802.11(wi-fi)的PHY层(编码与调制方法)
版本概要:
802.11-2007是目前的基础版本,之前的过时版本不考虑。
2009是较新的版本,就是目前最普及的802.11n。(100Mb/s)
2012就是传说中的802.11ac,工作在5G,速度牛逼哄哄的,但穿透力不咋的。
各种PHY总览:
2007里给出了5种PHY,也就是5种编码与调制方法,每种PHY对应的PHY帧格式都是不同的。也就是说,虽然这个wifi标准对外的接口(MAC)是一样的,但是根据底层采用的不同PHY,底层的从帧格式到编码、调制都是不一样的。5种PHY分别是:直序扩频(DSSS)、跳频扩频(FHSS)、正交频分复用(OFDM)、高速率直序扩频(HR/DSSS)、红外(TR)。
2009里又多了一种:高吞吐(HT OFDM),就是在原来的OFDM基础上改进得来。
最新的802.11ac里又多了一种:超高吞吐(VHT OFDM),还是改进OFDM得来。
两个改进的OFDM都支持MIMO,就是多天线。这玩意能提高不少速率,原理略过。
各PHY分别介绍:
FHSS和DSSS属于扩频通信,就是把原来在较小带宽传送的信号用较大的带宽来传送。为什么要这样浪费带宽呢?窄带容易被干扰,把窄带信号分布到大带宽上就不易被干扰了。真的浪费带宽吗?同样的带宽能传输的数据速度还不一定谁快呢。
FHSS就是在一系列窄频上同步跳跃;DSSS就是将相对大功率的窄频信号扩展到相对低功率的宽带信号。 两种扩频方式各有优劣,FHSS在移动性上更好,DSSS在静止速度上更快。所以,速度为主要考虑因素,会选择DSSS,移动性为主要考虑因素,会选用FHSS。目前,wifi上用户需求最大的是速度,所以DSSS发展较好。
HR/DSSS是增强版的DSSS,原理很简单,只是改变了编码方式,和缩减了帧头部长度。从而增加了速度。
OFDM是一种很神奇的技术。能提高频谱利用率,简单的说就是调制和复用的结合,提高信道吞吐。
而2009里说的HT OFDM就是增加一些MIMO(多天线)相关技术。用多根天线来增加速率。
而802.11ac里说的VHT OFDM就是更高的带宽,更多OFDM子载波。技术上没有本质的变化,都是OFDM+MIMO的不断增强。
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