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无线通信技术的原理8篇

时间:2023-12-18 11:18:27

无线通信技术的原理

无线通信技术的原理篇1

关键词:卫星测控;无线通信;运用

神舟系列飞船的连续发射成功向全世界昭示出我国航空航天技术的技术能力,也体现我国卫星发射水平与科技攻关能力的强大实力。但许多人却不知道,在每一次成功的背后都有一群人为此付出的艰辛和努力。而其中,中国卫星海上测控部就是工作最为繁重的部门。近几年完成的载人航空航天飞行任务中,由测控部所组成的船队做出了突出的贡献。为了进一步加强工作质量,我国海上卫星监测部门统一使用了无线通信技术来解决在卫星监测过程中所可能遇到的风险和隐患。

1 无线通信技术介绍

1.1 无线通信技术基本概念

无线通信的主要形成原理是通过电磁波传递的信号能在空中进行自由传播并进行信息交换的特性而产生的一种通信技术手段。在目前主要通用的信息通信方法中,无线通信技术是其中发展最快,应用最光的一种技术。

目前无线通信技术主要执行的原理是802.11标准,主要对网络的物理层和访问控制层拟定相关规定。在802.11标准当中,还实现了针对发送和接收的三种先进技术,分别为扩频技术,窄带技术和红外技术。随着无线网络技术的高速发展,无线通信技术也已经渗透到人们的生活之中,3G,WLAN,UWB,蓝牙,宽带卫星系统,数字电视等都是无线通信技术为我们日常生活所带来的便利。

1.2 无线通信技术主要应用范围

⑴蓝牙。蓝牙技术是实现移动设备与固定设备之间建立通信环境而建立的一种近距离无线接口,通过蓝牙的使用能将计算机融合到通信技术当中,从而实现近距离的操作与实时通信。⑵WIFI技术。在无线通信协议当中,WIFI也是其中重要的一种,其正是名称为IEEE802.11b,也可实现短距离无线通信操作,而且其速度更快,达到11Mb/s。⑶IRDA技术。IRDA技术是以红外线来实现点对点无线通信的技术,也是无线通信技术当中最早的一种,在小型移动设备上得到广泛使用。⑷NFC技术。这种技术与非结束时射频识别所形成的无线通信技术标准相类似,其主要是以双向的识别和连接手段,能够实现无线网络的自动获取与建立,还可以为蓝牙、蜂窝以及WIFI设备提供支持,形成虚拟连接,形成电子设备的短距离实时通讯。

2 无线通信技术在海洋测控上的具体应用

2.1 无线通信技术适用于海洋测控的原因

因为无线通信技术适用于通信宽带化和高速率的要求,目前已经在许多国家的海洋测控上带来了很大的帮助,我国的卫星海上测控工作也对其进行了有效的利用,建立了专门的海洋测控无线通信系统来加以应用。该系统以IP为基础,实现分组交换网络和软交换核心网络架构,具有覆盖范围广,高保密性,高带宽,支持高速移动等先进优势。能有效满足海上船队之间的高数据业务的传输需要,最远传输距离甚至可以达到50KM,调制方式不拘一格,采用了64QAM、16QAM、8PSK等自动调制方式,传输带宽达到了5MHZ,数据吞吐率在10Mbit/S,分为基站系统和远端用户站系统两种双工方式,既可以单基站组网,又可以双基站组网,实现语音,视频,数据等多种传输功能。

2.2 无线通信技术在海洋测控应用的工作原理

该系统由1个基站和5个船载站构成,通过以太网接口与系统中心进行连接,通过视频传输设备与指挥中心大屏幕实现相互贯通,总指挥员可以在指挥室中就能全面的看到各船的实际情况,提高了准确性和效率。在进行海洋资源监测与管理过程中,我国海上卫星监测相关部门可以第一时间准确的掌握船队工作情况,一旦遇到特殊情况和需要紧急保障的困难,就能第一时间加以调控,保证整个项目的顺利进行。

3 结束语

我国海洋测控执行过程中,无线通信技术所拥有的高速率传输,抗干扰抗多经等技术优势都对我国神舟系列飞船等航空项目的顺利实施起到了重要的保障作用。无线通信技术的覆盖范围更广,保密性更强,移动速度更快,其带宽也更高;同时还拥有非视距传输、终端漫游等功能,使海洋测控过程中所需要进行的各项任务都能得到很好的完成,它也必将成为未来我国海洋信息系统发展的必然选择和趋势。

[参考文献]

[1]西蒙赫金.现代无线通信[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2]刘乃安.无线局域网(WLAN)―原理、技术与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

无线通信技术的原理篇2

关键词:无线光通信;信号处理;处理技术;研究

早在激光器诞生之前,无线光通信技术便受到了国内外科研人员的广泛关注,但由于找不到相对稳定的光源,所以无线光通信一直受到技术上的制约,无法取得更好突破性的进展。而后,激光器诞生,无线光通信技术终于获得发展源动力,开始在通信领域内进行跨越式的飞进。但在目前的研究工作中,纵使无线光通信技术得到了激光器的帮助,找到了稳定的光源,但通信效果差这一新问题又给无线光通信技术带来了新的挑战。

1、无线光通信技术的定义和特点

随着通信网建设的发展,局域网以及千兆以太网开始快速增长,将这些高速的局域网和千兆以太网连接到运营商的通信网络,必须依靠容量巨大的接入网络。当前有很多接入技术可供选择,比如光纤、微波、XDSL等,但光纤敷设时间长及高额投入限制了普及;微波技术日渐成熟,但这种接入方式需要高额的初始投资,对业务提供商而言,这种接入方式不很经济;而自由空间光通信FSO,作为一种新兴的宽带无线接入方式浮出水面,是解决宽带网络“最后一公里”的传输瓶颈的有效途径,FSO的出现引起了业界广泛地关注。

无线光通信技术,也可称为自由空间光通信技术,英文简称FSO,其实质是指利用激光作为信号载体,采用点对点对接方式来实现信号传递和接收的一种自由通信方法。无线光通信技术不需要借助光纤,仅仅只依靠空气来实现信号连接。比起其他通信技术,无线光通信技术具有着高带宽、部署速度快以及经济实用、费用合理等优点。由于无线光通信技术借用通信设备的发光二极管或激光二极管为稳定光源,所以无线光通信技术具有的“无线光纤”的美誉。

综合分析,相比于其他通信技术,无线光通信技术具有以下几大优点:一,首先是,无线光通信技术采用激光作为其通信信号的载体,而激光因为具有发射光线集中的特点,所以能传递更多的通信信号,并保证信号传递的稳定性,从而提高通信质量;二,无线光通信不容易受到频率的干扰和管制。通常情况下,无线光通信的工作频率维持在360THz,属于超高频率,因此无线光通信设备在运作时一般不会受到其他信号的干扰,也不用使用相关的频率资源是;三,无线光通信的流量比较大,当前人们所使用的无线光纤具有超大、超强的数据传输功能,不仅传输速度快,传输容量也相对较大,就现阶段投入使用的光通信设备来说,该设备的最快数据传输速度可高达3.5Gb/s。

2、无线光通信的信号处理

不管是无线光通信技术,还是其他类型的通信技术,通信信号处理始终是实现通信的先决条件。而对于无线光通信技术来说,其技术之所以能够实现信号的稳定传递和大容量运输,主要原因还是因为其具备着先进而优越的信号处理技术。下面就无线光通电中的信号处理技术作浅要探析。

2.1 数字信号的处理流程

(1)采样。采样是无线光通信信号处理工作中的第一个环节。鉴于无线光通信其实是一种模拟模拟数字化技术,所以在开展模拟信号数字化工作之前,要先将需要传递的数据信息或信号作离散处理,将原来的连续性时间信号离散开,使信号保持离散状态。从频谱上来看,采样的过程实际是带限信号频谱搬移的过程,即信号频谱搬移到以WS、2ws…为中心的上下两边的位置,因此,可以考虑利用信号过滤器提取一段信号频谱,从而有效恢复原来信号。语音信号的采样频率一般为8kHz,设计中所采用的就是8kHz。

(2)量化。通过量化程序,能够将连续有规律的信号转换成无规则的信号。在PCM数字化过程中,通常利用二进制数字码来表示采样值,而二进制数字码代表的样值十分有限,因此要用有限数量的样值表示原模拟信号无限各幅度采样值就需要进行量化。通过量化处理,能够将样值划分为一定数量的小段落,利用段落内某个值来表示样值。量化间隔大小不定,可以相同也可以不相等,如果间隔相等,则称为均匀量化,否则称之为非均匀量化。为了有效提高通信质量,降低外部环境的干扰影响,采用压缩和解压缩方法来实现原始信号非均匀量化。在编码位数保持不变的前提条件下,可先放大较小信号,放大程度视信号大小而定,信号越大放大倍数相应递减。实际中常用的非均匀量化方式有我国和欧洲使用的A律,以及美国、日本、加拿大等使用的u律,由于A律和u律是有理想对数压缩律转化而来的因此通常A律13折线压缩律和u律15折线压缩律分别作为它们的代替。

(3)A律压缩量化。非均匀量化过程要按照信号大小来选择恰当的间隔距离。一般原则:当输入信号大时,量化间隔大;输入信号小时,量化间隔小。这样可以改善小信号输入时的信噪比,增加动态范围。

2.2 无线光通信中语言解码方法分析

(1)比特流的解包和纠错。解码器将接收到的数据包,按一定的规则分成不同的编码。不同的音频格式对应不同的解码技术和过程,通常先对基音周期进行解码,因为基音周期含有清浊类型的信息。

增益的修正。对于无背景噪声环境下的输入信号,解码后的增益必须进行一定数量的衰减。在决定第一增益G1的衰减之前,先对背景噪声Gn进行估计,如果当前帧的参数是用上一帧的参数代替的,就不用对噪声进行抑制,自适应谱增强也要用到背景噪声的估计。

(2)参数的插值。由于每帧语音只传输一组参数,考虑到一帧内可能有不止一个基音周期,因此要对接收到的参数进行从帧到基音周期的转换和插值。MELP的参数在合成时都要进行基音同步的插值。这些参数包括增益、线谱对频率、基音、抖动标志、傅氏级数幅度值、混合激励脉冲和噪声的系数,以及自适应谱增强滤波器的频谱倾斜系数。

(3)增益的校正。为了保证合成语音的连贯性,在一个基音周期内前10个样点的校正因子是当前帧的校正因子与前一帧的校正因子的线性内插值。

(4)脉冲整形滤波。脉冲整形滤波器是一个65阶的FIR滤波器。取一个固定的三角脉冲,其宽度是男性典型的基音周期。计算三角脉冲的DFT,对幅度谱进行归一化后再进行DFT反变换得到滤波器的系数,它具有减弱某些频带处周期性的作用。

3、结束语

综上所述,当前,无线光通信技术以其特有的优势已占据了通信领域中的最核心位置,并且随着科学技术的不断发展,科研人员对无线光通信技术的探讨和研究还将继续深入,无线光通信现有的缺陷与不足也会在研究中被不断改进和完善。总而言之,无线光通信技术未来的发展前景必然也将变得越来越明亮而宽阔。

参考文献

[1] 饶瑞中,龚知本,王世鹏,刘晓春,汪建业,周毅. 激光大气闪烁饱和的孔径平均效应[J]. 光学学报. 2002(01)

无线通信技术的原理篇3

[关键词]无线通信 直接序列扩频

中图分类号:TN914.42 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)13-0189-01

一、 直接序列扩频技术的应用背景

信息交流是人类社会要进行发展和进步所必不可少的。随着人类社会的发展,信息系统也逐渐发展成了覆盖全球的信息网。从十九世纪人们对电缆通信的初步发明开始,伴随着科学技术的不断发展,通信技术突破了最初的有线通信,发展出了无线通信技术。无线通信靠电磁波来进行信息传递,不用架线,更具灵活性,因而被迅速推广和发展。但无线通信由于其传输环境的复杂性,在传输过程中会遇到各种各样的反射体以及来源于其它无线电波的干扰,会极大的影响甚至改变信号的传输信息,因此,无线通信抗干扰技术便应运而生。

直接序列扩频技术作为主要的抗干扰技术之一,产生于二十世纪五十年代,其发明之初主要被应用于军事领域。在世界格局动荡的那个年代,扩频抗干扰技术主要用来对抗敌方的恶意干扰,维持军事系统安全不被侵入,其作用的重要性由此可见。

二、 直接序列扩频技术简介

直接序列扩频技术是指利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。该技术作为一种信息传输方式,通过编码及调制的方法将频带展宽,使得其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽,与所传信息数据无关,这样便可以有效提高频率资源的利用率,且使所需要传达的信息安全、准确的传达。

该技术主要是通过发端、信道和接收端三部分来实现的。其工作原理为:将需要传输的数字信号在发端输入以后,首先通过扩频码发生器产生的扩频序列将输入的数字信号进行调制,以扩宽其信号频谱,扩频码序列一般采用PN码。然后将扩宽后的信号调制到射频发生器发射出去。调制方式多采用BPSK、DPSK、MPSK等方式。发出的信号在接收端的本地射频发生器接收到信号后立即进行解调,此后再由本地的扩频解调设备产生与发端相同的扩频序列进行信号解扩,使信号恢复到原信号进行输出,从而实现信息的传输。

三、直接序列扩频技术的理论基础

无线通信技术自发展以来,伴随着科学技术的飞速发展也迅速发展。发展至今,人们由通用无线逐渐发展出了专用无线网络,无线通信传输环境变得日趋复杂,同时人们对无线传输网络的传输质量变得日益严苛,所以如何在保证传输质量的同时尽量节约传输信号所占用的频谱宽度便成了当代无线技术不断探索的领域。直接序列扩频技术可以把传输信号在发射端用扩频码进行调制,使得其所占用的频带宽度远大于传输信息所必须的带宽,再在接收端用相同的扩频码进行解扩,以把信号进行还原。这样既节省了频率资源,又可使信号安全送达,保证了信号传输的质量,一次被广泛应用。其理论依据为:

该式是香农在长期的无线通信研究中总结出来的公式,称为香农公式。

式中,C―信息的传输速率(即信道容量,单位b/s),B―频带宽度(单位Hz),S―信号平均功率(单位W),N―噪声平均功率(单位W),S/N―信噪比。

从公式中可以看出,要提高到信号的传输速率,可以通过两种途径实现。一种是提高信号传输的频带宽度,另一种是提高信噪比。在保证信号的传输速率一定时,可以通过提高信号传输的频带宽度来降低对信噪比的要求,这便是直接序列扩频技术的原理,通过增加带宽来降低对信噪比的要求,从而保证信号传输的质量。

该式是柯捷尔尼科夫在其长期研究的潜在抗干扰理论中得出的估算信号传输差错概率的公式。

式中,Pe―信号差错概率,S/N―信噪比,B/Bm―信号带宽比。

由此可以看出,信号差错概率与信噪比和信号带宽比两个因素有关。降低信噪比或信号带宽比均可使信号传输的差错概率减小。因此,在信噪比一定的情况下其差错概率可通过信号带宽比的调整来减小。由这一公式也可以得出直接序列扩频技术抗干扰的原理。

四、 直接序列扩频技术的特点

4.1抗干扰性强

抗干扰性是直接序列扩频技术之所以发展的本质属性。该技术通过扩频序列将要传输的信号的频带进行扩宽,使得窄带干扰基本不起作用,而宽带干扰要想达到干扰目的必须提高相应倍数的总功率,从而避免了无论是来自窄带还是宽带的干扰,保证了传输信号的稳定性。同时,由于在发射端对传输信号进行了扩频处理,要还原信号必须要在接收端用同样的扩频序列进行解扩,在不知道信号扩频码的情况下是不能进行信号还原的,因此这类干扰在扩频技术下是起不到作用,从而保证了传输信号的安全性。

43.2隐蔽性好

由于扩频技术是把传输信号在很宽的频带上进行扩宽,所以单位频带上的信号功率很低,几乎淹没在了白噪声之中,很难进行捕捉。加之,由于不知道扩频码序列,很难获取有用信息,所以这一技术很好的把信号隐藏了起来,使得别人很难对信号进行破坏及获取。

4.3易于实现码分多址

由于扩频技术对不同传输信号进行了不同的扩频码序列扩,在扩宽信号频带的同时,由于不同扩频码之间互不干扰,可以极大地提高频带的重复利用率。同时,发送者可用不同的扩频编码分别向不同的接收者发送数据,接收者也可用不同的扩频编码,接收不同的发送者送来的数据,从而实现多址通信。

五、直接序列扩频技术的发展前景

直接序列扩频技术从发展之初便不断进行改进以适应不断变化的需求环境。但是,其发展至今仍存在一定的技术缺陷,如由于信号的带宽增大使得接收端的信号干扰增多、传输速率在一定程度上受限等。对此,必须对这一技术进行不断地改进与完善,以适应社会的不断发展需求。同时,伴随着无线通信技术的发展,尤其是近几年投入使用的4G无线移动通信技术的发展,直接序列扩频技术也必须进行不断地改进,如朝着网络抗干扰技术、与其他抗干扰技术组合应用等方向发展,才能不断使用当代社会对无线通信安全性、及时性、稳定性的严苛要求,保持其在无线通信抗干扰技术中的地位而不被淘汰。

结语:

直接序列扩频技术是伴随着无线通信技术的发展而产生和发展的。日渐复杂的无线技术通信环境和人们日益严苛的无线通信要求使得无线抗干扰技术也不断发展,直接序列扩频技术作为一种主要的无线通信抗干扰技术之一,从发展之初起便不断进行发展与改进,从起初的军事领域逐步扩展到更为广泛的民用通信领域,并不断进行着改进与完善,以适应现代社会对信号传输稳定性、及时性及安全性的要求。可以预见,在科学技术不断发展的当代社会,直接序列扩频技术必然也会进行不断发展、不断突破,从而更好地适应社会的发展需求。

无线通信技术的原理篇4

关键词:无线局域网;扩频通信;处理增益;直扩;跳频

随着越来越多的WiFi智能手机和终端的出现,无线局域网(WLAN)成为宽带数据业务的主要承载方式。

无线局域网是相当便利的数据传输系统,利用射频技术,取代旧式双绞线构成的局域网络,使得无线局域网络架构简单。无线局域网络工作于2.5GHz或5GHz频段,具有灵活、安装便捷、易进行网络规划调整、易于扩展等优点。随着应用环境的更新与发展,电缆铺设的局域网络重新安装费时费力,成本很高,架设无线局域网络就成为最佳解决方案。与此同时,无线局域网也存在很多不足之处,如网络性能不稳定,无线局域网是依靠无线电波进行传输的,而建筑物、车辆、树木和其他障碍物都可能阻碍电磁波的传输,影响网络性能;传输速率,目前无线局域网的最大传输速率为150Mbit/s,适合个人终端盒小规模网络;安全性,无线信号发散,容易被监听,造成信息泄露。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,系统利用射频无线电或红外线,借助扩频通信技术,实现固定、半移动网络终端对Internet网络进行较远距离的高速连接访问。

无线局域网主要信息安全保障技术有验证与加密、网络嗅探技术还有扩频技术。扩频技术即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)简称扩频通信,是扩展频谱通信的简称,是指用来传输信息所用的带宽远大于此信息所需最小带宽的一种通信方式。扩频通信技术具有抑制干扰能力强、信号功率谱密度低、信号便于隐藏和保密等特点,被广泛的应用于移动通信领域,使得无线通信的信号强度、抗干扰性以及安全性都得到了极大的飞跃。扩频通信系统的重要参数是扩频通信系统的处理增益GP,是扩频信号带宽与原始信号带宽的比值,一般GP值远大于10。

扩频通信是基于信息论和抗干扰理论的信息传输方式,它与卫星通信、光纤通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信系统可以认为是扩频和解扩的变换对,其物理模型如图a、图b所示,(a)发射;(b)接收:

扩频通信系统具备3个主要特征:载波是一种不可预测的,或称之为伪随机的带宽信号;载波的带宽比调制数据的带宽要宽得多;接收过程是通过将本地产生的带宽载波信号的复制信号与接收到的宽带信号相关来实现的。

1 扩频通信技的类型

1.1 直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)

简称直扩(DS)。就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。原理是直接用伪噪声序列对载波进行调制,要传送的数据信息需要经过信道编码后,与伪噪声序列进行模2和生成复合码去调制载波。接受机在收到发射信号后,首先通过伪码同步捕获电路来捕获发送来到伪码精确相位,并由次产生跟发送端的伪码相位完全一致的伪码相位,作为本地解扩信号,以便能够及时恢复出数据信息,完成整个直扩通信系统的信号接收。直扩的优点是抗干扰能力强、抗多径干扰能力强、抗截获能力强、可同频工作、通信速率高。在实际应用中会遇到以下几个问题,频道数减少、带宽增大和信息量增大。

1.2 跳频扩频

又被称为跳频扩频技术(FH)。是指用伪随机码序列进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法。与直扩技术完全不同,跳频系统是靠载频的随机跳变,躲避干扰,将干扰排斥在接收通道以外来达到抗干扰的目的。跳频相当于瞬时窄带通信系统,不会得到直接序列扩频的处理增益。优点是抗干扰,跳频越高抗干扰的性能越好。

1.3 跳时(TH)

与跳频相似,是使发射信号在时间轴上跳变。跳时也可以看成是一种时分系统,不同的在于它不是在一帧中固定分配一定位置的时片,而是由扩频码序列控制按一定规律跳变位置的时片。跳时系统的处理增益是一帧中所分的时片数。

1.4 脉冲调频

模拟磁带地震记录的一种方式。发信端发出射频脉冲信号,在每一脉冲周期中频率按某种方式变化。在收信端用色散滤波器解调信号,使进入滤波器的宽脉冲前后经过不同时延而同时到达输出端。这种记录方式不受与记录条件有关的幅度畸变的影响,提高了抗干扰能力和信噪比。

1.5 混合扩频

将多种基本扩频方法结合起来,以提高系统综合性能。例如:直扩和跳频的结合(DS/FH),跳频和跳时的结合(FH/TH),等。可兼顾各种性能,又比单一扩频技术的效果要好。

2 扩频技术的特点

与其他通信手段相比,扩频通信占用的信道频带宽得多,具有以下特点:

2.1 信号便于隐蔽和保密

保密性好是扩频通信最初在军事通信中获得应用的主要原因。由于扩频系统使用周期很长的伪随机友进行扩频,经调制后的数字信息类似于随机噪声,在接收端进行解扩时,只有采用与发送端同步的扩频码才能正确恢复发送的信息。

2.2 抗干扰性能强

抗干扰能力强势扩频通信最基本的特点。扩频系统的扩展频道越宽,获得的处理增益越高,干扰容限就越大,抗干扰能力就越强。接收端采用与发送端同步的扩频码解扩后,有用信号得到恢复,其他干扰信号的频谱都被展宽了,从而使得落入信息带宽内的干扰强度大大降低,从而抑制了干扰。

2.3 抑制多径衰减

由于扩频通信系统的信号频谱被展宽,所以扩频系统具有潜在的抗频率选择性衰落的能力,此外,扩频通信系统还能有效地克服多径干扰。

2.4 可以实现码分多址通信

扩频通信系统中采用伪随机序列扩频,在实际的通信系统中可以利用不同的伪随机序列作为不同用户的地址码,从而实现码多分址通信。

2.5 可进行高分辨率测距

当需要传输数据,又不具备有线通信条件是,无线扩频通信作为最简便快捷的方法当为首选。扩频通信技术还在一下环境中表现了明显的优越性:有线线路的备份,接入结构和终端用户经常变动,无法铺设有线线路,两个有线网络的连接等。

对于无线局域网来说,最重要的衡量指标是抗干扰性和保密性。扩频通信技术的抗干扰性和保密性使其在无线局域网中的应用十分广泛。

[参考文献]

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[7]胡煜.浅析扩频通信技术的应用及其系统的工作原理.制造业自动化,2012年2期下.

无线通信技术的原理篇5

【关键词】射频信号 无线通信 技术研究 SPI接口 ATC单片机

一、引言

近些年来,随着现代通信事业的快速发展,使得我国的射频技术和通信技术也有了更大的进步,与此同时人们对信息交流提出了更高的要求,这就迫使射频的无线通信技术有了更多的优势功能。由于射频的无线通信技术的硬件简单、操作方便、维修快捷等其它众多优势也促使它逐渐成为了市场的主流。现阶段尽管有线通信技术还在被广泛使用,但是由于它在空间区域难以自由布置工作线路,而且面对现代信息社会的巨大需要,它依然还很难满足等其它的技术问题。此时就需要有新型实用的通信技术来改变这一现状,而射频的无线通信技术正好能够较好地解决这一问题。

二、射频无线通信的工作原理

射频通常是指电磁辐射到所在空间的平均电磁频率,而这种电磁的频率大约在300KHz~30GHz之间,它也经常被称为射频电流。由于这种电流的频率大于10000次,因此它可以广泛运用于无线通信领域中。它的主要作用是把加载好的外界信号进行适当的放大后,快速准确无误的发射出去,再有专门的信号接收装置将所发出的信号接收处理,最后进行还原处理。一般无线通信的基础主要有无线电波、射频信号的传输、多路复用技术和扩频通信。射频设备先通过发送和接收的电磁波进行基础的通信,再利用无线电波传送各种信息。其主要过程为:外界的信号被处理后,经过编码、调制等处理后在加载到射频发射器上,通过射频发射器上将所加载的信号再次放大,让信号附着在射频电磁波上发射出去,同时信号接收者以相反的过程将所接受的信号释放出来,在进行专门的翻译,从而完成信号的传输和接收,即完成通信任务。

三、我国现阶段射频无线通信技术的发展和研究现状

发展现状:由于我国对通信行业的重视力度加大了,从而让通信技术从无到有逐步兴盛起来。随着计算机技术的发展,使得它也发生了翻天覆地的变化,迫使射频无线通信技术有了初步的研发。目前由于它的广泛功能使得它在各行各业都有着运用。另外我国现阶段射频无线通信技术由于发展的较晚,虽然蓝牙无线通信技术、红外通信技术、Home RF技术以及Zig bee技术的出现使射频无线通信技术有了较高的声誉,但是许多功能依然还比较欠缺,因此他还有待于更一步的提高。

研究现状:由于我国政府对射频无线通信技术十分重视,因此尽管它的起步较晚,但是发展的不发极为快速。而且自从中国加入WTO后,与国外的技术交流也变得日益密切,这对射频无线通信技术带来了更好的发展机遇,从而使得研究开发的功能越来越多,使其适应的范围也越来越广泛。

四、目前国内的射频的无线通信技术选择的主要要求

现阶段由于射频的无线通信技术变得越来越规范了,因此对于一个通信系统说,无线通信技术选择的主要要求有以下几点:(一)所选的射频必须要满足相关的无线通信设备的要求,这是能否使射频无线通信工程高效运行的关键。它的选择必须要结合具体的无线通信要求来选择,否则只会严重影响它的正常工作效率和质量。(二)射频无线通信技术必须要能完成相应的功能要求,例如利用蓝牙进行数据传输时,信号的准确和速度是人们极为关注的。因此在选择传输方案时就需要充分考虑到这一功能要求。(三)所选择的无线通信技术对信号的处理必须是稳定性好、抗干扰效果好、可靠性高。除了这些意外,还要考虑他是否是低功耗的最佳方式,因为只有这样才可以提高通信企业的经济效益。(四)所所选择的无线通信技术必须是较为简单的,例如在对SPI接口和ATC单片机开发时,就要尽可能地降低它的复杂程度,这样不仅能够提高开发的效率,也可降低通信企业的生产研究成本。(五)对于整个技术方案的选择必须要是可行的、高效的、合法的、最优化的。可以采用多项技术整合的方式来相互弥补各自功能的缺失,这样就可以充分利用射频无线通信技术资源,最大化的发挥出了它的真正的作用。

五、未来射频的无线通信技术的研究发展方向

目前很多场合的射频无线通信系统可以通过采用SPI接口 和ATC单片机等其它高端工作原理,再结合一些的控制部件,配合相应的电路设备就可以很好地完成多地的空间信号的传输与交流,除此之外它还可以自由的进行数据通信,方便了很多的技术交流。在最近的几年里全球通信技术发展的实非常之快,射频的无线通信技术已经逐步超过固定通信技术,呈现出遍地开花的现状。在未来的发展过程中射频的无线通信技术必须要向数字通信通信技术领域发展,在保证原有功能的同时还要完全逐步完善数字话音、数据、图像传、真等其它优势功能。另外对于它的研究方向必须要形成一个标准化和国际化系统,这样才能更好地促使他向前发展,这不仅是射频的无线通信技术的研究,更是时展的需要。

六、结束语

高端的无线射频通信技术更是备受研究家门的欢迎,从而这也促使了射频的无线通信技术得到了前所未有的进步,这无赖于是有助于我国的无线通信行业能够快速走向国际化市场。射频无线通信技术改变了有线通信极不方便的这一劣势,能够更好的满足了当今社会快速发展的巨大需要。

参考文献:

[1]刘长军,黄卡玛,闫丽萍编著,射频无线通信电路设计,科学出版社,2005

[2] 池保勇,余志平,石秉学, 射频的无线通信技术研究,清华大学出版社,2006

[3]文光俊,谢甫珍,李建,无线通信射频电路技术与设计,电子工业出版社,2010

无线通信技术的原理篇6

1 现代无线通信技术的发展

当前的无线通信技术发展的现状可以用朝气蓬勃,生机盎然来形容,人们对于无线通信技术的需求使得无线通信技术发展前景将非常光明,表现在两个重要方面就是无线通信技术的用户数量始终保持着强劲的增长势头,另一个方面是无线通信技术领域的技术研发和应用一直非常活跃,使得新技术一经问世便会引起广泛探讨。

2 现代无线通信技术的热点问题

2.1 3G移动通信技术

3G是第三代移动通信技术,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术,3G服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百kbps以上。目前3G存在3种标准:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。3G技术归结其成为最大热点的原因,首先体现在,3G技术是目前最为成熟的技术,其技术标准已经趋于完善,并被广泛认可和接受。其次,3G技术的普及也是较为广泛的,目前的3G用户数量也呈现一个较大的增长趋势,我国对3G技术也一直积极建设。

2.2 LTE长期演进技术

LTE技术是无线通信技术的又一热点技术,是介于3G和4G技术之间的一个过渡技术,与3G技术相比LTE 有了明显的提升,并很好地弥补了3G技术存在的不足,LTE中的很多标准接手于3G UMTS的更新并最后成为4G移动通信技术。其中简化网络结构成为其中的工作重点。需要将原有的UMTS下电路交换+分组交换结合网络简化为全IP扁平化基础网络架构,总而言之,LTE虽然并非是真正的4G技术,但却比3G技术有明显更多的优势,它也自然而然地成为了无线通信技术领域里一个重要的热点,为无线通信技术领域的技术发展提供了参考。

2.3 无线局域网技术

无线局域网技术是最被大众所熟知的一个无线技术热点,中文翻译为微览,它是相当便利的数据传输系统,它利用射频(Radio Frequency; RF)的技术,取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络,使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它,达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。无线局域网具有方便、灵活、安装简单、易于故障排除业务拓展等特点是活跃在无线通信技术上的一大流行热点之一。

2.4 WimaX技术

WimaX的中文翻译为全球微波互联接入,伴随着宽带无线技术的发展,无线通信领域有开拓了新的宽带接入领域研究,wimax相对于wifi相比,它的接入优势要更为明显,有人说wimax技术打破了无线通信技术的产业格局,特别是对3G技术形成了强有力的冲击,这种说法具有一定的道理,但wimax的技术发展还没有3G那么成熟,一些技术方面的问题还有待提高。

3 无线通信技术的前景展望

无线通信技术在取得蓬勃发展的同时我们应该看到,无线通信技术领域有着非常广阔和美好的发展前景但也是机遇与挑战并存,总的来讲无线通信发展有这样几个趋势:

满足个人需求。随着无线通信技术的发展,我们看到无线通信技术朝着满足个体需求的方向上发展,最明显的体现就是在无线电脑和智能手机的应用上,二者在当前市场有非常广阔的发展前景,由此也不难预见无线通信将朝着满足个体需求的方向上发展。

创新需求。创新是任何行业保持生命力的根本原因,特别是对于现代无线通信行业这个发展飞快,创新就显得更为重要了,只有与科学技术相融合,适应时代、市场和科技的需求来进行创新化,克服技术改革中的难题,加大科技投入,才是现代无线通信技术发展的根本要求,和前进方向。

无线通信网络的融合与互补。结合当前的无线通信技术来看,各种无线通信技术各有各自的优点,也各有各自的不足,无线通信技术在发展的过程中必然会注意到加强技术间的融合,让各项通信技术发挥自己的长处,满足无线通信的技术要求,促进无线通信技术的开发与发展。

4 总结

通过对无线通信技术的热点探究,可以了解当前无线通信技术发展的状况,并对无线通信技术将来的发展提出展望,如今的无线通信技术正在进入一个全面普及的状态,虽然地区间经济发展的因素影响着无线通信技术的普及,但还是可以看到无线通信技术正以一个迅猛的状态增长,随着用户需求对于无线通信技术的要求增加,无线通信技术行业也正在面临前所未有的挑战和机遇,通信技术的创新将是推动其发展的重要动力。

参考文献

[1]熊卿青,邓媛嫄.现代无线通信技术的现状分析及其发展前景[J].科技创新导报,2012,02:31.

[2]石泰山.无线通信技术的热点及发展趋向探析[J].网络安全技术与应用,2014,05:231+233.

[3]翟品,陈亮.现代无线通讯技术发展现状和发展趋势探究[J].科技传播,2014,06:220+230.

[4]赵璐,张坤.对现代无线通信技术若干理论问题的研究[J].民营科技,2009,09:51.

无线通信技术的原理篇7

关键词:OFDM的原理;OFDM的优点;OFDM的应用

1 OFDM技术的原理

OFDM是一种高效的数据传输方式,其基本思想是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各子载波并行传输。这样,尽管总的信道是非平坦的,具有频率选择性,但是每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽,因此就可以大大消除信号波形间的干扰。OFDM相对于一般的多载波传输的不同之处是他允许子载波频谱部分重叠,只要满足子载波问相互正交,则可以从混叠的子载波上分离出数据信号。

2 OFDM技术的优点

由上述原理可以分析得出,OFDM技术相对于其他的一些调制技术,主要有以下四方面优点。首先是其频谱利用率高:由于OFDM系统各个子信道之间存在正交性,允许子信道的频谱相互重叠,因此和常规的频分复用系统相比,OFDM系统可以最大限度地利用频谱资源,这点对于目前频谱资源稀缺的无线环境是非常重要的。其次是它可以有效地对抗符号间的干扰:由于OFDM系统采用多个正交子载波并行传输数据,把高速数据流经过串/并转换,调制到各个子载波上进行并行传输,使得各个子载波上的数据符号持续长度相对增加,这样在每一路上的数据速率大大降低,从而可以有效地减小无线信道的时间弥散所带来的ISI。另外其系统的实现也比较简单:由于OFDM的调制和解调方式分别是采用IDFT和DFT来实现的。在子载波数很大的系统中,可以通过采用FFT来实现。随着大规模集成电路技术与DSP技术的发展,IFFT和FFT的实现都十分容易,这也进一步地推动了OFDM技术的发展。它还可以有效抵抗窄带干扰:因为窄带干扰只能影响一部分的子载波,而与单载波系统相比,OFDM传输技术最重要的优越性体现在频率选择性衰落信道上,当一个子载波受到衰落影响时,其他的子载波仍然可以正常传输数据,因此OFDM系统可以在某种程度上抵抗这种窄带干扰。

3 OFDM技术的应用

3.1 地面广播传输中的OFDM应用

因为数字广播系统的音频和视频编码朝着国际上同一的标准发展,所以数字外部广播链路的信源编码采用同一标准。信源的比特率要在传输容量与信源的质最之间找到一个平衡点。DTT中的OFDM的有效码元的长度要考虑传播路径的延时和时变衰减。同时这个参数还取决于硬件的限制,即硬件技术的发展对OFDM装置性能的改善起着重要的作用。传统情况下,在大规模的电视直播传输中需要大量的接收基站和定向天线,当应用OFDM-DTT时,可以减少基站的数量并应用非定向的天线。又由于它的良好的抗多径传播性能,OFDM调制方案还能够形成单一频率网络。

3.2 电力线通信中的OFDM应用

电力线不同于普通的数据通信线路,当作为一种数据传输的媒介时遇到许多干扰,为了克服各种干扰,电力线通信系统可主要用OFDM等调制技术。OFDM调制技术可以高效利用带宽,因此可采用更先进的通道编码技术,能够在窄带干扰、脉冲噪声和频率选择性衰减的情况下提供非常可靠的通信。

3.3 宽带无线中的OFDM应用

OFDM技术应用于无线局域网IEEE802.11和HiperLAN2以及无线城域网IEEE802.16等系统。其中,在802.11a标准中,OFDM在20Mhz频段能够提供高达54Mbit/s速率的原始数据传输。其中802.16a标准规范中明确定义了OFDM技术作为无线数据传输方式,并规定在特许频段,可以使用单载波调制或正交频分复用,而对于非特许频段,必须使用正交频分复用调制方式。

3.4 4G中的应用

4G中OFDM将与MIMO相结合,与目前使用天线不同,MIMO技术在发送端将要发送的信息空时编码形成多个信息流,再用多天线发送,在接收端用多个天线接收,这样就能利用信道传输中的多径分量,在不需要增加频谱资源和天线发射功率的情况下可以成倍地提高信道容量,但MIMO技术对频率选择性衰落无能为力,而OFDM在这方面有其独到优势,因而两者的结合将会发挥更大的优势,成为实现4G中的更有效的方法。

4 结束语

OFDM技术凭借其抗干扰能力强、频谱利用率高、系统实现简单、成本较低等等原因越来越得到人们的关注。随着人们对于通信数据化、宽带化、移动化和个人化的更高需求,OFDM技术在移动通信领域、无线宽带领域以及第四代通信领域将得到越来越广泛的应用,前途无量。

[参考文献]

[1]韩湘.基于导频的OFDM信道估计[J].现代电子技术出版社.2003年.

[2]佟学俭.OFDM移动通信技术原理与应用[M].人民邮电出版社.2005年.

[3]韩艳春.OFDM系统的同步技术研究[D].重庆大学博士论文.2007年.

无线通信技术的原理篇8

[关键词]无线通信 抗干扰技术

中图分类号:R54041 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0030-01

在通信领域中,无线通信技术正以惊人的速度发展,特别是个人移动通信蜂窝小区的快速发展,使用户摆脱了有线的控制,使得信号的传输更为方便快捷。但同时,我们也应该看到,在手机通话的过程中,有时候会遇到掉线、信号质量差、杂音出现等现象,这些现象就是无线信号之间相互干扰的结果。在无线通信领域内,现在是新旧系统共存在一个体系中,最新的通信技术和我们最早采用的旧技术是共存的,而且这种状态还会一直存在下去。并且其他的无线信号设备如无线局域网、数字视频广播等信号也会在这个体系中存在。这就是我们经常在无线信号塔上看到多种多样的天线林立,在这个体系中可以说是存在各种各样的无线信号,它们之间很有可能会产生相互干扰,通信的天空也会变得越来越拥挤,那电话掉线、信号质量差、信号之间互相干扰也就很正常了。但是,为了保证无线通信的质量,信号抗干扰技术也应运而生,并在通信领域内起着重要的作用。

一、无线通信网络中射频干扰成因与对策

在无线通信领域中大多数的信号干扰都是无意的,只是其它的信号收发过程中产生的阻滞。通常的情况下,干扰信号只影响接收器,而且大多数的干扰源来自于基站的外部,也就是你直接控制的范围之外。

1.未经许可的发射器

发射器的发射都有一个频段,未经许可的发射器的发射频段可能和你的发射器频段相同,因为没有注册,所以就象是无证经营一样,因此,在通信行业中坚决取缔这类发射器是避免这种情况出现的最好办法。

2.发射器配置不正确

由于故障或是发射器的配置不正确,可能造成两个服务商在同一个频率上发射信号,产生冲突的发射器服务商会急于纠正这个问题,以便恢复正常的通信,这种情况可能会偶尔出现,影响你的接收。

3.发射器信号互调

发射器信号互调有两种情况,一种是发射器自身的信号互调,两个或两个以上的信号混在一起形成新的调制信号,其中最常见的互调是三次互调,都不是我们希望的任何一种信号;另一种是与其他发射器的信号混在了一起,也是形成了一个新的频率的互调信号,在这种情况下肇事者是发射器,因此,在同时使用多个不同频率的发射塔上,把所有的发射器都安装上窄带滤波器和绝缘子是防止出现这种现象的有效措施。

4.外界原因造成的互调

发射器并不是互调信号的唯一来源,而来自外界的物理结构的变化使信号互调中无法阻止的。当发射器功率很大时,附近生锈的白铁皮房顶或者是围墙都能起到非线性二极管的作用,它们的变化还与天气因素有关,因此,这种变化是很难防止的,在排除干扰时要考虑这种因素的影响。

5.信号覆盖区域重叠

引起信号覆盖区域重叠的原因很多,你的网络和其他网络的覆盖区域在一个信道或是多个信道上超过规定的范围,天线位置不正确、发射器功率过大或是外部环境的变化都可能引起信号覆盖区域重叠,比如原来这里有一栋高楼,当拆除这栋高楼后周围的信号覆盖就会发生变化,可能引发覆盖区域重叠。

6.广播发射器谐波

一些广播电台发射的大功率信号源可能产生信号谐波,例如一个10MW的发射器很容易产生一个10M的谐波,这个谐波足以干扰附近的移动通信,象这样的情况避免发生谐波的方法是移迁通信天线以避开发射器,或者是重新分配频率方案使得造成冲突的发射器附近的通信基站使用的是不受其谐波能量影响的信道。

二、抗干扰信号处理技术

随着通信技术的发展,干扰和抗干扰技术也在不断的发展进步,以下是常采用的新型的抗干扰技术。

1.扩频技术

扩频抗干扰的基本原理是降低干扰的功率密度或碰撞概率,但不能完全消除误码。通过扩频技术,可以把信号隐藏在噪声中,采用很宽的频带形成伪噪声通信,这对窄带干扰会有很强的抗干扰能力。

2.快速跳频

快速跳频是针对中、低速跳频通信系统易受跟踪式干扰而采用的一项技术,它的原理是:移动通信系统以高于信息速率的跳速在很宽的频带上进行频率跳变,比目前的跳速提高100倍以上,它能有效地对抗敌方的跟踪式干扰和转发式干扰,能消除宽带移动中多径效应造成的不利因素,大大提高数据传输时的误码性能,从而提高可通率。

3.多输入多输出技术

MIMO是近年来在无线传输领域出现的一项新技术,它采用在发射端通过多个发射天线传送信号,在接收端使用多个接收天线接收信号,这种技术可以极大地提高无线通信的性能和容量。由于MIMO技术提供的信道容量大,这就为数据率提供了一个很大的变化范围,因此,在速度域上能实现抗干扰;另外,MIMO技术与OFDM、时空编码相结合,就能实现在时域、频域和空域上的抗干扰,是一项正在深入研究的新技术。

4.虚拟智能天线技术

虚拟智能天线技术是通过使用同一地理区域或类似的其他通信设备天线之间的相互作用,实现了类似智能天线的功能,提高了天线信号接收端的干扰比和抗干扰性能,一个智能天线能同时抑制来自不同方向的多个敌方干扰,使信号干扰比提高很多。实现智能天线技术的关键是多通道信号处理和多通道信号的交互,智能天线的抗干扰技术不亚于一部抗干扰电台,智能天线技术已发展较为成熟。

5.软件无线电技术

软件无线电技术是将模块化、标准化的硬件单元以总线或网络的方式连接构成基本平台,并通过网络加载实现各种无线通信功能。它可以实现各种电台互联互通的无线网关,可实现空中转信的多功能空中平台,可进行智能化通信侦察与抗干扰的电子对抗系统。

总的说来,无线通信的抗干扰技术已经发展到了一定的程度,从发展趋势上看,不再仅仅局限于信号处理上,而是向多元化、综合抗干扰的方向发展。凡事都有利弊,各种无线信号多了起来,而这个空间是一定的,信号之间必然会产生相互干扰,所以,随着无线信号的发展,抗干扰的技术应运而生,它在保障信号的畅通方向起至关重要的作用。

参考文献:

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