02-WLAN基础概念

一、课程目标

  • 无线通信的基础概念

    • 无线射频基础介绍

    • 无线射频工作原理

    • 无线射频工作特性

  • 802.11标准介绍

  • WLAN的关键技术

 

二、无线射频基础
1、无线频谱

  • 在射频通信中，一个设备发送振动信号，另外一个或多个设备接收振动信号

  • 频率：是指单位时间内完成振动的次数，HZ

  • 无线电波：介于3hz-300Ghz之间的电磁波

    无线电技术：是将声音讯号或者其他信号，经过转换成无线电波进行传播

2、载波

  • 载波：未经过调制的高频振荡信号

  • 调制波：低频电信号

3、波长

  • 波长：是射频信号在一个周期内实际经过的距离。波长反映了波在空间上的周期性

  • 周期：t=1/f

  • 波长=光速/频率 ，无线电波以光速传播

    频率越高，波长越短

4、振幅

  • 振幅：振动物理离开平衡位置的最大距离

  • 振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱

    在无线网络里，无线电波的振幅反应无线信号的强度或功率

5、周期与频率

  • 周期：物体完成一次全振动经过的时间，单位S

  • 频率：一秒内振动质点完成的全振动的次数，单位HZ

    （频率的物理意义，就是1秒钟转的圈数，或重复某个完全相同的动作的次数。）

  • 周期与频率的关系

    • f=1/t

    • 周期越长，频率越低，振动越慢

    • 周期越短，频率越大，振动越快

    2.4GHz 802.11无线接口发送的射频信号，每秒将振动24亿次

6、相位

  • 相位：在特定的时刻，在循环中所在的位置

  • 相位对信号的影响

    • 信号增强

    • 信号减弱

 

 

三、无线射频的工作原理
1、调制与解调

  • 调制：用数字信号控制载波信号。分为：调幅、调频、调相

    • 调幅

    • 调频

    • 调相

  • 解调：是调制的逆过程，是从已调波信号中取出原来的调制信号

必须保证物理技术和调制技术一致，才能兼容上下行的无线信号的传导

2、载波
3、信道

 

  • 信道：是传输信息的通道。每个频率范围就是信道

  • 重叠信道：信道1和2互为重叠信道，在一个空间内同时存在重叠信道，则会产生干扰问题

  • 非重叠信道：频段范围不重叠的信道。

    在传统认知上，2.4GHZ只有1、6、11才是非重叠信道，但是由于802.11b（频宽22MHZ）已经淡出WLAN网络，不考虑兼容性问题，通常情况下，可以认为1、5、9、13是非重叠信道。

 

4、2.4GHZ和5GHZ频段的信道

 

5、信道绑定

  • 信道绑定：通过将相邻的两个甚至多个不重叠信道绑定到一起，作为一个信道来使用，可以使传输速率成倍提高。

 

6、射频、频段、天线

  • 射频：WLAN使用的电磁波是无线电波，是由震荡电路的交变电流产生的，能够通过天线发射和接收。也称为无线电、电波、射频

  • 频段：射频的频率范围

  • 天线：是无线电设备中用来发射和接收电磁波的部件

     

7、空间流

  • 无线电在同一时间发送多个信号，每一份信号都是一个空间流

  • 通常情况下，一个发送天线和一个接收天线间可以建立一个空间流。比如说AP有4个天线，接收的STA也有4个天线，那么同时就有4个空间流

    由于802.11ac和80211ax协议规定一个射频最大8个空间流，在这种情况下，就算有12个天线，也只能有8个空间流。

8、单射频、双射频、三射频

 

 

9、干扰

  • 干扰：是指对有用信号的接收造成损伤

    • 非WiFi设备干扰：红外遥控、微波炉、无绳电话、雷达

    • WiFi设备干扰：

10、信道利用率

  • 信道利用率：也叫信道的效率

    信道利用率=信道繁忙的时间/周期时间

 

四、无线射频的工作特性
1、吸收

  • RF信号在传播时遇到会吸收其能量的材质时会导致信号衰减

2、反射

  • RF信号在传播时遇到密集的反射材质会发生反射

3、散射

  • RF信号遇到粗糙、不均匀的材质或由非常小的颗粒组成的材质时，可能向很多不同的方向散射，是因为材质中不规则的细微表面将反射信号。

4、折射

  • RF信号在传播到两种密度不同介质的边界时会发生折射。（信号弯曲）

5、衍射

  • RF信号遇到其不能穿过的物体或能够吸收其能量的物体时将发生衍射，信号会绕过物体，组合成完整的电波。

    波长越长，越容易产生衍射

6、衰减

  • RF信号离开发射器后，将受到外部因素的影响而降低强度

7、多径现象

  • RF信号在传播过程中由于反射、衍射等因素导致存在着许多时延不同、损耗各异的传输路径，这些经由不同路径的相同信号在接收端会发生叠加增大或减小接收信号的能量。

8、增益

  • 在传输路径中，RF信号也可能受增加其强度的因素的影响，信号增益可以通过天线来实现

    增益也被称为放大，

 

五、802.11标准

 

 

2018年10月，WiFi联盟对不同WiFi标准指定了新的命名，802.11ax被命名为WiFi6，WiFi4之前不做时代命名。

 

六、WLAN的关键技术
1、WLAN关键技术概览

 

2、802.11物理层技术

  • 802.11所采用的无线电物理层使用了三种不同的技术：

    • 跳频（FH或FHSS）

    • 直接序列（DS或DSSS）

    • 正交频分复用（OFDM）

3、SISI、MISO、SIMO及MIMO
4、MU-MIMO
 
posted @ 2025-03-05 21:27  驼驼2020  阅读(75)  评论(0)    收藏  举报