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无线射频识别技术(RFID) 是非接触式自动识别技术的一种,相对于传统的磁卡及IC卡技术,具有非接触、阅读速度快、无磨损等特点。下面是读文网小编带来的关于无线射频识别(RFID)技术的应用论文的内容,欢迎阅读参考!
浅谈无线射频识别技术在医院临床的应用
无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是一种新兴的、非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取数据信息,利用射频方式进行非接触双向通信,以达到识别,无须人工干预、自动识别目标对象并获取相关数据,可在任何恶劣环境中工作,并可同时识别多个目标对象。由于RFID技术具有操作快捷方便、使用寿命长、远距离读取、加密标签数据、存储数据容量大、支持写入数据、抗污染能力和抗干扰强、防水、防磁、耐高温等优点,目前已广泛应用于火车监控、高速公路自动收费、智能交通管理、门禁系统、金融交易、畜牧管理、仓储管理和车辆防盗等领域。随着RFID技术不断发展和完善,该技术已开始应用于医疗、保健、公共卫生、药品监管[1]、血液、卫生材料、医疗器械的生产、配送、防伪、追溯及远程医疗监控[2]等卫生领域,为医院实现信息化、数字化带来革命性的变化。
1 RFID系统组成
RFID系统一般可分为硬件组件和软件组件两个部分。硬件组件是由电子标签(Tag)、阅读器(Reader)组成,电子标签是一个微型的无线收发装置,其内保存有数据,当读写器查询时它会发送数据给读写器。读写器是一个捕捉和处理标签数据的装置,同时还负责与后台处理系统接口。软件组件包括RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。RFID系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合。RFID中间件是在读写器和后台处理系统之间运行的一组软件,它是标签和读写器上运行的RFID系统软件和在后台处理系统上运行的应用软件之间的桥梁[3]。
2 RFID工作原理及框架
阅读器将要发送的信息,经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送,进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号,卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密,然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令,控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息,经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器,阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理;若为修改信息的写命令,有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压,提供擦写EEPROM中的内容进行改写,若经判断其对应的密码和权限不符,则返回出错信息。
3 RFID在医院的应用
基于RFID的工作原理开发并应用于医院有以下几方面:
3.1 婴儿的保护和识别
人口贩子偷盗新生儿事件时有发生,如果我们利用RFID技术在医院对新生儿进行定位、追踪和身份识别,只要给妈妈和宝宝戴上利用RFID技术特制的电子腕带,一旦宝宝离开了规定活动范围,系统就会自动报警。而且在辖区范围内,能及时确定婴儿的具体位置,能有效防止婴儿在医院内被有意或无意的调换,甚至被盗走,以减少刑事犯罪,回避管理风险。
3.2 医疗器械的管理
医疗器械、卫生材料都是与患者直接相关的用品,管理不善会造成严重后果。如今一些不法分子把一些用过的医疗器械重复的给另一个患者使用,一可以造成交叉污染,二由于重复使用造成器械质量严重下降,给人民群众的医疗安全带来很大隐患。医院利用RFID技术给每件医疗器械增加一个电子标签,进行动态管理,随时跟踪、监测、了解医疗器械的基本信息、使用状况,尤其是植入人体的医疗器械进行定位、防伪,从而达到了对医疗器械规范化、科学化管理。
3.3 药品的管理
药品的管理事关千家万户,其质量要求十分严格。传统管理方式比较复杂,医务人员从调制药品到患者服用或注射的过程中,对于患者的身份、所用药物名称与剂量等也较容易出错,医院利用RFID技术可以轻松解决上述问题,有效地杜绝假冒伪劣药品、用药错误、药品过期等问题的发生[4]。在需要追踪某类产品在流通过程中的状态以及追溯某个环节的责任时,能够更准确、更方便地提供信息,便于迅速采取措施,从而大大提升患者的用药安全,提高工作效率。
3.4 血液管理
医疗机构中的血液管理非常复杂,血液管理涉及采集、运输、存储和使用等诸多环节,由输血引起的安全问题也是触目惊心的。原来在手工模式下很难追踪的事件,医院可以利用RFID技术,全程跟踪记录献血者的信息,采血时间,血液在血库的调入、调出,血液使用者的信息等,从而实现“从输血者到用血者”、“从血管到血管”的跟踪管理,做到实时跟踪血液信息,最大限度地避免风险和消除错误。
3.5 传染病管理
如何有效防治鼠疫、霍乱、SARS、甲型H1N1流感等重大传染性疾病对人类的危害,是医院必须高度重视并着力解决的重大问题。利用RFID技术可记录所有被疑似、确诊患者和相关接触人员的活动区域、路径及时间,掌握其接触史,并在隔离患者欲离开隔离区域时实时提出警告,建立起传染病疫情全程管制,进而防止类似SARS疫情的院内感染问题再度发生。同时,可为各级防疫和行政部门提供及时而准确的疫情信息。
3.6 患者信息和就诊管理
基于RFID技术的一卡通存储患者个人信息和就诊信息,包括患者的挂号、分诊、批价、交费、取药等。另外,医院也通过和银行的联网实现一卡通电子钱包,解决了患者携带现金不方便等问题。使用门诊一卡通实行电子身份认证。把患者的信息存到卡内,把电子存折和电子病历为一体。通过这一系统,患者可自助挂号,解决了挂号长、就诊长、取药长、看病短“三长一短”问题。患者通过IC卡自助挂号,在就诊现场实行刷卡收费,解决了传统模式的看病难等情况的发生,提高了门诊就诊的效率。医院也实行了挂号、交费、病历等多个管理层面与一体的管理系统。这一系统支持网上查询病历。患者可以足不出户,通过刷卡,在网上查询病历情况和检查结果。医院通过刷卡分诊、就诊、检验、取药等,形成了一种完整的一卡通体系,大大提高优化了效率。利用RFID技术对社区老年人、需要保障的人群进行身份管理,进行动态监控,使得社区医疗服务能够得到提高。
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一般来说,网络发生故障后,网络设备将处于不正常的状态。通过获取设备的状态信息,就可以及时发现网络中出现的故障。收集网络状态信息有两种方法:设备向管理系统报告关键的网络事件;由网络管理系统定期地查询网络设备的状态,即主动轮询。今天读文网小编要与大家分享的是:无线传感器网络故障检测研究相关论文。具体内容如下,欢迎参考:
摘要:针对无线传感器网络资源受限的特点,研究了故障管理的相关内容,主要对故障检测的几种常见方法进行比较说明,对于无线传感器网络的应用具有一定的指导意义。
关键词:无线传感器;资源受限;故障管理;故障检测。
无线传感器网络故障检测研究
无线传感器网络是由大量低成本且具有传感、数据处理和无线通信能力的传感器节点通过自组织方式形成的网络[1]。它独立于基站或移动路由器等基础通信设施,通过特定的分布式协议自组织起来形成网络。它能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些信息进行处理,使需要这些信息的用户在任何时间、任何地点和任何环境条件下(尤其是仅适合无线通信条件下)获取大量详实而可靠的信息。因此,这种网络系统可以被广泛地应用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐抗灾等领域。
随着无线传感器网络应用范围的进一步扩展,常常被部署在极端环境来收集外部环境的数据。由于传感器节点的电源、存储和计算能力有限,并且应用环境恶劣,使得传感器节点比传统网络的节点更易于失效。在这些情况下维持高质量的服务,并尽可能地降低能源消耗是很有挑战性的,有效的故障管理对于达成这些目标是有极大帮助的。因此,对无线传感器网络故障进行管理是非常重要的。
当网络或系统出现故障时,网络故障管理便成为管理员首要用到的工具。因此,故障管理事实上是整个网络管理的重中之重。
但遗憾的是,由于网络故障涉及到不同厂商,不同类型设备,涉及复杂的网络拓扑结构,涉及不同组织对故障类型的不同定位规则。
从用户的角度来说,希望在日常工作和生活中网络运营畅通,信息传输不受任何网络故障干扰。而从网络运行和管理者角度来说,他们希望在网络运营过程中,即使发生故障,也能很快地得到故障发生的原因。这些方方面面的因素使得对无线传感器网络故障管理的研究在近年来发展比较缓慢。下面参照传统网络的故障管理,将无线传感器网络的故障管理分为三个阶段:故障检测、故障诊断和故障恢复[2]来分别说明。
1) 故障检测。
为了确定故障的存在,需要收集与网络状态相关的数据。一般来说,网络发生故障后,网络设备将处于不正常的状态。通过获取设备的状态信息,就可以及时发现网络中出现的故障。收集网络状态信息有两种方法:设备向管理系统报告关键的网络事件;由网络管理系统定期地查询网络设备的状态,即主动轮询。
一般情况下,网络管理系统将这两种方法结合起来使用。当对网络组成部件状态进行检测后,不严重的简单故障通常被记录在错误日志中,并不作特别处理。而严重一些的故障则需要通过网络管理器,即所谓的“告警”。
网络设备一般都具有感知异常情况的能力,当设备发现自身或网络中的严重不正常现象时,它采用告警的方式报告给网管中心,因此,故障检测一般由网络中的设备完成。
2)故障诊断。
故障会在网络中传播,所有感知到故障的网络对象(包括物理对象和逻辑对象)都会发生告警,在一个大型网络中,一个故障可能会引起大量的告警。故障诊断就是对网络设备发出的告警进行相关处理,从一大堆的告警中找到故障发生的真正原因,并找出故障节点。
在网络故障诊断中,一个理想的告警应该包含有关故障的五W 信息(Who、What、Where、When 和why)。由于网络设备对于自身以外的网络情况只了解非常有限的知识,所以网络设备产生的大部分网络告警只回答了who、what 和when 三个问题,而故障诊断要进行where 和why 的推理。另外,告警噪声的存在进一步增加了故障诊断的难度,这些告警噪声包含:告警丢失、延迟、重复和虚假告警等。
3) 故障恢复。
故障恢复的主要目的是根据识别的故障原因,自动或手动地对网络进行控制操作,恢复网络的正常运行。
2 无线传感器网络故障检测常见方法
按照故障检测的执行主体所处位置的不同,可以将无线传感器网络故障检测方法分为集中式方法和分布式方法。
2.1 集中式方法。
集中式方法[3]是无线传感器网络中较为常见的一种方法,一般来说是物理上或逻辑上处于中心位置的节点,负责对网络进行监控,追踪失败节点或可疑节点。由于中心节点要负责的事务较多,通常都让该节点不受能量的限制,能够执行大范围的故障管理事务。集中式方法的结构如图1 所示,主要采用周期轮询的方式来对节点进行管理:中心节点通常采用周期性主动探测的方式发布一些探测包,来获取节点的状态信息,对获得的信息进行分析,从而确定节点是否失效。
采用集中式网络管理,所有的网络设备都由一个管理者进行管理。当信息流量不大的时候,集中式网络管理简单且有效,在失效节点定位方面具有高效和准确的优点,所以它非常适用十小型的局域网络。在集中式网络管理结构下,管理者作为“客户”要完成复杂的网络管理任务,同时还必须与多个作为“服务器”的代理交换信息。这种结构存在着较大的缺陷,主要表现为:
1) 所有的分析和计算任务都集中在中心节点站, 造成网络管理的瓶颈,中心节点负载过重。由于其余节点的信息收集后都是发往中心节点,因此中心节点很可能变成一个专门用于数据传输的节点以满足故障检测和管理的需要。随之而来的问题就是中心节点所在的区域会有大量的流量往来,导致该区域的节点能量消耗急剧增加,越是靠近中心节点的越是这样,如图1 中的A,B 节点。
2) 中心节点站一旦失效,整个网管系统就崩溃了,这样导致整个系统的可靠性偏低。
3) 集中式结构导致大量的原始数据在网络上传输,带来了大量额外的通信量,占用大量的通信带宽,并导致网管系统工作效率降低。
4) 用于监测网络并收集数据的代理是预先定义好且功能固定的,一旦要扩展新的功能时十分不便,这样会造成系统的可扩展性较差。
5) 远端节点与管理中心之间的距离较远,且传感器网络中采用多跳通信,因此这两者之间的信息交互时延过长。
2.2 分布式方法分布式方法支持局部决策的概念,能够平滑地将故障管理分散到网络中去。目标是让节点在与中心节点通信前,能够给出一定层次的决策。在这种思想下,传感器节点能做的决策越多,越少的信息将被传输给中心节点,从而减少通信量。其算法流程如右表1。分布式的方法通常分为以下几种:
1) 节点自检测方法。
节点自检测的方法依赖于节点自身所包含的功能进行故障检测,并将检测结果发送给管理节点。文献[4]中介绍了一种节点自检测的方法,通过软件和硬件的接口检测物理节点的失效。硬件接口包含了几个灵活的电路用于检测节点的方位和碰撞。软件接口包含了几个软件部件,用于采样传感器节点的读取行为。由于故障的检测由节点本身完成,这种方法的优点是不需要部署额外的软件或硬件节点用于故障检测。
2) 邻居协作的方法。
顾名思义,邻居协作的基本思想就是:在节点发出故障告警之前,将节点获得的故障信息与邻居(一跳通信范围内)获得的故障信息进行比较,得到确认的情况下才将故障信息发往管理节点。在大多数的情况下,中心节点并不知道网络中的任何失效信息,除非那些已经用节点协作方式确认的故障。这样的设计减少了网络的通信信息,从而保留了节点的能量。
3) 基于分簇的方法。
基于分簇的方法将整个网络分成不同的簇,从而将故障管理也分散到各自的区域内完成。簇内采用散播的方式来定位失败节点,簇头节点与一跳范围内的邻居以某种规则交换信息。通过分析收集到的信息,根据预先定义的失败检测规则可以最终确定失败节点。接着,如果发现了一个故障节点,该区域所在的节点将会把信息传播给所有的簇。
从上可知,集中式方法与分布式方法都各有优缺点,针对于不同应用类型的网络,应该选取不同的方法。为了方便方法的选取,我们对上述方法个定性分析。考虑无线传感器网络本身能量有限的特点,以及故障检测的一般目的,我们选取能量消耗、通信开销、故障检测率和虚警率这四个方面进行比较,结果如表1。
无线传感器网络的应用已经十分广泛,而且,一般认为物联网的最底部一层即为无线传感器网络, 因此对无线传感器网络的研究能很好地指导实践工作。本文对无线传感器网络故障检测的方法进行了分类描述分析, 对于指导无线传感器网络故障研究工作具有一定的指导意义。
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WCDMA是一个自干扰系统,WCDMA无线网络规划的核心就是对系统干扰的控制。今天读文网小编要与大家分享的是:WCDMA无线网络规划的要点探讨相关论文。具体内容如下,欢迎参考:
WCDMA无线网络规划的要点探讨
相对于2G时代,3G时代是一个竞争的时代,众多运营商将参与到3G的竞争,对用户而言运营商提供服务的优劣将直接影响到用户的认知度,因此,运营商从一开始就应当准备建设一个高质量、能提供多种类型业务、有竞争力的网络,这是WCDMA无线网络规划的出发点。本文即主要对WCDMA无线网络规划过程的原则及规划方法进行了探讨,并对依托于现有2G网络规划做了阐述。
WCDMA网络规划主要包括覆盖规划、容量规划、业务质量规划以及与之相关的无线网络资源的规划。WCDMA系统覆盖能力与系统容量、负载状况相关。系统负载的增加会导致覆盖范围的缩小,这就是WCDMA的 “软”特性。同时由于WCDMA系统的目标是为用户提供包括话音业务在内的多种不同速率、不同QoS质量要求的业务,因此业务质量要求也与网络的覆盖和容量有密切关系。在同一小区内,不同的覆盖范围可以提供不同质量要求的业务。
WCDMA网络规划的目标是根据规划的无线网络特性以及网络规划的需求,通过对相应的工程参数和无线资源管理参数规划设计,使得在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,综合建网成本最低,并能保证网络具有良好的可升级能力。因此,WCDMA无线网络规划一般需要关注以下几个方面。
(1) 总体规划
WCDMA是一个自干扰系统,WCDMA无线网络规划的核心就是对系统干扰的控制。如果仍采用传统的GSM无线网络规划的分阶段规划和分阶段实施的原则,就会产生新加站对原有系统的强烈干扰,这一点在国内外的CDMA网络建设中已得到了证实。因此WCDMA网络规划一般采用全网总体规划,分阶段实施的原则,也就是通过合理的话务预测来得到未来几年WCDMA网络的用户数量和话务量,并据此对WCDMA无线网络进行规划。在实施过程中,根据预测的用户数量和话务量,在规划的基础上分阶段进行网络建设,这样将大大减少后期维护和优化成本,系统也将具有很好的可升级能力。
基于全网总体规划,分阶段实施的原则,需要对未来一段时间的用户数量和业务发展进行准确的预测,预测过高将会导致建设成本的增加,而预测过低将无法满足实际业务的发展需要。由于经济的发展、市场竞争格局的变化以及新技术的出现都可能对预测的准确性产生较多影响。因此,为了既能保证一定的预测前瞻性,又能适应各方面条件的变化,一般将预测时间设定为3~5年为宜。
(2) 覆盖、容量规划
根据不同的自身发展战略、3G发展定位、可分配资源等情况,对WCDMA覆盖将有不
同的原则。一般包括:“孤岛型”覆盖,先满足热点地区需求,再逐步扩张3G覆盖与容量;“撒网型”覆盖,3G建设采取广覆盖、小容量形式,再逐步进行容量扩充;“全面型”覆盖,广覆盖,大容量,全面铺开,迅速实现3G规模化商用。
根据各种因素的博弈,WCDMA网络覆盖一般应该考虑各地的经济发展水平、市场需求等条件,在经济发达、市场需求较高的地区实现连续覆盖,在欠发达地区进行重点城市和区域的覆盖,即采取“撒网型”的覆盖方式。同时,随着WCDMA网络的发展,网络规划应实现在发达省市绝大部分乡镇的覆盖,在中等发达地区大部分乡镇的覆盖,在欠发达地区可实现少部分乡镇的覆盖,并最终实现全国范围内的覆盖。
容量规划应该根据覆盖区域的业务流量密度、可以利用的频谱以及对用户增长的预测等因素综合考虑。WCDMA具有“大覆盖,小容量”特点,因此容量规划与覆盖规划是相关联的。 WCDMA无线网络覆盖规划一般是在一定的负载条件下进行规划,对于不同的建网阶段、不同的区域分别按照上行链路35%~75%的负载进行规划。
(3) 室内规划
WCDMA网络由于其工作在2GHz的频段,因此其无线传播特性较之于GSM网络要差,并且由于WCDMA技术的自干扰特性等,传统的依靠室外来对室内进行覆盖的方式不再适用;同时,由于3G业务更多的是支持各种高速数据业务,而数据业务一般发生的区域是在室内,因此,WCDMA网络在规划初期就需要考虑较为完善的室内覆盖。国外3G网络的发展也证明了这一点。室内分布系统规划主要考虑室内外频率策略、切换策略、分区策略等方面。
(4) 业务规划
在前面已经提到WCDMA网络的目标是为用户提供包括话音在内的多种不同速率、不同QoS质量要求的业务,因此,无线网络规划阶段须考虑未来WCDMA网络所要提供的业务类型、话务密度等因素。一般认为,WCDMA网络将是一个承载基本话音和多种不同速率业务的混和网络,即除了要提供与2G网络相同的基本话音业务之外,还要提供区别于2G网络的差异化业务,这包括CS64kbps可视电话业务,PS64/128/384kbps数据业务等。
其中,CS64kbps可视电话业务是WCDMA系统区别于2G业务,也是区别于其他3G系统的特色业务,同时一般也被认为是未来3G中的较具有竞争力的业务,因此,WCDMA网络一般是以CS64kbps可视电话业务连续覆盖为原则,同时由于分组域数据业务的上行一般为PS64kbps,在此条件下也能较好的保证各种不同速率分组业务的进行。在数据业务热点地区,规划初期可以考虑PS128kbps或者PS384kbps连续覆盖,这样既能保证WCDMA系统有足够的容量,又能保证为用户提供各种不同QoS的业务。
另一方面,随着WCDMA技术的发展,HSDPA技术也逐渐成熟,各个WCDMA系统设备和终端厂商将能陆续提供商用HSDPA系统和终端设备。因此,在进行业务规划的时候,也需要考虑到可以承载更高数据速率业务的HSDPA规划。
(5) 2G/3G协同规划
2G网络是运营商所具有的宝贵资源,这不仅包括2G系统的基站站址、室内分布系统、机房、天馈等设施和场所,也包括经由2G网络所获得的关于用户的话务密度、用户分布等重要数据。因此在进行WCDMA无线网络规划时,应该充分、合理利用2G网络的各种资源。
WCDMA无线网络规划流程介绍
WCDMA无线网络规划一般包括无线网络设计需求的确定、传播模型校正、初始无线网络设计、详细无线网络设计以及初始网络调整等几个阶段,其中每个阶段有不同的工作重点。下面分别予以介绍与分析。
(1) 无线网络设计需求的确定
无线网络设计的初期,需要根据具体服务区对覆盖的要求、容量的要求以及服务的种类及质量要求并参考服务区的话务密度等情况来确定网络设计的需求。
这一阶段需要考虑进行规划区域的类型,如密集城区、普通城区、郊区、室内、公路/干道等以及各种区域所占的比例情况。覆盖要求一般是以服务区域覆盖率为指标。WCDMA网络中网络负荷与规划的容量有很大关系,一般根据覆盖区域的不同和对容量的不同要求设定不同的网络负荷。同时,业务模型与用户使用无线网络中不同业务的行为有密切关系,并且不同区域用户的业务模型一般是不同的。业务模型与网络提供的业务、不同业务的业务强度、不同服务区域类型以及用户高中低端的分布等密切相关。
(2) 传播模型校正
在WCDMA网络规划中,传播模型是进行网络规划的重要工具,传播预测的准确性将大大影响规划的准确性。众所周知,无线信道的电波传播特性与电波传播环境密切相关,不同频段下的电波传播受到传播环境的影响,包括地貌、人工建筑、收发天线间的距离、天线高度等。
根据不同的无线传播特性和点播传播方式人们已经提出了各种典型的传播模型,如Okumura-Hata模型、COST231 Hata模型,在这些模型中前面所提到的各种因素一般都以变量函数的形式在路径损耗公式中体现。这些传播模型具有普遍的适用性,但由于地形、建筑物密集程度和高度等方面的不同,在具体应用时前述的各种对应变量函数应该各不相同,从而导致一般的传播模型对具体的无线环境预测不够准确,而需要在这些典型的传播模型基础上进行传播模型校正。
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蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式,在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来,进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性,并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:蜂窝移动宽带无线接入技术相关论文。内容仅供参考阅读!
蜂窝移动宽带无线接入技术全文如下:
在移动通信领域,目前为人们所广泛关注的热点技术即是第三代移动通信技术(3G)。与第二代移动通信系统相比,第三代移动通信技术最大的优势是能够向用户提供移动宽带数据接入,从而能向用户提供宽带多媒体业务。除了3G以外,从2G向3G演进的2.5G、2.75G移动通信技术也能向用户提供一定的宽带接入能力。由此,作者也把包括2.5G、2.75G、3G在内的能向用户提供一定宽带接入能力的蜂窝移动通信技术,归于宽带无线接入技术进行介绍。本文主要介绍了包括wcdma系列和cdma2000系列的包括2.5G/2.75G/3G在内的蜂窝移动宽带无线接入技术,如gprs/edge/wcdma、cdma2000 1x/1x EV-DO/1x EV-DV等。
蜂窝移动通信技术从发展到现在主要经历了三个阶段,即第一代、第二代和第三代蜂窝移动通信技术。第一代蜂窝移动通信技术是模拟蜂窝移动通信技术,以美国贝尔实验室开发的先进移动电话系统AMPS为典型代表。第一代蜂窝移动通信技术由于采用模拟技术和FDMA多址接入方式,在使用中暴露出很多弊端,如频谱利用率比较低、保密性差、只能提供低速语音业务、设备体积大成本高等,在实际中已经基本不再使用。
第二代移动通信技术是数字移动通信系统,采用数字调制技术,具有频谱利用率高,保密性好的特点,不仅可以支持话音业务,也可以支持低速数据业务,因而又称为窄带数字通信系统。第二代数字移动通信系统典型代表有美国的DAMPS系统、IS-95系统和欧洲GSM系统,其中DAMPS和GSM都采用TDMA多址接入方式,而IS-95采用则采用CDMA多址接入方式,系统容量比GSM和DAMPS要大的多。第二代数字移动通信技术是目前广泛应用的蜂窝移动通信技术,但由于只能提供窄带业务,已经不能满足人们越来越多的对于移动宽带多媒体业务的需求。
第三代移动通信系统是宽带数字通信系统,它的目标是提供移动宽带多媒体通信,多址方式基本都采用CDMA多址接入,属于宽带CDMA移动通信技术。第三代移动通信系统能提供多种类型的高质量多媒体业务,能实现全球无缝覆盖,具有全球漫游能力并与固定网络相兼容。它可以实现小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信。第三代移动通信技术的标准化工作由3GPP和3GPP2两个标准化组织来推动和实施。目前,在世界范围内应用最为广泛的第三代移动通信系统体制为WCDMA和CDMA2000。下面将对这两种体制的第三代移动通信技术以及相应的二代半过渡性技术进行介绍。
1.GPRS技术:
GPRS技术是从第二代移动通信GSM技术向3G移动通信技术WCDMA发展演进的一种过渡技术,也即属于所谓的2.5G移动通信技术。GPRS全称为通用分组无线业务(General Packet Radio Service),是一种新的分组数据承载业务。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术,它以一种有效的方式采用分组交换模式来传送数据和信令。
如图1中所示,GPRS是在GSM网络基础上,对原有GSM网络子系统和无线子系统的设备及功能进行增强而成。在网络子系统中增加了GGSN(网关GPRS支持节点)和SGSN(服务GPRS支持节点)。这样,在GPRS网络子系统中,GGSN和SGSN一起构成了分组交换域,可与外部分组交换网络如X.25网络、IP网络直接相连;而原有的MSC和GMSC则构成了电路交换域,与PSTN网络相连。此外,GPRS还用用户数据和路由信息将GSM网络中的HLR增强为GPRS的数据库(GR)。在无线子系统中,GPRS增强了BSC的功能,增加了GSM业务信道和控制信道的种类,以支持GPRS的多种数据业务。
GPRS频道采用TDMA,一个TDMA帧划分8个时隙,每个时隙对应一个物理信道。在GPRS中,每个物理信道可以由多个用户共享,并可根据语音和数据的业务要求动态分配。GPRS还采用了更好物理信道编码方案,当使用8个时隙时,每个用户的最高接入速率可达164kbps。GPRS支持IP,X.25等数据通信协议,可提供移动台与移动台之间,移动台与外部分组交换网络之间的数据通信。
GPRS可优化利用网络和无线资源,维护无线子系统和网络子系统的严格分离,并允许采用其他非GSM标准的无线子系统接入GPRS网络子系统,这有利于GPRS网络的升级,便于向3G演进。GPRS的缺点是其可提供的接入速率有限,可提供的多媒体业务相当有限。
2.EDGE技术:
EDGE是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型技术,其英文全称为Enhanced Data Rate for GSM Evolution,中文含义为“增强数据速率的GSM演进技术”。EDGE相比GPRS最大的变化是在数据传输时采用8PSK调制替代原先GSM/GPRS中的GMSK调制(高斯最小频移键控,为2PSK调制),再结合不同纠错检错能力的信道编码方案,EDGE共提供9种不同的调制编码方案(MCS),而GPRS采用单一GMSK调制,仅提供四种编码方案(CS)。这样EDGE可以适应更恶劣更复杂多变的无线传播环境。此外,EDGE在链路层数据发送和重传机制上,采用了“链路适配”和“增量冗余”技术,提高了数据重发成功率。链路适配技术可在不同MCS之间根据实时的无线链路质量及时调整采用最佳MCS方案;增量冗余技术在重发信息种加入更多的冗余信息来提高接收端正确解调的概率。综合以上各项技术, EDGE技术理论数据传输速率可高达384Kbps~473.6Kbps,与GPRS相比大大提高了用户数据接入速率,因为也被称之为2.75G技术。目前,北美和亚洲少数运营商已经开通了基于EDGE的服务,但由于运营时间尚短,其成熟性和可靠性还有待进一步观察。
3.WCDMA技术:
WCDMA属于3G移动通信技术,目前有R99、R4、R5以及R6共4个版本。
R99版本接入部分主要定义了全新的5MHz每载频的宽带码分多址无线接入网,采纳了功率控制、软切换及更软切换等CDMA关键技术,提高了频谱效率和数据传送能力。基站只做基带处理和扩频,接入系统智能集中于RNC统一管理,引入了适于分组数据传输的协议和机制,数据速率可支持144Kbps 、384Kbps ,最高可达2Mbps 。基站和RNC之间采用基于ATM的Iub接口,而RNC则分别通过基于ATM AAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分别与核心网的CS域和PS域相连。
R99版本核心网部分向下兼容GPRS,分为CS电路交换域和PS分组交换域,CS域和PS域分别基于演进的MSC/GMSC和SGSN/GGSN,CS域主要负责与电路型业务相关的呼叫控制和移动性管理等功能,呼叫控制采用TUP,ISUP等标准ISDN信令,移动性管理上采用了进一步演进的MAP协议,物理实体与GSM类似包括了MSC,GMSC,VLR。PS域主要负责与分组型业务相关的会话控制和移动性管理等功能,在原有的GPRS系统基础上对一些接口协议,工作流和和业务功能作部分改动,相对于GPRS,增加了服务级别的概念,分组域的业务质量保证能力提高,带宽增加;语音编解码器在核心网实现,支持系统间切换(GSM/UMTS),增强了安全和计费功能。
R4版本相对于R99,无线接入网网络结构没有改变,改变的只是一些接口协议的特性和功能的增强;但在核心网CS域改变较大。R4核心网CS域采用开放式结构,控制与底层承载相分离,由MSC服务器和MGW媒体网关配合,替代原有的节点式MSC交换机实现呼叫接续和控制功能,整个CS核心网由TDM中心节点交换型演进为典型的分组话音分布式体系结构。同时,CS核心网采用ATM/IP分组交换网替代原来的TDM电路交换,提高了带宽利用效率。R4版本在无线宽带接入速率方面与R99基本相同。
R5版本在无线接入网方面引入了IP UTRAN和HSDPA高速下行分组接入。IP UTRAN在无线接入网部分采用IP来承载用户信令和用户数据;HSDPA(高速下行分组接入)用于实现WCDMA网络高速下行数据业务,下行数据接入速率理论上可高达14.4 Mbps,同时可以把同样无线频段中的系统数据容量提高一倍以上。HSDPA能达到这样高的接入速率,在于其引入了先进技术以及相应的无线接入网结构的一些改进,如引入了高速下行共享信道HS-DSCH,采用缩短的子帧和高阶QAM调制、采用自适应调制编码AMC和物理层混合自动重传HARQ II/III,直接在NodeB中进行快速包调度等。R5版本在核心网方面增加了IP多媒体子系统(IMS),但IMS域还无法完全取代R4分组化的CS域, R5只是R4的补充和满足IP多媒体业务的需求的一个版本。
R6版本中引入了HSUPA高速上行分组接入以及MBMS多媒体广播和组播业务。与HSDPA相类似,HSUPA采用自适应调制编码AMC、混合自动重传HARQ以及更加灵活的NodeB快速调度等技术,理论上可为用户提供5.8Mbps的上行数据接入。MBMS可在无线接入网中实现点到多点的高速多媒体业务广播和组播,实现了网络资源的共享,提高了网络资源特别是无线资源的利用效率。目前R6版本还没完全确定,还在3GPP的讨论和不断演化之中。
1.CDMA2000 1X:
cdma2000 1x是由IS-95A/B演化而来的,它是cdma2000第三代移动通信系统的第一个阶段,可以看作是2.5G技术。cdma2000 1x在IS-95A/B的基础上,对无线接入网络部分进行了改进,采用比IS295A/ B 更先进的技术,在无线信道类型、物理信道调制和无线分组接口功能上都有很大的增强。cdma2000 1x的话音容量大约是IS-95A/B的1.5~2倍,能够在1.25 MHz的带宽上提供高达153.6kbit/ s的双向数据业务。核心网部分则原来的电路交换网基础上, 增加了一个分组交换网络,支持移动IP业务,支持QoS,能适应更多、更复杂的多媒体业务。
根据IMT-2000原定计划,cdma2000系统将从1x起步,即首先使用单载波系统来保证与第二代移动通信系统的兼容。随着技术的发展,通过把三个或三个以上的载波捆绑在一起的方式,进一步提高性能。但之后,多个载波的方式没有成为主要的研究方向。而是在单个载波的基础上,提出了一系列新的技术,来增强cdma2000 的性能。这些新的技术被叫做1x EV技术,即1x技术的演进。这些1x EV技术主要包括1x EV-DO和1x EV-DV。
2.CDMA2000 1X EV-DO:
1x EV-DO采用将数据业务和和语音业务分离的思想,在独立于cdma2000 1x的载波上向移动终端提供高速无线数据业务,不支持话音业务。1x EV-DO针对高速分组数据传输的特点,在前向链路上采用了诸如前向最大功率发送、高阶调制、动态速率控制、自适应编码调制、HARQ、多用户分集和调度以及时分调度等多项技术,前向链路速率可达2.46Mbps;而对于反向链路上的数据传输,和cdma2000 1x基本相同。
1x EV-DO与1x不完全兼容,1x EV-DO单模终端不能在cdma2000 1x网络中通信,同样cdma2000 1x单模终端也不能在1x EV-DO网络中通信。在组网方面,对于那些只需要分组数据业务的用户,1x EV-DO可以单独组网,此时的核心网配置可采用基于IP的、较为简单的网络结构;对于同时需要语音、数据业务的用户,可以与cdma2000 1x联合组网,同时提供语音与高速分组数据业务,不过这时用户终端需要采用同时支持1x EV-DO与cdma2000 1x的双模终端。
1x EV-DO保持了与cdma2000 1x在设计和网络结构上的兼容性。在无线射频部分,1x EV-DO具有与cdma2000 1x相同的射频特性及实现方式,升级时可以直接使用已有的cdma2000 1x射频部分;在核心网部分,1x EV-DO也可以与cdma2000 1x共用相同的分组数据核心网。目前国际上,1x EV-DO已经商用,技术较为成熟。
3.CDMA2000 1X EV-DV:
与1x EV-DO只提供高速数据业务不同,1x EV-DV的设计目标要求能提供混合高速数据和话音业务。1x EV-DV可完全后向兼容cdma2000 1x,便于从1x网络升级,其空中接口标准分两个版本:Rel.C和Rel.D。Rev.C主要改进和增强了CDMA2000 1X的前向链路,前向峰值速率达到3.1Mbps,Rev.D则改进和增强了反向链路,反向峰值速率达到1.8Mbps,而在Rev.C中反向峰值速率仅为230.4kb/s。但Rev.C和Rev.D版本中对话音容量都没有很大的改善。
Rel.C结合诸多新技术如自适应调频编码(AMC)、混合自动重发请求(HARQ)、使用TDM/CDM混合的新高速分组数据信道(F-PDCH);可支持多种业务组合;后向兼容cdma2000 1x,不必采用双模终端,可由1X系统平滑演进到1X EV-DV;能更有效地支持数据业务等。
Rev.D主要技术特点有:反向链路增强,采用灵活的反向链路控制方式,通过改进的快速调度控制和速率控制实现反向链路速率控制,有效的缩短了时延,改善了Qos;提供点到多点的广播和组播业务(BCMC);快速呼叫建立;3G移动设备标识(MEID)支持等。
相比于1x,1x EV-DV 可以提供更高的数据速率和更完善的QoS机制。目前,3GPP2 基本完成CDMA2000 1x EV-DV技术规范的制定工作,并已开始相关测试规范的讨论和制定,一些厂家也已经推出了1x EV-DV的系统,但1x EV-DV技术还不成熟,目前还没有实现商用。
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无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:宽带电力线通信对无线通信的影响及其频带的管理相关论文。内容仅供参考阅读!
宽带电力线通信对无线通信的影响及其频带的管理全文如下:
本文关键字:监测ETSI电磁干扰测试信息化电力线电信无线通信网络北电电力线上网宽带接入EMI数据通信OFDM布线GSM天线电信网局域网
随着Internet技术和市场应用的快速发展,各种宽带接入方式相继出现,利用电力线进行高速数据传输的技术也取得了重大进展。
更高速率的宽带电力线设备,例如45 Mbit/s、85 Mbit/s、200 Mbit/s等速率的产品相继问世,利用宽带电力线上网已经成为独特的接入方式,但是电力线通信系统(PLC系统)引起的电磁兼容问题成为PLC推向市场的最大障碍。
电力线高速数据通信技术是一个正在发展中的崭新学科。电力线一般用来传输220V/50Hz电能,为了提供从数Mbit/s到数十Mbit/s以上的数据传输,就必须采用数MHz以上的频段。但在当前的技术条件下,这会引发严重的EMI(电磁干扰)。例如,NOR.WEB公司的PLC系统运行后,发现路灯变成了发射天线,干扰了包括英国广播公司4台在内的多家广播电台的无线电信号接收。本文将就PLC系统的电磁兼容特性进行分析,并对于其频谱管理提出一些建议。
1.1 电磁兼容分析模型
对于一般的电磁兼容问题分析的基本模型如图1所示。
图1 电磁兼容分析模型
对于宽带PLC系统来说,干扰源要整体考虑,不仅包括PLC设备,而且要考虑当信号加到电力线上时,由于电力线是一种非屏蔽的线路,有可能作为发射天线对无线通信和广播产生的不利影响。此外还要考虑多种PLC设备间的相互影响。PLC的耦合途径是非常复杂的,是不同的途径相互作用的结果,总体上分为两种,一种是空间的辐射,对应的被干扰设备是无线通信和广播信号;另一种是沿电力线的传导骚扰,主要造成对电能质量的影响。因此宽带PLC系统的电磁兼容问题涉及多个PLC系统的共存,以及与无线网络的共存。
1.2 宽带PLC系统电磁干扰产生的机理
电力线最主要是用来传输电能的,其特性和结构也是按照输送电能的损失最小并保证安全可靠地传输低频(50Hz)电流来设计的,不具备电信网的对称性(构成回路的两根绝缘芯线对地是对称的)、均匀性(在线路的全部长度上传输导线横截面形状及大小、使用材料、导体间的间隔和导体周围的介质都保持均匀不变),因而基本上不具备通信网所必须具备的通信线路电气特性。而宽带PLC系统所产生的电磁干扰问题正是由于电力线的这种对地不对称性产生的。
宽带PLC系统产生两种电磁场,传导波和辐射波。它们都是由共模电流引起的。
电磁干扰源的一般模型如图2所示。
图2 电磁干扰的一般模型
根据这个模型,一般认为EMI是由两种电流注入网络引起的,一种是共模电流(Ic),一种是差模电流(Id)。差模电流信号流入的上行方向(设备到网络)产生了一个磁场,而另一个差模电流以同样的强度和领域与第一个在相反的方向上(网络到设备)上产生第二个电磁场。由于两个电磁场对称且方向相反,彼此产生的电磁干扰相互抵消。与差模方式相反,共模电流在同一个方向上,所以产生的电磁场是不对称的,因此总的电磁辐射是两个电磁场的叠加。所以PLC 网络的干扰主要是由共模电流引起的。
PLC对无线通信的影响
理论证明,在原有的几百kHz频带内是无法实现Mbit/s级的高数据传输速率的,因此高速PLC技术所采用频带远远超过了低速PLC所规定的频带范围。
目前高速PLC技术所采用的频带也没有统一标准。国际上的实际应用一般集中在1 MHz~30 MHz。从高速PLC技术的应用模式来看,国际上主要分为两种不同的应用,欧洲的PLC技术主要应用于Internet接入,欧洲电信标准委员会ETSI(the European Tele—communications Standards Institute)在其技术规范“TS101 867”中将1.6 MHz~9.4 MHz规定为接入应用频带,将11 MHz~30 MHz规定为室内应用频带。另一种应用方式主要集中在北美,北美的高速PLC技术主要应用在室内联网。
与低速PLC所占的专用频带不同,高速PLC所采用的l MHz~30 MHz频带已被分配给其他无线电应用了,如固定业务、移动业务(水上移动、陆地移动、航空移动)、无线电定位、无线电导航、标准频率和时间信号、短波无线电广播、业余无线电业务、卫星业余业务、射电天文和气象辅助等业务。
对PLC而言,首先要考虑是否存在尚没有分配给其他应用的频带:在德国,l MHz~30 MHz频带范围内没有分配的频带大约有7.5 MHz,但频带不连续,因此对信号的调制技术就会有选择性。OFDM 采用多载波技术,因此OFDM可以适应这种频带不连续的情况。对于已经分配的频带,如果PLC系统需要使用,就必须考虑在这些频带范围内的电磁辐射问题,这是因为PLC系统的载波信号能量可能辐射到周围空间,对该频带内的无线电业务造成影响。由于这种干扰来自PLC系统的有用信号,因此PLC干扰源的性质可以定位为有意干扰源。在这种情况下,只能考虑在这个频带内对PLC系统的电磁骚扰进行限制,以保护在这个频带内的无线电业务。就电力分布线和发送线产生的磁场而言,会随着时间变化而改变,与电流大小成正比。PLC在应用频带内的电磁辐射对无线电业务的潜在影响也是目前对PLC应用的主要争议。
为了评估PLC室内局域网系统以及PLC接入系统的电磁辐射水平,许多组织及研究机构对PLC的辐射场进行了大量测试[3,4,]。
ET.SI PLT工作组的研究小组进行了如下测试:在传导干扰基本满足CISPR 22 B类设备规定的最大限值的情况下,测试不同频率、不同距离时电力线的辐射场强,研究是否存在干扰合法短波无线电用户使用的可能性。测试结果如下:
(1) 辐射场的场强随距离的增加而快速衰减。测试结果表明,衰减的幅度为距离每增加10倍衰减为31 dB~36 dB。
(2) 在城市内,满足CISPR22的PLC系统产生的辐射场强低于典型的大气和宇宙噪声,不会对其他无线业务产生干扰。但在人烟稀少的农村,在12 m~14 m的范围内有可能对无线电接收机产生影响。
(3) 12 m~14 m之外,在任何地区,满足CISPR22的PLC系统产生的辐射电平低于典型的大气和宇宙噪声,不会干扰无线电接收机的工作。
也有许多专家对大量PLC系统同时使用时的电磁辐射累积效应进行了研究和测试,其目的在于分析大量PLC系统同时使用时对无线GSM 网络,特别是具有高接收灵敏度的GSM中心站的影响。在所测试区域,有一个GSM 中心管理站,1433个基站(每个基站的容量为200个用户),终端用户容量为28600个。在该网络覆盖区域内共安装了19个PLC 网络。测试结果表明多用户同时使用时,如每个PLC终端注入到低压配电网的信号功率谱密度达10 mW/Hz(远高于PLC 系统实际注入的功率谱密度),在离PLC 网络1500 m处,即使是在没有建筑物阻挡的开阔地带,多个PLC系统产生的电磁辐射值也低于大气及宇宙噪声,对环境噪声的增值远小于0.1 dB。
通过对宽带电力线对无线广播通信频率干扰的分析,我们对宽带电力线干扰的机理和防治方法有了较深入的了解。
如何加强对辐射无线电波的非无线电发射设备的管理,特别是像宽带电力线通信这类辐射无线电波的非无线电发射设备的管理,是无线电管理部门需要考虑的问题。
在信息化社会里,无线电频谱作为一种重要的资源,它的作用日益重要。无线电业务已经普及到社会生活的方方面面,各行各业对无线频谱的依赖性越来越强。随着技术的不断发展,各类电子设备等非无线电通信设备广泛应用于社会生活当中,其产生的电磁辐射是无线电通信业务的潜在干扰源。由于这类干扰日益增多,对管理提出了新的挑战。目前对这类干扰查处的主要依据是《中华人民共和国无线电管理条例》第六章和第八章对非无线电设备的无线电波辐射的规定,但力度不够。
对于这些问题,建议在制度方面出台一些具体的规章制度,以便处理问题时有章可循,有法可依。在技术方面应逐步加强对该类设备检测监测技术的研究,在管理方面须加强与不同部门的沟通和协调,实现对这类产品生产、销售使用的有效监管。
宽带电力线通信的载波频段与其他无线电通信业务共用,而且电力线是一种非屏蔽的通信线路,因此宽带电力线通信在实际工作中不可避免地存在电磁干扰的问题。
随着通信技术的发展、新的调制方式和组网技术的出现,电磁干扰问题将会不断得到改善。基于这种情况,无线电管理者应该坚持科学的态度,既要保证现有的重要无线电业务不要受到干扰,同时要为新技术的发展留出空间,使新旧技术在同一片天空下和谐发展。
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通信终端是人们享有不同信息应用(通信业务)的直接工具,承担着为用户提供良好的用户界面、完成所需业务功能和接入通信网络等多方面任务。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:无线通信终端的现状和软件结构相关论文。内容仅供参考阅读!
无线通信终端的现状和软件结构全文如下:
由于计算机硬件发展的超前,为移动终端硬件提供了强大的技术支持,无线移动终端硬件基础设施也因此相对稳定。随着互联网的推动以及通信业的自身发展,无线移动终端产业长期存在的“垄断性”将被淡化,从封闭、垂直生产正走向开放、合作、横向集成,各种终端操作系统、运行平台、应用程序琳琅满目,各种网络业务也正向互相融合的方向发展,而支撑终端产业发展和变化的主要技术基础从硬件的演进转变成了软件的发展。
本文与上一讲“无线移动终端的历史及其硬件结构演进”和下一讲“通信业务引领无线移动终端发展未来”合起来,将对我国无线移动终端的过去、现状和未来以及无线移动终端上的主要技术有一个较详细的介绍。
针对不同的用户群体,现阶段无线移动终端高、中、低端三大类并存,而且多功能终端占据主要市场。多功能终端较传统话音手机功能丰富,它可以摄像、拍照,可以有PDA、MP3甚至计算机的处理功能,它也可以看电视,下载视频节目,还可以做电子钱包或成为电子商务终端。但这种终端由于通信能力和主CPU数据处理能力的限制,需要复杂数据处理能力的业务的实施不够完善,例如摄像头像素可能不够,如果像素够了又受移动网络传输能力限制而出现不能无线传输的问题,到了网络电视和流媒体,对网络传输能力的要求就更高了。所以总的来说,现有网络条件下,业务已经多种多样,但还是不能满足用户体验需求,很多业务目前只是起步阶段,是3G业务的一个雏形,到了3G或者后来的4G,开放的智能终端最终满足用户对移动通信的需求。
传统意义上的移动业务局限于话音业务,硬件结构主要由射频模块和基带处理模块两部分组成。在此硬件基础上的软件比较简单,而且多由终端生产厂商自己研究开发,软件和用户界面都已经固化到终端里,不能修改,或只能通过厂家修改和升级。
如今移动终端数据处理能力不断增强,其应用也日益多样化,对整个系统的软硬件资源要求不断提高,移动终端已不再是传统意义上的移动电话,除了简单的话音通信功能外,它还具备数据通信和数据计算功能。现有的多功能终端能满足一定的数据处理能力,它们多采用ARM9或者ARM11等功能较强的处理器作为控制芯片,而且具有较强的独立终端操作系统,操作系统或通过JAVA和BREW等应用运行平台对外开放应用程序接口(API),以便第三方应用和业务客户端能通过下载运行于终端之上。
目前市场上已经出现了很多功能强大的双处理器(CPU)终端,现阶段的智能移动终端一般就是指这种具备了两个处理器的终端。围绕这两个CPU形成移动智能终端中的两个子系统:通信子系统和应用子系统。目前的这种终端由于标准化程度还不够,不能实现应用的广泛互通,不能实现外部功能接口的互通,也不能实现功能组件的相互替换,所以它们还仅仅是智能终端的雏形。但即便如此,这样强大而复杂的硬件资源需要系统化管理,单独的智能移动终端操作系统主要用来完成诸如进程、内存、外部设备等系统资源的调度和管理,并提供或通过JAVA或BREW等应用运行平台为上层应用软件提供服务。
现阶段存在的移动终端,除了传统的话音终端外,多功能终端和初期的智能终端都逐渐趋于开放,功能组件逐渐模块化,加上OMA、3GPP、OMTP等标准化组织的推动,无线移动终端日益具备了规范的逻辑体系结构,如图1所示。
基于硬件平台(ASIC、外部设备)上的包括操作系统、应用平台、应用程序和业务客户端程序都是通过计算机软件实现,我们统称之为终端软件。
移动终端操作系统作为连接软硬件、承载应用的关键平台,在智能终端中扮演着举足轻重的角色。目前市场上主流的普通多功能终端操作系统主要有Nucleus PLUS、pSOSystem等,主流的智能终端操作系统有Symbian、Windows CE、Palm OS、Linux等。
Nucleus PLUS 是由Accelerated Technology Inc.(ATI)公司推出的、专为实时嵌入式应用设计的一个抢先式多任务操作系统内核,其95%的代码是用ANSI C写成的,因此非常便于移植并能够支持大多数类型的处理器。从实现角度来看,Nucleus PLUS 是一组C函数库,应用程序代码与核心函数库连接在一起,生成一个目标代码,下载到目标板的RAM中或直接烧录到目标板的ROM中执行。在典型的目标环境中,Nucleus PLUS 核心代码区一般不超过20K字节大小。Nucleus PLUS 采用了软件组件的方法,由于采用了软件组件的方法,Nucleus PLUS 各个组件非常易于替换和复用。
pSOSystem(简称pSOS)是集成系统有限公司(Integrated Systems)研发的产品,它是一个由标准组件组成的、可扩展可裁减的嵌入式实时操作系统,包含单处理器支持模块(pSOS+),多处理器支持模块(pSOS+m),文件管理器模块(pHILE),TCP/IP通讯包(pNA),图形界面,JAVA,HTTP等。pSOSystem功能模块完全独立,开发者可根据应用要求扩展系统功能和存储容量。pSOS在中国市场占有率较高,主要应用领域包括通讯、航天、信息家电以及工业控制。pSOSystem的主要缺点在于其上下文切换时间长,实时性不强,采用的集成开发环境Sniff Plus与产品兼容性不好,部分关键功能无法使用。
Symbian公司是由诺基亚与松下、爱立信、Psion等公司联合注资的,它的成立就是要防堵微软的移动终端市场的进入和称霸企图,为未来智能无线移动终端提供一个标准作业平台。Symbian OS是一个实时性、多任务、多线程的纯32位的操作系统。其前身是Psion Software公司的Epoc操作系统。它的特点是功耗低,内存占用少,适合硬件受限的移动终端。再加上它的技术支持上都是一些老牌的具有丰富经验的手机制造商,所以它们与2G、2.5G、3G有平滑接口,而适应手机范围跨GSM/GPRS/WCDMA和CDMA2000两大系列。对原有的通信协议,外设支持全部继承,因此受到了占世界产量75%以上的终端制造商的欢迎。
最早微软推出了用于手机的Windows CE 1.0和Windows CE 2.0,后来又于2000年推出了Windows CE 3.0,曾以Pocket PC和Smartphone命名该针对移动终端的操作系统,目前用于移动通信终端的Windows CE 3.0统称为Windows Mobile。Windows CE 3.0专门用于为包括移动与低能耗设备在内的大量产品建立动态应用程序及服务。此外,Windows CE 3.0的扩展平台特性集实现了模块化,因此,开发人员可以仅从200多个成熟的前沿操作系统组件中选择自己所需的组件。Windows CE 3.0可以工作在12种不同的处理器体系结构、180余种CPU上,可以用于许多种不同的设备,包括工业自动化、手持便携式PC、高速数据获取设备以及一些用户应用程序如游戏控制台和机顶盒。目前主要被一些新兴或有IT基础的厂商所采用,并与PC应用联系紧密。
Palm OS是一种32位的嵌入式操作系统。此系统是3Com公司的Palm Computing 部开发的。Palm OS最初是定位于掌上电脑的操作系统,但是随着手机和掌上电脑的不断融合,Palm OS已经在通信方面作出了努力。Handspring已经推出了支持GSM和CDMA等不同制式移动通讯网络的掌上电脑,使用的就是Palm OS操作系统。
嵌入式设备非常适合像Linux这样的操作系统,因为Linux本身是开放源代码的,而从源代码级来对个性化的产品进行定制是最根本和最深入的。开发人员已经开发出了诸如互联网应用、工业控制系统以及数据获取设备的相关产品。随着嵌入式Linux技术的不断成熟,它已能够满足更加灵活的体积要求,并支持越来越多的不同体系结构的处理器产品,开始逐步进入主流的嵌入式市场。然而,嵌入式Linux在发展过程中也遇到了一些制约瓶颈。首先,嵌入式Linux系统在这个领域的产品发展比较晚,开发的时间比较短,在某些方面还有待成熟;其次,嵌入式设备个性化比较强,导致从事嵌入式Linux开发的厂商所开发的产品现在互不兼容。在众多Linux开发人员的共同努力下,它正在不断地完善以满足新一代消费产品的需求,在2003年,摩托罗拉推出了全球第一款采用Linux 操作系统的手机——A760。
操作系统的优劣决定了手机的品位和性能,操作系统设计得越好,不仅用户使用方便,而且可以为用户提供众多的新功能和应用。从技术发展角度看,操作系统将为终端加快更新换代提供必要和充分的条件。
应用运行平台的引入使终端更加开放,允许终端从移动通信运营商的移动门户上或互联网上下载各种应用程序,并在手机创造可执行环境,然后以在线或离线的方式运行这些程序,从而得到所需的服务。由于定义了可执行程序下载的标准,并在手机上创立了可执行环境,由此,在移动通信业第一次为软件开发商创造了巨大的商业机会,手机用户在得到丰富应用体验的同时,也大大提高了运营商的网络流量。Java是目前最主流的应用平台,BREW在CDMA终端中应用广泛,Microsoft.NET也随着Windows Mobile的推广日益兴盛。
Java由于它简便易行、跨平台、开放等特点受到了广泛的欢迎。它可以做到与平台无关“一次编写,到处运行”。J2ME(Java 2 Micro Edition)作为Java 2平台的一部分,与J2SE、J2EE一道,为无线应用的客户端和服务器端建立了完整的开发和部署环境。由于专门针对多样化的嵌入设备和消费电子设备,J2ME的结构与传统的编程序语言和规范有一些不同,它是由配置(Configuration)、简表(Profile)和可选包(Optional Package)三要素构成。J2ME技术由一个虚拟机和一组API组成,这组API适合于为消费和嵌入式电子设备提供经过剪裁的运行环境。Java的一个关键优点是它能同时为多种连网的便携机、台式机或其它工作站和服务器提供服务,无论运行在这些客户机上的软件是Java applets 、独立的Java程序、HTML浏览器还是本地的应用程序,它都可以同时支持。利用J2ME,这些企业系统也可以直接与各种电子设备进行通信。
J2ME体系的一般结构是:由Configuration定义的Java虚拟机运行于设备的宿主操作系统之上,构成整个平台的基础。Configuration提供了基本的语言特性,Profile提供针对设备的特殊功能API和扩展类库。应用程序的运行环境需要一个Configuration和至少一个Profile,多个Profile可以共存,也可以叠加。
图2J2ME的体系结构
BREW是高通2001年1月推出的无线移动终端应用软件的运行平台,它扩展了Rex操作系统的功能,而又扮演开发平台的角色。BREW平台为无线设备提供开放式标准平台的应用程序执行环境,是无线应用程序开发、设备配置、应用程序发布以及计费和支付的完整端到端解决方案的一部分。完整的BREW解决方案包括面向开发者的BREW SDK (软件开发包)、面向设备制造商的BREW应用程序平台和移植工具以及由运营商控制和管理的BREW分发系统(BDS)。利用该系统,开发者开发的应用程序可以轻松投入市场并协调计费和支付过程。
Microsoft.NET 是Microsoft XML Web services平台。XML Web services允许应用程序通过Internet进行通讯和共享数据,而不管所采用的是哪种操作系统、设备或编程语言。 Microsoft.NET平台提供创建XML Web services 并将这些服务集成在一起之所需。对个人用户的好处是无缝的、吸引人的体验。
目前市场上高、中、低端无线移动终端并存,分别满足不同用户群体的需要,但在未来相当长一段时间内具备独立操作系统和一定开放接口的多功能终端将继续占据主导地位,在这段时间内,终端硬件平台由TI、Qualcomm等公司提供核心Modem芯片和解决方案,协处理器和双处理器结构相对稳定,所以终端上的操作系统、运行平台、游戏、客户端等应用程序成为决定终端功能的主要因素,而且由于功能软件和应用软件之间兼容性和互通性差,因此终端上的软件开发也就成为终端生产厂商研发的重点。随着终端技术发展和标准化工作的推进,移动终端必然更加开放和功能标准化,到时,终端成本降低,成为用户使用全业务的载体,到时终端的发展受限于通信业务发展。
也正因为移动终端和业务现阶段的多样性以及技术产品的非严格规范性,在将来很长一段时间内另外一个发展动向也值得注意,即运营商将向终端制造商直接定制某些特殊要求的终端,这对运营商来说是竞争所需。另外,由于终端的多业务、多服务也不可能制造出万能的全标准化终端,未来无线移动终端发展将会根据用户需要和各方利益在定制和标准化之间取得平衡。
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移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备,广义的讲包括手机、笔记本、平板电脑、POS机甚至包括车载电脑。但是大部分情况下是指手机或者具有多种应用功能的智能手机以及平板电脑。随着网络和技术朝着越来越宽带化的方向的发展,移动通信产业将走向真正的移动信息时代。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:通信新业务引领无线移动终端的未来相关论文。内容仅供参考阅读!
通信新业务引领无线移动终端的未来全文如下:
目前市场上很多移动终端已经具备了很强的计算功能,终端上可以运行Office、Realplayer等文字处理和多媒体软件,文字处理和媒体播放功能轻而易举地在终端通过软件实现,并能实现媒体共享,Java游戏也可以通过Internet或者OTA等方式自由下载到终端上,运营商发布的智能卡不仅能存储用户信息,还可以携带业务……配合终端外部硬件接口的标准化,终端之间的互通以及终端与计算机之间的互通也变得轻而易举。这些强大而相互兼容的功能之所以能有今日,是多年以来终端和业务发展的积累结果。在前面两讲中已经提到终端的发展在趋向于开放和软件化,而通信业务的发展对终端软件提出了更高的要求,终端功能的扩展主要是多种软件在统一平台上的加载与运用,只有这种统一平台上的操作才可能实现业务的互通,所以终端的发展归结为通信业务的发展。
本文与前两讲“无线移动终端的历史及其硬件结构演进”、“无线移动终端的现状和软件结构”结合一起,将对我国无线移动终端的过去、现状和未来以及无线移动终端上的主要技术有一个较详细的介绍。
移动数据业务的开展正如Internet业务的推广,它需要用具备相当计算能力的终端来取代原来的单纯话音通信终端(手机),这也就导致了终端体系结构的变革,正如OMA组织将业务从垂直模型编程开放模型一样,终端生产也由原来的少数厂商封闭生产,逐渐开放,结构分成不同层次,各个层次出现多种相似功能的技术和产品。国际上,除了一些公司提供开放的终端硬件平台和开放操作系统之外,许多标准化组织(如3GPP和3GPP2等)都有终端组,主要负责终端结构、终端接口、终端性能、移动终端执行环境(MExE)、SAT/USAT及其对业务的支持能力等的研究和规范。此外,2004年6月几家全球重要的移动网络运营商成立了开放移动终端平台(Open Mobile Terminal Platform,OMTP)组织,以推出开放的手机设计参考建议,对手机的开发和生产带来了较大的影响。
对于终端而言,其技术在向着开放的方向发展,图1是一种开放移动终端的应用构架:
开放移动终端业务平台包括在操作系统之上的一组业务引擎和应用客户端,该平台可以分为业务支撑和业务代理两部分。业务代理包括所有使用不同终端支撑能力的应用客户端程序,它通常是指人机接口(界面),如用户通过短信(SMS)客户端编写新信息,浏览接收的信息,并能下达发送SMS的指令,但客户端应用程序通常相互是嵌套的,即不同客户端可相互调用以保证用户的体验,如Email客户端可以集成电话本或WAP浏览器等客户端程序;业务支撑包括所有提供特定功能集的引擎,业务引擎通常表现出多种功能,其功能除了被应用程序使用外,还可以被其它引擎使用。业务代理的功能通过应用业务接口(ASI)使用业务支撑中的引擎功能,这些接口可以API的方式开放,以便于应用的开发。业务引擎可能需要依赖于远端服务器提供的功能,因此,业务引擎需要考虑与远端服务器之间的互操作。此外,应用构架采用一套安全规则用于这些功能。
终端上的业务引擎可能包括终端管理(DM)、浏览(Browsing)、短距离通信(Bluetooth、IrDA等)、下载、数据同步、个人信息管理(PIM)等,当然这些引擎通常需要网络端服务器的支持。
3GPP中定义了多种业务生成机制和运行环境,例如基于网络的OSA 和用户化应用移动网络增强逻辑(Customised Application for Mobile Network Enhanced Logic,CAMEL)、基于终端的移动执行环境(Mobile Execution Environment,MExE)和USAT(USIM Application Toolkit,USIM 应用工具箱)等。这些机制都着眼于能使运营商方便快速地提供业务,并本着业务的提供和基础网络相分离的原则,使得业务可以由运营商以外的第三方提供,在业务和网络之间采用开放的标准接口,业务的开发主要由IT 开发人员来完成,运营商负责网络的运营和对众多的业务提供商的组织和管理。以下从终端角度对SAT/USAT相关智能卡业务环境和MExE作介绍。
1. 智能卡业务环境
SIM卡是一种带微处理器的智能IC卡,它由微处理器(MPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、数据存储用的电可擦写ROM(EEPROM)和串行通信单元五部分组成,它是GSM系统中不可缺少的一部分,是用户进入GSM网络的登记凭证。到目前为止,SIM卡的微处理器大都是一个8位的控制器,通常是Intel 8051或者Motorola 6805。SIM卡的内存数量一直在增长,最初只是由256字节的RAM和3k字节的EPROM组成,现在RAM大都已经增长到了128k字节,EPROM也增长到了32k字节以上。USIM(Universal SIM)是应用于3G系统的用户识别模块,其基本构成与SIM卡类似。
到目前为止,SIM卡可分为3代,第一代SIM卡只包含简单的用户身份信息,执行网络认证和通用的电话服务功能;第二代的SIM卡仅是一种单应用卡,它仅遵循GSM11.11规范,该规范中定义SIM卡上只能有一个应用,即GSM应用,因此,它不能直接添加额外的应用,而用户平时使用的移动炒股、移动银行等应用都是通过STK(SIM卡应用工具包)来实现的;第三代USIM卡则不存在这种问题,它实现了平台和应用的分离,3GPP组织专门制定了UICC多应用平台规范,USIM应用只是UICC平台上的一个应用,非电信应用或电信增值应用,可以完全建立在这个平台上,而且每个应用都可以遵循各自的行业规范。
为了实现USIM卡对多应用的支持,除了定义UICC平台外,USIM卡的相关规范中还定义了其它一些变化。比如,在传输协议和平台特性、应用和文件结构、PIN管理模式以及各命令参数、状态字的变化等。这些变化使USIM卡更加符合智能卡ISO 7816规范,从而使多种应用添加在UICC平台上成为可能。因此,在手机上实现电子钱包、电子信用卡、电子票据等其它应用已是顺理成章的事了。这一特点使USIM卡成为了不同行业跨领域合作、相互渗透经营的媒介,如银行可以参与电信的经营,反之亦然。
SIM/USIM应用工具包(SAT/USAT)技术是一种主要的增值服务技术。它为储存在SIM或USIM上的应用提供标准的交互机制和执行环境,遵循SAT规范(GSM11.14)的开发工具为应用开发者提供便捷的应用开发环境。通过SAT/USAT技术,与特定终端无关的业务和应用可以被下载到终端和SIM/USIM卡上并在那里执行。SAT技术可以利用现有网络和手机提供安全、灵活和友好的增值服务。支持SAT的SIM卡不再是通常使用的16KB内存容量的SIM卡,而是基于Java或C语言编程具有32KB以上内存容量的SIM卡。由于内存容量的扩大,使得在SIM卡中可以存储相应的业务与应用信息。
2. 移动终端执行环境(MExE)
MExE规定了移动终端可下载并执行运营者或业务提供者规定的应用,并接入Internet的能力。在执行业务过程中,MExE作为移动终端上的应用执行环境,它将充分利用移动终端和SIM卡的资源。MExE主要定义了终端侧的统一应用执行环境,这对于实现业务互通是十分重要的。
MExE业务非常类似于PC中的软件,你在自己的PC中安装了各种软件,把PC变成不同的虚拟装置,这就是通用性,它具有事实上的标准平台,这个标准平台允许所有的软件设计者不仅为PC创建业务,而且允许支持多样性业务。移动电话中的MExE环境使用WAP和(或)Java等技术遵循一个非常类似的基本原理。例如,从Internet上下载一个MP3播放器到你的MExE移动台中,然后下载MP3文件,你可以用MExE移动电话欣赏你最喜欢的音乐;同样,下载一个电子邮件客户端软件,你不仅可以与其它的移动用户通信,还可以通过它连接到Internet,与办公室和家庭PC交换传真、电子邮件和多媒体消息;下载游戏客户端或游戏软件,那么你的MExE移动电话就成为一个在线的交互式游戏机;下载一个Internet浏览器到你的MExE移动电话上,那么Internet网就真正的移动了。
MExE移动电话将把简单的通话和短信设备变成了多媒体Internet网移动通信设备,这些设备可以如PC机虚拟设备一样等同于随身听、游戏机、PDA等无线装置。
MExE围绕着WAP和Java标准化了3个基本平台,它们称为MExE的分类标志:
1) MExE分类标志1支持WAP;
2) MExE分类标志2支持Personal Java;
3) MExE分类标志3支持J2ME。
此外,MExE已规定了用户和网络的保密和防护,提供一个授权和共享软件服务的安全平台,在移动电话中或与服务器和Internet交互作用时执行。3个MExE分类标志能够使软件编程者创建各种业务,而无需太多的有关移动通信方面的认识,但却能为移动电话产业带来全新的业务系列。
无线移动终端的上述结构和功能的进步,为在无线移动终端上实现越来越多的新业务提供可能性和便利性。由于3G和WiMAX的到来,它们把语音、数据和图像通信融为一体,使用户能享受到的新服务新业务更加丰富。我们可以采用前面讨论的这些平台(在某种意义上说是通用平台)和丰富的客户端软件为用户提供全面的服务。然而,分析用户需求可以发现不同的行业/消费用户群对终端的功能需求是不同的,同时考虑到无线移动终端也是一种需要个性化的消费类电子产品,所以终端上的客户端软件甚至平台支持能力也可不尽相同,但需要保证已存在业务的互通,因此在未来很长一段时间内,运营商与终端制造商可能继续在保证应用互通的基础上,商定一些针对不同用户群、具备不同功能的终端规范。这种做法被称为“终端定制”,它的好处是可简化一些终端上的软硬件,也可让用户使用起来方便、简单。
终端的发展逐渐趋于开放,这是技术发展和社会分工细化的结果,这不仅有利于单个技术和终端整体结构的发展,同时,终端的开放也是移动通信业务发展的需求,开放的终端结构便于第三方应用和业务的开发,加快业务投入市场的时间,降低业务开发成本。随着电子通信等技术的发展,以及业务市场需求的推动,开放的终端结构日益明朗,本讲中对终端的开放结构以及统一的开放运行平台做了介绍,这些技术已经在ETSI、3GPP、OMA和OMTP等国际组织中进行研究和标准化,并逐渐产品化。随着这些统一平台产品的出现,终端的发展逐渐演变为业务对终端上支撑技术和应用客户端程序的驱动。
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无线mesh网络,由mesh routers(路由器)和mesh clients(客户端)组成,其中mesh routers构成骨干网络,并和有线的internet网相连接,负责为mesh clients提供多跳的无线internet连接。 无线Mesh网络(无线网状网络)也称为“多跳(multi-hop)”网络,它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。以下是今天读文网小编要与大家分享的计算机相关论文:无线Mesh网络技术。内容仅供参考,希望能帮助到大家!
无线Mesh网络技术 全文如下:
摘要:无线mesh网络是新近出现的一种无线多跳网状拓扑网络,是一种非常有前途的无线接入网络技术。本文简要介绍了无线mesh的网络结构、特点、应用,并分析了影响无线mesh网性能的主要技术因素。
关键词:无线mesh网,宽带无线接入,无线多跳网
在宽带无线接入领域,各种无线通信技术蓬勃发展的同时,一种新的无线网络技术——无线mesh网络也逐渐发展起来,引起了人们广泛的注意。无线mesh网,即无线网状网,也称为无线多跳网,它可以和多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20以及3G移动通信等技术相结合,组成一个含有多跳无线链路的无线网状网络。这种无线网状网,可以大大增加无线系统的覆盖范围,同时可以提高无线系统的带宽容量以及通信可靠性,是一种非常有发展前途的宽带无线接入技术。
传统的无线接入技术中,主要采用点到点或者点到多点的拓扑结构。这种拓扑结构中一般都存在一个中心节点,例如移动通信系统中的基站、802.11WLAN中的AP等等。中心节点一方面与各个无线终端通过单跳无线链路相连,控制各无线终端对无线网络的访问就;另一方面,中心节点又通过有线链路与有线骨干网相连,提供到骨干网的连接。而在无线mesh网络中,采用网状mesh拓扑结构,也可以说是一种多点到多点网络拓扑结构。在这种mesh网络结构中,各网络节点通过相临其他网络节点,以无线多跳方式相连。
无线mesh网主要由两种网络节点组成:mesh路由器和mesh终端。Mesh路由器除了具有传统的无线路由器的网关/中继功能外,还具有支持mesh网络互连的路由功能。Mesh路由器通常具有多个无线接口,这些无线接口可以是基于相同的无线接入技术构建,也可以是基于不同的无线接入技术。与传统的无线路由器相比,无线mesh路由器可以通过无线多跳通信,以低得多的发射功率获得同样的无线覆盖范围。在无线mesh网络中,由mesh路由器互连构成无线骨干网,这个无线骨干网再通过其中的网关mesh路由器与外部网络如Internet相连。Mesh终端也具有一定的mesh网络互连和分组转发功能,但是一般不具有网关桥接功能。通常,mesh终端通常只具有一个无线接口,实现复杂度远小于mesh路由器。Mesh终端可以是笔记本电脑、掌上电脑、PDA以及手机等终端设备。Mesh终端之间互连可以构成一个小型对等通信网络。mesh路由器和mesh终端之间混合组网如下图所示:
无线mesh网与同样采用多跳网状拓扑的Adhoc网相比,也有所不同。Adhoc网络是由移动终端设备组成的无线分布式多跳网络,其中一般不包含静止的节点设备;而无线mesh网中的无线路由器大多是静止的设备,而用户终端也可以是静止或移动的无线接入终端。此外,adhoc网的设计目的是为了实现用户移动终端设备之间的对等网络通信,而无线mesh网络着重的是给终端用户提供无线接入功能。
与传统的无线接入技术相比,无线mesh网具有一些新的特点:
1.无线多跳网络
无线mesh网技术开发的目标是在不牺牲信道容量的情况下,扩展现有无线网络的覆盖范围。另一个目标是在不具有直接视距无线链路的用户之间,提供非视距连接。为了实现这些目标,不可避免的要采用多跳mesh网络。多跳mesh网络架构中,无线链路间更短、发射功率更小、节点间干扰更少和频率重用效率更高,这样可以在不牺牲信道容量的前提下获得更高的系统容量。
2.支持adhoc方式网络互连,具有自组织、自管理、自愈能力
无线mesh网具有网络结构灵活、易于部署和配置、容错以及网状连接多点到多点通信等特点,使得无线mesh网的初始部署成本相当低,并且可以根据需要逐步扩容。自组织自愈能力使得无线meh网不需要网络管理员来手工配置网络,而可以自动发现新节点,自动完成配置过程,自动维护网络正常运行,在出现节点/链路故障时也可自动调整完成网络自愈。
3.多种类型的网络接入
在无线mesh网中,既支持无线终端接入骨干网,又支持无线终端之间的对等网络通信。此外,把无线mesh网技术与其他无线网络相结合,可以通过无线mesh网给这些无线网络的终端用户提供无线接入业务。
4.移动性以及能耗限制与节点类型相关
无线mesh网中,mesh路由器一般为静止不动的设备,而mesh终端可以是移动或固定设备。同时,mesh路由器一般没有能耗的限制,而mesh终端则需要采用能耗较小的网络通信协议。这样,MAC以及路由协议需要针对mesh路由器和mesh终端设备分别设计和优化。
与同样具有自组织、自管理以及多跳无线adhoc拓扑的adhoc网络相比,无线mesh网也有自己与adhoc网络不同的特点:
5.具有无线基础设施骨干网
无线mesh网内,由mesh路由器组成一个无线骨干网,专门用于给终端客户提供可靠网络连接。这个无线骨干网在无线域内提供了大覆盖范围、连通性以及健壮性。反观Adhoc网络则是基于各个不可靠的终端用户来进行通信,不存在专门提供网络连接服务的基础骨干网,这给adhoc的应用带来了很大的限制。
6.集成性
无线mesh网可以通过mesh路由器的网关/桥接功能,整合现有多种无线网络技术,如802.11、802.16、3G移动通信等。这样,通过mesh路由器组成的无线骨干网,可以把多种不同无线网络连接到一起,形成一个“无线互联网”。而adhoc网络由于是用户终端自组网,而用户终端一般不具备这种网关/桥接的功能。
7.路由和配置功能的专门化
在adhoc网络中,每个终端用户设备都要为所有其他节点执行路由和配置功能。而在无线mesh网中,虽然mesh终端也有路由转发功能,但是主要还是由mesh路由器来执行路由和配置功能,大大减轻了普通mesh终端的负载。
8.拓扑结构的相对稳定
adhoc网络中,由于终端用户的移动性和不可靠性,网络拓扑和连接的变化较大,使得路由协议和网络配置和部署带来了很大的挑战。无线mesh网中,mesh路由器一般是静止不动设备且较用户终端可靠的多。
9.功耗限制减少
无线mesh网络中,mesh路由器一般为静止不动的设备,与adhoc网中的移动终端相比,基本没有功耗限制。这样,在设计mesh路由器的物理层、MAC层以及网络层路由协议时,基本可以不考虑功耗限制,这大大简化了协议设计,同时还可以采用性能较高的设计方案。
同样作为无线多跳网络,与adhoc网络技术只用于军事以及专用特殊网络不同,无线mesh网的研究开发是由实际应用需求为驱动力的,其应用场景和应用范围相当广泛,并且有着不可替代的作用和优势。无线mesh网可以和802.11WLAN、802.16WMAN以及3G等各种无线接入技术相结合,实现家庭网络、社区网络、企业网络以及城域网络内的多层次多范围的无线应用。
1.宽带家庭网络互连
现在,宽带家庭网络互连大多采用802.11WLAN来实现,在WLAN中AP的放置需要现场勘察,但仍不免产生覆盖不到的盲区。为了消除盲区,可在家庭互连网络中采用无线mesh网技术,放置多个小型mesh路由器,以多跳mesh网络互连家庭内部数字设备可以有效的消除盲区,同时还可以大大提高网络容错性,且可减少由于迂回访问产生造成的网络拥塞。
2.社区网络互连
采用无线mesh网技术,通过在社区内放置多个mesh路由器可以将社区内各用户家庭网络互连,形成一个社区无线多跳网络。有了这个社区无线互连网络,就可以在社区内用户家庭之间共享若干个Internet接入设备,而不必在每个用户家庭安装Internet接入设备。而且,社区无线mesh网还可以容许社区用户家庭无需通过远端服务提供商网络,就可以在社区本地相互访问,共享社区内网络资源。此外,社区无线mesh网的网状拓扑结构,也给社区用户提供了更加可靠的网络连接,增强了网络容错性和健壮性。
3.企业网络互连
目前,802.11WLAN已经在企业办公室写字楼中得到了广泛的应用,但这些WLAN或者相互没有连接,或者采用不太经济的有线以太网方式相连。而采用无线mesh网技术,通过mesh路由器将这些WLAN互连,一方面可以解决WLAN网络之间连通性问题,另一方面相对采用有线互连方式还可以节约成本,灵活部署,同时提高了网络的容错性和健壮性。
4.城域网络互连
通过无线mesh网络,整合802.16WMAN、802.11WLAN以及3G等其他无线接入技术可以形成一个城域大范围、多层次、多样化接入方式的无线接入网络,使得城域无线接入网络的覆盖广度深度都大大增加。
无线mesh网作为一种新的无线接入网络技术,需要考察影响其性能的关键技术因素。这些技术因素如下:
1.物理层无线电技术
新兴的物理层无线电技术如定向智能天线、自适应调制编码、MIMO技术以及多无线电/多信道系统已经成为下一代无线接入系统的不可或缺的关键技术。此外,为了进一步改善无线射频性能以及高层协议的控制,更先进的可重配置无线电、感知无线电、甚至软件无线电技术都已开始在无线系统中有所运用。这些高级物理层无线电技术的开发设计不仅对物理层性能起着决定性作用,而且要求进行整合物理层、MAC层和网络层进行整体设计,以便最大限度的提高整个网络性能。
2.MAC层多址访问机制
无线mesh网是分布式无线多跳网状网。现有的无线网络MAC机制大多都是针对单跳无线网络设计的,这种面向单跳无线网络设计的MAC机制并不适于分布式无线多跳网状网络,如802.11WLAN的MAC机制在无线链路跳数达到四跳时,性能下降非常大。同时,在无线mesh网这种分布式无线多跳网状网中,由于实现时间同步和码管理困难,采用TDMA和CDMA多址接入也比较复杂。此外,在无线mesh网络中,还要求能够有效的进行空间频率重用,以提高网络容量。这样, MAC层机制设计将成为影响无线mesh网性能和成功与否的关键技术因素之一。
3.Mesh拓扑连接的维持
无线mesh网的很多技术特点和优势来自于其mesh网状连接,mesh连接的维护也就成为无线mesh网的MAC和路由协议设计中的一个关键。一般来说,需要在无线mesh网中实现网络自组织和拓扑控制算法,设计具有拓扑感知能力的MAC和路由协议。
4.Mesh路由协议
无线mesh网络中,mesh路由协议的设计是一个关键。首先,在无线多跳mesh网络中,路由协议不能仅仅根据“最小跳数”来进行路由选择,而要综合考虑多种性能度量指标来进行路由选择。其次,mesh路由协议要提供网络容错性和健壮性支持,能够在无线链路失效时,迅速选择替代链路避免业务提供中断。第三,mesh路由协议要能够利用流量工程技术,在多条路径间进行负载均衡,尽量最大限度利用系统资源。第四,路由协议要求能同时支持mesh路由器和mesh终端。对于静止不动的mesh路由器,由于没有功耗限制,可以采用比现有adhoc路由协议简单得多的路由协议;而对于mesh终端,则需要采用类似adhoc的路由协议。这样,就需要一种行之有效的路由协议能够自适应支持mesh路由器和mesh终端。
5.宽带Qos业务支持
与adhoc网络不同,无线mesh网的大多数应用都是具有不同Qos要求的宽带业务。这样,除了端到端时延和公平性以外,还需要在通信协议中考虑时延抖动、聚合吞吐量、每节点吞吐量以及分组丢失率等性能评价指标。
6.兼容性和互操作性支持
对于无线mesh网来说,最好不仅能支持mesh终端,还能支持传统的无线终端。这就需要无线mesh网能够后向兼容传统无线终端。此外,无线mesh网络需要能够包容整合多种异构类型无线接入网络,因而要求mesh路由器在不同异构无线接入网络中具有互操作性。
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无线接入是指从交换节点到用户终端之间,部分或全部采用了无线手段。典型的无线接入系统主要由控制器、操作维护中心、基站、固定用户单元和移动终端等几个部分组成。以下是今天读文网小编要与大家分享的:无线接入在网络融合中的应用相关论文。内容仅供参考,希望能帮助到大家!
无线接入在网络融合中的应用全文如下:
目前,全球电信运营商正面临着企业转型和网络融合(FMC),它使原本经渭分明的移动与固网的界限正在被一步步地“模糊化”,二者在多个层面的融合趋势已势不可挡。基于融合的思路来看未来的网络,无线接入技术多样化的趋势将越来越明显,无线接入网作为承载业务,直接面向用户的网络,是体现运营商的用户覆盖率和企业竞争力主要指标的关键之一,与核心网趋于融合的趋势不同,接入网层面将有众多技术百花齐放。如英国的“蓝色电话”采用DECT数字无绳电话系统对移动和固网进行无缝连接。国内“灵通无绳电话”是利用目前的小灵通无线网络直接与固网相连。而正在试验中的“家庭网络”是采用“蓝牙技术”或Wi-Fi无线技术来进行内部各终端之间的互连。还有技术先进,功能强大的WiMAX无线宽带技术应用于局域网和移动通信等领域。
“蓝牙技术”,现在Bluetooth SIG(蓝牙技术联盟)对蓝牙技术的定位是它可以广泛地应用于个人网络设备,如手机、电脑以及汽车免提系统。由于蓝牙技术目前专为个人网络应用而设,通过改进技术可以增加蓝牙技术在其它全新领域的应用。例如环境传感、家用电器遥控、家庭网络内部终端间的连接等。但是蓝牙技术存在着许多的不足。如:一是它的传输距离仅在十公尺左右。二是蓝牙芯片的价格仍不令人满意。三是蓝牙兼容性方面的一些问题。四是随着各种近距离无线技术的出现,它们与蓝牙技术就不可避免地要在一些应用领域存在重叠和竞争。更重要的是无线宽带技术的出现,在超宽带的技术优势面前蓝牙将会遭遇极大的挑战。
Bluetooth SIG(蓝牙技术联盟)在其未来的3年发展蓝图中,已提出了一系列改进蓝牙规范的计划,包括提升性能、增强安全性、优化耗电量及可用性,来藉以保有蓝牙技术在个人通信技术领域的市场地位,并在新的市场领域确定其发展方向。具体计划是2005年蓝牙技术联盟将测试并推出一项全新的蓝牙规范。新规范提高了数据传输速率(是当前速率的3倍)提高了数据传输的安全性,并降低了功耗。这将大大改善蓝牙用户使用多个蓝牙设备协同工作以及传输大型数据文件时的体验,同时还将延长移动设备的电池使用寿命。2006年蓝牙技术联盟将继续致力于改进蓝牙规范在可用性、安全性及性能等方面的表现,并采用多播(Mutti-cast)功能,允许用户将同一信息同时传送至多个装置,改进性能将可使耗电量极低的蓝牙传送范围扩大至100公尺。
Wi-Fi(Wireless Fidelity)是属于无线局域网(WLAN)的一种,通常是指802.11b产品,它的主要特点是传输速率高,可靠性高,建网速度快简便、可移动性好、网络结构弹性化、组网灵活、组网成本较低等,具有良好的发展前景。Wi-Fi工作在2.4GHz频段。最高速度达11mb/s,传输距离可达100公尺,在全封闭区域可达300公尺,是目前的主流WLAN技术。近年来Wi-Fi在市场上欣起一股热潮,据预测,到2007年美国将安装53万个点,欧洲安装70万个点,亚洲也将安装100多万个点,Wi-Fi有着“无线版本以太网”的美称,由于目前的以太网标准(IEEE802.3标准)几乎已经成为局域网的代名词,世界上至少有80%以上的局域网采用以太网技术。而WLAN同样为IEEE制定的标准,所以其几乎可以视为以太网标准在无线领域的延伸,这使WLAN在应用上具备无痕过渡和顺利安装的特点。
Wi-Fi的安装和设置相当简单,在某个区域要建立网络接入连接时,只需要在一定的范围内设立相应的接入点就可以了。规划、布线、测试等传统工序可以被忽略,如在家里引入Wi-Fi整个接入工序不到10分钟。同时Wi-Fi的综合成本非常低(预计为有线以太网的50%左右)。Wi-Fi拥有许多优点,但是不可忽视的是它存在的安全隐患这个致命的缺点。Wi-Fi采用的是RF(射频)技术,通过空气发送和接收数据,所以非常容易受到来自外界的攻击,甚至进入未受保护的公司内部局域网。
WiMAX全称是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),是一种类似于Wi-Fi的新型无线网络技术,它具有覆盖范围更广、传输速率和可靠性(安全性)更高等优点。它所采用的IEEE 802.16标准是一种基于微波和毫米波频段(2GHz~11GHz)的新的空中接口标准的技术,可以替代现有的有线和DSL连接方式,来提供最后一公里的无线宽带接入。WiMAX将提供固定、移动、便携式的无线宽带连接,现在WiMAX已经从本质上改变了最初的应用方向。增加了移动通信方面的服务。通过加入移动特性,一方面WiMAX可以像原来设想一样,作为服务和提高电信运营商最后一公里接入的技术手段。同时还可以成为FMC(固定和移动网络融合)的主流接入技术。
WiMAX具有以下优点:一是WiMAX执行IEEE802.16a标准,较长的传输距离(50公里)和较大的无线覆盖范围(6-10公里),传输速率最快75Mbps。二是具有理想的非视距传输特性,因此能够在不同的环境下获得最佳的传输性能。三是集中了有线/无线接入的优点,并结合了Wi-Fi无线接入技术的移动性与灵活性。四是WiMAX还能够通过将无线接入系统上升到无线接入网络,多中心站之间通过负荷分担的方式大大增加了网络容量。五是基站建设方面,WiMAX不同于过去所采用的无线技术,需建高高的基站。从而可大大降低运营商的成本。六是目前正在制定中的IEEE 802.16e,面向移动终端,最大传输距离为3千米~5千米。当前,人们特别关注的是规范已确定的802.16-2004,它主要用于连接互联网服务的接入线路,也就是替代使用电话线的ADSL等,将通信运营商与用户连接起来。
接照WiMAX的商用计划,预计到2006年802.16功能的笔记本电脑,就可以不间断地享用高于3G十倍的速率而构成的宽带精彩内容服务。而且WiMAX还能作为Wi-Fi的备份,使用户可快速,方便地在Wi-Fi和WiMAX间自由切换和访问互联网。
灵通无绳电话(QBOX),为了使小灵通更加具有活力,继短信互连,七彩铃音,机卡分离等新业务推出之后,近日中国电信又在上海、西安、温州、惠州等六城市推出“灵通无绳电话”新业务,。这一业务在国内第一次将有线、无线(小灵通)两种通信方式结合在一起,使它的优势待以充分的互补。它的推出预示着固网运营商的运营重点已渐渐脱离传统的运作模式。而转向具潜力的业务和市场增长点。QBOX业务优点突出,首先是解决了一直以来让运营商深感头痛的小灵通小区覆盖的盲区问题,使小灵通能凭借单向收费的价格优势,更为广大用户所欢迎。
二是QBOX将增强固话终端的竞争力。灵通无绳电话一举改变了固话终端几年甚至几十年不变的传统观念。加快了固网终端向个性化、智能化演进的步伐。
三是固网和小灵通网络在中国都属同一运营商经营,这种组合方式能最大限度地综合利用二个网络的资源提供新业务。使用户首次享受到了无线与有线结合的融合业务。四是具有绿色环保功能。灵通无绳电话与小灵通的基站和其手机发射功率都只有10毫瓦,而无绳电话机的发射功率也有35毫瓦左右,因此辐射小,对人的身体不会造成伤害,符合人们的健康要求。
灵通无绳电话是中国电信运营商首次在无线,有线融合中的尝试,这项业务本身还存在着一些较为明显的缺憾。如一是灵通无绳电话终端在QBOX私网与小灵通公网动态(通话过程中)转移时无法保特不间断通话。二是QBOX系统在其私网中只对预先指定的几个终端(目前是10个)提供通话服务。而对其它的小灵通手机无法提供服务。三是在小灵通公网信号没有覆盖的区域,QBOX座机的固网用户线路只允许一个小灵通或固话用户与外界通话,而无法对二个和二个以上的用户同时提供通话服务.因此虽然“灵通无绳电话”业务使固网业务得到有益的补充和延伸,但还需进一步的改进和完善。使它成为真正的FMC业务之一。
“蓝色电话”是由英国电信提出并在以阿尔卡特为首,包括爱立信、朗迅和莫托罗拉等在内的诸多设备制造商协助下共同完成的。实际上蓝色电话就是一种可以在通话状态下实现移动和固话网络之间自由、无缝切换的服务。它具有以下几个方面的特征和优势。
首先是它开创了固话和移动融合(FMC)的先河,这是蓝色电话最突出的优势,也是一项创历史性的先进技术与服务。其次是能在通话过程中自动判断用户所处的位置并提供不同的网络为其服务。如用户在室外或室内通话时能自动在GSM移动网络和DECT无绳电话系统之间进行无缝切换。三是,保证良好的通话质量,这也是蓝色电话要实现移动和固网相融合最大的难点和成功之处。它在实现了固话网络和移动网络无缝切换的同时保证其通信质量的等级。四是,先进、便捷的室内无线接入技术,目前蓝色电话在室内是通过DECT数字无绳电话系统转接至固定宽带网络上去,今后也可以采用蓝牙技术或者性能更优的Wi-Fi技术来进行接入。并能够使系统在室内和室外的各种使用环境中在不同的网络之间进行自动的无缝切换,而保证通话过程不会间断。五是,具有高性价比的通话资费,蓝色电话在定价的过程中充分考虑固话和移动两个网络的不同运营成本来确定价格。这样的资费方案融合了固话和移动的资费特点,且最大限度地提供给用户方便和实惠。
“家庭网络”作为固话的业务创新,首先是融入了信息时代的信息化综合服务的理念,其次打破了原有仅仅提供点对点通信的模式,而为用户提供了多元化、个性化的信息服务。三是在实际操作中,对网络进行重新的设计和集成。四是加强整合现有资源,进行业务的重新组合和包装,家庭网络并不是一个前所未有的全新业务,而实际上所谓的创新,大部份是在现有技术成果的基础上进行改进、优化。通过对已有业务或技术的组合,来产生新的业务和新的功能,这种类型的业务创新在通信产业发展的过程中也屡见不鲜。因此在“家庭网络”的技术业务创新过程中,一定要将重点放在网络集成和资源整合上。
蓝牙技术是一种低成本、近距离的无线连接技术标准,将它应用于家庭网络中,可将家庭内部的各类终端如无绳电话、移动电话、笔记本电脑等等组成一个家庭或个人领域的网络,使各种信息化或智能化的终端设备在近距离内不用电缆就可以方便地连接起来,实现无缝覆盖并相互操作进而达到资源充分共享。
WLAN无线连接。由于WLAN可以使用户在家庭实现无线快速连接,因此该技术可谓代表了家庭网络的未来发展方向,尤其是具备较高传输速率和较长传输距离的Wi-Fi更是如此。虽然现在很多家用设备还不支持Wi-Fi,但这种情况正在发生改变,日本各大厂商推出的新型等离子电视已经开始配备Wi-Fi功能,各种各样的Wi-Fi网卡也层出不穷,这一切都表明WLAN无线连接将蕴含极大的市场潜力。
市场的需求,企业的转型将推动移动核心网和固定核心网最终融合,接入层面充分开放,不同的接入技术有不同的应用领域。给用户带来不同的通信体验。总之无线接入与固定接入一起,将支撑起未来的无缝覆盖的网络,用户无论使用什么样的通信终端,都可以轻松接入网络,获得高性价比的优质通信服务。
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“智能”的含义很广,其本质有待进一步探索,因而,对:“智能”这一词也难于给出一个完整确切的定义,但一般可作这样的表述:智能是人类大脑的较高级活动的体现,它至少应具备自动地获取和应用知识的能力、思维与推理的能力、问题求解的能力和自动学习的能力。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:浅谈温度时间无线音乐三合一家庭智能门铃系统相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
回顾门铃近几十年的发展,从最早的铜制吊铃,到按钮门铃和当今的可视及智能门铃,发展相当迅速。但是我国对于智能自动化的研发跟国外相比还是有一定的差距。在古代的中国只有有钱人才能装门铃,而当前人民的生活水平越来越好,几乎家家户户都有一个门铃。现在国内的门铃主要有这几种,有线门铃,机械门铃,无线不可视门铃,无线可视门铃。在发展更为迅速的大城市,伴随着智能小区的普及化,各小区的门铃大多由无线不可视门铃向无线可视门铃转化。而在中小城市还是以无线不可视门铃为主。有线门铃则因为需要凿墙走线渐渐被淘汰而机械门铃较少存在,少数偏远农村地方仍在沿用。而在国外,欧美国家因为工业发展比中国早,很多智能化新兴产品较中国更为普遍和成熟,居民小区无线可视门铃极为常见,前段时间已有首款无需电池的无线门铃被研制出来,中国与之相比有一定差距。
因此,作为大学生的我们有必要站在祖国的角度上对此进行一定程度的了解和探索,在学习和创新下进行设计。经过反复的思考,我国智能家庭系统不及国外普遍的很大原因在于经济水平的不足。为了造福广大群众,我努力设计一个性价比高而功能较强的家庭日常系统。考虑到成本,我去除掉门铃视频部分,因为它华而不实且较昂贵,将家庭生活中常用的温度计和时钟加上门铃整合在一起,再融入无线技术,如此一来,我们使用更加方便,一目了然。其成本廉价、功能较多且实用,通过这个一体化家庭智能系统,我们可以准确和及时的掌握温度、时间和来访情况。本人认为,这个设计是个很大的创新,这样的家庭系统将原本的多个家居必备用品整合在一起,即减少了成本和空间,还让使用起来更加方便,欣赏起来更加新颖与时尚。它不仅满足了顾客所需也易生产,可以进行大规模生产而投入市场。其设计思路与结构如下。
本设计需要89C52的微控制器、三极管驱动喇叭、独立键盘、无线收发模块、实时时间芯片、温度传感器及显示液晶模块。
系统主要模块如图1所示,大体上分为2个独立板,一个是信号发射端,另一个则是信号接收端。两者通过无线传输信号。信号发射板上有电源起到信号发射器供能作用,当信号发射允许键被按下时,信号发射器由休眠状态转入工作将信号发射出去,短时间后又转回休眠状态。这时如果信号接收板上的电源开关处于开启,则信号接收器收到信号,并反馈给单片机, 单片机接到信号后经过处理,命令喇叭发声。
当按下接收板上的接收确认开关按下时,单片机相应I/O电平还原,暂停发声。
显示屏显示当前温度和时间,按键a、b、c进行时间调节。
(一)主控芯片单片机的选择
89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品,它采用ATMEL公司CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征,它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统。
(二)键盘的选取方案
常用的键盘主要分为独立式键盘和矩阵键盘,此处考虑到我们所需按键少, 就选择较为简单的独立式键盘。键盘是由一组按键开关组成的,而这个开关大多数为机械弹性开关,由于机械触点在物理学上的弹性作用,当开关受力时不会立刻按下和闭合,它要经过一个弹跳时间,从而产生抖动信号,因此我采用延时函数进行软件消抖。
(三)声音电路模块
播放模块是由三极管和电阻驱动构成,三级管将信号放大,然后传输到喇叭,喇叭它几乎不存在噪声,音响效果较好。
单片机发声概述:单片机发声没有专业乐器标准,无法演奏多种音色的声音,它基本上演奏的都是单音频率。所以单片机演奏时很简单,主要分为两个概念,一个是“音调”,另一个是“节拍”。音调代表音符频率的高低,而节拍代表音符持续的时间长短。所以,要想单片机发出我们需要的音乐,只需让其发出相应频率的方波脉冲,然后再用定时器进行节拍长短的定时,就可以达到我们预期的效果。
(四)无线信号模块
SC2262指采取CMOS工艺生产的低功耗的通用编码电路。SC2272是利用CMOS工艺生产的通用遥控解码集成电路。SC2262和SC2272有12位三态地址管脚。前者作为信号发射端,后者则为接收端,二者组合作为收发模块。通过无线收发模块就可以远程控制门铃发声,知晓来访情况。
(五)显示模块
本设计设计了时钟及温度计功能,因此需要显示模块来进行当前的时间和温度显示。我采用了SMC1602液晶显示屏,其与数码管相比显示更为清楚,显示字符与内容也可以更多。该设计通过显示屏第一排显示温度第二排显示时间。
(六)温度传感器
传感器可以将被测物的信息转化为电信号,通过温度传感器,可以把周围的温度测量出来,然后通过显示屏告诉我们。本设计采用的是较为常见的DS18B20。与热点偶式相比,因为我们仅需测室温不需要测高温,DS18B20更为精确,价廉。
(七)时间芯片模块
由于单片机断电会造成定时器清零,所以要想达到可以稳定而又准确的显示时间,这里我选用了较为常用的实时时钟芯片ds12885.这个芯片最大的优势是它另接了晶振,且自带充电电源。因此和单片机相连后,即使在断电的情况下时间依然不会停止,而是通过内部自带电源供能继续运算,当再次外接电源时其时间依然准确。
武昌工学院校级教研项目《仿真软件与单片机教学相结合的创新教学方法的研究与实践》,项目编号为2013JY33
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无线监控系统是监控和无线传输技术的结合,它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心,并且自动形成视频数据库便于日后的检索。无线监控系统的英文名称是Wireless Monitoring System.以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于Android平台池塘溶解氧信息无线监测软件的开发相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
我国海岸线很长,水产养殖业是我国渔业的重要组成部分。但目前水产养殖的科技化水平还不高,许多参数还是需要大量的人力物力去现场监管,因此,研发出能够尽量在不额外增加设备的情况下,能够远程监控水产状况的系统成为当前水产养殖发展的重要课题。近年来,随着Android 系统的广泛应用,它以短信,上网,多媒体等多功能集于一身,并且携带方便,操作简单受到众多用户的青睐。在这一环境下,本项目以Android 作为开发平台,研究系统能够通过短信的收发在线检测溶解氧,温度等主要环境参数,并根据环境情况实施对增氧机,温度控制器的无线处理软件系统。
基于Android 平台的池塘监控系统可分为信息的采集和远程控制两个部分。信息采集部分由传感器进行对水中参数进行收集处理,然后通过特定短信的形式传到手机客户端,在手机客户端使用SQLite 存储并显示。在本课题中主要研究远程控制客户端的设计,实现用户与远程设备信息的交互,若出现不符合养殖生物生长的溶解氧等环境参数等能从客户端软件进行处理,或是受到报警短信,通过短信回复也可进行报警处理。
在手机客户端中能够实时观察养殖池塘中的溶解氧等参数,并对环境参数可以设置上下限,若出现不在设定范围内的参数会收到短信预警,及时提醒养殖人员对池塘进行管理。管理的同时可选择手动管理和自动管理,以完成溶氧的远程监控。
3.1 参数设置模块
Android 溶解氧远程监控中参数的设置页面包括了检测地点,监测参数的上限和下限组成监测地点是用户添加的检测地点名称,本项目中将监测地点名称放在列表选择框(Spinner)中,通过出现的下拉列表框进行选择相应的地点,选定好各个参数的值点击确定,会自动调用函数通过发送短信向养殖池塘发送命令。方便用户操作。
3.2 在线监测模块
在线监测模块就是接收从传感器传来的溶解氧,温度等参数,接收的溶解氧参数存储在Android 的本地SQLite 数据库中,SQLite数据库容量有限,系统也可以将采集的参数信息以文本方式保存在SD 卡上,为了避免数据的重复读取,影响测量准确性,保存之后将数据全部清空。溶解氧参数通过实时曲线展示,使用户更直观地监测池塘环境变化,即在一个MainActivity 中点击按钮跳入另一个RtChartsActivity,并利用ChartFactory 显示实时曲线。
3.3 远程监控模块
该模块包括控制地点名称,控制设备名称,控制模式,运行状态4 部分。控制地点与控制设备名称均采用Spinner 控件显示,控制模式通过自定义的switch 的滑动开关效果控件实现,运行状态通过Image 控件实现在开通运行的情况下,也是将设置的选项信息以特定的,能识别的短信的形式发出。
3.4 短信收发模块
除了在手机客端可以远程控制外,还可以通过短信收发控制,GSM 模块采用TC35 系列。通信模块主要采用SOCKET (套接字)通信方式,每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务,应用程序通过它来发送和接收数据。监听SEND 和SEND_TO Broadcast Intent 消息传递应用程序来发送SMS 消息。发送短信通过sendTextMessage ()方法完成,此方法的参数作用如下:
(1)destinationAddress:收件人地址;(2)scAddress:设置短信中心的号码,如果设置为null,则默认为中心号码;(3)text:指定发送短信的内容;(4)sentIntent:当消息发出时,通过PendingIntent 来广播发送成功或失败的信息报告,如果该参数为空,则检查所有未知的应用程序;(5)deliveryIntent:当信息发送到收件处时,该PendingIntent 会进行广播。
软件以联想的A280t 作为系统的测试机型,将系统的APK 安装包装到手机里面并实现对增氧机的控制,以及调节池塘溶解氧的含量。经测试表面,操作界面人性化,实时性,好控制方便,软件系统运行效果良好。
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智能监控系统是采用图像处理、模式识别和计算机视觉技术,通过在监控系统中增加智能视频分析模块,借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用的或干扰信息、自动识别不同物体,分析抽取视频源中关键有用信息,快速准确的定位事故现场,判断监控画面中的异常情况,并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作,从而有效进行事前预警,事中处理,事后及时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈面向多传感器智能监控系统的技术研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在视频监控领域中,其传统技术手段都是通过人员来实现人工监控动态目标,而这种监控方式的最大问题就在于人员容易疲劳,难以实现对每路视频信号的实时监控,在出现突发事件的情况下,报警精确度也比较差,经常出现误报、漏报现象,要实现数据的事后分析也比较困难。所以,为了能够彻底解决这些问题,人们将基于计算机视觉的控制技术引入到视频监控系统中,经过多年发展,已经逐渐发展成为一种新型的视频监控技术,即智能视频监控。本文主要设计一种基于声光联合定位的多摄像头智能化监控方案,其工作流程可以概括为:通过声源对目标进行自动定位处理,然后再利用高性能的云台驱动系统来实现对特定动态目标的快速跟踪与监控。
文中智能视频监控系统的硬件结构中主要包括视频采集控制模块、服务器模块以及行为理解和决策模块等。在整个智能监控系统的部署应用中,主要采用分布式的控制方式,将每个节点都作为相对独立的子系统来使用。所以,在每个节点中,都包括了音频和视频信号采集组件、防护罩以及云台控制组件等。
对于系统中的视频采集控制模块,主要将摄像机作为目标信息获取的设备,通过各种类型的CCD图像传感器部件,将采集到的输出信号经过视频信号处理电路后,将其转换为标准的视频信号,然后再通过以太网传送到服务器端,这样就可以对其进行包括压缩和解码在内的一系列处理。
对于系统的服务器端,又可以分为三个不同的子模块,分别是视频编码解码、视频处理以及窗口界面等。通常,在视频的编码子模块中都采用MPEG-4视频压缩标准,实现对采集控制模块所传送过来的视频信号的压缩编码;而视频解码模块则可以完成对码流的实时解码与播放;视频的处理模块,则能够实现视场内运动目标的自动检测与实时识别,从而实时掌握和获取目标的状态信息。对于系统中的行为理解与决策模块,主要功能就是通过初步处理后的图像数据,对其中的目标特性进行进一步的深入分析和挖掘,从而实现对视场内各种类型目标行为的深度理解,完成对客观场景的最终解释过程,为智能化系统的决策提供支持。在该模块中,还包括了三个组件,即:理解、状态估计与决策推理等。
3.1云台控制系统与技术
可以将监测获取的目标位置输入到云台控制系统中,作为其输入信号使用,从而实现云台跟随运动目标移动的控制过程,将运动目标一直位于系统监控视场的中心。在此过程中,为了能够为云台的跟踪提供灵敏的响应速度以及较高的跟踪精度,可以在系统中设置多个控制和调节器件,分别实现对位置、转速和电流的调节和控制。针对那些快速移动的目标,为了能够对其进行精确跟踪,采用永磁直流力矩电动机作为执行元件,这也是考虑到这种元件更适用于高精度的位置伺服系统以及低速的控制系统中。
3.2运动目标检测技术
现在所广泛采用的运动目标检测,就是要从连续变换的序列图像中,将发生变化的区域进行识别、分割处理。一种常用的检测算法为帧间差分法,可以较好地使用环境的变换,完成对运动目标的检测,但该算法所得到的像素点不够完整,因此需要对其进行形态学处理,进而得到更加完整的运动目标。在对监控图像进行处理之前都需要预处理过程,从而消除由于各种因素所造成的噪声,这些因素主要包括天气、光照强度、传感器质量等,进而改善图像的质量和效果,便于后续操作与处理过程的实施。
接着,就需要通过数学形态学理论对得到的运动目标图像进行处理,进而在保持其原本形状的情况下,将与图像中目标不相干部分剔除掉。经过数学形态学的处理过程后,就能够将图像中的一些孤立点和小的空洞消除掉。不过,图像中所存在的一些尺度较大的空洞则难以有效消除,所以,还需要设计连通性区域检测过程,这样,所有的图像中存在的空洞就进本消除,从而保证了获取的运动目标更加完整。
3.3声源定位技术
在某个空间平面中麦克风位置确定的情况下,如果假设声源S的位置点坐标为(x, y),则充分考虑声源与接收点位置的差异,将声音到达各个接收器的时间差表示为t。
其中, 1 t 表示第1和第2个接收器的声音时间差,2 t 表示第1和第3个接收器所收到的声音时间差,而v表示大气中声音的传播速度。所以,通过上面的式子,利用计算机对1 t 和 2 t 进行测量,进而就可以得到声源点的具体坐标位置。
在实验室中,可以就文中系统所涉及的技术进行仿真实验。基于声源的定位算法利用C语言编码,硬件以8051单片机为平台;对于运动目标的检测试验则选用一般的PC机。
对于声源定位算法,主要在距离声源测试点5m左右的范围内完成测试过程,经过试验准确获得了目标位置,且测量结果的误差精度为mm级别。
云台控制系统的仿真主要通过Simulink来完成系统的建模与仿真过程,试验结果表明,如果将阶跃信号输入系统,则可以将稳态误差控制在0值,说明定位精度较高;如果输入为正弦信号,则系统输出能够对输入成功响应,这也反映了系统的跟随性能较好,可以满足设计的基本需求。如果采用了数字控制系统,则系统的动态性能会更高。
运动目标的检测,在运动目标提取过程中没有对摄像机的运动进行考虑,只针对室内环境中的人体视频序列,以及室外环境中的运动车辆视频序列,利用相邻三帧差分方法进行测试,检测结果表明算法能够较好地提取运动目标。
论文中设计了一种智能化的视频监控系统方案,该方案利用声源定位技术来实现目标快速定位,通过相邻三帧图像序列的差分方法实现运动目标提取。系统能够对摄像机的姿态进行实时调整和控制,完成对高速运动目标的精确跟踪。在仿真实验的基础上,对这些技术进行了验证,说明了文中所采用方法的可行性。
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随着我国经济的不断发展,人们生活水平的不断提高,人们越来越注重精神生活建设,同时随着我国农村现代化建设进程的不断推进,对农村精神文明建设的需要,农村人们对于广播电视的需求和要求将不断的增加,传统的电视无线技术已经不能满足人们的需求,必须对农村广播电视加大研究力度,近年来,随着数字技术的不断发展,在电视广播中得到了广泛的应用和发展,农村电视广播业要想得到快速的发展,必须充分的应用数字技术。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:数字技术在农村广播电视无线覆盖中的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:当前,我国农村广播电视工村村通建设在不断的发展,人们对广播电视建设也有了更加严格的要求,所以在建设的过程中必须要使用现代化的技术对其进行改进,提高农村广播电视无线覆盖的几率,这样也就使得农民可以接收到数量更多、质量更好的广播和电视节目。本文主要分析了数字技术在农村广播电视无线覆盖中的应用,希望能够给有关人员提供一定的参考和借鉴。
关键词:数字技术;广播电视;覆盖;应用
我国的农村广播电视系统建设开展到现在,所有的农村地区都能接收到广播和电视节目,但是在某些地区,其接受的效果还有待提高,产生这种现象的主要原因是在工程建设的过程能够无线发射覆盖技术的先进性较差,很多节目接收的信号不是十分稳定,针对这样的现象,我们一定要采用先进的技术加以改进,而数字技术就完全可以满足其相应的标准和要求。
当前数字技术已经在诸多领域都得到了广泛的应用,这项技术也逐渐的应用到了广播电视领域,该技术为村村通广播电视的覆盖创新奠定了坚实的基础,它在很大程度上弥补了传统模式当中转播信号的一些不足,多套数据的广播电视节目无线覆盖也成为了一个新的发展趋势,在这样的情况下,可以借助高山台的频率和光缆等一些已有的资源,此外还能使得带宽能够得到更加充分的利用,节目更多,同时图像也更加的清晰,此外,在成本投入方面也体现出了非常大的优势,可以更好的满足多地的广播电视无线覆盖的要求。
在数字技术的应用中,根据数字压缩传输标准的不同,可以将数字压缩码率分为很多种。而目前最常用到的两种压缩码率主要是低压缩码率和标准压缩码率这两种。笔者在对这两种压缩码率的应用调查分析中发现,将同样的信号在采用不同的传输方式进行发射时,其无线数字的覆盖效果的不同的。具体的比较分析结果如下所示:
2.1 低压缩码率的16套广播电视信号的无线数字覆盖
在利用该技术方案建立的无线覆盖网络中,笔者对当地部分区域进行了调查,发现该地大部分区域都能收到12套电视节目、4套广播节,用户接收信号质量能满足收视要求,但其也存在一定的缺点,即传送的节目套数较少,受微波数字传输干线容量和MUDS系统发射频率使用的限制,将来广播电视节目信号扩容存在困难。
2.2 标准压缩码率的26套电视信号的无线数字覆盖
相对而言,该技术方案比低码率方案接收信号指标更好,信号节目传送套数更多,且由于2.5GHZMMDS的定向传输的使用,同频信号接收区大大减少,且有扩容空间,是一种值得推广的农村无线覆盖技术方案。
目前在我国,广播电视覆盖率较低的地区主要存在于山区和丘陵等地带的农村地区,这是因为由于山川丘陵的自然作用,会影响到无线数字的覆盖效果,继而使得这些地区在接收广播电视信号时,很难实现良好的接收效果。因此,在无线数字广播电视覆盖的应用中,尤其要注意对山区的数字技术应用,笔者认为,在应用中需要注意以下几方面问题:
3.1 基站建站选点及覆盖点的信号测量
如果选择在一些丘陵地区进行无线数字广播电视信号的覆盖,就会使得信号接收成为一个非常重要的问题,因为这些地区周围有较多山体的分布,同时在地形和地势上也存在着较强的复杂性,一般其大多分布在山脚下或者是山沟当中,所以信号接收的质量就会受到十分不利的影响,在基站建设的过程中,要充分利用信号点功率电平估算来完成信号覆盖工作。在进行基站选点的过程中,一定要保证其合理性,之后再根据选点的实际情况对地形进行严格的勘察,这样一来就使得工作的效率得到了显著的提升。借助初步选点和实地接收测量信号的质量和具体的大小就可以对基站选点的质量和基站的基本覆盖面予以合理的判断。
3.2 无线直放站、移频站的选定
在无线直放站的建设过程中,山区的地理环境会对其产生一定的影响,数字信号大功率在发射之后就可以借助周围的一些不规则的山体将信号发射给接收器,发射机在这一过程中会出现不同的信号自激现象,如果在这一过程中使用的是移频的方式,信号在发射和接收过程中的频率有着十分显著的差异,所以也就不会出现信号隔离方面的问题,发射和接受信号之间不会产生严重的干扰,在发射机的内部,信号的独立性也非常发射信号和反射信号之间完全没有影响,这一过程中出现的载噪比值和接受喜好和发射机自身的性能有着非常紧密的联系,只要是其接收信号和发射机的性能可以充分的满足相应的标准和要求,指标劣化的程度非常不明显,甚至可能不会出现指标劣化的状况。
3.3 合理地选择、设置各基站的接收和发射频率
在工作中,如果某一个发射点在工作中需要接收无线信号源的时候,周围存在着较多的频率信号,信号源频率一定要和这些频率有较大的差异,这主要是由于同频信号在接受的过程中它们的幅度可能不同,但是同频信号会使得发射信号的载噪比受到不利的影响,这样一来也就使得信号的质量大大下降。在基站选址的过程中,一定要科学合理的使用频率,此外,还应该按照地区地形条件选择区域,这样就可以有效的减少同一个区域内部所产生的信号干扰,提升了信号的质量。
3.4 独立用户简易的信号接收办法
在村级用户信号接收中,有些用户单独住在山脚下,住房周围无信号接收点,在住房边的山上有信号接收点,可以收到信号,住房与信号接收点相距在100米-200米之间,对于这样的散户,我们可以采用在信号接收点的八木天线后加装简易的60V供电的放大器,通过加简易60V供电的放大器后,接收信号的载噪比在28dB~30dB之间,误码率在10.6~10.8之间;能满足独立用户收视需求。但是需要注意的是,在具体的天线安装时,一定要考虑到雷击对天线带来的影响这一问题,因此,应该尽量将接收天线安装在较低的凹处,并做好避雷处理,以保证接收天线的正常稳定使用。
在农村的广播电视无线信号覆盖工程的建设过程中,使用数字技术可以很好的保证信号覆盖的范围和质量,无显示数字电视广播技术在发展和应用的过程中也展现出了得天独厚的优势,为农村的广播电视用户提供了更加高质量的服务,同时也在很大程度上满足了人们的基本需求。
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高等教育与经济发展的关系密切,一方面,高等教育对经济发展起着推动的作用,另方面,经济发展的一定阶段决定了高等教育发展的阶段。下面是读文网小编为大家整理的高等教育问题论文,供大家参考。
摘要:科学之所以纳入学校课程中,有两个主要原因:首先,学生可以有机会了解身体情况和所处生态环境;其次,各阶段的科学都为更复杂的研究奠定基础。通过学习,部分学生会从事科学或科技的研究工作。学生在学科选择方面的明显不平衡,这是一个需要花费很长时间来改善的问题,存在各种各样的影响因素。科学教育对学生的高等教育,起着至关重要的作用,在性别方面,也有着很长的一段历史。本文通过对社会、政治和智力等因素的分析,对中澳高等教育中科学教育在性别上的不同进行比较。介于比较的重点是性别,本文的研究对象是男女同校。
关键词:性别;高等教育;科学教育;社会;政治;智力
一、澳大利亚的科学教育
高等教育在澳大利亚是一个相对新颖的概念,可追溯到20世纪60年代,中等继续教育取代少数人或特定学生群体的经验,成为受教育的标准,1964年马丁报告(MartinReport)之后,高等教育作为扩展教育进行重组。澳大利亚的高等教育经历一段充满争议的阶段。这其中,社会和政治因素对教育的发展产生巨大的影响,特别是在性别方面。20世纪70年代早期,与男孩相比,大多数的女孩不会完成学业,因此她们接受高等教育的机会少之又少。学校教育习惯性地忽视女孩,教师很少注意她们,学校也不可能分给她们非学术类的课程。同样,在12年级,与男孩相比,女孩也没有机会学习所有的可以获得升学机会的学科,因为当时的校方认为,为女性学生提供这样的机会没有必要,声称“女孩并不会从高等教育中受益”。所以从本质上来讲,女孩的学校教育决定她们所处的社会阶层和身份。因此,关于高等教育中性别平等的政策在1973年出台,联邦学校委员会组建一个临时委员会,以调查学校教育是否影响女性学生的高辍学率。最终,联邦学校委员会在女性学生中间做了一个关于对于学校教育要求的问卷调查,这在澳大利史无前例。这份名为《女孩、学校和社会》(Girls,SchoolsandSociety)的调查报告指出,学校加强了性别模式化教学:采用具有性别歧视的课程材料,不使用可显示出女性重要社会角色的材料,不重视非模式化家庭;低估人际交往能力,不指任女性担任学校校长或加入学校执行委员会。这项政策影响了学校课程的设计和改良。自各种政策施行之后,公众开始广泛关注女性教育,本文称之为“向女性教育的倾斜”。在这种条件下,女孩的学术能力得到一定程度的提高。当然,她们在接受继续教育和职业选择方面就有了更广泛的选择。种种有利条件吸引女性乐于学习很多科学相关科目。澳大利亚国家数据统计显示,女性开始学习与生物相关的课程,且在全国范围内,女性在各个科目报名学习的比例分别为:科学35%,医药40%,牙科30%,但只有7.5%的女性选择工程类。与此同时,国家天主教会委员会报道,天主教会学校正着力解决教育资源分配不均的问题。他们改善女学生在学习科学、技术和体育的设施,以保证资源的平均分配。国家私立学校委员会也分配给女学生更多的教育资源。尽管在当时,女学生逐渐开始进行科学科目学习,但报名上课的很大一部分仍然是男学生。学习科学的主要群体仍然是男学生。
研究表明,当不同年级的学生被要求画出一位想象中的科学家时,95%的学生画的是男性科学家。由此可以得出结论:在大多数学生和教师的观念中,科学家通常是男性。事实上,性别在学校中被重新情境化了,“对男女恰当的行为方式的理念转化为了使之接受恰当的学科教育”。一旦一门科目对参加学习的学生有了性别要求,比如男性报名时,男学生就会得到鼓励,而女学生的积极性则会被削弱。反之亦然,一些如语言和打字之类的学科,则会吸引更多的女学生。就读于中学和大学的学生比例己证实未来科学的前景属于男性。在某种程度上,澳大利亚和西方及北美国家所处的情况相近。在20世纪80年代中期,科学教育的“歧视”现象就己被提出。美国国家评估中心的一项研究表明,中学及高等科学教育中存在一个主要问题:学生成绩下滑和兴趣丧失,是因为很多高中和大学毕业生发现,己掌握的科学知识很难应用于现实生活中。个人来讲,科学课的内容设计己超出实用范围,这导致更少的女学生参与这些科目学习。大约在20世纪90年代中期,澳大利亚学校性别平等政策中对女学生的关注开始向男学生转移。自由国家联盟政府己投入大量资金到教育项目中,例如“男学生的成功”,在当时己不再有针对女学生而采取的投资干预措施。作为澳大利亚政府的门户之一,澳大利亚科学教育部(DEST)网站在2004年11月出现“学校”的图标可供学生进行选择,然而只有“男性教育”却没有相应的“女性教育”,显然说明针对女性的教育己不再得到重视。对政策的接受或妥协,只会让教育各个部门达成一致,但同时“女权保障”办公室(由联邦女性权益办公室资助)对女性教育提出一些建议,如“对女性在校教育的需求”进行评估,这看起来己不再有“性别差异”,特别是评估那些可能没有完成学业,或由于经济等原因无法完成学业的学生对学校教育的需求。纵观公众或政府对性别教育所做出的努力,这是一个曲折且充满未知的过程。在近几十年中,和男性比起来,更多的女性在中学及大学学习科学课程,这一现象被大量报道。但对一些高收入的领域,如物理和化学,女学生并没有很高热情。因此,通过对性别教育的历史和现状的研究,可以得出结论:政策和社会影响可以促进男性教育,而这一结果并不是有意而为之。因为,对女性教育的关注,意味着要指出教育的困难或障碍,如哪里出了错或哪里需要改进,以便向教师提供更好的教材和教学方法,这不可避免地会使男学生接受到更好的教育。例如,教师在课堂上不可以只提问男学生,而是要对不积极的男学生和女学生投入更多的精力。教师也不可以只使用策略提问女学生,而忽视成绩好的男学生,他们同样需要得到教师的注意。所以,实施一种更好的针对女学生的课程,而不使男学生从中受益,是不可能的。除却这些优势,男学生可以意识到他们的女同学在智商、能力和野心方面与他们是相同的。在世界范围内,女性在工作中己经获得很大成就,而且这一趋势会一直持续。因此,更多的女性选择接受大专等高等教育,尽管在20世纪90年代中期出现过短暂的“向男性教育的倾斜”,但这是否意味着未来教育趋势会转向男性?这一项目的成功很可能取决于教师、辅导主任及教育部门的管理人员。
二、中澳科学教育比较
本部分讨论的是中澳中专以上的科学教育在性别差异方面的历史和现状。两国都经历长时间饱受社会、政治和智商等因素影响的斗争。基于研究结果和笔者的经历,本部分会对中国教育现状做简要描述,同时比较两国的教育特征。首先,与澳大利亚的教育历史类似,早年中国无论是小学教育还是高等教育,都存在性别歧视。当中国刚开始施行教育之初,大多数人就坚称只有男孩可以接受学校教育,女孩应该在家里照顾家人。学校的创立始于吴怀旧(音),他支持女性参与公共教育以强国,介于当时为外国势力所利用,及清朝日渐衰落的政治和经济,所以教育的目的是“拯救并复兴中国”,显然这是强调个人对国家的贡献,而澳大利亚课程的设立是以个人发展为目的。其次,两国课程设计覆盖范围很广。尽管中国教育包含道德、中文、外语、算术、历史、地理、绘画和体育,但是学校对“家庭和体育教育”投入更多的精力。与此不同的是,澳大利亚更多地注重自然科学教育。因此,中国教育的中心是提高个人体能,而澳大利亚投入更多精力的是在扩展和加深学生常识和基本知识方面。再次,政治因素在性别教育的发展中产生深远的影响。澳大利亚的科学教育广受无处不在的报道和大事件的影响,而非出于个人想要受教育的愿望。联合国教科文组织(UNESCO)呼吁成员国成立工作小组,作为学校课程设置的重要组成部分,分享各自在科学、科技和数学课程教育方面的经验。中国科学教育同样受到西方文化和政治的影响,在中国,甚至一些由西方传教士所经营的高等教育机构,一些有识之士也提出针对中学及高等教育有远见且有实践意义的想法和理念。1919年,国家教育联合会第五次会议在山西太原召开,会上代表坚持男女学生在教育方面不应存在理论上或实质的差别。然而,由于研究证明,男女的大脑构造不同,知识界对此进行热烈的讨论。一篇发表于当时最前沿的激进期刊《新青年》题为《女性问题》的文章指出,平等教育,并不意味着女孩和男孩学习相同的科目,由于“生理结构区别”,女学生应该学习人文科目,而男学生应该学习科学。
当时社会提供给女性的接受高等教育的机会并不多。澳大利亚的一些专家也持有类似观点:“女孩并不会受益于这种类型的教育”,本文前半部分对此有所提及。由于对女性教育的歧视,整体教育趋势是更多的女性在接受高等教育时选择艺术而非科学,这导致科学教育性别不平衡的现象更为严重。10年前至今,中国教育的领先观念之一己转向女性教育,特别是那些只有极少数女性学习的科目。中国政府发表一篇题为《中国女性现状》的报道,体现对女性高等教育发展的高度重视。这包含大量培养科学家和技术人员并鼓励女性参与其中的意思。这篇报道的目的是提高女性的生活和工作条件,以吸引其从事科学方面的研究。结果是很多女性从大学或职业学校毕业后,在各个领域,如物理、基因工程、微电子和宇宙研究等方面取得显著成功。不到10年的时间,接受高等教育的女性人数增加3倍,从27000增加到183000人。由此看来,中国“向女性教育的倾斜”经历一段相对较长的历史时期,且女性吸引来自社会、政治和知识团体的注意力,她们致力于实施各种方法,以改变女性在高等教育中所处的劣势。这些方法进展顺利,比如调整科学课程设置、教师对男女学生的态度以及用以吸引学生对科学课兴趣的方法等。在这方面,澳大利亚与中国相近。唯一的显著区别是在20世纪90年代中期,澳大利亚自由国家联盟向男性教育提供大额资金支持,而当时中国教育部仍着力提高女学生在科学学科的成绩。最近,两国教育部发布一些针对高等科学教育中性别平衡的政策。但既然一些“生理原因”导致男性在某些领域占有优势,那么未来教育的发展趋势是否会再次倾向男性,还是不同性别在科学学习方面终会平衡?
三、总结
现今社会,社会大众看重基本科学知识,并把它作为从事高科技领域的有效手段。没有性别差异而广泛接受的科学教育,是众望所归,用Cohen的话说:“我们并不清楚未来将会带来什么,但是我们期待会有一个不断丰富的、全球共享的资源和模式以改善科学教育,这种教育易于理解接受且适用于任何人。”
参考文献:
[1]Boyer,E.HighSchool:AReportonSecondaryEducationinAmerica[M].NewYork:Harper&Row,1983.
[2]Cohen,KC.ChangesintheWorldCreatedbytheJournalofScienceEducationandTechnology:FutureDirectionsandNewInitiatives[A].TheJournalofScienceEducationandTechnolo-gy.Vol.15,No.1.March[C].2006.
[3]DEET.(DepartmentofEmployment,EducationandTrain-ing).GirlsinSchools2:ReportontheNationalPolicyfortheEducationofGirlsinAustralianSchools[Z].Canberra,op.cit,p.88,GirlsinSchools3,op.cit,p98,andGirlsinSchools4,op.cit,p.96,1989.
[4]DEET.(DepartmentofEmployment,EducationandTrain-ing).GirlsinSchools3:ReportontheNationalPolicyfortheEducationofGirlsinAustralianSchools,[Z].Canberra,op.cit.,p.110,1990.
[5]Fensham,P.J.ScienceandTechnologyEducation[M].Aus-tralianCouncilforEducationalResearchLtd,1996.
[6]Fraser,BJ&Giddings,GJ.GenderIssuesinScienceEducation[M].CurtinUniversity,1987.
[7]Gill,J.BeyondtheGreatDivide:CoeducationorSin-gle-Sex?[M].Australia:UNSWPress,2004.
[8]Goetz,SG.ScienceforGirls:SuccessfulClassroomStrategies[M].USA:ScarecrowPress,2007.
[9]Kearney,ML&R覫nning,AH.WomenandtheUniversityCurriculum[M].USA:JessicaKingsleyPublishersLtd,1996.
21世纪以来,我国的高等教育事业得到了迅猛发展,根据国家统计局发布的最新统计数据,2014年中国在校大学生有2468.1万人。普通本专科招生699.8万人,毕业生638.7万人,全年研究生招生61.1万人,在学研究生179.4万人,毕业生51.4万人。毫无疑问,我国已经成为一个教育大国,但是教育大国与教育强国之间却不能划上等号。快速发展的高等教育中仍然存在着较多的问题,有相当一部分的高等学校尚未形成完善的教学、科研、管理制度。在新媒体快速发展的今天,应当借助契机,不断更新高等教育教学管理的观念,促进高等教育教学改变的健康发展。
一、高等教育教学管理的发展现状
高等教育教学管理,是在高等教育环境中,管理者通过制定相关制度和其它管理办法,以完成高等学校培训人才目标的过程。高等学校教育教学管理的核心要素就是教学管理,其管理水平的高低直接影响着高校的整体教学质量和人才培养品质,同时也影响学校的整体建设。为了保证教学质量,培养人才,提升学校的品牌形象,打造学校的综合竞争力,必须正视高等学校教育教学的现状,明确存在的问题,在事实的基础上明确目标,制定计划,科学合理地优化教育教学管理模式。总体来说,我国目前高等教育教学的管理机制相对新时期的发展情况,是比较落后的。主要表现在专业设置、课程体系、管理机制和培养模式四个方面。在专业设置方面,屡屡出现教育部公布的“红牌专业”,师资和硬件模式与专业设置完全不匹配,计划经济色彩浓厚。课程体系方面仍然是填鸭式教学,忽视了学生的兴趣和创新思维,教学内容陈旧,甚至远落后于时代发展。体系中的实操部分太少,学生缺少实践的机会。在管理机制方面是比较机械的,学生的自主性受到抑制,缺少人性化的管理。在培养模式方面与市场脱节,很多的学生无法就业,或者所学专业与市场无法对口,缺乏市场导向,高校学生的就业率压力逐渐增大。
二、新媒体对高等教育教学管理的启示——“以人为本”
21世纪是媒体飞速发展的时代,特别是随着电视的空前普及和互联网的快速发展,人类文化的表达方式正在悄然发生着前所未有的变化。特别是视听文化在教育事业上的应用,彻底改变了以往的教育教学方式、信息接受方式和思维方式。英美等发达国家实行数字教材、电子书包与数字课堂对我国的教育事业具有战略性的借鉴意义。我国也应像英国、德国那样重视对新媒体的教育,从学生开始,逐步培育公民的新媒体素养。重视教育对象,做到以人为本,从学生的角度出发,改革教学管理模式。善用新媒体,进行观念创新改革的根本是观念的创新,创新是一切改革的强大动力。从当前情况来看,无论是学生还是老师,其新媒体使用频率都非常高,而管理者也必须要转变思维模式,培养创新理念,注重高校的教学管理工作,注重高校的教学质量,充分利用新媒体的相关特点,集思广益,创新观念。构建开放、公平、透明的新媒体平台,实现以人为本,体现人性、尊重人权,深刻理解和重视人的需要。充分激励广大师生,使教学管理过程和谐而有效。同时,学习发达国家的先进经验,吸纳新媒体的优势元素,注重学生的媒介素养。“微时代”的高校教学管理建设2012年时,新浪微博作为新媒体的代表走进全国高校,启动了校园微博大全评选活动,并推动各高校建立微博协会,加强校园微博建设。由此可见,高校教学教育管投影、音响等设备,打造真正的互联网时代课堂教学氛围。配备电子书包、电子教材,充分学习国外先进经验,利用新媒体所提供的强大技术支撑,开展高等教育的相关工作。第三,学校网站和BBS论坛建设。随着国家科教兴国战略的实施和国民经济的迅速发展,校园网络建设已逐步成为学校的基础建设项目,更成为衡量一个学校教育信息化、现代化的重要标志。在校园网的基础上,建立移动图书馆、网络课程、信息公共平台等,对内我们传递信息,互通有无,对外校园网则是一个学校的窗口。对外界尤其是将要报考的学子来讲,官网是他们接触的第一印象。校园网应当具备先进性、实用性、灵活性、开放性、安全性等特征。为在校学生和教师提供服务,对外塑造学校的形象品牌,展示校园风采。以人为本,做好新媒体与面授的两个课堂高等教育教学管理的核心要素是“教学”,多媒体技术给高校教学带来了电教化手段,而如今新媒体却带来了更新的思路,即建立课上课下两个课堂,除了面授以外,还可以以人为本,建立新媒体课堂,以助于更好地进行教学活动。以MOOC为例,著名大学的教授,将精品课程置于网络之中完成资源共享,不论是哪个地方哪个学校的学生,只要登陆MOOC网站,就能随时观看教授们主讲的课程。我国高等学校也需要将新媒体技术引入到我们的实际教学过程之中,挖掘和开发新媒体课堂,可以通过编制微课程、微视频、手机MOOC视频等,整合知识点,配合官微等公共平台,实现教学效果的最大化。在新形势之下,我国的高等教育教学管理需要创新管理模式,提升管理效率。新媒体的高速发展给人们的生活带来了翻天覆地的变化,人们有机会去了解别的高校,甚至国外其它高校的先进教学管理模式。因此,我国高校应当借鉴,合理运用,结合新媒体的特点,抓住新媒体与高等教育教学管理的切合点,从自身的实际情况出发,打造新媒体视域下高校教育教学管理新模式,促进高等教育的全面和谐发展。
三、新媒体视域下高等教育教学管理的具体策略
建立高校官方微博、微信、公共平台微博、微信等新媒体传播速度快,传播范围广,是时下发展最快的新媒体形式。它以无可替代的便捷性与及时性,远胜于线下活动。同时,微博微信以图文并茂,甚至带有音频和视频的方式,使得传播效果更加丰富和生动。我们完全可以利用这些新媒体,为各高校建立官方传播渠道,定期发布相关教学管理信息和公众活动信息,甚至可以实现不同地区、不同国家之间的合作模式。目前我国大部分高校都已经完成了官微、官博的建设工作。通过微博微信,制定明确的教学管理制度,并实时发布,随时监督,实现全面覆盖,信息畅通。同时,高校还应打造微信公共平台,因为它更加简约、直接,能够精准地推送信息,达到较强的传播效果。高校可以充分利用学生团队,让他们管理微博的原创部分,并做好信息过滤和舆论引导工作,这样官微和官博又呈现出一种青春活泼的语言风格,更加贴近学生,更有利于开展教学管理工作。通过新媒体,实现与教师、学生的日常互动目前很多的学生和教师也多习惯于使用多媒体平台来获取信息,管理者通过现代媒体平台,可以保持与教师、学生的无缝连接,传递信息和实现信息的反馈机制也更加容易。管理者可以第一时间获取一线信息,了解学生和教师的需求,拉近与师生间的距离。而对于老师之间来说,他们可以通过平台开展交流,共享资源,共同提高。实施教学管理的信息化教学管理的信息化,主要是运用多媒体和互联网的数据储存、查询、信息处理等功能,以更好地帮助教师开展教学管理工作,提升教学效果和学生的学习效率。主要从以下几个层面来做:
第一,建立高等教育教学管理系统。无论是教务系统还是教师OA等,高等学校需要和企业一样,建立一个便于内部人员交流和沟通,便于管理者、教师和学生查询和进行信息反馈的网络平台。在这个系统内,管理人员可以发布相关信息、公告,各部门列出各自的事务安排,对各班级、系、院的学生进行教学质量监控,而教师利用这个平台可以管课、备课、提交教案、发布作业、答疑解惑、查询课表。学生登陆这个平台可以随时查询课表,提交作业,发表留言等。
第二,要想提升教学效果,必要的硬件设施投放也非常重要。学校应建立多媒体教室,配备计算机、电视、投影、音响等设备,打造真正的互联网时代课堂教学氛围。配备电子书包、电子教材,充分学习国外先进经验,利用新媒体所提供的强大技术支撑,开展高等教育的相关工作。
第三,学校网站和BBS论坛建设。随着国家科教兴国战略的实施和国民经济的迅速发展,校园网络建设已逐步成为学校的基础建设项目,更成为衡量一个学校教育信息化、现代化的重要标志。在校园网的基础上,建立移动图书馆、网络课程、信息公共平台等,对内我们传递信息,互通有无,对外校园网则是一个学校的窗口。对外界尤其是将要报考的学子来讲,官网是他们接触的第一印象。校园网应当具备先进性、实用性、灵活性、开放性、安全性等特征。为在校学生和教师提供服务,对外塑造学校的形象品牌,展示校园风采。以人为本,做好新媒体与面授的两个课堂高等教育教学管理的核心要素是“教学”,多媒体技术给高校教学带来了电教化手段,而如今新媒体却带来了更新的思路,即建立课上课下两个课堂,除了面授以外,还可以以人为本,建立新媒体课堂,以助于更好地进行教学活动。以MOOC为例,著名大学的教授,将精品课程置于网络之中完成资源共享,不论是哪个地方哪个学校的学生,只要登陆MOOC网站,就能随时观看教授们主讲的课程。我国高等学校也需要将新媒体技术引入到我们的实际教学过程之中,挖掘和开发新媒体课堂,可以通过编制微课程、微视频、手机MOOC视频等,整合知识点,配合官微等公共平台,实现教学效果的最大化。在新形势之下,我国的高等教育教学管理需要创新管理模式,提升管理效率。新媒体的高速发展给人们的生活带来了翻天覆地的变化,人们有机会去了解别的高校,甚至国外其它高校的先进教学管理模式。因此,我国高校应当借鉴,合理运用,结合新媒体的特点,抓住新媒体与高等教育教学管理的切合点,从自身的实际情况出发,打造新媒体视域下高校教育教学管理新模式,促进高等教育的全面和谐发展。
参考文献:
①雷树祥:《柔性管理:大学教学管理的新视角》,《浙江工业大学学报(社科版)》2007年第1期。
②赵忠旋:《非理性主义文化管理——高校教育管理创新之路》,《贵州教育学院学报》2009年第4期。
③余立:《大学管理概论》,上海复旦大学出版社1985年版。
④邬志辉:《中国教育现代化新视野》,东北师范大学出版社2000年版。
⑤高海生、胡桃元、许茂组、熊国良:《高等教育教学质量保障监控体系的构建与实践》,《教育研究》2006年第10期。
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