走进信息化时代-信息技术与信息化
首页 上一章 目录 下一章 书架
    信息技术推广应用的显著成效,促使世界各国致力于信息化,而信息化的巨大需求又驱使信息技术高速发展。当前信息技术发展的总趋势是以互联网技术的发展和应用为中心,从典型的技术驱动发展模式向技术驱动与应用驱动相结合的模式转变。信息技术代表着当今先进生产力的发展方向,信息技术的广泛应用使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥,使人们能更高效地进行资源优化配置,从而推动传统产业不断升级,提高社会劳动生产率和社会运行效率。随着信息化在全球的快速进展,世界对信息的需求快速增长,信息产品和信息服务对于各个国家、地区、企业、单位、家庭、个人都不可缺少。信息技术已成为支撑当今经济活动和社会生活的基石。在这种情况下,信息产业已成为世界各国,特别是发达国家竞相投资、重点发展的战略性产业部门。

    电信时代来了

    通信,简单地说,就是信息的传递。从这个意义上讲,可以说通信是随人类社会的产生而产生,与人类社会的发展而发展的。

    早在人类的语言产生之前,便有结绳记事、击鼓传情一类原始的通信手段。后来,又出现了以火光传递信息的办法。在我国境内,至今尚存有不少烽火台的遗迹,便是这段历史的有力见证。

    古代的驿站人类传递比较详尽信息的愿望,只有在文字发明之后才逐步得以实现。信,便是载带文字信息的使者。

    残存下来最古老的信,是用楔形文字写在泥版上,装在泥制的封套里的。公元105年,我国的蔡伦改进了造纸术。从此,信便可以写在纸上传递了。传递信的人也渐渐由步行转为骑马。据考证,我国早在公元前14世纪便开始修筑驿道,派驿使传递书信。驿使现象是带有世界性的。例如,在埃及的历史上,就有由驿使传递尼罗河水上涨信息的记载。

    大约是在14世纪,城市邮政首先在欧洲兴起。18世纪90年代,在欧洲还曾盛行一种叫“遥望通信”的视觉通信方式。整个系统是由许多塔站组成的。这些塔站沿通信线路择高建筑,形成彼此遥相呼应的接力系统。通过改变塔站顶上横杆和竖杆的位形,把文字信息一个接一个地发送出去,并一站接一站地进行传播,直至目的地。

    人类通信的革命性变化,是从把电作为信息载体后发生的。

    1753年2月17日,《苏格兰人》杂志上发表了一封署名C·M的书信。在这封信中,作者提出了用电流进行通信的大胆设想。1832年,俄国外交家希林在电磁感应理论的启发下,制作出了用电流计指针偏转来接收信息的电报机。1837年6月,英国青年库克获得了第一个电报发明专利权。他制作的电报机首先在铁路上获得应用。

    在19世纪众多的电报发明家中,最有名的还是莫尔斯以及他的伙伴维尔。莫尔斯是当时美国很有名气的画家。他在1832年旅欧学习途中,开始对电磁学发生了兴趣,并由此而萌发出了把电磁学理论用于电报传输的念头。1835年,他开始了制作电报机的努力。不久,他的第一台电报机问世;1837~1838年间,莫尔斯又发明了用电流的“通”和“断”来编制代表数字和字母的电码(即莫尔斯电码),同时在维尔的帮助下完善了电报机。

    1843年,莫尔斯经竭力争取,终于获得了3万美元的资助。他用这笔款子修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路,全长64.4千米。1844年5月24日,在座无虚席的国会大厦里,莫尔斯用他那激动得有些颤抖的双手,操纵着他倾十余年心血研制成功的电报机,向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹!”

    电报的发明,拉开了电信时代的序幕,开创了人类利用电来传递信息的历史。

    知识点数据单元

    数据单元是网络信息传输的基本单位。一般网络连接不允许传送任意大小的数据包,而是采用分组技术将一个数据分成若干个很小的数据包,并给每个小数据包加上一些关于此数据包的属性信息,例如源IP地址、目的IP地址、数据长度等。这样的一个小数据包就叫数据单元,又称帧、数据帧等。这样一来,每次网络要传送的数据都是规格和封装方式相同的一个“小包裹”,有利于数据传输的标准化,简化了数据传输方式。

    通信的分类

    模拟通信

    根据信号方式的不同,通信可分为模拟通信和数字通信。

    所谓模拟通信,就是利用正弦波的幅度、频率或相位的变化,或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号,以达到通信的目的。

    广播电视塔模拟信号指幅度的取值是连续的(幅值可由无限个数值表示)。时间上连续的模拟信号、连续变化的图像(电视、传真)信号等,时间上离散的模拟信号是一种抽样信号。

    数字信号指幅度的取值是离散的,幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小,易于有数字电路进行处理,所以得到了广泛的应用。

    模拟通信的例子在我们日常生活中很多。例如,广播电台通过空中传输广播节目,无线电视台通过空中传输电视节目,有线电视台通过光缆和同轴电缆传输电视节目,普通电话线传输语音等。就在我们家中,普通的电视机、录像机、CD机、VCD机、音响等设备通过音频、视频信号线互相传输信息,也都是模拟通信的例子。总之,模拟通信需要传输的是音频、视频等模拟信号。

    模拟通信的优点是直观且容易实现,但存在两个主要缺点。首先是保密性差。模拟通信,尤其是微波通信和有线明线通信,很容易被窃听。只要收到模拟信号,就容易得到通信内容。其次是抗干扰能力弱。电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰,噪声和信号混合后难以分开,从而使得通信质量下降。线路越长,噪声的积累也就越多。

    数字通信

    与模拟通信相对应的是数字通信。

    所谓数字通信,是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式,是负载数字信息的信号。现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种(用0和1代表)的波形,称为“二进制信号”。数字通信可传输电报、数字数据等数字信号,也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。

    数字通信的早期历史是与电报的发展联系在一起的。1937年,英国人里夫斯提出脉码调制(PCM),从而推动了模拟信号数字化的进程。1946年,法国人德洛雷因发明增量调制。1950年卡特勒提出差值编码。1947年,美国贝尔实验室研制出供实验用的24路电子管脉码调制装置,证实了实现PCM的可行性。1953年发明了不用编码管的反馈比较型编码器,扩大了输入信号的动态范围。1962年,美国研制出晶体管24路1.544兆比特/秒脉码调制设备,并在市话网局间使用。进入20世纪90年代,数字通信向超高速大容量长距离方向发展,高效编码技术日益成熟,语声编码已走向实用化,新的数字化智能终端将进一步发展。

    数字通信与模拟通信相比具有明显的优点:首先是抗干扰能力强。数字通信中的信息是包含在脉冲的有无之中的,只要噪声绝对值不超过某一门限值,接收端便可判别脉冲的有无,以保证通信的可靠性。其次是远距离传输仍能保证质量。因为数字通信是采用再生中继方式,能够消除噪音,再生的数字信号和原来的数字信号一样,可继续传输下去,这样通信质量便不受距离的影响,可高质量地进行远距离通信。此外,它还具有适应各种通信业务要求(如电话、电报、图像、数据等),便于实现统一的综合业务数字网,便于采用大规模集成电路,便于实现加密处理,便于实现通信网的计算机管理等优点。

    知识点二进制代码

    二进制代码,就是用0和1表示,满2进1的代码语言。一种可以将两种架构的本地代码存放在同一个包装的格式。二进制代码语言或称为机器语言,计算机可以直接识别,不需要进行任何翻译。每台机器的指令,其格式和代码所代表的含义都是硬性规定的,故称之为面向机器的语言,也称为机器语言。它是第一代的计算机语言。机器语言对不同型号的计算机来说一般是不同的。

    无线电技术的进步

    1820年,丹麦物理学家奥斯特发现,当金属导线中有电流通过时,放在它附近的磁针便会发生偏转。接着,学徒出身的英国物理学家法拉第明确指出,奥斯特的实验证明了“电能生磁”。他还通过艰苦的实验,发现了导线在磁场中运动时会有电流产生的现象,此即所谓的“电磁感应”现象。

    赫兹著名的科学家麦克斯韦进一步用数学公式表达了法拉第等人的研究成果,并把电磁感应理论推广到了空间。他认为,在变化的磁场周围会产生变化的电场,在变化的电场周围又将产生变化的磁场,如此一层层地像水波一样推开去,便可把交替变化的电磁场传得很远。于是,麦氏便成为人类历史上预言电磁波存在的第一人。

    但是,电磁波的存是由赫兹证明的。1887年的一天,赫兹在一间暗室里做实验。他在两个相隔很近的金属小球上加上高电压,随之便产生一阵阵噼噼啪啪的火花放电。这时,在他身后放着一个没有封口的圆环。当赫兹把圆环的开口处调小到一定程度时,便看到有火花越过缝隙。通过这个实验,他得出了电磁能量可以越过空间进行传播的结论。赫兹的发现,为人类利用电磁波开辟了无限广阔的前景。

    赫兹透过闪烁的火花,第一次证实了电磁波的存在,他却断然否定利用电磁波进行通信的可能性。但赫兹电火花的闪光,却照亮了两个异国年轻发明家的路。1895年,俄国青年波波夫和意大利青年马可尼分别发明了无线电报机,勇敢地闯入了赫兹所划定的“禁区”。1897年5月18日,马可尼进行横跨布里斯托尔海峡的无线电通信取得成功。

    立体声音箱自从1895年马可尼发明无线电报以后,科学家就开始研究利用电磁波传送语音信息。1896年,法国的发明家莱布朗克(1857~1923)提出用电磁波传送声音的设想,用声音信号调制高频电磁波。电子管的诞生为无线电广播的发明创造了条件。

    马可尼发明无线电报后,引起了世界各国的重视,美国农业部气象局决定利用无线电报传送天气预报,为农业生产服务。1900年,该局聘请了匹兹堡大学物理学费森登教授做利用无线电传送气象信息的实验。费森登教授在实验中,想利用电磁波传送声音。他根据莱布朗克提出的调幅原理,开始试验无线电广播。到1901年,试验取得初步成果,又经过五年的研究,他发明了世界上第一座无线电广播电台。这座广播电台设在马萨诸塞州,它的发射天线是借用美国国立电气信号公司的无线电报天线,高128米。它用一台交流发电机供电,功率为1千瓦,于1906年圣诞节之夜首次试播讲话和音乐并获得成功。

    无线电广播的发射和接收原理是这样的:语言、音乐等声音信息通过音频放大器输出的音频信号和音频振荡器产生的高频振荡信号,经过调制器,变成高频调幅振荡信号,再经过高频放大器送往发射台天线向空中发射出电磁波。收音机收到这种电磁波后,先变成高频电流。但这种电流很微弱,要经过放大,再经过检波器检波,检出音频电流,经音频放大,送入喇叭,变成原来的语言和音乐声音。

    无线电与广播技术

    无线电广播技术是在无线电报及无线电话的基础上发展起来的。各种功能的电子管的发明和应用加速了无线电广播的发展。无线电广播自发明以来已经进行了三次重大的技术革新。

    从长波到短波

    无线电频段是宝贵的资源,常用的无线电频段有:

    长波,波长1000~10000米,频率3~300千赫(kHz),称为低频。

    中波,波长100~1000米,频率300~3000千赫(kHz),称为中频。

    短波,波长10~1000米,频率3~30兆赫(MHz),称为高频。

    无线电广播常用的频段:中波100~1500千赫(kHz),中短波1.5~6兆赫(MHz),短波6~30兆赫(MHz)。

    电磁波的传播有两种形式,一种是沿地球表面传播的地波,另一种是沿空中传播的天波。物理学家首先认识的是地波传播。1918年英国物理学家沃斯顿在长期研究中,提出地波传播理论。他指出,电磁波是沿着地球表面绕射传播,路线呈弯曲状。但大地对电磁波有吸收作用,电磁波在传播途中,波的强度将随距离而衰减。他特别指出,波长越短,这种衰减程度就越强。在这种理论的指导下,20世纪20年代,即无线电广播创建初期,使用的是长波和中波。英国于1925年建立功率为25千瓦的第一个长波电台,使用波长为1500米的长波。美国的早期广播主要使用300~500米的中波。然而,由于长波和中波的传播距离有限,例如用功率为3千瓦的发射机,传播距离仅有40千米左右,这样就得增设许多中继站才能将长波或中波传播到较远的地方。

    在广播早期,人们根据沃斯顿的地波理论,把200米以上的中长波作为国家、大城市建台使用,片面地认为200米以下的中短波传播距离太短,无商业价值,将这些频段划给业余无线电爱好者使用。由于发射中长波要建立功率强大的发射机,需要国家投资,而短波却只需小功率的发射机就可以了,因此业余无线电爱好者都乐意使用短波。

    在无线电广播的实践中,不少业余无线电爱好者发现,短波也可以传播到远方,于是,天波理论诞生了。

    无线电报发明家马可尼在无线电发射实验中,推测空中有能够反射电磁波的电离层存在。后来,人们发现在离地面50~400千米的高空的确存在电离层,证实了马可尼的推测。1912年,英国的物理学家埃克耳斯从理论上论证了电离层对电磁波的折射作用。1924年,拉摩经过研究确定,电离层中存在大量的电子,揭示了电离层折射电磁波的原因。随后,查普曼研究指出,电离层可分为D、E、F层,各层对不同波长的电磁波的反射效果不一样,对短波的反射效果最好。查普曼还指出,只有频率大于30兆赫的电磁波才可以穿透电离层。这为以后的远距离微波通信(如人造卫星的通信)作了理论准备。

    短波可以通过电离层的反射作用传播到远方。这一发现为无线电广播的发展开创了新的天地。当时,所有的长波和中波频段很快被各国的电台占满,原来认为没有多大作用的短波,成了无线电广播求之不得的新频段。

    早期的无线电收音机短波的优点是:它的方向性好,适合作远距离定向广播;用较低的发射功率就可以传播到远方,建台成本低。1921年12月,美国在试验广播中,利用200米的中短波向英国广播,获得成功。1925年4月,荷兰的青年工程师冯·贝茨利尔建造了波长为30米的短波发射机,5月13日,将无线电信号传播到了印度尼西亚。经过技术改进,短波发射机可以向世界范围发射无线电广播信号。1927年6月1日,荷兰女王通过短波,向东、西印度群岛发表广播讲话。随后不久,在远距离的广播中,短波电台逐步取代了长波电台。

    无线电广播研究人员还发现,长波和中波主要靠地面传播,但中波也有一部分经过天波传播。因此,到了夜间,由于空中的电离层升高,在同样的反射角度下,人们可以收听到白天收不到的远方中波电台的广播。

    随着大量短波电台的出现,接收技术也得到相应改进。广播初期的收音机主要是为收听长波设计的,要想收听短波广播就要配制专门的装置。为了解决这个矛盾,费森登于1912年提出了“超外差原理”,将长波和短波都转换成中频,使一个收音机既可收听长波,又可收听短波。1919年,美国的物理学家阿姆斯特朗(1890~1954),根据费森登的原理,研制成功超外差收音机。

    自从1965年第一颗地球同步静止轨道卫星发射成功后,无线电广播开始用同步卫星传播到世界各地,再也不受地波和天波的限制了。

    从调幅到调频

    无线电广播是利用电磁波传播声音信息的。传播的技术很复杂,但大体可分为两步,第一步是把语言、音乐等声音信号变成低频的电信号,这种信号不能发射。第二步是把低频的电信号变成高频的电磁波,通过天线从空中发射出去。将低频的电信号转变成高频电磁波,这个过程就叫调制。没有经过调制的高频电磁波叫做载波,它可以“运载”带有声音信息的低频电信号,经过调制后的高频电磁波叫调制波。如果把带有声音信息的低频电信号比作单车,那么,没有经过调制的高频电磁波就如一架飞机,调制波就像载满了单车的飞机。每个载波都有一定振幅和频率。电磁波是一种横波,振幅又叫波幅,是从波峰或者波谷到横坐标轴的距离。频率又叫周率,电磁波每秒钟振动的次数,单位是“赫兹”,简称“赫”。在无线电广播发射技术中,调制载波的振幅叫做调幅广播,调制载波的频率叫调频广播。

    初期的无线电广播发射技术采用的是调幅(AM)制,这是使载波的振幅按照所需传送信号的变化规律而调制的方法。用调幅器将载波调制成调幅波,这种技术在无线电广播及其他的无线电通信中常为应用。调幅用于长波、中波和短波广播,它的优点是占用频带较窄,一般不大于20千赫,因此在较窄的中、短波频带内,可以容纳数量众多的广播电台。而且收听调幅的收音机结构简单,造价较低。

    但是,调幅广播的抗干扰性能差,收音时噪音大。美国的物理学家阿姆斯特朗针对调幅广播的缺点,提出了调频(FM)广播理论。这是使载波的瞬时频率按照所需传送信号的变化规律而变化的调制方法,用调频器将载波调制成调频波。调频技术在无线电广播、电视伴音及无线电通信中广为应用。1933年,阿姆斯特朗创建第一座调频广播电台,克服了邻近电台干扰和雷电干扰的现象,可以使声音保持极高的保真度。调频广播与调幅广播相比,调频广播的抗干扰能力强,音质优美动听,覆盖面积大。第二次世界大战后,调频广播得到迅速发展。但调频广播的技术较复杂,建台成本高,所占的频带较宽,而且要用调频收音机才可以收听。这项广播技术一般只用于超短波的发射。

    电视伴音使用的也是调频广播技术,但是由于电视的伴音与广播的频率不一样,所以调频收音机收不到电视的伴音。

    从单声道到立体声

    无线电广播早期,传播的声音是单声道,即单源音。单声道的录制、发射、接收技术较为容易,但单声道缺乏方位感和层次分明的立体感,尤其是一些立体感很强的音乐节目,从收音机里听起来就有些乏味了。为了增强广播的听觉效果,在单声道调频广播的基础上,发展了双声道调频广播,也叫立体声调频广播。

    立体的听觉原理与立体的视觉原理相似。人们用两只眼睛看物体比用一只眼睛看更能准确地判断物体远近及方位;用两只耳朵听声音,更能感受到声音的方位和立体感。

    在无线电广播发明之前,人们就认识了立体声。1881年的圣诞节那天,法国巴黎歌剧院演出精彩的节目。法国工程师克莱蒙特在舞台左右各安装一台电话机,分别与家里的两台电话机连接。表演开始了,他坐在远离剧院的家里同意大利科学家马可尼时抓起两个听筒,两耳同时收听。令人惊奇的现象出现了,他听到了舞台那身临其境的立体声。克莱蒙特发明的立体声技术获得了专利。这一年,他在巴黎博览会上,用自己的发明设备,直接转播巴黎歌剧院的现场演出,让参加博览会的顾客第一次欣赏到了立体声。

    克莱蒙特的发明,引起了许多物理学家研究立体声的兴趣。在第一次世界大战期间,军事科学家们根据克莱蒙特的发明研制成了“双耳接收喇叭”,用来判断敌方飞机的方位。1931年,英国工程师布龙莱茵研制成了双声立体声唱片。1933年4月27日,美国的贝尔电话实验室利用电话线路,向华盛顿传送在费城举行交响乐的立体声。1941年,立体声电影问世。1954年,美国生产出双迹磁带立体声录音机。1957年,英、美两国分别生产首批商业用立体声唱片。1977年,日本研究制成脉码调制的立体声数字录音机。

    立体声在广播电台的应用,最早是1925年,由美国康涅狄格州纽黑文的无线电广播电台播出。当时用的是调幅广播,立体声的双声道分别用两个不同的波长传播,每个听众要用两台收音机的耳机同时收听。调频广播普及后,立体声调频广播便陆续出现了。

    我国的立体声广播始于1979年。当年9月26日,黑龙江省广播事业局研制成我国第一台立体声调制器。12月,黑龙江人民广播电台用这台调制器开始了立体声广播。中央人民广播电台从1982年10月1日开始,在第三套节目中播出立体声节目。

    强大的光通信技术

    1954年,美国物理学家研制出一种被称为“脉泽”的强大电流。他证明,利用脉泽原理可以制造出激光,但当时未能实用化。1960年,美国物理学家梅曼用强大的普通光照到人造红宝石上,制造出了比太阳光强1000万倍的激光。

    光线电缆由于激光频带宽,有很丰富的频率资源,而且纯度高、不易扩散,具有很好的方向性,因而很快地便在通信领域找到了用武之地。开始,人们让载带着信息的激光通过大气传播,以实现点对点的通信;后来,人们发现激光在大气中传播时,易受气候条件和地理条件的影响和制约,不仅信号衰减很快,而且传输质量也得不到保证,因而便把注意力由“无线”方式转向“有线”方式,即设法给激光提供一个理想的有形通路。

    人们很早就已发现弯曲的玻璃可以传光。在一个不透光的暗箱中安装一只电灯,把一根弯曲的玻璃棒的上端插入箱中,打开电灯,在棒的下端会有光线射出。这是因为从上端进入棒的光线在棒的内壁多次发生全反射,沿着锯齿形的路线顺玻璃棒传到了棒的下端。按照这一原理,人们制造出一种特殊的玻璃丝。先用石英为原料制成直径只有几微米到几十微米的细丝内芯,再在细丝的外面包上一层折射率比它小的材料制成的外套,光线在内芯和外套的界面上发生全反射,传播途中就不会因漏射而损失入射光的能量,这就是光导纤维,简称光纤。

    1966年,英籍华人高锟博士最早提出以玻璃纤维进行远距离激光通信的设想。由于他以及许多后来者的不懈努力,人类终于进入了一个色彩纷呈、令人眼花缭乱的光通信时代。

    一根光纤只能传送一个很小的光点,若把数以万计的光纤整齐排列,形成一束规则排列的光缆,光缆两端光纤排列的相对位置相同,就可以传送光信号图像了。光缆不仅能远距离传送图像,还能传送声音(光纤电话),在声音的发送端,通过声电转换和电光转换,把声音信号转变成强弱变化的光信号,通过光缆传到接收端,接收端再通过相应的转换,把光信号还原成声音信号。

    光通信之所以有如此之魅力,首先是由于它的“宽广”和“大度”。它所能容纳的信息量之大是历代信息媒体所望尘莫及的。一根直径不到1.3厘米的由32根光纤组成的光缆,竟能容许50万对用户同时通话,或者同时传送50多个频道的电视节目。这还只是今天所能达到的水平,而它的潜力还要比这大得多。除此而外,光缆还具有不受电磁干扰、原料充足、成本低、质量轻、铺设方便、保密性强的优点。因而一经问世,便成为通信领域里一颗耀眼的明星。如今,由光纤组合而成的光缆不仅是陆地通信的命脉,而且还穿洋过海,成为连接世界各大洲的重要信息渠道。它不仅用作电信局站间的中继线路,还直达用户所在地的路边、楼群以至用户家中,给人们带来丰富多彩的通信服务。

    知识点光存储技术

    光存储技术是采用激光照射介质,激光与介质相互作用,导致介质的性质发生变化而将信息存储下来的。读出信息是用激光扫描介质,识别出存储单元性质的变化。在实际操作中,通常都是以二进制数据形式存储信息的,所以首先要将信息转化为二进制数据。写入时,将主机送来的数据编码,然后送入光调制器,这样激光源就输出强度不同的光束。

    微波通信技术

    微波通讯是在无线电通讯的基础上发展起来的一种新的通讯技术。它具有容量大、质量高,可以长距离传送电视、电话、电报、照片、数据等各种通讯信号。还有投资省、建设快等多方面的优点,因此,它已成为现代化通讯的一个重要组成部分。

    说到微波通信,大家也许说不清是怎么回事,可要说到雷达、卫星转播电视节目,大家一定不会陌生。实际上,雷达和通信卫星都是利用微波来发现目标、进行远距离通信的。

    那么,为什么让微波担当远距离通信的重任呢?实际上,微波属于电磁波,它和长波、中波、短波都是电磁波家族的成员。由于微波波长很短,它的频率就非常高。普通短波电台频率约为几兆赫,而微波频率,往往有几千兆赫,甚至几万兆赫。这样高的频率,不但不会受到雷电、电焊,或电气火车等的干扰,通讯中杂音很小,质量很好,而且由于频率高,频带也就宽,所以一个微波机可以传送数百乃至上千个电话以及远距离传送彩色电视节目。由于电视图像信号占用很宽的频带,因此,传输电视信号非它莫属。此外,微波波束很窄,方向性很强,使用较低的功率就可将信号传得很远,而且,方向性强的好处还在于可以减弱通信中互相干扰的现象。由于微波通信具有频带宽、携带信息量大、受外界干扰小、建站快、投资较少等优点,人们早就想以微波作为通信的传输手段。

    微波电路的建设不受地形的限制,对于湖泊、大江、高山都可选择合理地形穿越而过,实现通讯。它也不受冰凌、大雪、暴雨等恶劣气候的影响。

    因此,微波通讯可以适应各种现代化通讯的需要,因而得到广泛发展。

    微波通信塔但是,微波波长很短,只有1毫米至1米。在传输信号的长途旅行中,它既不像长波那样,遇到障碍物时可以迈开“长腿”,翻山越岭;也不像短波那样,可以利用空中的电离层来回反射电磁波,实现远距离通信。微波具有近似光波的特性,像光线一样,传输路线是径直向前的,而且,它的反跳能力极强,一遇到阻挡物,就被反射回来。因此,微波只能在空中传播。大家知道,地球是圆形的,而微波只能视距传播,不能顺着地球的圆弧传播。也就是说,微波的传输距离只能限制在可以互相看得见的两点这样一个范围内。即使将发射天线架设在40米高的山上,微波也被地球的“大肚子”所阻挡,传输距离只有50多千米。

    科学家们想到了“接力赛跑”的办法。参加过运动会的同学都很熟悉接力赛跑吧。在竞争激烈的接力赛跑中,小小接力棒在运动员手中传递着,每个人以最快的速度,跑完各自的路程,接力棒被用最快的速度传到终点。为了将信号传送到远方,微波通信也采用了接力赛跑的方式。人们每隔四五十千米,就建立一个微波中继站;一连串的“微波中继站”,就像古代的烽火台一样,每个中继站都有高耸的天线,把上一个中继站的信号接收下来,加以放大,再传送给下一个中继站。就这样,一站接一站地传送下去,实现了远距离的通信。

    卫星通信技术

    微波通信采用接力的办法,通过建立中继站实现了远距离的通信。但是,这种方式也有很大的缺点。因为地球上有些地方是无法建立中继站的。比如,从我国的北京到美国的纽约,距离有上万千米,中间隔着波涛汹涌的太平洋,如果每隔四五十千米,建立一个中继站,就得在海上建200多个站,这是不可能做到的。

    航天飞机发射国际通信卫星1945年,一个名叫克拉克的英国人发表了一篇题为《地球外的中继站》的科学预言论文。在论文中,他提出了一个十分大胆的设想,即人类有可能通过发射人造地球卫星,为地面通信建立设在空间的“中继站”。他说将卫星放到赤道上空约36000千米的同步轨道上。这样,一颗卫星上的中继站所转发的微波,可以覆盖大约1/3的地球表面。如果布放3颗等距离同步卫星,全球卫星通信即可实现。他还预言,在1969年前后,人类将登上月球。

    历史完全印证了克拉克的预言。1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。这不仅标志着航天时代的开始,也预示卫星通信时代即将来临。紧接着,美国于1960年8月12日发射了第一颗通信实验卫星——“回声”1号。这是一颗无源卫星,只能反射来自地面的无线电波,而不能放大和转发信号,因而没有多大的实用价值。第一颗有源通信卫星是美国在1962年12月13日发射的“中继”1号。它在次年3月进行的美、日两国电视转播试验中,及时地转播了肯尼迪遇刺的重大新闻,给人们留下了深刻的印象。1965年4月6日,世界上第一颗商用卫星“晨鸟”号发射成功,它标志着一个崭新的卫星通信时代由此开始。

    50多年来,卫星通信有许多出色的表现。首先,卫星转播不仅使报道世界重大事件的新闻在瞬息之间传遍全球,而且还使得分散在世界各地的人可以足不出户,通过电视屏幕同观一场球赛,或同时出席一个国际会议。

    卫星通信是由一个地面站向卫星发射信号,经过卫星的放大、变频等处理,再转发给另一个地面站。一般来说,经卫星的这一“跳”,最远的通信距离可达13000千米,三“跳”即可绕地球一周。通信卫星居高临下,因而不受任何地形条件的限制,即使是在荒漠、高山、海洋和岛屿等,只要有一个直径零点几米的“甚小地面站”,就可以通信,而且通信的费用与通信距离无关。有人做过计算,从一颗卫星发射出来的微波信号,能够覆盖地球面积的40%,相当于在地面架设300多个微波接力站。在卫星覆盖区内,任意两点或多点,都可以实现卫星通信。卫星通信的容量也大得惊人,一颗通信卫星可以容纳6万多人同时打越洋电话,并可进行许多路电视通信,还可以进行数据、文字、图像和移动通信。

    目前,人类在同步轨道上已经发射了100多颗通信卫星,还有1000多颗移动通信卫星在中低轨道运转。这些通信卫星在许多要求远距离、高质量的通信领域大显身手,它们承担了全球近100%的越洋电视转播和30%以上的国际电报电话业务,奥运会电视转播、香港回归盛典以及许多救援通信,都是卫星通信完成的。卫星通信使人们强烈地感受到地球正在缩小,一个“地球村”的概念也由此而产生。另外,由于卫星通信的崛起,在海上救援活动中,古老的以“SOS”为呼救信号的莫尔斯电报已退出历史舞台,海事卫星后来居上,将人类的海上救援活动推向了一个新的水平。在后来的许多战争中,卫星通信也出尽了风头。

    知识点模拟信号

    模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续的时间间隔内,其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。模拟信号分布于自然界的各个角落,如每天温度的变化,而数字信号是人为的抽象出来的在时间上不连续的信号。电学上的模拟信号是主要是指幅度和相位都连续的电信号,此信号可以被模拟电路进行各种运算,如放大,相加,相乘等。

    全球定位系统

    1992年4月,巴勒斯坦民族解放阵线主席阿拉法特的座机在飞行途中突然遭遇沙暴而迫降在撒哈拉大沙漠里。巴解总部获悉此情后立即组织救援,但是使出了浑身解数仍毫无结果。不得已,最后只好求助于美国的GPS。奇迹出现了,仅仅花了十几个小时,借助GPS那神奇的威力,在茫茫沙漠里找到了飞机的准确位置,从而使阿拉法特得以死里逃生。

    上面提到的GPS,其全称是GlobalPositioningSystem,中文则翻译为全球定位系统。是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成部分。

    GPS主要由3个部分组成:

    一、空间部分。GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,它们位于距地表17600千米的高空,并均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。此外,还有4颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图像。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

    二、地面控制部分。GPS地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的时钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星GPS观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。

    GPS定位导向仪三、用户设备部分。GPS用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。

    GPS这颗人造星座不仅用于军事目的,而且可供各种民用,如防止空中飞机相撞,帮助农民耕种,协助清除海洋油污,海洋救援、海洋探宝、工程测量、变形监测、地壳运动监测、低轨卫星定轨、航空救援甚至给高尔夫球击球员充当助手等。尤其在车载导航领域里,更有着不可替代的作用。

    GPS接收机的首创者查尔斯·特林布尔说,他和同事们开始研制GPS技术时,“我们完全确信这项技术将会改变人们的生活方式”。现在,这种变化正在发生。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。

    深空通信技术

    自从苏联于1957年发射世界上第一颗人造地球卫星,继之美国于1958年发射“探险者”1号卫星以来,宇航事业得到了迅速发展。美、苏等国发射了一系列深空探测器,对太空诸行星进行直接考察,取得了重大的科研成果,对揭开太阳系的奥秘作出了贡献。

    在宇宙飞行中,一个占支配地位的,常常是致命的因素就是通信。可以说,没有通信的支持就根本谈不上宇宙飞行。事实上,在宇航史上不乏由于通信系统的故障而使飞行计划遭到失败的例子。例如,苏联深空通信网地球站分布图在1971年5月28日发射的“火星”5号,装在宇航器上部密封舱内的着陆器已成功地在火星表面软着陆,然而在着陆20秒钟后却由于通信中断而使这次任务最后归于失败。

    随着宇宙飞行从距离地球几十万千米的人造卫星发展到数亿千米的探测行星的深空探测器,通信的距离也相应延伸。人们把地面和宇航器之间的通信称为深空通信。

    人们在深入研究深空通信特点的基础上,通过提高信号功率、降低噪声值和更有效地利用信噪比来提高通信能力。

    那么,深空通信具有什么特点呢?

    首先,深空通信的最大特点是通信距离远,而且是点对点的通信,即深空通信地面站和宇宙器之间的无中继远距离无线电通信。电波的传播损耗是与距离的平方成正比的。在行星探测器等超远距离飞行的情况下,为了克服巨大的传播损耗,确保在有限发射功率的情况下的可靠通信,必须采用在低信噪比下也能工作的通信方式。

    其次,在深空通信中电波主要是在宇宙空间传播,和地面微波通信相比,传播条件是比较好的。

    通信中的噪声除了通常的由于地面大气对电波的吸收而形成的等效噪声和热噪声之外,还有宇宙噪声。宇宙噪声是由射电星体、星间物质和太阳等产生的。其频率特性大致是在1吉赫以下时与频率的2.8次方成反比,1吉赫以上时与频率的平方成反比。而大气中氧气和水蒸气对电波的吸收在频率到10吉赫以上时逐渐增大,即增加了等效噪声。这样,总的外来噪声(在1吉赫~10吉赫)比较小,这一频率范围称为“电波窗口”。

    第三,深空通信对传输频道的频带限制不严。由于通信距离远、信号功率有限,目前信息与速率的绝对值还低,所以可以充分地使用频带,这就给系统的码型和调制方式的选择带来了很大的灵活性。这一点不同于地面的有线通信和微波传输。

    另外,由于宇航器电源供给受到限制,发射功率有限,所以促使人们采用效率高的PCM工作方式。

    目前,深空通信采用了先进的调制技术、编码方案,接收机前端采用超低噪声放大器,提高天线面的精度,增大发射机功率。继采用改进编码PCM之后,又引入了链接码,发射机功率达20瓦以上,开始使用X波段,天线直径增大到3.6米。深空通信的距离已经延伸到10Au(天文单位,每Au为1.496×108千米)以上。

    深空通信的基本任务有三项,即:遥测、指令和跟踪。

    遥测任务主要是从宇航器到地面的信息传输。这些信息通常包括科学数据、工程数据和图像数据。

    指令任务是从地面向宇航器传送信息。如命令宇航器完成某种特定动作,改变飞行姿态、路线等。

    跟踪任务是为了获得宇航器的位置和速度、无线电传播媒介和太阳系统特性的信息等。

    蜂窝式移动通信

    广义地说,移动通信是以船舶、汽车、火车、飞机以及行人等移动体为对象的通信,它包括移动体同固定点之间的通信、移动体同移动体之间的通信。

    在1895年无线电发明后的大约10年,出现了船舶通信,那是最早的移动通信。陆上公用移动通信是在20世纪40年代后期(第二次世界大战以后)开始兴起的。大家知道,堪称“汽车王国”的美国在第二次世界大战以后私人汽车就已经相当多了,与此同时,电话也相当普及了。可是,当人们驾车行进在高速公路上时,纵有再紧急的事也无法同人通信,进行联络,这给“汽车王国”带来了莫大的烦恼。于是科学家们开始研究如何实现边开车、边通信,以便给人们解忧排难。

    1946年,在美国密苏里州的圣路易斯开通了世界上第一个汽车移动电话系统,为解除上述烦恼迈出了第一步。但是,这些早期的系统都是采用单区制,即在一个服务区设一个基站。由于设备庞大、昂贵,容量和服务范围有限,频率不敷使用等原因,这些系统远远满足不了日益增长的需求。

    移动通信是靠电磁波传递信息的,电磁波通达的地方叫无线电覆盖区域。人们手持移动电话或其他移动通信工具,只要在这个区域内都可以进行通信。通常移动通信的无线电波覆盖区域和一个城市的大小一致。要覆盖这么宽广的面积,采用什么形状的覆盖区好呢?

    无线电波是通过基台的天线向四周发射信号,覆盖区域是一个圆。随着使用移动电话的人不断增多,而频率资源有限。为了充分利用无线频率,解决“僧多粥少”的问题,美国贝尔实验室的通信专家提出了建立蜂窝式移动电话系统的建议。

    将无线小区划分成蜂窝状,这种理念来源于人们在大自然中发现一个奇妙的现象:蜜蜂的窝是由许许多多正六边形的“小房”紧密地排列起来的。蜂窝的这种构造引起了科学家的注意。分析表明,正六边形占有空间最大,有效地利用了材料。

    于是,人们将这种结构也应用到无线电覆盖区域上。无线电话的基地台采用的是全向天线,覆盖形状大体是一个圆。但因小区彼此邻接,用圆形小区进行排列,必然会产生较大的空隙或重叠。如果分别把同样大小的正方形、菱形、正三角形、正六边形等等,紧密地排列在平面上,你会发现,只有正六边形、正三角形和正方形,可以不产生空隙和重叠。实际上,每个小区有效覆盖区是一个圆内接多边形。如果小区选用正三角形的话,相邻两区之间重叠部分太大,正方形会好些,重叠最小的还是正六边形。

    蜂窝式移动通信网

    所以,选用正六边形可使无线电覆盖小区有效面积最大,覆盖同样面积的服务区域所需小区个数最少,这样可以节省建设投资,且只要对发射的无线电波的强度进行控制,使它限制在小区之内就行了。同时,在相邻的小区中,选用不同的频率进行通话,就可避免干扰。这样,相隔一定距离的小区中可以使用相同的频率,频率可以重复使用,从而解决了频率资源不足的难题。因此在移动通信中,采用正六边形无线电小区相互邻接覆盖整个服务区是最优方案。

    正六边形无线电覆盖区域的形状如同蜂窝,蜂窝式无线电小区和蜂窝式移动电话网便由此得名。

    知识点个人数字助理

    个人数字助理简称PDA(PersonalDigitalAssistant)一种手持式电子设备,具有电子计算机的某些功能,可以用来管理个人信息,也可以上网浏览,收发电子邮件等,一般不配备键盘,俗称掌上电脑。PDA可使用户以无线方式发送和接收数据。由于现在可买到许多应用软件,PDA已不仅仅是一种流动的电子秘书,也是一种股票顾问和通向全球的信息银行和通信的电子公路的IT产品。尽管PDA通常被看做是掌上型计算机,但PDA在这一词语的真正意义上并不是计算机。一种更为贴近真实的解释是消费者也许在从掌上型机或PDA中寻找台式计算能力。同时,PDA还作为可提供双向信息交换的便携式移动个人信息装置。

    移动电话与移动通信

    在蜂窝通信的带动下,其他移动通信手段,如无线寻呼、无绳电话和移动卫星等系统也在蓬勃发展或正在兴起,并将携手一起奔向更高的目标——个人通信。

    移动通信卫星个人通信把传统的“服务到家”的通信方式变成“服务到人”,使任何人随时随地可以同任何地方的另一个人进行通信,不管通信的双方处于静止状态还是移动之中,都能利用分配给个人的号码完成通信。实现个人通信需要完成三个发展阶段,即终端个人化,逐步实现每个用户都有一部手持机,不论走到哪里都能打电话;传送个人化,通过个人号码把信息送到个人,同时把账也记在个人头上;服务个人化,按照个人的意愿来给用户提供服务,满足不同用户的需求。

    我们知道,传统的微波中继通信和新兴的光纤通信都只能沿中继或光缆线路传输,不在沿线上的城市和乡村就利用不上。这两种通信手段更不能适应移动中用户通信的需要。通信卫星的天线波束覆盖在地球上是一个面(或者叫一个“蜂窝区”),凡在这个面里边的用户,无论是固定的还是移动的,原则上都可以通过卫星中转来相互通信。

    现有的通信卫星基本上都采用地球静止轨道卫星,因为这种卫星离地面高,能覆盖地面的范围广,更主要的是它相对于地球保持静止,因而大大减少了卫星通信地球站的复杂性。目前正在轨道上工作的200多颗通信卫星,包括国内通信、区域通信和国际通信,基本上都属于固定通信,即为地球上的固定用户之间通信。

    用静止轨道卫星实现移动通信特别是个人移动通信,需要解决三个技术上的难点:一是静止卫星离地面很高,与用户之间的距离达到4万千米,信号传递衰减很厉害。对于固定通信,地面通信站可以用直径几米,十几米甚至更大的天线,而移动通信地面设备必须便于携带,它的天线就不能做得很大。二是用户通过卫星与另一用户之间通信,信号往返一次需0.6秒钟,有比较明显的滞后效应,通话需加回声抑制器,使人感到不习惯。三是静止卫星位于地球赤道上空,从中、高纬度地区看,卫星的仰角较小,通信易受地形和建筑物的影响,效果变差。因此,卫星移动通信并没有在民用上广泛地应用。

    随着移动电话的普及,移动通信业务的商业市场也变得越来越庞大,越来越诱人,为此,国际上许多卫星公司投资角逐,竞相发展全球个人移动通信卫星系统。

    全球个人移动通信卫星系统由三部分组成:卫星星座(又叫卫星群)、地面控制管理中心和信关站、用户机。

    卫星星座由若干颗卫星组成,它们能覆盖全球,卫星天线波束在地面形成连续的蜂窝覆盖区,使地球上每个用户在任何时候、任何地点,都能看到至少一颗卫星。

    控制管理中心用于监视和管理卫星和星座的工作状态;信关站则用于管理通信业务,包括识别与验证用户,接通电路、与公共电话网接口以及记录通话时间,计算话费等事项。

    用户机可以是个人用的手持机,也可以是装载在车、船、飞机上的便携式通信机。

    争夺卫星移动通信市场已成为当前国际卫星通信发展的一个焦点。许多卫星公司纷纷提出各自的全球卫星移动通信系统方案。为了克服地球静止轨道卫星移动通信所存在的难点,大多数公司提出了近地(低)轨道移动通信卫星系统或中高轨道移动通信卫星系统的方案。

    低轨道移动通信卫星系统又分为两类:一类只传送低速数据和定位信息,称之为“小低轨”卫星系统;另一类除传送高速数据和定位信息外,还提供话音、寻呼、留言等业务,称之为“大低轨”卫星系统。根据其提供的业务不同,准备采用的通信频段也不同。

    “小低轨”卫星系统采用1吉赫以下的极高频(UHF)频段;“大低轨”卫星系统采用1吉赫以上的L或S频段。有些卫星系统,卫星与卫星之间可直接传输信息称之为“星间链路”。

    低轨道卫星系统最大的优点是卫星离地面近,只有1000千米左右,卫星的发射功率可大大降低,通信天线的尺寸也可大为缩小;通信产生的延时可以忽略。但是,事物总是一分为二,有利即有弊,低轨道系统的卫星星座要求卫星的数量多。轨道高度越低,卫星数目就越多;由于卫星相对于地面不再保持静止,就要解决地面控制管理中心和信关站同时对多颗卫星保持跟踪和测控的问题;有的还要实现星间链路的技术。

    3G与蓝牙

    3G

    3G是英文The3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。也是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。

    相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G),第三代手机(3G)一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信相结合的新一代移动通信系统。

    能够视频通话的3G手机3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升,它能够在全球范围内更好地实现无线漫游,并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务,同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps(千比特/每秒)的传输速度。

    3G是第三代通信网络,目前国内不支持除GSM和CDMA以外的网络,GSM设备采用的是频分多址,而CDMA使用码分扩频技术,先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量,业界将CDMA技术作为3G的主流技术,国际电联确定3个无线接口标准,它们分别是WCDMA(欧洲版)、CDMA2000(美国版)和TD-SCDMA(中国版)。3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。

    W-CDMA也称为WCDMA,全称为WidebandCDMA,也称为CDMADirectSpread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术,它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同,目前正在进一步融合。W-CDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,日本公司也或多或少参与其中,包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。该标准提出了GSM(2G)—GPRS—EDGE—WCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲,对这套新技术的接受度会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。

    CDMA2000是由窄带CDMA(CDMAIS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMAMultiCarrier,它是由美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与,韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的,可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G,建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的,许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMAIS95(2G)—CDMA20001×—CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001×被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003×与CDMA20001×的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高。目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡,并已建成了CDMAIS95网络。

    TD-SCDMA全称为TimeDivisionSynchronousCDMA(时分同步CDMA),该标准是由中国大陆独自制定的3G标准,1999年6月29日,中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出,但技术发明始祖于西门子公司,TD-SCDMA具有辐射低的特点,被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国的庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节,直接向3G过渡,非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。

    中国的3G之路刚刚开始,最先普及的3G应用是“无线宽带上网”,六亿的手机用户随时随地手机上网。而无线互联网的流媒体业务将逐渐成为主导。3G的核心应用包括:宽带上网、视频通话、手机电视、无线搜索、手机音乐、手机购物、手机网游等。

    在中国,3G得到了有关部门的充分重视并得到了快速发展。距离国务院常务会议研究同意启动3G牌照仅1周,工业与信息化部就迅速向三大运营商发放了3G牌照。工业和信息化部宣布,批准中国移动通信集团公司增加基于TD-SCDMA技术制式的3G业务经营许可,中国电信集团公司增加基于CDMA2000技术制式的3G业务经营许可,中国联合网络通信集团公司增加基于WCDMA技术制式的3G业务经营许可。

    对于运营商来说,3G牌照发放意味着新一轮市场角逐的开始;对于设备商来说,这意味着3年至少2800亿元的投资大蛋糕摆在了面前;而对于用户来说,3G意味着手机上网带宽飙升,资费越降越低。

    蓝牙

    所谓蓝牙(Bluetooth)技术,实际上是一种短距离无线电技术。利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4吉赫ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps(兆比特/每秒)。采用时分双工传输方案实现全双工传输。

    蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司,爱立信早在1994年就已进行研发。1997年,爱立信与其他设备生产商联系,并激发了他们对该项技术的浓厚兴趣。1998年2月,五个跨国大公司,包括爱立信、诺基亚、IBM、蓝牙东芝及Intel组成了一个特殊兴趣小组(SIG),他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信技术,即现在的蓝牙。

    蓝牙的名字来源于10世纪丹麦国王HaraldBlatand——英译为HaroldBluetooth(因为他十分喜欢吃蓝梅,所以牙齿每天都带着蓝色)。在行业协会筹备阶段,需要一个极具表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员,在经过一夜关于欧洲历史和未来无限技术发展的讨论后,有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将现在的挪威,瑞典和丹麦统一起来;他的口齿伶俐,善于交际,就如同这项即将面世的技术,技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作,保持着各个系统领域之间的良好交流,例如计算、手机和汽车行业之间的工作。名字于是就这么定下来了。

    Bluetooth无线技术规格供我们全球的成员公司免费使用。许多行业的制造商都积极地在其产品中实施此技术,以减少使用零乱的电线,实现无缝连接、流传输立体声,传输数据或进行语音通信。Bluetooth技术在2.4吉赫波段运行,该波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学(ISM)无线电波段。正因如此,使用Bluetooth技术不需要支付任何费用。

    短信与彩信

    短信是伴随数字移动通信系统而产生的一种电信业务,通过移动通信系统的信令信道和信令网,传送文字或数字短信息,属于一种非实时的、非语音的数据通信业务。

    短信可以由移动通信终端(手机)始发,也可由移动网络运营商的短信平台服务器始发,还可由与移动运营商短信平台互联的网络业务提供商SP(包括ICP、ISP等)始发。

    从实现短信业务功能的技术手段而言,通过手机终端发送和接收点对点消息虽然占据主流地位,但并非唯一形式,固定电话、小灵通以及互联网正在成为新的工具和载体。

    在短信业务发展之初,短信的发送和接收是手机开始,最终到手机,中间经过GSM网/CDMA网、短信中心等网络要素;随着短信点播及定制业务的出现,手机和互联网站、短信增值业务系统可以互相发送短信,互联网站和短信增值业务系统成为新的网络要素,GSM/CDMA网、短信中心仍保持着短信网络核心地位;随着以固定电话网为基础的“小灵通”手机在中国出现,短信业务扩展到固定网,终端不再局限于手机,小灵通手机或特殊固定终端都可以成为短信的发送和接收方,网络基础也不再局限于GSM/CDMA网等数字移动网,固定网也可以成为短信的网络基础,短信网络要素发生了显著变化。

    伴随着短信从手机扩展到小灵通及固定终端、从数字移动通信网扩展到固定电话网,人们对短信的认识也不再仅看做是数字手机的“专利”,业务形态在改变、网络要素在变化、信息内容在丰富,这一过程中始终不变的只有两点:

    一是短信的信息长度,始终是不超过160个英文或数字字符,或70个汉字,这与短信基于通信系统的信令网传送内容的机制密切相关。二是短信传递的方式——存储转发,当用户无法接收时,短信不会丢失,暂时存放在短信中心,当用户重新登录进网的时候,短信会迅速递交到用户手机上。

    这些与生俱来的特点,使短信具备了传递准确可靠、迅速及时的优点,使短信具备了影响人们的习惯的基本条件!

    短信作为手机上的一种业务,让本来具有语言传递功能的手机变成了电报式的解读工具,让耳朵闲置,让文字彰显更大的作用;短信作为用文字传递信息和沟通的一种方式,让拇指灵敏发达起来,让嘴巴休息,现代电信的业务具有了技术和文化的双重色彩。

    1992年,世界上第一条短信在英国沃达丰的网络上通过电脑向手机发送成功,从而宣布手机短信诞生。至于中国的第一条短信诞生于何时何地已无从知晓,但据考证,中国的移动通信网络早在1994年就具备了短信功能,只是那时有手机的人根本不需要它罢了。随着手机的日益普及,从1998年开始,移动、联通先后大范围拓展短信业务:2000年,中国手机短信息量突破10亿条;2001年,达到189亿条;2004年,数字飞涨到900亿条。于是短信理所应当地成为了第五种传播工具,“信生活”的提法也因此诞生;于是从1998年至今,数年的时间里,不管你愿意与否,短信已逐渐走入我们的生活,成为生活的一部分,我们的生活也因短信而改变着。

    彩信的英文名是MMS,它是MultimediaMessagingService的缩写,意为多媒体信息服务,通常又称为彩信。它最大的特色就是支持多媒体功能,能够传递功能全面的内容和信息,这些信息包括文字、图像、声音、数据等各种多媒体格式的信息。

    彩信在技术上实际并不是一种短信,而是在GPRS网络的支持下,以WAP无线应用协议为载体传送图片、声音和文字等信息。彩信业务可实现即时的手机端到端、手机终端到互联网或互联网到手机终端的多媒体信息传送。

聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com

小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源
首页 上一章 目录 下一章 书架