通信网络与通信系统 无线通信系统 LTE与WiFi技术的对比 - 暮光资讯网
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通信网络与通信系统 无线通信系统 LTE与WiFi技术的对比
来源:通信网络与通信系统
消息(NEWS,MESSAGE):----关于人或事物情况的报道。----通信过程中传输的具体对象:文字,语音,图象,数据等。
1)功率控制方案
通信(communication)是一切将信息从发送者传送到接收者的过程。自古以来,信息就如同物质和能量一样,是人类赖以生存和发展的基础资源之一。人类通信的历史可以追溯到远古时代,文字、信标、烽火及驿站等作为主要的通信方式,曾经延续了几千年。
传输媒体----电磁波在自由空间中,波长与频率存在以下关系:c=fλ式中:c为光速,f和λ分别为无线电波的频率和波长,因此,无线电波也可以认为是一种频率相对较低的电磁波。对频率或波长进行分段,分别称为频段或波段。不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同,传播的能力和方式也不同,因而它们的分析方法和应用范围也不同。无线电波只是一种波长比较长的电磁波,占据的频率范围很广。电磁波从发射机天线辐射后,不仅电波的能量会扩散,接收机只能收到其中极小的一部分,而且在传播过程中,电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射;或在大气层中产生折射或散射,从而造成强度的衰减。根据无线电波在传播过程所发生的现象,电波的传播方式主要有绕射(地波),反射和折射(天波),直射(空间波)。决定传播方式的关键因素是无线电信号的频率。
空间波又称为直射波,是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中,它的强度衰减较慢,超短波和微波通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信,其接收点的场强由两路组成:一路由发射天线直达接收天线,另一路由地面反射后到达接收天线,如果天线高度和方向架设不当,容易造成相互干扰(例如电视的重影)。限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物,因此超短波和微波天线要求尽量高架。
UWB的工作频段为3.1~10.6GHz,作为一种时域通信技术,UWB采用超短周期脉冲对信号进行调制,把信号直接按照0或1发送出去,而不使用载波,这与此前的无线通信截然不同。而且脉冲调制产生的信号为超宽带信号,谱密度极低,信号的中心频率在650MHz~5GHz之间,发送功率非常小,平均功率为亚毫瓦量级。UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声;接收时将信号能量还原出来,在解扩过程中产生扩频增益,从而抗干扰和抗多径的能力强。与CDMA系统相比,时域通信系统结构简单,成本相对较低。UWB技术具有上述高速率、低成本、低功耗和抗多径能力强等显著特性,而UWB最引人注目的特点还是其具有很高的数据传输速率,可以应用到家庭中的视频超高数据传输应用中去,解决了以前众多无线通信技术所不能达到的高速率数据传输问题。
综上,LTE在覆盖能力上远优于WiFi网络。3LTE及WiFi网络无线容量分析
中国于1983年规定蜂窝式移动***系统频段为870-889.975MHz与915-935.975MHz,频道间隔为25KHz。1990年8月确定采用TACS制式,即频段为890-915MHz与935-960MHz,双工间隔频率为45MHz,并且规定即日起停止引进非该频段的模拟蜂窝系统,原来已引进的各种系统可以沿用到2005年。
对于新的网络技术,在商用初期终端支持通常是最大的短板。在LTE发展的初期阶段,由于LTE对终端芯片处理能力和功耗控制能力要求非常高,所以对终端芯片在材料、工艺等方面都提出了更高要求。受制于终端芯片技术的发展,终端一度被认为是LTE发展中的短板。但LTE恰恰赶上了移动通信终端发展最迅猛的阶段,无论是平板电脑还是其他大尺寸移动设备的快速普及,再加上多媒体以及社交网络应用的强势,都促使各大厂商加大对LTE终端芯片技术的研究投入。
通信系统是实现信息传送过程的系统。它可以分为以下几类:
在各种配置下单AP的容量见表4.
5GHz频段一般应用COST231-Hata无线传播模型:传输损耗Lp=46.3+33.9lgf-13.82lghb+(44.9-6.55lghb)lgd.
沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波,简称地波。绕射传播。传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中,由于能量逐渐被大地吸收,很快减弱(波长越短,减弱越快),因而传播距离不远。但地波不受气候影响,可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号,都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。
a)在室内分布型(单信道/20MHz带宽,天线1×1)的覆盖方式下,实际带宽30~40Mbps,满足用户上下行单向速率660kbps时,建议并发用户为23人;满足用户上下行单向速率400kbps时,建议允许接入最大并发用户数37人。
无线通信系统包括:发送设备、接收设备、传输媒体。
在无线模拟通信系统中,信道便是指自由空间。
2.2WiFi覆盖能力
ICIC主要是通过管理无线资源使得小区间干扰得到控制,是一种考虑多个小区中资源使用和负载等情况而进行的多小区无线资源管理。具体而言,ICIC以小区间协调的方式对各个小区中无线资源的使用进行限制,包括限制时频资源的使用,或在一定的时频资源上限制其发射功率。
具体的链路预算见表1.
[家园]携号转网,三家谁的优势更大 VoLTE将会极大改善电信用户通话体验
目前使用的主流IEEE802.11协议为IEEE802.11n协议,IEEE802.11n将IEEE802.11g的54Mbps最高发送速率提高到了300Mbps,其中关键技术为:MIMO-OFDM、40MHz频宽模式、帧聚合、ShortGI.
(1)按传输的信息的物理特征,可以分为***、电报、传真通信系统,广播电视通信系统,数据通信系统等;
当前受到人们对设备无线连接功能需求的影响,WiFi将席卷整个电脑市场,而消费电子市场对WiFi功能的需求也将日益旺盛。基本上所有的无线通信智能手机均带有WiFi模块,满足用户的多样性需求。同时,其他电子产品也将WiFi模块作为其产品的标准配件。
4)室外型AP覆盖能力
IEEE802.11n最突出的特点当属MIMO技术,或称为空间复用技术。该技术实现了两个流,在一个信道上使吞吐量增加了一倍,条件为多个发射机,多个接收机,并且每个流间的路径不相关。IEEE802.11n的其他技术有:采用40MHz的信道(带宽翻倍)、多天线的空时码(STBC)和波束成形、更高的编码速率(从而提高有效数据传输率)、更大的数据子载波比例以及更短的保护间隔等。
功率控制方案作为一种重要的ICIC方案在异构网络中得到了广泛应用,如宏与Pico(微微蜂窝)、宏与家庭基站等异构场景。该方案可以得到系统的后向兼容,且同时适用于FDD(频分双工)、TDD(时分双工)双工模式。但是,功率控制方案的实现必须基于用户的测量和上报,在设计上需要考虑基站间的交互信息设计和传递。
a)WLAN(无线局域网)在2.4
接收是发射的逆过程,它包括:(1)接收天线:将空间传播到其上的电磁波转化为高频电振荡(2)接收机:高频电振荡转化为电信号(3)变换器(换能器):将电信号转化为所传送信息
(3)移动网络管理维护平台具有成熟的管理和维护功能,可确保传输安全和信息安全。物联网可以使用移动网络管理平台以实现对物联网的相关管理维护功能。
(3)按传输媒介(信道)的物理特征,可以分为:----有线通信系统--利用导线传送信息;----无线通信系统--利用电磁波传送信息;----光纤通信系统--利用光导纤维传送信息。
由于LTE的覆盖能力与制式及频段密切相关,我们以电信可能采用的FDD-LTE制式进行覆盖半径测算。
在实际工程规划设计时,基本采用天线2×2的放装型AP,在2.4GHz频段应用20MHz带宽,5.8GHz频段可采用40MHz带宽。
采用频分多址(FrequencyDivisionMultipleAccess)技术组建的模拟蜂窝网也被称为第一代(FirstGeneration,下称1G)无线通信系统。这些系统中,话务是主要的通信方式。由于采用模拟调制,这些系统容易被第三方窃听。1G的主要蜂窝系统包括AMPS、NMT、Hicap、CDPD、Mobitex、DataTac、TACS和ETACS。
信息(INFORMATION):----有用的消息
定义:用电信号(或光信号)传输信息的系统,也称电信系统。系统通常是由具有特定功能、相互作用和相互依赖的若干单元组成的、完成统一目标的有机整体。最简便的通信系统供两点的用户彼此发送和接收信息。在一般通信系统内,用户可通过交换设备与系统内的其他用户进行通信。
----信息的具体存载体。
发送设备(1)变换器(换能器):将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音变为电信号。(2)发射机:将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。(3)天线:将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。
电通信的发展历史从1837年美国人莫尔斯发明人工电报装置开始,至今不过170年。翻开厚厚的电信史册,沿着历史的脚步一路走来,在技术和市场需求的双重驱动下,仅有一百多年历史的电通信发生了翻天覆地的巨变,取得了令人惊叹的辉煌成就。
Rel-10版本中提出的eICIC大致可以分为时域干扰协调、频域干扰协调、功率控制三类。
2.3LTE与WiFi覆盖能力对比
1)链路损耗
表3室外型AP覆盖能力表
由于LTE网络不存在并发用户数限制的情况,假定每个用户都处于最佳的位置,可以均分峰值速率。这样与WiFi网络对比:并发用户数37人,满足用户下行单向速率2.22M并发用户数180人,满足用户下行单向速率468kbps.
(2)按信道传输的信号传送类型,可以分为模拟和数字通信系统;
2)频域方案
信号(SIGNAL):
c)下行链路预算公式(即计算下行链路的最大允许Lp):
天波是利用天空的电离层折射和反射而传播的电波,也叫天空波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用,因此天波传播主要用于短波远距离通信。两个突出特点:一是传播距离远,同时产生中间静区地带,二是传播不稳定,随昼夜和季节的变化而变化。因此,短波通信要经党更换波段,以保证质量。
室外型AP直接覆盖,一般采用高增益天线,其天线***在较高区域,能直视整个覆盖区域。目标覆盖区域内95%以上的位置,接收信号电平为-75dBm,AP接收机灵敏度为-77dBm.具体覆盖范围见表3.
选择2.1GHz的FDD-LTE、2×15MHz带宽、小区边缘速率4Mbps/256kbps、基站侧天线配置2×2MIMO、无线传播模型为标准COST231HATA.
接收设备
20世纪70年代末,AT&T的贝尔实验室发明了美国的第一个蜂窝***系统,即AMPS(AdvancedMobilePhoneService)。Ameritech公司的AMPS在1983年首次在芝加哥的城区和郊区部署。当年,FCC(FederalCommunicationsCommission)分配了位于800MHz频段的40MHz频谱给AMPS,到了1989年,由于业务量激增,FCC又额外分配了10MHz(称为扩展频谱)给AMPS。最初的AMPS蜂窝系统的特点是:蜂窝较大,基站采用全向天线以减少成本。在芝加哥部署的AMPS覆盖了大约2100平方英里。时至今日,AMPS仍然在世界上的许多地方(尤其是农村)使用,包括美国、南美、澳大利亚和中国。虽然在每个国家AMPS所使用的频带不同,但其无线接口标准是一致的。
摘要:在通信技术的发展和使用过程中,我国的经济发展也得到快速的提高。网络通信技术的主要要求是必须保证在信息进行处理的过程中可以及时且稳定。对于嵌入式系统和技术的引用,已经可以满足我国对于现在的信息技术在处理上的要求,同时也可以让我国的网络……
人类通信的历史源远流长,从古代的烽火台到现代的多媒体通信,至少有数千年的历史。人类通信的革命性变化是从把电作为信息载体后发生的,其显著性标志是1844年莫尔斯发明电报和1876年贝尔取得***发明专利。***、电报从其发明的时候起,就开始改变人类的经济和社会生活。但是,只有在以计算机为代表的信息技术进入商业化以后,特别是互联网技术进入商业化以后,才完成了近代通信技术向现代通信技术的转变,通信的重要性日益得到增强。
到了80年代中期,ETACS(TheEuropeanTotalAccessCommunicationSystem)在欧洲发展了起来,ETACS和AMPS基本一致,但其每个信道的带宽为25KHz(AMPS为30KHz)。ETACS和AMPS的另一个不同在于***号码(MobileIdentificationNumber)的划分,因为欧洲的***号码要划分为国家区号,而美国的***号码要划分的是州区号(AreaCode)。短波电台在救火现场的应用[解决方案]-应急通信产业联盟-微转化
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短波电台在救火现场的应用[解决方案]
&发表于& 00:57:38
短波电台作为一种通信工具,具有灵活机动、便于架设、通信距离远等特点,短波通信目前仍然是森林部队扑火时运用的主要联络方式,结合多年来扑火实际,浅谈短波电台在火场的应用。 大家知道,波长在100-10米的电磁波称为短波,短波和其它种类的电磁波一样,其传播方式可分为四种,即地表波、天波(反射波)、散射、直射波。其中天波(反射波)传播的途径主要是天线辐射的电波经大气上空的电离层反射或折射后到达接收点。它是短波通信的主要传播方式。由于天波(反射波)传播主要靠电离层反射,因此具有通信距离远的特点。但是,电离层的形成是依靠太阳照射空气形成的电离层,因此,受光照、磁暴、耀斑、黑子运动的严重影响,造成电离层的电子密度、相对高度、稳定高度的变动后,对短波信号的时强时弱,衰落,相位起伏(多普勒频移)现象。而且,传播的信号中夹杂着各种干扰。例如,大气噪声、人为噪声、邻近频点电台干扰等等。短波信号传播存在着不稳定,静区(越距),可靠性低,信号质量差等等,既然有如此多的缺点,人们为什么还要运用短波通信呢?那是因为距地球表面几十公里至几百公里上空存在着大自然赐予给人们的“空中中继平台”----电离层,使短波通信链路建立时,通信设备成本低廉。在了解了上述特点后,我们就可以在扑火当中,综合考虑各方面的因素,采取一些有利措施,扬长避短,更好地运用短波电台通信,提高火场通信保障能力,下面结合扑火现场实际探索了一些具体的实施办法。 一、选择好短波电台的开设地点 在扑火过程当中,我们通常把天线架设在比较开阔平坦的草塘或树木稀疏的林缘,条件允许的话还可以架设在河边。这主要是因为森林对电波有较大的吸收作用。实践证明,吸收数值的大小与电波的频率,极化形式,森林的密度,林木的种类、高度及面积、林木的生长季节都有关系。因此我们在架设时,就要尽可能的选择有利地形,减少树木对电磁波吸收所产生的损耗。另外电磁波具有地波传播的方式。在地波传播中,由于受地面性质、地貌地形的影响很大,电磁波能量也不同程度地被吸收。有关资料表明,大地的导电性能愈好,电波的传播损耗愈小,通常水面比湿地要小,湿地比干地小。因此,在近距离通信时(电磁波主要依靠地波传播),如果条件允许的话,我们把短波电台架设在河边,一般也会收到比较好的效果。我们曾经做过实验,大兴安岭支队呼中大队短波电台在营区内与支队的通信效果有时非常差,但把电台架到离大队不到200米的大河边上,效果就非常好,这一点值得我们在扑火时借鉴。另外,由于电磁波在传播过程中,存在着静区。所谓静区,就是电波在传播过程中,一部分沿地面传播,电波可以到达一定的距离,一部分靠电离层的反射到达较远的距离,中间一定的区域,地面波达不到,天波(反射波)又越距了,故收不到信号,称之为静区。因此,在选择架设地点时,这一点也要考虑。2002年春季,大兴安岭支队塔河大队在扑打盘中六支线火场时,就遇到了这种情况。在刚进入火场时,电台收不到大队和支队的信号,后来往前走了一段距离后又设台,才与大队联系上。 二、科学的选择频率 在火场上,短波电台信号的好坏跟频率的选择还有着很大的关系。这是因为,短波电台主要靠电离层(是指从60公里左右至200公里左右的大气层中)反射进行通信,电离层对电波不但有反射作用,还有吸收作用。电离层是一种随时变化的介质,非常不稳定,这就直接影响到电波在电离层中的传播,影响了通信效果。因此,在使用短波电台时,必须正确选择工作频率。若频率过高,虽然电离层的吸收小,但电波容易穿过电离层不再返回地面,若选用的频率过低,虽然电波易被电离层反射,但电波将受到强烈的吸收,场强将很微弱,甚至不能返回地面,另外,选用频率高低电磁波到达电离层后反射角度是不同的。工作频率的选择要遵循以下原则:一是所用频率尽量高些,但不能高于电离层的最高可用频率fmax(在给定的时间,给定的短波通信路径上,电离层所能传输的频率,或通信距离一定时,电波可以被电离层反射回来的最高频率,叫最高可用频率)。否则电波将穿透电离层,不再返回地面,二是一天当中改频的次数越少越好。通常一昼夜更换二至三次频率,且使频率尽量接近最佳工作频率。三是要合理地使用日频和夜频。四是通信距离远或电台功率小,频率应当高些,通信距离近或电台功率大,频率应当低些。五是白天比夜间使用的频率高,冬天比夏天使用的频率高。如果所选用的工作频率不能用来顺利通信时,可尝试以下方法:1、接近日出时,若用夜频不好,可以改用较高频率;2、接近日落时,若用日频不好,可以改用较低频率;3、在日出时,若信号逐渐增强,而后突然中断,可改用较低频率;4、如果信号逐渐减弱,以致消失,可以提高频率;5、若遇电磁暴骚扰时,可以采用比平常低一些的频率。综上所述,在火场使用短波电台时,我们应该根据气候、时间等自然因素,灵活科学的选择工作频率,这样才能收到比较好的通信效果。 三、要架设好天线 在火场通信中,我们常常会遇到这种情况,一样的电台,一样的时间,天线架设的高度不同、方向不同,通信效果也不一样。这是为什么呢?这也是由电磁波的特性决定的。因为天线架设的高低,决定电磁波的传播方式,天线架设的高,电磁波就以天波传播为主,通信距离通常就远;天线架的低,电磁波就以地波形式为主,通信距离就近。另外由于天线具有方向性,如果架设时,方向不正确,那么从天线辐射出去的电磁能量就会损耗很大,接收和发射的信号强度也会降低。因此,在架设天线时,一定要注意方向的选择。我们平时常用的天线有双极天线、斜天线、倒L天线等。下面介绍几种天线的架设方法,供大家参考。高架双极天线:一般在10米左右,这时天线水平线垂直方向场强最强,因此电台收发信号最大,可进行远距离通信。低架双极天线;天线高度1-2米时,是具有方向性的地波天线,沿天线水平部分两端方向发射最强。架设斜天线时,一般天线与地面之间的角度在30-45度之间。斜面方向的收发最强。考虑的一个环节。因为短波以天波(反射波)形式传播进行通信时,受电离层的影响较大。而电离层也会因受到外界的干扰发生变化,如昼夜变化、季节变化、受太阳活动影响(太阳黑子等)变化,另外电离层的突然骚扰、暴变也会发生较强烈的变化,从而使短波通信变得非常不稳定。因此,我们在火场工作时,一定要针对不同的时间段,选用不同的频率,条件允许应尽可能避开电离层变化较大的时间段,从而获得较稳定的通信效果。 五、要合理组网 合理组网,对于火场通信来讲是十分重要的。因为我们从上面已经知道了短波电台通信质量的好坏,不单单是由一个或几个条件决定的,而是各个因素综合制约的结果。因此,最好的办法就是科学合理的组建网络。这样我们就可以在不同的地点、不同的时间,不同的坏境中始终保持好的通信效果,达到此断彼通,彼断此连的目的。举个例子:当年在扑打内蒙古满归夏季火的过程中,针对满归前指离火场较远,无法实现超短波中断通信的实际,我们组建了短波三级网。即中队用HF-90E电台使用鞭天线就可以向大队火场台汇报扑打情况,大队综合之后,使用HF-90E电台使用倒V天线向支队分前指汇报,通信效果比较好。支队分前指把情况使用100瓦电台使用双极天线向总队前指汇报。当收支队前指信号不好时,我们还让距离火场130多公里的漠河大队和富克山留守电台人工转信,较顺利地完成了联络任务。 六、要特别注意火场通规通纪问题 由于大火场投入的通信设备种类和数量多,工作网络、文电往来多,各级通信人员必须严格遵守通规通纪,除上级台有特殊情况可插入下级网工作外,下级台严禁私自越入上级网工作,严格按规定频率、时间与相应对象联络,自觉遵守工作秩序,否则,易于造成火场通信混乱,影响通信畅通。 由此可见,火场短波电台通信天候、地形、电台本身性能等诸多性能等诸多因素有关,我们只有不断地探索,不断地研究,才能发现和认识其中的规律,才能提高部队的通信保障能力。
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