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这里主要介绍相关无线通信的通用的技术和一些专门的无线通信网络技术。主要有无线电基础部分、无线电通信网络部分和无线电管理部分三大部分。包括无线电基础部分的无线信道技术、抗衰落技术、频率频谱技术、扩频技术等;无线电通信网络部分的短波通信技术、VHF/UHF通信技术、集群通信技术,室内覆盖技术、SON技术、专业移动通信技术、寻呼技术等;无线电管理部分的频率资源管理、卫星轨道资源管理、无线电电磁干扰管理、无线电台站及设备管理、检测与监控管理等。

无线通信网络简介

无线通信严格意义上应分为无线电波通信和无线光波通信,现在通常我们大家所说的无线通信多是指无线电波通信,无线通信属于通信系统中传输网络的一种。根据国际电信联盟《无线电规则》,电信(telecommunication)定义为利用有线电、无线电、光或其他电磁系统对于符号、信号、文字、图像、声音或任何性质的信息的传输、发射或接收。无线电通信(radio communication)则为使用无线电波的电信。无线电波定义为频率在3000GHz以下,不用人工波导而在空间传播的电磁波。作为信息传输载体的无线电波都具有一定的频率和波长,即位于无线电频谱中的一定位置,并占据一定的宽度。无线电频谱(radio spectrum)一般指9KHz~3000GHz频率范围内发射无线电波的无线电频率的总称。无线电频谱是电磁谱的一部分。

1873年麦克斯韦尔建立了电磁场理论。1887年赫兹验证了电磁波的存在。1895年意大利的马克尼发明了无线电,开启了无线电波的实际应用。随后,马可尼和俄国的波波夫分别利用电磁波传递电报码的试验获得成功,开创了人类使用无线电通信的纪元。

由于无线电波的传输介质是在自由空间中,因此无线电通信必须要研究它的基本特性和传播特性。基本特性包括其方向性、能量密度、特性阻抗、极化形式、辐射与散射等。传输特性包括抗衰落特性、抗干扰特性、提高频率利用率特性等等。

对于无线电通信,无论是无线电通信技术的采用和无线电业务的应用,都离不开无线电频率(radio frequency),无线电频率是自然界中存在的一种电磁波,是一种看不见摸不着、而又真实存在的物质,是一种各国可均等获得的宝贵自然资源,它具有以下六种特性:有限性;排他性;复用性;非耗竭性;固有的传播特性和易污染性。

为此,无线电管理成为无线电通信的必备保障机制。无线电管理的首要任务是无线电频率规划。随着无线电业务的迅速发展,无线电频率资源越来越紧张,如何解决频率资源短缺,有效合理地开发、利用无线电频率资源,满足各行各业对无线电频率日益增长的需求,已成为世界无线电管理面临最主要的课题。无线电频率规划可分为国际频率规划和国内频率规划。国际无线电频率规划是依据国际电联(ITU)通过的具有法律效力的《无线电规则》,它形成全球无线电通信共同遵守的框架。一般是由国际电联召开的世界无线电通信大会(WRC)确定和修改。国内频率规划一般是由各国政府依据《无线电规则》,结合各国的具体情况实施。在我国通常由国务院的通信管理部门研究制定《中华人民共和国无线电频率划分规定》,它成为我国无线电频率规划的法律依据。随着卫星通信的不断发展,对卫星轨道的管理也成为无线电管理的重要的一部分。无线电管理的其他任务还包括无线电台站(指无线电收发信机)的管理、电磁兼容(EMC)分析、无线电监测和监督检查、无线电发射设备的管理等等。在我国,目前是由设在工业和信息化部的无线电管理委员会行使我国政府的无线电管理职能。

一百多年来,随着通信技术的不断发展,无线电通信应用非常广泛,可提供各种的无线电业务,来满足人类的需求。依据《中华人民共和国无线电频率划分规定》,在第一章中将无线电业务通常分为地面无线电业务和空间无线电业务,一共有30余种。地面无线电业务主要分固定业务、移动业务、广播业务和无线电测定业务,移动业务又分为陆地、水上和航空移动业务。陆地移动业务主要分为公众移动通信业务和专用移动通信业务。等等。

对于无线电通信系统的设备组成,通常包括发信部分和收信部分两大部分。发信部分应包括发信机、发射天线及馈线等所构成;收信部分应包括接收天线、馈线和接收机所构成。发信机主要完成基带信号调制为射频信号、射频信号输出功率放大等基本功能;收信机主要完成滤波、低噪射频信号放大、解调出基带信号等逆变的基本功能。馈线是将发射机输出的射频信号传输给天线或将天线接收的射频信号传送给接收机,完成射频信号的传递功能。天线则完成能量转换功能,即发射天线将射频电能转换为电磁能以电磁波的形式辐射到自由空间,接收天线完成反向转换。为了提高其转换效率,将有不同形式的天线,以适应于不同的无线电通信网络,包括如今广泛使用的多输入多输出天线(MIMO)等形式。

在现代无线电通信系统的技术应用中,通常可分为长距离无线电通信系统、短距离无线电通信系统和异构无线电通信网络系统,往往可形成点对点或点对多点或多点对多点的网络拓扑结构。长距离无线电通信系统主要适用于长途传输网络当中,像我们常用到的如微波通信、卫星通信、短波通信等系统。短距离无线电通信系统主要适应于无线接入网络之中,以实现通信终端的移动性,即移动通信系统。移动通信系统又分为公用移动通信系统和专用移动通信系统。公用移动通信系统如目前热门的公用数字蜂窝式移动通信系统,另外还有过去使用的无线市话系统、寻呼系统等;专用移动通信系统的种类较多,如集群通信系统;室内分布系统;固定无线接入系统(包括3.5GHz系统、26GHz系统、SCDMA系统等);移动无线接入系统(包括WMANWLANWPAN(含UWB及蓝牙)等);及其它VHF/UHF通信系统(包括业余无线电系统、无中心多信道选址系统、对讲机系统等);等等。而异构无线电网络系统主要用于为提高无线网络效率(如频谱效率、覆盖效率、抗扰效率等)而采用的相应技术,如Ad hoc网络、自组织无线网络技术(SON)、无线Mesh网络等。

由于目前无线光波通信应用的较少,因此,在这里,无线通信网络专业内主要介绍包括下图所示的相关内容,其它相关无线电通信应用将在本网站相应通信专业内介绍。


 


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