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通信技術原理范文1
關鍵詞：光纖通信 原理 應用 趨勢
Abstract: Communication network and telephone communication network in optical fiber communications network to replace the cable communication network has become the world recognized the fact. At this time because the communication distance influence, falling to the utilization rate of optical fiber communication, so as to achieve further development, must find a new way, using new technology. This paper analyzes the principle of optical fiber communication technology, practical application and to explain the new technology in optical fiber communication, the trend of research on new technology of optical fiber communication.
Key words: optical fiber communication; principle; application; trend
中圖分類號：[TN913.7] 文獻標識碼：A 文章編號：
一、光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式?？梢园压饫w通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發絲還細；外面層稱為包層，包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會發生信息傳播中的信息泄露現象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。
二、光纖通信技術的原理
2.1光纖通信是利用半導體激光器或半導體發光二極管作為光源器件，把電信號轉換為光信號并將其耦合進石英光纖中進行傳輸，在接收端使用半導體檢測器件，如雪崩光電二極管或光電二極管等，將光信號再還原為電信號的一種通信方式。光纖的結構是由：纖芯、包層、涂敷層和護套組成。
2.2纖芯的作用是傳到光波，包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。為了達到傳到光波的目的，需要使纖芯材料的折射率大于包層的折射率。為了實現纖芯和包層材料的折射率差，必須使纖芯和包層的材料有所不同。目前實用的光纖主要是石英系光纖，其主要材料是石英。如果在石英中摻入折射率高于石英的摻雜劑，則就可以作為纖芯材料。同樣，如果在石英中摻入折射率比石英低的摻雜劑，則就可以作為包層材料，經這樣摻雜后，上述的目的就可以達到了。
2.3目前廣泛應用的摻雜劑主要是：二氧化鍺、五氧化二磷、三氧化二硼、氟。前兩種用于提高適應材料的折射率，后兩種用于降低石英材料的折射率。實際應用中的光纖，外面加幾層塑料涂層，以保護光纖，增加光線的強度。經過涂料以后的光纖成為光纖心線。根據光纖心線的涂料結構的不同，可以分為緊套光纖和松套光纖。
三、光纖通信技術發展的現狀
3.1波分復用技術
波分復用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或波長)不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器(合波器)，將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時)，從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。
3.2光纖接入技術
光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。
四、光纖通信技術的廣泛應用
光纖通信技術在電力系統和艦艇及水下系統中的應用。
4.1在電力系統中的應用
電力系統通信與郵電公用網相比，有著自身的特點，比如要求高可靠性、業務多、大部分業務容量小、具有豐富的桿路資源。因此，在電力通信光纖網絡建設的過程中，通常會針對電力通信的特點并充分利用電力部門的特征進行光纖通信的建設。
4.1.1通過電力系統所獨有的線路桿塔資源架設的電力特種通信光纜稱為電力特種光纜。電力特種光纜分為以下幾類：OPGW、ADSS、OPAC、OPPC、MASS、GWWOP、ADL ，電力特種光纜由于其自身結構以及安裝形式比較特殊，所以遭到外力破壞的可能性相對來說比較小。目前，應用最為廣泛的是OPGW 和ADSS 這兩種光纜。
4.1.2OPGW有以下幾個方面的優點：光纜同時與地線相復合，從而節省了重復建設的巨大費用；傳輸信號損耗小，且有著較高的通信質量；具有較好的安全性，不容易被偷盜。其缺點是在應用中有雷擊損傷的問題。另一種較常應用于電力通信中的光纜ADSS 光纜由于其材料采用絕緣介質，具有重量輕、不會對鐵塔照成較大影響等優點，可應用于強電場和長跨距。同時由于其桿塔添加型的安裝形式，光纜的架設對輸電線的運作影響較小，所以在其安裝、維護的過程中可以不用停電。
4.1.3ADSS光纜在實際使用中最大的問題是電腐蝕
根據其各自的特點，通常在新建線路時，會采用OPGW光纜；在老線路加掛光纜時，會使用ADSS光纜。而新型特種光纜光纖復合相線(OPPC) 同時具備電能傳輸功能，國外已應用多年，國內應用處于起步階段。與ADSS 和OPGW 等常用光纜比較，OPPC 具有一系列優點，包括與相導線復合，基本不存在OPGW 雷擊斷纜問題；不存在ADSS 電腐蝕斷纜問題；處于高電壓狀態，具有防盜功能。當無法找到合適的ADSS 和OPGW 的敷設空間時，OPPC 是適當的選擇。目前，在波長1260 ～ 1680nm 范圍內，光纖可以傳輸的波段有6 個。利用波分復用 (WDM) 技術，每個波段可同時傳輸多個信道。不同類型的光纖所能傳播的光波波長范圍也不同。
4.2光纖在艦艇及水下系統中的應用
光纖通信在艦艇上的應用主要基于光纖優良的傳輸性能, 同時也由于光纖對電磁現象的不敏感性, 而且能減少重量和尺寸等, 艦用光纖通信就是在這一背景下產生的。當前艦船電子技術深入到各種電器設備和控制系統, 艦用雷達、導航、傳感器和指揮系統的信號電纜, 加上其它電器設備和電力電纜, 帶來了嚴重的電磁干擾、射頻干擾和電磁泄漏等問題, 使得電磁兼容性的矛盾日益加劇。雖然各種設備的電磁信號在嚴格的控制之下, 但干擾依然存在,只能在某種程度上減少干擾, 而無法從根本上消除。光纖是一種無源、不導電的介電波導材料, 對電磁現象不敏感, 其自身也不產生輻射, 以光纖作為信息傳輸材料, 可以免除各種信號之間的干擾, 傳輸數據的準確率、靈敏度將大大提高, 保密性也大大增強。特別對于通信監視設備尤為適宜, 可使艦船電磁兼容性矛盾大大緩解。艦艇采用光纖通信技術可使傳輸的頻帶增寬、信息容量增大、傳輸速率提高, 同時還可以極大地節約空間和重量, 而且可以簡化安裝。
4.2.1光纖的固有化學穩定性和物理特性, 使得它作為傳輸材料絕緣性能好, 能承受艦艇及水下的惡劣環境耐高濕、抗潮濕和鹽份的腐蝕, 而且光纖不會自燃也提高了艦船的安全性。
五、光纖通信技術的發展趨勢
5.1向超高速系統的發展
網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用(TDM)方式進行，每當傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30％～40％：目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間里增加了2000倍，比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。
5.2向超大容量WDM系統的演進
采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1％，99％的資源尚待發掘。
5.3實現光聯網
波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統，其靈活性和可靠性還不夠理想。
5.4新一代的光纖
近幾年來隨著IP業務量的爆炸式增長，電信網正開始向下一代可持續發展的方向發展，而構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。 5.5光接入網
過去幾年間，網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都已更新了好幾代。不久，網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡。
六、結語
光纖通信是利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式，是現代通信網的主要傳輸手段，技術作為信息技術的重要支撐平臺,在未來信息社會中將起到重要作用。從現代通信的發展趨勢來看,光纖通信也將成為未來通信發展的主流。
參考文獻：
通信技術原理范文2
[關鍵詞] 光纖；通信原理；光纖通信系統；發展前景
中圖分類號： TN929.11 文獻標識碼： A
1前言
光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段，它的快速發展歷史只有二十多年，已經歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖。進入21 世紀后，由于因特網業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長，對大容量（超高速和超長距離） 光波傳輸系統和網絡有了更為迫切的需求。光是一種頻率極高的電磁波，因此用光作為載波進行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸引力，光通信是人們早就追求的目標，也是通信發展的必然方向。
2 通信原理
2.1 光纖的優點
光纖是由中心的纖芯和的包層同軸組成的圓柱形細絲。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外，在應用中，光纖常按用途進行分類，可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種，而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現。光纖通信之所以發展迅猛。主要原于它具有以下特點：
1） 通信容量大、傳輸距離遠。一根光纖的潛在帶寬可達20THz，無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百公里；
2） 信號串擾小、保密性能好；
3） 絕緣、抗電磁干擾性能強，傳輸質量佳；
4） 光纖線徑細、重量輕，原料為石英，節省有色金屬銅材料，有利于資源合理使用；
5） 具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點；
6） 無輻射，難于竊聽，因為光纖傳輸的光波不能跑出光纖以外；
7） 光纜適應性強，壽命長。
2.2 光纖通信的原理
所謂光纖通信，就是在發送端首先要把傳送的信息（如話音） 變成電信號，然后調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度（頻率） 變化而變化，并通過光纖發送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。然而，由于目前技術水平所限，對光波進行頻率調制與相位調制等仍局限在實驗室內，尚未達到實用化水平，因此目前大都采用強度調制與直接檢波方式（IM- DD）。又因為目前的光源器件與光接收器件的非線性比較嚴重，所以對光器件的線性度要求比較低的數字光纖通信在光纖通信中占據主要位置。
基本的光纖通信系統是由數據源、光發送端、光學信道和光接收機組成。數據是數字，聲音，圖像等各種信號的數字化。光發送機和調制器則負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，先后用過的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光學信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等;而光學接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話音、圖像、數據等信息。
2.3 光纖通信系統
光纖通信系統的主要工作流程如圖2- 1
圖2-1 光纖通信系統
2.3.1 PCM電端機
在光纖通信系統中，光纖中傳輸的是二進制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進制數字信號對光源進行通斷調制而產生。而數字信號是對連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產生的，稱為PCM（Pulsecodemodulation），即脈沖編碼調制。這種電的數字信號稱為數字基帶信號，由PCM電端機產生。
2.3.2 光發信機
光發信機是實現電/ 光轉換的光端機。它由光源、驅動器和調制器組成。其功能是將來自于PCM 電端機的電信號對光源發出的光波進行調制，成為已調光波，然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機就是常規的電子通信設備。
2.3.3 光中繼器
光中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖進行整形。
2.3.4 光收信機
光收信機是實現光/電轉換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經光檢測器轉變為電信號，然后，再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端機去。
2.3.5 光纖連接器、耦合器等無源器件
由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
2.4 光纖通信的應用領域
光纖通信的應用領域很廣泛，主要用于通信中繼網和用戶接入網。光纖通信的優點在這里可以充分發揮，逐步取代電纜，得到廣泛應用。長途干線通信過去主要靠電纜、微波、衛星通信，現已全面使用光纖通信，并形成了占全球優勢的比特傳輸方法。光纖通信還可用于全球通信網、各國的公共電信網（如我國的國家一級干線、各省二級干線和縣以下的支線）、高質量彩色電視傳輸、工業生產現場監視和調度、交通監視控制指揮、城鎮有線電視網、共用天線（CATV） 系統等。
3 光纖通信技術的發展前景
過去有人對光纖通信的發展情景，有些困惑。其一，在2000 年IT行業的泡沫，使光纖通信的生產規模投入過大，生產過剩，IT行業中許多小公司倒閉。特別是光纖，國外對中國傾銷。其二，有人認為光纖通信的傳輸能力已經達到10Tbps，幾乎用不完，而且現在大干線已經建設得差不多，埋地的剩余光纖還很多，光纖通信技術不需要更多的發展。
3.1 光纖到家庭（FTTH） 的發展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬，所以一直被認為是理想的接入方式，對于實現信息社會有重要作用，還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3 倍。過去由于FTTH 成本高，缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因，使FTTH還未能提到日程上來，只有少量的試驗。近來，由于光電子器件的進步，光收發模塊和光纖的價格大大降低；加上寬帶內容有所緩解，都加速了FTTH的實用化進程。
近來，無線接入技術發展迅速?？捎米鱓LAN 的IEEE802.11g協議，傳輸帶寬可達54Mbps，覆蓋范圍達100 米以上，目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸，包括上下行數據和點播電視VOD的上行數據，對于一般用戶其上行不大，IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸，當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到家庭+ 無線接入”（FTTH+ 無線接入） 的家庭網絡。這種家庭網絡成本大大降低，維護簡單。接入網采用無線是趨勢，但無線接入網仍需要密布于用戶臨近的光纖網來支撐，與FTTH相差無幾。FTTH+ 無線接入是未來的發展趨勢。
3.2 光纖通信的市場
FTTH畢竟是信息社會的需求，光纖通信的市場一定有美好的情景。目前，我國大量建設FTTH的社會環境和條件尚未具備，可能需要等待一段時間。不過也有些大城市的所謂中心商業區CBD，有比較強的經濟力量，現在已經采用光纖到住地PTTP 來建設?？偟膩碚f,目前中國的FTTH處于起步試點階段。試點的作用，一方面是摸索技術和建設的經驗，另一方面,還起競爭搶占用戶的作用。所以，現在電信運行商，地方業主都積極對FTTH試點，以便發展寬帶業務。因此，廣播運行商受到巨大的挑戰，廣播商應加快發展數字電視的進程，并且要充實節目內容和采取有競爭力的商業模式。如果廣播商要發展VOD點播電視，還需要對電纜電視網雙向改造，如果采用光纖網，可更充分地適應未來的技術發展和市場需求。
參考文獻
[1] 張國鴻.淺談光纖設備通信原理及其布線技術[J].港口科技.通信與導航,2007.
通信技術原理范文3
關鍵詞：通信交換原理；通訊網絡技術；交換方式
隨著信息技術的不斷發展，人們的日常生活受現代通信技術的影響很大，在通信網絡技術當中，交換技術在不斷的被更新，在很大程度上推動了通信網絡技術的快速發展?？梢哉f，通信網絡技術的核心技術就是交換技術。因此，在以后的發展中要充分考慮現代交換技術在應用過程中所受的影響因素，當出現問題時能夠及時解決問題，使通信網絡技術能夠得到完善和發展，可見加大對交換技術在通信網絡技術中的應用具有重要的研究意義。
1交換原理概述
交換技術是指有目的的傳遞用戶之間的信息，而數據交換是指轉換不同用戶之間的數據，世界上要想進行信息的傳遞就必須進行交換，所以在很多領域上交換具有重要的應用，特別是在通信領域對交換功能則更加具有依賴性，應用于通信網絡交換中心，負責轉換來自四面八方的信息，在通過中心交換機，將這些信息向目的地進行傳輸。一開始的通信技術是步進制傳輸，已經發展為今天的IT，可以說通信行業有了巨大的發展，而通信技術要想實現轉換大規模的數據就需要依靠交換技術進行信息之間的交換?，F在地熱層交換機結構模塊主要用ASIC（ApplicationspecificIntegratedCircuit）芯片進行數據包的轉發，具有非?？斓霓D發速度。
2通信網絡技術中常用的交換方式
隨著科學技術的不斷發展，信息技術得到了快速的發展，現在常見的交換技術已經有很多，常見的有程控交換、分組交換技術以及ATM交換技術等，具體如下。
2.1程控交換技術
以前在進行傳輸時采用的是語音傳輸，而現在通信業務已經轉換為數據傳輸，這種給編，也使傳統的電路交換技術轉變現在數據軟交換。程控交換技術，是指通過程序控制進行的交換技術，通過專門的計算機對數據和語音之間的程序交換。程序和數據是程控交換技術的要組成部分，而系統程序和應用程序組成了程序，而系統數據、用戶數據、路由數據和交換框架數據則組成了數據。
2.2分組交換技術
分組交換技術是指將報文分成一些等長的報文組，在存儲和轉發這些報文組，具有較高的利用率。延時小以及較強的實時通信能力等特點，存儲和轉發是分組交換技術的交換形式，分組交換技術是報文交換網之后發展出的一個新型交換網絡技術，在很大程度上能夠使現代的通信數據傳輸要求得到滿足。在此基礎上產生了包括電子郵件、在線視頻及數據交換等原理的增值業務，這些都是利用了動態技術將數據進行分割，轉變成多組數據，并對這些數據進行標識，再通過分組進行傳輸。分組交換技術的應用范圍比較廣，其中包括機關單位和企事業單位內部的局域網，并對不同的機型以及不同傳輸速率的用戶之間傳輸數據都適用。
2.3ATM交換技術
作為電交換技術的一種，ATM交換技術進行交換的交換單位是信元，對信頭的交換處理是將信元從一個邏輯信道遷移到另一個邏輯信道，實現這些信元時間和空間的交換是通過一張翻譯表，通過譯碼可以對當前的交換狀態進行列出。在當今時代，人們對信息的依賴無異于對食物的依賴，現在應用廣泛的寬帶業務就是在ATM交換技術的基礎上，結合數字電話網逐漸發展起來的。與其他的交換技術相比，ATM交換技術的安全性和封閉性更高，可以在很大程度上對用戶的數據進行保護。
2.4軟交換技術
隨著信息技術的不斷發展，下一代網絡交換技術的主要技術將會是軟交換技術，在很多企業的發展中起著重要的作用，軟交換技術和傳統的網絡一直是相互聯系的技術，保證了網絡數據的統一性，網絡控制的核心就是軟交換技術，其業務層是第三方應用平臺和數據，同時又提供了第三方應用以及管理業務，使協議對網絡設備的干預得到了保證。
參考文獻：
[1]李碩,王學望,康銳.面向完整性要求的航空電子全雙工交換式以太網可靠性評價參數研究[J].西安交通大學學報,2013(3).
[2]于鐵峰,劉曉靜,李文卿,等.基于交換式以太網的實時工業通信相關理論與技術研究[D].武漢:武漢理工大學,2010.
[3]何育武.全局在胸道義在肩——中國電信新疆公司勇擔責任高效執行應急通信保障任務[J].中國電信業,2010(4).
[4]張培.高職現代交換技術學習領域課程開發實踐——以蘇州市職業大學為例[J].南通職業大學學報,2015(A2).
通信技術原理范文4
【關鍵詞】云技術網絡平臺新能源開發利用無線傳輸技術系統三者互為系統平臺的全立體交互式綜合應用
一、云技術
云計算（cloud computing），分布式計算技術的一種，其最基本的概念，是透過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統經搜尋、計算分析之后將處理結果回傳給用戶。透過這項技術，網絡服務提供者可以在數秒之內，達成處理數以千萬計甚至上億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大效能的網絡服務。
“云計算（Cloud technology）”是一個很時尚的概念，它既不是一種技術，也不是一種理論，而是一種商業模式的體現方式。準確說，云計算僅描述了一類棘手的問題，因為現在這個階段，“計算與數據”蹺蹺板的平衡已發生變化，即已經到“移動計算要比移動數據要便宜的多（Moving computation is cheaper than moving data）”?！吨婆_》的分析師團隊結合云發展理論總結認為，基于云計算商業模式應用于網絡技術、信息技術、整合技術、管理平臺技術、應用技術等的總稱，可以組成資源池，按需所用，靈活便利。
二、新能源
新能源有廣義和狹義之分。廣義的新能源泛指能夠實現溫室氣體減排的得的可利用能源，外延涵蓋了高效利用能源、資源綜合利用、可再生能源、代替能源、核能、節能等。狹義的新能源指除常規性能源和大型水利發電之外的風能、太陽能、生物能、地熱能、海洋能、小水電和核能等能源的總成?，F階段對風能、海洋能、小水電和核能的利用主要集中在電能的轉換上，而對太陽能、生物能、地熱能的利用除了將其轉換為電能外，還應用于向熱能和燃氣的轉換上?？傮w來講，新能源的利用主要是圍繞發電展開的。新能源的共同特點是比較干凈，除核裂變燃料外，幾乎是永遠用不完的。由于煤、油、氣常規能源具有污染環境和不可再生的缺點，因此，人類越來越重視新能源的開發和利用。
三、無線傳輸技術
無線傳輸技術按技術領域大致分為：無線能量（電能）傳輸技術、無線通信（數據）傳輸技術。
無線能量（電能）傳輸方式及技術原理：無線電力傳輸是一種傳輸電力的新技術，它將電力通過電磁耦合、射頻微波、激光等載體進行傳輸。這種技術解除了對于導線的依賴，從而得到更加方便和廣闊的應用。
無線電力傳輸的基本原理：
①電磁感應―――短程傳輸。電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一，它顯示了電、磁現象之間的相互聯系與轉化。電磁感應是電磁學中的基本原理，變壓器就是利用電磁感應的基本原理進行工作的。利用電磁感應進行短程電力傳輸的基本原理為，發射線圈L1和接收線圈L2之間利用磁耦合來傳遞能量。若線圈L1中通已交變電流，該電流將在周圍介質中形成一個交變磁場，線圈L2中產生的感應電勢可供電給移動設備或者給電池充電。
②電磁耦合共振―――中程傳輸。中程無線電力傳輸方式是以電磁波“射頻”或者非輻射性諧振“磁耦合”等形式將電能進行傳輸。它基于電磁共振耦合原理，利用非輻射磁場實現電力高效傳輸。在電子學的理論中，當交變電流通過導體，導體的周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。在電磁波的頻率低于100khz時，電磁波就會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，當電磁波頻率高于100khz時，電磁波便可以在空氣中傳播，并且經大氣層外緣的電離層反射，形成較遠距離傳輸能力，人們把具有較遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻（即：RF）。將電信息源（模擬或者數字）用高頻電流進行調制（調幅或者調頻），形成射頻信號后，經過天線發射到空中；較遠的距離將射頻信號接收后需要進行反調制，再還原成電信息源，這一過程稱為無線傳輸。中程傳輸是利用電磁波損失小的天線技術，并借助二極管、非接觸IC卡、無線電子標簽等等，實現效率較高的無線電力傳輸。
③微波/激光―――遠程傳輸。理論上講，無線電波的波長越短，其定向性越好彌散就越小。所以可以利用微波或激光形式來實現電能的遠程傳輸，這對于新能源的開發利用解決未來能源短缺問題也有著重要意義。1968年美國工程師彼得格拉提出了空間太陽能發電（Space Solar Power，SSP）的概念，其構想是在地球外層空間建立太陽能發電基地通過微波將電能送回地球。
無線通信（數據）傳輸方式及技術原理：無線通信（Wireless communication）是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。無線通信技術自身有很多優點，成本較低，無線通信技術不必建立物理線路，更不用大量的人力去鋪設電纜，而且無線通信技術不受工業環境的限制，對抗環境的變化能力較強，故障診斷也較為容易，相對于傳統的有線通信的設置與維修，無線網絡的維修可以通過遠程診斷完成，更加便捷；擴展性強，當網絡需要擴展時，無線通信不需要擴展布線；靈活性強，無線網絡不受環境、地形等限制，而且在使用環境發生變化時，無線網絡只需要做很少的調整，就能適應新環境的要求。
（1）常用的遠距離無線通信技術
目前偏遠地區廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數傳電臺、擴頻微波、無線網橋及衛星通信、短波通信技術等。它主要使用在較為偏遠或不宜鋪設線路的地區，如：煤礦、海上、有污染或環境較為惡劣地區等。
①GPRS/CDMA無線通信技術：GPRS （通用無線分組業務）是由中國移動開發運營的一種基于GSM通信系統的無線分組交換技術，是介于第二代和第三代之間的技術，通常稱為2.5G。它是利用“包交換”概念發展的一種無線傳輸方式。包交換就將數據封裝成許多獨立的包，再將這些包一個一個傳送出去，形式上有點類似寄包裹，其優勢在于有資料需要傳送時才會占用頻寬，而且是以資料量計價，有效的提高網絡的利用率。GPRS網絡同時支持電路型數據和分組交換數據，從而GPRS網絡能夠方便的和因特網互相連接，相比原來的GSM網絡的電路交換數據傳送方式，GPRS的分組交換技術具有實時在線、按量計費、高速傳輸等優點。CDMA是碼分多址的英文縮寫（Code Division Multiple Access），是由中國電信運行的一種基于碼分技術和多址技術的新的無線通信系統，其原理基于擴頻技術。其最早是由于軍事上對高質量無線通訊技術的需要而開發設計。CDMA在數據傳送過程中，將數據用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使數據信號的帶寬被擴展，然后經載波調制將數據發送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，進行相反過程的處理，把寬帶信號換成原信息數據的窄帶信號從而進行解擴，以實現數據傳輸。其特點是抗干擾能力強、抗衰落能力強、信號隱蔽性強、抗截獲的能力強、可以多用戶同時接收發送。
②數傳電臺通信。數傳電臺是數字式無線數據傳輸電臺的簡稱。它是采用數字信號處理、數字調制解調、具有前向糾錯、均衡軟判決等功能的一種無線數據傳輸電臺。數傳電臺的工作頻率大多使用220～240 MHz或400～470 MHz頻段，具有數話兼容、數據傳輸實時性好、專用數據傳輸通道、一次投資、沒有運行使用費、適用于惡劣環境、穩定性好等優點。數傳電臺的有效覆蓋半徑約有幾十公里，可以覆蓋一個城市或一定的區域。數傳電臺通常提供標準的RS-232數據接口，可直接與計算機、數據采集器、RTU、PLC、數據終端、GPS接收機、數碼相機等連接。傳輸速率從9600到19200 bps，誤碼低于10-6（-110 dBm時），可工作于單工、半雙工、時分雙工TDD、全雙工方式。無線數傳電臺是通信行業發展較早的通信方式，也是比較成熟的一項無線通信技術，已經在各行業取得廣泛的應用，在航空航天、鐵路、電力、石油、氣象、地震等各個行業均有應用，在遙控、遙測、搖信、遙感等SCADA領域也取得了長足的進步和發展。
③擴頻微波通信。擴頻通信，即擴展頻譜通信技術（Spread Spectrum Communication）是指其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身帶寬的一種通信技術。最早始用于軍事通信。它傳輸的基本原理是將所傳輸的信息用偽隨機碼序列（擴頻碼）進行調制，偽隨機碼的速率遠大于傳送信息的速率，這時發送信號所占據帶寬遠大于信息本身所需的帶寬實現了頻譜擴展，同時發射到空間的無線電功率譜密度也有大幅度的降低。在接收端則采用相同的擴頻碼進行相關解調并恢復信息數據。其主要特點是：抗噪聲能力極強；抗干擾能力極強；抗衰落能力強；抗多徑干擾能力強；易于多媒體通信組網；具有良好的安全通信能力；不干擾同類的其他系統等，同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點，特別適合野外聯網應用。
④無線網橋。無線網橋是無線射頻技術和傳統的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是為使用無線（微波）進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現LAN互聯的存儲轉發設備，可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離（可達50km）、高速（可達百兆bps）無線組網。擴頻微波和無線網橋技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監控等大數據量信號傳輸業務。
⑤衛星通信。衛星通信（satellite communication）是指利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電信號，從而實現在多個地面站之間進行通信的一種技術，它是地面微波通信的繼承和發展。衛星通信系統通常由二部分組成，分別是衛星端、地面端。衛星端在空中，主要用于將地面站發送的信號放大再轉發給其它地面站。地面站主要用于對衛星的控制、跟蹤以及實現地面通信系統接入衛星通信系統。衛星可分為同步衛星和非同步衛星，同步衛星在空中的運行方向和周期與地球的自轉方向及周期相同，從地面的任何位置看，該衛星都是“靜止”不動的；非同步衛星的運行周期大于或小于地球的運行周期，其軌道高度、傾角、形狀都可根據需要調整。衛星通信的的特點是：覆蓋范圍廣、工作頻帶寬、通信質量好、不受地理條件限制、成本與通信距離無關等，其主要用在國際通信、國內通信、軍事通信、移動通信和廣播電視等領域，衛星通信的主要缺點是通信具有一定的延遲，比如打衛星電話時，不能立即聽到對方回話，主要原因是衛星通信的傳輸距離較長，無線電波在空中傳輸是有一定延遲的。
⑥短波通信。按照國際無線電咨詢委員會的劃分，短波是指波長l00m～l0m，頻率為3MHz～30MHz的電磁波。短波通信是指利用短波進行的無線電通信，又稱高頻（HF）通信。短波通信可分為地波傳播和天波傳播。地波傳播的衰耗隨工作頻率的升高而遞增，在同樣的地面條件下，頻率越高，衰耗越大。利用地波只適用于近距離通信，其工作頻率一般選在5MHz以下。地波傳播受天氣影響小，比較穩定，信道參數基本不隨時間變化，故信道可視為恒參信道。天波傳播是無線電波經電離層反射來進行遠距離通信的方式，傾斜投射的電磁波經電離層反射后，可以傳到幾千千米外的地面。天波的傳播損耗比地波小得多，經地面與電離層之間多次反射之后，可以達到極遠的地方，因此，利用天波可以進行環球通信。天波傳播因受電離層變化和多徑傳播的嚴重影響極不穩定，其信道參數隨時間而急劇變化，因此稱為變參信道。短波通信的特點是：建設維護費用低、周期短、設備簡單、電路調度容易、抗毀能力強、頻段窄，通信容量小、天波信道信號傳輸穩定性差等。長期以來，廣泛用于政府、軍事、外交、氣象、商業等部門，用以傳送電報、電話、傳真、低速數據和圖像、語音廣播等信息。
（2）常見短距離無線通信技術
短距離無線通信技術是指通信雙方通過無線電波傳輸數據，并且傳輸距離在較近的范圍內，其應用范圍非常廣泛。近年來，應用較為廣泛及具有較好發展前景的短距離無線通信標準有：Zig-Bee、藍牙（Bluetooth）、無線寬帶（Wi-Fi）、超寬帶（UWB）和近場通信（NFC）。
①Zig-Bee。Zig-bee是基于IEEE802.15.4標準而建立的一種短距離、低功耗的無線通信技術。Zig-bee來源于蜜蜂群的通信方式，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的來與同伴確定食物源的方向、位置和距離等信息，從而構成了蜂群的通信網絡。其特點是距離近，其通常傳輸距離是10-100米；低功耗，在低耗電待機模式下，2節5號干電池可支持1個終端工作6～24個月，甚至更長；其成本，Zig-Bee免協議費，芯片價格便宜；低速率，Zig-bee通常工作在20～250 kbps的較低速率；短時延，Zig-bee的響應速度較快等。主要適用于家庭和樓宇控制、工業現場自動化控制、農業信息收集與控制、公共場所信息檢測與控制、智能型標簽等領域，可以嵌入各種設備。
②藍牙（Bluetooth）。藍牙（Bluetooth）是在1998年5月由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞等公司共同提出的一種近距離無線數據通訊技術標準。它能夠在10米的半徑范圍內實現點對點或一點對多點的無線數據和聲音傳輸，其數據傳輸帶寬可達1Mbps。通訊介質為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。藍牙技術可以廣泛應用于局域網絡中各類數據及語音設備，如PC、撥號網絡、筆記本電腦、打印機、傳真機、數碼相機、移動電話和高品質耳機等，藍牙的無線通訊方式將上述設備連成一個微微網，多個微微網之間也可以實現互連接，從而實現各類設備之間隨時隨地進行通信。藍牙技術被廣泛應用于無線辦公環境、汽車工業、信息家電、醫療設備以及學校教育和工廠自動控制等領域，藍牙目前存在的主要問題是芯片大小和價格較高；抗干擾能力較弱。
③無線寬帶（Wi-Fi）。Wi-Fi誕生于1999年，它是一種基于802.11協議的無線局域網接入技術。Wi-Fi技術突出的優勢在于它有較廣的局域網覆蓋范圍，其覆蓋半徑可達100米左右，相比于藍牙技術，Wi-Fi覆蓋范圍較廣；傳輸速度非?？?，其傳輸速度可以達到11mbps（802.11b）或者54mbps（802.11a），適合高速數據傳輸的業務；無須布線，可以不受布線條件的限制，非常適合移動辦公用戶的需要。在一些人員密集的地方，比如火車站、汽車站、商場、機場、圖書館、校園等地方設置“熱點”，可以通過高速線路將因特網接入上述場所。用戶只需要將支持無線網絡的終端設備該區域內，即可高速接入因特網；健康安全，具有WiFi功能的產品發射功率不超過100毫瓦，實際發射功率約60～70毫瓦，與手機、手持式對講機等通訊設備相比，WiFi產品的輻射更小。
④超寬帶（UWB）。UWB（Ultra Wideband）是一種無載波通信技術，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，其傳輸距離通常在10m以內，使用1GHz以上帶寬，通信速度可以達到幾百兆bit/s以上，UWB的工作頻段范圍從3.1GHz到10.6 GHz，最小工作頻寬為500MHz。其主要特點是：傳輸速率高；發射功率低，功耗??；保密性強；UWB通信采用調時序列，能夠抗多徑衰落；UWB所需要的射頻和微波器件很少，可以減小系統的復雜性。由于UWB系統占用的帶寬很高，UWB系統可能會干擾現有其他無線通信系統。UWB主要應用在高分辨率、較小范圍、能夠穿透墻壁、地面等障礙物的雷達和圖像系統中。軍事部門利用UWB技術已經開發出了高分辨率的雷達。據相關報道，一些具有特殊功能的UWB收發器已經被開發出來，用在了能夠看穿地面、墻壁、身體等障礙物的雷達和圖像裝置，這種裝置可以用來檢查樓房、橋梁、道路等工程的混凝土和瀝青結構中的缺陷，以及定位地下電纜及其它管線的故障位置，也可用于疾病診斷。另外，在救援、治安防范、消防及醫療、醫學圖像處理等領域都大有用途。
⑤NFC。NFC（Near Field Communication）是一種新的近距離無線通信技術，由飛利浦、索尼和諾基亞等公司共同開發，其工作頻率為13.56 MHz，由13.56 MHz的射頻識別（RFID）技術發展而來，它與目前廣為流行的非接觸智能卡ISO14443所采用的頻率相同，這就為所有的消費類電子產品提供了一種方便的通訊方式。NFC采用幅移鍵控（ASK）調制方式，其數據傳輸速率一般為106 kbit/s、212 kbit/s和424 kbit/s三種。NFC的主要優勢是：距離近、帶寬高、能耗低，與非接觸智能卡技術兼容，其在門禁、公交、手機支付等領域有著廣闊的應用價值。NFC的應用情境基本可以分為以下五類：A、接觸-通過，主要應用在會議入場、交通關卡、門禁控制、和賽事門票等方面；B、接觸-確認/支付，主要應用在手機錢包、移動和公交付費等方面；C、接觸-連接，這種應用可以實現2個具有NFC功能的設備實現數據的點對點傳輸；D、接觸-瀏覽，用戶可以通過NFC手機了解和使用系統所能提供的功能和服務；E、下載-接觸，通過具有NFC功能的終端設備，使用GPRS＼CDMA網絡接收或下載相關信息，用于門禁或支付等功能。
四、三者互為系統的立體式應用
通信技術原理范文5
【關鍵詞】電力通信；通信電源；蓄電池
【中圖分類號】TN86【文獻標識碼】A【文章編號】1006-4222（2016）10-0136-02
引言
這幾年，我國對通信設備技術這方面比較關注，在這方面的發展日也益深入，并且也取得了非常大的成果，在我國通信網絡正在不斷的完善，這使電網運行的穩定和安全大幅度增高。通信電源對于通信設備來說非常重要相當于人的心臟，在通信過程中有著不可忽視的低位。目前，我國關于通信的理論性研究也正在不斷壯大，電源設備的加強成了發展的必須?，F階段通信技術研究與開發的供電設備，主要是針對供電設備在整流電流器的應用。
1關于通信設備供電方式
通信電源對于通信設備來說就像是人的心臟，哪怕是在通信站里，都有著非常重要的地位。目前這方面的理論技術也在不斷的進步，隨之，通信電源也跟著不斷的發展，主要變現是供電方式不同了，由集中向分散式供電靠攏和新型電力電子整流技術的使用以及免維護蓄電池的應用等。通信電源的供電方式都是采用集中供電的供。這種供電方式需要條件，一般是在可控硅相控整流器以及普通鉛酸蓄電池的情況下運行，而且還存在缺點，其設備大、噪聲嚴重、并且還伴有酸霧，所以不能將其放在靠近人群的地方。由于電力設備和負荷中心兩者距離很遠，并且在花費方面也比較高，因此該系統并不可靠。從20世紀80年代到現在，我國對開關整流器和免維護蓄電池的應用越來越重視，讓我們看到了分散式供電的未來。關在使用分散式供電的同時也同樣可以使用集中式供電，如果在通信機房中安置上供電設備，依據其相關環境我們可以有各式各樣的方法。其與一般的供電發方法不同，它有投資少，操作方便、可靠，且容易實現智能化管理和不需要安排人值班的優點。與此同時也存在著缺點：電池的數量和花費的增多，對于交流供電的可靠性、電磁兼容性、供電設備等操作性能和維修人員的技術水平都有較高的要求。
2電力通信設備電源新技術
2．1開關器件
對于通信電源系統來說，整流器顯得也尤為重要，其技術含量很高，同時對于技術更新程度也是很快的。晶閘管相控整流器在早期最常使用，并且現在正在廣泛應用。對于開關整流器來說，開關裝置是不可忽略的。在以前的使用中，可控硅整流做為整流開關，其輸出電壓和工作頻率使用變導通角來實現的，這對于電網來說是致命的，且相應的液晶工作頻率也為整流電源頻率，使其出現體積大、低功率密度等現象的發生?，F如今，MOSFET和IGBT等新開關器件被廣泛使用，MOSFET的工作頻率很大，可以達到幾百千赫，甚至更高，在軟開關技術后，達到數百千赫都是有可能的，這些都使高頻率和高功率密度的整流器的發展有了很好的鋪墊。開關電源作為DC-DC轉換器的關鍵，并且受到世界的高度重視，成為各個國家研究的重點，最近30年以來，DC-DC變換技術也完成了從硬件到軟件的轉變過程。
2.2功率因數校正
一般來說，雙擊變換作為開關整流器內場使用的形式：首先由AC-DC整流以及濾波電路把交流輸入改為到直流，然后由相應的DC-DC環節變成直流。對于非線形元件以及儲能元件來說，它們為上一個階段的整流和濾波電路的一個組合，因此，從電網側看，可以把開關整流器看作以一個電容負載，以上所說使得電網供電過程出現不可預計的問題，不再是單一的基礎波頻率的正弦波，會出現諧波污染現象。同時還會使配電系統和變壓器的損耗增加，使其電路電流增大，對于各種無線通信來說同樣這是致命的干擾。
2．3防雷網絡
雷電會使沒有被保護的設備在一瞬間達到很高的電壓，對于電力設備來說，其損害無法估計。雷擊分為兩類：①直擊雷另；②感應雷，直接雷擊線路和沿線的電線或電纜通過大量的雷電電流，同時會出現很大的電壓直接加載到電源設備上和，會持續若干微赫茲，使電網無法正常工作，并且相關的整流器的工作頻率也都是工頻，導致出現體積大和低功耗密度的現象。
2．4免維護蓄電池
一般的開口式電源，在平常水在充電結束階段被分解，在這個過程中，我們必須要適當添加蒸餾水。同時在充電的最后階段，產生的氫和氧慢慢上升，并且將硫酸稀釋并形成酸霧，對周圍環境造成一定程度上的污染，所以必須清洗，這就加大了工人的功能工作量。免維護蓄電池與鉛酸蓄電池的電解液一樣，但是免維護蓄電池的密封非常好，電解液被吸附在高孔率的隔離板上，與開口式的電池不同的是，其電解液可以自由流動；極板柵往往使用少銻和無銻鉛合金，正極和負極板均為獨立板，使可以利用的物質不會輕易掉落，這就使其變得使用壽命更長；并且由于密封很好，水分不會被輕易分解，并且陰極吸收法會是氣體的產生受到抑制，且氫數產生量也很少，所以無需再加蒸餾水。根據上述所說，免維護蓄電池將會降低了維修人員的工作量，在通信系統中也得到了廣泛的應用。
2．5電源集中組網監控
關于通信電源的監控，必須有科學、集中的管理方案對通信電源進行管理，這將成為以后的發展潮流，這要做是為了對設備進行科學化化管理，并對其他通信設備進行集中化監控，能做到遠程遙控、遠程通信以及實時監控設備的運行狀態，能夠及時發現問題以此提高供電的效率。目前，國內通信部門正在形成一個智能電力和環境監測網絡，同樣，做這些工作也是達到對設備進行實時監控，在發現問題后能快速做出判斷。
3通信設備對通信電源的要求
3．1可靠
要想使通信能夠順利進行，就必須將通信設備的可靠性提高，另外，還要提高電力系統的可靠性，要求電力系統不能出現1m/s的空隙，一個電源往往服務于幾個通信設備，因此電力系統故障，會使通信系統發生故障。要想保障供電的可靠性，往往把整流器和電池進行并聯。此外，在先進的開關整流器與多個整流模塊并聯運行時，若某個模塊出現問題不會對供電造成影響。
3．2小型
現如今，集成電路發展迅速，小型化、集成化也越來越多的出現在集成電路中。為了附和通信設備的發展，供電單元必須也實現小型化、集成化。此外，要求通信設備體積小也體現在移動通信設備和航天通信設備中。為了提高各種集成電壓調節器的供電質量和供電效率，無工頻變壓器的開關電源也得到了廣泛推廣。最近幾年，在通信設備中，工作頻率非常高并且體積也不大高的諧振開關電源得到廣泛應用。
3．4高頻率
隨著通信設備容量的增加以電力系統負荷的增加，為達到節約的目的，必須將供電設備的供電效率提高。使用有效的設備電源是節能的一個最好方式節，在以前，通信設備大多采用相控整流，這樣的電源效率很低而且損耗還特別大。但是高頻開關電源不同，能達到2/3以上，所以選擇高頻開關電源能夠做到節能作用。
4發展方向
電力系統通信電源系統設計在現在具有技術限制，電力系統通信電源技術的發展是現在電力行業應關注的重點。通過不斷參考國內外相關經驗，并把它加到自己身上可以有效提高技術的水平，正確把握發展方向，保證電力系統通信技術的先進性和實用性。
5結束語
現如今，電力系統通信正在不斷的發展，同時，電源供電系統也日益發展壯大，供電系統的可靠性增強，尤其在電源發生故障時，其通信設備不能停止，若交流電源停止工作，通信專用的電池僅能維持8h，若果有必要的話，可以配備相應的備用電源。
參考文獻
[1]王兆佩.電力通信規劃的編制與管理.電力系統通信，2008：12~13.
[2]孫立成，周.電力通信專網的規劃與實施.黑龍江通信學會學術年會論文集，2005，13.
通信技術原理范文6
雖然目前公眾媒體將無線通信炒的很熱,但這個領域從1897年馬可尼成功演示無線電波開始,已經有超過一百年的。到1901年就實現了跨大西洋的無線接收,表明無線通信技術曾經有過一段快速發展時期。在之后的幾十年中,眾多的無線通信系統生生滅滅。
20世紀80年代以來,全球范圍內移動無線通信得到了前所未有的發展,與第三代移動通信系統(3g)相比,未來移動通信系統的目標是,能在任何時間、任何地點、向任何人提供快速可靠的通信服務。因此,未來無線移動通信系統應具有高的數據傳輸速度、高的頻譜利用率、低功耗、靈活的業務支撐能力等。但無線通信是基于電磁波在自由空間的傳播來實現傳輸的。信號在無線信道中傳輸時,無線頻率資源受限、傳輸衰減、多徑傳播引起的頻域選擇性衰落、多普勒頻移引起的時間選擇性衰落以及角度擴展引起的空間選擇性衰落等都使得無線鏈路的傳輸性能差。和有線通信相比,無線通信主要由兩個新的問題。一是通信行道經常是隨時間變化的,二是多個用戶之間常常存在干擾。無線通信技術還需要克服時變性和干擾。由于這個原因,無線通信中的信道建模以及調制編碼方式都有所不同。
1.無線數字通信中盲源分離技術分析
盲源分離(bss:blind source separation),是信號處理中一個傳統而又極具挑戰性的問題,bss指僅從若干觀測到的混合信號中恢復出無法直接觀測的各個原始信號的過程,這里的“盲”,指源信號不可測,混合系統特性事先未知這兩個方面。在研究和工程應用中,很多觀測信號都可以看成是多個源信號的混合,所謂“雞尾酒會”問題就是個典型的例子。其中獨立分量分析ica(independent component analysis)是一種盲源信號分離方法,它已成為陣列信號處理和數據分析的有力工具,而bss比ica適用范圍更寬。目前國內對盲信號分離問題的研究,在理論和應用方面取得了很大的進步,但是還有很多的問題有待進一步研究和解決。盲源分離是指在信號的理論模型和源信號無法精確獲知的情況下,如何從混迭信號(觀測信號)中分離出各源信號的過程。盲源分離和盲辨識是盲信號處理的兩大類型。盲源分離的目的是求得源信號的最佳估計,盲辨識的目的是求得傳輸通道混合矩陣。盲源信號分離是一種功能強大的信號處理方法,在醫學信號處理,陣列信號處理,語音信號識別,圖像處理及移動通信等領域得到了廣泛的應用。
根據源信號在傳輸信道中的混合方式不同,盲源分離算法分為以下三種模型:線性瞬時混合模型、線性卷積混合模型以及非線性混合模型。
1.1 線性瞬時混合盲源分離
線性瞬時混合盲源分離技術是一項產生、研究最早,最為簡單,理論較為完善,算法種類多的一種盲源分離技術,該技術的分離效果、分離性能會受到信噪比的影響。盲源分離理論是由雞尾酒會效應而被人們提出的,雞尾酒會效應指的是雞尾酒會上,有聲、談話聲、腳步 聲、酒杯餐具的碰撞聲等,當某人的注意集中于欣賞音樂或別人的談話,對周圍的嘈雜聲音充耳不聞時,若在另一處有人提到他的名字,他會立即有所反應,或者朝 說話人望去,或者注意說話人下面說的話等。該效應實際上是聽覺系統的一種適應能力。當盲源分離理論提出后很快就形成了線性瞬時混合模型。線性瞬時混合盲源分離技術是對線性無記憶系統的反應,它是將n個源信號在線性瞬時取值混合后,由多個傳感器進行接收的分離模型。
20世紀八、九十年代是盲源技術迅猛發展的時期,在1986年由法國和美國學者共同完了將兩個相互獨立的源信號進行混合后實現盲源分離的工作,這一工作的成功開啟了盲源分離技術的發展和完善。在隨后的數十年里對盲源技術的研究和創新不斷加深,在基礎理論的下不斷有新的算法被提出和運用,但先前的算法不能夠完成對兩個以上源信號的分離;之后在1991年,法國學者首次將神經網絡技術應用到盲源分離問題當中,為盲源分離提出了一個比較完整的框架。到了1995年在神經網絡技術基礎上盲源分離技術有了突破性的進展,一種最大化的隨機梯度學習算法可以做到同時分辨出10人的語音,大大推動了盲源分離技術的發展進程。
1.2 線性卷積混合盲源分離
相比瞬時混合盲源分離模型來說,卷積混合盲源分離模型更加復雜。在線性瞬時混合盲源分離技術不斷發展應用的同時,應用中也有無法準確估計源信號的問題出現。常見的是在通信系統中的問題,通信系統中由于移動客戶在使用過程中具有移動性,移動用戶周圍散射體會發生相對運動,或是交通工具發生的運動都會使得源信號在通信環境中出現時間延遲的現象,同時還造成信號疊加,產生多徑傳輸。正是因為這樣問題的出現,使得觀測信號成為源信號與系統沖激響應的卷積,所以研究學者將信道環境抽象成為線性卷積混合盲源分離模型。線性卷積混合盲源分離模型按照其信號處理空間域的不同可分為時域、頻域和子空間方法。
1.3 非線性混合盲源分離
非線性混合盲源分離技術是盲源分離技術中發展、研究最晚的一項,許多理論和算法都還不算成熟和完善。在衛星移動通信系統中或是麥克風錄音時,都會由于乘性噪聲、放大器飽和等因素的影響造成非線性失真。為此,就要考慮非線性混合盲源分離模型。非線性混合模型按照混合形式的不同可分為交叉非線性混合、卷積后非線性混合和線性后非線性混合模型三種類型。在最近幾年里非線性混合盲源分離技術受到社會各界的廣泛關注,特別是后非線性混合模型。目前后非線性混合盲源分離算法中主要有參數化方法、非參數化方法、高斯化方法來抵消和補償非線性特征。
2.無線通信技術中的盲源分離技術
在無線通信系統中通信信號的信號特性參數復雜多變,實現盲源分離算法主要要依據高階累積量和峭度兩類參數。如圖一所示,這是幾個常見的通信信號高階累積量。
在所有的通信系統中,接收設備處總是會出現白色或是有色的高斯噪聲,以高階累積量為準則的盲源分離技術在處理這一問題時穩定性較強,更重要的是對不可忽略的加性高斯白噪聲分離算法同時適用。因此,由高階累積量為準則的盲源分離算法在通信系統中優勢明顯。
分離的另一個判據就是峭度,它是反映某個信號概率密度函數分布情況與高斯分布的偏離程度的函數。峭度是由信號的高階累積量定義而來的,是度量信號概率密度分布非高斯性大小的量值。
