無線通信研究精選(九篇)

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第1篇：無線通信研究范文

【關(guān)鍵詞】 LTE無線技術(shù) 通信系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù) 研究

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)代化社會建設(shè)的水平逐漸提高，人們對通信行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求，而LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展就可以很好的滿足人們的要求。鑒于此，本文就對LTE技術(shù)的有關(guān)問題談一談自己的看法。

一、LTE無線通信系統(tǒng)基本原理

一般而言，LTE技術(shù)就是我們所俗稱的“4G”技術(shù)，但還不是真正的“4G”技術(shù)，屬于一種從3G到4G過度的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是一種建立在2G和3G技術(shù)基礎(chǔ)上的新科技，它的出現(xiàn)標(biāo)志著我們進(jìn)入了一個(gè)嶄新的通信時(shí)代，大幅度改變了人們的生活方式，具有很大的優(yōu)越性，包括信息傳送速度快、頻率利用率較大、音質(zhì)高等特點(diǎn)，受到了電信運(yùn)營商、設(shè)備制造商以及用戶的歡迎和青睞。LTE無線通信技術(shù)和2G/3G通信技術(shù)不同，基本原理也不相同，LTE無線通信系統(tǒng)采用了全新的、功能更加完善的基本e-NodeB結(jié)構(gòu)，所有連接節(jié)點(diǎn)之間都是通過IP方式進(jìn)行傳輸?shù)?，從邏輯層面上來說，LTE無線通信系統(tǒng)通過X2接口互相連接成為Mesh型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)UE在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自由移動，從而保證用戶可以在使用網(wǎng)絡(luò)的過程中可以進(jìn)行平滑無縫的切換[1]。

二、LTE無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

1、SC-FDMA技術(shù)研究。這種技術(shù)屬于一種單載波多用戶接入技術(shù)，和OFDM技術(shù)相比，它在運(yùn)用的過程中更加簡單和方便，并且可以降低發(fā)射終端的峰均功率比，從而大大減少終端的成本費(fèi)用。這種技術(shù)存在兩種樣式，即集中式和離散式兩種，采用集中式技術(shù)的用戶可以在頻域集中傳輸，并且可以更改寬帶。而采用離散式的用戶使用的方式為IFDMA，可以實(shí)現(xiàn)子載波數(shù)的變更。

2、MIMO技術(shù)研究。在LTE無線通信系統(tǒng)中，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的主要功能就是提高系統(tǒng)的傳輸率，并且可以和OFDM技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)提高LTE無線通信系統(tǒng)性能優(yōu)化的目的。這種技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)形式為多天線和多通道技術(shù)，然后通過數(shù)據(jù)的合理處理和接受方式來創(chuàng)建并完善空間信道，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高傳送速率的目的。

3、OFDM技術(shù)研究。LTE無線通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)就是對這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，此技術(shù)可以使子載波的符號速率降低，同時(shí)加長符號持續(xù)的時(shí)間，這樣一來，就大大提高了LTE無線通信系統(tǒng)抵抗延時(shí)擴(kuò)展的能力，消除符合之間的干擾，進(jìn)而使LTE無線通信系統(tǒng)的性能更加優(yōu)化[2]。

4、小區(qū)干擾抑制技術(shù)研究。對這項(xiàng)技術(shù)的研究主要是解決小區(qū)邊緣用戶受到的信號干擾問題。在實(shí)際的生活中，住在小區(qū)邊緣的用戶特別容易受到相鄰小區(qū)的用戶的干擾，導(dǎo)致信息溝通不暢。對于這種情況，一般都會使用干擾抑制技術(shù)，主要包括三種形式，即干擾隨機(jī)化技術(shù)、干擾協(xié)調(diào)技術(shù)以及干擾刪除技術(shù)，通過干擾抑制技術(shù)的應(yīng)用可以提高小區(qū)邊緣用戶信息使用的質(zhì)量。

三、LTE無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)特點(diǎn)以及發(fā)展前景

3.1 LTE無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的技術(shù)特點(diǎn)

LTE無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要包括四個(gè)方面的特點(diǎn)：一是LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)將語音和數(shù)據(jù)綜合起來，并且不斷的平衡覆蓋量、容量和質(zhì)量之間的關(guān)系。二是LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)采用的組網(wǎng)技術(shù)為蜂窩同頻技術(shù)，可以大大提高無線頻譜的利用率。三是LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)在小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)速率和與公共參考信號存在的關(guān)系更加密切。四是LTE無線通信系統(tǒng)機(jī)構(gòu)中全部將電路域網(wǎng)元改變成了IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

3.2 LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展前景

首先，LTE技術(shù)是推動4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)出現(xiàn)的主流技術(shù)。和3G技術(shù)相比，LTE技術(shù)更加優(yōu)越，屬于一種無線接近4G技術(shù)的技術(shù)形式。LTE技術(shù)采用各種關(guān)鍵的技術(shù)促使4G技術(shù)更快的出現(xiàn)。目前，4G技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到實(shí)際的生活當(dāng)中，并且在今后較長時(shí)間內(nèi)會不斷的對4G技術(shù)進(jìn)行完善，提高4G技術(shù)的使用性能和發(fā)展水平。其次，LTE技術(shù)面臨的市場競爭將會更大，并在競爭中持續(xù)發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，各種通信技術(shù)會層出不窮，勢必會使無線通信市場的競爭更加激烈，當(dāng)然LTE技術(shù)面臨的調(diào)整也會更大[3]。

四、結(jié)語

LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著我們進(jìn)入全新的通信時(shí)代，使網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)一步完善，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。LTE無線通信系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用具有很大的優(yōu)勢，可以更好的滿足人們的通信需求，因此，有關(guān)領(lǐng)域需要進(jìn)一步進(jìn)行研究，使的該技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]汪航.LTE無線通信系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[J].通訊世界，2015，（10）：67-68.

第2篇：無線通信研究范文

關(guān)鍵詞 OFDM 多徑衰落 無線通信

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

隨著煤炭現(xiàn)代化生產(chǎn)要求和自動化技術(shù)的提高，無線通信已逐步應(yīng)用到礦井通信中。煤炭行業(yè)的高危性以及礦難事故頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。建立高效且可靠的井下監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，對于提高煤礦的安全開采以及保障工作人員的人身安全十分重要。由此看來，研究和發(fā)展可靠便利的通信系統(tǒng)有著重要的價(jià)值和意義。礦井工作環(huán)境特殊，無線電波傳輸在非自由空間內(nèi)，且最為影響其信號傳播的是電磁波被巷道璧及其他障礙物吸收并產(chǎn)生多徑衰落現(xiàn)象。OFDM技術(shù)將高數(shù)碼率信號變成低數(shù)碼率信號，分別調(diào)制在每個(gè)載波上，從而實(shí)現(xiàn)無ISI傳輸，減少多徑衰落對無線通信系統(tǒng)的影響。

1 OFDM用于井下無線通信優(yōu)勢

無線電傳播主要受三個(gè)方面因素影響：大尺度衰落、陰影衰落、多徑衰落。而礦井通信具有其特殊性，作業(yè)場地的移動性和工作人員的分散性以及窄小的自由空間使得電磁波的傳播被吸收和反射，導(dǎo)致衰減快且傳輸距離短，使得多徑衰落成為礦井通信中最主要的干擾。而OFDM 技術(shù)可以有效地抵抗多徑傳播所帶來的碼間干擾，具有很強(qiáng)的抗惡劣信道的能力。

針對礦井通信的特殊性，下面對OFDM技術(shù)用于井下無線通信進(jìn)行分析，得出其優(yōu)勢：

（1） 通過多個(gè)子載波傳輸，使得OFDM抗衰落能力強(qiáng)，同時(shí)多個(gè)子載波的聯(lián)合編碼，增強(qiáng)了脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力。

（2） 通過對高速率數(shù)據(jù)流進(jìn)行/并轉(zhuǎn)換，使得每個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)符號持續(xù)長度增加，有效地減少了井下通信的ISI的不利影響，適合高速數(shù)據(jù)傳輸。通過循環(huán)前綴，對抗碼間干擾的能力更強(qiáng)。

（3） 由于子信道相互交疊且正交，使得井下無線通信系統(tǒng)最大限度地利用了頻譜資源，提高了頻帶利用率。且OFDM相鄰子載波間在頻譜上有重疊，時(shí)域信號有保護(hù)間隙。

（4） 采用相對簡單的信道均衡技術(shù)，使用IFFT/FFT對OFDM進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，可消除符號內(nèi)部由頻率選擇性衰落信道帶來的碼間串?dāng)_（ISI），提高了計(jì)算效率。同時(shí)可與DSP技術(shù)相結(jié)合，更容易實(shí)現(xiàn)IFFT/FFT。

2 OFDM原理

正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）是近年來通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)。它有著強(qiáng)大的抗衰落能力和高數(shù)據(jù)傳輸速率。OFMD將高速率的數(shù)據(jù)序列經(jīng)串/并變換后分割為若干路低速數(shù)據(jù)流，每路低速數(shù)據(jù)采用一個(gè)獨(dú)立的載波調(diào)制，疊加在一起構(gòu)成發(fā)送信號，獨(dú)立的載波調(diào)制，疊加在一起構(gòu)成發(fā)送信號，在接收端用同樣數(shù)量的載波對發(fā)送信號進(jìn)行相干接收，獲得低速率信息數(shù)據(jù)后，再通過并/串變換得到原來的高速信號。

OFDM系統(tǒng)傳輸表示式為：

為了最大限度的消除碼間干擾，在每個(gè)符號之間插入保護(hù)間隔，只要保護(hù)間隔長度大于信道的最大時(shí)延就可以完全消除碼間干擾。同時(shí)，OFDM系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)還可由IDFT和DFT實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用中為提高運(yùn)算速度，還可以采用快速傅立葉變換來實(shí)現(xiàn)。

3結(jié)論

礦井無線通信系統(tǒng)中，要綜合考慮多方面因素，如抗噪聲性能、兼容性、抗碼間干擾等。完善的礦井通信系統(tǒng)對于高效生產(chǎn)和礦井工作人員安全有著重要作用。OFDM技術(shù)應(yīng)用于礦井通信后，能夠減少多徑衰落帶來的影響。本文針對礦井下其特殊環(huán)境，將OFDM進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，并根據(jù)具體環(huán)境進(jìn)行了參數(shù)選擇和仿真。通過仿真可發(fā)現(xiàn)采用OFDM后，通信系統(tǒng)誤碼率的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 佟學(xué)儉.OFDM移動通信技術(shù)原理與應(yīng)用〔M〕.北京：人民郵電出版社，2003（6）.

[2] 李瀅，楊維.OFDM調(diào)制技術(shù)在礦井巷道中的通信性能仿真分析[J]. 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（2）：67-72.

第3篇：無線通信研究范文

關(guān)鍵詞：地鐵；信息系統(tǒng)；無線通信

1乘客信息系統(tǒng)概述

十二五時(shí)期，中國的主要城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)得到了很大發(fā)展，尤其是地下鐵路區(qū)間遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信技術(shù)逐漸成熟，乘客信息系統(tǒng)（簡稱PIS）作為地下鐵路數(shù)據(jù)通信的重要組成部分之一，逐漸走入了人們的身邊。PIS簡單來說是憑借電子微處理器數(shù)據(jù)終端網(wǎng)絡(luò)，通過各種數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)以及無線數(shù)據(jù)通信等日漸成熟的技術(shù)，在車站的屏幕以及地下鐵路的車載屏幕上同步將信息數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送給乘客的復(fù)雜系統(tǒng)。不僅能同步向地下鐵路列車的客戶傳遞到站提醒、換乘提示、導(dǎo)航等各種與提高乘車效率有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，甚至還能播放一些人們感興趣的每日新聞、天氣狀況、財(cái)經(jīng)娛樂等資訊類消息。假設(shè)當(dāng)發(fā)生無法預(yù)料的突發(fā)事件時(shí)，還可通過取消常規(guī)信息播報(bào)，改換一些具有特殊時(shí)效意義的救災(zāi)、安防信息，以指導(dǎo)乘客緊急躲避危險(xiǎn)。

2PIS無線局域網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用

2.1無線局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

PIS的主要功能是實(shí)現(xiàn)車、地站點(diǎn)之間的信息通信互換。同軸漏泄電纜的使用可以解決信號傳輸弱的問題，但是，因?yàn)橥S泄露電纜成本高，傳送帶寬受到的限制因素多，數(shù)據(jù)傳輸線纜中的數(shù)字信號特別容易和移動終端信號相互之間產(chǎn)生干擾。因此，目前先進(jìn)的解決信息干擾的方法是采用單點(diǎn)獨(dú)立天線的方式，在PIS系統(tǒng)中使用無線局域網(wǎng)解決列車高速運(yùn)行所造成的信號傳輸弱的困擾[1]。

2.2無線局域網(wǎng)的安全性

1）無線鏈路的安全問題。地下鐵路數(shù)據(jù)通信主要采用的是高速無線傳輸信號波段擴(kuò)頻的技術(shù)，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)可以最大程度降低發(fā)射信號的功率譜密度，普通用戶是很難收到傳輸信號的，這為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全提供了巨大的保障。

2）無線信道安全。地下鐵路數(shù)據(jù)通信現(xiàn)階段已經(jīng)采取最新的保密信道加密算法，這種加密算法既能夠?yàn)閿?shù)據(jù)通信提供完整性的數(shù)據(jù)服務(wù)，同時(shí)還可以為無線信道加密。此外，由于有效保密等效算法的保密效果極佳，不僅可以對硬件進(jìn)行加密，而且在無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中還可通過動態(tài)隨機(jī)配置WEP密匙，實(shí)現(xiàn)為用戶加密的需求。

3）用戶之間的二層隔離。為了最大程度上克服用戶之間的不信任，實(shí)踐中采用的是二層隔離技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通過無線方式接入的不同終端用戶之間的安全數(shù)據(jù)通信。

2.3車載組網(wǎng)方式及傳輸應(yīng)用

列車所處的外界環(huán)境極為復(fù)雜，因此在飛速行駛的地下鐵路上，信息傳輸有時(shí)會出現(xiàn)丟包問題，也就是控制中心的各種信息無法完整且穩(wěn)定地傳輸?shù)搅熊囇b配的無線接收器上。但基于無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)設(shè)計(jì)的車載組網(wǎng)，能夠最大幅度地增強(qiáng)性能，并通過搭載遠(yuǎn)距離視頻所需要的設(shè)備，順利實(shí)現(xiàn)控制中心工作人員與列車司機(jī)之間的視頻、音頻實(shí)時(shí)傳輸，從而提升雙方溝通的穩(wěn)定性。

3無線數(shù)據(jù)通信地下鐵路乘客信息系統(tǒng)面對的重點(diǎn)課題

3.1服務(wù)質(zhì)量（QoS）技術(shù)

數(shù)據(jù)承載網(wǎng)的QoS性能與PIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸連貫與否密不可分。PIS系統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)千兆骨干網(wǎng)帶寬完全有能力應(yīng)對PIS數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，這樣QoS最終決定了PIS性能表現(xiàn)的關(guān)鍵。QoS的傳遞原則是在首個(gè)報(bào)文發(fā)送完畢后，等待DIFS的時(shí)間間隔，之后才允許終端使用用戶爭取時(shí)間片進(jìn)行發(fā)送。技術(shù)人員最終實(shí)現(xiàn)了修改視頻數(shù)據(jù)的報(bào)文為SIFS或者PIFS這兩種格式的方法，保障媒體視頻的高質(zhì)量。

3.2網(wǎng)絡(luò)安全

因?yàn)樵贛AC這一層上，無線信息傳輸協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)訪問控制的功能以及加密的核心機(jī)制，在訪問控制中，無線和有線網(wǎng)絡(luò)具有了同樣的安全性能。也就是說任何一個(gè)接入點(diǎn)都可以根據(jù)自己的實(shí)際要求完成依次編號工作。最終密鑰成為每一個(gè)收發(fā)數(shù)據(jù)的終端以及接入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)加密的重要工具[2]。

3.3信號干擾

在地下鐵路無線數(shù)據(jù)應(yīng)用中，工作人員為了做到車載客戶終端的無間隙漫游，所有的AP所覆蓋范圍都要有重疊，但是重疊范圍內(nèi)的無線信號一旦出現(xiàn)頻道也重疊的狀況，就必然會帶來沖突，從而破壞網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，因此，相鄰AP一般都是采取不重疊頻道的方式來避免干擾。根據(jù)已有的理論，為了消除干擾，同一頻段情況下需要采用不同的調(diào)制方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。但在實(shí)際工作中，對于此項(xiàng)指標(biāo)的要求非常嚴(yán)格，否則就很難避免相互之間的影響。

4結(jié)語

在十三五期間，我國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將會得到更大的推動，地下鐵路行業(yè)也必然要大步走入快速路。作為重要的輔助配套設(shè)施，地下鐵路PIS對無線數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量要求也在跨越式提升，無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的應(yīng)用也終將會變得越來越普遍，無線數(shù)據(jù)通信的技術(shù)在應(yīng)用中逐步實(shí)現(xiàn)，PIS系統(tǒng)在地下鐵路運(yùn)輸行業(yè)中廣泛使用,提高了列車與站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。為了跟上這個(gè)重要的發(fā)展窗口期，不錯(cuò)過這個(gè)發(fā)展的機(jī)遇，科學(xué)技術(shù)人才必須通過辛勤的努力，不斷提高理論研究水平和裝配技術(shù)能力，為地下鐵路建設(shè)提供強(qiáng)大穩(wěn)定的技術(shù)保證，從而提升人們的生活水平，為中國在新常態(tài)下的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的創(chuàng)新支持。

參考文獻(xiàn)

[1]張穎.乘客信息系統(tǒng)在軌道交通中的應(yīng)用及發(fā)展[J].鐵道勘測與設(shè)計(jì),2010(4):88-90.

第4篇：無線通信研究范文

為了查找我國鐵路無線通信系統(tǒng)場強(qiáng)質(zhì)量問題，分別利用動車組綜合檢測車和電務(wù)試驗(yàn)車，對全路GSM-R系統(tǒng)18條線路和專用450MHz無線列調(diào)系統(tǒng)5條線路進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果表明，所測線路場強(qiáng)覆蓋按95%的地點(diǎn)和時(shí)間概率計(jì)算，GSM-R線路列控系統(tǒng)滿足不低于-92dBm、非列控系統(tǒng)滿足不低于-98dBm的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求；電氣化區(qū)段450MHz無線列調(diào)系統(tǒng)滿足不低于10dBμV的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。但在檢測中發(fā)現(xiàn)，有22處場強(qiáng)覆蓋電平異常下降，有必要深入分析。

1.1鐵路GSM-R系統(tǒng)場強(qiáng)問題利用動車組綜合檢測車對全路18條線路的GSM-R系統(tǒng)進(jìn)行測試，共檢測線路6557km，檢測GSM-R系統(tǒng)無線小區(qū)1922個(gè)。檢測結(jié)果顯示，沒有場強(qiáng)不合格小區(qū)，但發(fā)現(xiàn)場強(qiáng)覆蓋異常的小區(qū)10個(gè)。GSM-R系統(tǒng)無線場強(qiáng)檢測情況見表1。表1中某區(qū)間R2直放站發(fā)生故障時(shí)，G網(wǎng)場強(qiáng)覆蓋電平實(shí)測曲線如圖1所示。從圖1可以看出，668km處無線場強(qiáng)覆蓋電平陡降，已接近-98dBm的最低標(biāo)準(zhǔn)，說明該處R2直放站設(shè)備工作不正常。類似的無線小區(qū)場強(qiáng)覆蓋電平異常情況有10處，其問題現(xiàn)象、原因和整改結(jié)果見表2。上述檢測發(fā)現(xiàn)的10處場強(qiáng)覆蓋問題，經(jīng)現(xiàn)場檢查核實(shí)，電平下降的原因有9處是天饋系統(tǒng)元器件故障，1處是電源設(shè)備問題所致。經(jīng)過對這些問題及時(shí)整改，場強(qiáng)覆蓋電平達(dá)標(biāo)。

1.2450MHz無線列調(diào)系統(tǒng)場強(qiáng)問題利用電務(wù)試驗(yàn)車對鐵路專用450MHz無線列調(diào)系統(tǒng)5條線路進(jìn)行測試，檢測里程3633km、車站無線區(qū)間315個(gè)。利用電務(wù)試驗(yàn)車檢測區(qū)間場強(qiáng)覆蓋電平時(shí)，最低標(biāo)準(zhǔn)為10dBμV。對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并綜合分析后發(fā)現(xiàn)，有12個(gè)區(qū)間有弱場，累計(jì)低于10dBμV的弱場長度約25.5km，個(gè)別區(qū)間還有曲線陡降現(xiàn)象。場強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)為10dBμV的450MHz無線列調(diào)系統(tǒng)場強(qiáng)檢測結(jié)果見表3。從表3可以看出，有3條線路的12處場強(qiáng)存在問題，為此通過場強(qiáng)覆蓋電平曲線分析其成因。某區(qū)間450MHz場強(qiáng)覆蓋電平實(shí)測曲線如圖2所示。從圖2可以看出，該區(qū)間無線場強(qiáng)覆蓋電平已經(jīng)低于0dBμV，場強(qiáng)不合格。分析發(fā)現(xiàn)該區(qū)間53.6km處直放站設(shè)備存在故障。12處450MHz無線列調(diào)系統(tǒng)場強(qiáng)問題現(xiàn)象、原因及整改結(jié)果見表4。針對檢測發(fā)現(xiàn)的12處場強(qiáng)覆蓋不合格問題，經(jīng)現(xiàn)場檢查核實(shí)，電平下降的原因有7處是天饋系統(tǒng)元器件出現(xiàn)故障，2處是電臺發(fā)射單元出現(xiàn)故障，1處是電源設(shè)備出現(xiàn)故障，2處是外界環(huán)境影響所致。對這些問題及時(shí)整改后，各故障區(qū)間場強(qiáng)覆蓋達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2鐵路無線通信系統(tǒng)場強(qiáng)問題分析與整改

2.1場強(qiáng)問題分析

在上述22處鐵路無線通信系統(tǒng)場強(qiáng)問題中，GSM-R系統(tǒng)有10處，450MHz無線列調(diào)系統(tǒng)有12處。歸類分析發(fā)現(xiàn)，影響鐵路無線通信系統(tǒng)場強(qiáng)覆蓋質(zhì)量的主要原因是天饋系統(tǒng)故障，包括電臺天線、功分器、合路器、防雷器、隔直器、饋纜連接頭和3dB電橋等元器件故障。22處場強(qiáng)問題原因分類見表5。從表5可以看出，在22件問題中，天饋系統(tǒng)有16件，占總數(shù)的73%。GSM-R系統(tǒng)中，天饋系統(tǒng)問題有9件，占GSM-R場強(qiáng)問題的90%。其中，元器件材質(zhì)損壞的情況有5件，施工質(zhì)量差的情況有4件。無線列調(diào)系統(tǒng)中，天饋系統(tǒng)問題有7件，占無線列調(diào)場強(qiáng)問題的58%。其中，材質(zhì)不良的有5件，施工質(zhì)量差的有2件。天饋系統(tǒng)元器件材質(zhì)不良故障共10件，占問題總數(shù)的62.5%。其中，施工質(zhì)量差故障有6件，占問題總數(shù)的37.5%?？傊?，天饋系統(tǒng)故障是鐵路無線通信系統(tǒng)場強(qiáng)質(zhì)量問題的主要原因，應(yīng)當(dāng)引起高度重視。

2.2場強(qiáng)問題整改效果對上述場強(qiáng)覆蓋質(zhì)量問題整改后，再次進(jìn)行場強(qiáng)測試驗(yàn)證，場強(qiáng)覆蓋情況良好，整改效果明顯。以下是對表2中3個(gè)場強(qiáng)問題整改案例。

2.2.1問題3整改效果某基站R4直放站故障時(shí)無線場強(qiáng)覆蓋電平曲線如圖3所示。從圖3可以看出，雖然場強(qiáng)電平大于-98dBm，滿足覆蓋指標(biāo)要求，但在直放站上部區(qū)域場強(qiáng)值偏低（圖中橢圓處），說明該直放站工作不正常。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，因R4直放站功分器損壞，造成衰減加大，輸出減小，場強(qiáng)覆蓋電平降低。更換功分器后，場強(qiáng)覆蓋電平恢復(fù)正常。問題整改后R4直放站正常工作時(shí)場強(qiáng)覆蓋電平曲線如圖4所示。對比圖3和圖4可以看出，故障修復(fù)后，對應(yīng)處場強(qiáng)覆蓋電平值平均提高約20dBm，整改效果明顯。

2.2.2問題5整改效果某基站R2直放站故障時(shí)無線場強(qiáng)覆蓋電平曲線如圖5所示。該故障點(diǎn)位于隧道中，用漏纜進(jìn)行場強(qiáng)覆蓋。圖5中場強(qiáng)曲線陡然下降至-87dBm（圖中橢圓處），雖然場強(qiáng)電平符合指標(biāo)要求，但曲線陡降屬于不正常情況。經(jīng)現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)R2直放站至R3直放站漏纜接頭處開路，造成隧道內(nèi)漏纜覆蓋電平降低，重新接頭后恢復(fù)正常。問題整改后R2直放站正常工作時(shí)場強(qiáng)覆蓋電平曲線如圖6所示。比較圖5和圖6可以看出，故障排除后，對應(yīng)處漏纜場強(qiáng)覆蓋電平值最低處達(dá)-67dBm，平均提高約20dBm，整改效果明顯。

2.2.3問題10的整改效果某基站R2直放站故障時(shí)場強(qiáng)覆蓋電平曲線如圖7所示。從圖7中可以看出，場強(qiáng)曲線陡降至-98dBm，接近不合格（圖中橢圓處）。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，R2直放站電源模塊發(fā)生故障，造成R2直放站不工作，更換該電源模塊后恢復(fù)正常。問題整改后R2直放站正常工作時(shí)場強(qiáng)覆蓋電平曲線如圖8所示。對比圖7和圖8可以看出，該直放站故障修復(fù)后，對應(yīng)處場強(qiáng)覆蓋電平值平均提高約40dBm，整改效果十分明顯。

3結(jié)論與建議

第5篇：無線通信研究范文

帶內(nèi)全雙工技術(shù)已經(jīng)成為提高無線通信系統(tǒng)吞吐量的一種有效方案，然而，該技術(shù)中存在的自干擾信號將嚴(yán)重影響帶內(nèi)全雙工系統(tǒng)的性能。首先分析了現(xiàn)有的無線帶內(nèi)全雙工通信系統(tǒng)中存在的自干擾，并根據(jù)干擾的來源將干擾信號分為三類干擾源。然后，分析了現(xiàn)有的一些自干擾抑制技術(shù)的抑制效果及影響因素，并據(jù)此明確后續(xù)研究的方向。

關(guān)鍵詞:

帶內(nèi)全雙工;自干擾;干擾抵消

引言

隨著信息化時(shí)代的前進(jìn)，無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了人們生活中不可或缺的部分。無線網(wǎng)絡(luò)的不斷改革對于本已緊缺的無線頻譜資源的需求日漸旺盛，進(jìn)而要求通信系統(tǒng)具備更高的頻譜效率。在提高頻譜效率的諸多途徑中，帶內(nèi)全雙工(In-bandFull-Duplex，IBFD)獲得了較多的關(guān)注。當(dāng)今通信系統(tǒng)中的終端大多可同時(shí)作為發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，然而，這些設(shè)備通常以半雙工或帶外全雙工的方式工作，這意味著它們要么在不同時(shí)間段要么在不同頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。一旦實(shí)現(xiàn)了同時(shí)在同頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，理論上即可加倍無線通信系統(tǒng)的頻譜效率。目前，帶內(nèi)全雙工沒有被廣泛應(yīng)用的主要原因在于自干擾的存在。自干擾指的是IBFD終端發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號對接收機(jī)接收的信號產(chǎn)生干擾。實(shí)現(xiàn)了IBFD自干擾的抵消，即可在理論上實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)全雙工。本文重點(diǎn)分析無線帶內(nèi)全雙工通信系統(tǒng)中不同類型的自干擾以及現(xiàn)有的一些自干擾抑制技術(shù)。

1IBFD系統(tǒng)中自干擾分析

本部分詳細(xì)介紹IBFD無線通信系統(tǒng)中不同類型的自干擾。為了更好地分析IBFD自干擾，以圖1所示的IBFD終端模型［1］結(jié)合實(shí)際的工作環(huán)境來闡述這一問題。圖1所示IBFD終端模型采用了共用天線(環(huán)形器)的方式。發(fā)送信號過程中，IBFD終端先將發(fā)送信號流進(jìn)行編碼和調(diào)制，這些數(shù)字信號先后經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)過高頻載波器變?yōu)楦哳l信號，然后經(jīng)過高功率放大器(HPA)以及環(huán)形器，最后通過發(fā)送天線輻射出去。接收過程中，接收信號經(jīng)過環(huán)形器之后，也要經(jīng)過前述類似的過程。在圖1中指出了3種自干擾類型，下面分別介紹。

1．1環(huán)形器信號泄漏

環(huán)形器是一個(gè)多端口器件，其中電磁波的傳輸只能沿單方向環(huán)行，反方向是隔離的。在近代雷達(dá)和微波多路通信系統(tǒng)中都要用單方向環(huán)行特性的器件。環(huán)形器的原理是磁場偏置鐵氧體材料各向異性特性［2］，改變磁場偏置方向就可以相應(yīng)地改變環(huán)行方向。環(huán)形器的反向隔離只是理想情況，實(shí)際中環(huán)形器不可能做到絕對的隔離，因此會造成不同程度的信號泄漏。

1．2多天線間直接路徑干擾

由于IBFD終端多天線距離較近，當(dāng)某個(gè)接收天線要接收的信號頻率與其他天線發(fā)射信號的頻率相同或相近時(shí)即會產(chǎn)生干擾。目前針對天線間的干擾一般采用的方法是將路徑損耗、交叉極化以及定向天線等技術(shù)聯(lián)合起來進(jìn)行干擾消除。1．3外界反射路徑干擾當(dāng)IBFD天線發(fā)射出的信號經(jīng)過外界物質(zhì)反射回來便可能被接收器接收，造成反射路徑干擾，并且室內(nèi)環(huán)境所造成的反射干擾會強(qiáng)于室外環(huán)境。雖然反射路徑干擾在IBFD系統(tǒng)的全部干擾中只占據(jù)了較小的一部分，但卻是較為復(fù)雜的一部分，因?yàn)樵谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)是無法知道信道特性的。

2IBFD系統(tǒng)自干擾研究及成果

本節(jié)討論現(xiàn)有對于IBFD系統(tǒng)中各個(gè)部分的干擾所做的研究及其成果，主要包括干擾抑制的程度以及其影響因素。

2．1環(huán)形器信號泄漏

這部分介紹三種不同的環(huán)形器:鐵氧體微帶Y型環(huán)形器、CMOS有源環(huán)形器和微帶方向耦合器環(huán)形器。

2．1．1鐵氧體微帶

Y型環(huán)形器現(xiàn)代通信中，微波鐵氧體環(huán)形器發(fā)揮了重要作用。根據(jù)HARTWIGCP［3］的理論，環(huán)形器的最大帶寬正比于鐵氧體薄膜的厚度和整體厚度的比值，參考文獻(xiàn)［4］提出了一種改進(jìn)的鐵氧體薄膜材料的微帶Y型環(huán)形器，由于底部引入了小洞，鐵氧體薄膜的厚度和環(huán)形器總厚度之比顯著減小。參考文獻(xiàn)［4］給出的仿真結(jié)果表明，在30．5GHz附近，環(huán)形器的插入損耗低于1dB，隔離度大約為28dB;最大隔離度在26．4GHz附近約為44dB;最小插入損耗在25．7GHz附近約為27dB。

2．1．2CMOS有源環(huán)行器

參考文獻(xiàn)［5］介紹了一種有源CMOS環(huán)形器，該環(huán)形器結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。該環(huán)形器主要由3個(gè)4端口耦合器和3個(gè)雙向放大器組成環(huán)路。圖2有源CMOS環(huán)形器結(jié)構(gòu)圖根據(jù)參考文獻(xiàn)［5］中的仿真結(jié)果可以得到，在60～75GHz范圍內(nèi)插入損耗大約是7．4dB，62～80GHz的隔離度約是18dB，并且未來可以通過對有源設(shè)備和電容器等的損耗進(jìn)行更有效的建模來獲得更高的環(huán)形器性能。

2．1．3微帶方向耦合器環(huán)形器

傳統(tǒng)微帶方向耦合器環(huán)形器［6］，由于非均勻介電材料以及不同的模態(tài)相速度導(dǎo)致其隔離度較低，參考文獻(xiàn)［7］提出了改進(jìn)型微帶方向耦合器環(huán)形器。該環(huán)形器不僅采用了相速補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ铱紤]到了方向耦合器自身以及所用天線的輸入阻抗。根據(jù)參考文獻(xiàn)［7］的仿真結(jié)果可知，在910MHz附近，傳統(tǒng)方向耦合器的隔離度約為23．5dB，而改進(jìn)型的環(huán)形器則約為58．3dB;在908．5MHz附近達(dá)到了最高的68．8dB，這已經(jīng)提高了超過45dB的抵消程度。

2．2多天線間直接路徑干擾

針對多天線間直接路徑干擾所采取的措施主要有天線路徑損耗抵消技術(shù)、收發(fā)天線交叉極化和定向天線技術(shù)。

2．2．1天線路徑損耗抵消技術(shù)

目前廣泛采用的天線抵消技術(shù)利用兩個(gè)或多個(gè)發(fā)射天線產(chǎn)生的相消干擾來達(dá)到干擾抵消的目的。圖3是天線干擾抵消技術(shù)天線示意圖［8］，λ為發(fā)射信號波長，d和(d+λ/2)分別為接收天線與兩根發(fā)射天線的距離，由于相差半個(gè)波長，因此接收天線接收到的發(fā)射信號將會有π的相位差，疊加起來理論上就可抵消干擾。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的衰減程度大約在20dB，分析可知，實(shí)際抵消效果對收發(fā)天線間距離以及發(fā)射信號的幅度比較敏感。因此要提高天線抵消技術(shù)的性能必須盡可能確保天線間距離滿足條件，信號幅度匹配。

2．2．2定向天線技術(shù)和天線交叉極化

定向天線是指在一定角度范圍內(nèi)電磁波輻射較強(qiáng)，而在其他的方向上發(fā)射電磁波為零或極小的一種天線。利用這一原理，只要收發(fā)天線互不在對方的輻射角度范圍內(nèi)，則可較高程度地減少天線間的自干擾。天線交叉極化技術(shù)是指發(fā)射天線和接收天線的極化方式不同，即一個(gè)水平極化、一個(gè)垂直極化，這樣發(fā)射天線發(fā)射的信號就不會被接收天線接收。參考文獻(xiàn)［9］中，研究人員做了多組不同參數(shù)的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，采用定向天線和交叉極化技術(shù)組合的方案能夠?qū)崿F(xiàn)超過70dB的自干擾抑制效果，然而這只是在較低反射的室內(nèi)，一旦環(huán)境反射干擾較強(qiáng)時(shí)，自干擾抵消效果將大打折扣，最高約為45dB。

2．3外界反射路徑干擾

前述干擾抑制技術(shù)的最大阻礙大都來自反射路徑干擾。反射路徑的干擾是IBFD系統(tǒng)各種自干擾中最復(fù)雜也是最難處理的，因?yàn)樗男诺捞匦栽谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)是不可知的。關(guān)于反射路徑干擾的抑制目前還沒有較好的方法，但是本文認(rèn)為通過對反射路徑信道建模之后是可以抵消自干擾信號的，當(dāng)然這也需要對反射信道進(jìn)行精確的信道估計(jì)。

3結(jié)論

本文分析了現(xiàn)有的無線帶內(nèi)全雙工通信系統(tǒng)中存在的自干擾，并將干擾信號分成了三類干擾源。另外，在基于前人廣泛研究的基礎(chǔ)上，簡要介紹了現(xiàn)有自干擾抑制技術(shù)，包括其干擾抵消效果和影響因素。最后，提出抑制自干擾并且實(shí)現(xiàn)IBFD技術(shù)的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)反射路徑干擾的抑制，從而確立了下一步研究的方向。

參考文獻(xiàn)

第6篇：無線通信研究范文

關(guān)鍵詞：地鐵；無線通信；現(xiàn)狀；發(fā)展對策

基于無線通信科技前提下，對地鐵運(yùn)行有了更加先進(jìn)的調(diào)控平臺，借助無線通信系統(tǒng)可加快地鐵信息化建設(shè)，為車輛運(yùn)行給予準(zhǔn)確的信號指導(dǎo)。因而，地鐵公司要結(jié)合無線通信系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，提出切實(shí)可行的無線控制方案。

1 地鐵通信存在的問題

地鐵作為一種交通運(yùn)輸工具，每天承載了大量乘客往返于各地之間，地鐵行車安全已經(jīng)受到了各界的普遍關(guān)注。通信系統(tǒng)是地鐵工程里尤為關(guān)鍵的一部分，這是由于通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)了列車信號的傳輸調(diào)度，根據(jù)整條地鐵線路行駛狀況提供最佳的控制方式。但是，由于我國通信科技水平相對落后，地鐵通信依舊面臨著多方面的不足。例如，地鐵信號傳輸中常受到外界因素干擾而減弱了信號強(qiáng)度，造成列車行駛脫離了擬定的規(guī)劃方案，阻礙了城市交通系統(tǒng)的暢通運(yùn)行。此外，安全問題也是廣大乘客普遍關(guān)注的問題，多地地鐵事故頻發(fā)對通信系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，這將是地鐵公司技術(shù)改造的重點(diǎn)內(nèi)容。

2 無線通信系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

通信科技是現(xiàn)代信息工程研究的對象，利用通信科技改造可為企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度提供技術(shù)保障，同時(shí)在城市交通系統(tǒng)中建立數(shù)字化指揮平臺。為了改變早期地鐵通信模式存在的不足，新時(shí)期國內(nèi)倡導(dǎo)全程實(shí)現(xiàn)無線通信作業(yè)模式，借助無線通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)列車行駛信號的穩(wěn)定傳輸。從實(shí)際應(yīng)用狀況來看，地鐵采用無線通信技術(shù)的特點(diǎn)十分顯著，主要包括：

2.1 高效性

信號傳輸效率偏低是地鐵通信的常見問題，因外界環(huán)境干擾而降低了通信信號的輸送效率，且引起了一系列的傳輸效率問題。采用無線通信之后，地鐵內(nèi)部信號傳輸效率得到全面提升，各種人車信號傳遞效率變得更加快捷。

2.2 穩(wěn)定性

無線通信系統(tǒng)是用來記錄城鐵調(diào)度指揮通訊全過程的語音信息，是地鐵調(diào)度指揮系統(tǒng)中必不可少的重要設(shè)備。它所記錄的語音信息可作為監(jiān)督調(diào)度指揮通訊、事故分析的重要依據(jù)，所以要求語音記錄設(shè)備具有高度的穩(wěn)定可靠性?，F(xiàn)有無線通信系統(tǒng)具有穩(wěn)定性特點(diǎn)，面對外界語言干擾可選擇最佳路徑傳輸，增強(qiáng)了信號的穩(wěn)定性。

3 數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于地鐵通信系統(tǒng)改造

3.1 接口技術(shù)

由于地鐵目前使用的數(shù)字通信系統(tǒng)處于單機(jī)工作方式，一旦出現(xiàn)故障，將造成重要數(shù)據(jù)的丟失。數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于地鐵通信系統(tǒng)，最大改變在于設(shè)定了多個(gè)通信接口，為信號傳輸提供了更多的路徑選擇。比如，數(shù)字科技采用話音信號通信接口，這種接口方式擴(kuò)大了地鐵通信的范圍且具有較高的傳輸效率，話音信號通信接口實(shí)現(xiàn)多路話音信號源的隔離、匹配。此外，數(shù)字接口采用高阻并接與通信線路連接，語音記錄時(shí)，不影響正常通話。

3.2 播放技術(shù)

舊式無線通信系統(tǒng)采用了通用型播放器，任何信號都可統(tǒng)一使用某個(gè)播放器，而數(shù)字無線通信采用了專用播放器，兩者的信號傳輸效率略有不同。為了保證持續(xù)可靠地提供通信存儲服務(wù)、為運(yùn)營維護(hù)提供重要的數(shù)據(jù)支持、實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信系統(tǒng)的雙重保護(hù)，數(shù)字播放技術(shù)支持播放、暫停、快放、慢放、循環(huán)播放，避免出現(xiàn)重要數(shù)據(jù)丟失。串播是對播放隊(duì)列通話語音逐個(gè)串行播放，同播是對播放隊(duì)列通話語音并行同步播放，可根據(jù)地鐵營運(yùn)狀況合理地選擇。

3.3 服務(wù)技術(shù)

新型無線通信系統(tǒng)采用了IP錄音媒體服務(wù)器，在IP話機(jī)部署在多級Switch環(huán)境下，內(nèi)部IP話機(jī)之間通話時(shí)，RTP在IP話機(jī)之間直接傳輸，則RTP不經(jīng)過鏡像端口的Swtich，錄音系統(tǒng)無法獲得RTP消息包，此時(shí)通信系統(tǒng)將無法傳輸信號。采用IP錄音媒體服務(wù)器可以解決此問題，在地鐵大廈控制中心、小行基地各新增一套數(shù)字錄音儀，通過硬件和軟件上的改造，實(shí)現(xiàn)控制中心、小行基地、提高設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

3.4 語音技術(shù)

地鐵無線通信語音技術(shù)體現(xiàn)于多樣式放音，既可以對選中的一個(gè)或多個(gè)語音文件依次進(jìn)行放音，也可以將多路話音同步混放。放音過程中還可以進(jìn)行暫停、快退、倒帶、區(qū)段播放等操作，并可以同步顯示通話當(dāng)時(shí)的時(shí)間及其他信息。語音文件除了能夠在本地查詢播放外，還能通過網(wǎng)絡(luò)、電話實(shí)現(xiàn)異地查詢播放。數(shù)字式語音改變了信號單一傳輸?shù)牟蛔?，加快了通信語音傳輸?shù)膬?yōu)化升級，實(shí)現(xiàn)了地鐵通信的智能化發(fā)展。

4 結(jié)論

隨著國民經(jīng)濟(jì)收入水平持續(xù)增長，我國開始注重于城市交通系統(tǒng)改造建設(shè)，地鐵工程是國家近年來投資的重點(diǎn)項(xiàng)目。由于地鐵線路涉及面域廣闊，如何調(diào)控列車行駛成為了地鐵公司建設(shè)需考慮的問題之一。選用無線通信系統(tǒng)輔助地鐵信號傳輸，促進(jìn)了地鐵運(yùn)行效率的全面提升，并且加快了地鐵運(yùn)輸流程的規(guī)范化管理。

[參考文獻(xiàn)]

第7篇：無線通信研究范文

【關(guān)鍵詞】4G;通信技術(shù);煤礦;無線通信系統(tǒng)

隨著全I(xiàn)P化的4G演進(jìn)[1]，4G無線通信技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，由于煤礦開采是一項(xiàng)施工復(fù)雜、具有危險(xiǎn)性的工程，這就對煤礦無線通信系統(tǒng)提出了新的要求，采用4G通信技術(shù)來建立信息化、自動化、智能化的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，全過程對煤礦開采進(jìn)行監(jiān)控管理，確保煤礦開采安全生產(chǎn)，從而提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

一、無線通信技術(shù)發(fā)展歷程概述

對于無線通信技術(shù)，主要經(jīng)歷了幾個(gè)階段[2]：第一階段，無線個(gè)域網(wǎng)和無線局域網(wǎng)技術(shù)，無線個(gè)域網(wǎng)具有活動半徑下、面向特定群體的特點(diǎn)，如藍(lán)牙、RFID等，而無線局域網(wǎng)的的工作模式主要分為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、自組織網(wǎng)絡(luò)等兩種模式，通過利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來訪問有限網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行相互通信，從而實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)的安全架構(gòu)模式;第二階段，2G通信技術(shù)，其全稱為全球移動通信系統(tǒng)，簡稱為GSM，具有覆蓋面積廣、網(wǎng)絡(luò)可靠性高的特點(diǎn)，但是，在實(shí)際應(yīng)用中，其通信方式相對較差，不僅可能會延長網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間，還不能用于實(shí)時(shí)監(jiān)測，雖然無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)（GPRS）的實(shí)現(xiàn)可以允許用戶實(shí)現(xiàn)端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并且該技術(shù)不需要利用電路交換就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的傳輸，但該技術(shù)仍存在許多不足之處，如數(shù)據(jù)包丟失、調(diào)制方式滯后等;第三階段，3G通信技術(shù)，其主要是利用不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的無縫漫游技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對移動終端用戶的服務(wù)，3G通信技術(shù)的出現(xiàn)，不僅有助于提高通信的質(zhì)量，還可以提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率，并且也具有一定的安全性，其充分考慮了網(wǎng)絡(luò)接入安全、應(yīng)用域安全及網(wǎng)絡(luò)域安全等，但是，3G通信技術(shù)也有一定的缺陷，包括：其語言交換系統(tǒng)仍然采用2G系統(tǒng)的電路交換方式;3G數(shù)據(jù)傳輸接入速度有限等;第四階段，4G通信技術(shù)，其是3G通信技術(shù)與無線局域網(wǎng)技術(shù)融為一體的，并能高速度傳輸視頻圖像的技術(shù)產(chǎn)品，其下載及上傳速度可以分別達(dá)到100Mb/s，50Mb/s以上，如圖1所示，表示 4G無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，4G無線通信技術(shù)的應(yīng)用，用戶則可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用無線網(wǎng)絡(luò)，其中，TD-LTE（分時(shí)長期演進(jìn)）是基于3GPP演進(jìn)的一種通信技術(shù)，TD-LTE屬于LTE的一個(gè)分支。

圖1 4G無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

二、無線通信技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采的重要意義

由于煤炭生產(chǎn)的施工環(huán)境比較復(fù)雜，井下人員較多，設(shè)備流動性也較大，在生產(chǎn)操作中，常常采用多工種聯(lián)合流水作業(yè)的形式進(jìn)行煤礦開采，這就要求需要大量的重型設(shè)備參與到煤礦生產(chǎn)中，無論是在設(shè)備運(yùn)輸中，還是在安裝、調(diào)試中，其都有較高的要求，若不注重煤炭井上井下的協(xié)同生產(chǎn)，則容易發(fā)生瓦斯爆炸等事故。然而，隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，建立基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，其不僅可以確保煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行，還可以完成緊急事故的處理，因此，煤礦4G無線通信移動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，具有十分重要的意義。

三、基于4G通信技術(shù)的煤礦無線通信系統(tǒng)

（一）無線移動通信系統(tǒng)架構(gòu)

針對當(dāng)前煤礦生產(chǎn)對無線移動通信系統(tǒng)的需求，利用4G中的TD-LTE通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高傳輸速率的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，建立信息化、自動化、智能化于一體的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，打破當(dāng)前煤礦系統(tǒng)安全生產(chǎn)局面，將煤礦井下傳感器、視頻等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)部署，有效解決信息孤島的問題，確保煤礦安全生產(chǎn)，從而提高煤礦的生產(chǎn)效率。因此，建立基于分時(shí)長期演進(jìn)（TD-LTE）的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，由于基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)可以在頻譜帶寬20MHz下可以實(shí)現(xiàn)上行峰值速率和下行峰值速率分別為50Mb/s，100Mb/s，其接入時(shí)延可以小于100ms，如表1所示[3]，表示4G通信系統(tǒng)與3G無線通信系統(tǒng)的對比，因此，采用TD-LTE無線通信技術(shù)不僅可以滿足語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)傳輸，也可以有效避免數(shù)據(jù)丟包、延時(shí)等問題。下面對基于4G通信技術(shù)的無線移動通信系統(tǒng)進(jìn)行對比分析：

表1 4G與3G無線通信系統(tǒng)參數(shù)對比

1.基于TD-LTE通信技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)。TD-TLE煤礦無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)主要由基站、接入網(wǎng)關(guān)、BRAS及核心網(wǎng)通信構(gòu)成，其中，核心網(wǎng)網(wǎng)元可以實(shí)現(xiàn)語音通信、數(shù)據(jù)傳輸及集群呼叫功能，其主要通過IMS+EPC+DSS集群模式來實(shí)現(xiàn)的[4]。

2.建立基于TD-LTE通信技術(shù)的基站通信系統(tǒng)。將Femto/Pico基站應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)建設(shè)中，增強(qiáng)區(qū)域的覆蓋范圍，通過自身的傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一接入到安全網(wǎng)關(guān)中，采用IP SEC的方式，以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。當(dāng)基站通過提供WLAN AP來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)過程中[5]，其也可以通過PDG直接接入網(wǎng)絡(luò)來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了確保提高高質(zhì)量、高傳輸速率的數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)，則可以通過直接接入3GPP核心網(wǎng)來滿足不同的產(chǎn)品需求，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)活動，建立以Small Cell為基站的網(wǎng)管系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)下層無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上層網(wǎng)管系統(tǒng)的對接。

3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心網(wǎng)[6]。在系統(tǒng)中設(shè)置核心網(wǎng)，其主要作用是提供用戶連接、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)承載等功能，分析該系統(tǒng)的核心網(wǎng)系統(tǒng)AXUN iEPC-5[7]，其主要依托電信級EPC核心網(wǎng)的優(yōu)勢來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元MME、PGW等功能融為一體的模式，該核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了移動辦公、遙感業(yè)務(wù)、監(jiān)視控制及電子商務(wù)等基本業(yè)務(wù)，其可以為用戶提供安全可靠的LTE接入。另外，核心網(wǎng)系統(tǒng)還利應(yīng)用了IMS系統(tǒng)，其是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，其不僅可以滿足多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求，還可以實(shí)現(xiàn)LTE語音業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并且DSS核心網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)LTE的集群呼叫功能，DSS與EPC相比，其都采用了ATCA架構(gòu)，并且都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化的核心網(wǎng)。

4.建立綜合應(yīng)用無線通信系統(tǒng)平臺。利用分布式高性能計(jì)算機(jī)框架架構(gòu)來建立一個(gè)安全、可靠、統(tǒng)一的綜合應(yīng)用系統(tǒng)平臺，為了構(gòu)建靈活、適用強(qiáng)的處理平臺，應(yīng)在軟件處理平臺基礎(chǔ)上增加分析處理數(shù)據(jù)的專用支持工具，如支持LTE、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和終端的基站系統(tǒng)[8]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、視頻及語音等各類業(yè)務(wù)，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲及應(yīng)用接口，從而實(shí)現(xiàn)自動化管理的應(yīng)用系統(tǒng)。

（二）無線移動通信系統(tǒng)功能概述

1.調(diào)度功能。調(diào)度系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要通信手段，生產(chǎn)調(diào)度員通過利用調(diào)度功能來統(tǒng)籌調(diào)度所有資源，并對煤礦生產(chǎn)中各種突發(fā)狀況進(jìn)行處理，以保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行。調(diào)度功能主要包括生產(chǎn)進(jìn)程管理、煤礦生產(chǎn)流程整合及資源分配等功能。

2.語音業(yè)務(wù)。其主要包括以下幾種業(yè)務(wù)：第一，移動電話，其可以提供語音通信功能;第二，緊急呼叫業(yè)務(wù)，當(dāng)煤礦井下的集群用戶發(fā)起緊急呼叫，呼叫中心將會做出答復(fù)，其類似與電話業(yè)務(wù)，具有簡單方便、快速的特點(diǎn);第三，主叫號碼識別顯示業(yè)務(wù)，其主要功能是提供主叫用戶號碼給被叫用戶。

3.集群通信。為了實(shí)現(xiàn)用戶之間的通信，利用無線集群通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動化的信息共享功能，與公眾無線移動通信相比，無線集群通信系統(tǒng)不僅可以提供系統(tǒng)內(nèi)部的全呼、組呼之外，還可以提高雙向通話功能，通過建立優(yōu)先等級呼叫和緊急呼叫功能，以滿足煤礦生產(chǎn)安全部門指揮調(diào)度的需求。

4.增殖數(shù)據(jù)服務(wù)。在增殖數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，主要包括提供視頻通話、物聯(lián)網(wǎng)接入、手機(jī)終端定位、多種數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，其中，對于視頻通話，通過手機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行無線視頻業(yè)務(wù)，以便于井上工作人員的判斷和決策;數(shù)據(jù)網(wǎng)接入，通過利用3G通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)終端及無線傳感器等接口的采集，并利用物聯(lián)網(wǎng)提供終端接入;手機(jī)終端定位，即利用4G無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)語音通話及礦用無線通信手機(jī)終端定位，即通過操作人員攜帶的手機(jī)與基站之間的信號傳輸來獲得操作人員在井下的信息，這樣地面上的工作人員則可以通過計(jì)算機(jī)來了解井下工作人員的信息，其可以確保煤礦井下的安全生產(chǎn)，同時(shí)也可以提供實(shí)時(shí)信息;數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了滿足煤礦井下多種業(yè)務(wù)對寬帶的需求，實(shí)現(xiàn)高速分組無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并通過智能手機(jī)綁定內(nèi)部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息、視頻監(jiān)控及安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，將綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用于系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件實(shí)時(shí)顯示功能，當(dāng)煤礦井下出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將會提供自動報(bào)警提示功能。

四、結(jié)束語

建立基于4G無線通信技術(shù)的煤礦無線通信系統(tǒng)，利用TD-LTE無線通信技術(shù)來建立寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，由于TD-LTE無線通信技術(shù)具有覆蓋面積廣、信號強(qiáng)、傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)，將無線移動通信系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，不僅可以煤礦地面井下實(shí)時(shí)通信，也可以確保煤礦井下安全生產(chǎn)，因此，建立基于4G通信技術(shù)的煤礦無線移動通信系統(tǒng)具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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第8篇：無線通信研究范文

一、引言

無線通信技術(shù)在當(dāng)前社會各行各業(yè)當(dāng)中廣泛應(yīng)用，為我們的工作和生活帶來了很多的便利，實(shí)現(xiàn)了很多的功能。而在當(dāng)前新的環(huán)境下，無線通信工程相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展，做好相關(guān)技術(shù)的研究和分析，對其維護(hù)方面的內(nèi)容進(jìn)行研究是具有一定現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值的。

二、無線通信工程的基本分析

在當(dāng)前社會下，無線通信技術(shù)廣泛應(yīng)用，其具有良好的適用性，無論是數(shù)字通信領(lǐng)域、衛(wèi)星通信還是信息技術(shù)行業(yè)，無線通信技術(shù)都發(fā)揮了不可替代的作用。在當(dāng)前時(shí)代快速發(fā)展的形勢下，無線通信技術(shù)也在快速發(fā)展和進(jìn)步。當(dāng)前社會備受矚目的5G技術(shù)，其就是現(xiàn)代無線通信技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。隨著技術(shù)的進(jìn)步，很多新的功能和需求都可以得到實(shí)現(xiàn)，并且伴隨著技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)的設(shè)備也在不斷的更新當(dāng)中。與此同時(shí)，在無線通信工程應(yīng)用當(dāng)中，很多設(shè)備都具備著智能化和精密化的特點(diǎn)，在具體使用、維護(hù)以及測試等方面工作開展中，其需要進(jìn)行多方面的協(xié)調(diào)，并且保證相關(guān)從業(yè)人員自身具備良好的專業(yè)素質(zhì)與能力。無線通信工程的應(yīng)用上，其也涉及了網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)、改造等多方面的不同環(huán)節(jié)。結(jié)合不同環(huán)節(jié)方面的需求，無線通信技術(shù)應(yīng)該進(jìn)行合理的整改和應(yīng)用，并且考慮到技術(shù)的實(shí)際需求，做好相應(yīng)的配套。

三、無線通信工程技術(shù)分析

在當(dāng)前無線通信技術(shù)快速發(fā)展的形勢下，各種無線技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成熟，并且呈現(xiàn)更加科學(xué)化的發(fā)展。廣帶無線接入也是常見的無線通信技術(shù)手段。其本身利用微波及毫米波段中新的空中接口標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)通信，同時(shí)具有很強(qiáng)抗干擾能力和速率水平，能夠滿足多樣化的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方面的需求，對于商用和家用都有著良好的適應(yīng)效果。當(dāng)前第五代移動通信技術(shù)5G（fifth-generation）是社會廣為關(guān)注的一個(gè)新的無線移動通信技術(shù)，其基于以往4G移動通信技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，讓數(shù)據(jù)傳輸?shù)男实玫搅舜蠓鹊奶嵘⑶矣行У奶嵘烁采w效果和安全性。5G移動通信技術(shù)的本身的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了多個(gè)用戶、多個(gè)天線之間的協(xié)作，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)之間的配合，讓整體通信系統(tǒng)本身的性能得到了大幅度的提升和躍進(jìn)。5G移動通信技術(shù)本身也實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋，并且無線網(wǎng)絡(luò)連接方面也給予了運(yùn)營商充分的配置調(diào)整空間，讓運(yùn)營商可以依據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量方面的不同來對于自身業(yè)務(wù)進(jìn)行完善和調(diào)整，提升了整體成本的管控能力。另外，藍(lán)牙技術(shù)也是較為常見的無線通信技術(shù)，其通過利用統(tǒng)一藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，具有較強(qiáng)的通用性的特點(diǎn)，基于無線通信技術(shù)的發(fā)展，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用范圍和場景也得到了進(jìn)一步的拓展。

四、無線通信工程維護(hù)的分析

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的形勢下，無線通信技術(shù)水平也在不斷提升。針對于此，相關(guān)維護(hù)工作的開展也應(yīng)該進(jìn)行及時(shí)的跟進(jìn)，給予相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展以一個(gè)良好的保障和基礎(chǔ)。在無線通信當(dāng)中，通信技術(shù)的應(yīng)用是核心，其對于維護(hù)方面的要求很高。只有做好相關(guān)維護(hù)工作，這樣才能確保通信過程的穩(wěn)定性、安全性，實(shí)現(xiàn)對各方面風(fēng)險(xiǎn)的有效規(guī)避。具體維護(hù)工作在執(zhí)行上，需要從信息傳遞的全過程進(jìn)行思考和把握控制。而在當(dāng)前相關(guān)維護(hù)技術(shù)應(yīng)用上，入侵檢測、防火墻、加密、認(rèn)證、漏洞掃描等技術(shù)都是常見的技術(shù)類型。入侵檢測技術(shù)本身能夠?qū)τ谝恍┻`規(guī)的入侵行為進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，并通過及時(shí)的進(jìn)行相應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對入侵行為的有效控制。防火墻技術(shù)則是構(gòu)建一個(gè)安全防范的體系，實(shí)現(xiàn)對各類不安全行為的有效評比，是一個(gè)安全屏障。加密技術(shù)則是為了防止信息數(shù)據(jù)傳輸過程中被竊取而制定的相應(yīng)加密技術(shù)，可以讓信息的完整性和安全性得到有效的保障，是控制信息泄露問題的重要舉措之一。加密也是無線通信工程安全保障體系構(gòu)建中所必須思考的一部分內(nèi)容，同時(shí)也是規(guī)避信息泄露方面問題的一個(gè)重要的手段。在加密應(yīng)用中，應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)安全和系統(tǒng)工作效率方面的特點(diǎn)，進(jìn)行更加全方位的思考。在現(xiàn)階段加密技術(shù)運(yùn)用上，其主要通過模糊化敏感信息來實(shí)現(xiàn)對隱私的有效保護(hù)，并對于全局敏感數(shù)據(jù)和部分原始信息進(jìn)行隱藏的方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，會采取隨機(jī)路由協(xié)議的方式，對于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)化跳轉(zhuǎn)，從而達(dá)到改變傳輸路徑，減少節(jié)點(diǎn)信息被獲取的風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)安全防范。身份認(rèn)證技術(shù)則是通過對于訪問者自身身份進(jìn)行確定，結(jié)合不同身份分配不同的操作權(quán)限，這樣可以讓信息的可控性得到提升。以往傳統(tǒng)的認(rèn)證，本身僅僅針對于業(yè)務(wù)層和網(wǎng)絡(luò)層展開相互獨(dú)立的分層認(rèn)證和身份鑒別的方式，這種方式適用于以往的無線通信工程系統(tǒng)當(dāng)中，而對于當(dāng)前新發(fā)展環(huán)境下則顯得不夠適用?，F(xiàn)階段無線通信環(huán)境下，不同類型無線通信工程的用途相對特殊，同時(shí)其本身的網(wǎng)絡(luò)通信行為和業(yè)務(wù)應(yīng)用行為有著明顯的特定性的特點(diǎn)，整體認(rèn)證應(yīng)該從更加全面的角度來進(jìn)行開展和實(shí)現(xiàn)。針對于這方面的情況，認(rèn)證中應(yīng)該從業(yè)務(wù)層的角度來展開認(rèn)證。對于一些敏感的業(yè)務(wù)層，則應(yīng)用更高層級的業(yè)務(wù)認(rèn)證方式。漏洞掃描技術(shù)則是結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)中存的漏洞，及時(shí)的進(jìn)行檢測、發(fā)現(xiàn)和處理。

五、無線通信服務(wù)體系的搭建

為了更好的提升無線通信工程維護(hù)工作的開展水平，我們也應(yīng)結(jié)合實(shí)際，做好無線通信服務(wù)體系的搭建。而在實(shí)際無線通信服務(wù)體系搭建當(dāng)中，可以將其分為軟件與硬件這兩個(gè)部分。其中，硬件部門連接包括有無線通信設(shè)備的連接，并通過外部設(shè)備的連接應(yīng)用實(shí)現(xiàn)無線通信服務(wù)體系的擴(kuò)展，以此對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系的搭建目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。軟件連接方面，主要我們則應(yīng)該針對于不同無線通信技術(shù)的協(xié)議、特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在搭建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)時(shí)，需要能夠?qū)Σ煌瑢哟谓Y(jié)構(gòu)的特性進(jìn)行考慮，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系搭建的科學(xué)性。在近年來無線通信技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，在具體搭建無線通信該服務(wù)體系時(shí)也具有較多種形式，對此在實(shí)際搭建當(dāng)中，則可以對發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)搭建形式進(jìn)行充分的借鑒與考慮，之后再聯(lián)系具體現(xiàn)狀做好改進(jìn)處理，以此實(shí)現(xiàn)無線通信服務(wù)體系技術(shù)層次的有效提升。另外，在無線通信技術(shù)廣泛應(yīng)用的情況下，無線接入終端的數(shù)量快速增加，且在服務(wù)體系搭建的過程中，也應(yīng)考慮到后續(xù)的維護(hù)需求，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)終端接入情況，做好相應(yīng)的調(diào)整，這樣整體服務(wù)體系才能具備更強(qiáng)的服務(wù)能力和效果。

第9篇：無線通信研究范文

1.1網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

4G網(wǎng)絡(luò)中在不同的固定無線平臺以及不同頻帶的無線網(wǎng)絡(luò)之間連接，保證移動計(jì)算環(huán)境的一致性，并保證即使處于移動環(huán)境下，也能保證足夠的數(shù)據(jù)傳輸能力，保證語音、數(shù)據(jù)等的傳輸。4G系統(tǒng)中由多個(gè)部分組成，例如：集成廣播電視網(wǎng)絡(luò)、無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙等，和有線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，通過接入網(wǎng)的不同類型，能夠保證無縫接入基于IP的核心網(wǎng)，從而形成一個(gè)全面的、靈活的、安全的網(wǎng)絡(luò)平臺。

1.2系統(tǒng)定義和特點(diǎn)

目前并沒有關(guān)于4G網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同的研究機(jī)構(gòu)和研究者根據(jù)理解的不同，在4G網(wǎng)絡(luò)的理解上也有不同。從大多數(shù)人們接受的層面上來說，4G網(wǎng)絡(luò)是一種寬帶接入的，分布式的，全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，將多種功能的寬帶移動通信系統(tǒng)集成。4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有著自身獨(dú)特的特點(diǎn)：第一，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)融合而成，可以保證多個(gè)無線通信技術(shù)之間互相獨(dú)立而又共存；第二，全I(xiàn)P化的網(wǎng)絡(luò)。從電路交換逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M交換，最后成為基于分組交換的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)。即使處于高速移動的環(huán)境中，也能提供較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，一般在2~100Mbit/s；第三，和3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相比較，4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的內(nèi)部容量更大，約為3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的10倍左右；第四，無縫覆蓋。用戶在使用無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)不會受到時(shí)間和空間的影響；第五，多種業(yè)務(wù)共存。可以傳輸語音、數(shù)據(jù)等多種媒體業(yè)務(wù)；第六，其中每個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)信道都會占100MHz頻譜，和WCDMA3G網(wǎng)絡(luò)相比，要高20倍左右；第七，4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的靈活性和拓展性較強(qiáng)。用戶以及設(shè)備可以根據(jù)自身的需要自由的調(diào)整，無線網(wǎng)絡(luò)還能夠和其他的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，拓展自身的使用范圍，使用延展度；第八，智能性強(qiáng)。能夠適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行部分資源分配，根據(jù)業(yè)務(wù)的變化適應(yīng)不同的信道環(huán)境，終端設(shè)備上的設(shè)計(jì)也更加智能化；第九，兼容性強(qiáng)。接口的性能較強(qiáng)，能夠和多種網(wǎng)絡(luò)融合，可以從2G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行過度，和多個(gè)用戶之間進(jìn)行連接。

24G網(wǎng)絡(luò)的安全缺陷和需求

2.1安全缺陷

隨著無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所面臨的環(huán)境也越來越復(fù)雜，特征也越來越多，埋下了大量的安全隱患，因此在網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的信任關(guān)系和有線鏈路的安全方面要加以高度重視。4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)互相獨(dú)立共存的通信系統(tǒng)，其中主要包括了移動終端、無線接入網(wǎng)、無線核心網(wǎng)絡(luò)和IP骨干網(wǎng)，共計(jì)4個(gè)部分，主要的網(wǎng)絡(luò)安全缺陷問題也存在于這4個(gè)部分[1]。為了確保4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以良好的運(yùn)行，必須要先經(jīng)過認(rèn)證，才能運(yùn)行移動管理和業(yè)務(wù)，也是系統(tǒng)進(jìn)行訪問控制和計(jì)費(fèi)的基礎(chǔ)。另一個(gè)方面，良好的安全性能才能保證系統(tǒng)具備良好的QoS，安全性是移動終端普及和發(fā)展的基本基礎(chǔ)保障。當(dāng)系統(tǒng)中存在大量的安全隱患威脅時(shí)，設(shè)計(jì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)要將安全問題作為重點(diǎn)問題考慮和重視。4G網(wǎng)絡(luò)的主流是LTE分TDD—LTE，F(xiàn)DD—LTE.除了LTE還有wimax。由于4G系統(tǒng)計(jì)算能力和存儲水平的不斷增強(qiáng)，使得移動終端作為無線應(yīng)用參與者和執(zhí)行者，但是隨著4G系統(tǒng)性能的進(jìn)一步提升，也產(chǎn)生一系列網(wǎng)絡(luò)安全問題。一般情況下，無線終端硬件平臺缺乏一定的保護(hù)和驗(yàn)證機(jī)制，很多模塊固件會被篡改，而且終端內(nèi)部通信接口沒有形成機(jī)密性和完整性保護(hù)機(jī)制，因此，移動終端所傳遞的相關(guān)信息就經(jīng)常會被竊聽。此外，安全問題還可以體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的身份認(rèn)證問題中，主要可以按照接入網(wǎng)和核心網(wǎng)兩種網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)劃分為無線LAD的AP認(rèn)證以及認(rèn)證服務(wù)器，而認(rèn)證問題可以體現(xiàn)在四個(gè)方面：首先，入侵者可以偽裝成合法用戶，同時(shí)使用用戶權(quán)限；其次接入網(wǎng)的信道與帶寬受到局限，很難抵御未來的安全威脅；再次，空中接口往往會成為入侵者跟蹤與竊取用戶數(shù)據(jù)的渠道，最后用戶未能肯定其使用的資源。

2.2安全需求

目前的4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中安全威脅最大的是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)安全，指的是當(dāng)這些系統(tǒng)面臨可能出現(xiàn)的通過無線網(wǎng)入侵的安全威脅。所以，需要根據(jù)4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全需求建立科學(xué)、完整的安全體系，要從整體上對安全需求進(jìn)行分析，制定安全目標(biāo)等。

34G移動網(wǎng)絡(luò)安全體系

3.1安全策略

4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)屬于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)種類繁多，目前在3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中使用的安全體系在4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中有所欠缺。另一個(gè)方面，在目前大多數(shù)的安全體系中，密鑰的長度是固定的。而在4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，由于不同的業(yè)務(wù)在安全體系上的要求也有所區(qū)別，所以難以適用。此外，終端處理能力根據(jù)場合的不同也有所區(qū)別。無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)之間有著明顯的區(qū)別，在對無線網(wǎng)絡(luò)的安全進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到可移動性、安全性、兼容性等各個(gè)方面。尤其是對于4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這種多無線網(wǎng)絡(luò)共存，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，這幾個(gè)方面是決定其安全方案能夠互相關(guān)聯(lián)的重要因素。在安全策略中包括安全性、效率、兼容性、移動性、可拓展性等。安全性指的是通過不同的安全策略，應(yīng)對無線網(wǎng)絡(luò)中存在的安全威脅；效率指的是在無線鏈路和移動終端利用時(shí)，會有多種限制，很多有線網(wǎng)絡(luò)中的安全方案在無線網(wǎng)絡(luò)中并不適用，所以效率是檢驗(yàn)實(shí)用性的核心指標(biāo)；兼容性指的是不同的網(wǎng)絡(luò)終端在計(jì)算能力上也不同，需要支持不同的算法，因此需要一定的兼容性；移動性指的是在使用移動終端時(shí)，大多是在子網(wǎng)中移動，因此要對切換和漫游進(jìn)行處理；可拓展性指的是盡量減小無線終端數(shù)量的變化對整個(gè)安全體系造成的影響。

3.2安全體系

根據(jù)目前4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以作為全I(xiàn)P環(huán)境下的通用無線網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)中的各類安全業(yè)務(wù)可以作為IP層中的服務(wù)，保證無線終端可以順利的在不同網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行切換。目前在4G網(wǎng)絡(luò)的安全方面已經(jīng)確立的大致方向，例如基于移動IPv6，進(jìn)行認(rèn)證、授權(quán)、審計(jì)和計(jì)費(fèi)，并提出各類協(xié)議和算法等。由此可以看出，4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要一種具備輕量化、復(fù)合化、可充配置的安全體制，提高其安全性能。在安全體系中包括多個(gè)安全內(nèi)容。第一，安全的可見性和自動配置性。用戶可以了解操作中的安全信息，并根據(jù)自身需要進(jìn)行配置；第二，應(yīng)用程序域安全。保證用戶應(yīng)用程序和運(yùn)營商應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；第三，用戶域安全。接入移動設(shè)備時(shí)的安全性能；第四，網(wǎng)絡(luò)域安全。運(yùn)營商節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的安全性；第五，網(wǎng)絡(luò)接入安全。用戶在接入4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)的安全，避免由無線鏈路中出現(xiàn)的安全威脅；第六，密碼機(jī)制的靈活運(yùn)用，對于4G網(wǎng)絡(luò)的多元化系統(tǒng)機(jī)制及特點(diǎn)，可以采用多變的密碼機(jī)制，例如對于一般的信息加密可采用傳統(tǒng)的私鑰機(jī)制；而對于一些高度安全信息，則可以轉(zhuǎn)換為混合密碼機(jī)制，從而保證其安全性?？偠灾?，4G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整個(gè)安全體系和3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全體系相比要更加優(yōu)秀。即大大提高了有線鏈路的安全性。而且能夠通過在網(wǎng)絡(luò)域中建立認(rèn)證機(jī)制，從而提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系的安全級別；通過在移動終端植入TPM的方式，在安全體系中融入了可信移動平臺的理念。把用戶、USIM和ME/TPM作為3個(gè)獨(dú)立的部分，提高用戶域的安全性。

4結(jié)語