有线传输技术论文范例6篇

有线传输技术论文

有线传输技术论文范文1

关键词:有线传输;介质;技术

中图分类号:TN811

当今是个高度信息化的世界,人呢么的日常生活、工作都离不开网络的运行,信息传输在互联网技术中的地位举足轻重。信息传输技术的水平直接关系到信息化的产业结构,随着人们对信息技术的依赖性越来越大,因而对信息的传输质量与速度也提出了更多的要求。有线传输的介质通常有以下几种,双绞线、光缆、光纤和同轴电缆等,可以根据不同情况选择适合的传输介质。

1 有线传输介质

传输介质可以在两个通信设备间进行连接,传递信号从一方向另一方。以往的信息传输媒介是语音,可输送的信息容量很小,传输信号的模式也很简单,受外界的干扰比较大,这样就对信号传输的质量有了一定影响。有线传输介质主要有双绞线电缆和同轴电缆、光缆三种。

1.1 双绞线电缆传输。双绞线电缆是应用非常广泛的一种介质材料,可以用来传输数字信号以及模拟信号。通常来说,双绞线的电缆中有一对或一对以上的双绞线,两条相互绝缘的导线缠绕在一起,一般是逆时针缠绕。双绞线分为两大类,一类是非屏蔽双绞线。二是屏蔽双绞线。这样的通用配线,在以前是传输模拟信号的,现在数字信号的传输也同样适用。双绞线的传输距离最大为100m。屏蔽双绞线的外层由金属材料包裹,能够减少辐射,阻止信息被窃等作用,于此同时,它还具有很高的传输率。缺点是屏蔽双绞线的价格较高,安装困难,需要用特定的连接器,有较高的技术门槛。非屏蔽双绞线更适合综合布线系统。

1.2 同轴电缆传输。同轴电缆在曾经应用广泛,但是后来发展越来越不好。它的技术原理总是使用同轴的铜管和铜网来进包裹铜线。同轴电缆有两种,一是基带同轴电缆,二是宽带同轴电缆。基带电缆只用在数字传输。同轴电缆的缺点是安装、维修困难,价格高。优点是,带宽范围大,对外来干扰的抵抗性好。同轴电缆在降低对外来干扰信号的同时,也使频带的宽度得到了加大,有些同轴电缆的频宽甚至达到十几兆赫兹,由于直径的尺寸不同,同轴电缆分为细、粗同轴两种电缆。粗和细两种电缆在总线的两端都要装上与之相匹配的终端电阻。

1.3 光纤传输。光纤是现代科技的产物,光纤通信的载体是光和电信号。光缆由光纤组成,光纤是一种输光信号的介质,细小并柔韧。光缆在目前的长距离大容量传输中扮演着重要角色。光纤中有光脉冲,出现时表示为“1”,不出现时表示为“0”。光纤分为两大类,一类是传输点模数类,传输点魔术类又分为多模和单模光纤,单模光纤在制定的工作波长中只能够用单一的模式传输,传输的频带宽,容量大。而多模光纤能在制定的波长上用多个模式进行同时传输。这是一种高效的传输方式。

2 与无线传输技术的对比

有线传输技术和无线传输技术是现代信息传输技术最重要的两种,无线传输技术近年来的发展迅速,这基于信息化的进程,多种通信设备的不断发展,人们对信息传输的速度和质量要求也水涨船高。无线传输技术的成本较低,实现方式也容易,在很多领域中都得到了使用,比如手机通信、“无尾电视”、WIFI技术和手机软件互联等领域。无线传输在最近几年的发展势头强劲。

无线与有线的传输技术在介质方面有所不同,有线传输的介质有光缆和电缆等,无线传输的介质是电磁波。在有线传输技术中,传导材料可能制约传导的质量,传输距离会影响传输的信号质量。无线传输的信息发射装置若不同,那么信号的传输质量也不同。可以看出,有线传输信号是数率衰减,无线传输信号与空间电磁波成平方反比关系,无线传输模式可以在距离上走的更远,目前,航天通讯就是使用的无线传输模式。总之,有线传输的稳定性较好,传输的速度快,有比较好的抗干扰性,安全系数高等特点。

3 有线传输的发展动态

人类信息化工程的不断建设,对信息传输的要求越来越高,无线传输在这样的时代背景下诞生,虽然有灵活、方便的特点,但是,目前在人机互联、机机互联,在这样的条件下,有线传输还是最适合的。从某种意义上说,无线传输不可能全面替代有线传输方式。目前,随着科技的不断进步,处理语音之外的传输介质不断出现更新,其中有本文字、符号数字、图形图像和数据包等等,利用此种传输介质可以支持电脑、数字电视、幻灯片、多媒体、机器仪器、电影科技、显示屏等。过去简单传输介质已经无法满足全方面发展的传输技术了,有线传输技术与无线传播技术在传输方式上有所不同,但都占据了非常重要的位置,尤其是近几年来,WIFI的普及和无线技术的告诉发展更是迅速,有线传输在技术上还是有自己的优势,如传输的质量和效率方面。这两种传输技术的良好发展能更好的为人们生产生活服务。

3.1 传输技术发展。网络技术的不断发展,比如:路由技术、数字复分接技术、光纤通信技术、网络信号的传输协议技术、传导材料升级等等,这些都需要有线传输技术发挥重要作用,其优越性不言而喻,有线技术也有赖于传输的材料更新和传输协议的发展、软件系统等。光纤的传输成本很高,但是基于现代工业发展和经济发展的需要,有很大的上升空间。

3.2 传输距离更远。由于人们的生产生活需要,对传输距离有了更高的追求,世界越来越小,地球村的概念被广泛接受,尤其在我国加入世界贸易组织后,我们有了更多的国际贸易机会。我国幅员辽阔,国内贸易在地理上的跨度也是很大,还有西部大开发等项目,这些都要求传输距离要远。很多跨地域的光缆和电缆、跨海电缆被铺设,这对于世界的有线传输事业起到了促进作用。对于光纤传输来说,传输距离当然是越远越好,所以,研究人员在传输距离方面的努力一直没停过,光纤放大器的应用对传输距离技术的提高又很大作用。

3.3 网络化发展。计算机的网络技术迅猛发展,信号的传输更加网络化,而不是传统单目标指向性的连接方式。在功能上要能实现信息传输,还要能对安全性有保障,这才是未来发展的方向。随着IP业务的大规模应用,通信行业的结构有所改变,行业面临着重新洗牌的情况,新技术也随之出现。软件的开发控制也标志着光通信技术也朝向网络化、智能化发展。

4 结束语

有线技术有很好的发展前景,尽管无线技术的迅速发展给有线传输技术带来影响,但是无线传输技术的不安全性却是有线传输技术可以弥补。多种通信技术要协调发展,为人们进行更好的服务。在通信事业未来的发展当中,我们要根据有线传输技术本身的特征来对该技术进行优化、改进,从而推动传输事业的发展。本文通过对有线传输技术进行分析,可以得知有线传输技术在通信领域的重要作用。我们要继续深入研究有线传输技术,进一步探索其新技术的应用,可以创造更多的经济效益,为我国的信息传输事业做出贡献。

参考文献:

[1]刘湘荣.通信线路与容灾能力研究[A].中国通信学会2009年光缆电缆学术年会论文集[C],2009.

[2]王永红,宋志佗,鹿中晖.我国西南地区通信线缆的安全与防护技术[A].中国通信学会2009年光缆电缆学术年会论文集[C],2009.

[3]潘峰.半干式光电复合缆研究[A].2012年光缆电缆学术年会论文集[C],2012.

[4]赵瑞静,蓝燕锐,王平安.漏泄同轴电缆行业标准化的新进展[A].2012年光缆电缆学术年会论文集[C],2012.

有线传输技术论文范文2

【关键词】广播电视传输系统 新技术 优势 管理 应用

1 前言

广播电视技术,集信息,计算机,电子,空间,通讯等现代技术于一身,通过现代化的传播手段与外界交流。其中,传输技术是保障其声音,图像的重要一环。现如今,广播电视业发展多样,无论是广播节目还是频道设置,都是多层次,大规模,极为丰富的。区别于以往的有线和无线技术,数字化应用于广播电视行业,又成就其上升了一个新高度,数字技术是该行业一项重大的改革。因此,加强对其技术的深入研究和探讨,及时改进实际中所出现的问题,是新技术更加完善,符合实际要求,真正为广播电视事业的不断进步做出其应有贡献。

2 广播电视新技术包含的范畴

广播电视新技术是一个发展性的概念。广播电视的发展经历了几个重要的历史时期。广播电视技术的发展依靠多方面技术的进步。所以,广播电视新技术从广义上说就是广播电视技术在哪些方面的进步,从狭义上说主要是指广播电视具体技术的新应用。广播电视传输新技术是电子信息技术的存在方式。

2.1 广播传输新技术的内容

在新型广播传输技术中有两个主要内容:数字音频广播,是广播模拟技术的发展成果;电台数据广播,利用无线信号完成信息传输,通过调制解调技术来实现。

数字音频广播技术,更新了以往采用连续波形传送模拟信号的方式,将这模拟信号变为比特,这是通过将数字和压缩技术结合起来实现的,从而使广播的无线电波传输更加简单。在广播信号传播过程中,经历的阶段分别为:中波、短波到调幅广播。调频广播不仅音质极佳,纯正,其对频率的利用率也是极高的,远远优于模拟广播,此外其还增加设置了一些频道。数字音频广播是在其基础上,结合通信卫星的出现发展而来的,其比以往增加了图形扩展,有了更加强大的功能,使收音机可以不仅有文还有图形。

电台数据广播技术,是传输技术发展的有一新高度。其调制解调技术分类,排列数字信息,在极短的时间内便在全世界盛行。新型的数据广播,图文并茂,不同的国家对其设计,形成了本国语言的,独特的,符合国民要求的信息。这些信息量是非常大的,覆盖面也是非常广的,包括了新闻,娱乐,气象,交通等信息的实时报道,这些都是与人们生活息息相关的问题,完全满足了人们生活的需求。

2.2 电视传输新技术的内容

电视新技术的发展同广播一样,是一个理论与实践互相碰撞的产物。电视传输新技术包括卫星电视、有线电视、无线电视、图文电视、电视数据广播、高清电视。电视传输技术的发展是非常迅速的。在短短的时间里,实现了突破。卫星电视通过卫星进行数据传输。卫星传送扩大了我国的电视覆盖面,当前,各国的卫星技术都非常发达,各个国家之间在卫星技术应用上都互通友好。卫星电视把电视节目实现了全球化播放。卫星电视打破了电视播放受限制的约束。有线电视是通过电缆和光缆进行信号传输,电缆和光缆对信号进行分配。有线电视实现的是区域性的电视用户接受方式。

光缆是电缆的优化体现。有线电视经过多年的发展,已经拥有了成熟的有线电视体系。有线电视节目容量大,节目质量高,可以进行双向传输,最重要的是可以与网络进行连接。图无电视是一种文摘形式的电视种类。图文电视需要依靠电视解码器。图文电视的优势是大量的信息存储。图文电视可以保存大量的多媒体信息,而且传输速度很快,是比较实用的电视种类。图文电视的应用性是其最明显的优点。高清电视当前最为流行的一种电视技术。高清电视的图像清晰度是其最明显的优势。高清电视把画面对比度提升到一个新的水平。但是,高清电视需要有相适应的电视机设备。高清电视在推向市场以来,得到了人们的广泛喜爱。

3 广播电视传输新技术的具体应用

广播电视传输技术应用是一个实用性问题。在广播电视传输技术中有光纤技术、波分复用技术、SDH数字技术、微波技术、GPRS技术、动态IP传输技术等类型。这些新技术的应用,加快了广播电视行业的进步。

3.1 光纤传输技术的应用

光纤传输是近几年发展的一项新技术,主要是通过光纤的纤心折射率来实现信息传输,主要分为多模光纤和单模光纤。这项技术可以保持广播电视信号传输中一路畅通,很大程度上提高信息传输的速度。除此,该技术缓解了传播中波段矛盾的问题,促进长波,中波,短波相互协调,合理运行,达到要求。同时,该技术传输也可以保障所传输信号有良好的质量,确保其稳定,使信号传输变得较为综合。它也是一项既安全又环保,又高效的技术,是网络应用的关键传输技术,是广播电视业一项重要的发展。

3.2 波分复用技术的应用

随着技术的发展,人们对有线技术的要求不断提升。波分复用技术的产生,通过在一跟光纤中传输多个信道,是信道能够根据不同业务需要自由组合运用,极大的提高了通讯速度,扩展了网络宽带业务。该技术有着良好的兼容性和系统保留性,是信息在传输中实现了双向回传,提高了信息传播的效率,从而使得整个网络运行技术要求有了显著的提升,并一定程度上降低了网络建设的成本,促进了广播电视在网络传播上的升级与飞速发展。

3.3 SDH数字技术的应用

SDH技术是需要与光纤技术进行结合的数字传输方式。SDH具有线路传输的巨大优势,同时,在传输过程中,具有交换功能。SDH技术弥补了传统的传输技术中的单向传输的缺憾。而且SDH技术可以在传输过程中对信号进行复接,这种复接功能促进了广播电视信号传输过程中错误信息的纠正。

4 结论

这几种广播电视传输技术是促进其发展的主要动力。新技术推动着广播电视事业不断向前,使其越发的满足人们生产生活的要求。但新技术的发展还不完全,还存在着一些缺陷,因此,在技术不断发展,研究不断深入的同时,不能只注重探究其优势,还应该关注到其劣势,对存在问题进行改良,从而使整个新技术不断完善发展,真正的起到推动广播电视业发展的作用,做出其应有的贡献。

参考文献

[1]刘刚.信号编码技术在广电传输网中的应用[J].广播与电视技术,2011(07).

[2]黄永峰,王凯.动态IP传输技术在广电宽带网中的应用[J].有线电视技术,2005(04).

有线传输技术论文范文3

[关键词]无线通信 直接序列扩频

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:

直接序列扩频技术是伴随着无线通信技术的发展而产生和发展的。日渐复杂的无线技术通信环境和人们日益严苛的无线通信要求使得无线抗干扰技术也不断发展,直接序列扩频技术作为一种主要的无线通信抗干扰技术之一,从发展之初起便不断进行发展与改进,从起初的军事领域逐步扩展到更为广泛的民用通信领域,并不断进行着改进与完善,以适应现代社会对信号传输稳定性、及时性及安全性的要求。可以预见,在科学技术不断发展的当代社会,直接序列扩频技术必然也会进行不断发展、不断突破,从而更好地适应社会的发展需求。

有线传输技术论文范文4

关键词:无线电能传输;非接触;磁耦合;共振

作者简介:王敏星(1964-),男,河南济源人,河南省济源市质量技术监督局,工程师;李大伟(1987-),男,河南济源人,河南省电力公司济源供电公司。(河南 济源 459000)

中图分类号:TM724 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0263-03

无线电能传输技术(WPT,Wireless Power transfer)能够实现无导线连接情况下的电能传递,在医学应用、矿井采掘、移动设备充电等特殊场合具有较大的应用前景。随着移动通信设备、物联网、电动汽车等技术的快速发展,近年来发展非常迅速,并且取得了较大的进展。伴随着研究和市场化的不断深入,作为一种前景广阔的电能传输方式,在电磁兼容、人体健康和传输效率等方面都产生新的研究问题,需要进一步明晰研究方向并针对存在的问题深入研究。

一、无线电能传输技术的方式

虽然采用超声波和其他机械波能够无线传输能量,但目前无线电能传输的主流方式仍是利用电磁场传输能量。从频率的角度来说,采用的频率包括从若干GHz跨越到若干kHz的广大范围。在较高频率段,利用微波传输能量(甚高频以上的频率范围,频率>300MHz)通常采用直接照射接收端的方式,通过控制发射天线的朝向使能量以电磁波的形式准确发射到接收天线。该方法传输方向性较强、传输距离较远,但易被障碍物遮挡,还需要较复杂的天线对准装置。而且高频电磁波的生物安全性较差,高功率的电磁波对人体有较大伤害,因此在民用领域应用的机会较少。磁耦合谐振式无线电能传输方式(MCRWPT,Magnetic Coupled Resonant Wireless Power Transfer)采用磁场频率在10MHz以下,通过电谐振体之间的耦合磁场来传输电能。这种方法可以在一定的距离(几厘米到几米)范围内传送能量,功率值可以达到几百瓦。而感应耦合无线电能传输方式(MIWPT,Magnetic Inductive wireless Power Transfer)借助磁材料提高磁场的耦合程度,可以传送较大的功率,效率较高。但由于磁材料的限制,工作频率不宜过高,通常在1MHz以下。在距离增大时,磁材料之间的气隙增加,耦合程度急剧降低,因此传输距离相对较近(常常在几毫米到几十厘米)。在民用和工业应用中,磁耦合谐振式无线电能传输(MCRWPT)和感应耦合式(MIWPT)的传输距离基本满足常用设备的充电距离要求,从理论上能够获得更大的功率和更高的效率,因此具有较大前景,是目前研究的热点。本文从几个方面介绍此两项技术的研究与发展。

二、研究内容和研究方向

1.基本理论和技术研究

率及效率的模型研究:目前对无线电能传输方式的研究模型主要有耦合模分析法[1,2]电磁场分析方法、[3,4]等效电路法[5]等。

耦合模方法可见文献[1]所采用的基本方程表达式:

(1)

其中:为代表谐振体中的能量;为激励角频率;为自损耗系数;为谐振体m和n之间的耦合系数;为代表外加驱动的驱动项。

其基本思想是,给出系统的源、损耗及特征量,通过求解器损耗与特征量的关系,即求得系统效率及传输功率的解。电磁场方法根据电磁场理论求解电磁场方程,以此求得传输效率等结果。而等效电路方法主要针对磁耦合的特点,利用电路理论求解电路方程,以此获得系统的结果。

几种建模方法各有优劣:耦合模方法可以从能量角度进行分析,但是不够直观;电磁场分析方法理论上可以计算非常详尽的电磁场分布[3],理论上可以计算出耦合磁场能量传输细节。但过于复杂性,不便于系统设计和参数优化。通常借助电磁场仿真软件以求得分部场的直观数值解。等效电路法应用直观,是目前采用较多的方法,但是由于对电磁场进行了低频简化,对高频条件下电磁特性描述较粗略,不利于有关电磁场方面的研究。理论未来的研究方向将建立更加准确和合理的分析模型,甚至提出更加新颖的传输模式,从理论高度提高系统的指标,并以此指导设计和制造无线电能传输装置。

第二,线圈结构及设计。根据电路互感模型的一般结构,如图2所示。

通常可以得到以下矩阵形式的方程:

(2)

谐振条件下传输效率:

线圈2在线圈1中产生的反映阻抗为,可见反映阻抗中负载侧电阻值位于分母中,对于源侧的影响变为负向变化。即负载侧电阻值越高,传输效率越小。实际电路中,通常源内阻和负载线圈侧的电阻RB2往往较大。因此,双线圈结构传输效率往往较低。但根据上述分析,通过改变系统线圈结构和数量,可以改变不同线圈中的反映阻抗,进而改变耦合系统的效率、传输功率和传输效率。因此出现了三线圈[5]、四线圈[1]和多线圈[6]等情况。

第三,参数匹配方法及参数设计。在确定整体结构形式的基础上,还需要计算和均衡线圈的各项参数。线圈按照谐振的形式主要有自谐振线圈和电容-线圈谐振线圈。按照线圈的缠绕方式可分为密绕线圈、平面线圈、螺旋线圈等。电路参数主要有电感值、电容值和电阻值等。对于高频线圈还存在着寄生电容等高频参数。在分析和设计中,对上述参数进行优化,通过增加耦合程度、减少内阻和提高品质因数以提高系统性能。目前的研究主要集中在线圈结构和参数设计等方面,[7]针对线圈的新构形和新材料的研究也是一个重要的研究方向。

2.无线电能传输的激励源

激励源是无线电能传输的核心元件。相对于普通的高频信号源和开关电源,激励源不但工作在高频条件下,而且还要承担功率变换的功能。作为能量传输路径中第一个环节,对无线电能传输系统的总体指标的影响非常显著。而且由于电路中谐振作用,功率元件往往要承受谐振电压或者谐振电流的冲击,其数值会远超过系统输入电压或者输入电流。因此,无线电能传输的激励源设计更加困难。目前多采用的是D类开关型和E类谐振型放大电路。按照功率元件的数量和结构,有单管、非对称半桥、全桥等。该方向的发展方向是实现高频大功率条件下的高效率、低损耗和微型化,设计出更加适合无线电能传输的专用高频激励源。

3.电路结构研究

由于无线电能传输技术的应用范围愈加广阔,需要适应和满足更加苛刻和多样化的工作条件与限制。例如为了实现电动汽车在电网运行中能量缓冲的作用,无线充电装置不仅需要单向充电,而且还需要将能量从电动汽车反向传输给电网。医用领域中对系统的体积和可靠性指标的要求非常苛刻,因此无线电能传输装置既要尽量压缩体积、提高可靠性,而且还要实现能量和信号的同时传输。越来越多新的应用呼唤更加多功能和更强适应性的无线电能传输装置。因此需要提出更多新型的多功能电路结构,以增强电路的紧凑性、可靠性、通信能力、[8]能量控制水平等。[9]

4.标准、规章及医学影响

目前,已经出现了三个主要的无线电能传输标准(联盟),其中Qi联盟成立于2008年12月,目前已推出针对便携电子产品的低于5W以下设备的标准,未来还将会提出更大功率的标准进而形成体系。[10]

对人体影响的疑虑贯穿于整个无线电能技术的发展,这方面的研究始终是重点之一,包括医学相关性、辐射限制和磁场控制等多个方面。目前多采用计算机仿真和人体模拟的方式研究对人体的影响。未来将会进一步深入研究无线电能传输装置的生物性影响;同时,通过技术手段减少磁场泄露和影响,以满足相关的限制性标准。

5.医学应用研究

由于无线电能传输避免了导线的束缚,人体内部植入设备的应用将会变得非常便利,因此无线电能传输在医学方面的应用始终受到最大的关注。[11]但人体内植入设备中,体积要求十分苛刻而且传输路径需要经过人体组织。因此提高微小尺寸线圈的品质因数,提高传输效率[12]和研究高频电磁场对人体组织的影响是目前的主要研究方向。现在,无线电能传输技术在经皮植入装置、心脏起搏器、消化道机器人等方面已经取得了长足的进步。通过无线电能传输技术的应用,未来人体植入医疗设备将会有较大的发展,会大大改变人类的诊断和治疗方式。

6.电动汽车充电装置

由于具有无接触、无连接和无漏电的特性,无线电能充电装置在电动汽车充电领域具有较大的应用前景,已经成为无线电能传输的一个热门研究方向,而且正在逐步实用化。主要分为固定式和移动式两大方向。固定式在充电过程中车体保持不动,其传输距离和传输功率已经能够满足电动汽车底盘高度、电动汽车充电功率的要求。移动式电动汽车无线充电方式可以随时向行进中的电动汽车补充能量,因此可以减少相同运行里程条件下电动汽车所需的电池容量。目前,电动汽车充电技术的主要研究方向是进一步提高传输效率、距离和功率,并且针对偏移情况、双向传输、控制方式等问题展开研究。电动汽车的无线充电技术将会推动电动汽车的实用进程,无线充电技术的需求也将越来越大,市场前景更加广阔。

三、结论

无线电能传输技术经过几年的快速发展,其发展趋势愈加迅猛。未来的研究将更加深入和细致,并且进一步向应用方向推进,实用化脚步愈发加快。随着研究内容更加深入及人们对该技术的逐渐接受和认可,未来其市场和应用前景更加广阔。

参考文献:

[1]Kurs A,Karalis A,Moffatt R,et al.Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances [J].Science,2007,317(5834):83-86.

[2]Kiani M,Ghovanloo M.The Circuit Theory Behind Coupled-Mode Magnetic Resonance-Based Wireless Power Transmission[J].IEEE Transactions on Circuits and Systems I:Regular Papers,2012,59(9):2065-2074.

[3]Zeljko Pantic and Srdjan putationally-Efficient,Generalized Expressions for the Proximity -Effect in Multi-Layer,Multi-Turn Tubular Coils for Wireless Power Transfer Systems[J].IEEE Transaction s on Magnetic,2013,49(11):504-5416.

[4]Jaechun L,Sangwook N.Fundamental Aspects of near-Field Coupling Small Antennas for Wireless Power Transfer[J].IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2010,58(11):3442-3449.

[5]Dukju Ahn and Songcheol Hong,A Study on Magnetic Field Repeater in Wireless Power Transfer[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2013,60(1):360-371.

[6]Lee C,Zhong W,Hui S.Effects of Magnetic Coupling of Non-Adjacent Resonators on Wireless Power Domino- Resonator Systems[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2012,27(4):1905-1916.

[7]Bernd Breitkreutz and Heino Henke,Calculation of Self-Resonant Spiral Coils for Wireless Power Transfer Systems With a Transmission Line Approach[J].IEEE Transactions on Magnetics,2013,49(9):5035-5042.

[8]Bawa G,Ghovanloo M.Active High Power Conversion Efficiency Rectifier with Built-in Dual-Mode Back Telemetry in Standard Cmos Technology[J].IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems,2008,2(3):184-192.

[9]Wang G,Liu W,Sivaprakasam M,et al.Design and Analysis of an Adaptive Transcutaneous Power Telemetry for Biomedical Implants[J].IEEE Transactions on Circuits and Systems I:Regular Papers,2005,52(10):2109-2117.

[10]S.Y.Hui,Planar Wireless Charging Technology for Portable Electronic Products and Qi[J].Proceedings of the IEEE,2013,101(6):1290-1301.

有线传输技术论文范文5

【关键字】网络编码;无线多媒体;发展;应用

1 引言

虽然我国的通信网络基础设施得到了很大程度的发展,但是,随着经济的快速增长和人民生活水平的提高,人们对无线数据的传输速率和质量提出了更高的要求。同时,随着多媒体技术的迅速发展,流媒体传输业务在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色,因此,高数据量、高速率和高质量的传输要求对无线通信网络技术提出了挑战。目前,通信网络的不可靠传输、信号易衰落和扰等特点使其无法满足未来无线数据传输业务的要求。因此,设计一套鲁棒性较高的多媒体传输和差错控制技术是当前多媒体技术发展的关键问题。由于理论上网络编码技术能够使数据速率达到信道容量的最高值,因此网络编码技术成为解决多媒体传输关键问题的必要手段。这里,我们基于网络编码技术对无线多媒体技术的发展和应用进行了简单的探讨。

2 网络编码技术简介

网络编码融合了编码与路由信息交换等多种技术,以传统的存储转发技术为基础,通过对接收的数据包重新进行编码融合,能够增加单次的信息传输量,显著提高网络传输的整体性能?

在新的结构体系下,通过网络编码能够达到理论上的数量传输最大量,随着我国无线传输速率和质量要求的提高,人们对无线网络编码的研究也越来越重视。网络编码虽然是一种新的技术,但是不会对现有的网络软硬件设备及相应协议产生较大修改。同时还能够显著改善无线传输的能量利用效率和吞吐量,使得传输的安全性和可靠性都得到了保证。

但是,将网络编码应用于多媒体技术中并不简单,需要对无线网络的特点和多媒体传输的要求和特性进行综合分析,例如数据传输的端到端延迟、带宽容量、视频比特率和信道误码率等。因此,根据实际要求设计合理的网络编码方案十分重要。在具体实施过程中,要对采用网络编码技术后的多媒体传输延迟、复杂度和鲁棒性等多个因素进行综合权衡。

3 网络编码技术在无线多媒体技术发展中的应用

网络编码能够提高无线传输系统的性能,在网络吞吐量的提高?节点能耗的降低和网络鲁棒性的增强等多个方面效果明显,是多媒体传输技术的有力支持?下面我们简单介绍网络编码技术在无线多媒体技术发展中的应用现状?

3.1 多媒体组播

多媒体组播技术能够充分利用无线网络的带宽资源,使得流媒体业务的速率和质量得到了很大的提高。同时,网络编码又能够提高组播网络吞吐量和传输的可靠性,因此人们对流媒体组播中网络编码的应用机制进行了广泛的研究?目前,基于流媒体在Ad-hoc网络组播中的低带宽率和高误码率特点,已经提出一种基于网络编码技术的组播优化模型,该技术能够使得无线多媒体传播得到最大的组播速率和有效的差错控制?另外,学者们还同时对基于优先级的网络编码视频组播技术进行了研究,应用多入度、多层的组播树模型,保证了无线视频组播系统中优先级网络编码的有效性?在此基础上,学者又通过对无线码率的分配和路由进行优化,实现了网络视频组播技术的分布式优化,保证了接收节点可用带宽的最大化,从而能够获得最佳的视频传输效果?

3.2 多媒体广播

多媒体广播是一种特殊的组播形式,由于无线网络在物理层上本身具有广播特性,因此对流媒体广播传输的实现非常便捷。利用网络编码技术对无线流媒体的广播服务进行优化,已经成为目前无线多媒体技术的研究热点。对于单跳网络中的实时广播,一种合理的方案是在得知哪些数据包丢失以后,不对丢失的数据包本身进行简单的重传,而是对数据包的一个线性编码组合进行重传?这样就可以同时恢复多个数据包,从而能够充分利用网络的带宽资源传输数据?而对于multi-homed移动终端多媒体业务,可以应用协作对等修复NC-CPR技术来提高MBMS的业务服务质量?这种技术使用了结构化的网络编码方案,通过强制编码的系数矩阵结构化,使网络终端在接收不到满秩的无关数据包时,还能够获取部分解码,这中编码方案能够显著提高多媒体传播的鲁棒性,对优化视频或游戏的传输质量具有重要的意义?

3.3 多媒体单播

通过网络编码技术还能够显著提高无线流媒体单播服务的效率和质量?例如,针对多路单播数据流,可以采用基于机会主义的网络编码数据转发技术,这样对提高网络的吞吐量具有重要意义?在上述转发技术中,基于无线网络的特点,网络中的每个节点都对通信范围内的数据进行侦听,并定期向邻居广播以通知其缓存的数据内容。这样,通过每个节点的网络编码,就可以使更多节点利用该编码数据包,从而有效提高信息传输的质量和效率。而针对overlay网络,则可以基于网络编码进行多源视频的协作传输,该技术主要是通过一种非系统网络编码技术来提高无线多媒体传输数据的分集性能?这对具有源分集与路径分集特征的分布式网络信息传输具有显著的提升效果。同时,我们还可以将无线网中通过中间节点进行信息交换的两个节点看作两个方向相对的单播会话,这样,基于无线网物理层的广播特征,就可以应用网络编码技术实现无线节点的信息交换,从而有效提高无线网络中的多媒体信息传播速率,这对优化流媒体的传输质量具有重要作用?

3.4 视频会议

基于网络编码技术能够实现高效?稳定的多方无线视频会议?具体实施过程中,通过将各节点的视频数据与邻居节点侦听到的数据结合起来进行网络编码,然后将生成的数据包发送到基站。如果某节点无法直接从侦听到的数据中提取源数据,则可以请求基站发送更多数据以协助解码。而基站在接到请求后,计算所有请求节点的最大值,并应用广播的方式传输数据。这种方式能够有效保证多方无线视频会议数据信息传输过程中的质量和速率,保证了信息传播的有效性,能够满足视频会议的基本要求。

4 结论

随着经济的发展和人民生活水平的提高,人们对无线数据的传输速率和质量提出了更高的要求,而流媒体传输业务在人们的日常生活中也越来越重要。尽管现在网络编码技术在无线多媒体的传输应用研究中已经取得了非常发的进展,但是,到目前为止,大部门的研究还只是停留在理论层面上,而从理论到实践才是事物发展的必然方向。因此,在今后的研究过程当中,要以理论研究为基础,以工程应用为目标来发展网络编码技术,尤其在无线多媒体技术的发展应用方面,要逐步将理论研究应用于实践,这样才能促进网络编码技术的快速发展。

参考文献:

[1]李小平,刘玉树等.多媒体通信技术[M].北京航空航天大学出版社,2004.

[2]肖嵩.无线信道中的联合信源信道编码研究[D].博士学位论文,西安电子科技大学,2004.

[3]石迎波.无线信道中的视频编码与传输技术研究[D].博士学位论文,西安电子科技大学,2007.

[4]杨林,郑刚.网络编码的研究进展[J].计算机研究与发展,2008(3).

有线传输技术论文范文6

关键词:TETRA;综合监控;报文;传输需求

1 概述

该文档根据工作联系单《2014年186号――关于3、4号线一期工程车辆信息传输的需求》在简要描述成都地铁3、4号线车载信息传输实现方案的基础上,针对新增车载信息传输需求,重点从专用无线系统建设方面进行了分析和说明。

2 既有方案

根据成都地铁3、4号线项目各方形成的既有设计方案,专用无线通信系统(采用800MHz TETRA系统设备)负责在车辆和OCC综合监控系统之间传输车载设备信息,其传输需求如表1所示。

3 新增需求

根据工作联系单《2014年186号――关于3、4号线一期工程车辆信息传输的需求》,如果把原来由3G网络承担的车载信息传输业务全部交给专用无线系统承担,专用无线系统传输业务将变更为表2描述:

表2中阴影部分为新增的传输需求,主要包括:

(1)实时故障信息传输需求:158字节/秒,增加376%;(2)实施运行信息传输需求:159字节/秒,增加388%;(3)非实时信息传输需求:5M字节/Tc/小时,10M字节/列车/小时。

4 需求分析与相关说明

专用无线系统主要由列车上安装的数传车载台和OCC安装的数传控制台负责实现车载信息传输业务,其链路瓶颈为数传车载台和无线基站之间的无线链路,该链路为窄带链路,这是TETRA系统体制决定的。

TETRA系统能够提供短数据和分组数据两种数据传输承载业务,这两种业务的接入方式、传输延时、数据带宽和占用系统资源等方面均不相同,分组数据的数据带宽更大。综合考虑各方面的因素,在既有方案中,数传车载台和控制台之间采用的是短数据传输业务。

4.1 技术可行性分析

下面仅以析非实时信息传输需求为例来分析技术新增需求的技术可行性。非实时运行信息数据量远大于TETRA系统短数据传输业务带宽,不用考虑短数据传输方式,只能考虑分组传输服务方面是否可行。

TETRA系统中,单个分组数据信道的毛速率是7.2kbps,净速率大约为3kbps,即:

3*1024*3600/(8*1024*1024)=1.32M字节/小时

5MB/1.32MB=3.8信道≈4信道

从上面的计算可以看出,从理论上来看,一个数据信道最大传输速率只有1.32M字节/小时,单个列车司机室(Tc)的非实时数据是每小时5M字节,需要占用4个信道,单个列车的非实时数据(每小时10M字节),最少需要占用8个数据信道――而目前的系统配置中,单个基站只有2个载波(第三载波为应急专用),共8个信道。

从终端产品来看,单个终端最多可以占用4个数据信道,即,其理论最大传输速率为5.27M字节/小时,刚刚能够满足单个Tc的数据传输需求。再考虑到语音业务冲突、越区切换传输速率下降等工程因素,几乎可以断定,数传车载台无法在1小时内传输5M字节数据。

另一方面,即使增加了基站载波数量,当一个基站下有一个以上的列车时,专用无线系统肯定将无法满足这些列车的非实时信息传输需求。

4.2 实施可行性分析

当前,成都地铁3、4号线均已完成系统总体设计和各相关接口设计,包括与车辆专业、综合监控专业的车载信息传输接口。后续如果改由专用无线系统实现新增的车载信息传输需求,专用无线系统需与车辆专业、综合监控专业重新讨论接口,各方可能均需更改设计方案――无线系统方面数传车载台软硬件、数传控制台等均需更改设计,前期工作面临推倒重来的风险。

5 结束语

从以上分析来看,不管是从技术上来看,还是从工程实施角度来看,采用专用无线系统实现新增车载信息传输需求均是不可行的。基于上述情况,强烈建议各方维持既有方案,或者重新考虑采用其他方式来实现新增的车载信息传输需求。

参考文献

[1]顾尚杰,薛质.计算机通信网基础[M].电子工业出版社.

[2]郑祖辉.集群通信系统及其数字化[A].海上移动通信技术研讨会,1997.

[3]陶得云,李欣.数字集群移动通信系统与技术的发展[A].移动通信专用网联合技术组第一次会议,1996.

[4]范平志.TETRA standard evolution and techniques[A].移动通信专用网联合技术组第三次会议,1997.