基于通信系统浅谈无线通讯技术

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  摘要:进入二十一世纪以来,因特网技术、多媒体技术、无线通讯技术在这一过程中都得到了飞速的发展,在这一过程中,人们与他们之间所存在的联系几乎已经密不可分。尤其是无线通讯技术,已经在当前社会成为了人们必备的工具,而越来越低的功耗和微型化,就是人们对于无线通讯产品所提出的要求,所以,虽然我们目前已经对于无线技术有了充分的了解,但是我们还应当对无线技术在未来的发展加以研究。本篇文章主要是对蓝牙通讯技术和UWB技术进行了多方面的对比,以此来对蓝牙和UWB相结合成为下一代无线通信技术的可能性进行了深入研究。
  关键词:无线通讯;重要作用;Bluetooth ;UWB
  前言
  现目前,我国某些大型的石化企业在进行内部部门沟通的过程中,依然是使用的是老式的有线电话来传输,其信息在进行传输的过程中还必须要和传统的程控交换机以及防爆电话所配合,整套通讯设备过于庞大,再加上自然环境的恶劣以设备的脆弱,所以极易遭到破坏,一旦员工在进行工作的过程中,其通讯由于某些因素而中断,必然会对员工人身安全、财产安全等带来巨大的威胁。因此,大力的发展无线通讯技术已经成为了我国当前的重点工作之一。
  1、无线通讯技术的重要作用
  石化工厂厂区面积大,人员分布散,防爆区内移动作业人员和零散作业人员众多。无线通讯系统对满足人员通讯需要,加强防爆区内分布人员的动态管理,优化厂区网路结构,实现企业安全生产,调度指挥的有线,无线互联互通,相互结合的信息传递,保证企业安全高效的生产具有十分重大的现实意义。
  2、常用的无线通讯技术分析
  现目前,我国使用较为广泛的通讯技术有GPRS/CDMA、无线网桥、卫星通讯、短波通讯技术等等。
  2.1 数字电台所具有的通讯功能,能够直接使用在点对多点、点对点等不同的工作环境之中,并且设备之上还提供了RTU、PLC等方面的数据结构,从而能够达到透明传输的目的。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。
  2.2 扩频微波和无线网桥技术
  近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。并且所带来的效果极为明显,对于无线网络传输发展来说,有着极其重要的作用,尤其是在局域网组建中。
  3、短距离无线通讯技术简介
  蓝牙技术自身是一种具有开放性,能够在短距离之内进行无线通讯技术传播的方式,也是全球最新的一种公开化的无线通信。该技术只能够在两个不同设备的短距离范围内,利用无线连接的方式来进行网络连接,并且在近距离的情况下,两个设备能够直接进行无缝的资源传输,当然,也能够在现实中进行用数据通讯和语音通信。蓝牙技术在进行生产的过程中,主要是将该技术直接嵌入一块CMOS芯片中去,该芯片的体积较小,能够直接放置于一些较小型的无线通讯设备,从而使得蓝牙技术能够更为快速的建立连接。蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础,采用高速跳频(Frequency Hopping)和时分多址(Time Division Multi-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通讯环境建立一个特别连接。作为一个新兴技术,蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处,如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通讯技术,它必将在不久的将来渗透到生活的各个方面。
  4、超宽带(UWB)技术研究
  超宽带技术主要是起源于20世纪中期,在那个时期,超宽带技术是作为军事机密技术来进行使用,将其应用到了雷达扫描等设备之中,但是随着社会经济的发展,以及无线通讯技术的快速发展,人们已经对无线通讯技术提出了越来越高的要求,在这一过程中,超宽带技术又再次被提出应用到民用中,受到了各个行业的关注。UWB也就是超宽带技术主要是指带宽大于500MHz信号频段的无线通信技术。与我们日常使用使用通信技术不同的是,该技术是使用超短的脉冲信号来进行信息的传递,通常情况下,每一个脉冲的时间仅仅只有几十皮秒或者说几纳秒。所以,脉冲在进行信息发射的过程中,其带宽甚至能够达到数GHz,而当前最大传输速率也仅仅只有这一速度的几百分之一,该信号发出之后,对于非WUB信号接收机来说,这一信号与噪音无异。因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设備共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通讯方式,它有望在无线通讯领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:
  4.1 抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
  4.2 传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。
  4.3 带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。
  4.4 消耗电能少:通常情况下,无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。
  4.5 保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。
  4.6 发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通讯设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通讯。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。
  4.7 成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。
  5、结束语
  总而言之,无线通讯方式主要是利用物理来作为连接线路进行运作的,其运作的成本极为低廉,并且还可以根据现场的实际需求来对无线方案进行相应的调节,从而提高无线通讯设备自身具有的重要性,为我国的无线通讯事业发展做出巨大的贡献。
  参考文献
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