电磁频谱

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能量以三种方式传输:电磁辐射、传导和对流(热传递)。由于电磁波不需要传输材料介质(包括通过铜缆和光纤以及通过水、空气和真空通信),因此广泛用于通信领域。

电子运动会引起电磁辐射。频率是辐射波每秒内振荡的次数,也称为Hz(赫兹)。波长是波峰之间的距离。频率越高,波长则越短。如图E-2所示,波长可以长于地球的直径,也可小于电子的直径。

电磁辐射是一种物理现象,是指“能量以电磁波形式由源发射到空间的现象”。电磁环境是“存在于给定场所的所有电磁现象的总和”。电磁辐射源有两大类:一是自然界电磁辐射源,来自某些自然现象,如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。二是人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备,其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。

无线系统在无线电通信、微波和红外线范围中使用各自特定的频带,如图E-2所示。该频谱的分配由政府和国际组织制定。在美国,FCC分配频谱并以拍卖的形式将其出售给想要在指定的市场中从事通信业务的公司。分配频谱的主要目的是防止信号重叠和干扰。但事实上,仍会有干扰发生。例如微波炉、无线LAN和移动电话等设备就工作在同一频率。这里列出一些常见的频率分配。

无绳电话:46~49 MHz

移动无线电(非电话)服务:30~300MHz

无线本地环路:420~450MHz

城市波段无线电:462~467MHz

UHFTV信道60~69(可能分配给蜂窝系统):747~762MHz、777~792MHz

蜂窝业务:824~849MHz、869~894 MHz

蜂窝业务,GSM: 890~914 MHz、935~959MHz

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图E-2 电磁频谱

移动卫星业务和GPS(全球定位系统):1.2~1.3GHz 3G频带(潜在使用区域) 其他蜂窝系统范围:1.7~1.8GHz 一些MMDS 2 GHz范围 蜂窝式PCS(个人通信系统):1.85~1.91GHz(需许可证)、1.93~1.99 GHz(需许可证)、1.91~1.93GHz(无需许可证)    高速无需许可证的无线LAN(IEEE 802.11b)、家庭网络(即家庭无线电通信)、蓝牙个域网(个人区域网络)、无绳电话和家用电器:2.4GHz频带。    U-NII(无需申请许可证的国家信息基础设施)。在该范围中工作的IEEE 802.lla无线LAN: 5.15~5.35GHz、5.725~5.825GHz。

用于本地接口(48km)的MMDS(多信道多点分配业务)固定无线宽带:2.5~2.7GHz、3.4~3.7GHZ。

用于本地接口(8km)的LMDS(本地多点分配业务)固定无线宽带:10~43GHz(各种频带)。   光无线频带,即Terabeam的自由空间激光系统(不需要许可):l90THz (红外线范围)。    模拟传输是一种发送信号(话音、视频、数据)的方式。其中,被发送的信号与初始信号相类似。换而言之,如果你通过麦克风说话并在示波器上查看你的话音,另外你说同样的话并通过电话线路发送,同时将信号接入示波器,这两个信号看上去基本一致。唯一不同的是,采用电方式传输的信号使用的频率更高一些。目前大多数传输已经实现了数字化。

在模拟传输中,传输信息的方式是将信息调制成波的辐值、频率或相位。然后由接收装置调整到指定频率并提取调制的信号。频率越高,则数据传输速率越大,但信号传输范围将越小。一些示例如下:   IEEE 802.11b无线LAN工作在2.4GHz频带, 速率是11Mbit/s,信号传输范围是lOOm。如果 使用0FDM(正交频分多路复用),则数据传输速率可达到30Mbit/S。

IEEE 802.lla无线LANT作在5 GHZ,数据传输速率达到50Mbit/s。

MMDS无线业务(2.5到3.7GHz )覆盖范围达到48Km,最大数据传输速率是lOMbit/S。

LMDS无线业务(10到43GHz )覆盖范围达到8km,最大数据传输速率是l55Mbit/S。

部分微波频谱易受雨和雾天气的影响。主要是水分子吸收无线电能量。系统设计者必须说明由于雾和雨的影响而造成的信号衰落。高频系统如LMDS还需要可视传输(不同于调频无线电),因为这些波不能穿过建筑物而传输。   由于频谱分配具有有限的带宽,因此通信公司使用各种可能的方法优化带宽。蜂窝式系统优化其频谱分配的方法是重新利用不相邻的不同小区中的频率。LMDS被放在相对较小的小区中,因为它们的无线电波传输的距离较短。

缺少可用的频率这一现状促使FCC公开了部分无需许可的频谱,这意味着任何人想要创建无线设备都可以使用这样的频率,而不用考虑其他可能正使用该频率的设备。因而,2.4GHz频带引来了许多竞争于同一频率的不同设备。例如,无绳电话、无线以太局域网、蓝牙个域网络设备、安全系统和视频分布业务。微波炉也在该频带工作,如果微波泄漏则会干扰该频带范围内的其他设备。FCC还在5 GHz频带创建了另一个未经许可的频带,主要供无线LAN使用。

技术专家George Gilder(Gilder技术报告,2000年1月)指出“人们正逐渐认识到电磁频谱的信息承载能力(它的带宽或频率范围和波长可用于传送信号)并不是像以前认为的那样是有限的,实质上是无限的。带宽潜在的无限性指频谱的使用和重新使用可以无限的重复进行。蜂窝技术如CDMA可以重新使用小区中的所有可用的带宽,多个用户间蜂窝式带宽的共享和通过配置更多天线扩展的本地小区。Qualcomm(和它的CDMA技术)的发展就是基于波的无所不在性这一潜力。


Electromagnetic Spectrum 电磁频谱

能量以三种方式传输:电磁辐射、传导和对流(热传递)。由于电磁波不需要传输材料介质(包括通过铜缆和光纤以及通过水、空气和真空通信),因此广泛用于通信领域。

电子运动会引起电磁辐射。频率是辐射波每秒内振荡的次数,也称为Hz(赫兹)。波长是波峰之间的距离。频率越高,波长则越短。如图E-2所示,波长可以长于地球的直径,也可小于电子的直径。

电磁辐射是一种物理现象,是指“能量以电磁波形式由源发射到空间的现象”。电磁环境是“存在于给定场所的所有电磁现象的总和”。电磁辐射源有两大类:一是自然界电磁辐射源,来自某些自然现象,如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。二是人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备,其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。

无线系统在无线电通信、微波和红外线范围中使用各自特定的频带,如图E-2所示。该频谱的分配由政府和国际组织制定。在美国,FCC分配频谱并以拍卖的形式将其出售给想要在指定的市场中从事通信业务的公司。分配频谱的主要目的是防止信号重叠和干扰。但事实上,仍会有干扰发生。例如微波炉、无线LAN和移动电话等设备就工作在同一频率。这里列出一些常见的频率分配。

无绳电话:46~49 MHz

移动无线电(非电话)服务:30~300MHz

无线本地环路:420~450MHz

城市波段无线电:462~467MHz

UHFTV信道60~69(可能分配给蜂窝系统):747~762MHz、777~792MHz

蜂窝业务:824~849MHz、869~894 MHz

蜂窝业务,GSM: 890~914 MHz、935~959MHz

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图E-2 电磁频谱

移动卫星业务和GPS(全球定位系统):1.2~1.3GHz

3G频带(潜在使用区域)

其他蜂窝系统范围:1.7~1.8GHz

一些MMDS 2 GHz范围

蜂窝式PCS(个人通信系统):1.85~1.91GHz(需许可证)、1.93~1.99 GHz(需许可证)、1.91~1.93GHz(无需许可证)   高速无需许可证的无线LAN(IEEE 802.11b)、家庭网络(即家庭无线电通信)、蓝牙个域网(个人区域网络)、无绳电话和家用电器:2.4GHz频带。    U-NII(无需申请许可证的国家信息基础设施)。在该范围中工作的IEEE 802.lla无线LAN: 5.15~5.35GHz、5.725~5.825GHz。

用于本地接口(48km)的MMDS(多信道多点分配业务)固定无线宽带:2.5~2.7GHz、3.4~3.7GHZ。

用于本地接口(8km)的LMDS(本地多点分配业务)固定无线宽带:10~43GHz(各种频带)。   光无线频带,即Terabeam的自由空间激光系统(不需要许可):l90THz (红外线范围)。    模拟传输是一种发送信号(话音、视频、数据)的方式。其中,被发送的信号与初始信号相类似。换而言之,如果你通过麦克风说话并在示波器上查看你的话音,另外你说同样的话并通过电话线路发送,同时将信号接入示波器,这两个信号看上去基本一致。唯一不同的是,采用电方式传输的信号使用的频率更高一些。目前大多数传输已经实现了数字化。

在模拟传输中,传输信息的方式是将信息调制成波的辐值、频率或相位。然后由接收装置调整到指定频率并提取调制的信号。频率越高,则数据传输速率越大,但信号传输范围将越小。一些示例如下:   IEEE 802.11b无线LAN工作在2.4GHz频带, 速率是11Mbit/s,信号传输范围是lOOm。如果 使用0FDM(正交频分多路复用),则数据传输速率可达到30Mbit/S。

IEEE 802.lla无线LANT作在5 GHZ,数据传输速率达到50Mbit/s。

MMDS无线业务(2.5到3.7GHz )覆盖范围达到48Km,最大数据传输速率是lOMbit/S。

LMDS无线业务(10到43GHz )覆盖范围达到8km,最大数据传输速率是l55Mbit/S。

部分微波频谱易受雨和雾天气的影响。主要是水分子吸收无线电能量。系统设计者必须说明由于雾和雨的影响而造成的信号衰落。高频系统如LMDS还需要可视传输(不同于调频无线电),因为这些波不能穿过建筑物而传输。   由于频谱分配具有有限的带宽,因此通信公司使用各种可能的方法优化带宽。蜂窝式系统优化其频谱分配的方法是重新利用不相邻的不同小区中的频率。LMDS被放在相对较小的小区中,因为它们的无线电波传输的距离较短。

缺少可用的频率这一现状促使FCC公开了部分无需许可的频谱,这意味着任何人想要创建无线设备都可以使用这样的频率,而不用考虑其他可能正使用该频率的设备。因而,2.4GHz频带引来了许多竞争于同一频率的不同设备。例如,无绳电话、无线以太局域网、蓝牙个域网络设备、安全系统和视频分布业务。微波炉也在该频带工作,如果微波泄漏则会干扰该频带范围内的其他设备。FCC还在5 GHz频带创建了另一个未经许可的频带,主要供无线LAN使用。

技术专家George Gilder(Gilder技术报告,2000年1月)指出“人们正逐渐认识到电磁频谱的信息承载能力(它的带宽或频率范围和波长可用于传送信号)并不是像以前认为的那样是有限的,实质上是无限的。带宽潜在的无限性指频谱的使用和重新使用可以无限的重复进行。蜂窝技术如CDMA可以重新使用小区中的所有可用的带宽,多个用户间蜂窝式带宽的共享和通过配置更多天线扩展的本地小区。Qualcomm(和它的CDMA技术)的发展就是基于波的无所不在性这一潜力。

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