如何理解無線通信技術

2020-12-08 電子發燒友

如何理解無線通信技術

工程師飛燕 發表於 2018-06-13 01:21:00

無線通信技術，本質上是利用無線傳輸介質實現終端之間的互聯互通，這種無線介質可以是電磁波，也可以是光波，實際上根據量子力學的理論，光波也是一種電磁波，它們的區別是波長不同。 
有了傳輸介質，下一步的工作就是編碼，也就是說怎樣調製電磁波信號來表示我們要傳輸的信息。根據電磁波的特性，可以通過調製電磁波的幅度、頻率、相位等來表示信息，也就是我們常見的調幅、調頻、調相。 


有了編碼，下一步就可以通信了。如果通信終端只有兩個，那麼事情就簡單了，比如說通過調幅編碼，幅度為1表示1，幅度為0表示0。如果通信終端有很多呢？它們之間的通信會不會相互幹擾呢？那是肯定的。怎麼辦？這就出現了識別通信終端身份的編碼方法，常見的有如下幾種：

FDMA,翻譯成中文就是頻分多址技術，即通過將無線電波調製成許多互不幹擾的頻率，每個頻率代表一條通信線路。說得專業一點，是把總帶寬被分隔成多個正交的頻道，每個用戶佔用一個頻道。例如，把分配給無線蜂窩電話通訊的頻段分為30個信道，每一個信道都能夠傳輸語音通話、數字服務和數字數據。

TDMA，翻譯成中文就是時分多址技術，即把時間分割多個周期，每個周期都分割成多個時隙，循環往復，每一個時隙對應一個用戶的傳輸信息，依據時隙區分來自不同地址的用戶信號，從而完成的多址連接。

CDMA,翻譯成中文就是碼分多址技術，技術原理是基於擴頻技術，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數據，用一個帶寬遠大於信號帶寬的高速偽隨機碼進行調製，使原數據信號的帶寬被擴展，再經載波調製並發送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關處理，把寬帶信號換成原信息數據的窄帶信號即解擴，以實現信息通信。

無線區域網技術。 FDMA、TDMA、CDMA這三種技術能夠為每一條通信信道提供專有連接，可以理解為介質不共享，所以能夠保證遠程通信不被幹擾，因此多用於遠程通信。同樣是使用電磁波，無線區域網使用的技術是CSMA/CA技術，它的工作原理是： 
（1）首先檢測信道是否有使用，如果檢測出信道繁忙，則等待一段隨機時間後，才送出數據。 
（2）接收端如果正確收到此幀，則經過一段時間間隔後，向發送端發送確認幀ACK。 
（3）發送端收到ACK幀，確定數據正確傳輸，在經歷一段時間間隔後，會出現一段空閒時間。 
可以看到，無線區域網使用的CSMA/CA技術是共享傳輸介質的，兩個通信終端是通過競爭到傳輸介質實現的，如果終端過多，那麼傳輸信道將擁擠不堪，所以不適合大範圍的遠程通信，只適合小範圍的局部通信，正因為這一點，我們稱使用CSMA/CA技術的無線通信網絡為無線區域網。

好了，先簡單介紹到這裡，本文的目的是給讀者理解無線通信一點啟發，拋磚引玉，不作深入探討。

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