無(wú)線(xiàn)通信是怎樣傳遞信息的？技術(shù)原理及常用類(lèi)型科普

文章 概述

本文是一篇關(guān)于無(wú)線(xiàn)通信技 術(shù)的概覽 ，從 基本原理 、 發(fā)展歷程 、 常用技術(shù) 到 應用場(chǎng)景 等方面進(jìn)行了全面介紹。文章首先解釋了無(wú)線(xiàn)通信通過(guò)電磁波傳遞信息的原理，接著(zhù)回顧了從無(wú)線(xiàn)電報到5G的無(wú)線(xiàn)通信發(fā)展歷程。文中還介紹了Wi-Fi、藍牙等常用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)及其特點(diǎn)和應用場(chǎng)景，并展望了6G技術(shù)的發(fā)展。

歡迎來(lái)到無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的精彩世界。 你有沒(méi)有想過(guò)，為什么我們可以通過(guò)手機隨時(shí)隨地和別人聯(lián)系？ 為什么Wi-Fi能讓我們在家里、咖啡館里，甚至機場(chǎng)隨時(shí)上網(wǎng)？ 這一切都歸功于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。 今天我們就來(lái)一起探討一下這項技術(shù)的背后故事，從它的基本原理到它的廣泛應用，一一為你揭曉。無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的基本原理首先我們來(lái)簡(jiǎn)單聊聊無(wú)線(xiàn)通信是怎么回事。其實(shí) 無(wú)線(xiàn)通信的核心就是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息。 電磁波是什么？你可以把它想象成看不見(jiàn)的“信息載體”，這些波可以在空氣中傳播，把一端的消息帶到另一端。下圖顯示了在不同波段的電磁波在無(wú)線(xiàn)通信中的應用情況。

那么，這些信息是怎么 “搭” 上這些電磁波的呢？這就需要調制和解調的技術(shù)了。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，發(fā)送端把信息“調制”到特定頻率的電磁波上發(fā)送出去，接收端再把信息“解調”出來(lái)。就像我們平常聽(tīng)收音機的時(shí)候，電臺播放的聲音就是通過(guò)電磁波調制解調后的信息。下圖分別是模擬信號經(jīng)過(guò)調幅以及調頻技術(shù)調制到載波信號上的示意圖。

另外我們都知道，電磁波在傳播的時(shí)候難免會(huì )遇到“噪聲”或“干擾”，比如其他信號、電磁干擾等，這些都會(huì )影響信息的傳輸質(zhì)量。所以， 抗干擾能力也是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中非常關(guān)鍵的一部分。 下圖分別顯示了噪聲或干擾可能對信號波形造成的破壞情況。

無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展歷程

無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展可是個(gè)漫長(cháng)又有趣的過(guò)程。最早的現代意義上的無(wú)線(xiàn)通信來(lái)自于19世紀末的意大利人馬可尼發(fā)明的無(wú)線(xiàn)電報。他成功的讓信息瞬間跨越大西洋，這標志著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信的誕生。之后的幾十年技術(shù)不斷進(jìn)步，無(wú)線(xiàn)電廣播成為了全球通信的基礎。

接下來(lái)人類(lèi)進(jìn)入了 模擬通信時(shí)代 ，我們通過(guò)調制載波把信息傳送出去，廣播電視和電報系統都依賴(lài)這種技術(shù)。

然后到了 數字通信時(shí)代 ，計算機開(kāi)始普及，信息的傳輸方式也發(fā)生了變化。數字信號抗干擾能力更強，傳輸效率也更高，這為互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信的大發(fā)展奠定了基礎。

而 移動(dòng)通信時(shí)代 的到來(lái)，徹底改變了我們的生活。從2G的語(yǔ)音通話(huà)，到今天5G的高速數據傳輸，手機早已不僅僅是通訊工具，它成了我們生活中的“全能助手”。

常用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

我們來(lái)看下常用的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的場(chǎng)景。首先，Wi-Fi可能是大家最熟悉的吧？它讓我們可以在家里、辦公室，甚至公共場(chǎng)所輕松連接到互聯(lián)網(wǎng)。Wi-Fi技術(shù)也在不斷升級的過(guò)程中，最新的Wi-Fi 6速度更快，并且能同時(shí)連接更多設備，用戶(hù)體驗更加流暢。

藍牙也是常用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，尤其是連接耳機、鼠標、鍵盤(pán)等設備。藍牙的優(yōu)點(diǎn)是低功耗，設備之間的通信距離通常較短，用在日常小范圍的數據傳輸中。

近年來(lái)廣泛普及的一個(gè)藍牙應用就是TWS真無(wú)線(xiàn)藍牙耳機，它實(shí)現了兩個(gè)無(wú)線(xiàn)耳塞的真正立體聲播放。無(wú)論是便利的操控和音樂(lè )的沉浸感，都帶來(lái)了更好的用戶(hù)體驗。在當前的物聯(lián)網(wǎng)應用中，被廣泛應用的還有NB-IoT， LoRa，和Zigbee等無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。NB-IoT是一種低功耗的、基于LTE網(wǎng)絡(luò )的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，具有較長(cháng)的通信距離和較高的帶寬，適用于大規模物聯(lián)網(wǎng)應用。LoRa是一種長(cháng)距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，特別適合用于物聯(lián)網(wǎng)的遠程監測和控制應用。Zigbee是一種低功耗、低帶寬的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，適用于小規模的家庭自動(dòng)化和物聯(lián)網(wǎng)應用。

當然， 蜂窩通信是現代移動(dòng)通信的核心。 從2G到5G，手機網(wǎng)絡(luò )不斷進(jìn)化。5G技術(shù)的出現，不僅讓網(wǎng)速飛快，還能減少延遲，讓我們隨時(shí)隨地享受流暢的上網(wǎng)體驗。日常打電話(huà)、發(fā)短信、看視頻、刷社交媒體，都是通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現的。

無(wú)線(xiàn)通信在我們工作生活中的應用場(chǎng)景包括智能家居，工業(yè)自動(dòng)化，車(chē)聯(lián)網(wǎng)，遠程醫療，環(huán)境監控等等。通過(guò)WiFi和藍牙技術(shù)的支持，我們可以用手機控制家里的燈光、空調，甚至是安防系統。在工業(yè)自動(dòng)化中，無(wú)線(xiàn)通信更是大顯身手。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)，工廠(chǎng)里的設備可以實(shí)時(shí)通信，優(yōu)化生產(chǎn)流程，提升效率。另外，正在快速發(fā)展的車(chē)聯(lián)網(wǎng)應用，可以使得汽車(chē)互相通信，可以提高交通安全、減少擁堵，為自動(dòng)駕駛技術(shù)提供支持。

無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)還在不斷演進(jìn)，目前各國都在加速研發(fā)6G移動(dòng)通信技術(shù)，6G網(wǎng)絡(luò )將是一個(gè)地面無(wú)線(xiàn)與衛星通信集成的全連接世界。通過(guò)將衛星通信整合到6G移動(dòng)通信，實(shí)現全球無(wú)縫覆蓋。未來(lái)的6G網(wǎng)絡(luò )不僅會(huì )比5G更快、更可靠，還能推動(dòng)移動(dòng)通信與人工智能、感知、計算等跨領(lǐng)域融合發(fā)展。它不再是簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數字?zhù)櫆?，?shí)現萬(wàn)物互聯(lián)這個(gè)“終極目標”向前的關(guān)鍵一步。

在后續的文章中，我們?yōu)榇蠹規?lái)當前無(wú)線(xiàn)通信的主流方案的SoC，模塊，器件的功能介紹和對比，歡迎大家的收看。

 小編的話(huà)

通過(guò)這篇文章，我 們對無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的原理及其漫長(cháng)發(fā)展歷程應該有了一個(gè)基礎的了解。一如我們所見(jiàn)，常用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和蜂窩通信等為現代社會(huì )帶來(lái)了巨大便利和價(jià)值，推動(dòng)了社會(huì )變革、經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級。未來(lái)，隨著(zhù)新一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。您對無(wú)線(xiàn)通信的技術(shù)發(fā)展和其產(chǎn)業(yè)價(jià)值有哪些看法？ 歡迎留言，分享交流！