無(wú)線通信（英語(yǔ)：Wireless communication）是指多個(gè)節(jié)點(diǎn)間不經(jīng)由導(dǎo)體或纜線傳播進(jìn)行的遠(yuǎn)距離傳輸通訊，利用收音機(jī)、無(wú)線電等都可以進(jìn)行無(wú)線通訊。無(wú)線通訊包括各種固定式、移動(dòng)式和便攜式應(yīng)用，例如雙向無(wú)線電、手機(jī)、個(gè)人數(shù)碼助理及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。其他無(wú)線電無(wú)線通訊的例子還有GPS、車庫(kù)門遙控器、無(wú)線鼠標(biāo)等。

大部分無(wú)線通訊技術(shù)會(huì)用到無(wú)線電，包括距離只到數(shù)米的Wi-fi，也包括和航海家1號(hào)通訊、距離超過(guò)數(shù)百萬(wàn)公里的深空網(wǎng)絡(luò)。但有些無(wú)線通訊的技術(shù)不使用無(wú)線電，而是使用其他的電磁波無(wú)線技術(shù)，例如光、磁場(chǎng)、電場(chǎng)等。

無(wú)線通信摘要

無(wú)線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無(wú)線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個(gè)微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個(gè)或多個(gè)地球站之間或移動(dòng)體之間建立微波通信聯(lián)系。

技術(shù)

無(wú)線技術(shù)給人們帶來(lái)的影響是無(wú)可爭(zhēng)議的。如今每一天大約有15萬(wàn)人成為新的無(wú)線用戶，全球范圍內(nèi)的無(wú)線用戶數(shù)量現(xiàn)今已經(jīng)超過(guò)2億。這些人包括大學(xué)教授、倉(cāng)庫(kù)管理員、護(hù)士、商店負(fù)責(zé)人、辦公室經(jīng)理和卡車司機(jī)。他們使用無(wú)線技術(shù)的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。

從二十世紀(jì)七十年代，人們就開始了無(wú)線網(wǎng)的研究。在整個(gè)二十世紀(jì)八十年代，伴隨著以太局域網(wǎng)的迅猛發(fā)展，以具有不用架線、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)以己之長(zhǎng)補(bǔ)"有線"所短，也贏得了特定市場(chǎng)的認(rèn)可，但也正是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的無(wú)線網(wǎng)是作為有線以太網(wǎng)的一種補(bǔ)充，遵循了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，使直接架構(gòu)于802.3上的無(wú)線網(wǎng)產(chǎn)品存在著易受其他微波噪聲干擾,性能不穩(wěn)定,傳輸速率低且不易升級(jí)等弱點(diǎn)，不同廠商的產(chǎn)品相互也不兼容,這一切都限制了無(wú)線網(wǎng)的進(jìn)一步應(yīng)用。

這樣，制定一個(gè)有利于無(wú)線網(wǎng)自身發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)就提上了議事日程。到1997年6月，IEEE終于通過(guò)了802.11標(biāo)準(zhǔn)。

802.11標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制定的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的物理層 - PH和媒質(zhì)訪問(wèn)控制層 - MAC進(jìn)行了規(guī)定，其中對(duì)MAC層的規(guī)定是重點(diǎn)。各廠商的產(chǎn)品在同一物理層上可以互操作，邏輯鏈路控制層 - LLC是一致的，即MAC層以下對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是透明的（如圖一所示）。這樣就使得無(wú)線網(wǎng)的兩種主要用途—-" - 同網(wǎng)段內(nèi)多點(diǎn)接入"和"多網(wǎng)段互連"，易于質(zhì)優(yōu)價(jià)廉地實(shí)現(xiàn)。對(duì)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，更重要的是，某種程度上的"兼容"就意味著競(jìng)爭(zhēng)開始出現(xiàn)；而在IT這個(gè)行業(yè)，"兼容"，就意味著"十倍速時(shí)代"降臨了。

在MAC層以下，802.11規(guī)定了三種發(fā)送及接收技術(shù)：擴(kuò)頻 - SpreadSpectrum技術(shù)；紅外 - Infrared技術(shù)；窄帶 - NarrowBand技術(shù)。而擴(kuò)頻又分為直接序列 - DirectSequence,DS擴(kuò)頻技術(shù) - 簡(jiǎn)稱直擴(kuò)，和跳頻 - FrequencyHopping,FH擴(kuò)頻技術(shù)。直序擴(kuò)頻技術(shù)，通常又會(huì)結(jié)合碼分多址CDMA技術(shù)。根據(jù)預(yù)測(cè)，今后幾年，無(wú)線網(wǎng)在全世界將有較大的發(fā)展，單只美國(guó)無(wú)線局域網(wǎng)銷售額就將從1997年的2.1億美元增加到2001年的8億美元。

應(yīng)用

無(wú)線通信這一技術(shù)已深入到人們生活和工作的各個(gè)方面，包括日常使用的手機(jī)、無(wú)線電話等，其中3G、WLAN、UWB、藍(lán)牙、寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)、數(shù)字電視都是21世紀(jì)最熱門的無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用。

先驅(qū)

從最初的電報(bào)開始經(jīng)過(guò)150多年的現(xiàn)代電信的發(fā)展是來(lái)自各界的成千上萬(wàn)科學(xué)家、工程師和研究人員的辛勤勞動(dòng)的結(jié)果。他們當(dāng)中只有少數(shù)獨(dú)立負(fù)責(zé)發(fā)明的人成了名，而大多數(shù)達(dá)到頂點(diǎn)的發(fā)明是許多個(gè)人的成果。這里匯集了部分對(duì)于無(wú)線電通信發(fā)展中起到重要作用的歷史人物。

克拉克

1917年出生英格蘭的Minehead。在蘇聯(lián)（USSR）發(fā)射第一個(gè)人造地球衛(wèi)星Sputnik-1前12年，克拉克于1945年在“無(wú)線世界”中發(fā)表文章建議利用靜止衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)世界范圍的無(wú)線電復(fù)蓋。從此，衛(wèi)星通信成為世界通信系統(tǒng)的非常重要的組成部分?？死说钠渌l(fā)明有地球觀測(cè)的衛(wèi)星平臺(tái)的利用和操作靈活的低加速的星際間飛行的太陽(yáng)帆。

巴登

（Bardeen）、比拉特恩（Brattain）和邵克萊（Shockley）：晶體管是由在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的這三位物理學(xué)家于1947年發(fā)明的。晶體管可以檢波，放大，整流并能將其打開和關(guān)閉。他們非常小，便宜，能耗非常小。

莫爾斯

1791年4月27日生于美國(guó)麻薩諸塞州查爾斯頓市。1872年4月日在紐約城去世。莫爾斯是電磁紀(jì)錄電報(bào)的發(fā)明者，是點(diǎn)劃電報(bào)碼的開發(fā)者，即稱為莫爾斯碼。莫爾斯在其早年酷愛(ài)藝術(shù)，一直到1832年，在41歲的時(shí)候，莫爾斯完成了他的電報(bào)的設(shè)計(jì)，在1837年8月進(jìn)行公開演示。莫爾斯提出專利申請(qǐng)，獲得美國(guó)專利。但他向國(guó)會(huì)申請(qǐng)貸款建設(shè)實(shí)驗(yàn)性公眾電報(bào)線路直到1843年才獲得批準(zhǔn)。最后在1844年5月24日莫爾斯從華盛頓向巴爾地摩（60公里）發(fā)送了他的第一次電報(bào)。雖然電報(bào)如今已在很大程度上被較多的現(xiàn)代通信業(yè)務(wù)代替，但莫爾斯的最初的概念仍在使用并且莫爾斯碼仍然保持為發(fā)送信息的通用標(biāo)準(zhǔn)。

貝爾

于1847年4月3日生于蘇格蘭的愛(ài)丁堡。1922年8月2日在Baddeck去世。1876年3月10日貝爾在美國(guó)波斯頓宣布“瓦特森先生來(lái)了，我需要您”，組成第一個(gè)智能句子在電話線里傳送。雖然有一些其它發(fā)明者在所建議的系統(tǒng)上將聲音在一定的距離傳送，但貝爾是第一個(gè)獲得發(fā)明專利的。僅在兩年后，1878年3月25日他做出了如下預(yù)測(cè)：“電話電纜可以鋪在地下或架空，利用支線將私人住宅，鄉(xiāng)村，商店，工廠等連接起來(lái)，通過(guò)主電纜和中心交換實(shí)現(xiàn)任何兩個(gè)地方的直接通信是可能的。我相信，電話面向公眾是必然的結(jié)果，不僅如此，我確信，在將來(lái)，電線將不同城市的電話公司的電話局連接起來(lái)，一個(gè)人能夠與不同地方的人打電話”。貝爾不但在29歲時(shí)發(fā)明了電話，他在電信和航空方面有許多發(fā)明。他整個(gè)一生還努力幫助聾啞人。

馬克尼

于1874年4月25日生于意大利的寶龍那（Bolongna）。1937年7月20日在羅馬去世。作為一個(gè)學(xué)生的馬克尼對(duì)電磁和赫茲波的應(yīng)用特別感興趣。1896年6月2日他申請(qǐng)了他的第一個(gè)關(guān)于無(wú)線電的專利。馬克尼是高度實(shí)踐和企業(yè)化的人，他很快將他的發(fā)明商業(yè)化，并于1897年7月在倫敦建立他的第一個(gè)無(wú)線電報(bào)公司。在1899年，他操縱發(fā)送跨英吉利海峽的無(wú)線電信號(hào)。1901年發(fā)送了跨大西洋（從英格蘭的康沃爾到荷蘭的信號(hào)山）的信號(hào)。1907年，開通了大西洋彼岸的無(wú)線電業(yè)務(wù)，1909年他獲得了諾貝爾物理獎(jiǎng)。1920年在改進(jìn)的馬克尼公司演播室開始聲音廣播。在1924年，他發(fā)明了能提供世界范圍通信業(yè)務(wù)的天波傳輸。馬克尼的一生都貢獻(xiàn)給無(wú)線電通信的發(fā)展并由他自己或其領(lǐng)導(dǎo)的公司共獲得近800項(xiàng)專利。

赫茲

1857年2月22日生于德國(guó)的漢堡，1894年1月1日在波恩去世。赫茲在于1887~1888年在Karisruhe大學(xué)發(fā)現(xiàn)電磁波。1887年赫茲驗(yàn)證了電磁波的存在。證明了麥克斯威爾的電磁場(chǎng)的理論。赫茲的發(fā)現(xiàn)是無(wú)線電技術(shù)的基礎(chǔ)，也是后來(lái)廣播和電視的發(fā)展的基礎(chǔ)。

伏特

1745年2月18日生于意大利的科摩（Como），1827年3月5日在科摩去世。伏特研究利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電。他發(fā)現(xiàn)第一個(gè)電荷，他是開發(fā)通信用電池的先驅(qū)。

特斯拉

1856年7月10日生于塞爾維亞的斯密廉（Smilian）。1943年1月7日在紐約城去世。特斯拉研究交流電和高頻無(wú)線電波。在1899年他演示了不用導(dǎo)線傳送電能的實(shí)驗(yàn)，并在美國(guó)克羅里達(dá)州建設(shè)一座發(fā)射臺(tái)，它可以清楚的接收到一千里外的信號(hào)。他發(fā)明了兩個(gè)電路間感應(yīng)耦合系統(tǒng)。他得到了一百多項(xiàng)專利，例如電容器的制造，電導(dǎo)體的絕緣，頻率表等。

我國(guó)無(wú)線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

（1）蜂窩移動(dòng)通信:已經(jīng)制訂了由100多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組成的3G系列標(biāo)準(zhǔn);包括了TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000系列標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)積極參與3GPPs面向未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)制訂。

（2）寬帶無(wú)線接入:SCDMA系列標(biāo)準(zhǔn)、WLAN系列標(biāo)準(zhǔn)（包括與蜂窩移動(dòng)通信的互通、互操作標(biāo)準(zhǔn)）、WiMAX的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在制訂中。

（3）數(shù)字集群:我國(guó)已經(jīng)制訂了基于GSM（GT800）和CDMA（GoTa）技術(shù)的數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)。

（4）短距離通信:UWB、RFID等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正在研究中。

主要的幾種無(wú)線通信技術(shù)

當(dāng)前流行的無(wú)線通信技術(shù)有Bluetooth、CDMA2000、GSM、Infrared - IR、ISM、RFID、UMTS/3GPPw/HSDPA、UWB、WiMAX Wi-Fi和ZigBee。各種無(wú)線通信技術(shù)的適用頻段、調(diào)制方式、最大作用距離、數(shù)據(jù)率和應(yīng)用領(lǐng)域。這些無(wú)線通信技術(shù)的作用距離與數(shù)據(jù)率的關(guān)系,數(shù)據(jù)率越高,作用距離就越短。可用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴(kuò)展作用距離而仍然保持?jǐn)?shù)據(jù)率。

現(xiàn)在大多數(shù)蜂窩電話開發(fā)都采用2.5G技術(shù),如CDMA2000、GSM/GPRS/EDGE和它們的變異。UMTS/3GPP 3G蜂窩電話和系統(tǒng)正在不斷地涌現(xiàn)出來(lái),但仍然是總市場(chǎng)份額的一部分。3G將要增長(zhǎng)并在將來(lái)逐步大轉(zhuǎn)換。VoIP over Wi-Fi和WiMAX會(huì)調(diào)整這種增長(zhǎng)趨勢(shì)。另外,多模手機(jī)將復(fù)蓋標(biāo)準(zhǔn)蜂窩電話和VoIP。

802.11 - 或Wi-Fi可能沒(méi)有什么新鮮的,但無(wú)論如何它正在蓬勃發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)工作在改善安全性和服務(wù)質(zhì)量,網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)也在計(jì)劃中。高速802.11n將采用多輸入/多輸出技術(shù),在可觀的距離提高速率到100Mbits。