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擴頻技術相關的技術還有什麼

發布時間:2024-06-14 04:36:36

1. WIFI有哪些抗干擾的技術

1、 直接序列擴頻技術,見縫插針
面對無線標准之間的干擾問題,人們想到了電子戰中採用抗干擾技術——直接序列擴頻通信技術!
直接序列擴頻通信技術開始出現於第二次世界大戰,是美軍重要的無線保密通信技術。它主要是通過高碼率的擴頻碼序列對信息比特流進行解編,將窄帶頻段的數字信息流擴寬、從而能用比窄頻寬許多的頻道來傳輸數據。雖然擴頻的頻道很寬,但功率很低,這讓直接序列擴頻具有不錯抗干擾的優勢。比如信號擴頻寬度為100倍,窄帶干擾基本上不起作用,而寬頻干擾的強度降低了100倍,如要保持原干擾強度,則需加大100倍總功率——當然這實質上是難以實現的。因信號接收需要擴頻編碼進行相關解擴處理才能得到,所以即使以同類型信號進行干擾,在不知道信號的擴頻碼的情況下,由於不同擴頻編碼之間的不同的相關性,干擾也不起作用。

直接序列擴頻技術通過佔用寬頻頻譜資源通信來改善了抗干擾能力,是否浪費了頻段?其實正相反,擴頻通信提高了原有頻帶的利用率。傳統WiFi無線通訊是窄頻通訊,即是將頻譜分成數個使用信道,然後於每個通道內利用提高強度作法來傳遞信號。由於頻帶很窄,它很容易被其它頻率相同之高功率窄頻訊號所掩蓋,就好像講話時有重型卡車經過,因此同一頻率只允許一個系統進行傳輸,若有第二個系統使用將造成共擠出現相互重迭干擾的狀況。這樣另一個系統須使用不同頻率的信道。但由於功率強的緣故,不同頻率相鄰有時仍會產生干擾,因此為了不同信道避免相鄰干擾,每個信道間會有類似防火通道功效的防護頻段,即是閑置不用的頻率區段來避免相鄰干擾,而從另一個角度看也等於是浪費了本就有限的頻段資源。直接序列擴頻就是要利用這些閑置的頻段資源——因為擴展信號功率要低許多。
不過,直接序列擴頻系統也存在與存在與其它DSSS系統相重迭的風險,最可能產生數據丟失。因此針對這個缺點,開發者們採用一些補救措施來彌補。
2、自動變換信道
如果面對高速路堵車,你會怎麼做?不多人會選擇在下一個高速出口出去另尋它路!而「改變信道」也是WiFi 抗干擾的另一個備案是! 網路監視就是這種類似措施。 一些WiFi設備的DSSS系統會引入一種輪詢協議,當射頻干擾增加、在一定數量的發送嘗試失敗或接收到錯誤數據封包以後,主設備可自動切換到另一個「干凈」信道。但改變信道雖然是一種在特定頻率上解決持續干擾的有效方法,但干擾更傾向於不斷變化且時有時無,而且AP執行的改變信道操作需要將連接的客戶端脫離並再次關聯。這將引起語音和視頻類應用的中斷,並導致由於相鄰AP為防止同信道干擾且變換信道而引發的多米諾骨牌效應。因此,改變信道並不被認為是最適合用戶的一種抗干擾方法,不過卻往往成為一些無線設備吹噓的本錢!
3、波束形成技術技術,給無線導路
其實任何無線抗干擾技術都是希望讓數據流能准確傳輸到接收端,那麼我們能不能直接將WiFi信號直接定向一名用戶並監視該信號確保以最高吞吐率傳輸呢?答案是肯定的!波束形成(Beamforming)技術成為了WiFi最新的抗干擾技術。
天線發射或接收信號時所形成的諸如「筆形波束」、「扇形波束」等等並不是在空間中真實地存在,事實上是在不同的方向隨著信號放大倍數的不同(倍數大時,我們稱其為增益),形成了一個信號增益與方向的關系曲線。而波束成形技術就是一種通過控制陣列天線各個單元的相位和幅度以便形成在空間滿足一定分布特性的波束,並且能夠改變其掃描指向的技術——通過系統控制波束的形成和掃描,達到單元相位的改變,從而使波束的指向、形狀和個數等很快地改變。通俗地說,波束成形技術就像是把散射的光線集成起來形成一條更加強大的「激光束」一樣,這樣可以使得無線區域網接入點更加「集中精力」,從而使得其可以被WiFi客戶端更好地接收,提供更好更加連貫的吞吐量,並避免不必要的干擾。
不過,抗干擾技術僅是治標不治本的措施。就如同一條4車道的高速路,一旦遇到今年的十一黃金周瘋堵的情況,任憑你車技有多高,「騰挪」的位置也是非常有困難的——2.4GHz頻段無疑也是這種情況。因此另闢新的高速路打開新的通道勢在必行。這時5.8GHz無線連接技術的出現給整個行業帶來新的希望。
延伸閱讀:功率越大,抗干擾越強?

相信不少朋友認為無線強度越大越好,其實這個觀點是不對的。因為很多設備和AP都是在同一頻段,所以功率很大的時候會有互相干擾的情況發生,如國家無線電管理委員會針對室內無線產品的功率的規定是不得超過100毫瓦。一些無線設備在干擾嚴重時會自動降低功率,從而更好地利用有限的信道數量。這就好比一條路前面堵車的時候,交通警察往往會採用限速措施通過降低車流速度來交通疏導。這種方法雖然可以達到一定的抗干擾的目標,但是犧牲速率為代價來實現,並不是直接針對無線干擾問題的。
5GHz頻段,能有效避免干擾嗎?
相對於2.4GHz,更高的傳輸速度是5.8GHz的最大特徵——即便802.11ac的入門級速度也可達到433Mbit/s,至少是現在802.11n速率的三倍。

不過,從技術上來看,5.8GHz也是採用直接序列擴頻技術進行無線信號傳播,在抗干擾技術方面基本繼承了2.4GHz的插點。5.8GHz它之所以抗干擾性更強,是因為它是一個較純凈寬闊的無線傳輸頻段——目前僅有部分高端無線路由器、高端數字無繩電話使用設備在不太擁擠或者說更「清潔」的5GHz頻段上工作的,爭用帶寬的無線設備較少,因此速度也有保障。這就像一條剛剛開通8車道高速公路,車輛極少,你可以隨心所欲地飆車。特別是在一個干凈的環境下5.8GHz產品可以穩定在一個頻段,無需頻繁調頻,從而也降低了設備的能耗。
因此,採用5GHz頻段無線產品只能暫時避免干擾的問題。隨著5.8GHz設備的增加,未來採用5GHz頻段也面臨2.4GHz「堵車」的困局,當然也許到那時新的抗干擾技術已經出現了!
延伸閱讀:為什麼飛機上要求不能用手機?
相信不少朋友坐飛機時都遇到過這樣的情況:在飛機起飛前被要求關掉手機!為什麼這樣呢?這都是無線干擾惹的禍!這還得從20年前說起。1991年,美國聯邦通信委員會(FCC)出台規定,禁止乘客在飛機上使用手機,其中一條理由是:手機發射的無線電波,有可能幹擾機載電子系統。在美國國家航空宇航局的「飛行安全報告系統」記錄著這么一起事故:一架波音737在一次夜航著陸時,定位器突然發生了大幅度偏轉,且沒有任何提示……後來根據調查是客艙有手機或類似設備干擾了定位器。
需要說明的是,在有關條例中均是建議「所有行動電話」在飛機離地後應禁止使用,而沒有排除「開啟飛行模式(或者離線模式)的行動電話」,因此後者也不幸地被列入了禁止范圍。各航空公司在執行時,往往會遵照這一規定而禁止所有手機,並且還會強調「包括開啟飛行模式的手機」。這一情況可能由多種原因導致,其中顯而易見的一點是「飛行模式」是智能手機才具有的功能,在條列制訂後10年才出現的

2. 無線通信技術有哪些

1、LoRa技術

LoRa是LPWAN通信技術中的一種,是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。

是物理層或無線調制用於建立長距離通信鏈路。許多傳統的無線系統使用頻移鍵控(FSK)調製作為物理層,因為它是一種實現低功耗的非常有效的調制。

2、WiFi/ IEEE 802.11協議

WiFi,全稱Wireless-Fidelity,無線保真,是無線區域網(WLAN)中的一個標准。從1999年推出以來一直是是我們生活中較常用的訪問互聯網的方式之一。

3、ZigBee/802.15.4協議

Zigbee被正式提出來是在2003年,它的出現是為了彌補藍牙通信協議的高復雜,功耗大,距離近,組網規模太小等缺陷。

名稱取自於蜜蜂,蜜蜂 (bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位信息,依靠這樣的方式構成了群體中的通信網路。

4、Thread /IEEE 802.15.4協議

Thread和ZigBee同屬802.15.4,但是針對802.15.4做了很大的改進。Thread是建立在IPv6的基礎之上的一個協議,無論在傳輸安全,還是系統可靠性上都做了非常棒的優化。它既可以承載高通海爾數十企業組物聯網盟AllSeen,也可以支持蘋果的Homekit智能家居平台。

5、Z-Wave協議

Z-Wave無線組網規格於2004年提出,由丹麥的晶元與軟體開發商Zensys主導,Z-wave聯盟推廣其應用。

Z-Wave工作頻率美國 908.42MHz、歐洲868.42MHz,採用無線網狀網路技術,因此任何節點都能直接或間接地和通信范圍內的其它臨近節點通信。

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