5g移动通信技术的应用与发展（通用20篇）

对于市场上的很多国家来说，区块链技术的应用及发展前景是当前最关心的问题。通过过去几年时间的区块链理论研究，在文字表面已经对区块链技术的应用及发展前景有了比较系统的认识和规划，但是还必须经过市场和实践的验证之后才能真正肯定区块链技术的应用及发展前景。对于目前全球的很多区块链专业而言，市场验证才是最关注的挑战。

1、区块链技术的应用及发展前景如何？目前国内有很多区块链爱好者，他们对区块链技术的应用非常感兴趣，网络上也有很多介绍区块链应用发展前景的文章。例如在一些社区或者资讯平台当中，区块链技术未来的七大应用领域分析，或者区块链技术未来十三大应用场景的探讨等这样的内容是非常多的，从理论层面也具备了比较高的可执行性。但是从目前的现实实践来看，区块链技术真正落地的项目或者场景还是比较少的，国内比较常见的就是区块链金融、公共事业管理、农业养殖及医疗等几个领域，其他行业都还处于发展的前期阶段。

我们需要承认的是区块链技术的应用发展前景是非常广阔的，这一点在理论上是没有任何问题的。但是在实践落地的过程中，因为真实的社会经济环境与很多行业专家的理论模型是存在比较大的差别的，要想在比较短的时间内解决这种差别或者障碍是比较难的，有可能需要国家行政部门来大力推动。例如深圳于2018年推出了区块链发票，在部分区域的测试是比较成功的，但是要想在全国普及可能还会存在很多的问题。

2、亟待解决的问题有哪些？有专家对于区块链技术的理论和实践层面的看法是比较透彻的，他们认为区块链理论和技术应用就好像是两张皮，理论层面可能已经没有问题了，但是实际当中亟待解决的问题还有很多。

我们需要肯定区块链技术的应用及发展前景，但是同时又有对技术发展当中所存在的问题有非常清醒的认识。在当前的区块链实践过程中，有几个方面的问题是亟待解决的，包括行业标准的统一化问题、案例缺乏导致很多项目落地时出现困局、项目重置的成本过于高昂等等。要想快速的解决这些问题，单靠一些企业的力量是远远不够的，必须需要政府的介入。

上海瀚讯（300762）2019年度网上业绩说明会周二在全景网举办，公司董事长卜智勇介绍，公司坚定看好军用宽带移动通信行业未来长期发展，军改和机构调整落地后，我军各项装备的研制和列装工作正在有条不紊的推进中。

我军宽带移动通信系统的建设起步不久，将有一段很长的建设周期。公司经过多年的积累与努力，已成为军用无线宽带通信装备及系统解决方案的主要提供者。未来我们将继续坚持新一代宽带移动通信领域关键技术突破与相关装备备研制，聚焦国家4G/5G长期技术发展及军队信息化升级，成为国防宽带通信领域重要的产业力量。

国内首次太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信实验的完成，标志着我国高速通信技术的快速发展，对于6G技术的发展提供了重要的支持和保障。6G技术是业界的一个热门话题。与5G相比，6G技术将能够实现更高的频率、更大的带宽和更快的数据传输速度。这意味着未来的6G技术将会为我们的生活带来更多的可能性和更快的连接速度。我国高速通信技术将成为6G技术的重要发展支柱，我国在高速通信领域拥有很强的实力。

此次实验利用高精度螺旋相位板天线实现了4种不同波束模态，通过4模态合成，最大限度提升了带宽利用率。这是非常具有里程碑意义的成果，不仅证明了我国高速通信技术在该领域的实力，随着5G通信技术的商用化，6G的发展也已经开始引起人们广泛关注。毫无疑问，6G将成为未来高速通信的重要发展方向，它将不仅仅是一个新的技术标准，更像是一种新的数字世界的呈现。

高精度螺旋相位板天线技术可以实现电波的控制，把电波从天向地引导，大大提升通信系统的传输速率和质量。该技术的应用将结合我国强大的卫星应用技术，开发出一批以天基通信为核心的新一代通信系统，这将有助于6G技术的发展。大规模天线阵列技术是近年来逐渐崭露头角的一种技术，它指的是将多个天线组成一个大面积的天线阵列。该技术可以大幅提升通信系统的带宽和传输速率，并且能够降低通信时延，减少数据传输的错误率等优点。在6G技术的研究中，大规模天线阵列技术将是重要的研究方向之一。

多输入多输出技术（MIMO）是一种利用多个天线进行发射和接收的技术，通过复用不同的信道来提高通信信号的可靠性和传播效率，提高通信速度。在5G通信技术中，MIMO已成为主流技术，未来在6G通信技术中也将继续得到广泛应用。自组网技术是指在没有先验网络基础设施的情况下，由终端节点通过无线方式自行组成网络，实现信息交换和资源共享。这种技术将成为未来6G通信技术中的一个重要发展方向，它可以解决网络覆盖范围受限、网络拓扑结构不稳定、移动性差等问题。我国高速通信技术在各个方面都有着优势，已经完成了国内首次太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信实验。这将会为我国6G通信技术的发展提供重要保障和支撑，也将推动我国通信产业的快速发展。

空间激光通信是一种利用激光束作为载波在空间进行图像、语音、信号等信息传递的通信方式。与传统微波通信相比，激光通信具有传输速率快、通信容量大、抗电磁干扰性能强、保密性高等优点，且其通信终端体积小、功耗低、实用性极高，引发各国研究热潮。空间激光通信技术的发展和突破对增强空间信息传输的实时性、安全性以及未来深空探测意义重大，有望变革未来空间通信技术发展。

空间光通信的特点及关键技术

1）高功率光源及高码率调制技术

在空间光通信系统中大多可采用半导体激光器或半导体泵浦的YAG固体激光器作为信号光和信标光光源，其工作波长为018～115（m近红外波段。信标光源（采用单管或多个管芯阵列组合，以加大输出功率）要求能提供在几瓦量级的连续光或脉冲光，以便在大视场、高背景光干扰下，快速、精确地捕获和跟踪目标，通常信标光的调制频率为几十赫兹至几千赫兹或几千赫兹至几十千赫兹，以克服背景光的干扰。信号光源则选择输出功率为几十毫瓦的半导体激光器，但要求输出光束质量好，工作频率高（可达到几十兆赫至几十GHz）。具体选择视需要而定。据报道，贝尔实验室已研制出调制频率高达10GHz的光源。

2）高灵敏度抗干扰的光信号接收技术

空间光通信系统中，光接收端机接收到的信号是十分微弱的，又加之在高背景噪声场的干扰情况下，会导致接收端S/N《1。为快速、精确地捕获目标和接收信号，通常采取两方面的措施：一是提高接收端机的灵敏度，达到nW～pW量级;其次是对所接收信号进行处理，在光信道上采用光窄带滤波器（干涉滤光片或原子滤光器等），以抑制背景杂散光的干扰，在电信道上则采用微弱信号检测与处理技术。

3）精密、可靠、高增益的收、发天线

为完成系统的双向互逆跟踪，光通信系统均采用收、发合一天线，隔离度近100%的精密光机组件（又称万向支架）。由于半导体激光器光束质量一般较差，要求天线增益要高，另外，为适应空间系统，天线（包括主副镜，合束、分束滤光片等光学元件）总体结构要紧凑、轻巧、稳定可靠。国际上现有系统的天线口径一般为几厘米至25厘米。

4）快速、精确的捕获、跟踪和瞄准技术

这是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。ATP系统通常由以下两部分组成：

（1）捕获（粗跟踪）系统。它是在较大视场范围内捕获目标，捕获范围可达±1°～±20°或更大。通常采用阵列CCD来实现，并与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构完成粗跟踪即目标的捕获。粗跟踪的视场角为几mrad，灵敏度约10pW，跟踪精度为几十μrad;

（2）跟踪、瞄准（精跟踪）系统。该系统的功能是在完成了目标捕获后，对目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器QD或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现，并配以相应的电子学伺服控制系统。精跟踪要求视场角为几百μrad，跟踪精度为几μrad，跟踪灵敏度大约为几nW。

5）大气信道的研究

在地2地、地2空的激光通信系统的信号传输中，涉及的大气信道是随机的。大气中的气体分子、水雾、雪、霾、气溶胶等粒子，其几何尺寸与半导体激光波长相近甚至更小，这就会引起光的吸收、散射，特别是在强湍流的情况下，光信号将受到严重干扰甚至脱靶。因此，如何保证随机信道条件下系统的正常工作，对大气信道的工程化研究是十分重要的。自适应光学技术可以较好地解决这一问题，并已逐渐走向实用化。 此外，完整的卫星间光通信系统还包括相应的机械支撑结构、热控制、辅助电子学等部分及系统整体优化等技术。

这些技术的难度较大，但也是十分重要的。总的来讲，空间光通信是包含多项工程的交叉科学研究课题，它不仅在空间要完成一系列重要的技术功能，还需要有步骤地从地2地、地2空、空2空获取许多试验数据和技术考验。 值得提出的是，空间光通信的发展是与高质量大功率半导体激光器、精密光学元件、高质量光滤波器件、高灵敏度光学探测器及快速、精密的光、机、电综合技术的研究和发展密不可分的。近几年来光电器件、激光技术、电子学技术的发展，为空间光通信奠定了物质基础，在人力、物力上也作了准备，更由于信息社会发展的需要，空间卫星间激光通信已是指日可待了。

空间激光链路分类

空间激光通信的分类主要是通过距离和应用的不同来进行分类的，其中包括：低轨和同步轨道通信、同步轨道和地面轨道通信、同步轨道和同步轨道通信、低轨和低轨之间的通信、低轨和地面之间的通信、地面之间的各站点之间的通信、地面和飞机等的通信这几种通信的主要途径，在空间技术的调解技术上可以分为直接的和相干的两种探测解调技术，随着相关的技术不断在进行调高，相干探测解调技术在探测的灵敏度上更高，能够将探测数据的精度明显的提高，具有一定的使用优势，所以在空间通信技术的研究工作中成为一项主要的研究对象。

空间激光通信性能参数

在对空间激光技术的性能参数进行衡量时主要是通过距离、通信的速度和误码率来进行有效的判断的，在空间激光通信技术的终端上还有激光波长、激光的发散角等方面的一些参数上的指示。

空间激光通信系统

空间光通信系统的结构组成

我们按照功能不同将空间光通信系统分为光源分系统，发射和接收分系统，信标分系统，捕获、瞄准和跟踪分系统四大模块，下面分别讨论如下：

1、光源分系统

在卫星光通信中，通信光源至关重要。它直接影响天线的增益、探测器件的选择、天线直径、通信距离等参量，因此对光源子系统研究十分必要。美国、欧洲、日本在低轨道-低轨道和低轨道-静止轨道卫星的空间通信链路试验中，都采用800~850nm波长范围的AlGaAs（砷镓化铝）激光器，因为该范围的APD（雪崩光电二极管）探测器件工作在峰值，量子效率高、增益高。而在星地通信链路试验中，地面装置采用半导体泵浦倍频Nd：YAG激光器或氩离子激光器作为光源，波长在514~532nm，该波段具有较强的抗干扰能力，能穿过大气而不使通信中断。从抗太阳干扰因素和半导体激光器的发展来看，将来卫星光通信采用的光源有向更短波段发展的趋势。半导体泵浦倍频Nd：YAG激光器由于不仅具有良好的相干性，而且可以做得体积很小，因此也是将来星上激光器的一个良好选择。

2、发射和接收分系统

发射、接收分系统是卫星光通信系统的关键子系统之一。光发射机大致可认为是光源、调制器和光学天线的级联，而光接收机则可看成是光学接收天线和探测器、解调器的级联。

调制的作用是将需要发射的信号调制到光载波上；探测、解调是通过光电转换器件将光信号转换为电信号。探测部分还包括滤波、放大部分，该部分也是卫星光通信系统中必不可少的。

3、信标分系统

由于在空间光通信系统中，通信信号光束发散角非常小，因此如果利用信号光束进行捕获、瞄准将会是非常困难的过程。所以在卫星光通信系统中都要单独设立一个激光信标分系统。信标光束主要是给瞄准、捕获过程提供一个较宽的光束，以便在扫描过程中易于探测到信标光束，然后进行后面的调整过程。

4、捕获、瞄准和跟踪分系统

捕获、瞄准、跟踪分系统是空间光通信系统中非常重要的分系统之一，也是空间光通信的难点、重点。各国在对空间光通信系统的研究中，都提出了一些捕获、瞄准、跟踪系统的方案，并对相当一部分方案进行了实验室模拟。这些方案在探测时的扫描方式以及探测、跟踪传感器的选择等方面都有所不同，但实际采用的捕获、瞄准、跟踪方案是基本一致的。

空间光通信系统的主要优点

相比与传统的微波空间通信，激光空间通信由于波长比微波波长明显短，具有高度的相干性，良好的单色性和空间定向性，这决定了它具有通信容量大、设备体积小、质量轻、功耗低、安全性（可靠性）高、保密性好等特点，此外，还有传输速率高、可用频带宽、建造和维护经费低廉等优势。下面分别详细叙述：

1、通信容量大

激光的频率比微波要高许多，作为通信的载波有更宽的利用频带。光纤通信技术可以移植到空间通信中来，目前光纤通信每束光波的数据率可达20Gb/s以上，并且能采用波分复用技术，使得通信容量上升几十倍。因此，在通信容量上，光通信比微波通信具有巨大的优势。

2、体积小、质量轻

由于空间激光通信的能量利用率高，使得发射机及其供电系统的重量减轻；由于激光的波长短，在同样的发散角和接收视场要求下，发射和接收望远镜口径都可

以减小。摆脱了微波系统巨大的碟形天线，重量减轻，体积减小。

3、功耗低

激光的发散角很小，能量高度集中，落在接收机望远镜天线上的功率密度高，发射机的发射功率可大大降低，功耗相对较低。这对应于能源成本高昂的空间通信来说，是十分适用的。

4、可靠性高

由于光通信系统使用激光作为光源，其发散角很小，能量集中在很窄的光束中。窄光束意味着和邻近卫星间的通信干扰将会减小，这对于卫星较多的低轨道星座群之间相互通信非常重要，因为它的可靠性高，所以避免了相互影响冲突，稳定性增强，提高通信效率。

5、保密性好

由于激光具有高度的定向性，发射波束纤细，激光的发散角通常在毫弧度，这使得激光通信具有良好的保密性，可有效的提高抗干扰、防窃听的能力。

6、其它优点

光通信的频段不像射频那样由国家或国际机构管理，光频段的使用现今没有受到限制。此外，空间激光通信的建造费用和维护费用十分低廉。

空间激光通信的发展状况解析

一些国外的发达国家在空间激光通信技术上早就有所应用，就美国的激光通信技术发展状况来说其属于这项技术的领导者，在技术项目的研发和一系列的技术试验工作美国大多参与其中并起到了主导的作用，美国还制定了2016年的星间激光通信网络计划，在这项计划中通信的速率得到了明显的提升，其主要还是在设备的有力支持的基础上来进行的。在激光网络通信的建设工作上美国的投资是非常巨大的。

就国内来说，我国在空间激光通信工作的研究和发展上还不是很充分，在技术的起步上也比较晚，主要的研发单位还是集中在一些大学中，比如哈尔滨工业大学、长春理工大学、武汉大学等，所以说我国在空间激光通信技术的研发工作上仍然需要进行坚持不懈的努力。

空间激光技术在不断的发展过程中很多技术上的问题已经得到了有效的解决，其能够有效的进行瞄准和跟踪、在捕获工作环节上也更加精确、在大气湍流的解决上具有很好的补偿技术等，已经得到了有效的进步。在技术上的问题的解决给以后的星际光通信技术的发展打下了良好的基础，在激光通信技术的未来发展中主要表现出以下几点发展的趋势：

第一，在探测体制上已经逐渐的表现出从直接探测向相干探测和复合探测的方向上进行转变，这样能够有效的实现激光通信系统对环境的适应性额和同其他系统之间的互通性。

第二，在通信的波长上逐渐的走向1.5 5μｍ波的过渡，这表明激光通信技术的容量在不断地走向扩大的趋势，也是未来的技术发展的重要趋势之一。

第三，在未来的激光通信技术的发展中纳米技术的应用会有效的推动激光通信技术的发展，纳米技术的不断发展会更好的解决空间环境的适应性问题。

第四，在未来的激光通信技术的发展中会实现更好的经典光通信和量子光通信之间的结合。

第五，激光通信将成为深空探测活动的主要通信方式。

led照明具备多方面的优势，包括使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术。LED可见光无线通信系统是由LED照明与无线通信技术相互融合而构成的。

LED可见光无线通信的关键技术

LED可见光无线通信系统分为发射部分和接收部分。发射部分包括：信号输入和处理电路、LED可见光发射系统及其驱动电路。接收部分包括：接收光学系统、光电探测器、信号处理和输出电路。LED可见光无线通信主要包括以下几个方面的关键技术：

（1）光信号接收技术。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，常常会导致接收端信噪比小于1。为了精确地接收信号，需要有选择灵敏度高、响应速度快、噪声小的新型光电探测器；对所接收的信号进行前置处理，需采用高效的光滤波器，以抑制背景杂散光的干扰，对信号进行整形和去噪声。

（2）调制、编码以及解调技术。目前LED可见光无线通信系统大多采用强度调制（IM）的直接检测（DD）非相干系统，编码方式大多为二进制OOK（开关键控）编码。在实际光通信系统中，曼切斯特编码的性能优于OOK编码；此外，二进制OOK编码通过光学链路一次只能发送一个比特，但比特流的传送也可以以组的形式发送而不是一次一个，因此可采用光学组编码形式如脉冲位置调制（PPM）来达到更高的发送速率，但PPM系统在解码时对时钟同步性要求较高。

（3）码间干扰克服技术。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同及大气信道中存在的粒子散射导致了不同的传输延迟，光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），导致系统性能恶化。通过可控的方式将ISI引入发射信号，采用抗扰动滤波器的相关电平编码，可降低ISI的影响。

（4）自动切换技术。在室外LED可见光无线通信系统中，当接收机（如汽车）从一个基站灯移动到另一个基站灯时，需要接收机能够自动切换。切换操作既要能够识别一个新基站又要将信令信号分派到新基站的信道上，设计者必须指定一个启动切换的最恰当的信号强度，选择恰当的切换时间以避免不必要的切换同时保证在由于信号太弱而通信中断之前完成必要的切换。为了保证这一点，基站在准备切换之前先对信号监视一段时间来进行信号能量的检测，这需由接收机辅助切换来完成。高速车辆只要几秒就驶过了一个基站灯的覆盖范围，切换中心很快会因为不停地有高速用户在不同基站灯间切换而不堪负荷，必须采用辅助切换技术减少切换中心介入切换的次数。

（5）无线信道传输技术。LED可见光无线通信系统的信号传输信道是随机信道，LED可见光的波长与大气中的尘灰、气体分子、大雾、雨滴的尺寸相近甚至更小，容易产生光的散射及吸收造成信号的严重衰减，阳光等背景光也会对系统的性能产生影响。要保证在随机信道下的正常工作，还必须对LED可见光传输信道作更深入的研究。目前在对室内信道进行分析时，都是采用Gfeller和Bapst的分析模型，将信道分成直射信道和墙壁反射信道两部分进行研究，但对背景光、散射等未作分析。因此建立恰当的室外传输模型和室内传输模型将有助于对系统展开深入的研究。

（6）信道复用技术。为了使多个终端能共享一条高速信道，须采用信道复用技术。在光通信领域，主要有光波分多址技术（OWDMA）、光时分多址技术（OTDMA）及光码分多址技术（OCDMA）。OCDMA是在光域内的一种扩频技术，可以动态分配带宽资源实现光信号的直接复用与交换，保密性好，抗干扰能力强，是具有广阔前景的多址技术。在LED可见光通信中可采用非相干OCDMA系统。

高速LED可见光无线通信系统还包括相应的电路结构优化设计、噪声抑制等技术。对于光通信系统来说，接收光场采用非相干检测。由于光电检测本质上是随机性的，在建立光探测器的输出模型时，电子释放时间、电子计数以及增益都是随机变量，这种过程是散弹噪声过程，接收机噪声通过获得散弹噪声极限的条件来克服。

led可见光通信缺点和优点

一、优点

1、与光纤通信拥有同样的优点，高带宽，高速率。

2、基于LED的Li-Fi可达到10 Gb/s 的数据传输速率，可以改善Wi-fi7 Gb/s的数据传输速率上限。

3、Li-Fi技术带来了极高的安全性，因为可见光只能沿直线传播，因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息。

二、缺点

1、目前，这种设备目前还非常昂贵，无法普遍使用。

2、可见光Lifi通信只能在有光的情况下才能进行。

LED可见光无线通信的发展现状

LED可见光无线通信分室外通信和室内通信室外LED可见光无线通信技术目前主要应用在智能交通系统（ITS）中，香港大学G.Pang等人在1998年提出了利用LED交通指示灯为车辆传输语音广播信号，将语音信号通过OOK调制加至LED光源，实现了低速的无线LED可见光传输。日本KEIO大学Kitano等人在2003年提出了LED公路照明通信系统。Pang等人只对利用LED交通灯进行语音传输展开研究，Kitano等人只在LED公路照明通信系统中分析了在不同的接收方向角和视场角下信噪比的好坏，以及在一定误码率下信噪比和接收数据率的关系，认为LED可见光公路照明通信系统优于红外公路交通通信系统。

随着智能交通系统研究的深入，又出现了LED交通灯、汽车前后LED灯之间构成的交通灯至汽车和汽车前灯至汽车尾灯这两类可见光通信系统。Okada等人提出利用二维LED阵列组成发射机和二维图像传感器组成接收机，来构成并行LED可见光通信系统，并利用接收图案的空间频率分量特征对车辆进行定距。Wook和Komine等人对交通灯至汽车的LED可见光通信系统进行了分析后，认为在系统中采用二维图像传感器的接收机性能优于采用雪崩光敏二极管的接收机，并指出在一定条件下一盏交通灯最佳的LED单元灯数目是50&TImes;50。

室内LED可见光无线通信技术主要应用在室内无线宽带接入网中，日本KEIO大学的Tanaka等人和SONY计算机科学研究所的Haruyama在2000年提出了利用LED照明灯作为通信基站进行信息无线传输的室内通信系统。他们以Gfeller和Bapst的室内光传输信道为传输模型，将信道分为直接信道和反射信道两部分，并认为LED光源满足LamberTIan照射形式，且以强度调制直接检测（IM-DD）为光调制形式进行了建模仿真，获得了数据率、误码率以及接收功率等之间的关系，认为当传送数据率在10Mbps以下的系统是可行的，码间干扰（ISI）和多径效应是影响系统性能的两大因素。2001年，Tanaka等人在原来的基础上分别采用OOK-RZ调制方式与OFDM调制方式对系统进行了仿真，结果表明：当传送数据率在100Mbps以下时这两种调制技术都是可行的，当数据率大于100Mbps时，OFDM调制技术优于OOK-RZ调制技术。

2002年，Tanaka和Komine等人对LED可见光无线通信系统展开了具体分析，包括光源属性、信道模型、噪声模型、室内不同位置的信噪比分布等，求出了系统所需的LED单元灯的基本功率要求，并分别以OOK-RZ、OOK-NRZ、m-PPM调制方式进行仿真分析，得到了不同条件下的误码率大小。

同年，Komine等提出了一套结合电力线载波通信和LED可见光通信的数据传输系统，以SC-BPSK调制方式进行了系统仿真，结果表明：系统在数据率为1Mbps条件下是可行的。同年，Komine等研究了由墙壁反射引起的多径效应对LED可见光无线系统造成的影响，分别以OOK、2-PPM、4-PPM、8-PPM调制方式进行仿真，结果表明：8-PPM调制方式性能最佳。在数据率小于60Mbps，接收视场角小于50度的条件下，采用8-PPM调制方式可有效克服墙壁反射引起的多径效应。

2003年以后，Komine等继续对LED单元灯的设计布局、可见光传播信道（分直达信道和反射信道两部分）、室内人员走动导致的反射阴影、墙壁反射光，码间干扰对系统性能的影响等展开研究，并得出了不同接收视场角和不同数据传送率下各因素对系统性能的影响曲线。同年，NTT公司的Douseki提出了光能LED无线通信系统，LED光既作为数据传播的载体又作为能量源给系统供电。2005年，Komine等利用基于最小均方误差算法的自适应均衡技术来克服ISI，仿真表明在数据率为400Mbps以下时，FIR均衡器和DFE均衡器都可有效减少ISI的影响，当数据率高于400Mbps时，DFE均衡器更能有效克服码间干扰（ISI）。

LED可见光无线通信的发展趋势

LED可见光无线通信，现阶段主要应用在室内局域网和智能交通系统中，未来LED可见光无线通信技术将向以下几方面发展。

（1）室内LED可见光通信采用OFDM调制技术、CDMA接入技术及分组编码技术具有良好的发展前景，但采用OFDM调制技术时，幅度不断变化的OFDM信号工作在大信号幅度时可能会驱动功放进入非线性区产生失真。其次，目前LED灯分多芯片和单芯片两种，采用OFDM调制技术、CD-MA接入方式下采用何种芯片能达到更高的传信率和更少的误码率还有待研究。还有目前LED可见光无线通信系统研究主要是针对下行链路，系统上行链路研究还有待深入。

（2）由于LED照明基站灯安装在天花板、公路两旁或交通枢纽上，铺设新的通信电缆成本太高，如与电力线载波通信结合在一起，利用电力线来传输通信信号可大幅降低投资成本。在日本等发达国家已得到了广泛应用，南京联通也在一些小区里开通了10M带宽的电力线上网业务。LED可见光无线通信与电力线载波通信相结合将是未来的发展趋势。

（3）LED可见光无线通信技术可为城市车辆的移动导航及定位提供一种全新的方法。汽车照明基本上都采用LED灯，将光接收机安装在道路边或汽车上，组成汽车至交通控制中心（连接着道路边的光接收机）、路灯至汽车或汽车至汽车的通信链路，可为夜间行驶车辆进行导航、定位，并且能够让驾驶员即时知道各条道路的车辆流量，这也是LED可见光无线通信在智能交通系统中的发展方向。

无线通信技术在医疗领域的应用知识

摘要 本文介绍了无线通信技术在医疗领域的应用情况，文中列举了跟踪治疗、移动观察、远程医疗、患者数据管理、药物跟踪、手机求救、病人数据收集、医疗垃圾跟踪和短信沟通等九个方面的新应用。 关键词 无线通信 医疗领域 应用 最近几年，无线通信技术在国内外医疗市场得到了广泛的应用，无线医疗设备应用迅猛增长。一位报告指出，欧洲的无线医疗设备销售额将从2003年的 9800万增加到2008年的4.458亿美元，主要原因是医护人员希望改善工作流程、增加生产力和改善病人的满意度，还有增加新的应用如电子病历、临床疗法决定等。美国2003年的医疗Wi-Fi市场达到4.95亿美元，这包括Wi-Fi设备、Wi-Fi网络、系统集成、医疗监视、控制和优化等。到 2010年，美国Wi-Fi市场将高达20亿美元，而从无线网络运营和相关的服务收入将增加到70亿美元。市场人士估计，这种快速发展的市场将有力地推动 Wi-Fi医疗设备的开发，预料将有不少的Wi-Fi医疗产品推出市场。下面介绍各种无线技术在医疗领域的应用情况。

通常，医生和护士需要在何时何地存取医疗数据或病人信息是很难预测的，而时常移动又是他们工作的最大特点。WLAN强大的，可靠的技术能够帮助医院来控制成本以及增加室内设备的灵活性。在下列医疗领域的应用中，WLAN可以用来提供必要的网络连接：

多座建筑物间的连接

WLAN可以将医院内所有的建筑物都连接在一起，并使他们能够对主计算设备中的数据进行访问。例如，如果药剂师希望了解一个病人是否有药物过敏反应，他们可以使用WLAN快速的访问存储于另外一个建筑物中的医药记录。

移动护理中心

WLAN可以帮助那些在医院中巡诊，同时又需要随时存取网络数据的医生和护士取得数据。由于电子医疗记录系统变得越来越普遍，WLAN还可以为这些系统提供更容易的访问方式，同时减少丢失或错误理解病人信息的事件发生。它还能够通过减少记录来提高工作效率。医院可以利用WLAN来创建一个流动护理站，它是由医疗设备和局域网工作站所构成的。它可以改善数据收集的效率，同时可以使护士将更多的时间用来护理病人。

1. 跟踪治疗 2004年6月29日，北京市卫生局、摩托罗拉和MedDay在中国组建一个独特的联盟，旨在抗击慢性病和公共卫生威胁。在成立之初，该联盟将在北京的部分医院对高血压和糖尿病患者实施为期6个月的用RegPoint解决方案的跟踪治疗。RegPoint是MedDay公司的疾病监测和管理系统，它将患者模块集成在一部基于Linux操作系统的摩托罗拉A760翻盖智能手机中。患有糖尿病、帕金森病、永久性疼痛、艾滋病、肺病、出血性疾病、肥胖症的病人均可利用RegPoint接收个性化的药物治疗方案。无论患者居住在城市或是乡村，他们都能利用其摩托罗拉手机上安装的RegPoint来接收个性化的治疗方案。RegPoint还可通知患者服用何种药物，以及何时将何种症状注册到其摩托罗拉A760中的RegPoint解决方案上。患者注册的数据将自动传输到其主治医师或其他卫生保健专业人士处。这些数据也可通过如体重秤、血糖计或血压计等设备注册到RegPoint上，并通过摩托罗拉手机上的 RegPointPocket程序利用最新的“蓝牙”技术自动传送给医生。这些措施保证了医生能够监督其治疗方案的执行情况，更正患者不恰当地使用处方药以及找出用药方面的错误并及时更正。 韩国也推出了医用手机。在2004年3月，韩国举行了一个大规模医疗设备展览会上，一种能测出血糖、脂肪等数据的“医用手机”吸引了大部分客商的眼球。这种“医用手机”共分多款，其中一款是“糖尿病手机”。这种手机里内置了一个微型测量仪，它可以自行测出手机持有者的血糖，然后将测量数据发送到存放手机主人档案的相关网站，医生确认了手机主人的健康状态后，会把具体治疗建议等信息以短信的形式发给机主。此外，内置慢步机、体脂肪测量仪的“减肥手机”、测量肤下水分还有按摩功能的“皮肤管理手机”，以及能够看到胎儿发育状况的“产妇用手机”颇受到场客商关注。 2. 移动观察 从2003年6月到8月期间，法国电信与CardioGap公司和阿维尼翁市紧急医疗援助服务中心合作，试验了不间断传输正在运送途中的病人的医疗信息的方案。有了这种方案，紧急医疗援助服务中心（le SAMU）的调度就可以实时地了解通过救护车运往紧急医疗机构的病人的运送条件和病情变化。紧急救援中心通过移动式医疗紧急通讯系统与GPRS系统联系在一起，经过安全化处理的ADSL又与救护车联系在一起，使紧急医疗援助服务中心能够不间断地收到救护车上安装的新设备记录下来的数据。紧急救援中心因此而可以随时观察病人在运送过程中的状态。 所交换的信息由一个虚拟的私营网络VPN来保证，这一虚拟网络通过互联网将各不同的网络联系在一起。只有属于VPN网的计算机才能够读出传输的数据。数据的传输是通过一台带触摸屏的手提式电脑和一台GPRS调制解调器来完成的。法国电信子公司 Orange的GPRS网可以以不间断的方式传输数据，使救护车里的救护小组和紧急救援中心的调度交换信息。现在正在试验中的系统将于2004年初推广并商业销售。 3. 远程医疗 2004年8月，甘肃省平凉市泾川县开通了全省首家县级医院“远程医疗会诊系统”。在县人民医院决定建设“远程医疗会诊系统”之初，泾川电信领导积极组织专业人员广泛查阅资料，为其提供了多套“远程医疗会诊系统”方案，最终确定以四条ISDN为主用、ADSL为辅用的组网方案。在“远程医疗会诊系统”安装调测期间，泾川电信组织专业小组进驻医院，配合院方安装调测，仅用三天时间就调通了集点对点音频、视频、图像、文字、数据为一体的多媒体数据通道，可以512kbit/s的对称速率同步连接兰医一院、北京中日友好医院、日本大阪医院的“远程医疗会诊系统”终端，实现远程诊断、会诊咨询及护理、远程医学信息服务等医学活动，视频、音频清晰流畅，达到了院方的要求。 4. 患者数据管理 上海东方医院在住院病房铺设了54M无线局域网。住院处的每个临床医生使用配置笔记本无线网卡的手持式平板电脑，当其巡视病房时则直接通过手写笔，将患者每天的病情资料、诊疗意见及药剂配方输入到医院的医疗管理系统中；与此同时护士在护士站根据医生输入的巡视结果，为患者及时地调整护理方案；药剂师根据医生当天修改的患者用药情况来配药；财务人员则可及时地统计患者住院费用。整个运作过程摆脱了原来传统的临床纸质病例卡，避免了因纸质病历在医生、护士、药剂师及财务部门之间传递，过程中发生的由字迹不清、误读等差错的医疗事故。针对特殊疑难患者，临床医生可以通过手持平板电脑，在无线局域网覆盖范围内的任何地方，及时查阅相关资料，避免了为查询资料医生往来于办公室的麻烦。将手持电脑用于电子处方及诊断结果报告增加了现场医疗服务新的空间。手持电脑应用可以消除许多基于纸的过程，例如处方抄写、提交和跟踪试验单、报告诊断结果，以及书写患者用药注意事项。 5. 药物跟踪 美国制药商、经销商和零售商将RFID标签贴到药瓶上，然后通过配送渠道发送到目的地。这个叫做Jumpstart的项目将试验在物品级上使用RFID 的可行性，使用RFID跟踪单个药瓶、改进库存管理、防止零售商缺货以及当药品需要召回时跟踪药品。尽管目前有许多利用RFID跟踪货盘和货柜的试验项目，但人们一般认为在物品级上，广泛使用RFID仍是几年以后的事情。但是，鉴于药品的高价值和假药问题，制药公司将成为第一批物品级RFID标签技术的早期采用者。2004年年初美国食品及药物管理局发表了一份报告，建议制药商从2006年起利用RFID在物品级上跟踪最常造假的药品。在物品级上使用 RFID技术，仍有一些问题需要解决，如RFID技术的费用如何由供应链参与者分担，RFID标签使用什么频率。 2004年7 月，英国调查公司ARC Group公布了关于无线IC标签（RFID）的调查结果。该调查报告称，对于RFID标签和读取器厂商来说，医药品是一个拥有很大潜力的市场。由于医药品的单个产品价格比日用消费品贵并且销售利润也高，因此估计将更早引进RFID标签。另外在医药品行业中，RFID标签将有助于解决与药品相关的众多问题，如召回产品、追踪产品在供应链中的流通履历以及杜绝假冒产品等。 6. 手机求救 美国国际商用机器公司（IBM）的研究人员给手机增添了一项新功能：为心脏病高危者发送求救信息。新系统的核心是只有一盒口香糖大小的无线电信号转发装置，这一装置采用了可进行短距离、低功率无线通信的“蓝牙技术”，可与便携式心跳监测仪和手机配合使用。当使用者心跳达到“危险”水平时，这套系统能够自动拨打一个预设的手机号码，以短信息的方式发出心跳数据。 7. 病人数据收集 为了发明一种新的无线应用，2004年7月加拿大 Zarlink Semiconductor Inc.公司宣布正在为所谓的体域网(body area networks)研究体内天线设计(in-body antenna design)。Zarlink的研究工作属于欧盟“健康目标”(Healthy Aim)项目的一部分。参与“Healthy Aims”计划的公司正在开发一系列人体植入医疗器件，以帮助老年人和残疾人。值入体内的医疗器件利用Body area networks可以与基站通讯，最远距离达三米，使得保健专业人员能够收集器件的性能数据和病人数据。Zarlink的研究工作将专注于为助听器和肌肉刺激器等植入器件开发天线设计和超低功率通讯系统。 8. 医疗垃圾跟踪 2004年7月，日本垃圾管理公司 Kureha环境工程公司开始检验RFID能否用于跟踪医疗垃圾的试验。Kureha公司说，这是亚太地区第一个利用RFID跟踪医疗垃圾的试验。试验的目的是检验RFID标签技术是否能有效地在医疗垃圾运送给处理场过程中跟踪它们。主要目标是利用跟踪系统确定医院和运输公司的责任，防止违法倾倒医疗垃圾。Kureha使用的纸箱和塑料容器上将配备RFID标签，信号接收天线将安装在IBM的RFID解决方案中心。试验将分析信号的灵敏度和数据读取精度参数。取得成功后，现场试验将随后在Kureha的垃圾处理场进行。如果一切顺利，设在日本福岛的Kureha总医院将在不久的未来部署RFID系统，跟踪医疗垃圾。 9. 短信沟通 一种依靠手机短信实现医患沟通的新型就医形式已经在哈尔滨医科大学附属第一医院实现。中国移动手机用户将短信发送至指定号码（023234）后，即可获得医院回复的短信，指导患者怎样通过短信求医问药。此种数字化就医形式可以避免患者排队就诊带来的麻烦，也可为部分患者保住隐私。患者在此就医的过程中，还可以通过发送短信获取哈医大一院名医专家的详细个人资料和具体出诊时间，以确定自己要找的医生和去医院就诊的时间及地点。此业务逐渐开展后，患者还有望实现“手机挂号”、短信预约手术、短信完成医保手续等。届时，患者可通过短信在家中“搞定”更多的看病程序。 我国无线医疗技术应用近年来十分活跃，但比起欧美来还是低得太多，仅仅处理一种起步阶段。如果不加快应用无线技术，我国医院的技术能力将会远远落后于欧美。

网上有很多关于区块链技术应用与未来论文的文章，讲解了我国区块链技术应用与未来论文的方向。区块链技术已经存在十多年，但是前几年获得的成就比较小，这几年各国才大肆发展区块链技术。其实区块链技术是一门有争议的技术，不过它真的很强大，能够融入各个行业改善现有的问题。所以区块链除了用来发展数字货币，应该运用到更多的领域，造福我们这个社会。下面一起来瞧瞧区块链技术的应用和未来论文的发展方向吧！

一、区块链技术的应用原本区块链技术只是用来创造比特币的，但是没想到比特币诞生之后又出现了以太坊和其他虚拟币。随着数字货币行业的不断发展和壮大，区块链技术被运用到更多的领域。因我国金融行业的发展遇到了难题，而区块链正好可以解决这些难题，所以便运用到金融行业。然而除了金融行业，我国区块链技术还用到了农业、医疗和电商等多个领域，不过区块链技术应用与未来论文中提到，以后要将区块链发展应用到更多领域。希望未来区块链技术能得到更好的创新，应用变得更广泛。

二、区块链未来论文方向而区块链未来论文方向可以是具体的某项研究，也可以是区块链技术的创新等。我国已经定下区块链未来的发展方向，研究者只要按照这个大方向研究写论文就行。尽管网上已经有不少关于区块链技术的论文，但有的技术已经实现，有的却只是一种设想，所以我国需要解决的区块链难题还有很多。为了更好的发展区块链技术，我国现在有十所大学加入了区块链这个专业，打算从本科生研究所开始培养区块链人才，这样未来区块链会发展的更好。

既然我国会大力支持和发展区块链技术，那区块链技术应用与未来论文主要符合我国区块链的发展方向就行。至于未来区块链还会融入到哪些行业，给我们带来哪些改变，大家就拭目以待吧。作为普通人若是想了解区块链技术，追上它发展的脚步，现在就可以下载OKLink浏览器学习基础区块链知识。OKLink浏览器上还有各种数字货币的发展情况，还可以在这上面学习数字货币投资，通过区块链和数字货币的知识来赚钱，让自己所学知识发挥真正的作用。

（1）接收数据的移动终端在物联网中的广泛应用

在移动通信技术中，移动终端可以对信息数据进行高效的接收传送工作，并且作为终端设备的一种它具有良好的便捷性，也就是说移动终端在使用过程中，能够根据网络通信接入点的变化，随时对信息开展改变工作与传递工作，这样一来能够有效保障移动终端与网络之间的信息能够进行及时沟通。通过物联网信息节点与移动终端的接收点两者之间的对比发现，这两种信息接收节点具有一定的一致性，无论是在作用方面还是在需求方面，物联网信息终端都能够有效满足用户自身的诉求，并且还能够利用移动通信的终端实现多种功能。

（2）移动通信技术的数据传输在物联网中的应用

在当前我国现代化信息技术高速发展的今天，移动通信数据在传输运行过程中自身安全性较高，并且自身性能较为齐全，但是需要注意的是，在信息传输过程中其中的危机因素不能被忽视，物联网在运行过程中，必须要保障科技数据与用户信息的安全性，除此之外，还要保障在信息传输信号能够快速、足额、稳定开展传递工作。利用移动通信技术中的信息传输技术，能够有效维护与管理物联网中的各项业务，除此之外，还能够为物联网的运行提供一个良好的运行环境，提高了物联网信息数据传输的安全可靠性。

（3）移动通信网络管理平台在物联网中的应用

结合移动通信网络管理平台的应用情况来看，主要功能是为对物联网用户、物联网设备以及物联网业务开展维护管理工作，以便能够保障系统得以安全可靠的运行。为了保障信息传输工作能够安全进行，物联网需要移动通信网络管理平台进行辅助，以便能够顺利完成物联网中的管理维护工作。

数字货币作为金融科技的重要创新产物之一，对整个金融业及其监管领域都带来了较为深远的影响。数字货币最初以私人数字货币的形式出现，这些私人数字货币改变了传统货币的形态、流通方式及支付方式，并根据其设计的不同产生了不同的内在价值。在私人数字货币发展的同时，一方面，各国中央银行（以下简称央行）也纷纷试水主权数字货币，在降低发币成本的同时，实现了便捷性和安全性的要求，提高了支付和清、结算的效率，提升了供给和流通控制力；另一方面，各国监管当局面对数字货币带来的安全问题，完善了监管规则，细化了监管要求，也与时俱进地引入了新型监管理念，以应对数字货币对监管的挑战。

私人数字货币及其监督

私人数字货币是指私人发行的数字货币，主要包括比特币、以太坊、莱特币、瑞波币等数字货币。私人数字货币起源于2008年中本聪发明的比特币，拥有去中心化、匿名化等特点。在此之后，全球私人数字货币市场规模呈现指数级别的增长，根据cryptocurrencies网站数据，截至2020年5月27日，全球私人数字货币种类共计5516种，私人数字货币总市值达到2505.8亿美元，其中比特币市值1174.6亿美元，头部效应显著。

全球私人数字货币的主要类别

根据赋值方式的不同，私人数字货币可以划分为两类：一是基于区块链的原生代币，指依赖于区块链系统并在该系统内产生和使用的数字货币，又称加密数字货币；二是在区块链上发行运营，但以链外资产支持的数字货币，又称稳定币。

加密数字货币。加密数字货币存在去中心化、匿名化的特点，并无国家主权信用背书，内在价值为零，波动幅度较大。它们的价值仅来自公众认为它们能跨时间换取其他商品、服务或一定数量的主权货币，即价值共识。价值共识主要来源于两个方面：第一，加密数字货币挖矿的速度和成本。数字货币的供应方式是通过区块形成奖励投放，需要消耗能源和时间，合理的区块奖励机制能确保加密数字货币供应量平稳。第二，暗网与加密货币在加密性和隐蔽性上天然契合，暗网交易中往往使用加密货币作为支付手段，对加密货币存在需求。一旦人们失去价值共识，加密数字货币构建的贸易体系将瞬间崩溃，这点类似于银行的挤兑。

稳定币。稳定币以一系列法定货币计价的资产为储备资产，币值相对于加密货币更为稳定。一方面，稳定币可以发挥分布式账本拥有的即时交易、可编程、开放和匿名等特点；另一方面，稳定币挂钩链外价值，提供“混合驻锚”的实践载体，缓解主权货币作为国际货币存在的“特里芬两难”（周永林，2018）。然而，由于稳定币的发行方为非官方机构且不受国界限制，在无全球统一监管框架限制下，未能有公信力确保储备资产的安全，未能明确储备资产管理的透明度，未能明确发行者和持币者的权责，这些都将导致稳定币的价值不稳定。例如：2019年4月，纽约总检察长办公室起诉Tether公司挪用稳定币USDT储备金弥补8.5亿美元亏损，造成USDT币值大跌。

全球私人数字货币的主要特征

一是去中心化带来的成本降低和效率提高。私人加密数字货币采用去中心化的点对点交易模式，不依赖于金融中介机构，可以减少交易费用、提升效率。传统货币电子交易依赖银行等中介机构，通过央行提供的支付系统实现汇兑收支，国内的大额支付系统尚无法保证资金实时到账。国际金融交易中，全球金融电信协会提供swift系统，通过硬件、软件和人员组成的高度冗余烦琐的机制确保国际资金流转的安全性，支付效率低。私人数字货币以区块链形式运行记账，通过公私钥匙进行交易签名验证，消除对中介的需求，减少交易费用，让交易更加高效（Denis，2019）。

二是共识算法带来的可靠性。私人数字货币通过各种共识算法、机制（例如工作量证明或权益证明）消除对可信中介的需求，依靠预定的算法规则、完整可靠的数据库完成了信用背书，确保不存在“双花”等问题。这种自证其信的信用范式，极大地降低了信任成本。但在现实中，也由于使用场景的缺失，可能导致资产安全和公平仍存在问题。由于其通过工作量证明（POW）或股权证明（POS）等共识机制维护节点，POW机制导致需要大量算力进行节点确认，货币吞吐量有限，不能满足零售货币高并发需求，而POS机制则要求拥有一定数字资产才可参与记账，存在公平性问题。

三是加密算法带来的安全性。区块链通过非对称加密技术实现了透明数据后的匿名性，可保护个人隐私。区块链所采用的非对称加密机制，是使用一个“密钥对”，其中公钥和私钥成对出现，发送方使用公钥进行加密，接收方通过配对的私钥解密和签名，双方无须公开身份来获取对方的信任。公钥无法推算出私钥，后者既代表交易方的身份，也代表其账户里面的资产所有权，由此形成了密码保护与确权机制。然而，由于在现实中加密数字货币去中心化发行，比特币系统通过私钥识别个人身份，私钥只有账户所有者知道，所有者需要输入该代码才能将所有权转移给另一方。私钥的丢失或被破解即意味着加密数字货币的丢失，资产安全性亦将不复存在。

全球私人数字货币的监督

目前，由于私人加密数字货币存在去中心化与匿名化特点，可能对金融稳定产生威胁，导致多国监管机构对私人数字货币持谨慎态度。2019年7月，G7集团一致认为，稳定币必须依据最高监管标准进行审慎监管，任何可能出现的监管漏洞都应该被填补。究其原因，一方面，私人数字货币进一步发展可能影响非主要国际货币国的货币主权地位，进一步影响当地金融系统的稳定。另一方面，私人数字货币去中心化与匿名化的特点给洗钱、恐怖主义融资和其他非法的金融活动创造了沃土（龙白滔，2019）。

部分国家认为加密私人货币是合法的。例如，加密私人货币在美国是合法的。美国金融犯罪执法局（FinCEN）将加密货币交易所归类为“货币发送者”，将私人加密数字资产定义为货币，受货币相关法律的约束；美国国税局将加密数字货币归类为具有价值的财产，属于应税商品；美国证券交易委员会（SEC）认为数字资产为证券，应受其监管；商品期货交易委员会（CFTC）也将其及其衍生品归类为商品并进行监管。加密数字货币在欧盟也被认为是合法的，但具体监管规则在各成员国之间有所不同。目前，欧盟议会尚未通过欧盟层面有关加密货币的具体法律，只有反洗钱（AML）指令要求加密货币交易所遵守欧盟的反洗钱法规。

部分国家则严格禁止加密数字货币。例如，纳米比亚引述多个国际机构对加密数字货币的研究，阐述加密货币并非法定货币，可能对央行货币政策的决策地位产生威胁，所以明令禁止加密数字货币作为支付手段，比特币交易被视为违法行为。中国人民银行也早在2013年禁止金融机构参与比特币交易，2017年，中国人民银行等七部门联合发布了《关于防范代币发行融资风险的公告》，明确表明非货币当局发起的首次币发行（ICO）实际上是未经批准的融资，是非法的。在私人加密货币交易方面，该公告明令禁止所谓的代币融资交易平台将法定货币转换为加密货币，禁止平台为加密货币设定价格或提供其他相关代理服务，不符合要求的平台将被整顿或取缔。

央行数字货币

面对私人数字货币对法定货币产生的威胁，为积极应对并在未来的国际货币领域占据主动，各国央行已积极参与到法定数字货币的研究中来。目前全球对于央行数字货币（CBDC）并没有一个统一的定义，大多是指央行发行的新形式货币，区别于实物现金以及央行储备资金或清算账户的资金。央行数字货币能够代替现金活跃在金融交易的各个场景中。根据受体和技术的不同，国际清算银行在相关报告中区分了三种形式的央行数字货币，其中两种基于代币体系，一种基于账户体系。在两种基于代币体系的央行数字货币中，一种为面向公众的支付工具，主要针对社会公众零售交易，即零售模式；另一种则是面向金融机构的支付清算和结算交割业务，即批发模式。

全球央行数字货币的发展现状

2019年，国际清算银行和支付与市场基础设施委员会对各个国家央行数字货币的研究现状进行了调查，共有66个国家的央行对此调查做出答复，这66个国家覆盖了全球75%的人口、90%的经济产出。调查数据显示，80%的国家正在积极研究主权数字货币问题，其中约50%同时研究零售模式和批发模式，35%只研究零售模式，15%只研究批发模式。目前所涉及的研究大部分是概念性的，主要集中在主权数字货币的投放、重塑支付体系对国家的潜在影响等（Codruta等，2020）。结合上述调查研究，我们对当前各国央行数字货币研究现状进行了梳理，具体情况见表1。

表1：各国央行数字货币研究现状

全球央行数字货币的主要特征

目前，各国央行数字货币仍处于研发阶段，尚未实际全面发行。但从已有的公开资料来看，各国在央行数字货币的模型设计上大致达成共识（见表2），主要有以下特征：

在发行模式方面，采取中心化形式发行，百分百全额缴纳储备金。数字货币的价值来自公众认为它们有跨时间换取其他商品、服务或一定数量的其他主权货币的能力。私人数字货币虽具有去中心化的特点，可规避发币主体滥发货币的可能性，但也导致私人数字货币缺乏价值基础，无法维持币值稳定。不同于私人数字货币，央行数字货币具有中心化发行的特点，通过国家信用为数字货币背书，避免币值剧烈波动。同时，央行数字货币采用百分百储备金的形式发放，避免数字货币过度发行造成恶性通货膨胀，有利于维持数字货币的价值和金融体系的稳定。

在投放机制方面，基本采用双层投放机制，避免对金融体系造成冲击。双层投放机制指由央行负责数字货币的投放和回笼，但央行并不直接与消费者对接，而是通过商业银行向央行申请兑换数字货币，由商业银行面向社会公众提供央行数字货币和对应的服务。双层投放机制无须央行和社会公众直接接触，可在避免金融基础设施另起炉灶、金融脱媒等一系列问题的同时，充分调用商业银行在服务网点等资源技术方面的优势，不会对现有的金融体系造成过度冲击。

在监管设计方面，普遍采用多层级的匿名监管设计，满足合规性和匿名性的双重需求。尽管大部分国家对央行数字货币仍然停留在概念讨论阶段，但可以发现在匿名监管框架的设计方面具有一定共性，且普遍采用多层级的匿名监管设计。例如，部分央行使用分布式分类账本技术（DLT）为反洗钱、反恐融资（CFT）合规性程序提供了一种数字化解决方案，反洗钱相关机构会定期向每个央行数字货币用户发布附时间限制的匿名凭证，在一定额度内，用户可选择保持交易的匿名性，央行或中介机构将无法查看用户的身份和交易历史，满足使用群体的客观需求和法律的监管要求。但超过额度的交易无法使用匿名凭证，必须接受反洗钱相关机构的审查（Benoît，2019）。

在底层技术方面，以分布式账本为底层技术，并基于该技术长期演化。私人加密数字货币普遍采用去中心化的区块链技术，而央行数字货币具有中心化的特点，区块链暂时无法满足央行数字货币在零售场景的高并发交易需求，因此央行数字货币普遍考虑采用分布式账本技术，确保支付系统的高效和可编程。央行数字货币发行流通技术框架将基于市场竞争环境演进，去粗取精实现最优化。但在技术迭代中，仍要确保央行数字货币的底层技术满足以下四点：一是合作性记账，即大量第三方机构参与维护，更新账本（例如交易），通过“共识过程”以确保账本所有节点都同步存储相同的信息；二是数据共享，即分布式账本提供访问范围更广的账本读取权限和更新（写入）账本数据的权限；三是加密技术，包含加密技术的一系列特征，例如使用公共密钥来验证发送付款指令者的权限；四是可编程性，即创建“智能合约”用于自动执行协议条款并发起相关交易，无须人工干预。

表2：各国央行数字货币的主要特征

央行数字货币的主要优势

在成本控制方面，央行数字货币可提供更快捷的支付手段，降低成本。主权数字货币作为国家的法定数字货币，相比于私人数字货币更易于被公众接受，其通过顶层设计可避免物理货币的防伪与损耗成本，并减少价值交换中中介机构的第三方手续费和摩擦成本，对内可抵御私人数字货币对主权货币的侵蚀，提升支付清算基础设施的效率，提振公众对本国金融体系的信心，对外可提供给客户更便捷更低价的跨境支付手段，提升本国货币国际化程度。

在货币政策方面，央行数字货币可完善货币政策传导渠道，提升货币政策有效性。主权数字货币可通过带有“条件触发机制”的智能合约，对信贷主体和使用场景予以限制，实现贷款的精准投放，避免资金空转。同时，分布式记账技术的应用能促进央行数字货币交易中介的扁平化，增加金融市场的流动性，疏通利率传导渠道。

在金融监管方面，央行数字货币有利于金融监管的实施，减小经济犯罪的可能性。纸币由于其物理属性无法被监管部门追踪，部分加密私人数字货币也由于其去中心化的设计而具有匿名性，导致经济犯罪层出不穷。不同于纸币和私人数字货币，央行数字货币中心化发行，并通过分布式记账技术留下交易记录，辅之以大数据分析，可进行反洗钱、支付行为和监管调控指标分析，能有效减小经济犯罪的可能性。

在金融服务方面，主权数字货币可提升金融包容性，助力普惠金融发展。一方面，央行数字货币可以完善征信信息，减少信息不对称。对在传统金融服务中因征信数据缺少、固定资产较少等原因难以获得信贷的中小企业和个人而言，央行数字货币能有效改善这一现象，提升信贷可得性。另一方面，央行数字货币可以提供更为便捷的访问金融服务的途径。商户有动力完善数字货币账户的应用场景和生态服务链以抢占客户，从而潜在地解决了银行对金融服务设置的限制，以及银行网点不足的社区面临的许多问题。

数字货币的案例研究

自比特币问世以来，数字货币的发展日新月异，既涌现了瑞波币等专注于跨境支付的数字货币，也出现了Libra等可能具有颠覆意义的私人数字货币，同时，也引起了各国央行和监管机构的广泛关注，推动了各国央行数字货币的发展。

私人数字货币案例研究

一是比特币。比特币是一种基于开源算法产生、依托P2P网络交易、结合点对点技术和密码学技术的匿名数字货币，其特点是去中心化，不依靠特定机构发行，拥有数量不限的分布式节点。近年来，关于比特币究竟是一个巨大的投机泡沫还是一场货币革命的争议不断升级。比特币通过链式数据结构来验证和存储数据，应用分布式节点共识算法来生成和更新数据，利用写入自动化脚本代码的智能合约来编程和操作数据，采用密码学技术维护数据传输和信息访问的安全性。基于区块链这一全新的分布式基础架构和计算范式，通过构造一个以“竞争—记账—奖励”为核心的正向循环的经济系统，比特币创造性地解决了“双花”问题和“拜占庭问题”。

二是瑞波币。瑞波（Ripple）是一种以数字支付网络与交易协议为特征的系统，本质上是一种支付结算、资产交易以及汇款系统，该系统采用去中心化的架构，但运营模式和验证节点表现出弱中心化的特征。瑞波以跨境市场低效率这一现行货币体系痛点作为切入点，提供了一种更高效的跨境支付手段。瑞波币是瑞波系统中的唯一通用货币，发行总量1000亿，充当各类货币兑换的中介品，应用于瑞波系统中的跨境支付，通过RPCA共识机制和验证机制将交易记录在全球总账本中。

三是Libra。2019年6月18日，Facebook宣布推出加密货币Libra，其使命是建立一套简单的、全球流通的货币和为数十亿人服务的金融基础设施。Libra将以区块链为其底层技术，以一揽子强势货币计价的资产作为信用支持，由总部设在瑞士日内瓦的独立非营利性组织Libra协会进行管理，协会成员由Libra区块链的验证者节点组成。Libra协会成员涵盖了美国支付业、电信业、区块链业、风险投资业的主流公司，以及各大交易平台、非营利性组织和学术机构。Libra的提出解决了之前私人数字货币普遍存在的无主权信用背书、价格波动剧烈等问题，但也随之带来了超主权监管、冲击货币政策等监管上的挑战。

央行数字货币案例研究

受益于国内移动支付和电子支付的快速发展，中国法定数字货币的研究进度在全球位居翘首；英国作为公认的世界金融科技中心，在法定数字货币的研发方面亦有巨大潜力。

1.中国央行数字货币发展情况。中国在央行数字货币研发上进展最为迅速。早在2014年，在时任行长周小川的支持下，中国人民银行便成立了法定数字货币专门研究小组，并明确了发行数字货币这一战略目标。近年来相关研发工作陆续启动，相关研发消息持续披露。2019年11月，中国人民银行副行长范一飞就表示，中国法定数字货币基本完成了顶层设计、标准制定、功能研发、联调测试等工作。2020年4月，央行数字货币首个应用场景在江苏省苏州市相城区落地。除上文所阐述的全球央行数字货币的主要特征，中国央行数字货币还具有以下特点：

一是采用“一币、两库、三中心”架构。“一币”指法定数字货币，即由央行担保签发的代表一定金额的加密字符串。“两库”指的是数字货币发行库和数字货币商业银行库，前者是央行在法定数字货币私有云上存放法定数字货币发行基金的数据库，后者是商业银行在其本地或央行法定数字货币私有云上存放法定数字货币的数据库。“三个中心”即认证中心、登记中心和大数据分析中心，分别负责对身份信息的集中管理，数字货币的流通、清点核对等全程登记和反洗钱、监管指标分析。

二是采用“前台自愿，后台实名”监管。法定数字货币坚持中心化管理，对法定数字货币实现可控的匿名化，采用“前台自愿，后台实名”的设计，在保护用户隐私的同时，主要通过云计算、大数据等技术给监管者提供新的监管手段，即不依赖身份识别系统转而通过用户行为来分析交易、欺诈风险，并通过安全与隐私保护技术实现数字货币的可控追溯，辅之以合规审查等监管技术，强化对反洗钱、反恐融资等不法活动的监管。

三是通过智能合约聚焦传统货币政策失灵。根据数字货币研究所的设计，法定数字货币内置智能合约，旨在强化其对宏观货币政策的支持力度，试图解决传统货币政策所面临的货币空转、流动性陷阱等问题。智能合约主要指条件触发条约，例如，内含基于流向主体条件触发智能合约的数字货币能实现货币政策的精准投放，未生效的数字货币流通到个体时，只有个体符合数字货币预设的主体类别，数字货币才会生效。央行已申请四种法定数字货币生效触发条件，内置智能合约的数字货币为实施结构化货币政策提供空间，可以避免资金空转或流入热钱领域（零壹智库，2019）。

2.英国央行数字货币发展情况。目前，英国央行尚未计划发行数字货币，但已开始研究发行法定数字货币的潜在影响。2019年，英国央行行长马克·卡尼在美联储年度杰克逊霍尔研讨会上发言时提出：当前国际货币体系并不完善，美元仍在全球贸易货币体系中居主导地位，一种可能替代美元的方法是通过央行数字货币网络建立新的合成霸权货币（SHC），可以削弱美元在国际贸易中的主导作用，有利于经济的发展。

英格兰银行将建立一个快速、高度安全和有弹性的技术平台——核心账本作为央行数字货币支付系统的中心，负责记录价值凭证，处理使用央行数字货币进行的交易（EuropeanCentralBank，2019）。核心账本的功能仅限于使用央行数字货币付款所需的基本功能，这一举措有利于构建简洁、快速和灵活的系统。核心账本附带一个应用程序编程接口（API），允许第三方支付接口提供者安全地发送支付指令，大部分支付创新功能将由接入核心账本的第三方金融机构通过附加服务实现。同时，为了确保支付系统的弹性、安全性和完整性，只有经批准的金融中介机构才能连接到核心账本，而且英格兰银行会设定相关法规，确保付款系统安全。

为应对支付体系的不断重塑和迭代，英国央行支付监管框架需要实时更新、囊括新的支付模式，监管框架的更新基于三个原则：一是新的支付体系不对金融稳定构成威胁；二是支付链的端到端运营具有稳定性和弹性；三是有足够的数据集来监控支付活动，以便可以识别、解决新出现的金融风险（BankofEngland，2020）。具体到反洗钱和反恐融资，央行数字货币支付系统需要符合反洗钱和反恐融资法规和要求，这意味用户身份需要在央行数字货币支付系统相关监管机构中备份。在英国央行数字货币模型中，一种可能的合规方案是，核心账本仅存储账户的代码和余额，但是账本中的每个账户都连接到支付接口提供商（金融机构），支付接口提供商需要明确用户身份，并负责对用户交易进行反洗钱检查。随着监管科技的不断发展，数字身份识别和反洗钱合规监管领域目前正经历巨变，新的金融科技解决方案不断涌现，可以促进提供更优的监管合规方案。

数字货币的发展及展望

在货币政策中，央行数字货币将逐渐取代私人数字货币，成为数字货币市场的主力。私人数字货币去中心架构会削弱央行货币政策的有效性，并有进一步影响金融系统稳定性的可能。央行数字货币通过内置智能合约限制信贷的使用场景和使用途径，可以实现贷款精准投放（谢星和封思贤，2019）。因此，预计在未来较长时间内，各国央行将积极推行央行数字货币，从而在未来的数字货币世界话语权争夺中占据主动。

在金融监管中，应逐渐建立“相同行为、相同监管”的原则，减少监管套利的空间。无论是私人数字货币，还是央行数字货币，都会对金融体系产生影响和风险，在对数字货币实施监管的过程中，需要坚持“相同行为，相同监管”原则，即对于同样的金融行为和业务活动，应该遵循与传统金融机构相同的资本和流动性监管标准，例如，Libra的跨境资本流动应遵守基于KYC（know-your-customer）规则的反洗钱和防范金融犯罪行为规范。

在应用场景中，应不断探索完善数字货币生态系统。金融机构应不断扩展基于数字货币衍生的金融业务和应用场景，以全方位的数字货币生态链吸引客户资源，抢占市场份额。完善的数字生态环境才是数字货币流通、繁荣的沃土，而非强制的政策命令（封思贤和杨靖，2020）。例如，数字货币先驱国家厄瓜多尔的厄瓜多尔币就因流通量过少、无法吸引到足够多的用户而退出流通。随着市场热度的不断提升和资源的不断涌入，数字货币生态系统应用场景的覆盖广度将不断扩大并惠及数字货币持有者。

在底层技术中，应加强多边跨国、跨区域合作，推动数字货币底层技术发展。私人数字货币和法定数字货币都依赖技术路径来扩展其性能和应用版图。技术没有物理边界，技术中性原则预留给数字货币发展空间。数字货币研究机构之间相互合作有利于不同技术架构的研发，有利于央行和私人数字货币发行商兼收并蓄不同的技术，并审慎评估每项可选技术的优劣，确定数字货币的最优技术路径，通过对技术边界的扩展进而对数字货币产生长远影响。

一、监狱安防集成技术的发展现状

监狱是关押和改造犯人的重要场所，安全稳定是其首要任务，因此监狱的安防建设一直都是司法部以及各监狱领导关注的重点。2007年在南京召开了全国监狱信息化会议，制定并发布了《全国监狱信息化建设规划》，规划中明确提出“一个平台、一个标准体系、三个信息资源库、十个应用系统”的建设要求，强调从夯实监狱信息化发展根基入手，完善基础设施，统一标准规范，狠抓信息网络安全，推进系统集成与开发创新的建设思路。安防系统作为“十个应用系统”之一，在规划中做了重点强调说明。

对于监狱这种高安全防范等级要求的场所，涉及到的安防手段极其宽泛，因此监狱需建设的安防子系统相对其他行业会更加全面，包括但不限于视频监控、紧急报警、监听对讲、门禁控制、公共广播、周界电网等安防子系统。目前大部分监狱正在建设这类安防子系统，发达省份的安防系统建设已经较为成熟，然而过多的安防子系统虽然提升了监狱整体安全防范的能力，但是使用的复杂程度高且对应急处置效率的改善更是微乎其微，究其原因主要还是由于安防集成技术的限制。

监狱安防集成技术的发展目标应是提高监狱整体的预警、防范、处置和分析的能力，然而当前的安防集成仍然停留在对各个安防系统简单地拼凑和视频联动上，对于事前的预警、事中的处置和事后的分析总结基本很少涉及。

二、 监狱安防集成技术的应用形式

结合监狱安防集成技术的发展现状，以及海康威视多年来在司法行业的技术经验，监狱安防集成技术的应用形式应包括但不限于以下八点：

1、齐全的安防手段

利用安防集成技术，在监狱内建设一套安防集成系统，综合集成视频监控、紧急报警、周界电网、门禁控制、监听对讲、电子地图、公共广播、智能分析、应急预案等各类安防子系统，同时可以与罪犯信息系统、狱务管理系统等业务系统进行对接，并通过布防一套安防集成平台实现对前端各类子系统的综合管理，最终实现监狱安防大集成的局面。

2、多样的联动机制

利用安防集成技术，将监狱安防集成系统集成的各类子系统进行统一联动。当监狱内发生报警时，监狱指挥中心不仅能在安防集成平台上及时接收前端各类报警信息，还能通过预先设置的联动机制联动前端视频上墙、录像存储、广播通告、声光提示、地图定位、监听录音、电压升高、门禁锁死、短信发送、关联人员提示等，实现对报警的快速查看和确认，推动报警的及时处理。

3、完整的处置流程

利用安防集成技术并结合前端各类子系统，监狱在指挥中心安防集成平台上接收并确认报警后，可以对报警进行完整的处理，包括报警信息的确认、报警等级的确认、报警预案的调用以及根据报警预案手动或自动执行对应的处置动作等。报警处置完成后，通过集成平台能实现对前端设备的重新布撤防，同时对于报警事件处置过程的数据还可以进行归档。

4、合理的上报模式

突发事件发生后，报警信息经中心管理首先上报到监狱值班室，值班室需要对报警进行处理，如果值班室未及时对报警进行处理，根据安防系统预先设置的规则，报警会上报到上级指挥中心，由指挥中心处理。对于高等级的报警，报警信息不仅要上报到值班室，同时还需要上报上级指挥中心，情节严重的还可以转发给省监狱管理局及武警中队。

5、全面的应急预案

监狱安防集成系统不仅能集成前端各类安防子系统，还应集成应急预案管理系统。在安防集成平台上可以进行各类应急预案（如火灾预案、罪犯逃脱预案、罪犯凶杀预案、罪犯群殴预案等）的灵活编制、审批、归档等管理；同时，在报警确认后，监狱干警可以将警情手动或自动关联对应的预案，并根据预案指示对警情进行处置，防止处置过程不规范导致的安全漏洞；另外对于大部分监狱来说，重大突发事件发生的概率极低，为保证干警对突发事件响应的能力，监狱还可以通过安防集成平台进行突发事件预案演练。

6、丰富的通信途径

利用安防集成技术，监狱安防集成系统还可集成通信调度系统，在安防集成平台上实现对监狱内各类通信终端（包括手机、电话、警务通、对讲机、广播等）的统一调度，在监狱突发事件发生后，值班室或指挥中心利用平台界面，可以第一时间通知监狱相关干警和领导，同时还可在平台上组建应急会议，讨论应急策略，及时作出正确的应急方案，并快速下发给相关人员，提高突发事件响应速度。

7、强大的总结分析

监狱通过安防集成平台具备的事件记录能力，对监狱内已发生的各类突发事件进行查看和回放，总结该突发事件发生后采取的处置方法是否合理、处置过程是否有遗漏等，沉淀对应的经验；通过安防集成平台具备的报警数据统计能力，对监狱内已发生的突发事件进行统计，分析监狱内一段时间事件发生的规律和分布，对事件高发区域可以作为下一阶段重点监控的场所，实现对监狱突发事件的预警预测。

8、简单的使用界面

利用监狱安防集成技术，将前端各类安防子系统集成到一套平台上，所有子系统都采用同一个平台入口，界面风格一致，使用简单；通过权限化的管理，针对不同的使用群体开通不同的使用权限，实现用户的差异化管理；且对于前段报警信息，在安防集成平台统一的界面列表显示，处置便捷。

三、 监狱安防集成技术的发展难点与疑点

通过第一部分的介绍，我们知道当前监狱安防集成技术只是将各类安防手段实现了统一接入，对于报警还处在简单的接收、查看以及视频联动阶段，对于报警的预警、处置以及分析总结涉及较少，之所以出现该现状的主要原因总结如下：

1、监狱安防环境复杂

监狱的安全等级较高，对于安防系统的要求也很高，因此监狱内的安防子系统多达十几个，而当前监狱安防行业竞争激烈且还未能有一家能提供所有的安防子系统设备，因此一般监狱安防子系统的厂商也是不统一的，各个厂商的产品都具备各自的一些企业特色，无统一的开发标准，导致监狱在集成的过程中遇到难题。

对于开放性、标准化都较好的产品，安防集成的深度也较高，可以实现的功能也会更多，包括一些联动反向控制、远程布撤防等；然而对于开放性、标准化都较差的产品，集成度较低，导致平台只能实现基础的报警接收功能，对后期处置和分析的支撑低。

2、行业整体环境封闭

监狱是一个比较有特色的行业，其多样的安防系统和规范的流程管理使其不能套用其他行业的安防集成系统，安防集成厂商应针对监狱行业开发一套更加行业化的系统方案。然而监狱本身的特殊性质导致其是一个比较封闭的行业，各个安防集成厂商对于监狱的业务流程了解甚少，导致在进行安防集成开发时遇到了较大的难题，目前仍未能与监狱行业进行很好的结合。

3、监狱个体特色较强

每一个监狱都是一个独立的个体，彼此之间业务相差很大，对安防集成系统的要求也不一致，导致安防集成系统开发的过程中存在较大的差异性，开发的难度加大；另外，监狱内干警的个人素质不一，对于安防集成平台接纳的程度不同，导致集成平台的开发存在很大的差异性，难度加大。

4、前言技术发展不成熟

对于如行为分析、人脸识别等前言智能技术，虽然近年来得到了快速迅猛得发展，也得到了大范围的关注，但是整体成熟度相对较低，仍存在一定的误报率，导致监狱用户在建设的过程中有一定的迟疑，对监狱安防集成平台的智能化联动发展造成了影响。

四、 监狱安防集成技术创新应用案例分析

纵观全国监狱的发展情况，目前大部分监狱安防集成程度仍然较低，为推动监狱安防集成的发展，提升监狱应急处置的能力，真正意义上解放警力，司法部委托辽宁监狱管理局进行了应急指挥联动系统技术规范和标准制定试点工作。

在该试点工作中，辽宁监狱管理局联合海康威视，以及下属各监狱进行了应急指挥联动平台的开发，将监狱内各类安防子系统统一集成到该平台中，并在传统安防集成平台的基础上加入了各类报警联动和报警处置功能，同时还进行了大量全面的应急预案开发。

本次试点工作不仅完成了预期的目标，还推动了监狱安防集成技术的发展，使监狱安防集成平台不仅仅能进行基础的报警接收和视频联动，还可以进行强大的报警处置以及各类报警联动，奠定了监狱安防集成技术发展的又一个里程碑。

五、 监狱安防集成技术的发展趋势

未来将会是大数据的时代，如何高效利用监狱内的各种数据资源来提高监狱的整体安全性是现在各安防厂商和监狱关注的重点。

因此监狱安防集成技术将不再局限于传统的安防系统集成，还应与监狱内各种信息和管理系统进行有效整合，从而实现视频流、信息流和工作流的紧密结合；同时引入监狱的私有云，对各类数据进行统一存储管理，进一步结合智能分析、视频摘要、大数据检索等技术，实现数据的快速检索和查看；另外，平台还应具备强大的数据统计和分析的能力，将各类数据资源进行统计分析，利用数据看问题，从而便于监狱领导快速掌控监狱现状，做出正确的决策，提高监狱预警预判的能力，将监狱危机扼杀在摇篮中，全面提高监狱的整体安全性。

【结语】

随着监狱安防集成技术的发展，监狱安防集成系统将不再是简单的报警和视频联动，还会为监狱干警提供事前预警、事中处置和事后分析的强大功能，从整体上提高监狱的安全稳定性，真正解放监狱警力，降低监狱干警的工作压力。

引言

煤矿井下发生事故后，井下人数不详、被困人员位置不清、被困人员生死不明是灾后应急救援急切解决的问题。因此，有必要研究抗灾变能力强、具有人员位置监测等多功能煤矿井下无线通信系统。本文研究将低成本的新技术——Wi-Fi应用于井下，构建一种新的矿井移动通信系统。

1 Wi-Fi技术简介

Wi-Fi(WirelessFidelity)，即无线保真或无线相容性认证，是一种无线局域网数据传输的技术与规格，也就是IEEE所定义的无线通信标准IEEE802.11。无线局域网是有线局域网的扩展和替换，是在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点(AP)、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。IEEE802.11标准发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。随后，IEEE又发布了一些补充协议，包括物理层的补充协议IEEE802.lla/b/g和其它一些服务相关协议。总的来说，Wi-Fi属于短距离无线技术，覆盖范围可达几百米，使用的是2.4GHz附近的频段。Wi-Fi有着“无线版本以太网”的美称，世界上至少有80%以上的局域网采用以太网技术，其几乎可以视为以太网标准在无线领域的延伸。

2 Wi-Fi与相关技术比较

目前国内外矿井无线通信方式主要有漏泄通信、感应通信、透地通信、PHS(小灵通)通信、3G(大灵通)通信系统等。

漏泄通信系统存在着抗灾变能力差、大量的串联中继设备导致可靠性差、系统不具备冗余功能等问题，通信终端存在功能单一、信道容量小的缺陷。感应通信系统存在着体积大、重量重、信道容量小、通信距离短等问题。透地通信系统存在着设备体积大、重量重、信道容量小、地面设备功率大、地面天线布置困难、单向通信(地面向井下)等问题。PHS(小灵通)通信系统与3G(大灵通)通信系统存在着基站控制器和基站非本质安全型防爆、系统不具备冗余功能、抗灾变能力差、井下基站至地面最大通信距离不满足井下通信10公里的要求等问题，通信终端存在功能单一、信道容量小的缺陷。

WiMAX与Wi-Fi最明显的区别是覆盖范围存在很大差别，WiMAX通常可以覆盖3～5km，而且WiMAX的安全系数更高，但是WiMAX的组网成本要比Wi-Fi大的多。考虑到矿井下的特殊性和经济性，还是选用Wi-Fi更适合井下局域网的环境。

3 系统需求分析

所要研究设计的矿井移动通信系统主要由地面监控系统、井下分站和移动通信终端组成。地面监控系统负责整个系统的管理与控制，通过地面监控系统可以对井下人员以及相应设备进行实时的监控。地面监控系统任务可由一台多功能计算机并配有相应数据库管理软件完成。井下分站为整个系统的关键部分并负责多项功能。系统应满足：

(1)在矿井事故前后，地面监控系统能得知井下工人所在的位置;

(2)井下工人与地面监控系统以及井下工人之间能随时进行双向数据通信;

(3)地面监控系统能随时、直接与任何井下工人进行双向数据/语音通信;

(4)井下工人之间能进行双向窄带语音通信;

(5)井下通信网为由若干个分站组成的网状网络;

(6)分站能收发无线电信号，为了有较强的穿透能力，采用适合矿井传输的波长。

4 方案设计

系统以光纤有线网络为骨干，以无线网络为延伸，在井下设立若干矿用分站，通过无线局域网络覆盖井下巷道，利用矿用本安手机(IP终端接入设备)来实现群呼、组呼等功能，从而实现井上对井下的语音调度以及井下对井上的数据和语音双向通信。地面通信与监测中心的软件能分析、处理和显示人员位置、生命状态，可实现人员位置和生命状态显示报警和存储，从而全面实现煤矿安全生产、调度通信、应急救援、安全监控与督察。

4.1 系统架构

系统分为井下设备和井上设备，如图1所示。

图1 系统组网拓扑图

近年来，国内区块链技术应用实例越来越多，国内区块链技术应用实例体现了区块链的研发进度，也体现了国家和整个社会对区块链技术的支持。不过对于很多普通老百姓来说，区块链这一概念既神秘又陌生，那么今天我们就带着大家一起来了解一下区块链，看一看国内区块链技术应用实例有哪些，国内区块链发展情况怎么样了。

1、国内区块链技术应用实例

中国区块链发展与世界基本同步，目前区块链主要应用在了保险领域、金融领域、交通运输领域、公共服务领域、通信领域、物流领域、工艺领域等等。其中表现比较好的应用实例包括医疗卫生领域、税务领域、物流领域等等。举个例子，大家生活比较近而且对我们影响比较明显的例子——区块链医疗卫生应用。区块链医疗卫生是将医疗卫生需求与大数据相结合，使得市场需求和供给可以被更好的匹配，另外，还使得医患信息被更灵活的应用起来，对于医院、供应商、患者来说，都有积极作用。

2、国内区块链发展情况怎么样

从上述区块链应用实例可以看出，目前国内的区块链发展情况良好，而且随着区块链应用越来越广泛，对社会经济生活的作用越积极，国家开始以立法的形式来支持区块链技术发展。除了国家的积极推动以外，很多大型的互联网企业也看到了区块链未来的发展前景，纷纷利用行业便利开展区块链技术的研究。除了互联网企业以外，一些实体企业也意识到区块链技术未来的作用，纷纷投资涉及到区块链业务的领域，通过迂回的方式来参与到区块链投资当中。综上所述不难判断，在国家和各大企业的共同努力之下，区块链在中国将有更大的发展空间。

现在大家对于国内区块链技术应用实例，国内区块链发展情况怎么样是不是有了自己的理解。不得不说，现在区块链已经成为被全社会逐渐认可、喜爱的一种高科技技术，而区块链在各领域的应用，还在不断拓展中。未来，会有越来越多的领域应用到区块链技术，而区块链技术也将为社会创造更多价值，为我们的生活提供更多便利，我们可以拭目以待。

无线通信技术未来发展方向分析

摘 要 本文主要介绍了未来无线通信领域中几项最关键的技术革新。随着无线业务的扩展，对高数据速率通信的需求必将导致能提供高频谱效率的新的调制和编码技术。我们讨论了满足这一条件三种物理层技术：正交频分复用、超宽带传输、空-时调制/编码。另外由于室内接入正成为无线通信领域的前沿，本文对宽带局域网（WLAN）和即兴（Ad hoc）网的应用也进行了探讨。 关键词 空-时处理 多输入多输出 超宽带 正交频分复用 即兴网 一、概述 用户和路由设备可以在网络中随机移动的即兴（Ad hoc）网，已经成为了一个重要的研究领域，这种新兴的技术必将扩展便携式的接入，并且使突发情况下的通信成为可能。传统的无线网络中，网络接入点固定接入到宽带主干网上，而且对数据速率的要求越来越高，例如IEEE 802.11a/g要求54Mbps的数据速率。许多新技术应运而生，并将对无线通信领域产生重大影响。超宽带（UWB）技术采用极短的脉冲信号来传送信息，而脉冲所占用的带宽高达几GHz。与传统的无线通信系统将基带信号上变频为射频信号不同，UWB可以认为是基带传输，不过刚好是在射频频率上而已。它可以在室内提供高达100Mbps的数据速率，而功率谱密度却非常低。另一种高效的技术是正交频分复用（OFDM）。它提供了以往的调制方式所没有的多址接入和信号处理方式，使得无线网络可以在较窄的频带上获得较高的频谱效率。上个世纪90年代的研究表明，在发射端和接收端采用多天线可以获得很高的功率效率和频谱效率。进一步的研究表明，这一系统在独立的瑞利散射信道中获得的理论数据速率与天线数成正比，并且接近最大香农容量的90%。朗讯的V-BLAST实验室系统模型可以在平均信躁比24-34dB的室内环境中达到20-40bps/Hz的频谱效率，而收发端采用16个天线时可以在30dB的信躁比下获得60-70bps/Hz的频偏效率。 下面我们将详细的介绍以上这些技术以及它们在未来无线通信领域中的应用。 二、无线通信在室内接入中应用 传统意义上说，人们只有在相对静止的情况下才使用宽带资源，而这些活动往往发生在室内。而众所周知，无线通信技术的诞生最初是为了提供移动的语音业务，为旅途中的人们提供通信服务。 Internet的飞速发展得宜于Internet服务提供商（ISP）所提供的固定的室内连接，这些服务提供商往往与当地的有线运营商是同出一门。而与此形成鲜明对比的是，在无线通信领域，运营商为了购买带宽资源的使用权、建设户外的移动覆盖投入了大量资本。因此他们一直难以涉足于室内领域。而且，所有现行的第二代数字无线通信系统都主要着眼于提供以话音为主的业务。这就在过去的若干年中将室内的数据通信业务拱手让给了有线通信系统。 在未来十年，提供宽带数据业务的室内无线接入将成为无线通信领域最重要的议题。蜂窝和个人通信的发展要求第三代无线设备以能为室内用户提供类似于Internet的网络业务为核心。绝大多数运营商都没有现存的系统来提供这样的室内覆盖。这就为可以提供低成本的设备的基于无线局域网（WLAN）的新竞争者提供了一个切入点。 利用建筑物或校园内现有的有线以太网络结构，就可以快速并廉价的使用WLAN，并可以达到比昂贵的3G蜂窝设备更高的数据率。随着VoIP技术的发展，相信WLAN能进一步提供融合了电话和互联网接入的移动/便携无线业务，而不采用蜂窝结构。 现在有许多公司在努力将2.5G和3G的蜂窝技术于WLAN技术融合，生产出能完成各种室内链接和业务的手机等无线设备。 提到室内无线接入时，WLAN和现存并广泛采用的基于IP的有线网络结构将成为以无线电波为核心的蜂窝/个人移动通信系统的有力竞争者，而后者正试图将其势力范围从户外扩展到室内。与此同时WLAN也将涉足户外，如观光地和机场。 三、无线通信数据速率 接下来的十年中，高速无线数据业务将更为成熟。而使这成为现实的关键在于频带利用率的提高。在物理层，有三种技术将在这方面起到关键作用：正交频分复用（OFDM）、空-时结构、以及超宽带通信技术。 1. 正交频分复用（OFDM）和多载波通信 正交频分复用（OFDM）是多载波传输的特例，一个高速的数据流用多个低速的子载波进行传输。由于超大规模集成电路（VLSI）的进步，使得高速大规模的快速傅立叶变换（FFT）芯片成为可能，OFDM技术也成为了商用高速宽带无线通信技术的主要候选。另外，OFDM技术还拥有许多独特的性质使得它颇具吸引力：由于低速并行子载波上符号速率的增加，OFDM技术可以对抗多径衰落和码间干扰。（对于给定的延时扩展，OFDM接收机的复杂度大大小于单载波情况下使用均衡技术。）；OFDM技术通过运用自适应调制和子载波上的功率分配技术有效的利用了射频频带资源，而这些都可以用可编程数字信号处理器实现；由于窄带干扰只能作用于子载波的一小部分，OFDM技术因而具有了抗窄带干扰能力；与其他宽带接入技术不同，OFDM技术无需连续的带宽资源；OFDM是单频网络成为可能，而这非常适用于广播应用。 事实上，在过去的几年，OFDM技术已广泛用于宽带数据通信中，如高达1.6Mb/s的高比特率数字用户环路（HDSL）、高达6Mb/s的非对称数字用户环路（ADSL）、高达100Mb/s的超高数率数字用户环路（VDSL）、数字音频广播、数字视频广播。OFDM还被引入新的无线局域网标准，包括IEEE 802.11a和IEEE 802.11g，在5GHz范围提供高达54Mb/s的速率。在高性能局域网如HIPERLAN/2和ETSI-BRAN中也有采用。OFDM技术还被用于了IEEE 802.16的城域网标准和综合业务数字广播（ISDB-T）设备中。 当今的潮流表明，OFDM技术将成为第四代宽带多媒体无线通信系统的调制技术。然而在该技术得以广泛应用之前还有若干问题需要解决。与单载波调制相比，OFDM技术有以下缺点： OFDM固有的较高峰均功率比（PAPR），这会降低射频放大器的功率利用率。因为多载波系统的输出是多个子信道信号的叠加，因此如果多个信号的相位一致，那么所得到的叠加信号的瞬时功率就会远远高于信号的平均功率。这就对发射机内放大器的线性提出了很高的要求，否则会带来信号畸变，使信号频谱发生变化，从而导致各个子信道间的正交性遭到破坏，产生干扰，使系统的性能恶化。 多载波系统对于频率偏移和相位噪声非常敏感。由于无线信道的时变性，在传输过程中出现无线信号的频率偏移或发射机与接收机本地振荡器之间存在的频率偏差都会使OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏，产生子载波间的干扰（ICI），这将大大降低系统性能，除非采用适当的补偿技术。 以上的问题影响了OFDM技术的广泛应用。如ETSI的HIPERLAN/1标准在1996年曾考虑了OFDM技术，却最终放弃。从那以后，许多研究多载波通信的大学和实验室开始考虑如何解决以上两个问题。由于其固有的采用自适应调制和子载波间的功率分配的方便性，OFDM技术仍是未来宽带无线领域的一种优秀的调制技术。将软件无线电技术和智能天线技术与之结合，OFDM技术将获得更大的性能提高。越来越多的新的多载波通信思想结合了OFDM技术和单载波系统如扩频技术的优点。 2. 超宽带（UWB）技术 超宽带（UWB）调制技术采用上升和下降时间都非常快的基带脉冲成形，这样脉冲占用的带宽高达几GHz，因此最大数据传输速率可达几百Mbps。这样避免了传统的窄带调制技术所需的上变频过程。另外由于发射机的脉冲成形不经过上变频直接用于天线，UWB技术可以利用低成本的宽带发射设备。 UWB技术除了带宽大，通信速率高之外，还有许多其他有点。首先，UWB通信的保密性好，其系统发射功率谱密度非常低，有用信息完全淹没在噪声中，被检测到的概率很低。其次，UWB能抗多径衰落，因为UWB系统每次的脉冲发射时间很短，在反射波到达之前，直射波的发射和接收已经完成，所以UWB系统适合在高速移动环境下使用。而且，UWB通信被称为无载波的基带通信，它几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此减小了系统复杂性。可以说，UWB通信是一种低成本、低功耗、高速率、简单有效的优秀无线通信方式。 2002年2月14日美国通信协会（FCC）批准了UWB用于短距离无线通信的申请。UWB的带宽被限制在3.1-10.6GHz范围内，该频带上的发射功率要求低于41dBm，这是为了保护GPS应用、以及航空和军事应用。 超短脉冲使应用UWB的雷达具有高的分辨率，而宽带宽使其拥有高的信号速率适用于下一代无线局域网。 3. 空-时处理 随着业务的扩展，由于频谱资源受限，无线业务提供商必须改进技术来扩大蜂窝系统的容量。通过小区分裂的办法可以增加容量，但是却以增加基站为代价。然而空-时技术和多输入多输出（MIMO）天线结构运用天线和差错控制编码充分利用了小尺度时间和空间分集，大大增加了频谱效率，用比小区分裂更低的成本增强了覆盖。而且空-时技术既可以应用于蜂窝系统又可以用于即兴（Ad hoc）网络结构。 多径是影响无线链路可靠性的主要因素。分集技术是减小深衰落影响的有效技术。过去绝大多数的分集都是基于接收端的，主要是从移动台到基站的上行链路。最近，更多的研究着眼于基站和移动台双方的空间分集。原因之一是工作在更高频率的新系统的发展。例如，载波频率高达2.4GHz或5GHz的无线设备需要的天线阵列的间隔并没有大大增加移动终端的体积。双发射分集已经被3GPP和3GPP2用来改善下行信道的数据速率，因为未来的无线多媒体业务对下行速率的要求大大高于上行速率。 通过合理的选择编码，可以实现时域上的分集；而发射端和接收端采用多天线，则提供了空间分集。这大大增加了频谱效率，并且用较低的复杂性（所有发射端的编码和接收端的处理都可以用线性处理实现）获得了分集增益和编码增益。研究结果表明多发射多接受天线结构采用最大可能检测器的信号与单发射双接收结构采用最大比合并结构获得的结果相同。这样分集的负担就在不影响性能的情况下转移到了发射端。 在闭环发射分集技术中，接收机会通过反馈消息将当前信号的特性提供给发射机，这样就能通过信号选择或预失真来补偿当前信道特性所带来的影响。显然闭环发射分集技术优于简单的“盲发射”STBC。除了STBC，“盲发射”分集也可以通过延迟分集结构实现，即不同的发射天线上的信号具有不同的延迟，因此避免了频率选择性信道。接收端的均衡器用训练序列来补偿信道失真，将具有不同延迟的各路信号进行合并就可以获得分集增益。这一方法的缺点是信道间的差异不是符号周期的整数倍，就会收到码间干扰的影响。在这种情况下，需要用接收端的反馈来调整延迟。 MIMO技术同时在发射和接收端应用多个天线来满足高速无线数据业务的需求。Bell实验室的分层空-时（BLAST）方案是MIMO系统的应用之一。该系统可以将无线系统的容量扩大m倍，其中m是发射天线数和接收天线数的较小值。与延迟分集结构类似，BLAST也没有采用信道编码，它通过多发射天线利用了多径，然后在接收端用先进的算法将信号进行合成。有关BLAST的研究主要集中在优化训练序列、检测算发，以及将BLAST技术与编码相结合。其中较成功的研究成果是垂直BLAST（V-BLAST），它的处理更为简化，使其成为了下一代室内和移动无线应用的有力竞争技术。 许多无线通信系统已经计划采用空-时码。例如宽带固定无线接入标准IEEE 802.16.3考虑将空-时码作为内码，里德-所罗门码作为外码。欧洲的WIND-FLEX项目在为室内应用的64到100Mbps的自适应调制解调器选择最优的发射和接收天线数量。第四代蜂窝移动通信标准计划在每个蜂窝内达到20的频谱效率，提供高达20Mbps的数据速率。空-时编码是可以达到这一要求的技术之一。 四、即兴（Ad hoc）网 以较低的成本获得高的数据速率是无线通信领域的关键。前面的介绍表明有许多物理层的技术可以实现这一目标。然而，未来无线通信网络的另一要素是在没有固有的网络结构的情况下存在的能力。因此，即兴（Ad hoc）网就成为了未来系统的关键技术。Ad hoc网络是在没有任何现存网络基础设施或集中管理的情况下通过一组移动节点的合作动态形成的临时网络结构。网络内部的链接是动态的，常常会因为节点的移动而断开。Ad hoc网络的历史可以追溯到1968年，当时刚刚兴起对ALOHA网络的研究。ALOHA的协议支持单跳网络（网络中的每一个节点都可以到达所以其他的节点）的分布式信道接入，但这最初用于固定网络节点。1973年，DARPA开始研究多跳的分组无线网络协议。多跳技术通过空间域的复用增大了网络的容量，不过这需要更为复杂的路由协议来支持。过去Ad hoc网络主要用于战场和灾区这些无法或不便预先敷设网络设施的场合。现在，随着新兴的无线技术如蓝牙技术的成熟，Ad hoc网络的商用前景也越来越被看好，各种便携设备如笔记本、移动电话、PDA、MP3播放器的互联成为可能。 现行的蜂窝系统要依靠集中控制和管理，而下一代移动无线系统的标准将努力朝Ad hoc的方向发展。例如HIPERLAN/2的直接模式，相邻的终端之间直接通信。蓝牙技术、IEEE 802.11的Ad hoc模式、IEEE 802.16的Ad hoc网络（MANET）、IEEE 802.15的个人领域网络（PAN）提供了分散的无线、接入和路由技术。因此Ad hoc无线网络具有广阔的发展前景。 由于Ad hoc网络没有预先确定的结构，加之网络链接的多变性，在设计和实施过程中存在一些关键性的技术挑战，包括：需要综合考虑安全性和路由问题，保证网络在分布式环境下有效运行；附加开销要在确保动态网络拓扑的条件下最小化（尽量降低路由表的更新频率）；通过合理的路由协议设计，多跳网络中链路容量的不稳定性要保证最小；网络链接（覆盖）、延时需求、网络容量和功率预算之间要合理折中；通过合理的应用功率控制机制和最优的媒质接入控制（MAC）设计，降低与其他技术之间的干扰。 五、结论 本文介绍了无线通信领域在未来的十几年内有可能蓬勃发展的若干新技术。相信Internet和无线通信将很快的融合起来。我们注意到无线通信领域的许多前沿技术都是室内的，现有的蜂窝/个人通信牌照的持有者和采用WLAN技术的Ad hoc网络的建立者之间将会有一场争夺接入的大战。 而对高数据速率的需求必将导致能提供高频谱效率的新的调制和编码技术。我们讨论了满足这一条件三种物理层技术：正交频分复用、超宽带传输、空-时调制/编码。我们相信无线技术将为未来的通信事业作出更杰出的贡献。

eda技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

应用范围

eda在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。在教学方面，几乎所有理工科（特别是电子信息）类的高校都开设了EDA课程。主要是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用EDA工具进行电子电路课程的实验验证并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具（如mulTISIM、PSPICE）和PLD开发工具（如Altera/Xilinx的器件结构及开发系统），为今后工作打下基础。

科研方面主要利用电路仿真工具（mulTISIM或PSPICE）进行电路设计与仿真；利用虚拟仪器进行产品测试；将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中；从事PCB设计和ASIC设计等。

在产品设计与制造方面，包括计算机仿真，产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真，生产流水线的EDA技术应用、产品测试等各个环节。如PCB的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、ASIC的制作过程等。

从应用领域来看，EDA技术已经渗透到各行各业，如上文所说，包括在机械、电子、通信、航空航航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA应用。另外，EDA软件的功能日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途。如AutoCAD软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装璜及各类效果图、汽车和飞机的模型、电影特技等领域。

发展趋势

从目前的EDA技术来看，其发展趋势是政府重视、使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。

中国EDA市场已渐趋成熟，不过大部分设计工程师面向的是PCB制板和小型ASIC领域，仅有小部分（约11%）的设计人员开发复杂的片上系统器件。为了与台湾和美国的设计工程师形成更有力的竞争，中国的设计队伍有必要引进和学习一些最新的EDA技术。

在信息通信领域，要优先发展高速宽带信息网、深亚微米集成电路、新型元器件、计算机及软件技术、第三代移动通信技术、信息管理、信息安全技术，积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品，发展新兴产业，培育新的经济增长点。要大力推进制造业信息化，积极开展计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助工艺（CAPP）、计算机机辅助制造（CAM）、产品数据管理（PDM）、制造资源计划（MRPII）及企业资源管理（ERP）等。

有条件的企业可开展“网络制造”，便于合作设计、合作制造，参与国内和国际竞争。开展“数控化”工程和“数字化”工程。自动化仪表的技术发展趋势的测试技术、控制技术与计算机技术、通信技术进一步融合，形成测量、控制、通信与计算机（M3C）结构。在ASIC和PLD设计方面，向超高速、高密度、低功耗、低电压方面发展。

外设技术与EDA工程相结合的市场前景看好，如组合超大屏幕的相关连接，多屏幕技术也有所发展。

短距离无线通信技术的发展特征和应用

短距离无线通信技术的范围很广，在一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常是几十米以内，就可以称为短距离无线通信。

短距离无线通信技术的特征

低成本、低功耗和对等通信，是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。

首先，低成本是短距离无线通信的客观要求，因为各种通信终端的产销量都很大，要提供终端间的直通能力，没有足够低的成本是很难推广的。

其次，低功耗是相对其它无线通信技术而言的一个特点，这与其通信距离短这个先天特点密切相关，由于传播距离近，遇到障碍物的几率也小，发射功率普遍都很低，通常在１毫瓦量级。

最后，对等通信是短距离无线通信的重要特征，有别于基于网络基础设施的无线通信技术。终端之间对等通信，无须网络设备进行中转，因此空中接口设计和高层协议都相对比较简单，无线资源的管理通常采用竞争的方式?如载波侦听 。

主流的短距离无线通信技术

目前几种主流的短距离无线通信技术包括：高速WPAN技术；UWB高速无线通信技术，包括MB-OFDM、DS-UWB；WirelessUSB技术，WirelessUSB是一个全新无线传输标准，可提供简单、可靠的低成本无线解决方案，帮助用户实现无线功能。此外，还有低速WPAN技术和IEEE802.15.4Zigbee，Zigbee是一种低速短距离无线通信技术。它的出发点是希望发展一种拓展性强、易建的低成本无线网络，强调低耗电、双向传输和感应功能等特色。ZigbeePHY和MAC层由IEEE802.15.4标准定义。IEEE802.15.4a是作为IEEE802.15.4的一个补充，其物理层的标准可能采用低速UWB技术。蓝牙底层PHY层和MAC层协议的标准版本为IEEE802.15.1，大多数标准的制订工作还是由蓝牙小组SIG负责。RFID是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合?电感或电磁耦合 传输特性实现对被识别物体的自动识别。RFID技术的发展得益于多项技术的综合发展，包括芯片技术、天线技术、无线技术、电磁传播技术、数据交换与编码技术等。一套典型的RFID系统由电子标签、读写器和信息处理系统组成。电子标签与读写器配合完成对被识别对象的信息采集功能；信息处理系统则根据需求承担相应的信息控制和处理工作。

短距离无线通信的应用发展情况

高速WPAN，目前主要应用于连接下一代便携式消费电器和通信设备。它支持各种高速率的多媒体应用、高质量声像配送、多兆字节音乐和图像文档传送等。

低速WPAN，主要用于家庭、工厂与仓库的自动化控制，安全监视、保健监视、环境监视，军事行动、消防队员操作指挥，货单自动更新、库存实时跟踪以及游戏和互动式玩具等方面的低速应用。

根据工作频率的不同，RFID系统大体分为中低频段和高频段两类，典型的工作频率为135kHz以下、13.56MHz、433MHz、860MHz～960MHz、2.45GHz和5.8GHz等。不同频率RFID系统的工作距离不同，应用的领域也有差异。低频段的RFID技术主要应用于动物识别、工厂数据自动采集系统等领域；13.56MHz的RFID技术已相对成熟，并且大部分以IC卡的形式广泛应用于智能交通、门禁、防伪等多个领域，工作距离小于1m.较高频段的433MHzRFID技术则被美国国防部用于物流托盘追踪管理；而在RFID技术中，当前研究和推广的重点是高频段的860MHz～960MHz的远距离电子标签，有效工作距离达到3～6ｍ，适用于对物流、供应链的环节进行管理；2.45GHz和5.8GHzRFID技术以有源电子标签的形式应用在集装箱管理、公路收费等领域。

引言

在21世纪，移动通信技术和市场飞速发展，在新技术、市场需求的共同作用下，出现了第三代移动通信系统-3G,3G中采用码分多址（CDMA）技术来处理多径问题，以获得多径分集增益。

然而在该体制中，多径干扰和多用户干扰始终并存，在用户数较多的情况下，实现多用户检测是非常困难的。并且CDMA本身是一个自扰系统，所有的移动用户都占用相同的带宽和频率，所以在系统容量有限的情况下，用户数越多就越难达到较高的通信速率，因此3G系统所提供的2Mb/s带宽是共享式的，当多个用户同时使用时，平均每个用户可使用的带宽远低于2Mb/s,而这样的带宽并不能满足移动用户对一些多媒体业务的需求。

不同领域技术的综合与协作，伴随着全新无线宽带技术的智能化，以及定位于用户的新业务，这一切必将繁衍出新一代移动通信系统4G。相比于3G,4G可以提供高达100Mb/s的数据传输速率，支持从语音到数据的多媒体业务，并且能达到更高的频谱利用率以及更低的成本。

为了达到以上目标，4G中必须采用其他相对于3G中的CDMA这样的突破性技术，尤其是要研究在移动环境和有限频谱资源条件下，如何稳定、可靠、高效地支持高数据速率的数据传输。因此，在4G移动通信系统中采用了OFDM技术作为其核心技术，它可以在有效提高传输速率的同时，增加系统容量、避免高速引起的各种干扰，并具有良好的抗噪声性能、抗多径信道干扰和频谱利用率高等优点。

本文将对OFDM的基本原理以及其调制/解调技术的实现和循环前缀技术进行介绍，并在三个主要方面将OFDM与CDMA技术进行对比分析。

2 OFDM技术分析

2.1 OFDM基本原理

正交频分复用的基本原理可以概述如下：把一路高速的数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较低的若干子信道中进行传输。在频域内将信道划分为若干相互正交的子信道，每个子信道均拥有自己的载波分别进行调制，信号通过各个子信道独立地进行传输。

由于多径传播效应会造成接收信号相互重叠，产生信号波形间的相互干扰，形成符号间干扰，如果每个子信道的带宽被划分的足够窄，每个子信道的频率特性就可近似看作是平坦的。如图1所示。

因此，每个子信道都可看作无符号间干扰的理想信道。这样，在接收端不需要使用复杂的信道均衡技术即可对接收信号可靠地进行解调。在OFDM系统中，通过在OFDM符号之间插入保护间隔来保证频域子信道之间的正交性，以及消除由于多径传播效应所引起的OFDM符号间的干扰。因此，OFDM特别适合于在存在多径衰落的移动无线信道中高速传输数据。OFDM的原理框图如2所示。

如图2所示，原始高速率比特流经过串/并变换后变为若干组低速率的比特流d（M），这些d（M）经过调制后变成了对应的频域信号，然后经过加循环前缀、D/A变换，通过RF发送出去；经过无线信道的传播后，在接收机以与发送机相反的顺序接收解调下来，从而得到原发送信号。

图2中d（M）为第M个调制码元；图中的OFDM已调制信号D（t）的表达式为：

式（1）中：T为码元周期加保护时间；fn为各子载波的频率，可表示为：

式（2）中：f0为最低子载波频率；Ts为码元周期。

在发射端，发射数据经过常规QAM调制形成基带信号。然后经过串并变换成M个子信号，这些子信号再调制相互正交的M个子载波，其中/正交0表示的是载波频率间精确的数学关系，其数学表示为QT0fx（t）fy（t）dt=0,最后相加成OFDM发射信号。实际的输出信号可表示为：

在接收端，输入信号分成M个支路，分别用M个子载波混频和积分，恢复出子信号，再经过并串变换和常规QAM解调就可以恢复出数据。由于子载波的正交性，混频和积分电路可以有效地分离各子载波信道，如下式所示：

式中dc（m）为接收端第m支路子信号。在整个OFDM的工作流程中OFDM与其他技术的主要区别在于其采用的调制/解调技术以及循环前缀的加入这两个环节，下面将对其进行较为详细的分析。

2.2 OFDM调制/解调技术的实现

OFDM系统的调制和解调可以采用离散逆傅立叶变换（IDFT）以及离散傅立叶变换（DFT）来实现，在实际应用中，可以采用更加方便快捷的逆快速傅立叶变换（IFFT）和快速傅立叶变换（FFT）技术来实现调制和解调，这是OFDM的技术优势之一。

首先不考虑保护时间，将式（2）代入式（1）可得到如下等式：

式中ts为串并变换前的信号周期，显然，ts=1MTs;令X（t）为复等效基带信号：

对X（t）进行抽样，抽样频率为1ts,即tk=kts,则有：

由上式可知X（t）=X（tk）为d（n）的傅立叶逆变换。同样在接收端可以采用相反的方法，即离散傅立叶变换得到：

由上面的分析可以看出OFDM的调制可以由IDFT实现，而解调可由DFT实现。当系统中的子载波数很大时，可以采用快速傅立叶变换（FFT/IF2FT）来实现调制和解调，以显着地降低运算复杂度，从而在数字信号处理器DSP上比较容易实现，因此能够达到简化4G通信系统中硬件实现的复杂度并减少设备成本的效果，现存的还有诸如矢量变换方式、基于小波变换的离散小波多音频调制方式等，但这些方式与OFDM相比，实现复杂度相对较高，因而一般不会用于4G通信系统。

什么是激光通信

激光通信是一种利用激光传输信息的通信方式。激光是一种新型光源，具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特征。按传输媒质的不同，可分为大气激光通信和光纤通信。大气激光通信是利用大气作为传输媒质的激光通信。光纤通信是利用光纤传输光信号的通信方式。

激光通信系统组成设备包括发送和接收两个部分。发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接收部分主要包括光学接收天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中，光调制器将信息调制在激光上，通过光学发射天线发送出去。

在接收端，光学接收天线将激光信号接收下来，送至光探测器，光探测器将激光信号变为电信号，经放大、解调后变为原来的信息。

激光通信的原理

激光通信的原理与普通的无线电通信相类似。所不同的是，无线电通信是把声音、图像或其他信号调制到无线电载波上发送出去，而激光通信则是把声音、图像或其他信息调制到激光载波上发送出去。激光通信可分为地面大气通信、宇宙空间通信和光学纤维通信。

在较好的地面气候条件下，可以实现几十公里至上百公里间的定点激光通信。但是激光束一旦受到大气中云、雾、烟尘等因素的影响就会受到衰减和起伏扰动，使通信距离和通信质量都受到很大影响。为了克服激光地面大气通信的上述缺点，很多国家作了很大努力，并取得了可喜的成果。在这种通信系统中，载有通信信息的激光束沿着直径小于0.1毫米的优质光学纤维波导传输，从根本上排除了大气中各种衰减和干扰因素的影响。

在地球大气层外的宇宙空间，激光束基本上不受任何衰减和干扰影响，因此可实现极远距离间的定向通信联系。人造卫星和宇宙飞船之间的激光通信系统正在研究过程中。

利用激光的高定向、高亮度以及可沿空间不同方向和不同位置进行精细扫描的特性，人们可实现激光传真通信，即把图片、文件、样本、字迹等信息，通过激光束的扫描作用而转变为被调制了的电信息发送出去，在接收端通过解调制作用和显示设备，再把所传递的图像信号复现出来。

基于定向激光束扫描记录和扫描检测的原理，人们还制成了商品化的视频录像盘，利用一张普通唱片大小但却是特制的塑料膜盘，可记录约1小时左右的电视节目或录像节目，然后借助激光检测设备，把塑料膜盘录下的节目随时在电视机上复映出来。

激光通信技术的现状与发展

目前激光通信技术从诞生以来，已经经过30多年的发展历史，在激光通信技术发明之初，由于配套技术跟不上，导致了激光通信技术的发展受到了制约。激光通信技术的配套技术主要包括元器件制造技术、系统构建技术以及大气信道传输技术。另外，由于有线传输技术——光线技术的大力发展，激光通信技术在一段时间内并未得到重视和大规模的应用。但是随着通信领域新技术的快速发展以及元器件制造技术、系统构建技术和大气信道传输技术的逐渐成熟，激光通信技术的发展具备客观的条件和有力的支撑。并且由于光纤通信技术受到了传输范围和地域限制，为了实现全方位的通信，激光通信技术的优点逐渐受到了人们的重视，对激光通信技术的研究重新纳入到了科研机构的议事日程。目前来看，激光通信技术的发展主要建立了两个方面的系统：

1、利用光电探测器构建的直接耦合FSO系统

目前光电探测器构建的直接耦合FSO系统属于激光通信技术中的主流技术，在欧美国家得到了广泛的应用。其中最成功的案例是在悉尼奥运会上，利用光电探测器构建的直接耦合FSO系统实现了激光无线数据连接，保证即时的数据通信。考虑到光电探测器构建的直接耦合FSO系统的优点，目前激光通信网络已经得到了大规模的建设。与此同时，光电探测器构建的直接耦合FSO系统在运行的过程中存在一些缺点，我们必须及时解决。主要缺点包括：

（1）激光发射器发射的光束由于散射角不同，造成了光斑粗糙，因此我们需要对现有的激光发射器进行优化，使其达到发生圆高斯光束的目的。

（2）接收端的OE转换单元的数量随着带宽的增大而增加，无形当中增加信号接收转换的成本，因此我们必须提升OE转换单元的功能，减少其使用数量。

（3）由于激光通信设备的发射和接收装置均放置在建筑物顶部，安装和维护存在一定困难，因此我们要制定相应的安装和维护技术措施，降低安装和维护难度。

2、利用光纤传输技术构建的光纤耦合FSO系统

在光纤耦合的FSO系统内，实现了激光通信技术与光纤技术的融合，有效利用了光纤通信技术的优点。其应用过程主要是通过激光发生器发射高斯光束，经过耦合后沿着光纤进行传播，在发射端和接收端都采用光纤进行传输的方式，这样以来，可以减少建筑物顶端的激光通信设备数量，便于系统安装和维护。除此之外，利用光纤传输技术构建的光纤耦合FSO系统还具有以下优点：

（1）减少了转换过程，降低了数据转换带来的额外成本。使每一个链路内的接口减少为2个，提高了链路传输效率。

（2）简化了升级和维护的过程，如需增加传输带宽，仅仅需要调整室内系统即可，省去了重新在硬件设备上对准调试的过程。

（3）实现了激光通信技术与光纤技术的融合，减少了激光通信技术中繁琐的设备设置和调试，对光纤通信的发射和接收装置进行了有效利用。

激光通信技术的未来发展趋势

随着我国对激光通信技术研发力度的加强，我国的激光通信技术迎来了快速的发展，无论是研究领域还是应用领域，激光通信技术都取得了长足的发展，经过对目前的激光通信技术深入的了解之后，我们认为未来激光通信技术主要将会朝着以下方向发展：

1、激光通信技术将会迎来更广阔的应用空间

激光通信技术从发明到目前的应用，经历了三十多年的

历程，激光通信技术之所以能够取得较大的发展，主要是其自身优点所决定的，主要包括：首先解决了远距离无线传输问题，其次节省了通信总成本，减少了光纤设备的支出，再次，激光通信技术实现了与卫星技术的共同发展，为通信技术的发展奠定了坚实的基础。基于激光通信技术的这些优点，激光通信技术在未来的发展中，将会得到更加广泛的应用，应用领域会从通信领域拓展到卫星传输领域等其他领域。

2、激光通信技术将会有效解决发展中遇到的瓶颈问题

在目前激光通信技术的发展中，存在一些制约其发展的问题，有些问题已经严重制约和影响激光通信技术的继续发展，对于这些瓶颈问题，在未来的发展中都将得到有效的解决。目前遇到的最突出的瓶颈问题是激光通信技术的发射和接收设备复杂，需要独立的场所放置，并且安装维护难度大。对于这种问题，目前的解决方法是通过与光纤网络的有效融合，来弥补激光通信设备安装维护的不足。在未来的发展中，相信络优化人员可以依此有针对性地进行网络优化工作，有利于运行网络经常性地保持最佳运行状态。

（2）DT测试。DT测试是进行网络性能评估、网络故障定位和网络优化时必不可少的测试手段。DT测试的目的是通过实地驱车测试的方法获取网络实际的无线情况。另外，借助路测后台分析软件对路测数据进行分析处理，还可以得出一些统计结果，例如接入失败率、掉话率、软切换比例和覆盖质量统计等。同时，在路测过程中还会采集到大量的GPS位置和时间光纤网络会与激光通信技术实现更加深入的融合，二者将朝着共同促进的关系发展。

3、激光通信技术将成为城市网络通信的重要手段之一

在相当长的一段时间内，光纤网络技术是城市网络通信的

主要手段，随着激光通信技术研发力度的加大以及激光通信技术的突出优点，激光通信技术成为了城市网络通信的又一有效手段。同时，未来的通信技术将会越来越多的用到卫星技术，仅仅依靠光纤网络技术难以实现通信技术的发展目标。因此，激光通信技术成为了通信领域发展的必要技术之一，在未来的发展中，将为城市网络通信提供重要的技术支撑，保证城市网络通信的传输速率和传输带宽都得到较明显的增长。

4、激光通信技术将会为通信领域带来又一轮技术革新

在通信领域的发展中，伴随着新技术的产生，激光通信技术就是其中比较突出的技术之一。激光通信技术的出现与发展，带动了通信领域新技术的发展，使技术革新成为通信领域发展的主流。因此，激光通信技术在未来的发展中，将会越来越多的影响通信领域的发展，使通信领域诞生出越来越多的新技术，提升通信领域发展实力的同时，保证通信领域的发展拥有技术保障。所以，考虑到激光通信技术的特点和重要影响，激光通信技术将会带动通信领域新一轮的技术革新。

最新数据显示，截至今年10月底，中国移动已围绕5G技术提交发明专利申请近1000件，跃居全球运营商第一阵营。近年来，中国移动不断加大国内外专利布局力度，目前已累计提交国内专利申请16000余件、国际专利申请500件，获得国内发明专利授权5260余件、国际专利授权220余件，专利实力位居全球运营商前列。

无论是在东方明珠上海举办的首届中国国际进口博览会上，还是在千年古城乌镇召开的世界互联网大会中，中国移动5G网络的先行先试和“花样”应用都引发了万众瞩目与热议。5G远程医疗、5G无人机、5G直播、5G VR等等令人惊艳的5G应用背后是中国5G技术的快速落地以及5G标准与专利的日益突破。

为实现5G技术的快速发展与应用，中国移动逐步加大在基础通信领域的研究投入，仅面向的研发资金就达4G的3至4倍。近年来，中国移动累计提交5G标准化文稿超过1500篇；文稿通过率达41.46%，位居全球第四。目前，中国移动在5G技术创新5G领域不断突破，形成了新频段、新天线、新架构、新设计、新能力、新传输六大关键技术方向。在5G核心网络标准制定中，中国移动发挥了关键作用。其中，5G系统架构（5GS）项目由中国移动牵头并担任唯一报告人主导完成，赢得了全球67家合作伙伴的支持，这是中国人首次牵头设计移动网络的系统架构。在标准制定中，中国移动牵头推动了服务化架构（SBA）、软件化与虚拟化、质量可保障的网络切片、新核心网协议体系、统一数据层架构、C/U分离、边缘计算等一系列重要方向的研究，为5G网络的“更多可能、更大能力”作出了积极贡献。

在5G技术研发与标准制定中，中国移动十分注重知识产权保护。据了解，中国移动以“风险共担、资源共享、责权利明晰”为准则，在企业知识产权管理中实现了“三统一”，即统一的知识产权制度、统一的全流程专利申请质量管理体系和统一策略下的多层次保护体系。同时，组建了一支高水平的专业知识产权专家团队和法务团队，并在中央企业中率先创新探索了多项专利激励措施，鼓励研发人员进行技术创新，促进专利成果转化。目前，中国移动全集团5G专利产出数量与质量逐年提升，截至今年10月底已提交发明专利申请近1000件，5G专利申请量跃居全球运营商第一阵营。值得关注的是，中国移动不断加强海外知识产权布局，2012年至今，已针对5G核心技术创新方案通过《专利合作条约》在美国、欧洲、日本、韩国、印度等国家和地区提交约100件国家专利申请。

移动互联网应用技术的就业方向主要包括：移动互联网站开发与维护、移动终端软件设计与应用、移动终端服务器管理与维护、android应用程序开发、手机游戏开发、android软件维护、测试、销售、技术支持、技术咨询等。

自区块链出现之后，区块链技术的发展是非常迅速的，那么最新的区块链应用有哪些呢？在哪些场景当中我们可以发现最新的区块链应用呢？区块链技术从最开始数字货币的应用到现在，许多不同的领域都有区块链技术的踪迹，区块链技术究竟具有哪些进步呢？

一、最常见的区块链技术应用领域

最新的区块链应用应该是非常多的，因为随着越来越多的人认识到，这块链技术究竟具有怎样的特点，那么进行区块链技术研究的人员就会不断的增多，最常见的区块链技术应用应该就是各类不同数字货币交易场所的建立，区块链技术最开始被人们所发现，应该就是数字货币不断的盛行，因为数字货币的基层技术就是区块链，为了能使数字货币更好的发展下去，建立区块链系统就可以帮助各类不同形式的数字货币去进行相关的交易。

二、最新的区块链应用有哪些？

除了可以建立大型的数字货币交易场所，区块链技术的应用也是非常广泛的，可以建立区块链系统去进行游戏的设置，也可以通过区块链系统建立一个大型的投票或者是信息收集的平台。无论是进行一些信息方面的交流，还是进行一些资金方面的交换，区块链技术都可以为我们提供一定的帮助，建立更合适的区块链系统，所以最新的区块链应用可以在许多的领域当中实现。因为传统的业务处理的系统，或者是信息传递的系统安全指数都相对较低，而且需要耗费大量的成本去进行系统平台的监控，而且还需要耗费大量的人力物力去进行平台的维护，但是如果建立一个区块链系统的话，无论是进行怎样的交易去进行怎样的信息的传递，都不需要更多的成本，系统就可以解决更多的问题。

区块链技术不断的发展，让更多的领域开始认识到区块链技术可能会对于我们的交易带来一定的帮助，那么就会不断的去进行区块链技术的研究，希望能够真正将区块链技术融合到某一个行业当中，最新的区块链应用有很多，但是基本上许多新的区块链应用都处于一个发展的阶段，甚至有的区块链应用还在不断的改善和研究，所以要真正的想要在以后保证区块链技术，在许多的领域当中都能够真正的发挥优势的话，那么就必须要不断的去进行系统的改善，不断地将不同行业当中的规则和限制融入到区块链系统当中。