無線電波傳輸 (FHSS & DSSS)
1.跳頻展頻(FHSS)
是將信號透過一系列不同頻率範圍廣播出去,並且 利用2.4GHz 的頻帶,以1MHz 的頻寬將它劃分成75 ∼ 81 個無線電頻率通道(Radio Frequency Channel, 簡稱RFC),很快地從一個頻段跳到另一個頻段, 每一個頻段所停留的時間非常短暫,並且使用接收和 發送兩端一樣的 「頻率跳躍模式」(Frequency Hopping)來接發訊號和防止資料被別人擷取。
藍芽技術 主要是運用跳頻展頻(FHSS)技術,支援「點對 點」(point-to-point)及「點對多點」(point-tomulti points)的連結方式,以某一特定形式的窄頻 載波同步地在2.4GHz 頻帶上傳送訊號。 每個藍芽技術連接裝置都具有根據IEEE 802 標準 所制定的48-bit 地址,可以一對一或一對多來連接。 目前傳輸距離大約有10 公尺,每秒傳輸速度約為 1Mbps,預估未來可達12Mbps。
2.直接序列展頻(DSSS)
提供一個可靠的無線傳輸技術,原理是將要發送的 基頻訊號轉換為展頻,也就是將原本0 與1 的高功率、 窄頻帶的位元訊號,展開成數倍頻寬的訊號,使得原 來較高功率、較窄的頻率變成較寬的低功率頻率,此 展開的方法會將原來訊號的能量降低,以有效控制雜 訊干擾並防止訊號被截取,大幅提高了對外在環境干 擾的抵抗能力。
OFDM 正交分頻多工
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)是一種多載波(multicarrier)調變的展頻技術,與跳頻展頻類似,適合於 高速率資料傳輸,可以視為一調變與多工技術的結合。 OFDM 主要是利用平行傳輸的觀念將寬頻訊號分成 多個子頻道後傳送較低速度的資料流,以窄頻訊號整 排整列地傳送出去,由於訊號資料被平均分配於各個 子頻道同時傳送,有效降低每個子頻道之實質資料量 與傳送速率,可以使得頻寬使用效率上升,並且克服 多重路徑的問題。
Multiplex多工技術
就是指多人共同使 用一條資訊通道的方法,有CDMA、TDMA、FDMA 三種。
1.CDMA「分碼多工存取」 (Code Division Multiple Access, CDMA)
則是展頻技術的一種,主要在於能 夠讓更多的使用者共用一個頻寬,也就是在同一頻寬 內的分碼技術,並能提供更大的系統容量,CDMA 系統的發射功率最高只有200mW,最早用於軍用通 訊,但時至今日,已廣泛應用到全球不同的民用通訊 中。
CDMA 使用DSSS 展頻技術,可以指定給每個用戶 端不同的展頻碼,接收器也依照不同展頻碼來過濾掉 其他用戶訊號而取出需要的資訊,並且把其他使用者 發出的訊號視為雜訊,就會使得每位使用者的收訊不 會受到干擾,並採用了先進的擴頻技術,使通信背景 噪音大大降低。 至於不相同的CDMA 載波可在相鄰的小區域內使用, 因而網路規劃與擴展較為容易,並且可以增加用戶的 容量。
2.TDMA
主要是利用不同訊號源在不同時間點傳輸時錯開, 並將頻寬切割成等長的時槽(slot),每一個時槽可做 為單一通道給用戶使用,如此不同用戶的訊號便不至 於重疊,可以有效改善傳輸過程中封包碰撞的情況。 這種分時切換的頻率很快,而且只要很短的時間就 可將代表某一時槽的聲音訊號傳送出去,其他時間則 分配給其他使用者。不過這種架構有一項缺點,由於 TDMA固定的時槽分配,如果傳送節點數較少時,就 會使得因為時槽利用率不佳造成整體效能降低, TDMA多數用於數位式的行動通話系統,如GSM
3.FDMA
是第一代行動通訊的基本技術,經常應用在微波或 衛星通信領域。 FDMA 是在頻率上直接切割,將全數頻寬切割成每 個等寬頻帶的通道,使用者依照頻率的差別來同時傳 送資料,每個通道可供一個用戶使用,也就是利用不 同訊號源調變到不同頻率上進行傳輸,而接收端則將 想要接收的訊號以濾波器濾出,再還原為數位訊號
補充
802.11a
採用一種多載波調變技術,也就是正交分頻多工技 術(Orthotgonal Frequency Division Multiplexing, OFDM),並使用5GHz ISM波段。最大傳輸速率 可達54Mbps,傳輸距離約50公尺,因為普及率較 低,而且它的頻段較寬,能提供比IEEE 802.11b更 多的無線電頻道,相對之下干擾源少。 雖然擁有比802.11b較高的傳輸能力,不過耗電量 高,傳輸距離短,加上晶片供應商少與802.11b不 相容,尚未被市場廣泛接受。
802.11b
是利用802.11架構來作為一個延伸的版本,採用的 展頻技術是採用 「高速直接序列」,頻帶為 2.4GHz,最大可傳輸頻寬為11Mbps,傳輸距離約 100公尺,是目前相當普遍的標準。 802.11b使用的是單載波系統,調變技術為 CCK(Complementary Code Keying),所謂CCK是 一種調變的技術,被使用在無線網路IEEE 802.11 的規範中,傳輸速率可達5.5Mbps與11Mbps的速度。
在802.11b的規範中,設備系統必須支援自動降低 傳輸速率的功能,以便可以和直接序列的產品相容。 另外為了避免干擾情形的發生,在IEEE 802.11b的 規範中,頻道的使用最好能夠相隔25MHz以上。 然而其與802.11a無法相容,傳輸速率較慢將是其 未來發展的限制。
802.11g
802.11g標準結合了目前現有802.11a與802.11b標 準的精華,在2.4G頻段使用OFDM調製技術,使數 據傳輸速率最高提升到54 Mbps的傳輸速率。並且 保證未來不會再出現互不相容的情形,由於 802.11b的WIFI系統後向相容,又擁有802.11a的高 傳輸速率。 802.11g穩定的效能與54Mbps的傳輸速率已經成為 無線區域網路的一項新標準,而且在成本價格逐漸 滑落的情況下,目前已成為無線區域網路的主流產 品。 33 13-6 無線
802.11n
IEEE 802.11n是一項新的無線網路技術,雖然基本 技術仍是WiFi標準,但是又利用包括「多重輸入與 多重輸出多重輸入與多重輸出技術」 (Multiple Input Multiple Output, MIMO)與「通道匯整技術」 (Channel Binding)等,除了能以更大的頻寬來除輸, 更可以增強傳輸效能並擴大收訊範圍。 在未來數位家庭環境中,將大量以無線傳輸取代有 線連接,802.11n資料傳輸速度估計將達540Mbit/s, 此項新標準比802.11g快上10倍左右,代表傳統的 有線區域網路將轉變為無線網路傳輸的開始。
通過應用802.11n,提供可媲美有線乙太網路LAN 的性能與更快的數據傳輸速率,網路的覆蓋範圍更 廣,也能為終端用戶提高在工作場所週邊的移動性。 目前許多廠商寄望802.11n能成為數位家庭中主要 的無線網路技術,並做為數位影音串流的應用。而 英特爾發表名為「Intel Next-Gen Wireless-N的 802.11n無線網路晶片,其支援的802.11n草案將取 代現行的802.11 a/b/g標準,晶片的售價更降低到 和802.11g晶片差不多。