信道通信傳輸與廣播概述3700字

信道通信傳輸與廣播概述綜述信道通信傳輸與廣播概述綜述 11.1信道傳輸?shù)母攀?11.2有線信道傳輸 11.3無線信道傳輸 21.4無線信道傳輸中的多信道傳輸 31.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道傳播中的問題和解決方法 41廣播通信存在的具體問題及解決方法 42多信道通信技術(shù)在無線傳感器應(yīng)用過程中存在的 4 4傳感器裝置方面的問題 4多信道MAC協(xié)議在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的問題 41.1信道傳輸?shù)母攀鲂诺揽梢詮莫M義和廣義兩方面理解，狹義信道即信號傳輸?shù)拿劫|(zhì)，分為有線信道和無線信道；廣義信道除包括傳輸媒質(zhì)外還包括有關(guān)的轉(zhuǎn)換器，如：發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、饋線與天線、調(diào)制器、解調(diào)器等。解調(diào)器解調(diào)器收轉(zhuǎn)換器發(fā)轉(zhuǎn)換器調(diào)制器圖1.1廣義信道模型廣義信道按功能可以分為模擬信道(即調(diào)制信道)和數(shù)字信道(即編碼信道)。廣義信道模型如圖1.1所示。在信道傳輸中，信息是作為客戶事物的屬性和相互聯(lián)系特性的表現(xiàn)，信號則是具體物理形式在傳輸過程中的體現(xiàn)。傳輸介質(zhì)則稱為信道。1.2有線信道傳輸有線信道采用導(dǎo)線作為傳輸介質(zhì)，信號沿導(dǎo)線傳輸。能量都集中在線路附近，傳輸效率高，但不夠靈活。這種信道中使用的傳輸介質(zhì)包括架空開放線、電話線、雙絞線、對稱電纜、同軸電纜等，以及傳輸調(diào)制光脈沖信號的光纖。有線信道的一般傳輸介質(zhì)是可見光介質(zhì)，如明線、對稱電纜、同軸電纜、光纜和波導(dǎo)。有線信道是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中最早的常用的信道之一。例如，電話電纜廣泛在短程傳輸有大量應(yīng)用。最基本的信號傳輸過程如圖1.2所示。有線通信的傳輸介質(zhì)一般為雙絞線或光纖等，能量因為信號是沿導(dǎo)線傳輸?shù)亩鄬性趯?dǎo)線附近，但許多缺陷仍待解決，如信噪比高、頻帶資源窄、非線性失真。無線信道是發(fā)送者和無線通信接收器之間的路徑。對于無線電波，發(fā)送者和接收器之間沒有物理連接，可能有多條傳播路徑。為了生動地描述發(fā)送者和接收器之間的工作，這種連接路徑稱為信道，而無線信道也就是通常所說的無線的“頻或者說它的特性主要體現(xiàn)在無線電波在無線信道上的傳播不是一條單一的路由，而是從多條路由合成各種反射波，由于發(fā)現(xiàn)每條路由的無線電波距離不同，或者每條路由反射波的到達時間不同，即每個信號的時間延遲是不同的，當一個窄信號被發(fā)送或一個移動臺接收到的信號由一個不同的慢點擊組成時，稱之為延遲分布。在移動通信中，當移動臺移動到基站時，通常會變得更高，波長變得更長。你必須考慮移動通信中的“指針效應(yīng)”。在我們的移動或我們的日常生活的限制下，可能造成長時間的缺失頻率位移的，這將對移動通信產(chǎn)生決定性的影響，同時也增加了移動通信的復(fù)雜性。鑒于其現(xiàn)行的各種特質(zhì)，無線信道傳輸?shù)靡源笠?guī)模應(yīng)用，其綜合成本低，性能更穩(wěn)定。只需一次性投資，無須挖溝埋管，特別適合室外距離較遠及已裝修好的場合；在許多情況下，用戶往往由于受到地理環(huán)境和工作內(nèi)容的限制，例如山地、港口和開闊地等特殊地理環(huán)境，對有線網(wǎng)絡(luò)、有線傳輸?shù)牟季€工程帶來極大的不便，采用有線的施工周期將很長，甚至根本無法實現(xiàn)。這時，采用無線監(jiān)控可以擺脫線纜的束縛，有安裝周期短、維護方便、擴容能力強，迅速收回成本的優(yōu)點。同時這使得它組網(wǎng)靈活，可擴展性好，即插即用。管理人員可以迅速將新的無線監(jiān)控點加入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，不需要為新建傳輸鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)、增加設(shè)備，輕而易舉地實現(xiàn)遠程無線監(jiān)控。維護費用低。無線監(jiān)控維護由網(wǎng)絡(luò)提供商維護，前端設(shè)備是即插即用、免維護系統(tǒng)。無線監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控和無線傳輸技術(shù)的結(jié)合，它可以將不同地點的現(xiàn)場信息實時通過無線通訊手段傳送到無線監(jiān)控中心，實時得到被監(jiān)控點的視頻信息，并且自動形成視頻數(shù)據(jù)庫便于日后的檢索，該視頻信息連續(xù)、清晰。在無線監(jiān)控點，通常使用攝像頭對現(xiàn)場情況進行實時采集，攝像頭通過無線視頻傳輸設(shè)備相連，并通過由無線電波將數(shù)據(jù)信號發(fā)送到監(jiān)控中心。與此同時更加困難的遠距離無線傳輸技術(shù)在日常的應(yīng)用也越來越多，如偏遠地區(qū)廣泛應(yīng)用的GPRS/CDMA無線通訊技術(shù)、數(shù)傳電臺、擴頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。它主要使用在較為偏遠或不宜鋪設(shè)線路的地區(qū)，如：煤礦、海上、有污染或環(huán)境較為惡劣地區(qū)等。為了與多信道傳輸做類比，首先對發(fā)展過程中的單信道傳輸做一個基本介紹。單信道即單方向工作。最典型的就是無線尋呼系統(tǒng)，也就是平時人們常說的尋呼發(fā)射臺，通過單頻發(fā)出信息，用戶則以此頻率接收信息，這是一種單工工作方式；另外一種是報警系統(tǒng)，如無線電報警系統(tǒng)，大功率發(fā)射機發(fā)出報警信息，各用戶接收機接收；而火警、盜警等報警系統(tǒng)則剛好相反，用戶告警發(fā)射機分設(shè)在一些服務(wù)點上，由基站接收告警信息(帶有編碼的信息，解碼后可知道告警的在單通道通信中，設(shè)置發(fā)送者和接收者的身份，發(fā)送者不能只發(fā)送信息、接收者的信息；默認情況下，此信息僅對單方可用。接收者只能接收信息，不能發(fā)送信息。數(shù)據(jù)的信號只在一端傳輸?shù)搅硪欢耍葱畔⒘魇嵌ㄏ虻?。根?jù)發(fā)送者和接收者頻率的異同，可以分為同頻通信和異頻通信。與傳統(tǒng)的單信道傳輸相比，多信道傳輸隨著集成電路技術(shù)的進步和發(fā)展，微處理器的運算速度加快、計算能力提高，所需要的電力消耗和成本降低了不少。同時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議也持續(xù)改進，節(jié)點之間的無線鏈路變得更加可靠，而低成本、低功耗的射頻芯片的出現(xiàn)。更讓無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用有了更多的可能性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展因此有了很大的進步。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點在發(fā)送、接收和處理數(shù)據(jù)的過程中容易受到其它因素的干擾。在嚴重情況下，可能導(dǎo)致整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和處理錯誤，并且影響整個通信的精度和可靠性。多通道通信技術(shù)的出現(xiàn)大大降低了這種錯誤發(fā)生的概率。該技術(shù)適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點經(jīng)由不同信道傳輸數(shù)據(jù)，以減少節(jié)點之間對其他節(jié)點的干擾。同時，由于每個節(jié)點分布在不同的信道上，所以外部干擾的概率大大降低。因此，將多信道通信技術(shù)應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)