通信技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用(3篇)

1、通信技術(shù)開(kāi)展和應(yīng)用(3篇) 第一篇:現(xiàn)代水聲通信技術(shù)開(kāi)展摘要：近年來(lái)，隨著各種新技術(shù)的層出不窮，對(duì)我國(guó)各行業(yè)的開(kāi)展建立都起到了重要推進(jìn)作用。尤其是在通信技術(shù)方面水聲技術(shù)的開(kāi)展也越來(lái)越成熟，國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究也越來(lái)越重視。目前水聲通信主要有以下幾種方式，如OFDM、擴(kuò)頻以及其他方式等都是比擬常見(jiàn)的，且隨著信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新與開(kāi)展，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)展無(wú)線(xiàn)電水聲通信的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入比擬成熟的階段，對(duì)于實(shí)現(xiàn)海洋全方位監(jiān)測(cè)有著不可無(wú)視的重要影響，下面文章就其現(xiàn)代水聲通信技術(shù)的開(kāi)展現(xiàn)狀進(jìn)展詳細(xì)地分析與闡述，希望可以為相關(guān)人員提供一定的參考。關(guān)鍵詞：水聲通信；相干通信；非相干通信1水聲通信技術(shù)的開(kāi)展早在歐美興旺國(guó)家

2、就已經(jīng)將水聲通信技術(shù)應(yīng)用于軍事和民用兩方面，甚至隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展，在國(guó)外一些機(jī)構(gòu)組織研究中已經(jīng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)徹底融入至水聲通信技術(shù)中并形成了水聲通信網(wǎng)絡(luò)化。水聲技術(shù)作為海洋開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)之一，對(duì)于海洋的研究及開(kāi)發(fā)有著不可無(wú)視的重要影響。利用水聲通信技術(shù)可以有效對(duì)海底各種信息的傳輸及數(shù)據(jù)進(jìn)展精準(zhǔn)分析，對(duì)于海洋資源的開(kāi)發(fā)及運(yùn)用都起到了很重要的影響。通過(guò)水聲通信技術(shù)可以有規(guī)律的理解到海洋的全天候的變化和信息資料的搜集，作為海洋系統(tǒng)之一水聲通信技術(shù)的建立和水聲通信網(wǎng)絡(luò)的完善，可以為不同海洋開(kāi)發(fā)客戶(hù)資源提供全面的檢測(cè)。甚至可以精準(zhǔn)測(cè)出環(huán)境對(duì)海洋資源的影響和自然災(zāi)害的發(fā)生。在我國(guó)在水聲通信網(wǎng)絡(luò)方案方面還

3、處于初級(jí)研究階段，相信在不久的將來(lái)，同樣可以結(jié)合各種先進(jìn)技術(shù)，建立完善的水聲通信體系。全世界很多科研機(jī)構(gòu)都在對(duì)通信技術(shù)的擴(kuò)展進(jìn)展大量的數(shù)據(jù)研究和實(shí)驗(yàn)，在對(duì)如何進(jìn)步系統(tǒng)帶寬和速度傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也對(duì)其他技術(shù)進(jìn)展了深化的研究。就如同水聲通信技術(shù)開(kāi)展至今，有兩種形式被人們廣泛應(yīng)用于海洋監(jiān)測(cè)中。一種是非相干通信技術(shù)；另一種是相干通信技術(shù)。兩者在使用的過(guò)程中其原理是一樣的，但也有其不同之處，如非相干通信技術(shù)，它接收抗干擾信號(hào)的才能遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高于相干通信技術(shù)，且極易被解調(diào)，算法也比擬簡(jiǎn)單并不需要知道發(fā)射機(jī)的承載頻率就可以直接對(duì)其進(jìn)展相位確定；而相干通信技術(shù)是必須在確定接收機(jī)發(fā)出頻率之前方能對(duì)相位做出判斷，雖然相干

4、通信的構(gòu)造以及算法沒(méi)有非相干通信那樣簡(jiǎn)便，但是它帶寬利用率較高，且通信速度也較快。相關(guān)研究說(shuō)明，在這兩種通信技術(shù)的使用過(guò)程中，會(huì)根據(jù)不同的實(shí)際需要進(jìn)展合理化的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，這就在很大程度上使得他們都可以發(fā)揮應(yīng)用的效用。對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸以及利用率來(lái)講都是相對(duì)較高的，在這方面也得到了理論上和技術(shù)上的打破。甚至越來(lái)越多的新技術(shù)融入其中，使得水聲通信技術(shù)越來(lái)越成熟。下面就其兩種技術(shù)進(jìn)展詳細(xì)地分析。2非相干通信技術(shù)在上文的闡述中，我們已經(jīng)明晰地理解到非相干通信技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，但是對(duì)其原理還不是很明晰，下面就其原理進(jìn)展闡述：通常情況下，非相干通信技術(shù)主要是利用頻移鍵控和多進(jìn)制頻移鍵控進(jìn)展非相干調(diào)制。這兩種調(diào)

5、制相比擬傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)而言可信度和敏感度都比擬精準(zhǔn)。其最大的優(yōu)點(diǎn)那么是正在通信的過(guò)程中可靠性極高，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。特別是針對(duì)較遠(yuǎn)間隔 、環(huán)境較差的信號(hào)傳輸或是在接收命令時(shí)，都能第一時(shí)間做出反應(yīng)。所以在選擇上可以從可靠度和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性等兩方面對(duì)其進(jìn)展參考?，F(xiàn)階段對(duì)于非相干通信技術(shù)的應(yīng)用也是進(jìn)入了一個(gè)創(chuàng)新的階段，研究人員發(fā)現(xiàn)假如是針對(duì)低碼率、高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸且滿(mǎn)足在水下航行而獲得數(shù)據(jù)，就要采取此種技術(shù)。因?yàn)樵谒曂ㄐ偶夹g(shù)中，這種技術(shù)可以精準(zhǔn)的對(duì)其數(shù)據(jù)傳輸做出判斷。3相干通信技術(shù)相干通信技術(shù)主要針對(duì)非相干通信技術(shù)而言，它主要是靠相移鍵調(diào)試來(lái)確定水聲通信傳輸?shù)脑敿?xì)位置。其中常見(jiàn)的幾種技術(shù)主要有：相移鍵

6、控；差分相移鍵控；派生相干調(diào)制等。在進(jìn)展通信信號(hào)解調(diào)時(shí)，必須對(duì)通信發(fā)射機(jī)的相位及幅度進(jìn)展精準(zhǔn)定位后，方能做出判斷。否那么就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。目前，相干通信的解調(diào)方法有：自適應(yīng)線(xiàn)性平衡、自適應(yīng)決策反應(yīng)平衡主要應(yīng)用頻段在2.42.485GHz的ISM波段的特高頻無(wú)線(xiàn)電波UltraHighFrequency，UHF頻段是基于數(shù)據(jù)包、根據(jù)主從架構(gòu)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、挪動(dòng)設(shè)備和局域網(wǎng)之間的短距信息傳輸。藍(lán)牙可以利用跳頻技術(shù)將數(shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)包，通過(guò)不同的藍(lán)牙頻道傳輸數(shù)據(jù)包。不同頻道的頻寬為1MHz，藍(lán)牙4.0不同頻段間隔為2MHz，可包容40個(gè)頻段。藍(lán)牙在近間隔 無(wú)線(xiàn)傳輸具有很大優(yōu)勢(shì)，

7、主要應(yīng)用于鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、耳機(jī)等近間隔 數(shù)據(jù)傳輸?shù)目纱┐髟O(shè)備。是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低速、短間隔 、低功耗、雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的局域網(wǎng)通信協(xié)議，又稱(chēng)紫蜂協(xié)議【2】。ZigBee具有近間隔 、低復(fù)雜度、自組織自配置、自修復(fù)、自管理、低功耗、低數(shù)據(jù)速率的特點(diǎn)，由物理層、媒體訪(fǎng)問(wèn)控制層MediaAccessControlLayer，MAC、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成。物理層和媒體訪(fǎng)問(wèn)控制層根據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于傳感控制應(yīng)用。ZigBee的蜂窩式的傳輸形式，具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，主要用于可視間隔 的傳輸，適用室外空曠場(chǎng)所。ZigBee3.0技術(shù)整合了此前ZigBeePro一些

8、應(yīng)用場(chǎng)景，包括家庭電器、建筑物自動(dòng)化、LED照明、醫(yī)療看護(hù)、零售、智慧能源等方面。是由丹麥公司Zensys開(kāi)發(fā)的基于射頻的、低本錢(qián)、低功耗、高可靠、可用于網(wǎng)絡(luò)的近間隔 無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，利用FSKBFSK/GFSK等調(diào)制方式，可以實(shí)現(xiàn)9.640kb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，信號(hào)可以在室內(nèi)傳輸30m，室外可大于100m，適用于窄寬帶應(yīng)用場(chǎng)景。Z-Wave利用動(dòng)態(tài)路由技術(shù)，使得每個(gè)Z-Wave網(wǎng)絡(luò)都有自己的網(wǎng)絡(luò)地址；網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，由控制節(jié)點(diǎn)分配。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以包容232個(gè)節(jié)點(diǎn)，包括控制節(jié)點(diǎn)。Zensys提供Windows開(kāi)發(fā)用的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DynamicallyLinkedLibrary，DLL，開(kāi)

9、發(fā)者利用該DLL內(nèi)的API函數(shù)來(lái)進(jìn)展PC軟件設(shè)計(jì)【3】。利用Z-Wave技術(shù)搭建的無(wú)線(xiàn)近間隔 網(wǎng)絡(luò)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遙控，甚至可以通過(guò)廣域網(wǎng)對(duì)Z-Wave網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)展控制。符合IPv6overIEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低速無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)主要用于開(kāi)發(fā)靠電池運(yùn)行小型低功率廉價(jià)傳感器設(shè)備。該標(biāo)準(zhǔn)使用2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)收發(fā)設(shè)備傳送數(shù)據(jù)，使用的頻率與WiFi一樣，但發(fā)射功率只有WiFi的1%。6LoWPAN通信技術(shù)使各種低功率無(wú)線(xiàn)設(shè)備可以融入IP家庭網(wǎng)絡(luò)中，并同時(shí)可以與WiFi、以太網(wǎng)以及其他類(lèi)型的設(shè)備工作在同一網(wǎng)絡(luò)中；6LoWPAN技術(shù)的低功耗、自組織網(wǎng)絡(luò)的特

10、點(diǎn)，在物聯(lián)網(wǎng)感知層、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛的應(yīng)用。LoRa由美國(guó)Semtech公司支持的基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)間隔 物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。它使用線(xiàn)性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，既具有低功耗特性，又明顯增加通信間隔 ，同時(shí)也進(jìn)步了網(wǎng)絡(luò)效率并消除了干擾，即不同擴(kuò)頻序列的終端即使使用一樣的頻率同時(shí)發(fā)送也不會(huì)互相干擾，因此在此根底上研發(fā)的集中器/網(wǎng)關(guān)Concentrator/Gateway可以并行接收并處理多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，大大擴(kuò)展了系統(tǒng)容量【4】。LoRa主要使用免費(fèi)的非受權(quán)頻段，并且是異步通信協(xié)議，具有功耗低、本錢(qián)低廉的特點(diǎn)。LoRa網(wǎng)絡(luò)包括終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、效勞器組成，數(shù)據(jù)可以進(jìn)展雙向傳輸，傳輸間隔 最遠(yuǎn)可以到達(dá)

11、1520km。LoRa技術(shù)具有得低功耗、大范圍覆蓋、易于部署的優(yōu)點(diǎn)，這使其非常適用于功耗低、遠(yuǎn)間隔 、大規(guī)模等的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，例如智能抄表系統(tǒng)、智慧停車(chē)、車(chē)輛定位追蹤、智慧農(nóng)業(yè)、智慧工業(yè)、智慧城市等領(lǐng)域。窄帶物聯(lián)網(wǎng)NarrowBandInternetofThings，NB-IoT是由3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是一種專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的窄帶射頻技術(shù)。NB-IoT使用了受權(quán)頻段，有3種部署方式：獨(dú)立部署、保護(hù)帶部署、帶內(nèi)部署。挪動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)覆蓋范圍取決于基站密度和鏈路預(yù)算。NB-IoT具有164dB的鏈路預(yù)算，GPRS的鏈路預(yù)算有144dBTR45.820，LTE是142.7dBTR36

12、.888。與GPRS和LTE相比，NB-IoT鏈路預(yù)算有20dB的提升，開(kāi)闊環(huán)境信號(hào)覆蓋范圍可以增加7倍。20dB相當(dāng)于信號(hào)穿透建筑外壁發(fā)生的損失，NB-IoT室內(nèi)環(huán)境的信號(hào)覆蓋相對(duì)要好。一般，NB-IoT的通信間隔 是15km。NB-IoT技術(shù)包含五大主要應(yīng)用場(chǎng)景，包括位置跟蹤、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能泊車(chē)、遠(yuǎn)程抄表、畜牧業(yè)。3結(jié)語(yǔ)物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)多樣化的網(wǎng)絡(luò)，方案的設(shè)計(jì)要綜合考慮帶寬、覆蓋范圍、網(wǎng)絡(luò)容量、可靠性、電池壽命、本錢(qián)、交互頻率和擴(kuò)展性等因素，才能最終形成設(shè)計(jì)方案。各技術(shù)之間并不是完全排擠的，互補(bǔ)共存要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于替代，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形成的互補(bǔ)共存在物聯(lián)網(wǎng)中有多種表達(dá)方式，包括對(duì)原有解決方案的擴(kuò)展、增加生存周期的才能。當(dāng)前多種物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都有其各自的應(yīng)用場(chǎng)景，這也是物聯(lián)網(wǎng)各種無(wú)線(xiàn)通信