计算机网络-无线传输

无线传输

无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。

数字调制技术

数字调制是指用数字数据调制模拟信号，主要有三种形式：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。

幅度键控（ASK）：即按载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0；对应二进制1，载波振幅为1。调幅技术实现起来简单，但容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。在电话线路上，通常只能达到1200bps的速率。

频移键控（FSK）：即按数字数据的值（0或1）调制载波的频率。例如对应二进制0的载波频率为F1，而对应二进制1的载波频率为F2。该技术抗干扰性能好，但占用带宽较大。在电话线路上，使用FSK可以实现全双工操作，通常可达到1200bps的速率。

相移键控（PSK）：即按数字数据的值调制载波相位。例如用180相移表示1，用0相移表示0。这种调制技术抗干扰性能最好，且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟，并对传输速率起到加倍的作用

无线传输是利用电磁波。分发射部分和接收部分。发射部分由产生高频信号的振荡器，将音频信号加到电磁波上的调制器和高频功率放大器，最后由天线发射到空间去。接收部分由接收天线，高频放大，变频器，中频放大器，检波器和音频功率放大器等组成，最后由喇叭还原出声音。

现在无线传输已经超出了广播通信的范围。如无线电导航，无线电定位，无线上网等许多领域。

常见的无线传输方式：

（1）波导方式当电磁波频率为30kHz以下（波长为10km以上）时，大地犹如导体，而电离层的下层由于折射率为虚数，电磁波也不能进入，因此电磁波被限制在电离层的下层与地球表面之间的空间内传输，称为波导传波方式

（2）地波方式沿地球表面传播的无线电波称为地波（或地表波），这种传播方式比较稳定，受天气影响小；

（3）天波方式射向天空经电离层折射后又折返回地面（还可经地面再反射回到天空）的无线电波称为天波，天波可以传播到几千公里之外的地面，也可以在地球表面和电离层之间多次反射，即可以实现多跳传播。

（4）空间波方式主要指直射波和反射波。电波在空间按直线传播，称为直射波。当电波传播过程中遇到两种不同介质的光滑界面时，还会像光一样发生镜面反射，称为反射波。

（5）绕射方式由于地球表面是个弯曲的球面，因此电波传播距离受到地球曲率的限制，但无线电波也能同光的绕射传播现象一样，形成视距以外的传播。

（6）对流层散射方式地球大气层中的对流层，因其物理特性的不规则性或不连续性，会对无线电波起到散射作用。利用对流层散射作用进行无线电波的传播称为对流层散射方式。

（7）视距传播指点到点或地球到卫星之间的电波传播。

红外线

红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在0.75微波(μm)至1毫米之间，

在光谱上位于红色光外侧。因为红外线也是光的一种，所以它也同样具有光的特性，它无法穿越不透光的物体。当他遇到如墙面等物体时就会反射。根据红外线的一些特征，红外线传输有低成本、跨平台、小角度(30度锥角以内)，短距离、点对点直线数据传输的特点，而且在保密性和传输速率上都有很好的表现。传输速率能达到4M(FIR技术)和16M（VFIR技术）。

红外线传输过程中要求通信设备的位置固定，其点对点的传输连接，也导致无法灵活的组成网络，红外线多用于室内短距离传输，之前在家用移动设备上也有红外线传输，目前很多应用场合逐渐被蓝牙所取代。

蓝牙

蓝牙是我们生活中随处可见的传输技术，蓝牙的数据速率为1Mb/s，传输距离月10米左右。支持点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHZ ISM（工业、科学、医学）频段。

蓝牙较多用于手机，游戏机，PC外设，表，体育健身，医疗保健，汽车，家用电子等，现在手机上几乎都有蓝牙，虽然用的比较少。

无线数传电台

无线数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。数传电台的使用从最初的案件电码、电报、模拟电台加无线MODEM，发展到目前的数字电台和DSP、软件无线电。工作频率大多使用220-240MHz或400-470MHz频段，有效覆盖半径约有几十公里。

无线数传电台是通信行业发展较早的通信方式，也是比较成熟的一项无线通信技术，已经在各行业取的广泛应用，从航空航天、铁路、电力、石油、气象、地震等各行业均有规模的应用，可以传输包括遥控遥测数据、数字化语音、动态图像等业务。

无线数传电台在市场的空间一直还不是很大，一个原因是SCADA(数据采集与监视控制)系统的每一个节点的一次性造价较高；二是通信规约，协议，至今尚没有一个明确的、统一的行业标准。造成大部分厂商产品自成体系、互不兼容，从而很难规模化应用，影响了行业的发展。

WIFI

Wi-Fi（WirelessFidelity,无线相容性认证），与蓝牙一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。Wifi的频段很多，2.4G，也有5G的，一般的传输功率要在100毫瓦之间，虽然在数据安全性方面，该技术比蓝牙技术差一点，但是在电波覆盖范围方面则要略胜一筹。Wi-Fi的覆盖范围则可达300英尺左右（约合90米），在整栋大楼之中都可以使用。我们也会在平时看到很多公共场所或者酒店商场等提供WiFi热点接入。

根据使用的标准不同WiFi的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高为11Mbps，IEEE802.11a最高为54Mbps，IEEE802.11g最高为54Mbps(Netgear SUPER g技术可以讲速度提升到108Mbps)。

GPRS

GPRS是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。这项技术位于第二代(2G)和第三代（3G）移动通讯技术之间，56~115Kbps的传输速度，品吨有850/900/1800/1900MHz。

GPRS可以让工业用的RS232/485串口设备的串口通信立即转换为GPRS无线网络通信。内置TCP/IP协议透明传输，可以用于长距离通信或控制。

3G无线传输

3G标准有CDMA2000，WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX等，3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。

3G和2G一样，同样需要大面积的网络覆盖，依赖数以万计的基站来支撑起网络。这种网络的部署与实施，价格也是极其高昂的。