无线通信概述

蜂窝电话系统

       蜂窝系统的基本原理是频分复用，它利用信号功率随传播距离增大而减小的特性，允许空间上分开一定距离的两个点使用同样的频率。蜂窝系统将覆盖区域划分成许多互不重叠的小区，每个小区使用一组信道。同一组信道可被一定距离之外的另一小区重复使用。位于小区中央的基站控制着小区内的各种操作。

       在一定地理范围内的所有基站通过高速链路连接至移动电话交换局(mobile telephone swithing office,MTSO).MTSO相当于网络的中央控制器，它给每个小区分配信道，负责协调切换以及接续主呼和被呼电话。当基站或移动台发现接收功率正在减小，并接近某个最小门限值时，就会启动切换过程。基站通知MTSO移动台需要切换，MTSO发消息询问周围的基站是否能够探测到这个移动台的信号。如果有回应，MTSO将协调处理原基站和新基站间的切换过程。如果新基站无空闲信道可用，则切换失败，发生掉话。

      美国的第一代蜂窝系统（1G）是AMPS（Advance Mobile Phone Service).它采用频分多址，每个30KHz的信道传送一路FM调制的话音。欧洲与AMPS类似的系统是TACS（Total Acess Communication System)。

       欧洲为第二代蜂窝系统（2G）制订了一个统一的标准——GSM。GSM结合了TDMA和慢跳频技术，话音调制采用频移键控。美国在制定2G蜂窝标准时，在多址技术上产生了激烈的争论，最终形成了多个互不兼容的标准。在900MHz的频段上有两个标准：IS-136采用TDMA和FDMA的结合，调制方式是相移键控；IS-95采用DS-CDMA及相移键控调制。

      第二代数字蜂窝系统后来都增强以支持高速分组数据业务。GSM通过把所有时隙分配各一个用户的方法使数据速率达到140kbit/s，这种增强型版本称为GPRS。另一种更为彻底的GSM增强型是EDGE（Enhanced Data Service for GSM Evolution),它通过采用编码高阶调制，将数据速率提高到384kbit/s。IS-136系统也采用GPRS和EDGE技术将数据速率提高到384kbit/s。IS-95系统则是采用捆绑扩频码的方法使数据速率达到115kbit/s。

无绳电话系统

      无绳电话的原设计目的是提供一种低成本，低移动性的无线连接公众电话交换网方式，即用无线连接代替电话机机座和手持电话这两部分之间的那个线绳。

       第一代无绳电话系统中，每个座机只允许连接一个手持机，覆盖区也仅限于家庭或办公室的几间房屋范围。在欧洲和亚洲，第二代数字无绳电话系统（cordless telephone ,second generation,CT-2)把覆盖范围扩展到了室外。无绳电话的另一个演进是欧洲的DECT（Digital Enhanced Cordless Telecommunications)系统，它主要针对办公楼设计。DECT的主要功能是为一幢大楼内的用户交换机的电话使用者提供局部的移动性。

      更为先进的无绳电话系统是日本的PHS（Personal Handyphone System，即小灵通）。PHS和蜂窝我、系统非常相似，拥有广泛分布的基站，能支持基站间的切换的呼叫路由。

无线局域网

       第一代无线局域网是专网性质的，协议互不兼容，大多工作在900MHz ISM频段内的26MHz带宽上，采用直序扩频技术，数据速率大约是1Mbit/s——2Mbit/s。缺乏标准化造成高昂的开发成本，低产量以及很小的市场份额，使得这些早期产品中只有少时获得了一定的成功。

      美国的第二代无线局域网工作在2.4GHz的ISM频段上，占用83.5MHz的带宽。为了避免第一代无线系统出现过的不兼容问题，IEEE专门制定了相应的无线局域网标准，即IEEE 802.11b标准，后来又新开发了两个标准：802.11a和802.11g。

802.11b：直序扩频技术，数据速率大约是1.6Mbit/s，覆盖范围100m，工作在2.4GHz。

802.11a：多载波调制，数据速率54Mbit/s，覆盖范围30m，工作在5GHz的U-NII频段。

802.11g：与802，11a数据速率相同，只是工作频段在2.4GHz，覆盖范围50m。

低成本低速率的无线通信：蓝牙和紫峰

        蓝牙（Bluetooth）依靠简易的网络功能为无线电子设备提供短距离无线连接。它以1mW功率发射时，蓝牙的通信距离是10m，若将功率增大到100mW，通信距离可延伸至100m。蓝牙系统工作在2.4GHz开放频段上，可在世界范围内使用而无需考虑许可问题。蓝牙提供一个速率为723.2kbit/s的异步数据信道以及一个数据速率为57.6kbit/s的反向信道，此模式称为异步无连接。蓝牙也允许同时有三个速率为64kbit/s的同步信道，此模式称为同步面向连接，主要用于支持耳机之类的话音传输，也可用于数据传输。这些不同模式的总比特率大约是1Mbit/s。

       紫峰（Zigbee）的设计目标是要比蓝牙有更低的成本和更低的功耗。紫峰基于IEEE 802.15.4标准，和蓝牙一样工作在ISM频段。每个紫峰网络可容纳255个设备，最大覆盖范围30m，最大数据速率250kbit/s。虽然紫峰的数据速率比蓝牙低，但它发射功率大大低于蓝牙，同时覆盖范围也更大。

异步无连接（Asynchronous Connection-Less，ACL）和同步面向连接（Synchronous Connection-Oriented，SCO）都是传输数据的物理链路。所不同的是ACL链路在主单元（Master）和所有其他从单元（Slave）之间提供分组交换连接；而SCO是主单元和指定从单元之间点对点的对称链路，它和电路交换连接非常相似。