In che modo il Wi-Fi modula l'onda elettromagnetica?
Risposte:
Le risposte di Matt Jenkins e Mokubai sono corrette e utili nella misura in cui vanno, ma ci sono alcune cose che hanno lasciato fuori e questi commenti non sono stati inseriti nella casella Commenti.
La domanda di jrtc27 fa domande su AM (modulazione di ampiezza) e FM (modulazione di frequenza), ma è importante capire che AM e FM, insieme al PM meno noto (modulazione di fase) sono schemi di modulazione analogica . Per inviare un segnale digitale tramite, ad esempio, Modulazione di ampiezza, è necessario decidere quale cambiamento nei livelli di ampiezza indica un bit "1" e quale cambiamento indica un bit "0". Un altro modo di dire è quello di dire che tipo di spostamento [A] mplitude [S] stai andando a [K] per sapere quando è un bit 1 o zero che viene trasmesso. Quando lo fai, si chiama "Amplitude Shift Keying" (ASK) invece di AM. Allo stesso modo, FM digitale è chiamato "Frequency Shift Keying" (FSK) e PM digitale è chiamato Phase Shift Keying (PSK).
IEEE 802.11-1997 ha definito 3 diversi livelli fisici: Diffuse Infrared (DFIr), Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) e Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), di questi, solo DSSS sopravvive oggi sul mercato. Gli schemi DSSS dell'802.11-1997 utilizzavano il PSK binario differenziale (DBPSK) per la velocità dati di 1 megabit al secondo e il PSK quadratura differenziale (DQPSK) per la velocità dati di 2 mbps. 802.11b nel 1999 ha aggiunto gli schemi di modulazione Complementary Code Keying (CCK) per le velocità di dati di 5,5 e 11 mbps.
Matt e Mokubai hanno affermato che alcune delle più moderne velocità dati utilizzano la modulazione di ampiezza in quadratura o QAM. È utile sapere che QAM è una combinazione di PSK (in particolare Quad-PSK) e ASK. Osservando contemporaneamente sia i cambiamenti di fase che l' ampiezza, è possibile comunicare più bit di dati per turno nella trasmissione. Questi cambiamenti nelle caratteristiche di trasmissione sono chiamati "simboli" e con QAM è possibile comunicare più bit per simbolo.
Esistono altri schemi di trasmissione radio spesso citati insieme a schemi di modulazione, ma in realtà sono concetti separati dagli schemi di modulazione. FHSS, DSSS, OFDM e MIMO sono tra queste cose che non sono in realtà schemi di modulazione. Sotto FHSS, DSSS, OFDM e MIMO, troverai che vengono utilizzati gli schemi di modulazione digitale precedentemente menzionati (gli schemi * SK e QAM).
I sistemi WiFi utilizzano due principali tecniche di trasmissione radio.
802.11b (<= 11 Mbps): il collegamento radio 802.11b utilizza una tecnica di spettro di diffusione a sequenza diretta denominata codifica codificata complementare ( CCK ). Il flusso di bit viene elaborato con una codifica speciale e quindi modulato utilizzando la quadratura con spostamento di fase quadratura ( QPSK ).
802.11a eg (<= 54 Mbps): i sistemi 802.11a eg utilizzano il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale a 64 canali ( OFDM ). In un sistema di modulazione OFDM , la banda radio disponibile è divisa in un numero di sotto-canali e alcuni dei bit sono inviati su ciascuno. Il trasmettitore codifica i flussi di bit sui 64 portanti secondari utilizzando la chiave binaria di spostamento di fase ( BPSK ), la quadratura di spostamento di fase ( QPSK ) o uno dei due livelli di modulazione di ampiezza in quadratura (16 o 64-QAM). Alcune delle informazioni trasmesse sono ridondanti, quindi il destinatario non deve ricevere tutti i sub-vettori per ricostruire le informazioni.
Le specifiche 802.11 originali includevano anche un'opzione per lo spettro di diffusione di salto di frequenza ( FHSS ), ma che è stata in gran parte abbandonata.
In genere credo che i dati siano modulati usando una qualche forma di QPSK o simili, e sono ben oltre i semplici meccanismi come la modulazione AM o FM.
Essenzialmente hai un'onda portante e i dati vengono trasmessi da un'altra onda che lavora in fasi diverse all'onda portante per indicare codici binari diversi. Ciò consente di trasferire più di un bit alla volta e quindi di aumentare la larghezza di banda effettiva.
Come mostrato di seguito, usando QPSK è possibile avere quattro fasi attorno all'onda portante e ciascuna fase indica una coppia di bit.
Utilizzando più fasi è possibile aumentare il numero di bit indicato da ciascuna differenza di fase ma a costo di aumentare la complessità del trasmettitore e del ricevitore.
È anche possibile combinare la modulazione di ampiezza e il key shifting che aumenta ancora la larghezza di banda. Effettivamente testerai quindi i livelli di ampiezza e le differenze di fase per determinare il bit-pattern per un dato segnale. Questo è noto come Quadrature Amplitude Modulation (QAM) e ogni "punto" nel diagramma seguente rappresenterebbe un diverso modello di bit come (000), (001), (011) e così via in modo che vengano trasferiti 3 bit per ciascun segnale modello di modulazione:
