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浅析电力线载波通信的意义及发展状况
作者：李青波黄肇
来源：《市场周刊·市场版》2017年第07期
摘要：随着我国电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求。本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上，提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。该系统具有三层网络结构，即上位机管理系统、集中器和载波电表。重点分析研究了集中器及其与各组成部分的通信。由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形，必须采用特殊的通信技术。
关键词：电力线载波；集中器；抄表系统
当今世界，作为输送能源的电力线是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。而电力线现在的功能仅仅是传送电能，如何利用网络资源潜力，在不影响传输电能的基础上实现窄带通信或宽带通信，使之成为继电信、电话、无线通信和卫星通信之后的又一通信网，是多年来国内外科技人员的又一目标。要使电力网成为一个新的通信网，技术手段只有载波通信。电力线载波通信就是以电力网作为信道，实现数据传递和信息交换。因为电源线路是每个家庭最为普通也是覆盖最为宽广的一种物理媒介，其覆盖面超过有线电视网络甚至电话线路，同时由于利用现有的电力网实现数字通信，可以大大减少通信网建设的费用，因而利用电源线路实现数据通信的技术有着可观的经济效益和应用前景。
电力线载波通信又分为35KV以上的高压载波通信、10KV配电网的载波通信和民用（400V以下）电力线载波通信。在技术上高压载波通信主要为业内业务通信，由于网络专一性，其简单的数据通信在国内外基本成熟，进入千家万户的民用电力网才是最大的通信物理网络。但在该网络上实现通信一直是全世界科技工作者的研究课题。由于低压电力线上实现通信又很多技术难点，如网络不规范、节点多、隔离多、随机干扰等。也可以说民用电力网对通信而言是一个不确定、无规则、网络特性呈拓扑特性的非标准通信网，是通信网络的一大挑战课题。本文研究的对象正是低压电力线通信。
一、低压电力线通信的特点
总的说来，低压电力线信道的特点主要包括下面几个方面的内容：
（一）噪声和干扰大
低压电力线网络中，各式各样的家用电器和办公设备产生的噪声和干扰严重污染着电力线通信环境。己有的研究结果表明，噪声的大量存在是实现数据在低压电力线上优质传输的主要障碍之一。现在把各种噪声干扰主要来源归纳为4个方面：（1）可控硅器件和一些电源电路产生的60Hz的倍频谐波（注：美国电力线频率为60Hz）；（2）平滑频谱噪声，其频谱平
摘要 电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。 电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。以及我们对噪声的滤波耦合等。并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。 课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。 实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。 关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调 1、绪论 1.1设计任务及要求 电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。系统至少具备以下特性： 1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电； 3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口； 5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。
未来移动通信技术的发展趋势与展望探讨 摘要科技不断发展，人类生活在不断进步，现在的社会是科技型的社会，是信息化的时代。而信息化需要的是计算机，需要的是互联网，为了紧跟时代的潮流，为了更加方便人们的交流，方便中国信息事业的发展，移动通讯也在一代一代的更新，一步一步向前迈进。新型的通信手段将成为促进社会进步、科技发展的中坚力量，本文将根据移动通讯来探讨其未来发展趋势与展望，并且进行研究分析，为我国移动通讯将来的发展提供探索新趋势。 关键词移动通信技术；发展；数据；信息时代 前言 随着信息时代的快速发展，科学技术的不断更新，通信技术也越来越受到人们的关注，它经过四代的变革更新，处在第五代的热潮之中。人们的工作、出行、购物，都要依靠移动通信来完成，因此，移动通信技术已经成为人们日常生活中必不可少的“必需品”。经过调查统计，我国移动用户的使用者已经突破了十亿，目前的使用量还在不断增加，呈现出了前所未有的热潮。移动通信技术的发展前景极为乐观，同时也促进了我国的信息发展。 1 移动通信系统的研究背景 移动通信系统是从二十世纪八十年代诞生的，直到现在，它一共经历了四次更新换代，预计到2020年将经过第五代的發展历程。 第一代通信技术是在二十世纪九十年代初完成的，它主要是通过模拟传输数据，因此传输的速度十分的慢，而且质量相对来说也较差，并且无法加密，安全系数也很低，业务量也很小，所以很快就被第二代移动通信技术淘汰了。 第二代移动通信技术开始于二十世纪九十年代的初期，这次它引入了较为密集的技术结构，并且还引用了智能技术，虽然比起第一代的通信技术好了很多，但依然有多的不足之处，传输的速率依然很慢，安全稳定系数依然不够高。 第三代通信技术的发展就更加的智能化，前两代无法解决的宽带服务，由于第三代通信技术的到来也有了相应的提供。它具有Internet的能力，还可以实现全球漫游，传送质量较高的图像等。 第四代通信技术就是现在我们使用的4G网络，上网的速度更加的快，并且有了移动宽带和WIFI。我国现已经进入了4G生活时代，4G具有极高的下载速度和高清的电视，是前三代无法达到的。 随着科学技术的发展，网络时代的需求越来越多，这就需要更加进一步的研究未来移动通信技术的发展趋势，从而使我国的信息发展跟上时代的脚步[1]。
抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指 35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。 近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，
浅谈未来移动通信的发展趋势 摘要：随着新世纪的到来，信息技术和移动通信技术得到了迅猛的发展，在市场需求的同时，未来的移动通信技术的趋势是：网络业务的数据化、移动互联性和分组化；以及网络设备的小型化和智能化等。这些趋势正是第四代移动通信技术的发展目标和方向。本文介绍了未来移动通信系统的特点和网络架构。讨论了未来移动通信物理层的关键技术以及相应的网络结构。最后对未来移动通信系统的发展进行了一定的展望。 关键词：4G；网络结构；移动通信；无线传输技术 1 绪论 所谓的移动通信是指在移动用户之间或者是移动和固定用户之间的通信技术。随着电子技术和计算机网络技术的不断发展，移动通信技术也得到了一定的发展。目前移动通信已经成为人类不可缺少的通信方式。 移动通信的历史主要经历三个阶段： 第一代移动通信技术。这种通信技术主要指的是蜂窝式模拟移动技术，其频率利用率不高、容量有限、制式太多且不兼容等局限促使人们开发出第二代移动通信。 第二代移动通信技术指的是蜂窝的数字移动通信技术，使得蜂窝的数据传输变成数字化，具有了数字化信号传输的所有特点。但还是存在着业务单一、通话和低速数据通信以及无法全球漫游等缺憾。于是结合Internet 和高度移动性的第三代移动通信应运而生。 第三代移动通信技术，这种技术克服了第二代移动通信技术的所有缺点，并提供了很高质量的多媒体综合业务。有了第三代移动通信，人们除通话以外，可以方便地进行WWW浏览，收发E- mail，视频点播等多媒体业务，进行电子商务如购物、交易、金融业务等。目前，因3G系统上有许多需要改进的地方，所以人们已经开始对4G 技术进行研究。这种4G技术会比3G技术的更加完善。 2 4G 移动通信简介 第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超
通信领域中电力线载波通信的应用及其原理 Power Line Carrier 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。 近年来高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程特点及技术关键。 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统，调度自动化系统，被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全稳定经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络。目前，在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上，多数已开通电力线载波通道[1]。形成了庞大的电力线载波通信网，该网络主要用于地市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信远动及综合自动化通道使用。 近年来，随着光纤通信的发展，电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式，但是由于我国电力通信发展水平的不平衡，由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条
电力线载波通信---有线通信
电力线载波通信---有线通信
抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载 波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式 传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进 行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及
以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。 近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用； 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/b83041607.html, 关于移动通信未来发展趋势的探讨 作者：陈宇冯杰 来源：《中国新通信》2013年第09期 【摘要】基于用户现实的需求和移动通信技术的快速发展，我国的移动通信正逐渐改变了人们的生活，在通信速度、网络带宽、增值服务、多媒体通信和智能性方面将有较大程度的提高。因此，我们必须对移动通信未来发展趋势进行深入的研究和探讨。 【关键词】移动通信智能化网络化发展趋势 一、移动通信在未来发展中的重要定位 在未来发展中，基于人们现实的需求，移动通信的定位主要表现在以下几个方面：（1）移动通信成为了网络发展的重要支撑。在未来的发展中，移动通信主要会朝着网络化的方向发展，通话和短信业务只占业务量的很少一部分，网络服务将成为移动通信的重要发展内容。（2）移动通信成为了NGN网络的重要载体。随着网络的快速发展，下一代NGN网络已经成为现有移动通信网络的替代产品，为了提高NGN网络的覆盖率，现有的移动通信网络成为了重要载体。（3）移动通信成为了人机通信的重要手段。在未来移动通信的发展中，人机通信将会成为重要的发展方向，在用户现实的人机通信的需求下，移动通信成为了人机通信的重要手段。 二、移动通信对人们生活方式的具体影响 移动通信的智能化、网络化发展，对人们的生活产生了具体的影响，其影响主要表现在以下几个方面：（1）移动通信的娱乐性更强。由于未来移动通信将会朝着智能化和网络化方向发展，因此移动通信的功能性更强，移动通信将会开发出各种娱乐功能，满足用户对娱乐的需求。（2）移动通信成为了人们工作和生活的重要帮手。在未来的发展中，移动通信的网络化发展将成为重要方向，由此也为用户的工作和生活提供了良好的网络支持，保证了人们能够随时随地利用移动网络。（3）移动通信的发展使人们的生活更加便捷。移动通信有了上网功能以后，人们可以利用移动通信网络查阅生活信息、缴纳各种费用、进行网络购物以及使用网上银行业务，提高生活品质和生活质量。 三、未来移动通信的重要发展趋势分析 从目前移动通信的发展速度来看，未来移动通信将会加快4G网络的建设，将在以下几个方面有重要的发展：（1）移动通信的通信速度更快。专家预估，第四代移动通信系统可以达到10Mb/s至20Mb/s，甚至最高可以达到100Mb/s，这种速度将相当于目前手机的传输速度的1万倍左右。（2）移动通信的网络带宽更宽。未来移动通信将会朝着构建4G通信系统方向发展，而4G通信系统在带宽方面将比目前3G系统的蜂窝系统的带宽还要宽。（3）移动通信的
PL2102--功能特征 PL2000A/B 是专为电力线通讯网络设计的半双工异步调制解调器，是PL2000 的升级产品。它仅由单一的 +5V 电源供电，以及一个外部的接口电路与电力线耦合。PL2000A/B 除具备原有系统基本的通讯控制功能外，还内置了四种常用的功能电路：32 Bytes SRAM，电压监测，看门狗定时器及复位电路，它们通过标准的 I2C接口与外部的微处理器相联。PL2000B内建高灵敏度放大器及四象限模拟乘法器，进一步提高了集成度（无需外部模拟混频器）。 PL2000A/B 是特别针对中国电力网恶劣的信道环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片，低信噪比数据传输性能比 PL2000 有了大幅度的提高，同时将数据传输速率提升一倍。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，以及大规模数字 /模拟混合 0.5um CMOS 工艺制作，所以在抗干扰、抗衰落性能以及国内外同类产品性能价格比等方面有着更加出众的表现。
■0.35um CMOS 数摸混合集成电路 ■直序扩频半双工异步调制解调器 ■二相相移键控，120KHz载频，带宽15KHz，传输速率500 bps ■接收灵敏度：100μVRMS ■15位伪码长度,可编程同步捕获门限 ■I2C串行通信接口 ■32Bytes SRAM (电池维护) ■可编程实时钟(秒/分/时/日/月/星期/年) (电池维护),支持数字频率校正 ■上电复位/电压监测电路及看门狗定时器 ■单+5V供电，I/O 口带 2500V ESD 保护 ■工业级温度标准: -40oC ~ +85oC ■SOP20 / SOP24 / SOP28 封装 典型应用图： 基于PL2101的单片机低压电力线载波通信接口扩展 发布:2011-09-05 | 作者: | 来源: menglongfei | 查看:328次 | 用户关注： 本文介绍了低压电力线通信接口芯片PL2101与MSP430F149的接口。早期的低压电力线载波通信芯片的接口电路相对复杂、抗干扰能力差，且多为国外产品，性价比低，因此，单片机系统较少采用低压电力线载波通信。随着通信技术的发展，新型低压电力线载波通信接口芯片解决了以上缺点，使得单片机系统采用低压电
浅析5G移动通信技术的发展前景及应用 摘要在移动通信技术飞速发展，并且已经广泛地运用到大众的日常生活中的今天，移动通信技术为人们的生活带来了诸多便利。随着人们对互联网和移动终端的需求愈发强烈，特别是物联网的发展，对网络通信速度有着更高的要求，这些产业需求无疑是推动5G网络发展的重要动力。但是目前，5G移动通信技术依然是探索性阶段，本文将针对性阐述5G移动通信技术研究过程中的一些关键性技术，展望移动通信技术的未来发展，以期促进5G移动通信技术的发展。 关键词5G移动通信技术；发展方向；关键技术 前言 随着移动通信技术被广泛运用到大众的生活，大众对于移动通信技术也提出了更高的要求。移動通信技术在保证自身功能日趋完善的同时，也要满足用户日益复杂、多样的需求。5G技术正是在这样的前提下诞生的，并且具备高功能性和高效能，为客户提供更加丰富多样的应用体验。有科学家指出，5G技术目前还处于研究阶段，在未来的几年里，4G还将保持移动通信行业的主导地位，并依旧在持续高速发展。但5G 移动通信技术很有可能在2020 年正式进入市场，并逐渐被广大用户接受和认可。本文将以5G移动通信技术为依托，探究与5G 相关的关键性技术和其未来的发展趋势。 1 5G移动通信技术的未来发展前景 5G，是第五代移动通信技术的简称。相比于4G技术，5G将是移动通信技术革命性的转变。5G技术专为互联网而生，且相比于4G技术，它将拥有更大的容量，更快的响应速度，更多的设备支持，更短的时间消耗，更低的功耗要求[1]。从用户体验来看，在5G技术支持下，下载一部高清电影只需要几秒钟的时间。换言之，5G的出现就是要为用户提供更高效、更快捷、更方便、更全面的优质服务。该技术可以通过智能手机、可穿戴通信设备和智能物联网设备等移动设备终端实现更广泛的连续覆盖。相比于4G技术只能满足智能手机的技术需求的局限，5G移动通信技术将为未来物联网的发展提供超大的带宽，它的容量将会是目前广泛应用的4G技术的1000倍，真正实现“万物皆可联”的梦想，这为智能家居生活，智能办公需求等提供前所未有的发展空间。是21世纪最具革命性的技术变革。 2 5G移动通信技术中的关键性技术应用 5G移动通信正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。它将从前“人与人”的沟通，转变为”人与物”、“物与物”的沟通。将为人们在获取信息、感知信息、参与信息制造和控制信息的能力上带来革命性的飞跃。5G技术的研发不会孤立进行，开发过程中也将吸收4G的优秀技术特性，如wifi局域网和蜂窝网，将会形成一个更智能、更广泛的网络新体系。随着各种智能新产品
5G移动通信技术及未来发展趋势刘海怀 发表时间：2019-06-19T10:48:47.910Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：刘海怀 [导读] 摘要：为了给未来5G 移动通信系统的顺利推行提供保障，我们有必要对5G 移动通信关键技术进行深入地分析和研究。 中通服建设有限公司 摘要：为了给未来5G 移动通信系统的顺利推行提供保障，我们有必要对5G 移动通信关键技术进行深入地分析和研究。基于此，笔者展开了以下简述。 关键词：5G 移动通信系统；关键技术；发展趋势 一、5G 移动通信技术的研究现状 我们又把5G 移动网络称之为第五代移动通信系统，此技术是在4G 移动通信技术的基础上提出的，5G 移动通信技术的发展是为了满足人们对移动通信网络的进一步需求，而随着通信技术水平越来越高，同时伴随计算机技术以及网络技术的优化和完善，4G 移动通信逐渐趋于成熟，因此，5G 移动通信逐渐被各大通信运营商所关注，并投入研发。 二、移动通信的关键技术分析 1.超密集网络技术 随着移动网络通信的飞速发展，人们对网络的依赖和需求达到了惊人的地步。在当前移动网络背景下，随着个人流量使用和流量使用人数的飞速增加，流量供应不足成为移动通信发展亟待解决的一大问题，而超密集网络技术就是在这样的时代背景下产生的。相较于传统4G 通信技术，5G 通信可以提供多出数千倍的移动流量，而在这其中起到决定性作用的就是超密集网络技术。超密集网络技术不仅拥有着丰富的室外密集网络，而且对室外空间进行了充分的拓展，进一步强化了其增益网络的核心作用。充分利用超密集网络技术的性能，是提高移动通信灵活性，扩大 5G 移动通信覆盖面的重要保证。 2.无线传输技术 无线传输技术也在5G移动通信技术领域发挥着至关重要的作用。同多天线传输技术相比，无线传输技术在信息传输效率方面具有一定的优势。无线传输技术建立在全双工技术与大规模MOMO技术的基础之上，上述技术可以在提升信息传输效率的基础上，为用户的自由通信提供保障。也可以在提升频谱利用效率的同时，发挥出降低发射功率与减少发射干扰的作用。为保证5G移动通信技术的实效性，研究者需要在不断发现与不断探索的基础上，优化5G通信技术。 3. 多输入多输出技术 多输入多输出可以利用多天线技术抑制信道传输衰弱，获得分集增益、空间复用增益和阵列增益，多输入多输出技术在发送端和接收端均采用多天线实现信号同时发送和接收，因此就形成了一个并行的多空间信道，充分利用空间信道传输资源，在不增加系统带宽和天线发射总功率的条件下提供空间分集增益，改进多径衰落中的传输可靠性。多输入多输出技术还采用了预编码或波束成型技术，可以实现一个或多个指定方向上的能量形成一个阵列增益，允许在不同方向上的多个用户同时获得服务，多输入多输出技术可以突破传统的移动通信的信道容量存在的瓶颈问题，充分利用空间信道的弱相关性形成空间复用增益，在多个相互独立的空间信道上传递不同类型的数据流，不需要增加物理带宽就可以成倍的提升移动通信的容量，提高数据传输的峰值速率。 4.同时同频全双工技术 同时同频全双工技术可以有效提升频率资源利用效率，并且可以同时接收在一条物理信道上两个不同方向的信号，同时同频全双工技术可以同时进行发射信号和接受同频数据信息，使通信双工节点自身发射机信号产生的搅扰问题被有效解决。既能提升高频谱的利用效率，又能够使移动通信网络快速可用。一旦实行5G，通信用户以及流量使用都将迅速增加，因此，传统基站模式为主的组网方式下已经不足以满足时代对于移动通信技术的要求，所以，5G这样新的网络连接模式可以很好地实现业务要求。 5.MIMO技术 多天线技术由很多个天线链路组成，所以这项技术所需要的元件非常多样，包括接收以及发射机也要有多个配套。接收天线可以方便地分布在设备上面，但是发射天线必须集中或分布排列。这项技术不仅可以去除本身MIMO，还可以提升高频谱的利用效率降低能耗。在小区干扰、噪音以及损耗和掉线问题方面做出了很大的改进，5G移动通信技术可以使用较为简单的方式去解决这些问题，不仅可以用多天线技术简化设计，还可以分散信号将时间和频谱利用率得到很好的提升。 6.新型网络架构技术 不同于4G 移动通信网络，为了满足未来5G 高效率、大规模、大容量的用户使用需求，要求5G 网络必须具有低时延、低成本、易维护和扁平化等特点，所以需要采用新型的网络架构技术。目前，云架构和 C-RAN（如图1所示）是学术界和产业界的热点。 图1 C-RAN网络架构示意图 三、移动通信技术未来发展趋势研究 5G是目前为止移动通信技术最前沿的技术，是通信技术最高境界的表现。国家根据实际情况希望未来的5G通信技术可以朝着两个方向发展，一个是互联网方面，另一个是在物联网方面，致力于解决现存的机械存在的海量通信问题。目前5G移动通信技术成为了世界通信领域都想要研究的对象，我国在2013年就已经成立了5G通信移动技术研究的小组，为更好地服务社会，适应互联网和信息技术的快速发展。5G最开始的目标定位是能够使这项技术可以与其他无线移动通信技术之间进行无缝衔接，而且能够根据实际情况进行全方位的服务。现阶
浅谈5G移动通信技术发展现状及未来趋势 刘远石 （通信工程 1312402-11） 摘要：随着现代社会的快速发展，现代科学技术的发展也日新月异，而通信技术方面的技术变革，更是站在当今发展最快的技术变革行列的前茅。4G移动网络是我国当前正大力推广的移动通信技术，现已发展的十分成熟，而5G移动网络则是面向2020年的第五代移动通信技术。很多国家自2013年起就开始研究5G移动网络，目前我国5G移动网络正处于探索阶段。文章根据我国5G移动网络应用现状，对5G移动网络的发展趋势进行了分析与预测。 关键词：5G、移动通信、发展现状、未来趋势 1、5G发展现状及应用前景 随着社会经济以及科学技术的不断发展，移动通信技术也有突飞猛进饿进步和发展。从2G到3G，再到当前的4G，短短几年移动通信技术有质的飞跃。不同类型的通信技术具有各自的发展阶段和技术特点。接下来的通信技术朝什么方向发展，有什么创新技术，这些都是人们对移动通信技术发展的期望和关注点。5G通信技术是接下来发展的趋向，也将成为新一代的的移动通信系统。每一代网络的出现与应用都是对移动网络技术进步的充分肯定与证明。为进一步促进移动网络技术发展，加快新一代5G移动网络的来临，有需要对5G移动网络应用现状与发展趋势进行关注与分析。5G是未来十年的发展方向，在2020年以后将成为第五代的移动通信系统。根据以往的移动通信技术发展的规律分析，5G应具有着超高的频谱利用率及利用能效，在传输速率和资源的利用效率方面，将比现今的4G技术有一个高度和质的提升，在其无线信号的覆盖性能、传输时效、通信安全及用户体验方面也将会有明显的提高和进步。[1]5G移动通信技术和其他无线移动技术有着深入的联系和结合，形成了新一代的全面性的通信网络。满足未来十年互联网移动通信网速的1000倍要求。未来5G移动通信还须很强的灵活性，可实现自动化和智能化的网络调整。移动互联网技术的发展为5G移动通信提供了动力基础。移动互联网将成为未来各种技术的基础性平台。当前的移动通信技术和无线技术将成为5G通信系统的基础，但有着更高的通信传输质量和系统效率的要求。未来5G技术的发展方向将在三个方面得到提升：（1）无线传输效率；（2）通信系统的智能化和系统吞吐率；（3）无线通信频率资源。当前科学信息技术处于新的发展和变革时期，5G技术的发展将有这样的特点：一，更加注重用户的体验，提高和改善通信网络的传输速率、吞吐效率及3D等下能力，将成为5G性能的重要指标；二，完善和健全网络，实现多点、多面、多用户多无线，提高系统性能；三，5G技术将实现无处不在的无线信号覆盖，优化系统的设计目标；四，充分利用高频段频谱资源，实现5G的普遍广泛应用；五，可灵活化的配置5G移动无线通信网络，相关通信运营商科根据实时的流量动态调整网络资源，降低成本和消耗。 5G移动通信技术，已经成为移动通信领域的全球性研究热点。随着科学技术的深入发展，5G移动通信系统的关键支撑技术会得以明确，在未来几年，该技术会进入实质性的发展阶段，即标准化的研究与制定阶段。同时，5G移动通信系统的容量也会大大提升，其途径主要是进一步提高频谱效率、变革网络结构、开发并利用新的频谱资源等。2013年初，欧盟等国家的第7框架计划中启动了关于5G的研发项目，共有29个参加方，我国的华为公司也参与其中。随着该项目的启动，各种5G移动通信技术的研发组织应运而生，如韩国成立的5G技术论坛，中国成立的IMT-2020(5G)推进组等。目前，世界各个国家正积极的就5G移动通信技术的应用需求、关键技术指标、使能技术、候选频段、发展愿景等各个方面进行全面的研讨，以期在2015年召开世界无线电大会时达成共识，在2016年后积极启动关于5G移动通信技术的相关行业标准进程。 移动互联网的快速发展是推动5G移动通信技术发展的主要动力，移动互联网技术是各种新兴业务的基础平台，目前现有的固定互联网络的各种服务业务将通过无线网络的方式提供给用户，后台服务及云计算的广泛应用势必会对5G移动通信技术系统提出较高的要求，尤其是在系统容量要求与传输质量要求上。5G移动通信技术的发展目标主要定位在要密切衔接其他各种无线移动通信技术上，为快速发展的网络通信技术提供全方位和基础性的业务服务。就世界各国的初步估计，包括5G移动通信技术在内的无线移动网络，其在网络业务能力上的提升势必会在三个维度上同步进行：第一，引进先进的无线传输技术之后，网络资源的利用率将在4G移动通信技术的基础上提高至少10倍以上；[2]第二，新的体系结构（如高密集型的小区结构等）的引入，智能化能力在深度上的扩展，有望推进整个无线网络系统的吞吐率提升大概25倍左右；第三，深入挖掘更为先进的频率资源，比如可见光、毫米波、高频段等，使得未来的无线移动通信资源较4G时代扩展4倍左右。为了提升5G移动通信技术的业务支撑能力，其在网络技术方面和无线传输技术方面势必会有新的突破。在网络技术方面，将采用更智能、更灵活的组网结构和网络架构，比如采用控制与转发相互分离的软件来定义网络架构、异构超密集的部署等。在无线传输技术方面，将会着重于提升频谱资源利用效率和挖掘频谱资源使用潜能，比如多天线技术、编码调制技术、多址接入技术等等。 5G移动通信技术的发展，在移动通信技术领域掀起了新一轮的竞争热潮，加快5G技术的研发应用，力求在5G通信领域的商业竞争中脱颖而出，已成为各国信息领域发展的重要任务。5G移动通信技术，必将会得到空前的发展，并给社会的进步带来前所未有的推动力。
未来移动通信发展趋势随着当今科学的不断发展，技术的不断更新，未来移动通信的发展也将越来越引起人们的重视，第三代移动通信(3G) 正在走向成熟, 其发展应用前景不容质疑。未来移动通信的研究,越来越被重视, 并逐步形成研究热潮。期待数据传输速率高达100MbitPs 以上, 频谱效率达到10bitPHz.s以上、系统容量是3G 系统的10倍以上、手机集各种功能和应用业务于一身的移动通信技术和系统。QAM和OFDM结合的正交并行多路高阶调制技术,MIMO和时空编码结合的空间多路技术, 分布式交叉覆盖和异构网络重叠的新型移动小区结构和相关技术等, 是很有潜力的未来移动通信技术。QAM的高阶调制不需要扩展频带, 是实现高速传输的重要手段。但传输速率仅随调制阶数对数增长、调制阶数更大增加对速率增长的贡献会变小.并行多路传输对速率的贡献按线性增长、对提高传输速率更为有效, OFDM采用FFT快速变换,可以一次处理几千路数据并行高速传输, 但以增加频带资源为代价。因此,QAM和OFDM结合的传输技术, 是一项很有前景的未来移动通信技术。 总的来说，未来移动通信发展的趋势将会朝以下几个方面发展： 一、多媒体技术 未来的通信将会越来越智能化，功能也将会越来越多样化。其中，多媒体技术也将飞速发展。多媒体信息同传、无线数据高速传输、动态影像传送、无线网络游戏、语音同步翻译、手机钱包等多媒体技术的应用将会越来月成熟。
近年来，多媒体技术得到迅速发展，多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域，如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中，运用最多最广泛也最早的就是电子游戏，千万青少年甚至成年人为之着迷，可见多媒体的威力。大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例，它的出现极大地方便了人们的生活。近年来又出现了教学类多媒体产品，一对一专业级的教授，使莘莘学子受益匪浅。正因为如此，许多有眼光的企业看到了这一形式，纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务，自助式维护，教授使用的功能，方便了客户，促进了销售，提升了企业形象，扩展了商机，在销售和形象二方面都获益。 可以这样说，凡是一个有进取心的企业，都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛，注定了它可在各行各业生根开花。其二，随着计算机的普及，新一代在计算机环境中成长起来的年轻人，已经习惯了这一形式，作为一个有发展眼光的企业，是不会放弃这一未来的消费主体的。其三，由于多媒体信息技术在国外已经非常普及，面对日益国际化的市场，只有跟上国际潮流。 二、可视电话技术 可视电话、多方可视电话、手机电视。 可视电话业务是一种集视频、语音于一体的多媒体通信业务。用户进行语音通话的同时，通过终端的屏幕看到对方的视频图像.同时将自己的本地图像传 输到对方。在目前网络lP化的大趋势下.可视电话也多以沪可视电话的
ATc 系统中采用电力线载波通信技术 的研究 摘要介绍了正交频分复用(ofdm) 的基本原理, 并结合城市轨道交通a tc 系统的特点,提出了利用基于ofdm 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。 关键词列车自动控制,电力线载波通信系统,正交频分复用 在城市轨道交通列车自动控制(a tc) 系统中, 通常利用轨道电路传输信息。 由于钢轨不是理想的信息传输通道,信息容量、传输速率受到了限制。本文提出了利用正 交频分复用(ofdm) 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。1 ofdm 的 基本原理 ofdm 是一种多载波调制技术(mcm) ,可以在强干扰环境下高速传输 数据。传统的数字通信系统将符号序列调制在一个载波上进行串行传输, 每个符号的频谱 占用信道的全部可用带宽。ofdm 则并行传输数据,采用频率上等间隔的n 个子载波构成, 它们分别调制一路独立的数据信息,调制之后n 个子载波的信号相加同时发送。因此每个 符号的频谱只占用信道全部带宽的一部分。在ofdm 中,通过选择载波间隔,使这些子载波 在整个符号周期上保持频谱的正交特性,各子载波上的信号在频谱上互相重叠;接收端利用 载波之间的正交特性,可以无失真地将接收到的信号还原成发送信息,从而提高系统的频谱 利用率。图1 表示了ofdm 的基本原理[2 ] 。假设一个周期内传送的符号序 列为(d0 , d1 , ?, dn-1),每一个符号di 是经过基带调制后的复信号, di = ai+j bi , 串行符号序列的间隔为δt= 1/ fs,其中fs 是系统的符号传输速率。串并转换之后,它们 分别调制n 个子载波(f0 , f1 , ?fn-1),这n 个子载波频分复用整个信道带宽,相邻子载 波之间的频率间隔为1/ t , 符号周期t从δt增加到nδt。合成的传输信～号可以用 其低通复包络d (t) 表示。 图1 正交频分复用ofdm 的基本原理因此,ofdm 系统的调制和解调过 程等效于离散付氏逆变换(idf t) 和离散付氏变换(df t) 处理,实际上系统通常采用dsp 技术和fft 快速算法来实现。由于ofdm 系统的符号周期延长了n 倍,增强了其消除码间串扰的能力。在数字基带调制部分,可以根据子信道特性采用不同的调制方式(如bpsk,qpsk ,qam , tcm 等) 。如果某个频段信号衰减严重,发送端还可以关闭该频段 的子载波, 实现信道自适应均衡。通过采用信道编码技术, ofdm 还可以进行前向纠错(fcc) 。由于dsp 和大规模集成电路技术的推动, ofdm 调制技术已经得到广泛应用,在数字音频广播(dab) 和数字视频广播(dvb -t) 领域中被欧洲地面广播标准采纳。采用ofdm 技术在电力线上高速传输数据也有产品问世,如homeplug 组织成员中的 intellon 公司产品powerpacket , 传输速率可以达到14 mbit/s , 频带4. 3～20. 9 mhz ,84 个子载波,支持dqpsk ,dbpsk ,robo 调制。2 在a tc 系统中采用ofdm 技 术城市轨道交通对列车速度控制提出很高的要求,要达到安全性、可靠性、适 用性和经济性的目标,还要考虑到迅速、准确和价格合理等因素。这需要列车、沿线、车
未来移动通信发展趋势 随着当今科学的不断发展，技术的不断更新，未来移动通信的发展也将越来越引起人们的重视，第三代移动通信(3G) 正在走向成熟, 其发展应用前景不容质疑。未来移动通信的研究,越来越被重视, 并逐步形成研究热潮。期待数据传输速率高达100MbitPs 以上, 频谱效率达到10bitPHz.s以上、系统容量是3G 系统的10倍以上、手机集各种功能和应用业务于一身的移动通信技术和系统。QAM和OFDM结合的正交并行多路高阶调制技术,MIMO和时空编码结合的空间多路技术, 分布式交叉覆盖和异构网络重叠的新型移动小区结构和相关技术等, 是很有潜力的未来移动通信技术。QAM的高阶调制不需要扩展频带, 是实现高速传输的重要手段。但传输速率仅随调制阶数对数增长、调制阶数更大增加对速率增长的贡献会变小.并行多路传输对速率的贡献按线性增长、对提高传输速率更为有效, OFDM采用FFT快速变换,可以一次处理几千路数据并行高速传输, 但以增加频带资源为代价。因此,QAM和OFDM结合的传输技术, 是一项很有前景的未来移动通信技术。 总的来说，未来移动通信发展的趋势将会朝以下几个方面发展： 一、多媒体技术 未来的通信将会越来越智能化，功能也将会越来越多样化。其中，多媒体技术也将飞速发展。多媒体信息同传、无线数据高速传输、动态影像传送、无线网络游戏、语音同步翻译、手机钱包等多媒体技术的应用将会越来月成熟。 近年来，多媒体技术得到迅速发展，多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域，如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中，运用最多最广泛也最早的就是电子游戏，千万青少年甚至成年人为之着迷，可见多媒体的威力。大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例，它的出现极大地方便了人们的生活。近年来又出现了教学类多媒体产品，一对一专业级的教授，使莘莘学子受益匪浅。正因为如此，许多有眼光的企业看到了这一形式，纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务，自助式维护，教授使用的功能，方便了客户，促进了销售，提升了企业形象，扩展了商机，在销售和形象二方面都获益。 可以这样说，凡是一个有进取心的企业，都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛，注定了它可在各行各业生根开花。其二，随着计算机的普及，新一代在计算机环境中成长起来的年轻人，已经习惯了这一形式，作为一个有发展眼光的企业，是不会放弃这一未来的消费主体的。其三，由于多媒体信息技术在国外已经非常普及，面对日益国际化的市场，只有跟上国际潮流。多媒体技术特点： 1、能够完成在内容上相关联的多媒体信息的处理和传送，如声音、活动图像、文本、图形、动画等； 2、交互式工作，而不是简单的单向或双向传输； 3、网络联结，即各种媒体信息是通过网络传输的，而不是借助CD-ROM等存储载体来传递的。 二、可视电话技术 可视电话、多方可视电话、手机电视。
电力线载波通信的特点 一、高压载波路由合理，通道建设投资相对较低 高压电力线路的路由走向沿着终端站到枢纽站，再到调度所，正是电力调度通信所要求的合理路由，并且载波通道建设只需结合加工设备的投入而无须考虑线路投资，因此当之无愧成为电力通信的基本通信方式，尤其在边远地区更是这样。电力线载波通道往往先于变电站完成建设，对于新建电站的通信开通十分有利。为此，只要妥善解决电力线载波信道的容量问题，载波通信的优势就会显现出来。在中压配电网载波和低压用户电网载波中，节省线路建设费用，无须考虑破坏家庭已装修环境，也仍然是载波通信的优势。 二、传输频带受限，传输容量相对较小 在高压电网中，一般考虑到工频谐波及无线电发射干扰电力线载波的通信频带限制于40～500kHz之内，按照单方向占用4kHz带宽计算，理想情况下一条线路可安排115条高频载波通道。但由于电力线路各相之间及变电站之间的跨越衰减有限（13～43dB），不可能理想地按照频谱紧邻的方式安排载波通道，因此，真正组成电力线载波通信网所实现的载波通道是有限的，在当今通信业务已大大开拓的情况下，载波通道的信道容量已成为其进一步应用的“瓶颈”问题。尽管我们在载波频谱的分配上研究了随机插空法、分小区法、分组分段法、频率阻塞法及地图色法和计算机频率分配软件，并且规定不同电压等级的电力线路之间不得搭建高频桥路，使载波频率尽量得以重复使用，但还是不能满足需要。近来随着光纤通信的发展和全数字电力线载波机的出现，稍微缓解了载波频谱的紧张程度。 在10kV中压配电网和低压用户配电网中，除了新上的载波信号之外，不存在其它高频信号，并且一般为多址传输，因此通道容量问题并不突出。 三、可靠性要求高 有两个原因要求电力线载波机具有较高的可靠性，一是在电力系统中传输重要调度信息的需要；另一是电压隔离的人身安全需要。为此，电力线载波机在出厂前必须进行高温老化处理，最终检验必须包含安全性检验项目。为此，国家质检总局从八十年代开始即对电力线载波机（类）产品实行了强制性生产许可证管理[4]。随着时代的进步，目前管理的范围已包括各种电压等级的载波机、继电保护收发信机、载波数据传输装置（如配网自动化和抄表系统的载波部分）和电线上网调制解调器。目前大多数高压及中压电力线载波机生产企业已按照生产许可证的要求建立了较为完善的质量体系。 四、线路噪声大 电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得多（见图1），在高压电力线路上，游离放电电晕、绝缘子污闪放电、开关操作等产生的噪声比较大，尤其是突发噪声具有较高的电平（见图1）。根据国外资料描述，电力线的噪声特性可分为四种类型： 1、具有平滑功率谱的背景噪声，这种类型噪声的功率谱密度是频率的减函数，如电晕噪声。这种噪声特性可以用带干扰的时变线性滤波模型来描述。 2、脉冲噪声，由开关操作引起，这种噪声与电站操作活动的关系较大。 3、电网频率同步的噪声，主要由整流设备产生。 4、与电网频率无关的窄带干扰，主要由其它电力设备的电磁辐射引起。 一般电晕噪声电平大致为：220kV -25dB；110kV -35dB（带宽为5kHz），在工业区、沿海地区、高海拔地区、新线路、升压线路和绝缘设备存在微小放电的线路上噪声电平还将增