基于通信系統(tǒng)的無線通訊技術(shù)分析

摘 要：科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪袠O其重要的工具之一，在當(dāng)今的通信系統(tǒng)中，無線通訊扮演著重要的角色，由于無線通訊產(chǎn)品具有低能耗、微型化的特點(diǎn)，所以其產(chǎn)品越來越受到廣大用戶的歡迎，目前，短距離無線通訊技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。文章從無線通訊技術(shù)的重要作用入手，對(duì)常用的無線通訊技術(shù)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)短距離無線通訊技術(shù)和超寬帶技術(shù)進(jìn)行了深入的闡述。

關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng)；無線通訊；技術(shù)

前言

長(zhǎng)期以來，在我國的一些大型企業(yè)當(dāng)中，一些采取傳統(tǒng)的有線傳輸方式進(jìn)行通訊，這種方式主要是以有線傳輸電纜為主，同時(shí)以程控交換機(jī)和防爆電話、防爆揚(yáng)聲器等終端來實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)的通訊。這樣為了保證廠內(nèi)通訊的需要，就需要布置多條的電纜、建立龐大的通訊系統(tǒng)，這就為維修帶來了諸多的困難。同時(shí)，一般廠區(qū)內(nèi)的環(huán)境都較為惡劣，一些腐蝕性的氣體對(duì)設(shè)備線纜的損壞較為嚴(yán)重，同時(shí)一旦發(fā)生事故時(shí)，電纜也極易遭到破壞，這樣就對(duì)廠區(qū)內(nèi)的正常通訊造成了嚴(yán)重的影響。一旦有事故發(fā)生時(shí)，因無法進(jìn)行通訊，則會(huì)對(duì)救援工作和人員的安全都帶來極大的威脅。所以在當(dāng)前無線技術(shù)的快速發(fā)展之下，企業(yè)應(yīng)更著力于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

1 無線通訊技術(shù)的重要作用

在我國的大型工廠內(nèi)，由于廠內(nèi)的面積較大，人員較為分散，由于在廠內(nèi)防爆區(qū)需要較多的作業(yè)人員，同時(shí)這些作業(yè)人員不僅零散，同時(shí)還時(shí)刻處于移動(dòng)中，所以在這種情況下，移動(dòng)通信設(shè)備對(duì)于防爆區(qū)內(nèi)人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理就顯得尤為重要。移動(dòng)通信技術(shù)在廠內(nèi)的應(yīng)用，可以很好的優(yōu)化廠區(qū)內(nèi)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)有序的指揮高度，由于無線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，所以可以有效的保證信息的傳遞，對(duì)于企業(yè)的安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

2 常用的無線通訊技術(shù)分析

無線通訊的技術(shù)種類較多，但在目前中得以廣泛應(yīng)用的則主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。

2.1 數(shù)字電臺(tái)是以語音進(jìn)行信息傳輸，多用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的工作環(huán)境之中，由于數(shù)字電臺(tái)技術(shù)發(fā)展的時(shí)間較長(zhǎng)，所以技術(shù)已經(jīng)較為成熟，有標(biāo)準(zhǔn)的接口，可以實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接，傳輸呈現(xiàn)透明性的特點(diǎn)。同時(shí)數(shù)字電臺(tái)在傳輸速率還是傳輸距離上都能夠滿足廠內(nèi)的通訊要求，同時(shí)具有較強(qiáng)的抗干涉性，在接收上具有較高的靈敏性。但隨著第二代通訊系統(tǒng)和第三代通訊系統(tǒng)在技術(shù)上的不斷發(fā)展和改進(jìn)，目前在許多場(chǎng)合內(nèi)GPRS/CDMA技術(shù)已經(jīng)開始逐漸的替代了數(shù)字電臺(tái)技術(shù)。另外，數(shù)字電臺(tái)在相關(guān)的技術(shù)上也沒有停滯不前，而是不斷的向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和高帶寬的方向發(fā)展。

2.2 擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)

隨著通訊技術(shù)發(fā)展速度的加快，在最近幾年內(nèi)，擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)得以興起，作為一種新興的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)擴(kuò)頻微波技術(shù)具有特別好的抗干涉的能力，同時(shí)還具有保密性好、多址、組網(wǎng)、抗多徑、傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面寬等眾多優(yōu)點(diǎn)，所以在野外聯(lián)網(wǎng)中得以廣泛的應(yīng)用。無線網(wǎng)橋技術(shù)即以無線射頻和有線網(wǎng)橋相結(jié)合的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以使用無線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)間的互聯(lián)。對(duì)于固定設(shè)備和固定設(shè)備之間的無距離無線組網(wǎng)是十分有益的。

3 短距離無線通訊技術(shù)簡(jiǎn)介

“藍(lán)牙（Bluetooth）”是近幾年才被大家所應(yīng)用的一種無線、短距離的通訊產(chǎn)品，可以在較短的范圍內(nèi)能過無線連接實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的要求，連接的方式安全、具有十分好的經(jīng)濟(jì)性，從而實(shí)現(xiàn)了近距離內(nèi)幾種通訊設(shè)備的無縫資源共享，同時(shí)也可有效的實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)之間的通訊需求。由于藍(lán)牙技術(shù)安裝的方便，只需要將該技術(shù)嵌入到單一的CMOS芯片中即可實(shí)現(xiàn)小型移動(dòng)通訊設(shè)備之間的無線通訊需求。藍(lán)牙技術(shù)以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，采用高速跳頻（Frequency Hopping）和時(shí)分多址（Time Division Multi-access-TDMA）等先進(jìn)技術(shù)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通訊環(huán)境建立一個(gè)特別連接。由于藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展的時(shí)間還較短，在應(yīng)用過程中還存在著一些問題沒有解決，但隨著藍(lán)牙技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信用不了多久，藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品將出現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面。

4 超寬帶（UWB）技術(shù)研究

在上世紀(jì)五十年代末期超寬帶就已興起，就在軍事上得以應(yīng)用，當(dāng)時(shí)此項(xiàng)技術(shù)主要用于軍事雷達(dá)等通訊設(shè)備上進(jìn)行使用。但在無線技術(shù)的快速發(fā)展下，人們對(duì)高速無線通訊提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出。UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通訊方案。與常見的使用連續(xù)載波通訊方式不同，UWB采用極短的脈沖信號(hào)來傳送信息，通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz，因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百分之一。在高速通訊的同時(shí)，UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一，對(duì)于普通的非UWB接收機(jī)來說近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無線電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通訊方式，它有望在無線通訊領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。UWB的特點(diǎn)如下：

4.1 抗干擾性能強(qiáng)：UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時(shí)將微弱的無線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。

4.2 傳輸速率高：UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s，有望高于藍(lán)牙100倍。

4.3 帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通訊系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。

4.4 消耗電能少：通常情況下，無線通訊系統(tǒng)在通訊時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能少。

4.5 保密性好：UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。

4.6 發(fā)送功率非常小，延長(zhǎng)了系統(tǒng)電源工作時(shí)間。

4.7 成本低，適合于便攜型使用。

5 結(jié)束語

隨著無線通訊技術(shù)的快速發(fā)展，其將以較低的成本及建立鏈路的簡(jiǎn)單易行、較好的靈活性及擴(kuò)展性得以在多個(gè)行業(yè)中進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。

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