雙向無線電通信的基本原理

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羅杰




  摩托羅拉的雙向無線電通信系統(tǒng)于五十余年前第二次世界大戰(zhàn)時由軍方率先采用,讓軍人在行動時以無線電對講機(jī)彼此通話,當(dāng)時的手機(jī)稱為步話機(jī)(walkie-talkies)。


  雙向無線電在軍方使用非常普遍,在無電話線路的地區(qū),軍方人員就采用無線電。在今天,無線電已經(jīng)廣泛地用于保安、公共服務(wù)和公用事業(yè),以及商業(yè)和個人等用途。


  雙向無線電的主要優(yōu)點是直接點對點,不須任何基本設(shè)施,只有雙方調(diào)到相同的頻率,便可彼此通話。



雙向無線電通信的原理



  雙向無線電對講機(jī)是用于發(fā)射和接收語音信息。每一部雙向無線電對講機(jī)包含一個發(fā)射器和一個接受器、一個麥克風(fēng)和一個擴(kuò)音器、一條天線和一組電源。手提式雙向無線通訊以電池為電源,而車裝式無線電可使用汽車的電源。


  用戶對著麥克風(fēng)說話,語音信號即轉(zhuǎn)換為電子信號。此信號經(jīng)發(fā)射器處理放大為無線電信號,再傳送至天線,由天線把無線電信號發(fā)射至空中。


  受信方的天線接收無線電信號,把此信號送到接收器。接收器將此無線電信號轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉淼恼Z音,再由無線電對講機(jī)的擴(kuò)音器放出來,此時就可聽見原來的信息。



簡單的雙向無線電系統(tǒng)



  兩部以上的無線電對講機(jī)彼此“對話”時,它們必須在同一個頻率上運作。在單一頻率單工系統(tǒng),每位無線電用戶可以在任何時間發(fā)射或接收信息。這與電話系統(tǒng)不同,電話是雙工系統(tǒng),可以同時發(fā)言和聆聽。


  因而,用戶在發(fā)話前,必須注意無線電系統(tǒng)的頻道是否開放。



高效率雙向無線電通信步驟



  如果所有無線電用戶都遵守下列規(guī)則,就可達(dá)成高效率的雙向無線電通信。


  1.不打斷其它用戶的發(fā)言。隨時注意頻道上的通話情形。大部份雙向無線電對機(jī)上都有一個監(jiān)聽按鈕。壓下此按鈕便可聽到頻道上的通話情形。發(fā)送前頻道必須是空白的。


 。玻褜χv機(jī)維持在垂直位置,擴(kuò)音器——麥克風(fēng)維持在嘴巴正前方三寸處。


 。常l(fā)話時,對著麥克風(fēng)緩慢地、清楚地說話。長話短說,才不會霸占語音頻道太久。



噪音抑制



  噪音抑制是指降低、抑制或消除無用的無線電信號或噪聲,讓它們不會從擴(kuò)音器傳出來。無線電對講機(jī)所出現(xiàn)的背景噪聲是未使用噪音抑制的結(jié)果。大部份無線電對講機(jī)都配備噪音抑制模式(載波抑制或編碼抑制)和抑制水準(zhǔn)的選擇開關(guān)或按鈕。



載波抑制和編碼抑制



  載波抑制在不發(fā)射時防止噪聲自擴(kuò)音器出來,因而屬于安靜的備用作業(yè)。


  編碼抑制讓無線電以編碼方式只聽到他們所要的信息。換言之,它過濾了轉(zhuǎn)往特定無線電用戶以外的所有其它信息,只有編碼相同的無線電對講機(jī)在編碼模式下才能聽到所發(fā)的信號。編碼抑制分為PL(Private Line專用線路)的單音編碼抑制和DPL(Digital Private Line 數(shù)字化專用線路)的數(shù)字化編碼抑制兩種。


  大部份無線電對講機(jī)都配備一個監(jiān)聽按鈕,讓客戶取消噪音抑制、解除編碼抑制模式。壓下此按鈕時,擴(kuò)音器即傳出頻道上的所有語音通話。以相同的頻率而以不同的抑制編碼通話時,發(fā)話前必須先聆聽、確定頻道上無其它語音通話。否則,同時發(fā)話會破壞已經(jīng)在進(jìn)行中的通話。


PL和DPL編碼噪音抑制系統(tǒng)



  單音編碼抑制系統(tǒng)使用次音頻,可使用42種不同的單音編碼。數(shù)字化編碼抑制系統(tǒng)的功能和單音編碼抑制系統(tǒng)相同,但可使用84種不同的數(shù)字編碼,不使用音頻來“開啟”擴(kuò)音器。


  雖然這些系統(tǒng)都稱為“專用線路”,但實際上不具保密功能。如果用戶遵守規(guī)律,多少還有點隱密性,但任何用戶接聽時,都可以在頻率上聽見。因而,用戶必須了解編碼抑制的效益和限制。



頻率和頻道



  頻率和頻道是無線電通信中常用的術(shù)語。每一部雙向無線電產(chǎn)品的規(guī)格上都會清楚地列出其作業(yè)頻率。同時,主管機(jī)構(gòu)發(fā)出的使用執(zhí)照上也列出其作業(yè)的特定頻率。


  無線電用戶增加、頻譜愈來愈擁擠時,頻率使用管制愈為必要。


  簡言而之,頻道就是無線電發(fā)射和接收信息的頻率。然而、頻道負(fù)載是指同一頻道所指定的用戶數(shù)目。在無線電使用頻繁的地區(qū),頻道負(fù)載可能有效地限制了可使用的頻道數(shù)和客戶的通話能力。


  無線電對講機(jī)可使用數(shù)條頻道時,用戶就可一條一條地測試,找到可以使用的空白頻道。同時、可使用的頻道較多時,用戶群組的組織更方便。


  如無線電對講機(jī)具備PL/DPL編碼噪音抑制功能,如果用戶群組都具有相同的PLDPL編碼,就可加以組合,從而在同一條頻道上作業(yè)。除非他們要轉(zhuǎn)換頻道,轉(zhuǎn)到其它頻率,他們就可設(shè)定在其通話小組的頻率上。



涵蓋范圍



  無線電涵蓋范圍指它的可能通話距離。涵蓋范圍視許多因素定,諸如:


  ■無線電對講機(jī)的功率,即發(fā)射無線電信號的強(qiáng)度1W-5W


  ■無線電信號所必須經(jīng)過的地形:郊外市區(qū)


  ■作業(yè)頻率VHFUHF


  低頻率無線電涵蓋的距離大于高頻率。一般而言,無線電信號受各種障礙物以及空氣中各種顆粒、例如水蒸氣和灰塵的影響。樹木、濃密的樹葉、 建筑物和混凝土地板也會限制涵蓋范圍?傊,郊區(qū)的無線電通話距離比都市內(nèi)遠(yuǎn)。


  戶外


  一瓦特功率輸出的UHF無線電在戶外的涵蓋范圍、即在非常開闊的環(huán)境、山崗和樹木等障礙物非常少時,一般可達(dá)兩公里。如地形上的障礙增加,則涵蓋范圍縮短。


  大樓建筑


  在大樓建筑中,一瓦特功率輸出的UHF無線電的涵蓋范圍可達(dá)二至二十層樓,但涵蓋范圍會受建筑物造形和建筑材料的影響。



----《通信世界報》





   

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