无线通信原理与应用蓝牙无线的原理是什么？

无线路由器与wifi的通信原理是什么啊？

无线路由器是应用于用户上网、带有无线覆盖功能的路由器。

wifi是需要无线路由器放出来的。

具体定义如下： 无线路由器可以看作一个转发器，将家中墙上接出的宽带网络信号通过天线转发给附近的无线网络设备（笔记本电脑、支持wifi的手机以及所有带有WIFI功能的设备）。

市场上流行的无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable，动态xdsl，pptp四种接入方式，它还具有其它一些网络管理的功能，如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤、动态域名等等功能。

市场上流行的无线路由器一般只能支持15-20个以内的设备同时在线使用。

现在已经有部分无线路由器的信号范围达到了300米。

wifi wifi是IEEE802.11b的通行说法，是一个2.4GHz上的无线网络协议。

那么现在的无线设备一般是复合IEEE802.11g标准的，而我们依旧称他们是wifi设备。

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如pad、手机）等终端以无线方式互相连接的技术，事实上它是一个高频无线电信号。

无线保真是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟所持有。

目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。

有人把使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为无线保真。

甚至把无线保真等同于无线网际网路（Wi-Fi是WLAN的重要组成部分）

无线电基本知识介绍

无线电 　　无线电是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，其频率 300GHz 以下 (下限频率较不统一, 在各种射频规范书, 常见的有三 3KHz~300GHz, 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz)。

无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。

　　无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。

利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。

当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。

通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。

　　麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。

他的这些工作完成于1861年至1865年之间。

　　海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。

他证明了无线电辐射具有波的所有特性，并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达，通常称为波动方程。

　　1906年圣诞前夜，雷吉纳德·菲森登（Reginald Fessenden）在美国麻萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。

菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。

位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。

　　发明 　　关于谁是无线电台的发明人还存在争议。

　　1893年，尼科拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。

在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的报告中，他描述并演示了无线电通信的基本原理。

他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。

　　古列尔莫·马可尼（Guglielmo Marconi）拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利，英国专利12039号，“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”。

　　尼科拉·特斯拉1897年在美国获得了无线电技术的专利。

然而，美国专利局于1904年将其专利权撤销，转而授予马可尼发明无线电的专利。

这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物，包括汤玛斯·爱迪生，安德鲁·卡耐基影响的结果。

1909年，马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩（Karl Ferdinand Braun）由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。

　　1943年，在特斯拉去世后不久，美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。

这一决定承认他的发明在马可尼的专利之前就已完成。

有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因。

这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。

　　1898年，马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂，雇佣了大约50人。

　　无线电的用途 　　无线电的最早应用于航海中，使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。

现在，无线电有着多种应用形式，包括无线数据网，各种移动通信以及无线电广播等。

　　以下是一些无线电技术的主要应用: 　　通信 　　声音 　　* 声音广播的最早形式是航海无线电报。

它采用开关控制连续波的发射与否，由此在接收机产生断续的声音信号，即摩尔斯电码。

　　* 调幅广播可以传播音乐和声音。

调幅广播采用幅度调制技术，即话筒处接受的音量越大则电台发射的能量也越大。

这样的信号容易受到诸如闪电或其他干扰源的干扰。

　　* 调频广播可以比调幅广播更高的保真度传播音乐和声音。

对频率调制而言，话筒处接受的音量越大对应发射信号的频率越高。

调频广播工作于甚高频段（Very High Frequency，VHF）。

频段越高，其所拥有的频率带宽也越大，因而可以容纳更多的电台。

同时，波长越短的无线电波的传播也越接近于光波直线传播的特性。

　　* 调频广播的边带可以用来传播数字信号如，电台标识、节目名称简介、网址、股市信息等。

在有些国家，当被移动至一个新的地区后，调频收音机可以自动根据边带信息自动寻找原来的频道。

　　* 航海和航空中使用的话音电台应用VHF调幅技术。

这使得飞机和船舶上可以使用轻型天线。

　　* 政府、消防、警察和商业使用的电台通常在专用频段上应用窄带调频技术。

这些应用通常使用5KHz的带宽。

相对于调频广播或电视伴音的16KHz带宽，保真度上不得不作出牺牲。

　　* 民用或军用高频话音服务使用短波用于船舶，飞机或孤立地点间的通讯。

大多数情况下，都使用单边带技术，这样相对于调幅技术可以节省一半的频带，并更有效地利用发射功率。

　　* 陆地中继无线电(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一种为军队、警察、急救等特殊部门设计的数字集群电话系统。

　　电话 　　* 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。

蜂窝电话覆盖区通常分为多个小区。

每个小区由一个基站发射机覆盖。

理论上，小区的形状为蜂窝状六边形，这也是蜂窝电话名称的来源。

当前广泛使用的移动电话系统标准包括：GSM，CDMA和TDMA。

运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务，其主导标准为UMTS和CDMA2000。

　　* 卫星电话存在两种形式：INMARSAT 和 铱星系统。

两种系统都提供全球覆盖服务。

INMARSAT使用地球同步卫星，需要定向的高增益天线。

铱星则是低轨道卫星系统，直接使用手机天线 　　电视 　　* 通常的模拟电视信号采用将图像调幅，伴音调频并合成在同一信号中传播。

　　* 数字电视采用MPEG-2图像压缩技术，由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。

　　紧急服务 　　* 无线电紧急定位信标 （emergency position indicating radio beacons，EPIRBs）， 紧急定位发射机或 个人定位信标是用来在紧急情况下对人员或测量通过卫星进行定位的小型无线电发射机。

它的作用是提供给救援人员目标的精确位置，以便提供及时的救援。

　　数据传输 　　* 数字微波传输设备、卫星等通常采用正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）。

QAM调制方式同时利用信号的幅度和相位加载信息。

这样，可以在同样的带宽上传递更大的数据量。

　　* IEEE 802.11是当前无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）的标准。

它采用2GHz或5GHz频段，数据传输速率为11 Mbps或54 Mbps。

　　* 蓝牙（Blueteeth）是一种短距离无线通讯的技术。

　　辨识 　　* 利用主动及被动无线电装置可以辨识以及表明物体身分。

（参见射频识别） 　　其它 　　* 业余无线电是无线电爱好者参与的无线电台通讯。

业余无线电台可以使用整个频谱上很多开放的频带。

爱好者使用不同形式的编码方式和技术。

有些后来商用的技术，比如调频，单边带调幅，数字分组无线电和卫星信号转发器，都是由业余爱好者首先应用的。

　　导航 　　* 所有的卫星导航系统都使用装备了精确时钟的卫星。

导航卫星播发其位置和定时信息。

接收机同时接受多颗导航卫星的信号。

接收机通过测量电波的传播时间得出它到各个卫星的距离，然后计算得出其精确位置。

　　* Loran系统也使用无线电波的传播时间进行定位，不过其发射台都位于陆地上。

　　* VOR系统通常用于飞行定位。

它使用两台发射机，一台指向性发射机始终发射并象灯塔的射灯一样按照固定的速率旋转。

当指向型发射机朝向北方时，另一全向发射机会发射脉冲。

飞机可以接收两个VOR台的信号，从而通过推算两个波束的交点确定其位置。

　　* 无线电定向是无线电导航的最早形式。

无线电定向使用可移动的环形天线来寻找电台的方向。

　　雷达 　　* 雷达通过测量反射无线电波的延迟来推算目标的距离。

并通过反射波的极化和频率感应目标的表面类型。

　　* 导航雷达使用超短波扫描目标区域。

一般扫描频率为每分钟两到四次，通过反射波确定地形。

这种技术通常应用在商船和长距离商用飞机上。

　　* 多用途雷达通常使用导航雷达的频段。

不过，其所发射的脉冲经过调制和极化以便确定反射体的表面类型。

优亮的多用途雷达可以辨别暴雨、陆地、车辆等等。

　　* 搜索雷达运用短波脉冲扫描目标区域，通常每分钟2－4次。

有些搜索雷达应用多普勒效应可以将移动物体同背景中区分开来 　　* 寻的雷达采用于搜索雷达类似的原理，不过对较小的区域进行快速反复扫描，通常可达每秒钟几次。

　　* 气象雷达与搜索雷达类似，但使用圆极化波以及水滴易于反射的波长。

风廓线雷达利用多普勒效应测量风速，多普勒雷达利用多普勒效应检测灾害性天气。

　　加热 　　* 微波炉利用高功率的微波对食物加热。

（注：一种通常的误解认为微波炉使用的频率为水分子的共振频率。

而实际上使用的频率大概是水分子共振频率的十分之一。

） 　　动力 　　* 无线电波可以产生微弱的静电力和磁力。

在微重力条件下，这可以被用来固定物体的位置。

　　* 宇航动力: 有方案提出可以使用高强度微波辐射产生的压力作为星际探测器的动力。

　　天文学 　　* 是通过射电天文望远镜接收到的宇宙天体发射的无线电波信号可以研究天体的物理、化学性质。

这门学科叫射电天文学。

　　附录： 　　无线电频率 　　无线电波含有迅速振动的磁场。

振动的速度就是波的频率，以赫兹(Hz)为单位。

1赫兹等于每秒振动一下。

一千赫(kHz)等于1000赫兹。

不同频率的波段用来发射各种不同的信息。

　　无线电按波长和频率分 　　长波：波长>1000， 频率M3000KHz-30 KHz 　　中波: 波长100M-1000M, 频率300 KHz- 3000 KHz 　　短波: 波长100M-10M， 频率3MHz～30MHz 　　超短波:波长1M-10M， 频率30MHz -300MHz, 亦称甚高频（VHF）波、米波 　　微波: 波长1M-1MM, 频率300MHz-300KMHz, 　　我们收听收看广播电视使用的无线电波，是电磁波的一部分频段。

它们也都符合电磁波的特性。

其最常用参数有传播速度(c),波长(λ),周期(T),频率(f)等 　　电磁波传播速度(c)= 频率(f) ×波长 (λ) 　　周期(T)=1/ 频率(f) 　　c =3×10的8次方 m/sec 　　其中，频率就是每秒钟发生的波的个数（即振动次数），波长是每一个波的传播距离，周期是一个波所占用的时间。

移动通信原理

移动通信(munication)是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。

移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。

移动通信系统由两部分组成：(1) 空间系统；(2)地面系统：①卫星移动无线电台和天线；②关口站、基站。

移动通信系统从20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程，而且到2010年，将从第3代过渡到第4代（4G）。

到4G，除蜂窝电话系统外，宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统（ITS）和同温层平台（HAPS）系统将投入使用。

未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。

实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。

此外，系统性能（如蜂窝规模和传输速率）在很大程度上将取决于频率的高低。

考虑到这些技术问题，有的系统将侧重提供高数据速率，有的系统将侧重增强机动性或扩大覆盖范围。

从用户角度看，可以使用的接入技术包括：蜂窝移动无线系统，如3G；无绳系统，如DECT；近距离通信系统，如蓝牙和DECT数据系统；无线局域网(WLAN）系统；固定无线接入或无线本地环系统；卫星系统；广播系统，如DAB和DVB-T；ADSL和Cable Modem。

软件定义的无线电的原理介绍

所谓软件无线电，其关键思想是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等，用软件来完成，并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。

可以说这种平台是可用软件控制和再定义的平台，选用不同软件模块就可以实现不同的功能，而且软件可以升级更新。

其硬件也可以像计算机一样不断地更新模块和升级换代。

由于软件无线电的各种功能是用软件实现的，如果要实现新的业务或调制方式只要增加一个新的软件模块即可。

同时，由于它能形成各种调制波形和通信协议，故还可以与旧体制的各种电台通信，大大延长了电台的使用周期，也节约了成本开支。

蓝牙无线的原理是什么？

蓝牙"（ Bluetooth）技术是由世界著名的5家大公司--爱立信（Ericsson）、诺基亚（Nokia、东芝（Toshiba）、国际商用机器公司（IBM）和英特尔（Intel），于1998年5月联合宣布的一种无线通信新技术，借用了一千多年前一位丹麦皇帝哈拉德·布鲁斯（Harald Bluetooth）的名字命名的。

它是针对目前相距很近的便携式器件之间的链接主要是用红外线链路（infraredlink，简称IrDA）进行而提出的。

应用红外线收发器链接虽然能免去电线或电缆的连接，但是使用起来有许多不便，不仅距离只限于1～2m，而且必须在视线上直接对准，中间不能有任何阻挡，同时只限于在两个设备之间进行链接，不能同时链接更多的设备。

另一方面，人们对无线电通信技术很熟悉，无线电技术能实现远距离的通信，可以实现卫星通信以至宇宙太空的通信。

"蓝牙"技术的目的是利用短距离、低成本的无线多媒体通讯技术在小范围内将各种移动通讯设备、固定通讯设备、计算机及其终端设备、各种数字系统（包括数字照相机、数字摄影机等）甚至家用电器连接起来，实现无缝的资源共享。

1999年7月，蓝牙正式公布了蓝牙技术规范Bluetooth Version1.0。

蓝牙已成为通讯领域目前的一个新热点，极有可能在不远的将来成为小范围无线多媒体通讯的国际标准。


2 蓝牙的技术特点
蓝牙技术利用短距离、低成本的无线连接替代了电缆连接，从而为现存的数据网络和小型的外围设备接口提供了统一的连接。

它具有许多优越的技术性能，以下介绍一些主要的技术特点。


2.1 射频特性
蓝牙设备的工作频段选在全世界范围内都可以自由使用的2.4GHz的ISM（工业、科学、医学）频段，这样用户不必经过申请便可以在2400～2500MHz范围内选用适当的蓝牙无线电收发器频段。

频道采用23个或79个，频道间隔均为1MHz，采用时分双工方式。

调制方式为BT= 0.5的GFSK，调制指数为0.28～ 0.35。

蓝牙的无线发射机采用FM调制方式，从而能降低设备的复杂性。

最大发射功率分为三个等级，100mW(20dBm)，2.5mW(4dBm)，1mW(0dBm)，在4～20dBm范围内要求采用功率控制，因此，蓝牙设备之间的有效通讯距离大约为10～100m。


2.2 TDMA结构
蓝牙的数据传输率为1Mb/s，采用数据包的形式按时隙传送每时隙0.625μs 。

蓝牙系统支持实时的同步定向联接和非实时的异步不定向联接，蓝牙技术支持一个异步数据通道，3个并发的同步语音通道或一个同时传送异步数据和同步语音通道。

每一个语音通道支持64KB/S 的同步语音，异步通道支持最大速率为721KB/S，反向应答速度为57.6KB/s的非对称连接，或者是速率为432.6KB/S的对称连接。


2.3 使用跳频技术
跳频是蓝牙使用的关键技术之一。

对应单时隙包，蓝牙的跳频速率为1600跳/秒；对于多时隙包，跳频速率有所降低；但在建链时则提高为3200跳/秒。

使用这样高的调频速率，蓝牙系统具有足够高的抗干扰能力，且硬件设备简单、性能优越。


2.4 蓝牙设备的组网
蓝牙根据网络的概念提供点对点和点对多点的无线连接，在任意一个有效通讯范围内，所有的设备都是平等的，并且遵循相同的工作方式。

基于TDMA原理和蓝牙设备的平等性，任一蓝牙设备在主从网络（）和分散网络（）中，既可作主设备（Master），又可作从设备(Slaver)，还可同时既是主设备（Master），又是从设备(Slaver)。

因此在蓝牙系统中没有从站的概念，另外所有的设备都是可移动的，组网十分方便。


2.5 软件的层次结构
和许多通讯系统一样，蓝牙的通讯协议采用层次式结构，其程序写在一个9mm× 9mm的微芯片中。

其底层为各类应用所通用，高层则视具体应用而有所不同，大体分为计算机背景和非计算机背景两种方式，前者通过主机控制接口HCI（Host Control Interface）实现高、低层的连接。

后者则不需要HCI。

层次结构使其设备具有最大的通用性和灵活性。

根据通讯协议，各种蓝牙设备无论在任何地方，都可以通过人工或自动查询来发现其它蓝牙设备，从而构成主从网和分散网，实现系统提供的各种功能，使用起来十分方便。


3 蓝牙系统的功能模块
蓝牙系统的基本功能模块如图1所示。

它的功能模块包括天线单元、链路控制器、链路管理、软件功能。


3.1 无线技术规范
蓝牙天线属于微带天线，蓝牙无线接口是基于常规无线发射功率0dbm设计的，符合美国联通讯委员会（FCC）的ISM频段的规定。

扩展频谱技术的应用使得功率可增至100dbm，可满足不同国家的需要。

在日本、西班牙、法国，由于当地规定的频段相对较窄，可用内部软件来转换实现。


3.2 基带技术规范
基带描述了设备的数字信号处理部分，即蓝牙链路控制器，它完成基带协议和其它底层的链路规程。

主要包括以下几个方面：
（1）网络连接的建立。


（2）链路类型和分组类型。


链路类型决定了哪种分组模式能在特定的链路上使用，蓝牙基带技术支持两种链路类型：即同步面向连接类型SCO（主要用于语音）和异步非连接类型ACL（主要用于分组数据）。


（3）纠错
基带控制器采用3种纠错方式：1/3速率前向纠错编码（FEC）、2/3速率前向纠错编码（FEC）、对数据的自动请求重传（ACL）。


（4）鉴权和加密
蓝牙基带部分在物理层为用户提供保护和信息保密机制。

鉴权基于"请求一响应"运算法则。

鉴权是蓝牙系统中的关键部分，它允许用户为个人的蓝牙设备建立一个信任域，比如只允许主人自己的笔记本电脑通过主人自己的移动电话通信。

加密被用来保护连接的个人信息。

密钥由程序的高层来管理。

网络传送协议和应用程序可以为用户提供一个较强的安全机制。


3.3 链路管理协议
链路管理（LM）软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。

LM能够发现其它远端LM并通过LMP（键路管理协议）与之通信。

LM模块提供如下服务：
（1）发送和接收数据。


（2）请求名称。


（3）链路地址查询。


（4）建立连接。


（5）鉴权。


（6）链路模式协商和建立。


（7）决定帧的类型。


（8）将设备设为sniff模式。

master只能有规律地在特定的时隙发送数据。


（9）将设备设为hold模式。

工作在hold模式的设备为了节能在一个较长的周期内停止接收数据，平均每激活一次链路，这由LM定义，LC（链路控制器）具体操作。


（10）当设备不需要传送或接收数据但仍需保持同步时将设备设为暂停模式。

处于暂停模式的设备周期性地激活并跟踪同步，同时检查page消息。


（11）建立网络连接。


3.4 软件（协议）单元
蓝牙基带协议结合电路开关和分组交换机，适用于语音和数据传输。

Bluetooth软件构架规范要求与Bluetooth相顺从的设备支持基本水平的互操作性。

这种顺从水平由不同的应用来决定。


蓝牙设备需要支持一些基本互操作特性要求。

对某些设备，这种要求涉及到无线模块、空中协议以及应用层协议和对像交换格式。

Bluetooth1.0标准由两个文件组成。

一个叫FoundationCore，它规定的是设计标准。

另一个叫FoundationProfile，它规定的是相互运作性准则。

蓝牙设备必须能够彼此识别并装载与之相应的软件以支持设备更高层次的性能。


蓝牙的软件（协议）单元是一个独立的操作系统，不与任何操作系统捆绑，软件（协议）结构需有如下功能：
（1）设置及故障诊断工具；
（2）能自动识别其它设备；
（3）取代电缆连接；
（4）与外设通信；
（5）音频通信与呼叫控制；
（6）商用卡的交易与号簿网络协议。


4 蓝牙系统的应用
蓝牙技术广泛应用于各种电话系统、无线电缆、无线公文包、各类数字电子设备、电子商务等领域。


跳线和TDMA等技术的应用使得蓝牙的射频电路较为简单，通讯协议的大部分内容可以用专用集成电路和软件来实现，因此从技术上保证了蓝牙设备的高性能和低成本。


以摩托罗拉蓝牙解决方案为例，摩托罗拉在先进射频技术方面素有经验。

摩托罗拉蓝牙解决方案可利用UART、RS-232、USB或SPI连接主处理器，而主处理器可通过这些接口处理蓝牙协议上的堆栈及主控制器的接口等功能；而这个蓝牙解决方案则负责执行下堆栈（主控制器接口、链路管理程序协议、基带及射频）其余的功能。

并采用摩托罗拉的MCORETM32位精简指令集运算（SISC）处理器内核，内含一个高度灵活的外围设备集，适用于多种不同的嵌入式蓝牙应用方案。


图2为一个采用摩托罗拉解决方案用于蜂窝式电话的例子。

通用异步收发器是连接蜂窝式电话基带处理器与摩托罗拉解决方案的接口，而SSI则为语音通讯提供支持。