军事通信技术论文范文
时间：2023-03-30 06:07:03
导语：如何才能写好一篇军事通信技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：
不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
篇2
【关键词】光纤通讯技术 特点 应用 发展
光纤通信技术简单来说就是以光波作为信息载体，以光纤作为信息传输媒介的一种通信方式。光纤通讯技术是当今信息技术方面涉及最广泛的技术，在信息通讯的领域上运用非常广泛，同时在其他领域也发挥着其技术的优势，在这个大环境下光纤通信技术有一个光明的发展前景。而要对光纤通信系技术有一个很好地应用首先要对其特点有深刻的了解。
一、光线通信技术的特点
（一）光纤通信技术的含义
光纤通信技术就是利用光作为信息的载体，利用光纤作为通讯的方式渠道。运用光纤通信技术时的光波远远快于电波的频率，大大提升了信息的传递效率，并且光纤要比电缆或导波缆在信息运输过程中损耗要小得多，大大增加了安全措施和减少了维修费用；光纤相对于与其它运输方式的容量也要扩大几倍，因此无论是从速度上还是容量上光纤通信技术都大大提升了信息运输效率；光纤本身也是玻璃材质，是电气绝缘体，不存在接地回路的现象，更加降低了串路的现象；光纤本身体积就很小，也解决了大城市间电路拥挤的问题，因此光纤通信技术十分适用由于信息行业。
（二）耗损特性
利用光纤通信技术来进行信息的传送，在传送过程中由于信号的强弱和传送距离的长短都影响着光纤损耗程度。光纤的损耗主要是两方面的原因，一方面是光纤传输线内部的吸收、瑞利散射和不完全散射都会造成光纤的损耗；另一方面是光纤传输线来自外部的折损造成的损耗等，这些都对光纤的寿命有着影响。
信息传输过程中由于光纤中光波会发热，光纤传输线吸收一部分热量，这种吸收热量的行为会对光纤造成一定的损耗。吸收损耗的主要是因为光纤是玻璃材质和其中的杂质造成对热量的吸收。杂质吸收主要是增大光纤自身附带的水分子中的氢氧成分与金属离子的氧化过程，改变了光纤传输线的成分，从而影响信息传输的过程；瑞利散射的损耗，它指的是光在传输过程中遇到微利不均匀导致光波长变小，那么光波就会向周围折射，发生瑞利散射的现象，从而导致光能量损耗。由于光纤作为光传递的载体，光纤在生产时质地不均匀很容易导致光发生瑞利散射的现象，从而影响信息的传输，这种现象目前的技术并不能避免，制造工厂只能尽可能的减小这种现象的发生；结构不完整的损耗主要指的是在光纤生产过程中的失误和在使用过程中的磨损，导致光纤内部或者外部有一些结构上的缺陷，很有可能造成散射的现象出现，导致信息在传输过程的损耗；弯曲损耗主要指的是在光纤捆绑成缆时，施工过程中都有可能造成光纤的弯曲，光纤的弯曲程度一旦过小，不能使光束完成正常的反射时就会影响信息的传输，因此在使用过程中一定要注意光纤的弯曲程度一定要大于十公分，才能保证光纤正常工作等。
（三）容量大的特性
光纤通讯技术比过去的电缆或铜线技术有大得多的传输宽带，可以传输几十倍的信息，推动了信息传输业的发展，也更加适应这个信息快速发展的社会。单波长光纤通信系统一般都是加注一些复杂的技术，使之扩展信息传递的容量，以适应这个新兴的信息时代，目前我国正在信息容量方面持续研究，以提升信息传递的整体效率。
二、光纤通信技术的运用
我国20世纪末信息技术飞速发展，像广播电视，电力通讯，电信传输等都如雨后春笋般势不可挡。随着这些行业的刺激，信息技术也在不断地发展，光纤通信技术更是作为一种新兴技术飞速发展着，涉入到各个领域当中。
光纤通讯技术逐渐在军事，电力或网络领域等中发挥它的优势，为这些领域带来了新的血液，推动这些领域中信息的发展。光纤技术虽然一些优势性能已经开发出来，但是还有很多优势没有进行很好的扩展，甚至没有开发，我国正在不断的对其进行研究，将其功效发挥到极致的同时也在开发其他新的技术，试图代替光纤通信技术，促进信息技术的发展。
我国的信息网络格局正在不断优化，正在向网状结构发展，形成一个信息网络，真正做到四方八达信息网，促进我国信息事业的发展。并且这些技术不仅仅运用到信息事业当中，还在军事和电力等事业的发展做出了一定的贡献。
三、结束语
总而言之，光纤通信技术目前引领着我国信息事业的发展，针对我国社会不断的发展，对信息的要求也越来越高，随着社会的进步光纤技术也应该不断进步，才能适应这个飞速发展的社会。在经济条件和人民期望的大环境下光纤通讯技术一定会不断研发，并扩展到各个领域当中，推动社会的发展，逐渐缩短与国际领先技术的差距。
参考文献：
[1]李厚伟.浅析光纤通信技术的应用及发展趋势探讨[J].城市建设理论研究.2011（18）
[2]韩长军.浅谈光纤通信技术的特点及其运用[J].电脑知识与技术.2013（25）
篇3
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。
简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
2.红外通讯技术的特点
红外通讯技术是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持：
⑴通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发;
⑵主要是用来取代点对点的线缆连接；
⑶新的通讯标准兼容早期的通讯标准；
⑷小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；
⑸传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经。
3.红外数据通讯技术的用途
红外通讯技术常被应用在下列设备中：
⑴笔记本电脑、台式电脑和手持电脑；
⑵打印机、键盘鼠标等计算机设备；
⑶电话机、移动电话、寻呼机；
⑷数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表；
⑸工业设备和医疗设备；
⑹网络接入设备，如调制解调器。
4.红外数据通讯技术的缺点
⑴通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断;
⑵目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低（115.2kbit/s）;
⑶红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。
5.红外通信技术对计算机技术的冲击
红外通信标准有可能使大量的主流计算机技术和产品遭淘汰，包括历史悠久的调制解调器。预计，执行红外通信标准即可将所有的局域网(LAN)的数据率提高到10Mb/s。
红外通信标准规定的发射功率很低，因此它自然是以电池为工作电源的标准。目前，惠普移动计算分公司正在开发内置式端口，所有拥有支持红外通信标准的笔记本计算机和手持式计算机的用户，可以把计算机放在电话机的旁边，遂行高速呼叫，可连通本地的因特网。由于电话机、手持式计算机和红外通信连接全都是数字式的，故不需要调制解调器。
红外通信标准的广泛兼容性可为PC设计师和终端用户提供多种供选择的无电缆连接方式，如掌上计算机、笔记本计算机、个人数字助理设备和桌面计算机之间的文件交换；在计算机装置之间传送数据以及控制电视、盒式录像机和其它设备。
6.红外通信技术开辟数据通信的未来
目前，符合红外通信标准要求的个人数字数据助理设备、笔记本计算机和打印机已推向市场，然而红外通信技术的潜力将通过个人通信系统(PCS)和全球移动通信系统(GSM)网络的建立而充分显示出来。由于红外连接本身是数字式的，所以在笔记本计算机中不需要调制解调器。便携式PC机有一个任选的扩展插槽，可插入新式PCS数据卡。PCS数据卡配电话使用，建立和保持对无线PCS系统的连接；扩展电缆的红外端口使得在PCS电话系统和笔记本计算机之间容易实现无线通信。由于PCS、数字电话系统和笔记本计算机之间的连接是通过标准的红外端口实现的，所以PCS数字电话系统可在任何一种PC机上使用，包括各种新潮笔记本计算机以及手持式计算机，以提供红外数据通信。而且，由于该系统不要求在计算机中使用调制解调器，所以过去不可能维持高性能PC卡调制解调器运行所需电压的手持式计算机，现在也能以无线方式进行通信。红外通信标准的开发者还在设想在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方，掌上计算机用户可以利用这些外设而勿需电缆。银行的ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。
预计在不久的将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术的推广意味着膝上计算机用户不用电缆连接的新潮即将到来。由于红外通信具有隐蔽性，保密性强，故国外军事通信机构历来重视这一技术的开发和应用。这一技术在军事隐蔽通信，特别是军事机密机构、边海防的端对端通信中将发挥出重要的作用。正如前面所述，它还将对计算机技术产生冲击，对未来数据通信产生重大影响。
参考文献
[1]蒋俊峰.基于单片机的红外通讯设计[J].电子设计应用,2003,11.
[2]曾庆立.远距离红外通讯接口的硬件设计与使用[J].吉首大学学报(自然科学版),2001,4.
[3]邓泽平.一种多用途电度表的红外通讯问题[J].湖南电力,2003,4.
[4]朱磊,郭华北,朱建.单片机89C52在多功能电度表中的应用研究[J].山东科技大学学报(自然科学版),2003,2.
[5]罗兆虹,詹学文,戴学安.红外通讯技术在电能表数据交换中的应用[J].电测与仪表,2002,12.
[6]吴叶兰,廉小亲,石芹侠.电能计量芯片组AT73C500和AT73C501及其应用[J].电测与仪表,2002,7.
篇4
关键词：认知无线电；软件通信体系结构；认知引擎；战术电台
中图分类号：TN924 文献标志码：A DOI：
Research of Cognitive Radio Architecture
Zhang Jian－feng
（Communication Engineering,Hangzhou Dianzi University,310018）
Abstract: This paper first expounds the basic theory and concept of Cognitive Radio(CR),reviews the development course of Cognitive Radio,introduces the status of researching for Cognitive Radio.Then concisely analyzes the application prospect for demand of battlefield communication.At last,suggests a kind of architecture of Cognitive Radio,provides it's software and hardware construction,briefly explains the function of each part.
Key words: Cognitive Radio；SCA；Cognitive Engine；Tactical Radio
0 引 言
随着信息技术的不断发展，军事、民用、商业对通信要求也在不断提高，新的通信设备和通信手段不断出现，而目前采用的主要还是基于授权的静态频带分配的方法，这就使得常用的无线频带越来越拥挤，频谱资源已经成为一种紧缺资源。而过于拥挤的通信频带，带来的就是设备通信能力的直线下降。因此，如何解决因频带拥挤带来的通信能力下降的问题，已经成为一种迫在眉睫的需求。
认知无线电技术（Cognitive Radio，CR）[1]是解决上述问题的有效方法之一，它是一种新的智能无线通信技术，通过感知周围环境的频率、时间和空间等特征，对环境、信道条件、网络协议、用户需求以及设备本身的内部情况进行推理，根据推理结果实时调整传输参数，以保证信息的可靠快速传输。
本文结合认知无线电的技术特点以及战场通信的实际需求，给出了一种基于认知无线电技术的战术电台架构，对其软硬件组成及功能做了简要分析。
1 认知无线电技术的概念及发展
上世纪90年代早期，J.Mitola提出了软件无线电(Software DefinedRadios，SDR)的概念。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A／D和D／A变换器，将尽可能多的无线电台的功能用软件定义。它的出现使通信终端大大减小对硬件的要求，可以使相同的终端在不同的通信系统中使用。在2000年的论文中，Mitola将软件无线电的概念进一步拓展，提出了认知无线电(CR)的概念。认知无线电可以感知周围电磁环境，并实时调整传输参数，使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应，而且能与环境相匹配，以达到无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。也就是说，SDR关注的是采用软件方式实现无线电系统信号的处理；而CR强调的是无线系统能够感知操作环境的变化，并据此调整系统工作参数，实现最佳适配。从这个意义上讲，CR是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任务、政策、规则和目标进行推理和规划的高层活动。所以，认知无线电是智能化的软件无线电[2]。
此后，不同的机构和学者从不同的角度给出了CR的定义，其中比较有代表性的包括美国联邦通信委员会(FCC)和著名学者Simon Haykin教授的定义。FCC认为：“CR是能够基于对其工作环境的交互改变发射机参数的无线电”。Simon Haykin则从信号处理的角度出发，认为：“CR是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等)，使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。”
总结上述定义，CR应该具备以下3个主要特征：
(1)感知能力
感知能力使CR能够感知其外部频谱环境信息，发现空闲的频谱资源或干扰信号，寻找合适的信道，这是CR工作的前提。
(2)推理和学习能力
推理和学习能力使CR能够根据感知到的外界电磁环境和自身的状况，同时结合过往的工作数据，得出当前的最佳通信参数的能力，这是CR工作的核心。
(2)重构能力
重构能力使得CR设备可以推理结果对设备的各种参数进行重设置的能力。可以重构的参数包括：频率、发射功率、调制和编码方式、通信协议等。
一个常见的CR设备工作流程如图1所示：
如图1所示，CR设备的工作过程一般分为以下三个阶段：
1）感知阶段：认知设备感知外界的电磁频谱环境；
2）决策阶段：根据感知到的外界电磁环境和已有的知识经验，经过详细的运算推理过程，得出最适合当前环境的通信参数；
3）重构阶段：根据决策结果对认知设备进行参数加载或配置，完成通信过程。
感知、决策、重构这三个阶段不断的循环，构成了CR设备工作的全过程。
认知无线电的概念提出以后，众多国家和国际组织都对其投入了巨大的研究精力，其中以美国和欧盟的研究最具代表性。美国的研究以认知无线电为主，欧盟则从异构网络融合入手，并正朝着认知无线网络方向发展。代表性的研究工作有：
1）2003年12月，美国联邦通信委员会(FCC)对《FCC规则第15章》公布了修正案，规定：“只要具备认知无线电功能，即使是其用途未获许可的无线终端，也能使用需要无线许可的现有无线频带”。并且将认知无线电的使用在5G频段合法化，同时FCC正在考虑是否在TV频段也将认知无线电合法化。
2）美国电气和电子工程师协会（IEEE）于2004年11月正式成立IEEE802.22工作组，这是第一个世界范围的基于认知无线电技术的空中接口标准化组织。
3）2005年3月，IEEE通信协会(ComSoc)和电磁兼容协会(EMC)共同成立了IEEE P1900标准工作组，该机构致力于推进与下一代无线通信技术和高级频谱管理技术相关的电磁兼容研究。
4）IEEE JSAC于2007年4月和2008年1月，IEEE Comm Mag于2007年5月和2008年4月，IEEE J-STPTP 于2008年2月分别出版了关于认知无线电的专辑。
5）2008年2月，欧盟启动的FP7（欧盟第七框架计划）又加大了对下一代无线网络研究的力度，力图在网络融合的基础上进一步向认知无线网络发展。
2 认知无线电技术的军事意义
除了民用方面的研究，认知无线电技术还被发现有更多的军事意义。现代战争条件下战场的电磁环境日益复杂，各种电磁辐射源如雷达、通信、导航、指控、电子对抗设备等数量成倍增加，覆盖的频谱越来越宽，多种电子设备在有限的地域内密集开设，使得频谱资源异常紧张，电磁兼容问题越来越突出。认知无线电能够主动的感知战场电磁环境，并不断的学习归纳，动态的利用频谱资源，对信息进行智能化的传输，因此认知无线电技术能大大提高战场无线通信的性能和可靠性，具体体现在通信容量、频谱利用率、抗干扰能力等方面；同时，由于认知无线电设备能够主动感知战场电磁环境并对接收信号进行识别，因此可以一边进行电磁频谱侦察，一边快速释放或躲避干扰，实现传统无线通信设备所不具备的电子对抗功能[3]。
随着认知无线电技术与战场环境的结合成为未来战场通信的趋势，越来越多的国家将此作为研究的焦点，但大多处于理论探索阶段，只有美国DARPA(Defense Advance Research Products Agency，国防高级计划研究局)的XG项目研究时间最长，进展最快，最为典型。从2003年开始，XG以CR技术为核心，着眼于开发认知无线电的实际标准和动态频谱管理标准，采用软件无线电技术来实现最大限度的时域、频域和空间等信息的利用，并称其论证的频谱效率可使目前的频谱利用率提高10～20倍。其基本思想是：设备首先“感知”周围无线环境并确定频谱特征，确定基本用户的存在性并“描述”可用机会，通过对环境的理解和主动学习，遵守应用于该频谱的管理策略，设备确定一种最佳计划，实时调整传输参数比如功率、载波调制和编码等，节点间相互通信协调使用机会，定义与应用干扰限定策略，然后以不与基本用户发生冲突的方式发送信号，达到通信系统性能最优化的目的。
3 基于认知无线电的电台架构
战术电台作为战场通信的主要手段，对通信的实时性、可靠性、抗干扰能力有着更高的要求，而认知无线电的技术特点则决定了认知无线电技术必将在战术电台上得到广泛应用。因此，采用一种什么架构来设计电台，将认知无线电技术和战术电台的通信功能完美结合就变得十分重要。
由认知无线电的概念可知，认知无线电是智能化的软件无线电，具有软件无线电的所有特征。提到软件无线电，就不能不提到软件通信体系结构（SCA）[4]。SCA是实现军用软件无线电台设计的一个有效规范和指导，是美军针对下一代战术无线通信系统的研制而的通用规范，它对多种类型军用无线电台的软硬件体系结构进行了定义。基于SCA的战术无线电台具有通用性强、便于更新、便于维护和升级的特点，并且能够实现不同军兵种不同系列电台之问的互连、互通和互操作。目前，美军已了多个版本的SCA规范(最新版本是SCA 2.2.2)，研制并装备了多种基于SCA的无线电台。近年来，我军一直在密切关注和跟踪SCA的研究动向，并于2004年实施了适合我军特点的相关国军标，用来指导我军下一代战术无线电台的研制和开发。因此，综合考虑认知无线电和SCA的特点，同时结合战术电台的使用需求，参考SCA规范，提出一个基于认知无线电的电台体系架构。如图2所示。
该体系架构中，自底向上包括硬件平台、BSP及设备驱动、嵌入式操作系统、嵌入式CORBA中间件、硬件抽象层（MHAL）、核心框架、基础服务、无线通信波形应用、频谱感知波形、认知引擎等若干部分。
硬件平台是实现通信功能和认知功能的基础，由射频模块、数字信号处理模块、主控模块等组成。
BSP、设备驱动、嵌入式操作系统、嵌入式CORBA中间件、硬件抽象层、核心框架共同构成一个通用开放的SCA软件平台。
基础服务软件为用户提供通用、组件化的共，包括故障检测、资源监控、信息输入、时间服务等。
无线通信波形应用是由一组实现通信功能的波形组件构成的应用软件，一种无线通信波形应用代表一种通信功能的实现。具备认知功能的电台可以根据认知结果选择最佳的波形和参数进行通信。
频谱感知波形完成频谱感知功能所需的信号处理工作，得到的感知结果是认知引擎工作的依据。电台可以根据时间、空间、频率等实际情况运行不同侧重的频谱感知波形以获取最佳的感知结果。
认知引擎是在软件无线电平台上实现基于人工智能技术的推理与学习，实现并驱动整个认知环路，实现认知功能的核心部件。通常，认知引擎由推理机、学习机、知识库等功能模块组成。可以说，认知引擎是CR的“大脑”。
由图 2所示的电台体系架构可知，基于认知无线电的电台在硬件上通常由以下模块组成：
1）实现通信功能的射频模块；
2）实现频谱感知功能的射频模块；
3）运行通信和频谱感知波形的数字信号处理模块；
4）运行认知引擎、完成对各模块运行管理的主控模块。
一个多通道的认知无线电台硬件架构如图3所示：
根据电台使用需求的不同，可对图 3所示的硬件架构进行裁减，但最少必须保留一个通信通道和一个认知通道。此时，数字信号处理模块和主控模块的功能也可以在一个硬件模块上实现。一个典型的单通道认知无线电台硬件架构如图4所示。
图中的射频功能模块完成通信射频信号的处理；频谱感知模块根据需求完成对相应频段的电磁环境探测；主控及数字信号处理模块是电台的核心，运行通信波形、认知引擎，同时负责电台的控制管理。并且，按照图 2所示的体系架构，在主控及数字信号处理模块上还要运行嵌入式操作系统、核心框架、中间件、硬件抽象层等基础软件以满足体系架构的要求。
4 结论
本文首先介绍了认知无线电技术的基本原理及，然后结合认知无线电技术的发展阐述了其在军事上的用途，最后参考软件通信体系结构（SCA）提出了一种基于认知无线电的电台体系架构，对其软硬件组成做了简要分析。
认知无线电技术作为一种全新的通信技术，能有效提高通信设备的通信效能及抗干扰能力；以认知无线电设备组网，能大幅提高通信网络的频谱利用率及通信容量；结合世界军事信息技术发展的特点，认知无线电技术的军事用途更是不可低估。近年来，认知无线电技术已经受到广泛和深入的研究，在不远的将来，必将对现有的通信技术造成巨大的冲击，在通信技术发展的历史上留下深远的影响。
参考文献：
[1] J.Mitola，Cognitive Radio：An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio[D]，Sweden，KTH Royal Institute of Technology，2000 .
[2] 杨小牛，从软件无线电到认知无线电，走向终极无线电[J]，中国电子科学研究院学报,2007,1：4
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PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后，通过用户配电线路传输到局端设备，局端设备将信号解调出来，再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线，在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入，电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域，对于重要场所的监控和保护，一直需要投入大量的人力和财力，现在只需利用电源线，用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散，表记数量众多，所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置，由于不需要重铺设通信信道，节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式，使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展，现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持；给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术，无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现，便于管理和扩展。
电力线通信主要优势：
电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势，我国拥有全世界排名第二的电力输电线路，拥有用电用户超过10亿，居民家里谁都离不开电力线；显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区，特别是那些电话网络不太发达的地区，PLC更有用武之地，毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大，市场发展成熟较慢，但会存在电力线上网先入为主的局面，对PLC的长远发展和扩展非常有利。
电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施，不需要任何新的线路铺设，随意接入，简单方便的安装设备及使用方式，节约了资源和费用，无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物和公共设施的破坏，同时也节省了人力，共享互联网络连接，高通讯速率可达141Mbps（将未通过升级设备可达200Mbps）。PLC调制解调器放置在用户家中，局端设备放置在楼宇配电室内，随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降，据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平，而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台，因此随着用户的增长，局端设备可以随时动态增加，这一点对于运营商来说，不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。
电力线通信的缺点
传输带宽的问题。PLC与电话线上网从本质上讲并没有区别，都是利用铜线作为传输媒质，铜线上网的最大问题是不能解决传输带宽问题。虽然14M的产品已经成熟，但电力线上网是共享带宽，若同一地区多个用户同时上网则数据传输速度将会相应降低，如何保证用户能够获得足够带宽成为挑战噪声安全性问题。由于电力网使用的大多是非屏蔽线，用它来传输数据不可避免的会形成电磁辐射，从而会对其它无线通信，如公安部门或军事部门的通信造成干扰；再次电力线上网存在不稳定的问题，家用电器产生的电磁波对通信产生干扰，时常会发生一些不可预知的错误。与信号洁净特性恒定的Ethernet电缆相比，电力线上接入了很多电器，这些电器任何时候都可以插入或拆开，并机或关闭电源。因而导致电力线的特性不断变化，影响网速。
衰减问题。与以太网接入或者ADSL接入不同，尽管PLC接入可以选择家庭内任意电力插座联接到Internet，但是就目前而言，由于衰减因素仍然存在，不同接入点的带宽是不一样的，如果家庭比较大，那么在最远处接入，带宽衰减将非常明显。其次大部分情况下，PLC数据需要通过电表传输，带宽往往在这里产生非常大的衰减，这成为PLC的技术瓶颈之一，有专家表示主要问题在于电表的设计，而不是PLC自身的技术因素，但由于电表是既有产品，不可能对其大规模换用，所以只能通过PLC产品自身技术来克服PLC衰减问题。
目前我国在沈阳及北京多个小区开通了多个PLC接入试验网络，主要以2M和14M带宽接入为主。由于法律、服务、技术指标等影响，还没有大规模的商用PLC系统投入使用。随着科技的进一步发展，相关技术将逐步得到有效解决。最近国电科技推出的200Mb/sPLC接入方案具有布线简单，电磁辐射低，价格便宜等优点，在接入带宽及稳定性方面有了重大突破，具有强大的市场竞争力和广泛的市场前景。电力线通信技术毕将得到广泛应用发展。
篇6
关键词：通信工程，安全机制，行业发展
通信工程（Communication Engineering）专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景，也是人才严重短缺的专业之一。通信工程学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。
十年前港台电影中黑帮大佬手里可以用来砸人的“大哥大”，早已变得如此纤细轻巧、色彩缤纷，并且飞入寻常百姓之手；从前只有数月飞鸽传书才能联系的国外亲友可以用简单方便快捷的伊妹儿（E-mail）互致问候、即时聊天，甚至装上摄像头开个网络会议！这一切都应该归功于通信工程（Communication Engineering）技术的迅猛发展。如果让科学家们选出近十年来发展速度最快的技术，恐怕也是非通信技术莫属。这些都使得现阶段理解这个年轻而又略显“神奇”的专业成为一种必要性与紧迫性[1]。
1 通信工程[2]
1.1 专业特点
通信工程跨电子、计算机专业，所学知识兼有两者的特点，需要较好的数学、物理基础以及较强的动手应用能力。所学知识，如数据结构、操作系统、数据库等属于计算机类，另一些知识，如信号处理、高频电路、电路原理等属于电子类，此外还有专业性较强的通信原理等，所学范围比较宽。
1.2 通信系统构成
通信系统由信源，包括声音、数据、文字、图像等，经由发送变换器消除噪声的影响，并转化成信号通过信道发送到接收变换器，最后还原成原始的声音、数据、文字、图像等信息。如图1所示：
图1通信系统构成
1.3 通信系统分类
（1） 按信源产生消息的物理特征分类
按信源产生消息的物理特征分类，可以分为电话通信、电报通信、电视通信、数据通信、图像通信、多媒体通信等。
（2） 按传输信号的特征分类
按传输信号的特征分类可以分为模拟通信与数字通信。模拟通信是指传输的信号是模拟信号；数字通信是指传输的信号是数字信号等。
（3） 按传输媒介和系统组成的特点分类
按传输媒介和系统组成的特点分类可以分为长波通信、短波通信、微波通信、卫星通信、光纤通信、移动通信等。
（4） 按用途分类
按用途分类可以分为民用通信、军事通信、气象通信、海洋通信、宇宙通信、应急通信等等。
2 发展流程总图
通信工程的发展流程总体经历了4个阶段，分别为80年代的黎明期，90年代的成长期，21世纪前期的量变扩展期，21世纪中后期的质变扩展期。如图2所示：
图2通信工程的发展流程总图
3 发展流程
无线通信的发展历史可以追溯到19世纪80年代赫兹（Heinrich Hertz）所做的基础性实验，以及马可尼（Guglielmo Marconi）所做的研究工作。移动通信的始祖马可尼首先证明了在海上轮船之间进行通信的可行性。自从1897年马可尼实验室证明了运动中无线通信的可应用性以来，人类就开始了对移动通信的兴趣和追求。也正是20世纪20年代末，奈奎斯特（Harry Nyquist）提出了著名的采样定理，成为我们迈向数字化时代的金钥匙。
3.1 第一代移动通信技术（1G）
第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，制定于上世纪80年代。Nordic移动电话（NMT）就是这样一种标准，应用于Nordic国家、东欧以及俄罗斯。其它还包括美国的高级移动电话系统（AMPS），英国的总访问通信系统（TACS）以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法国的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模拟蜂窝服务在许多地方正被逐步淘汰。
第一代移动通信主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。第一代移动通信有很多不足之处，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务和不能提供自动漫游等。
3.2 第二代移动通信技术（2G）
第一代移动通信技术模拟移动通信具有很多不足之处，比如容量有限；制式太多、互不兼容、不能提供自动漫游；很难实现保密；通话质量一般；不能提供数据业务等。第二代数字移动通信克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性得到了很大提高，并可进行省内、省际自动漫游。
第二代移动通信系统引入数字无线电技术组成的数字蜂窝移动通信系统，提供更高的网络容量，改善了话音质量和保密性，并为用户提供无缝的国际漫游。当今世界市场的第二代数字无线标准，包括GSM、D-AMPS。PDC（日本数字蜂窝系统）和IS-95CDMA等，均仍然是窄带系统。现有的移动通信网络主要以第二代的GSM和CDMA为主，采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技术，数据提供能力可达115.2kbit／s，全球移动通信系统（GSM）采用增强型数据速率（EDGE）技术，速率可达384kbit／s。
3.3 第三代移动通信技术（3G）
由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现移动的多媒体业务。同时，由于各国第二代数字移动通信系统标准不统一，因而无法进行全球漫游。比如，采用日本的PHS系统的手机用户，只有在日本国内使用，而中国GSM手机用户到美国旅行时，手机就无法使用了。
第三代移动通信，简单地说就是提供覆盖全球的宽带多媒体服务的新一代移动通信。与第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信相比，第三代移动通信是覆盖全球的多媒体移动通信。它的主要的特点之一是可实现全球漫游，使任意时间、任意地点、任意人之间的交流成为可能。也就是说，每个用户都有一个个人通信号码，带着手机，走到世界任何一个国家，人们都可以找到你，而反过来，你走到世界任何一个地方，都可以很方便地与国内用户或他国用户通信，与在国内通信时毫无分别。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另一个主要特点。这就是说，用第三代手机除了可以进行普通的寻呼和通话外，还可以上网读报纸，查信息、下载文件和图片；由于带宽的提高，第三代移动通信系统还可以传输图象，提供可视电话业务。
3G业务可以分为基本业务和新兴业务。基本业务一般有短消息业务，WAP业务，多媒体消息业务，定位服务业务，OTA下载业务。短信业务是3G系统的业务平台提供的一种数据业务，它为移动终端提供收发一定大小的文本和数据的业务，并利用SMSC（短信业务中心）为短信提供“存储转发”的功能。WAP业务是移动数据业务和internet融合的基本业务，用户通过手机和其他无线终端的浏览器查看从服务器收到的信息，室移动终端持有者可以像internet用户一样，访问internet内容和其他数据服务。具体有可以分为PULL业务和PUSH业务两种类型。
4 安全机制
4.1 通信安全
通信安全不同于信息安全，它是建立在信号层面的安全，不涉及具体的数据信息内容。通信安全是信息安全的基础，为信息的正确，可靠传输提供了物理保障。安全通信具有以下两个特点：
保密性。
保密性是指确保数据处于私有和保密状态，并且不会被可能使用网络监控软件的窃听者查看到。通常借助加密来达到保密目的。
完整性。
安全的通信通道还必须能确保数据受到保护，以防止数据在传输过程中遭到意外或蓄意（恶意）的修改。完整性通常是通过使用“消息身份验证代码”(Message Authentication Code, MAC) 实现的。
4.2 安全措施[3-4]
（1） 对于通过 Internet 和公司 Intranet 传递的数据来说，首先要确保通道的安全。
（2） 做好 Web 浏览器到 Web 服务器、Web 服务器到应用程序服务器以及应用程序服务器到数据库服务器等链接的安全要求。
（3）务必使安全通信提供保密性和完整性。它无法防止不可否认性（这需要客户端证书）。
（4） 正确选择加密。通道安全选项包括 SSL、IPSec 和 RPC 加密。例如，当您的应用程序使用 DCOM 与远程服务组件通信时，适合使用最后一个选项。
（5） 如果您使用 SSL 与 SQL Server 通信，应用程序应选择（基于每个连接）对连接加密。
（6） 使用IPSec 对两台计算机之间的所有 IP 通信都进行加密。
（7） 正确合理选择传输协议、操作系统版本和网络注意事项（包括防火墙）。
（8） 在安全通信与性能之间始终存在一种此消彼长的关系。请选择适合您的应用程序要求的安全级别。
5 展望
科学是人类进步的第一推动力,通信从1G发展到2G，从2G发展到3G，已经经历了3代产品的发展。展望通信业的未来，我们期待着第4代数字移动通信系统4G的实现。
4G（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2Mb/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具有更多的功能。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，发达国家已经着手研制第四代移动通信的标准和产品。美国AT&T公司已经在实验室中研究第四代移动通信技术，其目的是提高蜂窝电话和其他移动设备访问互联网的速率。相信不久的将来，通信行业不仅可以将上网速度提高到超过3G技术的50倍，而且届时人类将首次实现三维图像的高质量传输。
参考文献
[1] 孟维晓;贾世楼;;当代移动通信发展及在我国西部应用前景的综述[A];西部大开发 科教先行与可持续发展――中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
[2] 酆广增;;移动通信的技术发展[A];西部大开发 科教先行与可持续发展――中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
[3] 通信建设安全生产管理的方法和措施探讨 作者:马巍 学术期刊 中国工程咨询CHINESE CONSULTING ENGINEERS 2008年第7期
篇7
论文关键词：电力线通信；设备
论文摘要：随着社会信息化程度的提高，网络已成为人们生活中不可缺少的一部分。网络接入带宽迅速提升，以适应大容量、高速率的数据、视频、语音等高质量的信息传输与服务。目前常用的宽带接入方式有电话拨号（即XDSL）方式、有线电视线路（CableModem）方式、双绞线以太网方式，随着科技的迅速发展，电力线通信已成为一种新型的宽带接入技术，并且有着良好的发展前景。
电力线通信简称PLC（PowerLineCommunication0）是利用配电网低压线路传输多媒体信号的一种通信方式。在发送时利用GMSK（高斯滤波最小频移键控）或OFDM（正交频分多路复用）调制技术将用户数据进行调制，把载有高频信息的高频加载于电流，然后再电力线上传输，在接收端先经过滤波器将调制信号取出，再经过解调，就可得到原通信信号，并传送到计算机或电话，实现信息传递。类似的电力线通技术信早已有所应用，电力系统中在中高压输电网(35千伏以上)上通过电力载波机利用较低的频率以较低速率传送远动数据或话音，就是电力线通信技术应用的主要形式之一，已经有几十年历史。
PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后，通过用户配电线路传输到局端设备，局端设备将信号解调出来，再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线，在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入，电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域，对于重要场所的监控和保护，一直需要投入大量的人力和财力，现在只需利用电源线，用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散，表记数量众多，所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置，由于不需要重铺设通信信道，节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式，使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展，现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持；给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术，无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现，便于管理和扩展。
电力线通信主要优势：
电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势，我国拥有全世界排名第二的电力输电线路，拥有用电用户超过10亿，居民家里谁都离不开电力线；显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区，特别是那些电话网络不太发达的地区，PLC更有用武之地，毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大，市场发展成熟较慢，但会存在电力线上网先入为主的局面，对PLC的长远发展和扩展非常有利。
电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施，不需要任何新的线路铺设，随意接入，简单方便的安装设备及使用方式，节约了资源和费用，无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物和公共设施的破坏，同时也节省了人力，共享互联网络连接，高通讯速率可达141Mbps（将未通过升级设备可达200Mbps）。PLC调制解调器放置在用户家中，局端设备放置在楼宇配电室内，随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降，据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平，而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台，因此随着用户的增长，局端设备可以随时动态增加，这一点对于运营商来说，不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。电力线通信的缺点
传输带宽的问题。PLC与电话线上网从本质上讲并没有区别，都是利用铜线作为传输媒质，铜线上网的最大问题是不能解决传输带宽问题。虽然14M的产品已经成熟，但电力线上网是共享带宽，若同一地区多个用户同时上网则数据传输速度将会相应降低，如何保证用户能够获得足够带宽成为挑战噪声安全性问题。由于电力网使用的大多是非屏蔽线，用它来传输数据不可避免的会形成电磁辐射，从而会对其它无线通信，如公安部门或军事部门的通信造成干扰；再次电力线上网存在不稳定的问题，家用电器产生的电磁波对通信产生干扰，时常会发生一些不可预知的错误。与信号洁净特性恒定的Ethernet电缆相比，电力线上接入了很多电器，这些电器任何时候都可以插入或拆开，并机或关闭电源。因而导致电力线的特性不断变化，影响网速。
衰减问题。与以太网接入或者ADSL接入不同，尽管PLC接入可以选择家庭内任意电力插座联接到Internet，但是就目前而言，由于衰减因素仍然存在，不同接入点的带宽是不一样的，如果家庭比较大，那么在最远处接入，带宽衰减将非常明显。其次大部分情况下，PLC数据需要通过电表传输，带宽往往在这里产生非常大的衰减，这成为PLC的技术瓶颈之一，有专家表示主要问题在于电表的设计，而不是PLC自身的技术因素，但由于电表是既有产品，不可能对其大规模换用，所以只能通过PLC产品自身技术来克服PLC衰减问题。
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论文摘要：光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备，预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。
如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，改变了人们的生活方式，使得知识经济初见端倪，那么随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论：“21世纪具有代表意义 的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业……”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。
1 世界光电子技术和产业的发展
光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料，光纤已经成为通信网的重要传输媒介，现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输，到20世纪末将达到85%，但从目前光纤通信的整体水平来看，仍处于初级阶段，光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前，各种新技术层出不穷，密集波分复用技术（DWDM，在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号，以提高单根光纤的传输能力）、掺铒光纤放大器技术（EDFA，可将光信号直接放大，具有输出功率高、噪声小，增益带宽等优点）已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中，光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”，由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展，也日趋成熟，将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用，给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业，对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计，到2003年，光电子产业的总产值将达2000亿美元。
Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求，为满足需求的增长，人们可以铺设更多的光纤，或靠提高单路光的信息运载量（现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性设备）。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术，增加光纤内通光的路数（光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps）。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出：“信号传输用 1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元，比去年增加23%；1.48μm信号放大用激 光器1999年市场份额达到1.6亿美元，比去年增加33%；980nm信号放大用激光器销售额达2.9 亿美元，比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元，预期2003年将达到30 亿美元”。美国通信工业研究公司（CIR）的研究预测，北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元，约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化，但是全光交换将在几年内成为市场主流，报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据，但仍有创新性公司进入的可能。
2 我国的光电子技术和产业
近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展，在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。
国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高 技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。
掺铒光纤放大器（EDFA）是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激 光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器 战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。
但是，我们应当认识到在我国光电子技术发展中，光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分，但在整个系统和设备成本中所占的比重较小，其产值较低，目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段，光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破；国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求，导致国外器件占据国内市场相当多的份额；在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。
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论文摘要：会计理论基础是支撑会计理论大厦的脚根、支撑点，同时也是会计理论产生、发展、丰富和完善的力量和源泉。二者的辩证关系具体表现在：一方面，会计理论基础的完善与否直接制约若会计理论的发展与完善；另一方面，完善的会计理论在一定程度上也巩固了会计理论基础，使得会计理论基础更加坚实、雄厚，更好地促进会计理论的发展和完善。
1现代会计理论基础的特点
1.1动态性发展性会计发展的外部动力主要来自于两个方面：一是社会经济环境的变化；二是会计信息使用者信息需要的变化。前者要求会计充分发挥其反映的职能，不断地将新的、变化了的经济业务反映出来；后者则要求会计自身的内容、性质等发生实质性变革，努力满足信息使用者的客观需求，便于广大信息需求者准确作出决策。在信息技术环境下，随着社会经济环境的不断完善，会计信息需求者对会计信息的客观要求越来越高，必然会促进会计向广度和深度方向全面发展。会计理论基础也随之不断地发展完善，在充分地吸取新的学科理论养分的同时，也摒弃了一部分不适合于信息技术环境下陈乏的、过时的理论。
1.2内容多样性信息技术、信息经济学、信息博弈论、经济学理论。知识经济、电子商务以及基因技术、纳米科技等尖端学科理论广泛地渗透于会计理论基础之中，与传统的会计理论基础共同支撑着日益发展、完善的会计理论体系、同时国外的一些先进管理理论的新思想和新模式，比如，企业再造工程理论(将主要绩效指标定位于服务质量、顾客满意度、成本以及员TT作效率等)、虚拟企业理论(主要强调组织虚拟化、功能虚拟化和地域虚拟化，实现以信息技术为连接和协调手段的临时性的动态联盟)、学习型组织理论(主要从系统基本模型角度阐述团队学习效应和系统思想理念)等都将广泛地融入到会计理论基础之中，促使会计理论基础不断地完善、健全和充实。
1.3虚拟性会计理论基础并不像实体组织那样具备有形的。规模化的根基，它是通过将多个相互关联的学科的经济资源迅速相结合而成的一种没有围墙、超越空间约束、依靠信息网络手段联系和统一协调的，具有抽象性、概括性和逻辑性的客观存在的无形的根基。这里的虚拟性有两层含义，即一是会计理论基础内部的虚拟化，主要是指会计领域内支撑会计理论大厦的纯会计
2.2电子信息技术信息技术学是以通信技术与计算机技术为基础相结合而成的一门新兴学科和科技领域，它既包容了通信系统的数字化、软件化、智能化和光纤化等方面的优势，又同时兼有计算机科学技术在设备资源与信息资源的共享性、系统交互性以及处理能力和存储能力等领域独特的优点。因此，以计算机技术与通信技术的有机结合促成了现代信息技术的建立和发展，其影响范围包括经济、军事、社会生活、科学文化的各个方面，而且涉及到宏观和微观的各个层次。现代信息技术理论的内容主要包括：网络技术理论、信息技术理论、数据挖掘理论、系统集成理论、多媒体理论、人工智能技术，具体的应用法则包括了穆尔法则(Moore’slaw)、基尔德法则 (Glider’slaw)和麦特卡夫法则(Metcalfe’slaw)。
2.3司法诉讼学司法诉讼学与会计理论体系相结合是现代会计理论发展的新趋势，西方发达国家已经出现了“诉讼”会计 (ForensicAccounting)这一特殊的会计发展分支。它是针对于在现代竞争日趋激烈的社会中，由会计人员对于特定的经济犯罪、经济过失和经济纠纷案件进行会计反映，对法庭和诉讼当事人提供专门服务的一种特殊会计工作。在信息技术环境下，随着企业之间的交易广泛地在网络上进行，经济组织之间的联系更加紧密，它们所面临的经营环境日益复杂化。与此同时，企业之间的纠纷趋于多样化和复杂化，经济犯罪的形式也越来越多，因此由会计人员对经济案件中涉及到经营财务事项和经济损失部分加以计算，并进行正确的会计分析，为法庭的裁决提供依据就显得尤为必要。然而诉讼会计既不同于一般的财务会计，也不同于一般审计，它通常涉及到财务证据的调查和分析、运用电脑进行分析和陈述、以财务呈报形式进行说明以及在必要时在法庭上以专家的身份出庭作证等。
3现代会计理论的研究方法
关于会计理论的研究方法的分类，学术界比较普遍的观点是分为规范分析法和实证分析法。前者强调应用规范性的方法，即运用演绎推理(Deductivereasoning)的方法分析和研究会计问题，它主要主张会计理论的发展不应受制于会计实务的发展，会计理论应当高于会计实践并指导会计实践：后者则是在规范推理(Inductivereasoning) 的基础上，运用实验技术和数理统计等方法，在一定的经济假设条件下研究有关会计问题，它主要强调会计实务是发展会计理论的基础。由上述对两种研究方法的阐述，可以看出二者的优缺点是：规范会计研究方法是在先假定会计目标继而再进行逻辑推理的结果，再加上它缺乏有关的数据、模型来支持其观点、论断，这种会计理论研究模式的有效性已经受到了现实生活的挑战和怀疑；实证会计研究方法则过分依赖于有关的经济假定条件(而现实生活中，这些假定条件往往是木存在的)，而且现阶段虚假的信息资料、经济数据充斥会计市场，再加上经济计量方法或经济模型自身就存在着无法消除的局限性，因而利用虚假的信息资料，借助于不完善的经济模型分析得出的结论、结果，确实有待于广大的学者和专家进一步深思熟虑。
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【关键词】虚拟现实;协同训练;多用户;网络环境
【中图分类号】G434【文献标识码】B【论文编号】1009―8097(2010)04―0120―03
引言
在国际上,VR与仿真技术非常普遍与成熟。在远程协作的分布式VR与仿真系统方面,他们制定了一系列标准、协议和算法。在国外虚拟环境中的协同式训练系统也有研究,比较有代表性的是SecuReVi系统,它是利用MASCARET模型设计的虚拟环境中多人协同灭火的消防员训练系统,还有些远程医疗手术协作训练系统,这些系统多数是在研究阶段,成型产品极为少数。和一些发达国家相比,我国协同VR与仿真技术还有一定的差距,其应用也主要集中在军事院校和研究所,也取得了一定研究成果[1][2],特别是在分布式VR与仿真领域里,国内在这方面的研究也有所开展[3][4]。
由于教育培训软件的应用长期局限于平面的文字及图像表述,即使近年来动态图形图像表现形式大大提高了内容的表现效果,但仍无法真正满足人类视觉、听觉……甚至是感觉上的认同效应。因此,当前传统的CBT(计算机支持的教育培训体系,Computer Based Training)训练方式已在一定程度上无法满足高科技培训的需要,基于计算机虚拟现实仿真技术的协同式训练系统将视景仿真和协同工作的概念引入CBT中,它抛弃了传统的训练必须在真实的环境和场地下进行的观念;同时也克服了传统训练无法模拟某些现场环境的缺陷,如飞机上、地铁中、商厦里等,它使受训人员不用再冒着一定的危险、不用再在投入巨额的设备购买和场地布置的情况下就能参加训练。通过应用现代化的虚拟现实技术进行协同式训练系统的研发,将克服实际场地演练的诸多不足,不仅花费小,对环境没有污染,而且没有危险,是未来技能培训的主要手段之一[5][6]。系统在各种高危领域和应急处理场合有着广泛的应用,可应用于工厂企业、航空、地铁公司、社区、商店等大型场所的应急训练;还可用于部队演习;学校、研究所大型实验;网络游戏;远程医疗等。该系统的研究将推动计算机虚拟现实仿真技术的发展,促进了计算机科学在现实生活中的应用。本文以航空客舱乘务员应急处理训练为例,介绍基于虚拟现实的协同训练系统的设计过程、原理及关键技术的实现。
一 系统描述
基于虚拟现实的协同训练系统是一个综合应用虚拟现实技术、网络通信技术、三维图形图像技术和数据库技术设计和开发的一个虚拟仿真训练软件,具有在虚拟仿真环境中进行多用户协同操作和基于知识库的智能评判功能特点。系统利用三维技术构建各种虚拟训练场景(如飞机、地铁等),多个用户在这样的虚拟仿真环境中,通过网络进行文字和语音的通信、相互合作完成一个训练任务。同时,系统提供任务的知识库进行操作过程的正确性判断和提示,并详细记录各个用户操作过程,提供专家进行评判(如图1所示)。系统采用了视景仿真、多用户协同、知识库与匹配策略的技术,并在训练过程中具有多感知性、实时性、互操作性以及真实临场性的特征,可广泛应用于特定环境下一个团队通过相互配合,相互协作来有效地完成训练任务
在此系统基础上,加入具体应用的环境(3D场景),利用系统接口和核心功能设计具体应用的驱动模块,形成具体应用的系统。如进行飞机客舱火灾应急处理训练,系统将装入一个飞机机舱的场景和训练角色,多人通过网络、视景等多种交互方式协同地进行飞机客舱火灾应急处理,形成了某一特定应用的协同式训练的应用系统。
基于虚拟现实的协同训练系统主要有如下应用特点:
1 基于虚拟现实的协同式训练系统,通过模拟现场的实际情况,从而提高实际操作人员对各种实际环境的协同处理能力。系统尤其适合于模拟高危领域的操作训练,如火灾、地震、防恐等;
2 克服了传统训练中实景再现困难、场地特殊、人员调度复杂等环境因素,适合机、地铁、闹市、商住大厦等情况较复杂地区的训练模拟;
3 降低对人员财物等的安全威胁,也便于人员时间上的安排与调度,减少人力、财力等各方开支,并且间接性地减少了对周围环境的污染。适合于要求团队组员同时在现场进行协同训练的场合,如远程医疗专家合诊、网络游戏;
4 利用计算机手段,实现训练模拟,运用多媒体的实现方式,提高人员训练热情和整体训练效果,因而也适用于原理或操作较枯燥的训练内容,如学校、研究所等实验仿真。
二 系统实现原理
整个系统实现由三层结构组成(如图2所示)。底层是操作系统与开发API组成的支撑环境,中间层是由核心程序与接口组成的系统平台,顶层是三维场景模型与系统功能驱动组成的应用程序。
系统平台主要由三维场景子系统、协同通信子系统和训练管理子系统组成。其主要特点:将多用户协同处理计算机模拟的理念,具体应用到行业技能训练的领域中,并在训练过程中,采用了视景仿真、协同、知识库的技术。
(1) 三维场景子系统
三维场景子系统是用三维造型来模拟现实训练环境的一种实时渲染图形系统。系统完成的主要模块有模型导入、运动仿真、场景设置、碰撞检测等。
模型导入利用功能强大的三维造型软件,如3DS Max,MAYA制作三维模型,纹理以及动画等,然后输入至训练场景中,具体包括:3D对象导入、角色导入、动画导入、材质和纹理的设置、坐标设置、比例变换等等。运动仿真是对场景中人和物体运动的一种数学物理描述以及控制,它包括各种运动类型,如走、跑、转身、站立、蹲下、取物等等。场景设置主要是提供改变某些场景的参数,改善视觉效果,便于观察和响应不同的训练要求,具体包括:灯光设置、视角设置、环境设置、特殊效果设置(如火,烟雾)、声音设置、纹理材质设置、动态对象的位置、方向和比例设置、坐标设置等等。碰撞检测主要是防止物体间的相互干涉以及作为某些事件的触发器,由检测类型和检测算法二大部分组成。检测类型主要有视线范围检测(LOS line-of-sight)、三脚架法(TRIPOD)、凸块检测方法(BUMP)。LOS、TRIPOD、BUMP的算法主要是加入按一定规则分布的线段矢量,计算与干涉物体的交点,距离,方向以及设置回调函数。
(2) 同步通信子系统
协作通信系统完成的功能由语音通信、场景同步通信二大部分组成。
语音通信主要提供学员之间相互协调联络的通信平台,也是协同训练中对讲、交谈等的语音工具。
这里语音通信部分主要采用点对点(也可组播)的语音通信,是针对一个点实现话音的实时采集、处理、播放,同时可与其它点进行可靠的网络语音数据传送和接收。对于前者,采用Windows MDK的低层音频服务,因为低层音频服务中的回调机制为我们提供了音频数据,设备驱动程序控制音频设备在后成录音和放音的具体操作,通过回调机制,我们又可以检测到什么时候用完一个数据块,并及时传送下一个数据块,从而保证了声音的连续,有了这种单机上的实时采集、回放功能后,接下来的工作就是在网络上传送语音数据。在点对点网络传输方面,选择基于无连接的UDP协议,UDP用户数据报协议能够向若干台目标计算机发送数据,接收发自若干个源计算机的数据。在采集话音回放之前,一方面将自己的语音传给网络,另一方面接收网络传来的语音,具体是利用Windows Socket API实现的。
场景同步通信主要提供多用户之间场景一致的功能,它由服务器、会话、用户、网络消息和分布式对象组成。
多用户服务器是基于客户/服务器技术,所有用户之间的通信必须通过服务器。一个用户与其他用户交互必须连接到一个会话上,一个用户同时只能连接一个会话,并且只能与连接到同一会话的用户通信。用户有二个参数,一是用户名,二是用户ID,一个客户在连接或产生会话前必须设置用户名。网络消息是用户之间通信的主要方法,这个消息类似窗口消息,可以在消息中附带数据。分布式对象是另一个用户间传送信息的机制,它相关于场景中某一个实体,且按照一定规则分布到所有用户机上,分布式对象是类的一个实例,它有自己的属性,需要时可以通过网络通信来更新。同步通信技术借鉴了国外的DIS(分布式交互系统)和HLA(高层架构)等技术。
(3) 训练管理子系统
训练管理系统主要是用于处理训练相关的信息,它完成的功能有训练知识库、实时跟踪记录、冲突解决机制等。
训练知识库主要包括训练数据库、训练规则和匹配策略。训练数据库主要有学员信息、课程信息、训练信息等等。训练规则主要有角色定义与分配规则、评判规则、记分规则,其中评判规则包括动作执行者、动作间的关系、施加对象以及次数等等。匹配策略主要是有序无序的匹配、规则树的遍历。
实时跟踪记录实际上是对学员的操作流进行管理的一个模块,它主要有触发事件、操作信息收集、发送与接收(操作信息)和记录器组成。
冲突解决机制主要是多学员在协同训练中发生操作冲突时的一种消除机制。其中简单的方法是加锁解锁、延时的方法,比较高级的有优先级和拥有权的处理。
三 系统应用示例
客舱火灾应急处理训练是利用协同训练平台开发的一个应用实例,主要是在模拟飞机机舱内协作完成灭火训练任务。这个训练任务描述如下:
客机平稳而正常地行驶着,乘客们安静地享受着舒适的空中之旅,舱内的乘务员出现在各自的位置上,此时,公共信息广播:此次航班由上海飞往北京,祝各位旅客旅途愉快。30秒后,前工作区的学员看到属于她的信息窗显示:附近有怪异的烟味,请速核查。并且她看到丝丝烟雾飘散。该学员先去查核哪里发生火情,确定是在壁橱的衣帽间,用手试探门的凉热,其信息窗口显示两级温度信息:门是凉的/门很烫手;该学员使用话机通知乘务长,并请求附近的乘务员速带灭火器材来协助,本人去驾驶舱拿应急斧,取来应急斧,在门上开一个小洞,来支援的乘务员拿海伦灭火器来了,对着洞口喷灭火剂,直至火灭,开门检查燃烧物,防止死灰复燃。最后把火灾的处理结果报告乘务长,由乘务长报告给机长。
该应用实例包括一个三维实例场景和一个实例驱动模型。三维实例场景就是飞机机舱、火、烟雾、角色及其他设施,驱动模型是具体应用的情节脚本,由灭火操作、协作规则、评判规则等许多事件构成的。应用实例系统主要界面如图3所示。
四 结束语
在网络环境和多用户视景交互的支持下,人们可以通过交互设备,利用听觉、视觉、触觉在虚拟的环境中协作完成训练任务,从而形成一套具有“视景”和“协同”特色的训练软件。本文主要描述了一个基于虚拟现实的多用户协同训练系统的结构设计、技术架构、网络通信和应用示例。随着基于虚拟现实技术的CBT系统正在逐步取代过去单机、单一任务的CBT系统,将给计算机培训提供一种崭新的系统训练方式,能使许多特殊场合的训练变得非常方便,同时极大提高培训的效果。本系统中设计的技术和方法希望对于其他分布式训练系统的开发具有借鉴作用。
参考文献
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