無線通信

無線通信

僅利用電磁波而不通過線纜進行的通信方式
無線通信(英語:Wireless communication)是指多個節點間不經由導體或纜線傳播進行的遠距離傳輸通訊,利用收音機、無線電等都可以進行無線通訊。無線通訊包括各種固定式、移動式和便攜式應用,例如雙向無線電、手機、個人數碼助理及無線網絡。其他無線電無線通訊的例子還有GPS、車庫門遙控器、無線鼠标等。[1]大部分無線通訊技術會用到無線電,包括距離隻到數米的Wi-fi,也包括和航海家1号通訊、距離超過數百萬公裡的深空網絡。但有些無線通訊的技術不使用無線電,而是使用其他的電磁波無線技術,例如光、磁場、電場等。
    中文名:線通信 外文名:Wireless Communication 别名: 類屬:無線通信技術 别稱:無線移動通信

無線通信摘要

無線通信主要包括微波通信和衛星通信。微波是一種無線電波,它傳送的距離一般隻有幾十千米。但微波的頻帶很寬,通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個微波中繼站。衛星通信是利用通信衛星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯系。

技術

無線技術給人們帶來的影響是無可争議的。如今每一天大約有15萬人成為新的無線用戶,全球範圍内的無線用戶數量現今已經超過2億。這些人包括大學教授、倉庫管理員、護士、商店負責人、辦公室經理和卡車司機。他們使用無線技術的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。

從二十世紀七十年代,人們就開始了無線網的研究。在整個二十世紀八十年代,伴随着以太局域網的迅猛發展,以具有不用架線、靈活性強等優點的無線網以己之長補"有線"所短,也赢得了特定市場的認可,但也正是因為當時的無線網是作為有線以太網的一種補充,遵循了IEEE802.3标準,使直接架構于802.3上的無線網産品存在着易受其他微波噪聲幹擾,性能不穩定,傳輸速率低且不易升級等弱點,不同廠商的産品相互也不兼容,這一切都限制了無線網的進一步應用。

這樣,制定一個有利于無線網自身發展的标準就提上了議事日程。到1997年6月,IEEE終于通過了802.11标準。

802.11标準是IEEE制定的無線局域網标準,主要是對網絡的物理層(PH)和媒質訪問控制層(MAC)進行了規定,其中對MAC層的規定是重點。各廠商的産品在同一物理層上可以互操作,邏輯鍊路控制層(LLC)是一緻的,即MAC層以下對網絡應用是透明的(如圖一所示)。這樣就使得無線網的兩種主要用途----"(同網段内)多點接入"和"多網段互連",易于質優價廉地實現。對應用來說,更重要的是,某種程度上的"兼容"就意味着競争開始出現;而在IT這個行業,"兼容",就意味着"十倍速時代"降臨了。

在MAC層以下,802.11規定了三種發送及接收技術:擴頻(SpreadSpectrum)技術;紅外(Infrared)技術;窄帶(NarrowBand)技術。而擴頻又分為直接序列(DirectSequence,DS)擴頻技術(簡稱直擴),和跳頻(FrequencyHopping,FH)擴頻技術。直序擴頻技術,通常又會結合碼分多址CDMA技術。根據預測,今後幾年,無線網在全世界将有較大的發展,單隻美國無線局域網銷售額就将從1997年的2.1億美元增加到2001年的8億美元。

應用

無線通信這一技術已深入到人們生活和工作的各個方面,包括日常使用的手機、無線電話等,其中3G、WLAN、UWB、藍牙、寬帶衛星系統、數字電視都是21世紀最熱門的無線通信技術的應用。

先驅

從最初的電報開始經過150多年的現代電信的發展是來自各界的成千上萬科學家、工程師和研究人員的辛勤勞動的結果。他們當中隻有少數獨立負責發明的人成了名,而大多數達到頂點的發明是許多個人的成果。這裡彙集了部分對于無線電通信發展中起到重要作用的曆史人物。

克拉克

1917年出生英格蘭的Minehead。在蘇聯(USSR)發射第一個人造地球衛星Sputnik-1前12年,克拉克于1945年在“無線世界”中發表文章建議利用靜止衛星實現世界範圍的無線電複蓋。從此,衛星通信成為世界通信系統的非常重要的組成部分。克拉克的其它發明有地球觀測的衛星平台的利用和操作靈活的低加速的星際間飛行的太陽帆。

巴登

(Bardeen)、比拉特恩(Brattain)和邵克萊(Shockley):晶體管是由在美國貝爾實驗室工作的這三位物理學家于1947年發明的。晶體管可以檢波,放大,整流并能将其打開和關閉。他們非常小,便宜,能耗非常小。

莫爾斯

1791年4月27日生于美國麻薩諸塞州查爾斯頓市。1872年4月日在紐約城去世。莫爾斯是電磁紀錄電報的發明者,是點劃電報碼的開發者,即稱為莫爾斯碼。莫爾斯在其早年酷愛藝術,一直到1832年,在41歲的時候,莫爾斯完成了他的電報的設計,在1837年8月進行公開演示。莫爾斯提出專利申請,獲得美國專利。但他向國會申請貸款建設實驗性公衆電報線路直到1843年才獲得批準。最後在1844年5月24日莫爾斯從華盛頓向巴爾地摩(60公裡)發送了他的第一次電報。雖然電報如今已在很大程度上被較多的現代通信業務代替,但莫爾斯的最初的概念仍在使用并且莫爾斯碼仍然保持為發送信息的通用标準。

貝爾

于1847年4月3日生于蘇格蘭的愛丁堡。1922年8月2日在Baddeck去世。1876年3月10日貝爾在美國波斯頓宣布“瓦特森先生來了,我需要您”,組成第一個智能句子在電話線裡傳送。雖然有一些其它發明者在所建議的系統上将聲音在一定的距離傳送,但貝爾是第一個獲得發明專利的。僅在兩年後,1878年3月25日他做出了如下預測:“電話電纜可以鋪在地下或架空,利用支線将私人住宅,鄉村,商店,工廠等連接起來,通過主電纜和中心交換實現任何兩個地方的直接通信是可能的。我相信,電話面向公衆是必然的結果,不僅如此,我确信,在将來,電線将不同城市的電話公司的電話局連接起來,一個人能夠與不同地方的人打電話”。貝爾不但在29歲時發明了電話,他在電信和航空方面有許多發明。他整個一生還努力幫助聾啞人。

馬克尼

于1874年4月25日生于意大利的寶龍那(Bolongna)。1937年7月20日在羅馬去世。作為一個學生的馬克尼對電磁和赫茲波的應用特别感興趣。1896年6月2日他申請了他的第一個關于無線電的專利。馬克尼是高度實踐和企業化的人,他很快将他的發明商業化,并于1897年7月在倫敦建立他的第一個無線電報公司。在1899年,他操縱發送跨英吉利海峽的無線電信号。1901年發送了跨大西洋(從英格蘭的康沃爾到荷蘭的信号山)的信号。1907年,開通了大西洋彼岸的無線電業務,1909年他獲得了諾貝爾物理獎。1920年在改進的馬克尼公司演播室開始聲音廣播。在1924年,他發明了能提供世界範圍通信業務的天波傳輸。馬克尼的一生都貢獻給無線電通信的發展并由他自己或其領導的公司共獲得近800項專利。

赫茲

1857年2月22日生于德國的漢堡,1894年1月1日在波恩去世。赫茲在于1887~1888年在Karisruhe大學發現電磁波。1887年赫茲驗證了電磁波的存在。證明了麥克斯威爾的電磁場的理論。赫茲的發現是無線電技術的基礎,也是後來廣播和電視的發展的基礎。

伏特

1745年2月18日生于意大利的科摩(Como),1827年3月5日在科摩去世。伏特研究利用化學反應産生電。他發現第一個電荷,他是開發通信用電池的先驅。

特斯拉

1856年7月10日生于塞爾維亞的斯密廉(Smilian)。1943年1月7日在紐約城去世。特斯拉研究交流電和高頻無線電波。在1899年他演示了不用導線傳送電能的實驗,并在美國克羅裡達州建設一座發射台,它可以清楚的接收到一千裡外的信号。他發明了兩個電路間感應耦合系統。他得到了一百多項專利,例如電容器的制造,電導體的絕緣,頻率表等。

我國無線通信技術的标準化

(1)蜂窩移動通信:已經制訂了由100多個标準組成的3G系列标準;包括了TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000系列标準;同時積極參與3GPPs面向未來的标準制訂。

(2)寬帶無線接入:SCDMA系列标準、WLAN系列标準(包括與蜂窩移動通信的互通、互操作标準)、WiMAX的行業标準正在制訂中。

(3)數字集群:我國已經制訂了基于GSM(GT800)和CDMA(GoTa)技術的數字集群标準。

(4)短距離通信:UWB、RFID等技術标準正在研究中。

主要的幾種無線通信技術

當前流行的無線通信技術有Bluetooth、CDMA2000、GSM、Infrared(IR)、ISM、RFID、UMTS/3GPPw/HSDPA、UWB、WiMAX Wi-Fi和ZigBee。各種無線通信技術的适用頻段、調制方式、最大作用距離、數據率和應用領域。這些無線通信技術的作用距離與數據率的關系,數據率越高,作用距離就越短。可用網絡技術擴展作用距離而仍然保持數據率。

現在大多數蜂窩電話開發都采用2.5G技術,如CDMA2000、GSM/GPRS/EDGE和它們的變異。UMTS/3GPP 3G蜂窩電話和系統正在不斷地湧現出來,但仍然是總市場份額的一部分。3G将要增長并在将來逐步大轉換。VoIP over Wi-Fi和WiMAX會調整這種增長趨勢。另外,多模手機将複蓋标準蜂窩電話和VoIP。

802.11(或Wi-Fi)可能沒有什麼新鮮的,但無論如何它正在蓬勃發展。标準繼續工作在改善安全性和服務質量,網絡選項也在計劃中。高速802.11n将采用多輸入/多輸出技術,在可觀的距離提高速率到100Mbits。

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