軍事通信技術論文范文

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論文摘要:早在七十年代，人們開始研究無線電通信技術。無線電通信技術有線電通信相比，具有不用架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等優點，備受市場的青睞。無線電通信技術為人們的生產和生活帶來的影響無疑是巨大的，但它亦有不容忽視的缺點，譬如聲音、文字、數據、圖像和視頻等傳輸的質量不甚穩定，由此造成的聲音失真、文字模糊、數據滯后、圖像和視頻失真都亟須改進之處，還有信號容易受到干擾、容易被人截獲造成通信內容保密性差[1]，尤其在軍事和經濟領域，再一次說明無線電通信技術通信方法的拓新勢在必行。本文就無線電的優缺點進行分析，探討其通信技術所需拓新之處，并提出建議。

1無線電通信技術的發展歷程

1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生，并當眾展示了他發明的無線電接收機，那天俄國當局定為“無線電發明日”。

1896年3月24日，波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米，做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。

1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信，第一次實際性地使用無線電通信技術。

1901年，他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信，從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。

隨后，無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年，美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題，從此超短波轉播站一些國家相繼建立了，無線電通信技術迅速普及開來[2]。

隨著電子技術的高速發展，信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要，于人們生產與生活中被廣泛使用；后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代，使電子計算機信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。

信息技術是以微電子和光電技術為基礎，以計算機和通信技術為支撐，以信息處理技術為主題的技術系統的總稱，是一門綜合性的技術。今天的信息化時代，就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。

無線電通信技術發展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越，但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。

2無線電通信技術的特點

近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術，是迅速發展起來的新技術領域，不需要傳輸媒質，部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替，無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍，實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半，優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結如下：

不受時空限制。大多數情況下，人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知，而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯絡綜合高效，語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往，無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網絡的連接，通信技術踏上新的臺階。

具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性，尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。

可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通，這也是無線架輸的最大特點。

無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題，但其信號容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題，目前全球化經濟愈演愈熱，其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點，因此，無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。

3無線電通信技術之通信方法的拓新

21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起，欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷，筆者認為，我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試，主要可總結一下八點：

3.1采用了數字通信技術

提高系統頻譜資源的利用率，維持信號上的穩定，避免通信信號收到干擾，增大了系統通信容量，提供話音、圖像和數據等多種通信服務，確保用戶信息安全保密。

3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展

信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3]，尤其近年來世界范圍內全面展開，無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進，這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。

3.3推廣個人信息化技術

個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。

3.4拓新接入網絡的樣式

技術上融合實現固定和其他通信等不同業務，在無線應用協議（WAP）的出現以后，無線數據業務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要，傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合，尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備，滿足了生活與生產地各種通信需求。3.5過渡電路交換網絡

關于過渡電路交換網絡，IP網絡無疑是核心關鍵技術，是最合適的選擇對象，處理數據的能力電路交換網絡大大提升，這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。

3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器

Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性，利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實現更具備高度的機動性及可用性。

3.7推廣軟件無線電

軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場，對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。

3.8提高無線通信網絡可持續性

無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設想。因此，無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。

結束語

回顧無線通信的發展歷程，無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用，盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快，但面對我國12億人口的通信需求，無線電通信技術普及率低的問題，面對我國12億人口，網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時，無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面，提升自身的營業水平，為市場提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此，在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮，這要求我們積極加快無線領域的科技進步，為無線電通信技術創新出謀劃策，為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。

參考文獻

[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.

[2]《數字與模擬通信系統》LeonW.Couch,II電子工業出版社.

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【關鍵詞】光纖通訊技術 特點 應用 發展

光纖通信技術簡單來說就是以光波作為信息載體，以光纖作為信息傳輸媒介的一種通信方式。光纖通訊技術是當今信息技術方面涉及最廣泛的技術，在信息通訊的領域上運用非常廣泛，同時在其他領域也發揮著其技術的優勢，在這個大環境下光纖通信技術有一個光明的發展前景。而要對光纖通信系技術有一個很好地應用首先要對其特點有深刻的了解。

一、光線通信技術的特點

（一）光纖通信技術的含義

光纖通信技術就是利用光作為信息的載體，利用光纖作為通訊的方式渠道。運用光纖通信技術時的光波遠遠快于電波的頻率，大大提升了信息的傳遞效率，并且光纖要比電纜或導波纜在信息運輸過程中損耗要小得多，大大增加了安全措施和減少了維修費用；光纖相對于與其它運輸方式的容量也要擴大幾倍，因此無論是從速度上還是容量上光纖通信技術都大大提升了信息運輸效率；光纖本身也是玻璃材質，是電氣絕緣體，不存在接地回路的現象，更加降低了串路的現象；光纖本身體積就很小，也解決了大城市間電路擁擠的問題，因此光纖通信技術十分適用由于信息行業。

（二）耗損特性

利用光纖通信技術來進行信息的傳送，在傳送過程中由于信號的強弱和傳送距離的長短都影響著光纖損耗程度。光纖的損耗主要是兩方面的原因，一方面是光纖傳輸線內部的吸收、瑞利散射和不完全散射都會造成光纖的損耗；另一方面是光纖傳輸線來自外部的折損造成的損耗等，這些都對光纖的壽命有著影響。

信息傳輸過程中由于光纖中光波會發熱，光纖傳輸線吸收一部分熱量，這種吸收熱量的行為會對光纖造成一定的損耗。吸收損耗的主要是因為光纖是玻璃材質和其中的雜質造成對熱量的吸收。雜質吸收主要是增大光纖自身附帶的水分子中的氫氧成分與金屬離子的氧化過程，改變了光纖傳輸線的成分，從而影響信息傳輸的過程；瑞利散射的損耗，它指的是光在傳輸過程中遇到微利不均勻導致光波長變小，那么光波就會向周圍折射，發生瑞利散射的現象，從而導致光能量損耗。由于光纖作為光傳遞的載體，光纖在生產時質地不均勻很容易導致光發生瑞利散射的現象，從而影響信息的傳輸，這種現象目前的技術并不能避免，制造工廠只能盡可能的減小這種現象的發生；結構不完整的損耗主要指的是在光纖生產過程中的失誤和在使用過程中的磨損，導致光纖內部或者外部有一些結構上的缺陷，很有可能造成散射的現象出現，導致信息在傳輸過程的損耗；彎曲損耗主要指的是在光纖捆綁成纜時，施工過程中都有可能造成光纖的彎曲，光纖的彎曲程度一旦過小，不能使光束完成正常的反射時就會影響信息的傳輸，因此在使用過程中一定要注意光纖的彎曲程度一定要大于十公分，才能保證光纖正常工作等。

（三）容量大的特性

光纖通訊技術比過去的電纜或銅線技術有大得多的傳輸寬帶，可以傳輸幾十倍的信息，推動了信息傳輸業的發展，也更加適應這個信息快速發展的社會。單波長光纖通信系統一般都是加注一些復雜的技術，使之擴展信息傳遞的容量，以適應這個新興的信息時代，目前我國正在信息容量方面持續研究，以提升信息傳遞的整體效率。

二、光纖通信技術的運用

我國20世紀末信息技術飛速發展，像廣播電視，電力通訊，電信傳輸等都如雨后春筍般勢不可擋。隨著這些行業的刺激，信息技術也在不斷地發展，光纖通信技術更是作為一種新興技術飛速發展著，涉入到各個領域當中。

光纖通訊技術逐漸在軍事，電力或網絡領域等中發揮它的優勢，為這些領域帶來了新的血液，推動這些領域中信息的發展。光纖技術雖然一些優勢性能已經開發出來，但是還有很多優勢沒有進行很好的擴展，甚至沒有開發，我國正在不斷的對其進行研究，將其功效發揮到極致的同時也在開發其他新的技術，試圖代替光纖通信技術，促進信息技術的發展。

我國的信息網絡格局正在不斷優化，正在向網狀結構發展，形成一個信息網絡，真正做到四方八達信息網，促進我國信息事業的發展。并且這些技術不僅僅運用到信息事業當中，還在軍事和電力等事業的發展做出了一定的貢獻。

三、結束語

總而言之，光纖通信技術目前引領著我國信息事業的發展，針對我國社會不斷的發展，對信息的要求也越來越高，隨著社會的進步光纖技術也應該不斷進步，才能適應這個飛速發展的社會。在經濟條件和人民期望的大環境下光纖通訊技術一定會不斷研發，并擴展到各個領域當中，推動社會的發展，逐漸縮短與國際領先技術的差距。

參考文獻：

[1]李厚偉.淺析光纖通信技術的應用及發展趨勢探討[J].城市建設理論研究.2011（18）

[2]韓長軍.淺談光纖通信技術的特點及其運用[J].電腦知識與技術.2013（25）

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紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。

簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。

2.紅外通訊技術的特點

紅外通訊技術是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：

⑴通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發;

⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；

⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；

⑷小角度（30度錐角以內），短距離，點對點直線數據傳輸，保密性強；

⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經。

3.紅外數據通訊技術的用途

紅外通訊技術常被應用在下列設備中：

⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；

⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；

⑶電話機、移動電話、尋呼機；

⑷數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；

⑸工業設備和醫療設備；

⑹網絡接入設備，如調制解調器。

4.紅外數據通訊技術的缺點

⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷;

⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）;

⑶紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸，功能單一，擴展性差。

5.紅外通信技術對計算機技術的沖擊

紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產品遭淘汰，包括歷史悠久的調制解調器。預計，執行紅外通信標準即可將所有的局域網(LAN)的數據率提高到10Mb/s。

紅外通信標準規定的發射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發內置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數字式的，故不需要調制解調器。

紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數據以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。

6.紅外通信技術開辟數據通信的未來

目前，符合紅外通信標準要求的個人數字數據助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(PCS)和全球移動通信系統(GSM)網絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數字式的，所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數據卡。PCS數據卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統和筆記本計算機之間容易實現無線通信。由于PCS、數字電話系統和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現的，所以PCS數字電話系統可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數據通信。而且，由于該系統不要求在計算機中使用調制解調器，所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機，現在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。

預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產生沖擊，對未來數據通信產生重大影響。

參考文獻

[1]蔣俊峰.基于單片機的紅外通訊設計[J].電子設計應用,2003,11.

[2]曾慶立.遠距離紅外通訊接口的硬件設計與使用[J].吉首大學學報(自然科學版),2001,4.

[3]鄧澤平.一種多用途電度表的紅外通訊問題[J].湖南電力,2003,4.

[4]朱磊,郭華北,朱建.單片機89C52在多功能電度表中的應用研究[J].山東科技大學學報(自然科學版),2003,2.

[5]羅兆虹,詹學文,戴學安.紅外通訊技術在電能表數據交換中的應用[J].電測與儀表,2002,12.

[6]吳葉蘭,廉小親,石芹俠.電能計量芯片組AT73C500和AT73C501及其應用[J].電測與儀表,2002,7.

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關鍵詞：認知無線電；軟件通信體系結構；認知引擎；戰術電臺

中圖分類號：TN924 文獻標志碼：A DOI：

Research of Cognitive Radio Architecture

Zhang Jian－feng

（Communication Engineering,Hangzhou Dianzi University,310018）

Abstract: This paper first expounds the basic theory and concept of Cognitive Radio(CR),reviews the development course of Cognitive Radio,introduces the status of researching for Cognitive Radio.Then concisely analyzes the application prospect for demand of battlefield communication.At last,suggests a kind of architecture of Cognitive Radio,provides it's software and hardware construction,briefly explains the function of each part.

Key words: Cognitive Radio；SCA；Cognitive Engine；Tactical Radio

0 引 言

隨著信息技術的不斷發展，軍事、民用、商業對通信要求也在不斷提高，新的通信設備和通信手段不斷出現，而目前采用的主要還是基于授權的靜態頻帶分配的方法，這就使得常用的無線頻帶越來越擁擠，頻譜資源已經成為一種緊缺資源。而過于擁擠的通信頻帶，帶來的就是設備通信能力的直線下降。因此，如何解決因頻帶擁擠帶來的通信能力下降的問題，已經成為一種迫在眉睫的需求。

認知無線電技術（Cognitive Radio，CR）[1]是解決上述問題的有效方法之一，它是一種新的智能無線通信技術，通過感知周圍環境的頻率、時間和空間等特征，對環境、信道條件、網絡協議、用戶需求以及設備本身的內部情況進行推理，根據推理結果實時調整傳輸參數，以保證信息的可靠快速傳輸。

本文結合認知無線電的技術特點以及戰場通信的實際需求，給出了一種基于認知無線電技術的戰術電臺架構，對其軟硬件組成及功能做了簡要分析。

1 認知無線電技術的概念及發展

上世紀90年代早期，J.Mitola提出了軟件無線電(Software DefinedRadios，SDR)的概念。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A／D和D／A變換器，將盡可能多的無線電臺的功能用軟件定義。它的出現使通信終端大大減小對硬件的要求，可以使相同的終端在不同的通信系統中使用。在2000年的論文中，Mitola將軟件無線電的概念進一步拓展，提出了認知無線電(CR)的概念。認知無線電可以感知周圍電磁環境，并實時調整傳輸參數，使通信系統的無線電參數不僅與規則相適應，而且能與環境相匹配，以達到無論何時何地都能達到通信系統的高可靠性和頻譜利用的高效性。也就是說，SDR關注的是采用軟件方式實現無線電系統信號的處理；而CR強調的是無線系統能夠感知操作環境的變化，并據此調整系統工作參數，實現最佳適配。從這個意義上講，CR是更高層的概念，不僅包括信號處理，還包括根據相應的任務、政策、規則和目標進行推理和規劃的高層活動。所以，認知無線電是智能化的軟件無線電[2]。

此后，不同的機構和學者從不同的角度給出了CR的定義，其中比較有代表性的包括美國聯邦通信委員會(FCC)和著名學者Simon Haykin教授的定義。FCC認為：“CR是能夠基于對其工作環境的交互改變發射機參數的無線電”。Simon Haykin則從信號處理的角度出發，認為：“CR是一個智能無線通信系統。它能夠感知外界環境，并使用人工智能技術從環境中學習，通過實時改變某些操作參數(比如傳輸功率、載波頻率和調制技術等)，使其內部狀態適應接收到的無線信號的統計性變化，以達到以下目的：任何時間任何地點的高度可靠通信；對頻譜資源的有效利用?！?/p>

總結上述定義，CR應該具備以下3個主要特征：

(1)感知能力

感知能力使CR能夠感知其外部頻譜環境信息，發現空閑的頻譜資源或干擾信號，尋找合適的信道，這是CR工作的前提。

(2)推理和學習能力

推理和學習能力使CR能夠根據感知到的外界電磁環境和自身的狀況，同時結合過往的工作數據，得出當前的最佳通信參數的能力，這是CR工作的核心。

(2)重構能力

重構能力使得CR設備可以推理結果對設備的各種參數進行重設置的能力?？梢灾貥嫷膮蛋ǎ侯l率、發射功率、調制和編碼方式、通信協議等。

一個常見的CR設備工作流程如圖1所示：

如圖1所示，CR設備的工作過程一般分為以下三個階段：

1）感知階段：認知設備感知外界的電磁頻譜環境；

2）決策階段：根據感知到的外界電磁環境和已有的知識經驗，經過詳細的運算推理過程，得出最適合當前環境的通信參數；

3）重構階段：根據決策結果對認知設備進行參數加載或配置，完成通信過程。

感知、決策、重構這三個階段不斷的循環，構成了CR設備工作的全過程。

認知無線電的概念提出以后，眾多國家和國際組織都對其投入了巨大的研究精力，其中以美國和歐盟的研究最具代表性。美國的研究以認知無線電為主，歐盟則從異構網絡融合入手，并正朝著認知無線網絡方向發展。代表性的研究工作有：

1）2003年12月，美國聯邦通信委員會(FCC)對《FCC規則第15章》公布了修正案，規定：“只要具備認知無線電功能，即使是其用途未獲許可的無線終端，也能使用需要無線許可的現有無線頻帶”。并且將認知無線電的使用在5G頻段合法化，同時FCC正在考慮是否在TV頻段也將認知無線電合法化。

2）美國電氣和電子工程師協會（IEEE）于2004年11月正式成立IEEE802.22工作組，這是第一個世界范圍的基于認知無線電技術的空中接口標準化組織。

3）2005年3月，IEEE通信協會(ComSoc)和電磁兼容協會(EMC)共同成立了IEEE P1900標準工作組，該機構致力于推進與下一代無線通信技術和高級頻譜管理技術相關的電磁兼容研究。

4）IEEE JSAC于2007年4月和2008年1月，IEEE Comm Mag于2007年5月和2008年4月，IEEE J-STPTP 于2008年2月分別出版了關于認知無線電的專輯。

5）2008年2月，歐盟啟動的FP7（歐盟第七框架計劃）又加大了對下一代無線網絡研究的力度，力圖在網絡融合的基礎上進一步向認知無線網絡發展。

2 認知無線電技術的軍事意義

除了民用方面的研究，認知無線電技術還被發現有更多的軍事意義?，F代戰爭條件下戰場的電磁環境日益復雜，各種電磁輻射源如雷達、通信、導航、指控、電子對抗設備等數量成倍增加，覆蓋的頻譜越來越寬，多種電子設備在有限的地域內密集開設，使得頻譜資源異常緊張，電磁兼容問題越來越突出。認知無線電能夠主動的感知戰場電磁環境，并不斷的學習歸納，動態的利用頻譜資源，對信息進行智能化的傳輸，因此認知無線電技術能大大提高戰場無線通信的性能和可靠性，具體體現在通信容量、頻譜利用率、抗干擾能力等方面；同時，由于認知無線電設備能夠主動感知戰場電磁環境并對接收信號進行識別，因此可以一邊進行電磁頻譜偵察，一邊快速釋放或躲避干擾，實現傳統無線通信設備所不具備的電子對抗功能[3]。

隨著認知無線電技術與戰場環境的結合成為未來戰場通信的趨勢，越來越多的國家將此作為研究的焦點，但大多處于理論探索階段，只有美國DARPA(Defense Advance Research Products Agency，國防高級計劃研究局)的XG項目研究時間最長，進展最快，最為典型。從2003年開始，XG以CR技術為核心，著眼于開發認知無線電的實際標準和動態頻譜管理標準，采用軟件無線電技術來實現最大限度的時域、頻域和空間等信息的利用，并稱其論證的頻譜效率可使目前的頻譜利用率提高10～20倍。其基本思想是：設備首先“感知”周圍無線環境并確定頻譜特征，確定基本用戶的存在性并“描述”可用機會，通過對環境的理解和主動學習，遵守應用于該頻譜的管理策略，設備確定一種最佳計劃，實時調整傳輸參數比如功率、載波調制和編碼等，節點間相互通信協調使用機會，定義與應用干擾限定策略，然后以不與基本用戶發生沖突的方式發送信號，達到通信系統性能最優化的目的。

3 基于認知無線電的電臺架構

戰術電臺作為戰場通信的主要手段，對通信的實時性、可靠性、抗干擾能力有著更高的要求，而認知無線電的技術特點則決定了認知無線電技術必將在戰術電臺上得到廣泛應用。因此，采用一種什么架構來設計電臺，將認知無線電技術和戰術電臺的通信功能完美結合就變得十分重要。

由認知無線電的概念可知，認知無線電是智能化的軟件無線電，具有軟件無線電的所有特征。提到軟件無線電，就不能不提到軟件通信體系結構（SCA）[4]。SCA是實現軍用軟件無線電臺設計的一個有效規范和指導，是美軍針對下一代戰術無線通信系統的研制而的通用規范，它對多種類型軍用無線電臺的軟硬件體系結構進行了定義?；赟CA的戰術無線電臺具有通用性強、便于更新、便于維護和升級的特點，并且能夠實現不同軍兵種不同系列電臺之問的互連、互通和互操作。目前，美軍已了多個版本的SCA規范(最新版本是SCA 2.2.2)，研制并裝備了多種基于SCA的無線電臺。近年來，我軍一直在密切關注和跟蹤SCA的研究動向，并于2004年實施了適合我軍特點的相關國軍標，用來指導我軍下一代戰術無線電臺的研制和開發。因此，綜合考慮認知無線電和SCA的特點，同時結合戰術電臺的使用需求，參考SCA規范，提出一個基于認知無線電的電臺體系架構。如圖2所示。

該體系架構中，自底向上包括硬件平臺、BSP及設備驅動、嵌入式操作系統、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層（MHAL）、核心框架、基礎服務、無線通信波形應用、頻譜感知波形、認知引擎等若干部分。

硬件平臺是實現通信功能和認知功能的基礎，由射頻模塊、數字信號處理模塊、主控模塊等組成。

BSP、設備驅動、嵌入式操作系統、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層、核心框架共同構成一個通用開放的SCA軟件平臺。

基礎服務軟件為用戶提供通用、組件化的共，包括故障檢測、資源監控、信息輸入、時間服務等。

無線通信波形應用是由一組實現通信功能的波形組件構成的應用軟件，一種無線通信波形應用代表一種通信功能的實現。具備認知功能的電臺可以根據認知結果選擇最佳的波形和參數進行通信。

頻譜感知波形完成頻譜感知功能所需的信號處理工作，得到的感知結果是認知引擎工作的依據。電臺可以根據時間、空間、頻率等實際情況運行不同側重的頻譜感知波形以獲取最佳的感知結果。

認知引擎是在軟件無線電平臺上實現基于人工智能技術的推理與學習，實現并驅動整個認知環路，實現認知功能的核心部件。通常，認知引擎由推理機、學習機、知識庫等功能模塊組成?？梢哉f，認知引擎是CR的“大腦”。

由圖 2所示的電臺體系架構可知，基于認知無線電的電臺在硬件上通常由以下模塊組成：

1）實現通信功能的射頻模塊；

2）實現頻譜感知功能的射頻模塊；

3）運行通信和頻譜感知波形的數字信號處理模塊；

4）運行認知引擎、完成對各模塊運行管理的主控模塊。

一個多通道的認知無線電臺硬件架構如圖3所示：

根據電臺使用需求的不同，可對圖 3所示的硬件架構進行裁減，但最少必須保留一個通信通道和一個認知通道。此時，數字信號處理模塊和主控模塊的功能也可以在一個硬件模塊上實現。一個典型的單通道認知無線電臺硬件架構如圖4所示。

圖中的射頻功能模塊完成通信射頻信號的處理；頻譜感知模塊根據需求完成對相應頻段的電磁環境探測；主控及數字信號處理模塊是電臺的核心，運行通信波形、認知引擎，同時負責電臺的控制管理。并且，按照圖 2所示的體系架構，在主控及數字信號處理模塊上還要運行嵌入式操作系統、核心框架、中間件、硬件抽象層等基礎軟件以滿足體系架構的要求。

4 結論

本文首先介紹了認知無線電技術的基本原理及，然后結合認知無線電技術的發展闡述了其在軍事上的用途，最后參考軟件通信體系結構（SCA）提出了一種基于認知無線電的電臺體系架構，對其軟硬件組成做了簡要分析。

認知無線電技術作為一種全新的通信技術，能有效提高通信設備的通信效能及抗干擾能力；以認知無線電設備組網，能大幅提高通信網絡的頻譜利用率及通信容量；結合世界軍事信息技術發展的特點，認知無線電技術的軍事用途更是不可低估。近年來，認知無線電技術已經受到廣泛和深入的研究，在不遠的將來，必將對現有的通信技術造成巨大的沖擊，在通信技術發展的歷史上留下深遠的影響。

參考文獻：

[1] J.Mitola，Cognitive Radio：An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio[D]，Sweden，KTH Royal Institute of Technology，2000 .

[2] 楊小牛，從軟件無線電到認知無線電，走向終極無線電[J]，中國電子科學研究院學報,2007,1：4

篇5

論文摘要：隨著社會信息化程度的提高，網絡已成為人們生活中不可缺少的一部分。網絡接入帶寬迅速提升，以適應大容量、高速率的數據、視頻、語音等高質量的信息傳輸與服務。目前常用的寬帶接入方式有電話撥號（即XDSL）方式、有線電視線路（CableModem）方式、雙絞線以太網方式，隨著科技的迅速發展，電力線通信已成為一種新型的寬帶接入技術，并且有著良好的發展前景。

電力線通信簡稱PLC（PowerLineCommunication0）是利用配電網低壓線路傳輸多媒體信號的一種通信方式。在發送時利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復用）調制技術將用戶數據進行調制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經過濾波器將調制信號取出，再經過解調，就可得到原通信信號，并傳送到計算機或電話，實現信息傳遞。類似的電力線通技術信早已有所應用，電力系統中在中高壓輸電網(35千伏以上)上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動數據或話音，就是電力線通信技術應用的主要形式之一，已經有幾十年歷史。

PLC接入設備分局段設備和用戶端PLC調制解調器。局段負責與內部PLC調制解調器的通信和與外部網絡連接。在通信時來自用戶的數據進入調制解調器后，通過用戶配電線路傳輸到局端設備，局端設備將信號解調出來，再轉到外部的Internet。該技術不需要重新布線，在現有低壓配電線路上實現數據、語音、和視頻業務的承載。終端用戶只需插上電源插座即可實現因特網接入，電視接收、打電話等。同樣電力線通信技術也可應用于其他相關領域，對于重要場所的監控和保護，一直需要投入大量的人力和財力，現在只需利用電源線，用極低的代價更新原有監控設備即可實現實時遠程監控。目前電力系統抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準確性、同步性難以保證。同時由于抄表地點分散，表記數量眾多，所以抄表的工作量巨大?；陔娏€路載波(PLC)通信方式的自動抄表裝置，由于不需要重鋪設通信信道，節省了施工及線路費用,成為現代電力通訊的首選方式，使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區及大樓朝智能化發展，現在的智能化建筑已經實現了5A。但是這些不同的系統自動化需要不同的網絡支持；給建設和維護網絡系統帶來了巨大的壓力。借助電力線通信技術，無論是監控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線實現，便于管理和擴展。

電力線通信主要優勢：

電力線通信有無可比擬的網絡覆蓋優勢，我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過10億，居民家里誰都離不開電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網服務的巨大物質基礎。在廣闊的農村地區，特別是那些電話網絡不太發達的地區，PLC更有用武之地，畢竟電力網規模之大是任何網都不可比擬的。雖然這些地區上網短期需求量并不大，市場發展成熟較慢，但會存在電力線上網先入為主的局面，對PLC的長遠發展和擴展非常有利。

電力線通信可充分利用現有低壓配電網絡基礎設施，不需要任何新的線路鋪設，隨意接入，簡單方便的安裝設備及使用方式，節約了資源和費用，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公共設施的破壞，同時也節省了人力，共享互聯網絡連接，高通訊速率可達141Mbps（將未通過升級設備可達200Mbps）。PLC調制解調器放置在用戶家中，局端設備放置在樓宇配電室內，隨著上游芯片廠商14M產品技術相對成熟。PLC設備整體投入不斷下降，據調查當前14M的PLCModem產品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調制解調器的規模為20-30臺，因此隨著用戶的增長，局端設備可以隨時動態增加，這一點對于運營商來說，不必在設備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網絡接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。

電力線通信的缺點

傳輸帶寬的問題。PLC與電話線上網從本質上講并沒有區別，都是利用銅線作為傳輸媒質，銅線上網的最大問題是不能解決傳輸帶寬問題。雖然14M的產品已經成熟，但電力線上網是共享帶寬，若同一地區多個用戶同時上網則數據傳輸速度將會相應降低，如何保證用戶能夠獲得足夠帶寬成為挑戰噪聲安全性問題。由于電力網使用的大多是非屏蔽線，用它來傳輸數據不可避免的會形成電磁輻射，從而會對其它無線通信，如公安部門或軍事部門的通信造成干擾；再次電力線上網存在不穩定的問題，家用電器產生的電磁波對通信產生干擾，時常會發生一些不可預知的錯誤。與信號潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器，這些電器任何時候都可以插入或拆開，并機或關閉電源。因而導致電力線的特性不斷變化，影響網速。

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關鍵詞：通信工程，安全機制，行業發展

通信工程（Communication Engineering）專業是信息科學技術發展迅速并極具活力的一個領域，尤其是數字移動通信、光纖通信、Internet網絡通信使人們在傳遞信息和獲得信息方面達到了前所未有的便捷程度。通信工程具有極廣闊的發展前景，也是人才嚴重短缺的專業之一。通信工程學習通信技術、通信系統和通信網等方面的知識，能在通信領域中從事研究、設計、制造、運營及在國民經濟各部門和國防工業中從事開發、應用通信技術與設備。

十年前港臺電影中黑幫大佬手里可以用來砸人的“大哥大”，早已變得如此纖細輕巧、色彩繽紛，并且飛入尋常百姓之手；從前只有數月飛鴿傳書才能聯系的國外親友可以用簡單方便快捷的伊妹兒（E-mail）互致問候、即時聊天，甚至裝上攝像頭開個網絡會議！這一切都應該歸功于通信工程（Communication Engineering）技術的迅猛發展。如果讓科學家們選出近十年來發展速度最快的技術，恐怕也是非通信技術莫屬。這些都使得現階段理解這個年輕而又略顯“神奇”的專業成為一種必要性與緊迫性[1]。

1 通信工程[2]

1.1 專業特點

通信工程跨電子、計算機專業，所學知識兼有兩者的特點，需要較好的數學、物理基礎以及較強的動手應用能力。所學知識，如數據結構、操作系統、數據庫等屬于計算機類，另一些知識，如信號處理、高頻電路、電路原理等屬于電子類，此外還有專業性較強的通信原理等，所學范圍比較寬。

1.2 通信系統構成

通信系統由信源，包括聲音、數據、文字、圖像等，經由發送變換器消除噪聲的影響，并轉化成信號通過信道發送到接收變換器，最后還原成原始的聲音、數據、文字、圖像等信息。如圖1所示：

圖1通信系統構成

1.3 通信系統分類

（1） 按信源產生消息的物理特征分類

按信源產生消息的物理特征分類，可以分為電話通信、電報通信、電視通信、數據通信、圖像通信、多媒體通信等。

（2） 按傳輸信號的特征分類

按傳輸信號的特征分類可以分為模擬通信與數字通信。模擬通信是指傳輸的信號是模擬信號；數字通信是指傳輸的信號是數字信號等。

（3） 按傳輸媒介和系統組成的特點分類

按傳輸媒介和系統組成的特點分類可以分為長波通信、短波通信、微波通信、衛星通信、光纖通信、移動通信等。

（4） 按用途分類

按用途分類可以分為民用通信、軍事通信、氣象通信、海洋通信、宇宙通信、應急通信等等。

2 發展流程總圖

通信工程的發展流程總體經歷了4個階段，分別為80年代的黎明期，90年代的成長期，21世紀前期的量變擴展期，21世紀中后期的質變擴展期。如圖2所示：

圖2通信工程的發展流程總圖

3 發展流程

無線通信的發展歷史可以追溯到19世紀80年代赫茲（Heinrich Hertz）所做的基礎性實驗，以及馬可尼（Guglielmo Marconi）所做的研究工作。移動通信的始祖馬可尼首先證明了在海上輪船之間進行通信的可行性。自從1897年馬可尼實驗室證明了運動中無線通信的可應用性以來，人類就開始了對移動通信的興趣和追求。也正是20世紀20年代末，奈奎斯特（Harry Nyquist）提出了著名的采樣定理，成為我們邁向數字化時代的金鑰匙。

3.1 第一代移動通信技術（1G）

第一代移動通信技術（1G）是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，制定于上世紀80年代。Nordic移動電話（NMT）就是這樣一種標準，應用于Nordic國家、東歐以及俄羅斯。其它還包括美國的高級移動電話系統（AMPS），英國的總訪問通信系統（TACS）以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法國的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模擬蜂窩服務在許多地方正被逐步淘汰。

第一代移動通信主要采用的是模擬技術和頻分多址(FDMA)技術。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進行移動通信的長途漫游，只能是一種區域性的移動通信系統。第一代移動通信有多種制式，我國主要采用的是TACS。第一代移動通信有很多不足之處，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質量不高、不能提供數據業務和不能提供自動漫游等。

3.2 第二代移動通信技術（2G）

第一代移動通信技術模擬移動通信具有很多不足之處，比如容量有限；制式太多、互不兼容、不能提供自動漫游；很難實現保密；通話質量一般；不能提供數據業務等。第二代數字移動通信克服了模擬移動通信系統的弱點，話音質量、保密性得到了很大提高，并可進行省內、省際自動漫游。

第二代移動通信系統引入數字無線電技術組成的數字蜂窩移動通信系統，提供更高的網絡容量，改善了話音質量和保密性，并為用戶提供無縫的國際漫游。當今世界市場的第二代數字無線標準，包括GSM、D-AMPS。PDC（日本數字蜂窩系統）和IS-95CDMA等，均仍然是窄帶系統?，F有的移動通信網絡主要以第二代的GSM和CDMA為主，采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技術，數據提供能力可達115.2kbit／s，全球移動通信系統（GSM）采用增強型數據速率（EDGE）技術，速率可達384kbit／s。

3.3 第三代移動通信技術（3G）

由于第二代數字移動通信系統帶寬有限，限制了數據業務的應用，也無法實現移動的多媒體業務。同時，由于各國第二代數字移動通信系統標準不統一，因而無法進行全球漫游。比如，采用日本的PHS系統的手機用戶，只有在日本國內使用，而中國GSM手機用戶到美國旅行時，手機就無法使用了。

第三代移動通信，簡單地說就是提供覆蓋全球的寬帶多媒體服務的新一代移動通信。與第一代模擬移動通信和第二代數字移動通信相比，第三代移動通信是覆蓋全球的多媒體移動通信。它的主要的特點之一是可實現全球漫游，使任意時間、任意地點、任意人之間的交流成為可能。也就是說，每個用戶都有一個個人通信號碼，帶著手機，走到世界任何一個國家，人們都可以找到你，而反過來，你走到世界任何一個地方，都可以很方便地與國內用戶或他國用戶通信，與在國內通信時毫無分別。能夠實現高速數據傳輸和寬帶多媒體服務是第三代移動通信的另一個主要特點。這就是說，用第三代手機除了可以進行普通的尋呼和通話外，還可以上網讀報紙，查信息、下載文件和圖片；由于帶寬的提高，第三代移動通信系統還可以傳輸圖象，提供可視電話業務。

3G業務可以分為基本業務和新興業務?；緲I務一般有短消息業務，WAP業務，多媒體消息業務，定位服務業務，OTA下載業務。短信業務是3G系統的業務平臺提供的一種數據業務，它為移動終端提供收發一定大小的文本和數據的業務，并利用SMSC（短信業務中心）為短信提供“存儲轉發”的功能。WAP業務是移動數據業務和internet融合的基本業務，用戶通過手機和其他無線終端的瀏覽器查看從服務器收到的信息，室移動終端持有者可以像internet用戶一樣，訪問internet內容和其他數據服務。具體有可以分為PULL業務和PUSH業務兩種類型。

4 安全機制

4.1 通信安全

通信安全不同于信息安全，它是建立在信號層面的安全，不涉及具體的數據信息內容。通信安全是信息安全的基礎，為信息的正確，可靠傳輸提供了物理保障。安全通信具有以下兩個特點：

保密性。

保密性是指確保數據處于私有和保密狀態，并且不會被可能使用網絡監控軟件的竊聽者查看到。通常借助加密來達到保密目的。

完整性。

安全的通信通道還必須能確保數據受到保護，以防止數據在傳輸過程中遭到意外或蓄意（惡意）的修改。完整性通常是通過使用“消息身份驗證代碼”(Message Authentication Code, MAC) 實現的。

4.2 安全措施[3-4]

（1） 對于通過 Internet 和公司 Intranet 傳遞的數據來說，首先要確保通道的安全。

（2） 做好 Web 瀏覽器到 Web 服務器、Web 服務器到應用程序服務器以及應用程序服務器到數據庫服務器等鏈接的安全要求。

（3）務必使安全通信提供保密性和完整性。它無法防止不可否認性（這需要客戶端證書）。

（4） 正確選擇加密。通道安全選項包括 SSL、IPSec 和 RPC 加密。例如，當您的應用程序使用 DCOM 與遠程服務組件通信時，適合使用最后一個選項。

（5） 如果您使用 SSL 與 SQL Server 通信，應用程序應選擇（基于每個連接）對連接加密。

（6） 使用IPSec 對兩臺計算機之間的所有 IP 通信都進行加密。

（7） 正確合理選擇傳輸協議、操作系統版本和網絡注意事項（包括防火墻）。

（8） 在安全通信與性能之間始終存在一種此消彼長的關系。請選擇適合您的應用程序要求的安全級別。

5 展望

科學是人類進步的第一推動力,通信從1G發展到2G，從2G發展到3G，已經經歷了3代產品的發展。展望通信業的未來，我們期待著第4代數字移動通信系統4G的實現。

4G（第四代移動通信技術)的概念可稱為寬帶接入和分布網絡，具有非對稱的超過2Mb/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。 第四代移動通信標準比第三代標準具有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯網（包括衛星通信和平流層通信），能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統，是寬帶接入IP系統。

目前，發達國家已經著手研制第四代移動通信的標準和產品。美國AT&T公司已經在實驗室中研究第四代移動通信技術，其目的是提高蜂窩電話和其他移動設備訪問互聯網的速率。相信不久的將來，通信行業不僅可以將上網速度提高到超過3G技術的50倍，而且屆時人類將首次實現三維圖像的高質量傳輸。

參考文獻

[1] 孟維曉;賈世樓;;當代移動通信發展及在我國西部應用前景的綜述[A];西部大開發 科教先行與可持續發展――中國科協2000年學術年會文集[C];2000年

[2] 酆廣增;;移動通信的技術發展[A];西部大開發 科教先行與可持續發展――中國科協2000年學術年會文集[C];2000年

[3] 通信建設安全生產管理的方法和措施探討 作者:馬巍 學術期刊 中國工程咨詢CHINESE CONSULTING ENGINEERS 2008年第7期

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論文關鍵詞：電力線通信；設備

論文摘要：隨著社會信息化程度的提高，網絡已成為人們生活中不可缺少的一部分。網絡接入帶寬迅速提升，以適應大容量、高速率的數據、視頻、語音等高質量的信息傳輸與服務。目前常用的寬帶接入方式有電話撥號（即XDSL）方式、有線電視線路（CableModem）方式、雙絞線以太網方式，隨著科技的迅速發展，電力線通信已成為一種新型的寬帶接入技術，并且有著良好的發展前景。

電力線通信簡稱PLC（PowerLineCommunication0）是利用配電網低壓線路傳輸多媒體信號的一種通信方式。在發送時利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復用）調制技術將用戶數據進行調制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經過濾波器將調制信號取出，再經過解調，就可得到原通信信號，并傳送到計算機或電話，實現信息傳遞。類似的電力線通技術信早已有所應用，電力系統中在中高壓輸電網(35千伏以上)上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動數據或話音，就是電力線通信技術應用的主要形式之一，已經有幾十年歷史。

PLC接入設備分局段設備和用戶端PLC調制解調器。局段負責與內部PLC調制解調器的通信和與外部網絡連接。在通信時來自用戶的數據進入調制解調器后，通過用戶配電線路傳輸到局端設備，局端設備將信號解調出來，再轉到外部的Internet。該技術不需要重新布線，在現有低壓配電線路上實現數據、語音、和視頻業務的承載。終端用戶只需插上電源插座即可實現因特網接入，電視接收、打電話等。同樣電力線通信技術也可應用于其他相關領域，對于重要場所的監控和保護，一直需要投入大量的人力和財力，現在只需利用電源線，用極低的代價更新原有監控設備即可實現實時遠程監控。目前電力系統抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準確性、同步性難以保證。同時由于抄表地點分散，表記數量眾多，所以抄表的工作量巨大?；陔娏€路載波(PLC)通信方式的自動抄表裝置，由于不需要重鋪設通信信道，節省了施工及線路費用,成為現代電力通訊的首選方式，使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區及大樓朝智能化發展，現在的智能化建筑已經實現了5A。但是這些不同的系統自動化需要不同的網絡支持；給建設和維護網絡系統帶來了巨大的壓力。借助電力線通信技術，無論是監控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線實現，便于管理和擴展。

電力線通信主要優勢：

電力線通信有無可比擬的網絡覆蓋優勢，我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過10億，居民家里誰都離不開電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網服務的巨大物質基礎。在廣闊的農村地區，特別是那些電話網絡不太發達的地區，PLC更有用武之地，畢竟電力網規模之大是任何網都不可比擬的。雖然這些地區上網短期需求量并不大，市場發展成熟較慢，但會存在電力線上網先入為主的局面，對PLC的長遠發展和擴展非常有利。

電力線通信可充分利用現有低壓配電網絡基礎設施，不需要任何新的線路鋪設，隨意接入，簡單方便的安裝設備及使用方式，節約了資源和費用，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公共設施的破壞，同時也節省了人力，共享互聯網絡連接，高通訊速率可達141Mbps（將未通過升級設備可達200Mbps）。PLC調制解調器放置在用戶家中，局端設備放置在樓宇配電室內，隨著上游芯片廠商14M產品技術相對成熟。PLC設備整體投入不斷下降，據調查當前14M的PLCModem產品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調制解調器的規模為20-30臺，因此隨著用戶的增長，局端設備可以隨時動態增加，這一點對于運營商來說，不必在設備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網絡接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。電力線通信的缺點

傳輸帶寬的問題。PLC與電話線上網從本質上講并沒有區別，都是利用銅線作為傳輸媒質，銅線上網的最大問題是不能解決傳輸帶寬問題。雖然14M的產品已經成熟，但電力線上網是共享帶寬，若同一地區多個用戶同時上網則數據傳輸速度將會相應降低，如何保證用戶能夠獲得足夠帶寬成為挑戰噪聲安全性問題。由于電力網使用的大多是非屏蔽線，用它來傳輸數據不可避免的會形成電磁輻射，從而會對其它無線通信，如公安部門或軍事部門的通信造成干擾；再次電力線上網存在不穩定的問題，家用電器產生的電磁波對通信產生干擾，時常會發生一些不可預知的錯誤。與信號潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器，這些電器任何時候都可以插入或拆開，并機或關閉電源。因而導致電力線的特性不斷變化，影響網速。

衰減問題。與以太網接入或者ADSL接入不同，盡管PLC接入可以選擇家庭內任意電力插座聯接到Internet，但是就目前而言，由于衰減因素仍然存在，不同接入點的帶寬是不一樣的，如果家庭比較大，那么在最遠處接入，帶寬衰減將非常明顯。其次大部分情況下，PLC數據需要通過電表傳輸，帶寬往往在這里產生非常大的衰減，這成為PLC的技術瓶頸之一，有專家表示主要問題在于電表的設計，而不是PLC自身的技術因素，但由于電表是既有產品，不可能對其大規模換用，所以只能通過PLC產品自身技術來克服PLC衰減問題。

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論文摘要：光電子器件和部件廣泛應用于長距離大容量光纖通信、光存儲、光顯示、光互聯、光信息處理、激光加工、激光醫療和軍事武器裝備，預期還會在未來的光計算中發揮重要作用。本文將介紹國內外光電子技術及光電子產業的發展。

如果說微電子技術推動了以計算機、因特網、光纖通信等為代表的信息技術的高速發展，改變了人們的生活方式，使得知識經濟初見端倪，那么隨著信息技術的發展，大容量光纖通信網絡的建設，光電子技術將起到越來越重要的作用。美國商務部指出：“90年代，全世界的光子產業以比微電子產業高得多的速度發展，誰在光電子產業方面取得主動權，誰就將在21世紀的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評論：“21世紀具有代表意義 的主導產業，第一是光電子產業，第二是信息通信產業，第三是健康和福利產業……”，可以斷言，光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命。

1 世界光電子技術和產業的發展

光纖通信技術的發展速度遠遠超過當初人們的預料，光纖已經成為通信網的重要傳輸媒介，現在世界上大約有60%的通信業務經光纖傳輸，到20世紀末將達到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發出來。目前，各種新技術層出不窮，密集波分復用技術（DWDM，在同一根光纖內傳輸多路不同波長的光信號，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術（EDFA，可將光信號直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優點）已取得突破性進展并得到廣泛的應用?，F在DWDM系統和光傳輸設備中，光電技術的比例將從過去比重不到10%達到90%。一種全新的、無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復用技術和摻鉺光纖放大器技術的進展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統上首次使用，給全球的通信業帶來蓬勃生機。為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件。光電子器件和技術已形成一個快速增長的、巨大的光電子產業，對國民經濟的發展起著越來越大的作用。美國光電子產業振興協會估計，到2003年，光電子產業的總產值將達2000億美元。

Internet應用的飛速增長對電信骨干網帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設更多的光纖，或靠提高單路光的信息運載量（現在主干網可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設備）。但更主要的方法卻是靠發展波分復用技術，增加光纖內通光的路數（光波分復用的實驗記錄已經達到2.64Tbps）。波分復用技術的普遍運用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰略公司的報告指出：“信號傳輸用 1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號放大用激 光器1999年市場份額達到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號放大用激光器銷售額達2.9 億美元，比去年增長121%。整個激光器市場的份額1999年達18億美元，預期2003年將達到30 億美元”。美國通信工業研究公司（CIR）的研究預測，北美市場光電子部件的市場規模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復用設備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內全光通信還不會全面商業化，但是全光交換將在幾年內成為市場主流，報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據，但仍有創新性公司進入的可能。

2 我國的光電子技術和產業

近10年來我國光電子技術研究在國家“863”計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的進展，在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離，個別領域還處于世界領先地位。

國內光電子有關產業基地在光電子器件、部件和子系統（如激光器、探測器、光收發模塊、EDFA、無源光器件）等已經占領了國內較大的市場份額，初步具備同國外大公司競爭的能力，在毫無市場保護的情況下，靠自己的力量爭得了一席之地，市場營銷逐年有較大的增長，個別產品還取得國際市場相關產品中的銷量最大的成績。我國相應研究發展基地和本領域高 技術公司的許多產品填補了國內相關產品的空白，打破國外產品在市場上的壟斷地位，同時爭取進入國際市場。

摻鉺光纖放大器（EDFA）是高速大容量光纖通信系統必需的關鍵部件，國內企業產品占國內市場40%的份額。我國也是目前國際上少數幾個有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激 光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產品化和商品化并批量占領國際市場。國內移動通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國產器件，國產1.55μmDFB激光器 戰勝了國外器件，占領了100%的國內市場。

但是，我們應當認識到在我國光電子技術發展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術產業的關鍵部分，但在整個系統和設備成本中所占的比重較小，其產值較低，目前科研開發主要處于跟蹤和小批量生產階段，光電子產業所需的規?；?、產業化生產技術目前還未有實質突破；國內研究生產的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和系統的要求，導致國外器件占據國內市場相當多的份額；在機制上仍未擺脫科研、生產、市場相互脫離的狀況。

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論文摘要：會計理論基礎是支撐會計理論大廈的腳根、支撐點，同時也是會計理論產生、發展、豐富和完善的力量和源泉。二者的辯證關系具體表現在：一方面，會計理論基礎的完善與否直接制約若會計理論的發展與完善；另一方面，完善的會計理論在一定程度上也鞏固了會計理論基礎，使得會計理論基礎更加堅實、雄厚，更好地促進會計理論的發展和完善。

1現代會計理論基礎的特點

1.1動態性發展性會計發展的外部動力主要來自于兩個方面：一是社會經濟環境的變化；二是會計信息使用者信息需要的變化。前者要求會計充分發揮其反映的職能，不斷地將新的、變化了的經濟業務反映出來；后者則要求會計自身的內容、性質等發生實質性變革，努力滿足信息使用者的客觀需求，便于廣大信息需求者準確作出決策。在信息技術環境下，隨著社會經濟環境的不斷完善，會計信息需求者對會計信息的客觀要求越來越高，必然會促進會計向廣度和深度方向全面發展。會計理論基礎也隨之不斷地發展完善，在充分地吸取新的學科理論養分的同時，也摒棄了一部分不適合于信息技術環境下陳乏的、過時的理論。

1.2內容多樣性信息技術、信息經濟學、信息博弈論、經濟學理論。知識經濟、電子商務以及基因技術、納米科技等尖端學科理論廣泛地滲透于會計理論基礎之中，與傳統的會計理論基礎共同支撐著日益發展、完善的會計理論體系、同時國外的一些先進管理理論的新思想和新模式，比如，企業再造工程理論(將主要績效指標定位于服務質量、顧客滿意度、成本以及員TT作效率等)、虛擬企業理論(主要強調組織虛擬化、功能虛擬化和地域虛擬化，實現以信息技術為連接和協調手段的臨時性的動態聯盟)、學習型組織理論(主要從系統基本模型角度闡述團隊學習效應和系統思想理念)等都將廣泛地融入到會計理論基礎之中，促使會計理論基礎不斷地完善、健全和充實。

1.3虛擬性會計理論基礎并不像實體組織那樣具備有形的。規?；母峭ㄟ^將多個相互關聯的學科的經濟資源迅速相結合而成的一種沒有圍墻、超越空間約束、依靠信息網絡手段聯系和統一協調的，具有抽象性、概括性和邏輯性的客觀存在的無形的根基。這里的虛擬性有兩層含義，即一是會計理論基礎內部的虛擬化，主要是指會計領域內支撐會計理論大廈的純會計

2.2電子信息技術信息技術學是以通信技術與計算機技術為基礎相結合而成的一門新興學科和科技領域，它既包容了通信系統的數字化、軟件化、智能化和光纖化等方面的優勢，又同時兼有計算機科學技術在設備資源與信息資源的共享性、系統交互性以及處理能力和存儲能力等領域獨特的優點。因此，以計算機技術與通信技術的有機結合促成了現代信息技術的建立和發展，其影響范圍包括經濟、軍事、社會生活、科學文化的各個方面，而且涉及到宏觀和微觀的各個層次?，F代信息技術理論的內容主要包括：網絡技術理論、信息技術理論、數據挖掘理論、系統集成理論、多媒體理論、人工智能技術，具體的應用法則包括了穆爾法則(Moore’slaw)、基爾德法則 (Glider’slaw)和麥特卡夫法則(Metcalfe’slaw)。

2.3司法訴訟學司法訴訟學與會計理論體系相結合是現代會計理論發展的新趨勢，西方發達國家已經出現了“訴訟”會計 (ForensicAccounting)這一特殊的會計發展分支。它是針對于在現代競爭日趨激烈的社會中，由會計人員對于特定的經濟犯罪、經濟過失和經濟糾紛案件進行會計反映，對法庭和訴訟當事人提供專門服務的一種特殊會計工作。在信息技術環境下，隨著企業之間的交易廣泛地在網絡上進行，經濟組織之間的聯系更加緊密，它們所面臨的經營環境日益復雜化。與此同時，企業之間的糾紛趨于多樣化和復雜化，經濟犯罪的形式也越來越多，因此由會計人員對經濟案件中涉及到經營財務事項和經濟損失部分加以計算，并進行正確的會計分析，為法庭的裁決提供依據就顯得尤為必要。然而訴訟會計既不同于一般的財務會計，也不同于一般審計，它通常涉及到財務證據的調查和分析、運用電腦進行分析和陳述、以財務呈報形式進行說明以及在必要時在法庭上以專家的身份出庭作證等。

3現代會計理論的研究方法

關于會計理論的研究方法的分類，學術界比較普遍的觀點是分為規范分析法和實證分析法。前者強調應用規范性的方法，即運用演繹推理(Deductivereasoning)的方法分析和研究會計問題，它主要主張會計理論的發展不應受制于會計實務的發展，會計理論應當高于會計實踐并指導會計實踐：后者則是在規范推理(Inductivereasoning) 的基礎上，運用實驗技術和數理統計等方法，在一定的經濟假設條件下研究有關會計問題，它主要強調會計實務是發展會計理論的基礎。由上述對兩種研究方法的闡述，可以看出二者的優缺點是：規范會計研究方法是在先假定會計目標繼而再進行邏輯推理的結果，再加上它缺乏有關的數據、模型來支持其觀點、論斷，這種會計理論研究模式的有效性已經受到了現實生活的挑戰和懷疑；實證會計研究方法則過分依賴于有關的經濟假定條件(而現實生活中，這些假定條件往往是木存在的)，而且現階段虛假的信息資料、經濟數據充斥會計市場，再加上經濟計量方法或經濟模型自身就存在著無法消除的局限性，因而利用虛假的信息資料，借助于不完善的經濟模型分析得出的結論、結果，確實有待于廣大的學者和專家進一步深思熟慮。

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【關鍵詞】虛擬現實;協同訓練;多用戶;網絡環境

【中圖分類號】G434【文獻標識碼】B【論文編號】1009―8097(2010)04―0120―03

引言

在國際上,VR與仿真技術非常普遍與成熟。在遠程協作的分布式VR與仿真系統方面,他們制定了一系列標準、協議和算法。在國外虛擬環境中的協同式訓練系統也有研究,比較有代表性的是SecuReVi系統,它是利用MASCARET模型設計的虛擬環境中多人協同滅火的消防員訓練系統,還有些遠程醫療手術協作訓練系統,這些系統多數是在研究階段,成型產品極為少數。和一些發達國家相比,我國協同VR與仿真技術還有一定的差距,其應用也主要集中在軍事院校和研究所,也取得了一定研究成果[1][2],特別是在分布式VR與仿真領域里,國內在這方面的研究也有所開展[3][4]。

由于教育培訓軟件的應用長期局限于平面的文字及圖像表述,即使近年來動態圖形圖像表現形式大大提高了內容的表現效果,但仍無法真正滿足人類視覺、聽覺……甚至是感覺上的認同效應。因此,當前傳統的CBT(計算機支持的教育培訓體系,Computer Based Training)訓練方式已在一定程度上無法滿足高科技培訓的需要,基于計算機虛擬現實仿真技術的協同式訓練系統將視景仿真和協同工作的概念引入CBT中,它拋棄了傳統的訓練必須在真實的環境和場地下進行的觀念;同時也克服了傳統訓練無法模擬某些現場環境的缺陷,如飛機上、地鐵中、商廈里等,它使受訓人員不用再冒著一定的危險、不用再在投入巨額的設備購買和場地布置的情況下就能參加訓練。通過應用現代化的虛擬現實技術進行協同式訓練系統的研發,將克服實際場地演練的諸多不足,不僅花費小,對環境沒有污染,而且沒有危險,是未來技能培訓的主要手段之一[5][6]。系統在各種高危領域和應急處理場合有著廣泛的應用,可應用于工廠企業、航空、地鐵公司、社區、商店等大型場所的應急訓練;還可用于部隊演習;學校、研究所大型實驗;網絡游戲;遠程醫療等。該系統的研究將推動計算機虛擬現實仿真技術的發展,促進了計算機科學在現實生活中的應用。本文以航空客艙乘務員應急處理訓練為例,介紹基于虛擬現實的協同訓練系統的設計過程、原理及關鍵技術的實現。

一 系統描述

基于虛擬現實的協同訓練系統是一個綜合應用虛擬現實技術、網絡通信技術、三維圖形圖像技術和數據庫技術設計和開發的一個虛擬仿真訓練軟件,具有在虛擬仿真環境中進行多用戶協同操作和基于知識庫的智能評判功能特點。系統利用三維技術構建各種虛擬訓練場景(如飛機、地鐵等),多個用戶在這樣的虛擬仿真環境中,通過網絡進行文字和語音的通信、相互合作完成一個訓練任務。同時,系統提供任務的知識庫進行操作過程的正確性判斷和提示,并詳細記錄各個用戶操作過程,提供專家進行評判(如圖1所示)。系統采用了視景仿真、多用戶協同、知識庫與匹配策略的技術,并在訓練過程中具有多感知性、實時性、互操作性以及真實臨場性的特征,可廣泛應用于特定環境下一個團隊通過相互配合,相互協作來有效地完成訓練任務

在此系統基礎上,加入具體應用的環境(3D場景),利用系統接口和核心功能設計具體應用的驅動模塊,形成具體應用的系統。如進行飛機客艙火災應急處理訓練,系統將裝入一個飛機機艙的場景和訓練角色,多人通過網絡、視景等多種交互方式協同地進行飛機客艙火災應急處理,形成了某一特定應用的協同式訓練的應用系統。

基于虛擬現實的協同訓練系統主要有如下應用特點:

1 基于虛擬現實的協同式訓練系統,通過模擬現場的實際情況,從而提高實際操作人員對各種實際環境的協同處理能力。系統尤其適合于模擬高危領域的操作訓練,如火災、地震、防恐等;

2 克服了傳統訓練中實景再現困難、場地特殊、人員調度復雜等環境因素,適合機、地鐵、鬧市、商住大廈等情況較復雜地區的訓練模擬;

3 降低對人員財物等的安全威脅,也便于人員時間上的安排與調度,減少人力、財力等各方開支,并且間接性地減少了對周圍環境的污染。適合于要求團隊組員同時在現場進行協同訓練的場合,如遠程醫療專家合診、網絡游戲;

4 利用計算機手段,實現訓練模擬,運用多媒體的實現方式,提高人員訓練熱情和整體訓練效果,因而也適用于原理或操作較枯燥的訓練內容,如學校、研究所等實驗仿真。

二 系統實現原理

整個系統實現由三層結構組成(如圖2所示)。底層是操作系統與開發API組成的支撐環境,中間層是由核心程序與接口組成的系統平臺,頂層是三維場景模型與系統功能驅動組成的應用程序。

系統平臺主要由三維場景子系統、協同通信子系統和訓練管理子系統組成。其主要特點:將多用戶協同處理計算機模擬的理念,具體應用到行業技能訓練的領域中,并在訓練過程中,采用了視景仿真、協同、知識庫的技術。

(1) 三維場景子系統

三維場景子系統是用三維造型來模擬現實訓練環境的一種實時渲染圖形系統。系統完成的主要模塊有模型導入、運動仿真、場景設置、碰撞檢測等。

模型導入利用功能強大的三維造型軟件,如3DS Max,MAYA制作三維模型,紋理以及動畫等,然后輸入至訓練場景中,具體包括:3D對象導入、角色導入、動畫導入、材質和紋理的設置、坐標設置、比例變換等等。運動仿真是對場景中人和物體運動的一種數學物理描述以及控制,它包括各種運動類型,如走、跑、轉身、站立、蹲下、取物等等。場景設置主要是提供改變某些場景的參數,改善視覺效果,便于觀察和響應不同的訓練要求,具體包括:燈光設置、視角設置、環境設置、特殊效果設置(如火,煙霧)、聲音設置、紋理材質設置、動態對象的位置、方向和比例設置、坐標設置等等。碰撞檢測主要是防止物體間的相互干涉以及作為某些事件的觸發器,由檢測類型和檢測算法二大部分組成。檢測類型主要有視線范圍檢測(LOS line-of-sight)、三腳架法(TRIPOD)、凸塊檢測方法(BUMP)。LOS、TRIPOD、BUMP的算法主要是加入按一定規則分布的線段矢量,計算與干涉物體的交點,距離,方向以及設置回調函數。

(2) 同步通信子系統

協作通信系統完成的功能由語音通信、場景同步通信二大部分組成。

語音通信主要提供學員之間相互協調聯絡的通信平臺,也是協同訓練中對講、交談等的語音工具。

這里語音通信部分主要采用點對點(也可組播)的語音通信,是針對一個點實現話音的實時采集、處理、播放,同時可與其它點進行可靠的網絡語音數據傳送和接收。對于前者,采用Windows MDK的低層音頻服務,因為低層音頻服務中的回調機制為我們提供了音頻數據,設備驅動程序控制音頻設備在后成錄音和放音的具體操作,通過回調機制,我們又可以檢測到什么時候用完一個數據塊,并及時傳送下一個數據塊,從而保證了聲音的連續,有了這種單機上的實時采集、回放功能后,接下來的工作就是在網絡上傳送語音數據。在點對點網絡傳輸方面,選擇基于無連接的UDP協議,UDP用戶數據報協議能夠向若干臺目標計算機發送數據,接收發自若干個源計算機的數據。在采集話音回放之前,一方面將自己的語音傳給網絡,另一方面接收網絡傳來的語音,具體是利用Windows Socket API實現的。

場景同步通信主要提供多用戶之間場景一致的功能,它由服務器、會話、用戶、網絡消息和分布式對象組成。

多用戶服務器是基于客戶/服務器技術,所有用戶之間的通信必須通過服務器。一個用戶與其他用戶交互必須連接到一個會話上,一個用戶同時只能連接一個會話,并且只能與連接到同一會話的用戶通信。用戶有二個參數,一是用戶名,二是用戶ID,一個客戶在連接或產生會話前必須設置用戶名。網絡消息是用戶之間通信的主要方法,這個消息類似窗口消息,可以在消息中附帶數據。分布式對象是另一個用戶間傳送信息的機制,它相關于場景中某一個實體,且按照一定規則分布到所有用戶機上,分布式對象是類的一個實例,它有自己的屬性,需要時可以通過網絡通信來更新。同步通信技術借鑒了國外的DIS(分布式交互系統)和HLA(高層架構)等技術。

(3) 訓練管理子系統

訓練管理系統主要是用于處理訓練相關的信息,它完成的功能有訓練知識庫、實時跟蹤記錄、沖突解決機制等。

訓練知識庫主要包括訓練數據庫、訓練規則和匹配策略。訓練數據庫主要有學員信息、課程信息、訓練信息等等。訓練規則主要有角色定義與分配規則、評判規則、記分規則,其中評判規則包括動作執行者、動作間的關系、施加對象以及次數等等。匹配策略主要是有序無序的匹配、規則樹的遍歷。

實時跟蹤記錄實際上是對學員的操作流進行管理的一個模塊,它主要有觸發事件、操作信息收集、發送與接收(操作信息)和記錄器組成。

沖突解決機制主要是多學員在協同訓練中發生操作沖突時的一種消除機制。其中簡單的方法是加鎖解鎖、延時的方法,比較高級的有優先級和擁有權的處理。

三 系統應用示例

客艙火災應急處理訓練是利用協同訓練平臺開發的一個應用實例,主要是在模擬飛機機艙內協作完成滅火訓練任務。這個訓練任務描述如下:

客機平穩而正常地行駛著,乘客們安靜地享受著舒適的空中之旅,艙內的乘務員出現在各自的位置上,此時,公共信息廣播:此次航班由上海飛往北京,祝各位旅客旅途愉快。30秒后,前工作區的學員看到屬于她的信息窗顯示:附近有怪異的煙味,請速核查。并且她看到絲絲煙霧飄散。該學員先去查核哪里發生火情,確定是在壁櫥的衣帽間,用手試探門的涼熱,其信息窗口顯示兩級溫度信息:門是涼的/門很燙手;該學員使用話機通知乘務長,并請求附近的乘務員速帶滅火器材來協助,本人去駕駛艙拿應急斧,取來應急斧,在門上開一個小洞,來支援的乘務員拿海倫滅火器來了,對著洞口噴滅火劑,直至火滅,開門檢查燃燒物,防止死灰復燃。最后把火災的處理結果報告乘務長,由乘務長報告給機長。

該應用實例包括一個三維實例場景和一個實例驅動模型。三維實例場景就是飛機機艙、火、煙霧、角色及其他設施,驅動模型是具體應用的情節腳本,由滅火操作、協作規則、評判規則等許多事件構成的。應用實例系統主要界面如圖3所示。

四 結束語

在網絡環境和多用戶視景交互的支持下,人們可以通過交互設備,利用聽覺、視覺、觸覺在虛擬的環境中協作完成訓練任務,從而形成一套具有“視景”和“協同”特色的訓練軟件。本文主要描述了一個基于虛擬現實的多用戶協同訓練系統的結構設計、技術架構、網絡通信和應用示例。隨著基于虛擬現實技術的CBT系統正在逐步取代過去單機、單一任務的CBT系統,將給計算機培訓提供一種嶄新的系統訓練方式,能使許多特殊場合的訓練變得非常方便,同時極大提高培訓的效果。本系統中設計的技術和方法希望對于其他分布式訓練系統的開發具有借鑒作用。

參考文獻

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