無線通訊系統概述
一.無線通訊的定義。
無線通訊(wireless ***munication)是利用電磁波訊號可以在自由空間中傳播的特性進行資訊交換的一種通訊方式。
對無線通訊的應用已深入到人們生活和工作的各個方面。其中3g、wlan、uwb、藍芽、寬頻衛星系統已成為21世紀最熱門的無線通訊技術的應用。
二.無線通訊技術系統的組成。
雖然無線通訊系統有很多種實現方式，外設也因為無線通訊的作用而大不一樣，但歸納起來，乙個無線通訊系統大都由這樣幾個部分組成。
1.發信機
發信機的主要作用是將所要傳送的訊號首先對載波訊號進行調製，形成已調載波；已調載波經過變頻成為射頻載波訊號，送至功率放大器，經功率放大器放大後送至天線。將換能器輸出的電訊號變為強度足夠的高頻電振盪。
而在無線通訊系統中，發射機得組成包括以下幾個部分：
（1）振盪器：產生高頻振盪訊號，一般在幾十khz以上。
（2）高頻放大器：一或多級小訊號諧振放大器，放大振盪訊號，使頻率倍增至高頻範圍，並提供足夠大的載波功率。
（3）低頻放大器：多級放大器組成，前幾級為小訊號放大器，用於放大微音器的電訊號；後幾級為功放，提供功率足夠的調製訊號。
（4）高頻功放及調幅器：實現調幅功能，將輸入的載波訊號和調製訊號變換為所需的調幅波訊號，並載入到天線上。
2.天線
天線是無線通訊系統的重要組成部分。其主要作用是把射頻載波訊號變成電磁波，或把電磁波變成射頻載波訊號。饋線的主要作用是把發射機輸出的射頻載波訊號高效地送至天線。
這一方面要求饋線的損耗要小；。
3.收信機
收信機的主要作用是天線接收下來的射頻載波訊號首先進行低雜訊放大，然後經過變頻、中頻放大和解調後還原出原始訊號，最後經低頻放大器放大後輸出。
接收訊號是發射訊號的逆過程，它主要包括：
（1）接收天線：將空間傳播到其上的電磁波轉化為高頻電振盪
（2）接收機：高頻電振盪轉化為電訊號
（3）變換器：將電訊號轉化為所傳送資訊
無線通訊系統的實現方式
在無線通訊系統中，訊號直接以電磁波形式從天線輻射出去，存在以下問題：
1．無法製造合適尺寸的天線。
天線尺寸與波長相比擬時，訊號才能被天線有效輻射。如音訊訊號：20hz-20khz。計算知實際做不到。
2. 接收者無法選出要接收的訊號。
存在干擾：其它電台發射訊號，各種工業裝置輻射電磁波，大氣層、宇宙固有的電磁干擾。
所以對接收裝置的要求：能從眾多的電磁波中選出有用的微弱訊號。
為了解決無線通訊系統中存在的問題，發射機和接收機借助線性和非線性電子線路對攜有資訊的電訊號進行變換和處理。除放大外，最主要有調製、解調。
1. 調製：對訊號源的編碼資訊進行處理，使其變為適合於通道傳輸的形式的過程。
調製訊號：攜有資訊的電訊號。
載波訊號：未調製的高頻振盪訊號。
已調波：經過調製後的高頻振盪訊號。
常用的調製方式有：調幅、調角（調頻、調相）。
2. 解調：調製的逆過程，將已調波轉換為載有資訊的電訊號。
3.調製的作用與最新技術
由於無線通訊系統的通道具有頻寬有限，受干擾和雜訊影響大，在移動環境下接受訊號起伏變化，所以必須考慮採取抗干擾能力強的調製方式，能適用於快衰落通道，占有比較小的頻寬以提高頻譜利用率，並且帶外輻射要小，以減小對鄰近波道的干擾。
目前，在g**數字蜂窩移動系統中選用高斯濾波最小移頻鍵控（gmsk）調製，在很多無線系統中，大都使用了bpsk或qpsk以及多進製psk或qam方式。
三．無線通訊系統-發展歷史
第一代無線通訊系統
第一代無線通訊系統採用分頻多重進接（frequency division multiple access）技術組建的模擬蜂窩網也被稱為第一代（first generation，下稱1g）無線通訊系統。這些系統中，話務是主要的通訊方式。由於採用模擬調製，這些系統容易被第三方竊聽。
1g的主要蜂窩系統包括amps、nmt、hicap、cdpd、mobitex、datatac、tacs和etacs。
20世紀70年代末，at&t的貝爾實驗室發明了美國的第乙個蜂窩**系統，即amps（advanced mobile phone service）。最初的amps蜂窩系統的特點是：蜂窩較大，基站採用全向天線以減少成本。
在芝加哥部署的amps覆蓋了大約2100平方英里。
時至今日，amps仍然在世界上的許多地方（尤其是農村）使用，包括美國、南美、澳大利亞和中國。雖然在每個國家amps所使用的頻帶不同，但其無線介面標準是一致的。
到了80年代中期，etacs（the european total access ***munication system）在歐洲發展了起來，etacs和amps基本一致，但其每個通道的頻寬為25khz（amps為30khz）。etacs和amps的另乙個不同在於**號碼的劃分，因為歐洲的**號碼要劃分為國家區號，而美國的**號碼要劃分的是州區號。
中國於2023年規定蜂窩式移動**系統頻段為870-889.975mhz與915-935.975mhz，頻道間隔為25khz。
2023年8月確定採用tacs制式，即頻段為890-915mhz與935-960mhz，雙工間隔頻率為45mhz。
第二代無線通訊系統
從2g開始，無線通訊步入了純數字時代。2g的另乙個顯著特點是，所有的標準都以商業利益為宗旨。目前，世界上大多數運營中的無線通訊系統都是2g系統，其中60%的市場被歐洲標準佔據。
2g標準包括g**、iden、usdc（d-amps）、is-95、pdc、csd、phs、gprs、hscsd和widen。
第一代amps系統並不能滿足當今大城市的通訊容量需求。數字蜂窩（digital cellular），亦即採用數字調製技術的蜂窩系統，可以極大地提供系統的容量和效能。
在經過主要蜂窩產商的大量研究和比較之後，20世紀80年代晚期，usdc（the united states digital cellular system）實現了可以在固定頻帶內支援更多使用者的分時多重進接（time division multiple access）系統。在每個amps通道上，usdc可以支援3個全速率（full-rate）使用者或6個半速率（half-rate）使用者。在fdd模式上，usdc沿用了amps的45mhz間隔。
2023年，usdc/amps雙模式系統由eia/tia（electronic industries association and tele***munication industry association）在interim standard 54（is-54）中標準化，隨後被公升級到is-136。由於usdc保持了和amps的相容性，有時也被稱為d-amps（digital amps）。
2023年，為了解決歐洲各國在第一代通訊系統中採用多種不同系統造成的互不相容、無法漫遊的問題，北歐向cept訂製900mhz頻段的歐洲公共電信業務規範，建立全歐統一的蜂窩網移動通訊系統。同年，g**（group special mobile）成立。經過幾年的討論和現場測試和論證比較，2023年，g**成員國選定了窄帶tdma方案。
2023年，歐洲18國達成g**諒解備忘錄並頒布了g**（global system for mobile ***munications）標準。
第三代無線通訊系統
為了滿足不斷增長的網路容量需求，資料速率亟待提高到能提供高速資料傳輸和多**應用的水平上來，於是3g標準出現了。3g系統基本上是2g的線性擴充套件，它們基於兩種不同的骨幹架構，一種基於電路交換，另一種則基於包交換。
itu（international tele***munication union）定義了一組特定的空中接**術並稱之為3g，包含在imt-2000（international mobile tele***munications-2000）倡議中。imt-2000是3g的國際標準，它包括imt-ds（imt direct sequence，或w-cdma、utra-fdd）、imt-mc（imt multi carrier，或cdma2000）、imt-td（imt time division，或td-cdma和td-scdma）、imt-sc（imt-single carrier，或edge，實際上是2.75g標準）和imt-ft（imt-frequency time或dect）。
現在，2g到3g的轉換正在進行中，無數的技術正在被標準化。
常見的3g標準包括：umts（w-cdma）、cdma2000、foma、td-scdma、gan/uma、wimax。
未來移動通訊的發展
未來移動通訊的發展將充分體現下一代網路技術，對於無線接入部分將是建立在新的頻段上的無線通訊系統，採用多載波，多天線技術以及一些適應技術，在更高的頻譜效率前提情況下，可提供比3g更好速率的分組資料傳輸，ip位址個人化，建立基於ipv6核心網的全新網路體制的系統，更好地支援個人和終端的移動性管理以及端到端的業務質量保證。目前所研究的beyond3g技術正是體現了未來移動通訊的發展趨勢。
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