可以毫不夸張地說，手機(jī)、Wi-Fi、廣播、交通IC卡、電視播放等現(xiàn)代社會(huì)的生活基礎(chǔ)離不開通信技術(shù)的支持。這里的通信指的是使用電力的通信(電信)，自從250多年前發(fā)明電信以來，它經(jīng)歷了各種技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)在仍然在通過5G和物聯(lián)網(wǎng)等，特別是數(shù)字化不斷進(jìn)步。

如上所述，電信已經(jīng)成為社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，但由于其規(guī)格和用途多種多樣，因此很難對(duì)它全面掌握。因此，本文以無線通信為焦點(diǎn)，在介紹本公司與通信相關(guān)的測(cè)量方案的同時(shí)，提供理解無線通信所需要的基本資料。

1. 什么是無線通信？

用一句話來說，不使用電線和電纜而使用電磁波(電波)、磁場(chǎng)和電場(chǎng)的無線電信，以及使用光的光通信就是無線通信。其中利用電磁波可以進(jìn)行公里級(jí)以上的長(zhǎng)距離通信，并且能傳輸大量數(shù)據(jù)(信息)，因此，幾乎所有無線通信系統(tǒng)中都使用電磁波。

使用電磁波的無線通信系統(tǒng)利用空間作為傳輸路徑(或通信路徑)，其構(gòu)成是將從發(fā)送器發(fā)送到接收器的電磁波上承載的數(shù)據(jù)作為信號(hào)傳送(圖1)。

圖1 無線通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)易框圖

2. 無線通信的用途舉例

表1總結(jié)了使用電磁波傳輸數(shù)據(jù)的無線通信的大致分類以及每種分類的代表性用途。無線通信應(yīng)用于多種領(lǐng)域，其用途和種類非常廣泛。近年來，無線通信的發(fā)展已經(jīng)超越了這些分類的界限，例如，將衛(wèi)星通信納入移動(dòng)通信(在智能手機(jī)中配備連接衛(wèi)星的功能)的衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)已在各國(guó)開始。

表1 無線通信的分類及各自的用途

表2 無線通信的術(shù)語(yǔ)說明

3. 無線通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成和要素

無線通信系統(tǒng)(以及有線通信系統(tǒng))的基本構(gòu)成如圖2所示，將該基本模型進(jìn)一步簡(jiǎn)化后即如前文的圖1所示。如果將通過傳輸路徑傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為信號(hào)，則將對(duì)該信號(hào)造成不利影響、并使需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)難以傳輸?shù)浇邮掌鞯牟槐匾煞址Q為噪聲。實(shí)際上，發(fā)送器/接收器中也會(huì)產(chǎn)生噪聲，并且可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障。換句話說，完全不受噪聲影響的通信系統(tǒng)只是理想的通信系統(tǒng)。

圖2 通信系統(tǒng)的基本模型構(gòu)成

4. 無線通信的方式——調(diào)制和解調(diào)

基于圖2中的通信系統(tǒng)的基本模型，圖3顯示了描述無線通信系統(tǒng)的基本功能——調(diào)制和解調(diào)。

在無線通信中，如果嘗試以電磁波的形式直接發(fā)送數(shù)據(jù)，則無法遠(yuǎn)距離傳輸，由于諸如此類的原因，為了使遠(yuǎn)距離發(fā)送數(shù)據(jù)成為可能，發(fā)射器就需要進(jìn)行將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男盘?hào)——“調(diào)制”操作。另一方面，接收器則需進(jìn)行將調(diào)制后的信號(hào)還原到原來的數(shù)據(jù)——“解調(diào)”操作。表3總結(jié)了代表性的調(diào)制技術(shù)及其示例。

圖3 無線通信系統(tǒng)的構(gòu)成

表3 無線通信的調(diào)制技術(shù)和采用示例

5.SP900信號(hào)分析儀與SP206V矢量信號(hào)源實(shí)操

在實(shí)際操作中，普尚SP900信號(hào)分析儀可搭配SP206V矢量信號(hào)源進(jìn)行典型的數(shù)字調(diào)制信號(hào)解調(diào)分析，如圖4所示。SP900信號(hào)分析儀支持超25種測(cè)量應(yīng)用軟件，如矢量調(diào)制和數(shù)字解調(diào)，模擬解調(diào)，5G NR，WLAN，脈沖，短距離通信和物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)分析，功率放大器等，并覆蓋各種復(fù)雜調(diào)制信號(hào)，如2G/3G/4G/5G NR、蜂窩通信、ZigBee、Pulse、EMI等。SP206V矢量信號(hào)源可結(jié)合信號(hào)生成軟件產(chǎn)品，生成適合特定應(yīng)用的測(cè)試信號(hào)，支持多種類型信號(hào)輸出，如2/3/4/5G、矢量信號(hào)、BPSK、QAM等。

圖4 典型的數(shù)字調(diào)制信號(hào)解調(diào)分析：32APSK調(diào)制分析(上圖)，256QAM調(diào)制分析(下圖)