數(shù)據(jù)通信概論精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的數(shù)據(jù)通信概論主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

電力線載波數(shù)據(jù)通信是利用工頻電能傳輸路線作為其傳輸媒介的一種通訊方式，是電力系統(tǒng)所特有的通信形式。隨著科技的不斷發(fā)展，飛機(jī)機(jī)載機(jī)電系統(tǒng)所需傳輸?shù)男畔①Y源在不斷增大，將飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)視為整體，并利用機(jī)載供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的通信，已經(jīng)成為機(jī)載設(shè)備的重要發(fā)展方向。文章闡述了飛機(jī)電力線載波數(shù)據(jù)通信技術(shù)概論與特性，對(duì)飛機(jī)電力線載波數(shù)據(jù)通信技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：

飛機(jī)；電力線載波數(shù)據(jù)通信；技術(shù)分析

隨著我國(guó)通信科技技術(shù)方面的迅猛發(fā)展，電力線載波數(shù)據(jù)通信技術(shù)（PLC）應(yīng)運(yùn)而生，作為電力系統(tǒng)中所特有的通訊技術(shù)形式，在其商業(yè)領(lǐng)域，利用PLC能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、高效的數(shù)據(jù)資源通信，有著較高的可靠性與安全性，使用更加方便。隨著科技發(fā)展，飛機(jī)的機(jī)載機(jī)電系統(tǒng)所要傳輸?shù)男畔①Y源開始不斷地增多，信息傳輸?shù)墓蚕硇耘c實(shí)時(shí)性變得至關(guān)重要，機(jī)上的多種機(jī)電設(shè)備對(duì)于保障飛行運(yùn)行安全有著至關(guān)重要的意義，而在飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)中使用PLC技術(shù)，是我國(guó)飛機(jī)設(shè)備向著全電、多電機(jī)載系統(tǒng)發(fā)展的重要表現(xiàn)。

1飛機(jī)電力線載波數(shù)據(jù)通信技術(shù)概論

電力線載波通信是利用電力線路作為通信的信道，將信息資源的信號(hào)調(diào)制在一個(gè)高頻載波上進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健LC系統(tǒng)主要由電力線載波機(jī)、耦合裝置以及電力線路組成[1]，載波機(jī)主要是對(duì)用戶所要傳輸?shù)脑夹盘?hào)進(jìn)行調(diào)制，將其調(diào)制為適用于電力信道的高頻信號(hào)，并在接收端將其轉(zhuǎn)換為原始信號(hào)，充分滿足了通信的質(zhì)量要求。PLC在飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠使得飛機(jī)的電力通信整體效果良好，飛機(jī)中機(jī)載設(shè)備其用電波動(dòng)進(jìn)一步降低，且保證數(shù)據(jù)的安全性與可靠性。

2飛機(jī)電力線載波數(shù)據(jù)通信的特征

2.1優(yōu)點(diǎn)

（1）投資較少。飛機(jī)電力線通信系統(tǒng)不需要進(jìn)行額外的布線，可以實(shí)現(xiàn)一線兩用的效果，有效降低了使用成本，并易于維護(hù)。（2）能夠組建與家庭局域網(wǎng)類似的飛機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)。通過飛機(jī)電源插座的設(shè)置，能夠?qū)w機(jī)中電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)通信系統(tǒng)中信息資源的實(shí)時(shí)共享。（3）傳輸?shù)乃俣雀?。電力線是通信整體線路的傳輸通道，通過擴(kuò)頻或者OPDM的調(diào)制技術(shù)加持，并給予使用頻率的不同，可以達(dá)到3到10Mbps[2]。（4）飛機(jī)電力線通信穩(wěn)定性比較好。PLC在飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠使得飛機(jī)的電力通信整體效果良好，飛機(jī)中機(jī)載設(shè)備其用電波動(dòng)進(jìn)一步降低，且保證數(shù)據(jù)的安全性與可靠性。飛機(jī)在其自然的運(yùn)行環(huán)境中，其電源系統(tǒng)的電壓變化總量的交流電源是115V左右，其直流電源在28.5V左右，機(jī)電設(shè)備的饋電線整體壓降小于8V，三相電壓的位移小于120°，總體的電壓諧波分量將小于5%。（5）屏蔽性好。飛機(jī)整體外殼架構(gòu)實(shí)際上已經(jīng)起到了屏蔽罩的作用，再加上飛機(jī)通常在距離地面較遠(yuǎn)的對(duì)流層以上運(yùn)行，能夠較大程度降低那些非人為干擾的情況。

2.2缺點(diǎn)

（1）噪聲干擾。噪聲主要是因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備所連接的電源電力線用電所導(dǎo)致的，這些較強(qiáng)的噪聲將會(huì)直接影響信息資源的整體傳輸質(zhì)量，噪聲類型有脈沖噪聲、白噪聲以及周期噪聲等，并且這些噪聲的干擾無(wú)法在運(yùn)行過程中進(jìn)行避免。（2）低壓PLC使用哪一種數(shù)據(jù)的編碼進(jìn)行通訊，其載波的中心頻率選擇、注入耦合以及電路都將直接決定著通訊整體質(zhì)量水平的高低。

3飛機(jī)電力線載波數(shù)據(jù)通信技術(shù)分析

3.1飛機(jī)電力線載波通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

飛機(jī)的機(jī)載設(shè)備是保證其運(yùn)行與飛控系統(tǒng)安全性的一系統(tǒng)基本性機(jī)電系統(tǒng)，包括飛機(jī)電源系統(tǒng)、燃油管理、剎車、救生、液壓能源以及應(yīng)急動(dòng)力系統(tǒng)等。為了能夠?qū)Ψ謩e在飛機(jī)各處的機(jī)電設(shè)備信息資源實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)，達(dá)到各個(gè)機(jī)電設(shè)備的相互協(xié)調(diào)，就必須實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的綜合性管理與控制，PLC技術(shù)在其中的應(yīng)用十分有必要。飛機(jī)PLC系統(tǒng)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有兩層，即物理層（PHY）與數(shù)據(jù)的鏈路層（DLL），其中的DLL主要是將飛機(jī)相鄰站點(diǎn)之間的信息正確性傳輸，使得噪音與干擾項(xiàng)的數(shù)據(jù)通道成為一種近似無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)通道。DLL在其邏輯數(shù)理方面又可細(xì)分為邏輯鏈路子層（LOGICLINKCONTROL）與介質(zhì)的訪問控制子層（MAC）[3]。邏輯鏈路控制子層其主要功能為：（1）數(shù)據(jù)鏈路的拆除與建立工作，包括收發(fā)關(guān)系確定、同步地址的確認(rèn)等。（2）信息資源傳輸，有信息格式、編碼、數(shù)量、信息流量的調(diào)節(jié)與接受認(rèn)可程度等。（3）傳輸差錯(cuò)的控制，包括對(duì)信息的丟失、失控與重復(fù)等控制與防止。（4）對(duì)異常情況的處理，對(duì)飛機(jī)中信息出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并在第一時(shí)間進(jìn)行處理。在協(xié)議中對(duì)運(yùn)行中的異常狀況進(jìn)行故障維修處理與恢復(fù)。介質(zhì)訪問控制子層的主要功能：（1）對(duì)于來(lái)自LLC層的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行接收。（2）將飛機(jī)機(jī)電設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)媒體使用時(shí)間與方式進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，保證信息傳輸?shù)母叨劝踩?。?）對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理并添加相關(guān)控制信息，將其下傳到物理層級(jí)中。（4）接收來(lái)自與物理層級(jí)的數(shù)據(jù)幀。（5）檢驗(yàn)數(shù)據(jù)幀中的信息資源并對(duì)其進(jìn)行控制。（6）將數(shù)據(jù)幀解開，并去除其控制層面，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向LLC層的傳輸。物理層的PHY這一功能是向機(jī)電系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)鏈路的實(shí)體連接，并進(jìn)行物理連接的維持與釋放有關(guān)電氣與機(jī)械方面的規(guī)程與功能。總的來(lái)說，物理層的問題就是在考慮資源在通信信道方面的傳輸問題。

3.2擴(kuò)頻載波通信技術(shù)

拓展頻譜的通訊技術(shù)是近些年來(lái)發(fā)展較為快速的技術(shù)，在飛機(jī)的通信中有著較為廣泛的使用。擴(kuò)頻技術(shù)是將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)拓寬到信息帶更寬的頻帶中，通過其接收端口的操作，將信息接收恢復(fù)到信息帶寬。擴(kuò)頻通信是利用一種隨機(jī)編碼對(duì)進(jìn)行傳輸?shù)男畔①Y源進(jìn)行相關(guān)調(diào)制，然后通過頻譜的拓展傳輸，在接收端可利用同樣的編碼進(jìn)行解讀處理。

3.3正交頻分復(fù)用技術(shù)

正交頻分復(fù)用（OFDM）是一種多載波的調(diào)制技術(shù)，通過信道中相互重疊的子信道進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的有效傳輸。此項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)原有信號(hào)資源的多項(xiàng)分解，通過多個(gè)子信號(hào)的分類調(diào)制多個(gè)子載波，然后進(jìn)行信息的統(tǒng)一發(fā)送，在其接收端口進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效合并，大大提升了數(shù)據(jù)的整體傳輸速率。并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)資源可以通過拓展多信息號(hào)效率進(jìn)行脈沖干擾噪聲的有效抵抗，將所要傳輸?shù)拇行畔⑦M(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，然后以基帶形式利用IDFT進(jìn)行信息調(diào)制[4]，在接收端口，可對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)處理，使其轉(zhuǎn)換為原有基帶信號(hào)。OFDM這一技術(shù)有著較強(qiáng)的抗干擾性能與高效寬帶利用效率，能夠?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)各部分信息的靈活性傳輸，并按其本質(zhì)將其分解到不同載波頻帶中，以充分克服窄帶干擾與頻率表的衰落問題[5]，其前向的糾錯(cuò)碼技術(shù)也可以有效克服脈沖噪聲的干擾，是現(xiàn)階段飛機(jī)高速信息傳輸?shù)睦硐爰夹g(shù)選擇，與信道編碼和交織技術(shù)的有效結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)通信的高效性。

4結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)階段數(shù)字信息的傳輸都是經(jīng)過電纜、光纜等物理通道實(shí)現(xiàn)的，有著較多的劣勢(shì)。利用現(xiàn)有的電力線載波通信能夠?qū)崿F(xiàn)線路的投資與維護(hù)成本。隨著我國(guó)機(jī)電設(shè)備一體化的發(fā)展，電子線載波數(shù)據(jù)通訊已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高的水平，其在飛機(jī)的機(jī)電設(shè)備整體化應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)總線技術(shù)與多處理機(jī)技術(shù)的統(tǒng)一管理，是機(jī)載設(shè)備的重要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]曾萍，黃梓瑜，李仕彥，等.低壓電力線載波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，12（03）：56-58.

[2]孔思豪.電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013，20（09）：129-130.

[3]呂振肅，雷錫社，劉敏.低壓電力線通信技術(shù)及其應(yīng)用[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，04（11）：28-34.

[4]孫海翠，張金波.低壓電力線載波通信技術(shù)研究與應(yīng)用[J].電測(cè)與儀表，2010，08（03）：54-57.

第2篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

關(guān)鍵詞：自動(dòng)列車控制，無(wú)線通信，定位，軌道交通

 

1、 概述

列車自動(dòng)控制（Automatic TrainControl,簡(jiǎn)稱ATC）系統(tǒng)由列車自動(dòng)防護(hù)（AutomaticTrain Protection,簡(jiǎn)稱ATP）、列車自動(dòng)運(yùn)行（AutomaticTrain Operation,簡(jiǎn)稱ATO）、列車自動(dòng)監(jiān)督（AutomaticTrain Supervision,簡(jiǎn)稱ATS）三個(gè)子系統(tǒng)組成。ATC系統(tǒng)早在20世紀(jì)60年代開始研制試用，世界上第一條使用ATC系統(tǒng)的線路——維多利亞線——于1968年在英國(guó)倫敦投入運(yùn)行。。隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展, 20世紀(jì)80年代以來(lái)，出現(xiàn)了基于通信的ATC系統(tǒng)（Communication Based Train Control,簡(jiǎn)稱CBTC）?；谕ㄐ诺腁TC系統(tǒng)(CBTC)是指利用不依賴于軌道電路的高精度的列車定位、雙向連續(xù)、大容量的車——地?cái)?shù)據(jù)通信以及車載、地面的安全功能處理器, 實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)列車控制的一種系統(tǒng)?；谕ㄐ诺腁TC系統(tǒng)（CBTC）又分為采用軌間電纜為傳輸通道的CBTC(稱為IL CBTC)和采用無(wú)線數(shù)據(jù)通信的CBTC（稱為RF CBTC）。近年來(lái)隨著無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)路技術(shù)、安全處理技術(shù)的飛速發(fā)展，基于無(wú)線通信技術(shù)的ATC系統(tǒng)（RF CBTC）在我國(guó)軌道交通中已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用階段，并成為ATC系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。

2、 基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)（RF CBTC）車——地間通過無(wú)線數(shù)據(jù)通信方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高速、雙向、大容量的信息交換，能夠滿足移動(dòng)閉塞車——地通信的要求，它代表著ATC發(fā)展的最新方向，一般采取移動(dòng)閉塞制式。從結(jié)構(gòu)上看，整個(gè)系統(tǒng)由聯(lián)鎖設(shè)備、RF CBTC地面設(shè)備、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和RF CBTC車載設(shè)備組成，如圖1 所示。但從功能上分為ATP子系統(tǒng)、ATO子系統(tǒng)、ATS子系統(tǒng)和聯(lián)鎖子系統(tǒng)。RF CBTC地面設(shè)備實(shí)現(xiàn)地面軌旁ATP功能，RF CBTC車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)車載ATP、ATO功能，ATS在ATP、ATO子系統(tǒng)及聯(lián)鎖設(shè)備的支持下完成對(duì)全線列車運(yùn)行的自動(dòng)管理和監(jiān)控。

3、 基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)的基本原理

基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)（RF CBTC）的基本工作原理如圖2所示。調(diào)度控制中心(DCC) 位于整個(gè)架構(gòu)的最頂層, 它負(fù)責(zé)控制多個(gè)車站控制中心(SCC) , 以實(shí)現(xiàn)相鄰SCC 之間的控制通信。每個(gè)車站設(shè)一個(gè)車站控制中心。每一列車裝備有RF CBTC車載設(shè)備(OBE) , 車站控制中心控制其范圍內(nèi)所有列車的運(yùn)行。SCC 通過其管轄范圍之內(nèi)的多個(gè)基站(BS) 與覆蓋范圍內(nèi)的RF CBTC車載設(shè)備實(shí)時(shí)雙向通信。信息的發(fā)送范圍就是車站無(wú)線通信系統(tǒng)的覆蓋范圍, 因此列車在運(yùn)行過程中, RF CBTC 車載設(shè)備要依次與各個(gè)SCC 建立通信聯(lián)系, 接收SSC 發(fā)送的信息。每一SCC 要向其控制范圍內(nèi)的所有列車發(fā)送信息, 因此一個(gè)SCC 要同時(shí)與多個(gè)RF CBTC車載設(shè)備（OBE ）保持通信聯(lián)系。而一列車不能夠同時(shí)與多個(gè)SCC 通信, 在經(jīng)過不同的車站控制信號(hào)區(qū)域時(shí), RF CBTC車載設(shè)備（OBE）會(huì)自動(dòng)地采取信號(hào)區(qū)域的切換。列車在區(qū)段內(nèi)運(yùn)行時(shí),OBE利用無(wú)線方式通過BS將列車位置、速度信息發(fā)送給SCC。BS通過無(wú)線信道向空間發(fā)送信息,所在區(qū)域的列車根據(jù)自身的編號(hào)地址,接收發(fā)送給自己的信息,不會(huì)發(fā)生信息竄碼事件。SCC通過BS周期地將前行列車的位置、速度及線路參數(shù)等信息發(fā)送給后行列車；后行列車的OBE收到信息后,根據(jù)前車運(yùn)行狀態(tài)(位置、速度)、線路參數(shù)(彎道、坡度等)、本車運(yùn)行狀態(tài)、列車參數(shù)(列車長(zhǎng)度、牽引重量、制動(dòng)性能等) , 采用車上計(jì)算、地面(SCC) 計(jì)算或是車上、地面同時(shí)計(jì)算, 預(yù)期列車在一個(gè)信息周期末的狀態(tài)能否滿足列車追蹤間隔的要求,從而確定合理的駕駛策略,實(shí)現(xiàn)列車在區(qū)段內(nèi)高速、平穩(wěn)地以最優(yōu)間隔追蹤運(yùn)行, 從而為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞分區(qū)提供可靠的技術(shù)支持。

4、 基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)的車地通信方式及定位技術(shù)

（1）車地通信方式及特點(diǎn)

基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)的車—地通信方式有三種。

1)無(wú)線電臺(tái)方式

采用自然空間作為車地信息傳輸?shù)闹饕浇?。無(wú)線信號(hào)在空氣中自然傳播，衰耗相對(duì)較大,并且要考慮不同電磁環(huán)境下的防干擾問題。但軌旁設(shè)備簡(jiǎn)單，工程投資相對(duì)較少，設(shè)備可以采用高度通用化模塊，直接采用商業(yè)現(xiàn)貨，維修工作量小，長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低。

2)漏泄電纜方式

采用漏泄電纜作為車地信息傳輸?shù)闹饕浇?。。漏泄電纜安裝于軌旁或頂部，沿線貫通敷設(shè)，無(wú)線信號(hào)沿漏泄電纜傳輸。其特點(diǎn)是場(chǎng)強(qiáng)覆蓋效果均勻，傳輸速率高，傳輸衰耗較小，但漏纜價(jià)格較貴，工程投資較大。漏泄電纜系統(tǒng)可提供較寬的帶寬，不僅可傳輸車地雙向連續(xù)的數(shù)據(jù)，還可傳輸音頻和視頻信號(hào)。

3)裂縫波導(dǎo)方式

采用裂縫波導(dǎo)作為車地信息傳輸?shù)闹饕浇?。波?dǎo)管沿線貫通敷設(shè)，安裝于線路的一側(cè)，無(wú)線信號(hào)沿波導(dǎo)管傳輸。其特點(diǎn)是波導(dǎo)傳輸方式衰耗小，且衰耗均勻，無(wú)反射波、鄰頻干擾、傳輸死區(qū)等情況。微波波導(dǎo)系統(tǒng)具有較寬的帶寬，不僅可傳輸車地雙向連續(xù)的數(shù)據(jù)，還可傳輸語(yǔ)音和視頻信號(hào)，而且傳輸衰耗小。。但波導(dǎo)價(jià)格貴，工程投資相對(duì)大。對(duì)于裂縫波導(dǎo)還可以完成列車的輔助定位功能。

（2）定位技術(shù)

基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)的列車定位主要通過車載定位設(shè)備和地面定位設(shè)備共同實(shí)現(xiàn)。車載定位設(shè)備主要有：編碼里程計(jì)、測(cè)速雷達(dá)、測(cè)速電機(jī)（OPG）、車載測(cè)速傳感器、加速計(jì)、接近傳感器、車載擴(kuò)頻電臺(tái)等；地面定位設(shè)備主要有：應(yīng)答器、信標(biāo)、裂縫波導(dǎo)、地面擴(kuò)頻電臺(tái)等。應(yīng)答器（或信標(biāo)）主要用于確定列車在線路中的絕對(duì)位置，對(duì)于兩個(gè)應(yīng)答器（或信標(biāo)）之間的位置車載設(shè)備通過測(cè)速設(shè)備計(jì)算其走行距離加上上一應(yīng)答器(或信標(biāo))的絕對(duì)位置計(jì)算而得。系統(tǒng)的定位精度取決于應(yīng)答器（或信標(biāo)）在線路上安裝密度和車載設(shè)備測(cè)速誤差。目前開通或?qū)⒁_通的絕大多數(shù)RF CBTC系統(tǒng)主要采用這種定位方式，通過應(yīng)答器（或信標(biāo)）加車載測(cè)速設(shè)備共同實(shí)現(xiàn)列車定位。

另外一種定位方式就是利用擴(kuò)頻電臺(tái)實(shí)現(xiàn)列車定位。擴(kuò)頻無(wú)線電臺(tái)定位的原理是：在地面沿線設(shè)置無(wú)線基站，無(wú)線基站不斷發(fā)射帶有其位置信息的擴(kuò)頻信號(hào)，車載擴(kuò)頻電臺(tái)同時(shí)接收到3個(gè)以上的無(wú)線基站信息，并分別計(jì)算出列車與基站的距離，即可以確定列車的即時(shí)位置。擴(kuò)頻定位的精度取決于偽隨機(jī)編碼的頻率，編碼頻率越高，定位精度越高。150MHZ頻率的編碼可以實(shí)現(xiàn)1m以下的測(cè)距誤差。

5、 小結(jié)

基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)（RF CBTC）應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車與地面之間的雙向、實(shí)時(shí)、可靠、大容量的信息傳輸。車地間通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、雙向、安全、可靠的控車信息和列車運(yùn)行狀態(tài)信息的傳輸，實(shí)現(xiàn)列車的實(shí)時(shí)、連續(xù)、閉環(huán)控制，不僅能實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的移動(dòng)閉塞，縮短列車的行車間隔，大幅度提高列車的運(yùn)行效率，而且還可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻信息的傳輸，為旅客實(shí)現(xiàn)各種增值業(yè)務(wù)服務(wù)，滿足旅客多元化的旅行要求。基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)（RF CBTC）是軌道交通信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，隨著無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、安全處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，以及設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率逐步的提高，基于無(wú)線通信的ATC系統(tǒng)（RF CBTC）在我國(guó)軌道交通中將會(huì)得到更加廣泛的推廣與應(yīng)用。

參 考 文 獻(xiàn)

1 IEEE Standard forCommunications-Based Train Control (CBTC)

Performanceand Functional Requirements. 1999.

2 曾小清,王長(zhǎng)林，張樹京.《基于通信的軌道交通運(yùn)行控制》同濟(jì)大學(xué)出版社,2007.5.

3 傅世善. 《閉塞與列控概論》中國(guó)鐵道出版社,2006.3.

第3篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

關(guān)鍵詞：移動(dòng)電子商務(wù)；英特網(wǎng)；無(wú)線接入技術(shù)；3G

引言

英特網(wǎng)（Internet）和移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)，改變了人們傳統(tǒng)的生活、工作模式，打破了時(shí)間、地域的限制。移動(dòng)電子商務(wù)（M-commerce）是通過移動(dòng)通信技術(shù)與英特網(wǎng)有機(jī)結(jié)合所進(jìn)行的電子商務(wù)活動(dòng)。移動(dòng)電子商務(wù)作為一種新型的電子商務(wù)方式，充分利用了移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，是對(duì)傳統(tǒng)電子商務(wù)的有益的補(bǔ)充，具有非常廣闊的發(fā)展前景。近十年來(lái)，推動(dòng)移動(dòng)電子商務(wù)發(fā)展的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這些技術(shù)主要包括：無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）、移動(dòng)IP（MobileIP）、藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS）和第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）等。

一、移動(dòng)電子商務(wù)

1.移動(dòng)電子商務(wù)的定義及特點(diǎn)

目前，業(yè)界還沒有對(duì)移動(dòng)電子商務(wù)的定義形成權(quán)威的、一致的認(rèn)識(shí)，人們從不同的角度提出了不同的見解，這些見解各有不同出發(fā)點(diǎn)和含義。從技術(shù)的角度看，移動(dòng)電子商務(wù)可看做電子商務(wù)的一個(gè)新的發(fā)展分支；但從應(yīng)用的角度來(lái)看，移動(dòng)電子商務(wù)是對(duì)有線電子商務(wù)的整合與發(fā)展，是電子商務(wù)發(fā)展的新形態(tài)。一般而言，移動(dòng)電子商務(wù)的定義應(yīng)包含“商務(wù)活動(dòng)”、“英特網(wǎng)”和“無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”三部分。文獻(xiàn)[1]將移動(dòng)電子商務(wù)定義為：“消費(fèi)者在支持英特網(wǎng)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，借助移動(dòng)的智能終端設(shè)備，完成商品或服務(wù)的購(gòu)買或消費(fèi)行為的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)?！笨梢姡苿?dòng)電子商務(wù)可以定義為：通過移動(dòng)的智能終端設(shè)備、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和英特網(wǎng)結(jié)合所進(jìn)行的電子商務(wù)活動(dòng)。

通過移動(dòng)電子商務(wù)，消費(fèi)者可真正突破“時(shí)空限制”，隨時(shí)隨地獲取所需的服務(wù)、應(yīng)用、信息和娛樂。和傳統(tǒng)基于英特網(wǎng)的電子商務(wù)相比，移動(dòng)電子商務(wù)具有以下幾個(gè)顯著的特點(diǎn)：（1）交易不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制；（2）移動(dòng)終端擁有者的身份相對(duì)固定，可方便的向消費(fèi)者提供個(gè)性化移動(dòng)交易服務(wù)；（3）通過移動(dòng)定位技術(shù)，可以提供與位置相關(guān)的交易服務(wù)。

2.推動(dòng)移動(dòng)電子商務(wù)發(fā)展的技術(shù)因素

移動(dòng)電子商務(wù)同傳統(tǒng)電子商務(wù)的主要區(qū)別就是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，而正是無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了移動(dòng)電子商務(wù)的迅猛發(fā)展。從技術(shù)的角度看，推動(dòng)移動(dòng)電子商務(wù)發(fā)展的因素主要有以下三個(gè)。

（1）無(wú)線應(yīng)用協(xié)議的推出。如何將英特網(wǎng)的豐富信息及先進(jìn)的業(yè)務(wù)引入到移動(dòng)電話等無(wú)線終端設(shè)備當(dāng)中，是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電子商務(wù)需要解決的第一個(gè)問題。無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)，很好地解決了這個(gè)問題。無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)使移動(dòng)英特網(wǎng)有了一個(gè)通行的標(biāo)準(zhǔn)，使移動(dòng)電話等無(wú)線終端設(shè)備接入英特網(wǎng)成為了可能。

（2）無(wú)線接入技術(shù)的快速發(fā)展。早期無(wú)線接入技術(shù)如GSM、TDMA和CDMA數(shù)據(jù)傳輸速率很低，不適于英特網(wǎng)接入。而近年來(lái)得到廣泛使用的通用分組無(wú)線服務(wù)（GPRS）等接入技術(shù)，大大提高了無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸速率。目前，世界各國(guó)大力推廣的第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G），不僅可以克服傳統(tǒng)無(wú)線接入方式傳輸速率方面的缺陷，而且還可以支持寬帶多媒體數(shù)據(jù)傳輸，這將縮小有線和無(wú)線接入的差距，必將進(jìn)一步推動(dòng)移動(dòng)電子商務(wù)的發(fā)展。

（3）移動(dòng)終端技術(shù)的日趨成熟。移動(dòng)終端技術(shù)本質(zhì)上是一種結(jié)合手持硬件、無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)應(yīng)用軟件的總稱。目前市面上各種個(gè)人數(shù)碼助理（PDA）、智能手機(jī)（SmartPhone）已經(jīng)隨處可見，各種移動(dòng)智能終端設(shè)備不斷推陳出新，移動(dòng)終端用戶也不斷攀升。這不僅給消費(fèi)者使用移動(dòng)終端進(jìn)行電子商務(wù)提供可能，而且在數(shù)量上大大超過互聯(lián)網(wǎng)用戶的移動(dòng)終端用戶更是為移動(dòng)電子商務(wù)提供了巨大的市場(chǎng)。

3.移動(dòng)電子商務(wù)系統(tǒng)組成

移動(dòng)電子商務(wù)系統(tǒng)主要由移動(dòng)商務(wù)應(yīng)用、移動(dòng)終端設(shè)備、移動(dòng)中間件和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施組成。（1）移動(dòng)商務(wù)應(yīng)用主要是指移動(dòng)電子商務(wù)為用戶提供的各種商品和服務(wù)活動(dòng)；（2）移動(dòng)終端設(shè)備就是指各種通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入英特網(wǎng)的終端設(shè)備，包括手機(jī)、個(gè)人數(shù)碼助理和筆記本等；（3）移動(dòng)中間件是指連接電子商務(wù)與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)層，如ExpressQ和WAP等，它們屏蔽了分布環(huán)境中異構(gòu)的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；（4）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是指支持移動(dòng)電子商務(wù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，包括GSM、GPRS、CDMA和3G等。中國(guó)-二、移動(dòng)電子商務(wù)的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1.無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）

無(wú)線應(yīng)用協(xié)議WAP是WirelessApplicationProtocol的縮寫，它是由Motorola、Nokia、Ericsson和Phone.corn公司最早倡導(dǎo)和開發(fā)的，它的提出和發(fā)展是基于在移動(dòng)中接入英特網(wǎng)的需要。WAP是開展移動(dòng)電子商務(wù)的核心技術(shù)之一，它提供了一套開放、統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，使用戶可以通過移動(dòng)設(shè)備很容易的訪問和獲取以統(tǒng)一的內(nèi)容格式表示的英特網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)信息和各種服務(wù)。通過WAP，手機(jī)可以隨時(shí)隨地、方便快捷地接入互聯(lián)網(wǎng)，真正實(shí)現(xiàn)不受時(shí)間和地域約束的移動(dòng)電子商務(wù)。中國(guó)

2.移動(dòng)IP（MobileIP）

移動(dòng)IP（MobileIP）是由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)小組（IETF）在1996年制定的一項(xiàng)開放標(biāo)準(zhǔn)。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是能夠使移動(dòng)用戶在移動(dòng)自己位置的同時(shí)無(wú)須中斷正在進(jìn)行的英特網(wǎng)通信。移動(dòng)IP現(xiàn)在有兩個(gè)版本，分別為MobileIPv4（RFC3344）和MobileIPv6（RFC3775）。目前廣泛使用的仍然是MobileIPv4。目前移動(dòng)IP主要使用三種隧道技術(shù)，即IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝來(lái)解決移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性問題。

3.藍(lán)牙（BlueTooth）

藍(lán)牙（BlueTooth）是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba等公司于1998年5月聯(lián)合推出的一項(xiàng)短程無(wú)線聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)旨在取代有線連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)字設(shè)備間的無(wú)線互聯(lián)，以便確保大多數(shù)常見的計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備之間可方便地進(jìn)行通信。“藍(lán)牙”作為一種低成本、低功率、小范圍的無(wú)線通信技術(shù)，可以使移動(dòng)電話、個(gè)人電腦、個(gè)人數(shù)字助理、便攜式電腦、打印機(jī)及其他計(jì)算機(jī)設(shè)備在短距離內(nèi)無(wú)須線纜即可進(jìn)行通信。“藍(lán)牙”支持64kb/s實(shí)時(shí)話音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離為10m～100m，其組網(wǎng)原則采用主從網(wǎng)絡(luò)。

4.無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）

無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)WLAN是WirelessLocalAreaNetworks的縮寫，它是一種借助無(wú)線技術(shù)取代以往有線布線方式構(gòu)成局域網(wǎng)的新手段，可提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能，它支持較高的傳輸速率。它通常利用射頻無(wú)線電或紅外線，借助直接序列擴(kuò)頻（DSSS）或跳頻擴(kuò)頻（FHSS）、GMSK、OFDM和UWBT等技術(shù)實(shí)現(xiàn)固定、半移動(dòng)及移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)終端對(duì)英特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的高速連接訪問。1997年6月，IEEE推出了802.11標(biāo)準(zhǔn)，開創(chuàng)了WLAN先河；目前，WLAN主要有IEEE802.11x與HiperLAN/x兩種系列標(biāo)準(zhǔn)。

4.通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS）

GPRS的英文全稱為GeneralPacketRadioService，中文含義為通用分組無(wú)線服務(wù)，是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織（ETSI）在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上制定的一套移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它利用“包交換”（Packet-Switched）的概念所發(fā)展出的一套無(wú)線傳輸方式。GPRS是2.5代移動(dòng)通信系統(tǒng)。GPRS具有“數(shù)據(jù)傳輸率高”、“永遠(yuǎn)在線”和“僅按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)”的特點(diǎn)，目前得到較廣泛的使用。

5.第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）

3G英文全稱為3rdGeneration，中文含義為第三代數(shù)字通信。它是由衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)和地面移動(dòng)通信網(wǎng)所組成，支持高速移動(dòng)環(huán)境，提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和多媒體等多種業(yè)務(wù)的先進(jìn)移動(dòng)通信網(wǎng)。國(guó)際電聯(lián)（ITU）原本是要把世界上的所有無(wú)線移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)在公元2000年左右統(tǒng)一為全球統(tǒng)一的技術(shù)格式。但是由于各種經(jīng)濟(jì)和政治的原因，最終形成了三個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)即歐洲的WCDMA，美國(guó)的CDMA2000和中國(guó)的TD-SCDMA。TD-SCDMA是由中國(guó)大唐移動(dòng)通信第一次提出并在無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）的基礎(chǔ)上與國(guó)際合作完成的。中文含義為“時(shí)分同步碼分多址接入”。相對(duì)于其他兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA具有頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、建網(wǎng)成本低和高效支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)等優(yōu)勢(shì)。

總結(jié)

移動(dòng)通信和英特網(wǎng)的完美結(jié)合造就了移動(dòng)電子商務(wù)。在技術(shù)更新與社會(huì)需求的交替推動(dòng)下，移動(dòng)電子商務(wù)已經(jīng)產(chǎn)生了一個(gè)不可阻擋的發(fā)展趨勢(shì)，它必將對(duì)全球經(jīng)濟(jì)和技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]柯新生.電子商務(wù)運(yùn)作與實(shí)例[M].北京:清華大學(xué)出版社，2007.

第4篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

在劇中，KO與肖奈互相入侵對(duì)方的電腦，并相約在世界極客大賽上一決高下，最終KO以一分之差輸給了肖奈，于是KO決定到致一科技公司打工一年。入侵、極客大賽……劇中這些炫酷的名詞都指向了一個(gè)不為大家所熟知的計(jì)算機(jī)類專業(yè)：信息安全。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，社會(huì)中幾乎所有的信息存儲(chǔ)和傳輸都依賴于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，而如何保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全就成為如今網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的首要問題，信息安全專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。信息安全專業(yè)，簡(jiǎn)單地說，就是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的建立、技術(shù)和管理采取安全保護(hù)，使得系統(tǒng)的軟硬件和數(shù)據(jù)不被偶然或故意地泄露、更改和破壞。信息安全雖然屬于新興的計(jì)算機(jī)類專業(yè)，但同時(shí)也是一門包含了計(jì)算機(jī)、通信、數(shù)學(xué)、物理、法律、管理等學(xué)科的交叉學(xué)科。

信息安全專業(yè)的開設(shè)時(shí)間只有十年左右，所以很多人對(duì)這個(gè)專業(yè)并不了解，甚至因?yàn)樵S多影視作品的夸張劇情，而對(duì)信息安全專業(yè)產(chǎn)生了許多誤解。

誤解一：黑客 = 信息安全

很多人都簡(jiǎn)單地以為報(bào)考信息安全專業(yè)，畢業(yè)后就是成為一名黑客。而真實(shí)的情況是，黑客與信息安全專業(yè)并不是相同的概念，甚至可以說兩者之間是對(duì)立的關(guān)系。

說到黑客，大家的第一印象就是神秘、低調(diào)的電腦高手。早期的黑客指的是對(duì)計(jì)算機(jī)有著狂熱興趣和執(zhí)著追求，喜歡挑戰(zhàn)高難度的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)漏洞，并提出修補(bǔ)漏洞方法的人。從某種意義上講，黑客的出現(xiàn)推動(dòng)了計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與完善。而如今，越來(lái)越多的黑客為了謀取利益，利用技術(shù)手段去非法竊取他人的信息和破壞他人的計(jì)算機(jī)設(shè)備，“黑客”已經(jīng)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)犯罪的代名詞。

很多時(shí)候，信息安全專業(yè)的同學(xué)更像是黑客的反義詞――紅客。紅客是指那些利用自己掌握的技術(shù)去維護(hù)國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的安全，并對(duì)外來(lái)的進(jìn)攻進(jìn)行還擊的計(jì)算機(jī)技術(shù)愛好者。但不論是黑客，還是紅客，都不能完全地代表信息安全這個(gè)專業(yè)的從業(yè)者，在我看來(lái)，他們更像是游走在網(wǎng)絡(luò)江湖中的俠客，個(gè)個(gè)身懷絕技，卻不顯山露水，默默地守護(hù)著網(wǎng)絡(luò)里的安全與正義。俠客們平時(shí)分散在各地，毫無(wú)聯(lián)系，卻總能在江湖危難之時(shí)結(jié)成聯(lián)盟，對(duì)外來(lái)勢(shì)力給予強(qiáng)力反擊，維護(hù)國(guó)家和集體的利益和聲譽(yù)。

誤解二：網(wǎng)絡(luò)安全 = 信息安全

很多人都以為，信息安全專業(yè)的唯一任務(wù)就是保障網(wǎng)絡(luò)的安全，這種看法其實(shí)是非常片面的。網(wǎng)絡(luò)安全只是信息安全領(lǐng)域中的一個(gè)分支，信息安全還包括通信安全、計(jì)算機(jī)安全、操作安全、信息本身的安全、人事安全、工業(yè)安全、資源保護(hù)和實(shí)體安全等多個(gè)方面。

在電視劇中，肖奈的致一科技公司在參加網(wǎng)游《新倩女幽魂》的競(jìng)標(biāo)時(shí)，被人惡意切斷服務(wù)器電源。在大家慌亂之時(shí)，肖奈馬上將游戲切換到正在同步運(yùn)行的備用服務(wù)器上，成功地進(jìn)行了競(jìng)標(biāo)演示，最終拿下網(wǎng)游的開發(fā)權(quán)。這就是影視作品中關(guān)于通信數(shù)據(jù)物理?xiàng)l件的計(jì)算機(jī)實(shí)體安全保護(hù)和突發(fā)事件處理的計(jì)算機(jī)運(yùn)行安全這兩大信息安全保護(hù)方面的劇情體現(xiàn)。由此可見，信息安全專業(yè)可涉獵的范圍之廣。

在看電視劇時(shí)，我們都很佩服肖奈的機(jī)智，然而在現(xiàn)實(shí)生活中，由于系統(tǒng)自身安全穩(wěn)定性弱、外界惡劣天氣、病毒傳播、人為破壞等各種因素，我們正在用的每一款軟件、每一臺(tái)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，都用可能被別人篡改、操控或是隨時(shí)停止運(yùn)作，從而導(dǎo)致巨大的損失。如果說警察是我們每個(gè)人現(xiàn)實(shí)生活中的保護(hù)者，那信息安全的從業(yè)者就是我們?cè)谟?jì)算機(jī)世界里的守護(hù)者。

根據(jù)國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急中心的文件顯示，2015年前三季度，我國(guó)受到流量在1Gbit/s以上的DDoS攻擊次數(shù)近38萬(wàn)次，日均攻擊次數(shù)_到1491次；以境外“海蓮花”為代表的黑客組織多年以來(lái)針對(duì)我國(guó)各個(gè)機(jī)構(gòu)實(shí)施APT攻擊等安全事件頻發(fā)。由此可見，國(guó)家對(duì)信息安全人才的需求量是非常大的。

第5篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)；傳輸；新技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM131.4+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

互聯(lián)網(wǎng)的普及，最直接的影響是全球的信息環(huán)境.互聯(lián)網(wǎng)是目前世界上連接國(guó)家最多、使用最廣泛、影響最大的信息網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)擁有龐大的信息資源，并將傳統(tǒng)意義上的物理空間轉(zhuǎn)變成無(wú)形的電子空間，使人類置身于一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)中，為人類提供了全新的交往方式.已逐步成為人類生活中不可缺少的一部分。

在這個(gè)“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”的時(shí)代，伴隨著有線網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，以快捷高效、組網(wǎng)靈活為優(yōu)勢(shì)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在飛速發(fā)展。其中無(wú)線個(gè)人網(wǎng)是提供一種小范圍內(nèi)無(wú)線通信的手段，無(wú)線局城網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)展的同時(shí)，又出現(xiàn)了無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)，因?yàn)樗耐瞥鍪菫榱藵M足日益增長(zhǎng)的寬帶無(wú)線接入市場(chǎng)需求。

1無(wú)線個(gè)人網(wǎng)

無(wú)線個(gè)人網(wǎng)(WAN)指的是能在便攜式電器和通信設(shè)備之間進(jìn)行短距離連接的網(wǎng)。WPAN的覆蓋范圍一般在半徑l0m的區(qū)域內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“特別連接”包含兩層意思，一是指設(shè)備既能承擔(dān)主控功能，又能承擔(dān)被控功能的能力;二是指設(shè)備加入或離開現(xiàn)有網(wǎng)的方便性.藍(lán)牙系統(tǒng)實(shí)際上就是解決WPAN應(yīng)用的第一種技術(shù)，它的明顯特點(diǎn)是低功耗、小型化、低成本。但藍(lán)牙設(shè)備的最高數(shù)據(jù)速率只有1 Mb/s,實(shí)際速率大約只有最高速率的一半。藍(lán)牙通信鏈路能支持最多3路話音，但此時(shí)留給突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬就非常有限了，甚至沒有.然而，WPAN的數(shù)據(jù)速率至少要比藍(lán)牙高一個(gè)數(shù)量級(jí)。無(wú)線局域網(wǎng)一般用來(lái)替代有線的局域網(wǎng)技術(shù)，主要分為低速無(wú)線個(gè)人網(wǎng)和高速無(wú)線個(gè)人網(wǎng)。

1.1低速無(wú)線個(gè)人網(wǎng)

IEEE 802.15.4 (Low Rate Wireless Personal Area Network)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分為兩類:第一類完整功能設(shè)備(Full Functional Device, FFD)支持所有的網(wǎng)絡(luò)功能，是網(wǎng)絡(luò)的核心部分;第二類是部分功能設(shè)備(Reduced Functional Device, RFD)只支持最少的必要的網(wǎng)絡(luò)功能，網(wǎng)絡(luò)中一般大部分是此類設(shè)備。

無(wú)線個(gè)人網(wǎng)一般有兩種組網(wǎng)形式:星型網(wǎng)絡(luò)，以一個(gè)完整功能設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)中心;簇型網(wǎng)絡(luò)，在若干星型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上。中心的完格功能設(shè)備再互相連接起來(lái)，組成一個(gè)樹型網(wǎng)絡(luò)。物理層主要特性為: 868 MHz, 915 MHz, 2.4 GHz ISM頻段上的共27個(gè)信道。其中，信道0. 868-868.6 MHz中心頻率868.3 Hz, BPSK調(diào)制，提供20 Kb/s的數(shù)據(jù)通路:信道I-10中心頻率為906+2x(信道號(hào)一1) MHz,BPSK調(diào)制，每信道提供40 Kb/s的數(shù)據(jù)通路:信道11-26中心頻率=2405+5x(信道號(hào)一I) MHz.O-QPSK調(diào)制，每信道提供250 Kb/s的數(shù)據(jù)通路。媒體接入控制層主要特性為CSMA/CA接入，以及可選的超級(jí)幀(Superframe)分時(shí)機(jī)制。

無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)是當(dāng)前發(fā)展最迅速的領(lǐng)域之一，相應(yīng)的新技術(shù)也層出不窮，IEEE 802.11,HiperLAN2、藍(lán)牙(Bluetooth), IrDA. Home RF以及超寬帶(UWB)等6種技術(shù)。

1.2高速無(wú)線個(gè)人網(wǎng)

高速無(wú)線個(gè)人網(wǎng)(WPAN)工作在不需許可證的2.4 GHz頗段.最高速率可達(dá)55 Mb/s.

(1)高速率無(wú)線個(gè)人網(wǎng)的分類:高速率WAN的應(yīng)用可以分為兩大類.第一類涉及大宗(多兆字節(jié))數(shù)據(jù)文檔傳送:第.二類涉及實(shí)時(shí)視像和高質(zhì)量聲音。

(2)高速率無(wú)線個(gè)人網(wǎng)的應(yīng)用:在第一類應(yīng)用中是以數(shù)字格式存儲(chǔ)多兆字節(jié)照片文檔及視像流的數(shù)字照相機(jī)和攝像機(jī)方面的應(yīng)用。在第二類應(yīng)用中，高質(zhì)量聲音和視像的配送方面有若干引人注目的應(yīng)用。

高速率WPAN的另一應(yīng)用領(lǐng)域是配有高質(zhì)量聲音和三維圖像的交互式游戲。高速率WPAN可以用來(lái)在多玩家游戲控制臺(tái)和高清晰度顯示器之間建立無(wú)線連接。

2無(wú)線局域網(wǎng)

在一個(gè)典型的無(wú)線局域網(wǎng)環(huán)境中，有一些進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的設(shè)備，稱為接入點(diǎn)(AP )。通常，一個(gè)AP能夠在幾+至上百米的范圍內(nèi)連接多個(gè)無(wú)線用戶。在同時(shí)具有有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的悄況下，AP可以通過標(biāo)準(zhǔn)的Internet電纜與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)相連，作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的連接點(diǎn)。無(wú)線局域網(wǎng)的終端用戶可通過無(wú)線網(wǎng)卡等訪問網(wǎng)絡(luò)。

2.1無(wú)線局域網(wǎng)的室外應(yīng)用

無(wú)線局城網(wǎng)在室外主要有以下幾種類型:

（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型:該類型常用于固定的要聯(lián)網(wǎng)的兩個(gè)位置之間，是無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的常用方式，使用這種聯(lián)網(wǎng)方式建成的網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)、傳翰速率高、受外界環(huán)境影響較小。

(2)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)型:該類型常用于有一個(gè)中心點(diǎn)，多個(gè)遠(yuǎn)端點(diǎn)的情況下。其最大優(yōu)點(diǎn)是組建網(wǎng)絡(luò)成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單:其次，由于中心使用了全向天線，設(shè)備調(diào)試相對(duì)容易。該種網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)也是因?yàn)槭褂昧巳蛱炀€，波束的全向擴(kuò)散使得功率大大衰減，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率低，對(duì)于較遠(yuǎn)距離的遠(yuǎn)端點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的可靠性不能得到保證。

(3)混合型:這種類型適用于所建網(wǎng)絡(luò)中有遠(yuǎn)距離的點(diǎn)、近距離的點(diǎn).還有建筑物或山脈阻擋的點(diǎn)。在組建這種網(wǎng)絡(luò)時(shí)，綜合使用上述幾種類型的網(wǎng)絡(luò)方式，對(duì)于遠(yuǎn)距離的點(diǎn)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，近距離的多個(gè)點(diǎn)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式，有阻擋的點(diǎn)采用中繼方式。

2.2無(wú)線局域網(wǎng)的室內(nèi)應(yīng)用

無(wú)線局域網(wǎng)的室內(nèi)應(yīng)用則有以下兩類情況:

(1)獨(dú)立的無(wú)線局域網(wǎng):這是指整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都使用無(wú)線通信的情形。在這種方式下可以使用AP,也可以不使用AP。在不使用AP時(shí)，各個(gè)用戶之間通過無(wú)線直接互聯(lián)。但缺點(diǎn)是各用戶之間的通信距離較近，且當(dāng)用戶數(shù)里較多時(shí)，性能較差.

(2)非獨(dú)立的無(wú)線局域網(wǎng):在大多數(shù)情況下，無(wú)線通信是作為有線通信的一種補(bǔ)充和擴(kuò)展。我們把這種情況稱為非獨(dú)立的無(wú)線局域網(wǎng)。在這種配置下，多個(gè)AP通過線纜連接在有線網(wǎng)絡(luò)上，以使無(wú)線用戶能夠訪問網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)部分。

3無(wú)線城域網(wǎng)

無(wú)線城域網(wǎng)的推出是為了滿足日益增長(zhǎng)的寬帶無(wú)線接入(BWA)的市場(chǎng)需求。雖然多年來(lái)802.11x技術(shù)一直與許多其他專有技術(shù)一起被用于BWA，并獲得很大成功，但是WLAN的總體設(shè)計(jì)及其提供的特點(diǎn)并不能很好地適用于室外的BWA應(yīng)用。當(dāng)其用于室外時(shí)，在帶寬和用戶數(shù)量方面將受到限制，同時(shí)還存在著通信距離等其他一些問題。

【結(jié)束語(yǔ)】

回顧網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷史軌跡，我們可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一個(gè)新老更替、優(yōu)勝劣汰的過程.超高速的光通信技術(shù)、高速無(wú)線通信技術(shù)等一批先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在未來(lái)將產(chǎn)生新的飛躍，相應(yīng)地產(chǎn)生一大批先進(jìn)的新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，必將使得目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用方式發(fā)生了巨大變化，向“更大、更快、更安全、更及時(shí)、更方便”的方向發(fā)展。下一代的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)將會(huì)更安全.同時(shí)，該系統(tǒng)將更具有主動(dòng)性、可擴(kuò)展性、適應(yīng)性和服務(wù)的可集成性等特征

【參考文獻(xiàn)】

【1】竇文華，張鶴穎，鄭彥興 .計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)前沿技術(shù).2007

第6篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；人才培養(yǎng)；地方經(jīng)濟(jì)；專業(yè)建設(shè)；職業(yè)教育

中圖分類號(hào)：TP391.44-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599(2012)01-0000-02

Study of the Training Mode of the Internet of Things

Luo Luoyang,Tian Liwei

(Guangdong University of Science&Technology Department of Computer Science,Guangzhou523083,China)

Abstract:The Internet of Things has a wide range of applications in many fields,a huge industrial space.The talents of Internet of Things become particularly important.And Dongguan economic restructuring and development strategy, the concept of service of the local economy, adjusting the direction of the professional and professional structure of the institutions of higher learning;according to the socio-economic needs and arrangements for the development of institutions of higher education professionals in training programs and courses standards; according to local economic environment,the construction of professional internet of things,cultivate the talents of business needs.

Keywords:Internet of Things;Personnel training;Local economy;Professional construction;Vocational education

一、物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)背景

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)已成為各國(guó)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新模式和重塑國(guó)家長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的先導(dǎo)領(lǐng)域?！秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）》和《東莞市科學(xué)與技術(shù)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中均將物聯(lián)網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。發(fā)達(dá)國(guó)家通過國(guó)家戰(zhàn)略指引、政府研發(fā)投入、企業(yè)全球推進(jìn)、應(yīng)用試點(diǎn)建設(shè)、政策法律保障等措施加快物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，以搶占戰(zhàn)略主動(dòng)權(quán)和發(fā)展先機(jī)。我國(guó)已具備一定的應(yīng)用、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，并以建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、智慧/智能城市建設(shè)和應(yīng)用示范等為標(biāo)志，形成了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展熱潮，取得了積極進(jìn)展，但也暴露了一些深層次問題。

溫總理曾指出我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)最為緊迫的三個(gè)問題：一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來(lái)；二是在國(guó)家重大科技專項(xiàng)中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展；三是盡快建立中國(guó)的傳感信心中心，或者叫“感知中國(guó)”。同時(shí)，要早一點(diǎn)謀劃未來(lái)，早一點(diǎn)攻破傳感網(wǎng)核心技術(shù)，要依靠科技和人才，占領(lǐng)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展制高點(diǎn)，保證我國(guó)具有可持續(xù)發(fā)展的能力和可持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)力。

二、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設(shè)置的可行性和必要性

目前，東莞正在大力實(shí)施經(jīng)濟(jì)社會(huì)“雙轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略，致力于實(shí)現(xiàn)從資源型經(jīng)濟(jì)到創(chuàng)新主導(dǎo)型經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變、從初級(jí)城市化社會(huì)向高級(jí)城市化社會(huì)的轉(zhuǎn)變，確定了以信息產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)工業(yè)化，壯大電子信息、裝備制造等優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，把“東莞制造”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皷|莞創(chuàng)造”的發(fā)展策略。東莞經(jīng)濟(jì)社會(huì)要實(shí)現(xiàn)“雙轉(zhuǎn)型”和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，其關(guān)鍵在于人才。物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)宏大的產(chǎn)業(yè)，并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用領(lǐng)域，幾乎涉及東莞本地的電子、機(jī)械、家具、玩具、物流等所有應(yīng)用領(lǐng)域，它面向現(xiàn)代信息處理技術(shù)，培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析與科技開發(fā)及研究方面的高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才，使其能夠在各個(gè)行業(yè)中貢獻(xiàn)自己的力量，為社會(huì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

因此，社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的人才需求巨大，東莞對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的人才需求也是很大的。廣東科技學(xué)院按照地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求設(shè)置和調(diào)整專業(yè)。學(xué)院已建立了一支水平較高、結(jié)構(gòu)合理的管理隊(duì)伍和師資隊(duì)伍，具備了較充足的先進(jìn)教學(xué)儀器設(shè)備和豐富的圖書資料，這為建設(shè)高質(zhì)量、高水平的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)提供了保障。

新專業(yè)以《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》為指南，以物理信息混合網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)為載體，圍繞“網(wǎng)絡(luò)化信息感知”、“網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸”、“網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)與安全”、“網(wǎng)絡(luò)化資源優(yōu)化”四個(gè)主要研究方向，緊密結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求與發(fā)展戰(zhàn)略，整合我校及校企合作的優(yōu)勢(shì)資源，建立以網(wǎng)絡(luò)專業(yè)為依托、多學(xué)科交叉的“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”專業(yè)，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”的戰(zhàn)略決策，促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)，并推動(dòng)依托單位信息學(xué)科群的跨越式發(fā)展。

三、物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)目標(biāo)

（一）知識(shí)結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)是由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成的體系架構(gòu)。感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的智能感知識(shí)別、信息采集處理和自動(dòng)控制，并通過通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，該層需要硬件設(shè)計(jì)、嵌入式、傳感器等方面的知識(shí)和技能。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制，包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層可依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也可以依托行業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò)，低速近距離無(wú)線通信技術(shù)、低功耗路由、自組織通信、無(wú)線接入M2M通信增強(qiáng)、IP承載技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合接入技術(shù)以及認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)。應(yīng)用層包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供信息處理、計(jì)算等通用基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施、能力及資源調(diào)用接口，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應(yīng)用，該層主要為軟件組件技術(shù)，它將應(yīng)用程序的不同功能模塊化，并通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口和調(diào)用方式聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)快速可重用的系統(tǒng)開發(fā)和部署。

“物聯(lián)網(wǎng)”知識(shí)結(jié)構(gòu)中的專業(yè)知識(shí)部分應(yīng)體現(xiàn)其關(guān)鍵技術(shù)，包括：射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和安全隱私，如圖1物聯(lián)網(wǎng)的三層圖。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)三層圖

（二）培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，所涉及到的知識(shí)包含感知、網(wǎng)絡(luò)通信、應(yīng)用三個(gè)方面的內(nèi)容：感知層――傳感器相關(guān)知識(shí)和信號(hào)檢測(cè)相關(guān)知識(shí)；網(wǎng)絡(luò)層――網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、安全技術(shù)；應(yīng)用層――數(shù)據(jù)處理、云計(jì)算、軟件開發(fā)等。所涉及的學(xué)科非常之廣，專業(yè)跨越之大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的電子類或電氣類的學(xué)科。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是多學(xué)科交叉的專業(yè)，一個(gè)學(xué)生要在四年的時(shí)間內(nèi)要很好地掌握硬件、網(wǎng)絡(luò)、軟件三方面的技術(shù)是十分困難的。因此開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，要根據(jù)所依托專業(yè)來(lái)選擇，重點(diǎn)突破一個(gè)方面，其他兩個(gè)方面作為擴(kuò)展協(xié)同發(fā)展。由此，根據(jù)我校的實(shí)際情況，選擇以網(wǎng)絡(luò)專業(yè)為依托來(lái)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。

綜上所述，“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)要求學(xué)生德、智、體、美全面發(fā)展，具備電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)高頻和微波技術(shù)，掌握有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信理論、信息處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論，掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層關(guān)鍵設(shè)計(jì)等專門知識(shí)和技能，并具備在本專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識(shí)、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新能力，成為能夠從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用、設(shè)計(jì)、分析與開發(fā)等工程技術(shù)人才。

四、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)

作為本科專業(yè)，在民辦院校將其稱為應(yīng)用型本科，其特點(diǎn)就是要根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)的需求，開設(shè)符合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的專業(yè)，培養(yǎng)為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)的應(yīng)用型人才，則在課程體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中要符合應(yīng)用型本科的特點(diǎn)，根據(jù)前面的分析，根據(jù)東莞經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程體系分為：公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、專業(yè)組選課、專業(yè)任選課五個(gè)模塊。

（一）公共課。該模塊為必修課，主要是思想政治教育課程和通識(shí)教育課程。幫助學(xué)生提高思想政治素質(zhì)、外語(yǔ)水平、邏輯思維能力和創(chuàng)新能力等，其主要課程有思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、中國(guó)近代史綱要、基本原理概論、思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、形勢(shì)與政策、大學(xué)語(yǔ)文、大學(xué)英語(yǔ)、專業(yè)導(dǎo)論、體育、大學(xué)生健康教育、就業(yè)指導(dǎo)。（二）專業(yè)基礎(chǔ)課。該模塊也叫學(xué)科基礎(chǔ)課，也是必修課，主要讓學(xué)生為學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其課程主要有：高等數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字邏輯、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)通信原理、數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)組成原理。（三）專業(yè)課。該模塊為必修課，主要課程有：物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論、電路基礎(chǔ)、電子技術(shù)、通信電子電路、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、通信原理、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)原理與接口技術(shù)等。（四）專業(yè)課組選課。可以根據(jù)專業(yè)方向選擇以下課程：物聯(lián)網(wǎng)射頻技術(shù)、RFID基礎(chǔ)技術(shù)、無(wú)線 SoC基礎(chǔ)、傳感器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、ZigBee無(wú)線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式Linux系統(tǒng)技術(shù)、DSP芯片應(yīng)用技術(shù)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)和藍(lán)牙技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳輸層技術(shù)（3G/GPRS/GSM以太網(wǎng)）、嵌入式系統(tǒng)、WIFI技術(shù)及云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用、通信安全理論、信息安全、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層設(shè)計(jì)等。（五）專業(yè)任選課。該模塊可以開設(shè)一些增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣或綜合應(yīng)用類的課程，如智能城市、智慧校園、智能交通、智能物流、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)、智能電網(wǎng)、智能車輛管理系統(tǒng)等等的課程。

關(guān)于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程，則嵌入到課程中，體現(xiàn)教、學(xué)、做一體化教學(xué)，讓學(xué)生能及時(shí)的消化所學(xué)的知識(shí)，并能快速地將知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能，應(yīng)用到實(shí)際工作中去，如表1所示為物聯(lián)網(wǎng)各課程模塊的學(xué)分與學(xué)時(shí)。

表1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程模塊學(xué)分與學(xué)時(shí)數(shù)

五、小結(jié)

對(duì)于日漸興起的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，掌握核心技術(shù)無(wú)疑就掌握了市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)，把人們感知的自然界信息集成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，物體與物體之間做一個(gè)交互，這不只是一個(gè)新的技術(shù)，而是在包括過去射頻識(shí)別等技術(shù)在內(nèi)構(gòu)成一個(gè)面向應(yīng)用的學(xué)科。由于這個(gè)學(xué)科更側(cè)重于應(yīng)用，作為應(yīng)用型本科院校，在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程上就要更傾向于課堂應(yīng)用性的設(shè)計(jì)，在教育中的應(yīng)用應(yīng)該充分利用學(xué)校中的用戶規(guī)模、校園網(wǎng)絡(luò)資源、信息服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)能力，在建設(shè)資金、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)、帶寬資源和信息服務(wù)提供等方面的優(yōu)勢(shì)，合作共建，分工協(xié)作，全力打造國(guó)內(nèi)高等院校中具有典型性的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡忠望.“物聯(lián)網(wǎng)”新專業(yè)課程體系的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電力教育,2010（22）:109-110

[2]物聯(lián)網(wǎng)白皮書（2011）[R].北京:工業(yè)和信息化部電信研究院,2011

注：民辦職業(yè)教育主動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的研究---2011-2012年度廣東省民辦教育協(xié)會(huì)研究課題，課題編號(hào)：GM2011028。

[作者簡(jiǎn)介]

第7篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

關(guān)鍵詞：車載導(dǎo)航 藍(lán)牙路標(biāo) 航位推算 位置修正

中圖分類號(hào)：TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）09（b）-0026-03

Research of Vehicle Location Assisted by Bluetooth Signposts

Sun Yafei Pan Tong

（High School Affiliated to Nanjing Normal University，Nanjing Jiangsu，210003，China）

Abstract：The vehicle location is the core part of intelligent transportation system， most of the existing vehicle navigation use GPS and Dead Reckoning（DR） navigation system. To solve the GPS/DR system problems of positioning blind area problem in high-rise buildings or tunnels，this paper uses bluetooth information， and installs bluetooth signposts sensor in navigation blind area，to correct the GPS/DR positioning results.This topic mainly studies the positioning error correction methods of bluetooth signposts sensor， and analyzes the signpost positioning error model.The results show that when the speed is less than 70 km/h， fixed position accuracy using bluetooth signposts can reach 10 meters；when the speed is more than 70km/h， and less than 170km/h， position correction precision can reach within 20 meters.

Key Words：Vehicle navigation；Bluetooth signposts；Dead reckoning；Position correction

交通是當(dāng)今世界發(fā)展的一個(gè)重要問題。城市交通擁堵、交通事故頻發(fā)、交通環(huán)境惡化成為當(dāng)今世界各國(guó)面臨的共同問題，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家都承受著不斷惡化的交通困擾[1]。城市中，為了提高車輛的運(yùn)行效率，需要對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)度。為此，出現(xiàn)了智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，ITS）。

ITS運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)、電子通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決交通中存在的諸多問題。ITS通過系統(tǒng)集成，將道路、駕駛員和車輛有機(jī)地結(jié)合在一起，同時(shí)加強(qiáng)了三者之間的聯(lián)系，借助于系統(tǒng)的智能化技術(shù)，駕駛員可以實(shí)時(shí)了解道路交通以及周圍車輛的分布狀況，以最為安全和經(jīng)濟(jì)的方式到達(dá)目的地。同時(shí)，管理人員通過對(duì)車輛、駕駛員和道路信息的實(shí)時(shí)采集來(lái)提高其管理效率，以達(dá)到充分利用交通資源的目的。

車輛導(dǎo)航系統(tǒng)是ITS系統(tǒng)的核心部分，是其它各種功能的基礎(chǔ)。ITS中交通管理系統(tǒng)、自動(dòng)避撞系統(tǒng)、自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)路線引導(dǎo)系統(tǒng)以及公共運(yùn)輸中的車輛調(diào)度和管理系統(tǒng)都不同程度地依賴于車輛的位置信息，假如車輛導(dǎo)航系統(tǒng)不能提供ITS要求的位置精度和可靠性，ITS中大部分功能都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)[2]。

全球定位系統(tǒng)GPS，能提供精確的四維時(shí)空信息，已廣泛應(yīng)用于定位導(dǎo)航、資源勘查等領(lǐng)域[3]。從目前國(guó)內(nèi)外的研究報(bào)道來(lái)看，車輛的導(dǎo)航與定位都是基于GPS的前提下，輔以航位推算DR、地圖匹配MM等[4]。由于航位推算定位誤差隨時(shí)間發(fā)散，而地圖匹配算法也只有在車輛拐彎時(shí)才能提供與地圖精度相當(dāng)?shù)亩ㄎ恍畔?，因此?dāng)由于高樓、遂道的遮擋，較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒有GPS信號(hào)時(shí)，即使有DR、MM輔助，也難以進(jìn)行高精度的導(dǎo)航定位，也就是說這種方式存在導(dǎo)航“盲區(qū)”[5]。

該文中將藍(lán)牙技術(shù)用于車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。在GPS定位盲區(qū)設(shè)定基于藍(lán)牙的路標(biāo)傳感器（Bluetooth Beacon，BB），采用GPS/DR/BB組合導(dǎo)航，解決了車輛導(dǎo)航中的盲區(qū)問題，實(shí)現(xiàn)了城市中全區(qū)域、全天時(shí)的導(dǎo)航與定位。文中將首先對(duì)GPS/DR組合定位原理進(jìn)行分析，研究BB輔助定位的誤差特性，提出基于BB的位置修正模型，并通過實(shí)例分析所采用模型的有效性。

1 車輛GPS/DR組合定位原理

城市中，由于受到高樓、樹蔭的遮擋，GPS信號(hào)很弱，嚴(yán)重影響GPS的定位精度和定位可靠性。因此，城市車輛定位中單純的GPS定位無(wú)法滿足系統(tǒng)在定位精度和定位可靠性方面的要求，而DR（Dead Reckoning）航位推算可以在一定程度上彌補(bǔ)GPS的上述不足[6]。

車輛航位推算方法是一種常用的自主式車輛定位技術(shù)，它在水平直角坐標(biāo)平面內(nèi)推算車輛的位置。車輛導(dǎo)航計(jì)算機(jī)以一定頻率采集陀螺儀、里程儀信息，在已知車輛初始位置的情況下，利用實(shí)時(shí)采集的陀螺儀和里程儀數(shù)據(jù)，推算得到下一時(shí)刻車輛的位置。

圖1所示為航位推算原理示意圖，A為起始時(shí)刻的位置，后續(xù)的B、C、D等各點(diǎn)的位置坐標(biāo)可以通過式（1）進(jìn)行計(jì)算得到：

（1）

式（1）中，和表示車輛在時(shí)刻的東向、北向位置；是車輛從時(shí)刻到時(shí)刻內(nèi)向前行駛的距離；是車輛在時(shí)刻的航向；是車輛時(shí)刻到時(shí)刻轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率（模型中，假定車輛在一個(gè)采樣周期內(nèi)以勻角速率轉(zhuǎn)動(dòng)）；是航位推算的周期。

由以上分析可以看出，DR航位推算是一個(gè)位置、航向累積的過程，由于傳感器采集的數(shù)據(jù)總會(huì)存在一定誤差，因此，純DR航位推算誤差隨時(shí)間增加而變大。但是，航位推算可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的連續(xù)定位，不會(huì)出現(xiàn)GPS定位過程中出現(xiàn)的信號(hào)中斷現(xiàn)象。通過GPS/DR組合計(jì)算，可以充分利用GPS、DR各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)雙方的不足，提高整個(gè)系統(tǒng)的定位精度和定位可靠性。

2 藍(lán)牙路標(biāo)定位誤差修正

藍(lán)牙技術(shù)是一種開放性的、短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[7]。它可以在較小范圍內(nèi)通過無(wú)線連接方式實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備以及移動(dòng)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可以在各種數(shù)字設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)靈活、安全、低成本、小功耗的數(shù)據(jù)通信。采用藍(lán)牙技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)車載導(dǎo)航系統(tǒng)與路標(biāo)之間的數(shù)據(jù)通訊，具有很好的使用前景[8]。

2.1 藍(lán)牙路標(biāo)定位誤差修正算法研究

不同的藍(lán)牙模塊通訊距離也不同，假設(shè)藍(lán)牙模塊通訊距離為R。設(shè)圖2中P點(diǎn)布置有一個(gè)藍(lán)牙路標(biāo)，P點(diǎn)的坐標(biāo)為（x0，y0），該藍(lán)牙模塊作用范圍為半徑R的圓?，F(xiàn)有一車以速度v向前行駛，當(dāng)車輛行駛至藍(lán)牙路標(biāo)的有效作用區(qū)域（A點(diǎn)）時(shí)，兩模塊間開始試圖建立通訊，直至車輛行駛到B點(diǎn)時(shí)通訊建立完畢，車輛獲得了P點(diǎn)的坐標(biāo)值（x0，y0）。

如果用P點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)修正車輛的位置，則必然會(huì)帶來(lái)一定的誤差，應(yīng)該用B點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)修正車輛的位置信息才是正確的。

設(shè)B點(diǎn)的真實(shí)坐標(biāo)為（x，y），從圖2中幾何關(guān)系可以得到：

（2）

式中，b表示汽車與藍(lán)牙路標(biāo)間沿道路垂直方向上的距離，t表示車輛從A點(diǎn)行駛到B點(diǎn)的時(shí)間，也即藍(lán)牙模塊建立通訊的時(shí)間。通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)過程中車載設(shè)備和藍(lán)牙模塊建立通訊的時(shí)間約為2～3 s，計(jì)算時(shí)可取時(shí)間t為2.5 s。

另外，為了保證車輛至少連接一次，速度需要滿足：

（3）

下面針對(duì)不同的情況來(lái)分析藍(lán)牙路標(biāo)的定位誤差。

2.2 直接利用路標(biāo)位置修正車輛位置

由公式（2），可以求出x，y方向以及平面距離誤差分別為：

（4）

公式（4）表明，直接修正情況下的位置誤差與藍(lán)牙通信距離R、車輛與藍(lán)牙路標(biāo)的垂直距離b、車速v、藍(lán)牙模塊通信建立時(shí)間t有關(guān)。

取車速v=50 km/h，通訊時(shí)間t=2.5 s，b=a/2=10/2=5 m，則 m m，

m。

在R、b、t取值一定的情況下，車速不同，對(duì)應(yīng)的修正誤差也不相同，當(dāng)車速時(shí)，距離最小。取R=100 m，b=5 m，t=2.5 s，可以計(jì)算當(dāng)v=143.8 km/h時(shí)，x=0 m，y=5 m，d=5 m，此時(shí)車輛與藍(lán)牙路標(biāo)間距離最短。同時(shí)可以得出如下結(jié)論：當(dāng)車速范圍為120～170 km/s，直接修正的定位誤差

2.3 藍(lán)牙路標(biāo)的修正補(bǔ)償算法

車輛行駛中可能沿著道路的內(nèi)側(cè)（快車道）或外側(cè)（慢車道）行駛，公式（2）中，b的取值難以確定。而通訊建立時(shí)間t的選取也有一定誤差[9]。因此b、t的取值會(huì)給B點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算帶來(lái)定位誤差。下面討論速度v、藍(lán)牙通訊時(shí)間t、以及道路寬度b的變化對(duì)修正結(jié)果的影響。

（1）通訊建立時(shí)間對(duì)藍(lán)牙路標(biāo)定位誤差的影響：從公式（2）可以看出，通訊建立時(shí)間僅對(duì)x方向位置誤差有影響，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)，藍(lán)牙通訊的建立時(shí)間t取值范圍為2～3 s。因此可以得到定位誤差的最大值、最小值以及定位誤差的取值范圍。

（5）

式（5）表明：在藍(lán)牙通訊建立時(shí)間t不定（路寬b已知）的情況下，x方向的距離誤差與車速有關(guān)，x方向上的距離誤差范圍隨著車速v的增加而增加；x方向的距離誤差為常值。

（2）道路寬度對(duì)藍(lán)牙路標(biāo)定位誤差的影響：道路寬度取值范圍為0～a。從式（2）可以得出定位誤差的最大值、最小值以及定位誤差的取值范圍：

（6）

從式（6）可以得出：隨著道路寬度a值的增加，x方向上的定位誤差范圍增大，y方向上的定位誤差范圍不變。

（3）道路寬度及通訊時(shí)間對(duì)藍(lán)牙路標(biāo)定位的綜合影響：而當(dāng)車輛沿道路內(nèi)側(cè)外側(cè)行駛時(shí)，b取值為0～a；通訊時(shí)間t=2～3 s，則B點(diǎn)的最大、最小坐標(biāo)為：

（7）

取藍(lán)牙通訊建立時(shí)間t為2.5 s，b取為道路寬度a的一半。則B點(diǎn)坐標(biāo)（x，y）為

（8）

由公式位置修正模型（8）修正車輛位置，x、y方向的修正誤差為：

（9）

（4）模型修正數(shù)據(jù)分析。假設(shè)藍(lán)牙模塊作用范圍R=100 m，道路寬10 m。對(duì)于以速度50 km/h行駛的車輛，由式（9）可得修正誤差為：7.3 m， m；對(duì)于以速度120 km/h行駛的車輛，修正誤差為：17 m， m。公式（8）表明：x方向誤差與車輛行駛速度有關(guān)，y方向誤差與道路寬度相關(guān)。如果要求10 m的定位精度，則要求車輛速度小于70 km/h。

直接用藍(lán)牙路標(biāo)位置修正車輛位置：當(dāng)車輛以速度50 km/h行駛， m， m；當(dāng)車輛以速度120 km/h行駛， m m。顯然，車速為120km/h的時(shí)候，直接修正精度較高。

針對(duì)上述討論情況，得出結(jié)論：

1）當(dāng)車速小于120 km/s，采用公式（8）進(jìn)行修正；

2）當(dāng)車速大于120 km/s且小于170 km/s時(shí)，采用藍(lán)牙路標(biāo)的位置直接代替車輛位置。

通過以上方法的修正，系統(tǒng)定位精度可以達(dá)到10 m（車輛速度小于70 km/h）或者20 m（車輛速度大于70 km/h，且小于170 km/h）以內(nèi)。

2.4 位置修正殊情況分析

上述的藍(lán)牙路標(biāo)修正算法中，僅考慮了一般的情況，并沒有對(duì)一些特殊情況進(jìn)行分析。下面就其中幾種特殊情況進(jìn)行分析。

（1）車速上限分析。從上文中，我們知道藍(lán)牙通訊有一定的建立時(shí)間，為2～3 s，如果車速過快，在沒有連接上的情況下，車輛就離開藍(lán)牙通信范圍。對(duì)公式（3），取R=100 m，b=10 m，t=3 s，可以得到車速上限v=240 km/s。

（2）車速較低情況考慮。車速較慢時(shí)，藍(lán)牙路標(biāo)有可能與車輛建立不止一次的通訊連接。如果進(jìn)行二次藍(lán)牙位置修正，則需要建立更加復(fù)雜的模型，以進(jìn)一步提高藍(lán)牙路標(biāo)位置修正精度[10]。

3 結(jié)語(yǔ)

該文首先研究了車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理與算法，針對(duì)GPS全球定位系統(tǒng)和DR航位推算系統(tǒng)單獨(dú)實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航的不足，引入藍(lán)牙路標(biāo)信息，提出BB輔助GPS/DR組合定位方案。接著，文中重點(diǎn)針對(duì)藍(lán)牙路標(biāo)位置修正算法進(jìn)行了研究，建立了道路寬度、車輛速度、藍(lán)牙路標(biāo)通信建立時(shí)間與定位誤差間的關(guān)系模型；并使用模型修正車輛的位置，對(duì)影響定位誤差的3種因素（道路寬度因素、車輛速度因素、藍(lán)牙路標(biāo)通信建立時(shí)間因素）進(jìn)行理論與數(shù)據(jù)分析。

該文研究結(jié)果表明：當(dāng)車速70 km/h，且

參考文獻(xiàn)

[1] 黃衛(wèi)，陳里得.智能運(yùn)輸系統(tǒng)概論[M].北京：人民交通出版社，1999：57-60.

[2] 鄭平方，常青，張其善.車載GPS/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，25（5）：513-516.

[3] 徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng).GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2001：101-117.

[4] 陸濤，劉建國(guó)，張乃鎮(zhèn)，等.GPS/DR車輛導(dǎo)航系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)[J].導(dǎo)航，2000，36（1）：97-101.

[5] 房建成，李學(xué)恩，申功勛，等.市區(qū)車輛GPS/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，1999（1）：84-89.

[6] 關(guān)桂霞.車載Gps/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D].太原：華北工學(xué)院，2001.

[7] 嚴(yán)紫建，劉元安.藍(lán)牙技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2001：32-50.

[8] 張浩，趙千川.藍(lán)牙手機(jī)室內(nèi)定位系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2011，31（11）：3152-3156.

第8篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

[關(guān)鍵詞]二元加法流密碼流密碼RBR系統(tǒng)

一、密碼學(xué)理論

密碼學(xué)主要是研究通信安全保密的學(xué)科。它包括兩個(gè)分支:密碼編碼學(xué)和密碼分析學(xué)。密碼編碼學(xué)主要研究如何對(duì)信息進(jìn)行變換，以及保護(hù)信息在新的傳遞過程中不被敵手竊取、解讀和利用的方法，而密碼分析學(xué)則研究如何分析和破譯密碼。這兩者之間既相互獨(dú)立又相互促進(jìn)。

密碼學(xué)的基本思想是對(duì)機(jī)密信息進(jìn)行偽裝。一個(gè)完整的密碼系統(tǒng)由明文空間、密文空間、密碼方案和密鑰空間組成。加密前的信息稱為明文，明文的全體稱為明文空間。明文是信源編碼符號(hào)，可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為明文是有意義的字符流或比特流。密文是經(jīng)過偽裝后的明文，全體可能出現(xiàn)的密文集合稱為密文空間，也可以被認(rèn)為是字符流或比特。密碼方案準(zhǔn)確地描述了加密變換和解密變換的具體規(guī)則，包括對(duì)明文進(jìn)行加密時(shí)所使用的一組規(guī)則的描述和對(duì)密文還原時(shí)所使用的一組規(guī)則的描述。

流密碼是將明文消息按字符逐位加密，通常是將已編碼成比特串的明文消息序列與加密密鑰序列采取不進(jìn)位的模2相加，收方也采用相同的方法恢復(fù)明文。流密碼可以進(jìn)一步分成同步流密碼和自同步流密碼。

同步流密碼的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)錯(cuò)誤的傳播，一個(gè)傳播錯(cuò)誤只影響一個(gè)符號(hào)，不會(huì)影響到后續(xù)符號(hào)；對(duì)于自同步流密碼，某一符號(hào)的傳輸錯(cuò)誤將會(huì)影響到后面的符號(hào)的解密，也就是說，自同步流密碼有錯(cuò)誤傳播現(xiàn)象。目前，已有的同步流密碼大多采用的是二元加法流密碼。密碼系統(tǒng)的一般模型如下圖所示:

二、RBR系統(tǒng)簡(jiǎn)介

遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)簡(jiǎn)稱RBR系統(tǒng)，系統(tǒng)完成并實(shí)施后，將有效地對(duì)可能出現(xiàn)的各種災(zāi)難進(jìn)行有效的、快速的恢復(fù)。

1.RBR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

RBR系統(tǒng)由三個(gè)邏輯層組成:客戶層、管理層(中間層)和服務(wù)層。其中,客戶層代表系統(tǒng)所管理的客戶計(jì)算機(jī)的資源;管理層由備份適配器、認(rèn)證服務(wù)器、管理控制臺(tái)等組成，構(gòu)成系統(tǒng)的管理核心；服務(wù)層代表提供存儲(chǔ)的服務(wù)器資源。其中管理層處于管理業(yè)務(wù)邏輯的核心。

2.RBR系統(tǒng)中實(shí)體和各實(shí)體功能

（1)客戶——多個(gè)

主要功能是完成備份集管理；備份數(shù)據(jù)文件壓縮/解壓縮、加密/解密;恢復(fù)/備份會(huì)話激活、執(zhí)行、協(xié)商；用戶證書管理。

（2)主控管理與通信實(shí)體——單個(gè)

主要功能是備份恢復(fù)會(huì)話協(xié)商、備份計(jì)劃管理、完整客戶備份數(shù)據(jù)目錄管理和備份服器管理。

（3)認(rèn)證實(shí)體——多個(gè)

（4)備份服務(wù)器——多個(gè)

主要功能是客戶備份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份/恢復(fù)會(huì)話執(zhí)行。

3.RBR系統(tǒng)中的信息傳輸

來(lái)自客戶端頂層軟件的數(shù)據(jù)集信息經(jīng)過流化、壓縮、加密等過程，向下到達(dá)socket網(wǎng)絡(luò)傳輸層，在這里通過網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器。在服務(wù)器一端，數(shù)據(jù)進(jìn)行反向的處理，最后還原成數(shù)據(jù)集信息，由服務(wù)器端管理軟件進(jìn)行統(tǒng)一存放。

在RBR系統(tǒng)中，客戶端與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通道被認(rèn)為是不安全的，因此，在數(shù)據(jù)進(jìn)入通道之前，很必要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。另一方面，由于客戶端、服務(wù)器之間數(shù)據(jù)傳輸量大，過強(qiáng)的加密算法勢(shì)必造成數(shù)據(jù)傳輸速度的降低。因此,如何在速度和加密強(qiáng)度之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)是系統(tǒng)研究的關(guān)鍵。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

RBR系統(tǒng)的工作內(nèi)容主要由備份計(jì)劃制訂、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)三個(gè)環(huán)節(jié)組成。

1.備份計(jì)劃制訂

備份計(jì)劃的制訂過程,是由客戶端發(fā)出“提交備份申請(qǐng)”開始,以備份適配器/管理員批準(zhǔn)或拒絕申請(qǐng)為終結(jié)點(diǎn)的邏輯過程。在這個(gè)過程,備份適配器要響應(yīng)客戶端發(fā)來(lái)的“提交備份申請(qǐng)”消息,并經(jīng)管理員審核后處理,無(wú)論通過與否,都返回處理信息，最后制訂的計(jì)劃并不存放在客戶機(jī)本地。具體處理過程如下圖。

2.數(shù)據(jù)備份

備份過程不是由客戶機(jī)發(fā)起的，而是由備份適配器發(fā)起。因?yàn)閭浞萦?jì)劃都保存于備份服務(wù)器，它們是由備份適配器統(tǒng)一管理，作為客戶機(jī)只維護(hù)本機(jī)要備份的數(shù)據(jù)集合。具體處理如右圖。

3.數(shù)據(jù)恢復(fù)

恢復(fù)與備份是一個(gè)反向的操作,但不是嚴(yán)格的“反操作”。在恢復(fù)過程中,要防止對(duì)用戶的錯(cuò)誤操作。因此在恢復(fù)數(shù)據(jù)之前,要對(duì)客戶身份進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證,具體實(shí)現(xiàn)如下圖。

四、加解密模塊分析設(shè)計(jì)

RBR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型可以用部屬圖描述如下（共有五個(gè)部分，分別為客戶端，服務(wù)器端，適配器，控制臺(tái)和證書服務(wù)器）。

RBR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸過程是在一個(gè)分層的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的。如下圖所示。在RBR系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)和指令向下經(jīng)過數(shù)據(jù)打包、加密和壓縮、流化，最后通過Socket傳送到網(wǎng)絡(luò)中。在數(shù)據(jù)接受方，進(jìn)行反方向的轉(zhuǎn)換。

五、加密方法選擇及算法實(shí)現(xiàn)

1.加密方法

按照對(duì)明文消息加密方式的不同，單鑰密碼體制一般可以分為:流密碼和分組密碼。分組密碼是將明文消息分為多個(gè)字符的分組,逐組進(jìn)行加密的密碼體制。對(duì)于某一消息，分組密碼體制一般首先對(duì)明文消息填充，使其長(zhǎng)度為固定分組長(zhǎng)度的整數(shù)倍，然后，密碼算法將消息劃分成一個(gè)一個(gè)長(zhǎng)度固定的分組，逐分組進(jìn)行加密變換。

流密碼將消息分成連續(xù)的符號(hào)或比特用密鑰流逐個(gè)進(jìn)行加密。如果流密碼所使用的是真正隨機(jī)產(chǎn)生的、與消息流長(zhǎng)度相等的密鑰流，此時(shí)的密鑰流就是一次一密的密碼體制。

2.二元加法流密碼

（1)二元加法流密碼體制

在這種密碼中，密鑰、明文和密文都編碼為0,1序列。種子密鑰用來(lái)控制密鑰流發(fā)生器，是密鑰流發(fā)生器輸出的密鑰流，加密變換是模2加(即異或)。在解密時(shí),解密方將利用通過安全信道傳送來(lái)的、同樣的種子密鑰與加密方相同的密鑰發(fā)生器，使密鑰流生成器輸出與加密端同步的密鑰,并使用與加密變換相同的解密變換,從而完成對(duì)明文的加密與解密。

二元加法流密碼體制如下圖：

在這種二元加法流密碼體制中，由于通信信息被編碼成“0”或“1”的二元序列，因此，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的二元靜態(tài)控制系統(tǒng)，從一個(gè)較短的密鑰產(chǎn)生一個(gè)很長(zhǎng)的、不重復(fù)的“偽”隨機(jī)序列，從而能夠達(dá)到“一次一密”的密碼體制。

（2)二元加法流密碼密鑰流的性質(zhì)

二元流密碼的安全強(qiáng)度取決于密鑰生成器所生成的密鑰流的性質(zhì)。如果密鑰流是無(wú)周期的無(wú)限長(zhǎng)的隨機(jī)序列，那么此時(shí)流密碼即為一次一密的密碼體制。但在實(shí)際中，密鑰流都是用有限存儲(chǔ)和有限復(fù)雜邏輯的電路來(lái)產(chǎn)生的，此時(shí)的密鑰流生成器只具有有限多個(gè)狀態(tài)，這樣，密鑰流的狀態(tài)呈現(xiàn)出一定長(zhǎng)度的周期，其輸出也只能是周期序列。因此，實(shí)際應(yīng)用中的流密碼不可能是一次一密的密碼體制。但是，只要密鑰流產(chǎn)生器產(chǎn)生的密鑰流周期足夠長(zhǎng)，并且隨機(jī)性足夠好，那么可以近似地實(shí)現(xiàn)人們所追求的理想的保密體制。

（3)密鑰流生成器的結(jié)構(gòu)

流密碼的設(shè)計(jì)核心在于密鑰發(fā)生器的設(shè)計(jì)，流密碼的安全強(qiáng)度取決于密鑰發(fā)生器中密鑰流的周期、復(fù)雜度，隨機(jī)特性等，安全的密鑰流生成器的結(jié)構(gòu)必然使用了非線形變換。

密鑰流生成器可以分解成驅(qū)動(dòng)和組合兩部分。其中密鑰流生成器的驅(qū)動(dòng)部分將生成密鑰流生成器的狀態(tài)序列，使之周期很長(zhǎng)，統(tǒng)計(jì)特性良好；非線形組合部分則顯著增加密鑰流的復(fù)雜程度，使密鑰流能夠抵抗各種攻擊，同時(shí)保持驅(qū)動(dòng)部分提供良好的分布特性。

產(chǎn)生密鑰流最重要的部件是線形反饋移位寄存器。線形反饋移位寄存器由移位寄存器、運(yùn)算器和反饋電路構(gòu)成。移位寄存器用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并受脈沖驅(qū)動(dòng)。運(yùn)算器含有乘法器和加法器。反饋電路不斷產(chǎn)生脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)移位寄存器進(jìn)行移位運(yùn)算，并將運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)反饋到寄存器的最高位，輸出最底位。

3.RC4流密碼算法分析

RC4算法是一種流式加密器（streamcipher），它將短的鍵值展開成為無(wú)限制的偽隨機(jī)數(shù)鍵值串。發(fā)送者使用這個(gè)鍵值串與明文信息做異或（XOR）運(yùn)算處理并產(chǎn)生密文，接收者則使用鍵值產(chǎn)生適當(dāng)?shù)逆I值串。并且對(duì)密XOR及鍵值串運(yùn)算之后，就可以得到原始的明文。

六、結(jié)論

遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)簡(jiǎn)稱RBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成并實(shí)施后，將有效地對(duì)可能出現(xiàn)的各種災(zāi)難進(jìn)行快速的恢復(fù)。從而有效地保證數(shù)據(jù)通信的安全，保證各企事業(yè)的工作能夠有條不穩(wěn)的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn):

第9篇：數(shù)據(jù)通信概論范文

【關(guān)鍵詞】電力機(jī)車；主電氣電路；輔助電氣電路；控制系統(tǒng)

1 引言

和諧系列電力機(jī)車是南車集團(tuán)和北車集團(tuán)與國(guó)外企業(yè)合作，引進(jìn)消化技術(shù)，并國(guó)產(chǎn)化的新一代交流貨運(yùn)機(jī)車，型號(hào)有HXD1、HXD1B、HXD1C，HXD2、HXD2B、HXD2C和HXD3、HXD3B、HXD3C。和諧型系列機(jī)車電氣系統(tǒng)的主、輔回路均采用了交流控制技術(shù)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)堅(jiān)持起點(diǎn)高、技術(shù)領(lǐng)先的原則，采用先進(jìn)、成熟、可靠的技術(shù)，按照標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、信息化的總體要求進(jìn)行全方位設(shè)計(jì)的。

2 主電氣系統(tǒng)

機(jī)車主電氣電路主要由網(wǎng)側(cè)電路、主變壓器、牽引變流器及牽引電機(jī)構(gòu)成，如圖1所示。其中和諧型系列電力機(jī)車網(wǎng)側(cè)電路主要由受電弓、主斷路器、臺(tái)避雷器、高壓電壓傳感器、高壓電流傳感器、高壓隔離開關(guān)、主變壓器原邊、回流側(cè)互感器和接地碳刷等組成。下面主要從主變壓器、變流器和牽引電機(jī)三個(gè)方面進(jìn)行比較。

圖1 簡(jiǎn)化主電氣電路

2.1 HXD1型電力機(jī)車主電路特點(diǎn)

（1）主變壓器

采用EFAT6744型電力機(jī)車牽引變壓器。其內(nèi)除主變壓器外，還裝有兩臺(tái)100HZ濾波電抗器。它們裝在一個(gè)郵箱內(nèi)，共用一個(gè)冷卻系統(tǒng)。主變壓器是單相變壓器，臥式結(jié)構(gòu)，采取車體下懸安裝方式。

（2）牽引變流器

每臺(tái)機(jī)車由2節(jié)車組成，每節(jié)車設(shè)有1個(gè)牽引變流柜，每個(gè)牽引變流柜由2套相互獨(dú)立的變流器組成。一個(gè)變流器包含2個(gè)并聯(lián)的四象限整流器、1個(gè)牽引逆變器和1個(gè)輔助逆變器等。

（3）牽引電機(jī)

采用西門子公司的1TB2624-0TD02型或國(guó)產(chǎn)化的JD160型鼠籠式三相異步牽引電動(dòng)機(jī)，額定功率為1224千瓦，冷卻方式為強(qiáng)迫通風(fēng)，采用直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）。

2.2 HXD2型電力機(jī)車主電路特點(diǎn)

（1）主變壓器

主變壓器為模塊化的臥式結(jié)構(gòu)，包括1個(gè)原邊繞組，4個(gè)牽引繞組，4個(gè)二次濾波電抗器，2個(gè)輔助濾波電抗器，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻系統(tǒng)以及內(nèi)置的多種保護(hù)電器。

（2）牽引變流器

采用ONIX系統(tǒng)將IGBT技術(shù)應(yīng)用于異步交流傳動(dòng)機(jī)車。牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的每臺(tái)牽引電機(jī)與1個(gè)牽引逆變器和1個(gè)四象限整流器相連，組成四個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)單元，這樣每根車軸驅(qū)動(dòng)可以單獨(dú)切除，因此發(fā)生一個(gè)單獨(dú)的故障后，1臺(tái)機(jī)車上仍保持3/4牽引功率。

（3）牽引電機(jī)

牽引電動(dòng)機(jī)采用由永濟(jì)電機(jī)公司國(guó)產(chǎn)化的YJ90A型牽引電機(jī)（阿爾斯通公司原型號(hào)為6 FRA 4567 B型），該型電動(dòng)機(jī)為六極三相鼠籠式異步牽引電動(dòng)機(jī)，定子采用全疊片無(wú)機(jī)殼結(jié)構(gòu)以減輕重量和改善散熱，額定功率為1224千瓦，冷卻方式為強(qiáng)迫通風(fēng)，采用磁場(chǎng)定向直接轉(zhuǎn)矩控制。

3 輔助電氣系統(tǒng)

輔助電氣系統(tǒng)是由三相輸出輔助電源、充電機(jī)、輔助負(fù)載、低壓電器和輔助控制單元等組成。

3.1 HXD1型電力機(jī)車輔助電氣系統(tǒng)特點(diǎn)

HXD1型電力機(jī)車輔助電氣系統(tǒng)由集成在牽引變流器內(nèi)的輔助逆變器供電。兩個(gè)輔助逆變器分別從牽引變流器的一路中間直流環(huán)節(jié)取電，通過濾波變壓器和一組濾波電容器濾波后向兩個(gè)三相支路供電。230V/60Hz單相交流支路由一個(gè)440V/230V變壓器從三相恒頻恒壓支路取電。直流負(fù)載支路由蓄電池充電機(jī)供電。

3.2 HXD2型電力機(jī)車輔助電氣系統(tǒng)特點(diǎn)

兩個(gè)獨(dú)立的輔助變流器均采用 IGBT技術(shù)。每個(gè)輔助變流器包括降壓斬波器和逆變器，直接由主電路中間回路供電，變壓器不用設(shè)輔助繞組。在正常模式下，一個(gè)輔助變流器為定頻載荷供電，另一個(gè)為變頻載荷供電。如果一個(gè)輔助變流器驅(qū)動(dòng)失效，另一個(gè)將為蓄電池充電器和整個(gè)機(jī)車的輔助載荷供電。蓄電池充電器單節(jié)車采用冗余設(shè)計(jì)，每?jī)晒?jié)車也互為冗余，保證了110V電源的可靠性。

3.3 HXD3型電力機(jī)車輔助電氣系統(tǒng)特點(diǎn)

在HXD3型機(jī)車中，其三相輔助電路采用了輔助變流器給機(jī)車的各類輔助電機(jī)供電，三相輔助變流系統(tǒng)是采用日本東芝公司現(xiàn)有成熟的輔助傳動(dòng)變流技術(shù)，由兩組輔助變流器組成。每組輔助變流器的功率均為230kVA，它們分別是APU1和PU2。APUl和APU2分別同2套牽引變流器安裝在一起，組成兩組功率變流柜。其風(fēng)冷部分共用一個(gè)通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)道，簡(jiǎn)化了機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)，減少了牽引變流器和輔助變流器之間的電氣接口，有利于設(shè)備安裝、檢修和維護(hù)。

4 微機(jī)控制系統(tǒng)

機(jī)車控制監(jiān)視系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱TCMS可以實(shí)現(xiàn)以下功能：根據(jù)司機(jī)指令完成對(duì)機(jī)車邏輯控制、主變流器及牽引電機(jī)控制、輔助變流器控制、牽引特性控制、制動(dòng)特性控制、定速控制、半自動(dòng)過分相控制，機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)顯示，具備故障保護(hù)、顯示、記憶，并在一定程度上可以自動(dòng)排除、切換故障。

4.1 HXD1型電力機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)特點(diǎn)

HXD1型電力機(jī)車裝載了西門子公司開發(fā)的“SIBAS32”32位微機(jī)控制系統(tǒng)和列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN），并安裝了“Locotrol”多機(jī)牽引無(wú)線同步控制系統(tǒng)和克諾爾公司的“CCB II”微機(jī)控制電空制動(dòng)系統(tǒng)?！癝IBAS 32”系統(tǒng)采用集散控制模式，由中央控制單元（CCU）、牽引控制單元（TCU）、輔助控制單元（ACU）、液晶顯示屏（HMI）和外設(shè)智能接口（KLIP）構(gòu)成，并采用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由絞線列車總線（WTB）和多功能車輛總線（MVB）兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，使機(jī)車控制系統(tǒng)具有控制、監(jiān)測(cè)、傳輸、故障診斷、顯示和存儲(chǔ)功能。

4.2 HXD2型電力機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)特點(diǎn)

HXD2型電力機(jī)車采用了阿爾斯通公司開發(fā)的“Agate”微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于WorldFIP網(wǎng)絡(luò)通信總線，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為FIP車輛網(wǎng)絡(luò)（FIPV）和FIP列車網(wǎng)絡(luò)（FIPT）兩級(jí)，其中FIPV負(fù)責(zé)每節(jié)機(jī)車內(nèi)部各設(shè)備的信息交換，而FIPT用于兩節(jié)機(jī)車之間或兩組重聯(lián)機(jī)車之間的通信；控制系統(tǒng)具有全面的機(jī)車控制、監(jiān)測(cè)、傳輸、故障診斷、顯示和存儲(chǔ)功能。由基本硬件和軟件模塊組成：MPU（主處理）、CRT（牽引傳動(dòng)控制模塊）、 CRA（輔助控制模塊）、RIOMS（遠(yuǎn)程輸入輸出模塊）、DDU（司機(jī)室顯示器）等。

5 結(jié)論

通過對(duì)和諧型系列機(jī)車的電氣系統(tǒng)的分析，掌握了各系列機(jī)車交流電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，為機(jī)車的運(yùn)營(yíng)和管理提供可靠的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃濟(jì)榮.電力牽引交流傳動(dòng)與控制.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]王立民，郝鳳榮.HXD3型交流傳動(dòng)電力機(jī)車電氣系統(tǒng).鐵道機(jī)車車輛，2008.

[3]連級(jí)三.電傳動(dòng)機(jī)車概論.成都：西南交通大學(xué)，2001.