時間：2022-07-10 16:10:22
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電力系統配網與骨干電網相比較，具有配電設備多、分支多、分布廣、電網等級復雜、結構繁瑣的特點，所以配網通信接線復雜，監控點分散，通信點多，這不僅要求提高無線通信的安全性和可靠性，而且要有較強的抗干擾能力，能夠實現雙向通信功能。筆者根據多年的工作經驗，首先對配網自動化系統進行了概述，然后講述了配網通信中無線通信技術的分類，然后著重介紹了LTE無線通信技術，最后為提高LTE無線通信技術的安全可靠性提出了幾條措施，具有一定的現實意義和參考價值。
2配網自動化系統概述
配網自動化系統作為一種遠程監控、協調、操作配電設備的自動化系統，集合了控制技術、通信技術和計算機技術，主要目的是提高配電網絡的可靠性和安全性，在改進供電質量的前提下，降低資金投入，最大限度的提高安全性和可靠性。配網自動化系統結構圖。配網自動化系統主要由四個部分組成：配電主站、現場監控、通信網絡和配電子站。其中通信網絡的主要功能是提供現場終端設備和配電主站之間的通信通道，實現數據監控和交流的功能。配網自動化系統的建立主要是為了提高供電可靠性和電壓質量。按照信息流向的不同，配網自動化系統數據自動化可以分為上行數據和下行數據，其中上行數據是終端設備采集的數據向主站發送，而下行數據是主站向終端設備發送控制數據，實現控制功能。
3配網通信中無線通信技術的分類
電力系統配網自動化系統需要在主站和終端設備之間進行數據傳遞、控制和調節，而配電網絡結構復雜，造成了通信節點多、節點相對分散、節點之間距離短的特點。無線通信技術應運而生。通常情況下，配網通信中無線通信技術可以分為：無線公網通信和無線專網通信。無線公網通信技術和無線專網通信技術各有優缺點，但是從當前的發展模式來看，無線公網通信技術具有更為廣闊的發展前景和發展市場，特別是在LTE無線通信技術問世之后，極大的推動了配網通信的安全性和可靠性，將電網推向“信息化、自動化、互動化”的智能電網方向。
4LTE無線通信技術
LTE無線通信技術作為公網通信技術3G的一個延伸，改進增強了3G空中接入技術，采用OFDM和MIMO標準，大大改善了小區邊緣用戶的性能，提高了小區容量，并且降低了系統延遲時間。LTE無線通信技術定位于2G、3G、LTE移動業務的綜合承載，以網絡可靠性和安全性為出發點，致力于建立高速率、高可靠的通信網絡。LTE無線通信技術和其他無線通信技術相比較具有多方面的優點：
（1）優化了空中接口技術，強化了數據傳送速率；
（2）采用頻分多址技術和多輸入輸出功能，作為無線網進化的準則；
（3）大大提高了上行速率和下行速率，能夠分別達到50Mbps和100Mbps；
（4）優化了小區容量，小區之間切換性能大幅度提高；
（5）整體構架是在數據分組交換的基礎進行的，能夠最大限度提高數據傳送效率；
（6）靈活性高，支持“配對”和“非配對”頻譜分配，網絡時延較低，用戶面時延不大于5ms，信令面時延小于100ms。TD-LTE核心網的關鍵技術主要包括標識管理、節點選擇、移動性管理、切換管理、IP地址分配和PDN連接服務和會話管理等，此外，為了提高通信的安全性和可靠性，系統還采用了NAS信令和RRC信令進行加密[3]，進一步提高了可靠性。
5加強LTE無線通信技術可靠性的措施
LTE無線通信技術可靠性并不是傳統意義上面的通信可靠性，指的是設備可靠性、網絡可靠性和業務可靠性。TCP連接吞吐量和端時延成反比，當傳輸路徑發生故障的時候，系統有兩種反應機制：啟用重傳機制或者倒轉路徑，無論哪種機制，對于信息傳遞而言都會大大降低其可靠性和安全性，所以可靠性技術勢在必行。通常情況下，提高LTE無線通信技術可靠性的方法有兩種：快速檢測和保護倒換技術，兩者相互結合，互相補充，全面提高配電網絡通信的可靠性。
5.1快速檢測技術
LTE無線通信利用相鄰系統之間的通信故障進行快速檢測，進而快速建立起替代通道或者倒轉到其他鏈路。當前，某些硬件設備（如SDH）提供了網絡故障檢測功能。典型的快速檢測技術包括BFD、EthOAM、MPLSOAM，這些典型的快速檢測技術能夠檢測相鄰設備之間的報文發送和接收速率，如果在規定的時間間隔內收不到相應的報文，則進行相應的協議倒換。以BFD快速檢測技術為例，BFD快速檢測技術不僅能夠快速檢測通信故障，而且可以快速將故障通知應用層。BFD快速檢測技術又可以分為BFDforPW機制和BFDforTE機制，前者主要是利用BFD完成隧道引導承載業務快速切換，達到業務保護的目的；后者是一種端到端的快速檢測機制，能夠檢測通信隧道的鏈路和節點，提高通信可靠性。此外，在通信隧道LSP上面建立起BFD回話，能夠利用快速檢測技術檢測出隧道故障，比如轉發路徑上的數據平面故障等等，為數據通信提供端到端的保護。
5.2保護倒換技術
保護倒轉技術在快速檢測技術之后，在事先建立好的通道上面，針對不同承載技術進行快速倒轉，切換相關協議。在LTE網絡中，保護倒轉技術能夠按照業務部署進行分類：L2VPN類、L3VPN類、網關類、鏈路類保護倒換技術。L2VPN類保護倒換技術主要是指PW冗余，L3VPN類保護倒換技術主要是指VPNFRR，網關類保護保護技術為E-VRRP，鏈路類保護倒換技術包括LDPFRR、混合FRR、TEFRR和TEHSB。其中不同保護技術相互結合可以提高通信可靠性，比如PW+L3VPN。按照保護倒轉模式的不同可以分為三類：隧道保護、業務保護及網關保護。①隧道保護，主要保護網絡內部鏈路和節點，能夠保證倒換前后業務節點不變，及采用保護技術包括LDP快速收斂、LSP、TEFRR三種技術；②業務保護，主要保護前后業務源宿節點，能夠匯聚匯聚路由器、RANER以及EPCCE節點故障，主要采用的保護技術包括PWRedun-dancy、VPNFRR、BFDforPW、BFDforTunnel；③網關保護，用于EPCCE及EPC與EPCCE之間的鏈路故障檢測，相應的保護技術為E-VRRP。
6結語
（1）衛星接入技術。這種通信接入技術被廣泛應用于房地產、金融以及教育領域，主要是由于其技術可以有效地實現高速度的互聯網連接以及高速度的數據包發放。同時還由于此種接入技術的實施方法比較穩定，所以在各個領域被廣泛應用。
（2）紅外光通信接入。這種通信接入技術由于其傳輸速率相對比較高，它的速度頻率大約在3MB/s-621MB/s之間，這樣就可以有效的促進數據之間的高速度傳播。同時此技術的傳輸距離可以高達100米左右，并且以紅外光為主要的工作波段，這樣既不需要對其進行頻率波段的申請，也不會影響其他通信系統的運行情況。
（3）微波寬帶接入技術。這種技術適應的頻率段主要是在28GHz的周圍，并且采用的是蜂窩方式的網絡布局，這樣就可以有效地降低因為傳輸距離比較長而造成的損失和能源消耗。同時還可以有效地減少無線通信發射的功率，由此可知，這種通信接入技術比較應用于雙向數據和圖像傳輸。
2無線通信技術在電力系統的應用
2.1無線通信技術在電力輸配電系統中的應用
在電力系統中，有關狀態信息的搜集和控制命令的發送主要是將輸變電無線與光纖集成通信系統放置在網絡通信層；變電站的中心站主要是通過電力特種光纜與部署在輸電線路桿塔上的遠端單元進行相互的連接，其中中心站還可以通過鏈式自組網的模式來有效地實現它們之間的通信，并且可以通過利用輸變電中心站設備和遠端單元有效連接的無線與光纖集成通信系統，這樣就可以實現底層終端信息的匯總和采集。此外，還可以利用遠距離傳輸的方式將信息進行匯集到輸變電系統主站中。在電力系統中運用輸變電的時候，可以有效地采用分布式中心站與鏈式組網兩者相互相結合的方式，這樣就可以更加充分地利用輸電線路光纜資源，從而就可以有效地實現光纖與無線組合網絡之間的通信。由于在電力系統中應用配用電的時候，它需求不同，這樣就需要促使系統具備智能化的鏈路傳輸能力，并且系統還需要具備流量實時監測技術，從而就可以有效地實現系統性能的動態感知。除此之外，在對系統進行實際的監控和測量的時候，要對流量控制技術進行具體的分析和研究，從而才能使鏈路傳輸能夠有效地適應網絡系統的變化。在配用電應用的過程中，需要很大的終端數量，同時由于基站系統承受的壓力比較大。所以系統在運行的過程中就需要具備海量終端，并且還要有一定的接入能力。除此之外，在利用調度算法對基站系統進行運算中還需要對終端用戶進行數據傳輸的監測。
2.2無線通信技術電力系統內部管理中的應用
在發電企業，內部管理工作是非常重要的，首先無線通信技術可以有效地實現遠距離延伸，其中有一些管理人員在異地出差，這樣就不能連接電廠設備的實際情況，他們可以通過利用SIM卡和GPRS網絡掌握電廠大型設備，例如：高壓變頻器等的運行參數，這樣就可以方便電廠內部的管理，也有效地解決了距離遠的問題，同時也為電廠節約了資源和成本。然后電廠設備如果在運行的過程中，發生了以外的事故，可以起到應急的作用，保證電廠通信網絡正常的運行?？梢詫崿F小范圍的覆蓋，對于電廠、變電站等區域，應該考慮采用無線通信系統進行語音網、數據網的無線覆蓋，在業務流量需要不是特別大的地方應用這種方式，這樣就減少了電廠線路的布局，從而也方便管理人員對電廠內部進行管理。
2.3無線通信技術在電力通信系統中的應用
無線通信網絡的研究對象在電力系統中的發電、送電、變電、用電等等一切與電相關的信息和環節，而無線通信技術就是對這些環節的整合，從而保證發電行業的自動化發電和電力生產、輸送都更加安全經濟。同時無線通信技術可以采用高壓骨干網架進行遠距離、大容量以及低損耗輸送，這樣就促進了電力系統的可持續發展。除此之外還可以有效地實現不同單位、機構以及裝置的實時監測。
2.4無線通信系統在電力終端系統中的應用
1無線通信傳輸層協議研究的現實情況
與以往的通信方式相比，無線通信在快速部署和便捷接入上具有很大的優勢，但是其主要阻礙在于信道的可靠性較低，在某些特殊場景中具有較高的延遲率和丟包率，利用無線網絡傳輸層協議能夠實現數據傳輸的可靠性。節點會以相對較低的速度進行轉移，一旦檢測到有數據丟失現象，它還會對數據進行備份。其在傳輸過程中，中間節點還會為接收到的報文進行緩存處理，通過多次重復手段成功接受報文，即RBC協議具有多重ACK機制。據此可以證明，上述兩協議適用于兩節點之間直接相連的傳輸情況，從智能終端到戶內網關和數據融合中實現有效接入。因此，我們可以針對自組織結構對無線通信網絡進行設計，并實現協議的高效傳輸。為無線傳感器網絡專門設計的TCP協議的應用是基于SACK報文依照傳輸路徑回溯給源節點的主要手段。它能夠對回溯傳播路徑的節點做檢查，但是它會延長數據的傳送時長，并造成流量的增多，導致無線網絡傳輸負載過重的問題，造成網絡的擁堵，引起連接吞吐量的急劇下降。對此，我們一定要提高數據的完整性，不斷提高系統傳輸的實效性，對傳輸層動態機制設置保障。
2動態附加傳輸通道保障機制的描述
物聯網無線通信傳輸機制會出現傳輸層數據堵塞的現象，進而導致丟包加速遞增。如果當前的數據傳輸連接通道為S（V0，VDAPi），V0作為數據的源節點，那么VDAPi則是匯聚目的的節點，它可以通過任意一個DAP匯聚點與AMI系統接入。一旦to傳輸時刻出現擁堵現象，那么其節點也會通過自檢手段發現源數據，使其逐步累積，并開始丟棄，直到擁堵點后向節點在未拆除區域同源數據的消失為止。此時，節點Vi和Vj就可以對連接通道堵塞的情況進行單獨分析，從而快速啟動多動態附加通道保障制度。物聯網無線通信傳輸層動態通道保障機制主要采用的是漂白技術，節點Vi和Vj會沿著以往的傳輸通道回溯到向源和目的節點之中，S（V0，Vi）以紅色著色，S（Vj，VDAPi）則為藍色，并將其定義為永久色，不會出現褪色現象。然后，Ag-Red再從Vi出發，Ag-blu則從另一端出發，沿著自身的復合量數據進行探究，選取最佳的附加通道。想要實現通道傳輸的高質量特性，避免出現抖動，使其性能達到最佳，器在整個傳送的過程中一定要保證好復合量度，并由殘余帶寬進行接收，將具體公式運算到其中：物聯網無線通信傳輸層動態通道保障機制還運用了二類器，使其與二類通道成功建立了保證DSTC算法較高成功率的手段，并進一步分析了該算法的時間復雜情況。通過兩級嵌套過程的建立，避免節點出現多次訪問現象。
3系統結構分析和數學模型的建立
社會發展和國民經濟的信息化，人們開始在傳統的工作方式、商貿方式、思想交流方式、管理模式、金融方式、醫療系統、文化教育方式、以及生活消費方式等上開創新的信息化開展。從制造材料，從最開始應用短波頻和電子管技術到MTS系統，到20世紀50年代的UHF450MHZ，到過渡至半導體，70年代的800MHZ，至現如今的適應于移動數據、移動多媒體運作和移動計算機，通信技術也從單純的主要運用于軍事應用擴大至現在的個人通信業務。第三代移動通信正式崛起，向全球標準化發展。
無線通信技術信息溝通的靈活性，以及其在全球無縫覆蓋的特性，使其成為當今世界最具競爭力的通信方式。目前的無線通信技術根據其傳輸的距離大致可以分為以下四種：WPAN、WLAN、WMAN、WWAN。長距離的無線接入技術代表有GSM、GPRS、3G，短距離的無線接入技術大致包括WLAN、UWB等。當前的主流無線通信技術還是以OFDM+MIMO為核心的通信技術，以B3G、WiFi、WiMAX、WMN等四種為主。除了這幾種逐流無線通信技術外，還存在著IrDA、RFID、UWB、Bluetooth、集群通信等短距離內的通信技術和MMDS、LMDS、衛星通訊、點對點微波等長距離通信技術。而我國現無線通信技術還是以中國聯通和中國移動兩大公司所提供的2G業務服務為主，主要包括的是人們所熟知的語音、電子郵件、數據、網頁瀏覽等，電信企業也推出了3G無線網絡TD-SCDMA，在接入方面，多個用戶可以通過WLAN技術實現Internet共享的高速接入。高接入速率的無線技術在我國還停留在技術研究階段，沒有實質性進展，在這一方面，自主知識產權的無線通信技術還需大規模發展。在網絡應用上，大中城市的使用率和覆蓋率還需要大力提高，特別是高速無線接入的應用。
21世紀的通信技術還處于關鍵的轉折期，現目前的無線通信邁入大規模發展階段，呈現向寬帶多媒體和數據領域轉變的態勢，在未來的十年內，無線通信技術還將朝著分組化、個人化、綜合化、分組化、多元化飛速發展。就目前看來，無線通技術的發展十分火熱，正以向高寬帶、大范圍快速躍進。將來，無線通信領域還可能會出現對無線通信產業有著更加強大推進作用的新技術。但就目前來看，對于無線通信技術，我們應有一個科學理性的態度正確把握，我們對寬帶無線接入技術發展應該有一個理性的態度和科學的把握。無線通訊技術走向趨勢呈現出一下幾個態勢：
首先，就目前的通信領域來看，無線通信技術使用區域、技術特點、和接入速率存在一定的分化，在未來的發展中，各種通信領域的互補性會更加明顯。如現在人們比較熟悉的WLAN、3G、UWB等，在互補效應上會更加成熟。WLAN更利于結局中等舉例的較高數據接收，3G則更加適應強漫游和廣域無縫覆蓋的移動需求，而UWB則以低發射率、高傳輸速率、抗干擾能力強、結構簡單和安全性高的為優勢，可幫助實現短距離的高速無線連接。未來的無線網絡將是一個綜合一體化的系統，各種無線通信技術各自發揮作用，大范圍來看，3G或者超3G技術將成為該領域主導，而UWB、WLAN等技術則因各自不同的技術特點在相應的區域和覆蓋范圍內，與3G形成有效互補。因此，我們應當在各種無線的接入和組網的一體化，以及接入手段的多元化上做進一步的嘗試和推進發展，更加利于實現不同客戶群的需求，實現業務多元化和市場的細化，進一步平衡移動通信的發展狀況，同時也達到合理規劃無線通信網絡和資源有效配置及利用的目的。將無線通信技術演變成為推動社會市場經濟發展的強大動力。
第二，單純從公眾移動通信的發展來看，3G已成為現目前全球移動網絡發展的趨勢。歐美發達國家早已不采用以發展用戶數量的模式來實現利潤的增長，他們更希望可以通過3G網絡搭建更大、更廣、更全面的業務平臺。就這方面，他們的經驗值得我們借鑒。據GSMA和CDG的數據顯示表明，目前全國已有超過86%的運營商已提供了3G服務，全球3G用戶已高達11.6億。動態觀察顯示，3G走勢還在繼續上升。新興經濟體系為3G發展所作出的重要貢獻已被普遍認可。據調查，僅2010年上半年，全球3G用戶的增長率就高達37%，其中中國是94.1%。有機構作出這樣的預測：今年全球將會有一半以上的3G手機用于新興市場。3G商務網絡部署的啟動，也在一定程度上給我們以提示，培育新興的移動市場將是移動業界所面臨的巨大機遇之一。
第三，信息業下一步的發展方向必然是以適應個人商務、工作的，移動IP的信息個人化將成為重要技術手段之一，IP應用載體多元化、移動IP技術逐漸被人們所關注，這預示著無線通信技術與IP技術的組合也是未來通信技術的發展趨勢之一。鑒于技術、市場需求和技術上的要求，融合異構網絡的鏈接，已經很有必要。網絡的融合可以體現在接入網、核心網、業務和終端的融合等。不同的網絡接入需要起協同工作作用的無線漫游存在，具有重配置的能力也就成為未來通信終端所必須具備的，也就是通信與計算的融合體。通信終端不在需要用戶的干預操作，即可根據客戶需求，綜合分析，匹配多種無線網絡的接入，實時監測網絡服務情況，自動完成網絡檢測感知和選擇、軟件下載升級更新等工作，集合IP業務和非IP業務，語音、數據和圖像等的綜合，多MAC接入，無線傳輸的綜合，服務模式的選擇等等。
艦載無線通信設備通用測試診斷專家系統體系結構。被測無線通信設備通過射頻檢測線纜連通系統中的接口模塊后，測試診斷管理模塊依據系統提供的來自專家數據庫的典型故障特征程序集所需的待測信息項，通過射頻矩陣切換單元控制接口電路，選通測試診斷模塊中的虛擬測試儀表，采集被測設備當前狀態的信息數據，并將測試結果傳輸到測試診斷管理模塊，與專家數據庫提供的典型故障特征進行比對和邏輯推理，根據特征相似度鎖定故障類型或故障范圍，從而實現對故障進行診斷和定位的功能。邏輯推理方法是專家系統設計的關鍵，該系統的邏輯推理采用基于規則的精確推理和模糊推理相結合的方法設計。基于規則的精確推理主要是把專家數據庫中與無線通信設備性能指標和故障案例有關的專家知識進行形式化描述，形成系統規則數據庫，運用相關算法進行故障診斷和推理。基于模糊的推理規則是根據對關鍵信號參數的測試，推測計算出故障隸屬度數值。首先通過研究被診斷設備，確定故障征兆和故障原因，并對其采用適當的方法進行模糊化和反模糊化處理，即確定隸屬函數的表示形式;其次是根據事前的歸納和搜索或通過該領域的專家，總結出故障征兆和故障原因之間的邏輯關系，并建立模糊規則庫;最后是采用模糊推理方法建立模糊推理機，以完成根據故障征兆進行模糊診斷推理的全過程。
2系統硬件設計
專家系統硬件包括嵌入式控制核心模塊、測量切換矩陣模塊、標準接口模塊、總線控制模塊、數控電源和電源管理模塊、人機界面模塊，以及由測試儀器設備構成的測量模塊和連接被測無線通信設備的通用射頻測試電纜等組成。嵌入式控制核心模塊是系統的主控單元，以ARMMICRO2440A核心板為基礎，嵌入了WINCE操作系統，并基于LabView開發了系統主控軟件，實現對整個系統的控制與管理。測量切換矩陣模塊以TMS320F28335數字信號處理器為核心，通過GPIB/VIX總線控制各種虛擬測試儀器，對采集到的信號數據進行運算和解析，并將解析后的數據上傳給主控單元進行對比分析。標準接口模塊提供LAN、USB、串行、GPIB、VXI等多種接口，通過切換矩陣來控制其中的射頻同軸開關、可調衰減器、功率探測器和濾波放大器等接口電路。測量模塊包含綜合測試儀、矢量分析儀、頻譜分析儀等測試儀表，用于采集所需的信號數據。總線控制模塊通過RS232和1394接口實現主控單元對系統各部件的控制。數控電源和電源管理模塊對系統供電進行智能化控制和管理。人機界面模塊通過LCD屏實現專家對系統的操作和人機交互。
3系統軟件設計
系統軟件設計運用VC/VC++高級語言和NI公司的LabView，開發了故障測試診斷程序集、故障診斷專家知識庫與設備信息數據庫，以及儀器驅動程序集等軟件系統。
3．1故障測試診斷程序集
測試診斷程序集軟件由設備整機測試軟件和單板測試診斷軟件組成。整機測試程序根據診斷數據庫提供的信息以樹型方式顯示功能檢測項，當用戶選擇測試項后，系統依據測試診斷數據庫中定義的測試流程完成測試并將測量結果和診斷數據庫中的有關數據相比較，從而確定待測設備是否存在故障。單板診斷程序內部包括單板的各種信息注冊表，該表將單板具有的所有特征信息組織在一起，可以直觀顯示單板中各元器件的型號參數等信息，在故障診斷過程中能以文字和圖像突出顯示的方式指導操作人員進行測試探頭或夾具的定位，并能對故障診斷結論中的失效元件在實物圖像上閃爍顯示，使測試操作生動直觀，診斷結果一目了然。
3．2故障診斷專家知識庫與設備信息數據庫
故障診斷專家知識庫包括與整個診斷軟件運行相關的專家診斷數據信息(如通信設備故障判別準則信息、檢測參數指標、失效判據信息、檢測部位－失效類型－失效判據－檢測方法邏輯對照信息、故障預測結果、故障預測報告、歷史維護記錄、系統預設信息、代碼信息等)，全面反映通信設備及各板件的累計使用情況、歷次維修情況、當前健康狀況、損傷殘留及待查隱患、任務能力評估以及預定的維修安排等，用來支持推理機根據檢測數據對通信系統、子系統和設備板卡當前檢測狀況的變化做出正確的認定。設備信息數據庫包括實時數據庫和關系數據庫，實時數據庫用來裝載來自接口適配器的實時檢測數據，關系數據庫用來裝載通信裝備整機及單板的型號、廠家、出廠日期、性能指標等基本屬性信息表。
3．3儀器驅動程序
VXI總線即插即用(VPP，VXIplug＆play)儀器驅動程序規范規定了儀器驅動程序開發者編寫驅動程序的規范與要求，側重于儀器的互操作性，可使得多個廠家儀器驅動程序共同使用，增強了系統級的開放性、兼容性和互換性。VPP規范提出了兩個基本機構模型，第一個模型是儀器驅動程序的外部接口模型，它表示儀器驅動程序如何與外部軟件系統接口，外部接口模型包括函數體、交互式開發接口、程序開發接口、VISAI/O接口和子程序接口，第二個模型是內部設計模型，它定義了儀器驅動程序函數體的內部結構，使用一些部件函數共同實現完整的測試和測量操作。
4主要技術指標
1)測試頻率范圍:1～500MHz。2)測試功能:頻譜分析、頻率/功率測量、信號激勵、時域波形分析、基本電參量測量、音頻信號分析、通信誤碼測試。3)測試速率:不小于50Mb/s。4)系統支持:VXI、PXI和LXI總線技術。5)系統軟件:LabView、VisualC++。6)支持通信接口類型:GPIB接口、標準并口、RS232串口、LAN口、1394接口。7)電源及功耗:AC220V±10%、功耗不小于2kW。8)環境適應性:工作溫度:－10～50℃，存儲溫度:－25～70℃。
5主要功能
5．1自治測試功能
系統提供序列化自動測試功能。以收信機為例，待測設備加電后，即可通過數據采集模塊采集必要的數據，如電壓、阻抗、頻率甚至波形信號等，經過信號分析模塊通過對測量的各種數據進行分析和處理完成對整機的診斷，如果整機診斷結果顯示有故障，故障診斷模塊會該將故障定位到某個板件，并在顯示設備中顯示相關結果，指導下一步的單板檢測操作。單板檢測需要將設備中板件卸下，插入系統的接口模塊，通過寬帶可控信號源模塊產生板件檢測所需要的電源、高頻信號、邏輯信號等相關工作數據，并傳送給板件，在故障診斷模塊的控制下進行故障的分析診斷，可將故障定位到某級電路，甚至元器件，并通過顯示設備顯示測試診斷結果。
5．2故障診斷功能
系統通過不斷的采集被測試設備的信息獲得檢測信號，通過信號處理得到設備特征信息，并與故障診斷專家知識庫中的設備允許參數進行對比和一系列邏輯推理，快速找到最終故障或最有可能的故障位置，然后由用戶來證實并形成診斷決策，最后建立維修方案并對設備進行維護和維修。
6結語
1.1傳輸距離較遠、速度較快
基于城域網的無線通信技術的建設采用的技術有兩個，一個是OFDM技術，另一個是自適應編碼技術。通過這兩種技術可以實現無線網絡的高發射功率和高信道利用率，網絡覆蓋范圍廣，在科學條件的檢驗下，有效覆蓋達到50000米，網絡最高的接入速度能夠達到75Mbps，相比較于之前的無線局域網，無線城域網的傳輸速度是其300倍。
1.2廣泛的多媒體服務
基于計算機城域網的無線通信技術自身特有無線的優勢，可以向人們提供面向連接，服務實現多媒體化，以QoS保障完善的電信高級別技術服務，能夠滿足使用者多樣化的各種多媒體需求。
1.3性能優良的終端接入功能
基于計算機城域網的無線通信技術有許多網絡接入方式，并且能夠使用有線網絡來實現無線功能的擴展，包括利用當下熱門的WIFI熱點接入的方式進行網絡信號的連接。這幾種方式都以覆蓋網絡信號范圍廣泛，信號強度大等優點被人們廣泛利用。基于計算機城域網的無線通信技術也可以實現寬帶接入的最后一公里的網絡信號，不需要借用傳統方法的有線通信線路，將快速的網絡信息接入用戶，實現了高速的信息傳遞，提高了人們的使用效率。
1.4低廉的建設成本
高性價比在建設成本的計算上，城域網大大低于無線通信服務。無線通信服務相比較，城域網的功能保障的安全性能和靈活性其卻更高，兼容性也更強。建設成本低，性能卻更完善，因此基于計算機城域網的無線通信技術就有了高性價比的特點。
2基于城域網的無線通信技術的關鍵技術研究
基于計算機城域網的無線通信技術以WiMAX為支持技術，這項技術是根據IEEE802.16的精確標準制定。它擁有多種關鍵技術，其中包括網狀體系結構、多載波調制技術和無線安全技術以及QoS支持服務質量等。網狀體系結構對于MAC層業務結構與消息作出特定的規范，這種節結構可以允許多節點的多點之間的無線連接，這就為網絡傳輸提供了多樣化的網絡搭配以及更強的兼容性。多載波調制技術是城域無線網絡中的另一關鍵技術，它可以具體分析環境的不同，根據環境來進行不同的自適應選擇調試方式。更近一步來說，WiMAX技術可以分為三種不同的調試方式，他們分別是單載波方式和256載波正交頻復用方式（OFMD）以及一種可以實現多用戶分接的2048載波（OFDMA）方式。這些方式有所不同，在使用時應有所區分。在出現特殊需求的時候，一般應該使用單載波方式，想要增大數據的傳輸能力和傳輸速度時，可以把傳輸信號調整制做到256個子載波上，然后通過256載波方式對信號進行傳輸，在此基礎上想要實現對特定用戶的信號需求，就需要使用2048載波方式，來實現面對多個用戶的同時復接。在特殊情況或者是環境發生改變的情況下，自適應編碼技術協同MAC層和物理層的附加功能就能夠保證在外部環境改變的條件下不改變網絡，能夠有效保證網絡的運行經過最佳的調試。有些傳輸技術的不同會產生不同的信號標準和要求的傳輸以及寬帶分配，支持QoS就能夠做到在MAC層加入面向連接的傳輸方式，實現上述要求。這項技術也能夠將語音和視頻的延遲時間降到最低。
3WiMAX通信技術的應用
WiMAX通信技術擁有眾多技術不具備的新的技術特點，現今應用最廣泛的就在于實現運營商的城域網無線通信的鋪設上。具體來說WiMAX通信技術的功能可以分為兩個大方面，第一方面是將其作為一種補充，彌補現存的有線寬帶接入方式，解決終端連接的問題，廣泛的增大無線通信網接入的范圍，使其接入方式具有靈活性的特點；另一個方面是將WiMAX通信技術直接作為城域網無線通信技術進行網絡區域的覆蓋，以此來彌補WIFI技術，這一方面可以對城市建設區域進行網絡無線覆蓋。具體如下：有些地方環境差或者有線網絡接入比較困難，例如某些城市的建造區、新開發的偏遠郊區、人口稀少網絡信號傳輸差的技術弱的山區，再或者是網絡普及較差的農村地區，在這些地方就可以直接將WiMAX通信技術直接應用，接入終端，在保證網絡質量的基礎上降低成本。WIFI熱點覆蓋區域有限，可以通過WiMAX通信技術彌補覆蓋區域的不廣泛，在網絡熱點之外使用WiMAX通信技術，來連接整個無線通信網絡。
4總結
我國相關行業主管部門高度重視5G技術的發展，2013年2月，由工業和信息化部、國家發展和改革委員會、科學技術部聯合推動成立了IMT-2020（5G）推進組，其組織架構基于原IMT-Advanced推進組，成員包括中國主要的運營商、制造商、高校和研究機構，是聚合中國產學研用等各方力量、推動中國第五代移動通信技術研究和開展國際交流與合作的主要平臺。目前，各大主流通信廠商和研究機構都紛紛提出了5G的技術方案，這些方案的技術思路和側重點都各不相同。本文對各種技術進行了梳理，將5G的關鍵技術分為4個類別進行闡述，即新型多天線傳輸技術、高頻段傳輸關鍵技術、密集網絡關鍵技術和新型網絡架構。
1新型多天線傳輸技術
隨著通信產業的發展，頻譜資源日益稀少，因此，提高頻譜利用率成為未來通信技術發展的重要方向。在這種背景之下，基于大規模天線陣列（LSAS：LargeScaleAntennaSystem）和大規模MIMO（MassiveMIMO）等通信技術被相繼提出。其中，利用LSAS技術可以帶來巨大的陣列增益和干擾抑制增益，使小區總的頻譜效率和邊緣用戶的頻譜效率得到極大的提升。同時，LSAS技術還可以實現對空間位置的劃分，利用空分多址，同時服務多個用戶。目前，在LTE及LTE-Advanced（Rel.8/9/10/11）中，已經推出了對MIMO天線的諸多增強性改進，用以滿足對小區容量和下載速率增長的需求。但是，在LTE-Advanced中，基站下行最大只支持8根發送天線，其對于性能的提升還是十分有限的。在未來的5G中，將引入有源天線技術（AAS：ActiveAntennaSystem），通過這一技術，將更容易實現小區基站上MassiveMIMO的部署，從而實現3D波束成形，相關技術可以顯著增加系統容量，滿足日益增長的數據業務需求。
具體而言，當前LTE基站的多天線只在水平方向排列，只能形成水平方向的波束，并且當天線數目較多時，水平排列會使得天線總尺寸過大從而導致安裝困難。而5G的天線設計參考了軍用相控陣雷達的思路，目標是更大地提升系統的空間自由度。基于這一思想的LSAS技術，通過在水平和垂直方向同時放置天線，增加了垂直方向的波束維度，并提高了不同用戶間的隔離（如圖1所示）。同時，有源天線技術的引入還將更好地提升天線性能，降低天線耦合造成能耗損失，使LSAS技術的商用化成為可能。由于LSAS可以動態地調整水平和垂直方向的波束，因此可以形成針對用戶的特定波束，并利用不同的波束方向區分用戶（如圖2所示）?；贚SAS的3D波束成形可以提供更細的空域粒度，提高單用戶MIMO和多用戶MIMO的性能。同時，LSAS技術的使用為提升系統容量帶來了新的思路。例如，可以通過半靜態地調整垂直方向波束，在垂直方向上通過垂直小區分裂（cellsplit）區分不同的小區，實現更大的資源復用（如圖3所示）。
2高頻傳輸技術
由于各類無線通信和無線應用的快速發展，各國的低頻段頻譜資源都已經十分緊張，很難找到適合5G技術應用的新頻段。同時，為了保證5G技術所需要的更大傳輸帶寬，各種射頻器件也勢必要調整到更好的工作頻率上。因此，未來5G技術須向高頻段擴展，尤其是毫米波頻段，該頻段頻譜資源豐富，具有連續的大帶寬，可以滿足短距離高速傳輸的需求。
目前，各大通信企業和研究機構都在積極進行相關研究工作。例如，韓國三星公司已經對28GHz和37GHz頻段的信道傳播特性進行了信道測量，并研發了基于28GHz頻段的系統設備樣機，經過實地驗證，樣機已經達到了1Gbit/s的下載速率，證明了高頻段在移動通信特定場景下應用的可行性。但是，由于電磁傳播的特性，高頻傳輸目前還面臨很多實際的困難。由于空氣的吸收作用，頻段越高的電磁波路徑損耗越大。例如，60GHz的電磁波路徑損耗要比5GHz的電子波高出20多個dB。同時，高頻段傳輸以直射路徑為主，繞射能力較差，當基站與用戶間的直視徑受到阻擋，傳輸性能將顯著下降。另外，高頻段器件的技術難度較大，相關工藝還不成熟，因此，高頻段相關器件較少且價格較貴，給高頻段通信帶來很大的技術挑戰。
3密集網絡技術
為應對未來持續增長的數據業務需求，采用更加密集的小區部署將成為5G提升網絡總體性能的一種方法。通過在網絡中引入更多的低功率節點可以實現熱點增強、消除盲點、改善網絡覆蓋、提高系統容量的目的。但是，隨著小區密度的增加，整個網絡的拓撲也會變得更為復雜，會帶來更加嚴重的干擾問題。因此，密集網絡技術的一個主要難點就是要進行有效的干擾管理，提高網絡抗干擾性能，特別是提高小區邊緣用戶的性能。
密集小區技術也增強了網絡的靈活性，可以針對用戶的臨時性需求和季節性需求快速部署新的小區。在這一技術背景下，未來網絡架構將形成“宏蜂窩+長期微蜂窩+臨時微蜂窩”的網絡架構（如圖4所示）。這一結構將大大降低網絡性能對于網絡前期規劃的依賴，為5G時代實現更加靈活自適應的網絡提供保障。
與此同時，小區密度的增加也會帶來網絡容量和無線資源利用率的大幅度提升。仿真表明，當宏小區用戶數為200時，僅僅將微蜂窩的滲透率提高到20%，就可能帶來理論上1000倍的小區容量提升（如圖5所示）。同時，這一性能的提升會隨著用戶數量的增加而更加明顯?？紤]到5G主要的服務區域是城市中心等人員密度較大的區域，因此，這一技術將會給5G的發展帶來巨大潛力。
當然，密集小區所帶來的小區間干擾也將成為5G面臨的重要技術難題。目前，在這一領域的研究中，除了傳統的基于時域、頻域、功率域的干擾協調機制外，3GPPRel-11提出了進一步增強的小區干預先部署的小區臨時部署的小區擾協調技術（eICIC），包括通用參考信號（CRS）抵消技術、網絡側的小區檢測和干擾消除技術等。這些eICIC技術均在不同的自由度上，通過調度使得相互干擾的信號互相正交，從而消除干擾。除此之外，還有一些新技術的引入也為干擾管理提供了新的手段，如認知技術、干擾消除和干擾對齊技術等。隨著相關技術難題的陸續解決，在5G中，密集網絡技術將得到更加廣泛的應用。
4新型網絡架構
未來的5G網絡必將是多種網絡共存的局面，融合多種通信方式將成為一個顯著的特點。由于移動通信網絡的演進特性，未來的網絡將包括3G、4G以及WLAN網絡等多種制式，是無縫、異構、融合的網絡。因此，未來5G將形成蜂窩與Wi-Fi融合組網的新型網絡架構，可以有效利用非授權頻段實現業務分流。
另一方面，隨著移動通信業務量的不斷增長，基站所承擔的業務量和計算量也越來越大。為了減輕基站壓力，提高傳輸速度，D2D（DevicetoDevice）網絡的概念被提出。目前，在LTERel-13中已經開始討論D2D技術，未來也將成為5G中的關鍵技術。D2D技術即終端直通技術，指終端之間通過復用小區資源直接進行通信的一種技術。D2D技術無需基站轉接而直接實現數據交換或服務提供（如圖6所示），可以有效減輕蜂窩網絡負擔，減少移動終端的電池功耗、增加比特速率、提高網絡基礎設施的魯棒性。然而，在蜂窩通信系統與D2D通信系統融合的系統中，網絡需要決定何時啟用D2D通信模式，以及D2D通信如何與蜂窩通信共享資源，是采用正交的方式，還是復用的方式，是復用系統的上行資源，還是下行資源，這些問題也增加了D2D輔助通信系統資源調度的復雜性。
此外，隨著物聯網技術的飛速發展，未來網絡中不僅有人與人的通信，還將產生大量機器與機器（M2M）通信。隨著M2M終端及其業務的廣泛應用，未來移動網絡中連接的終端數量會大幅度提升，會引起接入網或核心網的過載和擁塞，這不但會影響普通移動用戶的通信質量，還會造成用戶接入網絡困難甚至無法接收入。因此，如何優化網絡，使之能適應M2M應用的各種場景是未來M2M需要解決的關鍵。目前確認的方案包括以下幾種類型：接入控制方案、資源劃分方案、隨機接入回退方案、隨機接入回退方案、特定時隙接入方案、Pull方案等，另外，還有針對核心網擁塞的無線側解決方案。
5結語
本系統主要由STC89C52、飛思卡爾系列單片機K60、GSM通信模塊、傳感檢測模塊機電機控制模塊等部分組成?？刂撇糠直驹O計中采用雙CPU的設計方案，分別用飛思卡爾公司的kinetis系列單片機K60和STC89C5C單片機。K60單片機主要用來采集傳感器數據和控制舵機。STC89C52單片機主要是用來控制GSM發送短信息以及驅動步進電機STC89C52RC是一款高性能、低損耗的8位可編程微控制器，512字節的RAM、8K字節FLASH、32位雙向IO口、全雙工串行口、3個16位定時器/計數器，基友EEPROM及看門狗功能。同時，具有在線編程的功能，可是讓使用者方便調試程序的可行性。ISP（在系統可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數秒即可完成一片。在正常使用是P0口需要接上拉電阻，這時候P0口為準雙向IO口。STC89C52RC的P3口比較特殊，它既可以當做通用IO口來使用也可以采用其第二功能來使用。K60單片機是一款高速、高性能、低損耗的微控制器，該單片機是飛思卡爾公司推出Kinetis系列微處理器的一種，該系列微處理器是以ARMCORTEXM4為核心的32位微處理器。Kinetis系列微處理器基思卡爾公司先進的閃存技術（TFS）和先進的Flex存儲功能，可以達到超過1000萬次的擦寫，該系列單片機具有非常強大的數據處理能力、該單片機擁有眾多的引腳，并且很多引腳都具有復用引腳，可以通過配置寄存器來實現相應的功能，大致可以分為通用IO口（GPIO）模塊、定時器模塊、異步串行通信模塊、模擬量(A）和數字量（D）相互轉換模塊、SPI模塊、I2C模塊、CAN等模塊。圖2為K60單片機及接口電路。通信模塊GSM模塊是集射頻信號和基帶信號于一體的通信傳輸模塊，特別適合遠距離數據傳輸、該模塊符合標準通信傳輸協議、通過AT指令可以實現短信傳輸、撥打電話等服務。本系統采用TC35模塊來實現收發短信，以此來實現終端的控制，達到智能控制的目的本系統中TC35模塊通過串口與單片機連接，其接口電路如圖2所示。TC35模塊的TXD、RXD通過RS23與STC89C52RC單片機的RXD、TXD連接，以此來實現通過單片機來控制短息收發來達到遠程控制和報警的目的。GSM模塊與單片機連接，進行串口通信，GSM模塊的TXD、RXD分別與單片機的RXD、TXD相連，并且經過電平轉換，電平轉換有MAX232進行。在GSM模塊與單片機連接時要等待一段時間，GSM模塊注冊完成后，單片機才能通過程序來控制GSM模塊發送短信，在通信時要注意波特率要一致，否者通信不正常，GSM模塊不能正常發送短信。執行部分檢測部分主要由MQ-2煙霧傳感器、MQ-7一氧化碳傳感器、火焰傳感器、雨滴傳感器、溫度濕度傳感器、ULN2003步進電機驅動芯片、紅外傳感器、MOC3041光耦、BTA16可控硅等組成。電源系統本設計采用LM2940來做5V穩壓，由于K60單片機供電電源為3.3V，所以系統設計中還要有3.3V電源，設計中采用了AMS1117穩壓芯片，電路見圖3所示。
2軟件設計
當電源上電后，程序開始初始化，各個模塊開始測量數值，單片機開始讀取各個模塊采集回來的值，并通過液晶顯示回來，比較各個模塊采集值與閥值的大小，當超過閥值時，通過GSM短信報警。其程序流程圖如圖4所示。
3總結
1LTE無線通信技術
LTE是LongTermEvolution的簡稱，主要將其看作3G向4G演變的一種新型的通信系統，替代了傳統的2G/3G的通信系統。以OFDM以及MIMO等技術為核心的LTE無線通信技術，具有較高的下載能力，同時還能夠哎20MHz的頻譜寬帶上提供上下行分別為50Mbps、100Mbps的高峰值速率。除此之外，該技術還可以使邊緣用戶的性能得到提升、使系統的延遲性得到降低。由此可見，LTE無線通信技術和傳統的通信技術相比，其存在的諸多優勢能夠極大的滿足現階段物聯網發展過程中的各項需求。
2LTE無線通信技術與物聯網技術的結合
在物聯網的主流業務模型中，有各種類型的業務、數據包頻庫、屬性、終端密度等等，但是物聯網的數據模型和QQ一樣，模型較小、頻率較高，因此極易使網絡資源出現浪費的現象，從而導致網絡效率較低，這一現象對物聯網的發展產生了極大的阻礙。面對該種情況，LTE無線通信技術與物聯網的結合就顯得尤為重要。兩項技術相互結合有著重要的意義。一方面，和傳統通信技術不同，LTE無線通信技術作為發展的新型技術，LTE的終端在LTE與物聯網技術相結合以及創新過程中發揮著非常重要的作用，而且物聯網的各項應用要想得到快速發展，需要借助LTE技術終端的普及和推廣來實現。另一方面，隨著信息技術的快速發展，物聯網信息的種類以及數量等都在不斷增加，因此需要分析的數據量也在隨之上升。與此同時，各種異構網絡或者是兩個以上系統之間的數據融合問題以及如何更加合理、有效的處理、整合數據信息等問題都成為物聯網現階段面臨的重要難題。但是在這個LTE無線通信技術發展的時代，與物聯網技術的相結合，可以更好的解決這一問題。對于物聯網感知層面而言，LTE終端不僅需要對LTE天線以及LTE射頻分別與射頻識別、定位系統等技術進行研究和分析，還需要對LTE基帶與射頻識別基帶的多模集成技術進行研究。在這些方面，LTE無線通信技術發揮著重要的作用。對于物聯網的網絡層面而言，2G/3G、WIFI以及有限網絡是現階段應用最為廣泛的傳輸技術。因此，在LTE終端中，重點則是對無線傳感器網絡與LTE網絡技術結合的過程進行研究，從而使異構網絡運行更穩定、更快捷。在物聯網的應用層面上，主要是實現物聯網大量信息的存儲和處理，并對數據挖掘、影像智能分析等進行解決和研究。在物聯網的應用中，云計算是解決這寫問題的關鍵所在。因此，將物聯網技術與LTE技術融合，主要是實現云計算技術與LTE無線通信技術的融合，這樣既可以使數據中心具有較高的安全性以及可靠性，還使得互聯網服務便利又廉價，同時達到與LTE終端信息數據共享的目的。兩項技術的結合，就能夠有效避免信息泄露、黑客入侵等情況的發生。
二LTE無線通信技術
在物聯網技術中的應用LTE無線通信技術與物聯網技術的結合中，在物聯網中，需要價格傳感器以及控制器等通過局域網絡來實現傳感器的疊加，通過該種方式將LTE無線通信接入其中，此時大量的數據會通過局域網絡進入到LTE無線通信中，這一過程產生的小規模、大頻率的業務包會對無線網絡造成巨大的壓力。LTE無線通信技術主要是利用OFDM技術將龐大的信息傳輸信道分成若干個小的信息傳輸信道，在高速數據流得到轉換的同時可利用層二調度器實現對無線資源的控制，使得小規模、高頻率的業務包在LTE無線通信的條件下得以實現。此外，在LTE無線通信核心系統因為缺少主動釋放的功能，無法在尚未檢測到信息使就自動對鏈路進行釋放，只有在接受入網消息的情況下，或者是以一定的方式告知核心網后才會實現該功能。LTE無線通信技術與物聯網結合，如果從核心網的角度上看待該項技術在物聯網中的應用。手機作為人們信息、數據交流、溝通和互換的重要手段，在使各項信息進行傳輸之后必須建立無線承載，此時便利用NAS作為消息傳送的媒介，將相關數據向核心網進行傳送，在這一過程中需要建立QCI無線承載來實現信息的傳輸。在數據信息傳送的整個過程中，LTE系統的核心網絡并未建立主動釋放功能，只有在接收到了接入網的消息的情況下，或者是UE通過了NAS的消息通知，才能進行核心網的釋放。如果從接入網方面來看，應該按照核心網的QCI參數設置對新接入的網絡進行設置，而且LTE用戶在進行數據傳輸得不知所措,不知道怎么學習了；（3）部分學習能力強的學生到了大學后,由于環境的改變，沒有高考的壓力，學習也變得懈怠。
三學習適應性對高職高專英語教學的影響
1促進教學方法、教學材料的改革學習
在高職高專實用英語課程中，以能力導向型教學法為基本的指導原則，并不意味排斥其他的教學方法，因為沒有那一種教學法可以解決所有的教學活動中遇到的問題。還可以根據不同的教學活動，有變通的選擇其他教學方法的應用，例如：合作學習語言法、內容型教學法、任務型教學法等，都可以嘗試的應用到教學過程中，也能增強教學活動的趣味性。在教學活動中，相應的教學材料應該承擔起指導、說明的作用：（1）教學材料應該集中體現人際交往能力的培養，表達、談判等實用技能；（2）教學材料應該是易懂的、相互關聯的、有趣味的，特別強調教學材料服務于工作過程整體性原則；（3）教學材料應滿足學生自主學習的要求。內容的過難、過易都不利于學生的自主學習，因此要指導明確，難易適中。
2增強學生的學習自主性
學生是整個教學活動的主體，要激發學生的主觀能動性，可以通過以下幾點：（1）明確學習目標。學生在明確教學任務的基礎上，獨立完成教學活動的所有內容；（2）完善教學材料。在以貼近實際應用的語言環境為依托的教學活動中，學生自主形成評價機制。培養學生獨立自主的學習習慣，自主篩選出工作環境中所使用到的英語語言應用能力，有意識的自我培養；（3）在于他人的交談中，學會使用語言。語言的使用過程是交流的動態過程，不可避免的要與人交流，這樣就創造了一個語言的使用環境，學生應體會語言使用的重要性；（4）學生的廣泛學習。教學活動的時間是有限的，但是教學活動的指導意義是無限的，積極合理的引導學生，在課外廣泛收集工作相關的英語語言是十分必要的。
四結論
