射频基础知识
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信号分析强度方法:
时域分析:随时间变化的信号。射频工程师在实验室使用示波器进行测量分析
频域分析:随频域变化的信号。无线工程师在外场环境用频谱分析仪分析无线网络
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噪声:
常见噪声为白噪声(高斯噪声)和窄带干扰
白噪声会对所有频段产生影响
窄带干扰只会影响某些频段,FM调频收音机属于窄带干扰
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带宽:
数字带宽:单位时间内发送的信息量,单位为比特每秒bps
模拟带宽:模拟电子系统中的频率范围,单位为赫兹Hz
香农定理:C=B*log2(1+S/N); C为信道容量,信道支持的最大数字传输速率,单位bps;B为信道带宽,单位HZ;S为平均信号功率;N为平均噪声功率;S/N为信噪比,用db表示,10lg(S/N)
信道带宽B越大,信道容量C越大;而在信道带宽B一定的情况下,实际信道容量主要取决于信噪比以及调制传输技术
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接收灵敏度:
接收机可以成功接收所需要的射频信号功率等级。接收的功率水平越低,表明接收灵敏度越好
越高的数据速率使用的调制编码方式越容易使传输数据遭到破坏,因此会要求接收信号的强度越高,反之同理
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接收信号强度指示:
TX:20dbm,输出功率
RSSI:-30dbm,接收信号强度,可以使用IQSeriesWLAN测量仪进行测量
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多径效应:
- 不同信号因为相位相互抵消
IEEE802.11、b\a\g\n\ac
- IEEE仅在物理层和数据链路层的MAC子层定义了802.11技术</pre>
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WLAN扩频传输技术
直序
跳频
正交频分复用:OFDM调制技术是将一个高速的数据载波分成若干个低速的子载波,然后并行发送这些子载波。优化后,将原来52个子信道提高到56个子信道(其中52个子信道传输数据,4个用于错误纠正)
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特点
抗干扰能力强
可进行多址通信
安全保密
抗多径干扰
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WLAN调制方式
BPSK:二进制相位健控
QPSK:四相相移健控
CCK:补码健控
16QAM:16位正交调幅
64QAM:64位正交调幅
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802.11 b/g工作频段划分
国内802.11b/g采用2.4GHz的ISM频段:2.400~2.4835GHz,共13个信道
每个频点占用带宽为22MHz(99%能量),但每个信道有效带宽为20MHz,其中2MHz带宽是隔离带,防止某些厂商能力不足,精度无法控制而留点余量,每隔5MHz一个频点,所以频点间隔25MHz才算是互不干扰信道
中心频率 f=2412+5*(nch-1)(MHz)
北美地区:111、中国欧洲:113、日本:1~13和14(11b only)
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802.11 a工作频段划分 5.8GHz频段
对于802.11a的5G频段,中国开放了5个信道149、153、157、161和165信道
中心频率 f=5000+5*nch(MHz)
802.11a信道间隔为20MHz,每个信道宽度为20MHz,从中心频率左右扩展10MHz,因此这5个信道互不重叠,为互不干扰信道
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IEEE 802.11n关键技术
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MIMO(多入多出)
一个系统采用多个天线进行无线信号的收发
提高吞吐:通过多条通道并发传递多条独立空间流,可以成倍提高系统的吞吐
提高无线链路的健壮性和改善SNR
最大可以支持到4x4(发射天线*接收天线)
通过空间复用技术,最大可以构建4条空间流,吞吐可达到4倍单条空间流
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Short GI:
GI:802.11 a/b/g要求发送数据,为了避免多径因素影响,必须保证数据之间存在800ns时间间隔,称为GI
802.11 n 仍然缺省使用800nm间隔,但是,当多径效应不严重时,可以将间隔时间配为400ms,如此可以将单条空间吞吐量提高10%左右,称为Short GI,多径效应严重不启用
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40MHz频宽模式
与802.11 a/b/g每信道只用20MHz频宽不同的是802.11n定义两种频宽:20MHz和40MHz
40MHz频宽使用两个20MHz信道进行捆绑,可以获得高于20MHz模式两倍的吞吐量
40MHz的频宽可以使OFDM所能提供的有效子载波数量从52变为108,52个传输信道两倍+4个错误纠正信道
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帧聚合技术
802.11MAC层协议消耗相当效率用作链路维护、信道竞争产生的冲突、以及解决冲突引入退避机制都降低了吞吐量
11n引入A-MSDU和A-MPDU聚合技术提高吞吐量
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Q&A
一、哪些因素会对无线产生干扰
障碍物干扰。例如墙壁、雨水、树林。。。
信号干扰。强大磁场例如电冰箱、微波炉。。
同频干扰、互调干扰、杂散干扰、邻道干扰。
二、导致衰减的因素有哪些
障碍物。
信号干扰。
终端和发射端距离较远
天线或者路由器增益过低
设备自身其它问题
三、802.11 a/b/g/n都工作在哪个频段?每个频段可以使用的频点有几个
- b/g工作在2.4频点;a工作在5G频点;n工作在2.4和5G频点;ac工作在5G频点
四、为什么5GHz比2.4GHz频段的覆盖范围小
- 0.0835>0.08
五、简述802.11n最大600Mbps的速率是怎么得到的
- 基于802.11a(54Mbps)得到的。802.11a利用OFDM将48子载波增加到52(58.5Mbps)---FEC采用QAM-64编码率从3/4提高到5/6(65Mbps)---Short GI 减少保护间隔400n提高10%(72.2Mbps)---40MHZ绑定提高到150MHz---MCS(600Mhz)https://www.cnblogs.com/listenerln/p/6867443.html
六、为什么多径效应对802.11n性能影响较小
无线网络拓扑
关键词解释
Infrastructure BSS:架构BSS模式
SSID:Service Set ID服务集识别码
BSS:Basic Service Set 基本服务集
BSSID:基本服务器标识,用于无线接口的MAC地址
AP:Access Point 无线接入点
STA:Station任何无线终端设备
DS:Distribution System分布式系统
ESS:扩展服务集,采用相同的SSID的多个BSS形成更大规模的虚拟BSS
Ad hoc:STA之间点对点连接,资源共享无需AP(一些单机游戏),连接数量少距离近
Wireless bridge:采用无线技术进行网络连接的特殊功能AP,覆盖范围大,点对点或者点对多的组网方式
WDS:无线分布式系统。具有无线桥接和无线中继两种应用模式
无线中继:就是利用无线路由器之间的无线连接功能,将无线信号从一个中继点传递到下一个中继点,实现信号的增强。SSID均一致
无线桥接:无线路由器通过无线方式与另一台无线路由器连接,放大原来可以上网的无线路由器信号。但是桥接的路由器也会有自己的一个SSID。
Mesh network:“多跳网络”,动态可以不断扩展的网络信号,解决某个节点因流量大而导致的拥堵问题。组网技术复杂没有统一标准的运算规则和网络协议。
二层交换机:工作在OSI第二次,数据链路层
三层交换机:工作在OSI第三层+第二层(网络层+传输层)
信道
2.4-2.4835GHz相邻信道中共83.5带宽,,每个信道宽度为22MHz,相邻信道中心频点间隔5MHz
划分14个子信道,按照国家或地区划分,中国划分为13个信道,每个信道带宽22MHz,有效20MHz,其中2MHz是隔离带,整个频段只有1、6、11信道互不干扰。