張飛
摘要:實(shí)現(xiàn)無線通信的基礎(chǔ)是電磁波傳播理論。市場(chǎng)應(yīng)用需求的迅猛增長(zhǎng)與超大規(guī)模集成電路技術(shù)(VLSI)、數(shù)字處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展是推動(dòng)無線通信快速發(fā)展的重要因素。本文將通過無線通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)、智能交通系統(tǒng)以及無線通信面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)來探討這一問題。
關(guān)鍵詞:無線通信技術(shù);智能交通系統(tǒng);應(yīng)用
1無線通信技術(shù)
近年來無線通信技術(shù)取得了較快發(fā)展,其對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展都起到了重要的帶動(dòng)作用。無線通信技術(shù)是通過發(fā)送端將要發(fā)送的信息內(nèi)容調(diào)制到相應(yīng)的無線電頻率上,再經(jīng)由天線將信號(hào)發(fā)送到無線信道上,信號(hào)以電磁波的形式在空間進(jìn)行傳播。對(duì)于接收信號(hào)端,其利用天線來對(duì)空間中發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行接收,并采用調(diào)制設(shè)備來對(duì)信號(hào)進(jìn)行具體的調(diào)制,并將其轉(zhuǎn)換為原始的發(fā)送信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)發(fā)送信息的無線傳輸。相較于其他通信技術(shù),無線通信技術(shù)在應(yīng)用中具有一定的優(yōu)勢(shì)。將無線通信技術(shù)在交通系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用,可以促進(jìn)交通智能化的實(shí)現(xiàn)。由于智能化的交通管理系統(tǒng)中存在大量的車輛運(yùn)行信息,將智能交通系統(tǒng)與無線通信技術(shù)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息和圖文信息的及時(shí)交換,構(gòu)建起完善的智能化交通管理系統(tǒng)。
2智能交通系統(tǒng)
智能交通系統(tǒng)是交通運(yùn)行管理過程中的重要信息系統(tǒng),是利用無線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等高科技技術(shù)對(duì)車輛的運(yùn)行狀態(tài)、道路的交通情況等進(jìn)行掌握,并且對(duì)其進(jìn)行調(diào)度,使得交通管制更加智能和高效,從而不斷提高交通系統(tǒng)的管理水平。現(xiàn)階段人們購(gòu)買車輛的熱情逐漸增加,道路上的車輛數(shù)量越來越多,交通壓力較大,如果不能對(duì)交通進(jìn)行管制和調(diào)度,則將極大地影響道路交通安全。智能交通系統(tǒng)是在無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,主要的技術(shù)為車輛無線通信技術(shù),該技術(shù)可以在短距離以及特定方向上傳輸信息,主要經(jīng)過激光以及毫米波信道雙向或者單向傳輸數(shù)據(jù),而且還能不停轉(zhuǎn)換傳輸方式,每幀的周期為25分鐘。
3無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1GSM技術(shù)應(yīng)用
GSM技術(shù)作為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,指的是數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)。在當(dāng)前信息技術(shù)快速發(fā)展的新形勢(shì)下,信息覆蓋范圍促進(jìn)了全球性的發(fā)展態(tài)勢(shì),在這種情況下,通過在交通系統(tǒng)應(yīng)用移動(dòng)通信設(shè)備建立起基站與車輛之間信息的溝通。由于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)具備語(yǔ)音和數(shù)據(jù)雙向業(yè)務(wù),使其在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用更具高效性和快捷性。當(dāng)前數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)的方式更具安全性和保密性,信息傳送速率達(dá)到較高水平。而且在GSM系統(tǒng)運(yùn)行過程中,在信息傳送的基礎(chǔ)上,還能夠?qū)崿F(xiàn)信息的交流和反饋。相較于有線數(shù)字技術(shù)信息負(fù)載量的有限性,GSM技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用更具實(shí)用性。
3.2車輛無線通信技術(shù)應(yīng)用
通過與行駛中的車輛進(jìn)行移動(dòng)通信,實(shí)時(shí)向移動(dòng)車輛進(jìn)行信息的傳輸。具體傳輸?shù)男畔⒅饕?個(gè)方面。其一,調(diào)度中心以廣播的形式將旅行信息向每輛正在行駛的車輛進(jìn)行發(fā)送。其二,以命令的方式借助車隊(duì)或是運(yùn)轉(zhuǎn)部門將信息向所屬的駕駛員和車輛進(jìn)行傳送,以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)交通的有效管理和調(diào)度。其三,為駕駛員之間的信息。其四是車輛控制系統(tǒng)中的車輛安全信息,其對(duì)于車輛安全行駛尤為重要。
3.3移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用
當(dāng)前第三代和第四代無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。在具體應(yīng)用第三代無線通信技術(shù)的過程中,其利用微微蜂窩區(qū)實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)通信,利用微蜂窩區(qū)實(shí)現(xiàn)了城市與郊區(qū)范圍內(nèi)的通信,利用宏蜂窩區(qū)實(shí)現(xiàn)了城市之間的漫游通信。將其在智能交通系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用,可以有效加強(qiáng)對(duì)車輛的管理,提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩6业谌鸁o線移動(dòng)通信采用的是異步轉(zhuǎn)換技術(shù),具有較高的傳播速度,依托于衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了全球漫游,同時(shí)通信信息也有效地覆蓋了水、陸、空各運(yùn)輸部門。第四代無線通信技術(shù)具有更好的數(shù)據(jù)傳輸性能,應(yīng)用在交通智能系統(tǒng)中能夠完成數(shù)據(jù)較大的路況視頻和圖片的傳送,具有傳輸速度快及信息損壞可能性低的特點(diǎn),能夠更精確地對(duì)車輛進(jìn)行定位,收集交通路況信息,使其在導(dǎo)航和道路優(yōu)化選擇方面應(yīng)用具有更為突出的效果。
4無線通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
無線通信的未來發(fā)展是一個(gè)整體的發(fā)展趨勢(shì):各種無線通信技術(shù)的集成、互補(bǔ)和發(fā)展,為寬帶、IP和多媒體無線網(wǎng)絡(luò)的多樣化接入提供了新的發(fā)展。ORK集成與集成應(yīng)用。各種通信網(wǎng)絡(luò)的多媒體個(gè)人通信旨在通過任何人在任何地方實(shí)現(xiàn)和傳送信息。無線通信發(fā)展的需求決定了其實(shí)現(xiàn)的多樣性和集成性。多樣性是指將包括適合語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等不同質(zhì)量與傳輸速率要求的各種通信網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)共存;融合就是在技術(shù)上將適合多種體傳,符合網(wǎng)絡(luò)融合在一起,使之相互取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮每一種網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)處,從而逐步實(shí)現(xiàn)與完善未來個(gè)人通信要求的綜合性通信網(wǎng)絡(luò)。(1)無線接入技術(shù)是集成和有效的補(bǔ)充。各種技術(shù)在無線通信領(lǐng)域的互補(bǔ)性正變得越來越清晰。這主要表現(xiàn)在不同的覆蓋技術(shù)、不同的應(yīng)用領(lǐng)域、不同的技術(shù)特性和不同的接入率。未來的無線多址網(wǎng)絡(luò)最終將是一個(gè)綜合的、綜合的解決方案。各種無線接入技術(shù)將在這個(gè)集成網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮作用,找到自己的世界。從大范圍公眾移動(dòng)通信來看,3G、B3G技術(shù)及其長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)將是主導(dǎo),從而形成對(duì)全球的無縫覆蓋;WLAN、WiMAX(WorldwideinteroperabilityforMicrowaveAccess,微波接入全球互通)、UWB(UltraWideBand,UWB等寬帶接入技術(shù)由于技術(shù)特點(diǎn)的不同,將在不同覆蓋區(qū)域或應(yīng)用領(lǐng)域?qū)惨苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效補(bǔ)充。(2)核心網(wǎng)絡(luò)一體化:接入網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)多元化的同時(shí),核心網(wǎng)絡(luò)層面以IMS(IPMultimediaSubsystemIP,多媒體子系統(tǒng))為會(huì)話和業(yè)務(wù)控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),成為面向多媒體業(yè)務(wù)的未來網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ)。(3)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)應(yīng)用集成:移動(dòng)通信業(yè)務(wù)應(yīng)用將更好地體現(xiàn)“以人為本”的特點(diǎn),業(yè)務(wù)應(yīng)用將更加豐富和個(gè)性化,更高的質(zhì)量;通信服務(wù)的價(jià)值鏈將進(jìn)一步延長(zhǎng)。細(xì)分和開放,形成新的開放良性生態(tài)環(huán)境,商業(yè)應(yīng)用、開發(fā)和推廣。
5無線通信面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
無線通信面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)主要源自復(fù)雜的無線傳播環(huán)境。有線通信使用特性穩(wěn)定的傳輸媒介,傳輸環(huán)境是穩(wěn)定的和可預(yù)測(cè)的。無線通信使用無線信道作為傳輸媒介,傳輸環(huán)境復(fù)雜多變。發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的傳輸路徑很少出現(xiàn)簡(jiǎn)單的視線傳播(LOS,LineOfSight)情況。多數(shù)情況下,電磁波在傳播過程中會(huì)受到許多地物的反射、繞射或散射的影響。反射和散射使得自發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)可能經(jīng)過多條路徑到達(dá)接收機(jī),這就是多徑傳播現(xiàn)象。多徑傳播使電磁波的傳播衰減增大,還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響通信效果的多徑衰落現(xiàn)象。而且,有時(shí)引起多徑傳播現(xiàn)象的物體還處于運(yùn)動(dòng)之中,這使得準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)任意位置上的無線接收信號(hào)電平基本上是不可能的。
6結(jié)論
在當(dāng)前智能交通系統(tǒng)中無線通信技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用。而且隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,有利于全面提高智能交通系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛和公交系統(tǒng)的有效監(jiān)控和導(dǎo)航,能夠最大限度地提高行車的安全性和便利性,確保城市交通管理工作的質(zhì)量。
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(作者單位:新疆城科智能科技股份有限公司)