無線通信是通信領域發(fā)展最快、最具活力的技術領域。無線通信是一種在不使用電線、電纜或任何物理介質等任何連接方式的情況下將信息從一點傳輸?shù)搅硪稽c的方法。

一般來說，在通信系統(tǒng)中，信息從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鞯木嚯x是有限的。在無線通信的幫助下，發(fā)射器和接收器可以放置在幾米(如電視遙控器)到幾千公里(衛(wèi)星通信)的任何地方。我們生活在一個通信的世界，而無線通信尤其是我們生活的重要組成部分。我們日常生活中常用的無線通信系統(tǒng)包括移動電話、GPS 接收器、遙控器、藍牙音頻和 Wi-Fi 等。

一、什么是無線通信?

通信系統(tǒng)可以是有線的或無線的，用于通信的介質可以是有導向的或無導向的。在有線通信中，介質是像同軸電纜、雙絞線電纜和光纖鏈路等物理路徑，它引導信號從一點傳播到另一點。

這種類型的介質稱為有導向介質。另一方面，無線通信不需要任何物理介質，而是通過空間傳播信號。由于空間只允許信號傳輸而不需要引導，因此無線通信中使用的介質稱為無導向介質。

如果沒有物理介質，那么無線通信如何傳輸信號呢?盡管無線通信中不使用電纜，但信號的傳輸和接收是通過天線完成的。

天線是將電信號轉換為電磁(EM)波形式的無線電信號的電器設備，反之亦然。這些電磁波通過空間傳播。因此，發(fā)射器和接收器都包括天線。

二、什么是電磁波?

電磁波通過空間攜帶電磁場的電磁能量。電磁波包括伽馬射線(γ射線)、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。電磁波(通常是無線電波)用于無線通信來傳輸信號。

電磁波由電場和磁場組成，呈現(xiàn)出時間變化的正弦波形式。這兩個場都是彼此垂直振蕩的，而電磁波的傳播方向再次垂直于這兩個場。

從數(shù)學上講，可以使用麥克斯韋方程組來描述電磁波。下面是電磁波的圖示表示，其中電場作用在Y軸上，磁場作用在Z軸上，電磁波沿X軸傳播。

三、為什么需要無線通信?

當有線通信可以完成大多數(shù)無線通信可以完成的任務時，為什么我們需要無線通信呢?無線通信的主要和重要好處是移動性。

除了移動性，無線通信還提供了靈活性和易用性，這使得它日益受歡迎。像移動電話這樣的無線通信可以在任何地方和任何時間進行，具有相當高的吞吐性能。

另一個重要的點是基礎設施。為有線通信系統(tǒng)建立和安裝基礎設施是一項昂貴且耗時的工作。無線通信的基礎設施可以輕松且低成本地安裝。

在緊急情況和偏遠地區(qū)，有線通信的設置困難，而無線通信是一個可行的選擇。

四、無線通信系統(tǒng)的類型

今天，人們需要移動電話來進行各種活動，如通話、上網(wǎng)、多媒體等。所有這些服務必須在用戶移動時提供，也就是說，當用戶在移動時。借助這些無線通信服務，我們可以傳輸語音、數(shù)據(jù)、視頻、圖像等。

無線通信系統(tǒng)還提供不同的服務，如視頻會議、蜂窩電話、尋呼、電視、廣播等。由于對各種通信服務的需求，開發(fā)了不同類型的無線通信系統(tǒng)。今天可用的一些重要無線通信系統(tǒng)包括：

電視和廣播傳輸

衛(wèi)星通信

雷達

移動電話系統(tǒng)(蜂窩通信)

全球定位系統(tǒng)(GPS)

紅外通信

無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)

藍牙

ZigBee

尋呼

無繩電話

射頻識別(RFID)

還有許多其他的系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都適用于不同的應用。無線通信系統(tǒng)可以再次分類為單工、半雙工和全雙工。單工通信是單向通信。一個例子是無線廣播系統(tǒng)。

半雙工是雙向通信，但不是同時的。一個例子是對講機(民用頻段無線電)。全雙工也是雙向通信，而且是同時的。全雙工的最佳例子是移動電話。

用于無線通信的設備可能因服務而異，它們的大小、形狀、數(shù)據(jù)吞吐量和成本可能不同。無線通信系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域也是一個重要因素。無線網(wǎng)絡可以限制在一個建筑物、辦公區(qū)域、城市、一個小的區(qū)域(大于城市)或具有全球覆蓋范圍。

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