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本章将介绍WLAN技术基础中的基本概念

无线电波

无线电波是电磁波的一种

传播方向垂直于电场与磁场的震荡方向，速度为光速

相关参数有：波长、振幅、频率

• 电磁波的频率越高，能量越大，直射能力越强，传输过程中能量衰减越快，传输距离越短。

• 无线电波是由振荡电路的交变电流产生的，能够通过天线发射和接收，也称为无线电、电波、射频（ Radio Frequency， RF）、射频电波或射电。

• 无线电磁波是频率介于3赫兹和约300G赫兹之间的电磁波，也叫作射频电波，或简称射频、射电。无线电技术将声音讯号或其他信号经过转换，利用无线电磁波传播。

• WLAN技术就是通过无线电磁波在空间中传输信息的，使用的频段是2.4 GHz频段 (2.4 GHz~2.4835 GHz)和5 GHz频段 (5.15GHz~5.35 GHz， 5.725 GHz~5.85 GHz)。

2.4GHZ 5GHZ 这之中G是10的九次方的单位

• 遵循一定的发射功率和处在一定的频段，这些频段就是免费使用的

信号增强/减弱

• 两个频率相同的无线信号在到达接收端的时候彼此相位相同，则两个信号会叠加，信号增强。

• 两个频率相同的无线信号在到达接收端的时候彼此相位相反，即相差180° ，则两个信号会衰减，信号减弱。

无线通信系统（空口、调制解调）

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在无线通信系统中，信息可以是图像、文字、声音等。

• 信息需要先经过信源编码转换为便于电路计算和处理的数字信号，再经过信道编码和调制，转换为无线电波发射出去。

• 其中发送设备和接收设备使用接口和信道连接，对于有线通信很容易理解，设备上的接口是可见的，连接可见的线缆，而对于无线通信，接口是不可见的，连接着不可见的空间，称为空口（空间接口）。

数据传输过程

1.信源将最原始的信息，经过对应的编码，转换为数字信号（信源编码）。

2.信道编码

信道编码是一种对信息纠错、检错的技术，可以提升信道传输的可靠性。引入信道编码能够在接收设备上最大程度地恢复信息，降低误码率。信道编码需在原始信息中增加冗余信息，所以经过信道编码后，信息长度会有所增加。原始信息的占比可以用编码效率表示，简称码率，即编码前后的比特数量比。信道编码不能提升有效信息的传输速率，反而会有所降低，但提高了有效信息传输的成功率。

3.调制解调

通过调幅、 调频和调相的方式将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号。

解调：在接收端将收到的数字频带信号还原成数字基带信号。

信道

• 信道的概念： 信道是传输信息的通道，无线信道就是空间中无线电波传输信息的通道。无线电波无处不在，如果随意使用频谱资源，那将带来无穷无尽的干扰问题，所以无线通信协议除了要定义出允许使用的频段，还要精确划分出频率范围，每个频率范围就是信道。

• 重叠信道： 例如信道1和2互为重叠信道，在一个空间内同时存在重叠信道，则会产生干扰问题。

• 非重叠信道： 指频段范围不重叠的信道。 在传统认知上， 2.4 GHz只有1、 6和11才是非重叠信道，但是由于802.11b（频宽22 MHz）已经淡出WLAN网络，不考虑兼容性问题，通常情况下，可以认为1、 5、 9和13信道也是非重叠信道。

• 对于5G频段，频率资源更为丰富，有大量的非重叠信道，各国对Wi-Fi可用的5 GHz的频段范围略有不同，在中国，可以使用的信道的非重叠信道有13个

信道绑定

通过将相邻的两个甚至多个不重叠信道绑定到一起，作为一个信道来使用，可以使传输速率成倍提高。信道绑定是无线协议传输速度提升的重要手段。

• 对于无线技术，提高所用频谱的宽度，可以最为直接地提高吞吐。就好比是马路变宽了，车辆的通行能力自然提高。

• 802.11标准，空口大部分都工作在20 MHz频宽，通过将相邻的两个20MHz信道绑定成40MHz，使传输速率成倍提高，从802.11ac开始，可以实现将8个信道捆绑成160 MHz，传输速率也正式突破千兆。

天线

天线是一种变换器， 把传输线上传播的导行波， 变换成在空间中传播的电磁波， 或者进行相反的变换，是在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。

导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关

天线分为全向天线和定向天线，还有最新的智能天线

全向天线：覆盖范围广，应用距离近，无方向性

定向天线：单方向强度高，抑制后向信号，只有指定方向上才能收到信号

智能天线：提供更加均匀，周密的无线覆盖，更大的覆盖范围，自动干扰避让

普通天线AP在部署中存在信号盲区，同时不同楼层之间的AP信号相互之前有干扰。智能天线AP会自动识别不同AP的干扰，自动缩小信号范围，减少不同楼层之间的信号干扰。

空间流

无线电在同一时间发送多个信号，每一份信号都是一个空间流。空间流使用自己的发射机和天线进行发送，每个空间流通过不同的路径到达接收机。简单来说，一对天线的收发路径就是一条空间流。