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有线传输技术论文

时间:2023-03-28 15:17:47

有线传输技术论文

有线传输技术论文范文1

关键词:网络文件;传输机制;TCP;UDP

中图分类号:F49

文献标识码:A

文章编号:16723198(2013)01017001

0引言

网络信息技术的发展给我们的工作与生活带来了极大的便利,推动了信息在用户之间的快速流通。伴随着我们当前网络信息技术在日常生活中的普及,我们所需要的许多文件都是通过网络进行传输的。本文就对网络文件的传输机制问题进行了分析与讨论。

1TCP与UDP协议相关理论概述

1.1TCP相关理论概述

TCP是TCP/IP体系中面向连接的运输层协议,它提供全双工的和可靠交付的服务。所谓“面向连接”的含义就是在正式通信前必须要与对方建立起连接,否则通信就会无法进行。这种连接是实时的,只有双方都在时才能通信。

1.2UDP相关理论概述

UDP是面向非连接的用户数据包协议。“面向非连接”的含义是指在正式通信前不必与对方先建立连接,不管对方状态如何直接发送数据。UDP协议适用于可靠性要求不高的应用环境,或者根本不需要建立可开连接的情况。所以说,UDP协议能够快速的发送数据,降低系统连接时的消耗。

表面上看起来,UDP好像比TCP的速度更快,因为相比较UDP协议而言,TCP协议更加复杂一些,但是实际上并不完全是这样,特别是针对那些具有较强可靠性的应用,它们所需要的就是网络文件传输的稳定性与可靠性。在这种情况下,我们往往就会选择TCP协议。

2网络文件传输机制中的多线程技术应用

2.1多线程技术的定义

所谓多线程技术指的就是这样一种机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,各个线程之间彼此互相独立。它和进程一样拥有独立的执行控制,由操作系统负责调度,二者的区别在于线程没有独立的存储空间,而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间,这使得线程间的通信远较进程简单。

2.2文件传输中多线程技术的引入

为了能够让文件在网络传输过程中能够更快速,我们有必要应用多线程技术。使用多线程传输文件时,发送端和接收端在读写文件时必须把文件共享属性设置为Cfile::shareDentNone。这是因为在发送端会有多个线程同时只读一个文件。

3影响网络文件传输速度的因素分析

要想实现网络文件传输的最优状态,就应当充分掌握影响网络文件传输速度的各项因素。笔者通过分析现有理论以及自身的亲身实践,认为能够给网络文件传输速度带来较大影响的因素主要有以下两个方面:

3.1单词读取文件的大小

网络发送端每一次所读取的文件所包含的字节数以及网络接收端每一次写入文件所包含的字节数都会对网络文件的传输速度产生极大的影响。基于硬盘的读写性质,我们在进行读盘以及写盘的时候最好读入或者写入N个字节的数据(N为扇区的大小)。通过这种操作方式,能够加速文件被读入缓冲区以及写入磁盘的速度。

3.2套接字的个数

网络文件在传输过程中,通常状况下都是一个线程单独获取一个套接字。在这种模式下,套接字的数量也就等于传输线程的数量。这样就会产生这样一个问题:套接字的个数越多是不是就意味着网络文件的传输速度就会随着而增长呢?实践证明,而这并不是成比例增长的。比如,当我们在开展“一个线程单独获取一个套接字”的编程过程中,当套接字的个数(同线程的个数相等)到达一定规模时,如果再使套接字的数量持续上升,那么所表现出来的对于传输速度的提升就会越来越弱。在套接字的数量达到临界值以后,甚至还会降低传输速度。

通过上述分析可以看到,通过综合分析系统性能以及传输性能,假如选择“一个线程单独获取一个套接字”的模式进行编程,那么套接字数量的选择应当同处理器的能力相适应,不能设置的太高。

4结束语

通过上述几个部分的分析与论述,我们可以看到,将TCP应用于网络文件的传输具有更强的稳定性以及可靠性。在应用TCP开展网络文件传输过程中,为了更高效的促进网络文件的传输,还需要将多线程技术引入进来。本文在分析过程中涉及到了网络文件传输过程中的一些影响因素,希望能够对我国当前网络文件传输机制的不断完善提供一点可借鉴之处。

参考文献

[1]王国忱,娄丽娜.TCP服务器端程序的一种实现[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2009,(06).

有线传输技术论文范文2

【关键词】5G时代背景;有线电视传输;探索

5G技术在传输安全、传输速率等方面体现出来的技术优势使得无人驾驶、人工智能、智能家居、虚拟现实等网络技术的研发和科技成果的展现成为可能。传统广播电视网在5G时代背景下,如何充分挖掘和利用5G的技术优势,实现当代媒体的技术转型和创新模式,是迄今为止该领域探索的重点课题。有线电视传输作为传统广播电视网的核心内容,凭借着5G的传输优势来实现领域内的核心技术发展,是使其顺利融入数字电视网的关键要素。在5G技术的时代背景下,有线电视传输系统要精准把握5G时代的历史机遇,探索更加优质的有线电视传输路径,充分迎合客户对于有线电视网的生活需求。

一、5G技术概述

5G网络(5Gnetwork)属于第五代移动通信网络,峰值理论传输速度可以达到每秒数10Gb,是4G网络传输速度的成百倍。比如,现代一部1G超高画质电影的下载速度是3秒钟。5G技术性能的标准是实现高数据速率,减少延迟,降低成本,节省资源消耗,提升系统容量,建立规模性的设备连接。从2019年4月份开始,华为同国网南京供电公司、中国电信江苏公司联合组织,成功完成了业界首次真实电网环境的电力切片技术测试结果,与此同时,这也是国际上首例基于最新3GPP标准5GSA网络的电力切片测试。本次测试的成功彰显出5G跨入垂直行业的实践历程进入到了一个崭新的阶段,迎来了5G技术发展的春天。

二、有线电视传输态势下的5G技术优势

与4G取代3G带动了微信、微博等网站客户端技术的崛起相比,近些年以来随着5G技术的逐渐成熟,5G取代4G所体现的技术优势更加明显,丰富着现代人的生活。5G作为第五代移动通信技术,是在4G技术的基础上所衍生和发展起来的新型技术模式,性能方面优越于4G移动通信技术,不仅可以把网络连接的时间缩短到毫秒级,而且可以给用户带来最少0.1~1Gbps的速率、每平方千米100万的连接数密度,充分满足了现代客户的需求。这些方面的技术优势推动了5G时代有线电视网络技术的发展。

(一)高速率

同目前的4G的传输速率比较,5G时代背景下5G传输率在4G基础之上得到了数倍的提升,这样就会使用户对于有线电视的体验度提升,给用户带来全新的观看体验,享受到了优质的有线电视服务模式,挖掘出有线电视网络服务的技术潜能,突破了有线电视的技术和服务模式。

(二)低时延

有线电视的低时延对于满足用户的体验定位具有卓越的效果,充分有效的用户体验定位与有线电视信号传输的速率和延时均存在着一定的联系,若时延存在过高的情形,用户的电视观感体验效果就会大打折扣,直接制约有线电视的使用效果。在5G技术背景下毫秒级的时延可以为用户带来升级性的观看体验,为用户提供了更加精准、到位、实时的节目动态和内容,极大地提升了有线电视节目的直观性和流畅性。

(三)高连接数密度

网络连接可以充分彰显出网络下载功能的效益,在5G时代背景下所进行的有线电视传输,5G的高连接数密度技术,不仅可以使同一网络布局同时和电视终端进行连接,同时也可以和别的智能终端相连接,彻底突破了用户连接数量的限制,体现了有线电视终端技术的优势。

三、5G技术对于有线电视传输的影响

5G技术作为一种新崛起的技术模式,有待开发和完善,在有线电视传输的应用中通过技术的研发来充分迎合用户的现代观感需求。

(一)实现交互式传输

未来的电视传输技术将由单一的传输模式向双向性的传输模式进行转变,广大用户除了可以观看电视节目,还可以凭借着有线电视实现与别的主体信息建立互动交流模式,5G技术的高速率和高连接数密度属性为有线电视在实现这些技术维度的过程变为可能。

(二)优化传输质量

传输质量会影响有线电视传输的效果,从而直接影响到电视用户的观看体验和效果。尽管迄今为止的传输技术已经充分达到最佳效果,通过技术的改进,消除了传统信号在传输过程中干扰的现状。但是传输速率、传输路径等方面的技术能力不足,传统有线电视传输质量偏低是该领域不能回避的问题。5G技术自身所具备的高连接密度和高传输速率的优势使有线电视传输的模式更加自由、无束、高速、流畅,使有线电视信号传输功能趋于稳定。

(三)提升传输速率

与现代兴起的其他媒体网络相比,有线电视传输媒体信息储存力度不够,限制了用户的观感体验。5G技术所具备的高效传输技术可以提升有线电视信息传播的速度,使用户在观看电视节目的时候,第一时间获取电视传输信号,使误差和时延降到最低,从而深度满足电视体验用户对节目速率的要求。

四、在5G时代背景下有线电视网络工作要点探析

经过上述的有线电视传输视角入手,对5G背景下技术的未来发展展开的讨论就可知道,5G技术对于有线电视的传输是具备绝对优势的,该技术优势可以充分提供给用户够用、耐用、价格低廉、安全、个性化等方面的需求,进而推动传统有线电视技术的发展历程。从目前的5G技术的开发力度和应用情形出发,与现实需求依然存在着巨大的落差,需要从有线电视网络技术领域入手展开研究和探索。5G时代背景下有线电视网络技术的发展应该从如下几个方面来展开讨论:

(一)进行资源优化整合

随着数字化技术的发展,新型网络媒体的崛起,新旧媒体的融合之路被进一步打开,加上国家所提倡的“三网融合”数字化网络战略措施的颁布,使得各大网络优质资源所进行的整合成为未来技术发展的主要趋势。在5G时代背景之下,有线电视网要拓宽研发渠道,同5G技术资源展开合作,引入更多的优质资源加入到有线电视传输技术的发展历程中,在技术创新的基础上不断扩展自身的发展道路。在优质资源的整合历程中要摆脱传统观念的束缚,把可以推动有线电视网络发展的优质技术和资源都纳入到该体系的研发过程中,推动电视传输技术走向高质量的发展轨迹。在发展过程中要致力于多个视角,比如把自身具备的传播力资源同科技时代的网络文化创意深度结合,在进行网络文化创意传播的过程中,为自身打出品牌效益,满足有线电视传输技术的发展路径。

(二)打造优质内容

尽管在5G时代背景下传统的广播电视媒体行业受到了新媒体的冲击,影响了有线电视市场的整体发展格局,但是与此同时也为有线电视传输领域的发展带来了技术创新的生命力。在当代5G技术背景下,有线电视网络技术创新非常重要,增加更多优质的内容可以丰富电视内容,带来良好的观感体验,吸引更多的受众群体。迄今为止,尽管5G技术对有线电视传输模式、传输速率等方面进行了调控,但是依然有很多问题无法解决。因此,需要掌握用户对于内容的需求,充分利用有线电视内容制作方面的高质量需求,优化有线电视网络环境,促进有线电视网络传输技术的发展。

(三)立足于用户体验的发展核心

在5G时代背景下,无论是5G技术的开发和应用,还是有线电视台传输质量的提升,都是为了拓宽有线电视的市场,吸引更多的受众,为用户提供更多、更全面的使用模式,使其对有线电视网络的关注度提高,重新审视有线电视网络的现代价值。因此,5G时代背景下该技术在有线电视传输内容的构建过程中应该考虑到用户的体验需求,深度迎合用户的个性化和普遍性需求,通过5G技术资源优势的整合利用,满足用户的个性需求和多元化的生活需求,只有如此才可以保证5G技术的开发市场充满活力,确保5G时代背景下有线电视传输功能走向卓有成效的发展道路,使传统电视媒体走向现代化的发展道路。

结语

随着网络数字技术的不断渗透,5G时代背景下5G技术开始广泛普及和深度推广,在各行各业中发挥着重要的作用。在人类不断进入5G时代的今天,在当下多样化的媒体发展形势之下,有线电视传输工作既具备一定的发展优势,又面临着市场的挑战。只有凭借着5G技术来打造一流的有线电视传输内容和模式,才可以通过拓宽5G的技术潜力,满足自身的发展的需求,实现有线电视传输技术的顺利运行目标。当今5G时代背景下5G技术的研发和利用尚处于初级阶段,有好多潜在的问题和状况亟待解决和讨论,只有充分迎合5G科技发展的潮流,不断丰富和完善5G技术资源开发历程,才能为未来5G的发展前景开辟新的道路。

参考文献:

[1]耿培军.试论有线电视传输干扰及其排除方法[J].中国新通信,2017(10)50.

[2]周方春.5G时代对有线电视传输的影响[J].中国有线电视,2018(08):908-910.

[3]肖立.浅谈5G时代新媒体的发展[J].广播电视信息,2016(10):30-33.

[4]李远东.5G实现移动通信与电视广播的无缝融合[J].卫星电视与宽带多媒体,2014(04):21-25.

有线传输技术论文范文3

关键词:无线通信技术;物理层安全技术

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)04-0017-02

1 引言

无线通信技术的快速发展和广泛应用,丰富了人们的日常工作和生活,尤其在军事通信应用领域,极大地提高了战场的通信能力和作战水平。然而,由于无线通信信道的固有的广播性、开放性以及传输链路的不稳定性,使得无线通信系统相比于传统的有线通信系统更加容易受到非法用户的侦查、截获和监听,带来传输数据失泄密问题。近几年来,发生的“棱镜门”、“小米移动云泄密”、“金雅拓SIM卡窃密”等事件,无不印证着信息安全在无线通信领域的重要性。因此,设计安全、高效且可靠的无线通信系统在涉及国家安全、战场通信、商业机密等应用场景中,将起着举足轻重的作用,安全通信技术的创新和发展是增强国防现代化水平,提高国与国之间竞争力的重要途径,得到了国际社会的密集关注和重视。

传统的安全技术采用以密钥管理、数字签名、身份认证等技术为主的密码学体制,其安全机制建立在计算密码学方法的基础上,借鉴计算机网络中上层协议的设计来保证信息的安全。传统的安全技术主要依靠破解生成密钥需要极高的计算复杂度来保证加密算法的有效性,然而,随着计算能力的提高和信息传输场景的多样化,传统的密钥体制日益受到挑战,其局限主要表现在以下几方面:1) 随着计算机性能的大幅提升,特别是量子计算机的出现,以计算复杂度为理论基础设计的现代密码学加密算法存在着安全隐患;2) 由于无线网络中信息传播的广播特性和系统中终端设备的移动性,使得密钥的在线分发、维护和管理更加困难;3)随着传统网络呈现出的多样性、异构性以及用户与用户之间交流、用户与基站之间交流的频繁性等特点,传统的加密方式无法发挥有效的作用。因此,探索一种新的安全传输技术来克服传统安全技术的不足,构建更加科学完善的密码体制是一个极具研究价值的课题。

近期,物理层安全技术(Physical Layer Security, PLS)的提出,为无线通信安全问题的解决开辟了新的方向,其核心思想是从信息论的角度而非仅仅通过增加计算复杂度来保证网络的信息安全。物理层安全技术利用无线传输链路的动态特性,依靠信号处理、天线、编码调制等物理层手段,在避免窃听方获取信息的同时,提供给通信方可靠的、安全可量化的通信,是解决无线通信系统中安全问题的一个新思路,具有广阔的研究和应用前景。

2 物理层安全技术

物理层安全的研究主要从两个方面进行着手:一是基于信号处理的物理层安全,二是基于安全编码的物理层安全。物理层安全编码是实现安全传输的基础,其通过主窃信道之差,从信息论的角度,来避免信息的窃听,在主信道传输质量优于窃听信道传输质量时,可以从理论上确保完美的安全传输;另一方面,通过信号处理手段,可以有效利用无线通信系统的各种资源来进一步地提高主窃链路的差异性,为安全编码的实现提供坚实的基础。本文着重从信号处理的角度,对物理层安全相关的技术进行介绍和展望,其主要包括多天线分集技术、协作干扰技术和全双工技术等等。

2.1 多天线分集技术

随着无线多入多出(MIMO)技术的应用,终端往往具有多根发送和接收天线。多天线技术主要利用空间自由度来实现安全。对于发送端的多天线技术,主要有最大比传输(MRT)、空时编码传输(OSTBC)和发送天线选择(TAS)等方案。最大比魇浼际跤殖莆波束成型技术,其通过对多跟发射天线进行系数的加权处理,增强接收端的信号强度;空时编码技术则利用发端多天线带来的空间维度和信息传输的时间维度来提高信息传输的安全可靠性;发送天线选择技术通过选择最优的一根发射天线,使得接收端收到的瞬时信噪比最大,而该最优天线对于窃听用户端而言却是随机的,从而使得主信道质量优于窃听信道质量。在这三种技术中,由于发送天线选择仅仅需要单个射频链路,其复杂度最低,因而得到了广泛的研究。文献[1]分析了发送天线相关时,利用天线选择来实现物理层安全的性能;文献[2]中研究了信道信息反馈不完全情况下的安全性能分析;文献[3]则考虑在无线瞬时携能多入单出系统中,天线选择和信道信息反馈不完全情况下的安全传输,从上述文献中可以看到,天线选择技术可以有效地提高系统的物理层安全传输能力。

对于接收端的天线分集,由于每根天线均收到信号的一个副本,可以利用多天线技术如最大比合并(MRC)、选择合并(SC)和等增益合并(EGC)等相关技术来提高终端的接收能力,从而提高合法链路的传输质量。

图 1所示为多入多出无线通信系统中,发端和收端天线数目对系统安全传输能力的示意图,从图中可以看到,随着发端天线选择数目的增加,系统安全传输能力明显提高,而终端天线数目的增加则进一步地提高数据传输的安全性。

2.2 协作干扰技术

协作干扰技术是实现物理层安全传输的重要手段之一,在不影响合法终端正常通信的前提下,通过在传输信道的零空间上叠加人工噪声和干扰信号来扰乱窃听节点对信号的接收。人工噪声或者干扰信号可以分别在发送端[4]、接收端[5]和协作终端[6]上进行叠加。文献[4]在多入单出无线通信系统中,利用发端天线在传输信息的同时,发送干扰信号来提高传输的安全性能,并研究了系统功率分配的优化问题和传输方案的安全吞吐量。文献[5]在放大转发中继系统中,利用目的节点发送干扰来实现安全通信,并通过干扰功率分配的优化,实现最优的安全传输;文献[6]中考虑不完全信道状态信息的条件下,研究了多天线协作干扰机辅助的安全传输性能。

通过以上文献可以发现,协作干扰技术恶化了窃听信道传输质量,同时也避免了对合法用户的干扰,能够有效地满足信息的安全可靠传输。从图 2中也可以发现,随着主窃链路差异的增大,安全传输能力不断提高,而干扰机和发送天线数目的增加都可以提高系统的安全性。

2.3 基于信道估计的物理层安全技术

前面所述的多天线技术和协作干扰技术,都是利用主窃链路信号的差异来实现安全,这些技术都是在信号传输阶段起作用;而信号传输之前往往需要先对信道状态信息进行估计。可见,通过干扰、限制窃听用户对信道状态信息的估计能力,可以恶化窃听用户在数据传输阶段的有效信噪比以及对信息的破译能力,因此,差异化信道估计(DCE)也是实现物理层安全的重要手段之一。当前针对DCE的研究主要有反馈与再训练DCE方案[7]和双向训练方案[8]。

文献[7]中在多入多出信道中,设计了合法用户与窃听用户之间差异化信道质量的估计方案,该方案中通过巧妙地将人工噪声合理地加入到训练信号的零空间中,并优化合法用户的信道估计性能,限制窃听用户的估计能力,提升了系统的传输安全性。该方案的不足在于信道估计过程需要多个阶段的反馈与在训练,使得数据帧报头过长,效率低下;为此,文献中[8]对文献[7]的方法进行了改进,提出了双向训练的方案,其利用目的节点而不是基站来发送初始训练信号,窃听用户收到的信号仅仅包含合法用户到窃听用户之间的信息,而不是基站到窃听用户之间的信息,从而巧妙地避免了窃听端对初始训练阶段的估计。

3 总结与展望

本文比较了传统安全传输技术与物理层安全技术的差异性,研究了物理层中的多天线分集技术、协作干扰技术和基于信道估计的物理层安全技术。随着研究的不断深入,物理层安全技术仍然有很大的提升空间,首先,物理层安全技术实现的基础是安全编码,如何设计优异的码字对于提升安全通信能力非常重要;其次,多天线灵活的天线配置,为安全传输提供了额外的自由度,合理地设计天线和发送功率的配置,可以进一步地优化系统的安全传输能力;最后,当前研究主要是针对被动窃听的场景,而对于主动窃听和攻击模式时,现有的安全传输方案往往比较脆弱,探索跨层联合传输方案来保障无线通信系统的安全传输,将具有非常重要的研究意义和现实价值。

参考文献:

[1] N. Yang, H. A. Suraweera, I. B. Collings, and C. Yuen.Physical Layer Security of TAS/MRC With Antenna Correlation[J].IEEE Transactions on Information Forensics and Security, 2013,8(1): 254-259.

[2] X. Jun, T. Yanqun, M. Dongtang, X. Pei, and W. Kai-Kit.Secrecy Performance Analysis for TAS-MRC System With Imperfect Feedback[J].IEEE Transactions on Information Forensics and Security, 2015,10(8): 1617-1629.

(下D第23页)

(上接第18页)

[3] G. Pan, H. Lei, Y. Deng, L. Fan, J. Yang, Y. Chen, and Z. Ding.On Secrecy Performance of MISO SWIPT Systems with TAS and Imperfect CSI[J].IEEE Transactions on Communications, 2016(99): 1-1.

[4] N. Yang, S. Yan, J. Yuan, R. Malaney, R. Subramanian, and I. Land.Artificial Noise: Transmission Optimization in Multi-Input Single-Output Wiretap Channels[J].IEEE Transactions on Communications, 2015,63(5): 1771-1783.

[5] K. H. Park, T. Wang, and M. S. Alouini.On the Jamming Power Allocation for Secure Amplify-and-Forward Relaying via Cooperative Jamming[J].IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2013,31(9): 1741-1750.

[6] X. Chen, J. Chen, H. Zhang, Y. Zhang, and C. Yuen.On Secrecy Performance of A Multi-Antenna Jammer Aided Secure Communications with Imperfect CSI[J].IEEE Transactions on Vehicular Technology , 2015(99):1-1.

有线传输技术论文范文4

关键词 光纤;通信;技术;改进

中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)116-0225-02

0 引言

当前通信领域的传输技术分为有线传输技术与无线传输技术两类,有线传输技术主要是通过电缆或者是光缆,借助于光电信号实现信息在端头之间的传送。无线传输技术则主要是依靠电波进行的信息的传递。虽然当前无线通信网络技术飞速发展,但是有线传输网络仍然在通信网络中占有着重要的主导地位,由于在信号的稳定性以及速度方面的优势,有线传输网络仍然承担着大量的信号数据传送与连接工作,特别是光纤通信技术,在通信技术领域发挥了非常重要的作用,对于实现我国通信业务的发展发挥了重要的作用。

1 光纤通信技术概述

光线通信技术主要是将信号源转换成为光,并将其作为载体,利用光导纤维作为传输介质的通信技术。现阶段光纤通信技术已经基本取代架空明线传输技术、同轴电缆传输技术、绞合电缆传输技术等成为当前最主流、应用最广泛的通信技术。数字光纤通信系统主要是由光发送机、光纤、中继站以及光接收机等几部分组成,形成整个通信的中间传输结构。光发送机主要是将数字信号进行转换,进而通过光源器件发送能够携带信息的光波,作为信号源传输到光纤线路之中。光纤线路则将光发送机的信号在控制失真以及衰减状态下,传送到光接收机端或者是中继站。中继站主要是对于传输距离较短的情况,通过中继器将已经出现衰减与畸变的信号进行整形放大,再生形成具有一定长度的光信号,继续送入光纤中进行传输,主要是为了确保光信号的传输质量。光接收机则将光纤线路中输出的微弱光信号转换为电信号,并经过放大处理以后转换为发射之前的电信号。

2 光纤通信技术的优势分析

光纤通信技术相比于架空明线传输、同轴电缆传输技术、绞合电缆传输等有线传输技术而言,技术优势非常的明显,主要表现在以下几方面:

1)光纤通信信息容量大。光纤通信相比其他的信息通信技术,特别是相比于传统的明线、同轴电缆、微波等,传输容量有了极大的提高,能够超出这些传统有线传输的数十倍甚至上百倍的传输容量;

2)光纤通信中继距离较长。由于光纤通信技术衰耗系数非常低,因此相比于电缆、微波等传统的传输技术,光纤通信的中继距离非常长,特别适用于长途一、二级干线通信,这非常有利于降低通信传输成本;

3)保密性能好,抗干扰能力强。由于光波只是在光纤芯区进行传输,因此基本上能够避免泄露问题,保密性能非常好。而且光纤主要材料就是石英材料,因此不会受到强电磁场或者是高压电力线路的干扰,环境适应性较强;

4)价格低廉,易于维护。由于光纤材料主要是二氧化硅,因此光线的制作成本非常低,而且管线的敷设方式简单灵活,可以通过直埋、管道敷设、水底和架空等多种方式进行敷设,因此也非常便于施工维护。

3 光纤通信技术改进发展趋势分析

1)波分复用技术。所谓波分复用技术就是通过在一根光纤中同时传输多种波长的光波,进而扩大管线的通信容量。这种技术就是在光发送端,将不同的信号转换为不同波长的光波,然后借助于合波器完将不同波长的光波合成一束光波进入光纤进行传输。在光的接收端则采用分波器将不同的光载波分离开来。其中合波器与分波器主要使用半透镜与滤光片、自聚焦棒与滤光片以及平面光栅与偏振光栅等几种技术实现;

2)相干光通信技术。相干光通信技术主要是通过在光发送端发送具有谱线极窄、频率稳定、相位恒定等特点的相干光,并通过采用SK、ASK和PSK等技术进行调制,然后在接收端通过采用光耦合器和光混频器,将这些相干光载波与本振光源发出的相干光进行混频与差频,在将信号放大以及检波之后,即可完成信号的传输。相干光通信技术可以有效的提高光纤通信的传输容量,对于提高光接收机的灵敏度也具有重要的作用;

3)超长波长光纤通信技术。随着信息容量以及阐述距离的不断增加,对于光纤传输中光的损耗与色散也提出了更高的要求,具有低损耗和低色散的单模光纤在光纤通信中将被逐步广泛应用。例如采用氟化物光纤或者是金属卤化物光纤,可以将光的损耗降低至10-2~10-5dB/km,这将会大大的延长光纤的中继距离;

4)光孤子通信技术。由于大容量的光纤通信技术要求必须具有较窄的光脉冲,由于窄光脉冲经光纤传输后因光纤的色散作用而出现脉冲展宽现象而引起码间干扰,实现光纤通信的大容量、长距离传输必须解决脉冲展宽问题。光孤子通信技术就是利用通过注入足够的光强密度,产生较窄的光脉冲信号,进而实现大容量的光纤通信技术;

5)光传送网技术。光传送网技术作为一种以波分复用与光信道技术为核心的新型通信网络传送体系,主要是由光分叉复用、光交叉连接、光放大等几项基本的网元设备组成,相比传统的光纤传输技术而言,光传送网技术具有传送容量大、能够对承载信号语义透明性及在光层面上实现保护和路由的功能。光传送网最大的特点就是能够实现多种客户信号封装和透明传输,而且由于复用、交叉和配置的颗粒显著提高,因此对高带宽数据客户业务的适配和传送效率得到了大幅度的提高。

4 结论

随着科学技术的不断发展,各种卫星通信技术、无线通信技术以及有线传输技术都在不断的发展前进,而且不同的通信传输技术正不断的实现兼容匹配,这为有线传输技术的发展带来了新的契机。由于光纤通信技术已经成为有线传输技术的主要应用形式,因此进一步拓展光纤通信技术的大容量与长距离中继,已经成为当前技术研究应用的重点,这对于推动通信技术的不断应用发展也具有重要的作用。

参考文献

[1]吴立峰,尹凤杰.电信传输工程信息管理技术要求[J].中国新通信,2013(6).

有线传输技术论文范文5

[论文摘要]蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划,不需要透过实质线路,在一定的距离范围内,可以传输可观的资料量,当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达,而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机,只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输,眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输。

一、前言

越来越多数字电子产品借着新科技提升本身的性能和实力。以目前发展的趋势来看,未来消费性电子产品将有两个重要的发展指标,一是使用蓝牙技术这类开放技术,以无线,局域网络,可携带式设备成为网络体的延伸。另一项则是内存规格的统一,加密以及轻量化应用。

无论您喜不喜欢,“蓝牙计划”这个名词几乎已到了无孔不入的境界,不论是商业财经台还是一般大众电视台,都不只一次以上报导这个计划的进展与新闻,话虽如此,但却很少人了解此计划的原意与来龙去脉,只知道有这样一个计划正如火如荼地进行,且声势浩大、似乎充满无限希望。可预见的,未来与蓝牙计划相关的新闻只会更多,因为计划正一步步实现中。

蓝牙(Bluetooth) 简单讲就是一种电信、计算机的无线传输技术。单从字面上很难了解蓝牙是个怎么样的技术,他不像“GSM”一样可以望文生义。简单的说蓝牙是一种无线网络与消费性电子产品之通讯技术,透过无线传输和基频模块构成,其快速响应和跳频系统的特性使无线传输更佳稳定。可以应用在各种电子产品如:笔记型计算机、行动电话、数字相机和其它相类似电子产品等。

二、蓝牙的缘起

蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划,不需要透过实质线路,在一定的距离范围内,可以传输可观的资料量,当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达,而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机,只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输,眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输,包括PDA、笔记型计算机、车用装置等等。蓝牙计划的发起,主要是1998年5月,由Ericsson(爱立信,瑞典)、Intel(英特尔,美国)、NOKIA(诺基亚,芬兰)、IBM(国际商务机器,美国)、TOSHIBA(东芝,日本)等五家公司,共同组织一个“特别参与组织(SIG,Special Interest Grou)”称为Bluetooth SIG,以此组织来制定一套短距离的无线传送、接收的技术规格。

三、浅谈蓝牙技术

蓝牙计划虽是1998年开始,但是蓝牙的技术根基却来自1997年制订完成的无线局域网络通讯协议:IEEE-802.11。

蓝牙基本上也是运用射频(RF)方式进行无线通讯,至于使用的频带范围,则是使用2.45GHz,这个无线电频带是全世界共同开放、不受法令限制的频带,举凡工业、科学、医疗(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波炉等都是使用2.45GHz的频带。

由于这个频带被广泛使用了,那么使用此频带进行通讯,绝对是很容易收到干扰的,因此蓝牙规格被设计成可跳频通讯,能够在一秒钟内进行1,600次的跳频动作,此这样的动作避免其它通讯的干扰。由于每秒1,600次的快速跳频,这也使得蓝牙无线收发的数据封包不能太长,否则不能满足如此频繁的跳频次数,所以蓝牙短封包、快速跳频的特性,也使其无线传输能抗干扰、更稳定通信。

蓝牙规格已经正式公布v1.0版,规格方面算是踏出成熟的第一步,接下来就是商品化、投入实际制造的阶段。而要让蓝牙迅速普及,就是在既有的用途装置上,追加设计蓝牙功能即可,以节省开发时间与成本,为此蓝牙射频模块就成为非常重要的一项零组件。

蓝牙射频模块一方面要够便宜,才可能快速普及,另一方面也要够小巧,才能适用于所有的需求装置上,目前专家推估射频模块的成本必须低于5美元才能普及,而各家公司也正加紧将射频模块设计地更精小、更便宜中。

四、蓝牙技术的应用

蓝牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的无线通讯能力,因此蓝牙技术可以舒缓若干问题,例如可以直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音,等于是把蓝牙通讯当成无线电话的功能。

另外对于小公司、小环境等,也可以省去布设实质线路的成本,以及后续线路维护的困扰。还有蓝牙可以指定隔绝与通行的通信功能,也等于可以建立无线的LAN环境、小族群通讯环境。

五、蓝牙技术的展望

(一)蓝牙收发话器对健康的好处。由于手机有高功率的电磁波,据报导证实电磁波会对人体造成伤害,所以有了蓝牙,你将可以把一个小小的蓝牙附件装在你的大哥大, 然后把收发话器戴在你的耳朵(由于蓝牙应用的是低功率,所以不会对人体有任何伤害)。准备好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里讲电话,不必把电话紧贴的脸,甚至按下收发话器上的按钮就可以直接接听来电。

(二)比一般传统式红外线传输更快,且不用对准两个传输端口成一直线。蓝牙科技在传输方面的好处就是,它能够允许两个装置,在不排成一直线的状态下,还能够以无线的方式传送数据。不像红外线传输最大的缺点是, 你必须对准两个传输端口成一直线才有办法传送数据。蓝牙传输甚至无视于墙壁、口袋、或公文包的存在而可以顺利进行。蓝牙的数据传输速度比红外线传输还要快,每秒钟高达1MB。

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(三)手表可自动对时间,无线下载Mp3。只要将来手表有内建蓝牙且有Mp3拨放功能,这样一来将可自动设定为标准时间,且可很方便的随时从计算机传输歌曲。

(四)其它还有很多很多,只要现在是要接线的,都有可能会被蓝牙所应用。蓝牙技术一旦普及,相信对通讯方式、产品设计、生活方式等都会有巨幅的冲击,甚至很难想象冲击的程度。不过就现阶段而言,蓝牙可能带来的便利却是可以想象的,各位可以想象家里安装一个蓝牙收发基地台,家中的计算机、电话、传真机都不用实际接线,就可以互通或连外。在公司内外务人员赶时间,只要在蓝牙收发范围内都可以传送数据,例如咖啡厅、车站等都可以。此外仓库的盘点盘查,只要带个PDA,仓库内设有蓝牙基地台,马上可以跟全省各地的仓库进行盘点加总,当然,蓝牙基地台后面有接往Internet,或是以公司专线,或VPN方式连接。另外数字相机拍完的相片,只要接近笔记型计算机就可以回传,省去记忆卡的插拔,既有计算机外设装置也都可以无线化,无线打印机、无线键盘、鼠标、摇杆。还有家中、公司都设有蓝牙基地台,则一支具有蓝牙功能的手机,在家就可以跟居家无线电话一样使用,而且是付居家电话费,在公司则变成自己的办公分机,公司替您付电话费,而在外出时就跟一般行动手机一样使用,这样真正落实一人一机终生用的理想,这种方式也被人称为三合一电话,即是居家、办公、行动电话三者合一。

六、结束语

蓝牙技术一定会飞速发展,但仍然有一些应用的细节问题需要解决,如相邻设备之间为防止信息误传和被截取,必须要用户提前设置对应频段等,严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程,蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。

参考文献

[1]Nathan J.Muller Bluetooth Demystified(影印本).人民邮电出版社。

[2]金纯,许光辰,孙睿. 蓝牙技术. 电子工业出版社。

有线传输技术论文范文6

随着现代科学技术的飞速发展,我国的船舶行业也得到相应的支持,船舶的制造、管理手段有了明显进步,相对于船舶的建造、质量、管理等方面也都提出更高的标准要求。现代船舶的管理理论是将无线传输技术融入到船舶远程管理中,形成一项专业技术理论的管理方法。本文中对无线传输技术下船舶远程管理进行研究。

【关键词】无线传输技术 船舶 远程管理

船舶的建造通常投资大、造价高、建造环境差、施工地点多变,为了提高船舶的有效运行和可靠性,船舶的管理方法需要得到创新。随着自动化技术和无线传输技术的发展,基于无限传输技术在船舶的远程管理中得到了大量应用。

1 无线传输平台在船舶远程管理中的应用

无线传输平台包括了船台端、服务端和客户端三个层面。运行的原理是:船台端的数据通过无线网络接入到Internet,由Internet接入到服务端,再将数据存储于数据库中。用户可以在客户端通过访问服务器对船舶进行实时监控。无线传输系统可以支持多个客户端的运行。

无线传输的内容包括船舶定位系统数据(DPM)、系统监控数据(SCADA)和系统报警数据(AMS)。

DPM能够显示出船舶的运行现状;SCADA能够采集到监控数据和控制系统,显示出全船的机械控制和状态;AMS能够显示出船舶设备运行的状态并能够激活报警系统。

2 无线传输技术在船舶远程管理中的应用

无线传输技术分为5种技术:VPN技术、CDMA1X技术、低宽带的通讯技术、实时传输技术和历史数据传输技术。

VPN技术是Virtual Private Network的缩写,中文翻译为虚拟专用网。此技术是利用公共网络接入到IP网络中,通过数据传输将用户的数据通过IP网络传送给目的网络的一种网络服务。

VDMA1X技术的特点是传输速度快,能够达到100Kb/s;网络容量大、接通率高;网络覆盖面广,安全稳定,不掉线。

低宽带的通讯技术为船舶提供了方便,船舶的运行中信号强度较弱,路由器在运行中经常断线,低宽带的应用采用点到点传输,传输率为2Kb/s,并且是相对传输。

实时传输技术是将船台端、客户端的信息数据通过网络连接,远程向各个船舶船台端发送数据,此种传输技术拥有自动检测功能,当传输过程中,在一定的时间内,对方没有接受数据,实时数据将终止传输。

历史数据传输是当系统中生成一种新的数据时,便将之前数据存入到时间队列中,保存成一定时间内的文件。由于历史数据的容量非常大,远程船舶的数据受到宽带传输的限制,如果长时间内未完成传输,数据造成积压,这种情况下,未上传的数据将存入未传数据列表中,等宽带空闲时,用户手动上传。

3 无线传输技术的组成

3.1 硬件组成

硬件组成主要由路由器、服务器和工作站组成。

船舶的自身已经安装了DPM、SCADA、AMS系统,在使用无线传输技术时需要做好网络安全保护,因此,需要选用带有防火墙功能的路由器,这类路由器应该选用ETPro系列的无限VPN路由器,可以具有拨号功能,并配有1-2个SIM卡槽,可以使用无线上网功能的SIM卡;服务器可以选用惠普公司的企业服务器;工作站可以选用惠普公司的商用计算机。

3.2 软件组成

软件是由船台端、服务端和客户端组成。

3.2.1 船台端的上传程序功能体现在

与服务中心建立通讯连接,需要用户验证;能够接收服务器的指令;具有主动上传实时数据功能;具有主动上传历史数据功能。

3.2.2 服务端中心程序的主要界面和功能体现在

能够与船舶平台、客户端之间建立通讯连接;接受船舶之间的上传数据;向船舶平台发送指令;向客户端发送数据;向客户端提供历史数据下载;分析船舶之间的历史数据。

3.2.3 客户终端程序的功能展示在

能够与服务中心建立通讯连接,并需要对用户进行验证;能够接受服务中心的数据;下载历史数据;选择下载船舶的实时数据。

4 实际应用效果

无线传输技术运用在船舶远程管理中,在网络信号覆盖区域中,全船的三大系统中的全部数据均可以在5秒内上传完成。并通过数据分析处理程序将船舶的耗油量、日产量、月产量等进行分析,并且在网络不通畅的情况下,可以断点传输,保证了数据的完整性。

在船舶施工过程中,可以通过无线传输技术对船舶进行远程指导、管理,提高船舶制造效率。例如,一搜挖泥船月平均产量在30万方左右,若使用远程传输系统进行作业指导,则月产量可提升约3万立方米,这直接提高了船舶的经济效益。另外,船舶的工作环境差、机械磨损大,利用远程无限传输系统对船舶进行整体监控,使船舶管理人员对船舶的工作情况十分清楚,能够及时发现设备故障,并及时准备备件,能够有效提高船舶的工作效率和运行时间。

5 无线传输技术在船舶远程管理中的意义

使用无线传输技术,能够对船舶的运行对工作进行实时监控。如果船舶的工作地点较为陌生,可以通过无线传输技术对陌生水域进行分析,及时提供专家的专业指导意见,能够提高实际经济效益,并且可以减轻人力投入,管理人员只需在监控室内进行传播监控,就可以将多艘船舶进行施工作业指导,极大的减轻了人力资源,并提高了生产效率。

6 结论

无线传输技术是一种新型的船舶管理系统,应用初期便得到行业的认可。随着系统应用范围的扩大及完善,建立起具有管理控制的远程传输平台,对与船舶制造与管理方面十分有利,船舶工艺水平也明显提高,增加了企业的市场竞争力。

参考文献

[1]侯春颖.无线传输技术在漏电保护器远程管理中的应用[D].河北工业大学,2011.

[2]船舶动态监管的好帮手 华纬赛福特船舶远程无线可视化管理系统[J].珠江水运,2011,05(17):81.

[3]姜兴家.基于B/S的船舶远程监控系统的设计与实现[D].大连海事大学,2010.

[4]宋新刚.BP神经网络在远洋船舶远程监控中的应用研究[D].大连海事大学,2010.

[5]聂怀云.基于μC/OS-Ⅱ和GPRS的船舶远程监控系统研究与设计[D].南京理工大学,2013.

有线传输技术论文范文7

关键字:数字电视;传输技术;研究和进展

中图分类号:G22 文献标识码:A 文章编号:

广播电视数字化涉及了多个环节的先进技术,包括数字信号的处理、现代通信技术的应用和微电子技术等等,能够在一定程度上反映整个国家的科技发展水平。而从世界范围内看,国家之间数字电视标准差异是由传输技术的不同而产生的,我国采用的是单载波和多载波相互融合的传输技术。为了避免广电频谱由于低使用率被收回,那么首先,应该采用最先进的数字通信方式对高频谱利用的传输技术进行开发;其次,就是大力培养具有实力的杀手级应用。本文就从世界上流行的数字电视标准传输技术为例进行研究,并作出相关论断,也为我国的数字电视传输技术的继续发展提供一定的参考。

一、有线数字电视

欧洲的DVB-C是有线数字电视的一种代表性传输方式,在该传输方式公布之后,欧洲、亚洲等各大洲国家都在广泛使用;韩国和阿根廷率先采用了ATSC方式进行传输;而我国的有线数字电视传输方式则以DVB-C的技术体系为基础。近年来,杭州国芯在DVB-C芯片的产量上达到了世界前列,这也充分表明了我国已经掌握了数字电视传输的核心技术。

为了跟上有线数字电视发展的步伐,DVB部门随后有了第二代系统,即DVB-C2,这套系统能够充分运用目前的有线网络进行传输,并开创出全新的业务供客户使用,例如HDTV或VOD。DVB-C2能够依据不同用户的需求、以不同有线电视和网络传输的特点,做出迎合用户需求的新制式。通过一定的实验可知,DVB-C2较DVB-C而言,如果条件相同,频谱效率提高了将近30%。在模拟电视关闭之后,优化过的HFC网,其容量将会产生60%的提高。在以DVB-C2为标准进行了公开试播之后,相关数据显示,DVB-C2对今后10年内的数字电视传输技术都能起到绝对的推动作用。

DVB-C2的新特性有以下几点:第一,DVB-C2除了能够对原有的16QAM、32QAM、64QAM等完美支持,对COFDM甚至65536QAM都能顺利兼容;第二,码流适配器的输入相对灵活,能够在多格式的单输入码和多输入码之间运作;第三,码率多且可选码率较多,一般而言从2/3到9/10均可,其频谱效率在1.0到10.8之间,那么就更有利于有线电视的正常收看。

二、卫星数字电视

对于我国的偏远地区而言,由于地形比较复杂,且地域偏远,基本上无法做到通过有线电视传输解决这些地区人民无法收看电视的问题。而如果采用卫星传输信号,就可以将信号的覆盖率提升,改进传输质量的同时也节约了成本。目前,世界上普遍应用的是DVB-S,然而随着科技的迅速发展,DVB-S已经逐渐被DVB-S2所取代,而DVB-S2具有更强大的传输性能和业务功能。

从目前的形式来看,DVB-S2的传播速度之快、覆盖面之广,是DVB-S所无法抗衡的。全球最大的直播卫星运营商DIRECTV在DVB-S2中已经拥有了VB-S2多个客户分部,并且逐渐向欧洲、亚洲的绝大多数城市发展。而在我国,地域辽阔且人口分布不均衡,有线数字电视无法做到对我国地域的全面覆盖,因此就需要卫星数字电视对其进行弥补,同时,DVB-S2系统的转发器容量要比DVB-S高出近一半。

相对于DVB-S而言,DVB-S2的主要优势有以下几点。

第一,DVB-S2采用的是8APSK、16 APSK和32 APSK,相对于DVB-S而言,幅度变化更加减少,能够适应多变的、不稳定的卫星传输信道,使用卫星信道就能变得更加高效。

第二,DVB-S2采用的是BCH码和LDPC码级联的信号编码方式,这样可以使系统解调门限下降,该数据与理论上的香农极限只距0.7到1.0dB。

第三,DVB-S的升余弦滚降系数仅为α=0.35,而DVB-S2的α却能同时支持0.20、0.25和0.35。这里的α数值与频谱的利用率成反比。

第四,DVB-S2支持ACM(自适应编码和调制),且能够将信道编码和调制进行逐帧优化。

三、数字电视传输技术的研究进展和未来展望

全世界的通信行业,目前都没有对广电频谱进行太多的利用,尤其在美国,广电产业已经濒临破产。那么从科学技术的角度来看,应该将先进的数字通信技术进行完备的运用,从根本上提高频谱的利用率。

(一)采用最新的MIMO技术

MIMO的技术要点在无线局域网中比较突出,并且能够为下一代,也就是4G通信打下坚实的基础,MIMO技术不仅仅加大了信息传播量,还将覆盖率做了根本上的提升,并且抗干扰能力较强,这便是新时期地面传输电视所急需的功能。

(二)采用高阶调制技术

高阶调制技术能够有效提高频谱效率,在发射功率相同的前提下,接收机的工作门限不断上升,那么信号覆盖范围就会降低,这时就需要保证频谱效率,但是覆盖范围必须控制在原数据内,那么高阶调制就能满足上述要求。除此之外,高阶调制能够更灵敏觉察到单载波或是多载波的PAPR。在高阶调制下,如果RF有所损伤,那么数字基带信号就会第一时间反映,因此射频器件就应该越来越发达。

以上所说的技术多多少少都体现在了数字电视的标准中,但是其潜力并未被完全挖掘,作为相关技术人员,可以将高阶调制、多天线与单频网适度规划并结合,就能在保证高传输效率的前提下,确保高覆盖率的实现。

随着技术的不断发展,例如《阿凡达》一类的3D电影热度不减,目前的3D电影是需要佩戴特质眼镜观赏的,而长时间观看后会对眼睛造成损伤,实际上真正的3D电影是用裸眼直接观看的,当然,目前的技术还并没有达到这么高的水平;另外,数字电视传输技术还有一个发展方向就是将解析度升至4320×7680,采用超高清电视技术为观众提供富有现场感和冲击力的观赏体验,而普通的高清电视是无法做到的。

结束语

总而言之,从世界范围内看,数字电视传输技术在美国的现状是,广电频谱利用率过低,正面临着破产、被收回重新分配的格局。从技术层面来看,相关技术人员应该将数字通信理论中的最新技术灵活运用,保证高频谱利用率的开发力度;从业务角度来看,应该着力培养一批功能强大的新业务,使其促进广电领域的再次腾飞。本文就从DVB和ATSC的角度来研究这两大组织对新技术的研发和利用效果,也能够对我国的数字电视传输技术提供很好的参考,为我国相关技术的进步和发展做出表率;除此之外,超高清电视和3D电视也将会成为数字电视传输发展的另一个重点。

参考文献:

[1]张鹏,刘国发.天水市到县1550nm数字电视传输环网设计方案[J].有线电视技术,2012(06)

[2]房华.有线数字电视传输的应急处理方法[J].中国有线电视,2012(12)

[3]张鹏,刘国发.中国地面数字电视传输标准DTMB的国际化之路[J].有线电视技术,2012(06)

有线传输技术论文范文8

【关键词】传输技术;通信工程;应用;发展方向

随着现代通信技术的发展,传统的通信承载技术已经不能够满足用户的实际需求,因而对队传输技术在现代通信工程中的实际应用进行分析和研究,满足现代社会通信工程发展的实际需求,对于通信工程的未来发展具有重要的现实意义,也有助于推动传输技术自身的使用价值得到有效的发挥。

1传输技术的特点分析

通信传输技术主要包含两种,一是同步数字体系,二是智能光网络。这两种通信传输技术在通信工程的发展中具有良好的应用性,受到业内人士的广泛关注。

1.1同步数字体系,简称SDH,该传输技术的出现,取代了以往的准数字传输网体制,具有良好的适用性,促进了同步光纤网络的发展。同步数字体系在实际应用中,通过帧的形式将信号进行保存,在此基础上通过光纤对信号进行输送。为了有效的保证同步数字体系运用的高效性和科学性,可以借助数字配线以及通信电缆等来促进同步数字体系与用户之间的有效连接,从而保证信号传输的稳定性和可靠性。

1.2智能光网络,简称ASON,是通信传输技术中的一项重要传输技术,具有良好的灵活性和扩展性,在实际应用过程中,促进了网络管理层与网络传输层之间的有效连接,推动了网络控制层的形成和发展,从而有效的保证智能光网络的传输质量。智能光网络本身属于一种基础性光网络设施,就通信工程运行的实际情况来看,该技术的实际应用性较好,能够促进光网络交换连接功能的智能化发展,具有良好的发展前景。综合分析来看,智能光网络能够对同步数字体系进行有效的保护,并在一定程度上促使IP更具灵活性和高效性。智能光网络在通信工程的实际应用中,能够促进通信工程内各项资源的协调配置,从而促进通信工程的安全稳定运行,促进传输技术自身得到更为广泛的应用。

2传输技术在通信工程中的实际应用情况

2.1就本地骨干线网的实际应用情况来看,同步数字体系以及智能光网络等传输技术能够促进通信工程中资源的有效利用,促进网络重组,从而确保智能光网络的实际应用价值得到有效的发挥。就本地骨干线网的实际情况来看,其容量通常较小,因而在信号传输上不免存在一定的局限,只能够针对小容量的信号进行传输,因而在市区中会以管道形式作为主要的铺设形式,在此基础上大量铺设本地传输网,促进通信工程网络维护的可靠性和便捷性。从整体情况来看,本地传输网具有良好的应用优势,实际性价比也相对较高,因而主要适用于短距离的信号传输,通过传输技术的有效应用,能够取得良好的信号传输效果。

2.2就长途干线网的实际应用情况来看,传统的同步数字体系进行信号传输的方式存在一定的不足,尤其是随着通信工程用户数量的不断加大,同步数字体系在长途干线网信号传输的过程中实际线路成本明显加大,在此种情况下,相关技术人员通过研究分析,发现将WDM与同步数字体系进行有机的协调和配合,实现了资源的优化配置,有效的加大了同步数字体系的传输容量,提高了数字同步体系的信号传输效果。与此同时,智能光网络与DWDM的组网方式,促进了二者之间优势的有效结合,形成了功能强大的网络系统,在通信工程中发挥着重要的作用,促进信号传输更具灵活性和高效性。

2.3就自动交换网光网络技术的实际应用情况来看,智能光网络传输技术在通信工程中的应用主要以单个控制区域为主,对原有的同步数字体系进行合理的应用,在意单个控制区域为主进行组网的过程中,采取智能化的集中控网的方式来进行有效的管理从整体上提高通信工程的整体运行效果。

2.4就无线接入技术的应用情况来看,组网速度较快,在进行各类业务的接入过程中,能够确保接入的准确性和可靠性,促进综合业务网站的建立,并根据实际应用场景的差异性而对接入方式进行选取,从而有效的提高通信工程的实际通信质量。无线接入技术中,WLAN接入方式在酒店、机场以及办公场所等地点得到较为广泛的应用,提供无线高速数据传业务,传输速率较高,能够与室内的无线覆盖向结合,从而达到较好的信号传输效果。

3传输技术在通信工程中的未来发展

传输技术具有明显的时代特色,集高效性、科学性于一体,对于通信工程的安全稳定运行具有重要的现实意义,因而加强传输技术的实际应用,能够促进通信工程的未来发展,提高通信服务质量。

3.1传输技术的功能呈现多元化特点。立足于通信工程的总体情况,在此基础上进行分析和探索,我们可以预测未来传输技术的功能发展将会更加多元化和独特化。若传输技术实现功能多元化,则通信工程相关设备的实际应用性能将会得到明显的提升,促进通信工程网络的接入和信号传输更具便捷性,从而有助于提高传输技术的实际应用效果,促进通信工程的稳定可靠运行。与此同时,若仅仅通过一台小型设备便能够实现通信工程所需的所有功能,那么就达到了通信工程传输技术最为理想的状态。这也可以看作是传输技术未来一种重要的发展趋势。从整体上促进通信工程各项资源的优化配置,便于通信工程相关人员能够对此制定切实的通信方案,对传输技术进行合理的应用,促进资源的有效应用,进而全面的提高通信工程的运行质量。

3.2智能光网络传输技术逐渐向商业化发展。在通信工程未来发展阶段,智能光网络逐渐走向商业化的过程中,能够一定程度上降低传输技术的实际成本,促进传输技术的完善和创新,实现技术资源的有效整合,从而提高信号传输的质量。

3.3智能光网络传输技术结合N1STP综合解决方案。ASON在传统传输技术的设备基础上,可以进行安全输送,可以极大地提高带宽利用率而且成本得到了很大程度上的降低。运营商可以根据自己的需求,去合理使用骨干层和大型城域网的核心层上的语音业务和数据业务,这方面智能光网络传输技术具有很大的优势。二者结合以后,通过UNI接口协议和技术实现智能连接。将业务多元化和智能化管理进行有效的结合。

4结束语

从宏观层面来看,传输技术在通信工程的实际应用过程中,应当结合通信工程的实际情况对传输技术的优势进行合理的利用,从而达到通信工程所需的信号传输质量,提高通信服务的质量和效果。在未来发展中,应当不断对传输技术进行完善和创新,从而促进通信工程的稳定可靠运行。

【参考文献】

[1]齐男-论传输技术在通信工程中的应用及发展方向《无线互联科技》-2012

[2]王莹-论传输技术在通信工程中的应用及发展方向《黑龙江科技信息》-2015

有线传输技术论文范文9

【关键词】 通信领域 MIMO技术 便利 原理 应用

当今社会是一个高效率的信息网络时代,随着科技的飞速发展,使人们对于数据信息的获取更加关注。对于不同发展的数据信息,比如:无线局域网、蜂窝通信等,它们的容量都呈不断增长的趋势。相比有线通信,无线网络传输系统存在很多不足和问题,使其获得的数据信息不可靠、不可信,直接影响着信息的传输速度以及质量。在不改变宽带、功率的情况下解决多径衰落,是目前数据传输系统中值得关注的问题。因此,引进MIMO技术以期解决问题,目前,MIMO技术得到了比较高的评价、被较为广泛的运用。

一、MIMO技术概述

从MIMO技术的历史发展来看,早在20世纪初,马可尼提出了MIMO技术,至今,此技术在已经发展了很多年,后来,1970年前后将其运用到了通信系统中,针对当时的通讯发展情况,这种技术的引进对于当时社会发展起到了巨大影响作用。20世纪90年代,无线通讯全球化,MIMO技术在很多领域得到很好的发展,比如:天线系统等。而后出现了复合技术,将此技术与平坦衰落并用,发挥了其重要价值。

从MIMO的概念角度来看,MIMO技术的中文全称为多输入多输出系统,英文全称是Multiple-Input Multiple-Output,应用于天线无线通讯。在其发射信号与接收信号的位置采用几根发射天线与接收天线,以保证信号在发射信号端与接收信号端通过天线进行信号的良好传输、发射与接收,最终,提高数据信息传输质量[1]。MIMO技术可以通过采用空间的资源,不同天线进行多方面、多方位的发射与接收,更重要的是,它可以在不改变频率与功率的前提下,大幅度或者成倍的增大通讯系统的容量,此优点令MIMO技术成为通信系统的主力技术。

从MIMO的原理角度来看,MIMO技术是将多根发射、接收天线安装在相应的发射与接收端,从此实现发射与接收端的多根天线的数据信息传输与接收,此过程会大大提高数据通讯质量。在不改变频率与功率的基础上,充分的使用空间资源,实现多根天线发射、多根天线接收,从而,成倍数的提高通讯信息的容量。采用MIMO技术的过程中,无线通讯系统被反射出不同的信号,不同的信号会产生不同的空间流,而单输送系统仅可以一次接受或发送一个空间流,受到了局限,MIMO技术可以解决这样的问题,接收和发送多个空间流,全面掌控不同方位信号,提高容量、可靠性,从而提升资源的性能,扩宽了无线系统使用的范围。

二、MIMO技术运用于无线通讯

第一,用于无线宽带移动通信系统。对于容量的要求越来越高,在无线宽带移动通信系统中采用MIMO技术,在发射与接收位置安装多根天线,扩大覆盖面、增加接收与发射信息数据。

第二,用于传统通信系统。传统的蜂窝移动通讯系统中存在着问题,采用MIMO技术与传统通讯系统相结合,传统系统属于单方向发射单方向接收系统,而MIMO技术可以进行多方面甚至全方面收集数据信息,相对特点而言,MIMO技术更具有发展前景。

第三,将传统天线系统结合,发挥重要作用。旧式天线系统能够解决衰落方面的问题,在居民的用户小区有较好的应用。将旧式天线系统与MIMO技术结合,可以有效的提高系统的容量,使小区居民生活更加方便。

第四,用于雷达。将MIMO技术运用于雷达方面,收获了比较好的成果,在应用过程中,采用不同天线发射正交波形[2],并且这些波形都是不同的,它们形成比较广泛的覆盖面,经过一段时间,通过相干积累,从而获得比较高的信噪比。

第五,用于无线通讯。MIMO技术在无线通讯领域是重要技术支持,在不断地发展中,此技术也越来越广泛普及使用。随着社会中天线数目的不断增多,对于MIMO技术的难度要求也越来越高,而限制了天线的数目会影响到技术的使用,因而,需要再继续完善MIMO技术。

三、MIMO技术应用于无线通讯的意义

在研究MIMO技术的发展过程中,其中有两次重大的转折。第一次发生在2002年的十月份,全球第一颗BLAST芯片的问世,在贝尔实验室中,研究人员将其与MIMO技术相结合,使其具有更高速数据传输速度,加快了人们网络数据生活。第二次是在2003年8月份,提出了AGN100Wi-Fi,将其与MIMO技术结合,形成了第一款多方位发射与接收的产品,在保持了兼容性的同时,提高了Wi-Fi的速度。多输入多输出系统是一种应用于无线通讯中的天线技术,此技术可以在发射与接收处安装多根天线,全方位发射与接收信息数据,并且在保证频率与功率的基础上,提高数据传输速率[3]。传统的通讯过程中,仅采用单一的传输方式,这样的形式在很多特殊地区不适合,比如:建筑物、峡谷等,造成信号衰减等现象。通过MIMO技术可以减少相似的传播干扰,并且得到了广泛的应用,例如:电视、手机等。

信息化快速的时展,人们对于信息的传播速度与容量的要求也相对越来越高,传统的单方向传输数据通讯系统会为人们网络移动通讯生活带来不便,面对这样的情况,加快信息化进程,需要提高数据传输速度,因此,广泛使用MIMO技术。对于不同发展的数据信息,比如:无线局域网、蜂窝通信等,它们的容量都呈不断增长的趋势。相比有线通信,无线网络传输系统存在很多不足和问题,使其获得的数据信息不可靠、不可信,直接影响着信息的传输速度以及质量。在不改变宽带、功率的情况下,为了解决多径衰落的相关问题,是目前数据传输系统中值得关注的问题,因此,引进MIMO技术以期解决问题。MIMO技术得到了比较高的评价、被较为广泛的使用,比如:用于传统通信系统、无线宽带移动通信系统、雷达、无线通讯、将传统天线系统结合,发挥重要作用等。对当今社会的高速率网络的要求,传统通讯技术显然无法实现,因此,需要采用新的通讯技术以期达到人们的网络要求标准。我国的通信领域中,MIMO技术作为一种非常重要的无线传输通讯技术,受到广泛关注。MIMO技术通过宽带和功率的便利条件,提高无线通信容量和频率,使人们享受到高速网络时代的特点。随着无线传输通讯技术的不断发展,需要对MIMO技术进行详细地分析与研究。

四、结束语

综上所述,MIMO技术是一种现代无线传输通讯技术,它为人们高速网络生活提供了技术手段。基于对当今社会的高速率网络的要求,传统通讯技术显然无法实现,因此,需要采用新的通讯技术以期达到人们的网络要求标准。MIMO技术受到了人们的关注,此技术在保证宽带以及功率的基础上,实现了高速率网络,防止很多若信号的干扰,提高了网络数据传输质量,成为了核心技术,为我国无线通讯局域网发展提供有利因素。

参 考 文 献

[1]甄晓瑜.MIMO技术的工作原理及其在无线通信中的应用[J].科技展望,2015(23):14-14.

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关键词:5G;无线通信;关键技术;应用

15G无线通信技术的概念分析

1.15G无线通信技术

5G通信技术是以之前的无线通信网络技术为基础进行技术升级和改造,使其各项性能均优于之前的无线通信网络技术,为用户提供更多、更优质的业务服务。相比较2G、3G、4G无线网络通信技术而言,5G通信技术继承了它们的优势,并且在此基础上引入更加先进的技术,使得通信技术更加完善,一旦投入运行,势必会占据较大的通信市场份额。从5G通信技术的发展现状来看,其在建设中运用了纳米技术、隐私保密技术,更重视通信传输的安全性、便捷性和灵活性,大幅度提升传输速度,降低能量损耗,5G无线网络的拓扑结构,5G无线通信技术能够更好地保护个人通信信息,若在信息传输中遇到问题,5G通信技术会及时分析和解决问题,加大对通信信息的保护力度。

1.2技术优势

1.2.1传输速率更快

5G通信技术是最为先进的移动通信技术,相比较4G通信技术而言,是其数据传输速度的十倍以上,具备传输速率快的显著优势。从5G通信技术的实践应用来看,可在波段为28GHz的情况下保证传输速度可达1Gbps,而4G通信技术在同等条件下的传输速度只能达到75Mbps,并且非对称的数据传输能力仅高于2Mb/s,由此可见5G通信技术实现了传输速度的大幅度提升。

1.2.2兼容性更好

5G通信技术是一项兼容2G、3G、4G网络通信技术于一体的全通信平台,该平台不仅能够支持多种网络通信技术的使用,而且还能够接入BLUETOOTH、WIFI等无线技术,拓展通信服务功能,使5G通信技术具备良好的兼容性。尤其在网络平台支付方面,能够提高支付操作的安全性。

25G无线通信技术的应用

2.15G无线通信关键技术

在5G无线通信网络中,MIMO和D2D是两项较为关键的技术。2.1.1MIMO技术MIMO即多端口输入与输出技术,其通过加大对发射功率的复用及通信带宽的复用,从而使无线通信网络的性能变得更加完善。早期的MIMO只能实现单点对单点,随着技术的不断进步,现在已经可以实现单点对多点,具体的技术方案是将多根天线置于发射或接收端,由此可满足时频资源下,空间多路复用增益最大化,这样能够提升整个通信链路的可靠性,通信系统的总吞吐量将会随之大幅度提升。目前,业内的专家学者加大了对集中布设天线的研究力度,有的学者提出可以融合云无线接入网,获得一种全新的MIMO系统,如果该系统开发成功将会使整个5G无线通信网络的性能获得进一步提升。2.1.2D2D技术这是5G无线通信的关键技术,它的主要作用是对蜂窝系统进行补充,使无线数据流量的增长成为可能。D2D能够对资源进行精简,并且还可以减少外界的干扰,同时,传输效率的提升,使传输成本大幅度降低。在对D2D技术进行具体应用时,需要重点解决的问题是无线资源管理和通信实时性的保障,这将成为D2D技术的研究关键,上述问题解决后,D2D技术在5G无线通信中的作用将会得到最大限度地发挥。

2.25G无线通信技术的具体应用

安卓系统是以开放源代码和Linux为基础开发的操作系统,被广泛应用于平板电脑、智能手机系统中。安卓系统采用了分层架构,从高到底总共分为4层,分别为应用程序层、框架层、运行层和内核层。在分层架构中,5G纳米核心技术被应用于系统内核层,可以完全分离安卓基础文件与硬件的驱动系统。利用5G通信技术的高速无线传输优势,可保证云储存端与终端同步实现硬件驱动,从而缩小储存数据信息所占用的空间,并且还能够提高终端硬件外设装置的丰富性。安卓系统具备开放性强的特点,这也对信息数据的安全性带来了严峻考验,而利用5G通信技术中的纳米技术,能够对通信进行加密,引入量子密码学的相关技术避免通信中出现信息泄露问题,保护安卓终端设备的安全性。

3结论

综上所述,5G无线通信是网络技术的发展趋势,它的出现不但会带来更加安全和高速的网络之外,还能使全球网络的无缝连接成为可能。同时,5G无线通信的良好兼容性,使其能够在更多领域中获得应用。在未来一段时期,应加大对相关方面的研究力度,为5G的发展提供强有力的技术支撑。

参考文献

[1]王景尧,白岩,孟祥娇,崔雪然.5G无线通信技术发展跟踪与分析[J].现代电信科技,2014(12):1-4.

[2]马子嘉.5G无线通信技术概念及相关应用[J].电子测试,2017(z1):64-65.

[3]张培培.5G无线通信技术的应用前景分析[J].无线互联科技,2016(24):32-33.

有线传输技术论文范文11

无线耳机给予我们更多自由,更多方便,但同时,也给我们一些方便之外的思考――通过无线传播的音乐,效果好吗?音质有牺牲吗?牺牲大吗?传输距离有多远呢?安全吗?要解答这些思考,让我们从无线音频传输技术开始了解。

一、无线电波传输

兴起最早,应用最广泛的无线音频传输技术莫过于无线电波传输,也被简称为无线电,即我们常说的FM、AM,调频与调幅。是指在空气或者真空中传播的射频频段的电磁波。它对于电磁波频率的有一定的约束,其中上限为300GHz,而下限的没有限制。根据波长又可分为长波、中波、短波、超短波和微波。

现在无线电传输最主要是应用在广播中,也有基于无线电波的无线耳机,也被称为FM无线耳机。最典型的是考英语听力时用到的耳机,这个是最简单的,只作为接收端出现。这也应用于同声传译系统,更多的FM/RF耳机单独配有发射端,将信息加载于无线电波之上,再由耳机接收端收听。FM无线耳机采用模拟信号传输,这种传输方式有其优点,它衍射性强,传输距离较长,受墙壁等影响较少;另外,它的信号传播是完全公开的,从理论上说,只要有一个发射器在工作,其工作范围内N个接收器都可以接收到信号。但其缺点也很明显,音质较差,另外也容易受到干扰,杂音大,不稳定。

二、红外无线传输

红外无线传输也是大众早已熟悉的一种传输模式,最广泛的应用是在遥控器上。红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波,波长在0.75微米(μm)至1毫米之间,在光谱上位于红色光外侧。利用红外线为载体来进行数据传输的技术便是红外无线传输。

红外线穿透力比较弱,无法穿越墙壁等障碍,这种特性使得它传输距离受限,但却也很大程度保持了私密性,这应用于会议系统就非常好。另外,所有物体都能发出红外线,也就是说能对红外无线传输产生干扰的因素很多,但根据其发热大小,产生干扰的程度也有所不同。

相较之下,红外无线传输的带宽比FM无线电要大多了,它不需要做任何压缩就能将音频信号完整的传输,这是其一大优势,但是即便有此优势,红外无线耳机也没有很好发展起来,而红外无线耳机的出现是很早的事情了。出现这种情况有两个原因。其一是受红外缺点所限制――红外无线衍射性差,传输距离较短,方向指向性却较强,发射功率较大。这些都影响着该项技术在应用上的扩大。而影响其发展的另一原因则是2.4GHz技术的兴起,这将在后文中提到。

三、蓝牙无线传输

如果说前面两种技术还觉得时间较久远,那蓝牙无线传输则是大家所熟知的无线传输技术了,而蓝牙耳机也是许多朋友都拥有的物件。

蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术,它采用高速跳频和时分多址等技术,在近距离内最廉价地将几台数字化设备呈网状链接起来。蓝牙项目于1996年启动,经过多年发展,开发了许多个版本,目前最新的版本是蓝牙4.0。

事实上,蓝牙无线传输也是应用在全球通用的2.4GHz频段上,与后面提到的2.4GHz共享一个工作频段,但因为它和2.4GHz所采用的协议不同,所以通常用两个技术来划分它们。其中使用P2P技术的2.4G无线耳机,目前被称为2.4G耳机,而使用蓝牙协议的2.4G无线耳机则被称为蓝牙耳机。

蓝牙无线传输技术最大的优点在于群众基础足够深厚――现在很多设备都集成有蓝牙模块,蓝牙耳机无需再自己配发射器。其次价格比较低廉,另外在通信方面,蓝牙耳机的保密性很好。最新标准的蓝牙技术表示在功耗方面进一步降低。而随着技术不断成熟,在带宽方面,蓝牙技术也在不断进步。最初蓝牙的一个弊端即为带宽较小,在蓝牙1.1和1.2协议中,带宽的理论数值在1Mbps,实际应用中还打不到这个数值,而到了3.0协议,其理论带宽可达到24 Mbps,远远大于CD级音质所需要的1.4112Mbps。当然这也是理论数字,并且最终效果也与产品质量相关。

四、2.4GHz无线传输

2.4GHz无疑是当前势头最劲的主流无线传输技术之一。它与蓝牙同处2.4-2.485GHz ISM无线频段上,这在全球几乎都是免费授权使用的,因此使用2.4GHz无线传输技术无需缴纳专利费用,这在节约成本上起到一定积极作用。

2.4GHz无线传输技术拥有不少优势。首先,同蓝牙采用的通用协议不同,2.4GHz技术采用的是自定义传输协议,可以最大限度降低带宽浪费,使其应用于音频传输上,因此音质方面得到保障。其次,它抗干扰能力较强,因为它使用的是自动调频技术,就是说,2.4G设备在工作时,如果发现该频段经常被占用,它就会自动跳到一个无人使用的频段,以保证免受干扰。另外它的传输距离可以做到更远,并且功耗也会更低,因为P2P技术不需要对数据进行加密处理。

在此基础上,还有进一步的技术延伸,比如Kleer技术,它利用二次抽样的无线电波结构来保证在可靠的2.4GHz频率上传输无损的CD质量数字立体声音频,这是目前在同级技术当中最趋于完美的方式。它的传输协议更成熟,传输距离也更远,Sennheiser采用这一技术的无线耳机RS 180传输距离可达100米。但采用这一技术的多为高端产品,价格比较贵,不具备普及意义。

五、5.8GHZ无线传输

在2.4-2.485GHz ISM无线频段上,除了蓝牙以及2.4GHz无线传输外,还有着Wi-Fi等技术,显得日益拥挤,因此人们的目光开始转向其他频段。5.8GHz是近来受到关注的频段,国内无线设备厂商雷柏在2011年8月召开的新品会上就提出了无线5.8GHz的产品概念,打破了近两年来以无线2.4GHz为主打的技术。虽然雷柏表示下半年将推出的5.8GHz新品为键盘、鼠标为,耳机产品仍采用2.4GHz为主,但5.8GHz的趋势似乎已出现苗头。

在了解了几种无线传输技术后,我们心中的疑问大概都有了答案。目前来说,仍是蓝牙与2.4GHz的天下,因此,目前考虑购买也主要集中在这两个方向。

音质损失

这是大家普遍关心的问题。在无线传输过程中,音质损失最主要的一个原因就是带宽受限。因此,各种技术都在解决带宽问题。蓝牙3.0协议中,其理论带宽已经达到24 Mbps,但这只是协议,产品并不多,当前更多的产品仍采用的是蓝牙2.0协议。而蓝牙2.0协议中的理论带宽为3 Mbps,但这还要兼容其他功能的带宽,算上实际能用上的,真正落到音频传输上的达不到这个值。

2.4GHz无线传输技术的理论带宽为2Mbps,但基本应用于音频传输,因此损失相对较少,而在音质方面做的最好的莫过于在2.4GHz技术上延伸开发的kleer技术,它宣称采用的是无损数字传输。数字的传输过程中并不耗损,但因为在发射和接收信号的过程仍存在数模转换,因此说严格说来,音质耗损总是存在的。

但有一点需要注意的是,一款无线耳机音质好不好,并非完全取决于传输技术,或是传输过程中耗损了没有。我们更应该关注的是本质――这款耳机本身是不是一款好的耳机产品,它本身的音质水平怎么样。

抗干扰性

通过无线传输的内容,多少会受到干扰,相较之下,2.4GHz的抗干扰能力更强一点。

传输距离

论无线自由,当然谁都希望这个无线距离可以是无穷远,但,一来任何设备都有其工作范围,二来我们似乎也不需要这样无穷远的距离。蓝牙耳机的传输距离较近一点儿,约为10米左右,2.4GHz则可以做到更远,有的产品长达100米的理论距离(在空旷场地)。但作为个人家庭使用的无线耳机,大约能做到20米的实际距离就非常不错,也非常够用了。

保密性能

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关键词:微波技术;实验;ADS

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)26-0074-02

为了培养学生的实践能力,提高学生的就业能力,使学生的综合素质和人才市场需要相接轨,普通高校都重视学生实践能力的培养,[1,2]并增加相应实验实践类课程的设置。微波技术是通信工程专业必不可少的专业基础课,也是一门重要的专业基础课。[3]近些年,随着科学的发展,微波技术得到了广泛的应用,尤其是在通信行业,如微波卫星通信、微波散射通信、模拟微波通信和数字微波通信等。[4]微波技术广泛的应用也带动了就业市场的需求。由于微波技术领域的特殊性,目前社会上招聘微波工程师和射频工程师的岗位都要求应聘者具有丰富的实践经验,能够熟练使用微波设计与仿真软件进行仿真优化设计,能够熟练使用常规的射频及微波仪器设备等。[5]为了培养微波技术领域的高素质应用型人才和卓越工程师,需要在实践和创新方面加强对学生的培养。

实践教学是微波技术课程的重要组成部分。利用ADS软件构建涵盖传输线理论,Smith圆图和微波网络等内容的仿真实验可以使学生较好地掌握微波技术的基本原理,加深学生对微波器件基本参数的认识和掌握。在微波技术基本实验的基础上可以引导学生进行扩展实验,进一步研究,这样有利于培养学生的实践能力、设计能力和创新能力。

一、传输线理论仿真实验

传输线理论是微波技术的基础。传输线理论即分布参数电路理论是学生接触微波技术的切入点,也是入门点。因此,全面理解掌握传输线理论也是学习后续课程内容的关键。传输线理论重点是要学生把传输线的等效电路理解好,并能正确分析信号在其上面的工作状态。在学生已经有了输入阻抗、反射系数、驻波比的一般概念后,我们给出了广义无耗传输线上的仿真实验。广义无耗传输线更符合实际应用情况,即最普遍的情况是电路的两端均不匹配,因此实验更具有一般性和实际应用的价值。根据广义无耗传输线理论,在传输线两端均匹配,仅源端匹配和仅负载端匹配三种情况下负载端的电压分别为:[6]

其中,Vs为信号源激励电压,Zs为信号源内阻,Z0为特性阻抗,为负载处反射系数。

利用ADS软件可以仿真广义无耗传输线上的电压波形。ADS仿真模型如图1(a)所示,激励源信号的频率为1GHz,电压幅度为1V,激励源内阻为R1,负载阻抗为R2,传输线的特性阻抗为50Ω,当源端匹配而负载阻抗为100Ω时,传输线输入端电压V1和负载处电压V2的仿真结果如图1(b)所示,从图中可以看出V2叠加了反射的电压,与式相吻合,可以继续改变激励源内阻和负载阻抗,得到其他两种情况下传输线输入端电压和负载上电压的对比,从中可以直观地验证广义无耗传输线理论。在此基础上,可以进一步指导学生仿真传输线两端均不匹配情况下的电压波形,使之理解波在传输线上的来回反射。并给学生提出为什么会出现来回反射这一问题,引导学生独立思考,为学生自己设计微波电路做好理论的铺垫。

二、Smith圆图与阻抗匹配实验

Smith圆图是微波技术课程的重要内容,也是学生掌握阻抗匹配的工具。Smith圆图主要用于计算微波网络的阻抗、导纳及网络阻抗匹配设计等,还可用于设计微波元器件等。[7]利用ADS中的Smith圆图工具可以直观地进行阻抗匹配。图2为ADS软件中的Smith圆图工具。为了简单起见,设置传输线特性阻抗为50Ω,负载阻抗为75Ω。图2给出了负载和传输线进行匹配的结果。匹配结果可以从多个角度得到并验证,图3中右下角给出了匹配的网络原理图,即此时可在负载端并联一个电阻;图2中右上角给出了匹配后网络的S参数;在图2左面的Smith圆图中可以看到匹配的最终结果。由于利用Smith圆图进行匹配是一个动态的过程,因此在改变参数的过程中可以随时关注匹配的效果。在Smith圆图上既可以考虑源端匹配也可以考虑负载端匹配,特别是对于同一个匹配问题可以有不同的解决方案。在此基础上可以指导学生应用Smith圆图工具进行单支节匹配和双支节匹配等内容的练习,以加深学生对Smith圆图的认识和掌握,为微波电路及微波器件的设计奠定基础。

三、微波网络S参数仿真实验

散射矩阵即S参数是描述微波网络特性的一种重要矩阵形式,也是微波网络的特色之一,对散射矩阵概念的理解与应用是微波技术课程微波网络部分的一个重点和难点。[8]本部分可以通过一些仿真实例来使学生理解S参数。图3(a)给出了两条平行耦合微带线(四端口网络)的S参数仿真模型。当两条微带线距离很近时,由于电磁场的相互作用会产生耦合,应用平行耦合微带传输线可以构建多种类型的微波滤波器,因此本节实验来仿真两条平行耦合微带线的S参数。构建PCB板上长为4inch,线宽为40mil,线间距为40mil的两条平行微带线,并使其各个端口均匹配。S参数仿真结果如图3(b)所示,图中给出了频率在100M~3GHz范围上的S(2,1)和S(4,1)参数,从图中可以看出微带线的传输特性和耦合特性。由于所仿真的四端口网络具有互易性和对称性,因此查看其他S参数,会发现S(2,1)与S(1,2)一致,S(3,4)与S(4,3)一致,S(3,1)与S(1,3)一致,S(4,1)与S(1,4)一致。

根据这个仿真模型和结果可以引导学生再进行实验和研究。比如,实际上S(3,1)参数为两条平行耦合微带传输线间的近端串扰,S(4,1)参数为两条平行耦合微带传输线间的远端串扰。串扰是噪声,对于高速电路的设计者来说,如何抑制串扰就是一个问题。把抑制串扰这个问题抛给学生,使之思考,就会激发他们的学习兴趣和研究潜能。

四、结论

基于ADS软件的微波技术仿真实验既可以使学生掌握微波仿真软件的使用,也可以增强学生理解相关理论的能力。特别是通过引导学生在基本实验的基础上再进行扩展实验,可以激发学生的学习兴趣和研究潜能,提高他们解决实际问题的综合能力。在北京信息科技大学通信工程专业实施“卓越工程师教育培养计划”中,物联网是三个培养方向中的一个,其中的射频电路设计和射频识别技术等课程就需要学生有较好的微波技术基础,因此微波技术实践教学的地位将更加突出,基于ADS软件的微波技术仿真实验方案将为北京信息科技大学“卓越工程师教育培养计划”的实施奠定基础。

参考文献:

[1]吕淑平,马忠丽,王科俊,等.基于创新型工程科技人才培养的实验教学体系建设与实践[J].实验技术与管理,2012,29(7):133-135.

[2]张发爱,吴志强,刘来君,等.以重点实验室为平台,培养地方性工科大学生的实践和创新能力[J].实验技术与管理,2012,29(7):5-7.

[3]夏祖学,李少甫,胥磊.《天线与微波技术》课程的教学改革研究与实践[J].实验科学与技术,2013,11(6):49-51.

[4]孙凤坤,邢泽炳.微波技术原理及其发展与应用[J].科技创新与应用,2014,(6):3-4.

[5]全绍辉.构建“微波技术”课网上教学和实验实践学堂[J].实验技术与管理,2012,29(12):159-163.

[6]李秀萍.微波技术基础[M].北京:电子工业出版社,2013.