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wifi網路的優點 2024-02-29 14:12:48

gprs無線網路工作原理

發布時間: 2023-12-08 13:31:20

『壹』 從1G到4G:無線通信原理淺析

1G——2G——2.5G——3G——4G

讓我們從一個電磁波開始

我們知道,隨時間變化的電場產生磁場 , 隨時間變化的磁場產生電場,兩者互為因果,形成電磁場。電磁場總是以光速向四周傳播,形成電磁波。

但是有一個問題, 傳輸距離短 ,這些電磁波往往是低頻的,發射能力很弱,所以我們需要找一些高頻信號把這些低頻信號載到遙遠的地方。像這樣把低頻信號載入到高頻信號上去,叫做調制,他的反過程叫做解調。好,現在我們可以發射信號了

還有一個問題, 信號衰減怎麼辦?不能增加發射功率,那樣只能讓手機越做越大,要用蜂窩。每個蜂窩中有一個基站,對信號進行放大增強。為了不沖突,相鄰的蜂窩之間不能使用相同頻段的信號(相同頻段,互相干擾,所以在蜂窩之上進行跳頻傳輸)

有了這些理論,我們的1G網路誕生了。1G網路傳輸的是模擬信號,他採集到模擬信號,經過放大加強,調制之後發射出去,然後通過蜂窩進行傳輸。

簡易的振盪發射電路,(聲音採集,放大,調制)它可以用作無線麥克,無線遙控和竊聽,1G網路最經典的應用就是大哥大。模擬信號手機,9字頭的號碼,只能打電話,不可以互通簡訊。當時的大哥大設備極其昂貴,只有香港的大哥們用得起,所以江湖人稱大哥大,絕對是身份與地位的象徵,在當時的上流社會,就像阿瑪尼一樣流行。

但是大哥大有一個特性十分令人憂傷,就是 1G網路通話不能保密 ,只要我們用一個振盪電路,調到相應的頻率,就可以竊聽語音通話,商業洽談,私人聚會,情侶之間,都可以,甚至有私家偵探通過竊聽大哥大來調查婚外情。日本作家東野圭吾還以這種竊聽為原型寫了一本懸疑書,叫做《嫌疑人X的現身》。 被人竊聽,這實在是太糟糕了。另外通話質量差,不能提供數據業務都昭示著它終將被時代所淘汰,成為歷史。

那麼穗芹怎麼保密呢, 電磁波整段傳輸十分容易被竊聽 ,一位科學家就想,可不可以把它化整為零,切成小的數據塊在不同的頻段和時段來傳輸呢。這就碼缺的是數字通信的雛形。這位科學家沒有想到,這樣一個簡單的想法,竟給通信領域帶來了翻天覆地的變革。

數字信號產生,很簡單,就是對模擬信號進行采樣量化, 采樣頻率是指一秒鍾內采樣的次數。量化位數是對信號的幅度進行數字化。位數越高越接近原始的波形。

而量化采樣所帶來的問題就是 失真 ,那麼如何保真?

GSM解決了1G網路的所有疑難雜症,他使用13和15字頭的號碼,抗干擾能力強,安全性高,支持低速數據業務(比如瀏覽網站,簡訊和彩信),但是這一切依舊不能改變 GSM效率低下 的事實。

GSM網路使用的是電路交換,類似於我們所使用的電話,通信雙方通過撥號連接到網路,然後進行通信,一旦連接建立,始終佔用信道,直到停止撥號。這就是我們所俗稱的長連接。

所以GSM這種特點為他帶來了兩個極其尖銳的缺點。

1.信道利用率低,信道有限,一旦撥號,即使什麼也不做,也會佔用信道,限制了帶寬,限制了數據業務的應用,也無法實現移動的多媒體業務。造成資源的浪費。

2.簡訊送達不及時,當用戶發送簡訊的時候,短消息首先被發送到簡訊中心的伺服器中,再由伺服器轉發給接收用戶。如果用戶不在線,不能正常通信,則該條短消息進行一定的延時後重新發送。如果接收方一直不上網,由於伺服器緩存有限,也許過上一兩天,這條簡訊就丟掉了。

於是GPRS網路應運而生了,通用無線分組業務,GPRS採用分組交換技術來提高效率,用戶只有在發送或接收數據期間才佔用資源。這意味著多個用戶可高效率地共享同一無線信道,從而提高了資源的利用率。另外GPRS使用了實時在線策略, 手機一開機就自動附著到GPRS網路上,採用這種附著方式連接網路是免費的,用戶只有數據流量傳遞時,才會收取費用。以流量為依據,多用多收,少用少收。所以我們可以看到,從GPRS開始,2G網路的性能有了極大的提高,同時也有了數據流量的概念,為之後3G時代的開啟奠定了基礎。所以說GPRS是承前啟後的一部傑作,我們習慣上把他定義為2.5G網路。

GPRS在獲得極大成功的同時,也為我們帶來了新的問題:數據遲族辯片如何重組,如何排序,如何同步,以及如何糾錯。這些問題在經典的TCPIP中,給出了詳盡的答案,不作贅述。可以看出,當進入2.5G分組時代,所面臨的已經是網路問題了,互聯網與通信網相融合已經初露端倪。

隨著手機上網用戶的激增,GPRS開始變得擁擠,不堪重負 ,效率低下又一次來臨了。如何提高效率,頻率已經趨於飽和,而且已經運用了分組技術,那麼我們還能怎麼辦?

可以看出,通信技術的每一次進步,都是對原有系統的切割細化過程。無線電波在傳輸過程中有衰減,那麼我們把傳輸距離切割,加入多個基站,形成蜂窩系統,使中遠距離通信成為可能。模擬信號在傳輸中易被竊聽,那麼我們把模擬信號進行切割,形成數字信號跳頻傳輸,使數據安全得以保障,於是有了GSM網路。GSM是單用戶獨占信道,效率低下,我們把信道的使用權進行切割,多用戶分時共用信道,於是有了分組網路GPRS。由於用戶激增,GPRS變得擁擠,我們為每個用戶貼上識別碼,多用戶同時共用信道,於是有了3GCDMA網路。

三個標准共存,誰也不能保證自己能笑到最後,用窮舉法去應對不確定性才是大國戰略,所以中國並沒有竭盡全力去發展TD-SCDMA,而是讓聯通購買WCDMA使用權,電信購買CDMA2000使用權,而讓在GPRS時代大賺了一筆的移動去開發TD-SCDMA。

WCDMA全稱為Wideband CDMA寬頻分碼多重存取,聯通2G時代的基建本身就很少很差,所以直接跳過這些2G基站,在各大城市建設了很多新的WCDMA基站。所以3G時代在城市裡,聯通的信號是最好的。機型也最多,由於WCDMA是歐洲制式,那時任何一款水貨智能機基本上都支持WCDMA(iphone,愛立信、諾基亞、富士通、夏普,三星,谷歌)。以前諾基亞一家獨大,他的GSM系統在全球極其完善,因此WCDMA具有先天的市場優勢。是當時世界上使用最廣泛,服務種類最豐富的3G標准,占據全球80%以上市場份額。

CDMA2000是高通的技術,其中的CDMA20003x方案是3G標准,實際上就是把三個低速的CDMA20001x信道捆綁在一起,應用了多路載波技術,達到了提速的目的,雖然簡單,但是由於沒有採用新的通信協議,不用新建基站,所以對於走農村包圍城市路線的電信來說是不小的福音,因而從CDMA2000城市到村鎮,覆蓋面最廣。但是手機終端較貴。因為高通要收取的高額專利費。所以很多手機廠商做多模手機時,聯通+移動版和電信版往往會分開來做,而三網通手機往往會昂貴不少,那就是交的專利錢。

TD-SCDMA就很一般了,中國的國企,執行能力非常強悍,能夠吃苦耐勞,但是因為通信技術起步較晚,技術不成熟,產業鏈不完整,導致產品遠遠落後於上述兩個標准,傳輸速度很慢,基站笨重且輻射大(由於建築物密集,一般大城市都限制基站布設,誰也不願意這樣一個龐然大物整天在自己頭上朝著自己輻射高頻電磁信號),而且由於技術方面的原因,移動速度超過120KM/小時,接受不到穩定的信號,這是簡直是出差族的噩夢。但由於中國人自己研發,具有知識產權,所以被大量用作軍用通信網的核心交換任務。所以TD-SCDMA的最大用戶不是中國人民,而是中國人民解放軍。

從2G時代的時分、頻分到3G時代的碼分,其實無線通信信道的效率已經被我們壓榨的差不多了,當人們還在疑惑通信速率是否已經到達瓶頸的時候,來自IT行業的降維打擊到來了。

碎碎念了這么多,感謝你能看到這里,在不遠的將來,我們將會迎來5G時代,科技在進步,願我們的生活也將越加美好。

『貳』 無線網路的技術原理是什麼

據我們所知,無線網路(wireless network)是採用無線通信技術實現的網路。無線網路既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數據網路,也包括為近距離無線連接進行優化的紅外線技術及射頻技術,與有線網路的用途十分類似,最大的不同在於傳輸媒介的不同,利用無線電技術取代網線,可以和有線網路互為備份。主流應用的無線網路分為通過公眾移動通信網實現的無線網路(如4G,3G或GPRS)和無線區域網(WiFi)兩種方式。GPRS手機上網方式,是一種藉助行動電話網路接入Internet的無線上網方式,因此只要你所在城市開通了GPRS上網業務,你在任何一個角落都可以通過筆記本電腦來上網。首先說,無線網路並不是何等神秘之物,可以說它是相對於我們普遍使用的有線網路而言的一種全新的網路組建方式。無線網路在一定程度上扔掉了有線網路必須依賴的網線。

這樣一來,你可以坐在家裡的任何一個角落,抱著你的筆記本電腦,享受網路的樂趣,而不像從前那樣必須要遷就於網路介面的布線位置。這樣你的家裡也不會被一根根的網線弄得亂七八糟了。無線區域網名詞解析。網路按照區域分類可以分為區域網,城域網和廣域網。調制方式,11MbpsDSSS物理層採用補碼鍵控(CCK)調制模式。CCK與現有的IEEE802.11DSSS具有相同的信道方案,在2.4GHzISM頻段上有三個互不幹擾的獨立信道,每個信道約佔25MHz。因此,CCK具有多信道工作特性。

『叄』 無線網卡的工作原理是怎麼一回事,信號如何接受

無線網卡的作用、功能跟普通電腦網卡一樣,是用來連接到區域網上的。它只是一個信號收發的設備,只有在找到上互聯網的出口時才能實現與互聯網的連接,所有無線網卡只能局限在已布有無線區域網的范圍內。

無線網卡是終端無線網路的設備,是不通過有線連接,採用無線信號進行數據傳輸的終端。

無線網卡根據介面不同,主要有PCMCIA無線網卡、PCI無線網卡、MiniPCI無線網卡、USB無線網卡、CF/SD無線網卡幾類產品。