W jaki sposób Wi-Fi moduluje falę elektromagnetyczną?
Odpowiedzi:
Odpowiedzi Matta Jenkinsa i Mokubai są poprawne i pomocne, ale pominęły pewne rzeczy, a te komentarze nie mieściły się w polu Komentarze.
Pytanie jrtc27 dotyczy AM (modulacja amplitudy) i FM (modulacja częstotliwości), ale ważne jest, aby zrozumieć, że AM i FM, wraz z mniej znanym PM (modulacja fazy) są schematami modulacji analogowej . Aby wysłać sygnał cyfrowy , powiedzmy, przez modulację amplitudy, musisz zdecydować, która zmiana poziomów amplitudy oznacza bit „1”, a jaka zmiana oznacza bit „0”. Innym sposobem na powiedzenie tego jest powiedzenie, jaki rodzaj podwyższenia [A] ma zostać [K] wyłączony, aby wiedzieć, kiedy przesyłany jest bit 1 lub zero. Gdy to zrobisz, nazywa się to „Amplitude Shift Keying” (ASK) zamiast AM. Podobnie cyfrowy FM nazywa się „kluczowaniem z przesunięciem częstotliwości” (FSK), a cyfrowy PM nazywa się kluczowaniem z przesunięciem fazowym (PSK).
IEEE 802.11-1997 zdefiniowało 3 różne warstwy fizyczne: rozproszoną podczerwień (DFIr), rozproszone spektrum przeskoku częstotliwości (FHSS) i rozproszone spektrum rozproszenia bezpośredniego (DSSS), z których tylko DSSS przetrwa obecnie na rynku. Schematy DSSS 802.11-1997 wykorzystywały różnicowy binarny PSK (DBPSK) dla szybkości przesyłania danych 1 megabit na sekundę oraz różnicową kwadraturę PSK (DQPSK) dla szybkości przesyłania danych 2 Mb / s. W 802.11b w 1999 r. Dodano schematy modulacji Complementary Code Keying (CCK) dla szybkości transmisji danych 5,5 i 11 Mb / s.
Matt i Mokubai wspomnieli, że niektóre z bardziej nowoczesnych szybkości transmisji danych korzystają z modulacji kwadraturowej amplitudy lub modulacji QAM. Warto wiedzieć, że QAM jest kombinacją PSK (konkretnie Quad-PSK) i ASK. Obserwując jednocześnie zmiany fazy i amplitudy, możesz przesyłać wiele bitów danych na zmianę transmisji. Te przesunięcia w charakterystyce transmisji nazywane są „symbolami”, a za pomocą modulacji QAM można przesłać kilka bitów na symbol.
Istnieją inne schematy transmisji radiowej, które są często wymieniane wraz ze schematami modulacji, ale w rzeczywistości są odrębnymi koncepcjami od schematów modulacji. FHSS, DSSS, OFDM i MIMO należą do tych rzeczy, które w rzeczywistości nie są schematami modulacji. Pod FHSS, DSSS, OFDM i MIMO można znaleźć wspomniane wcześniej schematy modulacji cyfrowej (schematy * SK i QAM).
Systemy WiFi wykorzystują dwie podstawowe techniki transmisji radiowej.
802.11b (<= 11 Mbps): Łącze radiowe 802.11b wykorzystuje technikę rozproszonego widma z bezpośrednią sekwencją zwaną komplementarnym kodowaniem kluczowym ( CCK ). Strumień bitów jest przetwarzany za pomocą specjalnego kodowania, a następnie modulowany za pomocą kwadraturowego kluczowania przesunięcia fazowego ( QPSK ).
802.11a ig (<= 54 Mbps): Systemy 802.11a ig stosują 64-kanałowe multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości ( OFDM ). W systemie modulacji OFDM dostępne pasmo radiowe jest podzielone na kilka podkanałów, a niektóre bity są wysyłane na każdym z nich. Nadajnik koduje strumienie bitów na 64 podnośnych za pomocą binarnego kluczowania przesunięcia fazowego ( BPSK ), kwadraturowego kluczowania przesunięcia fazowego ( QPSK ) lub jednego z dwóch poziomów kwadraturowej modulacji amplitudy (16 lub 64-QAM). Niektóre z przesyłanych informacji są nadmiarowe, więc odbiornik nie musi odbierać wszystkich podnośnych, aby odtworzyć informacje.
Oryginalna specyfikacja 802.11 zawierała również opcję rozproszonego widma z przeskokiem częstotliwości ( FHSS ), ale została w dużej mierze porzucona.
Zazwyczaj uważam, że dane są modulowane przy użyciu jakiejś formy QPSK lub podobnej i wykraczają daleko poza proste mechanizmy, takie jak modulacja AM lub FM.
Zasadniczo masz falę nośną, a dane są przesyłane przez inną falę pracującą w różnych fazach do fali nośnej w celu oznaczenia różnych kodów binarnych. Pozwala to na przesyłanie więcej niż jednego bitu na raz, a tym samym zwiększa efektywną przepustowość.
Jak pokazano poniżej, za pomocą QPSK możesz mieć cztery fazy wokół fali nośnej, a każda faza oznacza parę bitów.
Używając większej liczby faz, możesz zwiększyć liczbę bitów oznaczoną przez każdą różnicę faz, ale kosztem zwiększenia złożoności nadajnika i odbiornika.
Możesz nawet połączyć modulację amplitudy, a także kluczowanie przesunięciem fazowym, co ponownie zwiększa szerokość pasma. Następnie skutecznie testujesz poziomy amplitudy, a także różnice faz, aby określić wzór bitowy dla danego sygnału. Jest to znane jako modulacja kwadraturowej amplitudy (QAM), a każda „kropka” na poniższym schemacie reprezentuje inny wzór bitowy, taki jak (000), (001), (011) i tak dalej, tak że 3 bity są przesyłane dla każdego sygnału wzorzec modulacji:
