Другим вариантом использования радиоволн является сотовая мобильная связь. Инфраструктура большинства современных систем мобильной связи включает в себя следующие компоненты: базовые станции, коммутаторы мобильной связи и сотовые мобильные телефоны.

Вся поверхность Земли делится на участки, называемые сотами. Каждая сота состоит из базовой станции, обеспечивающей передачу и антенны. Каждая базовая станция соединена с центральным коммутатором мобильной связи, который, в свою очередь, соединен с телефонной сетью общего пользования. Абонент, находясь в определенной соте, на выделенной частоте соединяется с базовой станцией. Для того чтобы не происходило наложения частот, в соседних сотах применяются различные частоты. При перемещении абонента из одной соты в другую происходит перенастройка частот, и абонент уже обслуживается базовой станцией другой соты.

Одна из первых систем аналоговой мобильной связи (AMPS) использует метод множественного доступа с разделением частот (FDMA). В районе частоты 800 МГц выделяется полоса шириной 50 МГц. Эта полоса разделена на каналы шириной 30 кГц, поддерживающие полудуплексную связь. Оператор сотовой связи в результате получает 832 односторонних канала сотовой связи (или 416 полнодуплексных). Данная система получила широкое распространение, однако с ростом числа пользователей возникла проблема, связанная с блокированием, когда в сеть пытается позвонить 417-й абонент. После анализа системы разработчики пришли к выводу, что использование аналоговой системы и сот фиксированного размера не позволяет увеличить количество абонентов.

Были разработаны другие методы, одним из которых является TDMA – метод множественного доступа с временным разделением. Такая сеть уже является цифровой и в ней каждый канал, выделенный для AMPS, подразделяется на повторяющиеся последовательности (слоты) из трех отрезков. Работает эта технология на частотах 800 или 1900 МГц и поддерживается AMPS и TDMA. В TDMA вначале происходит оцифровка речи (позволяющая использовать меньшие скорости передачи), а затем сигнал модулируется и передается. Вторая версия TDMA, называемая PCS (персональная коммуникационная система), работает на частоте 1900 МГц. В ней используются волны меньшей длины, поэтому соты здесь меньшего размера, что позволяет увеличить количество пользователей. Здесь же появилась возможность передачи SMS-сообщений. Использование TDMA также позволило увеличить срок работы батарей сотовых телефонов. Широко используемая система GSM является TDMA версией системы PCS, в которой используется цифровая технология. Перед модуляцией данных в ней выполняется сжатие речи смешанным кодированием.

Другой технологией беспроводного мобильного доступа является CDMA (здесь используется метод передачи расширением сигнала, DSSS). Сигналы в этой технологии занимают более широкую полосу частот, и компоненты функционируют при меньшей мощности сигнала. Каждый бит сначала складывается по модулю 2 с псевдослучайным PN-кодом, а затем полученная последовательность модулируется для передачи по каналу пропускания 1,23 МГц. Несмотря на то, что канал передачи более широк, чем в TDMA (30 кГц), в CDMA все допустимые частоты в соте могут использоваться неоднократно. Кроме того, использование PN-кодов позволяет поддерживать пропускную способность канала в несколько раз большую, чем в TDMA. Согласно исследованиям, в одной соте CDMA способна обслужить в 10 раз больше абонентов, чем TDMA, которая, в свою очередь, в три раза продуктивнее AMPS.