《信道通信传输与广播概述》3700字

信道通信传输与广播概述综述目录TOC\o"1-2"\h\u24976信道通信传输与广播概述综述 1264401.1信道传输的概述 121001.2有线信道传输 1116831.3无线信道传输 224191.4无线信道传输中的多信道传输 391191.5无线传感器网络多信道传播中的问题和解决方法 4221331广播通信存在的具体问题及解决方法 4233822多信道通信技术在无线传感器应用过程中存在的问题 420535传感器操作 45105传感器装置方面的问题 46878多信道MAC协议在无线传感器网络中的问题 41.1信道传输的概述信道可以从狭义和广义两方面理解，狭义信道即信号传输的媒质，分为有线信道和无线信道；广义信道除包括传输媒质外还包括有关的转换器，如:发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等。图1.1广义信道模型广义信道按功能可以分为模拟信道(即调制信道)和数字信道(即编码信道)。广义信道模型如图1.1所示。在信道传输中，信息是作为客户事物的属性和相互联系特性的表现，信号则是具体物理形式在传输过程中的体现。传输介质则称为信道。1.2有线信道传输有线信道采用导线作为传输介质，信号沿导线传输。能量都集中在线路附近，传输效率高，但不够灵活。这种信道中使用的传输介质包括架空开放线、电话线、双绞线、对称电缆、同轴电缆等，以及传输调制光脉冲信号的光纤。图1.2信号传输示意图有线信道的一般传输介质是可见光介质，如明线、对称电缆、同轴电缆、光缆和波导。有线信道是现代通信网络中最早的常用的信道之一。例如，电话电缆广泛在短程传输有大量应用。最基本的信号传输过程如图1.2所示。有线通信的传输介质一般为双绞线或光纤等，能量因为信号是沿导线传输的而相对集中在导线附近，但许多缺陷仍待解决，如信噪比高、频带资源窄、非线性失真。1.3无线信道传输无线信道是发送者和无线通信接收器之间的路径。对于无线电波，发送者和接收器之间没有物理连接，可能有多条传播路径。为了生动地描述发送者和接收器之间的工作，这种连接路径称为信道，而无线信道也就是通常所说的无线的“频段（Channel）”。或者说它的特性主要体现在无线电波在无线信道上的传播不是一条单一的路由，而是从多条路由合成各种反射波，由于发现每条路由的无线电波距离不同，或者每条路由反射波的到达时间不同，即每个信号的时间延迟是不同的，当一个窄信号被发送或一个移动台接收到的信号由一个不同的慢点击组成时，称之为延迟分布。在移动通信中，当移动台移动到基站时，通常会变得更高，波长变得更长。你必须考虑移动通信中的“指针效应”。在我们的移动或我们的日常生活的限制下，可能造成长时间的缺失频率位移的，这将对移动通信产生决定性的影响，同时也增加了移动通信的复杂性。鉴于其现行的各种特质，无线信道传输得以大规模应用，其综合成本低，性能更稳定。只需一次性投资，无须挖沟埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合；在许多情况下，用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制，例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境，对有线网络、有线传输的\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"布线工程带来极大的不便，采用有线的施工周期将很长，甚至根本无法实现。这时，采用\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"无线监控可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便、扩容能力强，迅速收回成本的优点。同时这使得它组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理人员可以迅速将新的\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"无线监控点加入到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。维护费用低。\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"无线监控维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"免维护系统。\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"无线监控系统是监控和无线传输技术的结合，它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心，实时得到被监控点的视频信息，并且自动形成视频\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"数据库便于日后的检索，该视频信息连续、清晰。在\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"无线监控点，通常使用\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"摄像头对现场情况进行实时采集，摄像头通过\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"无线视频传输设备相连，并通过由\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"无线电波将数据信号发送到\t"/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E8%BE%93/_blank"监控中心。与此同时更加困难的远距离无线传输技术在日常的应用也越来越多，如偏远地区广泛应用的GPRS/CDMA无线通讯技术、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。它主要使用在较为偏远或不宜铺设线路的地区，如：煤矿、海上、有污染或环境较为恶劣地区等。1.4无线信道传输中的多信道传输为了与多信道传输做类比，首先对发展过程中的单信道传输做一个基本介绍。单信道即单方向工作。最典型的就是无线寻呼系统，也就是平时人们常说的寻呼发射台，通过单频发出信息，用户则以此频率接收信息，这是一种单工工作方式；另外一种是报警系统，如无线电报警系统，大功率发射机发出报警信息，各用户接收机接收；而火警、盗警等报警系统则刚好相反，用户告警发射机分设在一些服务点上，由基站接收告警信息（带有编码的信息，解码后可知道告警的用户情况）。在单通道通信中，设置发送者和接收者的身份，发送者不能只发送信息、接收者的信息；默认情况下，此信息仅对单方可用。接收者只能接收信息，不能发送信息。数据的信号只在一端传输到另一端，即信息流是定向的。根据发送者和接收者频率的异同，可以分为同频通信和异频通信。与传统的单信道传输相比，多信道传输随着集成电路技术的进步和发展，微处理器的运算速度加快、计算能力提高，所需要的电力消耗和成本降低了不少。同时，无线传感器网络通信协议也持续改进，节点之间的无线链路变得更加可靠，而低成本、低功耗的射频芯片的出现。更让无线传感器网络的应用有了更多的可能性，无线传感器网络技术的发展因此有了很大的进步。在无线传感器网络中，每个节点在发送、接收和处理数据的过程中容易受到其它因素的干扰。在严重情况下，可能导致整个无线传感器网络的数据传输和处理错误，并且影响整个通信的精度和可靠性。多通道通信技术的出现大大降低了这种错误发生的概率。该技术适用于无线传感器网络中的每一个节点经由不同信道传输数据，以减少节点之间对其他节点的干扰。同时，由于每个节点分布在不同的信道上，所以外部干扰的概率大大降低。因此，将多信道通信技术应用于无线传感器网络可以有效地提高通信质量。实际上，多信道通信技术可以保证无线传感器网络的精度和可靠性，但是通信协议和结构的复杂性也得到改善。与传统的单信道通信相比，广播通信存在一些问题，并且需要进一步优化。1.5无线传感器网络多信道传播中的问题和解决方法1广播通信存在的具体问题及解决方法在使用多信道通信技术的无线传感器网络中，为了节省能量，许多节点自动转变为休眠状态，传感器节点分散在多个通信信道内，因此各节点处于工作状态的时间不同处于休眠状态的节点不能传送信号。这导致接收信号延迟或无法接收，导致了广播通信的很多问题。目前应解决的问题主要有以下三点：。减少功耗的通信范围较小，多通道节点中继的广播重叠甚至会导致无线感测网络麻痹，如果从上述两个方面综合导致的广播通信延迟、延迟状况严重。对于前文的问题，现在较有效的解决方法是利用分布式树广播协议来解决上述问题。该协议在传送信息的过程中，经由无线传感器网络建立广播树，经由广播树发送节点广播包，保证广播通信的覆盖范围和效率能够解决通信的延迟问题，实现提高信息传输效率的目的。该协议还采用动态分配方案，简化算法，减少对无线感测网络中各节点的请求，增强其开拓性，减少节点信息传输的能耗实现了多信道广播通信网络节点的能量消耗问题的优化。另外，由于该协议在通信中依赖于广播树路径传输，且不请求控制信息，所以一方面节约支出，另一方面，即使节点有问题，也不会影响整个广播树的通信效率。2多信道通信技术在无线传感器应用过程中存在的问题传感器操作多信道通信受各种因素的限制，并且在操作中可能存在一定的问题。当前感测技术应用是基于节点的，但是在实际操作中，不能忽略节点的控制来适应竞争环境，并且信道相关协议的管理也只能在理想环境中进行调整。只能在单纯理想的环境中调节。此外，一些人在执行传感器装置的装置的过程中不能发现信道中存在的问题，并且设备不能集中调整，因此信道资源也受到节点的影响。传感器装置方面的问题在许多组资源管理过程中，许多组织对传感器装置的竞争机制缺乏兴趣，从而导致当前管理机构不能适应协议的竞争要求，并且不保证相关机构能够适应信道运行。在实际管理过程中，如果使用静态管理机构来管理和利用无线感测机构，则实际感测装置不能以静态分配方式来构建分配机构，这也间接地引起感测资源的限制。当基于当前信号状态实现一个信道资源调整冲突机制的构建时，无线感测设备受到负影响，并且节点质量也受到相应影响。多信道MAC协议在无线传感器网络中的问题在单一信道的通信，使得节点之间的竞争十分激烈，而与单一信道的通信相比。比较具有代表性的多信道通信中，节点可能分布在多条路径，各点竞争力相对较小，但是对无线信道的要求也会变高，节点也会更多。如使用Mcmac协议和SSCH协议这两种协议，