數據通信概論精選(九篇)
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第1篇：數據通信概論范文
電力線載波數據通信是利用工頻電能傳輸路線作為其傳輸媒介的一種通訊方式，是電力系統所特有的通信形式。隨著科技的不斷發展，飛機機載機電系統所需傳輸的信息資源在不斷增大，將飛機機電系統視為整體，并利用機載供電網絡進行信息數據的通信，已經成為機載設備的重要發展方向。文章闡述了飛機電力線載波數據通信技術概論與特性，對飛機電力線載波數據通信技術進行分析。
關鍵詞：
飛機；電力線載波數據通信；技術分析
隨著我國通信科技技術方面的迅猛發展，電力線載波數據通信技術（PLC）應運而生，作為電力系統中所特有的通訊技術形式，在其商業領域，利用PLC能夠實現實時、高效的數據資源通信，有著較高的可靠性與安全性，使用更加方便。隨著科技發展，飛機的機載機電系統所要傳輸的信息資源開始不斷地增多，信息傳輸的共享性與實時性變得至關重要，機上的多種機電設備對于保障飛行運行安全有著至關重要的意義，而在飛機機電系統中使用PLC技術，是我國飛機設備向著全電、多電機載系統發展的重要表現。
1飛機電力線載波數據通信技術概論
電力線載波通信是利用電力線路作為通信的信道，將信息資源的信號調制在一個高頻載波上進行傳輸的通信方式。PLC系統主要由電力線載波機、耦合裝置以及電力線路組成[1]，載波機主要是對用戶所要傳輸的原始信號進行調制，將其調制為適用于電力信道的高頻信號，并在接收端將其轉換為原始信號，充分滿足了通信的質量要求。PLC在飛機機載系統中的應用，能夠使得飛機的電力通信整體效果良好，飛機中機載設備其用電波動進一步降低，且保證數據的安全性與可靠性。
2飛機電力線載波數據通信的特征
2.1優點
（1）投資較少。飛機電力線通信系統不需要進行額外的布線，可以實現一線兩用的效果，有效降低了使用成本，并易于維護。（2）能夠組建與家庭局域網類似的飛機局域網絡。通過飛機電源插座的設置，能夠將飛機中電子設備網絡連接，實現飛機通信系統中信息資源的實時共享。（3）傳輸的速度高。電力線是通信整體線路的傳輸通道，通過擴頻或者OPDM的調制技術加持，并給予使用頻率的不同，可以達到3到10Mbps[2]。（4）飛機電力線通信穩定性比較好。PLC在飛機機載系統中的應用，能夠使得飛機的電力通信整體效果良好，飛機中機載設備其用電波動進一步降低，且保證數據的安全性與可靠性。飛機在其自然的運行環境中，其電源系統的電壓變化總量的交流電源是115V左右，其直流電源在28.5V左右，機電設備的饋電線整體壓降小于8V，三相電壓的位移小于120°，總體的電壓諧波分量將小于5%。（5）屏蔽性好。飛機整體外殼架構實際上已經起到了屏蔽罩的作用，再加上飛機通常在距離地面較遠的對流層以上運行，能夠較大程度降低那些非人為干擾的情況。
2.2缺點
（1）噪聲干擾。噪聲主要是因為機電設備所連接的電源電力線用電所導致的，這些較強的噪聲將會直接影響信息資源的整體傳輸質量，噪聲類型有脈沖噪聲、白噪聲以及周期噪聲等，并且這些噪聲的干擾無法在運行過程中進行避免。（2）低壓PLC使用哪一種數據的編碼進行通訊，其載波的中心頻率選擇、注入耦合以及電路都將直接決定著通訊整體質量水平的高低。
3飛機電力線載波數據通信技術分析
3.1飛機電力線載波通信系統的網絡結構
飛機的機載設備是保證其運行與飛控系統安全性的一系統基本性機電系統，包括飛機電源系統、燃油管理、剎車、救生、液壓能源以及應急動力系統等。為了能夠對分別在飛機各處的機電設備信息資源實現貢獻，達到各個機電設備的相互協調，就必須實現機電設備的綜合性管理與控制，PLC技術在其中的應用十分有必要。飛機PLC系統其網絡結構主要有兩層，即物理層（PHY）與數據的鏈路層（DLL），其中的DLL主要是將飛機相鄰站點之間的信息正確性傳輸，使得噪音與干擾項的數據通道成為一種近似無差錯的數據通道。DLL在其邏輯數理方面又可細分為邏輯鏈路子層（LOGICLINKCONTROL）與介質的訪問控制子層（MAC）[3]。邏輯鏈路控制子層其主要功能為：（1）數據鏈路的拆除與建立工作，包括收發關系確定、同步地址的確認等。（2）信息資源傳輸，有信息格式、編碼、數量、信息流量的調節與接受認可程度等。（3）傳輸差錯的控制，包括對信息的丟失、失控與重復等控制與防止。（4）對異常情況的處理，對飛機中信息出現的異常情況進行實時監控并在第一時間進行處理。在協議中對運行中的異常狀況進行故障維修處理與恢復。介質訪問控制子層的主要功能：（1）對于來自LLC層的信息數據進行接收。（2）將飛機機電設備的網絡媒體使用時間與方式進行實時控制，保證信息傳輸的高度安全性。（3）對接收到的數據信息進行整理并添加相關控制信息，將其下傳到物理層級中。（4）接收來自與物理層級的數據幀。（5）檢驗數據幀中的信息資源并對其進行控制。（6）將數據幀解開，并去除其控制層面，并實現數據向LLC層的傳輸。物理層的PHY這一功能是向機電系統提供數據鏈路的實體連接，并進行物理連接的維持與釋放有關電氣與機械方面的規程與功能。總的來說，物理層的問題就是在考慮資源在通信信道方面的傳輸問題。
3.2擴頻載波通信技術
拓展頻譜的通訊技術是近些年來發展較為快速的技術，在飛機的通信中有著較為廣泛的使用。擴頻技術是將要傳輸的數據拓寬到信息帶更寬的頻帶中，通過其接收端口的操作，將信息接收恢復到信息帶寬。擴頻通信是利用一種隨機編碼對進行傳輸的信息資源進行相關調制，然后通過頻譜的拓展傳輸，在接收端可利用同樣的編碼進行解讀處理。
3.3正交頻分復用技術
正交頻分復用（OFDM）是一種多載波的調制技術，通過信道中相互重疊的子信道進行數據信息的有效傳輸。此項技術能夠實現原有信號資源的多項分解，通過多個子信號的分類調制多個子載波，然后進行信息的統一發送，在其接收端口進行數據的有效合并，大大提升了數據的整體傳輸速率。并行傳輸的數據資源可以通過拓展多信息號效率進行脈沖干擾噪聲的有效抵抗，將所要傳輸的串行信息進行串并轉換，然后以基帶形式利用IDFT進行信息調制[4]，在接收端口，可對接收到的信號進行相關技術處理，使其轉換為原有基帶信號。OFDM這一技術有著較強的抗干擾性能與高效寬帶利用效率，能夠實現飛機各部分信息的靈活性傳輸，并按其本質將其分解到不同載波頻帶中，以充分克服窄帶干擾與頻率表的衰落問題[5]，其前向的糾錯碼技術也可以有效克服脈沖噪聲的干擾，是現階段飛機高速信息傳輸的理想技術選擇，與信道編碼和交織技術的有效結合能夠實現通信的高效性。
4結束語
在現階段數字信息的傳輸都是經過電纜、光纜等物理通道實現的，有著較多的劣勢。利用現有的電力線載波通信能夠實現線路的投資與維護成本。隨著我國機電設備一體化的發展，電子線載波數據通訊已經達到了一個較高的水平，其在飛機的機電設備整體化應用，能夠實現數據總線技術與多處理機技術的統一管理，是機載設備的重要發展方向。
參考文獻
[1]曾萍，黃梓瑜，李仕彥，等.低壓電力線載波通信系統設計[J].物聯網技術，2012，12（03）：56-58.
[2]孔思豪.電力線載波通信技術的發展和應用[J].企業技術開發，2013，20（09）：129-130.
[3]呂振肅，雷錫社，劉敏.低壓電力線通信技術及其應用[J].甘肅科學學報，2010，04（11）：28-34.
[4]孫海翠，張金波.低壓電力線載波通信技術研究與應用[J].電測與儀表，2010，08（03）：54-57.
第2篇：數據通信概論范文
關鍵詞：自動列車控制，無線通信，定位，軌道交通
1、 概述
列車自動控制（Automatic TrainControl,簡稱ATC）系統由列車自動防護（AutomaticTrain Protection,簡稱ATP）、列車自動運行（AutomaticTrain Operation,簡稱ATO）、列車自動監督（AutomaticTrain Supervision,簡稱ATS）三個子系統組成。ATC系統早在20世紀60年代開始研制試用，世界上第一條使用ATC系統的線路——維多利亞線——于1968年在英國倫敦投入運行。。隨著通信技術、計算機技術、控制技術的快速發展, 20世紀80年代以來，出現了基于通信的ATC系統（Communication Based Train Control,簡稱CBTC）。基于通信的ATC系統(CBTC)是指利用不依賴于軌道電路的高精度的列車定位、雙向連續、大容量的車——地數據通信以及車載、地面的安全功能處理器, 實現連續自動列車控制的一種系統。基于通信的ATC系統（CBTC）又分為采用軌間電纜為傳輸通道的CBTC(稱為IL CBTC)和采用無線數據通信的CBTC（稱為RF CBTC）。近年來隨著無線通信技術、計算機網路技術、安全處理技術的飛速發展，基于無線通信技術的ATC系統（RF CBTC）在我國軌道交通中已經進入了實用階段，并成為ATC系統發展的主要方向。
2、 基于無線通信的ATC系統的基本結構
基于無線通信的ATC系統（RF CBTC）車——地間通過無線數據通信方式實現連續、高速、雙向、大容量的信息交換，能夠滿足移動閉塞車——地通信的要求，它代表著ATC發展的最新方向，一般采取移動閉塞制式。從結構上看，整個系統由聯鎖設備、RF CBTC地面設備、無線通信網絡和RF CBTC車載設備組成，如圖1 所示。但從功能上分為ATP子系統、ATO子系統、ATS子系統和聯鎖子系統。RF CBTC地面設備實現地面軌旁ATP功能，RF CBTC車載設備實現車載ATP、ATO功能，ATS在ATP、ATO子系統及聯鎖設備的支持下完成對全線列車運行的自動管理和監控。
3、 基于無線通信的ATC系統的基本原理
基于無線通信的ATC系統（RF CBTC）的基本工作原理如圖2所示。調度控制中心(DCC) 位于整個架構的最頂層, 它負責控制多個車站控制中心(SCC) , 以實現相鄰SCC 之間的控制通信。每個車站設一個車站控制中心。每一列車裝備有RF CBTC車載設備(OBE) , 車站控制中心控制其范圍內所有列車的運行。SCC 通過其管轄范圍之內的多個基站(BS) 與覆蓋范圍內的RF CBTC車載設備實時雙向通信。信息的發送范圍就是車站無線通信系統的覆蓋范圍, 因此列車在運行過程中, RF CBTC 車載設備要依次與各個SCC 建立通信聯系, 接收SSC 發送的信息。每一SCC 要向其控制范圍內的所有列車發送信息, 因此一個SCC 要同時與多個RF CBTC車載設備（OBE ）保持通信聯系。而一列車不能夠同時與多個SCC 通信, 在經過不同的車站控制信號區域時, RF CBTC車載設備（OBE）會自動地采取信號區域的切換。列車在區段內運行時,OBE利用無線方式通過BS將列車位置、速度信息發送給SCC。BS通過無線信道向空間發送信息,所在區域的列車根據自身的編號地址,接收發送給自己的信息,不會發生信息竄碼事件。SCC通過BS周期地將前行列車的位置、速度及線路參數等信息發送給后行列車；后行列車的OBE收到信息后,根據前車運行狀態(位置、速度)、線路參數(彎道、坡度等)、本車運行狀態、列車參數(列車長度、牽引重量、制動性能等) , 采用車上計算、地面(SCC) 計算或是車上、地面同時計算, 預期列車在一個信息周期末的狀態能否滿足列車追蹤間隔的要求,從而確定合理的駕駛策略,實現列車在區段內高速、平穩地以最優間隔追蹤運行, 從而為實現移動閉塞分區提供可靠的技術支持。
4、 基于無線通信的ATC系統的車地通信方式及定位技術
（1）車地通信方式及特點
基于無線通信的ATC系統的車—地通信方式有三種。
1)無線電臺方式
采用自然空間作為車地信息傳輸的主要媒介。無線信號在空氣中自然傳播，衰耗相對較大,并且要考慮不同電磁環境下的防干擾問題。但軌旁設備簡單，工程投資相對較少，設備可以采用高度通用化模塊，直接采用商業現貨，維修工作量小，長期運營費用低。
2)漏泄電纜方式
采用漏泄電纜作為車地信息傳輸的主要媒介。。漏泄電纜安裝于軌旁或頂部，沿線貫通敷設，無線信號沿漏泄電纜傳輸。其特點是場強覆蓋效果均勻，傳輸速率高，傳輸衰耗較小，但漏纜價格較貴，工程投資較大。漏泄電纜系統可提供較寬的帶寬，不僅可傳輸車地雙向連續的數據，還可傳輸音頻和視頻信號。
3)裂縫波導方式
采用裂縫波導作為車地信息傳輸的主要媒介。波導管沿線貫通敷設，安裝于線路的一側，無線信號沿波導管傳輸。其特點是波導傳輸方式衰耗小，且衰耗均勻，無反射波、鄰頻干擾、傳輸死區等情況。微波波導系統具有較寬的帶寬，不僅可傳輸車地雙向連續的數據，還可傳輸語音和視頻信號，而且傳輸衰耗小。。但波導價格貴，工程投資相對大。對于裂縫波導還可以完成列車的輔助定位功能。
（2）定位技術
基于無線通信的ATC系統的列車定位主要通過車載定位設備和地面定位設備共同實現。車載定位設備主要有：編碼里程計、測速雷達、測速電機（OPG）、車載測速傳感器、加速計、接近傳感器、車載擴頻電臺等；地面定位設備主要有：應答器、信標、裂縫波導、地面擴頻電臺等。應答器（或信標）主要用于確定列車在線路中的絕對位置，對于兩個應答器（或信標）之間的位置車載設備通過測速設備計算其走行距離加上上一應答器(或信標)的絕對位置計算而得。系統的定位精度取決于應答器（或信標）在線路上安裝密度和車載設備測速誤差。目前開通或將要開通的絕大多數RF CBTC系統主要采用這種定位方式，通過應答器（或信標）加車載測速設備共同實現列車定位。
另外一種定位方式就是利用擴頻電臺實現列車定位。擴頻無線電臺定位的原理是：在地面沿線設置無線基站，無線基站不斷發射帶有其位置信息的擴頻信號，車載擴頻電臺同時接收到3個以上的無線基站信息，并分別計算出列車與基站的距離，即可以確定列車的即時位置。擴頻定位的精度取決于偽隨機編碼的頻率，編碼頻率越高，定位精度越高。150MHZ頻率的編碼可以實現1m以下的測距誤差。
5、 小結
基于無線通信的ATC系統（RF CBTC）應用無線通信技術，實現列車與地面之間的雙向、實時、可靠、大容量的信息傳輸。車地間通過無線網絡可以實現實時、雙向、安全、可靠的控車信息和列車運行狀態信息的傳輸，實現列車的實時、連續、閉環控制，不僅能實現先進的移動閉塞，縮短列車的行車間隔，大幅度提高列車的運行效率，而且還可以實現語音、視頻信息的傳輸，為旅客實現各種增值業務服務，滿足旅客多元化的旅行要求。基于無線通信的ATC系統（RF CBTC）是軌道交通信號系統發展的主要方向，隨著無線通信技術、計算機技術、安全處理技術的進一步發展和完善，以及設備國產化率逐步的提高，基于無線通信的ATC系統（RF CBTC）在我國軌道交通中將會得到更加廣泛的推廣與應用。
參 考 文 獻
1 IEEE Standard forCommunications-Based Train Control (CBTC)
Performanceand Functional Requirements. 1999.
2 曾小清,王長林，張樹京.《基于通信的軌道交通運行控制》同濟大學出版社,2007.5.
3 傅世善. 《閉塞與列控概論》中國鐵道出版社,2006.3.
第3篇：數據通信概論范文
關鍵詞：移動電子商務；英特網；無線接入技術；3G
引言
英特網（Internet）和移動通信技術的出現，改變了人們傳統的生活、工作模式，打破了時間、地域的限制。移動電子商務（M-commerce）是通過移動通信技術與英特網有機結合所進行的電子商務活動。移動電子商務作為一種新型的電子商務方式，充分利用了移動無線網絡的優點，是對傳統電子商務的有益的補充，具有非常廣闊的發展前景。近十年來，推動移動電子商務發展的技術不斷涌現，這些技術主要包括：無線應用協議（WAP）、移動IP（MobileIP）、藍牙技術（Bluetooth）、無線局域網（WLAN）、通用分組無線業務（GPRS）和第三代移動通信系統（3G）等。
一、移動電子商務
1.移動電子商務的定義及特點
目前，業界還沒有對移動電子商務的定義形成權威的、一致的認識，人們從不同的角度提出了不同的見解，這些見解各有不同出發點和含義。從技術的角度看，移動電子商務可看做電子商務的一個新的發展分支；但從應用的角度來看，移動電子商務是對有線電子商務的整合與發展，是電子商務發展的新形態。一般而言，移動電子商務的定義應包含“商務活動”、“英特網”和“無線網絡技術”三部分。文獻[1]將移動電子商務定義為：“消費者在支持英特網的無線通信網絡平臺上，借助移動的智能終端設備，完成商品或服務的購買或消費行為的社會經濟活動。”可見，移動電子商務可以定義為：通過移動的智能終端設備、無線網絡和英特網結合所進行的電子商務活動。
通過移動電子商務，消費者可真正突破“時空限制”，隨時隨地獲取所需的服務、應用、信息和娛樂。和傳統基于英特網的電子商務相比，移動電子商務具有以下幾個顯著的特點：（1）交易不受時間和地點的限制；（2）移動終端擁有者的身份相對固定，可方便的向消費者提供個性化移動交易服務；（3）通過移動定位技術，可以提供與位置相關的交易服務。
2.推動移動電子商務發展的技術因素
移動電子商務同傳統電子商務的主要區別就是無線網絡的應用，而正是無線數據通信技術的快速發展，推動了移動電子商務的迅猛發展。從技術的角度看，推動移動電子商務發展的因素主要有以下三個。
（1）無線應用協議的推出。如何將英特網的豐富信息及先進的業務引入到移動電話等無線終端設備當中，是實現移動電子商務需要解決的第一個問題。無線應用協議（WAP）的出現，很好地解決了這個問題。無線應用協議（WAP）的出現使移動英特網有了一個通行的標準，使移動電話等無線終端設備接入英特網成為了可能。
（2）無線接入技術的快速發展。早期無線接入技術如GSM、TDMA和CDMA數據傳輸速率很低，不適于英特網接入。而近年來得到廣泛使用的通用分組無線服務（GPRS）等接入技術，大大提高了無線數據傳輸速率。目前，世界各國大力推廣的第三代移動通信技術（3G），不僅可以克服傳統無線接入方式傳輸速率方面的缺陷，而且還可以支持寬帶多媒體數據傳輸，這將縮小有線和無線接入的差距，必將進一步推動移動電子商務的發展。
（3）移動終端技術的日趨成熟。移動終端技術本質上是一種結合手持硬件、無線寬帶網絡與移動應用軟件的總稱。目前市面上各種個人數碼助理（PDA）、智能手機（SmartPhone）已經隨處可見，各種移動智能終端設備不斷推陳出新，移動終端用戶也不斷攀升。這不僅給消費者使用移動終端進行電子商務提供可能，而且在數量上大大超過互聯網用戶的移動終端用戶更是為移動電子商務提供了巨大的市場。
3.移動電子商務系統組成
移動電子商務系統主要由移動商務應用、移動終端設備、移動中間件和移動網絡設施組成。（1）移動商務應用主要是指移動電子商務為用戶提供的各種商品和服務活動；（2）移動終端設備就是指各種通過無線網絡接入英特網的終端設備，包括手機、個人數碼助理和筆記本等；（3）移動中間件是指連接電子商務與異構網絡和操作系統的軟件實現層，如ExpressQ和WAP等，它們屏蔽了分布環境中異構的操作系統和網絡協議；（4）移動網絡設施是指支持移動電子商務的無線網絡和設備，包括GSM、GPRS、CDMA和3G等。中國-二、移動電子商務的主要實現技術
1.無線應用協議（WAP）
無線應用協議WAP是WirelessApplicationProtocol的縮寫，它是由Motorola、Nokia、Ericsson和Phone.corn公司最早倡導和開發的，它的提出和發展是基于在移動中接入英特網的需要。WAP是開展移動電子商務的核心技術之一，它提供了一套開放、統一的技術平臺，使用戶可以通過移動設備很容易的訪問和獲取以統一的內容格式表示的英特網或企業內部網信息和各種服務。通過WAP，手機可以隨時隨地、方便快捷地接入互聯網，真正實現不受時間和地域約束的移動電子商務。中國
2.移動IP（MobileIP）
移動IP（MobileIP）是由互聯網工程任務小組（IETF）在1996年制定的一項開放標準。它的設計目標是能夠使移動用戶在移動自己位置的同時無須中斷正在進行的英特網通信。移動IP現在有兩個版本，分別為MobileIPv4（RFC3344）和MobileIPv6（RFC3775）。目前廣泛使用的仍然是MobileIPv4。目前移動IP主要使用三種隧道技術，即IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝來解決移動節點的移動性問題。
3.藍牙（BlueTooth）
藍牙（BlueTooth）是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba等公司于1998年5月聯合推出的一項短程無線聯接標準。該標準旨在取代有線連接，實現數字設備間的無線互聯，以便確保大多數常見的計算機和通信設備之間可方便地進行通信。“藍牙”作為一種低成本、低功率、小范圍的無線通信技術，可以使移動電話、個人電腦、個人數字助理、便攜式電腦、打印機及其他計算機設備在短距離內無須線纜即可進行通信。“藍牙”支持64kb/s實時話音傳輸和數據傳輸，傳輸距離為10m～100m，其組網原則采用主從網絡。
4.無線局域網（WLAN）
無線局域網絡WLAN是WirelessLocalAreaNetworks的縮寫，它是一種借助無線技術取代以往有線布線方式構成局域網的新手段，可提供傳統有線局域網的所有功能，它支持較高的傳輸速率。它通常利用射頻無線電或紅外線，借助直接序列擴頻（DSSS）或跳頻擴頻（FHSS）、GMSK、OFDM和UWBT等技術實現固定、半移動及移動的網絡終端對英特網網絡進行較遠距離的高速連接訪問。1997年6月，IEEE推出了802.11標準，開創了WLAN先河；目前，WLAN主要有IEEE802.11x與HiperLAN/x兩種系列標準。
4.通用分組無線業務（GPRS）
GPRS的英文全稱為GeneralPacketRadioService，中文含義為通用分組無線服務，是歐洲電信標準化組織（ETSI）在GSM系統的基礎上制定的一套移動數據通信技術標準。它利用“包交換”（Packet-Switched）的概念所發展出的一套無線傳輸方式。GPRS是2.5代移動通信系統。GPRS具有“數據傳輸率高”、“永遠在線”和“僅按數據流量計費”的特點，目前得到較廣泛的使用。
5.第三代移動通信技術（3G）
3G英文全稱為3rdGeneration，中文含義為第三代數字通信。它是由衛星移動通信網和地面移動通信網所組成，支持高速移動環境，提供語音、數據和多媒體等多種業務的先進移動通信網。國際電聯（ITU）原本是要把世界上的所有無線移動通信標準在公元2000年左右統一為全球統一的技術格式。但是由于各種經濟和政治的原因，最終形成了三個技術標準即歐洲的WCDMA，美國的CDMA2000和中國的TD-SCDMA。TD-SCDMA是由中國大唐移動通信第一次提出并在無線傳輸技術（RTT）的基礎上與國際合作完成的。中文含義為“時分同步碼分多址接入”。相對于其他兩個標準TD-SCDMA具有頻譜利用率高、系統容量大、建網成本低和高效支持數據業務等優勢。
總結
移動通信和英特網的完美結合造就了移動電子商務。在技術更新與社會需求的交替推動下，移動電子商務已經產生了一個不可阻擋的發展趨勢，它必將對全球經濟和技術進步產生更加深遠的影響。
參考文獻：
[1]柯新生.電子商務運作與實例[M].北京:清華大學出版社，2007.
第4篇：數據通信概論范文
在劇中，KO與肖奈互相入侵對方的電腦，并相約在世界極客大賽上一決高下，最終KO以一分之差輸給了肖奈，于是KO決定到致一科技公司打工一年。入侵、極客大賽……劇中這些炫酷的名詞都指向了一個不為大家所熟知的計算機類專業：信息安全。
隨著“互聯網+”時代的到來，社會中幾乎所有的信息存儲和傳輸都依賴于計算機和網絡，而如何保障計算機網絡的安全就成為如今網絡社會的首要問題，信息安全專業應運而生。信息安全專業，簡單地說，就是對計算機系統和數據處理系統的建立、技術和管理采取安全保護，使得系統的軟硬件和數據不被偶然或故意地泄露、更改和破壞。信息安全雖然屬于新興的計算機類專業，但同時也是一門包含了計算機、通信、數學、物理、法律、管理等學科的交叉學科。
信息安全專業的開設時間只有十年左右，所以很多人對這個專業并不了解，甚至因為許多影視作品的夸張劇情，而對信息安全專業產生了許多誤解。
誤解一：黑客 = 信息安全
很多人都簡單地以為報考信息安全專業，畢業后就是成為一名黑客。而真實的情況是，黑客與信息安全專業并不是相同的概念，甚至可以說兩者之間是對立的關系。
說到黑客，大家的第一印象就是神秘、低調的電腦高手。早期的黑客指的是對計算機有著狂熱興趣和執著追求，喜歡挑戰高難度的網絡系統，發現漏洞，并提出修補漏洞方法的人。從某種意義上講，黑客的出現推動了計算機和網絡的發展與完善。而如今，越來越多的黑客為了謀取利益，利用技術手段去非法竊取他人的信息和破壞他人的計算機設備，“黑客”已經逐漸成為網絡犯罪的代名詞。
很多時候，信息安全專業的同學更像是黑客的反義詞――紅客。紅客是指那些利用自己掌握的技術去維護國內網絡的安全，并對外來的進攻進行還擊的計算機技術愛好者。但不論是黑客，還是紅客，都不能完全地代表信息安全這個專業的從業者，在我看來，他們更像是游走在網絡江湖中的俠客，個個身懷絕技，卻不顯山露水，默默地守護著網絡里的安全與正義。俠客們平時分散在各地，毫無聯系，卻總能在江湖危難之時結成聯盟，對外來勢力給予強力反擊，維護國家和集體的利益和聲譽。
誤解二：網絡安全 = 信息安全
很多人都以為，信息安全專業的唯一任務就是保障網絡的安全，這種看法其實是非常片面的。網絡安全只是信息安全領域中的一個分支，信息安全還包括通信安全、計算機安全、操作安全、信息本身的安全、人事安全、工業安全、資源保護和實體安全等多個方面。
在電視劇中，肖奈的致一科技公司在參加網游《新倩女幽魂》的競標時，被人惡意切斷服務器電源。在大家慌亂之時，肖奈馬上將游戲切換到正在同步運行的備用服務器上，成功地進行了競標演示，最終拿下網游的開發權。這就是影視作品中關于通信數據物理條件的計算機實體安全保護和突發事件處理的計算機運行安全這兩大信息安全保護方面的劇情體現。由此可見，信息安全專業可涉獵的范圍之廣。
在看電視劇時，我們都很佩服肖奈的機智，然而在現實生活中，由于系統自身安全穩定性弱、外界惡劣天氣、病毒傳播、人為破壞等各種因素，我們正在用的每一款軟件、每一臺計算機或服務器，都用可能被別人篡改、操控或是隨時停止運作，從而導致巨大的損失。如果說警察是我們每個人現實生活中的保護者，那信息安全的從業者就是我們在計算機世界里的守護者。
根據國家互聯網應急中心的文件顯示，2015年前三季度，我國受到流量在1Gbit/s以上的DDoS攻擊次數近38萬次，日均攻擊次數_到1491次；以境外“海蓮花”為代表的黑客組織多年以來針對我國各個機構實施APT攻擊等安全事件頻發。由此可見，國家對信息安全人才的需求量是非常大的。
第5篇：數據通信概論范文
【關鍵詞】：網絡；傳輸；新技術
中圖分類號：TM131.4+6 文獻標識碼：A
互聯網的普及，最直接的影響是全球的信息環境.互聯網是目前世界上連接國家最多、使用最廣泛、影響最大的信息網絡。互聯網擁有龐大的信息資源，并將傳統意義上的物理空間轉變成無形的電子空間，使人類置身于一個虛擬的網絡社會中，為人類提供了全新的交往方式.已逐步成為人類生活中不可缺少的一部分。
在這個“網絡就是計算機”的時代，伴隨著有線網絡的廣泛應用，以快捷高效、組網靈活為優勢的無線網絡技術也在飛速發展。其中無線個人網是提供一種小范圍內無線通信的手段，無線局城網是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，在無線局域網發展的同時，又出現了無線城域網技術，因為它的推出是為了滿足日益增長的寬帶無線接入市場需求。
1無線個人網
無線個人網(WAN)指的是能在便攜式電器和通信設備之間進行短距離連接的網。WPAN的覆蓋范圍一般在半徑l0m的區域內，術語“特別連接”包含兩層意思，一是指設備既能承擔主控功能，又能承擔被控功能的能力;二是指設備加入或離開現有網的方便性.藍牙系統實際上就是解決WPAN應用的第一種技術，它的明顯特點是低功耗、小型化、低成本。但藍牙設備的最高數據速率只有1 Mb/s,實際速率大約只有最高速率的一半。藍牙通信鏈路能支持最多3路話音，但此時留給突發數據業務的帶寬就非常有限了，甚至沒有.然而，WPAN的數據速率至少要比藍牙高一個數量級。無線局域網一般用來替代有線的局域網技術，主要分為低速無線個人網和高速無線個人網。
1.1低速無線個人網
IEEE 802.15.4 (Low Rate Wireless Personal Area Network)網絡設備分為兩類:第一類完整功能設備(Full Functional Device, FFD)支持所有的網絡功能，是網絡的核心部分;第二類是部分功能設備(Reduced Functional Device, RFD)只支持最少的必要的網絡功能，網絡中一般大部分是此類設備。
無線個人網一般有兩種組網形式:星型網絡，以一個完整功能設備為網絡中心;簇型網絡，在若干星型網絡基礎上。中心的完格功能設備再互相連接起來，組成一個樹型網絡。物理層主要特性為: 868 MHz, 915 MHz, 2.4 GHz ISM頻段上的共27個信道。其中，信道0. 868-868.6 MHz中心頻率868.3 Hz, BPSK調制，提供20 Kb/s的數據通路:信道I-10中心頻率為906+2x(信道號一1) MHz,BPSK調制，每信道提供40 Kb/s的數據通路:信道11-26中心頻率=2405+5x(信道號一I) MHz.O-QPSK調制，每信道提供250 Kb/s的數據通路。媒體接入控制層主要特性為CSMA/CA接入，以及可選的超級幀(Superframe)分時機制。
無線個人局域網是當前發展最迅速的領域之一，相應的新技術也層出不窮，IEEE 802.11,HiperLAN2、藍牙(Bluetooth), IrDA. Home RF以及超寬帶(UWB)等6種技術。
1.2高速無線個人網
高速無線個人網(WPAN)工作在不需許可證的2.4 GHz頗段.最高速率可達55 Mb/s.
(1)高速率無線個人網的分類:高速率WAN的應用可以分為兩大類.第一類涉及大宗(多兆字節)數據文檔傳送:第.二類涉及實時視像和高質量聲音。
(2)高速率無線個人網的應用:在第一類應用中是以數字格式存儲多兆字節照片文檔及視像流的數字照相機和攝像機方面的應用。在第二類應用中，高質量聲音和視像的配送方面有若干引人注目的應用。
高速率WPAN的另一應用領域是配有高質量聲音和三維圖像的交互式游戲。高速率WPAN可以用來在多玩家游戲控制臺和高清晰度顯示器之間建立無線連接。
2無線局域網
在一個典型的無線局域網環境中，有一些進行數據發送和接收的設備，稱為接入點(AP )。通常，一個AP能夠在幾+至上百米的范圍內連接多個無線用戶。在同時具有有線和無線網絡的悄況下，AP可以通過標準的Internet電纜與傳統的有線網絡相連，作為無線網絡和有線網絡的連接點。無線局域網的終端用戶可通過無線網卡等訪問網絡。
2.1無線局域網的室外應用
無線局城網在室外主要有以下幾種類型:
（1）點對點型:該類型常用于固定的要聯網的兩個位置之間，是無線聯網的常用方式，使用這種聯網方式建成的網絡，優點是傳輸距離遠、傳翰速率高、受外界環境影響較小。
(2)點對多點型:該類型常用于有一個中心點，多個遠端點的情況下。其最大優點是組建網絡成本低、維護簡單:其次，由于中心使用了全向天線，設備調試相對容易。該種網絡的缺點也是因為使用了全向天線，波束的全向擴散使得功率大大衰減，網絡傳輸速率低，對于較遠距離的遠端點，網絡的可靠性不能得到保證。
(3)混合型:這種類型適用于所建網絡中有遠距離的點、近距離的點.還有建筑物或山脈阻擋的點。在組建這種網絡時，綜合使用上述幾種類型的網絡方式，對于遠距離的點使用點對點方式，近距離的多個點采用點對多點方式，有阻擋的點采用中繼方式。
2.2無線局域網的室內應用
無線局域網的室內應用則有以下兩類情況:
(1)獨立的無線局域網:這是指整個網絡都使用無線通信的情形。在這種方式下可以使用AP,也可以不使用AP。在不使用AP時，各個用戶之間通過無線直接互聯。但缺點是各用戶之間的通信距離較近，且當用戶數里較多時，性能較差.
(2)非獨立的無線局域網:在大多數情況下，無線通信是作為有線通信的一種補充和擴展。我們把這種情況稱為非獨立的無線局域網。在這種配置下，多個AP通過線纜連接在有線網絡上，以使無線用戶能夠訪問網絡的各個部分。
3無線城域網
無線城域網的推出是為了滿足日益增長的寬帶無線接入(BWA)的市場需求。雖然多年來802.11x技術一直與許多其他專有技術一起被用于BWA，并獲得很大成功，但是WLAN的總體設計及其提供的特點并不能很好地適用于室外的BWA應用。當其用于室外時，在帶寬和用戶數量方面將受到限制，同時還存在著通信距離等其他一些問題。
【結束語】
回顧網絡發展的歷史軌跡，我們可以發現網絡技術是一個新老更替、優勝劣汰的過程.超高速的光通信技術、高速無線通信技術等一批先進技術的出現，使得計算機互連網絡技術在未來將產生新的飛躍，相應地產生一大批先進的新興網絡技術，必將使得目前的網絡環境和應用方式發生了巨大變化，向“更大、更快、更安全、更及時、更方便”的方向發展。下一代的高速計算機網絡體系結構將會更安全.同時，該系統將更具有主動性、可擴展性、適應性和服務的可集成性等特征
【參考文獻】
【1】竇文華，張鶴穎，鄭彥興 .計算機網絡前沿技術.2007
第6篇：數據通信概論范文
關鍵詞：物聯網；人才培養；地方經濟；專業建設；職業教育
中圖分類號：TP391.44-4 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599(2012)01-0000-02
Study of the Training Mode of the Internet of Things
Luo Luoyang,Tian Liwei
(Guangdong University of Science&Technology Department of Computer Science,Guangzhou523083,China)
Abstract:The Internet of Things has a wide range of applications in many fields,a huge industrial space.The talents of Internet of Things become particularly important.And Dongguan economic restructuring and development strategy, the concept of service of the local economy, adjusting the direction of the professional and professional structure of the institutions of higher learning;according to the socio-economic needs and arrangements for the development of institutions of higher education professionals in training programs and courses standards; according to local economic environment,the construction of professional internet of things,cultivate the talents of business needs.
Keywords:Internet of Things;Personnel training;Local economy;Professional construction;Vocational education
一、物聯網人才培養背景
當前，物聯網已成為各國構建經濟社會發展新模式和重塑國家長期競爭力的先導領域。《國家中長期科學與技術發展規劃（2006-2020年）》和《東莞市科學與技術發展“十二五”規劃》中均將物聯網列入重點研究領域。發達國家通過國家戰略指引、政府研發投入、企業全球推進、應用試點建設、政策法律保障等措施加快物聯網發展，以搶占戰略主動權和發展先機。我國已具備一定的應用、技術和產業基礎，并以建設物聯網產業園區、智慧/智能城市建設和應用示范等為標志，形成了物聯網發展熱潮，取得了積極進展，但也暴露了一些深層次問題。
溫總理曾指出我國物聯網產業最為緊迫的三個問題：一是把傳感系統和3G中的TD技術結合起來；二是在國家重大科技專項中，加快推進傳感網發展；三是盡快建立中國的傳感信心中心，或者叫“感知中國”。同時，要早一點謀劃未來，早一點攻破傳感網核心技術，要依靠科技和人才，占領科技和經濟發展制高點，保證我國具有可持續發展的能力和可持續的競爭力。
二、物聯網專業設置的可行性和必要性
目前，東莞正在大力實施經濟社會“雙轉型”戰略，致力于實現從資源型經濟到創新主導型經濟的轉變、從初級城市化社會向高級城市化社會的轉變，確定了以信息產業帶動工業化，壯大電子信息、裝備制造等優勢主導產業，把“東莞制造”轉變為“東莞創造”的發展策略。東莞經濟社會要實現“雙轉型”和產業結構的優化升級，其關鍵在于人才。物聯網作為一個宏大的產業，并不是一個簡單的應用領域，幾乎涉及東莞本地的電子、機械、家具、玩具、物流等所有應用領域，它面向現代信息處理技術，培養從事物聯網領域的系統設計、系統分析與科技開發及研究方面的高素質應用型技術人才，使其能夠在各個行業中貢獻自己的力量，為社會的發展做出貢獻。
因此，社會對物聯網技術方面的人才需求巨大，東莞對物聯網技術方面的人才需求也是很大的。廣東科技學院按照地區社會經濟發展的要求設置和調整專業。學院已建立了一支水平較高、結構合理的管理隊伍和師資隊伍，具備了較充足的先進教學儀器設備和豐富的圖書資料，這為建設高質量、高水平的物聯網專業提供了保障。
新專業以《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》為指南，以物理信息混合網絡化系統為載體，圍繞“網絡化信息感知”、“網絡化信息傳輸”、“網絡化信息服務與安全”、“網絡化資源優化”四個主要研究方向，緊密結合地方經濟發展需求與發展戰略，整合我校及校企合作的優勢資源，建立以網絡專業為依托、多學科交叉的“物聯網技術”專業，為實現國家“信息化帶動工業化”的戰略決策，促進信息產業的發展做出重大貢獻，并推動依托單位信息學科群的跨越式發展。
三、物聯網知識結構與培養目標
（一）知識結構。物聯網是由感知層、網絡層和應用層組成的體系架構。感知層實現對物理世界的智能感知識別、信息采集處理和自動控制，并通過通信模塊將物理實體連接到網絡層和應用層，該層需要硬件設計、嵌入式、傳感器等方面的知識和技能。網絡層主要實現信息的傳遞、路由和控制，包括延伸網、接入網和核心網，網絡層可依托公眾電信網和互聯網，也可以依托行業專用通信網絡，低速近距離無線通信技術、低功耗路由、自組織通信、無線接入M2M通信增強、IP承載技術、網絡傳送技術、異構網絡融合接入技術以及認知無線電技術。應用層包括應用基礎設施/中間件和各種物聯網應用。應用基礎設施/中間件為物聯網應用提供信息處理、計算等通用基礎服務設施、能力及資源調用接口，以此為基礎實現物聯網在眾多領域的各種應用，該層主要為軟件組件技術，它將應用程序的不同功能模塊化，并通過標準化的接口和調用方式聯系起來，實現快速可重用的系統開發和部署。
“物聯網”知識結構中的專業知識部分應體現其關鍵技術，包括：射頻識別技術、傳感器技術、無線傳感器網絡技術、無線通信技術、網絡技術、軟件技術、硬件技術、數據處理技術和安全隱私，如圖1物聯網的三層圖。
圖1 物聯網三層圖
（二）培養目標。根據物聯網的體系結構，所涉及到的知識包含感知、網絡通信、應用三個方面的內容：感知層――傳感器相關知識和信號檢測相關知識；網絡層――網絡技術、通信技術、安全技術；應用層――數據處理、云計算、軟件開發等。所涉及的學科非常之廣，專業跨越之大，遠遠超過傳統的電子類或電氣類的學科。物聯網專業是多學科交叉的專業，一個學生要在四年的時間內要很好地掌握硬件、網絡、軟件三方面的技術是十分困難的。因此開設物聯網專業，要根據所依托專業來選擇，重點突破一個方面，其他兩個方面作為擴展協同發展。由此，根據我校的實際情況，選擇以網絡專業為依托來開設物聯網專業。
綜上所述，“物聯網”專業要求學生德、智、體、美全面發展，具備電子技術、現代傳感器和無線網絡通信技術、物聯網相關高頻和微波技術，掌握有線和無線網絡通信理論、信息處理、計算機技術、系統工程等基礎理論，掌握物聯網系統的感知層、網絡層和應用層關鍵設計等專門知識和技能，并具備在本專業領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力以及較強的創新能力，成為能夠從事物聯網領域的應用、設計、分析與開發等工程技術人才。
四、物聯網專業課程體系結構
作為本科專業，在民辦院校將其稱為應用型本科，其特點就是要根據地方經濟的需求，開設符合地方經濟發展的專業，培養為地方經濟服務的應用型人才，則在課程體系結構的設計中要符合應用型本科的特點，根據前面的分析，根據東莞經濟的特點，物聯網專業的課程體系分為：公共課、專業基礎課、專業課、專業組選課、專業任選課五個模塊。
（一）公共課。該模塊為必修課，主要是思想政治教育課程和通識教育課程。幫助學生提高思想政治素質、外語水平、邏輯思維能力和創新能力等，其主要課程有思想道德修養與法律基礎、中國近代史綱要、基本原理概論、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、大學語文、大學英語、專業導論、體育、大學生健康教育、就業指導。（二）專業基礎課。該模塊也叫學科基礎課，也是必修課，主要讓學生為學習物聯網專業的打下堅實的基礎，其課程主要有：高等數學、離散數學、數據結構、數字邏輯、操作系統原理、數據通信原理、數據庫原理及應用、計算機組成原理。（三）專業課。該模塊為必修課，主要課程有：物聯網工程導論、電路基礎、電子技術、通信電子電路、數據結構、通信原理、操作系統原理、數據庫原理、計算機網絡、微機原理與接口技術等。（四）專業課組選課。可以根據專業方向選擇以下課程：物聯網射頻技術、RFID基礎技術、無線 SoC基礎、傳感器設計基礎、傳感器網絡、ZigBee無線技術、網絡程序設計技術、單片機原理及應用、嵌入式Linux系統技術、DSP芯片應用技術、軟件工程、物聯網和藍牙技術、物聯網傳輸層技術（3G/GPRS/GSM以太網）、嵌入式系統、WIFI技術及云計算在物聯網中的應用、通信安全理論、信息安全、物聯網應用層設計等。（五）專業任選課。該模塊可以開設一些增加學生的學習興趣或綜合應用類的課程，如智能城市、智慧校園、智能交通、智能物流、智能醫療、智能農業、智能電網、智能車輛管理系統等等的課程。
關于實驗實訓課程，則嵌入到課程中，體現教、學、做一體化教學，讓學生能及時的消化所學的知識，并能快速地將知識轉化為技能，應用到實際工作中去，如表1所示為物聯網各課程模塊的學分與學時。
表1 物聯網專業課程模塊學分與學時數
五、小結
對于日漸興起的物聯網領域，掌握核心技術無疑就掌握了市場主導權，把人們感知的自然界信息集成一個網絡，物體與物體之間做一個交互，這不只是一個新的技術，而是在包括過去射頻識別等技術在內構成一個面向應用的學科。由于這個學科更側重于應用，作為應用型本科院校，在物聯網專業的課程上就要更傾向于課堂應用性的設計，在教育中的應用應該充分利用學校中的用戶規模、校園網絡資源、信息服務產品開發能力，在建設資金、網絡運營經驗、帶寬資源和信息服務提供等方面的優勢，合作共建，分工協作，全力打造國內高等院校中具有典型性的物聯網專業。
參考文獻：
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[2]物聯網白皮書（2011）[R].北京:工業和信息化部電信研究院,2011
注：民辦職業教育主動適應經濟發展方式轉變的研究---2011-2012年度廣東省民辦教育協會研究課題，課題編號：GM2011028。
[作者簡介]
第7篇：數據通信概論范文
關鍵詞：車載導航 藍牙路標 航位推算 位置修正
中圖分類號：TP23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0026-03
Research of Vehicle Location Assisted by Bluetooth Signposts
Sun Yafei Pan Tong
（High School Affiliated to Nanjing Normal University，Nanjing Jiangsu，210003，China）
Abstract：The vehicle location is the core part of intelligent transportation system， most of the existing vehicle navigation use GPS and Dead Reckoning（DR） navigation system. To solve the GPS/DR system problems of positioning blind area problem in high-rise buildings or tunnels，this paper uses bluetooth information， and installs bluetooth signposts sensor in navigation blind area，to correct the GPS/DR positioning results.This topic mainly studies the positioning error correction methods of bluetooth signposts sensor， and analyzes the signpost positioning error model.The results show that when the speed is less than 70 km/h， fixed position accuracy using bluetooth signposts can reach 10 meters；when the speed is more than 70km/h， and less than 170km/h， position correction precision can reach within 20 meters.
Key Words：Vehicle navigation；Bluetooth signposts；Dead reckoning；Position correction
交通是當今世界發展的一個重要問題。城市交通擁堵、交通事故頻發、交通環境惡化成為當今世界各國面臨的共同問題，無論是發達國家還是發展中國家都承受著不斷惡化的交通困擾[1]。城市中，為了提高車輛的運行效率，需要對車輛進行監控和調度。為此，出現了智能交通系統（Intelligent Transportation System，ITS）。
ITS運用先進的信息技術、電子通訊技術、自動控制技術、計算機技術以及網絡技術解決交通中存在的諸多問題。ITS通過系統集成，將道路、駕駛員和車輛有機地結合在一起，同時加強了三者之間的聯系，借助于系統的智能化技術，駕駛員可以實時了解道路交通以及周圍車輛的分布狀況，以最為安全和經濟的方式到達目的地。同時，管理人員通過對車輛、駕駛員和道路信息的實時采集來提高其管理效率，以達到充分利用交通資源的目的。
車輛導航系統是ITS系統的核心部分，是其它各種功能的基礎。ITS中交通管理系統、自動避撞系統、自動收費系統、動態路線引導系統以及公共運輸中的車輛調度和管理系統都不同程度地依賴于車輛的位置信息，假如車輛導航系統不能提供ITS要求的位置精度和可靠性，ITS中大部分功能都將無法實現[2]。
全球定位系統GPS，能提供精確的四維時空信息，已廣泛應用于定位導航、資源勘查等領域[3]。從目前國內外的研究報道來看，車輛的導航與定位都是基于GPS的前提下，輔以航位推算DR、地圖匹配MM等[4]。由于航位推算定位誤差隨時間發散，而地圖匹配算法也只有在車輛拐彎時才能提供與地圖精度相當的定位信息，因此當由于高樓、遂道的遮擋，較長時間內沒有GPS信號時，即使有DR、MM輔助，也難以進行高精度的導航定位，也就是說這種方式存在導航“盲區”[5]。
該文中將藍牙技術用于車輛導航系統。在GPS定位盲區設定基于藍牙的路標傳感器（Bluetooth Beacon，BB），采用GPS/DR/BB組合導航，解決了車輛導航中的盲區問題，實現了城市中全區域、全天時的導航與定位。文中將首先對GPS/DR組合定位原理進行分析，研究BB輔助定位的誤差特性，提出基于BB的位置修正模型，并通過實例分析所采用模型的有效性。
1 車輛GPS/DR組合定位原理
城市中，由于受到高樓、樹蔭的遮擋，GPS信號很弱，嚴重影響GPS的定位精度和定位可靠性。因此，城市車輛定位中單純的GPS定位無法滿足系統在定位精度和定位可靠性方面的要求，而DR（Dead Reckoning）航位推算可以在一定程度上彌補GPS的上述不足[6]。
車輛航位推算方法是一種常用的自主式車輛定位技術，它在水平直角坐標平面內推算車輛的位置。車輛導航計算機以一定頻率采集陀螺儀、里程儀信息，在已知車輛初始位置的情況下，利用實時采集的陀螺儀和里程儀數據，推算得到下一時刻車輛的位置。
圖1所示為航位推算原理示意圖，A為起始時刻的位置，后續的B、C、D等各點的位置坐標可以通過式（1）進行計算得到：
（1）
式（1）中，和表示車輛在時刻的東向、北向位置；是車輛從時刻到時刻內向前行駛的距離；是車輛在時刻的航向；是車輛時刻到時刻轉動的角速率（模型中，假定車輛在一個采樣周期內以勻角速率轉動）；是航位推算的周期。
由以上分析可以看出，DR航位推算是一個位置、航向累積的過程，由于傳感器采集的數據總會存在一定誤差，因此，純DR航位推算誤差隨時間增加而變大。但是，航位推算可以實現系統的連續定位，不會出現GPS定位過程中出現的信號中斷現象。通過GPS/DR組合計算，可以充分利用GPS、DR各自的優點，彌補雙方的不足，提高整個系統的定位精度和定位可靠性。
2 藍牙路標定位誤差修正
藍牙技術是一種開放性的、短距離無線通信技術標準[7]。它可以在較小范圍內通過無線連接方式實現固定設備以及移動設備之間的網絡互聯，可以在各種數字設備之間實現靈活、安全、低成本、小功耗的數據通信。采用藍牙技術來實現車載導航系統與路標之間的數據通訊，具有很好的使用前景[8]。
2.1 藍牙路標定位誤差修正算法研究
不同的藍牙模塊通訊距離也不同，假設藍牙模塊通訊距離為R。設圖2中P點布置有一個藍牙路標，P點的坐標為（x0，y0），該藍牙模塊作用范圍為半徑R的圓。現有一車以速度v向前行駛，當車輛行駛至藍牙路標的有效作用區域（A點）時，兩模塊間開始試圖建立通訊，直至車輛行駛到B點時通訊建立完畢，車輛獲得了P點的坐標值（x0，y0）。
如果用P點坐標來修正車輛的位置，則必然會帶來一定的誤差，應該用B點的坐標來修正車輛的位置信息才是正確的。
設B點的真實坐標為（x，y），從圖2中幾何關系可以得到：
（2）
式中，b表示汽車與藍牙路標間沿道路垂直方向上的距離，t表示車輛從A點行駛到B點的時間，也即藍牙模塊建立通訊的時間。通過大量實驗發現，運動過程中車載設備和藍牙模塊建立通訊的時間約為2～3 s，計算時可取時間t為2.5 s。
另外，為了保證車輛至少連接一次，速度需要滿足：
（3）
下面針對不同的情況來分析藍牙路標的定位誤差。
2.2 直接利用路標位置修正車輛位置
由公式（2），可以求出x，y方向以及平面距離誤差分別為：
（4）
公式（4）表明，直接修正情況下的位置誤差與藍牙通信距離R、車輛與藍牙路標的垂直距離b、車速v、藍牙模塊通信建立時間t有關。
取車速v=50 km/h，通訊時間t=2.5 s，b=a/2=10/2=5 m，則 m m，
m。
在R、b、t取值一定的情況下，車速不同，對應的修正誤差也不相同，當車速時，距離最小。取R=100 m，b=5 m，t=2.5 s，可以計算當v=143.8 km/h時，x=0 m，y=5 m，d=5 m，此時車輛與藍牙路標間距離最短。同時可以得出如下結論：當車速范圍為120～170 km/s，直接修正的定位誤差
2.3 藍牙路標的修正補償算法
車輛行駛中可能沿著道路的內側（快車道）或外側（慢車道）行駛，公式（2）中，b的取值難以確定。而通訊建立時間t的選取也有一定誤差[9]。因此b、t的取值會給B點坐標的計算帶來定位誤差。下面討論速度v、藍牙通訊時間t、以及道路寬度b的變化對修正結果的影響。
（1）通訊建立時間對藍牙路標定位誤差的影響：從公式（2）可以看出，通訊建立時間僅對x方向位置誤差有影響，由試驗數據，藍牙通訊的建立時間t取值范圍為2～3 s。因此可以得到定位誤差的最大值、最小值以及定位誤差的取值范圍。
（5）
式（5）表明：在藍牙通訊建立時間t不定（路寬b已知）的情況下，x方向的距離誤差與車速有關，x方向上的距離誤差范圍隨著車速v的增加而增加；x方向的距離誤差為常值。
（2）道路寬度對藍牙路標定位誤差的影響：道路寬度取值范圍為0～a。從式（2）可以得出定位誤差的最大值、最小值以及定位誤差的取值范圍：
（6）
從式（6）可以得出：隨著道路寬度a值的增加，x方向上的定位誤差范圍增大，y方向上的定位誤差范圍不變。
（3）道路寬度及通訊時間對藍牙路標定位的綜合影響：而當車輛沿道路內側外側行駛時，b取值為0～a；通訊時間t=2～3 s，則B點的最大、最小坐標為：
（7）
取藍牙通訊建立時間t為2.5 s，b取為道路寬度a的一半。則B點坐標（x，y）為
（8）
由公式位置修正模型（8）修正車輛位置，x、y方向的修正誤差為：
（9）
（4）模型修正數據分析。假設藍牙模塊作用范圍R=100 m，道路寬10 m。對于以速度50 km/h行駛的車輛，由式（9）可得修正誤差為：7.3 m， m；對于以速度120 km/h行駛的車輛，修正誤差為：17 m， m。公式（8）表明：x方向誤差與車輛行駛速度有關，y方向誤差與道路寬度相關。如果要求10 m的定位精度，則要求車輛速度小于70 km/h。
直接用藍牙路標位置修正車輛位置：當車輛以速度50 km/h行駛， m， m；當車輛以速度120 km/h行駛， m m。顯然，車速為120km/h的時候，直接修正精度較高。
針對上述討論情況，得出結論：
1）當車速小于120 km/s，采用公式（8）進行修正；
2）當車速大于120 km/s且小于170 km/s時，采用藍牙路標的位置直接代替車輛位置。
通過以上方法的修正，系統定位精度可以達到10 m（車輛速度小于70 km/h）或者20 m（車輛速度大于70 km/h，且小于170 km/h）以內。
2.4 位置修正殊情況分析
上述的藍牙路標修正算法中，僅考慮了一般的情況，并沒有對一些特殊情況進行分析。下面就其中幾種特殊情況進行分析。
（1）車速上限分析。從上文中，我們知道藍牙通訊有一定的建立時間，為2～3 s，如果車速過快，在沒有連接上的情況下，車輛就離開藍牙通信范圍。對公式（3），取R=100 m，b=10 m，t=3 s，可以得到車速上限v=240 km/s。
（2）車速較低情況考慮。車速較慢時，藍牙路標有可能與車輛建立不止一次的通訊連接。如果進行二次藍牙位置修正，則需要建立更加復雜的模型，以進一步提高藍牙路標位置修正精度[10]。
3 結語
該文首先研究了車輛導航系統的基本原理與算法，針對GPS全球定位系統和DR航位推算系統單獨實現車輛導航的不足，引入藍牙路標信息，提出BB輔助GPS/DR組合定位方案。接著，文中重點針對藍牙路標位置修正算法進行了研究，建立了道路寬度、車輛速度、藍牙路標通信建立時間與定位誤差間的關系模型；并使用模型修正車輛的位置，對影響定位誤差的3種因素（道路寬度因素、車輛速度因素、藍牙路標通信建立時間因素）進行理論與數據分析。
該文研究結果表明：當車速70 km/h，且
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第8篇：數據通信概論范文
[關鍵詞]二元加法流密碼流密碼RBR系統
一、密碼學理論
密碼學主要是研究通信安全保密的學科。它包括兩個分支:密碼編碼學和密碼分析學。密碼編碼學主要研究如何對信息進行變換，以及保護信息在新的傳遞過程中不被敵手竊取、解讀和利用的方法，而密碼分析學則研究如何分析和破譯密碼。這兩者之間既相互獨立又相互促進。
密碼學的基本思想是對機密信息進行偽裝。一個完整的密碼系統由明文空間、密文空間、密碼方案和密鑰空間組成。加密前的信息稱為明文，明文的全體稱為明文空間。明文是信源編碼符號，可以簡單地認為明文是有意義的字符流或比特流。密文是經過偽裝后的明文，全體可能出現的密文集合稱為密文空間，也可以被認為是字符流或比特。密碼方案準確地描述了加密變換和解密變換的具體規則，包括對明文進行加密時所使用的一組規則的描述和對密文還原時所使用的一組規則的描述。
流密碼是將明文消息按字符逐位加密，通常是將已編碼成比特串的明文消息序列與加密密鑰序列采取不進位的模2相加，收方也采用相同的方法恢復明文。流密碼可以進一步分成同步流密碼和自同步流密碼。
同步流密碼的主要優點是無錯誤的傳播，一個傳播錯誤只影響一個符號，不會影響到后續符號；對于自同步流密碼，某一符號的傳輸錯誤將會影響到后面的符號的解密，也就是說，自同步流密碼有錯誤傳播現象。目前，已有的同步流密碼大多采用的是二元加法流密碼。密碼系統的一般模型如下圖所示:
二、RBR系統簡介
遠程網絡備份系統簡稱RBR系統，系統完成并實施后，將有效地對可能出現的各種災難進行有效的、快速的恢復。
1.RBR系統結構
RBR系統由三個邏輯層組成:客戶層、管理層(中間層)和服務層。其中,客戶層代表系統所管理的客戶計算機的資源;管理層由備份適配器、認證服務器、管理控制臺等組成，構成系統的管理核心；服務層代表提供存儲的服務器資源。其中管理層處于管理業務邏輯的核心。
2.RBR系統中實體和各實體功能
（1)客戶——多個
主要功能是完成備份集管理；備份數據文件壓縮/解壓縮、加密/解密;恢復/備份會話激活、執行、協商；用戶證書管理。
（2)主控管理與通信實體——單個
主要功能是備份恢復會話協商、備份計劃管理、完整客戶備份數據目錄管理和備份服器管理。
（3)認證實體——多個
（4)備份服務器——多個
主要功能是客戶備份數據存儲和備份/恢復會話執行。
3.RBR系統中的信息傳輸
來自客戶端頂層軟件的數據集信息經過流化、壓縮、加密等過程，向下到達socket網絡傳輸層，在這里通過網絡傳送到服務器。在服務器一端，數據進行反向的處理，最后還原成數據集信息，由服務器端管理軟件進行統一存放。
在RBR系統中，客戶端與服務器之間的數據通道被認為是不安全的，因此，在數據進入通道之前，很必要對數據進行加密處理。另一方面，由于客戶端、服務器之間數據傳輸量大，過強的加密算法勢必造成數據傳輸速度的降低。因此,如何在速度和加密強度之間找到一個平衡點是系統研究的關鍵。
三、系統設計思路
RBR系統的工作內容主要由備份計劃制訂、數據備份和數據恢復三個環節組成。
1.備份計劃制訂
備份計劃的制訂過程,是由客戶端發出“提交備份申請”開始,以備份適配器/管理員批準或拒絕申請為終結點的邏輯過程。在這個過程,備份適配器要響應客戶端發來的“提交備份申請”消息,并經管理員審核后處理,無論通過與否,都返回處理信息，最后制訂的計劃并不存放在客戶機本地。具體處理過程如下圖。
2.數據備份
備份過程不是由客戶機發起的，而是由備份適配器發起。因為備份計劃都保存于備份服務器，它們是由備份適配器統一管理，作為客戶機只維護本機要備份的數據集合。具體處理如右圖。
3.數據恢復
恢復與備份是一個反向的操作,但不是嚴格的“反操作”。在恢復過程中,要防止對用戶的錯誤操作。因此在恢復數據之前,要對客戶身份進行嚴格的驗證,具體實現如下圖。
四、加解密模塊分析設計
RBR系統的結構模型可以用部屬圖描述如下（共有五個部分，分別為客戶端，服務器端，適配器，控制臺和證書服務器）。
RBR系統的數據傳輸過程是在一個分層的結構中進行的。如下圖所示。在RBR系統中，數據和指令向下經過數據打包、加密和壓縮、流化，最后通過Socket傳送到網絡中。在數據接受方，進行反方向的轉換。
五、加密方法選擇及算法實現
1.加密方法
按照對明文消息加密方式的不同，單鑰密碼體制一般可以分為:流密碼和分組密碼。分組密碼是將明文消息分為多個字符的分組,逐組進行加密的密碼體制。對于某一消息，分組密碼體制一般首先對明文消息填充，使其長度為固定分組長度的整數倍，然后，密碼算法將消息劃分成一個一個長度固定的分組，逐分組進行加密變換。
流密碼將消息分成連續的符號或比特用密鑰流逐個進行加密。如果流密碼所使用的是真正隨機產生的、與消息流長度相等的密鑰流，此時的密鑰流就是一次一密的密碼體制。
2.二元加法流密碼
（1)二元加法流密碼體制
在這種密碼中，密鑰、明文和密文都編碼為0,1序列。種子密鑰用來控制密鑰流發生器，是密鑰流發生器輸出的密鑰流，加密變換是模2加(即異或)。在解密時,解密方將利用通過安全信道傳送來的、同樣的種子密鑰與加密方相同的密鑰發生器，使密鑰流生成器輸出與加密端同步的密鑰,并使用與加密變換相同的解密變換,從而完成對明文的加密與解密。
二元加法流密碼體制如下圖：
在這種二元加法流密碼體制中，由于通信信息被編碼成“0”或“1”的二元序列，因此，利用一個簡單的二元靜態控制系統，從一個較短的密鑰產生一個很長的、不重復的“偽”隨機序列，從而能夠達到“一次一密”的密碼體制。
（2)二元加法流密碼密鑰流的性質
二元流密碼的安全強度取決于密鑰生成器所生成的密鑰流的性質。如果密鑰流是無周期的無限長的隨機序列，那么此時流密碼即為一次一密的密碼體制。但在實際中，密鑰流都是用有限存儲和有限復雜邏輯的電路來產生的，此時的密鑰流生成器只具有有限多個狀態，這樣，密鑰流的狀態呈現出一定長度的周期，其輸出也只能是周期序列。因此，實際應用中的流密碼不可能是一次一密的密碼體制。但是，只要密鑰流產生器產生的密鑰流周期足夠長，并且隨機性足夠好，那么可以近似地實現人們所追求的理想的保密體制。
（3)密鑰流生成器的結構
流密碼的設計核心在于密鑰發生器的設計，流密碼的安全強度取決于密鑰發生器中密鑰流的周期、復雜度，隨機特性等，安全的密鑰流生成器的結構必然使用了非線形變換。
密鑰流生成器可以分解成驅動和組合兩部分。其中密鑰流生成器的驅動部分將生成密鑰流生成器的狀態序列，使之周期很長，統計特性良好；非線形組合部分則顯著增加密鑰流的復雜程度，使密鑰流能夠抵抗各種攻擊，同時保持驅動部分提供良好的分布特性。
產生密鑰流最重要的部件是線形反饋移位寄存器。線形反饋移位寄存器由移位寄存器、運算器和反饋電路構成。移位寄存器用來存儲數據，并受脈沖驅動。運算器含有乘法器和加法器。反饋電路不斷產生脈沖信號驅動移位寄存器進行移位運算，并將運算器的結構反饋到寄存器的最高位，輸出最底位。
3.RC4流密碼算法分析
RC4算法是一種流式加密器（streamcipher），它將短的鍵值展開成為無限制的偽隨機數鍵值串。發送者使用這個鍵值串與明文信息做異或（XOR）運算處理并產生密文，接收者則使用鍵值產生適當的鍵值串。并且對密XOR及鍵值串運算之后，就可以得到原始的明文。
六、結論
遠程網絡備份系統簡稱RBR系統設計完成并實施后，將有效地對可能出現的各種災難進行快速的恢復。從而有效地保證數據通信的安全，保證各企事業的工作能夠有條不穩的進行。
參考文獻:
第9篇：數據通信概論范文
【關鍵詞】電力機車；主電氣電路；輔助電氣電路；控制系統
1 引言
和諧系列電力機車是南車集團和北車集團與國外企業合作，引進消化技術，并國產化的新一代交流貨運機車，型號有HXD1、HXD1B、HXD1C，HXD2、HXD2B、HXD2C和HXD3、HXD3B、HXD3C。和諧型系列機車電氣系統的主、輔回路均采用了交流控制技術，系統的設計堅持起點高、技術領先的原則，采用先進、成熟、可靠的技術，按照標準化、系列化、模塊化、信息化的總體要求進行全方位設計的。
2 主電氣系統
機車主電氣電路主要由網側電路、主變壓器、牽引變流器及牽引電機構成，如圖1所示。其中和諧型系列電力機車網側電路主要由受電弓、主斷路器、臺避雷器、高壓電壓傳感器、高壓電流傳感器、高壓隔離開關、主變壓器原邊、回流側互感器和接地碳刷等組成。下面主要從主變壓器、變流器和牽引電機三個方面進行比較。
圖1 簡化主電氣電路
2.1 HXD1型電力機車主電路特點
（1）主變壓器
采用EFAT6744型電力機車牽引變壓器。其內除主變壓器外，還裝有兩臺100HZ濾波電抗器。它們裝在一個郵箱內，共用一個冷卻系統。主變壓器是單相變壓器，臥式結構，采取車體下懸安裝方式。
（2）牽引變流器
每臺機車由2節車組成，每節車設有1個牽引變流柜，每個牽引變流柜由2套相互獨立的變流器組成。一個變流器包含2個并聯的四象限整流器、1個牽引逆變器和1個輔助逆變器等。
（3）牽引電機
采用西門子公司的1TB2624-0TD02型或國產化的JD160型鼠籠式三相異步牽引電動機，額定功率為1224千瓦，冷卻方式為強迫通風，采用直接轉矩控制（DTC）。
2.2 HXD2型電力機車主電路特點
（1）主變壓器
主變壓器為模塊化的臥式結構，包括1個原邊繞組，4個牽引繞組，4個二次濾波電抗器，2個輔助濾波電抗器，強迫油循環風冷卻系統以及內置的多種保護電器。
（2）牽引變流器
采用ONIX系統將IGBT技術應用于異步交流傳動機車。牽引傳動系統的每臺牽引電機與1個牽引逆變器和1個四象限整流器相連，組成四個獨立的驅動單元，這樣每根車軸驅動可以單獨切除，因此發生一個單獨的故障后，1臺機車上仍保持3/4牽引功率。
（3）牽引電機
牽引電動機采用由永濟電機公司國產化的YJ90A型牽引電機（阿爾斯通公司原型號為6 FRA 4567 B型），該型電動機為六極三相鼠籠式異步牽引電動機，定子采用全疊片無機殼結構以減輕重量和改善散熱，額定功率為1224千瓦，冷卻方式為強迫通風，采用磁場定向直接轉矩控制。
3 輔助電氣系統
輔助電氣系統是由三相輸出輔助電源、充電機、輔助負載、低壓電器和輔助控制單元等組成。
3.1 HXD1型電力機車輔助電氣系統特點
HXD1型電力機車輔助電氣系統由集成在牽引變流器內的輔助逆變器供電。兩個輔助逆變器分別從牽引變流器的一路中間直流環節取電，通過濾波變壓器和一組濾波電容器濾波后向兩個三相支路供電。230V/60Hz單相交流支路由一個440V/230V變壓器從三相恒頻恒壓支路取電。直流負載支路由蓄電池充電機供電。
3.2 HXD2型電力機車輔助電氣系統特點
兩個獨立的輔助變流器均采用 IGBT技術。每個輔助變流器包括降壓斬波器和逆變器，直接由主電路中間回路供電，變壓器不用設輔助繞組。在正常模式下，一個輔助變流器為定頻載荷供電，另一個為變頻載荷供電。如果一個輔助變流器驅動失效，另一個將為蓄電池充電器和整個機車的輔助載荷供電。蓄電池充電器單節車采用冗余設計，每兩節車也互為冗余，保證了110V電源的可靠性。
3.3 HXD3型電力機車輔助電氣系統特點
在HXD3型機車中，其三相輔助電路采用了輔助變流器給機車的各類輔助電機供電，三相輔助變流系統是采用日本東芝公司現有成熟的輔助傳動變流技術，由兩組輔助變流器組成。每組輔助變流器的功率均為230kVA，它們分別是APU1和PU2。APUl和APU2分別同2套牽引變流器安裝在一起，組成兩組功率變流柜。其風冷部分共用一個通風機和通風道，簡化了機車通風系統，減少了牽引變流器和輔助變流器之間的電氣接口，有利于設備安裝、檢修和維護。
4 微機控制系統
機車控制監視系統，簡稱TCMS可以實現以下功能：根據司機指令完成對機車邏輯控制、主變流器及牽引電機控制、輔助變流器控制、牽引特性控制、制動特性控制、定速控制、半自動過分相控制，機車運行狀態顯示，具備故障保護、顯示、記憶，并在一定程度上可以自動排除、切換故障。
4.1 HXD1型電力機車微機控制系統特點
HXD1型電力機車裝載了西門子公司開發的“SIBAS32”32位微機控制系統和列車通信網絡（TCN），并安裝了“Locotrol”多機牽引無線同步控制系統和克諾爾公司的“CCB II”微機控制電空制動系統。“SIBAS 32”系統采用集散控制模式，由中央控制單元（CCU）、牽引控制單元（TCU）、輔助控制單元（ACU）、液晶顯示屏（HMI）和外設智能接口（KLIP）構成，并采用網絡控制系統進行數據通信，由絞線列車總線（WTB）和多功能車輛總線（MVB）兩級網絡構成，使機車控制系統具有控制、監測、傳輸、故障診斷、顯示和存儲功能。
4.2 HXD2型電力機車微機控制系統特點
HXD2型電力機車采用了阿爾斯通公司開發的“Agate”微機網絡控制系統，該系統是基于WorldFIP網絡通信總線，網絡架構分為FIP車輛網絡（FIPV）和FIP列車網絡（FIPT）兩級，其中FIPV負責每節機車內部各設備的信息交換，而FIPT用于兩節機車之間或兩組重聯機車之間的通信；控制系統具有全面的機車控制、監測、傳輸、故障診斷、顯示和存儲功能。由基本硬件和軟件模塊組成：MPU（主處理）、CRT（牽引傳動控制模塊）、 CRA（輔助控制模塊）、RIOMS（遠程輸入輸出模塊）、DDU（司機室顯示器）等。
5 結論
通過對和諧型系列機車的電氣系統的分析，掌握了各系列機車交流電氣系統的特點，為機車的運營和管理提供可靠的技術支持。
參考文獻：
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