无线通信原理1

摘自MBA智库百科()

 

无线通讯(无线通信、无线电通信、无线传输)

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什么是无线通信

无线通信是指利用电磁波携带数据进行通信,由于电磁波不需要任何介质来传导,所以人们将这种通信方式称为无线通信。

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无线通讯内容

无线通信主要包括微波通信和卫星通信。 微波是无线电波的一种,一般传播距离只有几十公里。 但微波的频带很宽,通信容量很大。 微波通信需要每隔几十公里建设一个微波中继站。 卫星通信利用通信卫星作为中继站,在地面两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信链路。

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无线通讯原理

一般来说,数据可以分为两种,一种是模拟数据(AnalogData),另一种是数字数据(DigitalData)。 模拟数据是指数值连续变化的数据,例如直接采样得到的声音数据; 数字数据是指数值离散(如0和1)的数据,例如将声音信号数字化得到的数据。 计算机中存储的数据通常是数字数据。

通信中承载数据一般有两种方式,一种是使用模拟信号(AnalogSignal)来承载,另一种是使用数字信号(DigitalSignal)来承载。 模拟信号是指携带数据的物理参数(如电压值)连续变化的信号,而数字信号是指携带数据的物理参数(如电压值)只取离散值(如0)的信号,1)。 对于无线通信来说,一个重要的特点就是无线电波只能携带模拟信号,所以如果想要用无线电波来携带数字数据,就必须首先通过调制将数字数据转换为模拟信号。 然而,有线通信不同,可以使用模拟或数字信号来承载数据。

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无线通信安全简介

由于无线网络的建设不像有线网络那样受到地理条件的限制,无线通信用户也不像有线通信用户那样受到电缆的限制,特别是移动通信,无线通信网络得到了广泛的应用。 目前主要的无线通信网络按照通信覆盖范围主要分为卫星通信、数百公里以内的微波通信、数十公里以内的移动通信、百米以内的无线局域网和十米以内的个域网。

与有线信道通信网络相比,无线信道通信网络的安全性有以下三个方面的不同:一是由于无线信道是开放信道,很容易被窃听或插入; 还有用户位置、身份等需要在通道中保密; 第三,对于移动通信来说,由于移动终端的处理能力普遍较低,无线信道的带宽普遍较小。 因此,有必要专门针对无线通信设计合适的安全协议。 随着移动通信和互联网的快速发展,通过移动设备使用互联网服务的需求自然产生。 然而,移动互联网不能简单地将移动通信网络和互联网结合起来,原因有二:第一,主要的互联网技术是为计算机网络设计的,移动终端的计算能力和资源普遍比计算机小得多。 其次,移动通信的数据传输速率无法承受互联网业务的大数据量。 因此,必须建立适合移动互联网的网络协议和网络资源。 为此,1997年,以诺基亚、爱立信、摩托罗拉和UnwiredPlanet为首的无线设备制造商组成了WAP(wirelessapplicationprotoc01)论坛,旨在制定统一的无线服务应用框架和网络协议。 WAP论坛很快获得了众多制造商和服务提供商的支持,WAP1分别于1998年和2001年发布。 0和wAP2.0。

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无线通信技术的发展

无线通信技术的发展可以追溯到19世纪中叶。 1864年,詹姆斯·麦克斯韦在伦敦皇家学会发表的论文中首次提出电场和磁场会在其所在空间通过交联耦合引起波传播的想法; 1887年,海因里希·赫兹通过实验证实电磁能可以通过空间传输和接收; 1901年,古列尔莫·马可尼成功跨越大西洋传输无线电信号,无线电技术正式诞生。 从1920年的无线电通信和1930年的电视传输,到1980年的移动电话和1990年的全球定位系统(GPS),再到今天的移动通信和无线局域网(wLAN),射频集成电路都发挥了重要作用。 它发挥着非常重要的作用,它的发展极大地推动了无线通信技术的发展。

蜂窝移动通信自20世纪80年代出现以来,已发展到第三代。 目前业界正在研究未来第四代移动通信的技术; 采用无线城域网(WMAN)、无线局域网和无线个域网(wPAN)技术的宽带无线接入也在全球范围内升温,宽带无线用户数量不断增长。 强的; 卫星通信因其特殊的技术特点,已成为无线通信技术中不可忽视的领域; 手机视频广播作为一种新的无线服务和技术,正在成为当前最流行的无线应用之一。

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无线通信先驱

克拉克

1917 年出生于英国迈恩黑德。在苏联发射第一颗人造地球卫星 Sputnik-1 的 12 年前,克拉克于 1945 年在《无线世界》上发表文章,提议利用对地静止卫星实现全球无线电覆盖。 从此,卫星通信成为世界通信系统非常重要的组成部分。 克拉克的其他发明包括利用卫星平台进行地球观测以及灵活的低加速度星际太阳帆的机动性。

巴丁、布拉顿和肖克利

晶体管是由美国贝尔实验室的三位物理学家于1947年发明的。 晶体管可以检测、放大、整流以及打开和关闭它们。 它们非常小、便宜并且消耗很少的能量。

莫尔斯电码

1791年4月27日出生于美国马萨诸塞州查尔斯顿。 1872 年 4 月逝世于纽约。莫尔斯是电磁记录电报机的发明者,也是点划电报码(也称为摩尔斯电码)的开发者。 莫尔斯早年热爱艺术,直到1832年,41岁的他才完成了自己的电报机的设计,并于1837年8月公开演示。莫尔斯提出了专利申请,并获得了美国专利。 但他向国会申请贷款修建一条实验性公共电报线,直到 1843 年才获得批准。最终,1844 年 5 月 24 日,莫尔斯从华盛顿向巴尔的摩(60 公里)发出了他的第一封电报。 尽管电报现已基本上被更现代的通信服务所取代,但莫尔斯最初的概念仍在使用,莫尔斯电码仍然是发送消息的通用标准。

1847 年 4 月 3 日出生于苏格兰爱丁堡。 1922年8月2日在巴德克去世。1876年3月10日,贝尔在美国波士顿宣布“沃森先生在这里,我需要你”,形成了第一个通过电话线传输的智能句子。 尽管还有其他几位发明家提出了远距离传输声音的系统,但贝尔是第一个为其发明获得专利的人。 仅仅两年后,即1878年3月25日,他做出了如下预言:“电话电缆可以敷设在地下或架空,利用支线连接私人住宅、村庄、商店、工厂等,通过主电缆和中央交换机任何两地之间都是可以实现直接通讯的,我相信电话的普及是必然的结果,不仅如此,我坚信未来电线将连接不同地方的电话公司的电话局。城市里,一个人就能和不同的人交流。当地人打电话。” 贝尔不仅在29岁时发明了电话,他在电信和航空方面也有许多发明。 他还一生努力帮助聋哑人。

马克尼

1874年4月25日出生于意大利博隆纳。 1937 年 7 月 20 日在罗马去世。作为一名学生,马克尼对电磁学和赫兹波的应用特别感兴趣。 1896 年 6 月 2 日,他申请了第一个无线电专利。马克尼是一位非常务实、富有创业精神的人,他很快将自己的发明商业化,并于 1897 年 7 月在伦敦建立了他的第一家无线电报公司。1899 年,他操作了通过无线电发送的无线电信号。英文频道。 1901 年,从英国康沃尔郡向荷兰信号山发出了跨大西洋信号。 1907年,他推出了跨大西洋无线电服务,并于1909年获得了诺贝尔物理学奖。 声音广播于 1920 年在经过改进的马克尼公司工作室中开始。 1924年,他发明了天波传输,提供全球通信服务。 梅克尼一生致力于无线电通信的发展,他本人或他领导的公司获得了近800项专利。

波波夫

1859 年 3 月 16 日出生于乌克兰。1906 年 1 月 13 日逝世于圣彼得堡。波波夫是圣彼得堡附近喀琅施塔得诺罗斯皇家海军学校的物理讲师。 在赫兹证明了电磁波的存在之后,波波夫使用接收器进行了实验来监测电磁波的存在。 1895 年 5 月 7 日,他向诺罗斯物理化学学会展示了他的实验,并于几天后在喀琅斯塔斯基提交了他的报告。 报告的结论是,测试的目的“是为了证明在没有电线的情况下在一定距离内传输信号在理论上是可行的。换句话说,要发送无线电报,必须使用电磁发射。”

斯特罗格

1838 年出生于罗切斯特附近。卒于 1902 年。1889 年发明自动电话交换机时,他意识到由于设计或错误,当地电话接线员将其业务呼叫路由到竞争对手的电话交换机。 因此,他萌生了自动电话交换机的想法,基于这个想法,他最终在美国的拉港(印第安纳州)安装了世界上第一台商用自动交换机。

科罗廖夫

1906年12月30日出生于苏联日托米尔。 1966年1月14日在莫斯科去世。从1947年开始,科拉罗夫指导苏联火箭设计,并于1957年10月4日发射了第一颗人造地球卫星。他负责指导更现代化火箭的研制。 火箭技术对于人造地球卫星的发射非常重要。 他还指导了许多卫星的开发,包括 Molniya-1 通信卫星系列。

赫兹

1857年2月22日生于德国汉堡,1894年1月1日卒于波恩。赫兹于1887-1888年在卡里斯鲁厄大学发现电磁波。 1887年赫兹证实了电磁波的存在。 证明了麦克斯韦电磁场理论。 赫兹的发现为无线电技术和随后广播电视的发展奠定了基础。

伏特

他于1745年2月18日出生于意大利科莫,1827年3月5日在科莫去世。伏打研究利用化学反应来发电。 他发现了第一个电荷,并且是开发通信电池的先驱。

特斯拉

1856 年 7 月 10 日出生于塞尔维亚斯米利安。1943 年 1 月 7 日卒于纽约。 特斯拉研究了交流电和高频无线电波。 1899年,他演示了无线传输电能的实验,并在美国科罗拉多州建造了一个发射站,可以清晰地接收一千英里外的信号。 他发明了两个电路之间的电感耦合系统。 他获得了一百多项专利,例如电容器的制造、电导体的绝缘、频率表等。

搬运工

1845 年 9 月 11 日出生于法国马纽。 1943 年 3 月 28 日逝世于法国索城。 他一生致力于开发快速打印的电报。 当他成功改进各种设备后,他在国际电气设备展览会上展示了一种可以同时发送六种信息的设备。 波特系统已在世界各地的地面和水上通信链路上使用了 70 多年。

李·德福雷斯特

1906年,他在弗莱明的二极管上添加了另一个电极,他的三极管改善了接收效果并实现了放大。

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有线通信与无线通信的比较

对比有线和无线通信方式,前者具有可靠性高、成本低的特点,适合短距离固定通信; 后者具有灵活、不受地域限制、通信范围广的优点,但也容易受到干扰、保密性差等缺点。

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参考

^ 田原、司伟胜、韩宇主编. 计算机网络的互联网协议基础原理和实现。 机械工业出版社,2006年6月第1版。朱跃飞、王雷主编。 密码学和通信安全基础知识。 华中科技大学出版社,2008.11。 李志群、王志功主编. 射频集成电路和系统。 科学出版社,2008.8。

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