1、紅外線(xiàn)通信

紅外線(xiàn)通信是利用紅外線(xiàn)傳輸信息的通信方式。可傳輸語(yǔ)言、文學(xué)、數(shù)據(jù)、圖像等信息。紅外線(xiàn)通信系統(tǒng)一般由紅外線(xiàn)發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組成。例如在飛機(jī)客艙里使用的紅外線(xiàn)通信系統(tǒng)，采用低功率的近紅外線(xiàn)（波長(zhǎng)為0.72~1.5μm)傳送信號(hào)，對(duì)人體健康尤其對(duì)人的眼睛無(wú)何傷害作用，也不會(huì)干擾飛機(jī)與陸地之間的無(wú)線(xiàn)電通信。紅外線(xiàn)通信的主要特點(diǎn)是容量大，保密性強(qiáng)，抗電磁干擾性能好，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格低；但在大氣信道中傳輸易受到氣候影響。紅外線(xiàn)波長(zhǎng)范圍為0.7μm~1mm，其中300μm~1mm區(qū)域的波也稱(chēng)為亞毫米。大氣對(duì)紅外線(xiàn)輻射傳輸?shù)挠绊懼饕俏蘸蜕⑸洹?/span>

2、大氣激光通信

激光通信是利用激光傳輸信息的通信方式。激光是一種新型光源，具有亮度高、方向性強(qiáng)、單色性好、相干性強(qiáng)等特征。按傳輸媒質(zhì)的不同，可分為大氣激光通信和光纖通信。大氣激光通信是利用大氣作為傳輸媒質(zhì)的激光通信。光纖通信是利用光纖傳輸信號(hào)的通信方式。大氣激光通信可傳輸語(yǔ)言、文字，數(shù)據(jù)、圖像等信息。它具有通信容量大、不受電磁干擾、保密性強(qiáng)、設(shè)備輕便、機(jī)動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)，但用時(shí)光學(xué)收發(fā)天線(xiàn)相互對(duì)準(zhǔn)困難，通信距離限于視距（數(shù)公里至數(shù)十公里范圍)，易受氣候影響，在惡劣氣候條件下，甚至?xí)斐赏ㄐ胖袛唷４髿饧す馔ㄐ趴捎糜诮雍础⑦叿馈⒑u、高山峽等地的通信；還可用于微波通信或同軸電纜通信中斷搶修時(shí)的臨時(shí)頂替設(shè)備。波長(zhǎng)為0.5/1m附近的藍(lán)綠激光可用于水下通信或?qū)撏ㄐ拧４髿鈱油獾募す馔ㄐ欧Q(chēng)為空間激光通信。優(yōu)點(diǎn)是傳輸損耗小，傳輸距離遠(yuǎn)，通信質(zhì)量高，主要用于衛(wèi)星間通信。

3、長(zhǎng)波通信

長(zhǎng)波通信是利用波長(zhǎng)長(zhǎng)于1000米（頻率低于300KHz）的電磁波進(jìn)行的無(wú)線(xiàn)電通信，它可細(xì)分為在長(zhǎng)波（波長(zhǎng)10~1000米）、甚長(zhǎng)波（100km~10km）、超長(zhǎng)波（10000km~1000km）和極長(zhǎng)波（1~16萬(wàn)公里）波段的通信。

長(zhǎng)波通信（包括長(zhǎng)波以上）主要由沿地球表面的地波傳播，也可在地面與高空電離層之間形成的波導(dǎo)中傳播，通信距離可達(dá)數(shù)千公里甚至上萬(wàn)公里，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，傳輸衰減越小，穿透海水和土壤的能力也越強(qiáng)，但相應(yīng)的大氣噪聲也越大。多用于海上通信、水下通信、地下通信和導(dǎo)航等；由于傳播穩(wěn)定，受太陽(yáng)耀斑或核爆炸引起的電離層騷擾的影響小，也可用作防電離層騷擾的備用通信手段。

4、中波通信

中波通信是利用波長(zhǎng)為1000～100m，頻率為300～3000KHz的電磁波進(jìn)行的無(wú)線(xiàn)電通信。中波波段是無(wú)線(xiàn)電通信發(fā)展初期使用的波段之一。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)《無(wú)線(xiàn)電規(guī)則》的頻率劃分，526.5~1606.5KHz頻段的中波用作凋幅廣播，廣播頻段以下的中波常用于中近程無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航，飛機(jī)、艦船的無(wú)線(xiàn)電通信及軍事地下通信等。廣播段以上的中波除了也用作飛機(jī)、艦船通信等外，還用于無(wú)線(xiàn)電定位，在軍事上還常用于近距離戰(zhàn)術(shù)通信。

5、短波通信

短波通信是利用波長(zhǎng)為100~10m（頻率為3~30MHz）的電磁波進(jìn)行的無(wú)線(xiàn)電通信，又稱(chēng)高頻通信，短波通信主要靠天波傳播，可經(jīng)電離層一次或數(shù)次反射，最遠(yuǎn)可傳至上萬(wàn)公里，如按氣候、電離層的電子密度和高度的日變化以及通信距離等因素選擇合適頻率，就可用較小功率進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。短波通信設(shè)備較簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)性大，因此也適用于應(yīng)急通信和抗災(zāi)通信。隨著新技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量傳播參量和自動(dòng)選擇最佳通信頻率的高頻自適應(yīng)通信，不但使報(bào)話(huà)短波通信可隨時(shí)保持暢通，而且還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)率達(dá)4800bit/s的數(shù)據(jù)通信。

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6、擴(kuò)頻通信

技術(shù)背景：傳統(tǒng)的模擬無(wú)線(xiàn)通信一般采用調(diào)頻（FM）和調(diào)幅（AM）兩種方式，不能適應(yīng)高速數(shù)據(jù)通信的要求。進(jìn)入八十年代后，數(shù)字無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信方式成為主流，其調(diào)制方式有振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK），其優(yōu)勢(shì)是便于采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，如均衡技術(shù)、編碼技術(shù)等等，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸?shù)目煽啃浴?shí)際的系統(tǒng)如GSM、IS-54等。但是這些系統(tǒng)也存在一些缺陷，如表6-1所示。

表6-1：傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信與擴(kuò)頻通信相比存在的缺陷

擴(kuò)頻通信技術(shù)即擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)，它是指發(fā)送的信息帶寬的一種技術(shù)。這樣的系統(tǒng)就稱(chēng)之為擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)或擴(kuò)頻系統(tǒng)。其基本原理和優(yōu)勢(shì)：擴(kuò)頻通信就其調(diào)制方式而言，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信沒(méi)有什么差別，也包括ASK、FSK、PSK以及以后得到迅速發(fā)展的QAM，不同之處是在調(diào)制之前增加了一個(gè)擴(kuò)頻處理環(huán)節(jié)，把待傳送符號(hào)用特征碼進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展后的符號(hào)稱(chēng)為碼片；在接收端同樣增加了一個(gè)解擴(kuò)處理的環(huán)節(jié)，將N個(gè)碼片恢復(fù)為一個(gè)符號(hào)。這即是擴(kuò)頻通信的基本原理。擴(kuò)頻通信的優(yōu)勢(shì)是由擴(kuò)頻操作所使用的特征碼--偽隨機(jī)序列（PN CODE）帶來(lái)的。偽隨機(jī)碼具有雙值自相關(guān)特性，它保證了同步相關(guān)操作獲得的輸出遠(yuǎn)大于非同步相關(guān)的輸出值。這樣就大大降低了當(dāng)兩條傳播路徑的時(shí)差在一個(gè)碼片以上時(shí)彼此之間的干擾。這即是通常所說(shuō)的擴(kuò)頻抗多徑原理。同時(shí)，相關(guān)解擴(kuò)處理還能夠大大降低窄帶脈沖干擾，如一般的工業(yè)噪聲、環(huán)境噪聲等等。特別值得一提的是，由于解擴(kuò)處理是對(duì)N個(gè)碼片的能量進(jìn)行累加，因此，可以允許接收的信號(hào)電平在噪聲以下，只要保證累加獲得的能量滿(mǎn)足信號(hào)判決的要求即可。這一性能使得擴(kuò)頻通信技術(shù)首先在軍隊(duì)保密通信系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。擴(kuò)頻通信抗多徑的性能使得移動(dòng)通信信道的相關(guān)帶寬不再成為限制通信速率的障礙，因此在擴(kuò)頻通信方式下可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。傳輸速率的限制取決于信號(hào)處理的速度。可見(jiàn)，擴(kuò)頻技術(shù)在提高數(shù)據(jù)通信速率和改善數(shù)據(jù)通信的可靠性方面，大大優(yōu)于常規(guī)數(shù)字通信。同時(shí)，由于所有用戶(hù)可以共用同一頻帶，大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)劃，使得系統(tǒng)在適應(yīng)不斷增長(zhǎng)變化的業(yè)務(wù)方面，具有很高的靈活性。

擴(kuò)頻通信是傳輸信息使用的射頻帶寬是信息帶寬的10倍至100倍以上的通信體制。信息本身不再是決定傳輸帶寬的決定因素，傳輸帶寬主要由發(fā)信機(jī)和對(duì)應(yīng)收信機(jī)預(yù)先制定的擴(kuò)頻碼（又稱(chēng)地址碼）序列確定。擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)是具有常規(guī)通信體制所不具備的許多優(yōu)勢(shì)，具體詳見(jiàn)下表6-2；其特點(diǎn)詳見(jiàn)下表6-3。

表6-2：擴(kuò)頻通信的優(yōu)勢(shì)

表6-3：擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)

擴(kuò)展頻譜技術(shù)包括以下幾種方式：直接序列擴(kuò)展頻譜，簡(jiǎn)稱(chēng)直擴(kuò)，記為DS（Direct Sequence）；跳頻，記為FH（Frequency Hopping）；跳時(shí)，記為TH（Time Hopping）；線(xiàn)性調(diào)頻，記為Chiep。除以上四種基本擴(kuò)頻方式以外，還有這些擴(kuò)頻方式的組合方式，如FH/DS、TH/DS、FH/TH等。在通信中應(yīng)有較多的主要是DS/FH和FH/DS。

7、空間通信

空間通信是以航天器（或天體）為對(duì)象的無(wú)線(xiàn)電通信。航天器亦稱(chēng)空間飛行器或宇宙飛行器，它是在地球大氣層以外的宇宙空間，基本按天體力學(xué)的規(guī)律運(yùn)行的飛行器。空間通信的基本形式有地球站和航天器之間的通信，航天器相互之間的通信，通過(guò)航天器轉(zhuǎn)發(fā)或反射電磁波進(jìn)行的地球站之間的通信。航天器有人造地球衛(wèi)星、空間探測(cè)器、載人飛船、航天站和航天飛機(jī)；地球站是指設(shè)在地球表面(包括陸地、水上和大氣層中)的通信站。

一個(gè)復(fù)雜的空間通信系統(tǒng)是上述各種通信形式的組合。提供的主要業(yè)務(wù)有如下表7所示。

表7：空間通信所提供的主要業(yè)務(wù)與作用

空間通信使用的頻段為超長(zhǎng)波到毫米波和激光。要求空間通信設(shè)備體積小、重量輕、功耗小、高可靠和長(zhǎng)壽命，能在惡劣環(huán)境(振動(dòng)、加速度、高真空、低溫、粒子輻射等)下工作。對(duì)地球站設(shè)備的要求是發(fā)射功率大，接收靈敏度高，能自動(dòng)捕獲跟蹤、測(cè)量和控制目標(biāo)，能快速或?qū)崟r(shí)處理信息。

空間通信已廣泛應(yīng)用于各種衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)(通信、導(dǎo)航、測(cè)地定位、偵察、氣象觀測(cè)、地球資源探測(cè)等)，各種載人飛船、航天站、航天飛機(jī)，各種行星、月球和星際探測(cè)器，以及各種航天測(cè)控。

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