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Data di liberazione: 2021-12-28Fonte autore: KinghelmVista : 2062
In l'ultimi 20 anni, u standard hà prumuvutu continuamente u so sviluppu introducendu novi protokolli cum'è 802.11n, 802.11ac è 802.11ax (Wi Fi 6)。 U novu standard supporta schemi di modulazione d'ordine più altu, cum'è 64 QAM, 256 QAM è 1024 QAM. Questi novi standard supportanu a trasmissione simultanea di più flussi di dati à un solu cliente o più clienti; In più di aumentà a tarifa di dati di punta, i sforzi sò ancu fatti per rinfurzà l'efficienza spettrale chì caratterizeghja l'utilizazione di u spettru dispunibule da u sistema. Per migliurà l'efficienza di a rete è a capacità di a rete, tecnulugie multi-utilizatori cum'è MU-MIMO è l'accessu multiplu di divisione di frequenza ortogonale (OFDMA) sò stati introdotti. Una volta chì u standard Wi Fi (802.11) hè statu liberatu è implementatu, u mondu hà cuminciatu à cambià cù l'apertura di u mercatu è l'emergenza di novi tecnulugia. Ogni novu standard hè basatu annantu à i standard precedenti è migliuratu in rapidità è affidabilità.
Sè vo circate di un novu dispositivu di rete wireless o di un dispositivu mobile, troppu scelte è abbreviazioni vi cunfondanu. Dapoi a prima liberazione di Wi-Fi à i cunsumatori in u 1997, i so standard sò evoluti, di solitu portanu à una velocità più veloce è una efficienza di rete / spettru più alta. Quandu più funzioni sò aghjuntu à u standard 802.11 originale, i so standard supplementari currispondenti (802.11b, 802.11g, etc.) sò ancu cunnisciuti. A Tabella 1 elenca i diversi criterii è i tariffi massimi di dati teorichi chì ponu esse ottenuti basatu annantu à questi criteri. A causa di l'influenza di parechji fatturi, cumprese l'attenuazione di u signale cù a distanza, a tarifa di modulazione è a codificazione di correzione di errore in avanti, a larghezza di banda, u multiplicatore MIMO, l'intervallu di guardia è a tarifa d'errore tipica, a tarifa tipica serà più bassa di u valore teoricu. A famiglia 802.11 hè custituita da una seria di tecnulugia di modulazione di l'aria half duplex chì utilizanu u stessu protocolu di basa. In questu articulu, discuteremu i principii di ogni standard Wi-Fi.
Table 1Storia Wi-Fi
>> 802.11-1997 standard
802.11-1997 hè u primu standard wireless in a serie. Hè stata liberata in u 1997, ma avà hè obsoleta. Stu standard definisce u protokollu è l'interconnessione cumpatibile di l'equipaggiu di cumunicazione di dati aerei in a rete locale (LAN) di Carrier Sense Multiple Access Protocol (CSMA / CA) cù funzione di evità di collisione. U protokollu supporta trè tecnulugii di strati fisichi, cumprese infrarossi chì operanu à 1 Mbps, spettru spargugliatu di salta di frequenza (FHSS) chì supporta 1 Mbps è 2 Mbps opzionale di dati, è spettru di sequenza diretta (DSSS) chì sustene 1 / 2 Mbps di freccia di dati à u listessu tempu. tempu. U protokollu ùn hè micca largamente accettatu per via di prublemi di interoperabilità, costu è mancanza di throughput suffirenzi.
>> standard 802.11b
I prudutti 802.11b sò stati lanciati à a mità di u 1999. A so tariffa massima di dati teorichi hè 11 Mbps è usa u listessu modu di accessu à i media CSMA / Ca definitu in u standard originale. 802.11b hè largamente accettatu cum'è una tecnulugia wireless per via di a mellura significativa di u throughput è a significativa riduzione di u prezzu. 802.11b usa 2.4 ~ 2.5 GHz ISM banda di freccia micca autorizata, chì hè una estensione diretta di DSSS, è usa complement keying (CCK) cum'è a so tecnulugia di modulazione. 802.11b hè utilizatu per a cunfigurazione puntu à multipuntu, in quale u puntu d'accessu cumunicà cù i clienti mobili in a gamma di u puntu d'accessu.
Questa gamma dipende da l'ambiente RF, a putenza di output è a sensibilità di u ricevitore. 802.11b hà una larghezza di banda di u canali di 22 MHz è pò operare à una freccia di 11 Mbps, ma serà ridutta à 5.5 Mbps, dopu 2 Mbps, è 1 Mbps (selezzione di a tarifa adattativa) per riduce a freccia di replay causata da errori [1] . U standard 802.11b sparte a stessa larghezza di banda di frequenza cum'è altri standard wireless. Dunque, i dispositi wireless in a casa, cum'è i forni à micru, Bluetooth i dispusitivi è i telefoni cordless, interferiscenu cù Wi Fi.
>> 802.11a standard
802.11a adopta u listessu protokollu core cum'è u standard originale, a frequenza operativa hè 5 GHz, 52 subcarrier divisione di frequenza ortogonale multiplexing (OFDM) hè utilizatu, è a tarifa massima di dati teorichi hè 54 Mbps, in modu di realizà u throughput attuale di 20. Mbps. L'altri tassi di dati supportati includenu 6, 9, 12, 18, 24, 36 è 48 Mbps. 802.11a è 802.11b ùn ponu micca interoperabili perchè operanu in diverse bande d'ismu micca autorizate. In vista di a crescente congestione di a banda 2.4 GHz, a banda 5 GHz aghjunghje vantaghji significativi à 802.11a. Tuttavia, per via di l'alta frequenza di u trasportatore, a gamma effettiva generale hè menu di 802.11b / g.
I prudutti 802.11a ùn eranu inizialmente accettati largamente per via di fatturi di costu, una piccula cobertura è incompatibilità cù 802.11b. Trà i 52 sottucarrieri OFDM, 48 sò usati per i dati, 4 sò sottucarrieri piloti, è l'intervallu di u trasportatore hè 312.5 kHz. Ognunu di sti subcarriers pò esse BPSK, QPSK, 16 QAM o 64 QAM. A larghezza di banda di u canali hè 20 MHz è a larghezza di banda occupata hè 16.6 MHz; A durata di u simbulu hè di 4 microsecondi, cumpresu un intervallu di prutezzione di 0.8 microsecondi. I vantaghji di OFDM includenu a riduzione di l'effettu multipath in a ricezione è a migliurà l'efficienza spettrale [2]. A Tabella 2 elenca e diverse modulazioni supportate da 11a è i so rispettivi tassi di dati teorichi.
Table 2Velocità di modulazione 802.11a è velocità di dati à intervallu di canali 20 MHz
>> 802.11g standard
802.11g hè stata lanciata in l'estiu di u 2003. Aduprate a stessa tecnulugia OFDM cum'è 802.11a è sustene una tarifa teorica massima di 54 Mbps cum'è 802.11a; Tuttavia, cum'è 802.11b, opera à 2.4 GHz affollati, cusì hè vulnerabile à l'interferenza è altri fattori. 802.11g hè retrocompatibile cù 802.11b (ie i dispositi 802.11b ponu esse cunnessi à punti d'accessu 802.11g). 802.11g hè cumpatibile cù punti d'accessu dual-band o dual-mode chì utilizanu 802.11a è 802.11b/g.
>> standard 802.11n
L'intruduzioni di 802.11n rende Wi Fi più veloce è più affidabile; Stu prugressu hè ottenutu aghjustendu canali MIMO è 40 MHz à a capa fisica (PHY) è l'agregazione di frame à a capa MAC. MIMO hè un metudu di utilizà multiple trasmissioni è riceve Antennas per utilizà a propagazione multipath per multiplicà a capacità di i ligami wireless. Quessi Antennas ci vole à esse siparati spaziali cusì chì i signali da ogni trasmette Antenna à ogni riceve Antenna anu diverse caratteristiche spaziali, cusì chì sti flussi ponu esse separati in canali paralleli indipendenti nantu à u ricevitore.
Per i canali chì operanu à a larghezza di banda di 40 MHz, a larghezza pò esse radduppiata è duie volte a tarifa di dati PHY pò esse ottenuta in un unicu canali 20 MHz. U draft 802.11n permette finu à quattru flussi spaziali cù un throughput teoricu massimu di 600 Mbps.
U canali 20 MHz hà 56 sottucarrieri OFDM, di i quali 52 sò usati per dati, 4 sò piloti, è u spaziu di u trasportatore hè 312.5 kHz. Ognunu di sti subcarriers pò esse BPSK, QPSK, 16 QAM o 64 QAM. A durata di u simbulu tutale hè di 3.6 o 4 microsecondi, cumpresu un intervallu di prutezzione di 0.4 o 0.8 microsecondi, rispettivamente. A Tabella 3 elenca diverse modulazioni è schemi di codificazione per un unicu flussu di dati (per parechji flussi di dati, a tarifa di dati hè un multiplu di u numeru di flussi). 802.11n supporta l'aggregazione di frames, in quale più unità di dati di serviziu MAC (MSDU) o unità di dati di protokollu MAC (mpdus) sò imballati inseme per riduce l'overhead è mediali in più frames per migliurà a tarifa di dati à livellu di l'utilizatori. Inoltre, 802.11n hè retrocompatibile cù 802.11g, 11B è 11a [3]. Qorvo hè sempre statu un fornitore principali di cumpunenti 802.11n, cumpresi amplificatori di putenza, amplificatori à pocu rumore, switch è moduli front-end integrati (FEM).
Table 3Modulazione è velocità di dati di 802.11n unicu flussu di dati
>> 802.11ac standard
802.11ac accelerà u Wi Fi fornendu gigabits per secondu, chì hè realizatu allargendu u cuncettu 802.11n, cumprese una larghezza di banda più larga (finu à 160 MHz), più flussi spaziali MIMO (finu à 8), downlink multi-user MIMO (finu à 4 MHz). 256 clienti) è modulazione di alta densità (finu à 802.11 QAM). 256ac supporta 3 QAM à 4 / 5 è 6 / 8 tassi di codificazione (mcs9 / 6), chì richiede un EVM più strettu di u sistema di 34 dB (- 11 dB). U cumpunente 802.11ac di Qorvo pò facilmente risponde à questi requisiti EVM. 5ac funziona solu in a banda di 802.11 GHz, cusì i punti d'accessu di doppia banda è i clienti continuanu à aduprà 2.4n à 802.11 GHz. U primu 2013ac liberatu in 80 supporta solu i canali 3 MHz è finu à 1300 flussi spaziali, chì furnisce una velocità di finu à 802.11 Mbps à u livellu fisicu. U pruduttu di a seconda onda (2ac onda 2015) hè stata liberata in 802.11 è sustene più associazioni di canali, flussi più spaziali è MU-MIMO. Mumimo hè un prugressu significativu di 802.11ac - ancu se MIMO dirige più flussi à un unicu utilizatore, MU-MIMO pò dirighjenu flussi spaziali à parechji clienti à u stessu tempu, migliurà cusì l'efficienza di a rete. Inoltre, XNUMXac adopta una tecnulugia chjamata beamforming; Per mezu di beamforming, Antennas ponu basu trasmette segnali radiu à i dispositi specifichi. U router 802.11ac hè retrocompatibile cù 802.11b, 11g, 11a è 11n, chì significa chì tutti i clienti tradiziunali ponu travaglià nurmale cù u router 802.11ac [4].
>>Wi-Fi 6or802.11ax standard
802.11ax hè a sesta generazione Wi-Fi custruita nantu à i vantaghji di 802.11ac, chì ponu furnisce una capacità wireless è affidabilità più grande. 802.11ax ottenga questi vantaghji applicà una modulazione più intensiva (1024 QAM, OFDMA), riducendu a spaziatura di i subcarrier (78.125 kHz), è basatu annantu à l'allocazione di risorse pianificate. A cuntrariu di 802.11ac, 802.11ax hè una tecnulugia di doppia banda 2.4 è 5 GHz è hè pensata per ottene a massima cumpatibilità è pò coexiste in modu efficiente cù i clienti 802.11a/g/n/ac. 802.11ax adopta OFDMA, chì permette à l'unità di risorsa (RU) di dividisce a larghezza di banda secondu i bisogni di u cliente, è porta a stessa sperienza à parechji utilizatori à una velocità più veloce. In ogni puntu di u trasportatore in ogni unità di dati di protokollu PLCP (PPDU) in 802.11ac, u canale Wi Fi hè decompostu in un settore più chjucu di sottocanali OFDM. In ogni casu, per via di l'OFDMA (802.11ax), assignarà ogni gruppu di subcarrier à u cliente cum'è una unità di risorse nantu à a basa di ogni PPDU (Fig. 2).
figura 2Comparazione di l'allocazione di risorse trà OFDM è OFDMA
In u metudu CSMA / CA di l'iniziu standard 802.11, u cliente wireless prima percepisce u canali è trasmette solu quandu percepisce chì u canale hè inattivu, per pruvà à evità u cunflittu. Ancu s'è stu metudu chjaru di valutà è evità cunflitti hè utile, riducerà l'efficienza quandu u numeru di clienti cresce assai grande. U protocolu 802.11ax risolve stu prublema attraversu OFDMA è l'allocazione di risorse basata in scheduling [5]. I punti d'accessu 802.11ax specificanu quandu u dispusitivu hè in esecuzione, cusì hè più efficaci per processà i clienti. A pianificazione di risorse pò ancu riduce significativamente u cunsumu di energia di u tempu di sonnu, per migliurà a vita di a bateria di u cliente. A Tabella 4 elenca e differenze trà i protokolli 802.11ac è 802.11ax. L'ampio portfolio 802.11ax di Qorvo include 2.4 GHz è 5 GHz (FEM) è filtri per onde acustiche di massa (BAW). U FEM efficiente in energia di a cartera riduce a carica di rinfrescante assuciata à u supportu MIMO in i dispositi Wi-Fi, chì permette à i fabricatori di riduce a dimensione è u costu di u produttu. I filtri BAW edgeboosttm (banda di banda) è coexboosttm (coesistenza) di Qorvo ponu migliurà a qualità di u serviziu Wi Fi è impediscenu l'interferenza à frequenze LTE adiacenti.
Table 4Comparazione trà 802.11ac è 802.11ax
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