射頻基礎(chǔ)知識(shí)

• 信號(hào)分析強(qiáng)度方法：

  • 時(shí)域分析：隨時(shí)間變化的信號(hào)。射頻工程師在實(shí)驗(yàn)室使用示波器進(jìn)行測(cè)量分析

  • 頻域分析：隨頻域變化的信號(hào)。無(wú)線工程師在外場(chǎng)環(huán)境用頻譜分析儀分析無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

• 噪聲：

  • 常見(jiàn)噪聲為白噪聲(高斯噪聲)和窄帶干擾

  • 白噪聲會(huì)對(duì)所有頻段產(chǎn)生影響

  • 窄帶干擾只會(huì)影響某些頻段，F(xiàn)M調(diào)頻收音機(jī)屬于窄帶干擾

• 帶寬：

  • 數(shù)字帶寬：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)送的信息量，單位為比特每秒bps

  • 模擬帶寬：模擬電子系統(tǒng)中的頻率范圍，單位為赫茲Hz

  • 香農(nóng)定理：C=B*log2(1+S/N); C為信道容量，信道支持的最大數(shù)字傳輸速率，單位bps；B為信道帶寬，單位HZ；S為平均信號(hào)功率；N為平均噪聲功率；S/N為信噪比，用db表示，10lg(S/N)

  • 信道帶寬B越大，信道容量C越大；而在信道帶寬B一定的情況下，實(shí)際信道容量主要取決于信噪比以及調(diào)制傳輸技術(shù)

• 接收靈敏度：

  • 接收機(jī)可以成功接收所需要的射頻信號(hào)功率等級(jí)。接收的功率水平越低，表明接收靈敏度越好

  • 越高的數(shù)據(jù)速率使用的調(diào)制編碼方式越容易使傳輸數(shù)據(jù)遭到破壞，因此會(huì)要求接收信號(hào)的強(qiáng)度越高，反之同理

• 接收信號(hào)強(qiáng)度指示：

  • TX：20dbm，輸出功率

  • RSSI：-30dbm，接收信號(hào)強(qiáng)度，可以使用IQSeriesWLAN測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量

• 多徑效應(yīng)：

  • 不同信號(hào)因?yàn)橄辔幌嗷サ窒?/li>

IEEE802.11、b\a\g\n\ac

• IEEE僅在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層定義了802.11技術(shù)</pre>

• WLAN擴(kuò)頻傳輸技術(shù)

  • 直序

  • 跳頻

  • 正交頻分復(fù)用：OFDM調(diào)制技術(shù)是將一個(gè)高速的數(shù)據(jù)載波分成若干個(gè)低速的子載波，然后并行發(fā)送這些子載波。優(yōu)化后，將原來(lái)52個(gè)子信道提高到56個(gè)子信道（其中52個(gè)子信道傳輸數(shù)據(jù)，4個(gè)用于錯(cuò)誤糾正）

  • 特點(diǎn)

    • 抗干擾能力強(qiáng)

    • 可進(jìn)行多址通信

    • 安全保密

    • 抗多徑干擾

• WLAN調(diào)制方式

  • BPSK：二進(jìn)制相位健控

  • QPSK：四相相移健控

  • CCK：補(bǔ)碼健控

  • 16QAM：16位正交調(diào)幅

  • 64QAM：64位正交調(diào)幅

• 802.11 b/g工作頻段劃分

  • 國(guó)內(nèi)802.11b/g采用2.4GHz的ISM頻段：2.400~2.4835GHz，共13個(gè)信道

  • 每個(gè)頻點(diǎn)占用帶寬為22MHz(99%能量)，但每個(gè)信道有效帶寬為20MHz，其中2MHz帶寬是隔離帶，防止某些廠商能力不足，精度無(wú)法控制而留點(diǎn)余量，每隔5MHz一個(gè)頻點(diǎn)，所以頻點(diǎn)間隔25MHz才算是互不干擾信道

  • 中心頻率 f=2412+5*（nch-1）（MHz）

  • 北美地區(qū)：1_{11、中國(guó)歐洲：1}13、日本：1~13和14（11b only）

• 802.11 a工作頻段劃分 5.8GHz頻段

  • 對(duì)于802.11a的5G頻段，中國(guó)開(kāi)放了5個(gè)信道149、153、157、161和165信道

  • 中心頻率 f=5000+5*nch（MHz）

  • 802.11a信道間隔為20MHz，每個(gè)信道寬度為20MHz，從中心頻率左右擴(kuò)展10MHz，因此這5個(gè)信道互不重疊，為互不干擾信道

• IEEE 802.11n關(guān)鍵技術(shù)

  • MIMO(多入多出)

    • 一個(gè)系統(tǒng)采用多個(gè)天線進(jìn)行無(wú)線信號(hào)的收發(fā)

    • 提高吞吐：通過(guò)多條通道并發(fā)傳遞多條獨(dú)立空間流，可以成倍提高系統(tǒng)的吞吐

    • 提高無(wú)線鏈路的健壯性和改善SNR

    • 最大可以支持到4x4（發(fā)射天線*接收天線）

    • 通過(guò)空間復(fù)用技術(shù)，最大可以構(gòu)建4條空間流，吞吐可達(dá)到4倍單條空間流

  • Short GI：

    • GI：802.11 a/b/g要求發(fā)送數(shù)據(jù)，為了避免多徑因素影響，必須保證數(shù)據(jù)之間存在800ns時(shí)間間隔，稱(chēng)為GI

    • 802.11 n 仍然缺省使用800nm間隔，但是，當(dāng)多徑效應(yīng)不嚴(yán)重時(shí)，可以將間隔時(shí)間配為400ms，如此可以將單條空間吞吐量提高10%左右，稱(chēng)為Short GI，多徑效應(yīng)嚴(yán)重不啟用

  • 40MHz頻寬模式

    • 與802.11 a/b/g每信道只用20MHz頻寬不同的是802.11n定義兩種頻寬：20MHz和40MHz

    • 40MHz頻寬使用兩個(gè)20MHz信道進(jìn)行捆綁，可以獲得高于20MHz模式兩倍的吞吐量

    • 40MHz的頻寬可以使OFDM所能提供的有效子載波數(shù)量從52變?yōu)?08，52個(gè)傳輸信道兩倍+4個(gè)錯(cuò)誤糾正信道

  • 幀聚合技術(shù)

    • 802.11MAC層協(xié)議消耗相當(dāng)效率用作鏈路維護(hù)、信道競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的沖突、以及解決沖突引入退避機(jī)制都降低了吞吐量

    • 11n引入A-MSDU和A-MPDU聚合技術(shù)提高吞吐量

Q&A

一、哪些因素會(huì)對(duì)無(wú)線產(chǎn)生干擾

1. 障礙物干擾。例如墻壁、雨水、樹(shù)林。。。

2. 信號(hào)干擾。強(qiáng)大磁場(chǎng)例如電冰箱、微波爐。。

3. 同頻干擾、互調(diào)干擾、雜散干擾、鄰道干擾。

二、導(dǎo)致衰減的因素有哪些

1. 障礙物。

2. 信號(hào)干擾。

3. 終端和發(fā)射端距離較遠(yuǎn)

4. 天線或者路由器增益過(guò)低

5. 設(shè)備自身其它問(wèn)題

三、802.11 a/b/g/n都工作在哪個(gè)頻段？每個(gè)頻段可以使用的頻點(diǎn)有幾個(gè)

1. b/g工作在2.4頻點(diǎn)；a工作在5G頻點(diǎn)；n工作在2.4和5G頻點(diǎn);ac工作在5G頻點(diǎn)

四、為什么5GHz比2.4GHz頻段的覆蓋范圍小

1. 0.0835>0.08

五、簡(jiǎn)述802.11n最大600Mbps的速率是怎么得到的

1. 基于802.11a(54Mbps)得到的。802.11a利用OFDM將48子載波增加到52(58.5Mbps)---FEC采用QAM-64編碼率從3/4提高到5/6(65Mbps)---Short GI 減少保護(hù)間隔400n提高10%(72.2Mbps)---40MHZ綁定提高到150MHz---MCS(600Mhz)https://www.cnblogs.com/listenerln/p/6867443.html

六、為什么多徑效應(yīng)對(duì)802.11n性能影響較小

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h3>

關(guān)鍵詞解釋

• Infrastructure BSS：架構(gòu)BSS模式

• SSID：Service Set ID服務(wù)集識(shí)別碼

• BSS：Basic Service Set 基本服務(wù)集

• BSSID：基本服務(wù)器標(biāo)識(shí)，用于無(wú)線接口的MAC地址

• AP：Access Point 無(wú)線接入點(diǎn)

• STA：Station任何無(wú)線終端設(shè)備

• DS：Distribution System分布式系統(tǒng)

• ESS：擴(kuò)展服務(wù)集，采用相同的SSID的多個(gè)BSS形成更大規(guī)模的虛擬BSS

• Ad hoc：STA之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，資源共享無(wú)需AP(一些單機(jī)游戲)，連接數(shù)量少距離近

• Wireless bridge：采用無(wú)線技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的特殊功能AP，覆蓋范圍大，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或者點(diǎn)對(duì)多的組網(wǎng)方式

• WDS：無(wú)線分布式系統(tǒng)。具有無(wú)線橋接和無(wú)線中繼兩種應(yīng)用模式

• 無(wú)線中繼：就是利用無(wú)線路由器之間的無(wú)線連接功能，將無(wú)線信號(hào)從一個(gè)中繼點(diǎn)傳遞到下一個(gè)中繼點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的增強(qiáng)。SSID均一致

• 無(wú)線橋接：無(wú)線路由器通過(guò)無(wú)線方式與另一臺(tái)無(wú)線路由器連接，放大原來(lái)可以上網(wǎng)的無(wú)線路由器信號(hào)。但是橋接的路由器也會(huì)有自己的一個(gè)SSID。

• Mesh network：“多跳網(wǎng)絡(luò)”，動(dòng)態(tài)可以不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，解決某個(gè)節(jié)點(diǎn)因流量大而導(dǎo)致的擁堵問(wèn)題。組網(wǎng)技術(shù)復(fù)雜沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)算規(guī)則和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

• 二層交換機(jī)：工作在OSI第二次，數(shù)據(jù)鏈路層

• 三層交換機(jī)：工作在OSI第三層+第二層(網(wǎng)絡(luò)層+傳輸層)

信道

• 2.4-2.4835GHz相鄰信道中共83.5帶寬，，每個(gè)信道寬度為22MHz，相鄰信道中心頻點(diǎn)間隔5MHz

• 劃分14個(gè)子信道，按照國(guó)家或地區(qū)劃分，中國(guó)劃分為13個(gè)信道，每個(gè)信道帶寬22MHz,有效20MHz，其中2MHz是隔離帶，整個(gè)頻段只有1、6、11信道互不干擾。