在這個領域工作了這么長的時間了，可是我還是對這項技術感到驚訝的。不如設想一下，我們將信息保存在一個固定的位置，然后他會出現到另一個預期位置，兩點之間完全不需要任何物理連接。從第一個水晶無線覆蓋裝置到現在使用的GB級系統，無線網絡覆蓋技術依然在發展延續。

可能有人說：有這么神奇，像魔術一樣。當然，無線技術并不是什么魔法，它實際上是一些非常平常的物理原理建立的無數復雜的工程。下面就說說無線網絡的工作原理。

我們首先從最基本的概念開始。我們都知道的一個物理概念是“電磁波譜”。這即是電磁波的載體，它是由一種相對較為簡單的電子設備“振蕩器”產生。振蕩器會發出正弦波(還記得這是高中幾許課講的內容吧?)，然后我們能夠調整振蕩器，使它產生具有特定頻率和振幅的電磁波。頻率是指所生成電磁波的振蕩速度，而振幅則是指電磁波的強度。這兩個指標都受有關法規的限制--例如，在美國，聯邦通訊委員會擔任規則誰能夠運用電磁頻譜中哪一些頻段(也稱為頻帶)，同時規則它們的用處與運用環境。你可能也想到了，這兒觸及的法律問題能夠比一切底層的物理與工程設計還要復雜許多。

一旦有了正弦波，下一個任務就是將需要傳輸的信息編碼并添加到電磁波上。這個過程稱為“調制”，而它是通過改變電磁波的物理特性實現的。我們修改振幅(如AM無線電)、頻率(如FM無線電)或電磁波相位，后者是指在任意指定時刻跨越360度周期它所在的位置。而且，我們還可以組合修改這些變量。例如，正交調幅就是組合使用了振幅和相位調制，它常用于衛星通信、現代wifi覆蓋系統及一些蜂窩系統，如LTE。調制的技術越好，我就可以給電磁波加載越多的數據。這會產生某種形式的數據壓縮，因此可以通過所謂的“頻譜效率”實現更高的性能。發送這種經過調制信號的最后一步是放大信號(增加功率)，然后通過天線將它發送到空中。本系列文章后面將會用更多篇幅介紹天線--無線電中最重要的部分。

無線網絡的工作原理還取決于其他因素

無線電并不只是涉及正弦波和電磁頻譜。在發送信號以后，核心問題即是所謂的“無線頻道”--盡人皆知，正是它將電磁波從一點傳輸到另一點。這即是最復雜的一步。首要，無線波的功率會隨間隔快速地衰減(“平衰減”)--這意味著即便高功率信號也會削弱。因而，假定信號能夠抵達并且有足夠被檢測的功率，另一端的接收器也必需要足夠敏感，才能檢查到信號。假如信號太弱，那么它就會變得像噪音。目的是讓信噪比越高越好。

接下來，無線波還能夠被固體(“暗影衰減”)、主信號的回聲及反射(“多路徑衰減”或“雷利衰減”)或有意干擾(“阻塞”，在非軍事環境極少出現)或無意干擾阻撓。Wifi覆蓋設備及其他運行在共享未授權頻帶的體系必須運用各種技能來防止遭到運行在同樣未授權頻帶的其他并行(且合法)信號的干擾。不僅如此，這些體系還必須防止與管理部門規定的更重要的信號發生干擾。這兒防止干擾的最常用辦法是運用各種形式的擴頻無線電，它會將信號分散到很多不同頻率的頻帶中，從而以犧牲頻譜功率來提升可靠性。

最好的技術還未出現

可是，如果信號成功到達預期接收納(依據統計數據，實際上無線網絡在大多數應用程序中都能做到這一點)，那么這些擴大的信號就會被解調和轉換回初始格式。如今大多數wifi覆蓋通信都采用數字方式，這意味著我們只會發送1和0，因而我們就有能夠以各種形式去改善可靠性和功能，并且這個過程也相對較為簡略。到如今為止，最少現已介紹了為什么現代無線體系能夠以較低的報價完成較高的功能了，例如，目前的802.11ac無線LAN商品支撐1.3 Gbps吞吐量，這似乎現已非常大了，可是將來還能夠呈現更高速度的商品。而所有這些都歸功于我們現已有能力根據一些簡略物理原理規劃和開宣布可靠且低價的數字無線體系。