時(shí)間：2022-12-13 11:38:01
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇cdma技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
論文關(guān)鍵詞：復(fù)合實(shí)物期權(quán)，3G投資，項(xiàng)目投資價(jià)值
一、事件及背景分析
中國(guó)已經(jīng)逐漸進(jìn)入廣泛使用第三代移動(dòng)通信技術(shù)（俗稱3G）的時(shí)代，但對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商而言，3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)具有規(guī)模大、分階段、周期長(zhǎng)和未來不確定性較高等特點(diǎn)。如何評(píng)估3G項(xiàng)目的投資價(jià)值一直是廣為關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的項(xiàng)目投資價(jià)值分析方法不能滿足對(duì)不確定性較高的項(xiàng)目進(jìn)行定價(jià)的要求。復(fù)合實(shí)物期權(quán)定價(jià)模型能更貼切地反映在3G項(xiàng)目中的多重期權(quán)特性，更適合對(duì)階段性較強(qiáng)的項(xiàng)目進(jìn)行價(jià)值分析。本文將運(yùn)用復(fù)合實(shí)物期權(quán)模型對(duì)澳門基于cdma技術(shù)的3G項(xiàng)目進(jìn)行定價(jià)分析。
澳門3G項(xiàng)目（CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）的建設(shè)具有明顯的階段性，其投資歷程如下：
表1-1 澳門CDMA投資歷程
時(shí)間
事件
意義
投資計(jì)劃
2005年3月10日
中國(guó)聯(lián)通中標(biāo)獲得澳門CDMA牌照
正式進(jìn)入澳門移動(dòng)通信市場(chǎng)
-
2005年5月27日
中國(guó)聯(lián)通獲準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)采用CDMA2000 1X系統(tǒng)的公共地面流動(dòng)通信電信網(wǎng)絡(luò)及提供跨地域流動(dòng)電信服務(wù)，有效期為8年。
中國(guó)聯(lián)通獲準(zhǔn)提供CDMA漫游服務(wù)的權(quán)利
首年投資1.71億澳門元，建成CDMA 1X制式網(wǎng)絡(luò)，以提供漫游服務(wù)
2005年10月18日
CDMA澳門流動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)開通
開始提供CDMA漫游服務(wù)
-
2006年8月10日
中國(guó)聯(lián)通獲準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)采用CDMA2000 1X系統(tǒng)的公共地面流動(dòng)通信電信網(wǎng)絡(luò)及提供兩個(gè)頻段內(nèi)運(yùn)作的公用地面流動(dòng)電信服務(wù)
中國(guó)聯(lián)通獲得本地運(yùn)營(yíng)CDMA服務(wù)牌照。CDMA2000 1X可平滑升級(jí)到3G網(wǎng)路。
2006年計(jì)劃增加投資4800萬澳門元，在后續(xù)二年內(nèi)累計(jì)投資額不低于4000萬元
2007年5月29日
中國(guó)聯(lián)通獲正式建立及運(yùn)營(yíng)3G的牌照
建立及運(yùn)營(yíng)CDMA2000 1X EV-DO系統(tǒng)，真正提供3G服務(wù)
為建立3G業(yè)務(wù)，首年將投資4000萬澳門元；隨后三年累計(jì)投資超過9000萬澳門元
2008年7月27日
中國(guó)聯(lián)通將包括中國(guó)聯(lián)通（澳門）有限公司100%股權(quán)在內(nèi)的CDMA業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)讓予中國(guó)電信
[論文摘要]3G的時(shí)代已經(jīng)來臨，其主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)WCDMA和CDMA2000誰優(yōu)誰劣自然引起了我們的關(guān)注。本文從各個(gè)方面對(duì)兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做了全面的對(duì)比研究。
一、引言
上世紀(jì)70年代末，誕生了被稱為第一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的雙工FDMA模擬調(diào)頻系統(tǒng)，但由于模擬系統(tǒng)固有的先天缺陷，在90年代初被以TDMA為基礎(chǔ)的第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)所取代，相對(duì)FDMA系統(tǒng)有諸多優(yōu)點(diǎn)，如頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大、保密性好等。與此同時(shí)產(chǎn)生了以CDMA為基礎(chǔ)的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)，相比TDMA系統(tǒng)具有低發(fā)射功率、信道容量大、軟容量、軟切換、采用多種分集技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。
隨著網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及，圖像、話音和數(shù)據(jù)相結(jié)合的多媒體和高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量大大增加，人們對(duì)通信業(yè)務(wù)多樣化的要求也與日俱增，而一代二代系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的這些需求，所以誕生了第三代移動(dòng)通信技術(shù)，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。國(guó)際上承認(rèn)的3G標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)：CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA，這里主要從各個(gè)方面做WCDMA和CDMA2000的對(duì)比研究。
二、WCDMA和CDMA2000的綜合比較
由于WCDMA和CDMA2000這兩種技術(shù)都是將CDMA技術(shù)用于蜂窩系統(tǒng)，許多的思想都是源于CDMA系統(tǒng)，因此WCDMA和CDMA2000有許多相試之處：從雙工方式上看，WCDMA和CDMA2000屬于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都滿足IMT-2000提出的技術(shù)要求，支持高速多媒體業(yè)務(wù)、分組數(shù)據(jù)和IP接入等。但它們?cè)诩夹g(shù)實(shí)現(xiàn)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)等方面都存在較大差異。
WCDMA和CDMA2000各有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。WCDMA技術(shù)較成熟，能同廣泛使用的GSM系統(tǒng)兼容；相比第二代通信系統(tǒng)能提供更加靈活的服務(wù)；而且WCDMA能靈活處理不同速率的業(yè)務(wù)。其缺點(diǎn)是只能共用現(xiàn)有GSM系統(tǒng)的核心網(wǎng)部分，無線側(cè)設(shè)備可以共用的很少。
CDMA2000的優(yōu)勢(shì)是可以和窄帶CDMA的基站設(shè)備很好地兼容，能夠從窄帶CDMA系統(tǒng)平滑升級(jí)，只需增加新的信道單元，升級(jí)成本較低，核心網(wǎng)和大部分的無線設(shè)備都可用。容量也比IS-95A增加了兩倍，手機(jī)待機(jī)時(shí)間也增加了兩倍。缺點(diǎn)是CDMA2000系統(tǒng)無法和GSM系統(tǒng)兼容。
1.WCDMA與CDMA2000的物理層技術(shù)比較
WCDMA和CDMA2000物理層技術(shù)細(xì)節(jié)上有相似也有差異，由于考慮出發(fā)點(diǎn)不同，造成了不同的技術(shù)特點(diǎn)。WCDMA技術(shù)規(guī)范充分考慮了與第二代GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)的互操作性和對(duì)GSM核心網(wǎng)的兼容性；CDMA2000的開發(fā)策略是對(duì)以IS-95標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本的窄帶CDMA的平滑升級(jí)。
（1）這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物理層技術(shù)相似點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn)：
①內(nèi)環(huán)均采用快速功率控制。CDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)，因此為了提高系統(tǒng)容量，應(yīng)盡可能的降低系統(tǒng)的干擾。功率控制技術(shù)可以減少一系列的干擾，這意味著同一小區(qū)內(nèi)可容納更多的用戶數(shù)，即小區(qū)的容量增加。因此CDMA系統(tǒng)中引入功率控制技術(shù)是非常必要的。
②系統(tǒng)都支持開環(huán)發(fā)射分集，信道編碼采用卷積碼和Turbo碼。
③系統(tǒng)均采用軟切換技術(shù)。所謂軟切換是指移動(dòng)臺(tái)需要切換時(shí)，先與新的基站連通再與原基站切斷聯(lián)系，而不是先切斷與原基站的聯(lián)系再與新的基站連通。軟切換只能在同一頻率的信道間進(jìn)行，因此模擬系統(tǒng)、TDMA系統(tǒng)不具有這種功能。軟切換可以有效地提高切換的可靠性，大大減少切換造成的掉話。
④WCDMA工作頻段：1900～2025MHz頻段分配給FDD上行鏈路使用，2110～2170MHz頻段分配給FDD下行鏈路使用，2110～2170MHz頻段分配給TDD雙工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900～2025MHz頻段(上行)，2110～2170MHz(下行)。
（2）兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物理層技術(shù)差異可以歸納為以下幾點(diǎn)：
①擴(kuò)頻碼片速率和射頻帶寬。WCDMA根據(jù)ITU關(guān)于5MHz信道基本帶寬的劃分規(guī)則，將基本碼片速率定為3.84Mcps。WCDMA使用帶寬和碼片速率是CDMA2000-1X的3倍以上，能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號(hào)開銷。CDMA2000分兩個(gè)方案，即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X兩個(gè)階段。CDMA2000系統(tǒng)可支持話音、分組數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，并且可實(shí)現(xiàn)QoS的協(xié)商。室內(nèi)最高數(shù)據(jù)速率達(dá)2Mbit/s，步行環(huán)境384kb/s，車載環(huán)境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在單載波上采用碼片速率1.2288Mcps的直接序列擴(kuò)頻，射頻帶寬為1.25MHz。
②支持不同的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。WCDMA要求實(shí)現(xiàn)與GSM網(wǎng)絡(luò)的兼容，所以它把GSMMAP協(xié)議作為上層核心網(wǎng)絡(luò)議；CDMA2000要求兼容窄帶CDMA，因此它把ANSI-41作為自己的核心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
③WCDMA進(jìn)行功率控制的速度是CDMA2000的2倍，能保證更好的信號(hào)質(zhì)量，并支持多用戶。
④為了使支持基于GSM的GPRS業(yè)務(wù)而部署的所有業(yè)務(wù)也支持WCDMA業(yè)務(wù)，為了完善新的數(shù)據(jù)話音網(wǎng)絡(luò)，CDMA2000-1x需要添加額外的網(wǎng)元或進(jìn)行功能升級(jí)。
2.WCDMA與CDMA2000網(wǎng)絡(luò)接口的比較
3G標(biāo)準(zhǔn)的基本目標(biāo)是能在車載、步行和靜止各種不同環(huán)境下為多個(gè)用戶分別提供最高為144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的無線接入數(shù)據(jù)速率。為多個(gè)用戶提供可變的無線接入數(shù)率是3G標(biāo)準(zhǔn)的核心要求。CDMA2000可分別用于900MHZ和2GHZ兩個(gè)頻段CDMA2000的碼片速率與IS-95相同，兩系統(tǒng)可以兼容。WCDMA的碼片速率為3.84Mcps，顯然WCDMA系統(tǒng)中低速率用戶或語音用戶的移動(dòng)臺(tái)成本會(huì)大幅上升，在CDMA2000系統(tǒng)中則不會(huì)如此。
WCDMA的接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、制定嚴(yán)謹(jǐn)、組織嚴(yán)密，而CDMA2000的接口標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)謹(jǐn)性有待加強(qiáng)。IS-95廠家設(shè)備難以互通，給運(yùn)營(yíng)商設(shè)備選型帶來了較大問題；3G許諾的高速無線數(shù)據(jù)服務(wù)必須可以和話音一樣實(shí)現(xiàn)無縫的漫游，這是至關(guān)重要的。多媒體信息要漫游、視頻通話也要漫游，沒有這些基本要素，3G就不能稱其為3G。漫游涉及到的不僅僅是技術(shù)問題，更重要的是商業(yè)利益。在這方面WCDMA顯然更勝一籌，它支持全球漫游，全球移動(dòng)用戶均有唯一標(biāo)識(shí)，而CDMA2000尚不能很好做到這一點(diǎn)。
3.WCDMA和CDMA2000網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的比較
（1）WCDMA的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)技術(shù)
現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)利用單一時(shí)隙可提供9.6kbit/s的數(shù)據(jù)服務(wù)。如果復(fù)用多個(gè)時(shí)隙就能升級(jí)為HSCSD（高速電路交換數(shù)據(jù)）方式；此后出現(xiàn)了GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)），首次在核心網(wǎng)中引入了分組交換的方式，可提供144kbit/s的數(shù)據(jù)速率。接著繼續(xù)升級(jí)采用8PSK調(diào)制，這樣傳輸速率可以上升至384kbit/s這就是EDGE；WCDMA的數(shù)據(jù)傳輸速率將高達(dá)2M/s。
（2）CDMA2000網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)技術(shù)
主要的CDMA2000運(yùn)營(yíng)商將來自現(xiàn)在的窄帶CDMA運(yùn)營(yíng)商。窄帶CDMA向CDMA2000過渡的方式為IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的數(shù)據(jù)傳輸速率為14.4kbit/s，為了提供更高的速率，1999年部分廠商開始采用IS-95B標(biāo)準(zhǔn)，理論上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C進(jìn)一步使容量加倍，最后升級(jí)為CDMA2000。
窄帶CDMA系統(tǒng)向CDMA2000系統(tǒng)的演進(jìn)分為空中接口、網(wǎng)絡(luò)接口及核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)等方面。
①目前窄帶CDMA系統(tǒng)的空中接口是基于IS295A，其支持的數(shù)據(jù)速率為14.4kbit/s，由IS295A升級(jí)到IS295B，可支持64kbit/s。
②窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)接口的演進(jìn)主要指窄帶CDMA系統(tǒng)A接口的升級(jí)和演進(jìn)。對(duì)于窄帶CDMA系統(tǒng)，以前其A接口不是規(guī)范接口(即不是開放接口)，窄帶CDMA和GSM的A接口的規(guī)范相比較，GSM是先有A接口標(biāo)準(zhǔn)，然后廠家依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)；窄帶CDMA是廠家各自開發(fā)，然后廣泛宣傳，最后憑借自身影響修改標(biāo)準(zhǔn)。
③窄帶CDMA的核心網(wǎng)在美國(guó)經(jīng)過多年發(fā)展后，從IS241A到IS241B到IS241C，我國(guó)CDMA試驗(yàn)網(wǎng)和紅皮書以IS241C為基礎(chǔ)，IS241D規(guī)范在1999年底，目前IS241E規(guī)范還未正式。
三、WCDMA和CDMA2000在我國(guó)的前景
對(duì)3G標(biāo)準(zhǔn)的選擇不僅要看其技術(shù)原理及成熟程度，還要結(jié)合本國(guó)國(guó)情、市場(chǎng)運(yùn)作狀況等因素進(jìn)行考慮。按目前的進(jìn)展來看，兩種標(biāo)準(zhǔn)最后不能融合成一種，但可以共存。
在我國(guó)，GSMMAP網(wǎng)絡(luò)已形成巨大的規(guī)模，歐洲標(biāo)準(zhǔn)的WCDMA在網(wǎng)絡(luò)上充分考慮到與第二代的GSM的兼容性，在技術(shù)上也考慮了與GSM的雙模切換兼容，向WCDMA體制的第三代系統(tǒng)演進(jìn)，從一開始就解決了全網(wǎng)覆蓋的問題。而且CDMA2000采用GPS系統(tǒng)，對(duì)GPS依賴較大；在小區(qū)站點(diǎn)同步方面，CDMA2000基站通過GPS實(shí)現(xiàn)同步，將造成室內(nèi)和城市小區(qū)部署的困難，而WCDMA設(shè)計(jì)可以使用異步基站，運(yùn)營(yíng)者獨(dú)立性強(qiáng)；對(duì)于電信設(shè)備制造行業(yè)，我國(guó)在GSM蜂窩移動(dòng)通信方面發(fā)展成熟，而窄帶CDMA系統(tǒng)尚未形成規(guī)模和產(chǎn)業(yè)。
WCDMA采用全新的CDMA多址技術(shù)，并且使用新的頻段及話音編碼技術(shù)等。因此GSM網(wǎng)絡(luò)雖然可采用一些臨時(shí)的替代方案提供中等速率的數(shù)據(jù)服務(wù)，卻不能提供一種相對(duì)平滑的路徑以過渡到WCDMA。而CDMA2000的設(shè)計(jì)是以IS-95系統(tǒng)的豐富經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)的，因此窄帶CDMA向CDMA2000的演進(jìn)無論從無線還是網(wǎng)絡(luò)部分都更為平滑。在基站方面只需更新信道板，并將系統(tǒng)軟件升級(jí)，即可將IS-95基站升級(jí)為CDMA2000基站。
由此可見,WCDMA和CDMA2000還將長(zhǎng)時(shí)間在我國(guó)共存，鹿死誰手？尚未分曉。
參考文獻(xiàn)：
［1］TeroOjanpera，RamjeePrasad.朱旭紅譯.寬帶CDMA：第三代移動(dòng)通信技術(shù).北京：人民郵電出版社.
論文關(guān)鍵詞：3G-EVDO，無線局域網(wǎng)絡(luò)，稅源監(jiān)控系統(tǒng)
稅源監(jiān)控系統(tǒng)是稅務(wù)機(jī)關(guān)利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)稅源信息進(jìn)行全面采集、分析和利用的稅務(wù)信息化應(yīng)用系統(tǒng)。一般由企業(yè)端和稅局端組成。安裝在企業(yè)的企業(yè)端系統(tǒng)功能是用于對(duì)企業(yè)進(jìn)行稅源信息監(jiān)控、采集和數(shù)據(jù)傳輸；安裝在稅務(wù)機(jī)關(guān)的稅局端系統(tǒng)功能是用于接收所采集的稅源信息，并對(duì)信息進(jìn)行分析和利用。稅源監(jiān)控系統(tǒng)是稅務(wù)機(jī)關(guān)對(duì)重點(diǎn)稅源企業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管的重要工具，應(yīng)用先進(jìn)信息技術(shù)提高系統(tǒng)功能，對(duì)稅務(wù)機(jī)關(guān)降低稅源監(jiān)控成本，提高稅源監(jiān)控實(shí)效，從源頭堵塞稅收流失具有重大意義。
一、無線監(jiān)控技術(shù)簡(jiǎn)介及3G-EVDO優(yōu)勢(shì)分析
1. 無線監(jiān)控技術(shù)簡(jiǎn)介
目前無線監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有下面幾種方式：
（1）模擬無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)。該類監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸距離主要由發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率來決定，監(jiān)控范圍受發(fā)射距離的限制，范圍小；數(shù)據(jù)在空中傳播，易受電磁等干擾，數(shù)據(jù)可靠性不好；模擬傳輸沒有很好的加密模式，安全性不好；數(shù)據(jù)傳輸率很低，不能滿足稅源監(jiān)控要求的從企業(yè)原料采購到成品銷售的多個(gè)重要環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)采集及時(shí)性、準(zhǔn)確性、安全性等要求。
（2）GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。這類監(jiān)控通信方式是依托全球的GSM網(wǎng)絡(luò)，它的最大特點(diǎn)是打破了距離的限制，從而可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。主要是利用GSM短消息業(yè)務(wù)或語音業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)監(jiān)控。語音業(yè)務(wù)就是利用語音信道進(jìn)行通信，把各種信息轉(zhuǎn)化成語音信號(hào)計(jì)算機(jī)論文，通過語音信道發(fā)送。缺點(diǎn)是：由于網(wǎng)絡(luò)傳輸不穩(wěn)定，短信中心容量等問題，信息發(fā)送不可靠，并且缺乏安全性；消息的發(fā)送到接受很多情況會(huì)有較大時(shí)延，加上內(nèi)容長(zhǎng)度限制和GSM上網(wǎng)速度只能達(dá)到9．6kbps，這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境無法滿足企業(yè)稅源實(shí)時(shí)監(jiān)控和準(zhǔn)確性的要求。
（3）GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。GPRS是由中國(guó)移動(dòng)推出的2．5G服務(wù)，是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)論文服務(wù)。GPRS與GSM語音的根本區(qū)別是，GSM的基礎(chǔ)是電路交換，GPRS的基礎(chǔ)是分組交換。因此，GPRS特別適用于突發(fā)性的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。和GSM相比的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度較快，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度偏低，有跳躍性，只能滿足部分視頻監(jiān)控的要求。
（4）3G-EVDO即CDMA2000 1x EVDO，是3G系統(tǒng)CDMA2000的演進(jìn)版本，基于CDMA的集群技術(shù)。3G-EVDO系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想是將高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與低速語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分離開來，利用單獨(dú)載波提供高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)和中低速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)仍由 CDMA2000 1x系統(tǒng)提供，這樣可以獲得更好的頻譜利用效率，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)也比較靈活，抗干擾能力強(qiáng)、信號(hào)穿透能力強(qiáng)、系統(tǒng)容量大。1x EV-DO 于2001 年被ITU-R 接受為3G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。
2. 3G-EVDO技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析
3G-EVDO是基于CDMA系統(tǒng)的升級(jí)，兼容了IS-95系統(tǒng)的空中接口技術(shù),在升級(jí)上只需進(jìn)行軟件方面的升級(jí)。而CDMA網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過7年多的建設(shè)，通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)，基礎(chǔ)設(shè)備完善齊全，將會(huì)是最快升級(jí)到3G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。通信過程中不會(huì)產(chǎn)生脈沖式射頻，當(dāng)在周圍各種強(qiáng)電設(shè)備密布的情況下，不會(huì)給其他電器設(shè)備造成射頻破壞。3G-EVDO通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)，并成為成熟和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，為無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)提供一個(gè)穩(wěn)定、安全的接入環(huán)境。3G-EVDO系統(tǒng)本身網(wǎng)絡(luò)的安全性就好，傳輸過程中滿足IP化和多媒體化的需求，系統(tǒng)具備視頻編解碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)控制等強(qiáng)大功能計(jì)算機(jī)論文，直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理，使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。比較符合以后的發(fā)展方向。3G-EVDO可提供高達(dá)153.6kps的無線數(shù)據(jù)通訊帶寬，采用信道資源分配方式，可確保基于無線局域網(wǎng)絡(luò)的稅源監(jiān)控系統(tǒng)企業(yè)信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。目前從技術(shù)先進(jìn)性上來看，3G-EVDO是各種無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)中最新的改良技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
二、3G-EVDO技術(shù)在稅源監(jiān)控中應(yīng)用的意義
伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3G業(yè)務(wù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，基于3G系統(tǒng)的無線局域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)用到各個(gè)領(lǐng)域，3G技術(shù)與稅務(wù)信息化的結(jié)合也是大勢(shì)所趨。目前國(guó)內(nèi)有關(guān)無線局域網(wǎng)稅源監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品多數(shù)為針對(duì)2G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的，由于稅源監(jiān)控圖像所包含的信息量非常大，而2G通信系統(tǒng)本身又具有帶寬小、抗干擾能力差、衰落嚴(yán)重、誤碼率高等特點(diǎn)，稅源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸容易掉包的問題沒有得到很好解決，無法達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。如何將遠(yuǎn)程的監(jiān)視、系統(tǒng)遙控、監(jiān)控?zé)o線化有機(jī)地結(jié)合起來，做到既可以基于無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)視、遙控和圖像的傳輸，又具備通常稅源管控的功能，并且投入費(fèi)用合理，能夠更加有效地確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，將安全防范技術(shù)提高到一個(gè)新的水平，是目前稅源監(jiān)控信息化的應(yīng)用的最大需求. 開發(fā)基于3G-EVDO無線局域網(wǎng)絡(luò)的稅源監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)稅源監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)化、無線化、遠(yuǎn)程化具有積極的現(xiàn)實(shí)意義,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.有利于實(shí)施全方位的稅源動(dòng)態(tài)監(jiān)控
基于3G-EVDO的企業(yè)無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)，可深入企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)全部環(huán)節(jié)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)真實(shí)信息，實(shí)施全方位的稅源動(dòng)態(tài)監(jiān)控和納稅評(píng)估，對(duì)提高稅源信息采集質(zhì)量、加強(qiáng)信息共享和綜合分析利用、查找和堵塞征管漏洞、提高稅源管理實(shí)效具有重大意義。
2.有利于解決復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下有線網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控技術(shù)難題
有關(guān)稅源監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)也已有少量報(bào)道，但企業(yè)現(xiàn)有的局域網(wǎng)絡(luò)都是有線網(wǎng)絡(luò)，在工業(yè)環(huán)境復(fù)雜的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中有線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用受到環(huán)境的很大限制，存在布局困難、損耗大、傳輸距離短、分布范圍有限、運(yùn)行成本高的缺陷。無線局域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)具有無限的無縫擴(kuò)展能力，可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的結(jié)合，它可以將不同地點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)通過無線通訊手段傳送到無線監(jiān)控中心。
3.有利于降低稅源監(jiān)控成本
目前從技術(shù)先進(jìn)性上來看，3G-EVDO是各種無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)中最新的改良技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優(yōu)勢(shì)，具有綜合成本低計(jì)算機(jī)論文，只需一次性投資，性能穩(wěn)定可靠，維護(hù)費(fèi)用低，無需專人管理的特點(diǎn)。建立無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)，有利于提高稅收行政管理的效率、降低稅源監(jiān)控成本，解決有線局域網(wǎng)絡(luò)下監(jiān)控中存在的監(jiān)控點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍寬、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、適應(yīng)復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境等技術(shù)瓶頸。。
三、基于3G-EVDO的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.總體目標(biāo)
在目前已有的基于有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠髽I(yè)稅源監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，以3G-EVDO集群技術(shù)替代現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于3G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)。相比現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)功能可在以下方面達(dá)到提升：
（1）稅源監(jiān)控范圍擴(kuò)大。基于3G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)施全方位的動(dòng)態(tài)稅源監(jiān)控，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的采購、生產(chǎn)、庫存到銷售都進(jìn)行了全方位的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全過程的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集傳輸和分析利用。使稅務(wù)管理部門能夠全面了解企業(yè)的實(shí)時(shí)經(jīng)營(yíng)情況，全面掌握稅源信息，減少稅收流失論文服務(wù)。
（2）稅源監(jiān)控能力提高。基于3G-EVDO集群技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源監(jiān)控系統(tǒng)不再受企業(yè)地理位置的限制，適合遠(yuǎn)距離傳輸，數(shù)字信息抗干擾能力強(qiáng)，不易受傳輸線路信號(hào)衰減的影響，能夠進(jìn)行加密傳輸，可以在數(shù)千公里之外實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)。特別是在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣或不便于直接深入現(xiàn)場(chǎng)的情況下，數(shù)字視頻監(jiān)控能達(dá)到親臨現(xiàn)場(chǎng)的效果。即使現(xiàn)場(chǎng)遭到破壞，也照樣能在遠(yuǎn)處得到現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)記錄。
（3）稅源監(jiān)控實(shí)效提升。系統(tǒng)采用3G-EVDO集群技術(shù)、視頻壓縮編碼等諸多先進(jìn)的信息化技術(shù)進(jìn)行信息采集與傳輸，由于對(duì)視頻圖像進(jìn)行了數(shù)字化，可以充分利用計(jì)算機(jī)的快速處理能力，對(duì)其進(jìn)行壓縮、分析、存儲(chǔ)和顯示。通過視頻分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行聯(lián)動(dòng)報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)無人值守。提高稅源監(jiān)控范圍、質(zhì)量和效率。
2.技術(shù)路線與技術(shù)關(guān)鍵
（1）技術(shù)路線：系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到開發(fā)采用基于無線局域網(wǎng)絡(luò)稅源管理思想，利用3G-EVDO集群技術(shù)、視頻壓縮編碼等諸多先進(jìn)的信息化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男滦拖到y(tǒng)，運(yùn)用H.264視頻壓縮編碼技術(shù)和3G-EVDO無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸解決方案，通過建立統(tǒng)一的信息采集機(jī)制、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息監(jiān)控機(jī)制，構(gòu)建面向應(yīng)用監(jiān)控、預(yù)警的信息化系統(tǒng)。采用跨平臺(tái)跨數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)技術(shù)、J2EE技術(shù)、三層/多層結(jié)構(gòu)技術(shù)、3G通訊標(biāo)準(zhǔn)、TCP/IP協(xié)議等技術(shù)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。
（2）技術(shù)關(guān)鍵：基于3g-EVDO無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)稅源監(jiān)控應(yīng)用研究，提供3G網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、共享、分析、預(yù)警；網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)技術(shù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬自動(dòng)調(diào)整視頻幀率計(jì)算機(jī)論文，適應(yīng)爆發(fā)性、大容量數(shù)據(jù)傳輸；基于無線網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視；具有面向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合管理能力。
3.技術(shù)創(chuàng)新
（1）采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)“購、產(chǎn)、存、銷”關(guān)鍵經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)監(jiān)控，解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的無法適應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍寬、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、適應(yīng)復(fù)雜等網(wǎng)絡(luò)稅收監(jiān)控瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、接收，保證信息的安全性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性；
（2）采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的稅源信息采集，從源頭控制發(fā)票開票信息的不實(shí)，通過技術(shù)手段對(duì)企業(yè)真實(shí)的經(jīng)營(yíng)信息的分析，測(cè)算銷售數(shù)據(jù)，與納稅申報(bào)信息比對(duì)，實(shí)現(xiàn)異常預(yù)警。
（3）采用3G-EVDO網(wǎng)絡(luò)通訊新技術(shù)通過一個(gè)系統(tǒng)將多種系統(tǒng)整合在一起，將信息自動(dòng)化，財(cái)務(wù)分析，稅源監(jiān)控功能集于一身，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類稅源信息的傳遞、交流、共享、存儲(chǔ)、協(xié)同，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成及數(shù)據(jù)的集中展現(xiàn)，做到全方位稅源實(shí)時(shí)控管，有效解決企業(yè)，稅務(wù)機(jī)關(guān)，政府，生產(chǎn)者之間信息不對(duì)稱問題。真正實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。
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論文摘要：隨著3G牌照的頒發(fā)，WiMAX作為3G的第四標(biāo)準(zhǔn)遺憾出局，WiMAX是偃旗息鼓還是絕地逢生，本文主要就其能否回歸主流給予探討，從WiMAX技術(shù)優(yōu)勢(shì)、國(guó)內(nèi)國(guó)際形勢(shì)等方面進(jìn)行論證。筆者對(duì)WiMAX的規(guī)模化商用持肯定態(tài)度。
從2001年6月信息產(chǎn)業(yè)部將第三代移動(dòng)通信（簡(jiǎn)稱3G）正式提上議程開始，3G進(jìn)軍中國(guó)的腳步在各種傳言和猜測(cè)中走過了近8個(gè)年頭之后，終于在今年初工信部為國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商頒發(fā)了包括TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000在內(nèi)的第三代移動(dòng)通信牌照，但同屬3G標(biāo)準(zhǔn)的WiMAX并未獲準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)。中國(guó)電信集團(tuán)公司科技委主任韋樂平韋樂平指出，移動(dòng)WiMAX定位的是3G的標(biāo)準(zhǔn)，卻擁有了3.5G+的性能，采用的卻是4G的核心技術(shù)，所以其位置比較尷尬。可以說，把WiMAX作為3G或者3.5G已經(jīng)為時(shí)已晚，而作為3.9G或者4G又來的太早。那么在技術(shù)飛速發(fā)展的今天，WiMAX是否已成昨日黃花呢？
1、 WiMAX優(yōu)越的技術(shù)特征
WiMAX（又稱IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)）是一項(xiàng)基于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，主要用在城市型局域網(wǎng)路。由WiMAX論壇提出并于2001年6月成形。它可提供最后一公里無線寬帶接入，作為電纜和DSL之外的選擇。根據(jù)是否支持移動(dòng)特性，IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)可以分為固定寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)和移動(dòng)寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，其中802.16a、802.16d屬于固定無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，而802.16e屬于移動(dòng)寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)。
（1）實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離：WiMAX所能實(shí)現(xiàn)的50km的無線信號(hào)傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。
（2）提供更高速的寬帶接入。據(jù)悉，WiMAX所能提供的最高接入速度是70Mbit/s，這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。
（3）提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù)，它可以將Wi-Fi連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為DSL等有線接入方式的無線擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。
（4）提供多媒體通信服務(wù)。由于WiMAX較Wi-Fi具有更好的可擴(kuò)展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級(jí)的多媒體通信服務(wù)。
（5）優(yōu)越的移動(dòng)性。WiMAX可以再100Km/h的速度下使用，而WIFI則不行，3G則會(huì)嚴(yán)重影響連接速度，所以WiMAX在移動(dòng)中的優(yōu)勢(shì)更加明顯。
2、WiMAX的星星之火
盡管WiMAX有比其他3G標(biāo)準(zhǔn)更為出眾的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但隨著國(guó)內(nèi)3G牌照的正式，WiMAX在中國(guó)的發(fā)展陷入低迷。
早在08年10月工信部無線電管理局副局長(zhǎng)謝飛波曾明確了我國(guó)對(duì)移動(dòng)WiMAX（802.16e）技術(shù)的態(tài)度。他表示移動(dòng)WiMAX（802.16e）尚未通過中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)審定，“因此不能作為中國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不能在中國(guó)使用。”實(shí)際上，中國(guó)從一開始便對(duì)移動(dòng)WiMAX（802.16e）持反對(duì)態(tài)度，認(rèn)為移動(dòng)WiMAX（802.16e）好幾個(gè)技術(shù)問題一直沒有得到解決，所以不能通過一個(gè)技術(shù)問題沒有完全澄清的標(biāo)準(zhǔn)。其中最主要的就是移動(dòng)WiMAX（802.16e）在頻段上與國(guó)家正在大力推廣的TD標(biāo)準(zhǔn)有沖突。如果在國(guó)內(nèi)使用移動(dòng)WiMAX（802.16e），將給本來就頻段資源緊張的TD造成沖擊，這顯然是工信部不愿意看到的局面。
今年1月工業(yè)和信息化部正式發(fā)放了TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三張3G牌照后，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商開始大力推廣不同制式的3G業(yè)務(wù)，而不在牌照之列的WiMAX就已經(jīng)很少被人提及了。同時(shí)中國(guó)電信董事長(zhǎng)兼CEO王曉初在收購CDMA業(yè)務(wù)會(huì)表示，CDMA網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)路線首先考慮在中心城市升級(jí)EV-DO Rev.A，并等待LTE的發(fā)展。 這是中國(guó)電信高層首次公開明確全球第三大CDMA網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)走向：C網(wǎng)將會(huì)向3G EV-DO升級(jí)，并且在后3G制式上選擇LTE。
WiMAX在國(guó)內(nèi)似乎已無路可走，但今年7月、8月WiMAX的好消息陸續(xù)傳來，
在國(guó)內(nèi)繼今年4月我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)開通 WiMAX服務(wù)之后，最近又有消息稱，大陸將引入臺(tái)灣地區(qū)電信運(yùn)營(yíng)商的WiMAX試驗(yàn)網(wǎng)，由工信部與地方政府共同選擇兩三個(gè)城市來進(jìn)行試點(diǎn)，此項(xiàng)工作有望在8月底展開。另外還有消息稱，國(guó)家廣電總局將在30個(gè)城市展開WiMAX的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
在國(guó)外，美國(guó)政府設(shè)立總額為40億美元的寬帶刺激基金，可能會(huì)幫助目前的WIMAX產(chǎn)業(yè)鏈走出困境;華為CDMA和WiMAX產(chǎn)品線總裁趙明接受路透專訪時(shí)表示，WiMAX于去年啟動(dòng)，并將在城市人口較多、但固定線路網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)較差的新興市場(chǎng)獲持續(xù)快速發(fā)展。同時(shí)趙明表示：“今年(WiMAX全球銷量)在5億美元左右，明年應(yīng)該能到約10億美元。”；世界知名市場(chǎng)調(diào)查公司InfoneticsResearch的最新報(bào)告指出在用戶對(duì)帶寬和VoIP需求的推動(dòng)下，印度、俄羅斯、巴西等國(guó)WiMAX增勢(shì)強(qiáng)勁。報(bào)告還評(píng)測(cè)了全球各地的WiMAX發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)報(bào)告指出，在中國(guó)雖然目前市場(chǎng)很有限，但如果自主的3G技術(shù)TD-SCDMA未能點(diǎn)燃市場(chǎng)，監(jiān)管部門對(duì)WiMAX的態(tài)度可能將會(huì)軟化，從而引導(dǎo)更廣泛的WiMAX市場(chǎng)增長(zhǎng)。同時(shí)WiMAX論壇主席RonResnick 宣布“2009全球WiMAX高峰會(huì)議”將于2009年10月22日-23日在北京舉行。
InfoneticsResearch公司W(wǎng)iMAX、微波業(yè)務(wù)和移動(dòng)設(shè)備類主管分析師理查德·韋伯(RichardWebb)表示，第二季度已經(jīng)顯示出WiMAX市場(chǎng)已經(jīng)越過了谷底。WiMAX自08年開始至今的低谷期已越過，星星之火終于點(diǎn)燃。
3、WiMAX的規(guī)模化商用只是時(shí)間問題
據(jù)中國(guó)通信網(wǎng)報(bào)道，中國(guó)臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院(ITRI)信息與通信研究實(shí)驗(yàn)室(ICL)副總裁兼總監(jiān)Paul Lin透露，內(nèi)地將對(duì)WiMAX設(shè)備以及CPE產(chǎn)品解禁，國(guó)家廣電總局將在30個(gè)城市展開WiMAX的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。 WiMAX的解禁不再是空穴來風(fēng)。
WiMAX的應(yīng)用是多種多樣的，無線、寬帶、公共安全的這些應(yīng)用在中國(guó)主要取決于頻率的資源，2.5GHz、3.5GHz、700MHz都有不同的應(yīng)用。WiMAX目前應(yīng)用主要是作為無線寬帶接入領(lǐng)域的一個(gè)很好的補(bǔ)充。而由于其低廉的寬帶費(fèi)用較為適合中國(guó)農(nóng)村地區(qū)的寬帶市場(chǎng)。
而WiMAX要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化商用，主要依托于兩個(gè)方面：（1）TD的經(jīng)營(yíng)是否能夠點(diǎn)燃中國(guó)市場(chǎng)，目前喜憂參半，由于TD整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈還很不成熟，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟由中移動(dòng)一家推進(jìn)也不現(xiàn)實(shí)，這需要大量的時(shí)間和投資。因此中移動(dòng)想要迅速發(fā)展TD，必須結(jié)合WiMAX，因?yàn)殡p方都是建立在低成本語音的基礎(chǔ)上，同時(shí)具備高性能的數(shù)據(jù)。WiMAX的信道非常寬，在WiMAX寬帶移動(dòng)連接基礎(chǔ)上，可以順利實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA的低成本和高性能數(shù)據(jù)。（2）WiMAX在700MHz頻率上的應(yīng)用，該頻率資源依屬于國(guó)家廣電局，如果國(guó)家廣電局介入則WiMAX的騰飛則指日可待。因?yàn)閲?guó)家廣電局現(xiàn)有的硬件資源和WiMAX所具備的遠(yuǎn)距離傳輸能力，可以讓其在短期內(nèi)建成一張覆蓋全國(guó)的WiMAX無線寬帶網(wǎng)絡(luò)。
【關(guān)鍵詞】多徑衰落；分集接收；RAKE接收機(jī)；MATLAB
1.緒論
在移動(dòng)通信系統(tǒng)之中，由于城市建筑物和地形地貌的影響，傳輸信號(hào)經(jīng)過無線信道傳播，使得接收到的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)延、頻率和角度擴(kuò)展等變化。其中，時(shí)延擴(kuò)展將直接導(dǎo)致碼間串?dāng)_，頻率擴(kuò)展將導(dǎo)致傳輸信號(hào)的時(shí)間衰落，角度擴(kuò)展將導(dǎo)致信號(hào)的空間衰落，這些情況都將嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用RAKE接收機(jī)來完成分集接收，從而保證了系統(tǒng)可以獲得較高的通信質(zhì)量。本文采用MATLAB仿真軟件對(duì)RAKE接收機(jī)進(jìn)行仿真。結(jié)果表明：RAKE接收機(jī)能更有效地克服多徑傳輸造成的干擾，將多徑衰落信道分散的信號(hào)能量收集起來，從而降低信號(hào)誤碼率，提高通信質(zhì)量。
在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用RAKE接收機(jī)來完成傳輸信號(hào)的分集和接收，從而能夠保證系統(tǒng)可以獲得比較滿意的信號(hào)傳輸結(jié)果和通信傳輸質(zhì)量。在本文中，采用MATLAB軟件對(duì)RAKE接收機(jī)進(jìn)行編程和仿真，還通過比較分析選擇式合并，等增益合并和最大比值合并這三種不同的合并方式情況下，RAKE接收系統(tǒng)的信號(hào)誤碼率的變化情況，用來說明不同合并方式對(duì)RAKE接收系統(tǒng)的效率的影響。
2.RAKE接收技術(shù)
2.1 RAKE接收信號(hào)合成矢量表現(xiàn)
RAKE接收機(jī)的基本原理就是將那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量取出，對(duì)它進(jìn)行延時(shí)和相位校正，使之在某一時(shí)刻對(duì)齊，并按一定的規(guī)則進(jìn)行合并，變矢量合并為代數(shù)求和，有效地利用多徑分量，提高多徑分集的效果。
不采用RAKE接收時(shí)，多徑信號(hào)的合成矢量如圖2-1所示。采用RAKE接收后的合成矢量如圖2-2所示。
由于用戶的隨機(jī)移動(dòng)性，接收到的多徑分量的數(shù)量、大小（幅度）、時(shí)延、相位均為隨機(jī)量，因而合成矢量也是一個(gè)隨機(jī)量[1]。若能通過RAKE接收，將各路徑分離開，相位校準(zhǔn)，加以利用，則隨機(jī)的矢量和將可以變成比較穩(wěn)定的代數(shù)和而加以利用。當(dāng)然這一分離、處理和利用的設(shè)想是在宏觀分區(qū)域含義完成的，而不可能是針對(duì)所有實(shí)際傳播路徑而言的。
根據(jù)可分離路徑的概念，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的多徑時(shí)延相差大于一個(gè)擴(kuò)頻碼片寬度，可以認(rèn)為這兩個(gè)信號(hào)時(shí)不相關(guān)的，或者說路徑是可以分離的。反映在頻域上，即信號(hào)的傳輸帶寬大于信號(hào)的相干帶寬的時(shí)候，認(rèn)為這兩個(gè)信號(hào)時(shí)不相關(guān)的，或者說路徑是可分離的。
由于CDMA系統(tǒng)是寬帶傳輸系統(tǒng)，所有信道共享頻率資源，所以CDMA系統(tǒng)可以使用RAKE接受技術(shù)，而其他兩種多址技術(shù)TDMA、FDMA則無法使用。
2.2 RAKE接收機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真
2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)和仿真中的CDMA系統(tǒng)僅涉及到擴(kuò)頻調(diào)制、多徑衰落信道、擴(kuò)頻解調(diào)模塊，沒有包含信道編/解碼、交織等部分，也沒有考慮CDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻調(diào)制解和調(diào)級(jí)上的RAKE接收機(jī)的誤比特性能[2]。RAKE接收機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2-3所示。
其中，發(fā)送端發(fā)送的信號(hào)在信道中遇到3個(gè)障礙物而產(chǎn)生反射，那么本次模型中傳輸路徑數(shù)=3；在瑞利衰落信道中，假定產(chǎn)生的3徑信號(hào)互相獨(dú)立，那么，以第1徑信號(hào)的傳輸時(shí)延為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間0，第2徑信號(hào)的傳輸時(shí)延為，第3徑信號(hào)的傳輸時(shí)延為，其中是擴(kuò)頻碼的一個(gè)碼片時(shí)間。3條路徑的信號(hào)合并后加載上加性高斯白噪聲（AWGN）。在接收端進(jìn)行分集的過程是，首先對(duì)每徑信號(hào)分別進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)延同步，然后對(duì)每徑信號(hào)分別進(jìn)行解擴(kuò)。因?yàn)樵谌鹄ヂ湫诺乐?徑的傳輸時(shí)延是[0，，]，那么在接收端3徑的同步時(shí)延就是[，，0]。接下來將3徑信號(hào)進(jìn)行RAKE合并，這里所采用的合并準(zhǔn)則是等增益合并方式。
2.2.2 參數(shù)配置
（1）用戶參數(shù)設(shè)計(jì)
用戶數(shù)=1，發(fā)送端首先產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)，然后使用Walsh碼進(jìn)行擴(kuò)頻，擴(kuò)頻因子取=16；之后信號(hào)通過DPSK調(diào)制器產(chǎn)生DPSK信號(hào)。因?yàn)槎鄰綍r(shí)延也是獨(dú)立的。在假設(shè)RAKE接收機(jī)中的信道估計(jì)單元對(duì)延遲和相位的估計(jì)都是準(zhǔn)確的情況下，可以僅考慮加性高斯噪聲和瑞利衰落對(duì)RAKE接收機(jī)接收性能的影響。圖2-4是經(jīng)過擴(kuò)頻后的信號(hào)。
（2）噪聲的產(chǎn)生
是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。根據(jù)以往的研究發(fā)現(xiàn)，在噪聲均方值的時(shí)候，仿真出的效果比較明顯。則，令。信道中的高斯白噪聲的單邊功率譜密度為：
在接收端，噪聲與載波相乘，其單邊功率譜密度變?yōu)椋p邊功率譜密度即為。仿真中，讓信號(hào)通過瑞利衰落后加載上高斯噪聲，以實(shí)現(xiàn)噪聲對(duì)RAKE接收機(jī)性能的影響[3]。
（3）瑞利衰落信道的產(chǎn)生
在前面計(jì)算噪聲的功率譜密度時(shí)，有令，因?yàn)槭欠娜鹄植嫉模渚岛头讲罘謩e為。又因?yàn)椋钥梢酝瞥鋈鹄ヂ鋮?shù)。瑞利衰落信道的抽樣時(shí)間為1/10000，多普勒頻移是100Hz，方差為。利用MATLAB自身函數(shù)產(chǎn)生瑞利衰落信道。
圖2-5是通過瑞利衰落信道后的傳輸信號(hào)的仿真圖。圖2-6是加載了加性高斯白噪聲后的傳輸信號(hào)。
2.2.3 仿真結(jié)果
傳輸信號(hào)通過瑞利衰落信道后，加載加性高斯白噪聲。此后，每一徑的信號(hào)通過各自的時(shí)延矯正以后，經(jīng)過解擴(kuò)就進(jìn)入了RAKE接收合并模塊。每條徑解擴(kuò)后的信號(hào)如圖2-7所示。之后，信號(hào)進(jìn)入RAKE合并器，合并方式采用等增益合并方式，經(jīng)過圖2-8所示的判決后，即可得到系統(tǒng)的輸出信號(hào)。
圖2-9為RAKE接收機(jī)誤碼率仿真曲線圖，其中橫坐標(biāo)為信號(hào)干擾噪聲比，指信號(hào)功率與噪聲和干擾功率之比，縱坐標(biāo)為誤碼率。由圖2-9可知RAKE分集接收能有效地減少多徑衰落的影響，降低誤碼率。由仿真結(jié)果可以看出，無論無論是否使用RAKE接收機(jī)處理信號(hào)，信噪比越大，誤碼率就相應(yīng)的減小；在使用RAKE接收機(jī)處理信號(hào)后，同等信噪比條件下，信號(hào)的改善效果更好，抗干擾能力就越強(qiáng)。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)擴(kuò)頻帶寬的選擇，多徑環(huán)境下可能有幾路到幾十路可分離的多徑信號(hào)，有的多徑信號(hào)只包含很少的信號(hào)能量，所以，RAKE接收機(jī)不需要分集接收所有的多徑信號(hào)[4]。為此，除了根據(jù)信道的特性，選擇適當(dāng)?shù)腞AKE支路外，還可以在RAKE接收機(jī)的每個(gè)支路設(shè)置一個(gè)門限，當(dāng)信號(hào)的電平低于門限值時(shí)將該支路關(guān)閉，以防止信噪比很低的分集支路對(duì)RAKE接收機(jī)的影響。
3.結(jié)論
本論文是建立在RAKE接收機(jī)的分集重?cái)?shù)對(duì)RAKE接收機(jī)誤碼性能影響的情況進(jìn)行的分析和比較。在用戶固定的RAKE接收機(jī)中，RAKE接收機(jī)的分集重?cái)?shù)越多，搜索到的多徑就越多，它主要是由信道的時(shí)延擴(kuò)展決定的。在一定的碼率下，延時(shí)擴(kuò)展越大所需要的抽頭數(shù)就越多，這樣，在時(shí)延擴(kuò)展很大的信道中，需要大量的抽頭數(shù)，這將使得系統(tǒng)的復(fù)雜度很高。有時(shí)在硬件上很難實(shí)現(xiàn)。
通過RAKE接收機(jī)的原理的研究，應(yīng)用MATLAB軟件設(shè)計(jì)了RAKE接收機(jī)仿真程序，軟件仿真結(jié)果與理論相符，RAKE接收機(jī)在采取多徑合并后，能更有效的收集信號(hào)能量，恢復(fù)出原始信號(hào)，達(dá)到了預(yù)想中的效果。
參考文獻(xiàn)
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【論文摘要】經(jīng)過20多年的發(fā)展，中興和華為等中國(guó)電信設(shè)備制造企業(yè)通過不懈的努力，已經(jīng)在很多重要技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。中國(guó)的電信設(shè)備制造企業(yè)在成功地實(shí)現(xiàn)了從優(yōu)秀企業(yè)到卓越企業(yè)的跨越之后，下一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是如何使企業(yè)基業(yè)常青。本文認(rèn)為，要想獲得長(zhǎng)久的發(fā)展，中國(guó)的電信設(shè)備制造企業(yè)必須進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)實(shí)力、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)能力和資本運(yùn)營(yíng)能力。
華為在20年前還是作坊式的小企業(yè)，如今銷售額達(dá)到160億美元；中興通訊由一間300萬元成立的小公司成長(zhǎng)為年收入510億元人民幣的大型企業(yè)。為什么這兩個(gè)曾經(jīng)不起眼的企業(yè)卻創(chuàng)造了驚人的業(yè)績(jī)？如何能使這些初步獲得成功的企業(yè)基業(yè)常青？本文對(duì)此進(jìn)行了分析和探討。
一、中國(guó)通訊設(shè)備制造企業(yè)成功的因素分析
1、華為技術(shù)。（1）清晰的戰(zhàn)略定位。從華為公司的發(fā)展歷程可以看出，華為多年來一直堅(jiān)持專業(yè)化戰(zhàn)略，在產(chǎn)品開發(fā)上一直實(shí)施業(yè)內(nèi)聞名的“壓強(qiáng)戰(zhàn)略”，在決定成功的關(guān)鍵技術(shù)上“以超過主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的強(qiáng)度配置資源，要么不做，要做就極大地集中人力、物力和財(cái)力，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破”。20多年的發(fā)展中，“壓強(qiáng)戰(zhàn)略”始終貫穿于華為的研發(fā)、營(yíng)銷和企業(yè)文化建設(shè)等多各環(huán)節(jié)，這種清晰的專業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略定位讓華為心無旁鶩地致力于基礎(chǔ)通訊設(shè)備的研發(fā)，最終被思科列為未來最具競(jìng)爭(zhēng)力的對(duì)手。
（2）強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)能力。中國(guó)沒有哪一家通信企業(yè)能像華為這樣每年都拿出超過銷售額10%的資金用于專門的產(chǎn)品研發(fā)，對(duì)一個(gè)前途未卜的3G持續(xù)投資上百億美元進(jìn)行開發(fā)。華為這個(gè)在中國(guó)土生土長(zhǎng)的民營(yíng)企業(yè)在NGN網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)上達(dá)到世界領(lǐng)先水平，順利實(shí)現(xiàn)由中低端路由器向高端路由器的轉(zhuǎn)換，最終擁有和國(guó)際通訊巨頭同場(chǎng)競(jìng)技的實(shí)力。
（3）強(qiáng)勢(shì)企業(yè)文化。華為公司奉行的是“狼性文化”，狼的三大特性：敏銳的嗅覺；不屈不撓、奮不顧身的進(jìn)攻精神；群體奮斗。“狼性文化”的主要表現(xiàn)是：華為在產(chǎn)品研發(fā)上大手筆投入，為開發(fā)產(chǎn)品而不計(jì)成本；為了企業(yè)持續(xù)發(fā)展，積極進(jìn)行像狼一樣的市場(chǎng)攻伐。《華為基本法》第一條就寫道：“通過無依賴的市場(chǎng)壓力傳遞，使內(nèi)部機(jī)制永遠(yuǎn)處于激活狀態(tài)”。狼性文化促使華為始終為了自身的進(jìn)步不停奮斗著。
（4）強(qiáng)大的市場(chǎng)營(yíng)銷能力。華為的營(yíng)銷戰(zhàn)在業(yè)界歷來以快、狠、準(zhǔn)著稱，不管是在創(chuàng)業(yè)初期推行的“農(nóng)村包圍城市”還是在發(fā)展過程中令對(duì)手嘆為觀止的客戶關(guān)系經(jīng)營(yíng)，華為的目標(biāo)只有一個(gè)：拿到訂單，占領(lǐng)市場(chǎng)。作為公認(rèn)的“營(yíng)銷帝國(guó)”，華為總能采用最有效的營(yíng)銷模式快速占領(lǐng)市場(chǎng)。
2、中興通訊。（1）明確的戰(zhàn)略定位。與華為的專業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略不同，中興一貫將自己的戰(zhàn)略定位在多元化、差異化上。20多年來中興通訊一向采取低成本穩(wěn)定發(fā)展戰(zhàn)略，至今成為惟一擁有全套自主開發(fā)、自主品牌基站及交換系統(tǒng)的中國(guó)廠商。在研發(fā)與營(yíng)銷投入上，中興并不像華為那么大手筆，中興租用的辦公樓都是不顯眼的辦公樓。
（2）市場(chǎng)導(dǎo)向，而非產(chǎn)品導(dǎo)向。2003年中興的銷售額曾歷史性地超過了華為。中興超越華為主要在CDMA和小靈通兩個(gè)產(chǎn)品上，表面上這只是兩個(gè)產(chǎn)品的問題，但實(shí)際卻是戰(zhàn)略的問題。中國(guó)聯(lián)通最開始選擇IS-95A增強(qiáng)型CDMA技術(shù)而放棄CDMA1X這種更為先進(jìn)的技術(shù)，其重要原因是建設(shè)經(jīng)營(yíng)CDMA網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家大都采用IS-95A技術(shù)。中興認(rèn)準(zhǔn)中國(guó)必然會(huì)采用成熟的技術(shù)而非最先進(jìn)的技術(shù)才能保證網(wǎng)絡(luò)的安全可靠。
中興通訊開發(fā)小靈通產(chǎn)品可說是運(yùn)用了“藍(lán)海戰(zhàn)略”。雖然小靈通被認(rèn)為是被淘汰的技術(shù)，但中興通訊還是決定專門從事小靈通產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研發(fā)。在中興看來，中國(guó)農(nóng)村面積廣闊，固定電話需求較少，用戶分布零散，但仍然需要鋪設(shè)大量的線路，纜線維護(hù)成本較高，小靈通通信可以解決有線通信實(shí)施過程中的難題。事實(shí)證明中興通訊公司的決策是正確的，小靈通為中興創(chuàng)造了豐厚的利潤(rùn)。
（3）“中庸之道”的企業(yè)文化。從中興的發(fā)展歷程可以看出，中興一直采取穩(wěn)中求進(jìn)、低成本開發(fā)的戰(zhàn)略，這與中興的“中庸文化”有著密切關(guān)系。首先，中興能夠把握國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的每一個(gè)熱點(diǎn)。從GSM、CDMA到小靈通以及到現(xiàn)在的TD-SCDMA，中興幾乎能夠把握每一個(gè)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的熱點(diǎn)。如在手機(jī)終端產(chǎn)品呈爆發(fā)性增長(zhǎng)的2002年，中興通訊也沒被落下。中興通訊是國(guó)內(nèi)唯一提供GSM、CDMA和PHS三大系列產(chǎn)品的手機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，在CDMA、PHS手機(jī)上獲利豐厚。其次，中興擁有齊全的產(chǎn)品線。據(jù)說中興擁有世界上最齊全的產(chǎn)品線，“不將雞蛋都放在一個(gè)籃子里”是中興始終堅(jiān)持的做法。
二、中國(guó)電信設(shè)備制造企業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的問題分析
1、性價(jià)比優(yōu)勢(shì)喪失。華為、中興在海外市場(chǎng)的成功，很大程度上歸于利用國(guó)內(nèi)的人力成本優(yōu)勢(shì)，向電信市場(chǎng)提供更具性價(jià)比的電信解決方案，挑戰(zhàn)成本極限。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐洲企業(yè)研發(fā)人員的年均工作時(shí)間只有1300—1400小時(shí)，而華為研發(fā)人員的年均工作時(shí)間卻達(dá)到了2750小時(shí)，是歐洲同行的兩倍。與此同時(shí)，華為研發(fā)的人均費(fèi)用只有2.5萬美元/年，而歐洲企業(yè)研發(fā)的人均費(fèi)用大約為12—15萬美元/年，是華為的6倍。正是依靠不計(jì)多干、苦干，華為在產(chǎn)品響應(yīng)速度和客戶服務(wù)方面反應(yīng)較快，研發(fā)投入產(chǎn)出比接近大多數(shù)西方公司的10倍，這就是華為低成本的核心所在。
電信設(shè)備企業(yè)的幾次大兼并，愛立信兼并馬可尼、阿爾卡特與朗訊合并、諾基亞與西門子合并，除了增強(qiáng)產(chǎn)品線和擴(kuò)大市場(chǎng)覆蓋范圍的考慮以外，最大的希望還是節(jié)省成本。當(dāng)華為還在奮力追趕北電、朗訊等二流電信設(shè)備商時(shí)，全球的電信設(shè)備市場(chǎng)只剩下愛立信、阿爾卡特—朗訊、諾基亞—西門子、思科和摩托羅拉等五大玩家，華為以前產(chǎn)品的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)逐步消失，而完成整合的巨頭們下一步的目標(biāo)則必然會(huì)對(duì)準(zhǔn)華為。
2、缺乏市場(chǎng)應(yīng)變的戰(zhàn)略管理能力。國(guó)際電信巨頭在短時(shí)間內(nèi)完成合并使我們看到了他們優(yōu)秀的戰(zhàn)略管理和實(shí)施的能力。這種能力體現(xiàn)在對(duì)市場(chǎng)的清晰和完整的認(rèn)識(shí)，對(duì)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的有效把握，對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)和威脅的及時(shí)預(yù)警，對(duì)企業(yè)自身定位和戰(zhàn)略的理性的思考。
中國(guó)企業(yè)剛剛進(jìn)入國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)，在靈敏度和企業(yè)戰(zhàn)略應(yīng)變上還需要加強(qiáng)。雖然華為也曾與馬可尼談判過收購，也曾同西門子商量過兼并，但是都沒有成功。由于中國(guó)企業(yè)應(yīng)對(duì)變化的戰(zhàn)略不夠明確和肯定，在落實(shí)的細(xì)節(jié)上過多地糾纏、猶豫不定，并且缺少跨國(guó)并購經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致了落實(shí)行動(dòng)的遲緩。
3、技術(shù)研發(fā)能力不足。由于外國(guó)企業(yè)申請(qǐng)的專利太多，目前在許多領(lǐng)域已經(jīng)形成了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)壁壘，如當(dāng)前移動(dòng)通信領(lǐng)域大部分專利仍掌握在日、美、韓等國(guó)手中，而且這些國(guó)家都擁有移動(dòng)通信領(lǐng)域的世界級(jí)企業(yè)，如三星、松下、愛立信、日本電氣、高通等，專利的申請(qǐng)人也多是這些企業(yè)。現(xiàn)在由中國(guó)提交并被采納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量較少，領(lǐng)域狹窄。在20世紀(jì)90年代以前，國(guó)外的大制造企業(yè)的科研投入一般為年銷售額的4%左右，進(jìn)入90年代后這種投入明顯加大，為10%左右。近年為了研究和開發(fā)3G移動(dòng)技術(shù)和其他新技術(shù)，國(guó)外有的大公司對(duì)移動(dòng)通信的科技投入提升到16%。就科研投入的比例而言，中國(guó)一些大的通信設(shè)備制造商的科研投入比例也相當(dāng)大，但由于中國(guó)通信設(shè)備制造商的生產(chǎn)規(guī)模無法與國(guó)外大型制造商相比，所以從絕對(duì)值看，目前國(guó)內(nèi)通信設(shè)備制造商的科研投入仍然很少，與國(guó)外存在較大的差距。科技投入低導(dǎo)致了中國(guó)通信制造企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力的薄弱，
三、結(jié)論
經(jīng)過20多年的發(fā)展，中興和華為這樣的中國(guó)電信設(shè)備制造企業(yè)通過自己不懈的努力，已經(jīng)在很多重要技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，但在規(guī)模、技術(shù)、品牌等方面與跨國(guó)企業(yè)的差距依然很大。中國(guó)的電信設(shè)備制造企業(yè)在成功地實(shí)現(xiàn)了優(yōu)秀到卓越的跨越之后，下一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是如何使企業(yè)能基業(yè)常青。中國(guó)的電信設(shè)備制造企業(yè)必須進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)實(shí)力、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)能力和資本運(yùn)營(yíng)能力，這樣才能在激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保證企業(yè)的長(zhǎng)久生存和發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】軟切換因子 簇優(yōu)化 射頻優(yōu)化 軟切換參數(shù)
doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.12.002 中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2016）12-0009-06
引用格式：葉冠武. 基站簇優(yōu)化改善CDMA軟切換因子方案探討[J]. 移動(dòng)通信， 2016，40（12）： 9-14.
1 引言
軟切換是CDMA系統(tǒng)使用的一種切換技術(shù)，它是指當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于小區(qū)覆蓋邊緣時(shí)，會(huì)同時(shí)收到來自附近不同基站或扇區(qū)的信號(hào)，移動(dòng)臺(tái)的分集接收機(jī)同時(shí)接收和解調(diào)這些信號(hào)，并切換到強(qiáng)于當(dāng)前使用的、穩(wěn)定的信號(hào)上。整個(gè)切換過程先接后斷，在不影響用戶感知的情況下，完成服務(wù)小區(qū)的過渡，保證了通話過程和通話質(zhì)量。
CDMA系統(tǒng)支持3～6路軟切換。如當(dāng)移動(dòng)臺(tái)通過軟切換同時(shí)與4個(gè)基站的信號(hào)保持通信時(shí)，將占用4個(gè)基站的資源，包括信道、鏈路功率、基站與BSC間的信息量等。因此軟切換可以很明顯地給上下行的覆蓋帶來明顯的增益，而且掉話率比硬切換要低得多，但是軟切換鏈路在所有鏈路中比例過大，尤其是下行，會(huì)帶來額外的干擾。這樣反過來影響覆蓋和容量，同時(shí)占用大量基帶處理單元，使基帶的處理效率降低，造成資源的緊張和浪費(fèi)。
無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的任務(wù)之一就是保持軟切換的開銷低于要求的閾值，并且在上下行鏈路提供足夠的分集。通過權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和軟切換這對(duì)矛盾體，尋找最佳平衡點(diǎn)。故通常使用軟切換因子（或因子）這個(gè)指標(biāo)來評(píng)估實(shí)際需求。本文主要對(duì)基站簇優(yōu)化改善CDMA軟切換因子進(jìn)行探討。
2 軟切換因子優(yōu)化的思路
軟切換的因子的定義為：（含切換的話務(wù)量-不含切換的話務(wù)量）/不含切換的話務(wù)量。其實(shí)這只是一項(xiàng)對(duì)切換的統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)項(xiàng)很簡(jiǎn)單。含切換的話務(wù)量比不含切換的話務(wù)量高的原因在于手機(jī)通話時(shí)處于軟切換模式比其它模式占用了更多的信道，可作粗略估計(jì)。
含切換的話務(wù)量=（不含切換的話務(wù)量中）非切換話務(wù)量×1+（不含切換的話務(wù)量中）2way切換話務(wù)量×2+（不含切換的話務(wù)量中）3way切換話務(wù)量×3+（不含切換的話務(wù)量中）3way切換話務(wù)量×4等。
網(wǎng)絡(luò)中有多少話務(wù)量是非切換模式、有多少話務(wù)量是切換模式對(duì)應(yīng)于軟切換區(qū)域的大小及該區(qū)域的話務(wù)密度。假設(shè)話務(wù)密度是均勻的，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中非軟切換區(qū)域?yàn)?5%，2way切換區(qū)域是30%，3way切換區(qū)域是10%，4way切換區(qū)域是5%，那么軟切換因子將是：（1×55%+2×30%+3×10%+4×5%-1×100%）/100%=65%。
軟切換因子越大說明軟切換區(qū)域的比例越大、切換路數(shù)越多、軟切換區(qū)域話務(wù)密度越大，因此浪費(fèi)的系統(tǒng)資源也越多。但軟切換因子也不是越低越好，因?yàn)樾枰ＷC一定的切換區(qū)域，而且在通話困難的區(qū)域多路軟切換是有益的。優(yōu)化軟切換因子應(yīng)從控制軟切換比例的角度出發(fā)。
控制軟切換比例常用的方法有射頻優(yōu)化法和系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整法等。
（1）射頻優(yōu)化通常通過基站天線的調(diào)整進(jìn)行優(yōu)化，這是所有方法中最基礎(chǔ)最重要的方法。通過基站天線的優(yōu)化，可以直接簡(jiǎn)單地控制基站的覆蓋范圍，調(diào)整優(yōu)化內(nèi)容，包括天線方位角、俯仰角、天線型號(hào)（天線的水平波瓣寬度、垂直波瓣寬度、增益）、天線的掛高等。
（2）參數(shù)調(diào)整通常通過優(yōu)化與軟切換相關(guān)的參數(shù)來改善軟切換因子，常用的調(diào)整參數(shù)有T_Add、T_Drop、T_Comp等。在郊區(qū)或山區(qū)有時(shí)會(huì)調(diào)整搜索窗參數(shù)Srch-win-A、Srch-win-N、Srch-win-R來輔助優(yōu)化軟切換因子。還可以通過降低功率，減少軟切換路徑數(shù)等方法改善軟切換因子。
因軟切換跟語音質(zhì)量和掉話率密切相關(guān)，所以軟切換因子也不是越低越好，要遵循一定的原則來調(diào)整。保證原先的覆蓋，不能造成新的盲區(qū)；結(jié)合掉話率統(tǒng)計(jì)調(diào)整，調(diào)整后掉話率應(yīng)該在可以接受的范圍內(nèi)；結(jié)合路測(cè)RXPower、Ec/Io值調(diào)整，調(diào)整后RXPower、Ec/Io值不能惡化。
3 簇優(yōu)化改善軟切換因子的實(shí)施
根據(jù)某市現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行狀況，該市區(qū)軟切換因子優(yōu)化采用了射頻優(yōu)化和參數(shù)調(diào)整（主要調(diào)整了T_Add、T_Drop值）兩方面結(jié)合的方法進(jìn)行優(yōu)化。下文將介紹該方案的實(shí)現(xiàn)過程和實(shí)施前后的效果分析。
3.1 射頻優(yōu)化
射頻優(yōu)化是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的基礎(chǔ)，也是優(yōu)化軟切換因子最實(shí)用、最直接的方法。射頻優(yōu)化應(yīng)結(jié)合路測(cè)信息，對(duì)BSC后臺(tái)統(tǒng)計(jì)的小區(qū)話務(wù)量和軟切換因子信息進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。射頻優(yōu)化的目標(biāo)是減少基站的過覆蓋現(xiàn)象、減少小區(qū)間的重疊覆蓋、降低導(dǎo)頻污染程度、合理分配基站小區(qū)的覆蓋范圍等。
（1）優(yōu)化前期準(zhǔn)備
1）根據(jù)ZTE網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)取出BSC6近期軟切換因子
提取了2015年4月7日至2015年4月13日晚忙時(shí)（19：00-20：00）的話務(wù)量（1X語音呼叫話務(wù)量、1X語音軟切換話務(wù)量、1X語音更軟切換話務(wù)量），換算成軟切換因子后從指標(biāo)看，BSC6的軟切換因子都在83%以上，如表1所示。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出軟切換市區(qū)建議值65%的上限，對(duì)系統(tǒng)資源造成了不必要的浪費(fèi)。因此該BSC所下掛基站覆蓋區(qū)域非常有必要做軟切換因子優(yōu)化。
2）根據(jù)ZTE網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)取出BSC6近期各小區(qū)的軟切換因子并做分析
話務(wù)量大于10 Erl，軟切換因子（含更軟切換）大于170%，（1X語音軟切換話務(wù)量+1X語音更軟切換話務(wù)量）/（1X語音呼叫話務(wù)量）的基站共有23個(gè)。從這些站點(diǎn)分布可以明顯看出，在津泰路以北、五四路和六一路中間區(qū)域占了一半以上，具體如圖1所示：
提高取數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，觀察忙時(shí)話務(wù)量高于20 Erl基站的軟切換因子（含更軟切換）分布。這些站點(diǎn)僅6個(gè)，全部分布在上訴區(qū)域中。而在六一北、火車站區(qū)域就占了4個(gè)，分別是電建二公司、順達(dá)大廈、銀河花園和武警一支隊(duì)基站。鑒于這種情況，針對(duì)該區(qū)域進(jìn)行區(qū)域性基站簇優(yōu)化，具體如圖2所示。
3）確定優(yōu)化區(qū)域后，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行全面路測(cè)
通過對(duì)路測(cè)數(shù)據(jù)單PN覆蓋進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)部分基站的小區(qū)重疊覆蓋嚴(yán)重，部分基站本身各小區(qū)間重疊覆蓋嚴(yán)重，某些路段接收?qǐng)鰪?qiáng)良好，但是Ec/Io差，導(dǎo)頻污染嚴(yán)重，部分基站過覆蓋嚴(yán)重。以上問題均需要通過天饋方位角和俯仰角的優(yōu)化調(diào)整來進(jìn)行處理。
4）統(tǒng)計(jì)調(diào)整前BSC6的掉話率
調(diào)整前BSC6的掉話率平均為0.22%，可以為調(diào)整后的指標(biāo)做參考。
（2）優(yōu)化調(diào)整過程
1）高軟切換因子小區(qū)的排查
第一步先排查更軟切換因子高的小區(qū)，這些小區(qū)主要是由于扇區(qū)過度重疊所致，進(jìn)而造成軟切換因子偏高。優(yōu)先上站核查，通過調(diào)整這些站點(diǎn)小區(qū)的方位角來減少小區(qū)重疊覆蓋。通過ZTE網(wǎng)管對(duì)更軟切換因子高的小區(qū)做了篩選，篩選結(jié)果如表2所示。
第二步則對(duì)余下的高軟切換因子小區(qū)做上站檢查，調(diào)整該站和周邊站點(diǎn)的天饋參數(shù)。
2）天饋調(diào)整原則和方法
天饋調(diào)整以保證原覆蓋為前提，以突出主覆蓋小區(qū)信號(hào)，減少重復(fù)覆蓋區(qū)域?yàn)樵瓌t進(jìn)行。
對(duì)覆蓋重復(fù)區(qū)域，選擇主覆蓋小區(qū)，調(diào)整其他小區(qū)的方位角，錯(cuò)開其他小區(qū)。
對(duì)過覆蓋的小區(qū)，下壓天線方位角的方法進(jìn)行優(yōu)化。若是高站，降低其天線高度，機(jī)械傾角天線更換成有電調(diào)內(nèi)置傾角的天線。
對(duì)導(dǎo)頻污染嚴(yán)重的區(qū)域，突出主信號(hào)覆蓋，調(diào)整其余小區(qū)天饋方位角。
對(duì)小區(qū)夾角小于90°的基站，做方位角調(diào)整，減少扇區(qū)間重疊覆蓋，降低更軟切換因子；通過刪減一個(gè)小區(qū)，分裂另一個(gè)小區(qū)的信號(hào)進(jìn)行覆蓋。
對(duì)天線正對(duì)著高樓的，調(diào)整方位角避開大樓，減少反射；對(duì)天線正對(duì)著街道的，調(diào)整方位角與街道形成一定夾角，減少波導(dǎo)效應(yīng)防止越區(qū)覆蓋；對(duì)天線正對(duì)著湖面的，調(diào)整方位角，減少湖面反射，防止越區(qū)。
天線的機(jī)械下傾角不大于15°，防止天線波形變形，針對(duì)下傾角大于15°的情況，可通過內(nèi)置傾角來調(diào)整。
市區(qū)內(nèi)天線的選擇也應(yīng)遵循一定的原則：水平波束寬度選擇65°為宜；垂直波束寬度選擇7°～9°為宜；前后比25 dB為宜；應(yīng)選擇帶上旁瓣抑制的天線；應(yīng)選擇帶內(nèi)置電調(diào)的天線。
3）調(diào)整前后各基站小區(qū)方位角對(duì)比
根據(jù)以上原則，調(diào)整了六一北路區(qū)域具備現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整條件的11個(gè)基站共23個(gè)小區(qū)的天饋參數(shù)，調(diào)整參數(shù)如表3所示。
（3）射頻優(yōu)化調(diào)整結(jié)果
1）調(diào)整前后話務(wù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比
調(diào)整前后該基站簇話務(wù)統(tǒng)計(jì)軟切換因子曲線如圖3所示：
2）調(diào)整前后路測(cè)結(jié)果對(duì)比
調(diào)整前該基站簇覆蓋情況如圖4所示。
調(diào)整后該基站簇覆蓋情況如圖5所示。
通過上述射頻優(yōu)化，該基站簇天線分布更為合理，改善了原導(dǎo)頻污染區(qū)接收質(zhì)量；軟切換因子有所降低且變得比較平緩，周平均軟切換因子從原來的0.9156降低到0.8845。從結(jié)果來看，通過射頻優(yōu)化，該區(qū)域的軟切換因子得到了改善，同時(shí)也為進(jìn)一步調(diào)整軟切換參數(shù)并保持系統(tǒng)其它指標(biāo)平穩(wěn)過度打下了良好的基礎(chǔ)。
3.2 切換參數(shù)優(yōu)化
通過射頻優(yōu)化的結(jié)果來看，軟切換因子已得到一定改善，下面進(jìn)一步通過軟切換參數(shù)優(yōu)化，以期降低軟切換因子。
（1）軟切換參數(shù)優(yōu)化
T_Add、T_Drop參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整及抬高其門限。該方法也有其弊端，可能影響到覆蓋質(zhì)量，Ec/Io受其他未進(jìn)入鄰區(qū)導(dǎo)頻的干擾而變差，在覆蓋較弱的地方可能導(dǎo)致掉話。因此T_Add、T_Drop參數(shù)的調(diào)整遵循從小到大，循序漸進(jìn)的原則，與掉話指標(biāo)和路測(cè)結(jié)果配合調(diào)整。
將BSC6的T_Add由28改為26，T_Drop由32改為30即T_Add為-13dB、T_Drop為-15dB，其余參數(shù)不做改動(dòng)。
（2）軟切換參數(shù)優(yōu)化調(diào)整結(jié)果
分別截取調(diào)整前后一周的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到調(diào)整前后該基站簇軟切換因子曲線如圖6所示：
調(diào)整后軟切換因子變化累計(jì)了射頻優(yōu)化調(diào)整結(jié)果，通過上述射頻優(yōu)化及軟切換參數(shù)優(yōu)化，周平均軟切換因子從原來的0.9156降低到0.8093。BSC6的平均掉話率由原來的0.22%變?yōu)楝F(xiàn)在的0.19%。可見軟切換因子有明顯降低，掉話率沒有發(fā)生惡化。
4 結(jié)束語
通過基站簇的射頻優(yōu)化和軟切換參數(shù)優(yōu)化，軟切換因子得到較大改善，掉話率沒有發(fā)生惡化，該方案整體效果良好。通過基站簇優(yōu)化，上述兩種優(yōu)化手段相結(jié)合的方法可適用于其他基站簇，使整個(gè)BSC的軟切換因子進(jìn)一步下降，從而保證了資源的合理利用，避免后期業(yè)務(wù)規(guī)模擴(kuò)大造成擁塞等其他問題。
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關(guān)鍵詞:MC-CDMA; 最優(yōu)多用戶檢測(cè); 次優(yōu)多用戶檢測(cè); 蟻群算法; 復(fù)雜度
中圖分類號(hào):TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-373X(2010)08-0157-03
Ant Colony Optimization Multi-user Detection Used in MC-CDMA System
YANG Yu-bing LUAN Ying-zi
(Xidian University, Xi’an710071, China)
Abstract:The detection technology is one of the key technologies which affects the systematic performance ofmulti-carrier code division multiple access (MC-CDMA) systems. The method of the optimum multi-user detection is analysed briefly. Taking the judge criterion of the optimum multi-user detection as its objective function, the performance of the multi-user detection of ant colony algorithm is compared to that of others multi-user detections. The result proves that the ant colony optimization multi-user detection has strong points of low-complexity comparing to the optimum multi-user detection, and has higher performance than MMSE detection in practical application.
Keywords:MC-CDMA; optimum multi-user detection; sub- optimummulti-user detection; ant colony algorithm; complexity
多載波碼分多址(MC-CDMA)系統(tǒng)將正交頻分復(fù)用(OFDM)與碼分多址(CDMA)結(jié)合,具有較高的頻譜效率與系統(tǒng)容量。在MC-CDMA系統(tǒng)上行鏈路中,由于多個(gè)用戶的信號(hào)在不同子載波上經(jīng)歷了相互獨(dú)立的衰落,從而破壞了不同用戶特征序列的正交性,導(dǎo)致了嚴(yán)重的多址干擾。多址干擾是影響MC-CDMA無線通信系統(tǒng)性能的主要因素,而使用多用戶檢測(cè)技術(shù)可有效消除多址干擾。因此各種多用戶檢測(cè)方法成了MC-CDMA系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。1986年Verdu提出的最優(yōu)多用戶檢測(cè)由于具有非常高的復(fù)雜度而無法采用,因此,次優(yōu)檢測(cè)器的研究成為必要的任務(wù)。在此提出的蟻群算法多用戶檢測(cè)正是一種具有低復(fù)雜度并且性能很好的次優(yōu)多用戶檢測(cè)器。
1 MC-CDMA系統(tǒng)模型
MC-CDMA發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的框圖如圖1所示。其中xj是第j個(gè)用戶的符號(hào)數(shù)據(jù),Cj=[c1j,c2j,…,cNCj]T是第j個(gè)用戶的的擴(kuò)頻碼。每個(gè)信息符號(hào)先與擴(kuò)頻序列各位相乘,相乘后的每路信號(hào)調(diào)制到每個(gè)子載波上,若擴(kuò)頻碼長(zhǎng)為N則調(diào)制到NЦ鱟釉夭ㄉ稀R簿褪撬,一個(gè)原始數(shù)據(jù)符號(hào)通過擴(kuò)頻后,成為多個(gè)碼片,每個(gè)碼片在一個(gè)子載波上傳輸。這樣一個(gè)符號(hào)的信息就在多個(gè)子載波上并行傳輸。經(jīng)過信道后的接收信號(hào)進(jìn)行和發(fā)送端相反的操作[1]。
圖1 MC-CDMA發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的框圖
MC-CDMA系統(tǒng)中的多用戶檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)框圖如圖2所示。
圖2 多用戶檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)框圖
考慮采用BPSK調(diào)制的MC-CDMA系統(tǒng),在同步的條件下,接收信號(hào)r可以用矩陣形式表示為:
Иr=hcAb+n(1)И
式中:r是接收信號(hào)的向量;h是信道頻域響應(yīng);c是用戶的擴(kuò)頻碼矩陣;b是用戶發(fā)送的比特?cái)?shù)據(jù),b∈{-1,+1};A為接收到的用戶幅度對(duì)角陣;n為與發(fā)送數(shù)據(jù)不相關(guān)的均值為0,方差為σ的高斯白噪聲。判決信號(hào)的充分統(tǒng)計(jì)量為匹配濾波器組的輸出:
Иy=RAb+n(2)И
式中:y是匹配濾波器的輸出向量;R是所有用戶的擴(kuò)頻波形的歸一化自相關(guān)矩陣[2]。
1.1 最優(yōu)多用戶檢測(cè)算法
1986年 Verdu首先提出利用已知擴(kuò)頻碼的結(jié)構(gòu)信息與統(tǒng)計(jì)信息來克服多個(gè)用戶之間干擾的多用戶檢測(cè)理論與方案。最優(yōu)多用戶檢測(cè)器是根據(jù)最大似然序列檢測(cè)(Maximum Likelihood Sequence Detection,MLSD)提出的。它采用的是Bayes后驗(yàn)概率最大原理,因此是一種最大似然估計(jì)算法。假設(shè)用戶數(shù)為K,最優(yōu)檢測(cè)器可以看作在2K個(gè)解中尋找使下式的函數(shù)值最大的解:
ИJ(b)=2bTAr-bTHb(3)И
式中:b和A分別為用戶發(fā)送的信息比特向量和幅度對(duì)角陣;r為匹配濾波器的輸出信號(hào)向量;H為歸一化的相關(guān)函數(shù)[2-3]。最優(yōu)多用戶檢測(cè)器的復(fù)雜度和用戶數(shù)成指數(shù)關(guān)系,根據(jù)最優(yōu)多用戶檢測(cè)器的判決準(zhǔn)則尋找最優(yōu)多用戶的檢測(cè)結(jié)果成了一個(gè)解決組合優(yōu)化的NP完全問題[4]。
1.2 蟻群算法多用戶檢測(cè)
基于蟻群算法在解決NP完全問題上表現(xiàn)出的優(yōu)異性能[5],可以把這種智能算法引入到多用戶檢測(cè)問題上來[6-7]。本文主要闡述使用蟻群算法的多用戶檢測(cè)模型,誤碼率性能和復(fù)雜度比較。
1.2.1 蟻群算法用于多用戶檢測(cè)的模型
蟻群算法是意大利學(xué)者M(jìn).Dorigo于1991年在他的博士論文中首次系統(tǒng)地提出了一種基于螞蟻種群的新型優(yōu)化算法――蟻群算法(Ant Colony Optimization,ACO),并用該方法解決了一系列的組合優(yōu)化問題。該算法受到自然界中真實(shí)蟻群的集體行為的啟發(fā),采用的正反饋機(jī)制具有較強(qiáng)的魯棒性,優(yōu)良的分布式計(jì)算機(jī)制,易于與其他方法結(jié)合等優(yōu)點(diǎn),在解決許多復(fù)雜優(yōu)化問題方面已經(jīng)展現(xiàn)出優(yōu)異的性能和巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＯ伻核惴m然是從研究求解旅行商問題(TSP)開始提出的,但它現(xiàn)在已經(jīng)在求解多種組合優(yōu)化問題中獲得了廣泛應(yīng)用。像TSP問題、機(jī)器人領(lǐng)域、生命科學(xué)問題、網(wǎng)絡(luò)路由問題、圖像處理以及車輛路徑問題等。蟻群算法已經(jīng)成為國(guó)際智能計(jì)算領(lǐng)域中備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)和前沿性課題[8-9]。
本文通過對(duì)MC-CDMA中多用戶檢測(cè)問題(Mutiuser Detection,MUD)的分析,建立了一個(gè)基于蟻群算法的多用戶檢測(cè)問題模型,通過分析多用戶檢測(cè)問題與TSP問題的異同,針對(duì)多用戶檢測(cè)問題提出一種更為簡(jiǎn)單的蟻群算法實(shí)現(xiàn)思想。該思想可以描述如下:在TSP問題中,每一只螞蟻所要完成的任務(wù)就是找到一條經(jīng)過n個(gè)城市的一條路徑。在每到達(dá)一城市后,螞蟻都要先檢查隨身攜帶的禁忌表(Tabulist),然后依據(jù)轉(zhuǎn)移概率在沒有經(jīng)過的城市中選擇下一個(gè)將要到達(dá)的城市,并將這個(gè)城市添加到禁忌表中。在多用戶檢測(cè)中不失一般性,可以讓螞蟻按照從第1個(gè)用戶到第K個(gè)用戶的順序進(jìn)行判斷,直到螞蟻?zhàn)咄暌?guī)定的節(jié)點(diǎn)數(shù)即用戶數(shù)。這樣在設(shè)計(jì)程序時(shí)就可以拋棄在基本蟻群算法中的禁忌表,降低程序的復(fù)雜度[7]。另外,因?yàn)槊總€(gè)用戶的數(shù)據(jù)只有1或者-1兩種可能,相當(dāng)于螞蟻每一次經(jīng)過一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有兩條供選擇的路徑,轉(zhuǎn)移概率的公式也會(huì)比TSP問題簡(jiǎn)單。在TSP問題中,往往是把城市之間的距離作為啟發(fā)信息;在多用戶檢測(cè)問題中,因?yàn)楦鱾€(gè)用戶之間的獨(dú)立性以及每個(gè)用戶所發(fā)送數(shù)據(jù)的平穩(wěn)隨機(jī)性,很難尋找到類似于TSP問題中城市間距離這樣的啟發(fā)信息,所以本文中直接將啟發(fā)信息拋棄,僅利用信息素強(qiáng)度進(jìn)行轉(zhuǎn)移概率計(jì)算。由此可得到Уm只螞蟻從第i個(gè)分支上節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到第jЦ齜種上節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移概率公式為:
Иpmij(t)=τij(t)/∑k∈1,2τik(t)(4)
至此就可以用蟻群算法的思想將多用戶檢測(cè)問題描述成如圖3所示的一個(gè)路徑選擇問題。
圖3 螞蟻隨機(jī)選擇的路徑
在這個(gè)模型中,K個(gè)節(jié)點(diǎn)代表著K個(gè)用戶,上下兩條路徑分支上的節(jié)點(diǎn)分別代表第K個(gè)用戶的數(shù)據(jù)+1和-1,螞蟻按照一定的概率確定下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是上面的節(jié)點(diǎn)還是下面的節(jié)點(diǎn),每個(gè)螞蟻?zhàn)咄暌?guī)定的節(jié)點(diǎn)數(shù)K就得到一條路徑。如下所示的是螞蟻隨機(jī)選擇的兩條路徑:
路徑1:+1 +1 -1 +1 -1 +1…
路徑2:-1 -1 +1 -1 +1 -1…
1.2.2 蟻群算法的改進(jìn)
本文從三個(gè)方面對(duì)蟻群算法進(jìn)行改進(jìn):
(1) 為了使算法能夠更好更快的找到問題的最優(yōu)解,對(duì)螞蟻初始路徑的尋找做出了干擾。通過在匹配濾波器的輸出做硬判決的值的這條路徑上放置更多的信息素使螞蟻趨向于選擇某些節(jié)點(diǎn)。其他路徑節(jié)點(diǎn)上信息素初值為一個(gè)正常數(shù)。
(2) 只給最優(yōu)路徑上增加信息素。即使用精英螞蟻策略。每一次螞蟻選完路徑,根據(jù)一定的準(zhǔn)則找出最優(yōu)的幾條路徑,只給這幾條路徑的節(jié)點(diǎn)上增加信息素。這樣可以更好地利用螞蟻的正反饋信息更快的找到最優(yōu)的路徑。
(3) 設(shè)定最小最大信息素值,既擴(kuò)大蟻群的搜索范圍又不會(huì)很快陷入局部最優(yōu)。
1.2.3 算法描述及步驟
(1) 蟻群算法初始參數(shù)設(shè)置,根據(jù)用戶數(shù)設(shè)定螞蟻個(gè)數(shù)及迭代個(gè)數(shù),信息素?fù)]發(fā)系數(shù),初始信息素常數(shù)等;
(2) 計(jì)算節(jié)點(diǎn)上信息素的量,根據(jù)式(3)計(jì)算選擇概率;
(3) 每個(gè)螞蟻根據(jù)選擇概率選擇自己的路徑;
(4) 完成路徑選擇之后調(diào)整每個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息素量在設(shè)定的范圍之內(nèi);
(5) 給最優(yōu)路徑上增加信息素;
(6) 信息素?fù)]發(fā);
(7) 判斷最大循環(huán)次數(shù)是否大于設(shè)定最大次數(shù),是,繼續(xù);否,進(jìn)入步驟(2);
(8) 所有經(jīng)過路徑中的目標(biāo)函數(shù)最大值作為全局最優(yōu)解。
2 仿真結(jié)果及分析
本文在MC-CDMA系統(tǒng)上行鏈路同步的條件下所做的仿真。調(diào)制方式采用BPSK;16倍的Walsh碼進(jìn)行擴(kuò)頻時(shí)系統(tǒng)有16個(gè)用戶;32倍的Walsh碼進(jìn)行擴(kuò)頻時(shí)系統(tǒng)有32個(gè)用戶;信道為慢衰落的瑞利信道。
圖4為16個(gè)用戶時(shí)候傳統(tǒng)匹配濾波器(CD),最小均方誤差多用戶檢測(cè)(MMSE)和蟻群算法多用戶檢測(cè)(ACO)的誤碼率性能比較。
圖4 誤碼率性能比較(一)
圖5為32個(gè)用戶時(shí)候傳統(tǒng)匹配濾波器(CD),最小均方誤差多用戶檢測(cè)(MMSE)和蟻群算法多用戶檢測(cè)(ACO)的誤碼率性能比較。
圖4和圖5是用戶數(shù)分別為16和32的時(shí)候的傳統(tǒng)匹配濾波器(CD),最小均方誤差多用戶檢測(cè)(MMSE)和蟻群算法多用戶檢測(cè)(ACO)的誤碼率性能比較。可以看到在信噪比大于6 dB時(shí)候蟻群算法的誤碼率性能比MMSE好很多,在信噪比較小的時(shí)候二者性能相差無幾,但都比傳統(tǒng)的匹配濾波器的性能好。誤碼率10-3時(shí)候蟻群算法多用戶檢測(cè)性能比最小均方誤差性能改善了約3.5 dB,而且通過增加改變蟻群算法中螞蟻個(gè)數(shù)和螞蟻搜索最大代數(shù),還可以再改善誤碼率的性能。蟻群算法的參數(shù)設(shè)置是根據(jù)多次試驗(yàn)的結(jié)果最適合的配置在表1中列出。
圖5 誤碼率性能比較(二)
表1 蟻群算法的參數(shù)設(shè)置
揮發(fā)系數(shù)初始信息素啟發(fā)信息素最大/最小信息素量精英螞蟻個(gè)數(shù)
0.256610/05
其中螞蟻個(gè)數(shù)是用戶數(shù)的2倍,16個(gè)用戶數(shù)時(shí)候搜索次數(shù)是20,32個(gè)用戶時(shí)候搜索次數(shù)是30。與最優(yōu)多用戶檢測(cè)進(jìn)行比較,最優(yōu)檢測(cè)器的復(fù)雜度在16個(gè)用戶時(shí)候是216,而蟻群算法的復(fù)雜度[6]是16×2×20=640,蟻群算法的復(fù)雜度是最優(yōu)檢測(cè)器的復(fù)雜度的640/216= 9.8×10-3 。在32個(gè)用戶時(shí)候最優(yōu)檢測(cè)器的復(fù)雜度是232,蟻群算法的復(fù)雜度是最優(yōu)檢測(cè)器的復(fù)雜度的32×2×30/232=4.5×10-7。通過試驗(yàn)表明蟻群算法用于多用戶檢測(cè)不僅可以減少復(fù)雜度,而且可以獲得很好的性能,具有很大的實(shí)用價(jià)值。
3 結(jié) 語
本文首先對(duì)MC-CDMA系統(tǒng)中最優(yōu)多用戶檢測(cè)方法做出了簡(jiǎn)要的分析,然后引入了蟻群算法多用戶檢測(cè),并對(duì)蟻群算法和其他多用戶檢測(cè)性能做了比較。結(jié)果表明蟻群算法性能優(yōu)于最小均方誤差多用戶檢測(cè),并且和最優(yōu)多用戶檢測(cè)復(fù)雜度比值低于10-3數(shù)量級(jí)以上,隨著系統(tǒng)中用戶數(shù)的增多其復(fù)雜度并不呈指數(shù)增加而是線性增加。因此蟻群算法多用戶檢測(cè)在MC-CDMA系統(tǒng)多用戶檢測(cè)的應(yīng)用中表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢(shì),在系統(tǒng)用戶數(shù)很多時(shí)可以達(dá)到實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
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論文摘要：近年發(fā)展起來的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)相對(duì)于FDMA、TDMA系統(tǒng)具有較大的容量,但由于多徑干擾、多址干擾的存在,其容量?jī)?yōu)勢(shì)并沒有得到充分的發(fā)揮,如果在基站上采用智能天線可以降低這些干擾的影響,提高系統(tǒng)的性能。本文通過對(duì)智能天線的認(rèn)識(shí)、優(yōu)勢(shì)的闡述,從而引發(fā)智能天線在現(xiàn)代移動(dòng)通信中的重要性。
1引言
我們知道,天線有很多種,但大體上可分為三大類:“線天線”、“面天線”及“陣列天線”。陣列天線最初用于雷達(dá)、聲納以及軍事通信中,完成空間濾波和參數(shù)估計(jì)兩大任務(wù)。當(dāng)陣列天線應(yīng)用到移動(dòng)通信領(lǐng)域時(shí),通信工程師喜歡用“智能天線”來稱謂之。智能天線根據(jù)方向圖形成(或稱為波束形成)的方式又可分為兩類:第一類,采用固定形狀方向圖的智能天線,且不需要參考信號(hào);第二類,采用自適應(yīng)算法形成方向圖的智能天線,需要參考信號(hào)。
本文在以下提到的智能天線都是指第二類,即(自適應(yīng))智能天線,這也是目前智能天線研究的主流。
2智能天線的技術(shù)現(xiàn)狀
在分析研究智能天線技術(shù)理論的同時(shí),國(guó)內(nèi)外一些大學(xué)、公司和研究所分別建立了試驗(yàn)平臺(tái),用實(shí)驗(yàn)的方法來驗(yàn)證理論研究的成果,得出相應(yīng)的結(jié)論。
(1)在美國(guó)
在智能天線技術(shù)方面,美國(guó)較其它國(guó)家要成熟的多,并已開始投入實(shí)用。美國(guó)ArrayComm公司將智能天線技術(shù)應(yīng)用于無線本地環(huán)路(WLL)系統(tǒng)。ArrayComm方案采用可變陣元配置,有12陣元、8陣元環(huán)形自適應(yīng)陣列可供不同環(huán)境選用,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明在PHS基站采用該技術(shù)可以使系統(tǒng)容量提高4倍。
(2)在歐洲
歐洲通信委員會(huì)(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)計(jì)劃中實(shí)施了第一階段智能天線技術(shù)研究,稱為TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure),由德國(guó)、英國(guó)、丹麥和西班牙合作完成。該項(xiàng)目是在DECT基站上構(gòu)造智能天線試驗(yàn)?zāi)Ｐ?于1995年初開始現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),天線陣列由8個(gè)陣元組成,射頻工作頻率為1.89GHz,陣元間距可調(diào),陣元分布有直線型、圓環(huán)型和平面型三種形式。試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀脭?shù)字波束成形的方法實(shí)現(xiàn)智能天線,采用ERA技術(shù)有限公司的專用ASIC芯片BDF1108完成波束形成,使用TMS320C40芯片作為中央控制。
(3)在日本
ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長(zhǎng)的16陣元平面方陣,射頻工作頻率是1.545GHz。陣元組件接收信號(hào)在模數(shù)變換后,進(jìn)行快速付氏變換(FFT)處理,形成正交波束后,分別采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法,數(shù)字信號(hào)處理部分由10片F(xiàn)PGA完成,整塊電路板大小為23.3cm×34.0cm。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線的概念。
我國(guó)目前有部分單位也正進(jìn)行相關(guān)的研究。信威公司將智能天線應(yīng)用于TDD(時(shí)分雙工)方式的WLL系統(tǒng)中,信威公司智能天線采用8陣元環(huán)形自適應(yīng)陣列,射頻工作于1785~1805MHz,采用TDD雙工方式,收發(fā)間隔10ms,接收機(jī)靈敏度最大可提高9dB。
3智能天線的優(yōu)勢(shì)
智能天線是第三代移動(dòng)通信不可缺少的空域信號(hào)處理技術(shù),歸納起來,智能天線具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。
(1)具有測(cè)向和自適應(yīng)調(diào)零功能,能把主波束對(duì)準(zhǔn)入射信號(hào)并適應(yīng)實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào),同時(shí)還能把零響點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)。
(2)提高輸入信號(hào)的信干噪比。顯然,采用多天線陣列將截獲更多的空間信號(hào),也即是獲得陣列增益。
(3)能識(shí)別不同入射方向的直射波和反射波,具有較強(qiáng)的抗多徑衰落和同信道干擾的能力。能減小普通均衡技術(shù)很難處理的快衰落對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
(4)增強(qiáng)系統(tǒng)抗頻率選擇性衰落的能力,因?yàn)樘炀€陣列本質(zhì)上具有空間分集的能力。
(5)可以利用智能天線,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電磁環(huán)境和用戶情況來提高網(wǎng)絡(luò)的管理能力。
(6)智能天線自適應(yīng)調(diào)節(jié)天線增益,從而較好地解決遠(yuǎn)近效應(yīng)問題。為移動(dòng)臺(tái)的進(jìn)一步簡(jiǎn)化提供了條件。越區(qū)切換是根據(jù)基站接收的移動(dòng)臺(tái)功率的電平來判斷的。由于陰影效應(yīng)和多徑衰落的影響常常導(dǎo)致錯(cuò)誤的越區(qū)轉(zhuǎn)接,從而增加了網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)荷和用戶的呼損率。在相鄰小區(qū)應(yīng)用的智能天線技術(shù),可以實(shí)時(shí)地測(cè)量和記錄移動(dòng)臺(tái)的位置和速度,為越區(qū)切換提供更可靠的依據(jù)。
4智能天線與若干空域處理技術(shù)的比較
為了進(jìn)一步理解智能天線的概念,我們把智能天線和相關(guān)的傳統(tǒng)空域處理技術(shù)加以比較。
(1)智能天線與自適應(yīng)天線的比較
智能天線與自適應(yīng)天線并沒有本質(zhì)上的區(qū)別,只是由于應(yīng)用場(chǎng)合不同而具有顯著的差異。自適應(yīng)天線主要應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)的干擾抵消,一般地,雷達(dá)接收到的干擾信號(hào)具有很強(qiáng)的功率電平,并且干擾源數(shù)目比天線陣列單元數(shù)少或相當(dāng)。而在無線通信系統(tǒng)中,由于多徑傳播效應(yīng)到達(dá)天線陣列的干擾數(shù)目遠(yuǎn)大于天線陣列單元數(shù),入射角呈現(xiàn)隨機(jī)分布,功率電平也有很大的動(dòng)態(tài)變化范圍,此時(shí)的天線叫智能天線。
對(duì)自適應(yīng)天線而言,只需對(duì)入射干擾信號(hào)進(jìn)行抵消以獲得信干噪比(SINR,SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。對(duì)智能天線而言,由于到達(dá)陣列的多徑信號(hào)的入射角和功率電平均數(shù)是隨機(jī)變化的,所以獲得的是統(tǒng)計(jì)意義上的信干噪比(SINR)的最大化。
(2)智能天線與空間分集技術(shù)的比較
空間分集是無線通信系統(tǒng)中常用的抗多徑衰落方案。M單元智能天線也可等效為由M個(gè)空間耦合器按優(yōu)化合并準(zhǔn)則構(gòu)成的空間分集陣列。因此可以認(rèn)為智能天線是傳統(tǒng)分集接收的進(jìn)一步發(fā)展。
但是智能天線與空間分集技術(shù)卻是有顯著的差別的。首先空間分集利用了陣列天線中不同陣元耦合得到的空間信號(hào)的弱相關(guān)性,也即是不同路徑的多徑信號(hào)的弱相關(guān)性。而智能天線則是對(duì)所有陣元接收的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合并來形成空間濾波。一個(gè)根本性的區(qū)別:智能天線陣列結(jié)構(gòu)的間距小于一個(gè)波長(zhǎng)(一般取λ/2),而空間分集陣列的間距可以為數(shù)個(gè)波長(zhǎng)。
(3)智能天線與小區(qū)扇區(qū)化的比較
小區(qū)的扇區(qū)化可以認(rèn)為是一種簡(jiǎn)化的、固定的預(yù)分配智能天線系統(tǒng)。智能天線則是動(dòng)態(tài)地、自適應(yīng)優(yōu)化的扇區(qū)化技術(shù)。現(xiàn)在,我們來討論一個(gè)頗有爭(zhēng)議的問題。根據(jù)IS-95建議,當(dāng)采用120°扇區(qū)時(shí)系統(tǒng)容量將增加3倍。由此是否可以得到結(jié)論,扇區(qū)化波束越窄系統(tǒng)容量提高越大?考慮到實(shí)際的電磁環(huán)境,我們認(rèn)為對(duì)這一問題的回答是否定的。這是因?yàn)檎ㄊ邮盏降男盘?hào)往往是由許多相關(guān)性較強(qiáng)的多徑信號(hào)構(gòu)成的。一般情況下,各徑信號(hào)的時(shí)延擴(kuò)展小于一個(gè)chip周期。這時(shí)信號(hào)波形易于產(chǎn)生畸變從而降低信號(hào)的質(zhì)量達(dá)不到增加系統(tǒng)容量的目的。同時(shí)如果采用過窄的波束接收信號(hào),一旦該徑信號(hào)受到嚴(yán)重的衰落,則將直接導(dǎo)致通信的中斷。另外,過窄的接收波束在工程上是難以實(shí)現(xiàn)的,并將成倍地增加設(shè)備的復(fù)雜度。
5智能天線的未來展望
(1)目前還沒有一個(gè)完整的通信理論能夠較全面地將智能天線的所有課題有機(jī)地聯(lián)系起來,故需要建立一套較完整的智能天線理論;另一方面,高效、快速的智能算法也將是智能天線走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵。超級(jí)秘書網(wǎng)
(2)采用高速DSP技術(shù),將原先的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)移到基帶進(jìn)行處理。基帶處理過程是數(shù)字算法的硬件實(shí)現(xiàn)過程。
(3)由于圓形布陣和二維任意布陣比等間隔線陣優(yōu)越,同時(shí)陣列天線的數(shù)字合成算法能夠用于任意形式陣列天線而形成任意圖案的方向圖,因而可考慮在CDMA基站中采用二維任意布陣的智能天線。
(4)在移動(dòng)臺(tái)中(如手機(jī))采用智能天線技術(shù)。
(5)采用智能天線技術(shù)來改善移動(dòng)通信信道中上下鏈路不能使用同一套權(quán)值的問題,以改善上下鏈路的性能。
(6)目前,智能天線技術(shù)的研究已不是單一地研究智能天線本身,應(yīng)與CDMA的一些關(guān)鍵技術(shù)(如多用戶檢測(cè)技術(shù)、多用戶接收技術(shù)、功率控制等)結(jié)合在一起研究。
關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)；MAC；共享信道
1.引言
近年來，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，越來越多的領(lǐng)域開始采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。特別是隨著嵌入式技術(shù)發(fā)展帶來的眾多便攜式產(chǎn)品，它們大都采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)功能。由于涉及到不同的應(yīng)用場(chǎng)合以及其它的一些要求，產(chǎn)生了眾多的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在眾多無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，基本的協(xié)議框架都是類似的，主要是細(xì)節(jié)的不同。在無線網(wǎng)絡(luò)的眾多技術(shù)中，MAC層至關(guān)重要。MAC作為介質(zhì)接入控制協(xié)議，其主要的作用就是控制各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)對(duì)信道的訪問，解決沖突，實(shí)現(xiàn)高效的共享。論文將系統(tǒng)的研究常用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的MA C層協(xié)議，并對(duì)其進(jìn)行仿真。
2. 無線網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議的研究
無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)眾多，滿足不同距離、不同層次的需求，本論文主要研究與我們生活緊密聯(lián)系的3類無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它們分別是無線局域網(wǎng)、無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)和無線傳感器網(wǎng)。其中，無線局域網(wǎng)主要應(yīng)用于類似校園這樣的近距離區(qū)域，它具有組網(wǎng)靈活、布線費(fèi)用少、不受線路限制等多個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)主要是應(yīng)用于從幾米到10米左右空間內(nèi)的高效數(shù)據(jù)傳輸，是普通網(wǎng)絡(luò)電纜的替代品。無線傳感器網(wǎng)是近年來才興起的，由大量?jī)r(jià)格低廉、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其傳輸速率較低。
由于上述3類無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的場(chǎng)景不同，所以采用的協(xié)議也有很大的區(qū)別。大多數(shù)無線局域網(wǎng)采用的協(xié)議包括IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)和HiperLAN標(biāo)準(zhǔn)；無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)一般采用的協(xié)議是藍(lán)牙、HomeRF及IEEE 802.15系列標(biāo)準(zhǔn)；而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用的是IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。
從上面的研究可以看出：不同的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用的協(xié)議相差很遠(yuǎn)，但作為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信道共享的MAC層的功能都是一樣的，那就是通過對(duì)每個(gè)試圖對(duì)信道進(jìn)行訪問的設(shè)備進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)信道的共享。一般都采用多址接入技術(shù)。從這個(gè)角度看：MAC層協(xié)議主要包括：以FDMA、TDMA、CDMA為代表的固定分配類型，以CSMA/CA為代表的隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)類型以及以中心控制MAC層協(xié)議和分布控制MAC層協(xié)議為代表的按需分配類型。其中，固定分配類型采用的多址接入方案是將一條共享的信道劃分為多個(gè)相互孤立的子信道，并將每個(gè)子信道分配給一個(gè)訪問節(jié)點(diǎn)使用。主要應(yīng)用于語音網(wǎng)絡(luò)，由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸具有突發(fā)性的特點(diǎn)，所以該類協(xié)議很少應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸。隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)類型是為了滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸突發(fā)性的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，所以它采用的接入策略是隨機(jī)接入，并輔助一些沖突避免的方法。故它主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。按需分配類型采用的策略是循環(huán)詢問每個(gè)節(jié)點(diǎn)，若有數(shù)據(jù)，則發(fā)送，若無，則轉(zhuǎn)向下一節(jié)點(diǎn)。
從上述的研究中，可以看出不同類型的MAC層的協(xié)議采用的控制策略是不同的，自然其應(yīng)用場(chǎng)合也有很大的區(qū)別。現(xiàn)在，我們對(duì)應(yīng)用于低速無線網(wǎng)絡(luò)的IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)涉及到的內(nèi)容進(jìn)行研究，從而對(duì)常用的MAC層協(xié)議有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，其MAC層協(xié)議采用的控制策略是隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)類型的CSMA/CA。其中，CSMA/CA分為兩種類型一種是應(yīng)用于星型網(wǎng)絡(luò)的帶時(shí)隙的CSMA/CA；另一種就是無時(shí)隙的CSMA/CA。帶時(shí)隙的CSMA/CA在星型網(wǎng)絡(luò)中主要是通過中心節(jié)點(diǎn)的超幀來實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信道的控制。其中，超幀具有兩個(gè)類型的周期，一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)訪問節(jié)點(diǎn)都可使用CSMA/CA控制策略的活動(dòng)周期；另一個(gè)就是所有訪問節(jié)點(diǎn)都處于休眠情況的非活動(dòng)周期。超幀的活動(dòng)周期分為三個(gè)部分:信標(biāo)、競(jìng)爭(zhēng)訪問期和競(jìng)爭(zhēng)空閑期。其中，若采用信標(biāo)，那么MAC層在超幀的競(jìng)爭(zhēng)訪問期間采用帶時(shí)隙的CSMA/CA策略，否則采用無時(shí)隙的CSMA/CA。在這兩種狀態(tài)下，均采用隨機(jī)退讓的沖突避讓機(jī)制。在CSMA/CA策略中，當(dāng)一個(gè)數(shù)傳輸請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，MAC層隨機(jī)延遲一個(gè)時(shí)間，然后對(duì)物理層請(qǐng)求信道狀態(tài)檢測(cè)。在帶時(shí)隙的CSMA/CA系統(tǒng)中，信道狀態(tài)檢測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸都被安排在時(shí)隙邊界。在非時(shí)隙CSMA/CA系統(tǒng)中，信道狀態(tài)檢測(cè)將立即開始。
3. 無線網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議的仿真
由于筆者主要研究了IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的MAC層協(xié)議，那么我們的仿真研究也針對(duì)它進(jìn)行。我們采用的仿真工具是NS-2仿真軟件，該軟件在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难芯恐芯哂泻芎玫男ЧＴ贜S-2中仿真MAC層協(xié)議的主要步驟是：1.采用C++在NS-2中實(shí)現(xiàn)MAC層協(xié)議；2.定義分組及包頭類型；3.綁定C++和Tcl中的相應(yīng)類；3.編譯連接；4.設(shè)置仿真場(chǎng)景和通信模型；5.NS仿真；6.文件分析，輸出結(jié)果。由于篇幅原因，在此就不詳細(xì)列出仿真具體的實(shí)現(xiàn)過程。通過在NS-2中進(jìn)行仿真，我們就能清晰的看到MAC層協(xié)議的整個(gè)過程，并能對(duì)在具體網(wǎng)絡(luò)中的其它內(nèi)容進(jìn)行分析，例如可以對(duì)其能量情況進(jìn)行分析。
4.結(jié)論
MAC層協(xié)議在整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)中具有十分重要的作用。由于應(yīng)用環(huán)境的不同，在不同的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中采用的MAC層協(xié)議具有很大的區(qū)別。論文系統(tǒng)的論述了MAC層協(xié)議涉及到的相關(guān)內(nèi)容，并對(duì)其仿真技術(shù)進(jìn)行了說明。可以預(yù)見由于便利性的需要，覆蓋不同層次、不同距離的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會(huì)得到快速的發(fā)展，其MAC控制策略也將發(fā)生巨大的變化，所以深入的研究MAC協(xié)議具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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【論文關(guān)鍵詞】移動(dòng)通信；3G；發(fā)展；展望
伴隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的快速發(fā)展，用戶對(duì)更高性能的移動(dòng)通信系統(tǒng)提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商發(fā)展速度趨于緩和而競(jìng)爭(zhēng)越加激烈，為尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)，通過發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類型，需要3G的支持。同時(shí)由于第二代移動(dòng)通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長(zhǎng)期的通信需求發(fā)展需要。
一、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程
第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的，它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)模涮攸c(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計(jì)費(fèi)，GSM900/1800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)；半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSMPhase2+階段中，采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應(yīng)語音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRS/EDGE技術(shù)的引入，使GSM與計(jì)算機(jī)通信/Internet有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強(qiáng)，初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源己接近枯竭，語音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。
二、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述
第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)主要是話音和中低速數(shù)據(jù)，碼率為384kb/s(局域網(wǎng)可達(dá)2Mb/s)，因而可傳送比目前GSM(第二代移動(dòng)通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展，2Mb/s的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業(yè)務(wù)的需要，因此國(guó)際上已開始研究第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)，第一步目標(biāo)是10Mb/s以上。我們國(guó)內(nèi)則尚未啟動(dòng)。因此需盡早開始研究其關(guān)鍵技術(shù)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有:寬帶多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，包括頻段、多址方法、無線接入技術(shù)、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調(diào)制和OFDM技術(shù)、自適應(yīng)天線陣、高效信道編碼技術(shù)(如Turbo碼)等。
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù)，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時(shí)最大為2Mbps，在用戶高速移動(dòng)時(shí)最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個(gè)IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)不是真正意義上的個(gè)人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps的業(yè)務(wù)，等等。這些不足點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來移動(dòng)通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題，又能適應(yīng)未來移動(dòng)通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動(dòng)信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。第三代移動(dòng)通信技術(shù)的基本特點(diǎn)：(1)全球統(tǒng)一頻段，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達(dá)到全覆蓋和全移動(dòng)性，還能提供最高速率達(dá)2Mbps的多媒體業(yè)務(wù)。(4)支持高質(zhì)量話音、分組多媒體業(yè)務(wù)和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據(jù)不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同服務(wù)等級(jí)的能力。(6)適應(yīng)多用戶環(huán)境，包括室內(nèi)、室外、快速移動(dòng)和衛(wèi)星環(huán)境。(7)安全保密性能優(yōu)良。(8)便于從第二代移動(dòng)通信向第三代移動(dòng)通信平滑過渡。(9)可與各種移動(dòng)通信系統(tǒng)融合，包括蜂窩、無繩電話和衛(wèi)星移動(dòng)通信等。(10)終端(手機(jī))結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶，價(jià)格較低。
三、第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)
4G系統(tǒng)中有兩個(gè)基本目標(biāo)：一是實(shí)現(xiàn)無線通信全球覆蓋；二是提供無縫的高質(zhì)量無線業(yè)務(wù)。目前正在構(gòu)思中的4G通信具有以下特征：（1）網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸速率，通信運(yùn)營(yíng)商必須在3G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)的20倍；（2）通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動(dòng)終端訪問Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據(jù)專家估計(jì)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達(dá)到10M~20Mbps，最高可以達(dá)到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴(yán)格意義上說，4G手機(jī)的功能已不能簡(jiǎn)單劃歸“電話機(jī)”的范疇，因?yàn)檎Z音數(shù)據(jù)的傳輸只是4G移動(dòng)電話的功能之一而已。而且4G手機(jī)從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端；（4）智能性更高。第四代移動(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多目前還難以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收，還應(yīng)該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到4G通信。因此，從這個(gè)角度來看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從3G平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。
總之，隨著新問題、新要求的不斷出現(xiàn)，第四代移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)相應(yīng)地調(diào)整、完善和進(jìn)一步發(fā)展。縱觀移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和第四代通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，我們相信，不遠(yuǎn)的將來，人們將不受時(shí)間、地點(diǎn)限制，可以自由自在地利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)獲取和傳遞信息。從而人們的學(xué)習(xí)、工作、生活將會(huì)發(fā)生更深刻的變化。
參考文獻(xiàn):
[1]胡可剛，王樹勛，劉立宏.移動(dòng)通信中的無線定位技術(shù)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，23(4)
論文首先分析了智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)面臨的問題，明確智能配用電通信網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)研究的重要性;隨后，介紹了智能配用電通信網(wǎng)的定義、網(wǎng)絡(luò)模型和體系結(jié)構(gòu);
最后，在分析的基礎(chǔ)上，對(duì)智能配用電網(wǎng)的特殊應(yīng)用場(chǎng)景與組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了深入研究，包括光纖和EPON/GPON技術(shù)、電力線載波通信(PLC)技術(shù)、GPRS/CDMA/3G公網(wǎng)無線技術(shù)等。論文的研究成果，能夠?yàn)榇笠?guī)模智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)，提供有力的理論指導(dǎo)。
1 引言
智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的方向，它包括發(fā)、輸、變、配、用和調(diào)度等各環(huán)節(jié)，應(yīng)用新型控制技術(shù)、信息技術(shù)和管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的智能交流。
目前，我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)工作已經(jīng)全面展開，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)也逐步發(fā)展和完善，對(duì)電力通信網(wǎng)傳輸帶寬和可靠性等方面提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。配用電通信網(wǎng)是電力通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的重要組成部分，是電力骨干通信網(wǎng)的向下延伸。
智能配用電通信網(wǎng)應(yīng)具備較高的帶寬和傳輸速率，以保障海量數(shù)據(jù)通信的雙向、及時(shí)、安全、可靠傳輸，而無論采用何種通信技術(shù)，均有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因此，智能配用電通信網(wǎng)并不適合用單一的通信技術(shù)組網(wǎng)。
此外，配用電網(wǎng)絡(luò)是電網(wǎng)系統(tǒng)中規(guī)模最小、數(shù)量最多的末梢網(wǎng)絡(luò)，但它是一個(gè)多節(jié)點(diǎn)、多分支、多交叉的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，這樣的一個(gè)點(diǎn)數(shù)繁多、分布無規(guī)律的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，使得現(xiàn)有的配用電通信網(wǎng)大多為各地各部門根據(jù)實(shí)際需要分散建設(shè)，缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。技術(shù)體制和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)各地相差甚大，電力通信基礎(chǔ)資源不能得到有效利用。因此，智能配用電網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)研究的理論意義和應(yīng)用價(jià)值日益凸顯，成為一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。
2 智能配用電通信網(wǎng)定義及其網(wǎng)絡(luò)模型
智能配用電通信網(wǎng)是電力骨干通信網(wǎng)的向下延伸，是骨干網(wǎng)的接入層網(wǎng)絡(luò)，向下覆蓋到智能配電網(wǎng)各級(jí)站點(diǎn)、用戶智能電表及室內(nèi)通信終端、電動(dòng)汽車充電站和分布式能源站點(diǎn)等相關(guān)設(shè)備，設(shè)備數(shù)目繁多，種類多樣，且基本都處于中低壓運(yùn)營(yíng)環(huán)境下。
由于設(shè)備有各自的用途，承擔(dān)的功能和業(yè)務(wù)種類繁多，對(duì)通信質(zhì)量和通信方式的要求也不盡相同。因此，智能配用電通信網(wǎng)是一個(gè)適用于不止一種通信技術(shù)和通信手段的通信網(wǎng)絡(luò)，并且每一種技術(shù)都根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)有其相應(yīng)承擔(dān)的業(yè)務(wù)和適用場(chǎng)景。智能配用電通信網(wǎng)是一個(gè)多種技術(shù)并存的復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)。
綜合智能配用電通信的需求預(yù)測(cè)、信息流量實(shí)時(shí)性與安全性的分析與計(jì)算，智能配用電通信網(wǎng)以配網(wǎng)末端邊界和用戶智能電表為分界點(diǎn)，分為配電通信網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)和用戶室內(nèi)網(wǎng)三個(gè)層次。
配電通信網(wǎng)絡(luò)范圍主要覆蓋配電網(wǎng)開關(guān)站、配電室、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、公用配電變壓器、分布式能源站點(diǎn)、配電線路等的通信網(wǎng)絡(luò)，并向下延伸用于接入或匯聚用戶接入網(wǎng)和用戶室內(nèi)網(wǎng)的業(yè)務(wù)，主要承擔(dān)配電自動(dòng)化以及用電信息采集的遠(yuǎn)程通信等業(yè)務(wù)。
用電接入網(wǎng)絡(luò)范圍主要覆蓋智能用電公變出口至用戶智能電表、電動(dòng)汽車充電站、分布式能源站點(diǎn)等的通信網(wǎng)絡(luò)，并向下延伸用于接入用戶室內(nèi)網(wǎng)，主要承擔(dān)用電信息采集、雙向互動(dòng)用電、智能家居、增值業(yè)務(wù)等。
用戶室內(nèi)網(wǎng)范圍為用戶室內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)，連接各種未來智能家居適用的智能終端設(shè)備，諸如家庭網(wǎng)關(guān)、智能交互機(jī)頂盒、IP電話、智能家電、智能家庭安全防護(hù)、智能家庭水氣表抄手等等，用于實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)用電服務(wù)、智能家電控制及增值業(yè)務(wù)服務(wù)等一系列智能家居通信的通信網(wǎng)絡(luò)。
3 智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
目前，配用電通信網(wǎng)承載的主要業(yè)務(wù)是配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)、用電信息采集系統(tǒng)業(yè)務(wù)和智能用電業(yè)務(wù)，從業(yè)務(wù)角度，配電自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)分為骨干通信網(wǎng)絡(luò)和接入層通信網(wǎng)絡(luò)，其中骨干通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配電主站到配電子站間的通信，對(duì)應(yīng)了圖2中的電力通信光纖骨干網(wǎng);接入層通信網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)配電子站到配電終端之間的通信，對(duì)應(yīng)于圖2中的配電通信網(wǎng);
用電信息采集系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分為遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)和本地通信網(wǎng)絡(luò)。其中遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)用電主站和集中器之間的通信，對(duì)應(yīng)于電力骨干光纖通信網(wǎng)和配電通信網(wǎng)。本地通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集中器和采集器及表計(jì)之間的通信，對(duì)應(yīng)于用戶接入網(wǎng)。智能用電業(yè)務(wù)則依靠智能電表和各個(gè)家庭智能用電終端之間的通信來實(shí)現(xiàn)。
4 特殊應(yīng)用場(chǎng)景與組網(wǎng)技術(shù)分析
為了深入分析智能配用電通信網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)，本文在特定的應(yīng)用場(chǎng)景下分析相對(duì)應(yīng)的技術(shù)。
4.1 EPON適用場(chǎng)景組網(wǎng)分析
基于前面提到的EPON技術(shù)特點(diǎn)和智能電網(wǎng)的建設(shè)需求和目標(biāo)，未來的智能電網(wǎng)通信網(wǎng)的架設(shè)，光纖通信將是主要通信方式。采用光纖通信方式，對(duì)于配電通信網(wǎng)建設(shè)可鋪設(shè)OPPC光纜，對(duì)用戶接入網(wǎng)的建設(shè)，根據(jù)其雙向互動(dòng)、智能家居、增值業(yè)務(wù)等特點(diǎn)，可采用PFTTH光纖專網(wǎng)通信技術(shù)，保障其信道帶寬、實(shí)時(shí)性、安全性以及可靠性。
智能小區(qū)用戶室內(nèi)網(wǎng)通信建設(shè)方式可采用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)技術(shù)，在用戶室內(nèi)配置ONU終端，用戶智能交互終端、智能機(jī)頂盒、IP電話、電腦、智能家電等設(shè)備通過以太網(wǎng)借口和ONU終端互聯(lián)。實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、有線電視、視頻等業(yè)務(wù)的信號(hào)接入，滿足智能家居和智能小區(qū)建設(shè)的要求。
智能電網(wǎng)骨干通信網(wǎng)建設(shè)將在很大程度上采用光纖通信，因此采用光纜來鋪設(shè)智能配用電通信網(wǎng)具有先天優(yōu)勢(shì)，EPON技術(shù)的高帶寬、安全性和可靠性方面的優(yōu)勢(shì)，將使其在經(jīng)濟(jì)條件滿足的情況下成為智能配用電通信網(wǎng)接入的首選技術(shù)。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)和大中型城市中，可統(tǒng)一采用光纖和EPON技術(shù)來建設(shè)智能配用電網(wǎng)絡(luò)，特別是在新建小區(qū)中，不需要重新布線，一次性敷設(shè)就可完成，采用EPON技術(shù)更加符合智能配用電網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)和用戶對(duì)智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)的越來越高標(biāo)準(zhǔn)的需求，適應(yīng)智能電網(wǎng)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)智能城市和智能家居做更好的準(zhǔn)備。
4.2 電力線通信適用場(chǎng)景組網(wǎng)分析
由于智能配用電網(wǎng)絡(luò)是中低壓電網(wǎng)，需要連接大量的用電設(shè)備，這給智能配用電通信網(wǎng)的建設(shè)帶來了極大的困難。電力線載波通信(PLC)是一種現(xiàn)在比較成熟的技術(shù)，是電力系統(tǒng)的特有的通信方式，它利用電力線纜作為傳輸媒質(zhì)，通過載波傳輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào)的通信方式，使其不需要另外架設(shè)通信線路，這種特點(diǎn)，使其在智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中仍然有很高的應(yīng)用價(jià)值。
在配電通信網(wǎng)建設(shè)中可采用中壓PLC通信，承載用電配變和調(diào)度信息的通信，在用戶接入網(wǎng)建設(shè)中可采用寬帶載波，為配用電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)和集中自動(dòng)抄表系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈?/p>
在用戶室內(nèi)網(wǎng)建設(shè)中，電力貓和智能電表互聯(lián)，IP電話、電腦、智能交互機(jī)頂盒等對(duì)帶寬和數(shù)據(jù)速率要求較高的設(shè)備通過寬帶載波和電力貓、智能交互終端互聯(lián);智能洗衣機(jī)、智能空調(diào)、智能熱水機(jī)等需要傳輸控制信息的智能家電設(shè)備可通過窄帶載波與智能交互終端互聯(lián)：實(shí)現(xiàn)用戶室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的組建和信息傳輸。
電力線載波通信建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)無需重新布線，建設(shè)經(jīng)濟(jì)快捷方便，因而使用范圍極廣，在現(xiàn)在配用電通信網(wǎng)應(yīng)用中依然是主流方案，但是由于其自身存在的技術(shù)缺陷，在未來智能電網(wǎng)通信網(wǎng)的建設(shè)中，它將起到一個(gè)輔助和補(bǔ)充的作用。
4.3 GPRS/CDMA/3G等無線技術(shù)適用場(chǎng)景組網(wǎng)分析
GPRS/CDMA/3G等公網(wǎng)無線技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)組建上面的優(yōu)勢(shì)非常明顯，它通信方面的各種技術(shù)成熟度非常高，商業(yè)運(yùn)作模式也非常成熟，這使其在建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)是無需重新布線，預(yù)算、仿真、設(shè)備和商家支持方面都非常成熟，具有一套非常完整和齊全的產(chǎn)業(yè)鏈和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。
鑒于公網(wǎng)無線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在智能配電用通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中必然有其用武之地，在智能配用通信網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)中均能適用，把配用電通信網(wǎng)配變、接入各個(gè)環(huán)節(jié)和設(shè)備用無線通信的方式連接起來，進(jìn)行通信。在用戶室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，可采用微功率無線技術(shù)，也可采用PLC技術(shù)。
適用GPRS/CDMA/3G等公網(wǎng)無線通信技術(shù)建設(shè)只能配用電通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本很低，但是需要每年向公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商租用帶寬，使用成本較高，而且由于配用電數(shù)據(jù)信息對(duì)數(shù)據(jù)的保密性要求較公網(wǎng)數(shù)據(jù)信息高，可靠性要求難以滿足電力系統(tǒng)信息傳輸?shù)囊螅畔⑼ㄟ^公網(wǎng)接入電力專網(wǎng)時(shí)應(yīng)采取必要的安全措施，因此實(shí)際建設(shè)配用電通信網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)該以實(shí)際需要為準(zhǔn)。決定是否采用無線公網(wǎng)技術(shù)以及在何處適用無線公網(wǎng)技術(shù)來組網(wǎng)。
5 結(jié)束語
當(dāng)前有多種組網(wǎng)方式可以用來搭建智能配用電通信網(wǎng)。但是需要針對(duì)各自的場(chǎng)景采用合適的組網(wǎng)方式。
光纖和EPON、GPON技術(shù)建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)，建設(shè)成本高、建設(shè)周期長(zhǎng)，需要大量的光纜敷設(shè)和配套的設(shè)備建設(shè)，花費(fèi)大，但是技術(shù)明顯具有優(yōu)勢(shì)，在不考慮建設(shè)成本的情況下，一旦建成，將能滿足智能配用電通信網(wǎng)的各種業(yè)務(wù)通信需求，滿足未來智能電網(wǎng)的發(fā)展和需要，并且具有非常好的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看，采用光纖和EPON、GPON技術(shù)建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)價(jià)值巨大，應(yīng)當(dāng)首先選擇。
電力線載波通信(PLC)技術(shù)建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)，無需重新鋪設(shè)線路、建設(shè)周期短、經(jīng)濟(jì)成本具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但其在信號(hào)衰減和帶寬等方面的技術(shù)缺陷，導(dǎo)致其并不能完全符合智能配用電通信網(wǎng)的要求，特別是雙向互動(dòng)業(yè)務(wù)和語音、視頻等增值業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)，對(duì)智能配用電通信網(wǎng)帶寬、速率等指標(biāo)提出了更高的要求。
電力線載波通信(PLC)技術(shù)在目前的智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)中依然應(yīng)用范圍很廣。可作為光纖通信的主要輔助手段，并且一旦解決其技術(shù)問題之后，依然大有可為。
GPRS/CDMA/3G等公網(wǎng)無線技術(shù)建設(shè)周期短、成本低，但是后期運(yùn)營(yíng)成本較高，并且一旦接人大量的用戶，通信質(zhì)量并不能夠得到保證，與智能配用電通信的特點(diǎn)在根本上有著一定矛盾，但在一定范圍內(nèi)。其仍然有很高的應(yīng)用價(jià)值，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇使用。
TD-LTE、WiMAX等技術(shù)作為無線專網(wǎng)來建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)可靠性較高。通信量較大，具有很高的應(yīng)用價(jià)值，但是其網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)體系上還不夠完整，頻率的使用上也有一定的問題。但是發(fā)展電力無線專網(wǎng)是解決電力通信的一大關(guān)鍵，特別是在一些地區(qū)，光纖通信和電力線載波通信等有線信道力有不逮的情況下，電力通信必須依靠無線方式解決。電力無線專網(wǎng)通信將在智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)中占有相當(dāng)?shù)谋壤?/p>
通過以上各種技術(shù)適用場(chǎng)景組網(wǎng)分析，綜合技術(shù)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)成本和建設(shè)周期等因素，再結(jié)合智能電網(wǎng)的發(fā)展前景和要求，智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)應(yīng)當(dāng)以光纖通信技術(shù)為主，以電力線載波通信和無線通信技術(shù)作為補(bǔ)充的方式進(jìn)行。
