無線通信是怎樣傳遞信息的？技術原理及常用類型科普

文章 概述

本文是一篇關于無線通信技 術的概覽 ，從 基本原理 、 發(fā)展歷程 、 常用技術 到 應用場景 等方面進行了全面介紹。文章首先解釋了無線通信通過電磁波傳遞信息的原理，接著回顧了從無線電報到5G的無線通信發(fā)展歷程。文中還介紹了Wi-Fi、藍牙等常用無線通信技術及其特點和應用場景，并展望了6G技術的發(fā)展。

歡迎來到無線通信技術的精彩世界。 你有沒有想過，為什么我們可以通過手機隨時隨地和別人聯(lián)系？ 為什么Wi-Fi能讓我們在家里、咖啡館里，甚至機場隨時上網？ 這一切都歸功于無線通信技術。 今天我們就來一起探討一下這項技術的背后故事，從它的基本原理到它的廣泛應用，一一為你揭曉。無線通信技術的基本原理首先我們來簡單聊聊無線通信是怎么回事。其實 無線通信的核心就是通過電磁波來傳遞信息。 電磁波是什么？你可以把它想象成看不見的“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線通信中的應用情況。

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了。簡單來說，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。就像我們平常聽收音機的時候，電臺播放的聲音就是通過電磁波調制解調后的信息。下圖分別是模擬信號經過調幅以及調頻技術調制到載波信號上的示意圖。

另外我們都知道，電磁波在傳播的時候難免會遇到“噪聲”或“干擾”，比如其他信號、電磁干擾等，這些都會影響信息的傳輸質量。所以， 抗干擾能力也是無線通信技術中非常關鍵的一部分。 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。

無線通信技術的發(fā)展歷程

無線通信技術的發(fā)展可是個漫長又有趣的過程。最早的現(xiàn)代意義上的無線通信來自于19世紀末的意大利人馬可尼發(fā)明的無線電報。他成功的讓信息瞬間跨越大西洋，這標志著無線通信的誕生。之后的幾十年技術不斷進步，無線電廣播成為了全球通信的基礎。

接下來人類進入了 模擬通信時代 ，我們通過調制載波把信息傳送出去，廣播電視和電報系統(tǒng)都依賴這種技術。

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

而 移動通信時代 的到來，徹底改變了我們的生活。從2G的語音通話，到今天5G的高速數(shù)據(jù)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”。

常用無線通信技術

我們來看下常用的無線通信技術的場景。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，甚至公共場所輕松連接到互聯(lián)網。Wi-Fi技術也在不斷升級的過程中，最新的Wi-Fi 6速度更快，并且能同時連接更多設備，用戶體驗更加流暢。

藍牙也是常用的無線技術，尤其是連接耳機、鼠標、鍵盤等設備。藍牙的優(yōu)點是低功耗，設備之間的通信距離通常較短，用在日常小范圍的數(shù)據(jù)傳輸中。

近年來廣泛普及的一個藍牙應用就是TWS真無線藍牙耳機，它實現(xiàn)了兩個無線耳塞的真正立體聲播放。無論是便利的操控和音樂的沉浸感，都帶來了更好的用戶體驗。在當前的物聯(lián)網應用中，被廣泛應用的還有NB-IoT， LoRa，和Zigbee等無線通信技術。NB-IoT是一種低功耗的、基于LTE網絡的物聯(lián)網通信技術，具有較長的通信距離和較高的帶寬，適用于大規(guī)模物聯(lián)網應用。LoRa是一種長距離、低功耗的無線通信技術，特別適合用于物聯(lián)網的遠程監(jiān)測和控制應用。Zigbee是一種低功耗、低帶寬的無線通信技術，適用于小規(guī)模的家庭自動化和物聯(lián)網應用。

當然， 蜂窩通信是現(xiàn)代移動通信的核心。 從2G到5G，手機網絡不斷進化。5G技術的出現(xiàn)，不僅讓網速飛快，還能減少延遲，讓我們隨時隨地享受流暢的上網體驗。日常打電話、發(fā)短信、看視頻、刷社交媒體，都是通過移動網絡來實現(xiàn)的。

無線通信在我們工作生活中的應用場景包括智能家居，工業(yè)自動化，車聯(lián)網，遠程醫(yī)療，環(huán)境監(jiān)控等等。通過WiFi和藍牙技術的支持，我們可以用手機控制家里的燈光、空調，甚至是安防系統(tǒng)。在工業(yè)自動化中，無線通信更是大顯身手。通過物聯(lián)網和5G技術，工廠里的設備可以實時通信，優(yōu)化生產流程，提升效率。另外，正在快速發(fā)展的車聯(lián)網應用，可以使得汽車互相通信，可以提高交通安全、減少擁堵，為自動駕駛技術提供支持。

無線通信技術還在不斷演進，目前各國都在加速研發(fā)6G移動通信技術，6G網絡將是一個地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過將衛(wèi)星通信整合到6G移動通信，實現(xiàn)全球無縫覆蓋。未來的6G網絡不僅會比5G更快、更可靠，還能推動移動通信與人工智能、感知、計算等跨領域融合發(fā)展。它不再是簡單的網絡容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數(shù)字鴻溝，實現(xiàn)萬物互聯(lián)這個“終極目標”向前的關鍵一步。

在后續(xù)的文章中，我們?yōu)榇蠹規(guī)懋斍盁o線通信的主流方案的SoC，模塊，器件的功能介紹和對比，歡迎大家的收看。

 小編的話

通過這篇文章，我 們對無線通信技術的原理及其漫長發(fā)展歷程應該有了一個基礎的了解。一如我們所見，常用無線通信技術和蜂窩通信等為現(xiàn)代社會帶來了巨大便利和價值，推動了社會變革、經濟發(fā)展和產業(yè)升級。未來，隨著新一代無線通信技術的不斷發(fā)展，無線通信技術將在更多領域發(fā)揮重要作用。您對無線通信的技術發(fā)展和其產業(yè)價值有哪些看法？ 歡迎留言，分享交流！