無線通信論文全文(5篇)

1前言

電力系統(tǒng)配網(wǎng)與骨干電網(wǎng)相比較，具有配電設(shè)備多、分支多、分布廣、電網(wǎng)等級(jí)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)繁瑣的特點(diǎn)，所以配網(wǎng)通信接線復(fù)雜，監(jiān)控點(diǎn)分散，通信點(diǎn)多，這不僅要求提高無線通信的安全性和可靠性，而且要有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信功能。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了概述，然后講述了配網(wǎng)通信中無線通信技術(shù)的分類，然后著重介紹了LTE無線通信技術(shù)，最后為提高LTE無線通信技術(shù)的安全可靠性提出了幾條措施，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和參考價(jià)值。

2配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)概述

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)作為一種遠(yuǎn)程監(jiān)控、協(xié)調(diào)、操作配電設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)，集合了控制技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，主要目的是提高配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，在改進(jìn)供電質(zhì)量的前提下，降低資金投入，最大限度的提高安全性和可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成：配電主站、現(xiàn)場監(jiān)控、通信網(wǎng)絡(luò)和配電子站。其中通信網(wǎng)絡(luò)的主要功能是提供現(xiàn)場終端設(shè)備和配電主站之間的通信通道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控和交流的功能。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建立主要是為了提高供電可靠性和電壓質(zhì)量。按照信息流向的不同，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動(dòng)化可以分為上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)，其中上行數(shù)據(jù)是終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)向主站發(fā)送，而下行數(shù)據(jù)是主站向終端設(shè)備發(fā)送控制數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)控制功能。

3配網(wǎng)通信中無線通信技術(shù)的分類

電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)需要在主站和終端設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞、控制和調(diào)節(jié)，而配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成了通信節(jié)點(diǎn)多、節(jié)點(diǎn)相對(duì)分散、節(jié)點(diǎn)之間距離短的特點(diǎn)。無線通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通常情況下，配網(wǎng)通信中無線通信技術(shù)可以分為：無線公網(wǎng)通信和無線專網(wǎng)通信。無線公網(wǎng)通信技術(shù)和無線專網(wǎng)通信技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是從當(dāng)前的發(fā)展模式來看，無線公網(wǎng)通信技術(shù)具有更為廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展市場，特別是在LTE無線通信技術(shù)問世之后，極大的推動(dòng)了配網(wǎng)通信的安全性和可靠性，將電網(wǎng)推向“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”的智能電網(wǎng)方向。

4LTE無線通信技術(shù)

一、認(rèn)知無線電的作用與特點(diǎn)

認(rèn)知無線電用戶必須不能干擾首要用戶（頻譜授權(quán)用戶）的正常工作，要保證首要用戶的可靠性通信，同時(shí)也要保證認(rèn)知無線電用戶通信的可靠性，這就需要認(rèn)知無線電控制發(fā)射功率，同時(shí)具有靈敏的頻譜空穴檢測能力和快速切換頻段的能力。通信的高可靠性是認(rèn)知無線電要實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)目標(biāo)。認(rèn)知無線電這些特點(diǎn)有利于頻譜資源智能、高效、充分的利用，也是其區(qū)別于其他無線電技術(shù)的重要特征。

二、認(rèn)知無線電與寬帶無線通信系統(tǒng)的融合

認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)有：頻譜監(jiān)測技術(shù)，自適應(yīng)頻譜資源分配技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)等。寬帶無線技術(shù)主要有正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）、多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)、HARQ技術(shù)和AMC技術(shù)等。認(rèn)知無線電與寬帶無線通信系統(tǒng)的融合最主要的就是自適應(yīng)頻譜資源分配技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)結(jié)合、并輔以其它相關(guān)技術(shù)。OFDM系統(tǒng)是目前公認(rèn)的比較容易實(shí)現(xiàn)頻譜資源控制的傳輸方式。該調(diào)制方式可以通過頻率的組合或裁剪實(shí)現(xiàn)頻譜資源的充分利用，其與自適應(yīng)技術(shù)相結(jié)合，除了在傳統(tǒng)的時(shí)間域上自適應(yīng)外，還更容易利用多載波的頻率域，可以靈活控制和分配頻譜、時(shí)間、功率等資源，在結(jié)合MIMO系統(tǒng)的空間資源，根據(jù)用戶在不同的位置的不同傳輸條件，感知環(huán)境并且適應(yīng)環(huán)境，并不斷地跟蹤環(huán)境的變化，以合理利用資源、提高系統(tǒng)容量。自適應(yīng)頻譜資源分配的關(guān)鍵技術(shù)主要有:載波分配技術(shù)、子載波功率控制技術(shù)、多天線層資源分配算法和復(fù)合自適應(yīng)傳輸技術(shù)。

(1)載波分配技術(shù)。CR具有感知無線環(huán)境的能力。子載波分配就是根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)和服務(wù)質(zhì)量要求，分配一定數(shù)量的頻率資源。檢測到的寬帶資源是不確定的，隨時(shí)間、空間、移動(dòng)速度等變化。OFDM系統(tǒng)具有裁剪功能，通過子載波的分配，即在頻段內(nèi)對(duì)于用戶來說，信干噪比(SINR)較高的不規(guī)律和不連續(xù)子載波的頻譜資源進(jìn)行整合，按照一定的公平原則將頻譜資源分配給不同的用戶，確定每個(gè)子載波傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)量，選取相應(yīng)的調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配和利用。

(2)子載波功率控制技術(shù)。由于分配給用戶的功率和子載波數(shù)一般是成比例的，功率控制算法在經(jīng)典的“注水”算法的基礎(chǔ)上，有一系列的派生算法。這些算法追求的是功率控制的完備性和收斂性，既要不造成干擾又要使認(rèn)知無線電有較好的通過率，且達(dá)到實(shí)時(shí)性的要求。事實(shí)上功率控制算法和子載波分配算法是密不可分的。這是因?yàn)樵谂袛嗄匙虞d波是否可以使用時(shí)，就要對(duì)現(xiàn)狀(空間距離、衰落)做出判斷，同時(shí)還需要計(jì)算出可分配的功率大小，對(duì)于一個(gè)用戶如果速率一定，如子載波數(shù)目增加所需的功率就會(huì)下降。

三、結(jié)語

1機(jī)器人本體設(shè)計(jì)

1.1WCR工作環(huán)境

所設(shè)計(jì)的WCR的主要功能是在無任何支架的情況下攜帶無損檢測工具對(duì)油罐進(jìn)行檢測。這種立式油罐主要是石油公司對(duì)其進(jìn)行儲(chǔ)油，所以一般都設(shè)計(jì)半徑為5米～10米，高度為15米～25米的圓柱體，材料為鋼制，為此本人選用永磁式吸附方式。基于以上油罐相關(guān)數(shù)據(jù)，完成一個(gè)如此容量大的整體油罐需要采用鋼板進(jìn)行焊接，勢必會(huì)存在焊縫，這些焊縫的突起有10mm左右，這將經(jīng)常導(dǎo)致故障發(fā)生，所以WCR在行進(jìn)時(shí)必須能夠翻越這個(gè)障礙。

1.2WCR工作指標(biāo)

1）WCR除了克服自身重量吸附在油罐表明外，還需要克服攜帶的無損檢測工具，一般不低于25kg。2）為了使WCR能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)很好地完成無損檢測工作，需要使其行走速度控制在5米～10米，并能夠翻越10mm障礙。3）為了方便地面系統(tǒng)進(jìn)行控制，采用無線遠(yuǎn)程遙控，控制半徑不低于50米?；谝陨弦?，WCR需要最終完成復(fù)合式任務(wù)，比如對(duì)油罐厚度進(jìn)行探測，對(duì)那些破損需要修復(fù)的表面進(jìn)行噴砂和噴漆處理。

1.3WCR機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于以上幾個(gè)方面要求，本W(wǎng)CR選擇了4輪驅(qū)動(dòng)的非接觸永磁輪式結(jié)構(gòu)。該機(jī)器人結(jié)構(gòu)如圖1所示,整個(gè)機(jī)器人本體長約410mm、寬約250mm、高約90mm。本體由車體框架結(jié)構(gòu)、4輪及非接觸吸附單元組成；4個(gè)直流伺服電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)爬壁機(jī)器人的4個(gè)輪子，為使能夠翻越障礙，加入了減震機(jī)構(gòu)增加其越障能力。為使WCR轉(zhuǎn)向不會(huì)對(duì)罐壁噴漆造成損壞，特為每個(gè)輪子分別套有特制的耐磨防滑橡膠膠套，這種方式能夠提供更穩(wěn)定的吸附能力。

1城市4G無線通信的安全要求與威脅

1.1城市4G無線通信接入網(wǎng)絡(luò)的安全威脅

在接入網(wǎng)絡(luò)中，用戶可以在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)和不同網(wǎng)絡(luò)間任意地漫游和切換，已經(jīng)完全控制某個(gè)系統(tǒng)的攻擊者通過生成RRC（RadioResourceControl）信令的方法向ME發(fā)起重配置過程，制ME切換到安全性較弱的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，并且將ME引進(jìn)攻擊者已經(jīng)控制的網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)中。比如當(dāng)前EPON網(wǎng)絡(luò)中OLT設(shè)備往往是多個(gè)邏輯OLT的集合，可選加上交換芯片，集成交換機(jī)或路由器的功能，與核心網(wǎng)絡(luò)的接口稱為SNI（系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口）。ONU設(shè)備一般為單個(gè)邏輯ONU設(shè)備，提供UNI（用戶網(wǎng)絡(luò)接口），SNI、UNI口可以為以太口（數(shù)據(jù)）、POTS口（語音）、RF（視頻）接口，可選和交換機(jī)、路由器、其他特定功能的網(wǎng)絡(luò)終端集成。

2接入網(wǎng)技術(shù)在城市4G無線通信中的應(yīng)用體系建立

2.1常見安全機(jī)制

采用臨時(shí)身份或加密的永久身份信息實(shí)現(xiàn)用戶的身份隱藏。通過使用數(shù)字簽名技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的防抵賴性。通過數(shù)字管理技術(shù)、加密技術(shù)、消息摘要技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性。通過加密技術(shù)和安全信道可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的機(jī)密性。通過認(rèn)證機(jī)制實(shí)現(xiàn)通信參與方在數(shù)據(jù)交換之前的身份鑒定過程。比如當(dāng)前某某城市聯(lián)通移動(dòng)核心網(wǎng)新建的第一套4GHSS（用戶歸屬服務(wù)器，是4G移動(dòng)網(wǎng)的核心網(wǎng)元）順利割接入網(wǎng)，經(jīng)過近期運(yùn)行觀察，性能良好，各項(xiàng)話務(wù)指標(biāo)都在正常范圍。割接完成后，現(xiàn)有用戶不換號(hào)就可以享受聯(lián)通4GLTE網(wǎng)絡(luò)，對(duì)整個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度具有里程碑式的意義。

2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1無線通信模式介紹

1.1WLAN通信

WLAN是一類無線通信系統(tǒng)的簡稱，具有靈活性、移動(dòng)性、易擴(kuò)展性及成本低等特點(diǎn)。Wi-Fi是一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的品牌，其主要采用的通信協(xié)議也是IEEE802.11系列協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)主要位于OSI協(xié)議的物理層和MAC層。物理層定義了三種無線傳輸方法，即跳頻擴(kuò)頻、直接序

1.23G通信

本文所采用的3G技術(shù)為UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）。相對(duì)于功能單一WLAN或GSM，GPRS網(wǎng)絡(luò)，UMTS網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，功能更加豐富，網(wǎng)絡(luò)管理需要考慮的因素也更加多元化。UMTS除了把WCDMA作為首選空中接口技術(shù)獲得不斷完善外，還相繼引入了TD-SCDMA和HSDPA技術(shù)。UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括無線接入網(wǎng)絡(luò)和CN（核心網(wǎng)絡(luò)）兩部分，無線接入網(wǎng)絡(luò)部分包括UE（用戶設(shè)備）和UTRAN（陸地?zé)o線接入網(wǎng)）。UMTS支持1920kb/s的傳輸速率，其關(guān)鍵技術(shù)為切換技術(shù)，主要包括軟切換和硬切換，目的是保證移動(dòng)節(jié)點(diǎn)良好的接入到當(dāng)前的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如

1.3WAVE通信

WAVE技術(shù)是車路協(xié)同系統(tǒng)產(chǎn)生后，為解決車車通信、車路通信問題而提出的一種高效的無線接入通信機(jī)制。WAVE的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在消息傳輸延時(shí)、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性、通信頻段的抗干擾性和IEEE802.11p對(duì)車路協(xié)同系統(tǒng)的適用性，其在網(wǎng)絡(luò)性能、實(shí)現(xiàn)成本及復(fù)雜程度方面的綜合評(píng)價(jià)均優(yōu)于普通的無線通信技術(shù)，WAVE的協(xié)議體系主要依托于IEEE802.11p協(xié)議，其是針對(duì)汽車通信的交通應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，主要作用于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。物理層處于協(xié)議的底層，且是基于正交頻分復(fù)用的，主要負(fù)責(zé)為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒介及互聯(lián)設(shè)備，控制信道的激活或失效服務(wù)，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。數(shù)據(jù)鏈路層包括LLC（邏輯鏈路子層）和MAC（介質(zhì)訪問控制子層），其中IEEE802.11p的MAC層是整個(gè)協(xié)議架構(gòu)中性能優(yōu)勢的集中體現(xiàn)。MAC層為數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺绤f(xié)調(diào)控制方面提供服務(wù)，通過可靠的信道接入?yún)f(xié)議，更加高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。WAVE在交通領(lǐng)域已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用。