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1、Wireless LAN基礎概論胡宏斌Askey PE 產品分析課WLAN(Wireless Local Area Networks)n無線區域網路，是一種網路類型,是一個靈活的 數據通信系統,它利用無線電波來做為資料傳輸 的媒介,能夠取代或擴展有線局域網,它主要利 用射頻（RF）技術，無需架設線纜,無線局域 網就可以通過空氣,穿越牆壁,屋頂甚至水泥結 構建盩物來發送和接收資料.無線局域網具有像 以太網和令牌環網這樣的傳統局域網技術的所 有特性和優勢,而且不受電纜連接的限制.這樣 實現了更大的自由和靈活性.WLAN技術優勢n 安装便捷 ：免去或减少了网络布线的工 作量 n使用灵活 ：无线网的信
2、号覆盖区域内任 何一个位置都可以接入网络 n经济节约 ：花费较少费用进行网络改造 n易于扩展 ：有多种配置方式， 能够根据需要灵活选择 无线网技术适用范围 n1.在不能使用传统走线方式的地方、传统布线 方式困难、布线破坏性 很大或因历时等原因不 能布线的地方 n2.有水域或不易跨过的区域阻隔的地方 n3.重复地临时建立设置和安排通讯的地方 n4.无权铺设线路或线路铺设环境可能导致线路 损坏 n5.时间紧急，需要迅速建立通讯，而使用有线 不便、成本高或耗时长 n6.局域网的用户需要更大范围进行移动计算的 地方 WLAN配置方法nAd-Hoc Moden無線網路的 Ad-Hoc 模式意指以對等方式
3、進行 無線網路存取，電腦之間直接做點對點無線連 線，不需要透過無線基地台 (AP)。不過此模式 的無線傳輸距離受限於電腦之間的距離，且各 無線節點 (Node) 需設定相同頻道(channel)與 SSID才能互相傳輸。Ad-hoc mode 示意圖nAd-hoc mode 示意圖Infrastructure Moden電腦之間的無線連線必須透過無線基地台 (AP)，若將 無線網路的架構設為 Infrastructure 模式，則無線基地台 可以作為無線與有線網路的橋接器，對無線節點 (Node) 而言不需設定頻道 (channel)。無線電波的傳播特性n表面波传播，就是电波沿着地球表面到 达
4、接收点的传播方式n天波传播，就是自发射天线发出的电磁 波，在高空被电离层反射回来到达接收 点的传播方式 無線電波的傳播特性n散射传播，就是利用大气层对流层和电 离层的不均匀性来散射电波，使电波到 达视线以外的地方 n外层空间传播，就是无线电在对流层， 电离层以外的外层空间中的传播方式 無線電波的傳播特性地面反射對電波傳輸的影響n在微波的传输过程中，除了大气，气候 对其传播产生影响以外，地面的影响也 是较大的 。树林，山丘，建筑物等建筑 物能够阻挡一部分电磁波的射线，从而 增加了损耗；平滑的地面和水面可以将 一部分的信号反射到接收天线上，反射 波与入射波叠加后，有可能相互抵消而 产生损耗 IEE
5、E 802.11b簡介n1999年9月通过的IEEE80211b工作在 24GHz2483GHz频段。80211b数据速 率可以为11Mbps、55Mbps、2Mbps、 1Mbps或更低，根据噪音状况自动调整。当工 作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某 个门限时，传输速率能够从11Mbps自动降到5 5Mbps，或者根据直接序列扩频技术调整到 2Mbps和1Mbps。80211b使用带有防数据丢 失特性的载波检测多址连接（CSMACA）作 为路径共享协议，物理层调制方式为CCK（补 码键控）的DSSSIEEE 802.11a簡介n和80211b相比，IEEE80211a在整个 覆盖范围内
6、提供了更高的速度，其速率 高达54Mbps。它工作在5GHz频段，与 80211b一样采用CSMACA协议。物 理层采用正交频分复用OFDM代替802 11b的DSSS来传输数据IEEE 802.11g簡介n为了解决IEEE80211a与80211b的产品因 为频段与物理层调制方式不同而无法互通的问 题，IEEE又在2001年11月批准了新的802 11g标准。80211g既适应传统的80211b标 准，在24GHz频率下提供每秒11Mbps的传输 速率；也符合80211a标准，在5GHz频率下 提供54Mbps的传输速率。80211g中规定的 调制方式包括80211a中采用的OFDM与802
7、 11b中采用的CCK。通过规定两种调制方式 ，既达到了用24GHz频段实现802 11a54Mbps的数据传送速度，也确保了与802 11b产品的兼容MIMO技术原理nMIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put ）系统就是利用多天线来抑制信道衰落 n利用技术可以提高信道的容量 ，同时也可以提高信道的可靠性，降低 误码率 RF及傳輸的一些基本概念nSSID (Service Set Identifier) 是無線區域網路 溝通的識別碼，不論是無線基地台(AP)或無線 工作站，都必須設定相同的 SSID，才可在同 一個服務集中(Service Set)互相連線。nS
8、SID是在WLAN架構下，為了讓網卡與橋接器 （Access Point，AP）互連而提供的密碼，也 就是說惟有無線網卡與無線橋接器設定相同的 SSID密碼時，終端設備才能連線上網，是 802.11標準處理認證（Authentication）的方法 。 RF及傳輸的一些基本概念nWired Equivalent Privacy 為了提供資料 保密功能，IEEE802.11b標準要求在 MAC層內有資料加密控制，要讓無線網 路的資料安全性相等於有線網路一般， 這種加密控制稱為Wired Equivalent Privacy (WEP) RF及傳輸的一些基本概念n微单元和无线漫游 无线电波在传播过
9、程中会不 断衰减，导致的通信范围被限定在一定的 范围之内。这个范围被称为微单元。当网络环 境存在多个，且它们的微单元互相有一定 范围的重合时，无线用户可以在整个 覆盖区内移动，无线网卡能够自动发现附近信 号强度最大的，并通过这个收发数据 ，保持不间断的网络连接，这就称为无线漫游 RF及傳輸的一些基本概念n傳送功率(TX Power)黨資料需要用RF傳送時,會先考慮到目 前的傳送功率,常用的表示功率的方法為 dbm.目前一般的STA和AP的傳送功率為 1520dbm.產品的功率必須符合使用國 家之法規規定.dbm與功率之換算:dbm是以1mw為參考,取其db值,也 就是dbm=10log(Po/
10、Pi),Pi=1mwRF及傳輸的一些基本概念GAIN:GAIN就是所謂的增益RF及傳輸的一些基本概念nLossloss就是所謂的衰減RF及傳輸的一些基本概念n匹配匹配是為了使入射功率盡可能被負載所 吸收RF匹配阻抗為50歐姆度量匹配的術語為VSWR(電壓駐波比)和 回波損耗RF及傳輸的一些基本概念nPER(packet error rate)封包錯誤率,一般 小與10%nSEN(Sensitivity)靈敏度,可以接收到的最小信號強度RF及傳輸的一些基本概念nPER&SENRF及傳輸的一些基本概念nEVM(誤差向量幅度)EVM是測量調制精度與發射器性能的一個直接測試指 標.從質量上講,EVM反
11、應了誤差向量,它定義為星座圖 上測量信號與理想無差錯信號之間的差別RF及傳輸的一些基本概念EVMIQXXXRF及傳輸的一些基本概念RF及傳輸的一些基本概念nSystem gain 接收到的信号(RSL)要大于接收端的敏感度 (Sensitivity),接收端才可以接收到信号.如 接收到信号为-70dbm,而本身的产品敏感 度(Sensitivity)为-80dbm,因为-70dbm- 80dbm,则此产品可收到信号.RF及傳輸的一些基本概念nSystem gainnSystem Gain = TX Pout RX ThresholdnRSL= TX Pout + Ant. GTX + Ant.
12、 GRX Path Loss Cable Loss TX Cable Loss RX 調制&解調n調制的基本意思是修正或調整.在通信系 統中,它意味這在發送信號前對該信號作 某種形式的變化.n調制指把基帶信息加載到RF載波中的方 法n解調是指還原這些基帶信息的過程n所有調制形式可以歸為種常用類型 :AM,PM,FM數字調變方式nFSK(頻移鍵控)FSK使用兩個完全不同的頻率代表1和0. 它依賴與輸入數字比特流,在兩個頻率之 間轉換數字調變方式nBPSK(二进制相移键控) BPSK有兩種不同的可能相移:0和180.由 於數字比特同樣有兩種不同的可能(0和 1),BPSK可以用來在一個正弦波上調制
13、一 個數字比特,0度相移代表0,180度相移代 表1.數字調變方式nQPSK（quadrature phase shift key）正交相移 键控 正交相移键控是载波的相位被调制成四个离散 的状态,4个离散的状态分别为 45,135,225,315,它们被定位在恒定幅 度的载波上.每个相位的转变 (00,01,10,11)提 供了2bit的资料,而不像BPSK系统只提供了1bit 的资料.因此,在同样的带宽和时限里,这种技术 可以提供两倍的信息量.數字調變方式數字調變方式QAM(正交幅度调制) QAM是目前利用地面上的微波链路以高比特率传 送资料的最普遍的方法.它使用幅度和相位混合 调制的技术
14、.QAM利用了载波不同的相移,每一 个相移能有两个或更多离散的幅度.这样,每一 对幅度和相位的结合都可以用一个确定的二进 制(各值互不相同)来表示.例如,8QAM利用4个 相移和两个载波幅度的不同组合构成了用3bit 二进制数表示的8种可能的状态:即 000,001,010,011,100,101,110,111.數字調變方式IEEE802.11標準WLAN ChannelWLAN ChannelIEEE 802.11 Transmit Spectrum maskMASK主要是降低對別的頻道干擾的 可能性,如果發射源在11及22MHZ的訊號 還是很大,則會干擾在此頻道的使用者Fc-22MHZf
15、Fc-11MHZFc+11MHZfFc+22MHZIEEE 802.11 Transmit Spectrum maskIEEE 802.11 Transmit Spectrum maskn從以上的MASK來分析,以在美國(總共可 使用11個頻道)的使用來看,如要被相臨頻 道干擾的影響降到最低而又增加傳輸效 率,可使用1,6,11三個頻道,第六頻道在第 一頻道的干擾能力已經很少,故理想上同 為依照802.11b規格的產品可在同一區域 使用不同的三個頻道以增加流量IEEE 802.11 Transmit Spectrum maskTX 測試架構TX Cable LossTX Cable LossnCable loss=傳輸線材衰減+分配器衰減+測試接頭衰減RX 測試架構Atheros driver安裝n安裝driver21安裝 DRIVE RAtheros driver安裝n安裝driver完成driver安 裝OKAtheros driver安裝nCopy shopfloor文檔Atheros 測試方法n執行Art.exe,就可以看到ID,MAC及其它信息Atheros 測試方法Atheros 測試方法Atheros 測試方法Atheros 測試方法
