移动技术论文范文

时间:2023-03-19 14:45:07

导语:如何才能写好一篇移动技术论文,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。

移动技术论文

篇1

类似于固定中继系统,移动中继系统由基站、移动中继和用户终端组成。其中,基站和移动中继之间的链路为回程链路(BackhaulLink),移动中继和用户终端之间的链路为接入链路(AccessLink)。若基站和用户设备之间的信道状况良好,还可以考虑直连链路(DirectLink)。移动中继可以选择放大转发和解码转发等模式。由于移动中继具有运动性和随机性,而这种特点与性能密切相关,如何建立合理的移动中继运动模型是移动中继系统研究领域的首要问题。当前研究中有的采用较简单的随机游动模型,或采用二维泊松过程来表示用户终端的放置位置,使用M/M/∞排队模型来表示用户终端的移动性。在实际部署移动中继系统时,需要考虑不同的应用场景。在3GPPR11版本中,高铁是主要应用。在文献[8]中,主要考虑以下两种典型场景:场景1移动中继服务静止用户场景说明如图1所示。在该场景下,中继被安装在交通工具的顶部,中继天线被分别放置在车辆的内外,分别用于和基站与用户终端通信。若不使用中继辅助传输,该场景下的通信将会面临许多问题,如严重的车体损耗,多普勒频移,小区换带来的大量开销等。反之,则可以将较差的信道分为两段传输条件较好的链路,从而很好地解决了该场景下的通信问题。与直接传输相比,中继辅助传输的掉话率明显降低,为车内用户提供较高的吞吐量和较低的小区切换失败率,从而提高了通信质量,改善了用户体验。场景2移动中继服务非静止用户场景说明如图2所示。在该场景下,中继也被部署在车辆顶部,不过其目的不是为了为车内乘客提供服务,而是为街道和公园提供覆盖。闹市区的街道和公园,是行人比较集中的地方,通信业务量大,属于“热点”地区。在经过这些地方的公交车上部署中继,则可以增强覆盖,提高吞吐量,具有实际意义。

2移动中继系统中的关键技术

2.1信道建模与估计对于移动中继来说,由于其移动的特点,而且可能是高速移动,因此研究的首要问题是移动中继的信道建模问题,主要包括回程链路和接入链路的建模。不同链路的信道模型与各网络节点采用的天线数目、中继的转发模式和中继的运动模型密切相关,信道建模的准确度会极大地影响系统性能。如文献[9]分析了不准确的路径损耗模型对移动中继系统性能的影响。此外,基站到移动中继的信道会随着车辆的运动而急剧变化,同时车辆的运动会引起多普勒频移问题,因此在实际的移动中继系统中采用合适的信道预测和估计方法也是非常必要的。如文献提出了一种采用在车辆顶部使用预测性天线的信道预测和估计方法,从而较好地解决了移动中继的信道估计问题。

2.2中继选择在实际的移动中继系统中,可能会存在多个移动中继。现有研究表明,根据信道状态信息选择一个最好的中继进行协作,可以较低的复杂度获得满分集增益。因此,机会中继选择技术是移动中继系统中的关键技术。信令开销是中继选择算法的首要考虑因素。对于快速移动的用户,基于信噪比的方案会产生大量的信令开销,而基于位置或距离的选择方案在高速场景下开销较小,因而适用性更强。上述方案都是基于单个参数的选择,实际信噪比和时延等参数会同时影响中继选择,为此,文献[13]提出了一种具有服务质量(QoS)保证的多参数联合中继选择算法。由于信令开销和系统复杂度与每个目标用户的候选中继的数量成正比,文献[14]考虑了如何减少候选中继的数量而不影响使用中继带来的系统性能增益。文中所提算法限制了每个目标用户的数量从而减少了反馈开销。文献[15]提出了一种三步选择算法。该算法在保持中继增益的同时可以使中继信令开销维持在较低水平。虽然中继选择可以提高系统性能,但是不适宜的选择会引起频繁的中继切换,从而影响系统的整体性能。文献[16]从这个角度出发,提出了使中继活动时间最长和中继切换率最小的两种中继选择算法。研究结果表明,与现有方案相比,所提方案在不降低系统吞吐量的情况下可以获得较低的中继切换率和较长的中继活动时间。

2.3资源分配在中继系统中进行功率和带宽等资源的分配可以有效提高系统资源利用率和系统吞吐量,目前得到了广泛的研究。(1)功率分配。最简单的功率控制方法是开关算法。所谓开关功率控制算法就是给中继分配一定功率或者不分配功率。该算法可以提高小区吞吐量和覆盖范围。文献[17]根据不同的数据速率要求提出了一种最优的功率分配算法。该文献考虑了中继的移动性,建立了移动模型,使用所提出的最优功率分配方案可以提高数据速率。仿真结果表明,在一些实际的数据速率下该算法可以带来3dB增益。文献[18]提出了一种分布式的功率控制算法用以提高平均小区吞吐量。文章考虑了在多小区环境中,通过使用分布式移动中继功率分配方案,与传统的系统相比,平均小区吞吐量得到了改善。同时,也提升了小区边缘吞吐量,因此对小区边缘用户来说,该方案有助于改善其用户体验,是一种较好的解决方案。(2)带宽分配。对于不同的运营商分别安装不同的中继显然并不是高效的,文献[19]基于此提出了共享频谱分配算法来解决此问题。该方案中不同运营商使用相同的移动中继为某一区域内的用户服务,并根据链路质量为不同运营商分配相应的带宽,从而实现了无线资源的有效利用。借助于纳什均衡理论,该方案可以将吞吐量提升近20%。文献[20]以IEEE802.16j系统为研究对象,研究了子信道分配对系统性能的影响。文中提出了重叠子信道分配(OVSA)和正交子信道分配(ORSA)两种方案。研究结果表明,所提方案的小区吞吐量高于不使用中继情况下的吞吐量。文献[21]则利用博弈论理论联合考虑了动态服务选择和带宽分配的问题。为了获得更好的服务质量,移动中继执行基站选择和传输模式的选择,基站则为不同传输模式分配不同的带宽。当移动中继和基站的策略相互影响并且需要作出动态决定时,这将面临着挑战。为解决这个问题,该文提出了一个两层的基于进化博弈和微分博弈的博弈结构。在下层,动态服务选择可以建立为一个进化博弈模型;在上层,基站端的动态带宽分配可以形成一个微分博弈模型,最后得到了一个闭环纳什均衡。数值仿真结果表明了动态博弈带宽分配策略的有效性,并且系统性能和覆盖范围的优势得到了加强。

2.4小区切换在移动中继系统中,由于中继的移动性以及中继一般为多个用户同时服务等原因,如何设计中继高速移动情况下的小区切换策略便成为了一个关键问题,文献此进行了深入研究。在高速运动场景,大量用户很可能需要进行频繁的小区切换,因而如何保证较低的链路失败率和较高的切换成功率,将直接影响用户的通信服务质量和通信体验。对于移动中继系统的小区切换问题,现在比较好的一种方案是使用具有两根分布式天线的移动中继,即在车辆首尾分别装有天线。移动中继通过选择具有较好接收信号质量的天线作为接收天线。当车辆进入重叠区域时,前置天线执行切换至目标基站,后置天线将和服务基站保持连接。当前置天线完成切换后,再由后置天线将工作频率转移至目标基站。如果切换失败,后置天线将执行第二次切换。因此,这种切换方案使通信在切换过程中不会被中断,实现了通信的无缝体验,而且降低了切换失败率,是一种简单实用的方案。

2.5移动中继的其他问题使用移动中继来改善车辆用户的服务质量和吞吐量的效果明显,除了以上提到的关键问题外,仍然有其他的一些问题和挑战需要解决。首先是移动中继的移动性管理问题。这主要包括不同基站间移动中继的切换和不同移动中继间用户的切换。但是,现有LTE系统中没有针对移动中继的移动性支持,因此有必要修改当前的系统结构用以提供有效、可靠的移动性管理。目前,为了支持移动性管理,是在当前的固定中继架构上修改还是提出新的架构尚在讨论中。其次,由于移动中继的使用,干扰管理也是一个新的挑战。中继技术的优势在理论上已获得共识,但在实际部署中中继节点的引入必然导致更加严重的干扰问题。尽管接入链路干扰较小,但对于回程链路来说,不同移动中继间以及中继与宏小区用户间的干扰使问题变得复杂。预测性天线的使用将提高CSI的准确性,从而可以在回程链路中使用高级的干扰避免和干扰消除方案。

3结束语

篇2

集群通信系统是共享资源、分担费用、向用户提供优良服务的多用途、高效能而又廉价的先进无线调度指挥系统。对于指挥调度功能要求较高的企、事业、工矿、油田、农场、公安、武警以及军队等部门都十分适用,集群通信采用单工或半双工方式,要求接续时间小于500毫秒,具有调度级别控制等。同时对于集群通信还提出了传输集群、准传输集群和信息集群的定义。

随着集群通信的发展和用户的需求,集群通信也从原来的模拟集群向数字集群过渡。但这种过度并不是简单的将原来的模拟话音转换为数字话音和提供数据传输功能就可以称为数字集群了。其实,综观国际上提出的数字集群来看,数字集群的标准都是围绕着用户的需求而发展起来和提出的。

2.数字集群移动通信网络的运行

数字集群通信是继手机、小灵通之后的第三大战场,正在成为电信领域开发的新重点,运营商、设备商正在展开一场新的角逐。在设计中针对了专业无线用户的需求,特别适合在政府和商业领域的专网使用。

2.1数字集群通信的标准

TETRA(陆地集群无线电)系统在指挥调度方面应用的比较多,可完成话音、电路数据、短数据消息、分组数据业务的通信及以上业务的直通模式,并可支持多种附加业务。在大区制条件下最大覆盖半径56公里。TETRA扩容可以逐步增加模块化,适用于小、中、大型调度系统;设计组网灵活,既适应于专用调度网,也适应于共用调度网。TETRA话音编码方式采用代数结构码本激励线性预测编码,具有良好的话音质量,即使在强背景噪声干扰下也可听清,话音质量并不像调频系统那样随场强减弱而降低。大量实验证明,TETRA系统的话音质量比GSM系统好。因此,大量应用于应急、调度、指挥等专网应用系统。

iDEN(集成数字增强型网络)系统是基于TDMA多址方式的调度通信/蜂窝双工电话组合系统。它在传统大区制调度通信基础上,大量吸收数字蜂窝通信系统的优点,如采用双模手机方式,增强了电话互联功能;采用小区复用蜂窝结构,提高了网络覆盖能力。选用这种编码是先进的,但技术公开性不好,价格较贵。但通话质量和保密性都较好。

2.2数字集群系统设备安全

设备是网络的基础,设备的安全是保障网络安全的基础,只有保证网络的物理可靠性,才能保证网络功能、信息的安全性,因此基础设备的可靠性至关重要。

对于交换机,硬件上应实现关键部件的热备份。软件上,关键的用户数据、配置数据应当及时、定期进行备份。对于基站系统要考虑其抗外界干扰的能力,如射频干扰、雷击、抗震性能等。基站系统的备用电源应根据基站覆盖区的重要程度适当配备,以应变突发事件。系统主备用倒换能力是系统可靠性的一个重要指标,如倒换时间、倒换过程对正在进行的业务的影响等。完善的监控告警机制可大大提高网络的可靠性,如系统部件可自我诊断和修复、系统可隔离故障模块、及时产生告警信息。此外,调度台、终端存储了用户的重要信息,这些设备由用户控制,应由专人维护,以保证相关用户信息不被外界窃取。

数字集群通信系统是一种特殊的专用通信系统,在应对突发事件时,对社会稳定和人民生命财产的安全起着及其重要的作用,因此数字集群通信系统的安全要求要大大高于公众移动通信系统,所以数字集群通信系统运营者必须从各方面考虑如何增强系统的抗灾变能力,如何使系统更安全可靠的传递信息。只有全面的重视数字集群通信系统的安全问题,才能使数字集群系统发挥其应有的作用。

3.未来数字集群通信技术发展方向

3.1高安全性

数字集群在基站与手机之间,信息完全依靠无线电波的传输,很容易被人们从空中拦截,在通话状态、待机状态都会泄密,即使关闭电台,利用现代高科技,仍可遥控打开,继续窃听,从中截取、破坏、调换、假冒和盗用通信信息。

3.2高抗毁性

专业移动通信在使用过程可能遇到恶意破坏的人为因素或雨雪灾害的自然因素等影响,导致网络不能正常工作,因此,未来PPDT系统要求可靠、准确地提供业务,具有高的抗毁性和可用性。通常情况下,系统以集群方式工作;在遭遇危害的极端情况下,系统以故障弱化方式或直通方式工作,保证系统能满足基本的集群业务需求。

3.3高环境适应性

专业移动通信由于它是用于全球的表层和空间,会遇到各种恶劣的气候、地形和环境;因此,要求通信装备必须能抗拒酷暑、严寒、狂风、暴雨等恶劣气候条件;必须适应山岳、丛林、沙漠、河海、高空等三维空间的不同地形环境条件;既可车载船装,又能背负手持,要经得起各种移动体的安装机械条件;在嘈杂的噪声环境,要具有背景噪声滤除功能,使通话对方听不见噪声干扰,话音清晰;在高速行驶时,通信不能中断,质量不能下降,可支持500km/h的高速运行。

4.结论

集群共网毕竟具有它自身的缺陷,那就是这些共网往往是调度功能要相对弱一些,即使是利用与专网相同的系统来组建的共网,也同样会相对使得调度功能减弱。那些在公网基础上发展起来的调度系统由于是在原来的系统协议和结构上增加了调度功能,由于原来的体制、协议和系统结构是以公网的电话业务为主而建立的,要想完全能够符合专业用户对专网的需求,应该讲目前还是达不到的。

参考文献:

[1]郑祖辉.数字集群通信漫谈[J].电子世界,2003,(12).

[2]潘娟.数字集群通信系统的安全保障[J].当代通信,2006,(13).

[3]胡兴军,向群.数字集群通信三大标准及前景[J].中国信息导报,2004,(9).

篇3

绿色移动通信技术主要是指通过降低项目成本、提高工作效率和资源利用率、降低能源消耗等途径来实现移动通信技术的生态环保化。其主要目标是研发绿色移动通信网络、绿色通信设备,从而利用绿色通信技术与设备达到绿色通信服务。

1.1优化网络设计规划

优化网络设计是指能够实现各类网元组织结构的优化设计,降低网络能源消耗。整合分散的多个处理器核心、存储以及网络宽带等物理资源,从各个角度降低网络项目的建造和运营维护成本,实现资源优化。对网络进行优化设计更能提高移动通信各项资源的灵活性和扩展性,提高工作效率;简化拓扑结构和层次结构,这样不仅能够提高通信设备的资源集成度,降低能源消耗,还可以节约网络项目构建成本。

1.2网络实现

网络实现主要基于通信设备和项目建设来讲。首先,必须保证通信设备的性能优异,在通信设备的采购和测试阶段应该全面把握好质量关,从而在网络实现过程中做到节能减排;其次,项目建设过程中应该充分利用基础设施,做到基础设施的共建共享,避免浪费与重复。同时,为缓解用量高峰,应该尽快拓展无线局域网的范围。

1.3网络运营管理创新

21世纪是知识爆炸时代,创新和人才是这个阶段必不可少的两个因素。在网络建设工程项目中,对管理制度进行创新设计十分重要。在网络运营的整个过程中,保证每一个环节,比如设计、评估、整合等,都要做到环环相扣,这就要求管理制度要极具创新性,同时也要求创新性的人才管理团队。只有这样,才可以更好地节约资源,降低能耗,保护生态环境,实现经济效益与生态效益的最优化。

2绿色通信设备

2.1体系结构中的绿色创新

采用新型节能通信设备对于体系结构的绿色创新具有很重要的意义,可以起到很好的推动作用。对体系结构各个层面都利用绿色节能设备和技术对于实现绿色移动通信至关重要。比如,在物理层采用光子技术,可以降低能源消耗,积极研发新型能源电池,可以延长手机续航时间;在信号处理层应用新型高科技绿色元件,例如软件无线电技术,其应用简单方便,节省硬件成本和人力资源,前景十分广阔;在信息系统硬件平台可采用基于精简指令集CPU的硬件平台的半导体元件和性能优异、节约空间的闪存内存;在信息系统软件平台可尝试由用户DIY安装的开源操作系统,降低成本,同时要对电源进行升级和优化,提高工作效率。

2.2绿色生命周期

元器件的报废给环境带来很大压力,如果将通信设备内部的元器件使用周期加以延长,可以减少报废的次数,有效提高设备利用率,同时也可以避免设备制造过程原材料的浪费,减少污染。此外,还要做到对原材料积极回收再利用,避免其对环境造成的负面效应。

2.3绿色技术标准

将绿色移动通信技术标准化,可以大大降低生产成本,促进经济效益的提升,同时还可以保障用户投资的长期有效性,维护用户权益。比如IEEE1888绿色社区控制网络标准,是在全世界得到认可的情况下中国的创新技术标准,展示了国际合作的重要成果。绿色技术标准的应用,在节能减排、构建和谐社会的道路上扮演着重要角色。

3绿色通信服务

3.1手机终端服务

手机终端服务在通信业务和实践过程中发挥着重大作用。可以提高人机交互效率,为人们的生活带来方便,还可以为用户提供优良服务。比如,通过感知用户所在具体地理位置,为其提供最佳行程路线。手机终端服务有很好的市场竞争力和发展前途。

3.2智能化通道

利用智能化通道可以对整个通信过程中业务实现底层网络能力的封装输出、独占资源的封装销售等,形成整合通信、IT和网络资源的垂直行业解决方案。可以有效提高通信系统的资源利用率,降低项目建设成本。

3.3信息化和云服务

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【论文关键词】移动通信;3G;发展;展望

伴随着移动通信市场的快速发展,用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求,希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈,为寻找新的增长点,通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型,需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张,已不能满足长期的通信需求发展需要。

一、移动通信的发展历程

第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的,它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的,其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSMPhase2+,目的在于扩展和改进GSMPhase1及Phase2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑),SO(支持最佳路由)、立即计费,GSM900/1800双频段工作等内容,也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术,使得话音质量得到了质的改进;半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSMPhase2+阶段中,采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术,引入智能天线技术、双频段等技术,有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷;自适应语音编码(AMR)技术的应用,极大提高了系统通话质量;GPRS/EDGE技术的引入,使GSM与计算机通信/Internet有机相结合,数据传送速率可达115/384kbit/s,从而使GSM功能得到不断增强,初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善,但随着用户规模和网络规模的不断扩大,频率资源己接近枯竭,语音质量不能达到用户满意的标准,数据通信速率太低,无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

二、第三代移动通信系统概述

第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据,码率为384kb/s(局域网可达2Mb/s),因而可传送比目前GSM(第二代移动通信)更高码率的信息。随着多媒体业务的发展,2Mb/s的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要,因此国际上已开始研究第四代移动通信系统,第一步目标是10Mb/s以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有:宽带多媒体移动通信系统的体系结构,包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo码)等。

第三代移动通信系统(3G),也称IMT2000,是正在全力开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术,智能信号处理单元将成为基本功能模块,支持话音和多媒体数据通信,它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务,例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps,在用户高速移动时最大支持144Kbps,所占频带宽度5MHz左右。但是,第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同组成一个IMT2000家庭,成员间存在相互兼容的问题,因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信;再者,3G的频谱利用率还比较低,不能充分地利用宝贵的频谱资源;第三,3G支持的速率还不够高,如单载波只支持最大2Mbps的业务,等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要,因此寻求一种既能解决现有问题,又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。第三代移动通信技术的基本特点:(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。

三、第四代移动通信系统

4G系统中有两个基本目标:一是实现无线通信全球覆盖;二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征:(1)网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率,通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造,以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究,每个4G信道将占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA3G网络的20倍;(2)通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率,因此,4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计,第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps,最高可以达到100Mbps;(3)通信更加灵活。从严格意义上说,4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴,因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破,可以想象的是,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端;(4)智能性更高。第四代移动通信的智能性更高,不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化,更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能;(5)兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收,还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此,从这个角度来看,4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。

总之,随着新问题、新要求的不断出现,第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。

参考文献:

[1]胡可刚,王树勋,刘立宏.移动通信中的无线定位技术[J].吉林大学学报,2005,23(4)

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WiMAX的全名是微波存取全球互通(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess),能提供最高接入速度是70Mbitps,其信号传输半径可以达到50公里,刚好弥补了WiFi、3G的不足。WiMAX不仅在北美、欧洲迅猛发展,而且这股热浪已经推进到亚洲。

用户对互联网的速率要求越来越高,目前韩国达20.4Mbitps,日本达15.8Mbitps,瑞典达成2.8Mbitps。为了适应通信用户日益增长的高速多媒体数据业务需求,4G移动通信系统不管是采用WiMAX技术还是采用LTE技术,与3G相比,4G将是以数字宽带为主的高度自组织、自适应的网络,其特点主要有:高速率、良好的兼营性、多类型用户共存、多种业务的融合、多种先进的技术应用。

4G移动通信系统的关键技术:

(1)OFDM正交频分复用技术

OFDM正交频分复用技术的基本思想是将高速串行的数据码流变换成N(通常取偶数)路并行的低速数据流,再将这N路低速数据流分别调制到等频间隔的一组总数为N的子载波上,并且这组子载波要满足下交的条件。OFDM技术的优点是可以通地添加循环前缀来减小或消除码间干扰,对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高了频谱利用率,可实现低成本的单波段接收机。OFDM的主要缺点是功率效率不高,对频偏和相位噪声比较敏感。

(2)MIMO技术

MIMO(多进多出)是未来移动通信的关键技术。MIMO技术主要有两种表现形式,即空间复用和空时编码。这两种形式在WiMAX协议中都得到了应用。WiMAX相关协议还给出了同时使用空间复用和空时编码的形式。支持MIMO是协议中的一种可选方案,结合自适应天线阵(AAS)和MIMO技术,能显著提高系统的容量和频谱利用率,可以大大提高覆盖范围并增强应对快衰落的能力,使得在不同环境下能够获得最佳的传播性能

(3)软件无线电技术

软件无线电是美国MTLTRE公司于1992年明确提出的,其基本思想是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台,利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统,所有体制和标准的更新,以及不同体制之间的兼营,都可以通过适当的软件来完成。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,并尽可能多地用软件来定义无线功能,各种功能和信号处理都尽可能用软件实现。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、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电使得系统具有灵活性和适应性,能够适应不同的网络和空中接口。软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站,能实现各种应用的可变QoS。

(4)智能天线技术

智能天线(SA)原名自适应天线阵列,由多个天线单元组成,每个天线后面接一个加权器,经过加权器处理以后的信号,最后用相加器进行合并。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。智能天线应用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。

(5)调制与编码技术

4G移动通信系统采用新的调制技术,如多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式,以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。4G移动通信系统采用更高级的信道编码方案(如Turbo码、级连码和LDPC等)、自动重发请求(ARQ)技术和分集接收技术等,从而在低Eb/N0条件下保证系统足够的性能。

(6)高性能的接收机

4G移动通信系统对接收机提出了很高的要求。Shannon定理给出了在带宽为BW的信道中实现容量为C的可靠传输所需要的最小SNR。按照Shannon定理,可以计算出,对于3G系统如果信道带宽为5MHz,数据速率为2Mb/s,所需的SNR为l.2dB;而对于4G系统,要在5MHz的带宽上传输20Mb/s的数据,则所需要的SNR为12dB。可见对于4G系统,由于速率很高,对接收机的性能要求也要高得多。

(7)全IP技术

4G移动通信系统应该是一个全IP的网络,全IP网络节约成本,提高可扩展性,灵活性,并使网络运行更有效率,可支持IPv6,解决IP地址不足并能实现移动IP。同已有的移动网络相比具有根本性的优点,即: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入方案,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,能允许各种空中接口接入核心网;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。IP与多种无线接入协议相兼容,因此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。

(8)多用户检测技术

多用户检测是WCDMA通信系统中抗干扰的关键技术。在实际的CDMA通信系统中,各个用户信号之间存在一定的相关性,这就是多址干扰存在的根源。由个别用户产生的多址干扰固然很小,可是随着用户数的增加或信号功率的增大,多址干扰就成为WCDMA通信系统的一个主要干扰。传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理,因而抗多址干扰能力较差;多用户检测技术在传统检测技术的基础上,充分利用造成多址干扰的所有用户信号信息对单个用户的信号进行检测,从而具有优良的抗干扰性能,解决了远近效应问题,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。随着多用户检测技术的不断发展,各种高性能又不是特别复杂的多用户检测器算法不断提出,在4G实际系统中采用多用户检测技术将是切实可行的。

(9)切换技术

MDHO(宏分集切换)和F基站S(快速基站切换)。移动台可以通过当前的服务基站广播的消息获得相邻小区的信息,或者通过请求分配扫描间隔或者是睡眠间隔来对邻近的基站进行扫描和测距的方式获得相邻小区信息,对其评估,寻找潜在的目标小区。切换既可以由终端决策发起也可以由基站决策发起。在进行快速基站切换(F基站S)时,终端只与Anchor基站进行通信;所谓快速是指不用执行HO过程中的步骤就可以完成从一个Anchor基站到另一个Anchor基站的切换。支持F基站S对于终端和基站来说是可选的。进行宏分集切换(MDHO)时,终端可以同时在多个基站之间发送和接收数据,这样可以获得分集合并增益以改善信号质量。是否支持MDHO对于终端和基站来说是可选的。

(10)睡眠模式

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1.1移动电视的技术特点

DTMB设计与绝对时间同步的分层复帧结构,可以融合多业务广播,在解决了数字高清晰度电视传输问题的同时,将给高速信息用户接入和移动通信领域带来新的发展空间。在现有数字电视无线广播基础上扩展互连网业务、组播、推送、点播、导呼等增值业务。开发更加经济、便携的移动接收业务,包括手机接收数字电视等,进一步开发移动电视业务的应用模式;同时,这种帧结构更容易实现同时同频发送同一信号的单一频率网络,解决由单个发射机无法覆盖的盲区问题,同时DTMB可以把几个OFDM帧的PN序列联合处理,使抵抗多径干扰的延时长度不受保护间隔长度的限制,可确保在更大范围的城域、省域内支持移动接收的单频网,节约我国宝贵的不可再生的无线频率资源。

1.2移动电视目前存在的问题

(1)收视环境与收视习惯公交车、地铁、轻轨、出租车等流动的大众交通工具,内部环境嘈杂外部环境多变,严重的影响移动电视的收视效果;广播的传输具有转瞬即逝、线性传播、不能选择与交互等技术特点,不适应在乘车状态下无意识获取信息的乘客的心态,如何提升乘客的关注度?特别是如何用移动电视(大屏)引导迷恋手机、iPad、手持无线终端(小屏)的80、90后年轻人,实现大屏与小屏的互动,是提升移动电视影响力亟待解决的课题。(2)赢利模式单一目前移动电视虽然被称之为新媒体,但目前其赢利模式基本还是在走依靠广告投放的老路,在广告精准投放的新形势下,如何分析移动电视广告到达率、测算广告投放效果,越来越成为影响移动电视广告投放的不利因素,必须创新赢利模式。(3)运行维护困难由于移动电视依附于移动的公交、地铁、出租车等大众交通载体,移动电视运营主体与公交、地铁、出租车经营者或者是合作,或者是利益寄生的关系,因此移动电视终端设备的管理难度大,而当前对其工作状态的监控基本上依靠人工反馈的方式,由移动电视组织专人巡查的方式效率低,由司乘人员主动报告的准确度差,所以很难全面、精准的掌握设备的状态信息,并及时对故障设备进行设备维护和维修。(4)覆盖难度大覆盖问题直接影响移动电视的接收效果,虽然移动电视采用的地面数字传输技术,针对无线传输的信道采取了比较完备的措施,但由于覆盖区域的特殊地理环境、复杂的电磁环境以及数字电视接收的“峭壁效应”,要实现商用级的无缝覆盖仍然是目前业界普遍的难题,特别像出租车这样接收天线位置低、无固定运行线路的车载移动电视要保证收视效果,必须有其它辅助的解决办法。

2车联网技术

车联网是车辆与信息化相结合的高新技术,是物联网的一种特定应用,目前业界无准确的定义,通常是指将汽车作为信息网络中的节点,通过集成多种通信技术将车辆内部各部件、车辆内部与外部世界之间相互连接,形成融合车内网、车际网、车载移动互联网的一体化网络,提取所有车辆的静态和动态信息,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。其系统框图如图1所示。车联网通过实时监控,及早发现车辆安全隐患,提高车辆行驶安全性;通过对路况的动态分析,合理规划行车路线,改善车辆行驶经济性。车联网一般由车辆信息标识与采集、地理信息系统、车辆信息通信网络、云计算服务及各种应用软件组成。下面介绍车联网的主要技术。

2.1射频识别技术射频识别技术(RFID)是通过无接触的射频信号自动识别高速运动车辆并获取相关数据信息,RFID技术可识别并可同时识别多个标签,操作快捷方便。基本的RFID系统由标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线信息的基础技术。

2.2地理位置信息系统地理位置信息系统(GIS)用于实时提供车辆的位置信息,以便对车辆进行定位或导航。目前常用的为美国全球卫星定位系统(GPS)和我国北斗卫星导航系统(BDS)。

2.3车辆信息通信技术车辆信息通信技术是车联网的核心,是将单台车辆接入系统网络的关健,主要由3个方面的技术系统构成。(1)远程信息服务技术以远程无线通信为基础的远程信息服务(Telematics)技术,实现车辆的大范围,远距离接入,如卫星通信、第三/四代移动通信技术(3G/4G)等,特别是基于LTE的第四代移动通信技术,通过采用带宽自适应切换、智能天线(MIMO)、新一代编码调制技术,提供2Mbps到100Mbps的数据传输,为加速车联网的应用提供了关健技术支持。(2)无线通信技术以短程无线通信为基础,主要解决小范围或车厢内的车与周围环境的信息交换,实现车车通信、车路通信、人车通信技术,如Wi-Fi、WLAN、WiMax、Bluetooth、专用短程通信等。(3)车内网络技术以车内总线为基础,实现通信系统的互连互通,习惯上也称之为车内网络技术,如汽车内部控制器局域网络、局域互联网络等总线。(4)云计算服务云计算服务是车联网最终应用,利用云计算技术快速处理海量的V2V、V2I的信息,面向不同需求开发个性化的应用,为出行者提供更加便捷的交通服务,为车辆驾驶员提供智能化的安全服务和控制,为交通管理部门提供节能环保的交通服务和道路规划。目前由于车辆生产、运营、安全管理分属不同的管理部门,各部门的权责难于协调;车联网涉及的技术环节比较多,技术标准缺失,硬件设施的功能、参数、接口及软件协议都不可能统一;加上主体不明确,赢利模式不清晰,社会资本的参与积极性难发挥,完整意义上的车联网,目前还未应用。但基于车联网的局部应用已经开始,如应用于保险方面的“安吉星”系统、应用于智慧城市的“G-BOS”系统、还有应用于车辆维护与油料管理的系统等。可以预见,未来不长的时间内将会得到迅猛发展。

3新一代移动电视解决的思路

要破解目前移动电视所面临的问题,首先要依靠现有的移动电视技术,创新应用支持;其次要寻求新技术的融入,拓展业务领域,为此,基于车联网技术应用探索电视的技术发展,具有重大的现实意义。(1)弥补移动电视广播方式传播的不足由于广播“转瞬即逝”很难让人产生深刻印象与查询,“线性传播、不能选择与交互”也不利于提升乘客的兴趣,基于DTMB宽带无线数据推送方式,是改善广播传输特点的最佳选择。推送技术(PushTechnology)是一种新型的网络传播技术,它通过一定的技术标准或协议,把经过筛选的用户可能感兴趣的信息直接推送给用户而无须用户自己来选择,节省选择时间,提高信息传播效率。目前在媒体传播中最常用的就是用户数据报协议(UserDataProtocol,UDP)加IP多播技术,将节目TS流、数据等主动传播给网络用户。由于DTMB传输带宽大、覆盖经济、支持多业务的特点,可以考虑利用媒体推送的方式,将播出节目,特别是可以进行互动的内容向公交、地铁、出租车内的移动电视终端推送并存储;利用车联网人车交互网络技术车载Wi-Fi在车内进行覆盖,通过移动电视大屏幕引导,让手机、iPad等有Wi-Fi接入功能个人移动终端访问移动电视终端推送、存储的内容,既可以克服广播传播方式的缺陷,又能利用节目引导、线下活动、抽奖等形式,实现大屏与小屏互动,增加乘客对移动电视关注度和粘度。利用实时播出加推送节目自动备播的方式,还有利于解决因为节目因为覆盖问题而引起的移动电视,特别是出租车移动电视黑屏和节目不流畅的问题,改善屏幕效果。(2)创新赢利模式由于基于LTE技术的4G无线通信网络的快速普及,可以利用车联网Telematics/4G模式,实现移动电视与互联网对接,通过移动电视行业与虚拟运营商或互联网企业的合作,引入互联网营销的商业模式,利用DTMB推送竞价排位广告信息、互联网游戏、公共服务等大数据到车载移动电视终端,加快访问速度,节省4G流量费用。实现移动电视本地广告收益存量不受影响的情况下,从节目二次销售、交互活动、合作分成中获得利益,达到创新赢利模式的目的。(3)提升运维管理水平目前,移动电视与公交、地铁、出租车等平台经营单位的合作采用参股合作或者利益寄生(资源占用费或管理费)的方式,无论哪种方式,移动电视每年必须支付可观的费用给平台经营单位,而后者对移动电视终端管理责任意识不强,积极性不高;另一方面,平台经营单位又必须支付智能公交服务的提供商相当的费用。将移动电视车载终端工作状况与车联网车载自动诊断系统(OnBoardDiagnostics,OBD)进行整合,可以实现移动电视终端设备工作状态的自动诊断,再利用车联网定位、Telematics/4G技术将OBD信息回传至平台服务器,即可实现对移动电视终端设备工作状态的实时、动态的监控,对故障设备选择最佳的维修方案,保证设备运行的完好率,同时极大的提高工作效率,节省运维成本。同时利用车联网智能交通管理系统的功能,可以实现公交车辆的智能调度与动态监管,以资源互换的方式来粘合与公交经营单位的合作,实现移动电视良性发展。

4融合车联网技术的移动电视终端系统

根据上述思路,融合车联网技术的移动电视终端系统框图如图2所示。系统以基于超级网关控制为核心,将DTMB下行的实时直播和推送数据的使用、状态数据采集、车厢内Wi-Fi短距离接入、3G/4G双向通信等几大功能模块,利用IE浏览,APP插件、后台数据处理等软件方式,实现了车联网技术与移动电视技术的融合,为移动电视带来了广阔的发展空间。

5进展与展望

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学校作为学生掌握知识,学习礼仪,提高自身素质的主要地方,学校的管理更是为所有的学生和每一个老师提供一个良好的学习环境。伴随着一系列校园事故的发生,再次为学校的安全工作敲响的警钟。因此,高校管理的首要任务就是校园安全,确保学生生命安全,学校财产安全等等。如今,社会和家长对高校管理提出了很多更高的要求,现代移动通讯技术也得以在高校管理中有效应用。随着现代移动通讯技术每十年更新一代的超快速度,手机成为每一个大学生必备的通讯工具,手机的普及和广泛使用也让高效管理有了新的思路,如今,手机的功能不单单停留在只能收发短信,接打电话这些简单的功能上。智能手机的出现,让手机像计算机一样,具有独立的操作系统,可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序。手机的功能更加强大,能够提供的服务也更加全面。现在很多人人手一部手机,因此,高校在自身管理过程中开始探索出采用现代移动通讯技术的全新模式。在某些高校,学校建立了基于移动应用的校园信息服务系统。这样,院校需要公示或者通知的重要信息,在校园服务系统上就可以第一时间出去,广大师生也能及时在自己手机的APP客户端或者网站上查询到相关信息,这样就让学校生活取得了极大的方便。同时,学校也可以利用基于移动通讯技术的校园服务系统及时的和学生家长沟通,了解学生在学校的学习和生活状况。让每一位家长对学生的学习环境,生活环境做出初步的了解。目前,很多学校推出很多校园公众号码,利用短信或者微信,可以随时进行双向沟通。学生遇到学习、生活、情感的上的问题随时能够与辅导员和学校心理咨询处取得联系。另外,学校也可以根据本校自身教育现状,提供适合本校学生需要的教育信息。

二、现代移动通讯技术在我国高校管理中广泛应用

现代移动通讯技术在高校管理中的广泛应用已经取得了很好的成效,实现了学校、老师、学生、家长之间的互相交流,相互沟通,极大的便利了高校在管理过程当中解决存在的问题。继续深入探索现代移动通讯技术在高校管理当中的广泛应用,根本目的是为了促进学生能够更好地成长成才。现代移动通讯技术的使用为每一位学生家长敞开了参与高校管理的大门,让家长们也积极的为高校的发展和进步出谋划策,为学生的成长、成才、就业提供更多的指导。也为每一位高校的学生在学习和生活方面提供了很多便利。最主要是让高校在管理方面有了很多新的思路,可以借鉴和学习其他高校在管理方面的宝贵经验,增进学校彼此之间的友谊,为培养新世纪更多优秀的人才增添了一份力量。采用移动通讯技术管理学校也节约高校管理经费,提高信息传送效率,也就提高了学校的办公效率。高校管理为达到正确地揭示学校内部管理活动规律、规范学校管理行为、提高学校管理技能采用现代通信管理方式,实现了管理的现代化,网络化。移动通信系统的发展也从不同程度上带动着高校管理方式的向前发展。以前,每位大学生的都为使用图书馆借阅卡、银行卡、电话卡和食堂饭卡等等各种各样的校内卡而头疼,这么多的卡显得很不方便。随着校园网技术的推广,高校在校内都建立了校内网,为校园一卡通的出现和使用做了很好的铺垫。目前,校园内实现一卡通管理学生已经成为高校管理的趋势,整合了信息资源,给全校师生带来了极大的便利,在校园内,无论走到哪里,一卡通都能够提供相应的服务。如今,学生们再也不用为每次出门都要携带很多卡而发愁,也解决了高校在管理上复杂的问题。

三、结语

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1.1施工船舶

1.1.1移动导向架定位船的选择导向架定位船由“天威号”700t全回转起重船进行改装,主要用于钢管桩沉桩过程的定位和纠偏,其主钩辅助立桩并负责吊持冲击锤复打,同时振动锤和冲击锤系统也存放于该船甲板上。导向架焊接固定在“天威号”定位船的左舷,主体结构为钢质桁架结构,长15.3m、宽14.85m、高18.65m,分为上下两层,两层之间距离为12m,分别布置3组液压抱桩器,上下层的液压抱桩器垂向同心,保证钢桩打设精度。

1.1.2浮吊选型本工程所有钢管桩中,最大吊重197.6t,最大吊高87.7m,选用“起重27号”1600t双主钩浮吊进行吊装入位以及吊持冲击锤复打,其有效吊重1600t,有效吊高95m,有效吊距43m,均可满足施工要求。

1.2打桩锤选型

根据对68个墩位逐墩进行沉桩阻力计算分析,初打采用2台APE400液压振动锤联动振沉,当液压振动锤初打不能振沉至设计标高时,采用MHU800S液压冲击锤复打至设计标高。

2施工工艺及方法施工工艺流程。

2.1沉桩实时定位系统

移动导向架沉桩实时定位系统由硬件和软件两个部分组成。其中:硬件设备包括:在定位船及导向架上布置3台GPS接收、3台激光扫描仪、2台倾角传感器,软件系统包括:数据传输系统、计算机控制系统及打桩软件系统。系统通过GPS(RTK)确定绝对位置功能及激光扫描仪确定相对位置功能,依靠船体参数项进行衔接完成桩平面位置确定,通过不同高度的激光扫描仪扫描的桩心坐标及2台扫描仪的高差获得桩垂直度数据,具备以下功能:

1)实时显示船位状态,当前桩位偏差指示和垂直度显示;

2)当前桩与已完成多桩间距显示;

3)任意两个高程面桩心坐标显示;

4)CAD图形和EXCEL数据文件导入和记录文件导出功能;

5)项目的新建、保存、关闭,系统参数的设定、修改、保存功能。

2.2平面位置定位

1)初定位:3台GPS(RTK)实时坐标可以确定船的位置和方向,通过导向架中间一组抱桩器中心位置坐标和船体实时扭角完成一次定位。每个墩台定位船驻位2次,每次完成在同一列的3根桩的初定位,初定位时要求与设计坐标偏差小于5cm。

2)下桩后定位:初定位完成后开始入桩,工程桩进入抱桩器,扫描仪即获得数据,桩位实际坐标由扫描仪实时测量获得,首先将抱桩器抱紧,使桩与定位船形成整体性,根据沉桩实时定位系统显示数据指导定位船位置的微调来调整桩的平面偏位。第1根桩在绝对位置和垂直度均满足设计要求的情况下下桩,从开始下桩到沉桩结束过程中沉桩实时定位系统全程监控,遇情况随时进行调整。第1根桩完成后的其余5根桩在满足绝对位置和垂直度要求情况下,必须要考虑相对位置偏差,沉桩实时定位系统根据激光扫描仪扫描的数据提供桩相对位置偏差数据表,根据数据情况指导桩位调整,有效保障绝对位置和相对位置都满足设计要求。

2.3垂直度调整

桩垂直度的获取依靠激光扫描仪扫描数据完成,3台扫描仪分别布置在导向架上下两层,“激光扫描仪3”确定出3根桩上部的桩中心坐标,“激光扫描仪1”和“激光扫描仪2”可以确定出3根桩的下部桩中心坐标,根据同一根桩上下两个平面的差距和2个扫描仪的高差,可以通过软件系统实时计算出每根桩的垂直度,并根据显示值进行两个方向的垂直度调整,顺船向通过抱桩器调整,横船向通过调节定位船左右水仓的压载水调整。

2.4高程控制

沉桩实时定位系统高程控制是在激光扫描仪下方安装3个红外激光头,分别指向3个桩中心位置,桩入抱桩器时红外光点打在桩上,通过前期调平工作,使激光束与船体平面保持平行,激光点高程变化与GPS高程同步,打桩时通过桩架上安装的视频监控装置对红外点指示的桩刻度线进行观测,将指示刻度线读数输入打桩软件中,软件通过与桩顶刻度数反算,即可完成桩顶高程的控制。

2.5沉桩

“起重27号”副钩吊起放在定位船甲板上的2台APE-400液压振动锤联动锤组,移至钢管桩正上方缓慢下落,使锤组的液压夹具夹住钢管桩顶部,开启振动锤,对钢管桩进行振沉,直至振沉至设计标高。振沉过程中,实时监控系统发现桩身垂直度偏差过大时,采取延长留振时间、交替上拔和振沉等方式,使土体充分液化,确保钢管桩垂直下沉。振沉过程中遇到地质较硬,振动锤振沉困难情况,则停锤并移开振动锤组,更换“天威号”吊持MHU800S液压冲击锤进行复打至设计标高。

3施工质量分析

本工程408根桩全部采用移动导向架沉桩施工工艺施工,虽然有个别墩位因地质不均,造成一次沉桩质量超标,但通过拔出后再次重复振沉的方式,使408根桩的最终沉桩合格率均达到了100%。以沉桩过程最为困难的50号墩为例,通过采取留振、拔出后往复振沉的方式,使6根桩的最终成桩质量均满足平面偏差不大于10cm、垂直度不大于1/250的高标准设计要求。

4结语

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第一代移动通信技术的特征

第一代的移动通信技术最早是在二十世纪八十年代左右出现的,它经历了大概十几年的发展时间,在上世纪九十年展结束。它的技术特点主要有以下几个方面,它的智能化技术很差,业务量较小、没有很好的通信技术、安全性不高、运行起来很慢而且没有设定加密的功能。在这一代移动通信系统中,主要采用的是模拟传输技术,所以传输的效果很差,而且在传输中会被其他因素影响,抗干扰力很差。那个时期,人们的生活水平并不高,生活也不丰富。所以,只有一少部分人能够使用这种移动通信设备,并没有得到广泛的使用。因此,人们并没有十分关注这种通信技术的发展。

第二代移动通信技术的特征

第二代的移动通信系统即2G技术,最开始是从二十世纪九十年代初期出现的,这种技术的出现主要是为了弥补第一代移动通信系统中存在的缺陷,并且扩展相应的功能。第二代移动通信系统的主要内容是网络应用逻辑更强,采用立即计费的方式,支持最佳路由,00/1800双频段,话语编解码等是完全兼容的而且速率更强,频率结构使用的是更高的加密技术,并且在这一代的通信技术中还应用了智能天线技术和双频段技术等。这样就满足了人们日益增长的需求,使业务数量持续的增长。移动通信技术所存在的GSM系统容量不足的缺陷,使GSM功能不断地得到改善和增强,具备了初步支持多媒体业务的能力。虽然第二代移动通信技术,在发展的过程中不断地得到较好的完善,但是2G的移动通信系统,随着用户和网络规模的不断扩大,频率资源也己经适应不了,移动通信业务发展的需求,呈现供不应求的趋式,频率资源也占有率也接近于枯竭,移动通信的语音质量,也不能达到用户所要求的高质量的标准,对于数据通信速率太低,这个2G无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

第三代移动通信技术

第三代移动通信系统技术,主要是在话音和数据通信速率等方面得到有效的改进,通信码率能够达到384kb/s,第三代移动通信系统,也就是通常所说的3G,是现阶段正在全力开发的移动通信的系统,这一代移动通信的系统,已经具备了最基本智能特征,应用了智能信号处理技术,智能信号处理单元,多媒体数据通信和话音支持的技术,能够提供跟前两代产品相比,所不能提供的多种宽带信息业务,第三代移动通信技术具备慢速图像、高速数据、电视图像等功能。传输速率也比前两代,移动通信技术有高质量的提高,传输速率在用户静止时,移动通信速率最大为2Mbps,在用户高速移动时,移动通信速率最大支持144Kbps,所占频带宽度为5MHz左右。但是,就目前的第三代3G移动通信系统,通信标准总共有三大类CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA,共同组成3G移动通信IMT2000的体系,它们彼此之间存在相互兼容的问题,这就意味着从根本上来说,当前已有的移动通信系统,并不是真正的个人通信和全球通信系统。再进一步地说,目前的3G移动通信系统的频谱利用率还相当地低,并没有充分地利用频谱资源,达到普及和推广3G移动通信的业务,留下了很大的发展智能移动通信技术的空间。根据移动通信市场发展的需要,和3G移动通信所存在的一些欠缺,目前国际上有不少国家,已经开始研究第四代移动通信系统。也就是我们将要面对的4G移动通信智能系统,这一代移动通信技术,将从根本上弥补前三代移动通信所存在的不足,成为移动通信系统又一个闪光的亮点,在不断地研究和发展中,让更多的用户认识和接受。

第四代移动通信技术

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当今艺术设计领域,随着信息技术应用于设计教育,原有的设计课程的教学模式、教学环境、教材形态、教学方式方法、教学体制以及教学管理均在发生一系列变革。体现高科技的数字化艺术手段,将感性的认识理念,以严密的教学方法组织起来并对艺术设计要素进行理性化控制的电脑美术教学必将给人们带来新的观念,新的思维以及新的设计思想。本人通过多媒体技术在艺术设计课程中的运用,就如何在设计教学中将教学内容、教学目标、教学组织形式以及如何将教学的方法联系起来,建立新的教学模式,进行了一些思考,以适应信息时代的艺术设计教学。

一、现代基本设计课程与传统教学艺术设计教学的区别

电脑艺术设计课程是现代设计艺术的重要组成部分,是视觉传达的重要手段。其教学内容包括编排设计原则、编排设计原理、编排的视觉流程、编排设计的形式法则、编排的基本类型、文字的编排构成、图形的编排构成及现代编排设计的发展趋势等。通过在版面上对空间层次、主从关系、视觉秩序及彼此间的逻辑条理性的把握与运用,将有限的视觉元素进行有机的排列组合,将理性思维个性化地表现出来,使版面编排获得良好的诱导力,更好地突出主题,在传达信息的同时,产生感官上的美感,达成最佳的诉求效果。

1.教学内容外在形式的变化

传统的编排设计教学的最大弊病在于信息传递媒体单一,教师靠口述和板书及有限的范围在一定时间内,往往只能传授给学生知识的结论,难以让学生直观感知、欣赏国内外众多的优秀设计作品,更无法从多角度、多环境立体而全面地分析其创意形成的过程。学生经自己观察、思考、抽象后形成的知识少,实际上不自觉地扼杀了学生全面探索以及创造性思维的能力,从而限制了学生素质的全面提高和能力的培养。多媒体技术的介入,无疑为电脑艺术设计教学注入了新的内容,在同样的时间内,课件以文字、图像、声音等有机结合的方式运用于教学,为学生创造了良好的知识情境,引导学生自己去探索、发现、归纳、总结知识的结论,从而有利于学生把握知识的整体和各个侧面,增强了教学的系统性、深入性。

2.教学内容内在结构的变化

教学内容的内在结构就是学科知识结构的组织设计。知识结构是学科知识间的逻辑关系,是学科内含智力因素的信息源。传统的编排设计教材都是以教为主,以线性结构来组织学科知识结构,学生利用它学习自由度不大,灵活性不强,而且难以促使学生已有的知识结构向新知识结构的有效迁移。多媒体是一种以接近人类认知特点的方式来组织、展示教学内容及构建知识结构的,它的信息组织方式是一种非线性结构——把信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性结合起来,为学生提供一种动态的、开放的结构化认知空间,既注重学科的基本内容,又包括学科内容之间的逻辑关系;既注重知识的形成过程,又注重知识的结构,使教学内容的统一性与灵活性得到了完善的结合。这种采用网络化结构来组织的教学内容,把相互关联的知识点有层次的构成一种网络系统,系统由节点和链组成,节点表示教学内容的知识点,链是知识点之间的层级逻辑关系,教学内容在结构的变化使学习的知识着眼于不同的侧面,使学生对知识形成了多角度、丰富的理解,从而使他们在面对各种设计问题时,能更容易地激活这种知识,灵活地利用它们进行设计,形成解决问题的程序。

二、电脑艺术设计色彩构成教学

在电脑艺术设计色彩学习中,对呈现知识的框面艺术设计尽可能追求新颖独特。色彩对于人们的重要性,犹如阳光,空气和水一样必不可少,作为美术设计者,更应该自觉地认识色彩、创造色彩,一件设计作品的美感是综合了形态、色彩、质感而产生的。然而,看到作品的瞬间。首先诉诸于观者眼睛的是色彩的组合效果,也就是色彩美的问题。在设计中,不同的色彩搭配组合会给人的视觉和心理上形成诸如温暖、寒冷、华丽、朴素、强烈、柔弱、明亮、阴暗等不同的环境气氛,表现各种不同的感情效果。传统的课堂教学模式在讲授色彩原理时,教师往往以字代色,两种或多种色彩的对比及调和效果,学生只能通过联想加以比较,尤其对一些色彩感觉较弱,对色彩知识了解也较少的学生,这一点表现得尤为明显,学生在后期的实际应用中,很难把构成中的色彩知识自觉地应用于创作中,出现了临摹不成问题,创作却难上加难的情况,有的学生甚至要求在重新讲解相关的色彩知识,这些都说明前期的教学模式存在着一些问题。AdobePhotoshop软件作为影像处理软件,在色彩的使用及调控方面有着较强的优势,快捷的填充,灵活的色彩更换方式,每一项都简便易学,把Photoshop应用于色彩构成教学中,教师可以通过屏幕对色彩间的复杂关系进行形象地讲解,学生通过真实的色彩表现,轻松掌握色彩搭配规律,在作业的制作上,可免去学生手工操作过程中所出现的涂色不均等问题,并可衍生出多个方案,便于比较,扩大练习范围。作为设计专业的学生,除了教师的课堂讲授外,更多的需要借助大量深入而又系统的色彩作业练习去理解色彩原理,磨炼色彩感觉,精纯表现技巧,提高自身的色彩修养,为以后与色彩相关的设计课程打下良好的基础。

三、艺术设计过程的变化

我们曾以客观物质材料来塑模型,召集我们已逐渐步入虚拟实境的时代。计算机自身是一个复杂的信息处理系统,同时它又与周围的环境、开发商及使用者构成另一个系统。这样的系统环境下的工作带来设计者的思维及工作方法的一系列变化:传统的设计程序是被化分为几个阶段,即分析—构思—制作—选择—评价—再修改制作—再选择定案的过程,设计者必须亲历每个部分,参与每个过程,自身的角色也随之不断变化,设计者不但要有良好的设计思维,同时也要具备过硬的多种制作方法与手段;而运用计算机进行辅助设计时,情形就大有改观:设计人员只需作好满意的一个或几个供选择的构思或创意,剩下的工作就是运用适当的软件,通过指尖点击鼠标传递设计人的意旨,就可获得形象色彩俱佳的设计稿来。免去了作者许多亲身制作之苦,也往往获得更为满意的效果。

在平面设计中,通过计算机辅助设计,作者可得到多种质感的表现效果。设计者运用计算机材质库中所提供的材料肌理,使它与制作的图形或文字结合,通过视觉产生软硬、粗细、明暗、透明模型等对比的变化效果,来确定并有效地进行形体、模块的重组构造,方便地改变开头色彩等,还可利用计算机内多种摄影特技技巧,造成特有的动感效果,达到精细的设计作品,使其层次感、丰富性移样化更为突出;而在立体的设计中,设计者更能得心应手,运用自如地表现出物体的各个侧面及细部,计算机强大的计算机功能可以将每一条曲线,徒刑模数精确计算出并能虚拟实境表现出来,显示出模型的最终效果。设计者亦可以加入动画设计,使物体处于运动之中,观察设计物体在运动中的各部分关系,及时调整设计构思,这样的设计过程生动而直观。无论是二维设计或是三维设计,图像或图形通过数字化后的高速传递,一切都变得那么轻松自如。在这当中设计者能体会到无穷的乐趣,也贪图到变化多端的设计手法。新的设计造型语言和思维理念,更能贴近于生活,融入于时代之中。计算机辅助设计也给设计者提供了另一种巨大的新鲜设计空间:设计者一方面,既可以取材于身边的或其它地方的现成材料通过扫描仪、数码相机等工具的输入加入设计,又可加入音乐,声响等情景资料丰富设计内容;另一方面,可在虚拟的实境中建立三维模型进行多媒体展示等等,按自己意念显示出个性和多样化。此时的设计者已成为设计元素融入设计作品当中,将在传统的以设计作品的静态表述变成了如今动态空间的多维设计表述,形成人机互动的局面。

四、电脑艺术设计教学构想

现代的教学方法变传统的课程讲授式为启发引导式,追求教与学的合作化,实现“教”与“学”的良性互动。基于多媒体计算机的联网,协作讨论成为多媒体辅助教学中最有特点的教学方法——不但师生之间可以交流,而且学生之间实现了交互协作——协作形式有可能是文件、数据、也有可能是语言、图形、图像,为启发引导式教学创造了共同讨论交流的条件。我们把这一新的教学形式运用于教学活动中,并作了一定尝试-针对电脑编排创意设计课程课题的提出,首先让学生去思考宣传手册的整体形象设计,要求每个学生拿出整体设计方案一套,通过竞标,点评学生的作品,挑选出最佳设计方案,经集体讨论评估使方案得以完善,在此基础上进行自选课题的设计。