（3G便携式段利用便携Wi-Fi实现无线上网）Wi-Fi无线上网亦采用2.4GHz开放频段，一旦引入地铁很可能会对CBTC无线传输系统带来干扰，从而严重影响地铁运营的安全性。

民用设备

地铁附近使用的微波医疗等设备会对地铁CBTC无线数据传输产生干扰，目前国内地铁曾经发生过类似医疗设备对CBTC系统干扰，从而对正常运营产生影响。

移动、电信运营商

移动、电信运营商的Wi-Fi系统引入地铁，在地铁内构建Wi-Fi公众使用的无线局移动域网，对车地数据传输产生干扰，一定程度上对列车正常运行产生影响。当然目前国内城市尚未全面无线覆盖，所以暂时地铁尚未引入Wi-Fi系统。

PIS系统。

PIS系统是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以车站显示终端和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统。无线的频段采用接入点（AP）天线作为和列车进行通信的手段，西安地铁2号线PIS系统采用5.8 GHz频段。

地铁线路间干扰

地铁形成线网后，换乘站（特别是同站台换乘）或者是联络线的同频干扰问题比较突出。因为两条线路的CBTC系统都采用相同的频段和信道，信号会相互渗漏，当渗漏的信号功率足够大时就会产生同频干扰。

不论是何种干扰源，也不论干扰源的功率大小，对地铁CBTC信号系统始终形成威胁，因此必须深入研究避免或者减少干扰的影响。

防止无线干扰的措施

CBTC 系统始终面对一个复杂的无线电磁环境，无线干扰是一个无法避免的问题，需要从以下3 个方面解决无线干扰对系统安全性的影响。

1． 在现行频段使用方式下，通过对性能指标参数的调整，完善优化无线技术，增强设备的抗干扰能力，适应更恶劣的环境要求。

2． 通过相应行政管理手段，为CBTC 无线通信系统设置专用频段，将使用公用频段引发的风险降到最低。但是存在频率规划和审批，以及在技术上和产品上能否取得设备厂商的支持等问题，需要进行详细研究和论证。

3. 城市轨道交通运营维护部门对地铁沿线的环境进行检测，通过周边环境制定相应的措施。

根据以上分析，以后在系统的选型、设计等方面可以从以下几方面深入考虑。

（1）双网双信道冗余设计

车-地无线通信网络采用双网冗余覆盖方案，沿线部署2 套完全独立的WLAN 无线网络，2 个网络分别使用信道1 ( 2401～2423 MHz) 和信道11 ( 2446～2468 MHz) ，2 个无线网络完全隔离，互为冗余。每列车车头与车尾安装2 套车载无线单元，分别接入轨旁2 个无线网络。2 个车-地无线通信网络并行工作，同步传递相同的数据报文，即使出现故障，单网通信中断，也不会影响数据报文的传输。

（2）跳频扩频设计

现有的WLAN技术，相对于直序扩频（DSSS），跳频扩频（FHSS）技术规避频率干扰的能力稍强于直序扩频技术，跳频技术具有更好的保密性和抗干扰性能。因此跳频技术具有带宽窄、功率谱密度高的特点，从而具有较强的抗干扰能力。此外跳频扩频技术是经由载波快速在不同频率中切换，并在接收与发射端使用一种虚拟随机的过程，所以可以很好的抵御外界同频干扰的问题。但是，由于它的信道不得大于1MHz，限制了它最大传输速度不能大于2Mbps。另外，FHSS必须在2.4GHz整个频段内周期性跳频，因此它也带来跳频上的开销。

（3）无线覆盖方式选择

采用合理的无线覆盖方式，有效增大有用信号强度，降低外界干扰信号强度，可以提高系统抗干扰能力。无线信号覆盖通常有3 种方式: 天线、漏泄同轴电缆和波导管。其中，车载天线使用定向天线，在保证自身设备场强覆盖要求下，降低覆盖范围; 而漏泄同轴电缆和波导管信号覆盖具有较强的方向性和较短的垂直覆盖距离，通过合理的布设可以有效减低外界干扰信号强度，提高系统的抗干扰能力。考虑到车厢内乘客使用设备的无线干扰，为了减少车厢内部无线漏油的干扰，可以考虑采取将车头、车尾与客室之间的隔板加装屏蔽措施，比如加装金属网格等，这样可以将便携式WiFi漏油器的干扰进一步屏蔽，减少了对CBTC系统的无线干扰。当然这种方式需要进行测试，对抗干扰的效果进行评定。

（4）城市轨道交通运营维护部门，也可以做以下工作，以减少无线干扰对行车产生的影响。

1）地铁维护部门根据无委的规定，定期对地铁内部环境进行检测，纳入设备维护管理的一部分内容。

2）考虑到车厢内乘客使用设备的无线干扰，为了减少车厢内部无线漏油的干扰，可以考虑采取将车头、车尾与客室之间的隔板加装屏蔽措施，比如加装金属网格等，这样可以将便携式WiFi漏油器的干扰进一步屏蔽，减少了对CBTC系统的无线干扰。当然这种方式需要进行测试，对抗干扰的效果进行评定。

3）使用频段环境清洁的5.8G频段

主要考虑5.8G频段相对2.4G频段来说，使用环境较为清洁，但是5.8G频段传输距离较短，无线覆盖范围较小，无线产品性能和无线场强覆盖方式都需要经过试验研究，以保证系统的可用性，满足CBTC 性能指标要求。

结束语

随着地铁建设事业的发展，越来越多的城市加入到地铁建设的大潮中，信号系统也由最初的固定闭塞发展到准移动闭塞、再到如今的移动闭塞系统，无线技术在地铁信号系统的应用标志着列车自动控制系统智能化程度进一步提高，同时随着无线设备在各行各业以及民用移动系统的普及，无线干扰问题对CBTC信号系统的威胁也日益突出。在这里提出这个问题，也是希望和同行们进行交流，以便大家探讨出较好的无线抗干扰措施。

参考文献

[1] 孙思南，轨道交通基于通信的列车控制无线系统干扰性研究[学士论文]，上海交通大学，2007.7

[2]林瑜筠.城市轨道交通信号（第二版）[M].北京.中国铁道出版社，2010.7.