无线通信技术论文范文1
依据耦合方式的不同WHBC可分为：①电流耦合，发射端输入人体的信号为电流信号，接收器、发射器的两个电极均需与人体直接接触；②电容耦合，发射端输入人体的信号为电压信号，接收、发射端的两个电极可不与人体直接接触。当前大部分的研究都集中于后者，因此本论文主要介绍电容耦合WHBC系统。当前被认可的基于电容耦合的人体通信机制主要有两种：静电耦合机制和把人体作为波导的电磁波传播机制，大多数WHBC模型基于这两种传输机制建立。另外还有一些WHBC模型是基于实验数据得到的，下面我们简单介绍一下当今主要的WHBC理论和模型。
1．1静电耦合机制及其物理模型
首先我们来介绍WHBC的静电耦合传输机制。发射接收信号的电路、放在人体上或者人体附近的电极、导电的人体（相当于一个电阻）、电极和大地之间的耦合电容可构成一个闭合回路。整个闭合回路可被看作为一个二端口网络，发射端的信号电极和地电极是其信号输入端，接收端的信号电极和地电极是其信号输出端，已知电路中的各电阻及电容的值，就可根据电路知识求出信号的路径损失。由于静电耦合作用（即二端口网络电路中的耦合电容）是该传输原理中的关键所在，因此称该原理为静电耦合原理。其中发送端和接收端信号电极可以直接贴在人体皮肤上或者靠近人体皮肤的邻近区域（例如紧贴衣服上），发送端和接收端的地电极悬空或者贴在皮肤上。但Luˇcev等证明信号电极直接与皮肤接触、地电极悬空的电极结构可以得到最小的路径损失。Xu等根据静电耦合机制设计了一个WHBC通信系统，其系统模型使用了有限元件建模方案。该系统模型包含了大气、人体、发射端电路和接收端电路。其中大气分为三个区：近域区、过渡区和远域区；人体模型则由手臂、胸部、腹部和脚组成，而各器官分别由对应的皮肤、脂肪、肌肉层组成。模型的仿真结果在低频和实际测得的数据相差不大，但在高频段差别就有些大，还需要仔细研究。
1．2人体作为波导的传播原理及其物理模型
有些研究人员把人体看作波导，从电磁波传播的相关原理方面建立人体信道的计算模型。发射机的信号电极与其地电极是电磁波的发射源，人体表面是人体与空气之间的边界面，信号的传输过程可看作一种特殊情况的表面波传输。已知人体表面的电介参数，根据麦克斯韦方程和人体空气边界条件可求出在人体表面各点的电场强度、磁场强度以及路径损失。Fujii等用有限差分时域方法（finitediffer－encetimedomain，FDTD）建立WHBC模型。在FDTD计算方法中，使用了日本成年男性和女性的高精度身体模型。实验中用生物组织固体人体等效模型验证文中提到的理论模型，结果虽还不错，但模型跟真实的人体毕竟不一样，该方法的有效性还需通过真实的人体加以验证。
1．3其它的WHBC传输原理和模型
近期Bae等提出了新的WHBC传输原理，该原理同样把发射端的信号电极和地电极看作电磁波的发射源，但认为仅电磁波的电场可传播信息，电磁波的磁场不起传递信息的作用，同1．2一样利用麦克斯韦方程组可得到人体表面的电强度和路径损失。论文提出的理论很新颖，能够综合现有的两套理论，但其仿真结果和实验结果在低频处却有较大的误差，还需进一步完善。Ruiz等利用实验数据建立了一个WHBC分析模型。方法是从现有的各种分布函数中选择一个与实际测得的路径损失的累积概率分布最接近的一个分布类型，然后用数学方法估计在某一确定距离下该分布类型的参数，接着求出该分布函数的参数与（发射接收）距离之间的关系，从而得到想要的模型。这种方法对硬件设计有一定的指导意义，但由于缺乏内在的物理原理的支撑，有很大的局限性。
2WHBC中的数字基带传输机
除了WHBC的传输理论有诸多进展，WHBC传输机也颇有些硕果。Lont等设计了一个数据速率可调的基于移频键控（frequencyshiftkeying，FSK）的超低功耗数字接收机。Song等则利用0．25μm标准CMOS工艺设计了一个功耗为0．2mW、速率为2Mb／s的数字传输机，其原理图。图中上半部分为发射机，下半部分为接收机。发射机由伪随机二进制序列（pseudo－ran－dombinarysequence，PRBS）产生器、二选一多路复用器和驱动器组成。PRBS是芯片测试时需要用到的功能部件。数字信号可直接通过二选一多路复用器、驱动器传到人体。接收机由接收AFE模块、CDR电路和位错误探测器组成。接收AFE模块用于放大、触发、反向从电极接收到的宽带信号，以恢复二进制数据。CDR电路模块从恢复的二进制模块中提取时钟信号并锁存数据。位错误探测器是芯片测试时需要用到的功能模块。当反向不归零制（non－return－to－zero，NRZ）数据直接输入到人体后，发射端电极产生对称的静电场（分别对应二进制数据1和0），在该静电场的激发下接收端的电极感受到一个由正负脉冲组成的微弱宽带脉冲信号，对这些信号进行放大、触发、反向的操作就可在接收端恢复输入人体的二进制数据。Song等改进了TX的结构，使用了脉冲位置调节模块，把NRZ数据的频带移到10～70MHz。Fazzi等则在RX中增加了相关电路，抑制噪声的能力更强。然而即便如此，这样的通信系统还是很容易受到外界的干扰，需要其它的技术抑制这种干扰，我们将在第3部分中进行讨论。
3WHBC中的干扰及AFH技术
3．1WHBC中的干扰
人体可被看作天线，漂浮的和接地的人体在电磁场中的谐振波长分别为人体身高的2倍和4倍，同时人体的谐振频率峰值不是尖锐的，而是宽广分布的，因此人体天线效应能够将频带分布宽广的射频信号注入到WHBC通信系统中。根据Cho等的实验结果，这些干扰信号在一些环境下（调幅射频塔或者无绳电话附近等）能够把有用的信号淹没，一般的数字传输机不能在这种变换的环境下稳定地工作，需要新的传输机来抑制这些干扰。
3．2AFH原理
WHBC中的干扰随环境变化而变化，但均只占某一有限的带宽。为了增强系统的抗干扰能力，我们把可用的WHBC总带宽根据具体的应用（数据传输速率的要求）平均分成N个不重叠的子带宽，每一个子带宽可看作一个通信频道。最开始所有的通信频道均参与信息的传输，它们均处于跳频序列之中。WHBC设备节点每隔一段时间根据一定的评判原则将跳频序列中所有的频道分为好频道和坏频道。好频道继续使用并等待下一次评判；坏频道从跳频序列中剔除，但一段时间之后系统会重新检查上次被评为“坏频道”的频道的通信质量，只要被评定为好频道，系统又会将其纳入跳频序列之中。其中频道评价准则可以使用接收的信号强度指示（re－ceicedsignalstrengthindicator，RSSI）、分组错误率（packeterrorrate，PER）和载波敏感度（carriersensing，CS）准则。使用的是PER信道评判准则，其中PSR（packetsuccessratio）为分组成功率，Ps为合格频道的PSR阈值。AFH技术源自蓝牙，但AFH在WHBC中的适应性强过蓝牙，因为一般情况下WHBC的覆盖范围仅限于穿戴者的本身，不会产生不同WHBC之间的串扰，而蓝牙ZigBee等则会因为不同设备之间使用相同的通信频道而产生动态频率干扰。Cho等就利用AFH技术设计了适用于人体通信的传输机，达到了很好的抗干扰效果。
4结束语
无线通信技术论文范文2
（正文）一、全球趋势：公众移动保持增长宽带无线热点不断
当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。
资料显示，在全球电信市场普遍低调的背景下，移动通信依然保持了较好的增长态势。统计显示，2003年全球移动用户数增长率在17％以上，总计达到13.54亿户。在市场值方面，全球移动业务市场在2003年已达到4680亿欧元，比上年增长了11.3％以上。
尽管全球移动市场在增长，但这种增长也呈现出很大的不均衡性。从用户数来看，在北美、欧洲等发达国家和地区，由于移动用户普及率已经很高，因此新增用户数日益减少；而在亚洲、非洲等地区，特别是像中国这样的发展中国家，移动用户数增长迅猛。从用户创造的价值来看，欧美发达国家的ARPU值远远超过了新兴的发展中国家。从数据新业务市场的增长来看，韩国、日本呈现爆发态势，已成为全球移动通信发展的新热点。
目前，我国的移动通信市场呈现持续快速增长的局面，截至4月底，移动用户总数达到2.96亿，用户普及率达到20.9％。考虑闲置的充值卡和一人双机的情况，我国移动通信由于用户普及率相对还比较低，仍有相当巨大和持久的增长空间。但我国的移动通信领域已进入了全面竞争的时代，GSM、CDMA乃至小灵通等网络激烈争夺用户，这已导致了资费下降，用户ARPU值下降的情况。目前我国的GPRS、CDMA1X等2.5G数据业务发展态势不错，并已逐步培育了用户群。而3G还处在技术试验阶段，政府依然保持谨慎态度。
除传统的公众移动通信外，全球的宽带无线接入领域近期研究和应用十分活跃，热点不断出现，给无线通信业界带来了清新的空气。这包括宽带固定无线接入技术、WLAN技术、WiMAX技术、UWB技术等等，呈现百花齐放的局面。这些技术的出现和发展，给整个无线通信产业注入了勃勃生机。
二、热点解析：五大技术引领应用模式各展所长
前文对全球无线通信领域的发展情况作了概要性介绍，以下将重点就当前无线通信领域的焦点问题和热点技术展开较深入的介绍和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大热点。
1.举世瞩目的3G
今天，第三代移动通信3G格外引人瞩目，成为无线通信产业的最大热点。
首先，从技术角度来看，3G主流技术已经基本成熟。cdma2000由于技术本身的平滑演进特性，进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响，阻碍了商用进程，但目前主体标准已经定型，具备了规模商用的基础。TD－SCDMA技术要相对滞后一些。
总的说来，当前的3G技术已经能够支持规模化的商用网络部署。
其次，目前欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。3G网络的商用部署正在全球一步步地铺展开来。截至2004年3月底，就WCDMA而言，全球已经发放了120份牌照，签署了91份商业部署合同，目前已有二十多家网络投入商用，预计到2004年年底总数将超过40家。目前两家韩国运营商STK和KTF在使用cdma20001xEV－DO，日本KDDI也开始了EV－DO网络的商用，而Verizon也即将参与该制式下3G网络的部署。
应该说，2004年已经进入了全球3G的商用部署年。
第三，部分运营商的3G用户数量开始呈现快速增长的局面。最早推出3G商用业务的NTTDoCoMo近期宣布，在距离突破200万用户仅仅两个月的时间内，他们的3G用户总数就增长至300万大关。5月中下旬，和记黄埔表示，在过去两个月中，3G用户数出现了快速增加，目前在全球范围内已经达到了173万。截至2004年1月1日，全球使用cdma2000（包括CDMA1X）系列和WCDMA标准制式的3G用户数已经达到了7300万。
从全球来看，3G商用在部分地区已取得了初步成功。
第四，我国3G处在黎明的前夕。我国对3G一直采取积极稳健的态度，目前，我国正在进行第二阶段的网络技术试验，或称外场测试。自今年3月起，开始启动WCDMA、cdma2000和TD－SCDMA的测试工作，由6大运营商分别在北京、上海、广州三地进行。测试的重点包括：3G网络覆盖、容量等性能试验；不同3G技术之间、3G和2G技术之间的干扰、共存；各种3G业务及业务兼容性试验；3G终端和系统之间互操作试验；3G和2G之间的互操作试验。
预计此阶段试验将在今年10月份完成，试验将对我国对3G的决策工作起到重要的参考作用。由于此次试验由运营商参与，且属于网络试验。因此，预计若此次试验结果令人满意的话，我国的3G牌照发放工作有可能顺势展开。
趋势分析3G一波三折，曾经有一段时间，人们对3G的前途失去了信心，并在今天留下了心理阴影。对3G问题，我国应如何把握呢？笔者认为，目前，3G已处在商用的爆发阶段，由于3G技术和产品的成熟，3G的商用已不容置疑地摆在了我们面前。欧美等国运营商加紧部署3G网络以及日韩等国3G用户的快速增长，表明3G已经成为全球移动通信领域新的成长点，我国需要当机立断，尽快开展3G牌照的发放工作和商用部署工作。这样才不至于坐失机遇，在本来领先的移动网络建设中落后。同时，3G也为国内的电信制造商提供了绝佳的机遇，这也是我国移动通信产业的一次发展良机。
应该说，目前3G还存在一些问题，主要表现在市场还处在启蒙阶段，杀手级的业务还没有呈现，终端还不够多。在我国，政府将考虑对市场竞争度的把握，涉及3G网络发放几张牌照的问题，同时，还将考虑设备国产化问题。这些问题已经属于次要矛盾，目前最重要的是要选择恰当时机尽快推动3G网络平台的建设，这才是解决以上矛盾的关键环节和引导环节。
这主要是因为我国3G网络建设不同于西方发达国家，我国移动话音用户市场还有很大的成长空间，这就能够避免出现因为发展初期新应用新业务不足无法支撑网络生存的状况。同时，我国有迫切需要进入移动市场的“新”运营商，中国电信和中国网通如果被允许经营移动通信业务，其网络建设必然会选择3G，这从中远期的网络成本上要远远低于2G技术。此外，尽快发放3G牌照，对解决现有的小灵通（PHS）的矛盾，也有重要的战略意义。目前，日本都已经弃PHS而转攻3G，其目的十分明显，即要纠正自己早期大上带有强烈本土化特征的PHS导致失去移动领域国际领先地位的失误，重新用全球性的先进技术武装自己的移动通信产业，实现在该领域的战略性崛起。如果我国反其道而行之，将是不明智的，这关键还是政府的决策引导问题，而不能抱怨运营商。总之，3G不是一蹴而就的，如果迟迟不进行网络的建设，其他的矛盾将继续积聚，难以得到根本性的解决。
2.3.5GHz宽带固定无线接入的推广应用
3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS，是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术。今年4月份，第三批3.5GHz宽带固定无线接入频率评选（招标）工作在我国进行，使MMDS技术在我国的应用进一步扩大，这也使3.5GHz固定无线接入技术成为今年业界的热点之一。
在此次评选（招标）工作中，中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通五大运营商分别获得河北、山西、内蒙古等27个省（区）的3.5GHz频段2×30MHz频率使用权，并将获准经营相应电信业务。加上此前的两次3.5GHz频率使用权分配，我国3.5GHz频段已在绝大部分地区分配完毕。这表明，我国的3.5GHz宽带固定无线接入进入了规模商用。
前一段时间，无线电管理局副局长刘岩率领由无线电管理局、电信管理局、电信研究院共同组成的调研组，对第二批3.5GHz中标企业的工作情况进行了调研。通过调研发现，在第二批中标的9家企业中有7家建设开通了网络，这7家企业在一半以上的中标城市建设了自己的网络。目前运营商倾向于提供的业务包括：语音接入业务（本地和IP电话），数据专线业务，Internet接入业务等。调研中还发现，如果将3.5GHz网络作为单一网络来经营，盈利困难比较大，特别是对于大型企业。调研中，运营企业对进一步获得3.5GHz频率资源表现出了很大热情。
趋势分析宽带固定无线接入技术因为其高带宽、建设速度快、接入方式灵活等特点，受到了业界的关注。但这项技术也有其局限性，比如高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较大，而3.5GHzMMDS技术在我国又受到了带宽不足等因素的限制。因此，对于宽带固定无线接入技术，我们应该回归理性的认识。它具有自身的优势，但也有其固有的缺陷，因此在应用中要实事求是。
就目前重点推广的3.5GHz技术来看，运营商的经营经验表明，若单独把MMDS技术作为一个独立网络来运作，由于其技术、用户规模和频率带宽的限制，较难实现盈利。因此，我们应该进一步放宽眼光，把它推广至更大的应用领域。比如可以考虑像现在某些运营商所采用的，将之作为移动基站的回路。
对于3.5GHzMMDS技术，我们一方面要积极推动其综合业务的应用，比如数据增值业务的开发和经营。同时也要从全局的角度考虑，使之成为移动通信网络的有效补充手段。这样才能充分发挥3.5GHz频段的效率。未来，随着3G技术的商用，3.5GHz将有望成为移动网络重要的接入补充手段，并对3G网络的搭建起到支撑作用。
3.沸沸扬扬的WLAN标准之争
无线局域网技术WLAN（Wi－Fi），其技术标准为802.11，可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络，支持11Mbps的无线接入。作为近年来的一项新技术，WLAN在欧美等国快速发展，在我国近两年也得到了几大运营商的追捧。而自去年开始的WAPI标准之争，吸引了全球的关注目光。
2003年5月12日，由中国宽带无线IP标准工作组负责起草的无线局域网两项国家标准（即WAPI标准），由国家信息产业部报送国家标准化管理委员会正式颁布。2003年12月1日，国家认证认可监督管理委员会2003年第113号公告，宣布对无线局域网产品实施强制性产品认证，要求所有产品都要加载我国拥有自主知识产权的安全保密协议WAPI，从2004年6月1日起，不符合WAPI标准的无线局域网产品不得出厂、进口、销售或者在其他经营活动中使用。但2004年4月22日，国务院副总理吴仪表示中国已经同意美方提出的要求，不在2004年6月1日最后期限到来之时强制实施WAPI标准。2004年4月29日，国家质检总局、认监委、国标委联合了2004年第44号公告。公告强调：WAPI标准实施时间只是推迟，并没有取消，也没有取消标准的强制性属性。
笔者认为，之所以出现WAPI标准之争，除了国家出于自身信息安全的考虑外，我国无线通信设备厂商希望成长壮大，占领新兴技术市场的渴望也是重要因素。但该标准的无限期推迟，也暴露出一些问题。那就是，我国的无线技术的核心能力，与国际水平相比还有一定差距，还难以撼动国际主流的技术集团。同时，我国通信技术标准的制订策略，还存在封闭性的问题，这也是其受到国际社会普遍攻击的重要原因。当然，WAPI标准的推迟执行，也是出于更大的国家利益的考虑。
趋势分析WAPI标准之争，表明WLAN技术在全球的重要战略地位。其战略意义不只在于网络的部署、用户的发展、业务的经营范畴，更在于其对IT通信产品领域的巨大拉动力量，特别是对计算机芯片的突出贡献。因此，我国应该积极推进WLAN核心技术的研究工作，这不仅涉及通信产业，而且涉及IT领域的巨大利益。
抛开WAPI标准之争，我们如何把握WLAN技术的发展趋势呢？应该说，WLAN在我国目前的工作，陷入了低潮阶段。这主要是受制于WLAN技术自身的限制，比如其漫游性、安全性、如何计费等等，还没有得到妥善的解决。另外，高端商业用户的不足，使网络建设的投资收益比较低，因此也影响了运营商的积极性。未来，随着技术的进一步成熟，WLAN技术将在特定的区域和范围，特别是热点区域和高速信息接入领域，发挥对移动通信网络的重要补充作用。3G网络商用后，WLAN将成为弥补3G固定区域高速覆盖的不足。总体来看，WLAN具有很强的生命力，但其在运营领域的发展速度估计会低于过去的预期。
4.宽带无线技术新宠WiMAX
有资料显示，“WiMAX”已经成为近期互联网上搜索量最大的通信关键词，该项技术以其远覆盖和高带宽特性，成为无线业界的新宠。
WiMAX全称为WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作系统，其技术标准为IEEE802.16。WiMAX也组织了自己的联盟。目前这个联盟已经发展了数十家会员，该联盟由Intel牵头，我国中兴通讯也名列其中。WiMAX的目标是促进IEEE802.16的应用。
WiMAX相对于Wi－Fi的优势主要体现在Wi－Fi解决的是无线局域网的接入问题，而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi－Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方，WiMAX则能把信号传送31英里之远。Wi－Fi网络连接速度为每秒54兆，而WiMAX为每秒70兆。有专家认为，WiMAX的覆盖范围和传输速度将对3G构成威胁。在成本等各个方面的优势使得业内人士将WiMAX技术看作是一项打破产业格局的技术。
近期，英国电信（BT）、法国电信、Qwest通信公司、Reliance电信和XO通信加入了WiMAX论坛，目前WiMAX论坛已经拥有98个成员，运营商占25％。今年初，Intel也宣布，下半年开始将会在其生产的芯片中部分采用WiMAX标准。
趋势分析对于今天异常火热的WiMAX技术，我们该如何看待？它会成为3G技术的终结者吗？笔者认为，这种观点不尽正确。首先，从技术自身角度来看，WiMAX还不具备公众移动通信网络的广域漫游、安全特性、终端便携等移动特性。其次，WiMAX标准还不成熟，因此预计商用还需要至少两年以上的时间，规模普及还要五年左右的时间。其三，WiMAX的特点是高速的数据传输能力，但其还没有对实时话音业务的高效支持能力，这将限制其作为公众移动通信的应用。其四，WiMAX的产业规模以及技术和设备成熟性还远远难以和3G相抗衡，其推广期也将滞后于已经开始启动的3G技术。其五，WiMAX技术有可能受到传统移动通信运营商或制造商的抵制，从而限制其发展。
对于WiMAX技术，笔者认为它具有巨大的潜力，但尚处在襁褓阶段，目前还难以对当前的全球无线通信格局产生重大的影响。由于3G的实施，WiMAX将可能成为未来3G网络的补充手段，在高速信息接入领域发挥其特性。但受其自身移动性和话音支持能力的限制，WiMAX不大可能杀死3G。
5.超宽带无线接入技术UWB
无线技术领域的活跃除表现在新技术不断涌现外，还表现在其传输能力的不断拓展。近两年，一项超高速的无线接入技术受到了大家的关注，那就是UWB。
UWB是一种时域通信技术，它采用超短周期脉冲进行调制，把信号直接按照0或1发送出去，而不使用载波，这与此前的无线通信截然不同。脉冲调制产生的信号为超宽带信号，谱密度极低，信号的中心频率在650MHz～5GHz之间，平均功率为亚毫瓦量级，抗干扰和多径的能力强，具有多个可利用信道。与CDMA系统相比，时域通信系统结构简单，成本相对较低。UWB技术具有高速率、低成本、低功耗的显著特性。
UWB最引人注目的特点是具有很高的数据传输速率。XtremeSpectrum公司预测，他们即将开发出的产品具有在10米内传输约100Mbps的能力，Intel则把目标定在了500Mbps。
趋势分析对于UWB技术，我们应该这样看待，它以其独特的速率锋芒以及特殊的应用范围，也将在无线通信领域占据一席之地。由于其高速、窄覆盖的特点，它很适合组建家庭的高速信息网络。它对蓝牙技术具有一定的冲击，但对当前的移动技术、WLAN等技术的威胁不大，甚至可以成为其良好的能力补充。
三、走势把握：接入多元网络一体综合布局代表方向
以上，就当前无线通信领域的热点和焦点问题进行了叙述和讨论。那么，我们该如何把握中期未来无线领域的发展趋势呢？
首先，无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围，不同的适用区域，不同的技术特点，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此，在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展，推进组网的一体化进程，通过建网的接入手段多元化，实现对不同用户群体的需求覆盖，达到市场细分和业务的多元化，解决移动通信发展不均衡的状况。
其次，我国政府应该给企业配置更多的无线频率资源，推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求，综合地规划自己的无线通信网络，实现资源的有效配置和利用。当然，政府也需要加强对有限频率资源的管理，对于企业闲置不用的频率占用，考虑适当的手段予以收回。
其三，从公众移动通信网络发展来看，3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看，由于其移动话音用户的普及率高，通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此，他们期望通过3G搭建更大的业务平台，从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟，目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言，也要借鉴欧美的经验，在用户数量增长放缓之前，就应提前培育新兴移动市场。目前，政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题，把握住这个移动业界的巨大历史机遇。
其四，从宽带无线接入技术来看，全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来，该领域还可能出现更强大的新技术，从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看，我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入，其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中，我们应该从全局的观点来把握，使之成为与移动网络互补的重要技术手段，这样既可以充分发挥其技术个性，又防止出现不必要的资源竞争和浪费。
其五，未来的无线通信网络应该是怎样的呢？专家认为，未来的无线通信网络将是一个综合的一体化的解决方案。各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用，找到自己的天地。从大范围公众移动通信来看，3G或超3G技术将是主导，从而形成对全球的广泛无缝覆盖；而WLAN、WiMAX、UWB等宽带接入技术，将因其自己不同的技术特点，在不同覆盖范围或应用区域内，与公众移动通信网络形成有效互补。
其六，更远的未来，按当前专家们的预想，通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中，固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强QoS保证的信息通信网络平台。在这一平台上，各种接入手段将成为网络的触手，向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案，都将成为大NGN平台的延伸部分。从而形成集固定无线手段于一体，各种接入方式综合发挥效用，各种业务形成全网络配置的一体化综合网络。当然，这一进程将是漫长的，也必将遇到很多挫折。
四、结束语
无线通信技术论文范文3
一、电力信息采集系统
电力信息采集业务是对用户的用电信息进行采集、监测和处理，实现用户用电信息计量异常监测以及用户用电信息采集、分析和管理，同时也让电能质量被实时监控等，在用户服务、市场管理、电费实时结算等多方面提供实时、可靠的数据。电力用电信息采集系统分主站层、通信信道层和采集设备层三层。[1]主站与其他应用系统和公网信道是由防火墙分离开来，单独组网。在主站层里有前置采集平台、营销采集业务应用以及数据库管理三部分组织。前置采集平台管理和调查各种与终端的远程通信；营销采集业务应用让系统的各部分应用功能得到充分得到充分发挥；数据库管理实现用电终端的用电信息有效管理，并担负起协议解析职责。实现这三种功能，需要由前置采集服务器、营销系统服务器以及相关的网络设备组成主站网络的物理结构。采集设备层的主要任务是收集和提供整个系统的原始用电信息，是整个系统的底层，又分为计量设备层、终端子层两个子层，分别负责实现电能计量和数据输出和收集用户计量设备的信息、处理和冻结相关数据，并实现与上层主站的交互等。而主站层和采集设备层之间的最重要使是通信信道，为主站和终端信息交互提供平台。目前有230MHz电力无线专网、GPRS/CDMA无线公网以及光纤专网等通信信道，而无线技术的应用更能满足系统需要，其可靠性和稳定性成了当前的研究重点。用电信息釆集系统主要有五大功能，分别是系统数据采集、系统接口、运行维护管理、数据管理及控制和综合应用。数据采集主要是根据业务要求编制自动采集任务，例如任务类型和名称、采集周期和群组、正常补采次数以及执行优先级等信息，对任务执行情况进行管理；系统接口主要是与其他应用系统进行连接；运行维护管理功能是对密码、权限、档案、通信与路由、终端、运行状况、故障记录、报表等方面的内容进行有效管理；数据管理及控制功能包括对数据的计算、检查、分析、存储等内容进行管理以及对电量、功率、费率、电缆催收等内容进行控制；综合应用功能主要是提供异常用电分析、有序用电管理、自动抄表管理、用电分析、电能质量数据统计等服务。用电信息采集首先由主站对集体终端进行对时，统一时间后终端进行采集工作状态，按设定的时间间隔进行定时抄表、存储并通过无线信道传数据到后台，如无线信道不稳定时，后台会自动再次生成相应的补救命令追补数据，最后后台对数据进行处理。整个采集过程，业务通信具有整点时刻定时抄表，重传补数的特点，保证在业务通信失败的情况下还可以再次重新传采集数据，实现信息采集可靠性。
二、无线通信信道技术特点与数据丢失规律分析
1.无线通信信道技术的特点利用信道的统计特征进行分析是无线通信信道技术的重要特征之一。无线通信信道分为小尺度衰落和大尺度衰落两种衰落大体。小尺度传播是指信号在短时间内瞬间产生的变化，而大尺度传播指的是在相关长的一段时间内信号平均功率的变化。信道的相位、振幅会受到多径传播和多普勒频移两者的影响，产生信号频散和时间选择性衰落。衰落也根据大小将小尺度衰落分为选择性频率衰落和平坦衰落。在电力系统无线通信应用中通常有如高斯噪声、白噪声、窄带高斯噪声等多种噪声陪随着信号的传输，短时衰减是他们其中最大的特点，最大可以达到60~70dB。无线通信信道技术噪声有突发性的脉冲噪声、自然噪声、同步周期性脉冲的噪声、异步周期性脉冲的噪声。突发性的脉冲噪声顾名思义是指网络上开关的操作或者发生闪电时产生一系列脉冲噪声影响到非常宽的频带，以致脉冲噪声密度比背景噪声的功率谱密度高出50dB；自然噪声即是指如闪电、雷击、电焊等自然界各种各校的电磁波造成的自然噪声；同步周期性脉冲的噪声是电力设备按照50Hz或者100Hz来工作的频率产生的脉冲，功率随频率增加而减少；异步周期性脉冲的噪声是由于大功率电器的开关发生周期星的开闭动作导致噪声产生，重复率主要集中50~200范围之内。2.电力无线通信数据丢失规律不同地区电力负荷的特性不同，影响电力负荷的因素也不完全相同。[2]电力用电信息采集业务的主要任务是对居民用电信息进行采集与监控，无线通信往往会受到电磁干扰的影响。对用电信息采集无线通信网络进行数据分析，指在根据电磁干扰造成数据丢失规律，结合信息采集业务的应用环境特点，调整选用合适的控制策略，以保证用信息采集业务的可靠性。分析数据丢失规律，首先要统计出24小时内居民用电负荷与时间的关系特性，并结合用电负荷量得出阶梯奖业务量模型，再根据模式作出规律性变化分析。在统计电力用户用电负荷状况时，节选广州某居民区生活和工作用电负荷24小时规律变化为例，通过采样、统计、整理得出一天内的用电负荷曲线，如图1所示：其中，负荷比值=瞬时负荷量/24小时平均负荷量。由图1可以看出，01：00~05：00时间段为居民的休息时间，全天进行用电量低谷；05：00~08：00时间段，居民起床、做饭、上班等，用电量略有所回升；08：00~12：00时间段为居民上班时间，使用各种电器设备，用电量明显上升，而12：00~13：00为午餐午休时间，用电量随着部分活动的停止而呈小幅下降；13：00~18：00又进入工作期间，用电量也相应上升；18：00~20：00时间段是居民回家做饭时间，用电量逐渐增加；20：00~23：00时间是大多数人在家休息，如电视、空调等大功率电器大幅启动，多数娱乐场所也进行一天的高峰，此时处于用电高峰期，在21：00附近进入一天用电最高峰，随后便有所下降，至24时多数居民已休息，用电量又逐渐步入一天的低谷。电力无线通信数据丢失率与电磁干扰因素呈正相关关系，一般而已，电磁干扰因素越大，电力无线通信信道数据据丢失率就越大。结合居民用电负荷曲线，将一天分成五个时间段，依次为K23：00-6：00；K6：00-12：00；K12：00-18：00；K18：00-20：00；K20：00-23：00。五个时间段的居民用电量呈递增趋势，设20：00的用电负荷比值为K20：00，那么K20：00-23：00段的平均负荷比值为：K20：00-23：00=（K20：00+K21：00+K22：00）/3同理可求得其他四个时间段的平均负荷比值，可以得到五个级别的通信数据丢失率阶梯模型，可以总结电力无线通信数据丢失规律是随着用电量的变化而变化。在接入过程中应当充分根据此规律的特点而设计不同的控制方式，从而最大限制提高无线资源的利用率。
三、无线通信技术在系统中的应用
用电信息采集系统通信分为有线通信和无线通信。无线通信又分为无线专网和无线公网。一般而言，变电站采集终端采用有线的光纤通信方式，保证采集实时性强；高压客户采用230MHz专网或无线公网方式；而低压客户几乎都是采用无线公网通信方式。由于居民用电信息采集中，一个公用配变电下有大量的电力用户，而且具有用电容量小、计量点分散等特点，本地信道方式将大量的电力用户信息集中再往系统主站传输是一个低成本的无线通信技术应用方式。因此，用电信息采集系统无线技术的应用主要介绍微功率无线通信、低压窄带电力线载波、低压宽带电力线载波三种本地信道通信方式的应用。[3]微功率无线通信是指采用WSN（WirelessSensorNetworks）技术的无线通信方式。WSN是一系列微功率通信的总称，综合了嵌入式系统技术、传感器技术、网络无线通信技术、分布式信息处理技术等，通信微型传感器节点对用户进行实时的感知和监控，利用每个传感器具有无线通信功能组建成一个无线网络，将数据传输到监控中心，非常适用于低成本、测量点多、范围分散的低压场合。应用WSN技术克服了传统数据对点无线传输模式的局限性，自组织性、拓扑结构动态性、网络分布式特性等较为明显，而且通信能力、抗干扰能力都比较强，无需要安装，功耗低，具有很强的成本优势。无线数据支持双向传输，既可以上传电能表的数据，又可以接收集中器下发的命令，还可以中继来自其他节点数据。通信流程如图2所示：电能表通过无线采集节点传输到中继节点，并由集中器进行处理。集中器下发命令数据，目标无线采集节点就会通过多个中继节点收到命令，甚至可以直接收到，然后转发给电能表。还也可以利用无线网络实时性强的优点，将突发事件通过无线节点主动上传到后台，有效地实现故障报警、实时监控、防窃电。对于测量点相对分散、集中装表、用户负载变化大、载波不稳定等场合非常适用。低压窄带电力线载波通信指的是载波信息范围限制在500kHz以内的低压电力线载波通信。配电线主要用于传输50Hz大功率电力，配电线连接各种设备将会影响到传输的通信信号，特别是近年来变频家用电器大量使用，对信道的稳定性造成巨大的干扰，主要表现为阻抗不稳定、噪声显著、信号衰减严重，并且这两个因素随着时间和频率变化而变化。窄带载波通信技术可以双向传输，不再需要另外通信线路，具有较强的适应性，而且具有容易安装的特点，对于低压用户数据采集是个很好的应用。但其数据传输速率较低，容易受到噪声大、信号衰减的影响，在通信可靠性方面还存在着一定的技术障碍。因此，在应用时应当利用软硬件技术结合，完成组网优化窄带载波通信，对于一些用电负载特性变化较小、电能表分散布置困难的区域具有一定的应用价值。宽带电力线载波系统工作在1~40MHz频率范围，成功避开了kHz频段带来的干扰，并通过扩频调制或者正交方式来获得兆级以上的传输速率。这种电力线宽带通信调制技术把信道带宽分成N个正交的子信道，每个子信道呈现相对性和平坦特性，将这些子信道看成理想信息。由于低压台区电力线上的高频传输信号往往会衰减得比较快，需要通过时分中继、自动中继、频分中继和智能路由计算等多项技术手段实现整个低压电力通信网络重构并通信。这种通信技术具有较高的抗干扰能力，适应性强，可以同时承载多个业务并对各个任务进行并发处理。同时有单跳通信距离受限、信号衰减大等局限性。在应用时还需要采用路由、中继等行之有效的优化措施。根据宽带载波的短距离和少分支特性，应当重点应用于城乡公变区供电区域、电表集中安装居民区等，电能表数据采集效果和经济性均优于其他的抄表方式。
四、结语
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采用APN专网接入首先要做的就是与移动申请APN专网业务，随后移动会为客户分配专用的APN，而对于普通用户就没有这种权利。使用GPRS专网的SIM卡只能开通专用APN不能使用其他的。APN专网接入方式主要有：（3）中心采用主副GPRS-DTU，采用移动APN专网固定IP，在专网得到APN后给数据终端以及中心DTU分配移动内部固定IP，GPRS在数据终端附着时，SGSN会向HLR查询是否是所允许使用的，再通过DNS把APN解析成相应的IP地址。这种接入方式相对于公网接入方式而言，不仅缺少了DNS解析，又因为其本身自带移动内网固定IP，所以减少了中间环节有利于提高稳定性，另外还不用付宽带费，有比较好的性价比；（4）中心采用APN专线，其与子站点一律采用APN内网固定IP，这种方案所有的数据都在移动GPRS的APN网内传输，不用经过公网。采用这种方案有许多好处如可以在整个传输过程中防止泄露信息，还可以在IP地址和端口进行过滤。
2中心服务器通道管理软件
中心服务器通道管理软件包括数据转发模块、系统设置模块、数据库模块、下位机管理模块通信协议栈模块、数据加密模块以及GPRS通信模块通道管理软件是目前所有电网调度自动化系统中的通信方式与通信规约的集成所在。其中通道管理软件每个模块都有各自的功能，系统设置模块主要是拥有用户权限管理、用户注销以及更改用户等功能系统设置在数据库中保存；数据库模块由系统配置库、报表库以及采集转发数据库三个子库组成，而系统配置库又包括系统设置库、下位机信息库以及通信协议栈库三个子库；每个子库又都有不同的模块来组成，每个模块都有其各自的作用，这里就不再进行一一的描述了。
3GPRS的安全性分析
3.1GPRS所采用的安全措施
与固定网络相比，无线网络在安全性方面做得还不够到位，为了使这种状况得到改善，对用户的传输信息进行保密，GPRS采用了GSM中大量的安全保证措施。
（1）为了不让未注册的用户接入，GPRS采用了GSM的移动终端鉴别方法进行加密，从而对SIM卡的有效性进行确认。
（2）运营商和用户首先商量好使用GPRS服务的区域，一旦离开这个区域就不能享受一定级别的QOS这是接入控制。
（3）由于GPRS中的所有安全功能都与SIM卡有关，所以对SIM卡进行了独特的设计，想要对其进行复制或伪造都是很难的，从而为网络以及用户的安全提供了可靠保障。根据对GPRS四点安全机制的描述不难看出，在GPRS的安全性已经能使电力系统的相关应用要求得到满足，最重要的就是对SIM卡的安全保护，确保用户信息不被泄露；除此之外GPRS本身也有不足之处，不能确保用户连接的GPRS网络都是真实的。
3.2应用GPRS的安全性建议
根据GPRS的变电站自动化监控系统情况，不光要在GPRS本身安全机制上作改变，还要加强应用层的安全保护。
（1）采用APN接入方式，利用SIM卡的唯一性来进行保护，只有是规定的SIM卡手机号才能访问，在移动终端与数据中心采用专门的APN进行无线网络接入，普通手机做不到。
（2）使用V.25协议的点对点传输方式。从调度自动化系统所处的位置来看，为了安全性考虑其不能采用TCP/IP网络与其他分区直接相连。利用V.25协议的点对点传输方式，不仅使调度自动化系统与外部公网的网络有所区分，而且这样是符合国家经济贸易委员会第30号令《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》，同时也满足了电力系统二次安全防护的分区要求。
4GPRS技术特点
GPRS的分组交换技术与以前的GSM拔号方式的电路交换数据传送方式相比有许多优点，例如：（1）高速率。GPRS在理论上的最高速率能够达到171.2kbit/s。相比于现有的电路交换数据服务与短消息服务GPRS虽不能分配所有的时隙给数据服务但相比之下已有非常大的优越性。除此之外，与电路交换数据服务按连接时长计费法GPRS按数据通信量进行计费比较，后者更能享受实惠。（2）永远在线。无论是发送或者接收信息，GPRS能够立刻连接起来在无线信道内。当用户一直处在在线状态的时候，用户可以更快的进行连接不再需要复杂的程序。（3）费用低廉。GPRS付费按照接收和发送数据包的数据来进行付费，当用户不接收数据包时就算在网上挂着也不会有费用的流出。中国移动对GPRS的收费是按照1K数据1min来收取的，而且不收漫游费，非常有利于野外施工以及长途运输等行业。
5结束语
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2.13G通信技术应用在煤矿中的方案设计
设计方案以CDMA技术为例，方案设计的总体思路是：通过在煤矿的生产现场设置各种无线CDMA手持终端、传感器、视频采集终端、监控分站采集各种信息数据，然后根据数据标准，将这些数据进行整理汇总，再经过CDMA煤矿移动专网传输到移动客户端（CDMA终端手机），就会显示服务器端传来的有效数据，同时提供语音通讯功能和快速信息查询。CDMA煤矿移动专网技术的解决方案：地面部分的核心设备是综合调度交换机、综合接人控制器，该核心设备向外部提供多种接口，将煤矿现有通讯系统、安全监控系统进行混合组网，有利于实现数据的共享传输；对于黑暗的环境，例如煤矿的井下巷道环境，要采用无线光电结合级联的方式覆盖井下通讯网络，通过矿用手机、矿用无线传感器、定位中端，经过基站系统的设备连接、空中接口的无线链路，实现系统的繁多业务数据能够共网传输。
2.2井下3G通信的实现
为实现井下3G通信，我们将部分通信技术与华为合作，采用其成熟完善的核心网系统，在井下布置3G专网基站，并在主干线路上通过光纤进行传输信号，非主干线路即枝干部分可通过电话线或工业用网线进行传输。这种技术的联合为我们提供通信平台，通过此平台，矿井管理部门可根据施工需要直接拨打井下工作人员携带的定制终端，该终端是符合煤安标准、符合3防标准的井下专用3G手机，实现语音通话，取得联系。下井人员可通过手机直接打给相应的管理部门，进行语音通话，听从指挥，顺利作业。
2.3井下人员定位的实现
为实现井下人员的准确定位，企业需要根据现场具体情况在井下区域和巷道中，比如井下交叉道口、主要巷道、必经之路等关键位置，放置一定数量的区域定位器和地标器。任意时刻，手机内的定位模块一旦被任意地标器或区域定位器感应到后，控制系统都可以接收到定位信号，并将信号上传到信息工作站，这样井上人员可随时跟踪井下人员的动态。井上的管理者可根据大屏幕上或电脑上反馈的信息，或者在井下也可通过观看智能定位手机上的分布示意图查看井下人员工作情况。一旦有事故发生，管理者可根据电脑或手机中的人员定位信息立即查出事故地点人员的状况，为营救人员定位事故地点，确保以准确快速的方式营救出被困人员。对于井下人员，一旦井下发生突况，可通过携带的定位手机进行紧急通话或发出警报。井下人员一旦进入限制区域时，其手机自身判断会进行报警，井上监控室的动态显示界面就会立即弹出红色报警信号窗口。如果井下通信信号连接中断，还可以定位手机来应用脱机定位功能，手机地图上还显示出最佳嗯逃生路线，有助于被困井下人员顺利逃生。
二、小结
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关键词列车自动控制,无线通信的列车控制,互联互通
基于通信的列车控制(Communication2BasedTrainControl,简为CBTC)系统采用先进的通信、计算机技术,对列车实现连续控制。它摆脱了轨道电路对列车占用的判别方式,突破了固定闭塞的局限性,可以实现移动闭塞。本文将从列车控制技术的发展着手,探讨无线CBTC的技术经济优势及对于实现互联互通和项目设备国产化的优越性,并对其在国内的应用前景提出了看法。
1列车控制技术的发展和CBTC
列车自动控制(ATC)系统的发展依赖于市场的需求以及各种新兴的技术基础。过去25年中微处理器的发展以及过去5年中移动通信的发展,对ATC技术的发展产生了重要的影响。微处理器的件为基础的系统的演变,而移动通信技术的发展也将极大影响ATC系统发展的进程(见图1)[2]。
图1列车控制技术的发展
无线CBTC采用无线通信系统,通过开放的数据通信网络实现了列车与轨旁设备实时双向通信,信息量大,并通过采用基于IP标准的列车控制结构,可以在实现列车控制的同时附加其它功能(如安全报警、员工管理及乘客信息等)。
目前国际上诸如Alcatel,Alstom,Siemens,Bombardier和Westinghouse等信号供应商。均开发出了各自的CBTC系统并在全球得到了广泛的应用。
2无线CBTC与互联互通
2.1无线CBTC的技术与经济优势
由于无线CBTC可采用移动闭塞的制式,列车能以较小的间隔运行,可使运营商实现“小编组,高密度”的运营模式,这使系统可在同样满足客运需求的基础上,缩短旅客的候车时间,缩小站台长度和候车空间,降低基建投资;同时,由于系统核心通过软件实现,使其在硬件数量上大大减少,因而可以降低维修费用,从而降低系统生命周期成本。
2.2采用无线CBTC可实现互联互通
在城市轨道交通领域,互联互通指的是接口间的列车控制的安全标准、导轨的模型化以及列车控制信息传递协议等。因此,要达到真正的互联互通,就必须重新设计系统接口[3]。由于无线CBTC的各控制子系统间的逻辑接口均通过数据通信系统实现,数据通信系统采用开放式的国际标准后,子系统间的接口也可实现标准化;而通过采用序列号、循环冗余校验等方法进行对安全关联数据的保护和接入防护,可有效保证开放数据通信系统的数据安全,因此采用无线CBTC将会有利于实现互联互通。
在对既有的点式列车自动防护(ATP)传输系统或编码数字轨道电路的改造中,采用无线CBTC对其车载设备和轨旁设备进行一定的改造后(主要是增加网络接口和无线控制子系统),可实现既有信号系统与无线CBTC的叠加,从而达到既有线路与新的无线CBTC线路的互联互通。
通过模块化的结构、强有力的接口设计和事件描述,无线CBTC强调系统应用层和开发层的独立性,而强调应用层之间的接口标准。采取开放式的国际标准可以使国内厂商从系统部分元件的国产化着手(如通信系统等),逐步实现整个系统的国产化。
2.3国外的互联互通项目
2.3.1欧洲的城市轨道交通管理系统UGTMS
城市轨道交通管理系统(UrbanGuidedTransportManagementSystem,简为UGTMS)[4]是由欧洲委员会于2000年提出的一个研究项目,旨在欧洲范围内建立一个城市轨道交通领域内的共同标准和规则,以提高公共交通系统的使用效率和安全,降低系统和社会成本,并使交通系统更加灵活以满足运营商的需要。项目的参与者来自于运营商、系统供应商和科研院校。研究范围包括:信号与联锁、列车控制、列车管理系统、供电监控及维护辅助系统等。UGTMS的目标是定义一个完全开放系统的功能、系统要求及接口的规范。
UGTMS分三个阶段进行:第一个阶段的主要任务是回顾和评价欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)的功能需求规格书,进行ERTMS以及柏林、伦敦、马德里、纽约和巴黎的先进项目与UGTMS的基准比较(Benchmarking),定义UGTMS的功能需求规格书(FRS)。第二个阶段将完成FRS,建立系统需求规范书(SRS),建立功能接口标准I/F形式/安装/功能接口规范书(FORMFitFunctionalInterfaceSpecifications,简为FFFIS)。第三个阶段将进行实际规模的示范线试验。
与UGTMS同时进行的还有国际电联IEC(In2ternationalElectro2technicalCommission)的标准化项目IECWG40,旨在建立城市轨道交通线路、线网的交通控制,以及管理系统的功能、系统和接口规范。共有7个国家(法、中、加、日、德、意、美)及15个运营商和供应商参与这个标准化项目。
中国2.3.2巴黎公共运输局(RATP)的地铁13号线
经过公开招标,RATP选择了阿尔卡特的6530SeltracS30作为地铁13号线的解决方案。该技术将使列车的运行间隔从现有的105s缩至90s。它采用无线数据通信,通过虚拟闭塞方式来提高线路通过能力。系统可实现列车自动运行(ATO)和列车自动防护(ATP)功能。此外,设计上的模块化使系统可实现线路的混合模式运行,并预留了向无人驾驶模式发展的空间。为了不影响线路的正常运营,升级改造工作均在晚间进行。阿尔卡特的系统可以叠加在现有的系统之上,因此可以顺利完成系统的升级改造。13号线将于2005年完成现场测试。
对于互联互通的接口标准,RATP采用开放的国际标准而不是由某个企业作为”领跑者”制定。据悉,巴黎3、5号线的信号系统升级也已开始公开招标,并且这次招标是将系统的车载部分、轨旁部分和通信系统部分分成了5个合同包分别进行招标,其中车载2个,轨旁2个,通信系统1个。
2.3.3纽约地铁(NYCT)的Canarsie线
在Canarsie项目一期中,NYCT要求3个供应商在一个信号改造区段示范其CBTC技术。经过示范,NYCT认为CBTC是最适合改造其信号系统并实现互联互通的方案,并选择了一家供应商(Siemens)作为项目“领跑者”和另外两家供应商(Alcatel,Alstom)作为“跟随者”。在项目二期,CBTC将被安装并作为NYCT的CBTC技术的标准。按照安装合同,“领跑者”必须提供详细的互联互通的接口规范以便两个“跟随者”能按照规范生产兼容产品并进行示范试验。
对于互联互通的气隙接口标准,纽纽地铁采用了由“领跑者”制定的非开放的标准,Alcatel决定购买其通信设备,而Alstom决定开发兼容产品。
3在中国城市轨道交通的应用
3.1在武汉和广州的应用
2002年5月,武汉轻轨率先一步,决定使用阿尔卡特公司的SeltracS40系统。该系统采用移动闭塞技术,能够实施可靠的列车自动监控(ATS)并能使4节编组列车以80km/h的最高速度在高架双线上安全运行。系统通过指挥中心的主电脑控制列车运行,可实现无人驾驶、定点停车和无人自动折返,但为了安全需要仍配备了司机。系统采用车载信号系统,另外仍安装轨旁信号机以作应急用。此外,系统还设有一套“功能后退模式”,以确保在极罕见的情况下系统发生了影响正常运营的故障时运营不会中断。其首期工程将在2004年投入运营。
2003年5月,广州地铁3号线也决定采用SeltracS40作为其列车控制系统。该系统可使列车行驶速度高达120km/h,并大大缩短行车间隔,从而大幅度提高运营效率。该线将在2006年投入运营。
3.2在上海的应用前景
随着通信及计算机技术的不断发展,采用无线CBTC作为新的列车控制技术或替代原有的信号系统已经成为国际上大多运营商的共识。
上海目前的5条轨道交通线路采取了4种不同的信息制式,互不兼容。按照市委和市政府“站高一点,看远一点,想深一步”的精神,考虑到上海市轨道交通即将形成网络的前景,对新建线路信号系统的规范化以及对既有信号系统的升级改造以实现全网的互联互通已经成为当务之急[5]。因此,在选择ATC系统技术与制式时,必须充分考虑以下几点:
第一,有利于实现不同线路间的互联互通,应采取开放式的国际标准而非某一家供应商的标准;
第二,积极吸取国内外的经验教训,开放市场,鼓励竞争,减少备件品种,防止垄断,减少培训,降低系统的生命周期成本,实现系统可持续发展;
第三,对于新建线路,必须充分考虑成本-效益比,以及为将来的系统升级预留空间;
第四,对既有线路的升级改造,必须考虑既有系统的充分利用和近期实施的可能性,分步实施,逐步升级。
无线CBTC具有卓越的技术经济优势,同时由于采取了开放的国际标准,使系统有可能实现互联互通,并有利于实现项目设备国产化,因此无线CBTC在国内的应用前景是十分广泛的。
参考文献
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究,2003(1):6
2AlcatelTSD.Seltrac移动闭塞系统结构和功能.2003
3PeterLudikar.Takingalogicalapproachoffersinteroperabilitybene2fits.RailwayGazatteInternational.June2002:307
