通信技术对宽带无线网络的应用分析

通信技术对宽带无线网络的应用分析

邝健龙

中国移动公司肇庆移动怀集分公司

摘要：随着现代信息业的发展，通信技术逐渐走进我们的日常生活，给我们的生活带来了诸多便利。通信技术的快速发展，也推动了宽带无线网络的发展，宽带无线网络中通信技术的应用将会有较大的发展前景。本文主要阐述了通信技术在宽带无线网络中的应用问题。

关键词：通信技术；应用；便利

引言

二十一世纪，是信息的时代，随着科学技术的日益发展，各类技术也突飞猛进，通信技术作为科学技术的主要成果，在生活中扮演着非常重要的角色。而宽带无线网络作为通信技术应用的成功典范，给我们带来了很多可借鉴的经验。相信通过通信技术在宽带无线网络中的应用，会使我们的生活更加便利。

一、超宽带无线网络的概念

超宽带无线通信技术主要包括通信技术在宽带无线网络中的应用。超宽带无线通信技术广泛应用于我们的生活，在我们察觉不到的地方，都可能存在。我们常见的超宽带无线通信技术主要是指通过大宽带来传输无线数据。而我们再传输数据时通常是脉冲信号相对较窄时，这就是我们常说的正弦波。但超宽带无线通信技术运用的是独特的脉冲技术，它与我们日常见到的正弦波十分类似。我们利用了接收端识别信息能力强这种特殊性质，广泛应用于宽带无线通信技术。但通信技术应用于宽带无线网络也尚处于起步阶段，仍有很大的进步空间。而无线传输技术一开始并不是以这种形式产生，而是通过脉冲传输。但随着技术的发展，不断对这种技术进行改进和完善，现在已改变了传输数据的传统方式，这样极大的便利我们的生活，给我们的生活带来了翻天覆地的变化。

二、超宽带通信技术的特点

超宽带技术在历史上还有其他的名称，如脉冲无线电(ImpulseRadio)，时域脉冲，无载波技术等。上述名称反映了超宽带信号在时域上持续时间极短，在频域上覆盖了很宽的频带这个典型特点。

2.1辐射谱密度低

超宽带通信系统使用很低的功率谱密度发射信号，功率谱密度与窄带系统接收端的背景噪声电平持平。因此，超宽带系统对窄带系统的干扰小，能与其他通信系统共享频谱资源。此外，低的辐射谱密度使得信号的隐蔽性特别强，被截获和检测的概率低，保证了通信的安全性。

2.2传输速率高

信道容量随带宽是线性增加，而随信号功率是呈对数增加。对于脉冲UWB无线系统来说，带宽非常宽，可能比现存系统的带宽宽很多，因此系统能够在很低的发射功率下工作。这也意味着UWB系统能以相对低的传输功率实现高数据率传输。

2.3多径分辨能力强

多径衰落是无线通信的一大障碍，这在密集建筑物环境中(如室内)尤为明显。在无线通信系统中，信道情况比较复杂，发射机和接收机之间存在许多障碍物。发射信号经过多次反射、散射、绕射后经过不同的路径到达接收端。由于经过不同路径的信号其幅度的衰减和时间的延迟都是不同的，所以在接收端这些信号的叠加会引起信号的衰落，窄带系统尤为严重。在超宽带系统中，承载数据信息的是持续时间在纳秒级的时间离散窄脉冲，经多径反射的延时信号与直达信号在时间上是可以分离的。因此，超宽带信号具有很强的分辨多径衰落能力。

2.4低截获和检测概率

超宽带系统对检测和截获具有先天的免疫能力。正是由于这种低发射功率，窃听者必须非常靠近发射机（大约1m）才能检测到发射信息。此外，超宽带脉冲对每一对发射机/接收机而言，在时域用唯一的码进行调制。非常窄的脉冲进行时域的调制增加了超宽带通信的安全性，因为若不知道到达的时刻来检测皮秒级的脉冲几近于不可能。因此，超宽带系统使得获得高度的安全、低截获和检测概率（lpi/d）的通信能得到保证，这些对于军事通信而言是很重要的。

2.5超强的穿透特性

与窄带技术不同，超宽带系统能够有效地穿透不同的材料。在范围宽广的超宽带频谱中所包含的低频成分为长波，它使得超宽带信号能够穿透多种材料，包括墙。该特性使得超宽带信号适用于穿透墙的通信系统以及穿透地的雷达。然而仅当其频谱包含有无线频谱的低频部分时，超宽带信号的材料穿透能力才有用。

2.6体积小、功耗低

超宽带技术不需要载波，传输的数据(信息)直接调制在持续时间为纳秒级的窄脉冲上，超宽带信号的辐射功率极低，大大简化了发射机结构。接收机的结构也比较简单，与传统载波通信系统相比，不需要频率合成器、混频器等复杂的射频电路模块。因此，脉冲超宽带系统的功耗和成本较低。

2.7保密性高

相比于现有的无线通信系统，UWB无线通信系统发射的无线信号具有更宽的信号带宽，更低的功率谱密度，与背景噪声差不多，因而可以隐藏在噪声背景之中，这使得UWB信号被截获和被检测的概率非常低。

三、通信技术在宽带无线网络中的应用

1.多媒体通信的短距离无线网络

随着目前多媒体的广泛运用，短距离无线网络也越发重要，成为目前的研究人员广泛关注研究的一个热点问题。多媒体通信短距离无线网络的发展，会给我们的生活带来很大便利。短距离无线网络多媒体通信技术拥有耗电低、极强的便利性和便携的终端接口等强大优势，来满足我们日常生活的需求。这种技术发展至今，在理论与技术方面都有了很大的提升和改变。传统的短距离无线技术主要包括蓝牙、WLAN等，但由于这些技术具有信号不稳定，传输数据速度慢、极易受周围环境影响的劣势，将逐渐退出人们的视野。取而代之的就是通信技术在宽带无线网络中的广泛应用。这种全新的技术与传统技术相比，具有信号稳定、传输数据快和不易受周围环境影响等优势，具有广阔的发展空间，改变了人们传统生活方式。

2.雷达、成像监控的应用

与短距离无线网络应用对应的就是长距离、低功率的应用。在我们生活中，这种技术普遍应用于雷达和成像监控。而雷达、成像监控又作为我国国防和医疗最为普遍的技术，被广泛的应用。CPR设备的应用还归功于雷达系统，这种设备有很强的穿透能力还有很高的分辨能力，它可以对各种建筑物进行“拍照”，以此来检测建筑物是否安全。当然，任何事物都是有两面性的，有优势的同时也有一定的缺陷，主要是在操作过程中是人操控，稍微的不注意就极易产生误差，影响最后的测量结果。GPS技术也是通信技术在宽带无线网络中运用的典范，如上图，GPS发展至今，已十分成熟，并被社会大众所认可，但我们再使用GPS进行定位时经常会遇到这样的问题，当我们去偏远地区或者地下室时，GPS就失去了它本该发挥的功能，像这种偏远地区和地下室就是GPS的盲区。为了解决这些问题，完善GPS技术，就将通信技术应用于宽带无线网络中，这个问题就迎刃而解。将超宽带芯片放入通信设备中，就解决了GPS存在盲区这一问题，也是通信技术应用于宽带无线网络中一个重大进步。通信技术在宽带无线网络成像方面的应用主要是在国防、医疗等方面。借用这个技术，我国已研发出很多利于国防、医疗的高科技产品。例如，在发生重大自然灾害时，搜救人员借助研发的高科技产品透过墙壁等坚硬物，查看是否有受灾群众，降低了搜救难度，一定程度上保证了人民生命安全。也应用在了火灾发生的消防传感器上，主要是由于通信技术在宽带无线网络中的应用实现了可以穿透墙壁，钢筋水泥，金属等强大功能。为我国国防、医疗事业提供了强大的技术支持，增强了我国的实力。

3.矿井作业的应用

传统的矿下作业通信具有很大的局限性，将通信技术运用在宽带无线网络中，就改变了这个局势。无线通信提高了井下作业的安全性，也为井下救援工作提供了技术支持，提高了我国矿产开采的效率，也成为我国井下通信的主要方式。另一方面，传统的有线通信设备价格高昂，很多矿井无法接受，所以矿井事故频发，设备也比较笨重繁琐，不利于矿井作业。而通信技术在宽带无线网络应用后，提高了安全性能，简便了通信设备，为矿井作业带来了便利。当我们在地面进行无线传输信息时，由于受FCC的限制，传输距离通常仅持在十米左右。而我们在矿下作业时，就摆脱了FCC的控制，传输距离由我们自行调节控制，这样在井下就可以实现无线传输信息。随着技术的发展，矿下作业的通信技术在宽带无线网络中的应用也不仅限于人员的无线传输设备，对它的功能又有了新的发现。例如，可以对井下大型机械设备进行检测维修，或是对煤层进行勘察，看是否适合开采，保证了开采人员的安全。也是对通信技术在宽带无线网络应用的重大突破。另一个重大研究成果就是离层视频检测设备，可以对井下作业情况进行实时监测，通过无线网络进行传输，进入到地上网络中，保证矿井作业的安全。

结束语

综上所述，我们可以看出通信技术在宽带无线网络中的广泛应用，不仅促进了我国国防、医疗事业的发展，更影响了我们生活的点点滴滴，便利了人们的生活，更对我国经济发展做出了巨大的贡献。尽管通信技术在宽带无线网络应用中仍存在很多不足，但相信经过科研人员的不断努力和完善，这项技术将更加完善，造福人类。

参考文献

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[3]张守志.关于无线通信技术及应用分析探讨[J].城市建设理论研究（电子版）.2013，（10）.