无线通信的工作原理？

无线电通信的基本原理

罗杰

摩托罗拉的双向无线电通信系统于五十余年前第二次世界大战时由军方率先采用，让军人在行动时以无线电对讲机彼此通话，当时的手机称为步话机（walkie－talkies）。

双向无线电在军方使用非常普遍，在无电话线路的地区，军方人员就采用无线电。在今天，无线电已经广泛地用于保安、公共服务和公用事业，以及商业和个人等用途。

双向无线电的主要优点是直接点对点，不须任何基本设施，只要双方调到相同的频率，便可彼此通话。

双向无线电通信的原理

双向无线电对讲机是用于发射和接收语音信息。每一部双向无线电对讲机包含一个发射器和一个接受器、一个麦克风和一个扩音器、一条天线和一组电源。手提式双向无线通讯以电池为电源，而车装式无线电可使用汽车的电源。

用户对着麦克风说话，语音信号即转换为电子信号。此信号经发射器处理放大为无线电信号，再传送至天线，由天线把无线电信号发射至空中。

受信方的天线接收无线电信号，把此信号送到接收器。接收器将此无线电信号转变为原来的语音，再由无线电对讲机的扩音器放出来，此时就可听见原来的信息。

简单的双向无线电系统

两部以上的无线电对讲机彼此“对话”时，它们必须在同一个频率上运作。在单一频率单工系统，每位无线电用户可以在任何时间发射或接收信息。这与电话系统不同，电话是双工系统，可以同时发言和聆听。

因而，用户在发话前，必须注意无线电系统的频道是否开放。

高效率双向无线电通信步骤

如果所有无线电用户都遵守下列规则，就可达成高效率的双向无线电通信。

1．不打断其它用户的发言。随时注意频道上的通话情形。大部份双向无线电对机上都有一个监听按钮。压下此按钮便可听到频道上的通话情形。发送前频道必须是空白的。

2．把对讲机维持在垂直位置，扩音器？？麦克风维持在嘴巴正前方三寸处。

3．发话时，对着麦克风缓慢地、清楚地说话。长话短说，才不会霸占语音频道太久。

噪音抑制

噪音抑制是指降低、抑制或消除无用的无线电信号或噪声，让它们不会从扩音器传出来。无线电对讲机所出现的背景噪声是未使用噪音抑制的结果。大部份无线电对讲机都配备噪音抑制模式（载波抑制或编码抑制）和抑制水准的选择开关或按钮。

载波抑制和编码抑制

载波抑制在不发射时防止噪声自扩音器出来，因而属于安静的备用作业。

编码抑制让无线电以编码方式只听到他们所要的信息。换言之，它过滤了转往特定无线电用户以外的所有其它信息，只有编码相同的无线电对讲机在编码模式下才能听到所发的信号。编码抑制分为PL（Private Line专用线路）的单音编码抑制和DPL（Digital Private Line 数字化专用线路）的数字化编码抑制两种。

大部份无线电对讲机都配备一个监听按钮，让客户取消噪音抑制、解除编码抑制模式。压下此按钮时，扩音器即传出频道上的所有语音通话。以相同的频率而以不同的抑制编码通话时，发话前必须先聆听、确定频道上无其它语音通话。否则，同时发话会破坏已经在进行中的通话。 PL和DPL编码噪音抑制系统

单音编码抑制系统使用次音频，可使用42种不同的单音编码。数字化编码抑制系统的功能和单音编码抑制系统相同，但可使用84种不同的数字编码，不使用音频来“开启”扩音器。

虽然这些系统都称为“专用线路”，但实际上不具保密功能。如果用户遵守规律，多少还有点隐密性，但任何用户接听时，都可以在频率上听见。因而，用户必须了解编码抑制的效益和限制。

频率和频道

频率和频道是无线电通信中常用的术语。每一部双向无线电产品的规格上都会清楚地列出其作业频率。同时，主管机构发出的使用执照上也列出其作业的特定频率。 无线电用户增加、频谱愈来愈拥挤时，频率使用管制愈为必要。

简言而之，频道就是无线电发射和接收信息的频率。然而、频道负载是指同一频道所指定的用户数目。在无线电使用频繁的地区，频道负载可能有效地限制了可使用的频道数和客户的通话能力。

无线电对讲机可使用数条频道时，用户就可一条一条地测试，找到可以使用的空白频道。同时、可使用的频道较多时，用户群组的组织更方便。

如无线电对讲机具备PL／DPL编码噪音抑制功能，如果用户群组都具有相同的PL？DPL编码，就可加以组合，从而在同一条频道上作业。除非他们要转换频道，转到其它频率，他们就可设定在其通话小组的频率上。

涵盖范围

无线电涵盖范围指它的可能通话距离。涵盖范围视许多因素定，诸如：

■无线电对讲机的功率，即发射无线电信号的强度：1W－5W

■无线电信号所必须经过的地形：郊外/市区

■作业频率：VHF/UHF

低频率无线电涵盖的距离大于高频率。一般而言，无线电信号受各种障碍物以及空气中各种颗粒、例如水蒸气和灰尘的影响。树木、浓密的树叶、 建筑物和混凝土地板也会限制涵盖范围。总之，郊区的无线电通话距离比都市内远。

户外

一瓦特功率输出的UHF无线电在户外的涵盖范围、即在非常开阔的环境、山岗和树木等障碍物非常少时，一般可达两公里。如地形上的障碍增加，则涵盖范围缩短。

大楼建筑

在大楼建筑中，一瓦特功率输出的UHF无线电的涵盖范围可达二至二十层楼，但涵盖范围会受建筑物造形和建筑材料的影响。

简单说就是通过微波传输信号这种通信方式，就是无线通信

无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。

无线通信技术
无线技术给人们带来的影响是无可争议的。如今每一天大约有15万人成为新的无线用户，全球范围内的无线用户数量目前已经超过2亿。这些人包括大学教授、仓库管理员、护士、商店负责人、办公室经理和卡车司机。他们使用无线技术的方式和他们自身的工作一样都在不断地更新。 从七十年代，人们就开始了无线网的研究。在整个八十年代，伴随着以太局域网的迅猛发展，以具有不用架线、灵活性强等优点的无线网以己之长补"有线"所短，也赢得了特定市场的认可，但也正是因为当时的无线网是作为有线以太网的一种补充，遵循了IEEE802.3标准，使直接架构于802.3上的无线网产品存在着易受其他微波噪声干扰,性能不稳定,传输速率低且不易升级等弱点,不同厂商的产品相互也不兼容,这一切都限制了无线网的进一步应用。
这样，制定一个有利于无线网自身发展的标准就提上了议事日程。到1997年6月，IEEE终于通过了802.11标准。 802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准，主要是对网络的物理层(PH)和媒质访问控制层(MAC)进行了规定，其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以互操作，逻辑链路控制层(LLC)是一致的，即MAC层以下对网络应用是透明的（如图一所示）。这样就使得无线网的两种主要用途----"(同网段内)多点接入"和"多网段互连"，易于质优价廉地实现。对应用来说，更重要的是，某种程度上的"兼容"就意味着竞争开始出现；而在IT这个行业，"兼容"，就意味着"十倍速时代"降临了。 在MAC层以下，802.11规定了三种发送及接收技术：扩频(SpreadSpectrum)技术；红外(Infared)技术；窄带(NarrowBand)技术。而扩频又分为直接序列(DirectSequence,DS)扩频技术(简称直扩)，和跳频(FrequencyHopping,FH)扩频技术。直序扩频技术，通常又会结合码分多址CDMA技术。根据预测，今后几年，无线网在全世界将有较大的发展，单只美国无线局域网销售额就将从1997年的2.1亿美元增加到2001年的8亿美元。
无线通信的应用
这一应用已深入到人们生活和工作的各个方面,包括日常使用的手机、无线电话等，其中3G、WLAN、UWB、蓝牙、宽带卫星系统、数字电视都是21世纪最热门的无线通信技术的应用。