无线WiFi什么原理

1、无线WiFi什么原理现在无线 WiFi已经成为了我们生活中不可缺少的一部分， 走到哪，哪里就有 WiFi。小编为大家整理了无线 WiFi的原理，供 大家参考阅读！无线WiFi的原理无线 WiFi俗称无线宽带，全称 Wireless Fideliry 。无线局 域网又常被称作 WiFi网络，这一名称来源于全球最大的无线局域网 技术推广与产品认证组织——WiFi 联盟(WiFi Alliance)。作为一种无线联网技术， WiFi早已得到了业界的关注。 WiFi终端涉及手机、PC(笔记本电脑)、平板电视、数码相机、投影 机等众多产品。目前， WiFi网络已应用于家庭、企业以

2、及公众热点 区域，其中在家庭中的应用是较贴近人们生活的一种应用方式。由于WiFi网络能够很好地实现家庭范围内的网络覆盖，适合充当家庭中 的主导网络，家里的其他具备 WiFi功能的设备，如电视机、影碟机、 数字音响、数码相框、照相机等，都可以通过 WiFi网络这个传输媒 介，与后台的媒体服务器、电脑等建立通信连接，实现整个家庭的数 字化与无线化，使人们的生活变得更加方便与丰富。目前，除了用户 自行购置WiFi设备建立无线家庭网络外，运营商也在大力推进家庭 网络覆盖。比如，中国电信的“我的E家，将WiFi功能加入到家庭 网关中，与有线宽带业务绑定。今后WiFi的应用领域还将不断扩展， 在现有的家庭

3、网、企业网和公众网的基础上向自动控制网络等众多新 领域发展。无线通信的简述与有线传输相比，无线传输具有许多优点。或许最重要的是, 它更灵活。无线信号可以从一个发射器发出到许多接收器而不需要电 缆。所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的，电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。在无线通信中频谱包括了 9khz到300000Ghz之间的频率。 每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。 无线信号也是源于 沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线，然后天线将信号 作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播，直到它到达目标位置为止。在目标位置, 另一个天线接收信号，一个接收器将它转换回电流

4、。接收和发送信号 都需要天线，天线分为全向天线和定向天线。 在信号的传播中由于反 射、衍射和散射的影响，无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的 地，形成多径信号。无线通信的基本原理无线通信是利用电波信号可以在自由空间中传播的特性进 行信息交换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通称为移动 通信，人们把二者合称为无线移动通信。简单讲，无线通信是仅利用 电磁波而不通过线缆进行的通信方式。1,无线频谱所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的，电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。 声音和光是电磁波得两个例子。无 线频谱（也就是说，用于广播、蜂窝电话以及卫星传输的波 ）中的波是 不可见也不可听的

5、——至少在接收器进行解码之前是 这样的。“无线频谱”是用于远程通信的电磁波连续体，这些波具有 不同的频率和波长。无线频谱包括了 9khz到300 000Ghz之间的频 率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。例如， AM广 播涉及无线通信波谱的低端频率，使用535到1605khz之间的频率。无线频谱是所有电磁波谱的一个子集。在自然界中还存在频率更高或者更低的电磁波，但是他们没有用于远程通信。低于9kz的频率用于专门的应用，如野生动物跟踪或车库门开关。频率高于 300 000Ghz的电磁波对人类来说是可见的，正是由于这个原因，他 们不能用于通过空气进行通信。例如，

6、我们将频率为428570Ghz的电磁波识别为红色。当然，通过空气传播的信号不一定会保留在一个国家内。因此，全世界的国家就无线远程通信标准达成协议是非常重要的。ITU就是管理机构，它确定了国际无线服务的标准，包括频率分配、无线 电设备使用的信号传输和协议、无线传输及接收设备、卫星轨道等。如果政府和公司不遵守ITU标准，那么在制造无线设备的国家之外就 可能无法使用它们。2,无线传输的特征虽然有线信号和无线信号具有许多相似之处 —— 例如，包括协议和编码的使用—— 但是空气的本质使得无线传输与有线传输有很大的不同。当工程师门谈到无线传输时，他们是将空气

7、作为“无制导的介质”。因为空气没 有提供信号可以跟随的固定路径，所以信号的传输是无制导的。正如有线信号一样，无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线，然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播，直到它到达目标位置为止。在目 标位置，另一个天线接收信号，一个接收器将它转换回电流。注意，在无线信号的发送端和接收端都使用了天线， 而要交 换信息，连接到每一个天线上的收发器都必须调整为相同的频率。3,天线每一种无线服务都需要专门设计的天线。服务的规范决定了 天线的功率输出、频率及辐射图。天线的“辐射图”描述了天线发送 或接收的所有电磁能的三维区域上的相对长度。“定

8、向天线”沿着一个单独的方向发送无线电信号。这种天线用在来源需要与一个目标位 置（如在点对点连接中）通信时。定向天线还可能用在多个接收节点排 列在一条线上时。或者，它可能用在维持信号的一定距离上的强度比 覆盖一个较广的地理区域更重要时，因为天线可以使用它的能量在更 多的方向发送信号，也可以在一个方向上发送更长的距离。 使用定向 天线无线服务的一些例子包括卫星下行线路和上行线路，无线LAN以及太空、海洋和航空导弹。与之相比，“全向天线”在所有的方向上都与相同的强度和 清晰度发送和接收无线信号。这种天线用在许多不同的接收器都必须能够获得信号时，或者用在接收器的位置高度易变时。电视台和广播 站使用全向

9、天线，大多数发送移动电话的发射塔也是如此。无线信号传输中的一个重要考虑是天线可以将信号传输的 距离，同时还使信号能够足够强，能够被接收机清晰地解释。无线传 输的一个简单原则是，较强的信号将传输的比较弱的信号更远。正确的天线位置对于确保无线系统的最佳性能也是非常重 要的。用于远程信号传输的天线经常都安装在塔上或者高层的顶部。 从高处发射信号确保了更少的障碍和更好的信号接收。4,信号传播在理想情况下，无线信号直接在从发射器到预期接收器的一 条直线中传播。这种传播被称为“视线” (Line Of Sight,LOS),它使 用很少的能量，并且可以接收到非常清晰的信号。不过，因为空气是 无制导介质，而

10、发射器与接收器之间的路径并不是很清晰， 所以无线 信号通常不会沿着一条直线传播。当一个障碍物挡住了信号的路线 时，信号可能会绕过该物体、被该物体吸收，也可能发生以下任何一 种现象：发射、衍射或者散射。物体的几何形状决定了将发生这三种 现象中的那一种。（1）反射、衍射和散射无线信号传输中的“反射”与其他电磁波（如光或声音）的反 射没有什么不同。波遇到一个障碍物并反射 —— 或者 弹回——到其来源。对于尺寸大于信号平均波长的物 体，无线信号将会弹回。例如，考虑一下微波炉。因为微波的平均波 长小于1毫米，所以一旦发出微波，它们就会在微波炉的内壁 （通常

11、 至少有15cm长）上反射。究竟哪些物体会导致无线信号反射取决于 信号的波长。在无线LAN中，可能使用波长在110米之间的信号， 因此这些物体包括墙壁、地板天花板及地面。在“衍射”中，无线信号在遇到一个障碍物时将分解为次级 波。次级波继续在它们分解的方向上传播。如果能够看到衍射的无线 电信号，则会发现它们在障碍物周围弯曲。带有锐边的物体 —— 包括墙壁和桌子的角 —— 会导致 衍射。“散射”就是信号在许多不同方向上扩散或反射。散射发生 在一个无线信号遇到尺寸比信号的波长更小的物体时。散射还与无线信号遇到的表面的粗糙度有关。表面也粗糙，信号在遇到该

12、表面是就 越容易散射。在户外，树木会路标都会导致移动电话信号的散射。另外，环境状况(如雾、雨、雪)也可能导致反射、散射和衍(2)多路径信号由于反射、衍射和散射的影响，无线信号会沿着许多不同的 路径到达其目的地。这样的信号被称为“多路径信号”。多路径信号 的产生并不取决于信号是如何发出的。它们可能从来源开始在许多方 向上以相同的辐射强度，也可能从来源开始主要在一个方向上辐射。 不过，一旦发出了信号，由于反射、衍射和散射的影响，它们就将沿 着许多路径传播。无线信号的多路径性质既是一个优点又是一个缺点。一方 面，因为信号在障碍物上反射，所以它们更可能到达目的地。在办公 楼这样的环境中，无线服务依赖于

13、信号在墙壁、天花板、地板以及家 具上的反射，这样最终才能到达目的地。多路径信号传输的缺点是因为它的不同路径， 多路径信号在 发射器与接收器之间的不同距离上传播。因此，同一个信号的多个实 例将在不同的时间到达接收器，导致衰落和延时。5,窄带、宽带及扩展频谱信号传输技术根据它们的信号使用了无线频谱的部分大小而有 所不同。一个重要区别就是无线使用窄带还是宽带信号传输。在“窄 带”，发射器在一个单独的频率或者非常小的频率范围上集中信号能 量。与窄带相反，“宽带”是指一种使用无线频谱的相对较宽频带的 信号传输方式。使用多个频率来传输信号被称为扩展频谱技术，换句话说， 在传输过程中，信号从来不会持续停留在

14、一个频率范围内。 在较宽的 频带上分布信号的一个结果是它的每一个频率需要的功率比窄带信 号传输更小。信号强度的这种分布使扩展频谱信号更不容易干扰在同 一个频带上传输的窄带信号。在多个频率上分布信号的另一个结果是提高了安全性。因为信号是根据一个只有获得授权的发射器和接收器才知道的序列来分 布的，所以未获授权的接收器更难以捕获和解码这些信号。扩展频谱的一个特定实现是“跳频扩展频谱”(FrequencyHopping Spread Spectrum ,FHSS) 。在 FHSS 传输中，信号与信道 的接收器和发射器知道的同一种同步模式在一个频带的几个不同频 率之间跳跃。另一种扩展频谱信号被称为“直接

15、序列扩展频谱”(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS) 。在 DSSS 中，信号的 位同时分布在整个频带上。对每一位都进行了编码，这样接收器就可 以在接收到这些位时重组原始信号。6,固定和移动每一种无线通信都属于以下两个类别之一： 固定或移动。在 “固定”无线系统中，发射器和接收器的位置是不变的。传输天线将 它的能量直接对准接收器天线，因此，就有更多的能量用于该信号。 对于必须跨越很长的距离或者复杂地形的情况，固定的无线连接比铺 设电缆更经济。不过，并非所有通信都适用固定无线。例如，移动用户不能 使用要求他们保留在一个位置来接收一个信号的服务。相反，移动电

16、话、寻呼、无线LAN以及其它许多服务都在使用“移动”无线系统。 在移动无线系统中，接收器可以位于发射器特定范围内部的任何地 方。这就允许接收器从一个位置移动到另一个位置，同时还继续接受信号。无线通信原理的发展现状1 ,分类无线通信主要包括微波通信和卫星通信。 微波是一种无线电 波，它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量 很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间 建立微波通信联系。2,热点技术（1）4G第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写：4G。该技术包括TD-LTE和FDD

17、-LTE两种制式（严格 意义上来讲，LTE只是3.9G ,尽管被宣传为4G无线标准，但它其实 并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准 IMT-Advanced ,因此在严格意义上其还未达到 4G的标准。只有升 级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求）。4G是集 3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和 图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带 ADSL（4兆）快25倍,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署， 然后再扩展到整个地区。很明显，4G

18、有着不可比拟的优越性。ZigBee技术ZigBee 技术主要用于无线个域网（WPAN）,是基于 IEE802.15.4无线标准研制开发的，是一种介于RFID和蓝牙技术之间的技术提案，主要应用在短距离并且数据传输速率不高的各种电子 设备之间。ZigBee协议比蓝牙、高速率个域网或 802.11x无线局域 网更简单使用，可以认为是蓝牙的同族兄弟。WLAN 与 WAPIWLAN（无线局域网）是一种借助无线技术取代以往有线布 线方式构成局域网的新手段，可提供传统有线局域网的所有功能，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。 它是通用无线接入的一个 子集，支持较高传输速率（2Mb/s54Mb/s ,甚至

19、更高），利用射频 无线电或红外线，借助直接序列扩频（DSSS）或跳频扩频（FHSS）、GMSK、OFDM 等技术，甚至将来的超宽带传输技术 UWBT ,实现 固定、半移动及移动的网络终端对 Internet网络进行较远距离的高 速连接访问。目前，原则上WLAN的速率尚较低，主要适用于手机、 掌上电脑等小巧移动终端。1997年6月，IEEE推出了 802.11标准, 开创了 WLAN 先河，WLAN 领域现在主要有IEEE802.11x系列与 HiperLAN/x 系列两种标准。WAPI 是 WLAN Authentication and PrivacyInfrastructure 的缩写。WA

20、PI作为我国首个在计算机网络通信领域 的自主创新安全技术标准，能有效阻止无线局域网不符合安全条件的 设备进入网络，也能避免用户的终端设备访问不符合安全条件的网 络，实现了 “合法用户访问合法网络 。WAPI安全的无线网络本身 所蕴含的“可运营、可管理”等优势，已被以中国移动、中国电信为 代表的极具专业能力的运营商积极挖掘并推广、应用，运营市场对 WAPI的应用进一步促进了其他行业市场和消费者关注并支持WAPI。目前市场上已有50多款来自全球主要手机制造商的智能手 机支持WAPI ,包括诺基亚、三星、索爱、酷派。而中国三大电信运 营商也都已开始或完成第一批 WAPI热点的招标和竞标工作，以中国

21、移动为例，到目前为止已实际部署了大概10万个WAPI热点。这意味着WAPI的生态系统已基本建成， WAPI商业化的大门已经打开。(4)短距离无线通信(蓝牙、RFID、IrDA)蓝牙(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无线电技术。利用蓝牙技术，能够有效地简化掌上电脑、笔试本电脑和移动电话手 机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备 与因特网之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据 传输变得更加迅速高效，进而为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式 网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作 在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学

22、)频段，其数据速率 为1Mbps ,采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术为免 费使用，全球通用规范，在现今社会中的应用范围相当广泛。RFID 是 Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦 合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达 到识别目的的技术。目前 RFID产品的工作频率有低频(125kHz 134kHz)、高频(13.56MHz)和超高频(860MHz 960MHz),不同频 段的RFID产品有不同的特性。射频识别技术被广泛应用于工业自动 化、商业自动化、交通运输控制

23、管理、防伪等众多领域，例如 WalMart、Tesco、美国国防部和麦德龙超市都在它们的供应链上应 用RFID技术。在将来，超高频的产品会得到大量的应用。IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，也许是第 一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。目前其软硬件技术都很成 熟，在小型移动设备，如 PDA、手机上广泛使用。事实上，当今每 一个出厂的PDA及许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持 IrDA。IrDA的主要优点是无需申请频率的使用权，因而红外通信成 本低廉。它还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单 易用的特点；且由于数据传输率较高，适于传输大容量的文件和多媒 体数据。止

24、匕外，红外线发射角度较小，传输安全性高。IrDA的不足在于它是一种视距传输，2个相互通信的设备之间必须对准，中间不 能被其他物体阻隔，因而该技术只能用于2台(非多台)设备之间的连接(而蓝牙就没有此限制，且不受墙壁的阻隔)。IrDA目前的研究方向 是如何解决视距传输问题及提高数据传输率。(5)WiMAXWiMAX 全称为 World Interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作系统，可以替代现有的有线和DSL连接方式，来提供最后一英里的无线宽带接入，其技术标准为 IEEE 802.16，其目标是促进IEEE 802.16的应用。相比其他无线通信系统， WiMAX的主要优势体现在具有较高的频谱利用率和传输速率上，因而它的主要应用是宽带上网和移动数据业务。(6)超宽带无线接入技术U