关于小型无线通信系统设计与现实分析

张志斌+朱启妹

摘要：本文主要根据无线通信类电子产品的通信模式设计了一个小型的无线通信系统。对于该系统的设计与现实性的分析，本文是结合了软件与硬件系统，通信技术等阐述小型无线通信系统的设计与现实分析。

关键词：通信系统；无线技术；小型无线网络

引言：

电通信发明于十九世纪初期，经过了一百多年的发展与更新，已经成为人们日常生活中离不开的现代技术，这期间，新的通信技术不断被人们发明或发现，人们的视野也变得越来越广，以前的一封信需要经历好几周甚至一个月的时间，现在人们随时随地都可以联系到世界的任何角落。尤其是在二十世纪时，小型无线通信系统被人们广泛地使用。

一、无线通信系统的实验原理

当前，人类社会已步入了信息社会。信息化革命席卷全球。在现代信息社会，人们不用再像以前那样需要将主要的精力用于物质和能源的开发和利用上，而是投入更多的精力与信息通信打交道。在现代社会中，信息作为一种重要的，无法替代的资源正在被科学家们研究和开发。

随着现代通信技术与计算机控制技术的持续发展与相互结合，通信能做到的事情越来越多，人们可以在任何地方，利用任何通信设备进行任何信息的获取。

1、线性调制解调原理。从信源处直接得到的信号是低频信号，无法直接在无线信道中进行传输，它是含有直流分量的低通频谱。这种低频的信号是可以并且只能通过线路来进行传输的。不过，虽然这些信号能够进行有线信道上的传输，但是同时在一路信道上只能够传输一路信号，这就大大的浪费了信道的资源使用。这时就需要调制来帮助把原始信号的频率转化到较高的水平上去，这样就会使传输时的性能大大增加，信道的多路复用在这里也得到了体现，并且还扩展了信号带宽，提高了系统的抗干扰、抗摔落等特性。

我们利用通信来交流信息，因此准确的将信息发送和接收是非常必要的。通信信号常被加载到载频上。只有调制才可以将信号转变为在长距离通信中传输而不会或很少产生失真的信号，调制还可以提高信道的利用率以及保证信息能够准确无误的在信道中传输。

一般的，我们可以将调制分成基带调制与带通调制。调制的目的就是让信号在无线信道中能够更方便的传输，并且还可以实现多路信号同时传输，既多路复用技术，并且还可以提高我们对信道的利用率，减少噪声对系统的干扰，显著的提升系统的抗干扰能力，还可以互换传输带宽与信噪比。总的来说，调制对通信系统的影响是不可或缺的，尤其在通信系统的有效性和可靠性上，调制发挥了很大的作用。我们经常提到的调制都可以认为是载波调制，无论是在无线通信中还是在很多其他场合中。载波不会携带有任何有用的信息，它可以被原始信号所调制，是一种高频信号。光有调制还不够，人们如果需要读懂信号中所携带的信息，还需要对已调信号进行转化，并还原出调制之前的信号，这就使解调，实际可以看作是调制的逆过程。调制和解调一般是一起被人们使用的，我们一般会将其称为调制系统。

2、调制信号在无线信道中的传输。通信的作用无疑是被用作交换信息，我们在传送信息时，从信源处发送出的原始信息通过电信号进行传递。在模拟调制系统中，这样的电信号不会直接用于在信道中传输。因为它的频率没有达到能够在信道中进行传输的要求，原始信号具有从零附近开始的频率谱。

我们在生活中处处可以见到模拟信号，从我们听到的歌声，到海平面的采集数据等等都是模拟信号。模拟信号可以按照调制方式进行分类，可以分为幅度调制和角度调制。本文将只对幅度调制进行分析与讨论。幅度调制又可分为四种：最早发展的常规双边带调幅（AM），双边带调幅（DSB），单边带调幅（SSB），残留边带调幅（VSB）。如果一个载波经过了调制，那么我们称它为已调信号。调制信号不含任何信息，所以当原始信号加载上来时，原始信号的幅度等等所有的信息都会体现在已调信号上。这时的已调信号就可以在无线信道中进行发送和接收了。

二、具体模块实现

首先需要在电脑上面安装串口调试助手软件，该软件可以完成发送信息与接收信息的功能。其中信息的格式分为字符与文字两种，对于波特率的设定必须要保证收发的一致性。其他模块的实现如下。

1、电平转换模块。主要是由232接口插座与MAX232芯片组成。

2、单片机模块。本项目采用的是STC89c51单片机。

3、编码解码模块。PT2262与PT2272是本项目采用的编码与解码芯片。这两款芯片现在广泛的应用在无线通信的应用中，被当做是识别地址编码的最常用芯片。

4、調制发射与解调接收模块。在本项目中所选用的调制发射与解调接收模块都是市场上相对应而言比较成熟的模块，载波频率是315MHz，调制方式是ASK调制。

本项目要求软硬件相结合，需要完成软件的程序编写，并将编好的程序写入到stc89c51单片机中，并且完成硬件部分的焊接工作，最终完成调试。检测结果则是根据信号进行关键信号的测量与收发信号的调制。

三、无线通信系统的现实分析

本项目是小型的无线通信系统，现代通信技术经过了不断地发展，人们开始发现模拟通信系统是满足不了特定的需求的，于是数字通信系统出现了。无线通信系统有很多优点，比如说抗干扰能力强、易于集成和处理等，但是万事有利也有弊，这些优点也是需要付出代价的。无线通信的数字通信在带宽的占用问题上比较浪费。无线通信系统对某一话路而言，话路的利用率大大降低。并且技术要求相对来说比较复杂，必须准确地区分每一个码元，并且找出每一个信息组的开端，这就需要发送端和接收端实现严格同步。还有一个问题，就是如果我们想要将模拟信号变为数字信号，在转化的过程中就会不得不去应对量化误差的问题。而无线通信系统高度发展的今天，模拟到数字的变化是必须的。所以在通信带宽资源极其有限的情况下，数字通信系统不可能完全取代模拟通信，而实际上模拟通信较之数字通信来说，在通信领域中也具有非常广泛的应用。

四、结束语

本项目是小型的无线通信系统，该系统涉及到了信号、电平、编码、解码、调制、解调等概念，并且应用了单片机来实现。该项目的设计结合了软件与硬件两大板块，可以很直观的实现无线通信系统的功能。

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