中國計量網(wǎng) http://www.chinajl.com.cn/
中國計量網——計(jì)量行業門戶網(wǎng)站
計量資訊速遞
您當前的位置: 首頁(yè) > 新聞 > 科研動態

射頻技術在無線通信領域的應用 (2004-07-13)

發布時間:2007-12-04 作者: 來源:通信信息報 瀏覽:2069
什麽(me)是(shì)射頻?Radio Frequency ,簡稱RF??射頻就是射頻電(diàn)流,它是一種高頻交流變(biàn)化電磁波的簡稱。每秒變化小於1000次的交(jiāo)流電稱為低頻電流,大於10000次的稱為高頻電流,而射頻就(jiù)是這樣一種高頻電流。射頻技術(shù)在(zài)無線通信領域(yù)具有(yǒu)廣泛的、不可替代的作用。  藍牙射頻技術   藍牙無線技術采用的是一(yī)種擴展窄帶信號頻譜的數字編碼技術,通過編碼運算(suàn)增加了發送比特的數量,擴(kuò)大了使用的帶寬。藍牙使用跳頻(pín)方式來擴展頻譜。跳頻擴頻使得帶寬上信號的功率譜密度降低,從而大大(dà)提高了係統抗電磁幹擾、抗串(chuàn)話幹擾的能力,使得藍牙的無線數據傳輸更(gèng)加可靠。   在頻帶和信道分配方麵,藍牙係統一般工作在2.4GHz的ISM頻段(duàn)。起始頻率為(wéi)2.402GHz,終止頻率為2.480GHz,還在低端設置(zhì)了2MHz的保(bǎo)護頻段,高端(duān)設置(zhì)了3.5MHz的保護頻段。共享一個公共(gòng)信道的所有藍牙(yá)單(dān)元形成一(yī)個微(wēi)網(wǎng),每(měi)個微網最(zuì)多可以有8個藍牙單元。在微網中,同一(yī)信道的各單元的時鍾和跳頻均保持同步。藍牙具有以下的射頻收(shōu)發特性(xìng)。藍牙采用時分雙工傳輸方案,使用一個天線利用不同的時間間隔發送和接收信號,且在發送和(hé)接收信(xìn)息中通過不斷改變傳輸方向來共用(yòng)一個信道,實現全雙工傳輸;藍牙發射功率可分(fèn)為(wéi)3個級別:100mW、2.5mW和1mW。一般采用的發送功率為1mW,無線通信距離為10m,數據傳輸速率(lǜ)達1Mb/s。若(ruò)采用(yòng)新的藍牙(yá)2.0標準,發送功率為100mW,可(kě)使藍牙的通信距離達(dá)100m,數據傳輸速率也達到10Mb/s。除此之外,藍牙標準還對收(shōu)發過程的寄生輻射、射頻容限、幹擾和帶外抑製等做(zuò)了詳盡的規(guī)定,以保證(zhèng)數據傳輸的安全。藍牙無線(xiàn)設備(bèi)實現串行通信是通過無(wú)線射頻鏈接,利用藍牙模塊實現。藍牙模塊主(zhǔ)要由無線收發單元、鏈路控製單元和鏈路管理及主機I/O這3個單元組成。就藍牙射頻模塊來說,為了在提高收發性能的(de)同(tóng)時減小器(qì)件的體積和成本,各公(gōng)司都采用(yòng)了自己特有的一些技術,從而使藍牙射頻模塊的結構都不盡相同。但就其基本(běn)原理來說,藍牙射頻模塊一般由接收模塊、發送(sòng)模塊和合成器這三個模塊組成。   其中,合(hé)成器是收發(fā)模(mó)塊中最關鍵的部(bù)分。合成器在頻道選(xuǎn)擇和接收模式時采用鎖(suǒ)相環技術。在(zài)接收模式下,鎖相環路閉(bì)合,用於提供接收模塊解調(diào)信號所需穩定的本振(zhèn)。在發送模式下,鎖(suǒ)相(xiàng)環路開路,調製信號直接加(jiā)載(zǎi)到VCO上對載波進行調(diào)製。此時載波(bō)頻率由環路濾波(bō)器輸出電壓保持。通常合成器的工作頻率僅為發射(shè)頻率的一(yī)半,以減少與射頻放大器的耦合。  下一代WLAN射頻技術   第一代(dài)的WLAN解決方案對於用戶密度變(biàn)化的反應能力非常有限,並且不能有效的優(yōu)化帶寬資(zī)源。隨著WLAN負(fù)載的增加,現存的產品通常無法(fǎ)判斷臨近的接入點的負載和用戶量是否相近,也無法判斷是否有必要和臨(lín)近的接入點分擔負載。用戶負載均衡(héng)要求使用更為集中的軟件控製,通過這個軟件來實現基於係統級的網絡效率的(de)評估,從而優化用戶和接入點的比例。   下一(yī)代的係統將充分利用整個軟件框架來實現接入點的失(shī)效探測並且將根據附近接入點的(de)工作情況來自動調整。通過控製每(měi)個(gè)接入點的輸出傳輸功率和操作頻率(lǜ),係統可(kě)以允許特定的接入點通過增加功率或者改變信道的方式來填補可能出現的沒有覆蓋到的漏洞,或(huò)者減輕接(jiē)入點間的相互幹擾,從而增加網絡的穩定性。更進一步的是,如果某個接入點失效,係統(tǒng)可以指導特定的接入點分(fèn)擔一定的客戶(hù)端以優化通信(xìn)路由和網絡(luò)負載。最後,接入點通(tōng)過這種方式(shì)可以知(zhī)道在他們周(zhōu)圍發生了什麽事(shì)情,並且可以探測範圍內的(de)漏洞。由於無法預測RF覆蓋(gài)模(mó)式,係統的可(kě)用性在很大程度上可能會受到一些表(biǎo)麵上(shàng)看起來無害行為的影響,例如(rú)電梯的移動都會影響係統的可用性。雖然很多企業(yè)會回避那些(xiē)過於自(zì)適應的係統,但是通過增加輸出功率的辦法可以使得(dé)係(xì)統能夠探測範圍內的漏洞並對其(qí)進(jìn)行(háng)修補,另(lìng)外還可(kě)以帶來其他的(de)益處例如增加網絡(luò)的正常運行時間。   在考慮無線網絡的擴展性(xìng)時,對RF域有一個全麵的認識也是非常有益處的。下一代的接入點將有能力提供雙(shuāng)頻連接,包(bāo)括對802.11b,802.11g,以及802.11a。對於有限可用的(de)頻譜如2.4GHz和(hé)5GHz頻率,任何網絡設計的目的都應該是優化可用信道的使用(yòng),為每個(gè)客(kè)戶端提供最(zuì)大數量的帶寬。   在整個無線網絡的(de)安全體係中,RF媒介扮演了一個截然不同的角色。雖然物理(lǐ)層並不負責(zé)設備和用戶的認證,也(yě)不負責對空中傳播的數據包進行加密,但是,對於那些未授權的(de)接入點或者可疑的客戶端設備行為(wéi),它可以提供重要的數據。雖然在市場上有很多種探測(cè)器解決方案,但是(shì)大多數產品的配(pèi)置方案都是覆蓋整個網絡,而不是將其集成到一個單一的(de)係統中。無線接入點應該能夠以(yǐ)探測(cè)模式操作,從而可以判斷其它的無線(xiàn)組(zǔ)件的配置是否正確。他們應該還可以(yǐ)報(bào)告哪些接入點或者客戶端設備還沒有得到ITO的批準。理想的情況是,這種無線探測的RF實現方法應該可以通過有線的實現方法來進(jìn)行補充,並(bìng)且有相應的能力將在(zài)無線網絡中探測的可疑行(háng)為和(hé)在有線環境(jìng)中收集到的信息進(jìn)行對應。通(tōng)過這(zhè)種相(xiàng)關能力,係統可以判(pàn)斷(duàn)這種可疑的接入點是(shì)屬於某個主機網絡還是隻是鄰近企業的基礎設施的一部(bù)分。另外,通過連續不(bú)斷的監控(kòng)網絡行為,係統可以執行入侵檢測和防止入侵的功能,並且可以報告哪些是具(jù)有欺騙性質的接入點、哪些是Ad hoc網(wǎng)絡、哪(nǎ)些是拒絕服務攻擊以及中間(jiān)人攻擊等。  網絡(luò)優(yōu)化中的射頻管理   在進行網絡優化的時候,我們必(bì)須保證(zhèng)在傳輸能量的同時沒有形成疊加,這對每個使用同一頻率的CDMA係統的小區(qū)來講尤其(qí)重(chóng)要。   射頻管理就是保證射頻能量在不造成任何汙染的情況下進行(háng)傳播??讓能量到需要它的地方(fāng)去,遠離不(bú)需要它的地方。因此,抑製天線旁(páng)瓣和(hé)後瓣並(bìng)且通過調(diào)校電傾角來調整天線覆蓋範圍是相當重要的。小(xiǎo)區越小時,其重要(yào)性越為突(tū)出。有關研究顯示幹(gàn)擾影響大小與天線上波瓣的抑製度有關(guān)。在尋求降低(dī)幹(gàn)擾水(shuǐ)平時(shí),盡可能地(dì)對天線上波瓣進行抑(yì)製。過(guò)去,上波瓣(bàn)的抑製度通常(cháng)在12dB以內,而如今的目標(biāo)抑製度已達到了(le)18-20dB。RFS的Optimizer係列天線更在整個傾角範圍內(nèi)取得了高於20dB的抑製(zhì)度。旁瓣相對於主瓣越小,天線抵禦同頻幹擾的能力(lì)就(jiù)越強。如果引(yǐn)起幹(gàn)擾(rǎo)的不是第(dì)一上波(bō)瓣,則(zé)可能是第二(èr)上波(bō)瓣,因此每個不需要的信(xìn)號都(dōu)必須盡量小。電傾角調(diào)校功能是(shì)現(xiàn)代成熟網絡的小區規劃和管理的一(yī)大優勢。以機械方式對天線(xiàn)波束進行傾角(jiǎo)調校雖然易於操作,但對(duì)雜(zá)散(sàn)旁瓣的輻射收效甚微,甚至會增加來自於後瓣的幹擾。而(ér)電傾角調校技術能將所有的主瓣(bàn)、後瓣和旁瓣傾斜至同一角度,也就是說,電傾角調校技術可在不同傾角(jiǎo)角度對旁瓣進(jìn)行輻射管理,以加強對幹擾的控製。   遠程天線傾角控製技術主要是指從天線塔頂以外的其它地點對天線傾角進行控製的能力。遠程傾角控製有許多(duō)優點:無需租(zū)用設備登臨(lín)天線塔的費用;避免了對在同一地點擁有(yǒu)基(jī)站的(de)其它運營商的影響等(děng)。它能夠幫助運(yùn)營商全天動態地(dì)根(gēn)據業務流量模(mó)式的變化對網絡進行調整,是多功能高性能天線(xiàn)的另一個基本特(tè)性。  超寬(kuān)帶(UWB)無線技術   超寬帶(UWB)是一種無線(xiàn)射頻技術,支持家(jiā)電、電(diàn)腦(nǎo)外設和移動(dòng)設(shè)備在短距離內(nèi)高速傳輸數據,且功耗非常低。該技術是(shì)無線傳輸高(gāo)品質多媒體內容的理(lǐ)想選擇。UWB技術使用寬帶無線頻譜在短距離(如在家中或小型辦公室中)內傳輸數據,與傳統無線技術相比,它(tā)能夠(gòu)在特定時段通過無線(xiàn)方式(shì)傳輸更多的(de)數據。這一特性與低功耗脈衝數據交付(fù)(pulsed data delivery)功能相結合,加快了數據傳輸速度,同時也(yě)不會受到現有其它無(wú)線技術(如Wi-Fi、WiMAX和蜂窩廣域通信)的幹擾。   衝激無線電(Impulse Radio,IR)是最有(yǒu)希(xī)望的超寬帶技術之一。IR信號由極窄的脈衝串組成,這些脈衝在(zài)時間上偽(wěi)隨機出現。偽隨機性依靠跳時碼實現,跳時碼的作用(yòng)是讓發射(shè)信號隨機化,有利於用戶分隔和譜(pǔ)成形,以避免竊聽。信號的調製方式可以用脈衝幅度調製(PAM)或脈衝位置調製(PPM)。為了(le)確保低成本的超寬(kuān)帶設備,所有脈衝都具有同一波形。   與(yǔ)現有的無線通信技(jì)術相比,UWB無線通信技術所使用的通(tōng)信載波是連續的電波,形(xíng)象地說,這種電波就像是一個人拿著水管澆灌草坪時,水管中的水隨著人手(shǒu)的(de)上下移動形成的連續的水流波動。幾(jǐ)乎所有的無線通信包括(kuò)移動電話(huà)、無線局域網(wǎng)的通信都是這樣的:用某種調製方式將信號加載在連續(xù)的電波上。與此相比,UWB無線通信技術就像(xiàng)是一個人用旋轉的噴灑器來澆灌草(cǎo)坪一樣,它可以噴射(shè)出更多、更快的短促(cù)水流脈衝。UWB產品在工作時可以發送出大(dà)量(liàng)的非常短、非常快的能量脈(mò)衝。這些脈衝都是經過精確計時的,每個隻有幾個毫微秒長,脈衝可以覆蓋非常廣泛的區域。   超寬帶技術帶來一個優點,即電(diàn)路更簡單,尤其(qí)是在接收端,因為不需要本地生成載波,也不(bú)必提供多(duō)級混(hún)合電路、成形濾波等。但是,使用載波擴頻所帶來的優點勝過超寬帶技術。超寬帶本身是一類基帶信號(雖然其頻譜範圍達到數GHz)。在這種情況下,頻譜的近直流和中遠部分的傳(chuán)播特(tè)性具有不同的特點,使得這項技術局限於(yú)短距離通信。對於長距離通信而言,特別是中繼,擴頻(pín)技(jì)術(shù)更合適(shì)一些。   射頻技術在通信領域的應用,目前仍處於開拓狀態,應用還不是(shì)很廣,但隨著射頻通信技術的(de)成(chéng)熟,未來市場需要巨大,前(qián)景廣闊。
分享到:
通知(zhī) 點擊查看 點擊(jī)查看
公告 征訂通知 征訂通知
會員注冊
已有賬號,
會員登陸
完善信息
找回密碼
一卡二卡久久丨亚洲永久精品视频丨99亚洲永久免费精品丨國產成人綜合丨伊甸园是什么意思丨天天桃色网丨青热久思思丨最新高清中文字幕在线观看视频最新