Transcript Технологии передачи данных в беспроводных сетях
Технологии передачи данных в беспроводных сетях
Стандарт IEEE 802.11
• Одним из способов
повышения
эффективности передачи информации с помощью модулированных сигналов через канал с искажениями
расширение
сильными (замираниями) линейными является спектра, увеличению базы сигнала.
приводящее к
Зачем вообще расширять спектр сигнала?
• При традиционной узкополосной технологии передачи данные, представленные в двоичном коде, используются для модуляции (как правило - по фазе) гармонического несущего колебания
Время время
• В результате сообщение передаваемое переносится на
несущую частоту, выбранную для
передачи.
Распределение мощности частоте, мощности такого называемое сигнала по спектром
Спектр мощности Узкополосного сигнала Ширина спектра Узкополосного сигнала
частота
• основная доля энергии сигнала сосредоточена в сравнительно узкой полосе частот, а следовательно
помехоустойчивость
к
низкая
помехам, создаваемым другими радиосредствами, попадающим в полосу сигнала. Такие помехи
могут полностью "забить"
полезный сигнал, что приведет к потере связи.
В существующих на сегодняшний день системах для расширения спектра сигнала используются три метода • псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ) (англ. FHSS — Frequency Hopping Spread Spectrum). • расширение спектра методом прямой последовательности (ПРС) (англ. DSSS — Direct Sequence Spread Spectrum). • расширение спектра методом линейной частотной модуляции (ЛЧМ) (англ. CSS — Chirp Spread Spectrum).
метод частотных скачков (frequency hopping spread spectrum - FHSS) • • • каждый из последующих бит информации
"перескакивает"
на другую несущую частоту (одну из 79, стандартом 802.11 для FHSS).
определенных Порядок определяется чередования поднесущих
псевдослучайной последовательностью
Каждая работает пара
с
последовательностью приемник-передатчик
одной и той же
f5 f4 f3 f2 f1 f1 2f1 3f1
при методе FHSS обеспечивается дополнительная защита передаваемой информации на уровне физического канала.
• • Для рекомендованного стандартом количества частот N=79 количество вариантов выбора порядка их следования астрономическое значение 8.946*10^116.
имеет В общем случае, вероятность принять сигнал FHSS злоумышленником обратна этой величине, т.е. такое событие практически
невозможно.
расширение спектра методом прямой последовательности (ПРС) (англ. DSSS — Direct Sequence Spread Spectrum) • • в каждый передаваемый информационный бит (логический 0 или 1) встраивается последовательность так называемых чипов Последовательность чипов представляет собой последовательность прямоугольных импульсов, то есть нулей и единиц, однако эти нули и единицы не
являются информационными
• Поскольку длительность одного чипа
в n раз меньше
длительности информационного бита, то и ширина спектра преобразованного сигнала будет в n-раз больше ширины спектра первоначального сигнала. При этом и амплитуда передаваемого сигнала
уменьшится в n раз
Уровень шума Мощность сигнала Спектр Исходного Узкополосного сигнала Спектр модулированного сигнала частота
расширение спектра методом линейной частотной модуляции (ЛЧМ) (англ. CSS — Chirp Spread Spectrum) • • мощность сигнала "размывается" по спектру, и при воздействии помех фиксированной частоты теряется только часть передаваемого сигнала Линейно-частотные импульсы, используемые приемопередатчиками, имеют фиксированную длительность и линейно нарастающую или спадающую частоту несущей
U1(t) СРЕДА ПЕРЕДАЧИ ДИСПЕРСИОННАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ВХОД\ВЫХОД ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКА U2(t) b |S(f)| 2 t1 T t2 U1 f1 частота U2 F2 t
• • • Ширина используемого частотного канала составляет 64 МГц для приемопередатчиков и 16 МГц Это дает возможность приемопередатчикам работать на более высоких скоростях (до 2 Мбит/c) и с более высокой степенью надежности передавать данные в условиях сложной помеховой обстановки.
Дальность передачи на открытом пространстве составляет сотни метров
Коды Баркера
• • • Код Баркера - чиповая последовательность, отвечающая требованиям автокорреляции В протоколах семейства 802.11 используется код Баркера длиной в 11 чипов (11100010010).
Коды Баркера обладают наилучшими среди известных псевдослучайных последовательностей свойствами шумоподобности, что и обусловило их широкое применение.
Tc ВРЕМЕННАЯ ШКАЛА Tb Данные ЧАСТОТНАЯ ШКАЛА Псевдослучайная последовательность ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЧИПОВ Модулированный сигнал
Перспектива развития
технологии WiMAX ( Worldwide Interoperability for Microwave Access). • Сети WiMAX (стандарт IEEE 802.16a) предполагают использование частотного диапазона от 2 ГГц до 11 ГГц и обеспечивают скорость передачи данных до 70 Мбит/с на расстояние до 50 км.
Список литературы
• • • • http://kunegin.narod.ru/ref3 http://art.thelib.ru/computers/communicatio n/besprovodnie_seti_problemi_i_perspektivi.
html http://citcity.ru/2865/ Джим Гейер «Беспроводные сети. Первый шаг.» 192с, Москва. 2005г.