无线通信技术的4个重要参数

我对于无线通信技术一直很有兴趣,主要是来源于对于物联网领域的好奇。但是对于各种各样的无线通信技术,初学者直接看肯定头大,尤其是我本身还不是这个专业出身的。所以还是老老实实的学习基础吧。

无线通讯技术的衡量标准,有四个重要参数,分别是:

  1. 频段
  2. 信道
  3. 信道带宽
  4. 传输速率

频段

无线通信依靠的是电磁波来传递信息,电磁波是以变化电场-变化磁场-变化电场-变化磁场…交替发生产生进行传播的,所以电磁波的频率是单位时间内完成周期性变化的次数,是描述周期运动频繁程度的量。频率的单位是Hz(赫兹),不过频率的数字都比较大,一般都用MHz(M是10^6)。

为了方便分类管理,我们会根据他们的频率不同划分不同的段。把频谱给切开:

无线电频谱图

上图展示了整个频谱的频段分布,在这个频谱图中,Wi-Fi 的频段是 2.412GHz-2.484GHz。这是一个非授权频段,其他的通信技术也可以使用,所以在后面你会看到蓝牙技术也基本是这个频率范围。理解了这一点,也许你就能明白,为什么 Wi-Fi 路由器和蓝牙耳机、键鼠,在某些情况下会相互干扰了。

有没有什么办法能解决通信干扰呢?答案是肯定的,其中一种有效的方法是基于信道的跳频技术。

信道

信道是信息通过无线电波传送的具体通道介质。每种通信技术的频段会被划分、规划成多个信道来使用。

一般来说划分为无线信道、有线信道。有线信道就是通过导线这种进行信息传输的。无线信道就是电磁波,根据频段进行划分。

比如,Wi-Fi 的频段被分为 14 个信道(中国可用的是 13 个信道,信道 14 排除在外)。这里需要注意的是,相邻信道的频段是存在重叠的。比如,Wi-Fi 的信道 1 频段是 2.401GHz~2.423GHz,信道 2 频段是 2.406GHz~2.428GHz。

信道带宽

对于无线信道来说,信道频段最大值和最小值之差,就是信道覆盖的范围大小,也叫信道带宽。比如,Wi-Fi 信道 1 的带宽是 22MHz,它是由 2.423GHz 减去 2.401GHz 得到的。

需要注意的是,22MHz 是信道 1 的实际带宽,而它的有效带宽只有 20MHz,因为其中有 2MHz 是隔离频带。隔离频带主要是起保护作用的,就像高速公路上的隔离带。

传输速率

上高速公路的时候,我们会注意当前路段对车速的要求。而在选择通信技术的时候,传输速率就是我们需要关注的重要指标。它是指数据传输的快慢,单位是比特 / 秒(bit per second,简记为 bps)。

传输速率受很多因素的影响,比如信道带宽和频率。一般来说,带宽越大,传输速率就越大,就像路面越宽可以承载的通行车辆越多一样;频率比较高时,电磁环境相对比较干净、干扰少,传输速率会更高,就像道路更平坦自然可以通行更多车辆一样。

总结一下

无线电基础知识点总结

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