无线定位系统

时间:2024-11-11 13:08:12编辑:小早

无线通信系统由哪几部分组成,各部分起什么作用?

无线通信系统(Wireless Communication System):也称为无线电通信系统,是由发送设备、接收设备、传输媒体(无线信道)三大部分组成的,利用无线电磁波,以实现信息和数据传输的系统。其各部分的作用如下:1、发送设备(1)变换器(换能器):将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音变为电信号。(2)发射机:将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。(3)天线:将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。2、传输媒体——电磁波在自由空间中, 波长与频率存在以下关系: c = f λ式中: c为光速, f 和λ分别为无线电波的频率和波长, 因此, 无线电波也可以认为是一种频率相对较低的电磁波。 对频率或波长进行分段, 分别称为频段或波段。 不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同, 传播的能力和方式也不同, 因而它们的分析方法和应用范围也不同。无线电波只是一种波长比较长的电磁波, 占据的频率范围很广。 电磁波从发射机天线辐射后,不仅电波的能量会扩散,接收机只能收到其中极小的一 部分,而且在传播过程中,电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射;或在大气层中产生折射或散射,从而造成强度的衰减。根据无线电波在传播过程所发生的现象 , 电波的传播方主要有绕射(地波),反射和折射(天波),直射(空间波) 。决定传播方式的关键因素是无线电信号的频率。沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波,简称地波。绕射传播。传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中,由于能量逐渐被大地吸收,很快减弱(波长越短,减弱越快),因而传播距离不远。但地波不受气候影响,可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号,都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。天波:利用天空的电离层折射和反射而传播的电波,也叫天空波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用,因此天波传播主要用于短波远距离通信。两个突出特点:一是传播距离远,同时产生中间静区地带,二是传播不稳定,随昼夜和季节的变化而变化。因此,短波通信要经党更换波段,以保证质量。空间波又称为直射波,是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中,它的强度衰减较慢,超短波和微波通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信,其接收点的场强由两路组成:一路由发射天线直达接收天线,另一路由地面反射后到达接收天线,如果天线高度和方向架设不当,容易造成相互干扰(例如电视的重影)。限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物,因此超短波和微波天线要求尽量高架。3、接收设备接收是发射的逆过程(1)接收天线:将空间传播到其上的电磁波→高频电振荡。(2)接收机:高频电振荡 电信号。(3)变换器(换能器):将电信号 所传送信息。扩展资料无线通信系统按照无线通信系统中关键部分的不同特性,主要有以下一些类型:1、按照工作频段或传输手段分类有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。所谓工作频率,主要指发射与接收的射频(RF)频率。射频实际上就是“高频” 的广义语,它是指适合无线电发射和传播的频率。无线通信的一个发展方向就是开辟更高的频段。2、按照通信方式来分类主要有(全) 双工、半双工和单工方式。所谓单工通信,指的是只能发或只能收的方式;半双工通信是一种既可以发也可以收但不能同时收发的通信方式;而双工通信是一种可以同时收发的通信方式。第一个图的例子是半双工方式,将天线开关换成双工器就成了双工方式。3、按照调制方式的不同来划分有调幅、调频、调相以及混合调制等。4、按照传送的消息的类型分类有模拟通信和数字通信,也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。各种不同类型的通信系统,其系统组成和设备的复杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路及其原理都是相同的,遵从同样的规律。本书将以模拟通信为重点来研究这些基本电路,认识其规律。这些电路和规律完全可以推广应用到其他类型的通信系统。参考资料来源:百度百科-无线电通信

zigbee是由哪几部分组成的?核心是什么

  zigbee是由物联网、传感器、无线传感器网络、Zigbee四部分组成。核心部分是zigbee。
  ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。


无线电定位

无线电定位(或导航)系统一般根据频率进行分类,高频无线电系统包括肖兰导航系统(短距离精密导航系统)、雷达导航系统,所使用的频率范围在3GHz~9GHz(波长为3cm~10cm),精度很高,但其传播路径基本为直线,所以其测量范围约为40km(与天线高度有关);中频系统有短程相位导航系统,Decca导航系统,Toran和相位比较导航系统,频率范围为1.5MHz~3MHz,无线电波传播时可以沿地球的曲率进行弯曲,测量范围为150km;低频导航系统中常见的有:罗兰-C导航系统,使用的频率为100kHz,测量范围为2000km,而全球Omega系统的发射频率为10kHz~15kHz。也可以根据测量的方式对无线电定位系统进行分类:①测量射频脉冲在移动站与岸基站之间的传播距离;②测量两个或者多个岸基站信号的传播时差(或相位差)。雷达与肖兰系统的基本原理相同,肖兰系统与雷达的区别就是肖兰的目标是岸基站,岸站接到脉冲信号后,将信号放大再发射出去,这样测量点收到的信号就会增强。一般使用两个或多个岸站,用交汇法确定移动站的位置。雷达和肖兰系统都是高频系统,雷达的频率范围是3000MHz~10000MHz,肖兰则为225MHz~400MHz。因为大气层对高频无线电波的反射很弱,所以这些方法的测量距离只是在直线视野内。如果标准天线的高度为30m,肖兰的测量范围大约为80km。如果可将肖兰的岸上站放在海边的小山上,则测量范围就可增至250km。在某些热带或亚热带地区,大气温度梯度很高,对无线电波的折射很强,所以测量范围可达300km或更远。船与岸上站之间距离的测量精度可达±25m,有的还可达到±5m。产生定位误差的主要原因与连接测量船与岸上站之间直线的夹角有关,一般在30°~150°之间结果都是可接受的。另外还有些设备的原理与肖兰相同,极易携带,测量精度非常高,可以达到5m。罗兰-C需要发射频率为100kHz的编码序列脉冲信号,有原子钟精确地控制发射的时间。现在的原子钟相对较便宜,且可靠,也就有可能在船上安装一个原子钟。这也是现在地震船上的标准设备。利用原子钟可以精确记录信号的发射时间,根据记录结果可以得到发射机的量程,这种确定量程的过程称为ρ(rho)模式,如果需要两个或三个发射机才可确定量程,则称为ρ-ρ,ρ-ρ-ρ模式。虽然波长为3km,但是量程的测量精度仍可达20~30m。因为传播距离较长,所以如果地面的传导率或大气的湿度有微小的变化,无线电波的传播速度会产生微小的变化,但对测量结果来说,就会产生相当大的传播误差。为减小这种误差,应在施工地进行校准。船载原子钟会发生缓慢的漂移,所以应该每隔几天对原子钟校准一次。如果两个岸上站同时发射无线电脉冲或编码序列脉冲信号,移动站R就会记录下两个信号到达的时差,求出船与两个岸上站之间的距离差,与两个岸上站之间的距离差为常数的点组成的轨迹是双曲线,其焦点分别是这两个岸上站A和B。如果只测量一次,只可以确定过移动站的一条双曲线PQ。再测量另一对岸上站(B和C)之间的时差,可以确定另一条双曲线WV,移动站R就是这两条双曲线的交点(图3-3)。图3-3 由记录时差绘出的双曲线坐标上述原理就是罗兰和奥米加相位比较模式的基础。这两类设备是美国政府使用的远程无线电导航系统。奥米加是一种全球范围的导航系统,但是波长太长(20~30km),而电离层每一天和季节性的变化等可能影响它的精度。误差大于1km。如果操作比较仔细,相位比较的罗兰-C的精度可接近ρ-ρ模式的罗兰-C的精度。中波无线电定位系统可以从几个站台发送连续波形,通过比较所接收到的各个波形的相位来确定移动站的位置。地震勘探中使用的相位比较系统的频宽为1.5MHz~40.MHz,量程为650km。再回到图3-3,岸上站A和B同时发射稳定的连续正弦信号,这两个信号在AB连线的中点M处是同相位的。如果一个载有相位比较器的移动站在M点或在AB垂直平分线MN上,则相位差为零,如果 在相位比较器上显示的就是在P点的相位差,如果移动站从P点出发,沿着使相位为常数的方向移动,其轨迹就是双曲线PQ。通常如果一个点R沿着这种方式移动,使RA-RB=nλ,n=±1,±2,±3,±4……就会形成图中所示的双曲线族。两条相邻的零相位差的双曲线之间的区域称为通道(lane)。如果从一个已知点开始记录连续的相位差变化,就会知道在任何时刻移动站的位置。利用第二对岸上站(例如B和C)发射不同频率的无线电波,可以得到第二个双曲线族,因此就可得到移动站的另一个双曲线坐标,随着离基站的距离越来越远,通道宽度增加,测量精度降低;两条双曲线相交的角度变小,测量精度也会降低。测量精度一般在30m~100m之间。如果中间丢失了一段连续的通道,则根据相位差只能确定移动站在一个通道内的相对位置而不能确定这个站究竟在哪个通道内。在某个已知位置上按一定的顺序,周期地改变频率,可以确定某个通道的位置。如果在中频系统中加上原子钟,就可以将中频系统当作测距设备来使用。联测可以消除传播误差的影响,提高测量的精度,也就是在一个移动站上对一个固定站同时使用多种方法进行观测。使用联测或至少两种测量方法,测量精度可达1m~3m。

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