簡述多媒體的關鍵技術精選(九篇)

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第1篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

[關鍵詞]多媒體數據庫；數據模型；面向對象；分布式數據庫

1多媒體數據模型

多媒體數據模型主要采用文件系統管理方式、擴充關系數據庫的方式和面向對象數據庫的方式。

1.1文件系統管理方式

多媒體資料是以文件的形式在計算機上存儲的，所以用各種操作系統的文件管理功能就可以實現存儲管理。Windows的文件管理器或資源管理器不僅能實現文件的存儲管理，而且還能實現有些圖文資料的修改，演播一些影像資料。為了方便用戶瀏覽多媒體資料，出現很多的圖形、圖象瀏覽工具軟件。有些在Windows95下的瀏覽軟件還和資源管理器結合起來，如ACDSee工具軟件不僅可瀏覽BMP、GIF、JPEG、PCX、Photo－CD、PNG、TGA、TIFF and WMF 格式的圖像，而且還具備資源管理器的查詢、刪除、復制等功能。如多功能影像處理及管理軟件ImagePals，是在Windows 上影像工具軟件，ImagePals提供了電子相簿（Album）、影像編輯（Image Editor）和屏幕捕捉（Screen Capture）等功能，此外還具有視窗及CD瀏覽器等。電子相薄（Album）是一個很具特色的應用程序，能對文件進行迅速、可視性的管理。文件系統方式存儲簡單，當多媒體資料較少時，瀏覽查詢還能接受，但演播的資料格式受到限制，最主要的是當多媒體資料的數量和種類相當多時，查詢和演播就不方便了。

1.2擴充關系數據庫的方式

數據庫的出現是為了解決文件管理數據的不足，同樣，為了解決管理多媒體數據，人們很容易地會想到使用數據庫。傳統的關系數據模型建立在嚴格的關系代數的基礎上的，解決了數據管理的許多問題，目前基于關系模型的數據庫管理系統仍然是主流技術。但是平坦化的數據類型不適于表達復雜的多媒體信息，文本、聲音、圖像這些非格式化的數據是關系模型無法處理的；簡單化的關系也會破壞媒體實體的復雜聯系，豐富的語義性超過了關系模型的表示能力。出于保護原有投資和市場的考慮，全球幾家大的數據庫公司都已將原有的關系數據庫產品加以擴充，使之在一定程度上能支持多媒體的應用。用關系數據庫存儲多媒體資料的方法一般是：

1.2.1用專用字段存放全部多媒體文件；

1.2.2多媒體資料分段存放在不同字段中，播放時再重新構建；

1.2.3文件系統與數據庫相結合，多媒體資料以文件系統存放，用關系數據庫存放媒體類型、應用程序名、媒體屬性、關鍵詞等。

1.3面向對象數據庫的方式

關系數據庫在事物管理方面獲得了巨大的成功，它主要是處理格式化的數據及文本信息。由于多媒體信息是非格式化的數據，多媒體數據具有對象復雜、存儲分散和時空同步等特點，所以盡管關系數據庫非常簡單有效，但用其管理多媒體資料仍不太盡如人意。而面向對象數據庫是指對象的集合、對象的行為、狀態和聯系是以面向數據模型來定義的。面向對象的概念是新一代數據庫應用所需的強有力的數據模型的良好基礎。面向對象的方法最適合于描述復雜對象，通過引入封裝、繼承、對象、類等概念，可以有效地描述各種對象及其內部結構和聯系。多媒體資料可以自然地用面向對象方法所描述，面向對象數據庫的復雜對象管理能力正好對處理非格式多媒體數據有益；根據對象的標識符的導航存取能力有利于對相關信息的快速存取；封裝和面向對象編程概念又為高效軟件的開發提供了支持。面向對象數據庫方法是將面向對象程序設計語言與數據庫技術有機地結合起來，是開發的多媒體數據庫系統的主要方向。

為高效管理多媒體數據，基于關系數據庫的應用系統逐漸演變到多媒體數據庫管理系統用面向對象的概念擴充關系數據庫。用面向對象的高級語言擴展基本關系類型，使其支持復雜對象，并對關系模型提供的操作加以擴充，利用關系數據庫的優勢管理多媒體資料。

2 數據的壓縮和解壓縮

由于多媒體信息，如聲音、圖像目前國際上的壓縮標準有：

JPEG(Joint Photographic Experts Group)，是由國際標準化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)聯合制定的。適合于連續色調、多級灰度、彩色或單色靜止圖像的國際標準。轉貼于

MPEG(Moving Picture Experts Group)，是ISO／IEC委員會的第11172號標準草案，包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統三部分。MPEG要考慮到音頻和視頻的同步，聯合壓縮后產生一個電視質量的視頻和音頻、壓縮形式的位速為1.5Mbps的單一流。

P×64，是CCITT的H．261號建議，P為可變參數，取值范圍是1～30。該標準的目標是可視電話和電視會議，它可以覆蓋整個ISDN(綜合業務數字網)信道。當P=1或2時，只支持每秒幀數較少的視頻電話，P＞6時可支持電視會議。

P×64標準和MPEG標準的數據壓縮技術有許多共同之處，但P×64標準是為適應各種通道容量的傳輸，而MPEG標準是用狹窄的頻帶實現高質量的圖像畫面和高保真的聲音傳送。

3 多媒體數據的存儲管理和存取方法

如何有效地按照多媒體數據的特性去存取多媒體數據呢？利用常規關系數據庫管理系統來管理多媒體數據已經不能適應了，基于內容的多媒體信息檢索研究應運而生。它支持其他多媒體信息技術，如超媒體技術、虛擬現實技術、多媒體通信網絡技術等。多媒體內容的處理分為三大部分：內容獲取、內容描述和內容操縱。也可將其看成是內容處理的三個步驟，即先對原始媒體進行處理，提取內容，然后用標準形式對它們進行描述，以支持各種內容的操縱。

內容獲取(Populating) 通過對各種內容的分析和處理而獲得媒體內容的過程。多媒體數據具有時空特性，內容的一個重要成分是空間和時間結構。內容的結構化(Structuring)就是分割(Segmenting)出圖像對象、視頻的時間結構、運動對象，以及這些對象之間的關系。特征抽取(Extraction)就是提取顯著的區分特征和人的視覺(Visual)、聽覺(Auditory)方面的感知特征來表示媒體和媒體對象的性質。

----內容描述(Description) 描述在以上過程中獲取的內容。目前，MPEG-7專家組正在制定多媒體內容描述標準。該標準主要采用描述子(Descriptor) 和描述模式(Scheme) 來分別描述媒體的特性及其關系。

----內容操縱(Manipulating) 針對內容的用戶操作和應用。有許多這方面的名詞和術語。查詢(Query)是面向用戶的術語，多用于數據庫操作。檢索 (Retrieval) 是在索引(Index)支持下的快速信息獲取方式。搜索(Search)常用于Internet的搜索引擎，含有搜尋的意思，又有在大規模信息庫中搜尋信息的含義。

摘要(Summarization， Excerpt)對多媒體中的時基媒體(如視頻和音頻)是一種特殊的操作。我們熟知文獻摘要的含義，在內容技術支持下，也可以對視頻和音頻媒體進行摘要，獲得一目了然的全局視圖和概要。同樣，用戶可以通過瀏覽(Browsing) 操作，線性或非線性地存取結構化的內容。另外，基于內容的技術不僅僅用在多媒體信息的檢索和搜索方面，檢索僅僅是信息存取的一個方面。過濾(Filtering)就是與檢索相反的一種信息存取方式。用過濾技術可以實現個人化的信息服務。

4 分布式數據庫技術

分布式數據庫系統是在集中式數據庫系統的基礎上發展起來的，是數據庫技術與計算機網絡技術的產物。分布式數據庫系統是具有管理分布數據庫功能的計算機系統。一個分布式數據庫是由分布于計算機網絡上的多個邏輯相關的數據庫組成的集合，網絡中的每個結(一般在系統中的每一臺計算機稱為結點node)具有獨立處理的能力(稱為本地自治)，可執行局部應用，同時，每個結點通過網絡通訊系統也能執行全局應用。所謂局部應用即僅對本結點的數據庫執行某些應用。所謂全局應用(或分布應用)是指對兩個以上結點的數據庫執行某些應用。支持全局應用的系統才能稱為分布式數據庫系統。對用戶來說，一個分布式數據庫系統邏輯上看如同集中式數據庫系統一樣，用戶可在任何一個場地執行全局應用。分布式數據庫具有如下特點：

4.1本地自治(Local Autonomy)；

4.2不依靠一個中心站點；

4.3能連續操作；它也是數據庫技術的一個發展方向。

第2篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

【關鍵詞】多媒體技術 教學課件 探索研究

一、什么是多計算機多媒體技術教學

計算機多媒體就是利用現代科技的影音技術，將學生要學習的內容通過PPT圖片、影像、動畫和語言等功能，生動有趣的將課本知識呈現在學生面前。[1]尤其是對于一些抽象難懂的重點知識，利用動畫、視頻等技術可以形象的展示其內在結構、實驗原理，將靜止的課本知識動態立體的呈現出來，便于教師的“教”與學生的“學”。比如物理中的“分子運動”，生物學中的“染色體的分裂”等概念的理解，教師就可以輕松的借助多媒體的技術，生動形象的讓學生理解概念，即突破了教學的重點，又很好的激發了學生的興趣，豐富了我們的課堂教學。

二、計算機多媒體技術在課件教學中存在的問題

盡管計算機多媒體技術給課件教學帶來一股春風，但是其存在的問題也是顯而易見的。主要有以下幾方面：

（一）老教師備課負擔加重。

多媒體需要教師現將所要講解的知識儲存在電腦里，需要時間來進行編排和制作，加重了老師的負擔。在教學中，一些老教師對多媒體計算機的了解甚少，許多的圖標不能準確、快速的找到位置，對于課堂操作也不是非常熟練，就是使的有些老師在課下辛苦弄的課件，由于自己的不熟練而造成課堂的尷尬，阻礙了課堂的教學。面對這種情況，教師需要花費一段時間來對計算機進行學習鉆研，花費了老師的不少精力。

（二）新教師對多媒體的依賴。

計算機多媒體只是課堂教學的輔助手段，不可能替代老師的講解。可是許多新教師只看到多媒體教學的多樣化，能夠化難為易、簡化教程的優點，對其產生了依賴性，認為只需要將多媒體文件做好，就可以將知識點都交給多媒體來講，潛意識里替代了教師的工作。這種交流使得課堂變為了學生與機器的交流，沒有了師生之間情感的交流。新鮮感過后，學生便開始厭倦、枯燥，失去了學習的興趣。教師也遠離了學生的心靈，課堂失去了原有的生機，對教學活動造成很大的負面影響。

（三）多媒體技術華而不實。

生動形象的動畫場面吸引了學生的注意力，激發了學生的興趣。在教學中，學生只是被亮麗的色彩和動畫所吸引，而沒有注意到老師想要表達的內在含義，忽略了對知識的深入理解和探究，學生只是盲目的跟著“多媒體”在動。有些教師為了追求教學課件的華麗，刻意的使用色彩亮麗的畫面，而與所要講述的內容有所偏頗，從而失去了多媒體所固有的顯示重難點的優勢，只把課件變為了一場“華麗的演出”，沒有真正的起到教學效果。多媒體教學作為輔助教學的課件，應把內容放到第一位，切實解決教學中的問題才是最重要的核心。

三、計算機多媒體技術在課件教學策略研究

計算機多媒體技術在課堂中的引用，是為了彌補課堂教學的不足，從而打造我們的高效課堂。只要我們深入研究，就能夠很好的揚長避短，有效的發揮多媒體帶來的優勢。

（一）建立情境，激發興趣。

興趣是學生學習的動力，是最好的老師。抽象難懂的課本知識，使學生感到恐懼和厭煩，在“應試教育”的重壓下，老師和家長對成績的重視遠遠高于對學生心理的關懷，逐漸的使學生失去了學習的興趣。面對這樣的情況，教師要深入的研究教輔材料，細致的挖掘課本中有效的信息，借用多媒體來激發學生的學習興趣，讓靜止的教科書會“說話”，從而建立生動形象的課堂情境，將學生順利的帶入學習的狀態上來，突出知識的重難點，切實有效的幫助學生的理解，建立學生的學習自信心，實現自我的突破與創新，逐步的提高學生的學習能力。

（二）突出重點，生動具體。

在傳統教學中，書本上的重點難點，只能靠老師在臺上不斷的講解，反復的強調；學生通過自己的想象來對抽象的知識進行理解，容易給學生開小差的機會，形成不良的學習習慣。這樣使得老師講得累，學生聽得生澀難懂，逐漸的使學生對學習失去了信心，產生自卑的心理。而計算機多媒體技術的引入，可以有效的解決這一問題，將學生所要學習的重點，利用計算機多媒體技術，結合試驗或動手教學，將重點知識制作成有趣的圖形、動畫或表格的形式，由簡入繁、由易到難的給學生展示知識內容，使學生跟著課堂的節拍，在層層遞進中突破對重點知識的理解，輕松自如的掌握課本知識，增強學生學習的自信心。

（三）輕松學習，減輕壓力。

新的課程改革注重對學生能力的培養，學生對課本內容的學習使的沒有了太多的時間用來探究，無疑加重了學生的學習壓力。在教學中，多媒體有時可以代替“板書”的作用，將知識有條理的展示給學生，省去了一部分時間，這樣就可以給學生預留出探究的空間，使學生能夠直觀的對待知識，發現授課過程中問題，根據自己的認知水平，對問題進行思考、分析、推理、歸納和演繹，從而提高了學生解決問題的能力。對于學生而言，多媒體的使用擴大了課堂的容量，增強了知識之間的靈活性，使學習脫離了“死記硬背”，而有了更多的時間來理解應用，提高學生的綜合能力。對于教師而言，多媒體可以生動形象的再現知識的內在結構，所有的原理變得“一目了然”，省卻了許多的講解，大大的改善教師面對重要知識點如何講解而一籌莫展的困境。減輕了老師在教學上的壓力，使教學環境有一個輕松歡樂的氛圍。

四、結束語

綜上所述，計算機多媒體技術與課件教學之間的關聯是相輔相成的，在教學過程中起著不可忽視的推動作用。在教學中，只要我們深入的來解多媒體所帶來的便利，靈活的掌握各種教學模式，使多種方式相結合，將多媒體的有點發揮到極致，實現“拿來主義”，就能夠讓多媒體很好的為課堂服務，為學生的發展服務，真正有效的稱為課堂上那一抹亮麗的色彩。

參考文獻：

第3篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

論文摘 要：數字圖書館的迅猛發展使得多媒體信息資源的組織與管理成為數字圖書館發展的一個關鍵性問題，而多媒體信息檢索技術也就成為數字圖書館中的核心技術，因而在數字圖書館中引入基于內容的多媒體檢索技術成為了必要。

1 基于內容的多媒體檢索原理

傳統的多媒體檢索技術，主要是通過對多媒體進行人工分析，對多媒體物理特征和內容特征進行文字著錄或標引，建立類似于文本文獻的標引著錄數據庫，并通過檢索這些數據庫以獲得多媒體編號，進而利用這些編號索取實際多媒體。這種檢索技術存在不足：①特征不具有代表性，帶有主觀性；②人工處理速度慢；③特征信息得不到充分利用；④結果信息提取慢。基于此原因有必要研究基于內容特征的檢索(CBR，Content-Based Retrieval ) ，克服傳統檢索方法的不足，提高多媒體檢索效率。CBR是指直接根據描述媒體對象內容的各種特征(如圖像顏色，紋理，形狀等)進行檢索，它能從數據庫中查找到具有指定特征或含有特定內容的圖像(包括視頻片段)，區別于傳統的基于關鍵字的檢索手段，融合了多媒體理解、模式識別等技術。一般說來，基于內容的圖像信息檢索主要是根據圖像的顏色、紋理、形狀開展；而對視頻信息檢索主要通過對視頻分割、視頻聚類、關鍵幀抽取、運動特性抽取、最后完成視頻檢索。數字圖書館擁有海量多媒體信息資源，只有充分利用基于內容的多媒體檢索技術，才能挖掘海量資源庫中的信息資源，為廣大讀者服務。

2 基于內容的多媒體檢索分類及檢索方法

根據檢索對象的不同，基于內容的多媒體檢索又可以分為基于內容的文本檢索、基于內容的圖像檢索、基于內容的視頻檢索和基于內容的音頻檢索四種檢索。

2.1 文本檢索

基于內容的文本檢索是涉及文檔內容查詢的檢索技術。其檢索模型的構造是基于內容文本信息檢索的核心技術，包含3個方面的內容：文檔與用戶查詢的表示、查詢匹配策略和匹配結果的相關度表示。典型的文本檢索模型又分為布爾模型、向量空間模型和概率模型3種。

2.1.1 布爾模型(Boolean Model)

該模型將文檔中的特征簡單地表示成二元變量，某特征詞出現則為1，否則標識為0。文檔的相似度則基于布爾量進行計算。該模型有點是簡單、速度快，缺點是不夠精確，不能反映不同“項目”對一個文檔的重要程度的差異。后來陸續有學者針對布爾模型不足，提出改進算法即擴展的布爾模型。

2.1.2 向量空間模型(Vector Space Model，VSM)

該模型也稱為詞袋(Bag of Words，BOW)表示法，該表示法有一個關鍵假設，即文章中詞條出現的先后次序是無關緊要的，個特征詞對應特征空間的一維，將文本表示成歐氏空間的一個向量。該模型思想是將文檔D(Document)看作是由一定代表性的特征項組成；而特征項t（Term）是指出現在文檔中能夠代表文檔性質的基本語言單（如字、詞等），也就是通常所指的檢索詞。這樣一個文檔D就可以表示為D(t-1，t-2，…，t-n)，t-i（I=1，2，…n）表示文檔的一個特征項。

2.1.3 概率模型(Probablistic Model)

該模型考慮詞項、文檔之間的內在關聯，依據關聯信息計算文檔類別歸屬大小，據此推算文檔類別。

布爾模型和向量空間模型都將文檔表示詞條視為相互獨立的項，忽略了表示詞條間的關聯性。概率模型則考慮到詞條、文檔間的內在聯系，利用詞條間和詞條與文檔之間的概率依賴性進行信息檢索。其中二值獨立檢索模型（BIR）是一種實現簡單且效果很好的概率檢索模型。概率推理網絡是一種新型的檢索模型，它模擬人腦的推理思維模式，將文檔內容與用戶查詢匹配的過程轉化為一個從文檔到查詢的推理過程。

2.2 圖像檢索

基于內容的圖像信息檢索主要根據圖像的特征進行，一般地，圖像特征包括:①圖像的畫面內容特征(如圖像顏色分布、紋理結構、形狀等) ；②圖像的主題對象特征(如圖像所描述的人、車、建筑等) ；③圖像的著錄特征(如作者、時間、地點等) ；④圖像的移動和組合特征(如影象中的場景) 。目前對圖像內容檢索研究比較多的是基于圖像的顏色、紋理、形狀等特征開展的，下面重點論述此三方面的檢索。

2.2.1 基于顏色特征的圖像檢索

顏色是一種重要的視覺信息屬性，在圖像索引與檢索中是一種很有用的特征。相對于其他特征，顏色特征非常穩定，具有對旋轉、平移、尺度變化、各種形變不敏感特性，而且顏色特征計算簡單。因此，顏色特征成為現有檢索系統中應用最廣泛的特征。較早從事顏色特征進行圖像檢索的方法是直方圖，通過統計各不同灰度值的圖像像素數量，達到對圖像的信息描述。

2.2.2 基于紋理特征的圖像檢索

紋理描述了圖像或圖像區域所對應的景物的表面性質。包括表面結構組織及其與周圍環境關系的許多重要信息，紋理特征是一種統計特征，具有旋轉不變性，并具有較強的抗噪音能力。一般地，體現圖像紋理特征的具體指標有均勻度、對比度、方向，其中均勻度反映紋理的尺寸，對比度反映紋理清晰度，方向反映實體是否有規則的方向性。

2.2.3 基于形狀特征的圖像檢索

基于形狀檢索基本上是從形狀的輪廓特征和形狀的區域特征來建立圖像的索引，主要有形狀輪廓特征和形狀區域特征兩重描述。形狀輪廓特征主要包括：直線段描述、樣條擬合曲線、傅立葉描述子、內角直方圖、高斯參數曲線等。而形狀區域特征主要包括：形狀的無關矩、區域的面積、形狀的縱橫比等。

2.3 視頻檢索

視頻檢索實際上屬于圖像的檢索。視頻除了具有一般靜態圖像的特征外，還具有動態性，如鏡頭運動的變化、運動目標的大小變化、視頻目標的運動軌跡等，所以視頻又稱動態圖像，是一組圖像按時間的有序連續表現，它的表示與圖像序列、時間關系有關。視頻數據可用幕、場景、鏡頭、幀等描述。視頻序列主要有鏡頭組成；鏡頭由一系列連續的幀組成；幀是一幅靜態的圖像，是組成視頻的最小單位；場景含有多個鏡頭；幕是由一系列的相關場景組成，表示以完整的事件。視頻檢索的前提是需要利用可視化特征視頻數據建立有效的索引。

2.4 音頻檢索

音頻就是對聲音數字化后得到的結果。音頻一般采用音量、音調、音強、帶寬、音長和音色等屬性來描述。其中音量、音調、音強、帶寬和音長等屬性易于通過技術手段進行量化建模，而對音色的處理卻相對復雜，對其進行分析和捕捉較為困難。音頻檢索同視頻檢索相類似，音頻特征隨時間而動態變化，分析時計算不同時間段的聲波信號的波形，并將波形的均值、方差和自相關系數等記錄在波形數據庫中。對音頻數據進行采樣、幀抽取后，運用方差分析等統計方法對音調、音量、音強等音頻特征進行量化，并在音頻數據庫中記錄這些量化值，形成索引樹，在檢索時可以利用這些特征進行示例和指定特征查詢。

參考文獻

[1] 黃如花，王梅，黃曉斌.數字圖書館原理與技術[M].武漢：武漢大學出版社，2005.

[2] 吳玉萍.基于文本的多媒體檢索與基于內容的多媒體檢索的比較[J].信息科學.2007(5).

[3] 管計鎖，梁勝利.數字圖書館的信息檢索技術[J].圖書館理論與實踐.2001(4).

[4] 翟中文.基于內容的多媒體信息檢索技術研究[J].河南圖書館學刊.2005(25).

[5] 羅德勇，明海.數字圖書館中基于內容的多媒體檢索研究[J].情報檢索.2003（1）.

[6] 徐建華.一種新型的多媒體檢索技術—基于內容的檢索[J].情報學報.2000(19).

[7] 黃蕾.多媒體數據基于內容檢索綜述[J].情報探索.2000(4).

[8] 李敏.論數字圖書館的信息檢索技術[J].津圖學刊.2003(3).

[9] 徐建華.一種新型的多媒體檢索技術——基于內容的檢索[J].情報學報.2000(19).

第4篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

關鍵詞：4G通信；關鍵技術；智能天線；特點

1 4G通信的簡述

1.1 4G通信的定義

4G是第四代通訊技術的簡稱，G是generation（一代）的簡稱。4G系統能夠以100Mbps的速度下載，比目前的撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面，4G與固定寬帶網絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據自身的需求確定所需的服務。

1.2 4G通信的特點

（1）傳輸速率更快。4G系統的目標速率對于大范圍高速移動用戶（250km/11）數據速率為2Mbi“s，對于中速移動用戶（60 knl，}1）數據速率為20Mbi魄，對于低速移動用戶（室內或步行者）數據速率為100Mbi洮；

（2）信道帶寬更寬。研究未來4G信道的帶寬將達到100MHz或更高，而3G網絡的帶寬在5～20MHz之間；

（3）系統容量更大。將采用新的網絡技術（如空分多址技術等）來極大地提高系統的容量，以滿足未來大信息量的需求；

（4）智能性更高。4G系統的智能性更高，它將能自適應地進行資源分配，處理變化的業務流和適應不同的信道環境，使得系統兼容性更高，4G網絡中的智能處理器將能夠處理節點故障或基站超載，4G通信終端設備的設計和操作也將智能化；

（5）實現更高質量的多媒體通信。4G系統能提供包括語音、數據、影像等無線多媒體通信服務，大量信息透過寬頻信道傳輸，讓用戶可以在任何時間、任何地點接入到系統中；

（6）業務的多樣性。在未來的全球通信中，人們所需的是多媒體通信，因此個人通信、信息系統、廣播和娛樂等各行業將會結合成一個整體，提供給用戶更廣泛的服務與應用。

2 4G移動通信技術的關鍵技術

2.1 OFDM

OFDM即正交頻分復用技術，實際上OFDM是MCM Mullti-CarrierModulation，多載波調制的一種，OFDM技術有很多優點：可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率；適合高速數據傳輸；抗衰落能力強；抗碼間干擾（ISl）能力強。

2.2 智能天線（SA）與多人多出天線（MIMO）技術

智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術，智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量，其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發信機來實現射頻信號的接收和發射，同時通過基帶數字信號處理器，對各個天線鏈路上接收到的信號按一定算法進行合并，實現上行波束賦形，目前智能天線的工作方式主要有兩種：全自適應方式和基于預多波束的波束切換方式。

2.3 編碼調制技術

LTE上行調制方式主要采用位移BPSK（π/2-shift BPSK），QPSK和16QAM，下行主要采用QPSK，16QAM和64QAM，上行采用位移BPSK技術可以進一步降低DFT-S-OFDM的峰均比，此外，可以通過頻域濾波、選擇性映射（SLM）、部分傳輸序列（PTS）等技術進一步降低系統峰均比，在信道編碼方面，LTE采用Turbo碼，Turbo碼采用了一種并行級聯的結構，將卷積碼和隨機交織器巧妙地結合在一起，實現了隨機編碼的思想，譯碼采用軟輸入軟輸出（SISO）迭帶譯碼算法，每個分量譯碼器都有三種不同類型的軟輸人：信息比特、校驗信息、先驗信息，各分量譯碼器之間插入交織器，構成迭代譯碼結構，使得譯碼器的輸出比特逼近最大似然。

2.4 軟件無線電技術

軟件無線電就是采用數字信號處理技術，在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來定義實現無線電臺的各部分功能：包括前端接收、中頻處理以及信號的基帶處理等等，即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協議部分全部由軟件編程來完成，軟件無線電的核心技術是用寬頻帶的無線接收機來代替原來的窄帶接收機，將寬帶模數變換器（A，D）及數模變換器（D，A）盡可能地靠近射頻天線，建立一個具有“A/D―DSP_D，A”模型的開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，從而使無線電的各種功能模塊盡可能多的采用可編程軟件來實現，以研制出具有高度靈活性、開放性的新一代無線通信系統。總之，軟件無線電是一種以現代通信理論為基礎、以數字信號處理為核心、以微電子技術為支持的基于數字信號處理（DSP）芯片，以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結構，在4G眾多關鍵技術中，軟件無線電技術是通向未來4G的橋梁，它不僅能降低開發風險，還更易于開發系列型產品，此外，它還減少了硅芯片的使用量，從而降低了運算器件的價格，其開放的結構也會允許多方運營的介入。

3 結論

隨著科學技術的不斷發展，現代通信時代已經步入4G時代，而且我國也已經頒發了4G牌照，因此，必須重視4G通信的中的關鍵技術，使其能夠更好地為人民服務。

[參考文獻]

第5篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

關鍵詞：增強現實；虛擬現實；跟蹤注冊；關鍵技術

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）28-6411-04

2013年央視春晚早已經落下帷幕，其科技感和觀賞性十足的舞臺效果讓億萬觀眾有一個全新的體驗，其中增強現實等3D互動技術的應用，使舞臺空間變化、意象環境等呈現在電視屏幕上，給電視觀眾帶來了前所未有的視覺沖擊。如圖1所示，為李玉剛的《嫦娥》，舞臺里面的瓊樓玉宇皆是通過增強現實技術實現的。

增強現實（Augmented Reality，簡稱AR）是在虛擬現實技術——Virtual Reality，簡稱VR）的基礎上發展起來的一個分支，由于它將計算機產生的文本信息、圖像、虛擬3D模型、視頻或場景等實時準確的疊加到用戶所感知的真實世界中，在虛擬環境和真實環境之間搭起一個橋梁，實現對現實世界信息的增強，提高用戶對真實世界的感知能力[1]。

1 增強現實的特點

增強現實技術作為現實世界和虛擬世界的橋梁，是現實世界力量的延伸，同時，也對虛擬世界進行補充，不至于迷失于虛擬世界。如圖2所示為1994年Paul Milgram和Fumio Kishino提出的虛擬現實連續體[2]。該圖相當于一個坐標軸，軸最左側表示真實世界，最右側表示虛擬環境，混合實境連接了真實世界和虛擬環境，其中混合實境又分為增強現實和擴增虛境，偏向于虛擬環境部分的為擴增虛境，而偏向于真實世界部分的則定義為增強現實。由此可見，增強現實具有虛實結合、實時交互和三維注冊的特點[3]。

1） 虛實結合

增強現實技術不同于虛擬現實，它沒有完全取代現實環境，相反它比較依賴現實世界，它的存在就是為現實服務的。如圖3所示為增強現實的一個典型應用，通過移動設備攝像頭對準《靈魂戰車》的電影海報，pad顯示屏上就會顯示該部電影的精彩預告。這種便是將虛擬信息應用到真實世界中，二者疊加成一個畫面，不僅展現了真實世界的信息，而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。

2） 實時交互

實時交互是指用戶能夠通過現實世界的信息比較及時的得到相應的反饋信息。因為增強現實需要迅速識別現實世界的事物，在設備中進行迅速合成，并通過傳感技術將混合信息傳達給用戶，這樣才能實現所見即能所知的效果[4]。如《靈魂戰車》的增強現實電影海報，通過pad攝像頭對準，即刻就能呈現出精彩片段；2013春晚上所呈現的增強現實效果，實現了虛擬影像與真實場景的同步傳播。

3） 三維注冊

增強現實中需要通過實時跟蹤攝像機姿態，實時計算出攝像機影像位置及角度，定位出虛擬圖像于真實場景中的注冊位置，以實現虛擬世界與真實世界更自然的融合[5]。比如圖3所示的例子需要檢測需要“增強”的物體特征點以及輪廓，跟蹤物體特征點并生成坐標信息，即識別出海報的內容和在攝像頭中的位置。增強現實必須經過三維注冊才能識別，它不是對任何一個物體都能實現增強的。

2 增強現實的關鍵技術

增強現實技術要完成虛實的疊加并呈現給用戶，首先需要通過相機獲取真實場景信息，然后傳輸到設備對真實場景和相機相對位置進行分析，最后將獲得的虛擬信息與真實場景融合。如圖4所示為增強現實系統架構圖，在該過程中涉及到跟蹤注冊技術、虛擬物體生成技術和顯示技術[6]。

1） 跟蹤注冊技術

為了實現虛擬信息和真實場景的無縫疊加，這就要求虛擬信息與真實環境在三維空間位置中進行“配準”，即注冊。而移動設備攝像頭與虛擬信息的位置需要相對應，這就需要通過跟蹤技術來實現。跟蹤注冊技術首先檢測需要“增強”的物體特征點以及輪廓，跟蹤物體特征點并生成二維或三維坐標信息，例如在谷歌眼鏡要顯示某一物體的信息需要識別出該物體的特征點和輪廓。跟蹤注冊技術的好壞直接決定著增強現實系統的成功與否，常用的跟蹤注冊方法有四種：基于硬件的跟蹤注冊、基于機器視覺、基于無線網絡的和混合跟蹤注冊技術。

2） 虛擬物體生成技術

增強現實的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動，所以在準確的跟蹤注冊技術的基礎上，要提高增強現實系統的效果，還需要保證所生成的虛擬物體真實感和實時性強。如谷歌眼鏡推出的增強現實眼鏡，在用戶觀測到一個物體后，鏡片上就能迅速呈現該物體的相關信息；再如《靈魂戰車》增強現實電影海報，當Pad攝像頭對準該海報時，顯示設備上就能立即呈現對應的精彩片段。因此真實感和實時性是虛擬物體生成的兩個最主要的性能判斷標準。

3） 顯示技術

典型的增強現實應用除了上述的技術外，還依賴于設備的顯示技術，為了達到逼真的虛實融合的展示效果，高效率的顯示技術和顯示設備是必不可少的。目前，應用于增強現實系統的硬件顯示設備，除了一般的PC機顯示屏幕外，用于增強現實系統中的還有頭戴式可視設備（Head Mount Display），即增強現實中廣泛應用的穿透式HMD。根據具體的實現原理又劃分為兩大類，分別是基于光學原理的穿透式HMD（Optical See-through HMD）和基于視頻合成技術的穿透式HMD（Video See-through HMD）[7]。

3 增強現實的國內外現狀

增強現實是在虛擬現實的發展過程中應運而生的，它的誕生一方面是應運了時代的發展，另一方面是為了彌補虛擬現實完全脫離現實而獨自呈現的不足。自1990年波音公司的研究員Thomas Caudell[8]創造增強現實以來，越來越多的研究所、高校以及企業都開始對增強現實展開大量的研究，并取得了一定的科研成果。

目前，哥倫比亞大學的Steve Feiner團隊使用AR制造了一套激光打印機維修系統，用戶戴上這套系統就能通過系統中的操作指示對打印機進行維護，如去下紙托盤等，如圖5所示。

而較早提出增強現實概念的波音公司正在利用該技術幫助技術人員安裝組成飛機電路系統的線束，通過增強現實技術開發出一套數字化的操作流程，取代巨大的實體布局板來制作線束，從而節省開間和開支。如果這項技術能成功運用到工廠中，將會帶來巨大的收益。如圖6所示，為延時波音的線束制作系統。2012年4月4日，谷歌正式對外公布了谷歌眼鏡的產品計劃，這款增強現實產品具有智能手機所能提供的各類服務，鏡片具有微型顯示屏的功能，其可將信息傳送至鏡片，并且允許可穿戴用戶通過聲音控制收發信息。另外，在著名打印機生產商愛普生的協助下，創業公司Meta也開發出了一款現實增強眼鏡。它主要借助獨特的雙手立體空間手勢識別功能，搭載了愛普生生產的Moverio BT-100可穿戴式雙眼顯示器，并在設備頂端配備了低延遲的三維攝像機。雖然這款設備扔處于原型研發階段，但該設備有望給增強現實設備領域帶來革命性的影響[9]。

相對發達國家來說，我國的虛擬現實起步較晚，大概在20年代90年代初，這樣增強現實相對也晚于別的國家。但是近年來，我國政府和科學界都給予高度重視，并制定了相應的科研進展計劃，不斷追趕先進技術。各大高校對增強現實技術也展開了研究并取得了一定進展。華中科技大學對基于增強現實的遙操作關鍵技術進行了研究，提出了一種基于視覺的增強現實跟蹤注冊方法和基于實時定標策略的虛實配準方法，設計了一種基于標示角點與全局單應性矩陣相結合的三維注冊方法；上海交通大學提出了空間增強現實流水線概念；浙江大學以基于定位標記的視頻檢測為基礎，從增強現實環境中的陰影生成方法和光線檢測算法入手，提出以場景管理為核心的增強現實軟件框架ARSGF。除此之外，我國在很多方面都開始采用增強現實技術，從2012春晚開始，增強現實開始更多的應用于媒體界，這使得媒體節目更具有觀賞性。

另外，隨著移動互聯網應用開發熱度日益升高，應用開發者開始圍繞大平臺開發出滿足用戶需求的應用，日益豐富著各大平臺的App Store。目前小型手持式移動設備（掌上電腦PDA、智能手機）的興起為移動增強現實技術提供了嶄新的發展平臺。五維時空推出了一款基于增強現實的娛樂互動移動社區——OSEE游戲[10]，用戶進入OSEE世界后，基于真實的位置信息，可以了解周邊正在發生的新鮮事，分享別人心情，同時也可以將自己的心情感言和隨拍分享給其他朋友，而這一切都在現實場景中，給用戶一個全新的視覺感受。

4 增強現實的應用

增強現實技術作為虛擬現實的一個補充發展充分利用了虛擬現實的優勢，近年來成為一個研究熱點。它綜合了計算機圖形、多媒體、實時跟蹤及注冊、融合顯示等多門學科，在文化遺產保護、醫學、軍事、工業維修、多媒體傳播等領域都有著廣泛的應用前景。

1） 在媒體娛樂方面的應用

自2012年開始將增強現實搬到春晚中，其在電視節目中的應用越來越多，一方面能讓節目更有觀賞性，使單調的畫面變得豐富多彩，另一方面也能節約成本，比較豐富的畫面通過虛擬合成便能實現，避免了很多現實物體制作的成本。網絡上熱門轉播的“真人水果忍者”視頻中，一位蒙面的“忍者哥”在攝像頭前，他通過各種肢體運動切從屏幕上飛來的水果。該游戲就充分利用了增強現實技術，使得游戲更具有娛樂性。

2） 在工業醫療中的應用

通過各種硬件設備的輔助能夠將機器不易看到的部分顯示給用戶，包括機器的內部結構、零件圖等。醫生可以利用增強現實技術，準確的進行手術部位定位。

3） 在文化遺產保護中的應用

將增強現實技術應用于博物館展覽中，采用虛實結合的方式，將被動式的參觀方式轉變成互動式的多感官參觀方式，使得博物館展覽更直觀形象，充分發揮其存在的作用。對于一些已經損壞的文物，通過增強現實技術使其再現。

4） 在教育培訓中的應用

通過移動設備掃描紙質課本上的圖片，顯示器上就能呈現多姿多彩的動態圖，方便孩子們對抽象事物的理解。在一些培訓項目中，被培訓者坐在屏幕前，手動操作顯示器前的手柄，屏幕上的物體就會有相應的運動。

5 結論

增強現實正在充分發揮其重要作用，雖然尚有許多亟待解決的技術問題，比如如何實現虛實物體精準實時疊加，但是隨著技術的不斷發展，這些問題將會逐一被解決，增強現實將會為人類的智能擴展提供強有力的手段，對生產方式和社會生活產生深遠的影響。

參考文獻：

[1] Ronald T.Azuma. A Survey of Augmented Reality[J]. Teleoperators and Virtual Environments， 1997，6（4）：1-3.

[2] Paul Milgram， Fumio Kishino.A Taxonomy of Mixed Reality Visula Display[J]. IEICE Transactions on Information Systems，1994，77（12）.

[3] Azuma， Ronald T. A Survey of Augmented Reality[J]. Teleoperators and virtual environments， 1997，6（4）：355-385.

[4] 蔡攀.基于增強現實的實時交互技術研究與實現[D].電子科技大學，2009.7-13.

[5] 蔣欽云.增強現實中三維注冊算法研究[D].華中科技大學，2006.8-10

[6] 朱淼良，姚遠，蔣云良. 增強現實綜述[J].Journal of Image and Graphics，2004，7（9）：767-769.

[7] 馬志艷.面向數控加工仿真的增強現實關鍵技術研究 [D].華中科技大學，2006.10-13.

[8] Suzanne Weghors. Augmented Tangible Molecular Moels[EB/OL]. [2012-02-06]. http：//hitl.washington. Edu/projects/scripp.

第6篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

關 鍵 詞：數字技術　藝術設計　教學資料庫

今天，以數字信息技術為平臺的教育模式正在形成，這對人類的知識傳授產生了巨大的影響，也使高等教育的教學發生了變化。

為適應信息化的發展，我們在藝術設計專業教學中導入了數字化網絡教學。而建設藝術設計專業教學資料庫是教學中采用數字化網絡教學的基礎工作和基本要素。

一、建設藝術設計教學資料庫的必要性

信息技術迅猛發展使藝術設計的設計方法和手段發生了巨大變化，對藝術設計教育的各個環節進行了全面滲透。全新的教學服務設備使教學的方式、內容和教學管理發生了質的變化。網絡技術的出現，改變了學生獲取知識、交流信息的方式。這些為建設藝術設計專業教學資料庫提供了很好的條件。

藝術設計專業的教學有其特點。主要表現為：理論教學和能力訓練的專業性很強，講究實用性，強調理論聯系實際，強調培養學生的動手能力和實際操作能力。教師在教學過程中，經常需要借助于各種不同的資料來幫助教學。尤其是這幾年，在藝術設計專業的教學中已大量使用多媒體技術，廣泛采用多媒體教學。但應用中也存在不足：一是多媒體教學課件往往是由教員個人結合備課自行開發的，不易共享、不規范，質量得不到保證，內容不全、無法涵蓋一個專業的全部教學內容。二是這些教學軟件、課件一般都具有相對獨立性，自成體系。不同的教師無法根據自己的課程、結合自己的教學特點應用于不同的教學場景中。所以，就必須開發建設高質量的、可以共享的教學資料庫。

教學資料庫的建設是教學信息化建設的核心和基礎，建設好教學資料庫就找到了在信息化時代教學手段與教學內容改革相一致的途徑。因此我們要把教學資料庫的建設作為教學改革的重要內容。

教學資料庫也是教學管理的需要。教學資料庫有利于課程大綱、教學日歷等教學文件的管理；有利于學生學習情況的管理和信息的反饋；也為加強教學檢查和教學質量的監控提供了條件。

二、藝術設計專業教學資料庫的組成

藝術設計專業教學資料庫是本專業教學資料的集合，它包括大量的知識、信息素材，供師生在教學過程中任意組合、調用。教學資料庫中保存的是本學科的一個個教學資料“標準件”或知識、信息“元素”；而且資料庫中的素材內容全面、豐富，基本涵蓋本專業的主要教學內容。師生在教學過程中，可以根據自己的需要和創意，調用或“引用”這些知識、信息“元素”。

教學資料庫系統是通過網絡技術把學生用機、教師授課用機、教研室用機、多媒體用機、教學管理用機等連到一起。教學資料庫安裝在服務器中，主要包括下面內容：

1.教學基本資料庫：該庫是以知識點為基礎、按一定檢索和分類規則組織素材資料，包括教學大綱、電子教案、教學日歷、教學課件、參考資料等。以圖片、動畫、視頻、音頻、文本等形式儲存。所儲存的是本專業中的知識信息素材，是有關專業知識的集合。分門別類，對知識信息加以整理、加工，再存儲在資料庫中。資料庫具有可擴充性，教師將自己收集、加工的素材方便地添加到資料庫中。教學基本資料庫資料的來源主要有以下幾個部分：a 將現有教學的素材重新分離、整理、還原，或按指定格式重新整理、存儲；b 將現有紙張載體的資料進行數字化處理（掃描、拍照或錄入等）；c 從軟件公司和出版社發行的各種素材光盤中查找、收集、整理出與專業有關的各種資料；d 從互聯網下載藝術設計專業教學的信息資源。

2.課程資料庫：該庫主要是為課堂教學服務，根據課堂教學的需要提供授課所需的資料。以《電腦效果圖》課程為例，其資料庫包括：觀摩作品、示范作品、學生優秀作品、模型庫、材質庫、設計制作過程與技巧等。課程資料庫的擴充與維護由擔任本課程的教師負責。

3.學生資料庫：該庫主要保存學生作業，任課教師負責整理和保存。

為保證教學資料庫正常工作，要有專人負責定期對教學資料庫進行整理，刪除累贅部分、補充欠缺材料，并調整好資料庫的內在結構。

三、藝術設計專業教學資料庫應用實踐

藝術設計專業教學資料庫是在邊建設邊使用中逐步建立起來的。在教學資料庫的應用方面，教師主要開展下列工作：

1.教師課前根據自己的需要，調用、組合教學基本資料庫中的素材，完成具有個性化的電子教案，并具備網上教學功能。教師在制作電子教案的同時，收集、整理出與專業有關的各種資料補充到資料庫中。

2.利用資料庫中的素材，相關教師共同參與開發各門課程的課件。課件可以作為教學的“基準教材”，既可以供學生學習該門課程時調用，也可以供教師編撰該門課程的電子教案時參考。將與該門課程相關的資料（如：觀摩作品、示范作品、學生優秀作品、制作過程與技巧等）進行整理入庫，從而形成課程資料庫。

3.開展多向互動的授課。即學生與計算機的互動，學生與老師的互動，學生與學生的互動。

4.整理和保存好學生作業，對作業進行評定。

學生應用教學資料庫的主要工作：

1.學生通過網絡下載、瀏覽課程教學大綱、電子教案、觀摩作品、示范作品、學生優秀作品等。

2.老師、同學多向互動，協同學習，共同探索。

3.學生資料庫使學生的學習與作業具有一定的連續性。如：數碼圖形圖像設計課程的作業可在二維形態構成和圖形設計課程中使用；而二維形態構成和圖形設計課程的作業又可作為卡通設計、標識設計、包裝設計等課程的基礎。

以上是藝術設計專業教學資料庫建設的一些實踐。時代在不斷發展，應用在不斷拓展，技術在不斷進步，因此，設計專業教學資料庫建設只是開始，還有大量的工作要做。

參考文獻

[1]朱華光 .談大學生網絡學習的積極作用[J]. 太原科技2002 年第 6 期，P 56—57

[2]紀平.現代教育技術的系統模式、建模方法及關鍵技術的新發展[J]. 西安：電化教育研究. 2001（5）

[3]張偉遠.研究范例：對網上教學的研究．中國遠程教育[J].2004（2）

第7篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

關鍵詞：塑料光纖　光纖　光纜　光通訊 POF

一、前言

自從業界開創了光纖通訊技術以來，大至歸納，光纖通訊比傳統的電銅通訊有3大優點：一是通信容量大；二是抗電磁干擾、保密性能較好；三是重量輕，并可節省大量的銅，如鋪設1000公里長的8芯光纜比鋪設同樣長度的8芯電纜可節省1100噸銅，3700噸鉛。因此光纖光纜一經問世就受到通信業界的歡迎，帶來了通訊領域的革命以及一輪投資發展熱潮。

盡管玻璃光纖具有上述一系列優點，但它有一個致命的弱點就是強度低，抗撓曲性能差，而且抗輻射性能也不好。因此，近20多年來，業界一直沒有停止過對光纖其他材料的代用研發，其中對塑料光纖的研發是目前業界最為感興趣的研究領域之一，目前已經取得較大進展，已經有商用產品面世，現已廣泛應用于汽車、CD播放機、工業電子系統、小型光盤系統和個人計算機中。今后還會有許多領域將使用塑料光纖，諸如傳感器、光子晶體光纖等。

二、塑料光纖的優點

塑料光纖與玻璃光纖相比，雖透光性差一些，光損耗較大，初期一般為300分貝／公里，傳輸光帶狹窄(限于可見光區)，被認為難以適應多媒體通信網的需要，但它具有輕而柔軟、抗撓曲、抗沖擊強度高、價格便宜、抗輻照、易加工、并能制成大直徑(1～3毫米，以增大受光角度，擴大使用范圍)等一系列優點，所以備受青睞。此外，光通過塑料光纖的中心部分的直徑約為1毫米，比玻璃光纖大100倍，與纖維之間的連接及與個人機等終端裝置的連接都十分容易。因此塑料光纖安裝費用很低，安裝時采用十分簡單的對準連接插頭即可，這種插頭可用現有的技術生產。

三、塑料光纖產品研發簡述

塑料光纖的研究始于二十世紀60年代。1968年美國杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯為芯材制備出塑料光纖，但光損耗較大。1974年日本三菱人造絲公司以PMMA和聚苯乙烯為芯材、以低折射率的氟塑料為包層開發出塑料光纖，其光損耗為3500dB/km，難以用于通信。

80年代日本的一些大企業和大學對低損耗塑料光纖的制備進行了大量的研究。1980年三菱公司以高純MMA單體聚合PMMA，使塑料光纖損耗下降到100-200dB/km。1983年NTT公司開始用氘取代PMMA中的H原子，使最低光損耗可達到20dB/km，并可傳輸近紅外到可見光的光波。

近幾年來，歐日等國的公司對塑料光纖的研制取得了重要的進展。它們研制成的塑料光纖，光損耗率已降到25～9分貝／公里。其工作波長已擴展到870微米(近紅外光)，接近石英玻璃光纖的實用水平。美國研制的一種PFX塑料系列光纖，有著優異的抗輻照性能。此外，美國麻省波士頓光纖公司研制的Opti-Giga塑料光纖更是引人注目，它不僅比玻璃輕、柔性更好、成本更低，而且可在100米內以每秒3兆比特的速度傳輸數據。這種光纖還可以利用光的折射或光在纖維內的跳躍方式來達到較高的傳輸速度。現在美歐日已把塑料光纖用于短途傳輸，如汽車、醫療器械、復印機等。

就目前塑料光纖生產量而言，日本是世界上最大的塑料光纖生產者，然而卻是歐洲推動了塑料光纖新應用領域的開發并建立了光纖檢驗標準。2001年下半年是歐洲塑料光纖工業發展的重要階段，在這段時間內建立了歐洲塑料光纖檢驗和測量的新發展方針。世界上第一個專用塑料光纖應用中心(POFAC)在德國Nuremberg落成。德國采用塑料光纖已經研制成功了多媒體總線系統MOST(24Mbit/s)，并且有幾家轎車制造商已把該系統引入到自己的產品上。德國寶馬公司(BMW)在其新的7個系列產品中開創了使用100m塑料光纖的記錄。歐洲2001年塑料光纖學術交流會和歐洲光纖通信會議同時在荷蘭的阿姆斯特丹舉行。德國汽車工業不僅推動了塑料光纖的應用，而且也推動了塑料光纖檢驗和測量標準的建立。

日本也建立了塑料光纖標準，但這些標準對歐洲共同體是無效的。日本工業標準只給出了一種型號塑料光纖的標準，其數值孔徑為0.5，而且只有650nm一種波長。該標準沒有提及在塑料光纖中的不同激勵光條件，也沒有規定必須在塑料光纖內形成平衡模分布。

此前建立的玻璃光纖檢驗方法因為會出現瑞利散射而不適于檢驗塑料光纖，現在市場上僅有瑞士新成立的Luciol儀器公司出售的一種檢驗塑料光纖的儀器。

德國工程師學會和電子工程學會研究小組已經詳細規定了塑料光纖數值孔徑、衰減、傳輸和機械特性以及環境和壽命的測量方法。塑料光纖檢驗方法和標準的建立必將促進國際塑料光纖貿易的發展，并消除貿易中的誤解。

日本對塑料光纖的應用十分重視，早在幾年前，NEC、富士通、住友電器工業公司等45家光通信、多媒體產品的生產廠家就聯合宣布，將共同實現已在日本開發成功的塑料光纖的實用化。塑料光纖的成本低廉，被認為是將多媒體引進到家庭的關鍵技術，隨后一些生產廠家就著手建立生產線。?

1986年，日本F富士通公司以PC為纖芯材料開發出SI型耐熱POF，耐熱溫度可達135攝氏度，衰減達450dB/km；

1990年，日本慶應大學的小池助教授開發成功折射率漸變型的塑料光纖，芯材為含氟PMMA、包層為含氟，用界面凝膠技術制造。該塑料光纖衰減在60db/km以下，光源650-1300nm，100m帶寬3GHz，傳輸速率10Gb/s，超過了GI型石英光纖，并被廣泛認為是高速多媒體時代光纖入戶的新型光通信媒介；

1996年，人們紛紛建議以塑料光纖為基礎建立極低成本的用戶網ATM物理層；1997年，日本NEC公司進行了155Mbit/s的ATM、LAN的試驗。

在2000年OFC會議上，日本ASAHI GLASS公司報道了氟化梯度塑料光纖衰減系數在850nm為41dB/km，在1300nm為33dB/km，帶寬已達100MHz.km。用這種光纖成功地進行了50m、2.5Gbit/s的高速傳輸試驗和70攝氏度長期熱老化試驗。實驗結論為氟化梯度塑料光纖完全能滿足短距離的通信使用要求。

從塑料光纖的研究發展來看，塑料光纖的研究重點主要集中在以下三個方面：

1.降低光損耗；

2.提高帶寬（由SI型轉為GI型）；

3.提高耐熱性。（聚碳酸酯（PC）、硅樹脂、交聯丙烯酸和共聚物可使耐熱性提高到125-150攝氏度）

塑料光纖在衰減與帶寬方面的最新實用進展為：日本ASAHI GLASS公司2000年7月稱，該公司實施慶應大學的GI-POF技術商品化，采用全氟化聚合物CYTOP制造GI光纖，命名為GI-GOF，商品名為Lucina，衰減速率3Gb/s，帶寬大于200MHz.km。

塑料光纖在耐熱性方面的最新實用進展為：日本JSR與旭化株式會社聯合發展耐熱透明樹脂ARTON（norbornene，冰片烯）制造的SI-POF，耐熱170攝氏度，預計2001年上半年即可供應汽車市場。

四、塑料光纖產品的研發要點

1．光纖結構

塑料光纖顧名思義，即構成光纖的芯與包層都是塑料材料。與大芯徑50／125μm和62.5／125μm的石英玻璃多模光纖相比，塑料光纖的芯徑高達200－1000μm，其接續時可使用不帶光纖定位套筒的便宜注塑塑料連接器，即便是光纖接續中芯對準產生±30μm偏差都不會影響耦合損耗。正是塑料光纖結構賦予了其施工快捷，接續成本低等優點。另外，芯徑100μm或更大則能夠消除在石英玻璃多模光纖中存在的模間噪音；

2．光纖材料

塑料光纖材料選擇時，人們應重點解決的問題是材料的本身衰減要低、色散要小、化穩性要好、制造簡單、價格低廉等。

選作塑料光纖芯材有：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯聚碳酸酯、氟化聚甲基丙烯酸酯和全氟樹脂等；選作塑料光纖包層有：聚甲基丙烯酸甲酯、氟塑料、硅樹脂等。究其原因是：這些聚合物①具有透光性好，光學均勻、折射率調整便利等；②以單體存在時通過減壓蒸餾方法就可以提純；③形成光纖的能力強；④加工和化穩性好及價格便宜等；

3．制造工藝

目前業界用來制造塑料光纖的兩種方法：擠壓法和界面凝膠法都是由塑料生產加工工藝演變而來的。

擠壓法主要用于制造階躍折射率分布塑料光纖。該工藝步驟大致如下：首先，將作為纖芯的聚甲基丙烯甲酯的單體甲基丙烯甲酯通過減壓蒸餾提純后，連同聚合引發劑和鏈轉移劑一并送入聚合容器中，接著再將該容器放入電烘箱中加熱，置放一定時間，以使單體完全聚合，最后，將盛有完全聚合的聚甲基丙烯甲酯的容器加溫至拉絲溫度，并用干燥的氮氣從容器的上端對已熔融的聚合物加壓，該容器底部小嘴便擠出一根塑料光纖芯，同時使擠出的纖芯外再包覆一層低折射率的聚合物，就制成了階躍型塑料光纖。

梯度折射率分布塑料光纖的制造方法為界面凝膠法，界面凝膠法的工藝步驟大致如下：首先將高折射率摻雜劑置于芯單體中制成芯混合溶液，其次把控制聚合速度、聚合物分子量大小的引發劑和鏈轉移劑放入芯混合溶液，再將該溶液投入一根選作包層材料聚甲基丙烯甲酯（PMMA）的空心管內，最后將裝有芯混合溶液PMMA管子放入一烘箱內，在一定的溫度和條件下聚合。在聚合過程中，PMMA管內逐漸被混合溶液溶脹，從而在PMMA管內壁形成凝膠相。在凝膠相分子運動速度減慢，聚合反應由于“凝膠作用”而加速，聚合物的厚度逐漸增厚，聚合終止于PMMA管子中心，從而獲得一根折射率沿徑向呈梯度分布的光纖預制棒，最后再將塑料光纖預制棒送入加熱爐內加溫拉制成梯度折射率分布塑料光纖；

4．光纖性能

塑料光纖的性能研究重點則是衰減、色散、熱穩定性等。

（1）衰減

塑料光纖的衰減主要受限于芯包塑料材料的吸收損耗和色散損耗。人們是通過選用低折射率和等溫壓縮率小的塑料材料和通過穩定塑料光纖制造工藝降低結構缺陷（如芯直徑波動，芯包界面缺陷等），來使塑料光纖獲得小的散射損耗，而塑料材料的吸收損耗則是由分子鍵（碳氫、碳氟等）伸縮振動吸收和電子躍吸收所致的。

在碳氫鍵為基本骨架的塑料材料中，在波長650nm處的衰減系數大約為120db／km，如果用氟原子置換碳氫鍵中的氫所組成的氟化塑料材料，其不僅本征衰減小，而且色散也降低了。用氟化塑料制成的梯度折射率塑料光纖，其在紅外區無原子振動引起的吸收損耗。故可制得在可見光至紅外范圍的衰減很小，即在0．85μm波長處衰減系數為41db／km，在1．3μm波長處衰減為33db／km的梯度折射率分布的塑料光纖。

（2）帶寬

用作短距離光傳輸介質的塑料光纖，按其折射率分布形狀可分為兩種：階躍折射率分布塑料光纖和梯度折射率分布塑料光纖。階躍折射率分布塑料光纖由于模間色散作用使入射光發生反復的反射，射出的波形相對于入射波形出現展寬，故其傳輸帶寬僅為幾十至上百MHz．km。氟化梯度折射率分布塑料光纖從選擇低色散的材料出發，再以優化的梯度折射率分布手段，即可將其折射率分布指數在0．85－1．3μm波長范圍內選定為2．07－2．33，從而抑制模間色散，控制出射光波相對于入射光波展寬的效果，進而可制得傳輸帶寬高達幾百MHz．km至10GHz．km的梯度折射率分布的塑料光纖。

（3）熱穩定

由于塑料光纖是由塑料材料構成的，故其在高溫環境中工作會發生氧化降解。氧化降解是光纖芯材料中的羰基、雙鍵和交聯形成的。氧化降解將促使電子躍遷加快，進而引起光纖損耗增大。為切實提高塑料光纖的熱穩定性，通常的做法是：①選用含氟或硅的塑料材料來制造塑料光纖；②將塑料光纖的光源工作波長選擇在大于660nm，以求得塑料光纖熱穩定性長期可靠。

五、技術關鍵

目前對塑料光纖產品的技術關鍵攻關問題有兩個：一是設計新的透光材料和包皮材料。塑料光纖同石英玻璃光纖一樣由兩部分組成：一為芯材，二為皮層。要制造出高質量的光纖二者都很重要，光纖的芯材要求透明度和折射率越高越好，而皮層則要求折射率小于芯材，并且兩者相差越大越好。但要提高芯材的折射率比較難，而降低皮層折射率還有潛力可挖，主要集中在含氟高聚物上。第二個攻關點是工藝條件，研究如何控制芯材聚合物分子量、均勻性和提高透明度的新的光纖技術，進一步提高光的傳輸效率，降低光損耗率。這兩個問題一旦得以圓滿解決，則塑料光纖將完全可取代石英光纖。

近年來，日本公司針對塑料光纖透光性較差進行了分析和改進，他們認為，其主要原因在于樹脂內的碳氫結合吸收了近紅外波長。為此，旭玻璃制造公司開發了一種全氟樹脂材料，因為不含氫所以不會吸收近紅外波長。同時，由于其具有的環狀構造是非晶質的，可見光的透光率已達95％以上。?

光纖內側的芯線，光的折射率高，而外側的金屬包層折射率低。因此，要采用在芯線中軸線處光的折射率最高，向四周逐漸降低的緩變折射率的結構形式。采用此種結構，能夠擴大傳送帶域，可以每秒傳送1 吉字節的速度將信息傳送200～500米。旭玻璃制造公司將視樣品上市情況，在一兩年內將這種新型光纖投入批量生產。這些新開發的塑料光纖改善了中心部分的折射率，克服了信號容易衰減的缺點，每條纖維的傳輸能力可達1～ 2.5GB／秒，同時在纖維連接時，不需要精確對準位置，在這方面優于玻璃光纖。?

在塑料光纖的容量方面，日本三菱人造纖維公司研制的高容量塑料光纖，有可能取代石英玻璃光纖。這種塑料光纖的原料很普通，由一種在60年明的稱之為Polym-ethyl methacrylate的合成樹脂制成。三菱人造纖維公司采用一種從光纖中央到邊緣遞減的漸變折射技術，使信號能夠以恒定的正弦曲線在光纖內有效地通過，傳輸容量是普通塑料光纖的30倍。 與直徑為0．1—0．01mm的玻璃光纖相比，這種直徑1mm的塑料光纖截面大，較易聯接，因此安裝成本也只有玻璃光纖的1／10左右，與普通銅纜線差不多。過去的玻璃光纖連接一處需花費2萬一3萬日元，而新塑料光纖的連接費用只要1O日元，可大幅度地節省費用。有關人士稱，從成本的角度考慮，若沒有此技術，將光纖鋪設到家庭是不能實現的。

六、發展展望

塑料光纖作為短距離通信網絡的理想傳輸介質，在未來家庭智能化、辦公自動化、工控網絡化。車載機載通信網、軍事通信網以及多媒體設備中的數據傳輸中具有重要的地位。

通過塑料光纖，我們可實現智能家電（家用PC、HDTV、電話、數字成象設備、家庭安全設備、空調、冰箱、音響系統、廚用電器等）的聯網，達到家庭自動化和遠程控制管理，提高生活質量；通過塑料光纖，我們可實現辦公設備的聯網，如計算機聯網可以實現計算機并行處理，辦公設備間數據的高速傳輸可大大提高工作效率，實現遠程辦公等。

在低速局域網的數據速率小于100Mbps時，100米范圍內的傳輸用SI型塑料光纖即可實現；150Mbps50米范圍內的傳輸可用小數值孔徑POF實現。

POF在制造工業中可得到廣泛的應用。通過轉換器，POF可以與RS232、RS422、100Mbps以太網、令牌網等標準協議接口相連，從而在惡劣的工業制造環境中提供穩定、可靠的通信線路。能夠高速地傳輸工業控制信號和指令，避免因使用金屬電纜線路而受電磁干擾導致通信傳輸中斷的危險。

POF重量輕且耐用，可以將車載機通信網絡和控制系統組成一個網絡，將微型計算機、衛星導航設備、移動電話、傳真等外設納入機車整體設計中，旅客還可通過塑料光纖網絡在座位上享受音樂、電影、視頻游戲、購物、Internet等服務。

第8篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

要】基于優化方法的機制設計與性能評價成為了當前網絡服務質量領域中的一個前沿研究領域。本文簡述了在網絡上實現服務質量的現狀和解決方案，分析和總結了服務質量保證的關鍵技術的原理和特點，最后展望了網絡服務質量技術的發展。

【關鍵詞】服務質量；性能；綜述

一、引言

隨著通信技術和Internet的快速發展，網絡會議、視頻點播、遠程教學、資源下載等大量實時服務在網絡上被廣泛應用，需要占用大量網絡帶寬，而且不同業務流對Qos有著不同的要求，這都迫切要求網絡傳輸能提供服務質量保證。因此，如何保障網絡的服務質量是一個重要的研究領域。

（一）QoS定義

QoS是指IP的服務質量，也是指IP數據流通過網絡時的性能。它的目的就是向用戶提供端到端的服務質量保證。它有一套度量指標，包括業務可用性、延遲、可變延遲、吞吐量和丟包率等。簡單地說，QoS能夠對數據包進行合理的排隊，對含有內容標識的數據包進行優化，并對其定的數據包賦以較高的優先級，從而加速傳輸的進程，并實現實時交互。QoS在可預測、可測量性方面比傳統IP有了很大的提高．基本解決了多媒體類應用或者大數據有線傳輸的需求，并且可提高帶寬的使用率。

（二）Qos的主要性能參數

實際上，Qos問題主要是由網絡對業務性能要求的支持能力不足引起的。QoS保證就是通過對網絡資源進行合理安排，確保網絡滿足各項業務的要求，目的是為各種業務流（如數據、圖像、多媒體等）提供可靠的端到端Qos保證。用來保證Qos的性能參數包括：①可用性，指用戶到IP業務之間連接的可靠性；②延遲，指IP包從網絡入口點到達出口點所需的傳輸時間間隔；③延遲抖動，指在同一條路徑上發送的一組數據流中數據包之間的時間差異；④丟包率，指IP包在網絡節點之間傳輸時丟失的IP包數與己發送的IP包總數的比值；⑤吞吐量，指網絡中IP包的傳輸速率。

二、典型網絡服務質量的模型

服務質量模型是網絡服務性能的綜合體現。在實現QoS保證的機制上，不同的國際組織和團體提出了不同的控制機制和策略，如ISO提出了基于ODP分布式環境的QoS控制；ATM論壇提出了QoS控制策略和實現；IETF也提出的集成服務模型，區分業務模型，多協議標簽交換，流量工程[2]等。目前，網絡QoS的典型模型有：盡力而為服務（Best　effort　Service）、集成服務和區分服務，使用不同的服務模型可以完成網絡承載業務不同的OoS保障。

傳統的IP網絡采取盡力而為的處理原則，對數據的處理就是公平競爭，處理方式簡單，網絡資源利用率高，不利于運營管理，因而提出了集成服務模型。集成服務是針對流的，支持三種流類型：保證服務，控制負荷，盡力而為的服務。其基本思想就是采用資源預留協議為業務流保留帶寬，預留網絡資源來實現Qos保障。RSVP的工作過程是：當需要在一條路徑上預留帶寬資源時，發送端在發送數據前先向接收方發送路徑消息，接收端收到消息后發送一個資源預留請求類別的RESV消息，為該數據請求資源，沿途的每個路由器采用輸入控制過程，決定是否接受該請求。如果該請求被拒絕，路由器給接收方發送一個出錯信息，終止端信令處理過程：否則，路由器為該數據流分配所請求的資源。集成服務能預留所需資源，提供端到端的服務質量保證，但其復雜度高、開銷大、可擴展性較差，實現復雜而不能滿足QoS的要求。

目前，區分服務模型已經成為解決IP網絡服務質量問題的主要模型。區分服務使用分組標記和按類排隊的方法，定義一組數量較小的服務類型和優先級，在網絡的邊緣對所有分組進行分類，并標記每個分組所屬的服務類型，對不同種類的報文設置不同的優先級，優先級高的應用報文優先得到服務。其工作方式是：對到達的數據包根據業務流的Qos要求進行分類并使用區分服務碼點進行標記，復雜的業務流在網絡的邊緣路由器中進行，逐跳轉發等簡單功能則在核心路由器中完成。在區分服務中，不同級別的分組得到不同級別的服務，很好地適應了IP網絡的特點，實現簡單且具有很強的可擴展。

三、服務質量技術的發展

隨著網絡的快速發展，網絡承載的業務類型呈現出多樣化的發展趨勢。在實際應用中，我們可以組合運用各種管理手段和服務質量技術，綜合實現網絡的QoS。比如利用MPLS技術來解決服務質量問題；對可重構網絡體系結構提出一個確保可重構網絡服務質量的方法；將QoS與MPLS+DiffServ相結合的綜合服務質量模型。事實上，如何充分利用網絡特征，設計面向應用問題的體系結構，研究下一代網絡的服務質量及策略、流量工程、多協議標簽交換等技術，都將是未來QoS研究的趨勢。

四、結束語

網絡中的優化理論將成為網絡系統設計的基本出發點，它不僅能夠嚴格導出網絡中同一層次中資源分配和任務調度的最優決策，而且能夠指導網絡的跨層設計。很多網絡機制基于啟發式設計，尚待改進，因此需要網絡優化理論的支持。不僅如此，網絡優化理論本身也存在很多難點，值得關注，例如分布式優化中通信信息的傳輸，基于狀態的動態規劃狀態空間的化簡等。在實際中，網絡中各節點的能量和資源有限，也亟需找到更有效的優化算法。此外，對優化算法的評價也是一個挑戰，尤其是諸如適應性之類不易被量化的指標。優化算法的評價結果將對選擇具有最優折中性能指標的算法提供參考。目前，有關Qos保證技術問題的研究仍處于不斷的發展和完善中。本文分析了現有網絡服務質量的特點和現狀，提出有效地結合各種Qos技術更好地發揮各自不同的優勢，改進網絡服務質量。

參考文獻

[1]李剛健，段錦.基于MPLS的網絡服務質量分析.長春理工大學學報，2006，29（2）．

[2]劉強，王斌強，韓振吳.基于可重構網絡的服務質量研究.信息工程大學學報，2009，10（1）．

第9篇：簡述多媒體的關鍵技術范文

關鍵詞：4G 移動通信技術；智能網；網絡結構；關鍵技術；發展趨勢

中圖分類號：TN915.5文獻標識碼：A文章編號：

引言

各類移動終端設備（包括手機、筆記本、平板電腦、POS機甚至包括車載電腦）是當前IT領域內發展速度最快的板塊，其發展趨勢是高性能、低功耗、小型化和無線互聯。可以確定，高速數據通信能力和無線網絡互聯能力是移動終端設備性能評價的重要方面，因此，無線通信技術的進步對移動終端設備發展的意義就顯得非同一般。第四代移動通信技術 (fourth-generation，4G)的出現對移動終端設備產業的發展帶來了前所未有的新機遇，包括 Microsoft 、Intel和Apple Inc在內的各大電子高科技企業已紛紛把目光投向移動通信領域。本文對 4G的相關知識和技術熱點進行了介紹、分析，結合移動終端設備技術的發展現狀及相關數據進行討論，最后對未來技術的發展進行了展望。

1、4G 移動通信技術概述

1.1 4G 的產生和演進

第一代移動通信沒有國際性標準，以模擬技術為主，只提供話音業務；第二代移動通信主要有兩大國際標準 GSM 和CDMA，已經全數字化，除話音外，可傳輸低速的數據業務，可以漫游；第三代移動通信主要有WCDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA 三大主流國際標準，將無線通信與多媒體技術結合到一起，能夠比較快速地處理聲音、音樂、圖像、視頻流等多種形式的數據，并提供與互聯網連接的多種信息服務。

已經被國際電信聯盟接納為候選方案的，被認為是移動通信向 4G 演進的最主要的技術標準主要有 WiMAX、LTE 和UMB 這 3 種。所謂的移動通信是指在移動用戶之間或者是移動和固定用戶之間的通信技術。隨著電子技術和計算機網絡技術的不斷發展，移動通信技術也得到了發展。目前移動通信已經成為人類不可缺少的通信方式。

1.2 4G的概念

第四代移動通信技術可稱為寬帶接入和分布網絡, 具有超過 2Mbit/s 的非對稱數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入, 寬帶無線局域網( WLAN) , 移動寬帶系統和互操作的廣播網絡。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網絡中提供無線服務,可以在任何地方寬帶接入互聯網( 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, 4G將是多功能集成的寬帶移動通信系統, 也是寬帶接入IP系統, 即 4G 將是多種無線技術的綜合系統。它融合了現有3G的增強技術, 集3G網絡技術和無線 LAN 系統為一體。

2、4G移動通信的關鍵技術

2.1調制與編碼技術

4G移動通信系統采用新的調制技術，如多載波正交頻分復用調制技術以及單載波自適應均衡技術等調制方式，以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統采用更高級的信道編碼方案、自動重發請求(ARQ)技術和分集接收技術等，從而在低 Eb/N0條件下保證系統足夠的性能。

2.2 OFDM 技術

最適4G系統的多址方法是OFDM技術，該技術的思想是在頻域內將給定信道分成許多窄的正交子信道，在每個子信道上使用1個子載波進行調制，并且各子載波并行傳輸，因此可以大大消除信號波形間的干擾。

2.3軟件無線電技術

為了實現無縫接入和透明業務, 用戶終端必須是可多模、多頻帶操作, 而且必須能自動進行模式識別, 并可在用戶和網絡指示下或根據用戶業務及QoS 要求, 自適應地進行模式切換以及相應的一系列操作。目前, 對可配置終端的研發主要基于軟件無線電技術, 軟件無線電技術被認為是可以將不同形式的通信技術有效聯系在一起的唯一技術。軟件無線電是計算機與數字信號處理技術高度發展及軍事通信迫切要求的產物。所謂軟件無線電就是利用軟件來實現無線電通信系統中的各種功能, 是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺,利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統的一種具有開放式結構的新技術。通過下載不同的軟件程序, 在硬件平臺上可以實現不同的功能, 用以實現在不同的系統中利用單一的終端進行漫游,它是解決移動終端在不同系統中工作的關鍵技術。

2.4智能天線

智能天線的主要作用是抑制信號的干擾可以自動的進行跟蹤和數字波束的調節等。可以滿足數據中心和移動 IP 網絡的性能要求。這種智能天線技術即改善了信號的質量又增加了傳輸的容量。

2.5高性能的接收機

香農定理給出了在帶寬為BW 的信道中實現容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照香農定理可以計算出對于3G系統如果信道帶寬為5MHz，數據速率為 2Mb/s 所需的SNR為l.2dB；而對于 4G系統要在5MHz 的帶寬上傳輸20Mb/s 的數據則所需要的SNR為12dB。可見對于4G系統由于速率很高對接收機的性能要求也要高得多。

2.6 MIMO 技術

MIMO 技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。在功率帶寬受限無線信道中，MIMO 技術是實現高數據速率、提高系統容量、提高傳輸質量的空間分集技術。

3、4G的發展趨勢

3.1市場規劃

（1）用戶市場

2012年1月份中國移動移動用戶數增至6.5544億，其中包括5394萬3G用戶。 中國聯通的移動用戶數升至2.0289億，其中3G用戶數為4307萬。 中國電信的移動用戶數為1.2925億，其中3G用戶為3870萬。TD-LTE已經獲得了國際運營商的大力支持。在正在舉行的2012世界移動通信大會GTI峰會上，參會的運營商聯合了GTI行動宣言，確定到2014年使全球TD-LTE基站達到50萬個，終端超過100款，覆蓋人口超過20億人的目標。

由于4G是多種技術的融合，能提供較高速率的數據流量，4G的下載速度將比以往的系統性能有著較大飛躍。因此，可以說，4G技術支持的終端必將是多模式、多頻段、支持多業務的智能終端，融合和共存是其發展趨勢，可以預測，4G將擁有龐大的用戶市場。

（2）未來的移動終端設備

可以預計，未來的移動終端設備具備多種功能于一身。例如移動電話，將帶有投影功能，擁有這部手機就相當于隨身攜帶了一部電視和投影儀，開會時，無需電腦就能即刻演示PPT，晚上回到家時，它能隨時在每一面墻上播放存儲在手機中的視頻。又例如平板電腦，可能整合了語音控制功能，操作過程可以實現全語音控制，由于使用于高速率的4G通信技術下，可以流暢地和對方視頻通話、接收電視節目、作為監控輸出終端等。移動計算機將在4G移動通信技術主持下，實現更多綜合運用功能。

（3）通信設備

為了達到4G網絡所需要達到的速率要求，現在的移動運營商必須部署更多的基站。具專業人士估算，為達到10倍于3G的速率，4G至少需要3倍于現有基站的數量。有消息表明，2013年，中國移動計劃進一步擴大TD-LTE網絡的建設規模，在超過100個以上的城市進行設備采購和網絡建設工作，預計基站規模達20萬個，覆蓋3億人口。

4G網絡首先是原有基站上與TD-SCDMA等共享共用，在此基礎上按需規劃新增基站。共享共用成為重要工作之一，共享設備需要一定的條件。

帶寬要求：目前功放模塊一般最多支持30MHz，故共功放要求TD與LTE工作在最大不超過30MHz的相鄰頻段內，即LTE（20MHz）+TD（10MHz）。

信號峰均比要求：TD和LTE均為高峰均比（PAR）系統，共用后信號PAR將進一步增加，對功放的線性度提出了更高要求。

功率要求：如果LTE也采用8通道的智能天線模式，根據目前LTE中20W功率輸出要求理論計算，共功放后要求每通道總輸出功率達到8W左右，以同時滿足TD-SCDMA和TD-LTE要求，這對設備的散熱設計構成一定的挑戰。前端濾波器、LNA一般可以做到上百MHz帶寬，能完全實現跨頻段共用。

3.2商用時間

此前韓國、日本都表示，在2010年左右實現4G商用;日本在第18屆WPSF大會上建議4G技術規范出臺時間在2010年。我國工信部也曾透露，將于2013年開放國內4G牌照。第十四屆高交會于2012年11月21日在深圳閉幕，工業和信息化部TD-LTE專題館成為本屆展會的一大亮點，同期還舉辦了TD-LTE產業發展論壇。記者采訪獲悉，中國已形成較為完備的TD-LTE產業鏈，4G發展正在提速。在深圳，由深圳移動建設的4GLTE網至年底就將覆蓋90%以上的主城區，達到目前3G網絡覆蓋水平。值得一提的是，2012年12月，移動將在香港推出4G商用網絡，中國邁入4G時代的序幕已正式拉開。而業內人士指出，2013年將成為內地4G商用準備的關鍵之年。

參考文獻：