无线通信技术的原理例1

从MIMO技术的历史发展来看，早在20世纪初，马可尼提出了MIMO技术，至今，此技术在已经发展了很多年，后来，1970年前后将其运用到了通信系统中，针对当时的通讯发展情况，这种技术的引进对于当时社会发展起到了巨大影响作用。20世纪90年代，无线通讯全球化，MIMO技术在很多领域得到很好的发展，比如：天线系统等。而后出现了复合技术，将此技术与平坦衰落并用，发挥了其重要价值。

从MIMO的概念角度来看，MIMO技术的中文全称为多输入多输出系统，英文全称是Multiple-Input Multiple-Output，应用于天线无线通讯。在其发射信号与接收信号的位置采用几根发射天线与接收天线，以保证信号在发射信号端与接收信号端通过天线进行信号的良好传输、发射与接收，最终，提高数据信息传输质量[1]。MIMO技术可以通过采用空间的资源，不同天线进行多方面、多方位的发射与接收，更重要的是，它可以在不改变频率与功率的前提下，大幅度或者成倍的增大通讯系统的容量，此优点令MIMO技术成为通信系统的主力技术。

从MIMO的原理角度来看，MIMO技术是将多根发射、接收天线安装在相应的发射与接收端，从此实现发射与接收端的多根天线的数据信息传输与接收，此过程会大大提高数据通讯质量。在不改变频率与功率的基础上，充分的使用空间资源，实现多根天线发射、多根天线接收，从而，成倍数的提高通讯信息的容量。采用MIMO技术的过程中，无线通讯系统被反射出不同的信号，不同的信号会产生不同的空间流，而单输送系统仅可以一次接受或发送一个空间流，受到了局限，MIMO技术可以解决这样的问题，接收和发送多个空间流，全面掌控不同方位信号，提高容量、可靠性，从而提升资源的性能，扩宽了无线系统使用的范围。

二、MIMO技术运用于无线通讯

第一，用于无线宽带移动通信系统。对于容量的要求越来越高，在无线宽带移动通信系统中采用MIMO技术，在发射与接收位置安装多根天线，扩大覆盖面、增加接收与发射信息数据。

第二，用于传统通信系统。传统的蜂窝移动通讯系统中存在着问题，采用MIMO技术与传统通讯系统相结合，传统系统属于单方向发射单方向接收系统，而MIMO技术可以进行多方面甚至全方面收集数据信息，相对特点而言，MIMO技术更具有发展前景。

第三，将传统天线系统结合，发挥重要作用。旧式天线系统能够解决衰落方面的问题，在居民的用户小区有较好的应用。将旧式天线系统与MIMO技术结合，可以有效的提高系统的容量，使小区居民生活更加方便。

第四，用于雷达。将MIMO技术运用于雷达方面，收获了比较好的成果，在应用过程中，采用不同天线发射正交波形[2]，并且这些波形都是不同的，它们形成比较广泛的覆盖面，经过一段时间，通过相干积累，从而获得比较高的信噪比。

第五，用于无线通讯。MIMO技术在无线通讯领域是重要技术支持，在不断地发展中，此技术也越来越广泛普及使用。随着社会中天线数目的不断增多，对于MIMO技术的难度要求也越来越高，而限制了天线的数目会影响到技术的使用，因而，需要再继续完善MIMO技术。

三、MIMO技术应用于无线通讯的意义

在研究MIMO技术的发展过程中，其中有两次重大的转折。第一次发生在2002年的十月份，全球第一颗BLAST芯片的问世，在贝尔实验室中，研究人员将其与MIMO技术相结合，使其具有更高速数据传输速度，加快了人们网络数据生活。第二次是在2003年8月份，提出了AGN100Wi-Fi，将其与MIMO技术结合，形成了第一款多方位发射与接收的产品，在保持了兼容性的同时，提高了Wi-Fi的速度。多输入多输出系统是一种应用于无线通讯中的天线技术，此技术可以在发射与接收处安装多根天线，全方位发射与接收信息数据，并且在保证频率与功率的基础上，提高数据传输速率[3]。传统的通讯过程中，仅采用单一的传输方式，这样的形式在很多特殊地区不适合，比如：建筑物、峡谷等，造成信号衰减等现象。通过MIMO技术可以减少相似的传播干扰，并且得到了广泛的应用，例如：电视、手机等。

无线通信技术的原理例2

中图分类号：TN914.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0189-01

一、 直接序列扩频技术的应用背景

信息交流是人类社会要进行发展和进步所必不可少的。随着人类社会的发展，信息系统也逐渐发展成了覆盖全球的信息网。从十九世纪人们对电缆通信的初步发明开始，伴随着科学技术的不断发展，通信技术突破了最初的有线通信，发展出了无线通信技术。无线通信靠电磁波来进行信息传递，不用架线，更具灵活性，因而被迅速推广和发展。但无线通信由于其传输环境的复杂性，在传输过程中会遇到各种各样的反射体以及来源于其它无线电波的干扰，会极大的影响甚至改变信号的传输信息，因此，无线通信抗干扰技术便应运而生。

直接序列扩频技术作为主要的抗干扰技术之一，产生于二十世纪五十年代，其发明之初主要被应用于军事领域。在世界格局动荡的那个年代，扩频抗干扰技术主要用来对抗敌方的恶意干扰，维持军事系统安全不被侵入，其作用的重要性由此可见。

二、 直接序列扩频技术简介

直接序列扩频技术是指利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。该技术作为一种信息传输方式，通过编码及调制的方法将频带展宽，使得其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽，与所传信息数据无关，这样便可以有效提高频率资源的利用率，且使所需要传达的信息安全、准确的传达。

该技术主要是通过发端、信道和接收端三部分来实现的。其工作原理为：将需要传输的数字信号在发端输入以后，首先通过扩频码发生器产生的扩频序列将输入的数字信号进行调制，以扩宽其信号频谱，扩频码序列一般采用PN码。然后将扩宽后的信号调制到射频发生器发射出去。调制方式多采用BPSK、DPSK、MPSK等方式。发出的信号在接收端的本地射频发生器接收到信号后立即进行解调，此后再由本地的扩频解调设备产生与发端相同的扩频序列进行信号解扩，使信号恢复到原信号进行输出，从而实现信息的传输。

三、直接序列扩频技术的理论基础

无线通信技术自发展以来，伴随着科学技术的飞速发展也迅速发展。发展至今，人们由通用无线逐渐发展出了专用无线网络，无线通信传输环境变得日趋复杂，同时人们对无线传输网络的传输质量变得日益严苛，所以如何在保证传输质量的同时尽量节约传输信号所占用的频谱宽度便成了当代无线技术不断探索的领域。直接序列扩频技术可以把传输信号在发射端用扩频码进行调制，使得其所占用的频带宽度远大于传输信息所必须的带宽，再在接收端用相同的扩频码进行解扩，以把信号进行还原。这样既节省了频率资源，又可使信号安全送达，保证了信号传输的质量，一次被广泛应用。其理论依据为：

该式是香农在长期的无线通信研究中总结出来的公式，称为香农公式。

式中，C―信息的传输速率（即信道容量，单位b/s），B―频带宽度（单位Hz），S―信号平均功率（单位W），N―噪声平均功率（单位W），S/N―信噪比。

从公式中可以看出，要提高到信号的传输速率，可以通过两种途径实现。一种是提高信号传输的频带宽度，另一种是提高信噪比。在保证信号的传输速率一定时，可以通过提高信号传输的频带宽度来降低对信噪比的要求，这便是直接序列扩频技术的原理，通过增加带宽来降低对信噪比的要求，从而保证信号传输的质量。

该式是柯捷尔尼科夫在其长期研究的潜在抗干扰理论中得出的估算信号传输差错概率的公式。

式中，Pe―信号差错概率，S/N―信噪比，B/Bm―信号带宽比。

由此可以看出，信号差错概率与信噪比和信号带宽比两个因素有关。降低信噪比或信号带宽比均可使信号传输的差错概率减小。因此，在信噪比一定的情况下其差错概率可通过信号带宽比的调整来减小。由这一公式也可以得出直接序列扩频技术抗干扰的原理。

四、 直接序列扩频技术的特点

4.1抗干扰性强

抗干扰性是直接序列扩频技术之所以发展的本质属性。该技术通过扩频序列将要传输的信号的频带进行扩宽，使得窄带干扰基本不起作用，而宽带干扰要想达到干扰目的必须提高相应倍数的总功率，从而避免了无论是来自窄带还是宽带的干扰，保证了传输信号的稳定性。同时，由于在发射端对传输信号进行了扩频处理，要还原信号必须要在接收端用同样的扩频序列进行解扩，在不知道信号扩频码的情况下是不能进行信号还原的，因此这类干扰在扩频技术下是起不到作用，从而保证了传输信号的安全性。

43.2隐蔽性好

由于扩频技术是把传输信号在很宽的频带上进行扩宽，所以单位频带上的信号功率很低，几乎淹没在了白噪声之中，很难进行捕捉。加之，由于不知道扩频码序列，很难获取有用信息，所以这一技术很好的把信号隐藏了起来，使得别人很难对信号进行破坏及获取。

4.3易于实现码分多址

由于扩频技术对不同传输信号进行了不同的扩频码序列扩，在扩宽信号频带的同时，由于不同扩频码之间互不干扰，可以极大地提高频带的重复利用率。同时，发送者可用不同的扩频编码分别向不同的接收者发送数据，接收者也可用不同的扩频编码，接收不同的发送者送来的数据，从而实现多址通信。

五、直接序列扩频技术的发展前景

直接序列扩频技术从发展之初便不断进行改进以适应不断变化的需求环境。但是，其发展至今仍存在一定的技术缺陷，如由于信号的带宽增大使得接收端的信号干扰增多、传输速率在一定程度上受限等。对此，必须对这一技术进行不断地改进与完善，以适应社会的不断发展需求。同时，伴随着无线通信技术的发展，尤其是近几年投入使用的4G无线移动通信技术的发展，直接序列扩频技术也必须进行不断地改进，如朝着网络抗干扰技术、与其他抗干扰技术组合应用等方向发展，才能不断使用当代社会对无线通信安全性、及时性、稳定性的严苛要求，保持其在无线通信抗干扰技术中的地位而不被淘汰。

结语：

无线通信技术的原理例3

0 前言

近年，我们的手机网络在不断地更新换代，由原来的2G网络逐渐发展到4G网络，这既要归功于移动公司的推广，又要归功于网络研发工作者的辛勤工作。虽然4G移动通信在描绘高速的数据传输，提供从语音到多媒体业务丰富业务美好前景，但是随着4G网络的不断推广，单一的MIMO技术或单一的OFDM技术已经不能满足人们对网络的需求，这就需要我们将MIMO-OFDM技术结合起来构成4G网络的核心。

1 MIMO-OFDM原理

1.1 MIMO技术原理

首先，MIMO技术原理在移动通信工程中的运用并不是近几年才提出的，所以对该技术的接受程度还是良性的。MIMO技术原理就是将已经存在的多径传播和随机衰弱进行高效率的重新利用，达到更好的传输速度和效率。MIMO的中文名称就是多输入和多输出，所以顾名思义就是通过对多天线的控制来减少信道衰弱问题的发生。多并行的天线空间信道能够进行同时的发送和接收，就能够在不同的环境中，针对不同的用户，都提供最完美的技术体验。

1.2 OFDM技术原理

频分复用、多载波并行传输等通信技术概念是在上个世纪50年代末中就予以提出的，所以OFDM的技术也是在不断发展的过程中，应用到各个领域、环节，也在移动通信中得以普及和成熟的。OFDM技术从发展及应用角度上，大致可分为五个阶段：极低频谱效率的频率复用阶段，最早的高频谱效率的多载波通信系统阶段，多载波理论发展阶段，无线移动通信系统理论形成阶段，从理论到实用阶段。

1.3 MIMO-OFDM技术结合的原理

MIMO-OFDM技术的结合就是当代4G移动无线通信系统的核心领域，更是解决了无线信道频率的选择性问题。作为核心领域，MIMO-OFDM 系统的关键技术主要包括信道估计，同步技术，空时处理技术，分集技术等。MIMO-OFDM技术结合的原理就是，先利用MIMO技术的多天线设备优势的多输入和多输出，进行对信号OFDM的接收，然后专用OFDM进行时频同步处理，紧接着去掉相应的CP，还有对OFDM进行解调环节，最后根据信道估计的结果进行检测解码，恢复出接收比特流。

2 4G中的MIMO-OFDM同步问题的研究

2.1 MIMO-OFDM同步问题

作为第四代移动通信的科学技术核心，MIMO-OFDM技术顾名思义是来自OFDM技术和MIMO技术的完美结合。MIMO-OFDM技术是通过将时间，频率，和空间三种分集技术进行充分的利用后，将各自技术的优势发挥出来，使得无线通信系统对噪声干扰性能增强，对多径的容限能力大大增加。MIMO-OFD同步技术中主要所涉及的同步技术有载波同步、符号同步和帧同步三大技术，这三大技术之间的嵌合就是形成MIMO-OFDM同步技术和核心。

2.2 MIMO-OFDM同步研究现状

就MIMO-OFDM同步研究现状而言，国外的研究水平较之国内，相对较高。美国的加州大学、瑞的士联邦理工学院、日本的北海道大学都在该领域有着自己的研究方向和研究成果。国内MIMO-OFDM同步技术应用的起步较晚，采用该技术的无线传输平台也是为数不多，所以对MIMO-OFDM同步技术的研究相对落后。兼并国内外的研究水平来看，MIMO-OFDM同步技术还是存在诸多问题的，普遍存在的有MIMO-OFDM运用于商业化的平台时，虽然是功能强大，但是因为复杂度高，导致灵活性差；MIMO-OFDM运用于演示平台，因为只针对特定的技术标准实现特定的功能，导致难以应对各层次人士的应用需要，受到限制。

2.3 MIMO-OFDM同步方式

MIMO-OFDM的同步方式是当各个接收天线收到对应的OFDM符号信号后，对其设置时频的同步处理，去掉对应的CP，再对其 OFDM进行解调，然后再对其进行解码，这时就要依据信道估计的结果，恢复并且接收比特流。MIMO 系统对于频率选择性衰落无能为力，OFDM又在提高系统容量的能力有限，所以构建MIMO-OFDM的同步技术还是需要实现诸如同步、空时处理技术、自适应调制和编码、信道估计等关键技术。

3 MIMO-OFDM的关键技术

3.1 信道估计技术

在无线通信系统中，最显著的两大特征就是多径性和时变性。准备的信道估计技术非常重要的体现在空时编码过程中，必须要在接收端保证能够对信道特性进行完全掌握。[2]就目前的发展现状而言，信道估计技术主要分为基于训练序列或导频的方法和用盲方法来进行信道辨别，分为全盲和半盲信道估计，前者使用的是已知训练序列估计均衡器系数，后者直接对均衡器系数进行估计，所以两种信道估计技术各有优劣。信道估计技术仍然在不断的发展和创新，找出影响信道估计的关键因素，将各类影响因素运用到模拟信道中，通过与实际的真实信道进行的对比结果，改进了信道估计的算法。信道估计技术在提及到MIMO-OFDM技术后的首要反应技术。

3.2 空时信号处理技术

在MIMO-OFDM同步技术中，时空信号处理技术的存在地位可想而知。时空信号处理技术就是在对相应信号的实部或者虚部进行取反操作，之后将其输出结果被映射到不同的发送天线发送出去。时空信号处理技术与传统的无线通信信号的处理方式对比，最大的优势就是可以突破性的从时间和空间两方面同时研究信号进行处理意见分析。目前，在时空信号处理技术中常用的空时编译码有分层空时码、空时格形码、空时分组码和空时频编码这四种编码。

3.3 分级技术

分级技术也被称之为分集技术，在传统无线通信技术中，表现出来的不可靠性就是因为分级技术的不成熟。[1]无线衰落信道时变和多径特性引起的系统对噪声、干扰、多径等因素的抗性降低的现象就是分级技术所需要迫切解决的问题。MIMO-OFDM的同步技术就是在不增加功率和不牺牲带宽的情况下，减少多径衰落对基站和移动台的影响的技术保障。分级技术还能有效的保障无线频率使用的有效性，以前相同数量的无线频谱开展更多的实际应用。

3.4 同步技术

MIMO-OFDM系统同步问题包括载波同步、符号同步和帧同步这三大同步问题。载波同步致力于子载波间的正交性，避免输出信号幅度衰减及信号相位旋转等问题的产生；符号同步和帧同步与载波同步密切相关的后续同步技术，接收端选择信噪比最高的天线信号进行顿检测和后续的同步。

4 结语

随着现代通信技术的不断发展，对移动通信的技术、性能等方面都相应的提出了新的要求，提供了新的市场。传统的有线通信模式已经在可靠性、可用性、抗毁性等很多方面出现了漏洞，所以应运新生的现代无线通信就突出的表现出在特殊环境、地貌中，不受限制的优越性。MIMO技术和OFDM技术各有其优缺点，将这两者结合起来会发挥更大的作用。

无线通信技术的原理例4

前言：

信息化时代的到来，提高了通信方式的多样化水平。无线通信与有线通信，均为无线网络的主要通信方式，两者均各有其优势与缺陷。当前，两种通信方式多处于相互独立的状态。但随着社会对通信质量要求的不断提高，该状态必然逐渐被取代，将两种通信方式相互结合势在必行。

一、无线通信和有线通信的原理与特点

1.1无线通信的原理与特点

无线通信属于网络通信中较为常见的一种，指以电磁波作为载体，使数据及信息能够自输入端到输出端之间传输的技术。该通信方式的特点，主要体现在无需应用有形的媒介方面，通信行业无需购买电缆等设备，便可确保通信的过程能够完成[1]。因此，无线通信技术成本一般较低。当前社会各领域常用的无线通信网络，以2.4GHz以及5GHz网络为主，两者的信息传递载体，均以微波为主。此外，RFID技术，同样属于无线通信领域的一大主要技术。无线通信的优势，除成本低外，同样体现在便携性强方面。但该技术同样存在一定的缺陷，主要体现在抗干扰能力差、可靠性低方面。导致上述问题存在的原因，与其缺乏抗干扰设备有关。无线网络建设的过程中，应以规避其缺陷、充分利用技术的优势为原则，对无线通信技术进行推广应用，以提高通信行业的发展水平。

1.2有线通信的原理与特点

有线通信同样为网络通信方式的一种，指借助有形的媒介，对信息以及数据进行传输，使通信过程得以实现的技术。该技术下，通信所借助的媒介，一般以电缆、光缆等为主。上述媒介可用于传输电信号、光信号。信号自传输端进入后，可自光缆与电缆传递至输出端，完成信号的转换，使输出端可获得相应的数据[2]。有线通信的优势，主要体现在信号稳定、可靠性强等方面。此外，因具备媒介的支持，信号的传输速度同样较快，且安全性强。为避免外界环境对通信造成干扰，通信行业常通过采用金属屏蔽层包裹电缆的方式，对通信条件进行处理。该处理技术的应用，可有效解决干扰问题，进一步提高通信质量。但该通信方式，同样具有一定的缺陷，主要体现在通信成本高方面。由于需要相应媒介作为通信的支撑，故该通信方式同样存在便携性低的特点。

二、无线网络中无线通信和有线通信的结合方法

本部分以建筑行业中的路桥建设以及生产制造行业为例，对无线网络中无线通信和有线通信的结合方法进行研究。

2.1有线通信

生产制造行业，具有对机械参数精确度要求高的特点。部分生产过程，需使用机械臂，对各项生产与制造材料进行传递。上述过程如由人工完成，效率往往较低，施工质量不尽人意。因此，将通信技术应用到生产中较为必要。以机械臂为例：采用该方法传递物体，对传递精确度的要求较高。如以无线通信为基础，对其通信模块进行设置，极容易导致信号传递的精确度下降，影响生产质量。考虑到有线通信具有精确度高、可靠性强、信号传输干扰小的特点，故可对该技术进行应用，以提高通信质量。此外，为确保能够及时发现生产机床中各项机械的故障，有关人员还可将传感器应用到生产过程中，利用传感期，对机床运行中的油温、转速等信号进行采集，并将其传输至计算机终端。该过程同样应选择有线通信作为主要的通信方式，确保信号传递准确。

2.2无线通信

无线通信技术的原理例5

当前的无线通信技术发展的现状可以用朝气蓬勃，生机盎然来形容，人们对于无线通信技术的需求使得无线通信技术发展前景将非常光明，表现在两个重要方面就是无线通信技术的用户数量始终保持着强劲的增长势头，另一个方面是无线通信技术领域的技术研发和应用一直非常活跃，使得新技术一经问世便会引起广泛探讨。

2 现代无线通信技术的热点问题

2.1 3G移动通信技术

3G是第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在3种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。3G技术归结其成为最大热点的原因，首先体现在，3G技术是目前最为成熟的技术，其技术标准已经趋于完善，并被广泛认可和接受。其次，3G技术的普及也是较为广泛的，目前的3G用户数量也呈现一个较大的增长趋势，我国对3G技术也一直积极建设。

2.2 LTE长期演进技术

LTE技术是无线通信技术的又一热点技术，是介于3G和4G技术之间的一个过渡技术，与3G技术相比LTE 有了明显的提升，并很好地弥补了3G技术存在的不足，LTE中的很多标准接手于3G UMTS的更新并最后成为4G移动通信技术。其中简化网络结构成为其中的工作重点。需要将原有的UMTS下电路交换+分组交换结合网络简化为全IP扁平化基础网络架构，总而言之，LTE虽然并非是真正的4G技术，但却比3G技术有明显更多的优势，它也自然而然地成为了无线通信技术领域里一个重要的热点，为无线通信技术领域的技术发展提供了参考。

2.3 无线局域网技术

无线局域网技术是最被大众所熟知的一个无线技术热点，中文翻译为微览，它是相当便利的数据传输系统，它利用射频（Radio Frequency； RF）的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。无线局域网具有方便、灵活、安装简单、易于故障排除业务拓展等特点是活跃在无线通信技术上的一大流行热点之一。

2.4 WimaX技术

WimaX的中文翻译为全球微波互联接入，伴随着宽带无线技术的发展，无线通信领域有开拓了新的宽带接入领域研究，wimax相对于wifi相比，它的接入优势要更为明显，有人说wimax技术打破了无线通信技术的产业格局，特别是对3G技术形成了强有力的冲击，这种说法具有一定的道理，但wimax的技术发展还没有3G那么成熟，一些技术方面的问题还有待提高。

3 无线通信技术的前景展望

无线通信技术在取得蓬勃发展的同时我们应该看到，无线通信技术领域有着非常广阔和美好的发展前景但也是机遇与挑战并存，总的来讲无线通信发展有这样几个趋势：

满足个人需求。随着无线通信技术的发展，我们看到无线通信技术朝着满足个体需求的方向上发展，最明显的体现就是在无线电脑和智能手机的应用上，二者在当前市场有非常广阔的发展前景，由此也不难预见无线通信将朝着满足个体需求的方向上发展。

创新需求。创新是任何行业保持生命力的根本原因，特别是对于现代无线通信行业这个发展飞快，创新就显得更为重要了，只有与科学技术相融合，适应时代、市场和科技的需求来进行创新化，克服技术改革中的难题，加大科技投入，才是现代无线通信技术发展的根本要求，和前进方向。

无线通信网络的融合与互补。结合当前的无线通信技术来看，各种无线通信技术各有各自的优点，也各有各自的不足，无线通信技术在发展的过程中必然会注意到加强技术间的融合，让各项通信技术发挥自己的长处，满足无线通信的技术要求，促进无线通信技术的开发与发展。

4 总结

通过对无线通信技术的热点探究，可以了解当前无线通信技术发展的状况，并对无线通信技术将来的发展提出展望，如今的无线通信技术正在进入一个全面普及的状态，虽然地区间经济发展的因素影响着无线通信技术的普及，但还是可以看到无线通信技术正以一个迅猛的状态增长，随着用户需求对于无线通信技术的要求增加，无线通信技术行业也正在面临前所未有的挑战和机遇，通信技术的创新将是推动其发展的重要动力。

参考文献

[1]熊卿青，邓媛嫄.现代无线通信技术的现状分析及其发展前景[J].科技创新导报，2012，02：31.

[2]石泰山.无线通信技术的热点及发展趋向探析[J].网络安全技术与应用，2014，05：231+233.

[3]翟品，陈亮.现代无线通讯技术发展现状和发展趋势探究[J].科技传播，2014，06：220+230.

无线通信技术的原理例6

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0041-01

1 引言

无线通信系统现在已成为人们相互交流的重要联络工具。近些年，由于无线通信技术逐渐成长强大，自动化技术器材也正在逐渐进入到人们的生活中，大多数人们平常的联系和沟通都在应用无线通信设备，省去了较多的交流沟通的中间过程。无线通信的应用空间有较大的敞开性，然而无线通信在使用过程中别人能轻易扰乱，影响人们正常使用，而且能够使用的资源受到一定的限制，运转成本费用也比较高。鉴于无线通信存在的问题，无线通信系统输送量少与安全性较低等缺点都是当前急需要处理的问题。网j编码技术正好能够解决无线通信系统本身存在的这些缺点，而且在通信网络的过程步骤中对接收的讯息处以编码操控，形成新的讯息，再将此讯息发送出去，上述做法能够提高讯息的储存容量。因此，在无线通信中应用网络编码技术显得格外重要，能够有效地解决通信系统自身的缺点[2]。

2 网络编码的基本解释

根据相关资料中显示，网络编码技术其实就是将网络中的中间节点上接收到发送方的讯息加以进行编码处理，形成新的讯息再发送给接收方，接收方通过编码算法对收到的讯息进行解析，从而得到经过编码处理后的讯息完整内容。网络编码技术可以将从较多的信息源发来的信息在中间过程环节中处以网络编码的这种方式与原先只把收到的信息纹丝不动的保存和发送，这两种方式存在的差异主要表现在其吞吐量的多少上面。在进行过网络编码技术操作的信息吞吐量要高于原先的信息吞吐量，所以应用网络编码技术能够有效地降低对网络资源的使用情况。网络编码重点处理怎样能够更好的将单个来源或多方向来源转送到单个点或多方向点的限制劣势，最大化地利用网络资源，以此来实现产生巨大的信息吞吐量。

网络编码重点操作是在中继节点上，能够应用对中继节点信号分析的方式将网络编码简单的归类，把网络编码分为两种物理层的类别：模拟型网络编码和数字型网络编码。模拟型网络编码主要是依据扩展转发类型的中继节点形成的，源节点讯息是在两个时隙过程中实现相交，两个源节点对扰乱行为进行清除之后，再经过译码实行调整，最终取得需要的数据。数字型网络变主要是依据解码转发类型的中继节点形成的，源节点讯息是在三个时隙过程中实现相交，两个源节点先将自身的扰乱行为清除，最终经过译码调整后取得需要的数据。

3 对网络编码技术的应用

3.1 在无线自组织网络中运用网络编码技术

利用物理层和网络层均衡需求是在无线自组织网络的中心发展方向，其重点应用网络编码技术改进路由算法，以此来提高无线自组织网络的吞吐量[3]。应用网络编码技术不但会增多网线通信网络的运行成本费用，而且也会让无线通信变得更为繁杂。所以优秀的输送计划是有效提升网络信息吞吐量和减少无线通信技术繁杂的主要原因。通过对相关资料进行调查研究，可以将通信的链路主要分成信宿节点链路和中间节点链路两类。因为网络编码技术能够提高信息的吞吐量，节省网络资源，信宿节点在通信过程中的尾端，只要应用原先的路由方法，就能够减少无线通信技术的繁杂性，从而降低了网络成本费用。

3.2 在无线传感网络中运用网络编码技术

在无线传感网络中运用网络编码，将通信节点资源联结到一起，可以有效地提高通信网络的安全。传感器的网络重点包括数据，通信节点可以接收到较多不同的信号，从而能够应用网络编码技术。无线传感网络运用网络编码技术重点表现是在中继节点挑选单独的编码系数，将收到的信息进行计算，再把计算后的信息转发出去。而信宿节点是将了解编码节点在线性编码过程中应用的编码系数后，解码需要的信息，从而取得需要的数据。

3.3 在认知性无线网络中运用网络编码技术

在认知性无线网络中运用网络编码技术，重点注意的是如何更好地处理主要用户和次要用户的无线通信网络资源的共享难题。认知性无线网络提出的具体需求是，在无线通信的使用中，一定要确保主要用户的无线网络通信性能不受任何影响的基础上提供给次要用户较好的通信性能。然而，在认知性无线网络中，各个节点一定要相互配合，适当的对全部信息进行有效整合以此来提升通信的功能和使用效率。网络编码技术能够很好地应用在协调编码上，在认知无线网络中，不但能够提高信息的吞吐量，节省网络资源，而且也能够有效的防止用户的通信质量受到外界干扰，在认知性无线网络发展中有着非常重要的意义。

4 结语

网络编码技术其实就是将网络中的中间节点上接收到发送方的各种讯息加以进行编码处理，形成新的讯息再发送给接收方，网络编码技术可以将从较多的信息源发来的信息在中间过程环节中处以网络编码的这种方式与原先只把收到的信息纹丝不动的保存和发送方式相比较，能够有效地增加无线通信中的信息传播量，节约了网络资源，提升网络输送效率。本文主要对网络编码技术做了基本的解释，对网络编码技术在无线通信系统中的应用进行了相关的分析，也探讨了网络编码技术在无线自组织网络、无线传感网络及认知性无线网络中的相关运用方式[4]，从而得出重要的作用和意义。在通信系统中运用网络编码技术可以更好地提高无线网络的信息流通量，为无线通信系统的稳定发展带来积极的作用。

参考文献

[1]苏秉彦.网络编码在802.11无线中继网络中的应用[D].华中科技大学，2012.

[2]梁晓晴.网络编码技术及其应用研究[D].南京邮电大学，2012.

[3]魏海礁.无线通信系统中网络编码技术的研究[J].电子世界，2014（16）.

无线通信技术的原理例7

序言

无线电通信是一种利用无线电即电磁波信号进行信息传输的通信方式，它能通过实时改变传输功率、载频、调制方式等参数来表达不同的信息。无线电通信技术与有线通信相比，具有不用架设传输线路、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，在今天这样一个信息时代，无线电通信技术是社会进步和经济发展不可或缺的一种实用技术。

当然无线电通信技术也被广泛的应用到警务工作中，警务工作因其特殊性，需要及时的信息传输和稳定的及时交流，而运用无线电通信技术，能发挥其指挥灵、调度快、行动隐蔽等优势，是及时处理各类突发事件的前提和基础。

但无线电技术也有其自身的缺点，由于其利用的是电磁波在开放性空间传输，很容易因外部原因干扰无线电通信的信息传播，而且只需要有相应的接收装置就可以侦听无线信号。所以在警务工作应用的同时也需要我们对于无线电通信进行一定的改善，以达到我们想要的通信质量。

一、无线电通信技术回顾

无线电通信是相比有线通信起步较晚但发展更快的一门技术，1864年麦克斯韦（Maxwel）建立了第一套电磁理论，为无线电通信打好了理论基础，紧接着就是赫兹（Hertz）的第一个无线电实验室（1887年），而这仅仅是一个开始，1889年马可尼（Marconi）实现了横跨英吉利海峡的通信，两年后实现了横跨大西洋的通信，这样的无线电通信的成功使当时的船只之间和船只与海岸之间能很好的运用无线电进行信息交流。

1927年第二次世界大战爆发，因其需要在战场上进行及时稳定的信息交流，大大的刺激了无线电通信的发展，二次世界大战结束后，现代无线电快速发展的时代正式来临，美国分别在移动电话、民用波段无线电台系统还有无绳电话三个方面取得了突破，1962年寻呼机诞生，并得到了广泛的应用。

1979年的蜂窝无线服务给世界范围的无线电通信带来了另外一次革命，蜂窝电话系统将每一个发射器功率调的相当小，使其覆盖面也小，被称为“蜂窝”，这样做使频率可以在小范围里得到重复使用。最初的蜂窝电话系统使用的是模拟调频发射方式，经过不断的发展之后，能够提供更高保密和带宽效率更高的数字调制方案，个人通信系统（PCS）通常使用在更高的频段，直到现在，蜂窝电话系统还在大范围的使用着，其在语音传输方面进行了优化，同时也能进行数据传输。直到今天无线电通信技术仍然发展着，第三代、第四代手机通信的崛起，使得原本单调的无线电通信领域变得丰富多彩起来。

二、警务无线电通信技术回顾

1921年美国底特律警察局第一次将单向无线电台安装于巡逻执勤车上，开创了警务无线电移动通信的先河，30年代警车才安装有发射机，得以实现双向警务移动通信。所以说警务工作的无线电通信应用起步比较晚，不过近年来无线电通信事业的蓬勃发展，带动了警务工作中无线电通信的优化，现在的警员也运用到了世界上最先进的大规模数字集群通信系统，实现了高速的数据传输。

我国公安无线电发展从20世纪50年代开始，先是从苏联、捷克等国引进一些器材样品，包括少量的便携式无线通信机。后在20世纪60至80年代间研究并生产了一批移动通信设备，使得我国警务工作中的无线电通信得到了良好的发展。直至1992年，全国各省约三分之一的市县建成了比较完善的警用基本级移动通信网，我国公安的无线电通信技术在与国际最先进技术一步步的靠拢。

三、公安无线电通信技术使用现状

1、公安无线电设备使用

（1）公安对讲机的使用

如上所说无线电通信技术在如火如荼的发展着，各类先进的通信器材接踵而出，比如蜂窝智能手机的出现使得无线电通信更加的方便，智能。但是公安事业具有其特殊性，点多、线长、面广、人员分散，有紧急任务和突发事件时需第一时间行动，而且在行动过程中需要及时指挥，这是公众移动电话手机所不能达到的。虽然对讲机技术比较落后，但其具有建立时间短，可脱网工作、灵活的组网方式等，在警务无线电通信中占有重要的地位。通过调查对讲机在我国公安工作中的利用率为98.3%，而其中80%以上的公安民警们熟知对讲机的使用方法和效用，更有65%的民警几乎每一天都在使用对讲机。

（2）公安警务通和卫星电台的使用

在新时期无线电不断发展的今天，公安无线电通信也在不断发展，其中公安警务通及卫星电台的使用就代表着公安无线电通信设备使用的最前沿，公安警务通和卫星电台就是通过高速的数据网络将犯罪嫌疑人的最新的动态、资料等传输到每一个一线民警手中，然后民警将这样的数据信息整合，运用到案件处理中去。

而且如今的公安无线电通信设备很大程度上会与GPS系统进行结合，比如每一个警用无线电设备都具备GPS功能，当警员发生危险时，可以第一时间将警员的地理位置报告给指挥部，当然在执行任务的过程中当然也会有受害者受到伤害，这样附着在无线电设备上的GPS系统功能也能够为受害者争取更多的宝贵时间。当无线电脱网不能实现通信时，因GPS系统并不是通过一般的无线电网络进行使用的，所以并不受限于蜂窝网络信号的约束，我们可以再无线电脱网的情况下仍然自如的运用GPS给公安机关带来的便捷。如今我国的北斗GPS卫星系统基本可以实现覆盖整个亚太地区，这样更大程度的保障警员的安全，可以使支援部队及时赶到出事地点进行救援。

2、公安无线电通信网络的建设

我国警用集群通信系统即将从模拟的MPT1327升级成数字的PDT（Professional Digital trunking System）体制，可以说我国公安无线电通信从技术和性能上都有了很大的提升，这其中当然也就包括高速数据网络的完善。警务通和多媒体通信通过这样的技术改变得到了不同程度的改善，特别是如今3G网络的普遍，使得原本速度较慢的GPRS（2.5G）网络无法实现的技术特点现在变为可能。公安工作人员通过这样高速的数据传输系统，将图像、语音还有视频等进行传达，每一个警员都可以第一时间得到最新的线索，使得案件的侦破变得更加简便。

四、无线电通信在公安实践中出现的问题

1、无线电自身存在缺陷

因为无线信道是开发的，电磁波在空间中传播易受周围环境影响，绝大多数接收到的信号都是经过直射、反射、衍射等多路径传播而来的，所以其损耗也不得不重视，电磁波能量被传送到越来越大的空间中，因其是呈球形传播，单位面积上的能量越来越少，因此距离发射源越远，信号就越弱。在真空中，电磁波的传播损耗为：

L=〔4πdλ〕=〔4πdc〕

由公式可知传播损耗值（L）与距离（d）、电磁波频率（f）成正比关系，当然如果电磁波在空气中传播还会受到空气的影响，实际肯定会比真空的损耗大。而且在通信双方之间存在一定速度的相对运动时，会发生多普勒效应，接受到的电磁波频率会有一定范围的频移，不过这样的影响较小，这样的自身损耗是无法避免的。这样就在公安实战中埋下了重大的隐患，特别是仍然在使用的，技术较为落后的无线电对讲机，很容易因为地理原因，远近或超出通讯范围而相互之间失去联系。通过调查，现场指挥失误导致侦查案件失败的有79%的原因是现场的无线电通信出现了失误，其中因对讲机的信号损耗而出现失误的占大多数。

无线电通信中存在的噪声主要是由于自然界或无线通信系统中自然存在的电磁信号的干扰，天电噪声、宇宙噪声、大气噪声、内部固有噪声等，不同频段的通信设备引起噪声的原因不同，以警用无线电频段为例，警用无线电频段在350MHz，接收机内部固有的噪声和环境中的人为噪声占主导地位，而3～30MHz频段则以大气噪声和银河噪声为主。噪声或者干扰信号的存在影响了无线电通信的质量，进而影响最远通信的距离。警用无线电通信要求的就是清晰准确，而这样的标准很难达到，特别是在无线电干扰特别严重的情况下，这样的无线电通信条件下，警员间的相互通信交流就已经十分困难了，更不用说在警员之间通过第一时间的信息交流而准确把握犯罪案件的动向。

如上所说，无线电通信时，所发射的电磁波是在开放的环境下传播的，极易被其他人运用一定的设备和技术手段进行窃听。特别是警务工作中，所传递往往是非常重要的机密文件，如果被不法分子截取，则后果不堪设想。

2、设备存在的问题

公安无线电在不断发展，但其中出现的瑕疵也是存在的，比如对讲机使用过程中因为自身频道占用极易造成无线电通信的影响，而这样的无线电同喜损耗又是无法通过使用方法来减轻的，所以说无线电通信在未来的发展之路还很长。

3、人为因素导致通信不畅

如今的民警素质在不断的提高，但终究没有达到我们希望达到的水平，民警在使用无线电通信的过程中依旧会犯一些错误，比如在使用无线电通信的过程中没有足够的重视这样一个通信联系的方法，反而是通过一些比较低级的比如手机通信等来进行比较重要的联系等等，这样就无形的给了犯罪分子以逃脱的机会，当然在公安民警之中也有一些人不具有无线电通信的专业知识，不能选择良好的无线电通信方法，又不注意保密措施，使得原本就存在缺陷的公安无线电通信变得更加易被反侦破。

五、公安无线电通信技术改善与展望

1、数字集群的推广应用

公安工作中对讲机的运用十分广泛，针对如上所说的无线电对讲机信号损耗高、易受干扰等问题，如今的公安无线电对讲机也做了一系列的改善，其中数字集群最为突出。数字集群结合了蜂窝数字技术的优点，可以指定的信道上装载更多的用户，提高频谱的利用率，且提高话音质量，改变控制信号随通信距离增加而降低的弱点，使得语音和数据服务更加完善和方便。但其无线通信基站建立并没有完善，技术并没有完全成熟，还可能存在一些问题，如越区切换技术的应用。但相信不久的将来数字集群会在公安无线电通信中占有一个重要的地位。

2、后3G时代的无线电通信

3G网络在中国已经成熟了，其带来的全面的高速网络为每个无线电通信用户带去了方便，公安工作也因为3G网络的改变而变得简单易行，如今3G网络已经接近尾声，3.9G（即LET技术）、4G网络将要兴起，我们会拥有一个更快速的无线网络进行数据传输，而这样的技术革新使得之前所说的警务通等高新单人警务装备更加切合实际的发挥效力，3G网络所能提供的数据率，在高速行驶的汽车上大约为144kb/s，徒步行走的行人和慢速的汽车约为384kb/s，固定用户最大可以到2Mb/s，将要来的3.9G则具有100Mb/s的数据下载能力而4G网络理论上更能达到1Gb/s的传输速度，在4G通信飞速发展的今天，无线电通信已经远非之前我们所简单想像的通话短信了，它将带来的是通过网络高速数据传输的同步视频会议、瞬时大数据量传输，将原本只能在科幻电影中看到的变成了可能。而且在3G结束，4G兴起的时间段中，接收无线电通信的各种设备将变得更加个人化和智能化。通过这样的改变，相信将这样的大数据传输技术运用到公安事业中，使得每一个一线的警员都能够得到最新的犯罪嫌疑人的个人信息，使得公安工作得到更大的提升。

3、蓝牙技术的运用

蓝牙技术具有很高的安全性和适用性， 利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向， 一旦连接到网络上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。当然蓝牙技术在短距离的信号传递上也有非常明显的作用，且蓝牙技术非常廉价，符合节约型社会的要求，警务蓝牙技术的应用可以使得短距离的无线电通信变得简便易操作，避免了之前所讲的通过蜂窝技术或者其他无线电技术所带来的速度缓慢、信号干扰等问题，蓝牙技术在警务工作上具有很好的发展前景。

4、抗窃听技术

无线电通信的短板在于其会产生干扰和存在窃听问题，不得不说，噪声问题的存在有一部分是内部原因和不可改变的自然原因，我们只能将这样的影响降到最低而不能彻底的消除，而对于人为的干扰和窃听，我们现在选择的是使用法律和行政手段进行制止，当然也有将信息进行加密变化的方法进行防窃听，特别是在无线电通信飞速发展的今天，正是每个人都很关注自己隐私问题的保密工作，而作为专用无线电通信系统的要求者，我相信警务抗干扰和防窃听技术在将来会有更大的突破，而作为公安战线上的我们也应为之而努力。

5、对于公安警员的无线电通信技术培训

公安警员的无线电使用也是我们需要注意的，正是通过这样的培训，公安无线电通信技术才能够不断的得到发展。

结语

无线电通信技术是一个发现不久，却一直能够有新技术的领域，公安事业运用无线电技术也处在一个发展很快，需要更多动力的新的时期，所以发展警务无线电通信技术要抱着一个发展的眼光，特别是在现在这样一个信息的时代，缺少了先进的无线电通信技术，公安事业将举步维艰。当然在无线电通信不断发展的同时，我们更需要要利用好这样的技术，使警务工作更加的简便易行，使侦查的效率不断的提高。

参考文献

[1]Roy Blake 无线通信技术[M]科学出版社 2004

[2]梁华升 浅谈几种无线电通信技术及其使用现状 [J]广西轻工业2009（11）

[3]陈如明.未来信息通信网络发展战略思考（一）[J].中国无线电，2006，（15）.

[4]韩国柱. 无线通信技术的未来发展趋势[J]. 中小企业管理与科技，2007，（11）.

无线通信技术的原理例8

摘要：以“短距离无线通信”课程为例，研究了该课程校企合作改革实施方法，分析了传统“短距离无线通信”课程中所存在的理论性过强、教学资源不匹配等问题，提出了针对该课程的校企合作课程改革思路，并进一步介绍了课程改革的实施过程，最后对课程教学改革中存在的问题进行了总结。

关键词 ：校企合作；短距离无线通讯；课程改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2015）03-0052-04

作者简介：吴珊珊（1982—），女，硕士，南京信息职业技术学院讲师，研究方向为信号处理与高职教育。

基金项目：2013年南京信息职业技术学院社会科学研究基金项目“校企合作课程教学及资源开发实证研究——以‘短距离无线通信’课程为例”（项目编号：YS20130103）；南京信息职业技术学院“短距离无线通信”课程改革专项（项目编号：KG2011-01）

高职院校的根本任务是为生产、建设、管理、服务第一线培养高级技术技能型人才。教学工作是学校的中心工作，课程教学是实现高等职业学校人才培养目标的基本途径，课程教学质量是直接影响人才培养质量的核心要素。“工学结合，校企合作”是高职专业人才培养的基本模式，基于校企合作的课程改革正是这一模式在课程建设中的具体体现。本文以南京信息职业技术学院无线电技术专业中的一门专业核心课程——“短距离无线通信”为例，就该课程进行校企合作改革的思路、方法及存在的问题进行探讨。

一、课程改革的必要性

与普通高等教育课程相比，高等职业教育课程建设有其特定的困难，究其原因主要有三点：其一，职业教育是以就业为导向，其课程内容必须根据企业对岗位能力的要求不断更新；其二，职业教育课程的目的是将学生导向工作体系，而高职学校的教师一般都是从普通高校毕业后直接入职的，他们往往对普通教育中的知识体系类课程比较熟悉，对这种基于工作体系的课程模式却比较生疏，这无疑在很大程度上增加了职业教育课程开发的难度；其三，职业院校的学生与普通高校的学生相比，其学习能力和学习主动性都相对较弱。因此，职业教育课程开发的一个重要任务就是如何根据这类学生的学习特点，充分挖掘他们的潜力，激发他们对课程内容的兴趣。

我院无线电技术专业的人才培养目标为培养具备无线电设备及系统的售前与售后技术支持、工程实施与管理、系统运行维护、系统方案设计、产品辅助设计等能力和职业生涯可持续发展基础，在无线电技术领域内从事技术服务、方案设计、工程实施等第一线工作的高级技术技能人才。本文所研究的“短距离无线通信”课程正是无线电技术专业的专业核心课程，主要讲述了无线通信技术基础知识、无线局域网技术、蓝牙技术、ZigBee技术等短距离无线通信技术的基本概念和基本原理，它与“射频技术”、“通信技术基础”等课程相结合，完善了无线电技术专业的基础理论知识，对本专业所面向的无线电相关产品的检验及维修、辅助设计等岗位所需要的知识、技能和素质目标的达成起到支撑作用。然而，该课程以往的实施状况并不令人满意：首先，学生普遍反映课程的理论性太强，并且质疑教师所讲述的“概念”和“原理”是否有助于他们将来的工作。要解决这个问题，需要教师尽量多地告知学生“要做什么”、“怎么做”、“怎么做得更好”这类过程性的知识，而不是“是什么”、“为什么”这类陈述性知识。其次，由于高职学生大多擅于形象思维，具有这类思维类型的人一般不善于用符号去思考问题，他们需要在一定的环境和背景下进行学习，故教师需要选取适宜的课程内容，为其设置适合的课程体系，并针对具体课程开发相应的课程标准。最后，可供该课程使用的资源较少，如教材不匹配，缺乏可供学生课后自学的教学资源，实践条件跟不上等。

为解决上述问题，必须进行课程改革，使“专业与产业、职业、岗位对接；专业课程内容与职业标准对接；教学过程与生产过程对接”，即进行基于校企合作的课程改革，进而实现高职教育的人才培养目标。

二、课程改革思路

根据对无线电技术专业学生就业期待的调查分析发现，大多数高职学生在社会环境影响下就业心理发生了改变，他们已很难满足于毕业后从事枯燥的焊接、装配、检验等岗位，而是期待薪酬及技术含量更高的技术服务岗位。美国信科检测认证集团（下文简称“信科”）的主要业务是对无线通信设备的各项参数进行测试，并且根据各个国家的监管机构所制定的EMC（电磁兼容）和无线射频安全标准确定其是否通过认证，从而实现无线电产业的标准化。短距离无线通信产品的检测认证行业对高职学生而言，既具有一定的技术含量，入职门槛也不会过高，因此具有较大的吸引力；而对无线通信设备检测认证所需要的基本原理正是“短距离无线通信”课程所阐述的内容。鉴于此，自2012年起，学校就“短距离无线通信”课程建设与“信科”开始建立了合作关系，整合校企双方资源，改革原有课程架构。课程的校企合作改革主要围绕以下几个方面展开：

一是课程内容以企业真实项目为载体，围绕Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等短距离无线设备的组网及检测任务展开。学生在学习过程中可以切实体会到课堂所学的正是真实的工作项目中所需要的，从而具有更大的学习热情。二是采用学校专任教师和企业兼职教师共同授课的方式，结合多样化的教学方法和手段，提高教学效率。三是校企合作开发教学资源。通过教材开发、微课制作等多种形式，多角度地向学生呈现课程内容，便于学生课堂学习和课后自学。

三、课程改革的实施过程

（一）课程教学内容的设计与组织

课程改革围绕“培养学生使其具备对短距离无线通信设备进行调试与检测的能力”这一教学目标，对原有课程教学内容进行了整改。调整后的课程教学内容以无线局域网技术、蓝牙无线接入技术以及ZigBee无线接入技术的基本原理为基础，以对Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等短距离无线通信设备的组网及检测任务为载体展开，共分为无线通信基础、无线设备检测基础、无线局域网技术、蓝牙无线接入技术以及ZigBee无线接入技术五个教学单元，共45课时。各教学单元的知识技能培养目标以及课时分配，如表1所示。

根据各单元的知识技能培养目标，本课程的知识点结构如下页图1所示。围绕无线通信设备检测这一核心内容，课程首先介绍了无线通信基础知识和无线设备检测基础知识，而后在基本理论的学习基础上，以WiFi设备的检测、蓝牙设备的检测以及ZigBee网络的设置为主线，相继从各种技术的工作原理、主要标准、组网过程、测试方法等多个方面对其进行介绍。

（二）课程教学的实施

由于学校专任教师更多的是专注于理论内容的研究，对具体项目的实施过程并不十分了解，导致其在讲解工程案例时不能做到了熟于胸，显得比较苍白。因此，本课程的教学实施环节由传统的专任教师进行理论课的讲授改为由学校专任教师和企业兼职教师共同授课模式。学校专任教师的教学课时占总课时的70%左右，主要负责基本概念和基本原理的讲解；企业兼职教师的教学课时约占总课时的30%，授课可采用讲座、在企业指导学生进行实践、常规授课等多种形式完成。

本课程中由企业教师完成的授课任务如下：一是第二单元“无线通信设备检测基础”对无线检测认证行业进行了描述，介绍了常见的无线检测场地与检测设备并且归纳了常见的测试项目，这一单元所涉及的内容与企业工程项目联系紧密。因此，这一单元7课时由企业兼职教师来校授课。二是第三单元的实验项目“WiFi设备检测”以及第四单元实验项目“蓝牙设备检测”，则是由学校组织学生前往企业，在企业兼职教师的指导下进行实验。三是在课程进行过程中，学校将安排企业资深工程师来校进行讲座至少一次，介绍企业的具体情况，对检测认证行业需要毕业生具备的基本素质和技能进行宣讲，并且给部分优秀的学生到企业实习的机会。

（三）课程教学资源建设

课程的开发离不了课程资源的支撑，课程资源的合理开发和利用是课程建设顺利达到预期目标，促进学生全面发展，有效提高教育教学质量的重要保障。课程资源不只局限于教材这一为人所熟知的形式，它应是包含专业领域、教学领域、学习领域和师生互动领域等多个层次的立体化资源。目前的“短距离无线通信”课程资源建设主要围绕编写教材、制作微课、完善习题库等多个方面展开。

1.编写教材

如前所述，为了达到高职教育的培养目标，适应当前高职学生的学习特点，我们首先必须开发出一套与既定课程内容相匹配的教材，在教材的编写过程中。校企双方采取基于工作过程的方法来组织教材内容，以一个完整的任务为载体，将学生需要掌握的知识和技能分散在任务的提出、完成和验证过程中，使学生在掌握所需知识和技能的同时，获取实际工作环境的体验，缩短课堂和职场的距离，提高学生的职业竞争力。

《短距离无线通信设备检测》以典型短距离无线通信设备检测的工作过程为逻辑起点，分别从相关系统的技术原理、通信系统的组网配置方法到设备的检验测试过程等环节进行展开，层层递进，并将企业实际测试案例引入教材中。

2.制作微课

为了让学生更好地把握知识重点和难点，从而达到更好的教学效果，课程组从课程知识点（如图1所示）中提炼出重点知识和难点知识（图1中带型标志的内容），用三维动画、flash、PPT讲解视频等多种形式呈现课程内容。

3.完善习题库

课程组还对原有的习题库进行了修改与重组，不但删去了大量理论性较强的习题，还请企业教师参与习题库的编写，使学生的习题库实用性更强。

总之，围绕“辅教辅学”这一根本目的，无论在课堂教学或是课后自学的过程中更好地为教师和学生服务，课程教学资源的建设将长期持续及不断更新。

四、问题与思考

“短距离无线通信”课程经过两年多的校企合作教学改革，确实具有较大收获，但不可否认还存在一些问题。由于目前资源的局限性，本课程的教学资源还未能在网络教学平台上线运行。因此，在与学生进行在线互动，及时解决学生的问题方面还有一定欠缺。尽管在目前的课程考核中已由企业兼职教师参与命题，但还没有形成一种完善的校企合作考核机制。因此，在后续工作中校企双方将进一步探讨如何全面客观地对学生的学习效果进行评价。校企合作实验室的建立将会使学生更加方便的进行实验，并且具有更多的实践机会，这也需在今后的校企合作中进一步加强。

参考文献：

[1]石伟平，徐国庆.职业教育课程开发技术[M].上海：上海教育出版社，2004.

[2]姜大源.论高职教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报，2010，3（10）：1-6.

[3]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计——关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究，2009（4）：66-70.

无线通信技术的原理例9

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0046-02

1 引言

随着无线通信的迅速发展，如何利用有限的频谱资源提供高速率、高质量的移动通信服务已成为关注的重点。常规的单天线收发通信系统已经无法解决新一代无线通信系统的大容量、高可靠性的需求问题，面临着严峻挑战。结合空时处理技术的多输入多输出（MIMO）技术，能成倍的提升系统容量和可靠性无需增加系统带宽[1]。

2 MIMO技术概念

MIMO允许多个天线同时发送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。MIMO技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益，目前针对MIMO信道所进行的研究也主要围绕这两个方面。

2.1 MIMO技术的发展

MIMO无线通信技术是天线分集与空时处理技术相结合的产物，它源于天线分集与智能天线技术，具有二者的优越性，属于广义的智能天线的范畴。

MIMO的早期概念在70年代就被提出了；1985年，贝尔实验室的Jack Salz和Jack Winters发表了波束成型（beamforming）论文；1993年，Thomas Kailath和Arogyaswami Paulraj提出了利用MIMO的空分复用（Spatial multiplexing）概念；1996年， Gerard J. Foschini提出了贝尔实验室分层空时 （BLAST ： Bell laboratories layered space-time）技术；1998年，贝尔实验室演示了第一台空分复用实验室原型机；2001年后，多家公司开发出了基于MIMO技术的WiFi或WiMAX商用系统；至今，所有第四代移动通信（4G）候选标准（例如LTE-A，WiMAX等）都将采用MIMO技术。

虽然MIMO技术已取得了一定程度的发展与进步，但是MIMO技术的理论结合实践应用还是存在一定的差距，因此对 MIMO 技术的深层次研究，对 MIMO 技术的发展有着重要意义[2]。就目前看，MIMO技术还需要在下面几个问题上深入研究与发展：（1）信道建模和信道容量的问题。（2）信号设计及处理问题。（3）MIMO 技术在4G网络中的应用和发展。（4）有效解决MIMO技术中多径效应的方法与措施。

2.2 MIMO系统原理

多输入多输出（MIMO）系统是指在通信链路的两端均使用多个天线的无线传输系统[1]。的MIMO系统框图如下图1所示。

发送端有根发送天线，接收端有根接收天线。其中表示来自第根发送天线的信号，表示从第根发送天线到第根接收天线的信道衰落系数，表示第根接收天线的信号。

假设MIMO系统信道模型为分组衰落模型，信道矩阵元素服从独立同分布的复高斯型瑞利衰落。此时MIMO系统模型可表示为：

其中是×1维接收信号向量，表示向量信道矩阵转置，H是×信道矩阵，是×1维发射信号向量，是×1维噪声向量。

2.3 MIMO关键技术

MIMO技术的关键技术通常是指空分复用、空间分集、波束赋形、预编码[2]。

（1）空分复用（Spatial Multiplexing）：

是利用多天线通过多个独立的空间信道同时发送多个独立的数据流。在发射端，高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。Foschini等人提出的“贝尔实验室分层空时”（BLAST：Bell laboratories layered space-time）技术是最早提出的空分复用方法。空分复用基本框图如图2所示。

（2）空间分集（Spatial Diversity）：

是将信号在多个独立的空间信道中传输，并在接收端对多份接收信号进行处理，从而减轻深衰落的影响，有效降低错误概率，提高系统可靠性。空间分集可分为接收分集和发射分集。LTE的多天线发送分集技术选用SFBC（Space Frequency Block Code）作为基本发送技术，图3为SFBC发送分集基本框图。

（3）波束赋形（Beam-forming）：

是一种基于天线阵列的信号处理技术，由多根天线产生一个具有指向性的波束，将能量集中在传输的方向上，以控制发送（或接收）信号的方向。原理：对多天线输出信号的相关性进行相位加权，是信号在某个方向形成同相叠加，在其他方向形成相位抵消，从而实现信号增益。

（4）预编码（precoding）：

主要是通过改造信道的特性来实现性能的提升，是支持多层发送的广义波束成型技术。预编码对多个数据流采用各自不同且联合计算的预处理矢量，以使总链路吞吐量达到最大。在多用户系统中，基于最大均方差（MMSE）或迫零（Zero-forcing）的预编码是最常见的线性方法，可以以有限的复杂度达到较好的性能。

以上 MIMO 相关技术并非相斥，而是可以相互配合应用的，如一个 MIMO 系统即可以包含空分复用和分集的技术。

2.4 MIMO的信道容量

传统SISO系统在加性高斯白噪声信道中的信道容量[4]（香农定理）：

bps/Hz，是接收端平均信噪比

MIMO系统在平坦衰落信道中的信道容量上限：

bps/Hz，M是接收天线数，N是发射天线数，是每根接收天线的平均信噪比，H是M×N阶的信道参数矩阵。

MIMO信道可以看成由个并行的信道或者本征模组成，因此整个MIMO信道的容量就是所有子信道容量之和。从理论上看，由于每个子信道都可以具有香农容量极限，所以，当发送/接受天线阵都具有良好的非相干性时，整个MIMO信道的容量可以显著提高。

3 MIMO的应用与标准化进展

MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一[5]。在无线宽带移动通信系统方面，3GPP已经在标准中加入了MIMO技术相关的内容，B3G和4G的系统中也应用了MIMO技术[3]。在无线宽带接入系统方面， 802.16e、802.11n和802.20等标准也采用了MIMO技术。在其他无线通信系统研究方面，如超宽带（UWB）系统、感知无线电系统（CR），也在考虑了MIMO技术。

随着MIMO技术日趋成熟，并向实用化迈进，国际上很多研究机构已不断推动MIMO技术的标准化进程，包括：MIMO无线传播信道模型的标准化和MIMO技术的标准化。

第三代合作伙伴计划（3GPP）将MIMO技术纳入了 HSPA+标准（R7版本），HSPA+中的MIMO采用的是2×2的天线模式。3GPP 组织在基于LTE R8和LTER9上一步研究和开发LTE R10。增强的下行MIMO是LTE-Advanced的关键技术之一，与LTE R8相比，不仅扩展了天线还引入了很多优化的机制。

4 结语

MIMO技术是无线通信领域近十年来重大的技术突破。目前MIMO与OFDM技术的结合，MIMO与新的自适应技术的结合，MIMO关键技术之间的结合和切换等都成为现在研究的热点，另外在LTE/LTE-A中不同场景下采用不同的技术可以得到不同的性能[6]，这势必会推动MIMO技术的进一步发展与应用。日后我们应对 MIMO 技术进行更深一步的研究和探讨，以促进 MIMO 技术的不断完善。

参考文献

[1]吴秋莹.MIMO技术在LTE系统中的应用及发展[J].信息技术，2012.

[2]董冰.论MIMO技术在LTE系统的应用与展望[J].信息通信，2012.

[3]卢敏.MIMO技术在LTE-A系统中的应用[J].科技信息，2012.

无线通信技术的原理例10

文中通过对无线通信网络中射频干扰的成因进行了分析，对典型的抗干扰技术进行了简单的说明，以供同行人员借鉴。

 

在通信领域中，无线通信技术正以惊人的速度发展，特别是个人移动通信蜂窝小区的快速发展，使用户摆脱了有线的控制，使得信号的传输更为方便快捷。但同时，我们也应该看到，在手机通话的过程中，有时候会遇到掉线、信号质量差、杂音出现等现象，这些现象就是无线信号之间相互干扰的结果。在无线通信领域内，现在是新旧系统共存在一个体系中，最新的通信技术和我们最早采用的旧技术是共存的，而且这种状态还会一直存在下去。

 

并且其他的无线信号设备如无线局域网、数字视频广播等信号也会在这个体系中存在。这就是我们经常在无线信号塔上看到多种多样的天线林立，在这个体系中可以说是存在各种各样的无线信号，它们之间很有可能会产生相互干扰，通信的天空也会变得越来越拥挤，那电话掉线、信号质量差、信号之间互相干扰也就很正常了。但是，为了保证无线通信的质量，信号抗干扰技术也应运而生，并在通信领域内起着重要的作用。

 

一、无线通信网络中射频干扰成因与对策

 

在无线通信领域中大多数的信号干扰都是无意的，只是其它的信号收发过程中产生的阻滞。通常的情况下，干扰信号只影响接收器，而且大多数的干扰源来自于基站的外部，也就是你直接控制的范围之外。

 

1.未经许可的发射器

 

发射器的发射都有一个频段，未经许可的发射器的发射频段可能和你的发射器频段相同，因为没有注册，所以就象是无证经营一样，因此，在通信行业中坚决取缔这类发射器是避免这种情况出现的最好办法。

 

2.发射器配置不正确

 

由于故障或是发射器的配置不正确，可能造成两个服务商在同一个频率上发射信号，产生冲突的发射器服务商会急于纠正这个问题，以便恢复正常的通信，这种情况可能会偶尔出现，影响你的接收。

 

3.发射器信号互调

 

发射器信号互调有两种情况，一种是发射器自身的信号互调，两个或两个以上的信号混在一起形成新的调制信号，其中最常见的互调是三次互调，都不是我们希望的任何一种信号;另一种是与其他发射器的信号混在了一起，也是形成了一个新的频率的互调信号，在这种情况下肇事者是发射器，因此，在同时使用多个不同频率的发射塔上，把所有的发射器都安装上窄带滤波器和绝缘子是防止出现这种现象的有效措施。

 

4.外界原因造成的互调

 

发射器并不是互调信号的唯一来源，而来自外界的物理结构的变化使信号互调中无法阻止的。当发射器功率很大时，附近生锈的白铁皮房顶或者是围墙都能起到非线性二极管的作用，它们的变化还与天气因素有关，因此，这种变化是很难防止的，在排除干扰时要考虑这种因素的影响。

 

5.信号覆盖区域重叠

 

引起信号覆盖区域重叠的原因很多，你的网络和其他网络的覆盖区域在一个信道或是多个信道上超过规定的范围，天线位置不正确、发射器功率过大或是外部环境的变化都可能引起信号覆盖区域重叠，比如原来这里有一栋高楼，当拆除这栋高楼后周围的信号覆盖就会发生变化，可能引发覆盖区域重叠。

 

6.广播发射器谐波

 

一些广播电台发射的大功率信号源可能产生信号谐波，例如一个10MW的发射器很容易产生一个10M的谐波，这个谐波足以干扰附近的移动通信，象这样的情况避免发生谐波的方法是移迁通信天线以避开发射器，或者是重新分配频率方案使得造成冲突的发射器附近的通信基站使用的是不受其谐波能量影响的信道。

 

二、抗干扰信号处理技术

 

随着通信技术的发展，干扰和抗干扰技术也在不断的发展进步，以下是常采用的新型的抗干扰技术。

 

1.扩频技术

 

扩频抗干扰的基本原理是降低干扰的功率密度或碰撞概率，但不能完全消除误码。通过扩频技术，可以把信号隐藏在噪声中，采用很宽的频带形成伪噪声通信，这对窄带干扰会有很强的抗干扰能力。

 

2.快速跳频

 

快速跳频是针对中、低速跳频通信系统易受跟踪式干扰而采用的一项技术，它的原理是：移动通信系统以高于信息速率的跳速在很宽的频带上进行频率跳变，比目前的跳速提高100倍以上，它能有效地对抗敌方的跟踪式干扰和转发式干扰，能消除宽带移动中多径效应造成的不利因素，大大提高数据传输时的误码性能，从而提高可通率。

 

3.多输入多输出技术

 

MIMO是近年来在无线传输领域出现的一项新技术，它采用在发射端通过多个发射天线传送信号，在接收端使用多个接收天线接收信号，这种技术可以极大地提高无线通信的性能和容量。由于MIMO技术提供的信道容量大，这就为数据率提供了一个很大的变化范围，因此，在速度域上能实现抗干扰;另外，MIMO技术与OFDM、时空编码相结合，就能实现在时域、频域和空域上的抗干扰，是一项正在深入研究的新技术。

 

4.虚拟智能天线技术

 

虚拟智能天线技术是通过使用同一地理区域或类似的其他通信设备天线之间的相互作用，实现了类似智能天线的功能，提高了天线信号接收端的干扰比和抗干扰性能，一个智能天线能同时抑制来自不同方向的多个敌方干扰，使信号干扰比提高很多。实现智能天线技术的关键是多通道信号处理和多通道信号的交互，智能天线的抗干扰技术不亚于一部抗干扰电台，智能天线技术已发展较为成熟。

 

5.软件无线电技术

 

软件无线电技术是将模块化、标准化的硬件单元以总线或网络的方式连接构成基本平台，并通过网络加载实现各种无线通信功能。它可以实现各种电台互联互通的无线网关，可实现空中转信的多功能空中平台，可进行智能化通信侦察与抗干扰的电子对抗系统。