无线电技术论文范文第1篇

【关键词】广播电视无线发射技术创新分析

广播电视（Radioandtelevision），它主要是利用无线的电波或导线来向广大地区进行图像节目、音响播送等传播性的媒介，统称广播。而只进行声音播送的则称之为有声音广播。既可播送声音，又播送图像的则称之为电视广播。在一定程度上，虽然自媒体时代下，对于我国广播电视业带来了巨大的发展性冲击，我国的广播电视业也深受打击急需寻求新的突破性发展路径。但是，无论自媒体如何引领新时代的发展浪潮，人们对于广播电视业的热衷也不曾削减，广播电视一直都是人们所热衷的媒介。那么，对于我国广播电视业来说，要想不被自媒体所淘汰，不负众望寻求新的发展性突破，就必须提高对无线发射性技术的重视程度，对该项技术予以深度的分析，研究出其最佳的应用路径，以通过无线发射性技术新的创新发展，来引领我国广播媒体开辟发展蹊径。

1技术概述

广播电视中无线的发射技术，其具有着便捷性的接收、较为的成本投入、较为简洁化的技术操作、较广大辐射范围等特征。目前，在我国一些较为偏远的乡村地区应用的较为普遍，是偏远地区广播电视主要的应用方式。在一定程度上，伴随着我国广播电视中无线的发射技术日新月异的发展，可谓是给广大偏远地区人们带来了众多的福利，他们能够在遥远的山区就可观看到丰富多彩的广播电视节目，为我国广播电视业服务网全覆盖性发展目标的实现奠定了重要的基础，重要性较为突出。同时，通过无线发射性技术在我国广播电视业当中有效的应用，还能够极大的减轻广大广播电视人的工作量，可实现人工智能化的广播电视相关信息数据的传输及接收，为广播电视业的全智能化操控及发展奠定了重要基础，让我国的广播电视业能够为受众提供最具现代化的服务。

2技术创新研究

2.1注重感知性无线电高新技术的研发

在广播电视中无线的发射技术，其主要强调的是期间各类频谱性资源的有效性利用。但是，从广播电视中无线的发射技术实际应用情况来看，无线的电频谱的查找存在着较大的难度性，且会对于广播电视相关信息数据的传输产生一定的阻碍性作用，不利于我国广播电视业为广大受众提供高质量的服务。那么，针对这一问题就需要我国广播电视业在进行无线发射性技术实际应用期间，注重感知性无线电高新技术的研发。在一定程度上，通过对感知性无线电高新技术的研发，就能够通过感知性无线电技术进行广播电视相关信息数据的查询，还可进行闲置性无线电相应频谱的合理连接，大大提升了无线电其频谱性资料实际的利用效率，可有针对性的处理有效性频率的连接性问题，提高广播电视中无线的发射技术智能性及灵活性，让我国的广播电视业为广大受众提供全方位的服务。

2.2注重无线电空中技术的开发

无线电空中技术，其早期主要应用军事作战当中。那么，伴随着我国无线电空中技术日新月异的发展，无线电空中技术也被各高端行业及领域当中实现了有效性应用。而对于我国广播电视业来说，也可适当向着无线电空中技术的方向进行有效性的开发及研究，以进一步提升我国广播电视中无线的发射技术创新发展，保证广播电视信号的稳定性，提供广播电视相关信息数据传输的效率及质量，为广播电视的广大受众提供更为高质量的服务。

2.3科学设置高空光缆架设的高度

在一定程度上，广播电视的信号传输其主要是依靠于高空的光缆，它是广播电视的信号传输基础，更是信号实现高速发射的根本保证。那么，我国的广播电视业要想进一步提高无线发射性技术的应用效果，就应当科学设置高空光缆架设的高度，以为无线发射性技术的有效性应用奠定重要基础，保证在利用无线发射性技术进行广播电视的信号传输时，可以高质量的完成，尽最大可能地保证广播电视的信号传输效率。

2.4注重防雷设施的合理化设置

对于广播电视业来说，防雷设施的合理化设备，也是提升无线发射性技术的应用效果的创新举措之一，也可进一步提升无线发射性技术实际应用过程中的安全性及可靠性。因而，这就需要我国的广播电视业应当尤为注重防雷设施的合理化设置。（1）进行避雷带网与避雷针等这些传统避雷设施的合理化设置。在设置期间，应当注意天线与避雷针之间间距的控制。通常情况下，通信的天性应当安装于避雷针的外线1.5个波长之外，为天线与避雷针所处位置的主体位置之中；（2）进行无线防雷覆盖性接地，设置好接地网。应当严格按照国家的相关要求，避雷针的接地性电阻应当小于10Ω，且不超过4Ω设备的地网性电阻；（3）将发射性信号线防护的相关工作做好。在信号线位置上进行避雷针的安装，以实现对所有信号线的屏蔽，避免其与外界发生接触情况。从而进一步提升广播电视中无线的发射技术应用的安全性及稳定性，保障广播电视中无线的发射技术实际应用效果。

3结语

综上所述，当前是我国广播电视业实现突破性发展的关键时期。为了能够进一步推动我国广播电视业的快速发展，就需要对广播电视中无线的发射技术，进行综合性的分析及研究，探索出广播电视中无线的发射技术在新时期突破创新的有效性路径。从而能够不断提升广播电视中无线的发射技术综合水准，以实现广播电视中无线发射性技术的创新优化，为我国广播电视业在新时期的蓬勃性发展提供重要的技术保障。

参考文献

无线电技术论文范文第2篇

摘要：感知无线电技术是在软件无线电技术基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术，是软件无线电技术的扩展，它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电领域的智能。感知无线电虽具有独特的优点，但技术并不成熟，本文对感知无线电的无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，无线电知识描述语言等关键问题进行了探讨，希望能够对相关工作的开展提供一些参考。

一、感知无线电的概念

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱，通过探知无线环境中空闲频谱资源，选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术，实时跟踪授权系统占用频率状况，随时使用、释放频段，在保障授权系统通信前提下，与授权系统动态共享频谱。论文百事通采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化，高效利用频谱，并且感知无线电技术不要求改造现有系统，对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化，通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化，通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术，其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层，要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态，如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求，并能适应这些变化。从通信端到端，在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下，要求移动设备能够在异构网络间切换，实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术，感知无线电可以感知到周围的环境特征，采用构建方法进行学习，通过相关描述语言与通信网络智能交流，实时调整传输参数，使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应，以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要，该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现，而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现，其感知过程开始于无线电激励的被动感应，以做出反应行为而终止，一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程，分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法，一是扩大可利用的频率范围，二是提高频谱利用率。为增加可用频率，移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的，所以频率过高并不利于移动通信。因而，更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径，改进通信设备的传输技术，优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径，但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式，一个频段只分配给一个无线接入系统，不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用，其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率，可以将一些频段分配给了多个系统，允许它们同时占有同一个频段，甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段，允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题，但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率，其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段，虽然优于独占性的固定频谱分配方式，但由于它对频谱共享没有加以必要的控制，一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用，从而导致了两方面的问题。可见，如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱，而不避免系统间干扰，会制约频谱利用率的提高，并且不能保证通信质量。

为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾，可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段，各系统只在需要通信时才能占有频段，通信结束就释放频段，而且必须控制系统间干扰，后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容，分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级，只要不影响授权系统通信，租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上，当授权系统不使用所分配的频率时，租借系统可以占用频率，但当授权系统重新占用频率时，租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量，用于控制发送端的信号能量，可使用香农法则计算信道容量C，但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息，而是量化C，一定的量化率用于反馈发送端，量化比率是预先确定的，所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说，无线系统的传输率是波动的，当其超出一定界限时，就会引起系统的不正常工作，这个界限决定了最大的传输比特率。

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行，以扩大系统工作范围，提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中，主要采用协作机制方法，包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作，基于先进的频谱管理功能，可以提高系统工作性能，支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配，具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中，频谱管理的算法可这样描述：基于频谱空穴和功率控制器的输出，选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境，使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。

2.4无线电知识描述语言

传统的软件无线电不能与网络进行智能交流，因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中，研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术，无线电知识描述语言(RKRL)应运而生，它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。

参考文献：

[1]何丽华，谢显中，董雪涛，周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术，2007，(05)

[2]王军，李少谦.认知无线电：原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术，2007，(03)

[3]谭学治，姜靖，孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密，2007，(03).

[4]刘元，彭端，陈楚.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术，2007，(07)

无线电技术论文范文第3篇

关键词：无线电；调试技术；分析

无线电调试技术是在无线电技术基础上发展起来的一种无线电波测向、定位技术，可通过对无线电进行调试而更好的满足用户需求，促进无线电技术的进一步发展。在探讨无线电调试技术之前，我们要先对无线电技术有所认识。下面，笔者基于无线电技术的应用特点，对无线电调试技术的概念和方法作详细论述。

一、无线电技术的应用与无线电调试技术的概念

1、无线电技术的应用

无线电技术在当前有着极为广泛的应用，常见的如通信行业、电力传输行业以及天文行业等等。从性质上来看，无线电技术属于一种长距离信息传输技术，能在较长距离范围内实现信号传输，完成讯号通信。拿航海通信来说，无线电技术的应用可以让处在不同地方的两个人接收到彼此传输出的数据信号，通过声音传输方式来成功实现长距离、大空间下的信息传递。此外，由于无线电技术具有一定的辨识作用，所以实际应用时还能利用其研发出大量的无线电装置，并利用这些装置来判定物体的身份。

另外，数据传输是无线电的一个重要的功能，我们最早开始利用无线电也是在这个功能基础上，这方面的运用也由来已久，随着计算机技术的研发和应用，更进一步加强了无线电传输功能的运用，在数据传输方面，无线电技术可以将数据由一个设备传递给另外一个设备，而无须使用数据线，而是通过红外线、蓝牙等无线电应用形式来实现快速保真的信息传递。

2、无线电调试技术介绍

无线电调试技术的工作对象是无线电，之所以要对无线电进行调试，其原因是因为无线电应用时需要借助电波频率变化来实现信号传输，如果无线电波频率是一成不变的，无线电信号识别就不可能顺利实现。因此在使用无线电技术时，必须要利用调试手段来对无线电进行调试，调试的过程以及过程中采用的方法便称为无线电调试技术。无线电调试技术主要包括三个部分，即无线电测向、无线电定位以及无线电接收。三部分中，前面两部分的目的在于确定未知电台的位置，后一部分的存在目的则是为了将接收到的信号放到最大，以便更清楚、清晰的了解传输过来的信号内容。

二、无线电调试技术分析

当前，无线电网络建设中常常采用的无线电调试技术主要有五种，分别为VHF/UHF近距离测向法、人体建议定向天线法、调频接收机的使用、八木定向天线法以及多普勒法。这五种无线电调试技术各有优缺点，调试过程中出现的问题也各不相同。笔者认为，实际调试时，还应结合无线电台所处环境，在综合考虑了多方面因素之后，采取适当、可行的方法加以调试，充分保证无线电调试技术的科学性与准确性。

1、VHF/UHF近距离测向法

VHF/UHF本地通信一般采用垂直极化电波加以测向、定位，具体措施为，发射一条与地面相互垂直的天线，将大地看做理想导体，保证电波电场方向与地面电场方向的垂直，从而实现对空中无线电信号的测向。需要注意的是，采用该方法来测向无线电时，如果场地周围安有一台配置了垂直天线的手持台，并开启手持台，利用手持台收信功能来接收无线电信号，理论上测量不出天线发射机方向的。

2、人体简易定向天线

美国QST杂志介绍了另一种简易测向的办法，即以固定姿势将手持台握在胸前并与身体保持一定距离，把具有一定导电性能的身体当成一个反射体，形成一个简单的定向天线系统，然后转动身体，当面对电波入射方向时接收到的信号最大，这样就可以测出电台方向。笔者在测试144MHz天线方向性时曾可以观察到几米以外人体移动对信号强度的影响，说明人体反射电波的作用比想象的明显。

3、调频接收机在测向中的问题

调频通信方式的主要优点是，所要传输的信号幅度是用射频信号频率的偏移来表示的，解调工作与接收到的射频信号的强度无关，因此传输途中各种干扰、衰落引起的信号幅度变化不会被解调出来，所以最后得到的信号信噪比高，保真度好。当我们将调频接收机用于测向时，不论如何转动定向天线使信号强度随方向有所变化，或者在接近发射机的过程中信号随距离缩短而不断增强，只要最小的信号已经达到限幅电路的门槛，则所有的幅度变化都会被切掉，最终听到的信号不会有强度上的变化。

4、八木定向天线和HB9CV天线

八木天线是典型的定向天线，虽然八木天线的振子越多方向性越尖锐，但是在一般市镇、山地、树林等条件下，尤其是天线很矮、与人体距离很近时，这些环境对电波的反射、吸收造成的指向误差是十分明显的，天线方向性再尖锐也未必有实际意义。这种天线由2个半波长振子组成，两个振子间用相位线联结，按照一定相位供电，使它们产生的电磁场在一个方向抵销、另一个方向叠加。50欧馈电线与天线馈电点之间串联一个半可调电容。调整这个电容，可以得到极好的前后比。

5、利用附加调频测向-多普勒法

虽然使用适当的衰减器可以使调频通信接收机最终输出的音频信号反映出信号变化，但是这种变化是靠伴生噪声的大小来反映的，听起来不舒服，而且在接近被测电台的过程中需要不断调整衰减器才能使信号保持在反映最灵敏的范围。为了克服这些问题，可以采用另外的技术，把电波入射方向与天线的关系转换为对信号的附加调频深度，这样就可以直接利用调频通信接收机直接把这种关系解调为可听信号，而不必插入需要不断调整的衰减器、非把信号衰减到和本机噪声相比拟的微弱程度。多普勒法是业余无线电测向最常用的一种附加调频的方法，它利用切换不同空间位置的天线，模拟天线在电波传播方向上的相对运动，产生多普勒频移。

除了以上所介绍的五种无线电调试技术方法以外，在实际生活中，部分人士还会选择根据无线电能量、无线电循环平稳特征、匹配滤波器等方法来检测无线电信号，并对其信号做出定位、接收操作。

三、结束语

综上所述，随着我国无线电技术水平的不断提高，无线网络通信事业的发展也百尺竿头，更进一步。在这样的宏观背景下，依附于无线电技术生存、发展的无线电调试技术也越来越受到人们重视，并且在不断研究与应用中得到了良好的发展。本文主要介绍了几种常见的无线电检测、调试技术，分析了各种技术的原理与特点，并得出相关结论，形成资料。希望对同行工作有所帮助。

参考文献

[1] 王军，李少谦.认知无线电：原理、技术与发展趋势[J]. 中兴通讯技术. 2007（03）

无线电技术论文范文第4篇

论文关键词：ZigBee，通信模块，无线技术，电能管理系统

0 引言

随着全球范围内智能电网建设正逐步展开，用户端是智能电网重要组成部分，用户端的核心内容包括智能配电与能量管理、智能电器、用电安全、电力计量等多个方面。目前能量管理系统都会考虑采用多种通信技术混合组网的方式，以克服现有技术固有的一些不足，从而达到满足系统性能和投资回报的要求。目前工业以太网、电力线载波及无线短距离通信被认为是AMR自动抄表系统可用的解决方案。其中无线短距离通信是一个很好的本地通信网络的解决方案，工业以太网、GPRS及CDMA等远距离通信可以作为远程通信网络，以这样方式的混合组网被公认为一种很好的解决方案。随着一种新兴的短距离、低速率无线网络技术ZigBee技术的兴起，基于ZigBee技术的本地无线自动抄表系统成为了一个热点。本文主要介绍了一款基于ZigBee技术无线模块的设计及其在ZigBee无线自动抄表系统中的应用。

1 ZigBee技术的特点

ZigBee无线技术的特点是低耗电、低成本、低数据速率、短距离、通信可靠性高。它的网络拓扑主要支持3种自组织无线网络类型，即星型结构(Star)、网状结构(Mesh)和树型结构(Cluster Tree)，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。这使ZigBee技术在低耗电、低成本、低数据速率、可靠性强的无线抄表系统中发挥巨大的作用。

2 ZigBee无线模块的设计

本文设计的ZigBee无线模块采用导轨式安装的安装方式，可以方便地安装在35mm的标准导轨上，这使模块能灵活的安装在各类配电箱、配电柜中。其外观侧视图如图1所示。ZigBee无线模块的技术指标如表1所示。

表1 ZigBee无线模块的技术指标

ZIGBEE采集器

ZIGBEE网络终端

无线

频率范围

2.41GHz~2.48GHz

RF信道

16

接收灵敏度

-94dbm

发射功率

-27dbm~25dbm

天 线

外置SMA天线

网络拓扑

网状

寻址方式

IEEE802.15.4/ZIGBEE标准地址

网络容量

最大255个节点

通信接口

通信接口

RS485

工业以太网

波特率

9600bps（默认）、4800bps、2400bps、1200bps可选；

无线电技术论文范文第5篇

关键词 快速以太网；无线Wi-Fi网络；电力线组网；电力猫

中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2023)031-0114-02

21世纪是我国信息化建设高速发展的时期，中国的网民数量年年递增，网络的普及率也逐年增长。从2008年底我国网民人数2.98亿（其中宽带用户2.7亿），网络普及率为22.60%，首次超过世界平均水平，到2023年底，网民数量为5.13亿，网络普及率达到38.3%，中国的网民数量在迅速增长，网络的普及率也越来越高，网络在我们的生活中也扮演着越来越重要的角色。

随着科技的进步，除了传统的台式电脑以外，笔记本电脑、平板电脑、智能手机以及IPTV电视已经成了家庭中常见的需要使用网络的设备。网络设备增加，人们对家庭网络的需求也随之增加，网络搭建也出现了几种可选择的技术。

1 几种家庭常见组网技术

1.1 快速以太网

家庭中使用的以太网为快速以太网，一般为100BASE-TX，它是一种类似星型结构的100BAST-T双绞线标准，使用5类电缆中的2对线缆，理论速度可达到100Mbps，最远距离是100米，是目前家庭局域网组网技术中最为稳定与普遍的一种，其遵循的是IEEE（国际电气和电子工程师协会）制定的IEEE 802.3标准。

1.2 无线Wi-Fi局域网

Wi-Fi的全称为wireless fidelity，意为无线保真，是Wi-Fi联盟所持有的一个无线网络通信技术品牌，应用在建立于IEEE 802.11标准的无线局域网络（WLAN）设备，目的是为了改善基于802.11标准的无线网络设备之间的互通性。由于两套系统的密切联系，常常有人把Wi-Fi作为802.11标准的同义词术语，但这并不是说所有符合802.11标准的设备都要申请Wi-Fi认证，也不意味着没有Wi-Fi认证的产品就与Wi-Fi设备不兼容。 通俗来讲Wi-Fi网络即是把手机、电脑、PAD等无线终端络通过Wi-Fi技术连接到一起的无线电磁波的网络。

1.3 电力线组网

电力线组网是指通过使用 “电力猫”（即“电力调制解调器”、电力线以太网传输适配器）利用现有的传输电流的电力线作为通信载体进行组网的一种新兴组网技术。其基本的工作原理是利用电力猫将带宽为1.6 MHz~30 MHz的载波信号通过民用电力线传输进行通讯，从而达到组网的目的。电力猫本身不会产生网络，它是一个延长、拓展、延伸网络范围的产品。目前主要生产电力猫的品牌有ZINWELL、TP-LINK、LechenTek等，功能上有普通电力猫、带无线AP功能电力猫、带路由拨号功能电力猫等。电力猫产品支持HomePlug系列协定，另外带有无线网络功能的电力猫还同时支持802.11系列协议。电力线组网技术作为一种新兴技术，是传统有线以太网和Wi-Fi无线网络的补充和延伸。

2 家庭组网主要涉及的通信协议和工业标准

2.1 IEEE标准

前面介绍几种组网方式的时候，我们常会提到一些802开头的通信协议和工业标准，这些协议和标准是由国际电子和电气工程师协会（英文缩写为IEEE）制定的，主要规定了各协议中网络的频率带宽、传输距离、传输速率以及数据链路层等。

1）802.3协议：一种网络协议。描述物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。家庭组网中使用的百兆网线支持100BASE-TX协议，最大传输速率100 Mbps，传输距离

100米。

2）802.11协议及扩展：

802.11，1997年，原始标准（2Mbit/s，2.4GHz频道）。

802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，5GHz频道）。

802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s，2.4GHz频道）。

802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层（MAC）桥接（MAC Layer Bridging）。

802.11d，根据各国无线电规定做的调整。

802.11e，对服务等级（Quality of Service， QoS）的支持。

802.11f，基站的互连性（Interoperability）。

802.11g，物理层补充（54Mbit/s，2.4GHz频道）。

802.11h，无线覆盖半径的调整，室内（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz频段）。

802.11i，安全和鉴权（Authentification）方面的补充。

802.11n，导入多重输入输出（MIMO）和40Mbit信道宽度（HT40）技术，基本上是802.11a/g的延伸版。802.11n在20MHz带宽时理论速度可以达到300Mbps，比802.11b快50倍，比802.11g快10倍左右，传输距离也更远。当带宽为40MHz时，理论速度更可高达600Mbps。

除了上述的扩展之外，802.11家族还有k/p/ac/b+等新的扩展，并且还会随着网络需求的变化不断更新拓展。目前主流的家庭无线路由器主要支持的是802.11b/g/n协议，设置时选择b/g/n混合模式可以更好的兼容老版本的无线网卡，但是如果网络中同时有802.11b和802.11n的无线网卡时，网络的传输速度会自动匹配到速度较低的802.11b模式下。

2.2 HomePlug协定

这是由家用电力线网络联盟（HomePlug Powerline Alliance，缩写为HPA）制定的一系列协定，应用于家用电力线通讯。主要有HomePlug 1.0、HomePlug turbo、HomePlug、UPA、HD-PLC几种。HomePlug1.0速率为80Mbps，HomePlugAV 为 200Mbps。HomePlug 1.0与HomePlug turbo可以互通，其他规格的HomePlug设备无法互通。也就是说，市面上的不同厂商的电力猫，85Mbps的可以和85Mbps的混合搭配使用，200Mbps的可以和200Mbps的混合搭配使用，但85Mbps的和200Mbps的即使是同一厂商的也无法搭配使用。

以目前主要应用的 HomePlugAV 为例，主要设计标准：

1）接口：Powerline；10/100 Base-TX Ethernet Port。

2）电源网络调变技术：OFDM（QAM 8/16/64/256/1024，QPSK，BPSK，ROBO）。

3）电源网络传输频率：1.6 MHz~ 30 MHz。

4）资料传输速率（实体层传输）：电源网络200 Mbps；以太网路 10/100 Mbps。

5）QoS：智慧型QoS网络优先机制。

6）安全机制：128bit AES资料加密。

3 几种组网技术的对比

3.1 灵活性

快速以太网使用双绞线，需要在家庭装修时预先在墙壁内埋线并预留接口，这样就限制了终端设备使用的地点。如果需要增加一个接口，或者想换个舒服点的位置使用，就必须另外拉一条网线，这样一来，既不美观又麻烦。

无线Wi-Fi网络则不同，理论上，只要在信号的覆盖范围内的任意位置，都可以方便的上网，使用起来非常的灵活。

电力线组网由于依赖电力线网络，只要在有插座的地方插上适配器，就可以方便的使用网络，虽然不如无线网络那样自由，但相对于以太网来说，使用的灵活性和方便性也增加了很多。

3.2 安全性

快速以太网以进户的网络端口为起点，在局域网络范围内，只有连接了网线的设备才可以使用网络，从物理上隔断了其他人盗用网络的可能，网络的安全性很高。

无线网络则不同，由于是用电磁波作为载体，只要在覆盖范围内，所有能搜索到信号的设备理论上都可以连接并使用到该无线网络，网络资源被盗用的风险很大。因此，Wi-Fi联盟制定了一系列的安全标准来对符合802.11标准的设备进行认证。这些标准包括：WPA/WPA2、WMM、WMM Power Save、WPS、ASD、CWG以及EAP等。目前家庭所使用的路由设备主要使用的是WPA/WPA2-EAP认证方式，用户在连接Wi-Fi网络时，必须输入对应的密钥，通过认证后才可以使用对应的无线网络，从而大大的增加了网络的安全性。

电力线组网由于是新生事物，很多人对它还很陌生，有人就怀疑这种技术组网是否安全？实际上，根据HomePlug协定的规定，在电力线中传递的信号是工作在一定的带宽内的，我们家庭中的电表和带有滤波功能的插座都能过滤掉这个频段内的信号，也就是说，利用电力线组网的网络信息是无法穿越家庭电表的，因此，不在同一电表内的用户也无法使用到这个电力线网络的资源。理论上来讲，电力线网络和快速以太网是同样安全的。

对于一些特殊情况，比如集体宿舍或与他人合租使用公用电表的用户，我们可以通过以下方法来增加网络安全性：一是安装电力猫产品的应用程序，将自己的网络设置私有化，并将对应的电力猫添加到自己的网络中来。二是将自己的电力猫进行配对加密。在电力猫上有相应的配对按键，按住一台电力猫的配对键几秒，当指示灯闪烁时，再按住另一台的配对键几秒，指示灯闪烁几下，然后两台电力猫的指示灯会熄灭然后变成常亮，重启之后两台电力猫之间就通过128位的AES加密配对成功了。如果还有其他的电力猫需要加入，只要按照上面的方法和第一台电力猫进行配对，就可以了，十分方便。通过这两种方法，即使公用电表的电力线组网也变得安全可靠。

3.3 上网速率

前面提到过，每种组网方式遵循的协议都定义了其网络传输速率，但那只是在理想状态下的理论速率最大值，实际应用中，网络传输的速率是否如此呢?实际测试中我们发现，使用百兆网线的快速以太网络的传输速率能达到90 Mbps（如图1），损耗约10%。

图1 百兆网线单 pair下行速率平均值90.305 Mbps

而标称速率为200Mbps的电力猫表现又如何呢？以TP-LINK公司生产的200M速率电力猫实验，测得的结果让我们大跌眼镜，居然只有不到45Mbps（如图2），损耗高达77.5%。

图2 TL-PA201单pair下行速率 平均值 44.237Mbps

（以上图表数据均来自）

造成这样的结果有两个原因：

1）电力猫的200 Mbps传输速率指的是信息在电力线上的理论传输速率，但是电力猫采用的接口为10/100 Mbps的RJ45接口，这说明，电力猫和电力猫之间的理论传输速率最大值为200 Mbps，但电力猫和网络设备之间的传输速率理论最大值只有100 Mbps。

2）电力线网络中的信息是在电力线上传输的，电力线上同时还负载了很多家用电器，比如冰箱、空调、微波炉、电饭锅等等，这些电器会对网络信号造成干扰，从而影响网络的传输速率。目前最新型的电力猫产品的理论传输速率已经达到了500 Mbps。

Wi-Fi网络兼容的协议较多，隔一堵墙时，在802.11b协议下，其实际速率约为3 Mbps-6 Mbps，802.11g协议下为16 Mbps-30 Mbps，802.11n协议下为50 Mbps-90 Mbps，但无线网络抗干扰能力差，如果设备性能不稳定或者相隔的墙多几堵，拐角多一点，无线信号会迅速衰减，网络速度也就大幅下降。

无线网络适用于对网速和网络延迟要求不高的网页浏览、即时通讯等，而对网络延迟要求较高的IPTV、网络游戏等则适合使用快速以太网或者电力线组网的网络。

3.4 组网成本

1）路由器：无论选择哪种组网方式，现代家庭局域网都少不了使用路由器，一个路由器的价格从几十到一百多元不等，带有无线功能的路由器要比不带无线功能的贵几十元。

2）快速以太网：因为需要专门布线，所以材料加上人工费一条线路的费用大约是90元。

3）无线Wi-Fi网络：如果家里的路由带有无线功能，而上网设备比如笔记本电脑或者手机又自带无线网卡，则所需的组网费用为0。否则也只是多了几十元的无线路由差价和一块无线网卡的价格，加起来100元以内。

4）电力线组网：不计算电力线的铺设费用，一个电力猫的市场售价在150元左右，如果带有无线AP功能的大约200元左右。由于电力猫是要配对使用的，因此至少需要2个，最低也要在300元左右。

由此看来，电力线组网的成本还是相对较高的。

4 结束语

通过本文，我们了解到目前适用于家庭组网的网络技术以及他们各自的优缺点。快速以太网的网络质量相对最好，但灵活性不高；灵活性最高的无线上网方式抗干扰能力差，网络延迟严重；电力线组网的网络质量好于无线Wi-Fi网络，灵活性也高于快速以太网，但成本又比较高。因此，在现代家庭组网中，仅仅选择一种组网技术已经不能满足我们对网络的需求，我们可以根据家庭的网络实际需求，多种组网技术相互补充，搭建最经济、实用与灵活的现代家庭网络。

参考文献

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[2]日本电气学会高速电力线通信系统和EMC调查专门委员会 编,吴国良 译.高速电力线通信系统（PLC）和EMC[M]..中国电力出版社,2023.

[3]刘威,孔艳敏,李莉,陈海燕.无线网络技术[M].电子工业出版社,2023.