WLAN传输信道PPT课件.ppt

Wi Fi传输信道 2020 3 19 WLAN学习共享 概要 信道2 4GHzISM频段5GHzU NII频段2 4GHzVS5GHz 2020 3 19 前言 IEEEInstituteofElectricalandElectronicsEngineers 美国电气和电子工程师协会 FCCFederalCommunicationsCommission 美国联邦通讯委员会 2020 3 19 通信系统一般模型 2020 3 19 信源 信宿 接收设备 发送设备 信道 噪声 发送端 接收端 信道 信道定义信号的传输媒质叫信道 如明线 电缆 光纤 波导管等 信道分类狭义信道 指的是传输媒质 例如 有线信道 明线 电缆 光纤等 无线信道 长波 中波 人造卫星中继等 广义信道 除了传输媒质之外 还包括其它收发设备 调制信道 模拟信道 传输模拟信号 编码信道 数字信道 传输数字信号 2020 3 19 频带 频带定义分配给特定应用的频率范围 无线设备被限定在某个特定频带上工作 每个频带有相应的带宽 即该频段可供使用的频率空间总和 WiFi常用频带FCC规定WLAN可用于1986年开放的ISM频带以及1996年定义的U NII频带 2020 3 19 Wi Fi常用频带 ISM频带 IndustrialScientificMedical 保留给工业 科学或者医疗设备 使用此频带不需要申请许可证 ISM有三段频带 分别是902 928MHz 2 4 2 5GHz 5 725 5 875GHz U NII频带 UnlicensedNationalInformationInfrastructure 无须许可证的国家信息基础设施 分为三段频带 分别是U NII低频段5 15 5 25GHz U NII中频段5 25 5 35GHz 新增UNII 2e频段5 47 5 725GHz U NII高频段5 725 5 825GHz U NII高频段与ISM的5 725 5 875GHz频段有重叠部分 注意区分 2020 3 19 Wi Fi频带 2020 3 19 FCC的ISM与U NII频谱 2020 3 19 2 4GHzISM频带 工作于此频段的Wi Fi协议802 11b 802 11g 802 11n信道划分 2020 3 19 2 4GHzISM频带 综述 802 11协议在2 4GHz频段定义了14个信道 每个信道的带宽为22MHz 两个信道中心频率间隔为5MHz 信道中心频率 2407 5 信道标识符 MHz 信道14是特别针对日本所定义的 其中心频率与信道13的中心频率相差12MHz 在北美地区 美国 加拿大 开放1 11信道 在欧洲开放1 13信道 中国与欧洲一样 同样开放1 13信道 FCC开放的频段是2 4 2 5GHz 而IEEE仅使用了2 4 2 4835GHz 原因是IEEE所使用的功率较大 必须如此才能避免功率落入ForbiddenBand 2020 3 19 2 4GHzISM频带 邻信道干扰 从信道划分图可以看到 信道1在频谱上和信道2 3 4 5都有交叠的地方 这就意味着 如果有两个无线设备同时工作 且它们工作的信道分别为1和3 则它们发送出来的信号会互相干扰 为了最大程度的利用频段资源 可使用1 6 11 2 7 12 3 8 13 4 9 14这四组互相不干扰的信道来进行无线覆盖 欧洲国家一般使用1 5 9 13这四个频段重叠区域较小的信道进行无线覆盖 以达到最大可能的利用频段资源 其他干扰蓝牙 手机 微波炉等同样工作于2 4GHz无线频段的设备 2020 3 19 5GHzU NII频带 工作于此频段的Wi Fi协议802 11a 802 11n802 11a信道 2020 3 19 5GHzU NII频带 802 11a信道 2020 3 19 5GHzU NII频带 信道编号与信道中心频率的关系中心频率 5000 信道标识符 5 MHz 概述 共分为5 15 5 25GHz 5 25 5 35GHz 5 725 5 825GHz共300MHz的射频信道 两个相邻物理信道中心频率相距20MHz 每个工作信道与相邻信道都不重叠 不产生干扰 对于U NII低 中频信道 最边缘的信道其中心频率与频带边界需有30MHz的距离 而对于U NII高频信道 其距离为20MHz 如下图示 2020 3 19 2020 3 19 5GHzU NII频带 中国开放的频段 2020 3 19 5GHzU NII频带 802 11n信道捆绑 802 11n同时定义了2 4GHz频段和5GHz频段信道 沿用了802 11g和802 11a的频谱资源 11n定义了两种频带宽度 20MHz频宽和40MHz频宽 其中40MHz频宽使用两个20MHz信道进行捆绑 其中一个是主信道 一个是辅信道 40MHz信道模式对于2 4GHz频段有限的频谱资源来说有些尴尬 因为在2 4GHz频谱中无法实现两个相互不干扰的40MHz信道的划分 然而5GHz频段具有丰富的频谱资源 FCC分配了23个互不重叠20MHz信道 在中国也有5个互不重叠20MHz信道 有足够的信道来实现40MHz信道的捆绑 因此 40MHz频宽的11n模式基本不建议在2 4GHz使用 2020 3 19 2 4GHzVS5GHz 传输距离5GHz频段电磁波较易被吸收 传输距离短 工作于5GHz的AP覆盖范围仅为工作于2 4GHz的AP覆盖范围的一半或者更低 抗干扰性 2 4GHz频段可供WLAN使用的仅有三个互不干扰信道 5GHz频段 802 11a提供了12个互不干扰信道 能给AP更多的选择 更有效降低各信道间的冲突 同样工作于2 4GHz频段的设备如手机 蓝牙 微波炉等都会影响到工作于2 4GHz频段的Wi Fi设备 工作于5GHz的Wi Fi设备需要避开同样工作于5GHz频段的雷达设备 2020 3 19 2 4GHzVS5GHz 传输速率为了能更形象的比较两个频段的差异性 我们用调制方式相同 但分别工作于2 4GHz频段和5GHz频段的802 11g和802 11a比较 工作于两个频段的物理层最高理论速率为54Mbps STA容量802 11a开放12个非重叠信道 其理论总吞吐量为54 12 648Mbps 802 11g仅有3个非重叠信道 其理论总吞吐量为54 3 162Mbps 综上 当接入STA数目不多时 可能分辨不出802 11g和802 11a的差别 但随着接入STA的数目增加 数据流量增大 802 11g速率将会受到很大影响 于是在一些人流量较多的场合 比如在机场 酒吧 咖啡厅等场所布置AP的话 工作于5GHz的AP的优势就很明显了 2020 3 19 2 4GHzVS5GHz 市场占有率在802 11n协议推出之前 Wi Fi设备一直是以工作于2 4GHz的802 11b