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1無線電通信技術的發展歷程
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生,并當眾展示了他發明的無線電接收機,那天俄國當局定為“無線電發明日”。
1896年3月24日,波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米,做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結如下:
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,筆者認為,我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試,主要可總結一下八點:
3.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3],尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。
.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性,利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向,一旦連接到Internet上的話,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。
3.8提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發展歷程,無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,但面對我國12億人口的通信需求,無線電通信技術普及率低的問題,面對我國12億人口,網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時,無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,為市場提供豐更加富的選擇,滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這要求我們積極加快無線領域的科技進步,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
1896年3月24日,波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米,做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結如下:
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,筆者認為,我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試,主要可總結一下八點:
3.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3],尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。
3.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性,利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向,一旦連接到Internet上的話,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。
3.8提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發展歷程,無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,但面對我國12億人口的通信需求,無線電通信技術普及率低的問題,面對我國12億人口,網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時,無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,為市場提供豐更加富的選擇,滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這要求我們積極加快無線領域的科技進步,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
[2]《數字與模擬通信系統》LeonW.Couch,II電子工業出版社.
[3]《現代通信原理》曹志剛清華大學出版社.
1.光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。
2. 光纖通信技術的特點
(1) 頻帶極寬,通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2) 損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖損耗可低于0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低;若將來采用非石英系統極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。
(3) 抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受人為釋放的電磁干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
(4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導結構中,而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內光纖總數很多,相鄰信道也不會出現串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。
除以上特點之外,還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設;光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統中,進行工業監測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。
3. 光纖通信技術在有線電視網絡中的應用
20世紀90年代以來,我國光通信產業發展極其迅速,特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加,全網的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用 SDH +光纖或ATM+光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統,鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播,采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節目在各地都可以下載,也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目。
有線電視網絡在全國各地已基本形成,在有線電視網絡現有的基礎上,比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現有的有線電視網,而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區的 CATV已經是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV 大多是單向傳輸,上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網 PSTN 中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網。
現在光通信網絡的容量雖然已經很大, 但還有許多應用能力在閑置, 今后隨著社會經濟的不斷發展, 作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力, 推動通信網絡的繼續發展。因此, 光纖通信技術在應用需求的推動下, 一定不斷會有新的發展。
參考文獻:
[1]王磊,裴麗. 光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息,2006,(4)
1 引言
擴展頻譜技術是抗干擾通信中的主要應用技術。目前,該技術已在戰術抗干擾通信、衛星通信、數據信息分發以及衛星導航等系統和設備中得到了廣泛應用。在戰術抗干擾通信中,基于跳頻抗干擾體制的跳頻電臺和基于直擴抗干擾體制的直擴電臺等是主要抗干擾通信設備。
本文分析了外軍抗干擾通信設備的應用現狀和抗干擾通信技術的發展動態。
2 外軍抗干擾通信設備的應用現狀
外軍跳頻抗干擾技術及其設備的發展可以歸結為三代產品。20世紀70年代中后期至80年代初期,外軍開始推出第一代跳頻通信設備,即模擬跳頻電臺,以較低跳速、較窄帶寬為特征;80至90年代,開始推出第二代跳頻通信設備,即數字跳頻電臺和數字跳頻接力機等,以較高跳速、數字話音、數據通信為特征;目前正在發展的是第三代跳頻通信設備,以多頻段、多模式、多功能自適應數字跳頻技術以及有關特殊的跳頻技術為特征。
在應用上,外軍現役通信抗干擾設備有以下一些基本特點:
(1)大部分無線電臺(短波電臺、超短波電臺等)采用純跳頻體制,少部分超短波電臺采用窄帶直擴/跳頻組合的體制;
(2)短波跳頻電臺跳速的實用水平一般為數跳~100跳/秒(以下簡寫為hop/s),大部分在50hop/s以下,很少為1000hop/s以上的高速跳頻;受天調技術的限制,其跳頻帶寬通常為數百kHz的窄帶跳頻,只有極少數采用新體制的短波跳頻電臺才達到了較大的跳頻帶寬;
(3)超短波跳頻電臺跳速的實用水平一般為100~500hop/s,多為中速跳頻;
(4)微波接力機既采用了跳頻體制,也采用了直擴體制,;設備已數字化、系統化、固態化,可靠性高,但其綜合抗干擾性能還有待于進—步提高;
(5)大部分現役通信抗干擾裝備采用單頻段,少數采用多頻段;
(6)一些國家,特別是軍事強國,通信抗干擾裝備已形成了較大的裝備規模。
3 抗干擾通信技術發展動態分析
20世紀90年代以來,擴展頻譜技術趨于完善,在應用上取得了突破性的進展。外軍相繼推出的數10種新型通信抗干擾設備,代表了當今抗干擾通信技術的發展趨勢,主要有以下幾個方面:
(1)提高抗跟蹤干擾能力是現階段跳頻通信的重點問題之一
提高跳頻通信抗跟蹤干擾能力的技術動態主要有兩個方面,一是適當提高跳速,二是采用變速跳頻。目前,外軍具有跳頻網分選能力的實用跟蹤干擾機的跳速短波為幾十hop/s,超短波為幾百hop/s。由于技術和成本等原因,目前還未見可以對付信號密集條件下的較高跳速的實用跟蹤干擾機的報導。外軍較新的跳頻通信設備,如美國的HF—2000,瑞典的TRC—350,法國的ALCATEL111等,均采用了中高跳速跳頻,以提高其抗跟蹤干擾能力。值得注意的是,外軍有些跳頻通信設備大幅度提高跳速,并不是以提高抗跟蹤干擾能力為出發點的,其主要目的是利用相應的技術體制,由高跳速提高數據傳輸速率。提高跳速還便于糾錯處理。當然,提高跳速也會引起其它問題,需要綜合考慮。
變速跳頻是抵抗跟蹤干擾的有效措施之一,外軍現役跳頻電臺中也有所采用,但多是半自動變速或有限種跳速隨機變速,還沒有實現真正意義上的變速跳頻,通常將其稱為準變速跳頻。論文大全。
(2)提高跳頻通信抗阻塞干擾的技術措施日趨成熟
最初提出跳頻抗干擾體制實際上是以抗阻塞干擾為出發點的。長期以來很多國家和不少學者都致力于跳頻通信抗阻塞干擾技術的研究,目前已取得了較好的進展,有些技術已得到了成功的應用,有些還處于研究之中。
跳頻通信抗阻塞干擾技術的實用化研究成果主要有:在短波波段采用自適應選頻與跳頻相結合的體制,即將經過LQA(鏈路質量分析)選出的最佳或準最佳頻率作為跳頻頻率表生成的基準;在超短波波段采用具有FCS(頻率控制系統)功能的跳頻體制,即在一般的窄帶干擾情況下,使用常規跳頻,在遇到寬帶阻塞干擾時,自動轉到FCS功能,在當前最佳頻點上定頻工作,一旦寬帶干擾消失,又可回到跳頻方式上工作;在UHF波段采用了頻率自適應與跳頻相結合的體制,即在跳頻通信過程中自動檢測和刪除受干擾頻率,使系統在無干擾或干擾較弱的頻點上跳頻。另外,擴展頻段和跳頻帶寬也是提高跳頻通信抗阻塞干擾的有效途徑之一,如下所述。
(3)拓寬現有頻段、發展多頻段是通信抗干擾裝備的重要發展趨勢
拓寬現有頻段、發展多頻段除了有利于協同通信和全頻譜作戰以外,也為提高通信裝備的戰場適應能力提供了選擇的余地,對于提高跳頻通信抗阻塞干擾能力更為重要。在外軍新一代通信抗干擾裝備中,包含HF/VHF、VHF/UHF和HF/VHF/UHF多頻段的跳頻電臺或定頻電臺就多達數十種之多,這是外軍新一代通信抗干擾裝備的重要發展趨勢。
在拓寬頻段方面,少數短波電臺的頻段范圍已拓寬到1.6~50MHz,如美國的RF—500短波電臺等;少數超短波電臺的頻段范圍拓寬到30~108MHz,如比利時的BAMS超短波電臺等,增加了20MHz的帶寬。
在研制多頻段通信抗干擾裝備方面更是如火如荼,電臺以HF/VHF/UHF三個頻段的為典型特征,如:美國的AM—7177A/ARC—182(V),加拿大的AN/GRC—512(V)多頻段電臺等。
隨著軟件技術和高速處理芯片的發展,多頻段、多功能(MBMFR)抗干擾通信裝備是目前的重要發展方向之一。
(4)提高短波跳頻數據傳輸速率取得了突破性進展
自從短波通信出現以來,由于通信體制、器件以及空中信道等原因,使其數據傳輸速率一直限制在2.4kbit/s以下。在跳頻體制下,由于需要數據壓縮,實現短波高速數據傳輸更為困難,其有效數據速率一般還達不到2.4kbit/s。
近年來,對這一難題的研究取得了突破性進展,如美國休斯公司研制的HF2000,跳速為2560hop/s,在不采用信道均衡技術的情況下,數據速率為2.4kbit/s;美國Sanders公司推出的CHESS系統,以差分高跳速(5000hop/s)體制實現了4.8~19.2kbit/s的高數據率,首次突破了2.4kbit/s的限制,較好地解決了短波高速數據傳輸的難題。
(5)直擴體制的發展與應用
直擴體制目前還是主要用于微波及衛星通信系統,少數國家也將直擴體制在低頻段嘗試應用,但由于直擴體制固有的弱點,使其在戰術電臺中仍然沒有得到實際的應用。為了增強其實用性,直擴體制是伴隨著自適應濾波、自適應調零天線以及可變直擴帶寬等技術的應用而發展的。盡管這幾項技術在直擴通信裝備中被廣泛采用,但是近些年還幾乎未見有突破性的報導。比如自適應濾波的收斂速度、抗窄帶干擾的個數、陷波深度及其能量損失、自適應天線的調零增益等,并且對于窄帶直擴與寬帶直擴利弊的爭論也未見分曉。不過,對于多進制直擴的優勢已基本達成共識,并在外軍直擴通信裝備中得到了廣泛應用。論文大全。
(6)綜合抗干擾體制及技術的應用
目前,采用綜合抗干擾體制的典型標志之一是跳頻、直擴和跳時三種基本抗干擾體制的組合應用,特別是在VHF/UHF及其以上頻段更是如此。
除此之外,很多通信抗干擾設備采用了頻率自適應、窄帶干擾自適應濾波器、跳頻濾波器、交織糾錯、猝發傳輸、變速跳頻、變帶寬直擴以及自適應天線調零增益等增效措施。有些通信抗干擾設備,特別是短波跳頻電臺,具備了猝發數據傳輸的能力,提高了抗干擾、抗截獲和抗測向能力;有些通信抗干擾裝備增加了GPS定位功能,可與跳頻同步相結合,提高了綜合應用能力。論文大全。從總體上看,外軍通信抗干擾設備體現了頻率域、時間域、空間域、調制域、速度域等多維空間抗干擾技術的綜合以及擴譜抗干擾技術與非擴譜抗干擾技術的結合。
4 結束語
本文基于所收集的國外戰術抗干擾通信設備技術資料,對抗干擾通信的技術發展動態進行了綜述。近年來,盡管我國抗干擾通信技術和裝備得到了長足的發展,在有些方面已達到國際先進水平,但總體上與國際先進水平還存在一定差距。希望本文能對我國抗干擾通信技術和裝備的發展起到一定指導作用。
參 考 文獻
1 張傳慶,羅蓉媛,陶香云等.外軍抗干擾電臺匯集.信息產業部電子7所,2006.7
2 羅蓉媛,陶香云.外軍抗干擾電臺技術的進展. 1999軍事通信抗干擾研討會論文集,南京,1999.10
一、衛星通訊的當前情況
1964年,國際通訊衛星組織INTEL-SAT在美國總部成立,同年發射了地球上有史以來第一顆商用衛星,經過大半個世紀的不斷發展的壯大,相比較二十世紀五十年代的衛星通訊,如今的衛星通訊取得了許多突破性進展。衛星通訊被大范圍的應用于農業、商業和軍事等各個與我們息息相關的方面。在日常生活中,衛星通訊占據了很高的地位,例如精彩絕倫語音廣播和電視廣播都是靠衛星通訊提供技術支持,為偏遠地區提供了必不可少的通信,也為發生了嚴重自然災害的地方提供了緊急通信,并為各種重大事件提供了及時的實況直播。
總之,為人們日常的生活提供了巨大便利。在軍事領域,衛星通訊也發揮著巨大能力。新世紀的到來,科學技術得到了前所未有的發展,生產力也隨之增長,這也為衛星通訊技術的發展提供了強有力的理論支撐和科技幫助。
二、衛星通訊新技術
2.1星上信號處理
早期,采用透明轉發器實現中級傳輸是GEO衛星通訊的常用手段,用戶可以根據自身需要,租用不同頻率的轉發器,有較強的靈活性是這種信道資源的一項優勢。
2.2星上交換
支持星上交換是OBP最重要的一個作用。其中,再生式的OBP由于其能獲得各路信號所傳輸的數據流,能支持任何方式的交換,比如程控電路交換、ATM交換和IP交換等等。特別是,IP交換的技術若能在星上實現,那么地面因特網和衛星網之間的鏈接就會變得非常簡單和方便。
2.3空間激光通信技術
空間激光通信技術是一項用激光束作為載體在自由空間進行通信的技術,既可作為衛星與地面之間的通信鏈路,也可以作為衛星與衛星之間的告訴傳輸鏈路。但由于前者在存在較濃的云霧或降雨的情況下,無法完成正常的通信,所以空間激光通信技術作為衛星與地面的通信鏈路時,信息傳輸的速率不太高。此技術將攜帶信息的電信號調制到光束上發送,通過初定位和調整,再經過光束的捕獲、瞄準和跟蹤,在通信的兩端建立起光鏈路,從而進行信息傳遞。
三、衛星通信技術發展前景
骨干網由計算機局域網、有線電視網以及有線電信網三部分融合組成,除此之外,地面移動通信蜂窩網通過其自身的無線核心網與骨干網進行互聯,衛星通訊網也通過無線核心網與骨干網建立了鏈接。近幾年,IP化是大勢所趨,正是由于衛星通訊不斷IP化,各種各樣的不同性質與不同業務的衛星通訊終端都變成了類似的因特網接入設備,由此可見一斑。需要指出的是,@里所說的IP化不代表衛星通訊網內部的傳輸和交換全部實現IP化,而是將其特別的傳輸和交換方式保留,這樣對于發揮衛星通訊的特點而獲得更高的衛星資源利用率和達到更高水平的業務質量都更有利。隨著Ka頻段的LEO衛星群蜂窩網的不斷發展,使得頻率資源和通信容量大幅度增長,同時,也在一定程度上降低了用戶終端的成本,衛星通訊無線覆蓋的優勢也得以體現,基于此,衛星通訊技術在國際民用通信市場上占據了一席之位。但是,在我國情況有所不同,原因在于相比于國外大多數國家,我國的4G地面蜂網在我國民用通信市場上占有很大比例,使得衛星通信接入互聯網的競爭力遠不如4G。
根據我國目前的情況,衛星通訊技術可實現的可用頻率的地域覆蓋密度,相比4G的地域覆蓋密度,要低好幾個數量級。
數字通信和個人通信的飛快發展。在移動衛星通訊中,中低軌衛星通訊有很大的發展前景,能為未來“全球個人通訊”的實現助力,使得人們真正地進入個人通信時代。伴隨衛星通信容量和速率的持續增加,以及先進的數字通訊技術的不斷影響,數字衛星廣播的數量的質量都得到了很大改善,衛星電視廣播業務的空間有十分充足,人們的文化生活水平也得到了提高。
通信衛星的功能隨著衛星高新技術的不斷出現、推廣和利用而擴大,所應用的領域也正在不斷擴寬。在二十一世紀,衛星通訊將擁有更廣闊的發展空間,并占據更加重要的地位。與光纖通信一起,發展成為一項供未來人類通信的最為重要的手段。
一、無線電通信技術的發展歷程
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生,并當眾展示了他發明的無線電接收機,那天俄國當局定為“無線電發明日”。
1896年3月24日,波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米,做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
二、無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結如下:
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
三、無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,筆者認為,我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試,主要可總結一下八點:
3.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用,尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。
3.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性,利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向,一旦連接到Internet上的話,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。
3.8提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性。
四、結束語
回顧無線通信的發展歷程,無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,但面對我國12億人口的通信需求,無線電通信技術普及率低的問題,面對我國12億人口,網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時,無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,為市場提供豐更加富的選擇,滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這要求我們積極加快無線領域的科技進步,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
在眾多的信息技術中,無線電通信技術是最受歡迎的一種通信技術,人們在開始研究無線通信技術,投入了大量的時間和精力,從而取得了顯著的成績。無線電通信和有線電通信技術相比,無線電傳輸過程不需要傳輸設備,也不會受到地理位置的限制,傳輸十分靈活,也很大程度的降低了成本,無線電通信技術倍受當前市場的青睞。
1 無線電通信技術的發展過程
俄國物理學家波波夫在1885年論述了發明無線電接收機的過程,這篇無線電通信技術的論文也就成武無線電技術研究的重要發展歷史,同時為了表示對他的紀念,也就將5月7日作為無線電發明日期。波波夫的不斷研究延長了無線通信的距離,也就將無線電通信引入到了新的發展階段。后來意大利發明家馬可尼在1898年在海上進行通信實驗,對于這次的實驗也就標志無線電通信的真正實現,在馬可尼的實驗中有進一步將無線電信號延長,在1901年對相聚3000多公里的兩個國家之間成功進行了無線通信,馬可尼實驗的成功也就標志著人類正式進入無線電遠距離的通信時代,之后不斷出現了各種各樣的無線通信的產生。
科學家八本、威瑪、羅斯等在1946年用電視機進行天線信號的接收,他們實驗的成功也就標志著無線電技術的真正的普及,在當今的信息社會中,我們對無線電通信技術的質量的要求也就越來越高,對通信技術也就有了更多的期待。同時信息社會也就要設置更好的管理措施,運用計算機和通信技術開發各種通信應用軟件,更好的為人民提供通信服務。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2 無線電通信技術的特點
2.1 不受時空限制
無線電通信技術不受時空限制,能夠采用靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合的高校利用,對信息的傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各種經濟領域和國際經濟繁榮發展,無線點通信技術為信息傳輸打開了方便之門,尤其通信與網絡的鏈接,讓通信技術踏上新的臺階。
2.2 具備高度的機動性及可用性
無線電通信技術對數字傳輸、功能多樣化、設備小型化和智能化的優勢下,具備了高度機動性和可用性,尤其在軍事結構地域通信網絡方面起到了很大的作用。無線電通信作為信息化服務的重要標志,無線電通信技術在發展過程中具有巨大的潛力,不僅在人民生活中扮演著重要角色,在軍事中同樣起到重要的作用。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。
2.3 可靠性高
無線電通信比有線通信可以很好的控制地質災害,具有很高的可靠性,在一般情況下除非受到信號的干擾,平時都能保證通信,這也就是無線電通信的最大優點。無線電通信技術雖然有很多的優點,但是在受到干擾影響,很容易被截獲保密性極差,這也就是無線電的缺點,這也是人們最為頭痛的問題,因此對無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
3 無線電通信的信噪比估計和自適應控制技術
3.1 信噪比估計技術
對于現在無線電通信技術正處于關鍵的轉折時期,信息技術的飛速發展,也就要求無線點通信技術適應未來社會生產和生活的需要,也就要在通信方面不斷的進行拓新。無線電通信信號的信噪比估計一直是衛星通信領域一個重要的研究課題,在衛星通信中信噪比是衡量信道質量的最主要指標也是實現功率控制、調制方式識別、迭代譯碼等應用的前提條件。利用無線信道通信,在其過程中主要就是多途徑的傳播,而噪聲是始終存在的一種危害,為了更好的提高數據傳輸速率和效率,我們必須對信道的特征參數具有一定的預知能力,信噪比是信道參數的一個重要的方面,信噪比估計技術也就成為信道估計的重要內容之一,同時也是移動通信研究的對象。在通信系統的實際使用中,信噪比的估計作為表征信道特征的參數,對信道切換和自適應通信速率調節功能都起到了重要作用。
3.2 無線通信自適應控制技術
隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階,同時具備高度的機動性及可用性,無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性。自適應控制的基本的思想就是將參數估計方法與某種控制系統設計方法結合起來,產生具有自校正能力的控制律,其控制的對象是不確定性的系統。在面對客觀上的各種不確定性,自適應控制系統在其運行過程中,通過不斷的測量系統的輸入狀態,不斷的掌握對象從中獲取相應的信息,再根據獲取的信息設計方法,做出控制決策去更新控制器的結構,使控制效果達到最優或近似最優。一個理想的自適應控制系統應具有:適應環境變化和系統要求的能力;學習能力;在變化的環境中能逐漸形成所需的控制策略和控制參數序列,在內部參數失效時,又恢復的能力,良好的魯棒性。
3.3 無線電通信技術發展方向
提高系統資源的利用率維持信號的穩定,避免通信信號受到干擾,增大系統的容量,同時要確保用戶信息安全和保密,無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性。無線通信的展望無線通信具有跨越時空進行信息溝通的靈活性,以及全球無縫隙覆蓋的特性,成為當今世界最具吸引力的通信方式。無線通信特別是移動通信市場進入規模化大發展階段,無線通信業務和技術呈現出從傳統的話音領域向數據領域和寬帶多媒體領域轉變的態勢,市場空前繁榮。
4 結束語
對于無線電通信技術在通信方法開發應用上具有很大潛力,這也就是我們研究和開發過程中對無線電通信進行前面的了解,為無線電通信技術創造新的發展方向,為全球信息化的通信事業做出貢獻。
參考文獻
[1]宋怡橋.光載毫米波無線電通信技術的現狀與發展[J].中興通訊技術,2009(03).
[2]錢沈廉.無線電通信技術之通信方法拓新[J].中國新技術新產品,2009(12).
[3]丁季丹.無線電通信技術的應用[J].網絡技術,2011(12).
中圖分類號: E271.7文獻標識碼:A文章編號:
前言
無線電技術中使用的電磁波叫做無線電波。從電磁場理化的建立至電磁波被發現,直至現今被廣泛應用經歷了近130年的歷史。經歷了漫長的歲月的考驗,無線電通信技術迎來了其發展的時代。
1無線電通信技術的發展歷程
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生,并當眾展示了他發明的無線電接收機,那天俄國當局定為“無線電發明日”。
1896年3月24日,波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米,做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
無線通信的展望無線通信具有跨越時空進行信息溝通的靈活性,以及全球無縫隙覆蓋的特性,成為當今世界最具吸引力的通信方式。目前,無線通信特別是移動通信市場進入規模化大發展階段,無線通信業務和技術呈現出從傳統的話音領域向數據領域和寬帶多媒體領域轉變的態勢,市場空前繁榮。
3無線電通信技術方法
3.1WiMAX技術
WiMAX技術即全球微波接入互操作系統,這種技術原在西方國家很受歡迎,如今在我國也掀起了熱潮。它是一種寬帶無限連接方案,對無限局域網的組建起到了不可替代的作用。它的數據傳送距離和傳送速度均優于Wi-Fi技術。
3.2Wi-Fi技術
Wi-Fi技術是無線局域網的接入技術,其技術標準為802.11,而我國網絡均采用802.11b標準,它對移動通信起到了補充作用。
3.3 3.5GHz技術
3.5Ghz寬帶固定無線接入技術MMDS,是工作于3.5GHz無線頻段上的中寬帶無線接入技術,寬帶固定無線接入技術因為其高帶寬、建設速度快、接入方式靈活等特點,受到了業界的關注。其優點是可以遠離入網,但在我國卻受到帶寬不足的限制。其缺點是易受外界因素的影響。
3.4 3G技術
3G,全稱3rdGeneration,中文含義就是指第三代數字通信。其主要特征是可提供豐富多彩的移動多媒體業務,其傳輸速率在高速移動環境中支持144kb/s,步行慢速移動環境中支持384kb/s,靜止狀態下支持2Mb/s。國際電信聯盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和我國擁有自主知識產權的TDS-CDMA為三大主流無線接口標準,寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動通訊計劃》。
3.5 Bluetooth(藍牙)
Bluetooth(藍牙),是一種支持設備短距離通信(一般10m內)的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術,可以使短距離內的眾多設備略去繁多的線路接入。簡化空間布局。藍牙采用分散式網絡結構以及快跳頻和短包技術,支持點對點及點對多點通信,工作在全球通用的2.4GHzISM(即工業、科學、醫學)頻段。其數據速率為1Mbps。采用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。
3.6 毫米波光載無線(MM-RoF)系統
毫米波光載無線(MM-RoF)系統是將光通信技術和無線毫米波技術相結合建立起來的。其特點是帶寬大、體積小、重量輕、成本低、損耗小、抗電磁干擾及傳輸質量高等優點。MM-RoF可解決傳統微波傳輸系統在毫米波段存在的損耗大、抗干擾能力弱等問題,同時可克服毫米波電子器件的電子“瓶頸”問題,非常有發展潛力。多格式多業務的MM-RoF技術將是MM-RoF系統今后發展的一個重要方向。
4 無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,可以采取以下控制方法
4.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
4.2 推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用,尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
4.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
4.4提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性。
5結語
綜上所述,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這就使得我們在研究和開發的過程中對其展開全方位的施工方式,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
隨著因特網、多媒體和無線通信技術的發展,人們與信息網絡已經密不可分。當今無線通信在人們的生活中扮演著越來越重要的角色,低功耗、微型化是用戶對當前無線通信產品尤其是便攜產品的強烈追求,作為無線通信技術一個重要分支的短距離無線通信技術正逐漸引起越來越廣泛的觀注。
1短距離無線通信技術簡介
近年來,由于數據通信需求的推動,加上半導體、計算機等相關電子技術領域的快速發展,短距離無線與移動通信技術也經歷了一個快速發展的階段,WLAN技術、藍牙技術、UWB技術,以及紫蜂(ZigBee)技術等取得了令人矚目的成就。短距離無線通信通常指的是100m以內的通信,分為高速短距離無線通信和低速短距離無線通信兩類。高速短距離無線通信最高數據速率>100Mbit/s,通信距離<10m,典型技術有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無線通信的最低數據速率<1Mbit/s,通信距離<100m,典型技術有藍牙、紫蜂和低速UWB。
2藍牙(Bluetooth)技術
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術標準,也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術規范。它可以在較小的范圍內,通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網絡互聯,使得近距離內各種通信設備能夠實現無縫資源共享,也可以實現在各種數字設備之間的語音和數據通信。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動通信設備,使設備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通信。
藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎,采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術,為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。藍牙技術使得一些便于攜帶的移動通信設備和計算機設備不必借助電纜就能聯網,并且能夠實現無線連接因特網,其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產品、消費電子產品和汽車等信息家電,組成一個巨大的無線通信網絡。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可以成為藍牙系統的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15,工作在2.4GHz頻帶,通道帶寬為lMb/s,異步非對稱連接最高數據速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強,新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業務需求的必然演進趨勢。
作為一個新興技術,藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術,它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。
3超寬帶(UWB)技術
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末,此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發展,人們對高速無線通信提出了更高的要求,超寬帶技術又被重新提出,并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續載波通信方式不同,UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息,通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz,因此最大數據傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時,UWB設備的發射功率卻很小,僅僅是現有設備的幾百分之一,對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數據通信方式,它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下(1)抗干擾性能強:UWB采用跳時擴頻信號,系統具有較大的處理增益,在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲。
(2)傳輸速率高:UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s,有望高于藍牙100倍。
(3)帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達幾個GHz。超寬帶系統容量大,并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作而互不干擾。
(4)消耗電能少:通常情況下,無線通信系統在通信時需要連續發射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發送出去,并且在需要時才發送脈沖電波,所以消耗電能少。
(5)保密性好:UWB保密性表現在兩方面:一方面是采用跳時擴頻,接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低,用傳統的接收機無法接收。
(6)發送功率非常小:UWB系統發射功率非常小,通信設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長了系統電源工作時間。
(7)成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術使用基帶傳輸,無需進行射頻調制和解調,所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件,系統結構簡化,成本大大降低,同時更容易集成到CMOS電路中。
2藍牙(Bluetooth)技術
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術標準,也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術規范。它可以在較小的范圍內,通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網絡互聯,使得近距離內各種通信設備能夠實現無縫資源共享,也可以實現在各種數字設備之間的語音和數據通信。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動通信設備,使設備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通信。
藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎,采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術,為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。藍牙技術使得一些便于攜帶的移動通信設備和計算機設備不必借助電纜就能聯網,并且能夠實現無線連接因特網,其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產品、消費電子產品和汽車等信息家電,組成一個巨大的無線通信網絡。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可以成為藍牙系統的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15,工作在2.4GHz頻帶,通道帶寬為lMb/s,異步非對稱連接最高數據速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強,新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業務需求的必然演進趨勢。
作為一個新興技術,藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術,它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。
3超寬帶(UWB)技術
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末,此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發展,人們對高速無線通信提出了更高的要求,超寬帶技術又被重新提出,并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續載波通信方式不同,UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息,通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz,因此最大數據傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時,UWB設備的發射功率卻很小,僅僅是現有設備的幾百分之一,對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數據通信方式,它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下:
(1)抗干擾性能強:UWB采用跳時擴頻信號,系統具有較大的處理增益,在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲。
(2)傳輸速率高:UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s,有望高于藍牙100倍。
(3)帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達幾個GHz。超寬帶系統容量大,并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作而互不干擾。
(4)消耗電能少:通常情況下,無線通信系統在通信時需要連續發射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發送出去,并且在需要時才發送脈沖電波,所以消耗電能少。
(5)保密性好:UWB保密性表現在兩方面:一方面是采用跳時擴頻,接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低,用傳統的接收機無法接收。
(6)發送功率非常小:UWB系統發射功率非常小,通信設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長了系統電源工作時間。
(7)成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術使用基帶傳輸,無需進行射頻調制和解調,所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件,系統結構簡化,成本大大降低,同時更容易集成到CMOS電路中。
參考文獻:
[1]方旭明,何蓉.短距離無線與移動通信網絡[M].北京:人民郵電出版社,2004.