范文一:网络通信协议-RS485-物联网
网 络 通 信 协 议
1.通讯协议:符合 MODBUS 协议标准(RTU 方式),RS485通信;
2.格式: 引导码 设备地址码 功能代码 数据信息 CRC校验码 尾码
2个字节 1个字节 1个字节 2个字节 2个字节 1字节
3.主机查询,变送器应答的主从方式;
4.主机查询引导码:0xFF 0x00;变送器应答引导码:0x00 0xFF
5.设备地址码:0x11-0xE5(十进制), 0x00为主机地址,0xFF 为广播地址; 设备地址码——高四位表示:变送器地址为1号至14号;
设备地址码——低四位表示:传感器从地址
例:0x11 1号变送器1号温湿度传感器
0x12 1号变送器2号温湿度传感器
0x13 1号变送器3号温湿度传感器
0x14 1号变送器4号温湿度传感器
0x15 1号变送器二氧化碳传感器
变送器应答返回设备地址。
6.功能代码:0x01 预留;
0x02 读取二氧化碳数据;
0x03 读取温度数据;
0x04 读取湿度数据;
如变送器应答正常则返回该功能代码,应答错误则在功能代码上加0x80;
主机在发现功能代码返回异常后,应重新发送消息。
7. 数据信息为:主机查询时:0x00 0x00
变送器应答时:信息H 字节 信息L 字节;
8. CRC 校验: 对之前数据内容进行(除引导码外)冗余校验:CRCL CRCH;
9. 尾码:统一为0x0A 。
示 例
(1)主机查询1号变送器2号温湿度传感器的温度信息的数据格式(HEX 码): FF 00 12 03 00 00 F5 5C 0A
(2)1号变送器2号温湿度传感器应答温度26.9℃数据格式(HEX 码):
00 FF 12 03 01 0D 35 09 0A
(3)如1号变送器接收校验出错误,则返回错误,要求主机重发查询数据格式:
00 FF 12 83 00 00 F4 B4 0A
(4)如主机查询接收校验出错误,则继续发出(1)数据格式,要求变送器正确应答。
(5)主机查询4号变送器二氧化碳传感器的浓度信息的数据格式(HEX 码):
FF 00 45 02 00 00 B4 E8 0A
(6)4号变送器应答二氧化碳浓度560ppm 数据格式(HEX 码):
00 FF 45 02 02 30 B5 9C 0A
(7)如4号变送器发现收到的是查询二氧化碳传感器设备地址0x45,功能码却是查询湿度0x04,则返回错误,要求主机重发查询数据格式(HEX 码):
00 FF 45 84 00 00 55 01 0A
◎特殊说明:
当温度低于0℃时温度数据的最高位置 1。
示例: -10.1 ℃ 表示为 1111 1111 1001 1010
温度: 1111 1111 1001 1010 = FF9AH(十六进制)
FFFFH-FF9AH = 0065H = 6×16 +5 = 101 => 温度 = -10.1℃
(8)主机查询5号变送器3号温湿度传感器的温度信息的数据格式(HEX 码): FF 00 53 03 00 00 E1 60 0A
(9)5号变送器3号温湿度传感器应答温度-10.1℃数据格式(HEX 码):
00 FF 53 03 FF 9A 20 FB 0A
范文二:PLC网络通信技术
第八章PLC的网络通信技术及应用?培训要求:
?了解S7-200PLC的通信功能;了解S7-200通信基本扩展模块;理解PLC的网络通信原理;掌握通信参数设置方法、网络读/写指令、自由通信指令、USS指令及其应用。?内容:
?8.1 通信网络的基础知识
?8.1.1 数据通信格式;8.1.2 网络概述。
?8.2 S7-200的通信与网络
?8.2.1 S7系列PLC网络层次的结构;8.2.2 S7-200PLC网络的通信协议;8.2.3 网络配置实例;8.2.4 网络部件。?8.3 S7-200的通信指令
?8.3.1 网络读/网络写指令;8.3.2 发送与接收指令;8.3.3 USS通信指令。
?8.4 S7-200的通信扩展模块
第八章PLC的网络通信技术及应用?随着计算机网络技术的发展以及各企业对工厂自动化程度要求的不断提高,自动控制从传统的集中式向多元化分布式方向发展。为了适应这种形式的发展,世界各PLC生产厂家纷纷给自己的产品增加了通信及联网的功能,并研制开发出自己的PLC网络系统。如三菱的MELSEC NET、CCLINK网,欧姆龙的Controller Link ,西门子的SINEC H1局域网等。现在即使是微型和小型的PLC也都具有了网络通信接口。今后网络总的发展趋势是向高速、多层次、大信息吞吐量、高可靠性和开放式(即通信协议向国际标准或地区通用工艺标准靠近)的方向发展。
?PLC网络系统十分丰富,涉及面广,本章首先介绍一些通信网络的基础知识,然后主要介绍西门子S7-200的网络系统。
8.1 通信网络的基本知识
?8.1.1 数据通信方式
?不同的独立系统经由传输线路互相交换数据便是通信,构成整个通信的线路称之为网络。通信的独立系统可以是计算机、PLC或其他有数据通信能力的数字设备,称为DTE(Data Terminal Equipment)。传输线路的介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或无线电波等。
?1、数据传输方式
?(1)并行通信(Parallel Communication )与串行通信( Serial Communication )
?(2)同步通信和异步通信
?2、数据传送方向
?(1)单工通信方式
?(2)半双工通信方式
?(3)全双工通信方式
8.1 通信网络的基本知识
?在控制系统实际应用中,PLC主机与扩展模块之间,主机与其他主机之间,以及PLC主机与其他设备或从机之间,经常要进行信息交换,所有这些信息交换都称为通信。
?1、数据传输方式
?(1)并行通信方式
?并行通信方式传送数据时,一个数据的所有位同时传送,因此,每个数据位都需要一条单独的传输线。并行通信的特点是:传送速率快,但硬件成本高,不宜远距离通信。
?(2)串行通信方式
?串行通信在传送数据时,一个数据的各个不同位分时使用同一条传输线,从低位开始一位接一位按顺序传送。串行通信的特点是:需要的信号线少,最少的只需要两根线(双绞线),适合远距离传送数据。
8.1 通信网络的基本知识
?串行通信的传输速率的单位是“比特每秒”,即
每秒传送的二进制位
数,用bit/s或bps表示。
?2、数据传送方向
?(1)单工方式
?(2)半双工方式
?(3)全双工方式
?3、传输介质
?有同轴电缆、双绞线和
光缆
?4、串行通信接口
?常用的有以下几种
:
8.1 通信网络的基本知识
?3、传送介质
?同轴电缆、双绞线、光缆、其他介质如无线电、红外微波等在PLC网络中应用很少。
?4、串行通信接口
?工业网络中,在设备或网络之间大多采用串行通信方式传送数据,常用的有以下几种串行通信接口。?(1)RS-232接口
?(2)RS-485接口
?(3)RS-422接口
8.1 通信网络的基本知识
?(1)RS-232C接口
?它采用负逻辑,利用传输信号线与地线之间的电压差表示逻辑电平,用-5~-15V表示逻辑1,用+5~+15V表示逻辑0。由于距离较近,不需应答信号,只需连三根线,如图4-75所示。RS-232C使用单端发送、单端接收的电路,如图4-76所示。由于共模干扰信号的原因,RS-232C的最大通信距离为15m,最高传输速率为20Kbps,只能一对一的通信。
8.1 通信网络的基本知识
?(2)RS-422接口
?RS-422接口采用平衡驱动、差分接收电路,从根本上取消了信号地线,如图4-77所示。利用两条信号线之间的电压差表示逻辑电平,(VA-VB)>+0.2V表示逻辑1;(VA-VB)
8.1 通信网络的基本知识
?(3)RS-485接口
?RS-485接口是RS-422的变形,与RS-422不同的是:RS-422是全双工的,如图4-78所示。RS-485只有一对平衡差分信号线,用最少的信号连线(双绞线)即可实现通信任务。许多工业计算机、PLC和智能仪表均配有RS-485接口,可以方便地组成串行通信网,系统中最多可以有32个站,新的接口器件已允许连接128个站。
8.1 通信网络的基本知识
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?8.1.2 网络概述1、网络结构概述(1)简单网络:主从式结构。(2)多级网络:金字塔结构。上层负责生产管理,底层负责现场监测与控制,中间层负责生产过程的监控与优化。2、通信协议通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程,称为通信协议。在可编程控制器网络中配置的通信协议分为两大类:一类是通用协议,一类是公司专用协议。
(1)通用协议
常用的通用协议有两种:一种是MAP协议,一种是Ethernet协议。
(2)公司专用协议???
8.2 S7-200的通信与网络
?西门子S7-200系列PLC是一种小型整体结构形式的PLC,内部集成的PPI接口(即编程口)的物理特性为RS-485,根据不同的协议通过此接口与不同的设备进行通信或组成网络。?8.2.1 S7系列PLC网络层次的结构
?西门子公司的生产金字塔由4级组成,由下到上依次是过程测量与控制级、过程监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。
?8.2.2 S7-200PLC网络的通信协议
?S7-200CPU支持多样的通信协议。根据所使用的S7-
200CPU,网络可以支持一个或多个协议,包括通用协议和公司专用协议。
?专用协议包括点到点( Point-to-Point )接口协议(PPI)、多点(Multi-Point )接口协议(MPI)、Profibus协议、自由通信接口协议和USS协议。
8.2 S7-200的通信与网络
?西门子公司的网络金字塔由4级组成,由上到下依次是:公司管理级、工厂与过程管理级、过程监控级、过程测量与控制级。
?公司管理级和工厂与过程管理级的任务是数据通信,主要完成可编程序控制器之间或可编程序控制器与计算机之间的数据交换,应用工业以太网(Ethernet)和现成总线PROFIBUS网实现,特点是传输数据信息量大、距离远;
?过程监控级和过程测量与控制级的任务是过程或现场通信,主要完成可编程序控制器与现成执行器/传感器的连接及信号传送,传输数据短,但要求实时性强,应用分布式现场总线PROFIBUS-DP和AS-I总线实现,特点是用一根网线代替了成束的电缆,使电缆用量和铺设费用都大大降低。
8.2 S7-200的通信与网络
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?1、PPI协议2、MPI协议3、Profibus协议4、用户自定义协议(自由口通信模式)5、USS协议8.2.3 网络配置实例1、单主站的PPI网络2、多主站的PPI网络3、使用S7-200、S7-300和S7-400设备组成的MPI网络4、Profibus 网络配置8.2.4 网络部件1、通信口2、网络连接器3、中继器
8.2 S7-200的通信与网络
?通信协议——通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程,称为通信协议。包括逻辑电平的定义,应用何种物理传输介质,数据帧的格式,通信站地址的确定,数据传输方式等等。只有当两台设备遵守同一个通信协议时,才能实现相互之间的通信联系。S7-200支持多种通信协议。
?1、PPI协议
?PPI(Point-to-Point Interface)即点到点接口,是S7-200 CPU上的通信口,PPI协议是西门子公司专为S7-200PLC开发的通信协议通过屏蔽双绞线进行网络连接。?PPI协议是一个主/从协议,主站向从站发送通信申请,从站进行响应,从站不能主动发出信息。一般情况下,网络中的S7-200 CPU都默认为是从站,主站是PC机、编程器、TD200文本显示器。
8.2 S7-200的通信与网络
?某些S7-200 CPU在RUN模式下可以作为主站,用网络读(NETR)和网络写(NETW)指令访问其他CPU中的数据。方法是用户通过编写程序,将该CPU设置成允许PPI主站模式。作为主站的CPU仍可以作为从站来响应其他主站的申请或查询。
?2、MPI协议
?MPI(Multi-Point Interface)即多点接口,是西门子S7-300 /400 CPU、操作员面板(OP)和编程器上集成的通信接口,通过屏蔽双绞线进行网络连接。
?MPI协议可以是主/主协议也可以是主/从协议,这取决于网络中连接的设备类型。如果网络中只有S7-300 CPU,则建立主/ 主连接。如果网络中有S7-200 CPU,因为S7-200 CPU只能作从站,所以建立主/从连接。
8.2 S7-200的通信与网络
?3、PROFIBUS协议
?PROFIBUS协议用于分布式I/O设备(远程I/O)的高速通信。许多厂家生产的自动化控制设备都支持PROFIBUS协议。该协议使用RS-485串行口,通过屏蔽双绞线进行网络连接。
PROFIBUS网络中可以有若干个主站,每个主站配有属于自己的数个从站。主站可以访问自己的从站,也可以有限地访问其他主站的从站。
?S7-200 PLC可以通过接口扩展模块EM277作为从站接入PROFIBUS网络。
?4、自由口协议
?自由口协议是指可以通过用户程序定义通信端口的通信协议。这使得S7-200 PLC可以在自由口模式下与任何已知协议的智能仪器设备通信,例如:打印机、条形码阅读器、调制解调器、变频器和上位PC机等。
8.2 S7-200的通信与网络
?在自由口模式下,S7-200 CPU处于RUN方式时,用户可以用相关的通信指令编写程序,设置通信口的通信协议。当主机处于STOP方式时,自由口通信被终止,通信口自动切换到正常的PPI协议操作。
?此外,S7-200 PLC可以通过通信处理器(如CP243-1)进入工业以太网,通过MODEM接上电话线。S7-200 系列PLC还可以作为主站采用USS协议与变频器建立通信,在工业控制网络中应用灵活方便。
8.3 S7-200通信指令
?S7-200的通信指令包括应用于PPI协议网络读写指令、用于自由通信模式的发送和接收指令以及用于控制变频器的USS协议指令。
?8.3.1 网络读/网络写指令
?1、网络读NETR(Network Read )、网络写NETW( Network Write )指令
?2、应用举例
?8.3.2 发送与接收指令
?1、XMT(Transmit )/RCV( Receive )发送与接收指令?2、对自由端口模式的解释
?3、端口的初始化与控制字节
?4、用XMT指令发送数据
?5、用RCV指令接收数据
?6、使用字符中断接收数据
?7、指令应用举例
8.4 S7-200的通信扩展模块?8.4.1 EM241调制解调器模块
?8.4.2 CP243-1工业以太网通信处理器模块
范文三:网络通信技术
网络通讯技术(NCT:Network Communication Technology)是指通过计算机和网络通讯设备对图形和文字等形式的资料进行采集、存储、处理和传输等,使信息资源达到充分共享的技术。通信网络技术 通信网是一种由通信端点、节(结)点和传输链路相互有机地连接起来,以实现在两个或更多的规定通信端点之间提供连接或非连接传输的通信体系。通信网按功能与用途不同,一般可分为物理网、业务网和支撑管理网等三种。 物理网是由用户终端、交换系统、传输系统等通信设备所组成的实体结构,是通信网的物质基础,也称装备网。用户终端是通信网的外围设备,它将用户发送的各种形式的信息转变为电磁信号送入通信网路传送,或将从通信网路中接收到的电磁信号等转变为用户可识别的信息。用户终端按其功能不同,可分为电话终端、非话终端及多媒体通信终端。电话终端指普通电话机、移动电话机等;非话终端指电报终端,传真终端、计算机终端、数据终端等;多媒体通信终端指可提供至少包含两种类型信息媒体或功能的终端设备,如可视电话、电视会议系统等。交换系统是各种信息的集散中心,是实现信息交换的关键环节。传输系统是信息传递的通道,它将用户终端与交换系统之间以及交换系统相互之间联接起来,形成网路。传输系统按传输媒介的不同,可分为有线传输系统和无线传输系统两类。有线传输系统以电磁波沿某种有形媒质的传播来实现信号的传递。无线传输系统则是以电磁波在空中的传播来实现信号的传递。 业务网是疏通电话、电报、传真、数据、图像等各类通信业务的网路,是指通信网的服务功能。按其业务种类,可分为电话网、电报网,数据网等。电话网是各种业务的基础,电报网是通过在电话电路加装电报复用设备而形成的,数据网可由传输数据信号的电话电路或专用电路构成。业务网具有等级结构,即在业务中设立不同层次的交换中心,并根据业务流量、流向、技术及经济分析,在交换机之间以一定的方式相互联接。 支撑管理网是为保证业务网正常运行,增强网路功能,提高全网服务质量而形成的网络。在支撑管理网中传递的是相应的控制、监测及信令等信号。按其功能不同,可分为信令网、同步网和管理网。信令网由信令点、信令转接点、信令链路等组成,旨在为公共信道信令系统的使用者传送信令。同步网为通信网内所有通信设备的时钟(或载波)提供同步控制信号,使它们工作在同一速率(或频率)上。管理网是为保持通信网正常运行和服务所建立的软、硬系统,通常可分为话务管理网和传输监控网两部分。
电子计算机、现代通信技术、计算机网络,主要的技术
1.显卡的接口分为 PCI 、SCSI、 AGP 。
2.交换式以太网的物理结构是 ,逻辑结构是 。
3.主板上的PCI-E、IDE、代表插声卡网卡电视卡之类、以前的硬盘接口,现在一般只接光驱。
4.连接双绞线的水晶头又称RJ45连接器 。
5.计算机硬件系统的内部设备分别是 中央处理器 、内存储器、输入输出设备 。
6.组装电脑时一定要等各个硬件设备都组装完成后才可以通电 。
7.安装操作系统第一步应该先进入BIOS里设置第一启动设备为光驱 。
8.计算机硬件系统的外部设备 人机交互设备、计算机信息的存储设备 、机-机通信设备 。
9.POWER SW RESET SW HDD LED SPEAKER 分别是什么意思,
power sw 是控制电脑的开关,短接一下电脑会启动
power led 是电源指示灯 电脑启动以后常亮的灯
reset sw 是重启键的连线
hdd led 是硬盘指示灯 硬盘工作的时候他会闪
speaker 是报警喇叭,正常启动“滴”的一声,不正常会有其他类型声音 。
10.OSI参考模型分别是 物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层。
范文四:网络通信技术
《网络通信技术》论文
题目:4G 通信技术应用与展望
学 院 电子与信息工程学院
专 业 计算机科学与技术
班 级 11级计科1班
学 号 1145532106
姓 名 苏颖娜
指 导 教 师 刘乾
2013年 12月21日
4G 通信技术应用与展望
摘要
摘要:信息技术更新换代的频率非常之快,科学技术的进步带动了通信技术的飞速发展。4G 移动通信技术充分吸收了3G 移动通信技术的优势,并在此基础上大力创新,扬长避短。本文简要分析了4G 的基本概述;4G 的应用特点:高速,智能化,兼容性,覆盖性,多媒体通信;3G 与4G 的对比;并初步探讨了4G 移动通信技术的趋势展望。
关键词:4G ,移动通信技术,网络通信,多媒体技术
Abstract
The frequent replacement of IT is very fast ,and the great progress in science and technology led to the rapid development of communication technology. 4G mobile communications technology to fully absorb the advantages of 3G mobile communication technology, and innovation on the basis of strong, weaknesses. This paper analyzes the basic overview of 4G; application of 4G Features: High-speed, intelligent, compatibility, coverage, multimedia communications; comparison of 3G and 4G; and explore the trends in 4G mobile communications technology outlook curtly.
keywords :4G , mobile communication technology,network communication,,
multimedia technology
目录
摘要 ....................................................... 2
目录 ....................................................... 3
前言 ....................................................... 4
正文 ....................................................... 5
4G 移动通信技术的概述 .................................................................................. 5
4G 移动通信技术的应用特点 .......................................................................... 5
4G 移动通信技术与3G 移动通信技术的对比 . ............................................... 5
4G 移动通信技术的趋势展望 .......................................................................... 6
总结 ....................................................... 7
参考文献: ................................................. 7
前言
科学技术的进步带动了通信技术的飞速发展,使得广大用户享受更新、更快捷、更丰富的通信生活成为可能。所谓4G 技术是第四代移动通信及其技术的简称,是集3G 与WLAN 于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。高速的传输速度。4G 移动通信技术最突出的特点就是,传输速度明显高于3G 移动通信技术,能够及时、迅速的传输海量信息。同时,4G 以其高度的智能化网络,全面的覆盖性能,优质的多媒体通信等都成为人们关注的焦点。4G 将会是多功能集成的宽带移动通信系统,是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统。
正文
一、4G 移动通信技术的概述
4G 移动通信技术能够随时随地的实现通信功能,将无线局域网WLAN 与3G 移动通信技术合二为一,使高清保真图像传输毫无本文障碍,下载和上网速度之快能够远远的满足无线用户的需求,并且用户可以通过4G 移动通信技术随意的进行业务选择。4G 移动通信技术通过其惊人的数据传输速度可以实现物联网业务等综合性较强的业务的接入。
二、4G 移动通信技术的应用特点
1. 高速的传输速度。4G 移动通信技术最突出的特点就是,传输速度明显高于3G 移动通信技术,以20Mbbit/s的速度上传,以100Mbbit/s的速度下载,能够及时、迅速的传输海量信息,相比于3G 移动通信技术每秒2Mbbit 的速度有了明显的提升。
需求,即便是在复杂的多信道传输条件下仍能够准确、及时的发送信息和接收信号。这是许多传统的通信技术甚至是现今应用仍然非常广泛的3G 移动通信技术都是无法匹敌的。
3. 超强的兼容性能。4G 移动通信技术兼容性能超强。在全球范围内都能够实现紧密连接,无缝化服务,如:漫游无缝化,接口全开放等功能。
4. 全面的覆盖性能。4G 移动通信技术的覆盖性能之强是其他通信技术不能匹敌的。它能够在DSL 都无法覆盖的区域实现信号的全面覆盖。即便是信号不强的野外区域它也能够实现信息的高速传输。
5. 优质的多媒体通信。4G 移动通信技术以OFDM 为核心,可以在杂波干扰的情况下仍旧正常传输信息,这样就方便了语音、影像的传播,数据、图画等也能有效的传递。IP 网络上的语音通话功能、手机高分辨率的观影感受等都可以通过4G 移动通信技术得以实现。
三、4G 移动通信技术与3G 移动通信技术的对比
与今年年内即将推出的3G 移动通信服务相比,4G 技术更为复杂,4G 技术在通信特点方面较3G 移动通信技术相比, 有许多超越之处:
(1)4G移动通信技术的信息传输级数要比3G 移动通信技术的信息传输级数要高一个等级, 其最大的传输速度将是目前“i-mode ”服务的10000
倍?
(2)主要发展数字广带(Broad band) 为基础的概念?在“毫米”过程中, 传播条件相对困难, 蜂窝小区也会相应小很多, 这会引起一系列技术上的难题?
?
(3)灵活性要比3G 强得多?它能自适应的资源分配, 能够处理变化的业务流?
(4)4G移动通信技术将可让所有移动通信运营商的用户, 享受共同的4G 服务
(5)该技术应该能根据网络的动态和自行变化的信道条件, 使低码与高码的用户能够共存?这些方面都要比2G ?3G 先进
?
(6)它能综合固定移动广播网络或其他的一些规则, 实现对这些功能体积分布的控制
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(7)该技术将以几项突破性技术为基础, 例如一些光纤产品公司用来提高Internet 主干带宽的技术, 它将对无线频率的使用效率比第二代和第三代系统都高得多
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四、4G 移动通信技术的趋势展望
在未来信息技术的发展中4G 移动通信技术将有以下的突破和进展:
(1)4G 移动通信技术在手机上得到广泛应用。3G 移动通信技术在手机上得到最广泛的应用,使手机功能更为强大,越来越智能化。4G 移动通信技术具备信息高速度的传输优势,尽快实现将4G 移动通信技术应用于手机上,可以凸显更为强大的影响力,带动手机智能化的突破发展,实现手机用户身份鉴定。
(2)4G 移动通信技术社区无线接入更为强大。以OFDM 为基础的4G 移动通信技术,信号强大、覆盖范围广,无线接入能力十分强大。在社区实现无线接入相对有线连接也更为便捷简易,随时随地为用户服务。即便是在破旧偏远的社区楼房也仍旧能够实现无线信号覆盖,打破了有线的限制和各种障碍。
(3)多种高科技技术将得到突破进展。与4G 移动通信技术传输速度相关的交互干扰技术将得以进一步的进展,促使信号传递更为有效。4G 移动通信技术可以实现网络纠错,使网络自愈,从而促进无线接入技术的发展。可以实现对多用户的迅速识别,并且能够降低能耗实现节能环保。
总结
随着4G 移动通信技术的飞速发展,我们的社会将实现质的提高,生活、通信也会出现较大的飞跃。因此,我们要抓准时机,加大对4G 移动通信技术的开发研究,促进它在更大范围、更深程度上的应用,以提高通信的质量和速度,促进信息技术的进一步发展。本文分析了4G 移动通信技术的概述,4G 移动通信技术的应用特点,4G 移动通信技术与3G 移动通信技术的对比,4G 移动通信技术的趋势展望。
我们可以看出4G 中除了核心网络之外, 其他的很多的设备和技术, 都可以利用3G 中所采用的技术资源和设备, 改进原有的硬件设施, 对原有的软件进行升级融合, 再加上4G 的关键技术, 使得3G 平滑过渡到4G , 并且能够最大限度的降低通信建设的投资资本。随着移动互联网高速发展,新技术将随着4G 也会继续高速发展,4G 将会是多功能集成的宽带移动通信系统,是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统。
参考文献
[1]米志超,郑少仁. 无线战术互联网控制器通信协议的设计与实现,解放军理工大学学报,2000年第1卷第6期
[2] 李云 陈前斌 隆克平 吴诗其 无线自组织网络中TCP 稳定性的分析与改进,软件学报 ,Vol.14.No.6
范文五:网络通信技术论文
UWB 技术简介及其应用
一、超宽带的定义
现在的超宽带已经不局限于早期的脉冲形式的无线电,任何无线电系统,只要它满足下面的条件之一就称为超宽带系统:
2(f H?f L)
fH+fL≥20%(1)
fH?fL≥500MHz (2)
式中,f H 和f L 分别是传输带宽的高端频率和低端频率。此外,FCC 规定超宽带设备的功率谱密度不超过- 41. 3 dB M / H z,以避免对已有的通信系统(比如GPS) 产生干扰。FCC 的功率谱密度限制显示在图1。
图1 UWB 在室内的频谱屏蔽
二、超宽带的实现技术
1. 冲激无线电
冲激无线电使用脉位调制,或二进制相移键控 BPS 或者脉冲幅度调制的基带短脉冲串传输数据符号。冲激无线电采用跳时或直接序列实现多址接入。在跳时方式中,是通过脉冲到达的时间顺序区分用户,在直接序列方式中是通过脉冲的极性序列来区分用户。
冲激无线电系统具有低成本、容易实现、衰落深度浅和好的穿透能力等,但是基带短脉冲具有一部分低频分量,这部分低频分量在高速通信中很难达到 FFC 的功率谱密度的规定。目前冲激无线电系统通常应用在定位搜索以及低速的数据通信中。
2. MB -OFDM
MB -OFDM(多带正交频分复用 ) 是由德州仪器提出,得到以Intel 与德州仪器为首的MBOA(多带联盟 ) 的支持,MB-OFDM 将频分复用和频率交织技术结合起来。MB-OFDM 将7.5GHz 的带宽分成了若干个528MHz 的频带,并且不使用 5.2~ 5.7GHz 的802.11a 的频带。它的调制方式是正交频分复用,也就是以时间交织方式在不同的频带上传输信息。它使用时频码来区分用户。MB-OFDM 系统能够支持 4~16 个同时发生的微微网。
MB-OFDM 有很高的频谱灵活性,在射频干扰和多径效应中具有恢复能力,缺点是稍微增加了发射器的复杂性。
3. DS - CDMA和 DS -UWB
DS –CDMA (直接序列码分多址)方式是摩托罗拉集团提出和支持的方案。DS-CDMA 将7. 5 GH z的频谱分成了2个频带,一个频带在802.11a 频带的上面,一个在802.11a 频带下面。在DS -CDMA 方式下,每个数据符号是一串按BPSK /QPSK/MBOK方式编码的小波脉冲,多址接入是通过一个低交叉关系的二进制码的CDMA 编码实现的,它支持8个同时发生的微微网。Motorola 和CRL 对DS - CDMA 做了重新设计,改进的DS -CDMA 称为DS -UWB(直接序列超宽带) 。在DS-UW B 系统中MBOK 调制被去掉,系统的数据传输速率将根据通信距离进行调整, 而通信距离根据信号强度测量得到。另外,加进来一个公共的信令方式以容许设备可以在DS-UW B 的物理层和MB - UWB的物理层之间交流。DS -CDMA 和DS-UW B的显著优点是很小的干扰、低复杂性。
三、超宽带的优点
1.超宽带技术与其他系统共享的方式使用频谱
它使用的频谱从3.1GHz 到10.6GHz ,宽度高达7500MHz ,而无需划分特定的、专有的频段。同时,通过限制发射功率,超宽带也可以避免了其他系统对他造成的的干扰。这样的频谱使用方式,在频谱资源非常紧张的今天是具有重要的意义,这也是超宽带兴起的主要原因之一。超宽带的极宽的频谱和极低的发射功率,也使超宽带系统具有传输速率高,系统相对简单、成本低、功耗低的优点。
2.超宽带的传输速率高,系统相对简单、成本低,功耗低
传统的无线通信系统,因为频带较窄,要实现100Mps 以上的高传输速率,必须采用高阶调制等方法达到较高的频谱使用效率。这就对信噪比提出了很高的要求,同时提高了系统的复杂性。而超宽带系统的频带很宽,几时传输速率高达1Gbps 以上时,说需信噪比仍然不高,这就使得系统较为简单,实现了系统的降低成本和功耗。
3.系统成本和功耗低
超宽带如果通信采用的是传统的基带窄脉冲形式,因为无需对载波进行调制和解调,还将使系统的成本和功耗进一步降低。同时低功率的脉冲比起以前雷达和通信中的大功率脉冲,更容易产生,实现成本更低。
4.超宽带信号衰减较小,穿透力强
超宽带采用基带窄脉冲形式的信号,与利用正弦波携带信息的一般无线通信信号在空中的衰减特性不同。天线发射的正弦电磁波是一种球面波,在自由空间中的衰减与距离的平方成反比,在室内多径通信条件下,衰减与距离的3次方程反比。而具有色当波形的超宽带瞬态脉冲具有较强的定向性,其衰减与距离成反比或更小。因此,在相同功率下,采用基带窄脉冲形式的超宽带信号可比一般的调制载波的信号传输更远的距离。另外,由于基带窄脉冲中含有角度空的低频分量,所以在室内传播时可以顺利地穿过墙壁等一般的障碍物,为超宽带技术在室内环境以及透视成像等领域的应用提供了便利。
5.超宽带的定位精度与其带宽直接相关
其带宽一般在500MHz 以上,远远高出了一般的无线通信信号,因此,其所能实现的定位精度也很高。基带的窄脉冲的信号,因为其带宽通常在数GHz ,所以其定位精度更是可以高达厘米量级。
四、超宽带的应用
超宽带无线通信技术的主要功能包括无线通信和定位功能。进行高速无线通信时,传输距离较近,一般在10到20米左右,进行较低的速率无线通信和定位时,传输距可更远。超宽带采用基带脉冲方式时,具有较强的透视功能,可以穿透数层墙壁进行通信,成像或定位。与全球定位系统相比,超宽带技术的定位精度更高。根据上述的功能,超宽带技术可以应用于无线多媒体局域网、家域网、个域网,无线传感网,雷达定位、成像系统和交通系统,以及应用于军事、公安、救援、医疗、测量等多个领域。
1. 无线多媒体局域网、家域网、个域网
在无线多媒体局域网、家域网、个域网中,各种数字多媒体设备,如数码摄像机、MP3播放器、数字电视、计算机、投影仪、各种智能家电等,根据需要,在小范围内组成组织式的网络,互相传送多媒体数据,并可以通过安装在家中的宽带网关,接入因特网,构成一个智能家庭环境。表1列举了目前的一些无线多媒体业务对数据传输速率的要求,目前只有超宽带技术可以满足各种无线多媒体应用的传输速率需要。
表1无线多媒体应用对传输速率的要求
2. 无线传感网
无线传感网中,通常要求传感器的功耗非常小,可以连续工作数月、甚至数年之久而不需要充电。目前的做法是通过媒体的计入控制层和网络层的协议涉及,尽量减少不必要的传输,来有效地利用无线信道和能量资源。在此基础上,采用极低功耗的超带宽物理层,可以大大简化MAC 层和网络层的复杂度,使系统总体功耗进一步降低。
3. 智能交通系统
UWB 除了高速和低功耗的特点外,还具有定位和搜索能力。利用超宽带的定位和搜索能力,可以制造防碰和防障碍物的雷达。装载了这种雷达的汽车会非常容易驾驶。当汽车的前方、后方、旁边有障碍物时,该雷达会提醒司机。在停车的时候,这种基于 UW B 的雷
达是司机的强有力的助手。因为 UWB 是高速的无线通信技术。利用UWB 可以建立智能交通管理系统, 这种系统应该由若干个站台装置和一些车载装置组成无线通信网,两种装置之间通过 UWB 进行通信完成各种功能。例如实现不停车的自动收费,汽车方的随时定位测量、道路信息和行驶建议的随时获取,站台方对移动汽车的定位搜索和速度测量等军事、救援和安全等领域采用基带脉冲方式的超宽带系统,具有较强的穿透障碍物进行通信的功能,在军事、消防、勘测等领域有着广泛的用途。
4. 成像应用
由于 UWB 具有好的穿透墙和楼层的能力,UW B 可以应用于成像系统。利用 UWB 技术,可以制造穿墙雷达和穿地雷达。穿墙雷达可以用在战场上和警察的防暴行动中,定位墙后和角落的敌人。地面穿透雷达可以用来探测矿产,在地震或其他灾难后搜寻幸存者。基于UWB 的成像系统也可以用于避免使X 射线的医学系统。
5. UWB应用于智能标识
(1)存货跟踪和系统服务
将UWB 节点安装在大商场的入口和每个商店里。该商场的每个产品都有一个 UWB 的射频标签以便随时对它的地点进行探测。在商店的入口 , 用户可以用 PDA 下载产品的多媒体目录,当选择了产品A ,用户就能够得到产品A 在特定商店的位置。
(2)文档和书的管理
在办公室和图书馆,每个文档和书 (包括电子书) 附有一个 UWB 的射频标签。利用 UWB 的精确定位能力,人们通过 PC 、PDA 或其他的终端可以很容易地找到想要的文档或书。
五、对超宽带技术的体会
超宽带不仅仅是一种新的通信技术,更代表了一种新的共享使用频谱的方式。超宽带通信可以以时域的基带窄脉冲形式实现,也可以以一般的调制载波的形式实现。先进的无线通信技术,如OFDM 、CDMA 、多输入多输出等等,都可以应用在超宽带系统中。超宽带技术可以用与近距离高速无线通信,也可进行更远距离的通信,以极低的功耗和很低的成本实现很多其他技术难以实现的应用。
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