Читайте также:
|
Ні в одному бездротовому стандарті до кінця не описані правила роумінгу, тобто переходу клієнта від однієї зони до іншої. Це мають зробити у стандарті IEEE 802.11г.
2. Фізичний рівень протоколу 802.11
Фізичний рівень протоколу 802.11, хоча і не зустрічається в чистому вигляді, в той же час є основою решти всіх протоколів. У стандарті 802.11, як і в решті всіх стандартів даного сімейства, передбачено використання частотного діапазону від 2400 до 2483,5 МГц, тобто частотний діапазон шириною 83,5 МГц, який, як буде показано далі, розбитий на декілька частотних підканалів.
2.1. Технологія розширення спектру
В основі всіх бездротових протоколів сімейства 802.11 лежить технологія розширення спектру (Spread Spectrum, SS). В даній технології спочатку вузькосмуговий корисний інформаційний сигнал при передачі перетворюється таким чином, що його спектр виявляється значно ширшим від спектру первісного сигналу. Тобто спектр сигналу як би «розмивається» по частотному діапазоні. Одночасно з розширенням спектру сигналу відбувається й перерозподіл спектральної енергетичної густини сигналу - енергія сигналу також «розмивається» по спектру. У результаті максимальна потужність перетвореного сигналу виявляється значно нижчою від потужності вихідного сигналу. При цьому рівень корисного інформаційного сигналу може бути співрозмірним з рівнем природного шуму. У результаті сигнал стає якби «невидимим» - він просто губиться на рівні природного шуму.
Власне, саме в зміні спектральної енергетичної густини сигналу й полягає ідея розширення спектру. Справа в тому що, якщо підходити до проблеми передачі даних традиційним способом, тобто так, як це робиться у радіоефірі, де кожній радіостанції приділяється свій діапазон мовлення, то ми неминуче зіткнемось з тим, що в обмеженому радіодіапазоні, призначеному для спільного використання, неможливо «вмістити» всіх бажаючих. Тому необхідно знайти такий спосіб передачі інформації, при якому користувачі могли б співіснувати в одному частотному діапазоні і при цьому не заважали один одному. Саме це завдання й вирішує технологія розширення спектру.
Існує кілька різних технологій розширення спектру, однак для подальшого розуміння протоколу 802.11 необхідно детально познайомитися з технологією розширення спектру методом прямої послідовності (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS) і методом стрибкоподібної зміни частоти (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS).
2.2. Технологія FHSS
Параметри схеми FHSS стандартом не задаються. У США, наприклад, мінімальна швидкість зміни частоти становить 2,5 рази у секунду. Мінімальна відстань переходу (по частоті) в Північній Америці і більшості країн Європи становить 6 МГц, в Японії - 5 МГц.
У якості схеми модуляції для швидкості 1 Мбіт/с використовується дворівнева гаусова частотна маніпуляція (GFSK). Двійковий нуль і одиниця кодуються як відхилення від поточної несучої частоти. Для швидкості 2 Мбіт/с використовується чотирьохрівнева GFSK, у якій чотири різні відхилення від несучої представляють чотири 2-бітові комбінації нулів і одиниць.
По суті, схема стрибкоподібної зміни частоти забезпечує повільний перехід з одного можливого каналу на іншій таким чином, що після кожного стрибка перекривається смуга частот, що дорівнює як мінімум 6 МГц, завдяки чому в багатокоміркових мережах мінімізується можливість виникнення колізій. Зменшена довжина набору для таких країн, як Японія, Іспанія і Франція, обумовлена меншою смугою частот, виділеною ними для промислового, наукового і медичного застосування в діапазоні 2,4 ГГц.
2.3. Технологія DSSS
При потенційному кодуванні інформаційні біти - логічні нулі і одиниці - передаються прямокутними імпульсами напруги. Прямокутний імпульс тривалості T має спектр, ширина якого обернено пропорційна тривалості імпульсу. Тому чим менша тривалість інформаційного біта, тим більший спектр займає такий сигнал.
Для навмисного розширення спектру вузькосмугового сигналу в технології DSSS у кожен переданий інформаційний біт (логічний 0 або 1) вбудовується послідовність так званих чіпів. Якщо інформаційні біти - логічні нулі або одиниці - при потенційному кодуванні інформації можна представити у вигляді послідовності прямокутних імпульсів, то кожен окремий чіп - це теж прямокутний імпульс, але його тривалість у кілька разів менша тривалості інформаційного біта. Послідовність чіпів являє собою послідовність прямокутних імпульсів, тобто нулів і одиниць, однак ці нулі і одиниці не є інформаційними. Оскільки тривалість одного чіпа в n раз менша тривалості інформаційного біта, тоді ширина спектру перетвореного сигналу буде в n-раз більшою ширини спектру первісного сигналу. При цьому амплітуда переданого сигналу зменшиться в n раз.
Чіпові послідовності, що вбудовуються в інформаційні біти, називають шумоподібними кодами (PN-послідовності). Якщо сигнал стає шумоподібним, щоб виділити з нього корисний інформаційний сигнал потрібно відповідним чином підібрати чіпову послідовність. Використовувані для розширення спектру сигналу чіпові послідовності повинні задовольняти певним вимогам автокореляції. Необхідно підібрати таку чіпову послідовність, для якої функція автокореляції матиме різко виражений пік лише для одного моменту часу. Щоб його відновити обчислюється автокореляційна функція сигналу. В результаті сигнал стає знову вузькосмуговим, тому його фільтрують у вузькій смузі частот і будь-яка завада, що попадає в смугу вихідного широкосмугового сигналу, після перемноження на чіпову послідовність, навпаки, стає широкосмуговою і обрізається фільтрами, а у вузьку інформаційну смугу попадає лише частина завади, яка за потужністю значно менша, ніж завада, що діє на вході приймача (Рис. 1).
Рис. 1. Використання технології розширення спектру
При використанні методу широкосмугової модуляції з прямим розширенням спектру діапазон 2400-2483,5 МГц ділиться на 14 каналів, що перекриваються або на 3 канали, що не перекриваються з проміжком в 25 МГц. Фактично це означає, що різне устаткування може паралельно використовувати три канали, при цьому не заважаючи один одному працювати. Для пересилки даних використовується всього один канал. Щоб підвищити якість передачі і знизити споживану при цьому енергію (за рахунок зниження потужності передаваного сигналу), використовується послідовність Баркера яка характеризується достатньо великою надмірністю. Надлишкові коди дозволяють уникнути повторної передачі даних, навіть якщо пакет частково пошкоджений.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 73 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |