无线通信系统主要是指通过无线电磁波，实现信息和数据传输的系统，一般包括发送、接收设备以及无线信道三个部分。从工作频段及传输方法角度来看，可以分为中波、短波、超短波等通信，是我国通信网络建设的关键部门。
二、无线通信抗干扰技术构成
无线通信抗干扰技术主要包括五个方面：第一，跳频技术，主要是指无线抗干扰的一种形式，采用拓展频谱的方式，实现载波频率在多个频率上伪随机跳变，避免其中一个频段的强干扰信号，这种跳变体现的是频移键控方式。另外，在频谱上，则是将信号进行随机的跳变，且在发送和接收端已经输入跳频规律，能够与跳频及时对接。因此，应用跳频技术，能够实现信息传输目标。第二，扩频技术，主要是由跳频和直接扩频两方面构成，一般在军事抗干扰及移动通信系统当中应用比较广泛。信号在频域中形式展现形式为与其相反的形式，时间上有限的信号能够实现无限延展，例如：窄带脉冲信号，其频谱宽带较宽，在信号传输过程中，进行抽样，发线其信号码元速率极高，从而降低扰的影响。3G核心技术CDMA技术采用的正是直接序列扩频技术，但是，受到多个用户进行随机接入特点的影响，极易受到外界干扰，造成用户传输信息难以同步进行，造成多址干扰，严重影响了通信系统的通信质量及系统容量，由此，将积极引进多用户检测技术，解决这一问题。第三，MIMO技术，目前，MIMO技术主要在特定局域网技术中，主要是通过多入多出机制，增强信息传输信道强度，避免信道衰减，确保信号功率下降，在发送端和接收端设置多条天线，通过这种方式，能够提高无线通信系统性能的同时，还能够扩展信道容量，从而提高通信系统抗干扰能力，完成信息传输任务。第四，智能技术，相比较而言，智能技术主要是借用或者应用相同地域中其他同类通信设施天线，进行相互作用，其最大的优势在于，能够确保每一条天线实现信息传输的同时，还能够有效避免干扰信号，提升系统抗干扰性能。第五。混合技术，主要将各类抗干扰技术有机结合，并形成新型混合抗干扰技术，例如：DS/FH技术等。一般情况下，虽然混合技术是由单一的技术混合而成，其要比任何单一技术更为复杂，且实现抗干扰目标难度较大，但是，在具体应用过程中，从协同学理论教学来看，混合技术发挥的价值要比独立技术总和效果更大，例如：上文刚刚提到的DS/FH技术，在处理增益方面比单独技术处理效果更为明显，能够获取更为优质的跳频效果，且拥有更加广泛的频谱，进而有效提高增益，但是，混合技术也存在一定缺陷，由于其复杂度较高，必然会增加其开发成本，难以实现广泛推广和普及。
三、无线通信抗干扰技术未来发展趋势
无线通信不断发展，推动了抗干扰技术进一步发展，在科学技术日益渗透下，未来，将会朝着更好地方向发展，首先，新型抗干扰技术，无线通信技术不断更新和发展，同时，抗干扰技术也随之发展，只有实现均衡发展，才能够为新型无线通信技术发展提供保障，促进无线通信健康发展，避免受到外界干扰。因此，未来无线通信抗干扰技术将会开发出新型调制方式，并在实际中得到广泛推广，为用户提供更加优质的服务；其次，综合性，目前，混合技术在无线通信抗干扰方面发挥着积极作用，未来，抗干扰形式将会随着通信方式的变化衍生出不同的手段，并将这些手段有机结合，建立在不影响系统复杂程度的基础上，利用综合技术，坚持具体问题具体分析原则，采取针对性措施，加强对不同干扰因素的调整，进而为无线通信事业发展保驾护航。
四、结论
当前，中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点，大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额。移动通信在中国发展十分迅速，中国移动通信的走向一直为世人所瞩目。1987年11月，我国广东正式开通了第一个TACS制式模拟蜂窝移动通信系统，实现了移动电话用户“零”的突破。1994年底，广东又首先开通了GSM数字蜂窝移动通信系统，至1995年，全国已15个省、市也相继开通了GSM移动通信网。迄今为止，全国各省、自治区、直辖市面上都建设了GSM网，实现了国内和国际的全自动温游。目前我国正在积极准备在21世纪初期开展第三代移动通信的商用试验。
从1987年至今，我国移动电话用户数的增长很快，尤其是GSM网更是以人们始料不及的速度在迅猛发展。这主要是因为GSM系统在技术和经济方面均比TACS系统有较大的优势，更重要的是我国在GSM运营领域引入了竞争机制，促进了GSM网的发展。我国的移动通信用户已超过了8000万，位居世界第二。
近10年来，我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步。国产移动通信设备—交换系统、基站和手机等都已经投入生产，并陆续投放市场，第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。可见，中国无线通信在运营业与制造业上已取得了第一阶段的成功。
1、无线通信技术的发展过程
回顾通信发展的历史，我们发现了一个非常有趣有过程：1832年莫尔斯发明了电报，它传送的信息是由众所周知的点划码组成的，即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话，并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来，以电话服务为主的电信业走了一条成功之路，取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展，电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面，通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展，现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮，建设信息高速公路的号角声，信息和知识爆炸式的增长，特别是因特网商用化后的迅猛发展，使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是，问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中，人们更加需要随时随地获取信息，原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术，来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在1897年，马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验，开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信初期，受技术条件的限制，人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信，直到20世纪60年代卫星通信兴起前，它一直是远程国际通信的重要手段，并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。
20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信，成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路，亦可同时传输高质量彩色电视信号；尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来，随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展，使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术，对现今卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输、通用高速有线/无线接入，乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用，发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化，人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式，移动通信发展至今大约经历了五个阶段；
第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有，采用短波频及电子管技术，至该阶段末期才出现150MHZVHF单工汽车公用移动电话系统MTS.
第二阶段为50年代到60年代，此时频段扩展至UHF450MHZ，器件技术已向半导体过渡，大都为移动环境中的专用系统，并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。
第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ，美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。
第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段，并逐步向个人通信业务方向迈进；此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行，频段扩展至900MHZ~1.9GHZ，而且除公众蜂窝电话通信系统外，无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。
第五阶段为90年代中至今，随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起，其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进，包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动TMT-2000纷纷参与标准的制定，经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的ITU-RTG8/1第18次会议上5类RTT技术标准共6种方案成为最终结果。中国的TD-SCDMA方案也已成为其中之一。应该指出，UTRAWCDMADS及TIAcdma2000MC的相应起步样机已经诞生，包括以GSM、csmaOne后向兼容为基础的第二代半过渡设备（G）EDGE、cdmaIS-95BHDR（2.4Mbit/s峰值速率，64QAM调制）及cdma2000-1X等亦已推出。
此外，为接续Internet移动游览应用的无线应用协议（WAP）与无线连接技术蓝牙（Bluetooth）已经产生。从网络的角度来看，接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话（一般为铜线）接入网等等；无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域，它从概念上产生了一个重大的飞跃，即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部，从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多，如移动卫生系统，蜂窝移动通信系统，集群通信系统，一点到多点微波通信系统，微波蜂窝的无线本地接入系统（PHS、PAS、PACS、DECT）等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙（Bluetooth）、红外线、DECT、IEEE802.11和共享无线接入协议（SWAP）/HomeRF等系统。继广域网（WAN、Wind、AreaNetwork或城域网，MAN，MetropolitanAreaNetwork）、局域网（LAN，LocalAreaNetwork）之后，最近人们又提出了“无线个域网”（WPAN、WirelessPersonalAreaNetwork）。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间，WPAN成为一个受人瞩目的新热点，WPAN的研究组成立不到1上，就演变为IEEE的专门工作组IEEE802.5（即WPANWorkingGroup，于1999年3月成立），可见其受重视的程度。
比较而言，Bluetooth系统更具有代表性，它正根据WPAN的概念向前发展。事实上，Bluetooth和WPAN的概念相辅相成，Bluetooth已经是WPAN的一个雏形。从它最初由Ericsson，IBM，Inter，Nokia和Toshiba公司作为原始发起组织而推出，1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底，美国的4家公司3COM，Lucent，Microsoft和Motorola，与上述5公司一样作为Bluetooth的发起组织，使它在与SWAP、IEEE802.11等类似应用标准的竞争中脱颖而出，发展前景更加明朗。为了推动Bluetooth的发展，Bluetooth的标准是非专利的，Bluetooth已成为目前通信领域的一个新热点，预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之，无线通信技术前景一片光明。
3、今后无线通信技术的趋势
21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起，正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面：
（1）宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展，有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开，而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进，无线传输速率将从第二代系统的9.6Kbit/s向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。
（2）核心网络综合化，接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变，网络的分组化和宽带化，使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能，网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要，将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分，未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合，尤其是无线应用协议（WAP）的问世，将极大地推动无线数据业务的开展，进一步促进移动业务与IP业务的融合。
（3）信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段，在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。
（4）移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革，随着网络中数据业务量主导地位的形成，现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡，IP技术将成为未来网络的核心关键技术，IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务（GPRS）的引入，用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据，打破传统的数据接入接式。以IP为基础组网，开始了移动骨干网IP应用的实践。
4、无线通信技术在数字社区中的应用
无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证，数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便，无论是实验室、办公室还是家庭，计算机及其外设的应用越来越普及，社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话，这将给使用带来很大的不便。Bluetooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境，Bluetooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork）、LAN、WAN、xDSL（xDigitalsubscriberloop）等网络的接口协议，其目标是用单一的Bluetooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜认这些工作，将来根据IEEE802.15的发展计划，可以将速率提高到20Mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备，甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包，以便携计算机和掌上计算机为代表，采用无线方式和其他设备或网络相连接，使我们拥有一个可流动的办公室。
Internet和移动通信的迅速发展，使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上Bluetooth系统，既可免去使用电缆的不便，又不可不受内存溢出的困扰，随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Bluetooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。PDA（PersonalDigitalAssistant）装上Bluetooth系统后，采用无线方式收、发E-mail甚至浏览网页将更为方便。Bluetooth的硬件电路可以做到微型化，在Headset上应用非常合适。装上Bluetooth系统的Headset可以使它和手机进行无线连接，也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐，在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给Bluetooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如，Bluetooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或IC锁具有更高的安全性和适用性，各种无线电遥控器（特别是汽车防盗和遥控）比红外线遥控器的功能更强大，在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务（如添茶、加饮料等）将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化，从而随时反映出用户所需要的物品，如果再连接到Internet上的话，可以实现网上购物。
关键词：3G视频通信H.264/AVC容错技术
传统的视频编码标准都是围绕比特流的概念组织的。实际上用于传送数字视频的大多数网络体系结构并不适合直接传输比特流。在许多网络体系结构中，比特流需要拆分为数据分组。这些分组的特性，如最小/最大尺寸、相关开销和差错属性等在网络体系结构间、甚至在某个给定的网络体系结构内也是很不相同的。假如视频编码器自身能和网络特性很好的匹配，将能够获得更好的视频QoS。问题是如何容错地支持易差错的无线移动网络？为了解决无线移动信道视频的容错传输，我们将采用如前向纠错编码及支持差错复原的视频压缩编码技术来解决。H.264编解码器可以很好的解决易差错信道的视频容错传输。在3GPP/3GPP2的传输环境下通过选择适当的条带长度使H.264编解码器和无线移动信道的网络特性得到很好的匹配，实现无线移动信道视频的容错传输。H.264标准适用于无线网络传输的主要原因之一就是在概念上分为两层：视频编码层VCL(VideoCodingLayer)和网络抽象层NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL负责高效的视频内容表示，它被设计成尽可能独立的网络，NAL负责对编码信息进行打包封装并通过指定网络进行传输。H.264中还定义了两种新的帧编码类型，即SP帧和SI帧来完成不同流的切换，可以根据传输网络和用户终端的具体情况自适应地在不同码率的视频流之间切换，这大大改善了视频流对3G网络的适应性。
一、3G视频通信中容错技术的应用
3G通信技术的出现使对话式无线视频业务成为可能，虽然3G网络在移动环境下的带宽可达384kbps，在静止环境下的带宽可以达到2Mbps，但是由于信道衰减、建筑物遮挡、终端移动、多用户干涉等原因影响，使得信道是时变且高误码的，因此，在3G网络上传输视频流时，仅仅追求高的压缩效率是不够的，必须有一定的容错和错误掩盖措施。最新的3GPP/3GPP2标准要求3G终端支持H.264/AVC视频编解码技术，同时由于硬件的限制，3G终端只支持部分H.264/AVC的容错工具。H.264中虽然提供了一些容错工具，但是它们有各自不同的用途和目的，即在不同的场合需要选择不同的组合来使用。
1.1错误隐藏技术由于错误隐藏技术能够利用接收到的数据来恢复丢失的数据，因此一般都应用在解码器端。在无线网络环境中，解码器的这种能力尤其重要，因为无线网络环境中误码率高，很多RTP包在传输中被网关或者路由器丢弃，而这些丢失的数据又必须在解码器端根据空间和时间上的相关性来恢复。错误隐藏技术的实现方法也很多，在JVT参考软件中，就使用了一种空间相关性的方法，即使用被丢失宏块周围的4个宏块来恢复被丢失的数据，其选用的标准是使恢复后边缘数据的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。这种方法的效果虽不是最好，但是计算简单有效。
1.22Slice结构为了满足MTU大小的要求，在3G网络视频传输中对视频进行分片压缩显得尤其重要。经过分片压缩后的视频中每个RTP包中包含一个片，一般每个slice中包含一个或者几个宏块，并以RTP包的大小满足MTU的要求为准。
1.3帧内编码块刷新由于帧内编码不依赖时间上相邻帧的数据，所以帧内编码块能有效地阻止由于包丢失甚至帧丢失而引起的错误传播。对于对话式视频业务来说，由于实时性要求高，而且I帧刷新的频率较低，因此可以用帧内编码块来部分代替I帧的作用。H.264／AVC提供了两种帧内编码块刷新(intrablockrefreshing)模式；其中，一种是随机模式，即用户可以选择帧内编码块的数目，而由编码器随机决定哪些哪些位置上的宏块实行帧内编码；另一种是行刷新模式，即编码器在图像中依次选择一行进行帧内编码，但图像分辨率大小不同，每次需要帧内编码块的数目也不同，例如在QCIF格式图像中，每次需要选择一行，即11个宏块进行帧内编码，而在CIF格式图像中，这个数字变成22。
1.4参数集(ParameterSets)H.264标准中，取消了序列层和图像层，将原本属于序列和图像头部的大部分句法元素分离出来形成序列参数集SPS(SequenceParameterSet)和图像参数集PPS(PictureParame2terSet)。序列参数集包括了与一个图像序列有关的所有信息，如编码所用的档次和级别、图像大小等，应用于视频序列。图像参数集包含了属于一个图像的所有片的信息，如嫡编码方法、FMO，宏块到片组的映射方式等，应用视频序列中的一个或多个独立的图像。多个不同序列参数集和图像参数集被解码器正确接收后，被存储于不同的己编码位置，解码器依据每个己编码片的片头的存储位置选择合适的图像参数集来使用。
1.5冗余片(RedundantSlice)H.264编码器除了对片内的宏块进行一次编码外，还可以采用不同的编码参数对同一个宏块进行一次或多次编码，生成冗余片，冗余片的信息也被编码进同一个视频流中。解码器在能够使用主片的情况下会抛弃冗余片，反之如果主片丢失，也可以通过冗余片来重构质量。
1.6灵活的宏块排序(FMO)FMO技术通过片组(slicegroup)技术来实现。片组是由一个或者多个片组成，而每个片中通常包括一系列的宏块。采用FMO进行视频编码的好处在于，可以使因信道传输而引起的错误分散。具体实施方法是：帧图中的宏块可以组成一个或几个片组，每一个片组单独传输，当一个片组发生丢失时，可以利用与之临近的已经正确接收到的另一片组中的宏块进行有效的错误掩盖。片组组成方式可以是矩形方式或有规则的分散方式(例如，棋盘状)，也可以是完全随机的分散方式。采用FMO提高了码流的容错能力，却使编码效率有所降低，同时也会增加编码延迟时间。
二、结论
通信技术的飞速发展，第三代数字无线移动通信网络以及多媒体信息服务(MMS)的兴起为无线移动环境下的多媒体通信业务(特别是视频)提供了应用和发展的需求．多媒体业务是3G的基本业务之一，然而视频通信业务对3G网络还是一种挑战，这是由于无线网络是一种易错网络，容易受到多径干扰、阴影衰落等多种条件的影响，致使视频传输流中的RTP包会大量丢失，因此对于3G无线网络中的视频通信业务，容错技术是不容忽视的。H.264／AVC视频编码标准本身提供了许多容错工具，可以很好的解决易差错信道的视频容错传输，提高3G视频通信的可用性。
参考文献：
[1]潘全卫.DHCP服务器容错方案[J].网管员世界.2009.(5)：55-56.
OFDM技术。LTE技术最主要的特点就在于OFDM技术的应用，它能够降低子载波的符号速率，并加长符号的持续时间，使其抵抗时延扩展的能力更强。无线通信LTE技术性能主要受到OFDM参数设定的影响，它主要用于消除符号之间的干扰。想要满足半径100KM的覆盖要求，还要做好前缀的选取方案，对CP加以有效利用。
2无线通信LTE技术及应用研究
2.1LTE技术的创新应用
基于4G基础之上的无线通信LTE技术并没有沿用3G系统的关键技术，它采用了全新的设计理念，对技术进行了革新，实现应用的创新。LTE技术的结构主要是由NodeB构成的，它有助于减小延迟，简化技术，实现较低的成本和低复杂性。此外，其中含有的RNC节点也更少，对3GPP技术的贡献是非凡的。总的来说，LTE无线通信技术采用了频分多址系统，属于技术改进后的OFD-MA，它能够实现正交输送，并兼顾单载波传输低峰数值，减少成本花费。在此基础上，其内部还采用了扁平的网络结构，实现了多天线技术的运用，取消了RNC节点，并实现了分集、阵列、空分复用的增益，可以使不同方向的多个用户获得同时段服务，提升峰值数率和数据传送速度。
2.2LTE技术的实际应用
在科学技术日渐完善的大背景下，无线通信LTE技术已经逐步应用到了各行各业，且其技术特点也在日渐成熟。例如，在我国的上海世博会上，高清视频监控的初步演示就将LTE技术应用在了其中，将网络移动采编播设备利用到了系统之中。该技术的有效使用，能够实现视频、音频等素材的快速传回，提高新闻的时效性，满足新闻传播的诉求。从传播速度上考虑，用户在使用LTE无线通信技术后，下载容量40G的3D影片，不到两小时就可以完成，其速度提高了10倍以上。
2.3LTE技术的应用
展望一方面，LTE技术是由3G技术向4G技术演进的必经之路。其在应用过程中采用了最新的B3G或4G技术，如OFDM和MIMO等，在一定程度上而言可以说是4G技术在原有技术上的科学利用。它在具有LTE技术优越性的基础上，也更加接近4G系统技术。另一方面，LTE技术的产生应用并不是一个简单的过程，它主要是在与WiMAX的竞争中实现了发展。现如今，WiMAX的802.16e标准正在申请进入3G系统，802.16e技术更是入选了IMTAdvanced的候选行列，并坚持保存其原有的兼容特点。在未来的技术应用领域，势必会出现WiMAX技术与LTE技术的竞争局面，在高技术领域保持良好应用，促使其更好的发展。
3结束语
由于普通的计算机控制系统安全性差，无法对外部输入信息的准确性进行判断。当系统产生故障时，无法保证系统安全的能力，这些因素都限制了计算机控制系统的应用。当前，我国干线铁路上使用的计算机连锁系统主要为国外铁路信号公司的容错计算机控制系统，成本较高。所以，我国铁路科研院逐渐将安全、铁路信号控制系统作为主要的研究工作来开展。
2铁路信号系统无线通信的基本要求
2.1通信结构
铁路信号系统远程控制技术在保证铁路信号系统安全运行方面具有重要意义。相较于继电连锁系统来说，计算机连锁系统的综合性能更好。所以，车站连锁系统也逐渐从继电装置专变成了计算机系统。事实上，计算机连锁系统是一个满足安全、故障信号的连锁逻辑运算系统。而逻辑上，可以将运算系统分为监控层、控制设备层和关联系统三个模块。其中关联系统主要包括调度集中、联锁机、模拟屏、调度监控、复显等内容；监控层主要是指计算机联锁系统对调度机车信号和站场状态进行监测和控制的设备；控制设备层主要控制电源屏无线通信、I/O、PLC和电源屏的无线通信、I/O的通信。
2.2通信设计
2.2.1控制设备之间的无线通信
控制设备主要是用来对现场的多个I/O设备进行控制，常规的方法将多路器布置在现场，然后将输入/输出模块和端子排连接，并利用现场总线技术，在工业现场放置I/O模块。所有的现场子站都可以利用一根电缆连接起来，从而把所有的现场信号简单方便的传送到控制室的监控设备上。
2.2.2控制设备和监控站的通信
监控站通信主要传递安全信息数据，利用PLC和联锁机之间的串口和监控站连接实现信息的传递。因而PLC和联锁机之间使用CCM传输协议进行传输。为了屏蔽外界的干扰，提升数据的准确性，将读取的PLC数据作为有效数据，向联锁程序提交。此外，该通信程序还可监督PLC和联锁机运行状态。由于每次通信时，联锁机都会对PLC的约定内部寄存器进行检查，此寄存器只可以利用联锁机置位PLC进行复位。在检查的过程中，如果PLC置位时间不对，就表示PLC工作异常。同理，如果PLC发现联锁机置位不按时，证明连锁机的也不能正常工作，为了确保系统安全运行，会立即发出报警信息，并会进行安全处理。
2.3关联系统之间通信技术
关联系统主要是计算机之间利用互联网进行通信，可以利用RS-485和RS-232达到通信目的。而局域网中的通信可以利用Socket的接口实现，局域网中电脑可以通过拨号的方式和互联网机械通信，也可以连入专网进行通信。
3无线通信技术的特点
目前，无线通信技术主要有433Hz频段、2.4Hz频段、蓝牙、红外等。在高速行驶高速铁路上，如果距离小可以使用这些无线技术。但是如果距离很远的时候，无线通信的距离也就相对较远，利用无线通信可以避免使用中继设备。铁路信号系统作为指挥铁路运行的系统，在运行的过程中，可以利用信标和全球定位系统来保证铁路的位置和速度。车站在收到设备信息后，会经过信息发送到执行控制计算机中。在铁路信号系统中，无线通信技术主要有以下特点：（1）可以对铁路的运行情况进行更加稳定的控制，不仅可以防止列车运行情况下速度过快或者多次发动，并且可以有效地节省资源。（2）在一些关键的控制系统中,列车按照操作状态和自身情况进行调节，利用计算机对列车进行辅助调整，进而提高铁路信号系统的管理水平；（3）省去地面上的信号设备，降低了信号系统设备的维护资金；（4）无线信号适应能力强，可以提高列车的行进速度，可以对系统中的相关参数进行远程调节。不过，在使用无线通信技术时，铁路信号系统中也有一些问题存在，例如一些设备的成本较高、高速铁路列车的运行速度和电码传送速率不符合。
4无线通信技术在铁路信号系统中的应用
4.1集中调度中的应用
在集中调度系统中，调度中心科员按照车站的区段闭塞情况和法线占用情况了解列车的运行，并根据收集到的信息对进路进行排列。但是，使用无线通信技术可以使控制系统详细了解列车的运行速度和位置，并根据沿线信号系统的基本情况，向列车传递控制信息，确保列车稳定、安全、快速地运行。通过利用无线通信技术，可实现控制中心和列车之间的双线数据传输，为列车的运行提供了便利，达到自动指挥的目的。
4.2微机联锁中的应用
在微机联锁中应用无线技术，可以将信号机的闭锁状态、道岔情况等发送至主控中心，并使用道旁接口单元对主控中心传达的控制命令进行接收，达到控制信号机动作和道岔的目的。此外，道旁接口单元可以使用无线信道和控制中心取得联系，然后利用电缆和现场设备进行连接，达到控制、检测辅助子系统的目的。当前，无线通信技术在微机联锁中的应用需要增加运营成本，并且一些比较大的车站对无线信号干扰比较大，还没有得到广泛的推广和应用，不过在微机联锁中应用无线技术的前景是非常不错的。
4.3无线通信技术在中继器中的应用
在铁路运行过程中，想要实现每一个铁路都设置通信基站难度是比较大的。这样设置不仅会导致设备投资增加，并且会使无线通信铁路信号系统丧失意义。而利用中继器，基站可以使用中继器进行射频信号的发送和接收，进而实现基站同时，管理线路、车辆以及基站区域范围中的站区。
4.4使平交道口的通过率提升
1．1频谱感知
作为认知网络的主要核心技术之一的频谱感知技术，其目的是要发现在时域、频域及空域的频谱空洞，进而供认知用户机会式利用频谱。频谱感知技术可以分为基于干扰的检测、主用户信号检测和协作检测，目前的频谱感知技术主要是基于主用户发射机检测，其频谱感知方法主要又分为匹配滤波器检测、能量检测、循环平稳特征检测三种。
1．1．1匹配滤波器检测
如果主用户信号是确定性信号，那么在加性高斯白噪声（AWGN）条件下最佳检测器就是匹配滤波器，它可以使输出信噪比达到最大。匹配滤波器检测的优点是能快速度准确检测主用户是否存在，但是，此方法需事先知道授权用户的信息，对授权用户需要专门的接收器，必须定时和频率同步。此外，计算量也较大，若先验知识不准确，则匹配滤波器的性能会大大下降。
1．1．2循环平稳特征检测
通常，无线通信信号都具有循环平稳性，而噪声和干扰则不具有这种特性，因此可以通过循环平稳特征检测法来检测主用户信号是否出现。该方法能从调制信号功率中区分出噪声能量，可以在较低的信噪比下进行检测信号，但其计算复杂度较高。
1．1．3能量检测
能量检测是最简单、最为经典的信号检测方法，也是目前研究的热点。能量检测法相对简单、易实施，另外，它为非相干检测，对相位同步要求低。但是，该方法在低信噪比情况下的检测性能较差，易受噪声不确定性的影响，且不能辨别主用户类型。
1．2频谱共享
无线认知网络的频谱共享是指次用户在不影响主用户的前提下与其共享一段频谱，是认知无线网络的关键技术之一。其目标是有效管理对主用户的干扰，并提高频谱的机会利用率。频谱共享主要包括两个方面:次用户之间的频谱共享以及次用户和主用户之间的频谱共享，可根据架构、频谱分配行为等因素可大致分为三类：
（1）基于网络架构
基于网络架构通常可分为集中式频谱共享和分布式频谱共享。集中式频谱共享是由某个中心服务器根据全局信息计算和执行整体二级用户网络的空闲频谱分配。每个二级用户独立进行频谱感知，然后将感知到的信息发送到中心服务器，由中心服务器综合对这些信息分配到空闲频谱。与集中式频谱共享不同，分布式分配将认知终端看作是一个自治的智能体，每个认知终端根据自己获得的频谱信息计算和决定如何使用这些空闲频谱，分布式分配主要应用于无中心服务器的场合。
（2）基于频谱分配行为
基于频谱分配行为又可分为协作式频谱共享和非协作式频谱共享两类。协作式频谱共享考虑到各节点间行为的相互影响，即每个节点都会与其它节点分享自己的感知信息；而非协作式频谱共享则不考虑其它认知节点间的干扰。在实际应用中，协作式方案要好于非协作式方案，更接近整体性能的最优化，在一定程度上更为公平，同时也提高了吞吐量。
（3）基于接入技术
现有大部分基于接入技术研究针对认知无线电商用进行的，主要采用基于填充式共享方式，即只针对主用户未使用频谱下进行的，基于完全检测信息下对主用户的干扰最小。
1．3动态接入
与传统的固定频谱分配方式不同，动态频谱接入技术是一种动态自适应的频谱管理方式，能更好的利用已有的低效的频谱资源来满足无线通信服务。动态频谱接入方式可分为以下三种策略模型：
（1）动态专用模式
动态专用频谱管理方式保留了现有的频谱管理策略结构，即主用户有着对频谱资源的独占权；但它们不仅可以自由选择其所使用的技术,还可以选择其所提供的服务。
（2）开放共享模式
开放共享模式这种频谱管理方式得益于无线通信的发展，该技术能够使得不同的系统共存，而且相互之间不会产生严重的干扰，因此，不需要对频谱资源进行独立的授权。
（3）多层接入模式
多层接入模式可以看作是动态专用模式和开放共享模式的一个折中，与动态专用和开放共享模式相比，多层接入模式更符合现有的频谱资源管理策略和无线系统。此外，频谱正交的接入方式与频谱重叠相比去除了次用户发射功率所受的严格限制，一定程度上提高了其信道容量和吞吐量，而且有着更广泛的应用。
2结束语
关键词：数据通信无线网络技术新兴领域
一、无线网络概述
无线网络技术涵盖的范围很广，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。通常用于无线网络的设备包括便携式计算机、台式计算机、手持计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、笔式计算机和寻呼机。无线技术用于多种实际用途。例如，手机用户可以使用移动电话查看电子邮件。使用便携式计算机的旅客可以通过安装在机场、火车站和其他公共场所的基站连接到Internet。在家中，用户可以连接桌面设备来同步数据和发送文件。
二、无线网络的标准
为了解决各种无线网络设备互连的问题，美国电机电子工程师协会(IEEE)推出了IEEE802.11无线协议标注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三个标准。最开始推出的是802,11b，它的传输速度为lIMB／s，最大距离室外300米，室内约50米。因为它的连接速度比较低，随后推出了802.11a标准，它的连接速度可达54MB／s。但由于两者不互相兼容，致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802，11a网络中不能用，所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b标准且与802.11a速率上兼容的802.11g标准，这样通过802.11g，原有的802.11b和802.11a两种标准的设备就可以在同一网络中使用。IEEE802.11g同802.11b一样，也工作在2.4GHz频段内，比现在通用的802.11b速度要快出5倍，并且与802，11完全兼容，在选购设备时建议弄清是否支持该协议标准。选择适合自己的，802.11g标准现在已经开始普及。
三、无线网络类型
(一)无线广域网(WWAN)。无限广域网技术可使用户通过远程公用网络或专用网络建立无线网络连接。通过使用由无线服务提供商负责维护的若干天线基站或卫星系统，这些连接可以覆盖广大的地理区域，例如若干城市或者国家(地区)。目前的WWAN技术被称为第二代(2G)系统。2G系统主要包括移动通信全球系统(GSM)、蜂窝式数字分组数据(CDPD)和码分多址(CDMA)。现在正努力从2G网络向第三代(3G)技术过渡。一些2G网络限制了漫游功能并且相互不兼容；而第三代(3G)技术将执行全球标准，并提供全球漫游功能。ITU正积极促进3G全球标准的指定。
(二)无线局域网(WLAN)。无线局域网技术可以使用户在本地创建无线连接(例如，在公司或校园的大楼里，或在某个公共场所，如机场)。WLAN可用于临时办公室或其他无法大范围布线的场所，或者用于增强现有的LAN，使用户可以在不同时间、在办公楼的不同地方工作。WLAN以两种不同方式运行。在基础结构WLAN中，无线站(具有无线电网卡或外置调制解调器的设备)连接到无线接入点，后者在无线站与现有网络中枢之间起桥梁作用。在点对点(临时)WLAN中，有限区域(例如会议室)内的几个用户可以在不需要访问网络资源时建立临时网络，而无需使用接入点。
(三)无线个人网(WPAN)。无线个人网技术使用户能够为个人操作空间(POS)设备(如PDA、移动电话和笔记本电脑等)创建临时无线通讯。POS指的是以个人为中心，最大距离为10米的一个空间范围。目前，两个主要的胛AN技术是“Bluetooth”和红外线。“Bluetooth”是一种电缆替代技术，可以在30英尺以内使用无线电波传送数据。Bluetooth数据可以穿过墙壁、口袋和公文包进行传输。“Bluetooth专门利益组(SIG)”推动着“Bluetooth”技术的发展，于1999年了Bluetooth版本1.0规范。作为替代方案，要近距离(一米以内)连接设备，用户还可以创建红外链接。
为了规范无线个人网技术的发展，IEEE已为无线个人网成立了802.15工作组。该工作组正在发展基于Bluetooth版本1.0规范的WPAN标准。该标准草案的主要目标是低复杂性、低能耗、交互性强并且能与802.11网络共存。
无线个人网和无线局域网并不一样。无线个人网是以个人为中心来使用的无线个人区域网，它实际上就是一个低功率、小范围、低速度和低价格的电缆替代技术。但无线局域网却是同时为许多用户服务的无线网络，它是一个大功率、中等范围、高速率的局域网。
最早使用的WPAN是1994年爱立信公司推出的蓝牙系统，其标准是[EEE802.15.1[w-BLUE]。蓝牙的数据率为720kb／s，通信范围在10米左右。为了适应不同用户的需求，无线个人网还定义了另外两种低速WPAN和高速WPAN。
(四)无线城域网(WMAN)。无线城域网技术使用户可以在城区的多个场所之间创建无线连接(例如，在一个城市或大学校园的多个办公楼之间)，而不必花费高昂的费用铺设光缆、铜质电缆和租用线路。此外，当有线网络的主要租赁线路不能使用时，WWAN还可以作备用网络使用。WWAN使用无线电波或红外光波传送数据。为用户提供高速Internet接入的宽带无线接入网络的需求量正日益增长。尽管目前正在使用各种不同技术，例如多路多点分布服务(MMDS)和本地多点分布服务(LMDS)，但负责制定宽带无线访问标准的IEEE802.16工作组仍在开发规范以便实现这些技术的标准化。
无线城域网服务范围可覆盖一个城市的部分区域，通信的距离变化较大(远的可达50公里)，因此接收到的信号功率和信噪比等也会有很大的差别。这就要求有多种的调制方法。因此工作在毫米波段的802.16必须有不同的物理层。802.16的基站可能需要多个定向天线，各指向对应的接收点。由于天气条件(雨、雪、雹、雾等)对毫米波的传输的影响较大，因此与室内工作的无线局域网相比较时，802.16对差错的处理也更为重要。
关键词：教学方法；无线通信与网络；五环教学；创新能力
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)07-1534-03
Research on the Five-stage Teaching Method of Digital Signal Processing Course
CHEN Xiao-ming, LEI Lei
(College of Electronic Information Enginerring, Nanjing Univ. of Aeronaut. and Astronaut., Nanjing 210016, China)
Abstract: In this paper, the characteristics of the course of wireless communication and network and the hardness existed in the experimental teaching of this course were investigated in detail. Aiming at these problems, we proposed a five-stage teaching method of wireless communication and network. This method includes active lesion preparation before class, mutual discussion in class, simulation and testing after class, knowledge enhancement by practice at the middle of a term, and theory improvement at the end of a term. The five stages are interlocked each other and improve stage by stage, so they can stimulate the main role of the teacher and arouse the activity of the students. Practical results show that this method can improve the teaching quality effectively, and can obtain a favorable effect on the thinking, working and innovation ability of the students.
Key words: teaching method; wireless communication and network; five-stage teaching; creative ability
1无线通信与网络课程体系的特点
近年来，无线通信网络技术正以前所未有的速度向前发展，各种新技术与新概念层出不穷，包括MIMO、OFDM、认知无线电、中继、自适应调制等等[1]。这些技术将共存形成一个多无线电环境来为用户的各种应用提供不同的服务能力，“无论何时、何地，任何人均可以任何方式进行任何内容的通信”成为了短距离无线通信网络系统发展的理想目标。在这种形式下，各大院校纷纷在信息工程、计算机应用技术等相关专业的学生中开设无线通信与网络课程；在上述专业的本科生毕业设计中，也有很多和无线通信与网络相关的课题。
无线通信与网络课程体系的内容主要包括无线通信简介、无线信道、无线通信技术、无线网络和无线通信系统标准等几部分[2]。在无线通信与网络的教学和研究中，无线信道的建模、无线通信技术的设计和无线通信系统的性能分析具有理论性强和覆盖面广的特点[3]，需要学生具有扎实的数学基础和丰富的专业知识面，同时无线网络和无线通信系统标准又纷繁复杂、千头万绪，使得学生很难深入理解和全面掌握这一课程的内容。因此，本文提出利用五环教学方法，包括课前主动预习、课中互动讨论、课后仿真验证、期中实践强化和期末理论升华，层层推进学生对无线通信与网络的理解，并最终掌握无线通信系统设计的思想和方法。
2无线通信与网络教学实践存在的问题
笔者在无线通信与网络的教学，以及在指导与无线通信与网络相关的本科毕业设计的过程中，发现现有的无线通信与网络的教学环节存在以下问题：
1）学生被动接受，难以深入掌握课程内容。
现有的无线通信与网络的教学环节，以教师讲授式的课堂教学为主，学生被动的接受教师做传播的知识与理论。由于无线通信与网络是一门理论性很强的课程，在进行无线信道的建模、无线通信技术的设计和无线通信系统的性能分析时，涉及很多的数学理论和分析，往往使得学生觉得这一课程枯燥无趣，产生厌倦心思。并且由于这一课程是逐层推进的，一旦有一个环节没有掌握好，就很难理解之后的内容。这些都会降低学生学习无线通信与网络的积极性，影响了教学效果。
2）学生的知识往往局限于某一具体技术，难以对无线通信系统进行整体把握。
学生在初学无线与网络时，对这一课程的理解往往局限于某一些具体技术，比如MIMO技术、OFDM技术等，但是他们往往对整个无线通信系统有一个整体的把握，不知道无线通信系统的结构是怎样的，系统这些通信技术在系统中起到了哪些作用。以至于在课程结束的时候，学生对无线通信系统的概念仍然是模糊不清的。
3）课堂知识陈旧，难以跟上学科发展的前沿。
当前无线通信与网络的教学内容，都是一些很成熟但是又很陈旧的知识，这些知识只能让学生对这一学科有一个粗浅的认识。学生缺少对无线通信与网络的发展前沿有一个深入全面的认识，就难以做出创新性的成果。
3五环教学方法
针对第2节中提出的无线通信与网络的教学环节存在的问题，本节在分析这一课程的主要特点的基础上，探讨了一种五环教学方法。
3.1课前主动预习
无线通信和网络具有理论性强和覆盖面广的特点，在课堂教学过程中，为了让学生对课程知识有一个深入的理解，教师往往会将通信问题转化为一个数学问题，然后利用数学分析的手段讲解无线通信的内在原理和思想，但这也会提高学生掌握这一课程的难点。因此，为了使得学生在课堂上跟上教师讲解的进度，需要学生进行课前主动预习。在指导学生预习时，需要有针对和有重点，不然学生面对纷繁复杂的知识点，将无从下手，以至于很难达到课前预习的效果。在课前预习时，还可以布置学生学习相关的数学理论，这样也可以减少课堂讲解的时间，专注于无线通信理论本身的数学分析。
3.2课中互动讨论
无线通信和网络的课程的重点是通信理论的理解、掌握和应用，在课堂教学过程中，由于理论的艰深和其中穿插大量的数学分析和推导，容易使学生产生厌倦心思。因此，在课堂教学过程中，需要调动学生的积极性，让学生参与到教学过程中，而不是一味被动的接受填鸭式教育。首先，在每节课的开始阶段，可以让学生讲解一下上一次课的主要内容，这样可以使得学生回忆起前面的教学内容，也有利于他们对知识的进一步理解。在上课过程中，需要避免连续不断的讲解，需要掌握讲课的节奏，并且要有针对性的向学生提出一些相关的问题，使得他们能够跟上教师的思路，并且也能够集中他们的注意力。
在每一个章节的知识点讲解结束以后，需要安排一趟相关内容的讨论课。这一讨论课以学生为主角，教师要引导他们对这一章知识点进行梳理，对这一章所涉及的通信技术的提出背景、实现方法、实现难点和性能效果等进行深入讨论，加深学生的理解。
3.3课后仿真验证
在课堂教学环节，通过教师的讲解和师生之间的讨论，学生对无线通信和网络的相关理论和技术有了一定的理解。但是这一理解只是停留在理论本身，学生对这些理论和技术的设计与实现仍然很模糊，这种模糊的认识很容易随着时间的推移而慢慢消退，并不能转化为自身的认识。实践表明，只有通过更加直观的比较和认识，学生才能有一个深入的理解和掌握。因此，在无线通信与网络课程中，教师可以指导学生在课后对所学的理论和技术进行仿真。目前，关于通信系统的仿真软件很多，例如Matlab可以对具体的通信技术进行仿真[4]，OPNET可以对网络协议进行有效的仿真[5]。图1是利用matlab对不同的通信技术进行仿真，所得到的效果图。通过这一效果图，可以很直观的看出不同通信技术的性能差异，有利于学生对这些技术的理论，也便于他们在系统设计时进行通信技术的选择。
3.4期中实践强化
在经过一段时间的学习后，学生对各种通信理论和技术有了一定的认识，但往往都是局限于特定的技术上，对整个无线通信系统仍然缺乏一个完整的认识。学生们不知道一个通信系统需要包含哪些部分，具体的通信技术如何应用到通信系统中，如果将具体的通信技术组成一个符合设计需求的通信系统。因此，有必要通过实践强化，使得学生对通信系统有一个完整的认识，进而自主的设计一个通信系统。在系统设计过程中，首先需要根据要求设计一个系统框图，如图2给出了一个典型的无线通信系统的接收机框图。基于这一系统框图，对其中每一个模块包含的通信技术进行论证和设计，最后在FPGA和DSP中实现这一通信系统。经过一个完整系统的设计与实现，可以有效的提升学生的理论水平和动手能力。
图1 Matlab仿真效果图
图2网络运行过程监控文件片段
3.5期末理论升华
经过一个学期的学习，学生对无线通信与网络有了一个比较深入的理解。但是，由于无线通信的迅猛发展，课堂教学的内容很难跟上本学科发展的前沿。为了使得学生了解无线通信发展的前沿，在学期末时，可以指导学生撰写课程报告。首先，指导学生搜集最新的相关资料，了解前沿理论。然后对这些资料总结归纳，进行合理综述，最后阐述自己的认识和理解。对于学有余力的学生，教师还可以指导他们钻写学术论文，采取创新式教学。
4总结
本文针对无线通信与网络教学及相关课题的本科毕业设计指导中存在的若干问题展开研究，提出了一种五环教学方法。实践结果表明上述教学方法有助于学生对无线通信与网络的理解，为学生的创新能力的培养创造有利条件。
参考文献：
[1]张立军.数字通信[M].北京:电子工业出版社,2005.
[2] Tse D,Viswanath P.Fundamentals of Wireless Communications[M].Cambridge University Press,1997.
[3] Rappaport T.Wireless Communications: Principles and Practice [M].2nded.Prentice Hall,2002.
