Wie moduliert Wi-Fi die elektromagnetische Welle?
Antworten:
Die Antworten von Matt Jenkins und Mokubai sind richtig und hilfreich, aber es gibt einige Dinge, die sie ausgelassen haben, und diese Kommentare passten nicht in das Kommentarfeld.
Bei der Frage von jrtc27 geht es um AM (Amplitudenmodulation) und FM (Frequenzmodulation), aber es ist wichtig zu verstehen, dass AM und FM zusammen mit dem weniger bekannten PM (Phasenmodulation) analoge Modulationsschemata sind. Um ein digitales Signal über beispielsweise Amplitudenmodulation zu senden , müssen Sie entscheiden, welche Änderung der Amplitudenpegel ein "1" -Bit anzeigt und welche Änderung ein "0" -Bit anzeigt. Eine andere Möglichkeit, dies zu sagen, besteht darin, zu sagen, welche Art von [A] Mplitude [S] Hift Sie [K] ey off werden, um zu wissen, wann ein 1-Bit oder ein Null-Bit übertragen wird. Wenn Sie dies tun, heißt es "Amplitude Shift Keying" (ASK) anstelle von AM. In ähnlicher Weise wird digitales FM als "Frequency Shift Keying" (FSK) und digitales PM als Phase Shift Keying (PSK) bezeichnet.
IEEE 802.11-1997 definierte 3 verschiedene physikalische Schichten: Diffuses Infrarot (DFIr), Frequenzsprung-Spreizspektrum (FHSS) und Direktsequenz-Spreizspektrum (DSSS), von denen derzeit nur DSSS auf dem Markt überlebt. Die DSSS-Schemata von 802.11-1997 verwendeten die differentielle binäre PSK (DBPSK) für die Datenrate von 1 Megabit pro Sekunde und die differentielle Quadratur-PSK (DQPSK) für die Datenrate von 2 MBit / s. In 802.11b wurde 1999 das CCK-Modulationsschema (Complementary Code Keying) für die Datenraten von 5,5 und 11 MBit / s hinzugefügt.
Matt und Mokubai erwähnten, dass einige der moderneren Datenraten Quadrature Amplitude Modulation (QAM) verwenden. Es ist hilfreich zu wissen, dass QAM eine Kombination aus PSK (speziell Quad-PSK) und ASK ist. Indem Sie gleichzeitig auf Änderungen der Phase und der Amplitude achten, können Sie mehrere Datenbits pro Sendeschicht übertragen. Diese Verschiebungen der Übertragungseigenschaften werden als "Symbole" bezeichnet, und mit QAM können Sie mehrere Bits pro Symbol kommunizieren.
Es gibt andere Funkübertragungsschemata, die häufig zusammen mit Modulationsschemata erwähnt werden, die jedoch eigentlich von Modulationsschemata getrennt sind. FHSS, DSSS, OFDM und MIMO gehören zu diesen Dingen, die eigentlich keine Modulationsschemata sind. Unter FHSS, DSSS, OFDM und MIMO werden die zuvor genannten digitalen Modulationsschemata (* SK-Schemata und QAM) verwendet.
WiFi-Systeme verwenden zwei primäre Funkübertragungstechniken.
802.11b (<= 11 Mbit / s): Die 802.11b-Funkverbindung verwendet eine Direktsequenz-Spread-Spectrum-Technik, die als CCK (Complementary Coded Keying ) bezeichnet wird. Der Bitstrom wird mit einer speziellen Codierung verarbeitet und dann unter Verwendung von Quadrature Phase Shift Keying ( QPSK ) moduliert .
802.11a und g (<= 54 Mbit / s): Die Systeme 802.11a und g verwenden orthogonales 64-Kanal-Frequenzmultiplex ( OFDM ). In einem OFDM- Modulationssystem wird das verfügbare Funkband in eine Anzahl von Unterkanälen aufgeteilt, und einige der Bits werden auf jedem gesendet. Der Sender codiert die Bitströme auf den 64 Unterträgern unter Verwendung von Binärphasenumtastung ( BPSK ), Quadraturphasenumtastung ( QPSK ) oder einer von zwei Stufen der Quadraturamplitudenmodulation (16 oder 64-QAM). Einige der übertragenen Informationen sind redundant, so dass der Empfänger nicht alle Unterträger empfangen muss, um die Informationen zu rekonstruieren.
Die ursprünglichen 802.11-Spezifikationen enthielten auch eine Option für das Frequenzsprung-Spreizspektrum ( FHSS ), die jedoch weitgehend aufgegeben wurde.
Typischerweise glaube ich, dass Daten mit einer Form von QPSK oder ähnlichem moduliert werden , und sie gehen weit über einfache Mechanismen wie AM- oder FM-Modulation hinaus.
Im Wesentlichen haben Sie eine Trägerwelle, und die Daten werden von einer anderen Welle, die in unterschiedlichen Phasen arbeitet, an die Trägerwelle übertragen, um unterschiedliche Binärcodes zu kennzeichnen. Dies ermöglicht die gleichzeitige Übertragung von mehr als einem Bit und erhöht so die effektive Bandbreite.
Wie unten gezeigt, können Sie mit QPSK vier Phasen um Ihre Trägerwelle haben und jede Phase bezeichnet ein Bitpaar.
Durch die Verwendung von mehr Phasen können Sie die Anzahl der Bits erhöhen, die durch jede Phasendifferenz angegeben werden, jedoch auf Kosten der Erhöhung der Komplexität von Sender und Empfänger.
Sie können auch dann die Amplitudenmodulation sowie die Phasenumtastung einmischen, wodurch die Bandbreite erneut erhöht wird. Effektiv testen Sie dann die Amplitudenpegel sowie die Phasendifferenzen, um das Bitmuster für ein bestimmtes Signal zu bestimmen. Dies ist als Quadraturamplitudenmodulation (QAM) bekannt, und jeder "Punkt" im folgenden Diagramm würde ein anderes Bitmuster wie (000), (001), (011) usw. darstellen, so dass 3 Bits für jedes Signal übertragen werden Modulationsmuster:
