无线调制解调器技术与应用Ξ吴迪徐功信(东华大学信息科学与技术学院,上海,200051)摘要介绍了应用于多种无线通信系统中的无线调制解调器技术、标准以及设计中需要注意的问题。并就一个应用于蜂窝数字式分组数据(CDPD)系统的无线调制解调器方案进行了具体分析。关键词:无线通信,调制解调器,蜂窝数字式分组数据中图法分类号:TN915105调制解调器(MODEM)作为一个术语,是英文调制(MOdulation)/解调(DEModulation)的首字母缩写词。调制解调器将来自数字设备的数字信号转换成适合信道传输的模拟信号,然后通过传输介质发送出去。在接收端模拟信号被解调———转换成相应的数字信号。按照使用的传输介质划分,我们可以将调制解调器分成有线和无线两大类。与传统的调制解调器、数字用户线(DSL)、线缆调制解调器(CableModem)不同,无线调制解调器利用无线电波、微波或者红外线等介质传输数据。无线调制解调器是大部分无线通信系统中必不可少的组成部分。随着无线通信技术的发展,各种无线调制解调器应运而生,且越来越受到人们的关注。这里讨论了近代各种无线调制解调器技术及其应用接收来自接收模块的对应的频率信号,解调相应的波形成为数字信号。具体地说典型的无线调制解调器完成了OSI7层模型中的物理层和数据链路层的功能。图1无线调制解调器基本框图无线调制解调器的应用与技术2下面,我们介绍几种主要的无线调制解调器的应用环境,以及针对不同应用的无线调制解调器技术。这些对无线调制解调器设计人员来说是非常重要的。211蜂窝电话先进移动电话系统(AMPS)是一个模拟移动通信系统。它是当今发展迅速的数字个人通信系统(PCS)技术的基础。其控制信道的无线调制解调器采用调制指数h=018的移频键控(FSK)调制技术,利用一个宽带数字信道来建立蜂窝模拟话音连接。该数基本工作原理1图1是一个典型无线调制解调器的框图:无线调制解调器包括的数字基带调制解调部分、射频收发模块两个部分。当发送数据时,来自用户的基带信号,经过编码、由调制器转化为模拟信号,然后该模拟信号再被调制到相应的频段,交由发射装置以无线电波的形式发送在接收端基带信号的解调器140东华大学学报(自然科学版)第27卷道用来传输话音连接所必需的信息(例如,电子设备识别号、电话号码、漫游功能等)。在接收端,利用调频话音接收器中的鉴频器对FSK信号进行解调。为保证数据的正确安全传输,运用简单的分组编码(BlockCoding)以及数据重传协议。20世纪90年代初,由于AMPS市场的迅速发展,使得大量的资金投向无线调制解调器的研究和开发。其目标是利用数字通信技术替代频谱效率低下的模拟通信技术,从而达到对宝贵的频率资源更合理的利用。如今,数字蜂窝电话技术中广泛采用了数字调制技术。在美国主要是两种电信工业协会(TIA)的暂行1990年,美国的蜂窝运营商协会提出了蜂窝数字式分组数据(CDPD)方案。该系统是叠加在现存的模拟蜂窝电话系统上的无线分组数据网,由多个移动用户共享一对信道:采用争用方式的前向信道和采用广播方式的反向信道。这使得蜂窝电话运营商能够利用这些空闲信道进行数据业务从而获得更多的利润。CDPD工作在1912kbps的无线链路上,其用户最大的数据吞吐量大于916kbps。1997年底邮电部(现信息产业部)主管数据通信的数据局决定投资1亿元人民币建设中国公用无线数据通信网,全网采用朗讯公司的CDPD系统。经过一年的施工建设,该网目前已经覆盖全国6个大型城市,它们是北京、上海、广州、长沙、厦门、深圳。该网今后的发展目标将是覆盖整个中国2。213无线本地环路(WLL)和个人接入系统(PACS)广域数字网络还有一个新的应用。无线本地环路(WLL)或称固定蜂窝服务。通过对蜂窝网络的改造用来在有线基础网络实施困难的地方提供固定的电话连接。该技术使得一个城镇能够提供虚拟的固定电话的功能。WLL也广泛地采用数字调制方案来满足较大的通信容量的需求。因为便于实施,而且初期投资相对低廉,WLL得到了发展中国家的广泛关注。个人接入系统(PACS)是一个第三代个人通信系统。其主要目标是将各种形式的WLL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)提供无线接入。用于其固定用户单元(SU)的无线调制解调器使用π/4DQ...