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篇1
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.
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前言:近年来,5G已经成为了国内外的通信领域研究的重点内容。目前世界各个国家都在就5G的发展和应用需求以及关键的技术指标进行合理的研究,目的是为了能够早日实现对5G技术的全范围的应用和普及,为人们的生产和生活带来更大的便利,也在一定程度上,为社会的发展创造更为积极的因素。为此,相关的人员有必要对5G无线通信技术概念及相关应用进行认真的研究和分析。
1.5GT无线通信技术的相关概念介绍
随着经济的发展和科学技术的不断进步,人们对于无线网络技术的研究也在不断的深入,在这个过程中,我们对无线通信网络技术进行合理的升级和改造,形成了新的5G无线网络通信技术。我们在未来的技术发展过程中,能够将此技术应用的更为完善。5G无线通信网络技术主要是在国际通信工程发展的背景中提出来的一种重要的无线通信方式,其在未来的通信应用中,具有广泛的发展前景。在网络工程的建设过程中,我们不难发现,5G无线通信网络技术能够将纳米技术给予更为有效的利用,并且实现对相关使用者信息的有效保护,使得无线网络通信技术具有更大的便利性和灵活性,提高其对信息传递的质量和速度,减少了能量的损害[1]。在5G无线通信技术的应用过程中,我们能够发现,其具有最为明显的优点,就是其能够尽可能的对个人信息进行有效的保护,其中一旦出现问题,系统就会第一时间识别问题,采取合理的措施对其给予保护。
5G技术相比较其它的通信网络技术而言,具有更多的优点,其不仅能够将之前的一些无线网络通信技术的优点给予有效的保留,还能提高网络技术应用的灵活性,提高竞争力,为人们提供更为便利的服务,使得整体的服务更加智能化和人性化,帮助用户获得更快捷的网络使用体验,让人们体会到更为先进和更加智能的网络服务,为人们的生产和生活带来更大的便利。
2.5G无线通信技技术的关键性应用环节
2.1 新型多天线传输技术
在通信产业不断发展的环境背景下,频谱资源逐渐稀少。为此,如何有效的提高频谱资源的利用率,已经成为了通信技术在未来发展的过程中关注的方向和重点。我们通过LSAS技术的有效应用,能够带来绝大的阵列增益和干扰增益,使得小区的频率效率和边缘用户的频率效率得到很大的提升。与此同时,LSAS技术还可以实现对空间位置的有效划分,通过这种空间的合理划分,使得服务能够更好的满足多个用户的需求,不仅提高了通信的质量,还大大提高了通信的效率[2]。
2.2 高频传输技术的应用
我们通过通信技术的不断发展,低频段的资源也逐渐变得紧张,而5G技术需要更大的宽带,因此,我们需要做好频率的调整,来更好的满足5G技术的适应需求。我们需要进一步丰富频段资源,使得5G的宽带更能够满足人们对于5G网络的需求。纵观目前的各个国家的通信技术的研究现状,我们不难发现,各个国家都在对高低频的传输机械技术进行深入的研究,通信的企业也在对此技术进行进一步的研究。例如:韩国三星公司已经对28GHx和37GHx频段的信道传播特性进行了测量,根据实际的情况,对相关的频段的系统设备样机进行了研发和验证。通过这样的方式,充分的证明了频段在移动通信特定的场景下,可以实现可行性的应用。
2.3 密集网络技术
我们通过5G技术的应用,可以进一步的提升无线网路的发展潜能,我们需要识别相应的网络系统盲点,进一步保证5G技术的有效覆盖,通过这样的方式,提高用户对于5G网络技术的体验,满足人们对于数据和信息业务不断增长的使用需求。我们应该提高系统的抗干扰能力,实现网络技术的性能综合,这对于整个行业的发展也是非常重要的。
3.5G无线通信技术的应用
随着电子软件业的快速发展,各个领域的产品更新面临着更高的需求。为此,通信行业不仅要能够提供有效的优质服务,更要保证网络环境的质量。现代通信不仅要满足日常的语音和短信服务,还要提供强大的数据业务。从某种程度上说,5G技术的发展能够给客户带来更多的体验[3]。
3.1 具有较高的速度
我们从相关的系统官方数据显示上可以发现,4G的下载速度能够满足高清视频、高质量的音乐等大数据量传输的数据业务的需求。而5G的下载速度更大,其突破了读写瓶颈的硬盘的书写速度,这就意味着,传统的储存设备在5G网络的应用中失去了位置。我们按照这样的思路,可以进行大胆的假设,未来的移动终端可能是没有储存设备的,针对于有存储功能的设备,我们可以直接通过“云技术”去进行实现存储目的。从新兴的4K现象的技术来看,未来的视频清晰度能超出视网膜的视觉程度,将视屏的数据大小提升一个更高的程度。
3.1.1 5G无线通信技术在安卓系统的应用
众所周知,安卓系统主要是利用一种自由和开放的系统来进行操作,其主要适用于移动设备,例如:智能手机和平板电脑等。安卓的系统框架结构和其它的系统操作结构具有很大的相似性,我们从加工的层次上将其分为四个层次,从高到低依旧是:应用层,粗框架层,系统运行层和系统内核层等等。其中,在系统内核层中,我们可以运用5G纳米核心技术来实现安卓系统基础文件和硬件渠道的完美脱离,可以无缝隙的将硬件驱动从云储存段同步于终端,有效的节省了储存空间,丰富了硬件装置。与此同时,5G纳米技术中的高保密性也能够通过量子密码学进行加密处理,从而实现对通信中信息泄露形成有效的保护。
3.1.2 光场相机
光场相继是一种可以先拍照然后再焦的设备,我们通过对光场技术的应用,在拍照的时候不需要对焦,这样就会对传统的拍照习惯进行改变,而这样的技术会成为一个重要的抓拍利器,只要其能够在焦距范围之内,就可以实现成功的对焦。而且这种光场照片的阵容量非常重大,5G高度和云存储刚好满足这样的需求。此类产品对于将来的安全监控工作具有较大的作用,其也进一步的增强了储存空间和安全服务的质量,拓展出更多的数据业务[4]。
3.2 5G的高兼容性
5G是未来通信技术的发展趋势,为此,其在发展的过程中,能够提供更好的资源,大大的节约了资源的成本,提高服务的质量。通过5G技术的应用,能够有效的实现比特币的应用。随着5G技术的不断推广和应用,其也在这个过程中形成了很多概念性的产品,比特币就是一个重要的代表。比特币是一种网络虚拟货币,其不需要货币及来发行,而是通过特定的算法来进行大量的查收,其具有很多优势,逐步获得世界认可,充分的发挥了其自身的价值。在经济一体化的环境背景下,比特币为世界经济贸易提供了一个新的支付平台和方式,而5G通信技术的安全和兼容性刚好为比特币的交易提供了一个重要的保障。
结语
在科学技术不断发展的环境背景下,5G无线通信技术的应用能够更好的适应社会和时展的需求,为人们的生产和生活带来了更大的便利,为此,企业人员应该对此技术给予合理的完善和优化,不断增强其价值,促进通信行业更快更好的发展,也为我国的经济发展创造有利的条件。
参考文献
[1] 周士捷.基于Android和REST的大规模营销平台的设计与实现[D].东南大学,2016.
[2] 张洪丽.浅议5G无线通信技术概念及相关技术[J].通讯世界,2015,12:41.
[3] 赵康I.若干无线MIMO通信系统分集实现技术研究[D].南京大学,2014.
篇3
引言
根据国际电联的工作安排,2009年将集中征集4G技术标准,2010年会推出第一个4G版本,并在2011年世界无线电通信大会上通过。4G预计2015年左右投入商用。4G技术的飞速发展,使得广大用户享受更新、更快捷、更丰富的通信生活成为可能。
4G概念通信技术特点
目前,业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点:
a) 用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来;
b) 移动终端可以是任何类型的;
c) 用户可以自由地选择业务、应用和网络;
d) 可以实现非常先进的移动电子商务;
e) 新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。
根据以上描述,未来的4G系统应具备以下的基本条件。
1.1具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户(250km/h),数据速率为2 Mbit/s;对于中速移动用户(60km/h),数据速率为20 Mbbit/s;对于低速移动用户(室内或步行者),数据速率为100 Mbit/s。
1.2实现真正的无缝漫游。4G 移动通信系统实现全球统一的标准,能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”,真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
1.3高度智能化的网络。采用智能技术的4G 通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收,有很强的智能性、适应性和灵活性。
1.4良好的覆盖性能。4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境,由于要提供高速传输,小区的半径会更小。
1.5基于IP 的网络。4G通信系统将会采用IPv6,IPv6将能在IP 网络上实现话音和多媒体业务。
1.6实现不同QoS 的业务。4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。
2.4G网络中的关键技术
4G系统针对各种不同业务的接人系统,通过多媒体接入连接到基于口的核心网中。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。4G网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。
(1)物理网络层提供接入和路南选择功能。
(2)中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。
(3)物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,使发展和提供新的服务变得更容易,提供无缝高数据率的无线服务。并运行于多个频带,这一服务能自适应于多个无线标准及多模终端,跨越多个运营商和服务商,提供更大范围服务。
据国际电信联盟定义,4G技术是可为移动中的用户提供100 Mb/S的数据传输、为静止的用户提供1Gb/S的数据传输的无线通讯技术,包含OFDM、智能天线(SA)与多人多出天线(MIMO)技术、软件无线电技术(SDR)三大关键技术。
2.1OFDM
OFDM即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM Multi-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(ISI)能力强。抵抗光通信中的色散效应和偏振模色散。
2.2智能天线(SA)与多入多出天线(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。
移动通信环境中的多径传播对通信的有效性与可靠性造成了严重的影响。而多输入多输出(M1MO)技术在通信链路两端均使用多个天线,发端将信源输出的串行码流转成多路并行子码流,分别通过不同的发射天线阵元同频、同时发送,接收方则利用多径引起的多个接收天线上信号的不相关性从混合信号中分离估计出原始子码流,这相当于频带资源重复利用,使频谱利用率和链路可靠性极大的提高。
2.3软件无线电技术(SDR)
软件无线电(SDR)是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台,利用软件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。其中心思想是使宽带模数转换器(A/D)及数模转换器(D/A)等先进的模块尽可能地靠近射频天线的要求。尽可能多地用软件来定义无线功能。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件(DSPH)、现场可编程器件(FPGA)、数字信号处理(DSP)等。
2.4基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接人方案,能提供端到端的IP业务,能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构,能允许各种窄中接口接人核心网;同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后,所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。在4G通信系统中将取代IPv4协议,主要采用全分组方式IPv6技术。
2.5IPv6技术
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组方式传送数据流,因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。选择IPv6 协议主要基于以下几点考虑:
a) 巨大的地址空间。在一段可预见的时期内,它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
b) 自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下,需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制来获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后,它将用另一种即插即用的机制,在没有任何人工干预的情况下,获得一个全球惟一的路由地址。
c) 服务质量。服务质量(QoS)包含几个方面的内容。从协议的角度看,IPv6与目前的IPv4具有相同的QoS,但是IPv6 能提供不同的服务。这些优点来自于IPv6 报头中新增的字段“流标志”。有了这个20 位长的字段,在传输过程中,中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP 地址流。尽管对这个流标志的准确应用还没有制定出有关标准,但将来它无疑将用于基于服务级别的新计费系统。
d) 移动性。移动IPv6在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址,这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时,通过一个转交地址即可提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
3.结束语
4G移动通信系统目前还只是一个基本概念,4G网络的定义仍然还不明确,IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。但是融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统,实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性,是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统,它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。
参考文献
篇4
第三代移动通信系统是能够满足国际电联提出的IMT - 2000PFPLMTS系统标准的新一代移动通信系统,要求具有很好的网络兼容性,能够实现全球范围内多个不同系统间的漫游,不仅要为移动用户提供话音及低速率数据业务,而且要提供广泛的多媒体业务。根据ITU 的标准,世界各大电信公司联盟均己提出了自己的第三代移动通信系统方案,主要有W-CDMA、CDMA2000、TD-CDMA以及我国提出的拥有自主知识产权的TD-SCDMA。但3G也存在以下几方面的局限性:
不能支持较高的通信速率。3G虽然标称能达到2Mbit/s 的速率,但平均速率只能达到384 kbit/s。尽管目前3G增强型技术不断发展,但其传输速率还有差距。
不能提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口主流的三种体制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心网不具有统一的标准,难以提供具有多种QoS及性能的多速率业务。
不能真正实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游。由于采用不同频段的不同业务环境,需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块,而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。由于3G系统以上的局限性,目前,很多公司已经开始着手4G 概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。
2 4G概念通信技术特点
目前,业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点:
a) 用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来;
b) 移动终端可以是任何类型的;
c) 用户可以自由地选择业务、应用和网络;
d) 可以实现非常先进的移动电子商务;
e) 新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。
根据以上描述,未来的4G系统应具备以下的基本条件。
(1) 具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户(250km/h),数据速率为2 Mbit/s;对于中速移动用户(60km/h),数据速率为20 Mbbit/s;对于低速移动用户(室内或步行者),数据速率为100 Mbit/s。
(2) 实现真正的无缝漫游。4G 移动通信系统实现全球统一的标准,能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”,真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
(3) 高度智能化的网络。采用智能技术的4G 通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收,有很强的智能性、适应性和灵活性。
(4) 良好的覆盖性能。4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境,由于要提供高速传输,小区的半径会更小。
(5) 基于IP 的网络。4G通信系统将会采用IPv6,IPv6将能在IP 网络上实现话音和多媒体业务。
(6) 实现不同QoS 的业务。4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。
3 4G概念通信关键技术探讨
(1)正交频分复用(OFDM )技术
第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM 技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。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技术之所以越来越受关注,是因为OFDM 有很多独特的优点:
a) 频谱利用率高,频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM
信号的相邻子载波相互重叠,其频谱利用率可以接近Nyquist
极限。
b) 抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输,这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍,从而使OFDM 对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。
c) 适合高速数据传输。OFDM 自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候,应采用效率高的调制方式;而当信道条件差的时候,则应采用抗干扰能力强的调制方式。再有,OFDM 加载算法的采用,使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此,OFDM 技术非常适合高速数据传输。
d) 抗码间干扰(ISI)能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰,它与加性的噪声干扰不同,是一种乘性干扰。造成码间干扰的原因有很多,实际上,只要传输信道的频带是有限的,就会造成一定的码间干扰。OFDM 由于采用了循环前缀,故对抗码间干扰的能力很强。
(2)智能天线技术
智能天线采用了空时多址(SDMA)的技术,利用信号在传输方向上的差别,将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分,动态改变信号的覆盖区域,将主波束对准用户方向,旁瓣或零陷对准干扰信号方向,并能够自动跟踪用户和监测环境变化,为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能,被认为是未来移动通信的关键技术。
目前,智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优,但相对而言各种算法均存在所需数据量、计算量大、信道模型简单、收敛速度较慢,在某些情况下甚至出现错误收敛等缺点,实际信道条件下,当干扰较多、多径严重,特别是信道快速时变时,很难对某一用户进行实际跟踪。在基于预多波束的切换波束工作方式下,全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖,各组
转贴于 权值对应的波束有不同的主瓣指向,相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠,接收时的主要任务是挑选一个作为工作模式,与自适应方式相比它显然更容易实现,是未来智能天线技术发展的方向。
(3)无线链路增强技术
可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有:分集技术,如通过空间分集、时间分集(信道编码)、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能;多天线技术,如采用2或4天线来实现发射分集,或采用多输入多输出(MIMO)技术来实现发射和接收分集。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术,它采用的是分立式多天线,能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道,从而大大提高容量。信息论已经证明,当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时,MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能,从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中,MIMO 技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。
(4)软件无线电(S D R )技术
在4G系统中,若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想通信方式,则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口,能够在各类网络环境间无缝漫游,并可以在不同类型的业务之间进行转换。这就意味着在4G 系统中,软件将会变得非常复杂。为此,专家们提议引入软件无线电技术,软件无线电是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术,它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。软件无线电概念一经提出,就受到各方的极大关注,这不仅是因为软件无线电概念新技术先进、发展潜力大,更为重要的是它潜在的市场价值也是极具吸引力的。软件无线电强调以开放性最简硬件为通用平台,尽可能地用可升级、可重配置的不同应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。其中心思想是:构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,将工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等各种功能用软件来完成,并使宽带A/D 和D/A 转换器尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。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。由于各种技术的交迭有利于减少开发风险,所以未来4G技术需要适应不同种类的产品要求,而软件无线电技术则是适应产品多样性的基础,它不仅能减少开发风险,还更易于开发系列型产品。此外,它还减少了硅芯片的容量,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。
(5)多用户检测技术
4G系统的终端和基站将用到多用户检测技术以提高系统的容量。多用户检测技术的基本思想是:把同时占用某个信道的所有用户或部分用户的信号都当作有用信号,而不是作为噪声处理,利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号,即综合利用各种信息及信号处理手段,对接收信号进行处理,从而达到对多用户信号的最佳联合检测。它在传统的检测技术的基础上,充分利用造成多址干扰的所有用户的信号进行检测,从而具有良好的抗干扰和抗远近效应性能,降低了系统对功率控制精度的要求,因此可以更加有效地利用链路频谱资源,显著提高系统容量。
现有的多用户检测算法在计算复杂度与处理时延问题上存在不足,且算法中一些参数(频率、幅度、定时、相位等)估计有误时, 会使得相关矩阵产生较大偏差,导致整个系统性能急剧下降。另一方面, 当前的MUD算法只考虑了同小区内的干扰,而没有考虑相邻小区间的同频率用户干扰。一般的多用户检测研究都假设用户数据是独立等概率的,没有考虑信道编码的影响,现在组合信道编码和多用户检测的研究受到越来越多的重视。另外,目前的研究方向还包括多速率多用户检测和多用户检测与空时二维信号处理、多载波调制、功率控制等技术的结合。
(6)IPv6技术
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组方式传送数据流,因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。选择IPv6 协议主要基于以下几点考虑:
a) 巨大的地址空间。在一段可预见的时期内,它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
b) 自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下,需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制来获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后,它将用另一种即插即用的机制,在没有任何人工干预的情况下,获得一个全球惟一的路由地址。
c) 服务质量。服务质量(QoS)包含几个方面的内容。从协议的角度看,IPv6与目前的IPv4具有相同的QoS,但是IPv6 能提供不同的服务。这些优点来自于IPv6 报头中新增的字段“流标志”。有了这个20 位长的字段,在传输过程中,中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP 地址流。尽管对这个流标志的准确应用还没有制定出有关标准,但将来它无疑将用于基于服务级别的新计费系统。
d) 移动性。移动IPv6在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址,这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时,通过一个转交地址即可提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
4 结束语
4G移动通信系统目前还只是一个基本概念,4G网络的定义仍然还不明确,IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。但是融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统,实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性,是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统,它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。
参考文献
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目前国内高职院校移动通信技术专业课程在讲授时,实训环节往往就是让学生上机实现书上的示例,没有与社会实际需要的专业技术及应用技术的最新发展联系起来。造成这一现象的重要原因是国内移动通信技术专业的教学基本还停留在传统的理工科人才培养模式,普遍缺少对学生工程能力和职业素质的训练,同时也缺乏进行这些训练所需的教学环境,囚此,培养出的学生与产业界的需求往往存在较大的脱节,难以很快融人现代IT企业的运作。
囚此,国内高职院校需要从移动通信技术专业的课程体系进行工程化改造,逐步建立工程化实践教学体系,着力培养学生的工程化开发能力和职业素质,并进而形成一个融基础理论、实训教学、工程实践为一体的整体化培养机制,使学生的基础知识、科学素养、专业知识、创新能力、工程能力和职业素质都得到全面均衡的发展。
二、移动通信技术专业课程改革思路
国内一些工程学院和软件学院积极开展了工程教育改革探索和实践,其中最重要的实践之一是引入了国际上先进的工程教育改革成果――CDIO工程教育理念。CDIO代表构思(coneeive)、设计(Design)、实现(hnplement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纠要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
从2011年开始,我校移动通信技术专业在实践教学建设方面全面启动了基于CDIO工程教育模式的课程体系改革,其中,基于CDIO工程教育理念的移动通信专业课程体系建设已取得了阶段性成果。
1.以CDIO先进理念为指导,开发课程
课程设计依据CDIO工程教育理念,依据CDIO教学理念十二条标准对移动通信技术专业课程体系及本课程进行了详细的分析,以真实项目开发为导向,以培养学生个人技术能力、团队合作能力及系统构建能力为宗旨,与企业工程师共同开发的“一体化项目学习”课程。
2.以真实项目为载体,组织课程
课程及相关课程体系都以真实项目来驱动知识的学习。通过小型真实项目(二级项目),完成一门课程的学习,通过一体化的大型项目(一级项目),完成整个专业课程体系课程的学习,一级项目和二级项目之间有机衔接,二级项目是一级项目的一部分。
移动通信技术专业NET开发模块课程链路以“计算机技术系网站”作为该方向的一体化项目,为完成该一体化项目,依据网站开发的流程,知识逐渐递进的关系划分为以下5个项目“计算技术系网站”――网站前台设计项目;“计算技术系网站”――数据库设计及数据库操作项目;“计算机技术系网站”――基于C语言的数据库操作项目;“计算机技术系网站”―― 动态网站项目;“计算机技术系网站”――服务器部署项目。
3.以学生为主体,设计教学
课程的教学系统设计要以学生为主体,以学生的学习为中心;要面向高职学生的特点和整体水平进行教学目标设计,以促进课程总体目标的实现;要以建构主义等学习理论指导教学系统的元素设计。
4.以行动为导向,优化教学
课程学习以学生学习小组形式进行,一般3~5人,学生入学第二学期自由结合,一直到毕业该组同学都以一个整体的形式出现,一起进行课程考核,一起完成课程项目、学期项目、毕业项目等等。通过小组形式的学习,学生的团队能力、解决问题的能力、沟通能力、表达能力及专业技术等能力都有相应的提高。
通过课程的改革与实践,学生学习的主动性明显加强,学习兴趣显著增强,学习效果显著提高,专业能力明显提升。以此为基础,在今后的教学中,发现运行中存在的不足,进一步完善基于CDIO工程教育理念的移动通信专业课程体系。
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旧式的教学,课堂是教师的舞台,一本书,一块黑板,一支粉笔,就要“独揽天下”,没有给学生充分自由思考的时间,没有让学生有创新的机会,更不利于挖掘学生的潜能,培养学生的能力,现在我们把它叫做“说教式”、“灌输式”,看来是无可厚非的。那又是不是说只要在教育中应用现代技术就可以改变这种局面了呢?我认为也不然,光有现代的技术,没有先进的思想同样是不行的。如今,在我们教师队伍中,还存在着这种现象:有教师认为开展信息技术教育占用了教学时间,影响升学率;大部分教师对现代技术的驾驶水平还偏低;有的教师虽然会使用现代技术,但不会处理它与教学之间的关系。针对这种现象,我们就只有在发展现代教育技术的同时,努力的改革教育思想理念。
那要从哪些方面来改革教育思想理念呢?我认为:
一、教育观念的转变
要发展现代教育技术,首先广大的教育工作者就必须有一个明确的认识:“什么是现代教育技术?为什么要发展?以及怎样发展的问题?”我们要加强这方面的理论学习,明确现代技术在教育中发挥的重要作用,同时,也要不断完善自身素质,使自己能游刃自如的操纵各种现代化教育手段。
二、教学方法的改革
1.激发学生的学习兴趣
学生的学习态度有两种:主动的学习和被动学习,一个乐意学习的人,肯定要比一个免为其学的人要学得更好,要让学生由“强学”变为“爱学”,这就需要充分抓住小学生的心理特点,创设他们喜爱的事物与情境。例如:小学数学在所有学科中,它是最抽象化,概念化的一门学科,模糊的数字概念,枯燥的定义定律,不适合小学生的特性,如果我们能将这些数字的定义、定律等转变成生活中生动、鲜明的形象,必然会激发学生的兴趣。我觉得:教师在设计教学方法的时候,一定要考虑到这一点,让学生在轻松的氛围中愉快的学习。
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一、光通信技术的概念和具体分类
1、光通信技术的概念。光通信是一种重要的通信技术,它是以光波为传输介质的通信方式。光通信技术就是以光通信为基础的通信技术。光通信技术在通信网络中占据着巨大的作用。
2、光通信技术的分类。根据光波波长的长短,可以分为紫外线光、可见光以及红外线光。不可见光(紫外线光和红外线光)同样也可以像可见光一样用来传输信息。其次,按照光源的不同,可分为激光通信和非激光通信;按照传输介质的不同又可以分为有线光通信和无线光通信,无线光通信又叫做大气光通信。就目前而言,常用的光通信有光纤通信、蓝绿光通信、大气激光通信、紫外线通信以及红外线通信。
二、光通信前沿技术
在通信网络中,光通信是其重要的组成部分。它的发展在一定程度上直接决定了通信网络的发展前景。由此可见光通信技术的重要性,接下来就对光通信领域前沿技术中的ASON、OADM、ROADM做定性的分析和介绍。
1、ASON。ASON是指一种具有高可扩展性以及灵活性并且能直接在光层上按需提供服务的光网络,是由光传送网和管理控制光传送网的光信令控制网络构成。ASON主要包括传输设备和光交叉连接设备OXC,传输设备是其主要的传输载体,而光交叉设备OXC则是ASON中的核心硬件设备,并为ASON提供交换平台。ASON的具体实现主要依赖于控制平面的完善以及智能化光层网络节点比如OXC、OADM以及波长路由器的实现。此外,在ASON这一技术中,还提出了全新的概念CP,CP主要是涉及信令、接口以及协议这三个方面的问题,其主要是负责网络资源的管理、连接的提供以及维护。
2、OADM。OADM也就是光分插复用器的英文简称,其主要是功能是实现支路信号的复用和分插,OADM主要的技术是WDM、O-CDMA和OTDM,光分插复用器是全光网络的关键点设备之一,在全光网络技术中占据着重要的作用。
OADM最主要的功能就是在多波长信道中插入或分出一个或者多个波长,根据不同的特征可以分为可重构型以及固定型两种。OADM技术不仅要求操作力求方便和简单,而且还要求能实现较高的性价比。就目前的OADM技术而言,可重构的OADM技术已经成为了发展方向,无论是国际上还是国内在这方面的研究都取得了相当可观的成果。下面就对可重构的光分插复用器即ROADM技术做一定的介绍。
3、ROADM。ROADM也就是重构的光分插复用器,它是指通过远程的重新配置从而可以动态上下业务的波长,并且还可以管理业务波长的一种网络元素或者可以称为节点。ROADM技术的组成模块根据具体应用的不同而不同,而ROADM节点的主要功能模块基本上都包括9个大的模块,这就说明了在不同模块中仍然存在着共性。虽然ROADM系统可以为服务提供商提供一系列的好处,诸如更加自动化管理等等优点,但是就目前而言ROADM仍然处于二线的位置上,造成这种现象的主要原因就是在ROADM的价格上,由于其昂贵的费用而在一定程度上限制了ROADM的发展。
随着社会的不断进步、科技的不断发展,通信网络也得到了较快的发展,传统的通信网络已发展成为了互联网这一新型的、巨大的通信网络。在新型通信网络中,光通信占据着重要的位置,本文主要是在介绍了光通信技术的概念和具体分类的基础上,对目前通信网络中光通信领域的前沿技术ASON、OADM、ROADM的具体概念以及相关的技术做了一定的介绍和分析。
参考文献
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1 物联网的概念和特点
物联网融合了红外感应、全球定位、激光扫描以及射频识别等技术,能够依照约定协议,实现物品与物品的相互连接,从而完成信息的传输和交换,以及识别、定位、跟踪、监控等功能。物联网实际上可以看作是互联网的一种延伸,几乎包含了互联网的全部资源,也可以兼容互联网中的所有应用。不过,物联网与互联网毕竟是两个不同的概念,其本身具有独特的私有化和个性化元素。物联网包含了三个基本的组成部分,分别是信息的感知与控制、信息的传输以及信息的应用。信息的感知与控制主要是结合不同类型的鞲衅魃璞富蛘哂氪感器对应的控制器,实现与终端物品的直接接触;信息的传输主要是通过感知与控制,结合信息传播技术,将相应的数据信息传输到网络终端,在这个过程中,必须保证信息安全;信息应用指针对经过了录入和传输,最终达到网络终端的信息进行应用,以完成对物品的直接控制。
在物联网中,物品控制的前提是对物品的感应,而人们在控制物品的过程中,涉及大量的信息系通信,因此物联网本身具有非常明显的广泛性,借以实现人与人之间、人与物之间的快速交互,保证了人对于物品的合理控制。在物联网中,所有连接的物品都具备私有属性,这也使得物联网中传播的信息附带上了私有属性,在交互过程中,必须切实保证信息安全。最初构建物联网的目的,是方便人们对事物的远程控制,因此,在避免信息泄露的同时需要保证网络系统的稳定性和可靠性,确保人们可以在任何时候通过网络了解事物的状态并对其进行控制。就目前来看,经过了长期的发展,物联网已经逐渐实现了设计初衷,保证了信息传输和交流的可靠性与安全性,备受用户的喜爱。
2 信息通信技术在物联网中的实践应用
2.1 应用方式
信息交流主要是在信息来源方和信息接收方之间构建起稳定高效的传输通道,考虑到物联网本身蕴含的数据信息众多,对于数据传输的效率和精度要求加高,传输通道的性能直接影响着信息的交流以及物联网的使用。想要保证信息的高效传达,不仅要求移动终端和传输通道本身可靠,还需要对信息传输的全过程进行跟踪管理,即通常意义上的网络维护。合理的网络维护能够对用户隐私进行保护,提升网络信息的质量,剔除其中的干扰信息,继而全面提升网络的信息通信水平。因此,物联网中应用信息通信技术,能够为物联网提供更加可靠的管理维护平台,保证物联网运行的安全性、可靠性和稳定性,提升物联网用户的接受度和满意度。
2.2 应用措施
最近几年,伴随着科学技术的进步,信息通信技术在数据传输方面取得了重大突破,技术水平不断提高,但是这并不意味着信息通信技术就可以成为“通用技术”。从满足物联网实际需求,提升物联网利用效率的角度出发,在应用信息通信技术的过程中,应该从两者不同的需求着手,针对信息通信技术进行改进和创新。就目前而言,信息通信技术对于信息的传输一般集中在两个方面,一是数据,二是语音,其本身实际上并不具备感知信息以及通知终端物品的功能。不仅如此,信息通信技术的管理对象是用户管理、传输设备管理、传输过程管理以及业务对象管理,这些管理并不包括对终端物品,管理对象只能是人,因此无法信息通信技术并不能作为物联网的节点来使用。从物联网的角度分析,其本身的私有属性和个性化特征要求信息终端需要具备相应的传感功能,在这种情况下,可以在信息通信系统设计中增加传感器,利用传感器实现对于物品状态的感知和远程控制。另外,在物联网中,应该重视信息通信技术的功能开发,改变原本的管理模式,提升技术的科学性和有效性,以更好的满足物联网用户的各种需求。
2.3 发展展望
就目前来看,物联网与信息通信技术的融合在普及上存在一定的困难,主要是缺乏统一的标准和市场规范,缺少可以吸引大众的业务,影响了通信技术的发展规模。因此,想要推动物联网和信息通信技术的长远发展,就必须研发更具吸引力的业务和产品,推动两者的完美融合。
3 结语
总而言之,结合物联网的概念和特点,对照信息通信技术的特点,可以发现,信息通信技术与物联网之间存在着非常密切的联系,将信息通信技术应用都物联网中,有着良好的可行性。不过,物联网与信息通信技术对于控制有着不同的要求,对于终端用户也有着不同的定位,在这种情况下,想要在物联网中充分发挥信息通信技术的作用,需要做出适当的改进,推动两者的共同发展。
参考文献
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篇9
1.1通信技术的基本概念
通信技术在现代化社会中已经十分普遍,主要是通过电子设备传播数据、语言、图像等信息的传输系统。其按照传输媒质可以分为有线通信技术和无线通信技术。
1.2通信技术在农业生产中的发展现状
高科技农业生产方式在世界各地的农业领域十分盛行,大大减少了人力的资源和费用,同时提高了农业生产的工作效率。我国相比于其它发达国家来说,通信技术在农业领域的研究起步较晚,但是我国对于通信技术在农业生产领域的研究速度是十分快速的,在我国大部分地区已经具备相对完善的通信系统[1]。但仍有少部分地区通信技术在农业领域的研究应用中存在着许多问题,例如,农户思想传统,对通信技术的认识不足,认为其安装成本高、暂时利益小,从而不愿意在通信设备上进行投资。因此,我国要加强对通信技术的研究力度,解决通信技术在农业生产领域中的难题,实现全方面的农业生产信息化发展。
2通信技术在农业生产中的应用
2.1有线通信技术在农业生产中的应用
有线通信技术是通过两个不同空间的电子设备作为传送数据的媒介,其优势在于传播数据稳定、抗干扰能力强等。在农业生产领域常用的通信技术主要有RS-232/422/485、Field-bus、Ethernet等。RS-232/422/485在农业生产早期应用较为广泛的有线通信技术受到地势、距离以及环境的影响,其安装以及维修的成本较高,当受到恶劣天气或是环境变化的影响事,容易导致电子通信设备受损,从而降低其传播数据的质量,因此这种通信技术逐渐被农业生产所被淘汰。Field-bus技术在农业发展的几十年间不断研究和创新,在40多种技术中最具代表性的有CAN、PROFIBUS、FF等。它取代了传统的分布式控制系统,实现了用户的互操作性、网络的开放性、通信网络的全数字化。虽然这种技术可以节省成本及硬件数量,但其受到距离的限制,要依靠Ethernet和信息网的骨干Inter-net进行传送数据,这两种通信技术的融合对实现全球化生产以及精细化生产起到促进作用。
2.2无线通信技术在农业生产中的应用
无线通信技术根据所需通信距离可以氛围短距离无线通信技术和长距离无线通信技术。短距离无线通信技术包括无线局域网以及无线个域网,长距离无线通信技术包括无线广域网和无线城域网。无线广域网主要采用GSM,GPRS,CDMA,GPS和3G等常见的全球化通信技术;无线城域网采用WiMAX(全球微波接入互操作性)通信技术,可以利用天线向地面设备提供高效的互联网连接;无线局域网就是生活中最为普遍的WI-FI,用户只需简单的操作和小小的投资就能获得良好的网络资源。但是Wi-Fi受距离限制和环境的干扰而产生信号强弱变化,其路由器电子设备耗电量大;无线个域网主要包括Bluetooth,IrDA,RFID等技术,小范围下的个体间传播数据的网络通信技术。在农业现代化发展的建设中,无线广域网在大型农业设施及其管理领域中获得极大的收获,例如,根据GPRS、GPS、GSM等技术为设计基础的土壤信息实时监测系统、农田水样数据监测系统、温室大棚控制系统等。方便农户实时掌握农作物状态的同时,极大的提高了生产效率。另外,随着通信技术在农业生产领域研究的深入,无线个域网在农业科技工作者的研究下也取得了许多成果,例如基于红外线技术为基础的变量磷肥施肥系统、以蓝牙技术为基础的温室环境控制系统、对农作物灌溉水量的控制系统等。无线通信技术在农业生产中的应用较有线通信技术的应用更为广泛,因为无线通信技术在设备的建设和维护方面的资金更为低廉、组网操作便捷、扩展更为灵活,可以根据不同的生产需求使用不同的无线通信技术,促进我国农业设施的自动化、信息化、智能化的建设[2]。
3结束语
电子通信技术在农业生产中的应用是未来农业发展的必然趋势,根据不同的农业生产需求可以选择与之相对应的通信技术,在合理使用现有通信技术的同时,加大对新型农业装备通信技术的研发力度,促进我国精细化农业的发展,为我国农业生产提供新的现代化发展方向。
参考文献:
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农业发展;通信技术;有线通信;无线通信
有线通信技术、无线通信技术这是按着传输的媒介对通信技术进行的分类,这两种技术在农业中的发展都是很重要的。简单说,比如温室环境下对温室的各种数据信息、以及温室内作物的生长情况都离不开通信技术的支持。根据农业种植的不同需要对有线通信技术、无线通信技术进行选择性的使用。
1通信技术的概念
文章主要叙述了数字通信系统与模拟通信系统的技术和原理组成基于PC的无线接入的设备,将其研究成果颁布到系统平台上,且最终的方向就是完成研究并完备嵌入式的无线接入设备。为了使其实验良好的使用,科研中实验的基本硬件平台我们将其设备作为PC的接入设备,再依据运行PC上的人机界面程序和各种驱动程序的应用[1]。绝大部分的实验就是一个完备的无线通信系统,充分显现出了我们的“系统级”的优势之处。
2有线通信技术的应用
有线通信与无线通信都是通信的方式,有线通信利用光纤电缆和导线作为导电材料介质,计算机数据通信技术和通信技术,结合新的通信手段,在两地之间传输不同的媒体,可以分为有线数据通信和无线数据通信。与无线通信技术相比,有线通信的最大优点是传输数据稳定高速。无线通信因为线路的控制已成为日常生活中最常用的传输方式[2]。在农业通信应用中,常用的有线通信有:RS.232/422/485。在设施农业领域的早期应用中,采用RS.232、RS.422和RS.485连接计算机和变量系统是一种有效易行的方案[3]。总体来说,相比较无线通信技术,有线通讯技术更加稳定、高速这也是其最大的特点。
3无线通信技术的应用
无线通信技术比有线通信技术含量更高,在更多的地方用更加实用,但它的由来也可以说是基于有线通信的发展。而和有线设备相比无线设备更方便。例如,现在市面上有很多无线终端产品,常见于手机,蓝牙耳机,无线鼠标,对讲机,无线键盘等。通过使用这些产品,让人们了解到通信设备现在已经从有线逐渐变为无线。但是,我们也应该看到,无论是有线还是无线通信,它们在农业中所承担的功能都是一样的,既通过信号传输实现农业生产信息的快速整合[4]。然而,在实际使用中,用于通信传输的电缆由于长期在高温、潮湿以及土壤和空气等高酸性环境而容易导致电缆老化,从而降低了通信技术的可靠性。在实际生产和应用中,需要铺设大量的电线传输信息,以实现监控区域的有效覆盖,这将导致农业设施内的交叉电缆,维护成本[5]。这些因素,极大地限制了有线通信在农业生产中的普及和应用。总体来说,相比较有线通信技术,无线通讯技术更加便捷,这也是其最大的特点。
4结束语
通信技术与农业生产息息相关,在发展过程中对农业生产有着直观的反应。虽然,以上对有线通信技术和无线通信技术进行了对比,但是殊途同归都是对信息的传输只不过是传输的方式不同。有线通信技术、无线通信技术各自都存在着优缺点,农业信号传输要依照生产现场的实际情况,灵活选用不同的通信技术,这样才能在发挥出优势的同时促进农业的更快速、稳定的发展。不可以根据自身喜好分类,两者可以说是相互促进、相辅相成,我们需要在两者优缺点不断克服中寻找办法促进其发展,这也对整个社会展与进步提供前提。
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公选课是以人文素质与科学素质为核心的综合素质类教育课程,是高校人才培养计划的重要组成部分,目的在于扩大大学生视野,提高大学生的科学素养和人文素养。
通信技术和通信产业是20世纪80年代以来发展最快的领域之一。纵观通信技术的发展,虽然只有短短一百多年的历史,却发生了翻天覆地的变化,从当初的人工交换到后来的电路交换,以及现在的分组交换和程控交换:从当初单一的固定电话到现在的光纤通信,卫星通信,移动通信,通信和计算机结合的各种其他业务,以及目前炙手可热的3G通信技术和以后的第四代通信。
随着通信技术的发展,人类已经逐渐步入信息化社会。在信息化社会中,现代通信技术与个人日常生活息息相关。在提倡素质教育、鼓励拓宽大学生知识面的今天,学习并掌握现代通信技术是必要的。基于上述考虑,我校在本科生中开设了“现代通信技术”公选课。
1 教学内容安排
“现代通信技术”属于通信及计算机相关专业的专业课范畴,该课程涉及多门通信及计算机专业的专业基础课程,专业性很强。而选修课的生源绝大部分来自非通信、非计算机专业,甚至非工科类专业,相关知识比较欠缺,因此在确定教学内容和选择教材时要非常慎重,综合考虑多方面的因素,把传授知识、科学普及与思想教育密切结合起来。
公选课一般只有32学时,从广度上来说,面面俱到既不可能也没有必要,只要能够涉及大多数主流通信方式及技术即可,这就要求精选内容、突出重点;从深度上来说,部分知识点的介绍不能太深,要把教学内容简化,做到把一般工作原理解释清楚为止。这一点非常重要,因为“现代通信技术”涉及到很多通信原理的内容,如果进行大量数学推导和公式计算,教学将变得非常枯燥,学生也不容易听懂,从而失去了开设公选课的意义。
经过综合考虑,确定教学内容包括六部分:通信系统概述、电话通信、无线电通信、光纤通信、移动通信和计算机网络。通信系统概述主要介绍通信系统的基本概念、相关模型和组成,以及通信复用方式、交换技术,让学生对通信系统建立初步概念;电话通信则以公共交换电话网PSTN为基础,让学生了解载波通信的基本过程,理解电话交换的概念与作用;无线电通信介绍无线电通信的基本组成及工作过程,另外通过短波通信、微波通信和卫星通信加深学生对无线电通信的了解;光纤通信从光源和传输介质两个角度进行讲解,突出光纤通信的优势;移动通信部分则以学生熟悉的GSM系统为基础,介绍移动通信过程中的位置登记、越区切换等概念,讲解3G标准及发展历史;计算机网络主要介绍网络组成、IP地址、TCP/IP协议,着重突出网络的应用,如WWW、FTP、E-mail等。
2 教学方法及手段
课堂教学的目的是利用有限的教学时间,使学生充分理解、掌握和运用该门课程的知识,完成教学计划。
2.1 传统教学方法的采用
2.1.1 授课由浅入深,语言通俗易懂
公选课的学生来自全校不同专业,学生相关知识基础参差不齐,这就要求教师在授课过程中要从最简单、最根本的源头谈起,逐步过渡,由浅入深,使学生把握问题的来龙去脉。比如,在通信系统概述中讲解“通信”这一概念时如果直接给出其定义,学生很难有透彻的认识。我从成语“千金买笑”谈起,讲马拉松的故事,再谈到击鼓、烽火台和信鸽等,这些具体例子让学生对“通信”有了很直观的认识,在此基础上给出其概念就容易接受得多。
“现代通信技术”专业性和理论性都很强,作为公选课,我在授课过程中尽量采用通俗易懂的语言,避免大量术语的堆砌。比如,把光纤容量的巨大与传统介质容量的甚小比喻成“高速公路”与“羊肠小道”;把调制过程比作“人坐船过河”,其中“人”相当于原始信号,“船”相当于载波。
2.1.2 课堂设置悬念
教师在讲课过程中提出一些问题,有些问题当时就回答,而有些问题则不做回答,在课堂中设置问题悬念,让学生带着问题听课,在听课过程中找答案,激发他们的求知欲。
2.1.3 互动教学
课堂教学要吸引学生注意力,使学生积极参与教学,活跃课堂气氛,这一点是至关重要的。上课时,教师不能采用满堂灌的方式滔滔不绝,而要注意学生的反应,不时与学生互动,调动学生的情绪,引导他们主动思考。
2.1.4 与学生建立融洽关系
教师在授课过程中态度要诚恳,不能给学生一种高高在上夸夸其谈的感觉,使学生产生反感和抵触情绪。在课堂互动的同时,利用课间多接触学生,加强师生交流,与学生建立融洽关系。课下交流还能从学生中获取有用的反馈信息,指导教师改进教学方式与方法,调整教学内容,以便取得更好地教学效果。
2.2 多媒体教学
多媒体教学以图文并茂、声像集成、动静配合、交流互动的表现形式,一扫传统单一、呆板的板书教学表达方式,将教学内容准确、直观、形象地表现出来,突出重点、难点。多媒体教学将教师从繁重的板书中解脱出来,充分利用课堂时间进行讲解,与学生交流,从而优化教学过程,提高教学质量和效率,化抽象为直观,化繁杂为简单,化空洞为具体,使课堂教学变得生动有趣。
多媒体教学的效果在很大程度上取决于课件的质量。制作课件时,首先要认真钻研教学内容,明确教学目标是什么,解决什么问题,难点是什么,重点是什么等,整理出思路清晰的教学方案;然后从视听角度进行总体构思,包括怎样设计开头,怎样结尾,用什么样的表现手法(图形、图像、声音和动画等)展示教学内容,使之结构严谨、层次分明、风格一致。还要考虑画面与声音之间的配合,使之符合心理和视觉规律。幻灯片不是简单的大量文字的堆砌,而应力求概括和精练,重点突出,以提纲式为主;另外还应选取合适的字体、字号,背景颜色合理搭配。
总之,应充分利用多媒体计算机丰富多彩、形象生动的图形、图像和动画技术,有效地解决常规教学手段难以表现和讲解的教学重点与难点,使学生通过多个感官来获取相关信息,增强学习兴趣,提高学习主动性和积极性。
2.3 动画演示
“现代通信技术”的教学内容常常涉及信号的处理过程,传统教学方式通过图形和数学公式将其表达出来,学生难以理解。为了直观地展示信号处理过程,我制作了大量flas进行演示。比如,讲解AM调制技术时,通过flas演示原始信号和载波生成已调信号的动态过 程,让学生对载波幅度随原始信号变化有直观感受,生动的波形和频谱图帮助学生理解信号处理的全过程;再如,讲解电话载波通信的复用技术时,通过flas演示载波通信的全过程,学生可以直观地感受到调制器、滤波器等在整个通信过程中的作用。
3 成绩考核方式的确定
课程成绩评定是否公平合理,不仅关系到每个学生的切身利益,而且体现和影响到教师的职业道德与职业形象,因此需要有完善的成绩评定方法,使成绩的给定能科学公正地反映学生的学习态度、学习效果以及掌握知识的能力。每学期的第一次课我就给出总评成绩的评定方式,即:总评成绩=期末考试成绩×60%+平时成绩×40%。平时成绩的比重之所以这么高,是想尽量避免学生混学分的现象,告诫学生要把功夫下在平时,单靠期末考试前临时抱佛脚是不行的。
平时成绩从课堂出勤、课堂发言、随堂测验等角度综合考察。课堂点名是约束学生出勤的有效方法,但使用该方法需要有一定的度,点名次数过多,占用上课时间:点名次数太少,达不到督促学生出勤的效果。基于上述考虑,每学期16次课中随机抽查课堂出勤情况3-4次,计入平时成绩,缺一次扣4分,在一定程度上避免了听不听课都一样的不公平现象,收到大部分学生的支持。课堂发言情况能够反映出发言者是否认真听课,是否在思考相关问题。我尝试给发言者加分奖励,把发言质量分为3档,分别奖励4、3、2分,计入平时成绩。这样不仅为学生提供了展示自己、锻炼自己的机会,也活跃了课堂气氛,调动了他们参与课堂教学的积极性。而将发言质量分档避免了少数学生没有思考问题而随意回答以获得平时成绩的现象。考虑到公选课的性质和特点,专门抽出时间进行期中考试不现实,我采用一种变通的方式,每学期安排2次随堂测试,一方面可以检验学生的听课效果,另一方面也可以变相考察学生的出勤情况,一举两得,随堂测试情况计入平时成绩。上述平时成绩记录在Excel表格中,随时进行更新。期末时,当着全体学生打开Excel文件,公布每个学生在课堂出勤、课堂发言和随堂测试等方面的表现,并计算平时成绩,让学生确实感觉到教师的公平、公正和公开。
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计算机通信技术是计算机技术与通信技术的结合,故计算机通信技术课程具有以上两门学科的特点。
2.1概念类知识点多
作为工科课程,计算机通信技术的概念较多且基础要点丰富,这就需要在讲解中将相关概念进行串连,使学生在学习中能有一个清晰的思路;另外计算机通信技术需要结合网络设备及相关软件的使用方能发挥其作用,故在教学中应针对网络设备和软件对学生进行引导,保证学生在学习中掌握相关的技巧[3]。
2.2技术更新快
信息技术的发展速度十分快,很多学校的教学中都存在这样的问题:学生学习的知识是即将淘汰的技术,“学完就扔”已经成为很多高校计算机类课程教学的通病[4]。这需要在教学中以基础类知识和最新技术为主要知识点,在保证学生能够了解学科基础知识的情况下,以最新技术为终极教学目标才能保证学生在学习后有用武之地。
3计算机通信技术教学中存在的问题
目前在计算机通信技术的教学中主要存在以下几个问题:学生抽象分析能力较差、理论知识掌握不牢、与实践结合能力较差及知识利用率低。
3.1抽象分析能力差
由于在学习前对计算机数据通信技术接触较少,且生活中很难遇到与此相类似的问题,故部分学生很难将抽象的概念理解透彻。比如说网络协议的类型以及网络层次之间的关系,网络协议是数据交换的规则,网络协议是将不同计算机间传递的数据按照规定的语法进行翻译,从而使不同计算机之间能够进行信息传输[6];
3.2理论知识掌握不牢
部分学生对概念及相关专业术语不理解,这导致学生在以后的实践中不能准确的使用相关的知识。比如说部分学生易搞混Mac地址和IP地址的概念,表述中经常将二者混为一谈,事实上IP地址是网络中标记计算机的唯一地址,而Mac地址则是网卡的编号,若不能正确区分则会导致程序编写错误,功能无法实现。
3.3与实践结合能力较差
计算机通信技术是一门实践重于理论的课程,在教学中过于注重理论则导致学生动手实践能力较差,部分学生甚至连布线及局域网设置都不了解,更不能准确阐述上网的原理,这也是教学中的严重失误。
4数据通信技术的教学探索
针对以上教学中存在的问题,本着对学生负责、对社会负责的根本原则,以提高教学质量、保证学习效果为根本目的,对计算机数据通信技术教学提出以下几点建议。
4.1注重教材选择
好的教材在内容设置上能保证由浅入深、环环相扣,并且在知识点的解释上能够做到准确详实、滴水不漏。选择合适的教材能够使学生在学习过程中做到事半功倍,而质量较差的读物则会导致概念晦涩难懂,不利于学生学习。
4.2合理安排学时
目前专业课程设置为计算机通信技术设置较少的学时(一般为32~48学时),这就导致学生在学习中不能详细透彻的掌握相关专业知识。造成这一现象的根本原因是以减轻学生负担为名义,缩减学生学时,同时本科四年课程设置相对不够合理,本可以在3年学完的课程分摊到4年完成,大量的课余时间一方面丰富了学生的生活,但却减少了学生的学习时间,故应提高计算机通信技术的学时,保证教学质量,提高教学效果。
4.3注重实验教学
计算机通信技术是一门重视实践的课程,理论与实践相结合才能培养出合格的人才,目前的课程设置更偏重于理论的学习,使得培养出的学生大部分都是理论高手,但动起手来就都不行了。通过设置任务型实验,能极大的提高学生的学习兴趣和学习动力,同时还能使学生为自己提出问题,从而使学生能够更加全面的看待问题,提高其适应社会的能力。
篇13
随着信息和网络技术的快速发展,无线移动通信网络的数据流量正以每年接近100%的速度增长,预计未来10年,无线网络的数据流量将增加1000倍,联网设备将高达500亿台(部) ,新兴智能业务将层出不穷,迫切需要更加高速、更加高效、更加智能化的新一代无线移动通信技术来支撑。因此,在全球第4代移动通信(4G)网络的部署方兴未艾之时,第5代移动通信技术(5G,fifth- generation)的研发已拉开大幕[1],成为整个学术界和信息产业界最热门的课题之一,掀起全球移动通信领域新一轮的技术竞争。5G是继4G之后,为了满足智能终端的快速普及和移动互联网的高速发展而正在研发的新一代移动通信技术,是面向2020年以后人类信息社会需求的第五代移动通信网络。
一、5G移动通信技术概述
5G是未来十年的发展方向,根据以往的移动通信技术发展的规律分析,5G应具有着超高的频谱利用率及利用能效,在传输速率和资源的利用效率方面,将比现今的4G技术有一个高度和质的提升,在其无线信号的覆盖性能、传输时效、通信安全及用户体验方面也将会有明显的提高和进步。5G移动通信技术和其他无线移动技术有着深入的联系和结合,形成了新一代的全面性的通信网络。满足未来十年互联网移动通信网速的1000倍要求。未来5G移动通信还须很强的灵活性,可实现自动化和智能化的网络调整。但由于5G 技术过于新颖,学术界和产业界还没有对其进行定义;相关诸如国际电信联盟(ITU)等国际通信标准机构及全球3GPP、WiMAX 等移动通信论坛也没有给出正式的技术定义,使得5G技术至今还没有一个清晰的概念。
目前,国内外专家学者沿用传统的对移动通信技术的划代方式,对5G进行初步定义。常见的说法是,5G就是传输速率达到10Gb/s的下一代移动通信技术,美国著名的《时代》杂志,在报道5G时也沿用这种说法。
二、5G的技术特征
对于5G 的未来愿景和应用,学术界和产业界都进行了相关描述,从这些描述中可以总结出人们对未来5G 的技术需求,相对于传统的移动通信网
络,5G 应具有如下的基本特征[2]:
1、互联网设备数目扩大100倍
随着物联网和智能终端的快速发展,预计2020年后,联网的设备数目将达到500~1000亿部(个)。未来的5G网络单位覆盖面积内支持的设备数目将大大增加,相对于目前的4G网络将增长100倍,一些特殊应用,单位面积内通过5G联网的设备数目将达到100万/。
2、数据流量增长1000倍
业界预测10年后,全球移动数据流量将达到2010年的1000倍。因此,5G的单位面积的吞吐量能力,特别是忙时吞吐量能力也要求提升1000倍,至少达到100 Gb/s/km2以上。
3、峰值速率至少10Gb/s
面向2020年的5G网络,相对于4G网络的峰值速率,其峰值速率需要提升10倍,即达到10Gb/s,特殊场景下,用户的单链路速率要求达到10Gb/s。
4、用户可获得速率达到10Mb/s,特殊用户需求达到100Mb /s
未来5G网络,在绝大多数的条件下,任何用户一般都能够获得10Mb/s以上的速率,对于诸如急救车内高清医疗图像传输服务等特殊需求用户和业务,获得速率将高达100Mb/s。
5、网络耗能低
绿色低碳、节省能源是未来通信技术的发展趋势,未来的5G 网络,要利用端到端的节能设计,使网络综合能耗效率提高1 000 倍,满足1 000 倍流量要求,但能耗与现有网络相当的水平。
6、频谱利用率高
由于5G网络的用户规模大、业务量大、流量高,对频率的需求量大,要通过演进及频率倍增或压缩等创新技术的应用,提升频率利用率。相对于4G网络,5G 的平均频谱效率需要5~10倍的提升,解决大流量带来的频谱资源短缺问题。
7、可靠性高和时延短
2020年的5G网络,要满足用户随时随地的在线体验服务,并满足诸如应急通信、工业信息系统等更多高价值场景需求。因此,要求进一步降低用户时延和控制时延,相对于4G网络要缩短5~10倍。对于关系人类生命、重大财产安全的业务,端到端服务可靠性需提升到99.999%以上。
三、5G的发展趋势
移动互联网技术的发展为5G移动通信提供了动力基础。移动互联网将成为未来各种技术的基础性平台。当前的移动通信技术和无线技术将成为5G通信系统的基础,但有着更高的通信传输质量和系统效率的要求。当然,全球关于5G的技术研究,还处于早期阶段,将来还要经过技术研究、标准化、外场试验等阶段,并最终实现商用部署。不过,尽管对于5G概念和技术仍在探讨,但对于5G标准融合的大方向,现在学术界和产业界基本形成了共识。在2G、3G时代,不同的通信协议标准之间存在较大的差异。而在4G时代,TD-LTE和LTE-FDD在核心网方面已拥有95%的相似性,在无线传输方面也有90%的相似性。面向2020年的5G时代,在频谱的使用上将更加高效和灵活,核心技术和系统架构将进一步融合,全球共用一套通信标准将成为5G技术的发展趋势。
而最终5G技术的发展也会在当前科学信息技术新的发展和变革时期中形成自己的特点:一,更加注重用户的体验,提高和改善通信网络的传输速率、吞吐效率及3D等下能力,将成为5G性能的重要指标;二,完善和健全网络,实现多点、多面、多用户多无线,提高系统性能;三,5G技术将实现无处不在的无线信号覆盖,优化系统的设计目标;四,充分利用高频段频谱资源,实现5G的普遍广泛应用;五,可灵活化的配置5G移动无线通信网络,相关通信运营商科根据实时的流量动态调整网络资源,降低成本和消耗[3]。
四、结语
总之,5G是面向2020年信息社会需求的新一代移动通信系统,学术界和产业界正在对其概念和技术进行广泛探讨,尽管尚未形成统一的标准,但随着信息和网络技术的快速发展,5G的关键技术将取得实质性的突破,具有更广阔的应用前景,全面提升全球信息化程度和经济发展。
参考文献: