几种无线通信方式的概念

1、红外通讯

 

红外通信是利用红外线来传输信息的通信方式。 它可以传输语言、文学、数据、图像等信息。 红外通信系统一般由红外发射系统和接收系统组成。 例如,飞机机舱内使用的红外通信系统采用低功率近红外线(波长0.72~1.5μm)来传输信号。 对人体健康尤其是人眼没有任何有害影响,也不会干扰飞机与陆地的连接。 无线电通信。 红外通信的主要特点是容量大、保密性强、抗电磁干扰性能好、设备结构简单、体积小、重量轻、价格低; 然而,大气通道的传播很容易受到气候的影响。 红外线的波长范围为0.7μm~1mm,其中300μm~1mm区域的波又称为亚毫米波。 大气对红外辐射传输的主要影响是吸收和散射。

2.大气激光通信

激光通信是利用激光来传输信息的通信方式。 激光是一种新型光源,具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特点。 根据传输介质不同,可分为大气激光通信和光纤通信。 大气激光通信是以大气作为传输介质的激光通信。 光纤通信是利用光纤来传输信号的通信方式。 大气激光通信可以传输语言、文本、数据、图像等信息。 具有通信容量大、抗电磁干扰、保密性强、设备轻便、机动性好等优点。 然而,在使用时,很难将光收发器天线彼此对准。 通信距离仅限于视距(几公里到几十公里),而且很容易受到气候的影响,在恶劣的天气条件下,甚至可能会导致通信中断。 大气激光通信可用于河流、湖泊、边防、海岛、山峡谷等场所的通信; 也可作为微波通信或同轴电缆通信中断修复时的临时替代设备。 波长接近0.5/1m的蓝绿激光器可用于水下通信或海底通信。 大气层外的激光通信称为空间激光通信。 优点是传输损耗小、传输距离远、通信质量高。 主要用于卫星间通信。

3.长波通信

长波通信是使用波长超过1000米(频率低于300KHz)的电磁波的无线电通信。 可细分为长波(波长10~1000米)、甚长波(100km~10km)、超长波(10000km~1000km)和极长波(10,000~160,000公里)频段通信。

长波通信(包括长波及以上)主要靠地波沿地球表面传播,也可在地面与高空电离层之间形成的波导中传播。 通讯距离可达数千公里甚至数万公里。 波长越长,传输速度越快,衰减越小,穿透海水和土壤的能力越强,但相应的大气噪声也越大。 主要用于海上通信、水下通信、地下通信和导航。 由于其传播稳定,受太阳耀斑或核爆炸引起的电离层骚扰影响较小。 它还可以用作防止电离层骚扰的备用通信方法。

4.中波通信

中波通信是利用波长为1000~100m、频率为300~3000KHz的电磁波的无线电通信。 中波段是无线电通信发展初期使用的波段之一。 根据国际电信联盟(ITU)无线电规则的频率划分,526.5~1606.5KHz频段的中波用于幅度广播。 低于广播频段的中波通常用于中短程无线电导航以及飞机和船舶的无线电通信。 广播段以上中波除了用于飞机、船舶通信外,还用于无线电定位,常用于军队近距离战术通信。

5、短波通信

短波通信是利用波长100~10m(频率3~30MHz)的电磁波的无线电通信。 也称为高频通信。 短波通信主要依靠天波传播。 它可以被电离层反射一次或多次,传输距离最远。如果根据气候、电离层电子密度和高度的每日变化以及通信距离等因素选择合适的频率,可以远距离传输。可以用更小的功率进行通信。 短波通信设备相对简单,机动性强,因此也适用于应急通信和救灾通信。 随着新技术的发展,利用计算机自动测量传播参数并自动选择最佳通信频率进行高频自适应通信。 这不仅允许短波通信随时保持开放,而且使数据速率高达 4800 bit/s。 数据通讯。

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6.扩频通信

技术背景:传统的模拟无线通信一般采用调频(FM)和调幅(AM),无法满足高速数据通信的要求。 进入20世纪80年代后,数字无线数据通信方式成为主流。 其调制方式包括幅度键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。 其优点是易于使用先进的数字信号。 均衡技术、编码技术等处理技术提高了数据传输速率和传输可靠性。 实际的系统如GSM、IS-54等。但是,这些系统也存在一些缺点,如表6-1所示。

表6-1:传统无线通信与扩频通信相比的缺陷

扩频通信技术即扩频通信技术,是指传输信息带宽的技术。 这样的系统称为扩频系统或扩频系统。 其基本原理及优点:扩频通信在调制方式上与传统数据通信无异,包括ASK、FSK、PSK和QAM,未来将迅速发展。 不同的是在调制之前添加了调制。 在扩频处理步骤中,将要传输的符号用特征码进行扩展,扩展后的符号称为码片; 在接收端还增加了解扩处理步骤,将N个码片恢复为一个符号。 这就是扩频通信的基本原理。 扩频通信的优势是由扩频操作中使用的签名码——伪随机序列(PNCODE)带来的。 伪随机码具有双值自相关特性,保证了同步相关运算得到的输出远大于非同步相关运算的输出值。 这大大减少了时间差大于一码片时两个传播路径之间的干扰。 这就是通常所说的扩频抗多径原理。 同时,相关解扩过程还可以大大降低窄带脉冲干扰,例如一般工业噪声、环境噪声等。特别值得一提的是,由于解扩过程积累了N个码片的能量,接收信号可以允许电平低于噪声,只要累加得到的能量满足信号判决的要求即可。 这一性能使得扩频通信技术首次在军事保密通信系统中得到广泛应用。 扩频通信的抗多径性能使得移动通信信道的相关带宽不再成为限制通信速率的障碍。 因此,可以通过扩频通信方式实现高速数据通信。 传输速率受到信号处理速度的限制。 可见,扩频技术在提高数据通信速率、提高数据通信可靠性方面比传统数字通信要好得多。 同时,由于所有用户可以共享相同的频段,大大简化了网络系统规划,使系统能够高度灵活地适应业务的增长和变化。

扩频通信是一种用于传输信息的射频带宽比信息带宽多10至100倍的通信系统。 信息本身不再是决定传输带宽的决定性因素。 传输带宽主要由发送端和接收端预先确定的扩频码(也称地址码)序列决定。 扩频通信的特点是它具有许多传统通信系统所不具备的优点。 详见下表6-2; 其特点见下表6-3。

表 6-2:扩频通信的优点

表 6-3:扩频通信的特性

扩频技术包括以下几种方法:直接序列扩频,简称直接扩频,记为DS(DirectSequence); 跳频,记为FH(Frequency Hopping); 跳时,记为TH(Time Hopping); 线性调频,标记为芯片。 除了以上四种基本的扩频方式之外,还有这些扩频方式的组合,比如FH/DS、TH/DS、FH/TH等。通信中应该比较多的主要是DS/FH和FH/ DS。

7. 空间通讯

空间通信是针对航天器(或天体)的无线电通信。 航天器也称为太空飞行器或太空飞行器。 它是在地球大气层以外的宇宙空间中运行、基本上按照天体力学定律运行的飞行器。 空间通信的基本形式包括地球站与航天器之间的通信、航天器之间的通信以及地球站之间通过航天器转发或反射的电磁波进行通信。 航天器包括人造地球卫星、空间探测器、载人航天器、空间站和航天飞机; 地球站是指位于地球表面(包括陆地、水域和大气层)的通信站。

复杂的空间通信系统是上述各种通信形式的组合。 提供的主要服务如下表7所示。

表7:空间通信提供的主要服务和功能

用于空间通信的频段范围从超长波到毫米波和激光。 空间通信设备要求体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、寿命长,能在恶劣环境(振动、加速度、高真空、低温、粒子辐射等)下工作。 对地球站设备的要求是高发射功率、高接收灵敏度、自动捕获、跟踪、测量和控制目标的能力,以及快速或实时处理信息的能力。

空间通信已广泛应用于各种卫星应用系统(通信、导航、测地定位、侦察、气象观测、地球资源探测等)、各种载人航天器、空间站、航天飞机、各种行星、卫星和星际探测器、以及各种航空航天测控。

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