802.11 调制解调技术解析

802.11调制技术
BPSK调试波形
0变1不变
1变0不变
802.11调制技术
BPSK调制星座图
QPSK调制原理
802.11调制技术
四进制码元又称为双比特码元。它的前一信息用 a 代表 ，后一信息比特称用b代表，双比特码元中两个信息比特ab 提出按照格雷码（即反射码）排列的。它与载波相位的关系 如下表示。矢量图如下。
跳频传输
调频可以避免设备干扰某个频段(frequency band 简称 band)的 主要用户.
跳频用户对主要用户只会造成瞬间干扰，因为跳频健将能量分散至 较宽的频段。同样地，主要用户只会影响展频设备的某个频槽，就像是 瞬间的噪声一般。
802.11展频技术
跳频传输
如果两个跳频系统需要共用相同频段，可以指定不同的跳频顺序， 如此便不会互相干扰。
QAM调制原理
正 交 幅 度 调 制 (QAM, Quadrature Amplitude Modulation)是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制 方式。这两个载波通常是相位差为 90度(π/2)的正弦波 ,因此 被称作正交载波.
802.11调制技术
QAM调制实现函数
S MQAM (t ) Re[(Amc jAms ) g (t )e j 2fct ] Amc g (t ) cos(2f ct ) Ams g (t ) sin(2f ct )
802.11展频技术
直接序列传输
比起跳频信号，经过直接序列调制的信号比较能够抵抗干扰。相关 程序（correlation Process）让直接序列系统得以更有效率地解决窄频 干扰的问题。每个位元（bit）使用11 个缀片（chips），可以容许漏失 或损毁几个缀片而不损及数据
802.11展频技术
802.11展频技术

OFDM，多载波调制的一种，主要思想为：将经过BPASK, QPSK,16QAM或者64QAM调制的高速串行数据转换成并行的多路较低 速的子数据流。然后调制到相互正交的子载波上，并行发射出去，这些 子载波相互正交，频带可以有所重叠，不同于传统的频分复用技术。
802.11展频技术
802.11展频技术
通过技术手段,使信息在较宽的频率带宽中传输
802.11扩频常用技术有:
跳频展频(FHSS). 直接序列展频 (DSSS). 正交频分复用 (OFDM).
802.11展频技术
使用展频技术的优点
1. 扩展传输频率带宽,减小设备电磁干扰(EMI). 2. 降低电磁干扰对设备接受信号的影响.
802.11 调制解调技术
802.11 调制解调技术
802.11技术基础
802.11调制技术 802.11展频技术
802.11技术基础
802.11常用的标准有802.11 a, b, g, n
802.11a: 载波5GHz, 物理层 OFDM. 802.11b: 载波2.4GHz, 物理层 采用补码键控CCK/DSSS.
时域上的OFDM:
Sin(t)与sin(2t)是正交的，在下图中[0,2π]的区间内，采用最易懂的幅度调制 方式传送信号：sin(t)传送信号a，因此发送a×sin(t)，sin(2t)传送信号b，因 此发送b×sin(2t)
以16QAM为例，这里Amc和Ams为±1,±3.
QAM调制图解
802.11调制技术
QAM调制器中I和Q信号来自一个信号源，幅度和频率都 相同，唯一不同的是Q信号的相位与I信号相差90°
64 QAM 调制图解
802.11调制技术
正常64QAM星座图
802.11调制技术
增益压制时64QAM星座图
802.11展频技术
跳频传输
跳频，是以一种预设的准随机样式(predeterminded, pseudorandom pattern)快速变换传输频率.
如图所示。图中的纵轴将可用频率划分为几个频槽(frequency slot)。同样地，时间轴也被划分为一系列时槽(time slot)
802.11展频技术
双比特码元 a 0 0 1 1 b 0 1 1 0
o
载波相位 （ j k ）
A 方式
01
0 o 90 o 180 o 270
B 方式 o 45 o 135 o 225 o 315
01 00 11
45
00
参考相位
11
参考相位
10
802.11调制技术
QPSK调制星座图
01
00
11
10
802.11调制技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
调频扩频技术在802.11中基本不再使用.
802.11展频技术
直接序列传输
直接序列传输是一种不同的展频技术，可以通过较宽的频段传送信 号。直接序列技术的基本运作方式，是通过精确的控制将RF 能量分散至 某个宽频频段。当无线电载波的变动被分散至较宽的频段时，接收器可 以通过相关处理（corelation process）找出变动何在。下图以比较抽 象的观点说明了直接序列的基本运作方式。
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）正交频分
复用
将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子 数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端 采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI) 。每个 子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上可以看成 平坦性衰落，从而可以消除码间串扰，而且由于每个子信道的带宽仅仅 是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
802.11g: 载波2.4GHz, 物理层 CCK/DSSS, OFDM. 兼容802.11b.
802.11n: 载波2.4GHz 和 5GHz, 物理层 OFDM+MIMO.
802.11调制技术
BPSK调制原理
差分相移键控（ BPSK）是利用相邻二个码元的载波信号 初始相位的相对变化来表示所传输的码元。 例如，在二进制中传输“ 1” 码时，则与此码元所对应的 载波信号初始相位相对于前一码所对应的载波信号初始相位 有 π 弧度的变化 ;，传输 “ 0” 码时，与此码元所对应的载波信 号的初始相位相对于前一码元所对应的载波信号初始相位无 变化（“1变0不变” ）；当然反过来也是可以的。