无线网络原理范文（精选12篇）
无线网络原理 第1篇
无线网络优化是指通过对无线通信网络的规划设计进行合理的调整, 改善网络的覆盖, 提高网络的容量, 提高网络的服务质量, 提高网络的资源利用率。使网络更加可靠、经济地运行。在很多情况下, 必须要进行网络优化。如当网络质量不能满足规划设计要求, 或者当网络环境发生变化时就需要进行网络的组网优化。网络环境发生变化使得原有设计的网络不能适应当前环境的需要, 这时需要进行网络优化和调整, 同时提出后续网络扩容的建议。
二、无线网络优化的基本流程
无线网络优化流程包括下面几个步骤:准备工作 (可选) 、频谱扫描 (可选) 、校准测试、网络数据采集、数据分析、参数核查 (可选) 、问题定位、优化方案制定、优化方案实施、优化验证、优化项目验收和资料归档等。
正式优化前的准备工作包括需求分析、制定工作计划、资料调查和收集、优化工具准备等几方面的内容。需求分析是建立在充分有效沟通的基础上, 通过需求分析要确认下面几点事情:运营商对网络优化工作的目标要求, 包括对网络的覆盖、容量、业务质量的具体要求等。确认网络优化组各方的分工。确认项目验收时间和验收标准。
下一步的工作是校准测试, 主要内容包括:车载天线校准测试。测试手机外接天线校准测试。车体平均穿透损耗测试:静止条件下进行测试, 可以用多个手机同时在车内、外接天线到车顶、车外人行道正常通话位置进行呼叫测试, 分别记录多个手机的接收功率一段时间, 求平均后得到各种环境相对车内测试的损耗和建筑物损耗。
网络数据采集和网络评估测试是随后的关键一步。优化所需的网络数据来源通常有:路测数据、拨打测试数据、OMC性能统计数据、用户申诉、告警数据和其他数据等。在相同的负载条件和采用相同的呼叫方式情况下, 网络评估之间才具有可比性。因此首先要明确网络数据采集的参数选择。网络评估测试时的负载可以分成三种情况:忙时、有载和无载。
DT测试首先规划测试路线, 测试范围为本期网络要求覆盖的区域。测试路线必须包括:市中心密集区、市区主要干道、居民区、沿江两岸、桥面等城区比较重要的位置;重要道路、人流量比较大的区域、旅游景点等比较重要的区域;高速公路、国道、省道和其它重要的公路, 如果条件许可, 应包括铁路和航道, 尽量覆盖整个业务区。
性能统计数据适合于已经大规模商用的网络, 统计数据客观且丰富, 从统计的观点反映了整个网络的运行质量状况。由此得到的网络性能指标可以作为评估网络性能的最主要依据。数据分析指通过分析路测数据、拨打测试数据、OMC性能统计数据、用户申诉信息、告警数据等, 了解网络运行的质量, 以便于对网络的性能进行评估。针对不同的网络数据获取方式, 有地理化分析、电子表格分析、图形化分析、自定义事件分析和统计分析等多种数据分析方法。将这些指标和测试条件结合起来分析, 可以基本掌握网络的覆盖空洞、干扰和导频污染等情况。通过地理化分析可以在地图上直观地看到当前网络的信号强度与信号质量、各基站分布及小区覆盖范围、干扰及导频污染等。
几个统计的KPI指标包括最坏小区比例、超忙小区比例、小区码资源可用率、RAB建立成功率等。优化中还有很多常用的其他分析方法:多维分析、趋势分析、意外分析、比较分析、排名分析、原因和影响分析等。
在对网络进行分析, 并且将需要优化的部分进行确定后, 通常有一套 (或几套) 解决方案供选择, 需要根据现场的具体情况制定最优的优化调整方案。针对不同的网络问题主要有软件调整、工程参数的调整、制定无线参数的调整等优化调整方案。
在网络优化方完成后, 需要验证网络问题是否解决, 或者网络性能是否有改善。首先, 优化验证的过程也是首先采集网络运行数据, 然后对采集的数据进行分析。其次, 在实施优化方案后, 通过分析数据再次对网络的性能进行评估。第三, 要比较优化前后网络性能指标, 验证优化后的网络问题是否解决, 或者网络性能指标是否达到要求。
三、总结
计算机网络原理无线通信介质 第2篇
无线传输介质与有线传输介质的最大不同之处是：它不使用电能或光能作为导体传输信号，而是利用电磁波通过空间来传输。无线介质非常适合于那些难于铺设电缆的边远邮区和沿海岛屿等。目前最常用的无线传输介质有微波通信和卫星通信。
1．微波通信
微波通信是把微波信号作为载波信号，用被传输的模拟信号或数字信号来调制它。微波沿直线传输，由于受障碍物的影响大，所以，微波的收发器必须安装在建筑物的外面，最好放在建筑物顶部。
微波通信的优点是调制技术成熟，通信容量大，传输频率宽，受外界干扰小，初建成本低；缺点是保密性差，误码率高。
2．卫星通信
为了增加微波的传输距离，应提高微波收发器或中继站的高度。当将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通信系统，可见，卫星通信是一种特殊的微波中继系统。用卫星上的中断站接收从地面发来的信号后，加以放大整形后再发回地面。一个同步卫星可以覆盖地球三分之一（120度）以上的地表，这样，利用三个相距120度的卫星便可覆盖整个地球上的全部通信区域。
无线网络原理 第3篇
随着移动通信技术的迅猛发展，对于移动台的定位需求也越来越受到人们的普遍重视。1996年美国联邦通信委员会（FCC）颁布了E-911法规，要求2001年10月1日起移动通信网络必须能对发出紧急呼叫的移动台提供精度在125m内的定位服务，而且满足此定位精度的概率应不低于67%。1999年FCC对定位精度提出新的要求：对基于网络定位要求提供精度为100m内的定位的概率应不低于67%， 精度为300m内的定位概率应不低95%；对基于移动台的定位为精度50m内的概率应不低于67%，精度150m以内的定位的概率应不低于95%。欧洲同样也提出了相应的E112规定，规定提供定位服务应为移动通信网络的基本功能之一。随着移动通信技术的不断发展，很多安全部门以及移动用户为了保证安全和便捷，都要求移动通信系统提供无线定位业务，这也是第三代移动通信中的一个核心技术。无线定位技术有着重要意义，主要体现在灵活收费、智能交通系统、增强网络性能、个人定位服务等方面。网络管理中心和计算费用时会根据移动用户所在的地理位置进行判断；当蜂窝中提供了网络无线定位技术后，智能交通系统就会利用这个功能替代传统的AVL系统，即时的提供路况信息或旅客位置等；通过对移动台的精确定位可以更好的对蜂窝进行分配，决定小区间的切换；在人们出外游玩时，可以通过服务中心获得游玩地点附近的宾馆信息，并通过MS对特定的移动目标进行定位跟踪监视。
1.无线定位的技术原理
2.1SKT方法
SKT属于开发增值业务的命令，是一种应用范围较小的编程语言，它可以让SIM卡无阻碍的运行自身应用软件。SKT技术的核心优势在于它为SIM卡的增值业务提供了一个简便易操作的开发平台。一般的SIM卡手机只有电话簿等基本功能，让手机中插入STK的SIM卡时，功能性能得到极大提升，手机中可以提供信息点播、位置服务、手机银行等多种增值服务。
在GSM移动通信网络中的移动台，会对服务对象小区以及附近的小区进行测量，并生成报告。报告中包括服务对象小区以及相邻6个小区的CGI码和接受场强，这些信息是移动台进行无限定位的信息基础。根据相关技术，可以让移动台将测量报告通过短消息的形式发送，在接收到数据后进行分析处理，并在数据库中进行比对，最终确定位置。根据目前我国各个城市的基站数量，市区内的基站较为密集，移动台完全可以覆盖一个小区。但是这种方法也有一定的缺点，就是精确度难以保证。为了提高定位的精确度，可以通过路测获取效应的数据，并建立实际路测数据库，将测量后的报告和数据库中的数据进行比对，这样得出的移动台位置较为精确，市区内一般误差在150米之内。
2.2电波传播时间定位法
电波传播时间定位法的原理是电磁波以光速在空间中传播，将移动台和接收基站A、B、C，分别将其之间电磁波的传输时间设备ta、tb、tc。得出以下公式：
（xa-x）2+（ya-y）2-cta=0
（xb-x）2+（yb-y）2-ctb=0
（xc-x）2+（yc-y）2-ctc=0
公式中（xa，ya）、（xb，yb）、（xc，yc）分别是A、B、C基站的坐标。三个基站结合可以产生三个圆，而移动台就处于三个圆的交点位置。电波传播时间定位法是对其技术改进产生的，原理是根据多个不同基站所接受到的移动台发射电磁波所耗费的相对时间来确定移动台的位置。此技术测量要求较高，要保证MS发射和全部BTS的接收保证同步，一旦出现失误，将会出现较大的误差。并且在发射信号时，还要进行时间标记，便于当信号到达接收基站后确定传播距离。
在该测量方法中，主要的对象是传播的时间差，而不是传播时间，因此在MS和BTS之间不需要精确同步，在进行时间信号发射时也不需要进行标记等操作。因此在MS的定位方面，该测量方法起到了重要作用，和SKT方法相比，精确度更高，但是回应时间较慢。另一方面，该方法还有着一定局限性，在基站较多的市区中，精确度不一定比SKT更高，而且应答时间更长，再加上GSM网络成本较高，因此要根据实际情况进行选择。
2.3电波入射角定位法
该方法目前在雷达追踪、车辆导航系统中被广泛运用，其原理是根据接收基站对电磁波的方法进行判定，从而确定移动台的位置，通过两个接收基站就能进行定位。这种方法的主要问题在于，想要检测出信号传播的方法，必须要在接收基站上配备方向性较强的监测天线排列，需要对现有的基站进行一定程度的改善。
2.4混合定位法
每个测量值都能确定目标的一条轨迹，通过多个测量值，对轨迹交点进行分析，就能确定移动台的位置。如何难以获得足够多的参数测量值，轨迹的交点就较为繁杂，定位点难以确定，要通过一些方法进行改善。例如通过移动目标运动轨迹的连续性或额外测量点确定定位等。
2.5场强定位法
信号场强（signal strength）定位法通过检测接收信号的场强值，利用已知的信道衰落模型及发射信号的场强值可以估算出收发信机之间的距离，通过求解收发信机之间的距离方程组，即能确定目标移动台位置。对于基于信号场强的定位，主要的误差源是多径衰落和阴影效应。此外，由于在CDMA网络采用的功率控制技术来消除远近效应，TDMA系统中采用功率控制以增强电池使用时间，因而信号强度定位系统必须知道MS的发送功率，并且需要合理的精度控制。
3.无线定位技术的两种应用方案
根据定位估计的位置以及数据用途的不同，可以分为两种定位方案：基于移动台的定位系统。这种系统时移动台的自主定位系统，也叫前向定位系统。通过MS接收到BTS的信息，进行信号参数测量，通过测量值分析出MS的位置；另一种是基于网络的定位系统。目前移动通信网络中的无线定位技术主要就是这种。和前者相比，后者有着多种特点：第一，不需要对现存的设备进行改动，大多数附加设备都可以在网络上完成，用户通过移动终端便能获取定位信息；第二，网络运营部门可以对移动用户进行监督，便于实施移动终端盗打防范以及网络资源的管理；第三，可以对特定的地区进行话务统计，为网络的更新和设计奠定基础。
4.无线定位技术中的误差因素
无线定位技术受到环境的影响较大，导致在定位时精确度存在较大问题，其中的影响因素较多，主要是多径传播、NLOS传播和多址干扰。
多径传播是误差出现的主要原因。多径可能会使对来波的方向判断失误，在时间定位法上，会产生较大的误差。可以通过高阶谱估计、最小均仿估计等多种方法解决。
NLOS传播是是干扰精确度的另一原因。无论是何种测量方式，视距信号都是确定位置的前提。收到衰落以及阴影效应等多种因素的影响，基站接收到的视距信号可能较差。因此如何降低NLOS的影响是提高精确度的核心问题。可以将NLOS的测量值调整到接近视距信号的测量值，并在LS算法中，降低NLOS测量值的权重，增加约束项。
受多址干扰影响最大是CDMA系统。系统中的用户所使用的是统一频段，因此和基站距离较远的用户信号会受到距离较近用户的干扰，导致用户信号难以被检测到。可以通过改进软切换方式、抗远近效应延时估计器等方法。
5.结语
基于移动通信网络的无限定位技术已经收到了人们的认可，为人们的生产生活带来了较大的改善。但是目前还有大量的问题需要解决，除了要对移动台和网络进行改善之外，还要对蜂窝系统的定位功能进行完善，提高其精确度。
（作者单位：中国联合网络通信有限公司天津市分公司）
作者简介
网络广播及其实现原理 第4篇
1 网络广播的基本原理
网络广播是在互联网上实时收听广播的一门技术。由于以前互联网广播都是先要下载广播内容到硬盘上,然后才能播放。听众需要长时间等候,因此,实用性很差。为了解决这一问题,原有的数据包打包传输技术和TCP/IP传输协议已经不能保证发送的数据信息实时的传输,会时常出现数据信号阻塞和丢失现象。因此,要实现网络广播,首先要解决数据压缩和传输方式问题。需要找一个即能在互联网上满足传输要求,又能随时点击收听的传输技术,这就是流媒体技术。网络广播是一种以媒体流传输的广播形式,也是一种可以在传输过程中接收的广播形式。当它传输完文件头的时候,就已经开始运行了。这时,传输仍在继续进行着,媒体流允许听众在传输文件中间,就可以接收媒体信息的起始段,跟着媒体流进行收听。这样有利于听众随时收听。符合广播的即时性,可以实时获得信息,这就是实时音频的优越性。虽然是这样,但是在互联网上以流媒体形式传输的文件,有时还是会发生包丢失的现象,这将导致音质下降。因此,就产生了Active X流格式(ASF)微软流式结构的流媒体。它允许多种类型的数据(如,音频、视频等)组合成单一的、同步的多媒体流,存储在服务器上,进行网络传输。它支持不受数据丢失影响的数据类型的传输,这样,就可以在数据丢失的情况下,还原数据的本来面目,也是一种新的数据流格式。
2 网络广播的协议
由于采用实时流媒体技术传输,以往的TCP/IP协议也就无法使用了,需要一种新型的协议标准。实时传输协议/实时控制协议(RTP/RTCP)是传输层协议,它支持实时多媒体传输。RTP位于UDP(User Datagram Portocol,用户数据报文协议)之上,专门用于多媒体数据的传送。虽然RTP/UDP没有TCP那样,具有数据传送的可靠性。主要是不具备资源的预留功能,无法保证实时传输的服务质量,需要RTCP来进行实时监控,以保证数据传输和服务质量。但是,由于网络层UDP的传输时延远低于TCP,因此,能够和音频流很好的匹配,产生一种相互融合。在实际应用中,RTP/RTCP/UDP的密切协同,能够很好的完成音频多媒体信息流的传输,而TCP则用于互联网、局域网等网络的数据传输和控制指令的发布。RTP在UDP数据包的头部加上时标和序号,为的是在接收端能够真实地反映出音频数据的原样。在接收端就可以根据时标和序号的信息,不论数据是否丢失都能如实再生复原数据包,并且能够同步音频和数据。但是,RTP本身并不提供保证实时传输的机制。RTCP专门用来监视网络传输质量和带宽,当带宽变窄时,就会及时通知发送端调整发送,继续多媒体流传输。资源预留协议RSVP在IP网络上实现带宽预留,为实时音频保留带宽。它主要运行在网络的节点(路由器、交换机等)上,用来确保端到端的传输带宽。当接收端需要在一条路径上预留带宽资源时,就向目的地发送路径消息,该消息向路径上所有节点申请预留带宽资源,使媒体流传输畅通无阻。
3 网络广播的实现
当前,网络上的大多数音频数据传输都是单一的,即将数据包分别发送到多个地方。网络上所有的听众都能接收到,这样就要浪费大量的带宽。这是因为不管听众需要与否,它都会发送数据。因此,就会降低不需要数据接收端的性能。因为,不管听众对内容是否有兴趣,都要去处理接收端的数据。而多路广播则不然,它不是给每个需要的接收端发送单一的数据流或数据包,它是将数据同时发送到网络中预先设定的子网,通过子网进行传播。多路广播将音频数据发送到需要它的每个用户,不需要在网络上发送多路数据,也不会将数据发送给不需要它的用户。多路广播能够使用最少的带宽,在网上实现媒体流传输。因此,多路广播是网络广播传输的理想方式。多路广播能够实时地传输媒体流信息。多路广播网络是由一些子网组成的虚拟网络,每个子网之间通过单一广播的形式相连接。在媒体流传输中,多路广播首先以单一广播的方式穿过一些不支持多路广播的地方,到达下一个子网。在网络的路由器,有可以处理单一广播和可以处理多路广播的。这就需要把多路广播通过一个叫隧道作用的过程,隐藏在单一广播的包里。当通过单一广播路由器时,就可以畅通无阻了。多路广播使用“转换”技术,就像收音机一样,你需要收听什么台就调到什么台上来接收。在多路广播中,听众用计算机网卡获得一个特殊的IP地址来接收多路广播信息,而发出信息的计算机不需要知道谁需要接收这些信息。和普通的无线电广播一样,网络具备将路由器传输过来的音频广播信息给需要接收它的听众的能力。多路广播可以通过SDP协议来向听众提供他们需要接收的多路广播信息所有的资料,包括IP地址、端口和使用的协议。多路广播是在数据链接层或者网络层中实现的。
4 实时音频的应用
怎样才能在网络上收听网络广播?只有通过实时音频及其软件。早期音频文件都是从互联网上下载后播放的,文件大小和时间都会受到一定的约束。为了保证能够实时播放电台广播,实时音频实现了在线播放,可以随时选择播放点播放。因此,实时音频的流音频是完成网络广播的基础,它可以边载入边运行、边播放,播放前不再需要完全下载音频文件了。Live Audio软件支持音频流传输,自动识别和播放所有嵌入或链接到Web页面的音频文件。或者利用实时音频RealAudio文件来播放实时媒体流,RealAudio文件必须由RealAudio服务软件提供,并且用RealAudio播放器播放。RealAudio文件是一种URL文本文件,它建立Web服务器与RealAudio服务软件之间的链接,即RealAudio编码器在互联网上将WAV、AU和PCM格式媒体流压缩成RealAudio格式的RealAudio文件,送入RealAudio服务软件的服务器。然后,RealAudio播放器再通过RealAudio服务软件调出RealAudio文件进行播放。
5 广播电台实现网络广播的前端传输方式
在互联网上实现网络广播,是利用广播的音频输出信号来实现的。将直播间的播音信号通过调音控制台的模拟音频监听的输出端取出,再利用接入互联网的计算机的音频声卡输入到计算机内进行A/D转换,成为计算机能够处理的音频数据信号。然后,通过软件的量化、编码、压缩等一系列处理过程成为传输用的数据包,再通过计算机网络连接到网络代理服务器上,然后,在该台的网络主页上点击就可以收听了。使用的软件是Helix Producer Plus9-Untitled1, 用它就能将直播间的音频信号转换成标准的网络信号,然后,通过主机网络连接到代理服务器上。该软件进行现场直播间的IP地址设置。由于网络上音频输入端的IP地址在随时变化,需要和软件上的IP地址相适应才能正常连接,因此,就要在它变动时手动更新IP地址,才能将音频信号传输到网络服务器上。此时,听众就可以在网络的终端网页上点击“在线直播”,就会弹出Realplayer播放软件,Realplayer通过URL地址找到该台所利用的服务器进行连接,与服务器连接后就会以11kbps的网络速度进行播放。
6 结束语
网络测试原理及分类 第5篇
以太网测试
由于网络应用中越来越多的用到多媒体、视频以及图像传输等技术，所以网络的带宽需求非常紧张。当网络负载很轻时，信息传输的效率会比较高，当流量增长的很快时，碰撞就增加很多并使网络性能下降。一般来说网络性能都与网络上所连接的设备有关，以太网阻塞可能有以下几个原因。
少数高速网络设备网络上少数高速设备就可能消耗大量的网络带宽。例如繁忙的服务器或工程设计的工作站。
网络上的站点过多也就是希望分享带宽的用户太多，其效果和少数高速网络设备的结果一样。 网络中有加重网络流量的一些应用
用户之间的交互和文件的传输对网络有完全不同的需求。交互应用要求较低的延迟，而文件的传输要求较多的带宽和带宽的高利用率。
对带宽的需求是由多种原因造成的，使用交换机比使用集线器等设备可以更有效地解决阻塞问题。通过测试可以帮助用户确定网络性能下降的真正原因，从而对网络是否需要采用交换机以及如何使用交换机提供定量的帮助。例如，利用测试仪器的网络统计功能来检查网段的利用率、碰撞率以及错误率、广播流量的数量等。
如果高利用率是由于出错而反复发送造成的，则利用仪器的错误统计功能可以查出错误类型和来源。当考虑到要使用交换机时，知道引起高流量的来源是非常重要的。测试仪器的“最多发送者”和“最多接收者”的功能可以很容易而且很迅速地告之有关信息。根据这些信息就可以做出决定，比如哪个用户需要特别分配在一个特殊的交换端口。
此外知道有关协议运行的情况也是非常有帮助的。比如哪种协议运行的最多，与之相关站点和网络设备有那些等。有些厂商测试仪(如Fluke LANMeter网络测试仪)的数据记录功能以及网络健康扫描(Health Scan)软件可以对某个网段进行段时间(比如24小时)的监测记录，从而对网络的性能和运行情况作出基本评价。
利用仪器得出的信息，用户就可以决定是否需要使用交换机。理想的设计可能是每台设备都有一个路径与其它所需的设备直接相连。显然在当前的环境下这是不现实或很难实现的。所以小心合理地使用交换机才能够提高网络的性能。而只是简单地用交换机替代正在使用的集线器等设备不可能达到提高网络性能的目的。
越来越多的用户首先考虑使用交换机而不是采用路由器来分隔网络。但是，所安装的交换机工作状况如何，交换机是否有故障，也就是如何测试交换机是一个问题。利用Switch Wizard(交换机测试包)功能，网络管理人员可以在网络的任何一个地方接入交换环境下的网络，通过SNMP和RMON信息，完全地看到交换器的内部情况。并可以同时监测多个交换机端口的统计情况，为任何一个指定端口提供镜像的广播统计和错误统计情况，端口的分析可识别出每个交换机端口上所连接的MAC地址。同时Switch Wizard还可以分析交换机中的快速以太网和FDDI的端口统计。上述这些功能在协议分析仪上是不可能做到的。在复杂的交换网络环境下，Switch Wizand可以极大地帮助网络管理人员维护与监测网络的运行情况。
ATM网络测试
ATM用户和业务提供者之间的铜介质接入电路质量差异很大，从接近光路的质量到只能传送语音业务，因此业务提供者一般对端到端的ATM连接规定所能保证的比特误码率(BER)。
数据检错和重发不再是广域网(WAN)如X.25的任务，而是由用户端的传输层来承担。它可以将32个ATM信元组成一个TCP/IP包，ATM信元中一个比特的错误就会导致两个完整的TCP/IP包或相当于64个ATM信元进行重发。对于有噪声的电路来说，将产生类似滚雪球的效果，重发的数据将导致站点间实际连接的阻塞。
传统的比特误码率测试(BERT)
当在用户驻地和业务提供者的网络边缘交换机之间增加新的接入连接时，将会采用铜缆或光缆。电缆路径将从用户机房的分界点到最近一个中心局的电缆架。电缆由本地交换局负责安装，并进行物理媒介的验收测试以确保能够可靠地传输用户业务。本地交换局进行的测试称为比特误码率测试(BERT)。BERT测试可由安装人员在用户驻地进行，或由技术人员在中心局进行。
进行测试之前，在电缆的一端进行收发环回，测试仪的收发接在电缆未做环回一端。测试仪发送连续的二进制随机码，通过电路的环回在接收口接收。测试仪将发送比特流与接收比特流进行比较，对比特错误(0变成1或1变成0)进行统计。RER是错误比特数和传输的全部比特数之比，通常BERT测试需要进行一段时间(15分钟至24小时)以获得具体的BER值。
ATM BERT测试
传统的BERT只在接入电路到第一个ATM边缘交换机之间的物理层进行。与此不同，ATM BERT测试在ATM层进行并且涉及到连接远端用户站点的整个虚电路。ATM BERT测试对端到端电路的可靠性做全面的认证检查。
测试仪发送的ATM信元净荷中载有一定的BERT码型。ATM交换机并不检查信元净荷的内容，这样BERT比特流将透明地通过公共TAM网络。如果操作人员正确输入了目的虚通道和虚电路的标识值，测试信元将象普通的用户数据一样通过公网进行交换，测试信元到达远端用户后通过环路返回测试。测试仪收到测试信元后，从净荷中分离出BERT码型并将其与发送的码型比较，采用的方法和传统的BERT测试相同，运行一段时间后就会得到整个端到端电路的BER值。
进行ATM BERT测试时，要对测试仪进行设置使其发送与规定的业务合同速率相匹配的测试信元，
操作者输入在业务合同中所规定的数据速率和业务类别(恒定比特率、可变比特率或未定义比特率业务)。BERT将在业务提供者所保证的最大负载状态下进行，以确保在运行实际用户业务之前端到端链路的无误码性。
经常忽略的一点是用户数据在到达第一个ATM边缘交换机之前可能要由几个中心局转接，每次路由转接都增加了产生误码的可能性。传统的BERT测试可能只验证到第一个中心局的本地环路的可靠性而忽略了中转局之间的连接。
ADSL测试
ADSL技术将铜质电话线从直流到1MHz在频率上分割成256个信道，每个信道带宽4.3KHz。频率最低的一个信道(0～4.3KHz)仍旧用来传输模拟的电话信号。对于其余频带，在低频部分传输上行信号，高频部分传输下行信号。ADSL Modem独立地分析每个信道的信噪比，以确定该信道的数据传输速率。当某一信道的信噪比恶化时，Modem会自动降低该信道的速率，以保证传输码元的正确，如果一个信道的信噪比极其恶化时，Modem甚至有可能将该信道关闭。
ADSL技术是一种利用现有的大量铜质电话线传输宽带信息的廉价方法，但是在实际应用方面还有几个需要解决的问题，一是从电话局到用户的电话线长度是不尽相同的，有的可能只有几百米，有的则可能有几公里，电话线的长度不同，所引起的信号衰减也不同;二是传统电话系统中的感性负载线圈和桥接抽头引起的信号色散和频率性失真，会使得信号在某些频率范围内衰减得特别厉害。所以，在安装ADSL时，除了设备本身的调试外，还必须对线路的质量进行测试。
传统ADSL测试方法是在用户端的ADSL Modem上连接一台PC机，测试这台PC机是否能够连通在电话局端的网络，以判断链路的连通性能，这种方法的局限性在于线路的连通性能并不能反映线路传输高速、宽带信号的能力，所以较为合理的做法是不间断地测试线路双向的传输速率和误码率。
安装工程师利用在用户端的仪器控制局端测试仪和整个测试过程。用户可以设置测试的数据速率、测试时长和测试帧的长度。然后仪器自动测试上、下行链路的速度、帧的接收度和误码率并给出测试报告。
布线系统测试
布线是网络的基石，电缆将网络的用户和终端连接在一起，安装一个新的布线系统的费用可以占到整个局域网的50%，布线系统不仅要满足当今数据传输的要求，还要满足今后的应用需求。超五类和六类布线系统是目前及今后一段时间内布线系统的主流，当施工完成以后就面临测试的问题，为此用户需要测试布线系统来进行工程验收。
测试的标准
在国际上负责布线标准制定的主要是美国的TIA以及欧洲的ISO。标准分成两部分，一部分是链路中使用的元器件的标准，例如RJ45插头、插座、线缆和配线架本身的标准，也就是单独的插头、插座等应该达到什么样的指标才可称作是三类、五类、超五类或六类的元件。另一部分是将插头、插座、电缆以及其他连接设备通过施工在现场组装在一起以后(称之为链路)的测试标准。这个标准是真正用来进行最终认证网络链路实际性能的标准。 (☆ 编程入门网 ☆)
举例来说，现在已经有关于五类的元器件标准，那么根据此标准生产出来的接插件只要符合标准都可以称之为五类产品。而用这些元器件安装的布线系统经过测试符合标准以后就可认为是合格并可以支持相应的网络应用。对于三类和五类系统，元器件的标准以及现场的认证测试或验收标准也已经在几年以前完成。
超五类的标准通常称之为Cat 5E，标准的编号是：TIA/EIA-568-A-5。五类标准的更新版本，通常称为Cat 5N，是为满足原来的五类系统用户想要检验其安装的五类系统是否可以运行千兆以太网而制定的标准，标准编号为：TSB95。
六类的标准，包括元件以及链路的测试标准都还在讨论当中，其中不确定的因素还有很多。各个电缆及其元件的生产厂商的六类产品也都不一样，而且还都在不断地改进当中。所以在底之前正式的六类标准，包括元件和测试标准，完成的可能性不大。
如何测试已安装的超五类或六类布线系统
对于超五类系统，由于标准已经正式出台，所以按照标准测量即可。值得注意的是，由于超五类标准中要求测试等效远端串扰(ELFEXT)， 目前市场上的五类测试仪都无法满足该参数的测试精度和灵敏度要求，仪器的精度与灵敏度又是由其硬件设计所决定的，通过软件升级是无法提高硬件性能的，所以在选择超五类测试仪时一定要注意这个问题。
目前六类系统的测试是一个比较棘手的问题。问题的原因在于各个公司生产的六类元件都不完全一样，这是因为六类系统是一个暂行的电缆系统，各个公司采用不同的技术来达到链路的标准，而每个公司所采用的技术是各不相同的。当用户从各个公司拿到六类产品时就会明显发现其不同之处。例如A公司生产的六类插头和B公司生产的六类插头是不一样的。因为没有六类系统的元件标准，所以不同公司的六类产品目前还不能相互交叉使用，即不能将A公司的插头和B公司的插座配合来使用，这样使用可能会达不到六类的链路性能。
当使用目前的六类链路标准草案对安装的六类链路进行测试时会出现连接的问题，因为测试仪要接入安装的链路才能进行测试，在接入时仪器上使用的连接插头或插座如果和被测链路不是同一个公司的产品，测试仪就可能会将原本合格的链路判定为不合格。在实验室对不同公司的六类链路进行这样的测试时就会证明这一点，而且各个电缆系统的生产厂商也承认这一事实。所以目前在测试六类链路时，测试仪必须使用和被测链路相同的链路接口适配器。例如要测试A公司的六类链路，测试仪必须使用与A公司相匹配的链路接口适配器(Link Interface Adapter)。
网络金融钓鱼原理与传播途径分析 第6篇
如图1所示，“钓鱼攻击者”会通过研究真实的银行或者购物网站，采取整站复制和代码修改的手段，得到与目标网站相似度极高的副本，然后将这些副本精心制作成虚假网站，并在网络上发布具有迷惑性的网络地址。如利用www.icbc.com.cc来冒充中国工商银行的网站，利用www.cob.com.cn来冒充中国建设银行的网站。这些具有迷惑性的网址具有很高的欺骗性，随后钓鱼者会通过短信、邮件、彩信、病毒等手段将钓鱼网站的地址发送给受害者。受害者一旦访问钓鱼网站，就会在钓鱼者循循善诱下输入敏感的账号、密码和手机验证码等重要信息。最终，钓鱼者通过这些重要信息完成窃取受害者财产的活动。
网络钓鱼具有成本低、技术实现简单灵活的特点，对网上银行、支付系统、网络购物等日常应用产生了巨大威胁。如造成网上银行客户的经济损失，加大了网络金融钓鱼的打击难度，挫败了一般用户对网络支付新体验、电子交易等先进交易方式的使用信心，从而阻止或妨碍了先进生产力代表的应用的迅速发展与普及。
网络金融钓鱼为达成迷惑、欺骗受害者的目的，一般会采取多种信息传播途径。常见的信息传播途径有以下几种：
第一，钓鱼邮件。网络银行客户会收到来自网络钓鱼攻击者伪造的欺诈邮件，这些邮件看似由银行官方发送，内容一般涉及账单错误记录、积分问题、账户密码过期问题、投资理财顾问咨询等，或是以银行账号被冻结、银行系统升级等不真实理由，要求收件人点击邮件上的链接地址进入虚假银行网站。
第二，伪造电子购物网站。不法分子建立一个虚假的电子商务网站，然后在各种论坛、购物网站发布虚假的商品信息，虚假信息中的商品性价比与市场同类商品相比要高出不少。当客户对该网站销售的便宜商品动心，并通过该网站进行支付时，就会链接到一个伪造的银行支付页面，最终陷入钓鱼骗子的圈套。
第三，诈骗短信。目前，不法分子通过使用伪基站短信网关，以银行名义向客户发送诈骗短信，提出客户有即将到期还未兑换的积分、网银支付系统升级或账户法律问题等，要求客户登录短信中提供的网站进行身份验证，而这个网站地址正是不法分子用于套取客户信息的诈骗网站的地址。
第四，病毒传播。攻击者仿照和制作与银行网站非常相似的网页，并使用与银行网址非常接近的网络域名地址，随后通过电脑病毒程序、垃圾软件等将假网站地址发送到受害者的电子终端，或将诈骗网址注册到搜索引擎，以诱骗客户登录，从而窃取客户银行卡号、密码等信息，达到最终骗取受害者账户资金的目的。
另外，网络金融钓鱼还有一些其他的传播途径。如通过脸书、微博中的短链接散布钓鱼网站链接；在相关内容网站、搜索引擎投放付费网络广告，吸引用户链接钓鱼网站；通过电子邮件、论坛、博客等网站批量发布钓鱼网站链接；通过Skype、飞信等即时通讯工具发送传播钓鱼网站链接；伪装成用户输入网址时易发生的错误，一旦受害者不小心输入错误，就会误入钓鱼网站。
熟悉这些常见的钓鱼网站的传播途径与传播手法，可以较好地帮助网络银行客户发现与规避潜在的钓鱼攻击，从而避免落入圈套，遭受经济损失。
电动缆道无线信号系统原理 第7篇
电动缆道是常用的流量测验设施, 在测验断面架设过河主索道, 悬挂铅鱼, 把流速仪固定在铅鱼上, 在水平循环钢索及垂直钢索的作用下, 使铅鱼在水平及垂直方向运动, 从而实现流速仪在断面的各个点实施测速。测速信号传输路径是:流速仪的接线柱--拉偏索--小行车滑轮--信号线--音响器--另一根信号线--电动绞车外壳--垂直起重索卷轴--起重索--流速仪上的另一个接线柱, 从而构成闭合回路。当流速仪开关接通时, 音响器 (或电铃) 就会发出响声, 完成对流速信号的测量。
2 电动缆道测流量存在的问题
一次完整的流量测验, 不只是单单测量流速, 还要测量出河道断面不同位置的水深, 从而计算出过水断面面积, 再配合在不同点测得的流速再算出断面平均流速, 最后乘以断面面积得到流量, 这才是测流的真正目的。
要完成以上目的, 就需要缆道设备能够测量水深。铅鱼入水和到达河底时都要有信号发出, 在两个信号期间钢丝下放的长度就是水深。但是在缆道设备中, 通过拉偏索及起重索传递信号, 只有一个回路, 也就是说只能传递三个直流开关信号 (水面信号、河底信号、流速仪信号) 中的一种信号。利用上述设备同时传递三种信号, 几乎是不可能的。一直到目前, 大部分缆道都只传输流速信号, 并且只测量水面流速, 通过水面流速粗略地计算出流量, 这样产生的误差很大。另外还存在一个很严重的问题, 就是传递信号的路径必须要经过拉偏索上端的小行车滑轮, 通过滑轮与副索形成电流通路, 但滑轮是滚动的, 常因滑轮及副索生锈而使信号中断, 不能使用。这就是当前水文缆道存在的致命弱点, 也极大地制约了水文缆道的发展。
3 电动缆道测流存在问题的解决办法
通过我们潜心研究, 终于找到了一个切实可行的办法。就是设计一块电路板, 该电路在水面开关、流速仪开关、河底开关接通时分别产生三种不同频率的交流信号, 将其混合后经高频载波调制产生无线电信号, 最后经天线 (与起重索连接) 将信号发射出去。在岸上控制室内的无线电接收机接收到信号后, 通过高频解调, 然后经选频电路即可将他们分离出来。成功地解决了以往水文缆道测流存在的难题。整个电路板及直流9V电源安装一个密封信号筒内。经过使用, 证明性能稳定可靠, 便于推广应用。
3.1 信号发生器在缆道中的连接方法及信号路径
在铅鱼的尾翼上安装一块绝缘板, 上面安装将信号发生器。
水面开关结构是在一个绝缘板上安两个接线柱, 一个与信号发生器相连, 另一个通过铅鱼外壳 (公共地线) 与发生器地线相连。当两个接线柱接触到水面时, 通过水体导通, 产生水面直流信号。
流速仪信号传输途径为:利用仪器本身的两个接线柱, 一个连接发生器, 另一端连接公共地线。
河底开关的结构是由铅鱼底部的河底托板、支架、磁钢、干簧管组成。当铅鱼到达河底时, 托板上抬使支架上的磁钢靠近干簧管, 干簧管在磁性作用下接通, 产生河底直流信号。
信号发生器共有5条输出线。1是交流信号输出线 (与绝缘子上边的起重索相连) , 2是水面信号 (与水面接线板上的一个接线柱相连) , 3是流速仪信号线 (与流速仪的一个接线柱相连) , 4是河底开关信号线 (与河底开关的一个端子相连) , 5是公共地线, 公共地线分别同水面信号接线柱、流速仪开关、河底开关的另一端相连, 并直接与铅鱼体接通。
输出信号的路径:从信号发生器输出的信号经信号输出线—绝缘子上边的起重索—缆道绞车垂直卷轴—绞车外壳—信号接收机 (内电路) —信号接收机地线—大地—水体—铅鱼体—回到信号发生器, 构成闭合回路。接收机即可解调出水面、河底及流速仪信号。
3.2 信号发生器电路原理
3.2.1 电路原理
当水面触点入水后, 通过水体与地线相通, 并通过电子开关打开整机电源, 并使水面信号振荡电路发出一个短暂的信号。
流速仪开关接通时, 通过电路产生流速信号。到达河底时, 河底开关接通, 产生河底信号。三路信号经后级放大后由信号输出线输出。
3.2.2 电路工作原理
在图1中, D1、R1-R6、V1-V3组成电源电子开关。在信号发生器没有入水时, 由于V3截止, 整机断电。当水面开关的两个接线柱接触水面时, 因为水体导电, 通过D1、R1、R3使V1基极的电位下降—V1导通—V1集电极电位上升—经R5使V2导通—V2集电极电位下降—经R6使V3基极电位下降—V3导通—+9V电源顺利通过V3对后面的所有电路供电, 整机电路开始工作。
上述电子开关打开后, 一路给后级功率放大电路 (V5-V7) 供电, 另一路经N5稳压输出+5V电压。+5V电压一路对运算放大器N1、振荡信号发生器N3、电子门电路N4、延时电路N2供电, 另一路经C3、R7去触发单稳态电路 (N2B、N2C、C4、R8) , 产生水面延时触发脉冲信号。
在电路中水面信号振荡器由N3E、N3F、R14-R16、C6组成, 产生频率为2500Hz的音频信号。河底信号振荡器由N3A、N3B、R17-R19、C7组成, 产生频率为3500Hz的音频信号。流速仪信号振荡器由N3C、N3D、R20-R22、C8组成, 产生频率为3000Hz的音频信号。N4A、N4B、N4C、N4D门电路用来作电子开关使用, 当它们打开后, 三个振荡器的输出信号分别经D14、D15、D16输出, 送往后级放大。
当水面触点入水后, 整机加电, 单稳电路 (N2C、N2B、C4、R8) 将输出一个短暂的延时脉冲电压信号。这个信号分成两路, 一路打开电子门N4D, 使水面振荡器产生的信号通过N4D及D14送往后级放大。另一路经电子门N2A关闭门N4C, 使其在水面信号出现期间, 关闭流速仪信号, 以消除入水时碰巧流速仪开关也接通而对水面信号产生的干扰。以上三种信号分别经D14、D15、D16输出, 再经R23送入V5基极进行推动放大—V5集电极的输出信号再经过V6、V7组成的推挽功率放大—通过C11经信号输出线输出。从而实现信号的传输。
经过实验和使用, 证明该发射机性能稳定可靠, 易于广泛应用。
摘要：电动缆道是水文测验的常用设施, 但传统缆道的信号传输系统影响因素太多, 常常导致信号中断, 影响缆道的正常使用, 极大制约了电动缆道的发展。为此, 迫切需要一种高效、稳定的信号传输装置, 使电动缆道能在水文测验中发挥更大的作用。
关键词：缆道,信号,发射机,原理
参考文献
[1]赵新华.一种无线型水文缆道测流监控仪.2012.
无线网络原理 第8篇
无线网络设计的目的就是要分析建网目标,明确网络建设的容量、覆盖和质量要求。一般认为,无线网络的初期建设都是覆盖受限,但是在移动业务越来越普遍的今天,初期用户的快速增长使得容量也成为必须关注的初期建设目标,而且无线网络的发展连续性很强,因此初期的网络设计既要满足前期网络容量、覆盖、质量的要求,同时必须兼顾后期的网络发展,便于扩容。
无线网络规模估算框图如图 1所示。
2 无线网络规划输入参数
输入参数是整个网络设计的基础。网络设计实质上就是数据分析、处理和决策的过程,详实、准确的基础数据是设计一个优秀方案的根本,在数据准备阶段中网络设计人员应当收集的数据信息有:无线网络设计目标,其中包括覆盖、容量和质量目标;话务参数;设备参数等。
输入参数有些是由运营商/设计院给出的参数,有些是由设备供应商提供的设备所决定的,还有一些参数是网络设计人员提供。如表 1所示。
应该说明的是,这里对输入参数进行了一些归纳总结,并不意味网络设计的这些参数是固定不变的,随着运营商提供的参数项的不同,设计目标的差异,所需的输入参数会不断的丰富和扩充,网络设计方法也会随之改变和调整。
3 无线网络覆盖估算
在初始布局阶段,根据运营者的要求和区域内的无线传播环境,通过链路预算对通信链路中的各种损耗和增益的核算,可预先了解基站的大致覆盖距离,从而估计基站站点的大致数目。无线链路的距离等效于接收到足够的信号功率以克服噪声与干扰所能容忍的最大传播损耗。
链路预算是进行网络设计重要的手段,进行链路预算时,网络设计人员要全面考虑信号从发送端到接收端所可能经历的增益和损耗,根据所采用的无线技术对接收信号大小的要求,确定出上下行链路可以忍受的最大链路损耗。
下行链路功率过大会对其它小区的用户终端造成不必要的干扰。而上行链路的功率过大则会降低小区的有效容量。因此需要对系统进行平衡,使下行链路覆盖区与上行链路覆盖区域边界恰好重叠,即尽可能使下行链路小区尺寸与上行链路小区尺寸相同。
链路预算的参数包括系统参数、发射机参数、接收机参数、余量预留等参数。系统参数是指网络运行相关的参数,如数据速率等;发射机参数则包括发射功率、天馈部件的参数以及相关的增益和损耗等;接收机参数则是指接收机的性能、相关的增益和损耗等;而余量预留则是为了保证系统的稳定运行而需要预留的各种余量,包括阴影储备、干扰储备等参数。
表 2是TD-SCDMA链路预算的模板。如表 2所示,以下行链路室内最大路径损耗计算为例:下行链路室内最大路径损耗= 等效全向发射功率-最小接收端电平 - 阴影衰落储备 - 建筑物穿透损耗。其中:下行链路等效全向发射功率 = 多天线最大发射功率 + 发射天线增益 - 发射天线馈线接头和合路器损耗 + 发射天线波束赋形增益;下行链路最小接收电平 = 接收机灵敏度 + 快衰落储备 + 干扰储备 - 接收天线增益 - 切换增益。
由于链路距离正比于传播损耗,最大路径损耗也就意味着最大链路距离,从而可以确定出小区的有效尺寸。许多经典的传播模型描述了传播损耗与距离的关系,如HATA模型、LEE模型、Walfishwi-Ikegai模型等。假设小区是正六边形,基站位于正六边形中间,小区的最大传播距离设为R,则对于三扇区结构的小区设置,每个扇区的覆盖面积为
4 无线网络容量估算
对于容量的估算需要针对具体的网络应用业务进行,因为不同业务各自具有的特性会给系统带来不同的业务负荷,从而影响整个系统的评估。
移动通信系统规划初始,网络设计者需要利用各种方法预测移动网络的发展趋势,获得网络在未来几年内所需满足的业务规模,即:网络所应满足的移动用户总数量(语音、数据),对业务量的预测,可以通过自定义区域法、地貌分类法、线性预测法和小区综合计算法等方法来进行预测。
在业务量预测之后,则需要根据移动用户总数量和用户对业务的使用,估算语音业务的爱尔兰总量和数据业务吞吐总量,并由此计算布站规模。
5 无线网络规模估算
5.1 Node B规模估算
根据覆盖要求得到覆盖受限所需的Node B数,根据系统的容量要求得到容量受限所需的Node B数,取两者中较大的值作为到符合该地区特性要求的Node B规模。
在TD-SCDMA系统中,每一个Node B都有一个可靠的通信范围,每个Node B从逻辑上可以分为1到多个小区,1个小区可以是一个载扇,也可以是具有相同覆盖的多个载扇的组合。小区的覆盖范围主要取决于Node B的发射功率、天线的高度、小区具体的环境条件以及组网方式等。在网络设计中,由设备运营商和设备提供商综合各种因素后统筹规划决定,Node B根据业务的需要可以设一个或多个小区。
5.2 RNC规模估算
在TD-SCDMA系统中,RNC是控制一个或多个Node B的网络功能实体, RNC的配置以及和其它功能模块的连接关系根据运营商实际网络环境的要求决定,RNC在网络中完成无线资源管理,包括接纳控制、功率控制、负载控制、切换和分组调度等。
RNC设计原则:应该考虑未来的容量发展趋势,应尽可能减少今后网络结构的调整,易于网络扩容应该充分考虑传输要求和传输开支;配置规划可以分步实施,滚动发展;尽量采用大容量的交换设备。RNC性能指标参数如下:
* 用户数;
* 处理能力;
* BHCA;
* 最大数据吞吐量;
* 最大信道数;
* 最大E1/T1数;
* 最大STM-1数;
* 最大基站数;
* 最大小区数;大多数情况下,移动通信网络规模都比较大,单独一个RNC无法处理所有的话务量,因此可以将整个通信网划分为几个区域,由不同的RNC进行控制。在估算阶段,我们假设在所有的RNC区域内站点都是均匀分布的,并且承载相同的话务量。RNC估算的目的是提供在特定话务量情况下,所需要的RNC的数目。对RNC的容量的限制,需要考虑下述情况,并取其中最严格的要求:
* 最大支持的小区数目;
* 最大支持的基站数目;
* 最大Iub接口吞吐率。
根据每个RNC能够支持的最大小区数,计算支持一定数量小区的情况下所需要的RNC的数目:
然后,根据每个RNC能够支持的最大基站数,计算支持一定的基站情况下所需要的RNC的数目:
再根据每个RNC能够支持的Iub接口容量,计算满足一定的Iub接口吞吐率所需要的对RNC数目:
其中:语音数据 = 语音用户每用户忙时话务量 * 语音的比特速率;CS域数据 = 每用户CS域忙时话务量 * CS域数据的比特速率;PS域数据 = 每用户PS数据的平均吞吐量。
在上下行不对称的情况下,需要考虑上下行中最大的开销;如果存在一种类型(VOICE,CS或PS)的几种不同业务,需要针对所有业务考虑一个总的开销。话务量和数据速率是针对
每个区域来测量的,同时作为运营商的话务预测输入数据。
根据以上几个公式分别求出所需的RNC个数,取其中的最大值作为最终所需要的RNC数。实际上,对于典型的三扇区基站结构,主要的限制因素可能是小区数或吞吐率。在建网的初期阶段,吞吐率不会是限制因素,小区数可能是最主要的限制因素。在网络发展到一定时期后,每个基站的容量都会很高,此时吞吐率将是主要的限制因素。因此,在网络发展到一定时期后,必须增加RNC的数量,以满足吞吐率的需求。
6 结束语
无线网络设计是网络规划的重要一步,而TD-SCDMA系统采用了TDD双工方式,并采用了大量的新技术,譬如智能天线技术、同步CDMA技术、联合检测技术等,因此TD-SCDMA系统的网络规划与IS95-CDMA或WCDMA、cdma2000有较大的区别。本文就是针对这些新特点,总结出了TD-SCDMA无线网络规划的原理和方法。
参考文献
[1]孙立新,刑宁霞.CDMA移动通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2001年3月.
[2]王文博.时分双工CDMA移动通信技术[M].北京:邮电大学出版社,2001年3月.
《编译原理》网络课程设计探讨 第9篇
1 特点
编译原理网络课程设计具有资源共享性、开放性、即时更新性、时空不限性、交互性、自主性、协作性、非线性、多维性、整合性的特点。
2 制作软件和编程语言的使用
编译原理网络课程设计用到网页制作三剑客Dreamweaver MX、Flash、Fireworks。还用到其它工具如：SnagIt、Colorkey、EditPlus2、Ulead VideoStudio等，并使用了ASP技术和Access数据库实现。
3 基本结构及主要功能
3.1 基本结构
1) 首页
首页应该对这个网站的性质与所提供的内容做个扼要说明与导引，让别人判断要不要继续点击。首页要有很清楚的类别栏目选项，而且尽量人性化，让浏览者可以很快找到需要的东西。在设计上，坚持干净而清爽的原则。首页中，我们采用清晰的导航和简洁的页面设计，没有复杂过多的内容。登陆系统，和调查系统，保持一个完整的网站程序，友情连接具有一定的参考价值。打开首页能够清晰的了解到进入的是一个“编译原理”网络课程。
2) 课程简介
主要是对本课程的一些说明，方便学生从整体上去把握学习的内容，这是十分重要的。课程针对编译原理文本教程的内容，让学生了解到网上学习的主要内容，从而有选择性的去学习。
3) 网上学习
这是编译原理网络课程设计的主要内容。网上学习共分为三个部分：一部分是网上课堂;一部分是动画教程;最后一部分为课后习题。在网上学习首页上提示重点难点和学习建议，有助于学生对课程的文本学习有个充分的认识。
4) 信息公布
信息公布是对当前的编译原理网络课程改版、更新以及其它消息以公告的形式让学生知道，方便学生及时的关注网络课程的最新变化，从而让学生全面掌握课程动态，有利于进一步学习。这个栏目也是更新的主要内容之一，编译原理网络课程的学习离不开信息的公布，同时也是网站的维护重点，要注意到更新及时性。
5) 学习资源
编译原理网络课程应当提供一定数量的学习资源，学习包括图像、声音、视频等媒体素材，也包括与学习有关的网站地址，并要为学生提供一定数量的参考文献，供学生在自主学习中使用，也为学生进行研究和探索提供条件。在网络课程中，我们将会提供教师的课件、学生的作品还有网上收集的其它学习素材，做好收集方便学生学习。在学习资源的设计中，我们采用了一套教师管理系统，主要是通过教师将收集内容上传到服务器，提供给学生下载。同时这里也提供学生作业的下载文本，详细的说明作业的基本要求。这个网页的设计比较简单，主要是针对教师的管理课件和发布课件。
6) 习题集
学生在进行一段编译原理网络课程学习之后，应当通过做练习题以加深对所学知识的理解。我们不仅提供与编译原理课程相关的习题，还在网上收集了大量的习题，整理成一个习题库，让学生在学习编译原理课程内容的同时还能增长知识。这里我们让教师管理习题库，教师可以增加、删除、修改习题库的内容。同时系统还提供参考答案和任意选择答题，使得答题的方式更加灵活。习题集栏目中还有一个作业上传专区，这样让学生能够通过学习和完成习题，以及上传作业的形式达到一个与教师相互交流的目的。
7) 交流讨论
在编译原理课程设计中，网上讨论以论坛形式出现。网上讨论是传统教学中课堂讨论的另一种实现方式，是协作学习编译原理课程必备的一项功能。分为教师答疑专区和学生自由讨论专区。
8) 帮助系统
编译原理课程设计应当有完整的帮助系统，告诉学生如何利用此网站进行学习，如何利用网络资源。帮助学生解决在学习中遇到的问题，以及有特殊问题能够联系站长等信息。
3.2 主要功能
1) 网上学习功能
编译原理网络课程中提供了网上学习功能，只要是能正常上网就能访问网络课程页面，通过浏览器，正常观看网上学习，网络课程通过文本、动画形式把网络课程的知识展现给学生，给学生轻松的学习环境。
2) 网上测试功能
编译原理网络课程中提供了课后练习：我们是用“模拟练习”这个栏目来实现这个功能的，在这一栏目中给出要求完成的练习，覆盖基本知识点，学生可以网上完成作业，可打开答案自己核对。
在习题集中提供了在线练习，收集了许多有关编译原理知识，在习题中配有正确答案，方便及时检查和纠正错误。同时对某些作过以前习题的学生，可以通过跳转的方式选择性的练习，这样就节约了练习时间。
网上测试不仅让学生能够轻松愉快的练习，而且教师在这里也扮演了十分重要的角色。习题集中，教师通过验证后，可以对习题进行添加、删除和修改操作，很方便地对习题进行管理。
3) 作业提交功能
在我们以前的课程中，总是要经过一定的程序把自己的作品或者作业交给老师。我们开发的网络课程中作业上传功能方便了学生在完成作业后的上交程序，我们只需要把做好的作业或作品，压缩后就能很快上传，实现了在老师规定的期限内异地随时交作业。根据不同的时候网速可能不一样，增加了测速功能，这样可以在网速快的时候上传。
4) 师生交流功能
设置网上论坛环境，实现教学的跨时空交流。增强了师生之间网上交流，并且设置常见问题专区方便了学生快速查找常见问题。
5) 资源下载功能
网络课程学习资料栏目中提供学生下载功能。这里都是老师推荐的学习资源、教学课件。这个系统方便老师对资源的管理。每个老师都有自己单独的管理资源。从老师的注册、确认、登陆，教师可以把自己的整理的资料发送上传到网络课程中供学生下载使用，这个系统不仅方便了老师的管理还让学生拥有更多的学习资源，老师可以再这里布置作业文档，很方便让学生按照老师的要求去完成作业。
4 结束语
编译原理网络课程设计能提高学生对专业知识的深入理解，拓宽学生视野，引导学生自主学习，提高学习的主动性和培养独立思考问题的习惯，以期达到更好的教学效果。
参考文献
[1]廖常武.网站建设与维护[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2004.
[2]李禹生.ASP实用技术:网络数据库应用系统设计[M].北京:中国水利水电出版社, 2004.
相互依存网络破击原理仿真研究 第10篇
关键词：相互依存网络,体系破击,仿真试验,量化标准
0 引言
随着计算机科学技术和网络技术的不断发展,现如今的技术网络之间的彼此联系越来越紧密,单一的独立网络越来越稀少,更多的网络开始在物理上、地理上或者逻辑上相互依存,当然,这里的网络不仅仅是指计算机网络系统,还涉及到交通运输系统、金融系统等。学术界在复杂网络研究的基础上,于21世纪初开始利用工程学的理论系统性地分析各种基础网络系统的相互依存关系,并且初步评估了这些基础设施系统在遭受突发状况下的脆弱性。相互依存网络理论模型于2010年被提出,从此人们开始从复杂网络的研究转到相互依存网络的研究,开始了新的里程。
1 相互依存网络的基本概念
相互依存网络理论脱胎于复杂网络理论的研究,在之前的复杂网络模型研究中,主要是单独分析某些复杂网络的性质和功能等,如互联网络、铁路交通网络、人际社交网络等,但是随着研究的深入,人们发现网络系统之间的依赖程度越来越强,需要深入研究由相互作用的多个网络组成的系统,进而对这些系统的运作有全面的理解。
1.1 定义和模型
相互依存网络(Interdependence Networks)是指由彼此之间有着相互关系的两个或者多个网络组成的一个网络系统,如图1所示,其中正方形节点和菱形节点分别代表两个不同的网络中的节点,每个独立的网络内部节点之间的联系用实线表示,两个不同网络彼此间的联系用虚线表示,这就是一个相互依存网络的简单结构构成。
1.2 结构类型
相互依存网络的各种特性与相互依存网络的结构有着非常重要的关系,因此,要充分理解相互依存网络就必须对其结构加以研究。通常情况下,根据网络的层次性将相互依存网络分为双层和多层相互依存网络。
1.2.1 双层相互依存网络
如图1所示,是典型的双层相互依存网络的模型,是指两种不同的网络之间具有相互的连接关系。现实中符合此类模型的相互依存网络很多,比如航线⁃计算机网络,飞机从一个机场起飞,在另一个机场降落,每个机场之间靠飞机产生联系,然而每个飞机的信息必修靠计算机进行交汇,一个机场的计算机网络保障所有的航班顺利运行。在双层的相互依存网络中,还可以根据节点之间的连接对应关系分为一对一连接关系和多对多连接关系,图2是一个多对多连接的双层相互依存网络模型。
1.2.2 多层相互依存网络
上文介绍的由两个系统构成的双层相互依存网络具有的理论研究意义远远大于实际意义,因为在实际的生产生活中,更多的情况是由多种设施网络相互连接构成的多层次相互依存网络,如奶源基地网络和奶产品供应销售网络的融合、燃气管道网络和电网的融合等。多层相互依存网络系统主要是指三个或者更多的不同的网络相互连接,图3给出了三种多层相互依存网络的结构构型。
2 相互依存网络破击原理
在相互依存的网络中,往往攻击一个或几个连接的节点,就可以通过节点与其他节点的彼此联系导致其他节点也受到攻击,进而产生“多米诺效应”,最终导致绝大部分的网络甚至整个网络的瘫痪,这就是相互依存网络破击体系要达到的终极目标,达到“以小搏大”,“四两拨千斤”的效果。
2.1 破击目标选择算法
相互依存网络的破击,首先要选择攻击的节点,本算法给出选择攻击节点的四个参数标准:
(1)点度值,用以衡量相互依存网络的某一节点与其他节点的连接能力,用字母D表示;
(2)接近值,用以表示相互依存网络的某一节点与其他节点距离的远近,用字母C表示;
(3)中介值,用以量化某一节点对整个网络的控制力度,用字母B表示;
(4)特征向量值,用于衡量某一节点与相互依存网络中心节点的关联度,用字母E表示。
在一个相互依存网络S中,假设有N个节点,D(x)表示第x个节点的点度值;dxy表示节点x和y间的距离;gjk(x)表示节点j和k间包含x的路径数;表示x处于目标体系中两个目标最短路径的概率;λ为相互依存网络S的领接矩阵A的主特征值。四个参数的计算公式如下:
按照以上四个参数值将所有节点由大到小排序,便可以选择出攻击的节点,从而达到使整个网络或大部分网络瘫痪的目标。
2.2 破击原理图
对相互依存网络的破击,基于对网络通信痕迹的捕捉基础之上,通过这些通信痕迹对数据进行预处理,进而可以绘制出相互依存网络的模型图,使得虚无缥缈的破击目标相互依存网络的结构构型可视化,然后利用上文所提出的破击目标节点的选择算法,对节点的四个参数进行计算和比较,最终确定攻击的目标序列,攻击节点的序列得出后,相互依存网络的破击计划也就自然生成,最终达到破击的目标,其原理图如图4所示。
3 仿真验证
本文选取某城市交通、电力、银行和通信网络进行仿真模拟,选取各个系统的14个节点,其相互依存网络图如图5所示。
首先对这14个节点进行标记,分别记为T1,T2,⋯,T14,对这14个节点的通信痕迹进行捕捉,统计如表1所示。对这14个节点的通信痕迹进行数据处理,然后进行相互网络的可视化处理,绘制出相互依存网络的模型图,见图6。
利用式(1)~式(4),结合表1的数值统计,分别计算出14个节点的四个参数值,对节点的四个参数进行计算和比较,最终确定攻击的目标序列,首先攻击节点T3,然后攻击节点T4,破击后,相互依存网络的整体网络效率将下降0.113 6,通过这样的破击,可以极大地提高整个相互依存网络系统对关键节点的依存度,这样就可以削弱单独网络中处于相同功能位置节点的同级连接,也就降低了整个体系的稳定性,使其快速塌陷崩溃。
4 结语
相互依存网络理论研究的大力发展极大地促进了交通网络、电力网络、金融网络、计算机网络、通信网络等单独网络作为一个大的网络进行整体研究,基于对相互依存网络的结构研究,在双层和多层网络结构的基础上,提出点度值、接近值、中介值和特征向量值等四个参数的量化标准,进而对相互依存网络的节点在整个网络中的重要程度进行衡量,根据本文提出的破击原理图,运用选择算法选择出攻击节点的顺序,进而进行破击,仿真试验的结果证明了本文提出的相互依存网络破击原理是可行有效的,对未来网络薄弱环节的查找以及信息化战争的网络破击都有着重要的指导意义。
参考文献
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无线网络原理 第11篇
关键词 自动控 监控 GJPRS网络
传统的光控方式易受环境照度影响，容易有错误动作；钟控方式自动校时工艺落后，易出现走时不准等问题，而且路灯控制装置没有实现集中管理，各自为战，准确性及可靠性相对较差，路灯的早亮晚灭现象无法得到快速有效的处理。本文的目的是改善传统路灯管理方式，高效准确实现路灯电网系统的自动控制，统一管理工作。在传统模式下，路灯生产管理信息的载体是图纸、报表、语言（如调度指令等），传递方式是手T交接。在这种机制下，信息的更新滞后于生产数据的变化，在生产管理活动的各个专业环节中，导致生产管理信息的“不全面、不一致、不及时、不准确”现象。解决这一严重问题的途径，是在生产各部门之问及部门内部各工作岗位之问，建立起信息及时传递和同步更新的共享机制和环境。由于路灯电网生产、规划、管理和经营具有天然的空问网络拓扑特征，建立基于GIS技术的路灯应用平台，将是这种机制和环境的基础。
一、路灯监控系统GPRS通信网络组建
为了建立路灯监控系统GPRS通信网络以实现路灯的自动控制，应该从以下两方面来考虑。
首先，建立移动通信GPRS业务中心和路灯监控中心的路由通道，利用现有的ADSL等宽带技术或者ODN、光纤等专线技术，通过有线方式建立通道，确保通道的畅通、数据通信的安全和数据传输的准确率。通过路由器确定通信服务器的固定IP，可以让移动绑定监控终端静态IP地址，保证所有监控终端不同的IP地址传输的数据都流向监控中心通信服务器，也就构成了监控网络多对一的基本条件，同时由于监控终端和监控中心的数据通道既有无线方式又存在有线方式。为了提高数据的可靠性和准确性，在数据传输协议时进行多种数据校验而达到排除数据误码和准确传输目的。
其次，根据移动GPRS业务通信的特点，路灯监控中心通过专线、移动通信公司和远程监控终端运行连接，根据现有网络技术和成熟性考虑，系统中心和远程监控终端可以采用UDP或TCP方式进行连接，从而构成N条虚拟的数据通道，实现数据的互访，建立路灯监控系统的通信体系。
二、路灯监控系统GPRS通信专线故障自动判别和处理体系
随着路灯监控系统运行时问的推移，不能排除因外界因素而干扰专线，造成专线的断线、断路等问题的出现，而影响监控系统的命脉通信问题。经过多方考证和实验证明，采用如下实际可行方案实现专线故障判别。
首先，充分利用现有资源，利用TCP或UDP协议内部功能，用软件实现网络跟踪，系统不断跟踪检测监控中心和移动GPRS业务中心服务器之问的专线所有节点的路由畅通情况。一旦检测到哪个节点出现故障，则立即进行报警处理。
其次，针对专线线路故障处理，必须进行如下处理：根据线路跟踪结果，分析故障出现的地点和故障类型。根据不同的故障类型和故障地点进行分析，利用短消息报警技术手将线路故障原因和故障地点发送到监控中心专线维护人员的手机中。专线维护人员可以根据报警情况进行进一步处理。如果是路灯监控中心内部问题，则白行解决，如果是专线问题，则让专线提供商解决，如果是移动问题，则需要移动解决。这样仅仅通过软件实现专线线路故障判别和报警处理，这样既能达到目的而且能节省很多不必要的经济负担。因此，对GPRS通信体系进行了比较完善的分析和处理，从而实现监控系统比较完善的通信体系。
三、路灯控制方式及系统总体结构
采用无线专网需要自建一座发射塔，组成一个无线发射网络，为了保证信号强度，可以利用高层建筑大楼楼顶建立通讯铁塔，架设主控电台天线，中央控制室可设在路灯局办公楼内，于中控室建立通讯主站。在远离中控室的市区丌阔地带建筑物上建立中继站，覆盖周边地区；在各外围站配电箱位置安装外围站通讯天线。或者选择其他接力通信的方式。
系统主要由三部分组成：中控室主站系统、通讯网络系统、外围站分控系统。
中控室主站系统：主要由控机、数据服务器、不问断电源、值班员工作站、大屏幕显示系统等组成（负责管理、监控整个系统的运行，监视、记录系统的运行状况）。
通讯网络系统：主要包括主基站数传电台及其天馈系统、中继站数传电台及其大馈系统、各分站数传电台及其天馈系统，组成数个一对多的通讯组，完成数据上行、下行的通讯功能。专网主要采用GPRS网络组件。
外围站分控系统：全市路灯、景观灯每个箱式变电站、配电柜，安装一套外围站分控系统，主要负责接收主站数据命令、执行丌关灯动作、下载存储时问控制表、采集运行电压、电流、电量数据，向主站上传数据等。
四、各分系统概述
中控室主站系统概述：专用的工控机；数据服务器；专用的维护工作站；负责维护系统参数，管理操作人员权限等；多台操作工作站，供值班人员使用；后备工控机，保证整个系统数据运行的实时性和可靠性；以及大屏幕显示系统、声音设备、手持机和相关的网络通一讯设备。
外围站分控系统概述：外围站点安装在现场电气控制箱内。外围站分控系统可以根据现场实际情况如线路的多少、路灯与景观灯的不同情况进行不同的配置组合。并要求具有很可靠的耐高低温指标，防水及防尘等级。
路灯地理信息的设计要从整体和系统的角度考虑其角色和作用，并有效地利用最新的信息技术，如GIS技术、组件技术、WEB技术、数据仓库技术、GASE技术等，实现设施资源、工作流程、规划、设计、运行和维护等业务管理的信息化和智能化构造一个既相互独立、又相互协作、资源共享、可互操作的业务综合网络，实现路灯事业的经济效益和社会效益。
五、结束语
城市路灯电网结构口趋庞大，安全运行管理任务十分繁重。路灯线路地域分布的广泛性和涉及地理信息的复杂性，致使原有的管理手段己经不能满足实际管理的需要，必须采用Gls和MIS相结合的技术，寻找一种以数据库管理为中心、空问数据集中式处理的工作平台，以便进行路灯电网管理数据的采集和更新以及多系统间的无缝集成。
无线输电基本原理及应用研究 第12篇
关键词：无线输电,磁耦合共振,微波,空间太阳能发电站,传输效率
电能的输送是电力系统中发电和用电的中间环节, 目前比较成熟的输电方式有交流输电和传统的高压直流输电。无线输电作为一种特殊的输电方式, 利用无线电传输电力能量, 相对于传统的输电在特定的场合有其突出的优势, 发展前景十分美好。
1 无线输电基本原理
无线输电技术根据其应用场合的变化有不同的原理, 技术方案也不尽相同。
1.1 电磁感应原理
此原理与电力系统中常用的变压器原理类似。在变压器的原边通入交变电流, 副边会由于电磁感应原理感应出电动势, 若副边电路连通, 即可出现感应电流, 其方向的确定遵从楞次定律, 大小可由麦克斯韦电磁理论解出。电力系统中的电压、电流互感器也是采用了类似的原理。相对于无线输电而言, 变压器的原边相当于电能发射线圈, 副边相当于电能接收线圈, 这样就可以实现电能从发射线圈到接收线圈的无线传输。
虽然电磁感应原理在电力系统中应用的初衷并不侧重于电能的传输, 而是利用能量的转化改变电压、电流的数量级, 但其对无线输电确实产生了一定的启发作用, 尤其是电能的小功率、短距离传送。目前使用电磁感应传递电能的主要有电动牙刷, 以及手机、相机、MP3等小型便携式电子设备, 由充电底座对其进行无线充电。电能发射线圈安装在充电底座内, 接收线圈则安装在电子设备中。这种原理的无线输电方式市场上已经存在[1]。
1.2 谐振式无线输电
这种无线输电方式与无线通信原理有点类似, 其发送端谐振回路的电磁波全方位开放式弥漫于整个空间, 在接收端回路谐振在该特定的频率上, 从而实现能量的传递[3]。这种输电方式在接收端输出功率比较小时可以得到较高的传输效率。但其存在电磁辐射, 传输功率越大, 距离越远, 效率越低, 辐射就越严重。因此这种方式也是只适用于小功率、短距离的场合。
1.3 磁耦合共振原理
这种方式需要发射和接收两个共振系统, 可分别由感应线圈制成。通过调整发射频率使发射端以某一频率振动, 其产生的不是弥漫于各处的普通电磁波, 而是一种非辐射磁场, 即把电能转换成磁场, 在两个线圈间形成一种能量通道。接收端的固有频率与发射端频率相同, 因而发生了共振。随着每一次共振, 接收端感应器中会有更多的电压产生。经过产生多次共振, 感应器表面就会集聚足够的能量, 这样接收端在此非辐射磁场中接收能量, 从而完成了磁能到电能的转换, 实现了电能的无线传输。未被接收的能量被发射端重新吸收。这种非辐射电磁场的范围比较有限, 不适用于长距离, 要求发射端与接收端在感应线圈半径的8倍的距离之内[1]。
2007年, 以美国麻省理工学院物理学家Marin Soljacic为首的研究小组利用此原理, 以两个直径60cm的铜线感应线圈作为共振器, 一个与电源相连, 作为发射器, 另一个与台灯相连, 作为接收器。他们成功把一盏距发射器2.13m开外的60W灯泡点亮。从而在实验上说明了此原理的可行性。
1.4 微波无线输电
前几种无线输电方式适用的距离、传输的功率都比较小, 要想实现长距离、大功率的电能无线传输, 则可采用微波或激光的传输方式。由于微波或激光的波长比较短, 故其定向性好, 弥散小, 可用于实现电能的远程传输。这种传输系统由电源、电磁波发生器、发射天线、接收天线、高频电磁波整流器、变电设备和有线电网组成, 其大致流程如下。
电源→电磁波发生器→发射天线→
接收天线→整流器→变电→有线电网电磁波发生器是微波源或激光器, 把电源传送的电能转变为大功率、高频的电磁波, 馈送给发射天线。发射天线将电磁波发送出去。接收天线收集电磁波的能量并输入高频电磁波整流器, 产生的高压直流电经逆变后送入有线电网。
整流器是无线输电的关键器件。适用于大功率、高电压的是回旋波微波整流器, 而小功率、低电压的是半导体微波整流器。两者单管的整流效率均接近85%[4]。回旋波微波整流器的基本原理是快回旋电子束波在谐振腔中共振吸收微波能量, 其本质上是直流电源, 负载过载时一般能够快速自我保护, 并在过载消失时能快速自动恢复正常工作。在使用中, 输入微波频率、谐振腔频率和回旋频率三者应尽可能接近。对于半导体微波整流器可使用肖特基二极管整流器。
微波接收整流天线可使用微带贴片天线, 其重量轻, 体积小, 接收面积大, 很容易实现极化形式以及设计和加工, 适合于微波飞机、高空平台、轨道输电等对天线质量要求严格的场合, 但其需要钻孔。还有几种具有平行结构的共面带线整流天线, 避免了钻孔, 但其接收面积小, 增益低, 系统接收功率有限。目前我国有人设计了一种新型5.8GHz混合结构的接收整流天线, 兼备两种天线的优点, 便于大规模推广。
2 无线输电应用展望
在一些特殊场合, 无线输电技术可以大显神通, 从普通生活常用电子设备到宇宙空间, 无线输电的应用前景十分广阔。
2.1 在日常生活中的应用
如果无线输电技术能够得以成熟应用, 可能会引起一场家居革命。将发射端隐藏在天花板上, 房间里的各种电气设备便可接收无线电能。杂乱如麻的电线和插板将不复存在, 而且一次性非充电电池的使用量也会大为减少, 对节约资源和保护环境都非常有利。各大公共场所都会安装无线充电设备, 就不会出现没带充电器而不知所措的问题。电车也不必到充电站进行充电, 而且也会减少因蓄电池没电而停止运行的情况。
2.2 医学上的应用
目前很多疾病的治疗需要在人体中植入电子设备, 比如心脏起搏器等。但如果这些电子设备在运行过程中电能被消耗完病人再去做手术取出来或是换电池将是一件非常麻烦而且危险的事情。无线输电技术在这方面可以大显身手。利用无线输电技术, 不用对病人做手术即可对人体内的电子设备充电, 从而延长其使用期限, 减少了不必要的麻烦。
2.3 给难以架设输电线路的地方输送电能
在高山、海岛、沙漠等地方架设输电线路是非常困难和危险的, 而且日后的线路检修以及故障修复等都障碍重重, 将电能以无线的形式输送到这些地方是十分合理的。还有一些用电量比较小的分散的村落用无线输电可以提高总体的经济效益。长期工作在恶劣环境中的机器人采用无线输电就可以解决其电池电量耗完而停止工作的问题。庞大系统中某些需要单独供电的精密设备, 用无线形式对其进行充电, 也能避免因给设备换电池带来的繁琐工作。
2.4 应用于空间太阳能发电
空间太阳能发电, 即在地球外层空间建立太阳能发电基地, 通过微波将电能送回地球。一般有两种方式, 一种是太阳能电池把阳光直接转变为电能, 另一种是用太阳能聚光镜把阳光聚起来作为热源, 类似于热电厂发电。空间太阳能发电站有很多优势, 比如, 距地球约36000km的轨道上的太阳能约为地球上的1.4倍[1], 而且其发电没有昼夜交替的问题, 一天24h可以持续发电。日本拟于2020年建造试验型太阳能发电站SPS2000, 2050年进入规模运行。
3 亟待解决的问题
种种无线输电方式, 都有其自身的局限性以及需要解决的技术问题。其中无线输电的传输效率以及装置投入运行的可行性是非常值得研究的课题, 尤其是对于微波输电。有研究表明, 将离地面35800km、容量5×106k W的卫星太阳能电站的电能送入地面电网, 微波发射天线的口径约为1km, 在纬度35°地域安装的接收天线阵的面积约为10×13km2, 其占地面积之广, 在实际中是很难真正投入使用的。如果使用波长10.6µm的激光器, 其发射和接收天线的尺寸分别为31m和31×40.3m2, 但是传输效率很低, 只有18%~30%[4]。如果单单考虑微波输电器件的效率, 在毫米波段, 回旋管的实际效率只有40%, 在光波波段, 阳光直接泵浦的激光器的效率只有20%;如果再考虑传输过程中的损耗等其他因素, 空间太阳能电站无线传输电能的效率将会更低, 这也成为限制其应用的一个主要问题。另外, 微波发射装置的姿态控制、宇宙空间中射线、陨石、航天垃圾以及为确保故障时安全的保安系统等都是需要解决的技术问题。
除此之外, 电力公司的收费和计费也需要更先进的装置来解决。无线输电弥漫在空间中的磁场对人的身体健康是否存在潜在威胁也需要严格论证。
4 最新动态
2003年, 欧盟在非洲的留尼汪岛建造了一座10万千瓦的试验型微波输电装置并已向当地村庄送电。
2010年, 海尔在CES (国际消费电子产品展) 上展出了无线供电的高清电视, 其原理是美国无线电力公司的电磁耦合共振技术, 最远供电距离达到线圈直径的3~5倍。
另外, 俄罗斯、美国、法国和日本正在进行着从空间站向地面传输电能的试验。
我国进行无线输电方面研究的主要有由空军工程大学王秩雄博士为首的研究小组, 其对回旋波微波整流器、肖特基二极管等器件有比较全面的研究。另外, 中科院电工研究所的邓红雷博士对接收整流天线有一定探索。
5 结语
无线输电作为一种特殊的输电方式, 在某些必要的场合能够发挥其无可比拟的优势。基于电磁感应、谐振和磁耦合共振原理的无线输电技术可用于小功率、短距离的电能传送, 而且其对传输效率的要求不是很高, 即使效率很低也能实现其功能, 因而其应用较广, 发展也较快, 从普通的电子设备如MP3、手机到电视、笔记本电脑、人体植入仪器等。而对于大功率、远距离传送电能的微波或激光输电来说, 传输效率是其必须要考虑的重要因素, 但是目前由于受到器材、技术以及资金等多方面因素的限制, 传输效率很低, 通常在20%以内。如此大的能量损耗及浪费无疑与传输电能的初衷背道而驰, 因此设法提高大功率无线输电传输效率是很有前景的一个研究课题, 其对于电力行业的发展以及改善目前全球面临的资源短缺问题都有十分重要的意义。
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