無線通信協(xié)議--物理層
無線局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用射頻(RF)技術(shù),取代舊式的雙絞銅線構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò),提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。
IEEE802. 11是第一代無線局域網(wǎng)標準之一。該標準定義物理層和媒體訪問控制(MAC)協(xié)議的規(guī)范,允許無線局域網(wǎng)及無線設(shè)備制造商在一定范圍內(nèi)建立互操作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
IEEE802. 11物理層定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)制方法,定義了兩個射頻(RF)傳輸方法和一個紅外線(OR)傳輸方法。
射頻傳輸標準是直接序列擴頻和跳頻擴頻?;驹硎菙U頻。擴頻過程如下。
在發(fā)射端輸人的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號,然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜。展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。
在接收端收到的寬帶射頻信號,變頻至中頻,然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)射端相同的擴頻碼序列去相干解擴,再經(jīng)信息解調(diào)后恢復成原始信息輸出。
通常,擴頻通信系統(tǒng)要進行三次調(diào)制和三次解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制,二次調(diào)制為擴頻調(diào)制,三次調(diào)制為射頻調(diào)制,以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴和射頻解調(diào)。與一般通信比較,擴頻通信增加了擴頻調(diào)制和解擴。
①直接序列擴頻(DHSS)。直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發(fā)射端去擴展信號的頻譜。而在接收端,用相同的擴頻碼序列去進行解擴,把展寬的擴頻信號還原成原始的信息。例如,將信源與一定的偽噪聲碼進行模二加,就實現(xiàn)了擴頻,發(fā)射端將1用11000100110發(fā)射,將0用00110010110發(fā)射,實現(xiàn)擴頻,接收端收到11000100110就解擴為1,這樣信源速率被提高11倍,處理增益達10dB以上,可有效提高系統(tǒng)信嗓比。不同傳輸速率采用不同的調(diào)制和解調(diào)技術(shù),在1Mbps數(shù)據(jù)速率下采用DBPSK,2Mbps的數(shù)據(jù)速率采用DQPSK,基于CCK的QPSK傳輸速率分為1Mbps, 2Mbps, 5.5Mbps和11Mbps。
②跳頻擴頻(FHSS)。它是用一定碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控,即用擴頻碼序列去進行頻移鏈控調(diào)制,使載波頻率不斷地跳變,所以稱為跳頻。簡單的頻移健控只在兩個頻率之間跳變,跳頻擴頻要在成百上千個頻率之間跳變。
在指定頻率上進行通信,稱作定頻通信。這種通信一且受到干擾,將使通信質(zhì)量下降,嚴重時甚至使通信中斷,如果在不斷變換的幾個載波頻率上傳送信號,接收方也跟隨著不斷地在這幾個頻率上調(diào)諧接收,這時即使某個頻率受到干擾,也能很好地接收到信號。這就是跳頻。跳頻系統(tǒng)中,跳頻器是跳頻系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,跳頻同步是跳頻系統(tǒng)的核心技術(shù)。
此外,還有跳變時間、寬帶線性調(diào)頻和它們的混合方式進行擴級調(diào)制和解擴。
紅外線是波長在750nm~1 mm之間的電磁波,它的頻率高于微波而低于可見光,是一種人的眼睛看不到的光線。紅外線傳輸是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的信息傳輸,主要用于無線數(shù)據(jù)傳輸,有時也用于無線網(wǎng)絡(luò)接人和近程遙控。由于紅外線的波長較短,對障礙物的衍射能力差,所以更適合應(yīng)用在需要短距離無線通信的場合,進行點對點的直線數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速率最快可達16Mbps。紅外光波波長的范圈限定在850 ~900nm之內(nèi)。藍牙也是近距離無線數(shù)據(jù)傳輸。