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衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一種把衛(wèi)星作為信號中繼站來接受和轉(zhuǎn)發(fā)多個地面站之間微波信號的通信系統(tǒng)。一個完整的衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由衛(wèi)星端、地面端和用戶端這三個部分組成的。在地球上空作業(yè)的衛(wèi)星端在微波通信的傳遞過程中起的是中轉(zhuǎn)站的作用。包含了星載設(shè)備和衛(wèi)星母體的衛(wèi)星星體在空中接收地面站的電磁波,放大之后再發(fā)送到另一個地面站。設(shè)立在地表之上的多個地面站是連接衛(wèi)星系統(tǒng)和地面公眾網(wǎng)的固定接口和傳送點,由地面衛(wèi)星控制中心、跟蹤站、遙測站和指令站等部門構(gòu)成。人們連接網(wǎng)絡(luò)的用戶端通過地面站傳送出入衛(wèi)星系統(tǒng)的微波信號,形成龐雜而寬泛的通信鏈接。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的覆蓋范圍很廣,在衛(wèi)星信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的任意地點都能夠順利進行通信,不會因為距離的變化而影響通訊信號的好壞。衛(wèi)星通信的電磁波主要在大氣層以外的區(qū)域傳播,微波傳遞的性質(zhì)較為穩(wěn)定。所以衛(wèi)星通信的工作頻帶寬,通信質(zhì)量好。即使部分在大氣層內(nèi)部傳播的電波會受到天氣的影響,也仍然是一種信號穩(wěn)定性和通訊可靠性很高的通信系統(tǒng)。但是,運行在高空軌道上的衛(wèi)星在同時進行雙向傳輸時,傳遞速率會延遲到秒級,電磁波的精確度也會有所下降,用于語音通話時會出現(xiàn)明顯的中斷現(xiàn)象。衛(wèi)星在高空上的位置是按照預(yù)定軌跡運行的,因此,衛(wèi)星始終處于一種運動狀態(tài),然而衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的線路連接都是無線鏈路,管理微波接收和微波傳遞的控制系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,不易操縱和操作。
2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1成本和需求之間的矛盾
現(xiàn)代的大眾通信集中體現(xiàn)為寬帶互聯(lián)網(wǎng)和移動通信。衛(wèi)星通信在寬帶領(lǐng)域中不及光纖寬帶便利迅捷,在移動領(lǐng)域中也沒有地面蜂窩移動系統(tǒng)的性價比優(yōu)勢。在移動的長途通信費大幅下降的情況下,衛(wèi)星長途通信的轉(zhuǎn)發(fā)器費用卻沒有任何變化,大大提高了衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運行成本。這種成本高需求低的矛盾是衛(wèi)星通信系統(tǒng)面臨的最大尷尬。
2.2寬帶IP的傳輸和實現(xiàn)問題
中國當(dāng)前的寬帶IP衛(wèi)星系統(tǒng)基本上都采用的是ATM的傳輸技術(shù)。這種技術(shù)的性能支持衛(wèi)星通信系統(tǒng)相關(guān)的指標(biāo)要求,實現(xiàn)起來卻很困難。在衛(wèi)星ATM需要分層實現(xiàn)的說法上有兩種不同的觀點就是否改變現(xiàn)有衛(wèi)星協(xié)議結(jié)構(gòu)的問題展開著激烈的爭論。含有ATM交換機的子網(wǎng)移動性管理因為過于復(fù)雜,至今也還沒有找到解決的方案。
2.3數(shù)據(jù)傳遞的速度和效率問題
信息時代最需要的就是傳遞信息的快捷方式。建立在頻分復(fù)用和碼分復(fù)用技術(shù)基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)傳遞方式已經(jīng)滿足不了衛(wèi)星通信日益增長的用戶需求。雖然隨后又研發(fā)出了分組交換技術(shù),但長距離傳輸延時的問題還需要更加有效的技術(shù)和措施來降低傳輸延時對實時數(shù)據(jù)的影響。
3衛(wèi)星通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
3.1數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)
數(shù)據(jù)壓縮不僅可以節(jié)約傳輸時間和存儲空間,還能提高通信的便捷性和頻帶的利用率。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)在處理數(shù)據(jù)的專業(yè)領(lǐng)域里已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟了。不管是靜態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮還是動態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都可以為衛(wèi)星通信系統(tǒng)在時間、頻帶和能量上帶來相對較高的傳輸效率。例如ISO對靜態(tài)圖像壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn)和CCOTT的H.26標(biāo)準(zhǔn),以及MPEG62設(shè)計中的同步交互性和多媒體等技術(shù)都成為廣泛應(yīng)用于多媒體壓縮的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。
3.2多媒體準(zhǔn)信息同步技術(shù)
衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸中所使用的多媒體準(zhǔn)信息同步技術(shù)大致可以分為連續(xù)同步和時間驅(qū)動同步這兩類。在衛(wèi)星的多媒體通信中,可以選用緩沖法、反饋法或者時間戳法來實現(xiàn)多媒體準(zhǔn)信息的精確同步。目前開發(fā)出來的同步技術(shù)有建立在近似同步時鐘基礎(chǔ)上的“多業(yè)務(wù)流同步協(xié)議”和以時間因果同步為特色,支持分布式協(xié)議的“多信息流會話協(xié)議”。
3.3智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)
要成功傳輸多媒體信息,對通信系統(tǒng)的帶寬要求是2500MHz及以上。降雨等天氣因素和地面吸收電磁波等客觀的影響因素都會導(dǎo)致衛(wèi)星ATM網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的突發(fā)錯誤。為了完成多波束覆蓋的范圍最大化,研究智能高性能天線的技術(shù)開發(fā)和具體應(yīng)用是十分必要的。例如,衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以在平時采用多波束快速跳變系統(tǒng),在需要完成跟蹤和同頻復(fù)用的低軌道系統(tǒng)中采用蜂窩式天線,在星上和同步軌道系統(tǒng)中采用相控陣列天線。
3.4衛(wèi)星激光通信技術(shù)
衛(wèi)星通信對傳輸速率的要求很高,就目前來說,衛(wèi)星通信系統(tǒng)的載波都是電磁性的微波。但微波天線能夠接受和傳遞的微波數(shù)量是有限的,這就需要激光通信的輔助甚至替換。激光通信技術(shù)可以在減輕衛(wèi)星密度重量和體積大小的同時增大衛(wèi)星的通信量,提高衛(wèi)星通信的保密性、可靠性和傳輸速率。而且衛(wèi)星通信的激光傳輸之間是不會相互干擾和影響的,是衛(wèi)星通信在未來的主要發(fā)展趨勢。
近些年來對無線通信技術(shù)領(lǐng)域的研究越來越多,這些技術(shù)在地空通信中逐漸成為熱點。LDPC碼是一種線性的分組碼,它是基于稀疏校驗矩陣的。本論文簡要介紹了LDPC碼的編碼算法和譯碼算法,以及在地空通信中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】 LDPC碼 地空通信 編碼
1 LDPC碼簡介
1.1 提出LDPC碼的背景
衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展越來越成熟,最近研發(fā)的衛(wèi)星通信技術(shù)能夠通過空間衛(wèi)星進行地空通信。LDPC碼是其中非常重要的一環(huán),這是因為LDPC碼具有強大的糾錯能力,具有很低的復(fù)雜度等。
LDPC碼具有很強的糾錯能力,同時還具有低復(fù)雜度的快速譯碼算法和比較好的特性結(jié)構(gòu),所以在最新的帶寬無線多媒體的通信系統(tǒng)中,LDPC碼成為了能夠傳播高質(zhì)量的通信以及視頻信號的關(guān)鍵性技術(shù)。同時LDPC碼已經(jīng)廣泛被歐洲等國家的衛(wèi)星使用。
1.2 LDPC碼的基本概念
LDPC碼的全稱為低密度奇偶校驗,1960年后Gallager第一次提出這個概念。LDPC碼是一種線性的分組碼,它是基于稀疏校驗矩陣的。LDPC碼的編碼是一種隨機碼。由于當(dāng)時的技術(shù)和條件都十分落后,LDPC碼并沒有廣泛應(yīng)用于實際當(dāng)中。后來人們發(fā)現(xiàn)了Turbo碼,但是Turbo碼在本質(zhì)上就是LDPC碼。LDPC碼的糾錯性能十分優(yōu)異,近些年來越來越受到人們的重視。
LDPC碼的譯碼采用軟判決的置信傳播迭代譯碼算法。正是由于這個原因,LDPC碼在給定誤碼率的情況下,信息的傳輸速率和Shannon限很接近。在某種程度上,LDPC碼的糾錯性比Turbo碼強出了很多很多。我們都知道,譯碼的復(fù)雜度與碼長有關(guān),而且是線性的關(guān)系。要想實現(xiàn)長編碼分組的應(yīng)用,就必須克服分組碼在長碼的時候譯碼的計算量問題。
2 DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)的前向糾錯系統(tǒng)
LDPC碼的編譯方法有許多,本論文簡要介紹一下介紹LDPC碼的DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)編譯碼方法。
第一代DVB標(biāo)準(zhǔn)是1994年提出來的,它采用RS碼,QPSK調(diào)制和級聯(lián)卷積碼的方式。但是伴隨VLSI技術(shù)的發(fā)展,就出現(xiàn)了更高效率的編碼方式。DVB-S2項目組的目標(biāo)旨在帶寬和功率不增加的情況下,增加百分之30的傳輸量。
DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)主要由三個部分組成:BCH(前向糾錯系統(tǒng)由外編碼)、LDPC(內(nèi)編碼)和比特交織。同時輸入流包括BBFRAMES(基本比特幀)和FECFRAMES(外流前向糾錯幀)。FEC系統(tǒng)處理完每個BBFRAME(kbch位)之后,都會產(chǎn)生一個FEC-FRAME(nldpc)。系統(tǒng)BCH外碼的奇偶校驗比特(BCHFEC)被加到BBFRAME,LDPC內(nèi)碼的奇偶校驗比特被加到BCHFEC后面。
3 LDPC碼的算法
3.1 LDPC碼編碼算法
傳統(tǒng)的規(guī)則LDPC碼的編碼主要可以分為四步,分別如下。其框圖如圖1所示,編碼步驟如下:
(1)明確規(guī)則LDPC碼的H矩陣的列重和行重。
(2)構(gòu)造LDPC碼的H矩陣。
(3)將校驗矩陣H轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)形式。
(4)根據(jù)線性分組碼系統(tǒng)形式的校驗矩陣與生成矩陣之間的關(guān)系得到相應(yīng)的生成矩陣G,編碼生成的碼字為C=uG。
3.2 LDPC碼的譯碼算法
LDPC碼有很多種譯碼方式,常見的譯碼方式主要有:加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)譯碼、比特翻轉(zhuǎn)譯碼、大數(shù)邏輯譯碼、后驗概率譯碼以及和積算法譯碼等。本論文簡要介紹和積算法。
所謂和積算法,就是一種迭代譯碼算法,它的傳播是基于置信度的。下一次迭代的輸入,是上一次譯碼結(jié)束時可靠度量度的計算結(jié)果。直到達到了某個特定的條件后,譯碼的迭代過程才會停止,進而系統(tǒng)會作出硬判決。
4 我國的LDPC碼在將來地空通信中的應(yīng)用
地空通信具有許多特點,比如信號的能量衰減比較嚴(yán)重,信息的傳輸延時比較大等等。因此必須采取特殊的方法,才能夠保證信息傳輸時的可靠性。地空通信信道對于信道編碼是一種理想的信道。
(1)地空通信信道和無記憶的高斯信道很相似,都是Shannon編碼理論的信道模型。
(2)地空通信信道可以使用很低的頻帶利用率的編碼和二進制調(diào)制方案,因為地空通信信道具有很豐富的帶寬。
(3)由于地空通信中傳輸距離非常遠(yuǎn),信號的能量衰減比較多,所以采用的都是低碼速率通信。
以前地空通信使用的都是Turbo碼。Turbo碼具有很多優(yōu)點,比如誤碼性能很好,但是仍然存在著誤碼平臺。相對于Turbo碼,LDPC碼更適合作為地空通信的信道編碼,這是因為LDPC碼具有很低的譯碼復(fù)雜度、更低的誤碼平臺以及更大的吞吐量。要想設(shè)計出更加適合于地空通信的LDPC碼,還需要考慮到功耗效率、編碼器和譯碼器的結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜度等等。作為一種重要的信道編碼,LDPC碼必將會在地空通信中發(fā)揮重要的作用。
5 總結(jié)
近些年來對無線通信技術(shù)領(lǐng)域的研究越來越多,這些技術(shù)在地空通信中逐漸成為熱點。LDPC碼是一種線性的分組碼,它是基于稀疏校驗矩陣的。本論文簡要介紹了LDPC碼的編碼算法和譯碼算法,以及在地空通信中的應(yīng)用。
參考文獻
[1]曾蓉,梁釗.低密度校驗LDPC碼的構(gòu)造及編碼[J].重慶郵電學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,17(3):316-319.
[2]張長帥,宋黎定,劉泳.LDPC碼在深空通信中的應(yīng)用技術(shù)研究[J].航天器工程,2007,16(3):90-92.
[3]翟政安,羅倫,時信華.深空通信信道編碼技術(shù)研究[J].飛行器測控學(xué)報,2006,25(2):59-61.
一、培訓(xùn)目標(biāo)
1、充分認(rèn)識農(nóng)村黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工作的目的意義和重要性;
2、熟練掌握現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工作的基本概念和設(shè)備的操作使用以及對站點設(shè)備的日常維護管理;
3、掌握應(yīng)用信息技術(shù)手段進行農(nóng)村黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工作的實踐技能;
4、掌握計算機基礎(chǔ)知識和對辦公軟件的使用;
5、掌握衛(wèi)星IP廣播數(shù)據(jù)接收的基本知識和應(yīng)用;
6、掌握獲取、加工、處理和應(yīng)用遠(yuǎn)程教育教學(xué)資源的基本技能;
7、掌握遠(yuǎn)程教育設(shè)備維護的基本知識和技能。
二、培訓(xùn)對象
主要培訓(xùn)現(xiàn)有農(nóng)村中小學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育站點的103名協(xié)管員和第一批新建站點的100名管理員。
三、培訓(xùn)方式
采取集中授課、現(xiàn)場觀摩、實際操作、交流討論、結(jié)業(yè)測試的培訓(xùn)方式,培訓(xùn)結(jié)束時分別進行理論和實踐考核,考核成績合格者頒發(fā)培訓(xùn)合格證書??己司唧w包括考勤、作業(yè)、筆試、實踐等四項內(nèi)容,其中筆試成績采用百分制記分(60分以上為合格),考核時間為2學(xué)時,其它三部分成績采用合格與不合格計分制,四項成績中有一項不合格視為考核總成績不合格。
四、培訓(xùn)內(nèi)容
培訓(xùn)內(nèi)容包括七個部分共40學(xué)時,其中教學(xué)38學(xué)時,考核2學(xué)時。
1、中央和省市有關(guān)遠(yuǎn)程教育的部署和要求(1學(xué)時)
2、黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育簡介(1學(xué)時)
黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的設(shè)備管理和維護、相關(guān)軟件開發(fā)及資源共享知識和常見故障排除方法。
3、計算機基礎(chǔ)知識(10學(xué)時)
計算機的發(fā)展、用途,計算機系統(tǒng)的組成,多媒體技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ),計算機基本操作知識,計算機網(wǎng)絡(luò)知識。
4、WindowsXP操作系統(tǒng)(10學(xué)時)
WindowsXP的功能及特點,WindowsXP的基本操作,WindowsXP的文件系統(tǒng),WindowsXP的控制面板,WindowsXP的多媒體功能,防病毒軟件和壓縮軟件的安裝與使用,系統(tǒng)恢復(fù)和維護,應(yīng)用軟件的安裝與卸載知識。
5、衛(wèi)星數(shù)據(jù)(IP)廣播接收系統(tǒng)原理和應(yīng)用(12學(xué)時)
衛(wèi)星通信基本原理及其應(yīng)用,中國教育衛(wèi)星寬帶多媒體網(wǎng)(CBESAT)簡介,衛(wèi)星接收系統(tǒng)基本原理、安裝調(diào)試、維護和防雷,IP接收原理簡介,DVB數(shù)據(jù)接收卡(包括驅(qū)動程序、接收程序)的安裝與調(diào)試、參數(shù)設(shè)置,IP接收軟件的注冊與使用,接收中常見硬件和軟件故障的排除方法。
6、資源接收和利用(1學(xué)時)
遠(yuǎn)程教育資源簡介,對資源的接收、存儲應(yīng)用知識。
7、常用辦公軟件的應(yīng)用(2學(xué)時)
Office辦公軟件的安裝,利用Word進行文檔的基本操作、排版、制作表格等應(yīng)用,利用PowerPoint設(shè)計制作電子教案等相關(guān)應(yīng)用,利用Excel建立、編輯、格式化工作表等應(yīng)用,媒體播放軟件、刻錄軟件、抓圖軟件的初步應(yīng)用知識。
8、終端接收站點衛(wèi)星專用頻道資源管理軟件的安裝與資源接收、資源管理等。(1學(xué)時)
五、培訓(xùn)時間
培訓(xùn)采取分期分班的方式進行,第一批被培訓(xùn)人員共分五個教學(xué)班,每期時間為5天,約40學(xué)時。在**年3月底以前培訓(xùn)結(jié)束。
六、培訓(xùn)地點:甘肅廣播電視大學(xué)**教學(xué)點。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 射頻識別 網(wǎng)絡(luò)通信 數(shù)據(jù)處理
1 物聯(lián)網(wǎng)概念的解析
關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的概念的來源,第一次正式提出,是在2005年的信息社會世界峰會上,由國際電信聯(lián)盟(ITU)第一次以正式的方式公諸于世。國際電信聯(lián)盟還指出,現(xiàn)在正處于一個無所不在的"物聯(lián)網(wǎng)"通信時代,通訊技術(shù)的進步,使得人們?nèi)粘I畋憷潭鹊玫搅藰O大地提高。在日常生活用品中嵌入一種短距離的移動收發(fā)器,就可以實現(xiàn)移動控制。信息空間的維度隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,也在朝著多方向發(fā)展。按照物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、互通的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,可以實現(xiàn)對各種物品與互聯(lián)網(wǎng)的相互連接,還可以使用編碼來區(qū)分一切實物和虛擬物品,然后利用智能界面實現(xiàn)終端信息的共享。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心在于實現(xiàn)對所聯(lián)網(wǎng)物品的準(zhǔn)確識別、精確定位、及時跟蹤以及密切監(jiān)。
2 當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)研究分析
2.1 射頻識別技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域,比較重要的技術(shù)就是射頻識別,現(xiàn)階段常見的射頻識別系統(tǒng)一般是由RFID電子標(biāo)簽、讀寫器和信息處理系統(tǒng)組成。射頻識別技術(shù)的基本工作原理是,利用讀寫器對那些編好電子標(biāo)簽的物品進行讀寫和識別,然后通過無線電波技術(shù),將讀寫器識別到的物品的有效信息傳送到系統(tǒng)信息處理模塊,自動實現(xiàn)信息的采集,這樣就可以實現(xiàn)對物品的精細(xì)化、數(shù)據(jù)化管理。
2.2 傳感技術(shù)
傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作感知對傳感器的正常工作發(fā)揮著十分重要的作用,傳感技術(shù)的應(yīng)用就是建立在傳感器及傳感信息網(wǎng)絡(luò)順暢工作的基礎(chǔ)之上。一般所說的傳感器,就是指能感知被測指標(biāo),同時可以將被測指標(biāo)按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的設(shè)備,傳感器有著相當(dāng)廣闊的應(yīng)用空間。而傳感器網(wǎng)絡(luò)則集合了多種技術(shù)優(yōu)勢,如傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等,它利用系統(tǒng)發(fā)展模式,可以使用各類集成化的微型傳感器協(xié)作實現(xiàn)對監(jiān)測對象的實時監(jiān)測,除此之外,還可以采集并處理周圍環(huán)境及監(jiān)測對象的基本信息。
2.3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
可以說,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的技術(shù)藍(lán)本,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步和創(chuàng)新提供了信息技術(shù)通道。在傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)方面,會經(jīng)常運用到廣域網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和近距離通信技術(shù)。在廣域方面像IP互聯(lián)網(wǎng)、2G/3G移動通信、衛(wèi)星通信等都屬于其中比較成熟的技術(shù),最近幾年以iIPv6為核心的新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,更是優(yōu)化和升級了傳統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)傳送通道。在近距離技術(shù)領(lǐng)域,當(dāng)前比較成熟的主流技術(shù)基本上是以IEEE802.15.4為代表的幾種近距離通信技術(shù)。
2.4 大數(shù)據(jù)處理、云計算等信息處理技術(shù)
日常生活中,能夠制造出數(shù)據(jù)的領(lǐng)域遍布各個行業(yè),商務(wù)貿(mào)易、在線視頻圖像資料、社交網(wǎng)絡(luò)媒體信息、企業(yè)信息管理以及電子政務(wù)等等,都會涉及到大數(shù)據(jù)。計算機信息技術(shù)的迅速發(fā)展,推動了信息處理技術(shù)的進步,以大數(shù)據(jù)、云計算為代表的信息存儲、處理技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展提供了高效的數(shù)據(jù)服務(wù)功能,也是深度挖掘數(shù)據(jù)價值的技術(shù)支撐。
3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際運用展望
3.1 城市管理
在城市管理過程中,智能交通物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以自動檢測并報告公路、橋梁的“健康狀 況”,還可以避免過載的車輛經(jīng)過橋梁。在智能建筑利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以通過感應(yīng)技術(shù),實現(xiàn)建筑物內(nèi)照明燈能的自動調(diào)節(jié)光亮度,并進一步提高節(jié)能環(huán)保程度。
3.2 數(shù)字家庭
僅僅實現(xiàn)了電視與電腦、手機的連接,不是發(fā)展數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的初衷。只有在連接家庭設(shè)備的同時,通過物聯(lián)網(wǎng)與外部的服務(wù)連接起來,才能真正實現(xiàn)服務(wù)與設(shè)備互動。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化家庭方面的成熟運用,極大的提高了人們的生活便利程度。
3.3 定位導(dǎo)航
物聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星定位技術(shù)、GSM/GPRS/CDMA移動通訊技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合,能夠在互聯(lián)網(wǎng)和移 動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)使用GPs技術(shù),使用和維護成本大大降低,并能實現(xiàn)端到端的多向互動。
3.4 現(xiàn)代物流管理
通過在物流商品中植入傳感芯片,供應(yīng)鏈上的購買、生產(chǎn)制造、包裝、裝卸、堆棧、運輸、配送分銷、出售、服務(wù)每―個環(huán)節(jié)都能無誤地被感知和掌握。這些感知信息與后臺的GIS/GPS數(shù)據(jù)庫無 縫結(jié)合,成為強大的物流信息嘲絡(luò)。
3.5 商業(yè)零售
RFID取代零售業(yè)的傳統(tǒng)條碼系統(tǒng)(Barcode),使物品識別的穿透性(主要指穿透金屬和液體)、遠(yuǎn)距離以及商品的防盜和跟蹤有了極大改進。此外通過標(biāo)簽識別和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以隨時隨地對食品生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控,對食品質(zhì)量進行聯(lián)動跟蹤,對食品安全事故進行有效預(yù)防,極大地提高食品安全的管理水平。
3.6 數(shù)字醫(yī)療
通過使用RFID為代表的自動識別技術(shù),能夠提高醫(yī)院醫(yī)務(wù)工作人員對病人的監(jiān)控效率,減少醫(yī)療信息傳遞失真的情況發(fā)生。RFID技術(shù)與醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)及藥品物流系統(tǒng)的融合,是醫(yī)療信息化的必然趨勢。
3.7 防入侵系統(tǒng)
發(fā)達國家將大數(shù)據(jù)作為重要的情報收集手段,通過成千上萬個覆蓋地面、柵欄和低空探測的傳感節(jié)點,防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。日本防衛(wèi)省將從2015年開始正式研討將互聯(lián)網(wǎng)上累積的“大數(shù)據(jù)”運用于海外局勢的分析。這一舉措作為自衛(wèi)隊海外活動擴大背景下的新方案,旨在強化情報收集能力。
4 結(jié)束語
隨著信息技術(shù)和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會越來越成熟,其應(yīng)用領(lǐng)域也會逐漸增多,我國在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域,有著不錯的發(fā)展優(yōu)勢,龐大的市場需求催生了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的傳播和擴撒。在我國以信息化帶動工業(yè)化的發(fā)展路徑指引下,未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展會對經(jīng)濟的發(fā)展起到越來越重要的推動作用。
參考文獻
[1]王小妮,魏桂英.物聯(lián)網(wǎng)RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸中密碼算法的研究[J].北京信息科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009(04).
[2]陳偉波,李佳峰.關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來信息安全保密新挑戰(zhàn)的思考[J].汕頭科技,2010(04).
[3]趙海霞.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析與發(fā)展探討[J].中國西部科技,2010(14).
[4]梁景原.移動網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)融合要點淺析[J].科技資訊,2010(29).
極化與極化波的基本概念
所謂極化通常是指與電波傳播方向垂直的平面內(nèi),瞬時電場矢量的方向。我們設(shè)XOY平面是與電波傳播方向垂直的平面,在該平面內(nèi)的電場矢量E總可以用Ex和Ey兩個分量來表示,如圖1所示。
E=ExIx+EyIy
式中Ex、Ey為E在x、y上的分量,Ix、Iy為x、y兩上方向上的單位矢量。
設(shè)Ex=acosωt
Ey=bcos(ωt-Φ)
式中a、b為兩個分量的振幅,Φ為Ex和Ey的相位差。
下面我們分別來討論幾種情況:
1、Ex和Ey同相或者反相,此時
tgα=tgωtα= ωt
這表明合成場幅度不隨時間變化,而方向隨時間變化。這樣,合成場矢量端點隨時間變化的軌跡是一個圓,這種情況稱為圓極化波。
通過上述分析得知,如果電波傳播時電場矢量的空間描出的軌跡為一直線,它始終在一個平面內(nèi)傳播,則稱為線極化波。基電場矢量在空間描出的軌跡為一個圓,即電場矢量是圍繞傳播方向的軸線不斷地旋轉(zhuǎn),這種電波稱為圓極化波。
如果觀察者沿電波傳播方向看去(即看著它的尾部),看到電場矢量是在向右旋轉(zhuǎn)(即由左向右順時針地轉(zhuǎn)),則稱為右旋圓極化波,它符合右手螺旋定則。反之,若電場矢量是在向左旋轉(zhuǎn)(即由右向左逆時針旋轉(zhuǎn)),則稱為左旋圓極化波,它符合左手螺旋定則。
在線極化波中,一般是以地平面為基準(zhǔn)(但衛(wèi)星發(fā)射的線極化波是以衛(wèi)星的軸系為基準(zhǔn)來定義的),當(dāng)極化方向與地平面平行時,稱水平極化波。當(dāng)極化方向與地平面垂直時,稱垂直極化波。
電波的極化特性取決于發(fā)射天饋系統(tǒng)的極化特性。發(fā)射右旋極化波的天饋系統(tǒng)為右旋極化天線,同理,有左旋極化天線、水平與垂直線極化天線等。接收天線必須具有與發(fā)射天線相同極化且旋向相同的特性,以實現(xiàn)極化匹配,才能接收到全部能量。若部分匹配,則只能接收部分能量。由于一個線極化波可以分解為兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的圓極化波,一個圓極化波也可分解為兩個相互正交的線極化波(但兩個相位差90°),所以接收線極化波的天線可以接收圓極化波,接收圓極化波的天線也可以接收線極化波,但是要有3dB的能量損失。無論是線極化天線,還是圓極化天線都不能接收它們自己的正交分量。例如,接收右旋圓極化波的天線,不能接收左旋圓極化波(接收垂直極化波的線極化天線也不能接收水平極化波)。因此,右旋或左旋圓極化天線只能發(fā)射或接收右旋或左旋圓極化波,對兩者不能混淆?,F(xiàn)代的衛(wèi)星電視接收天線,大多都裝有控制天饋系統(tǒng)極化方向的裝置--極化器,來選擇與衛(wèi)星電視信號一致的極化型式,并抑制其他型式的極化波,以獲得極化匹配,實現(xiàn)最佳接收。同時,現(xiàn)代衛(wèi)星電視傳輸中,尚利用垂直極化與水平極化,左旋圓極化和右旋圓極化的相互隔離來傳送不同的電視節(jié)目,以擴大衛(wèi)星的傳輸容量。圓極化波和線極化波各有優(yōu)缺點,圓極化波在穿過雨霧層和電離層時,引入的員耗小,也不存在線極化波時極化面旋轉(zhuǎn)問題,因此接收圓極化波信號時圓極化接收天線基本上不需要進行極化調(diào)整(編者注:即無極化調(diào)整),而且在同時接收臨近二顆衛(wèi)星的不同極化波時圓極化的隔離度好。而線極化波的最大優(yōu)點是實現(xiàn)簡單,并且接收饋源成本低,價格便宜。
一般來說,國際通信衛(wèi)星發(fā)射的電波大多數(shù)是圓極化波,而我國的通信衛(wèi)星(或區(qū)域性衛(wèi)星)發(fā)射的電波多是線極化波。
拋物面天線的圓極化饋源
拋物面天線的饋源按使用的方式可分為前饋饋源、后饋饋源和偏饋饋源;按衛(wèi)星頻段分為C頻段饋源和Ku頻段饋源。目前國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出C和Ku頻段的共用饋源。前饋饋源一般用于普通拋物面天線,后饋饋源一般用于卡塞格倫天線,偏饋饋源用于偏饋拋物面天線。一個完整圓極化饋源系統(tǒng)由饋源喇叭、90°移相器、圓矩變換器等組成。圖2為后饋源配置圖;圖3為從饋源末端看向喇叭的透視圖,圖中0°~180°平面為移相器銷釘平面(移相器也可以采用介質(zhì)移相片方式,其移相的原理是相同的),矩形框邊為圓矩變換器末端的矩形波導(dǎo)口。
在圖3(a)中,右旋圓極化波E0進入喇叭后向后傳播到達移相器后分解為0°~180°平面的一個分量E1和90°~270°平面的另一個分量E2 。根據(jù)旋向的定義及前面的推論可知,E1超前E2 相位90°,由于E1分量與銷釘?shù)姆较蛞恢?,它將被移相,而E2與銷釘垂直不會被移相。所以,到達移相器末端時,E1與E2變成同相位,兩者的合成矢量變成E0′。它正好與矩形波導(dǎo)中的基模TE10相一致。至此,右旋圓極化波就被饋源變成矩形波導(dǎo)中的線極化波了。
在圖3(b)中,如果來波是左旋的,則E2分量超前E1 90°相位,經(jīng)移相后E2超前E1 180°,即E2與E1合成,得到合成矢量E0′,它與E0正交。所以應(yīng)當(dāng)將矩形波導(dǎo)口相對于右旋來波狀態(tài)旋轉(zhuǎn)90°,形成圖3(b)中的狀態(tài)。
如果來波是線極化波,圓極化饋源要作些變動才能使用,即銷釘移相器所在平面與矩形波導(dǎo)口的相對關(guān)系應(yīng)按圖4(a)和(b)所示配置。這是因為,在圖4(a)中,線極化的來波不會被銷釘移相,在圖4(b)中來波雖然被移相,但并不影響接收到的微波功率。
這里要注意的是,當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的圓極化波被金屬拋物面反射后,極化要轉(zhuǎn)換,即左旋變成右旋,右旋變成左旋。在前饋型的拋物面天線中電波經(jīng)過一次反射,原來的右旋圓極化波變成左旋圓極化波,這樣接收右旋極化波時,極化變換要配置成左旋時的狀態(tài)。在后饋型的雙反射器天線中,由于經(jīng)過主副反射器的兩次反射,右旋來波轉(zhuǎn)換兩次仍然是右旋的,所以饋源中的移相器與矩形波導(dǎo)口的配置采用右旋的狀態(tài)。可見,無論接收圓極化信號還是接收線極化信號,只需將圓矩變換波導(dǎo)同移相器之間的法蘭盤對接情況加以改變,就可實現(xiàn)無極化損失的接收。