无线通信协议–物理层

无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频(RF)技术,取代旧式的双绞铜线构成局域网络,提供传统有线局域网的所有功能。
IEEE802. 11是第一代无线局域网标准之一。该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)协议的规范,允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。
IEEE802. 11物理层定义数据传输的信号特征和调制方法,定义了两个射频(RF)传输方法和一个红外线(OR)传输方法。
射频传输标准是直接序列扩频和跳频扩频。基本原理是扩频。扩频过程如下。
在发射端输人的信息先经信息调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱。展宽后的信号再调制到射频发送出去。
在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发射端相同的扩频码序列去相干解扩,再经信息解调后恢复成原始信息输出。
通常,扩频通信系统要进行三次调制和三次解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信比较,扩频通信增加了扩频调制和解扩。
①直接序列扩频(DHSS)。直接用具有高码率的扩频码序列在发射端去扩展信号的频谱。而在接收端,用相同的扩频码序列去进行解扩,把展宽的扩频信号还原成原始的信息。例如,将信源与一定的伪噪声码进行模二加,就实现了扩频,发射端将1用11000100110发射,将0用00110010110发射,实现扩频,接收端收到11000100110就解扩为1,这样信源速率被提高11倍,处理增益达10dB以上,可有效提高系统信嗓比。不同传输速率采用不同的调制和解调技术,在1Mbps数据速率下采用DBPSK,2Mbps的数据速率采用DQPSK,基于CCK的QPSK传输速率分为1Mbps, 2Mbps, 5.5Mbps和11Mbps。
②跳频扩频(FHSS)。它是用一定码序列进行选择的多频率频移键控,即用扩频码序列去进行频移链控调制,使载波频率不断地跳变,所以称为跳频。简单的频移健控只在两个频率之间跳变,跳频扩频要在成百上千个频率之间跳变。
在指定频率上进行通信,称作定频通信。这种通信一且受到干扰,将使通信质量下降,严重时甚至使通信中断,如果在不断变换的几个载波频率上传送信号,接收方也跟随着不断地在这几个频率上调谐接收,这时即使某个频率受到干扰,也能很好地接收到信号。这就是跳频。跳频系统中,跳频器是跳频系统的关键部件,跳频同步是跳频系统的核心技术。
此外,还有跳变时间、宽带线性调频和它们的混合方式进行扩级调制和解扩。
红外线是波长在750nm~1 mm之间的电磁波,它的频率高于微波而低于可见光,是一种人的眼睛看不到的光线。红外线传输是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的信息传输,主要用于无线数据传输,有时也用于无线网络接人和近程遥控。由于红外线的波长较短,对障碍物的衍射能力差,所以更适合应用在需要短距离无线通信的场合,进行点对点的直线数据传输,传输速率最快可达16Mbps。红外光波波长的范圈限定在850 ~900nm之内。蓝牙也是近距离无线数据传输。

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