无线通信技术简介和应用

无线通信技术简介和应用

作者：xx 班级：电信工二班姓名xx：学号：201100120xxx

(山东大学信息科学与工程学院，山东济南250100)

摘要：本文中，我们将介绍关于无线通信技术的基础知识，包括无线通信技术的基本概述，无线通信的几种技术以及无线通信的几种应用。通过对无线通信技术的简单的介绍来初步了解无线通信技术。

关键词：无线通信，调制技术，多址技术，编码技术，WLAN技术，蓝牙技术

1 引言

无线电通信是电子学的最早应用之一，也是电子学的最新应用之一，在这领域中每天都有新的进展，如今在信息通信领域里，发展最快，应用最广的就是无线电通信技术，我们的生活也逐渐离不开无线通信。从最早的克拉克1945年在“无线世界”中发表文章建议利用静止卫星实现世界范围的无线电覆盖到二战后美国政府开通的民用波段无线电台系统，再到蜂窝电话的发明，直至今天2G蜂窝网络，3G无线网络已离不开我们的生活，无线通信都在飞速发展着，本文深入浅出的讲解了无线通信的基本概念，简单的介绍几种常用的无线通信系统和技术及它们的应用领域。

2 无线通信技术概述

（1）定义

无线通信（wireless communication）是指利用无线电波进行通信，术语“无线”一般指非广播通信，即使用便捷的通信设备的个人之间的通信。无线通信可用来传输电报，电话，传真，图像，数据和广播电视等通信业务，与有线通信相比，不需要架设传输线路，不受通信的距离限制，机动性能好，建立迅速等等。[1]

（2）发展历史

1865年，英国人麦克斯韦尔成功的预测了电磁波的存在；

1886年到1888年间，德国人赫兹通过实验验证了麦克斯韦尔的理论；

1899年，马可尼操纵发送跨英吉利海峡的无线电信号，1901年发送了跨大西洋的信号；1899年，特斯拉演示了不用导线传送电能的实验，并在美国克罗里达州建设一座发射台，可以清楚的接收到一千里外的信号；

1906年，美国人德福雷斯特发明真空三极管，可以对连续波信号进行调制，并可用于语音传输，同年，费森登在马萨诸塞州采用外差法实现历史首次无线电广播；

1909年，马可尼和布劳恩由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖；

20世纪30年代中叶，出现双工的警用无线电；

1947年，三位科学家发明了晶体管，进一步推动无线通信的发展；

1962年，出现寻呼机；

1979年，世界上第一个蜂窝无线服务系统在日本投入使用；

1988年，美国高通公司向公众介绍了CDMA 蜂窝移动通信的概念；

21世纪初，宽带无线互联网，宽带无线接入。[2]

（3） 无线通信系统组成

图1 无线通信系统组成

3 无线通信技术

（1）调制技术

a 幅度调制（AM ）

用低频调制信号m （t ）控制高频载波c(t)的振幅,使载波的振幅随之变化的调制方式，其一般模型如图2所示

t t c ϖcos )(= (1)

t t m t s ϖcos )()(= (2)

图2 幅度调制器的一般模型

b 频率调制（FM ）和相位调制（PM ）

频率调制和相位调制是通过改变载波的角度来实现的，故也统称为角调制。频率调制是最常用的模拟调制技术，相位调制则在数字通信中应用普遍。对于FM 而言，随着调制信号的

瞬时幅值而变化的是调制后信号的频率，而FM则是调制后信号的相位。在研究频率调制时，我们通常看频率调制指数mf，定义为：

δfm

Mf=/

δ为最大频偏；fm为调制频率

最大相位偏移与调制频率成反比，相位调制指数也被定义为最大的相位偏移。

（2）多址技术

a 频分多址（FDMA）

频分多址为每一个用户分配了特定信道，系统给每一个用户分配一个唯一的频段或信道。这些信道按要求分配给请求服务的用户。在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这一频段。

[3]

b 时分多址（TDMA）

时分多址系统把无线频谱按时隙划分，并且在每一个时隙中仅允许一个用户，要么接收要么发射，每一个用户占用一个周期性重复的时隙，因此可以把一个信道看作是每一个帧都会出现的特定时隙，其中N个时隙组成一个帧。[4]

c 扩频多址（SSMA）

伪随机序列把一个窄带信号在发射前转换成宽带信号，SSMA可以抵抗多径干扰而增强多址能力。扩频多址技术主要有两种类型：直接序列扩频多址（DS）和跳频多址（FH）。

d 空分多址（SDMA）

利用不同的空间划分成不同的信号，也称为多光束频率复用，它通过标记不同方位的相同频率的天线光束来进行频率的复用。

（3）编码技术

a 信源编码

对输入的信息进行编码，在计算机应用中表现为数据压缩，对文档文件，声音文件等都有很多的压缩标准，而在通信领域，主要体现在从模拟信号取样得到数字信号的过程。

b 信道编码

信道编码技术是用来客服噪声，干扰，衰落等信道缺陷给信号造成的差错，编码可以提高信道的可靠性，但是大多数编码限于解决统计独立的差错。常用信道编码有分组编码和卷积编码两大类，以及他们的衍生物。[5]

4 无线通信技术的应用

（1）WLAN技术

无线局域网，简称WLAN，是计算机技术与无线技术相结合的产物，是利用无线技术快速接入以太网的技术。

随着IEE 802.11无线网络标准的制定与发展，无线网络技术日趋成熟与完善。广泛应用于

众多行业，如金融证劵，教育，大型企业，工矿港口，政府机关，酒店，机场等。产品主要包括：无线接入点，无线网卡，无线路由器，无线网关，无线网桥等。

(2)蓝牙技术

蓝牙是一种短距离无线数据和语言传输的全球开放式技术规范，它的创始人是瑞典爱立信公司。它以近距离的无线连接为基础，为通信设备设备之间提供通信链路，使得近距离的通信设备可以进行资源共享。

蓝牙技术有众多优点，蓝牙技术是一种开放的技术规范，此规范是完全公开和共享的；蓝牙设备的工作频段是在全世界范围内都可以自由使用的2.4GHz的工业，科学，医学频段，方便于用户；取消了用户之间的线与线之间的连接，减少了不必要的麻烦，，即连即用；蓝牙的抗干扰性也很强；支持语音和数据通信；组网灵活；蓝牙模块体积小，便于集成；功耗小。基于以上多种优点，蓝牙应用在多方面领域，它可以实现数据的共享，无论是手机，计算机，还是数码相机，MP3都可以利用蓝牙实现数据共享；内置蓝牙芯片的笔记本计算机可以使用PSTN，ISDN等接入，而且使用其蓝牙功能的蓝牙手机可以使用蜂窝式移动网络进行高速连接；无论在哪里用户的笔记本计算机，手机等都可通过蓝牙产品及相应程序，也其他设备同步。[6]

（3）个人接入通信系统（PACS）

“PACS是一个第三代个人通信系统，由贝尔公司于1992年最先提出并开发（[Cox87]，[Cox92]）。PACS对室内和微小区用户提供语言，数据和视频图像业务。其设计覆盖范围在500米以内。PACS的主要目标是将各种形式的无线本地环路通信系统综合成一个具有完全电话性能的系统，以便向本地交换运营商（LEC）提供无线接人。”

PACS应用于个人和公共电话系统，可运行于各类PCS频段。PACS可以连接到PBX或中心交换局。在居住区域应用中，PACS可以接受中心局的服务[JTC95]。[7]

5 结论

无线通信在人们的生活中应用越来越广泛，了解一些无线通信的基本知识也是现在人们必不可少的一门课，毫无疑问，我们现在仍处于无线通信革命的开端，随着科技的不断发展，无线通信将在更多领域影响我们的生活。

参考文献：

[1] 无线通信技术by Roy Blake 2004 P1

[2] 无线通信系统与技术潘焱田华魏安全编著2001年3月P1

[3] Wireless Communications:Principles and Practicce Second Edition by Theodore S.Rappaport 2012年8月第一次印刷P316

[4] Wireless Communications:Principles and Practicce Second Edition by Theodore S.Rappaport 2012年8月第一次印刷P318

[5]现代无线通信技术胡健栋主编2003年6月P166