无线局域网培训讲义

无线局域网培训讲义WLAN技术及产品培训课程（一）一无线通信简介1.1 标准媒介(medium)指的是信号或数据赖以生存或传播的介质。

在有线网络里信号是以电平信号或光脉冲的形式进行传播的，常见的媒介就称为有线媒介，例如3-5类双绞线或光纤。

在无线网络中数据传输的最大特点就是不需要线路支持，信号是以电磁波的形式在物质实体，空气或真空中传播。

我们现在谈的无线网络是狭义的，仅仅指无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)，无线局域网是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网络。

WIFI是wireless Lan的别称。

我们平时看到Wireless，WLAN，802.11或是wifi，很多时候他们都是指同一个东西，就是IEEE 802.11族所定义的用于无线局域网的系列标准及其应用。

实际上WLAN还包括其他几种规范的无线网络应用，例如蓝牙Bluetooth、HomeRF和红外IrDA，以及最新的UWB、Wimax等等。

1.2 IEEE 802.11IEEE 802.11族主要的应用包括IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n等。

1..2.1 802.11a提供的最高数据传输速率为54Mbps，工作在5GHz频段上。

802.11a和802.11b几乎是同一个时期被创建的。

由于802.11a的成本较高，所以它主要是被应用在商业领域，而802.11b则主要被用在家庭市场。

802.11a优点——具有较高的网络速率；信号不易被干扰。

802.11a缺点——成本较高；信号容易被障碍物阻隔。

1.2.2 802.11b标准支持最高11Mbps的数据传输速率。

工作2.4GHz在频段，采用直接序列扩频。

802.11b优点——成本低；信号辐射较好，不容易被阻隔。

802.11b缺点——带宽速率较低；信号容易受到干扰。

1.2.3 802.11g结合了802.11a和802.11b二者的优点，可以说是一种混合标准。

能实现在2.4GHz频率下提供56Mbit/s数据传输率。

802.11g优点——较高的网络速率；信号质量好，不容易被阻隔。

802.11g缺点——成本比802.11b高；电器设备可能会影响到2.4GHz频段信号。

1.2.4 802.11n标准是IEEE推出的最新标准。

802.11n通过采用智能天线技术，可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的 54Mbps、108Mbps，提供到300Mbps甚至是600Mbps。

得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的 MIMOOFDM技术，提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。

802.11n优点——具有最快的网络速率和最广的信号覆盖范围；信号干扰影响较小。

802.11n缺点——标准没有被正式确定；成本较高；使用多个信号，容易干扰附件的802.11b/g网络。

1.2.5 以下表格是802.11族主要标准的比较：二无线一些基本原理WLAN的整个电路系统包含了射频（RF＝radio frequency）及基带（BB=baseband）两部分主要电路。

无线的射频电路，是以I/Q基带信号为界，到天线之间的电路。

射频电路完成信号的接收，发射和频率变换。

射频电路的信号为连续的模拟信号。

而基带电路主要是数字信号。

1 调制和解调原理。

调制：把低频信号加工到高频信号上的过程。

例如把低频的I/Q信号调制到较高的发射负载波上。

解调：指把调制在高频信号中的低频信号取出的过程。

例如在接收中频信号中解调出I/Q低频信号。

1.1 模拟信号的调制解调方法1.1.1 AM用低频调制电压去控制高频载波信号的幅度的过程称为幅度调制(或调幅) ；幅度调制在频域上是将调制信号F搬移到了载频的两边，其实质是一种频率变换。

AM的解调称为检波。

其最常见的二极管包络线检波电路如图：1.1.2 调频FM, 高频载波的频率随调制信号幅度的增大而变化(增加)，其载波信号的幅度不变。

FM的解调称为鉴频。

鉴频的基本思路是，通过回路对调频波的载频产生适当的失谐而起鉴频作用。

将调频波送至LC谐振电路，产生失谐后的调频—调幅波，再用幅度检波器将中的调制信号检出。

回路鉴频器：1.1.3 脉宽调制(PWM)：用连续的低频调制信号去调制序列脉冲的脉宽。

1.2 数字信号的调制为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制。

传输数字信号时也有三种基本调制方式：幅度键控ASK，频移键控FSK和相移键控PSK，它们分别对应于用正弦波的幅度、频率和相位来传递数字基带信号。

以上三种调制技术所对应的波形比较如图：图ASK、FSK和PSK波形比较1.3 IQ信号。

IQ信号是射频和基带之间的连接信号。

I: in phase同相分量；Q:quadrature phase正交分量。

之所以称为IQ信号，是由于采用正交调制方式调制到射频上再发送－－即I路乘以载频的正弦，Q路乘以载频的余弦（pi/2相差），然后相加发送出去。

解调则是这个的反过程。

1.4 OFDM现有的宽带无线接入系统IEEE 802.11g/a/n、802.16d/e、802.20（标准正在制定当中）以OFDM/OFDMA技术为基础。

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多载波调制的一种。

FDM/FDMA（频分复用/多址）技术其实是传统的技术，将较宽的频带分成若干较窄的子带（子载波）进行并行发送是最朴素的实现宽带传输的方法。

但是为了避免各子载波之间的干扰，不得不在相邻的子载波之间保留较大的间隔（如图1（a）所示），这大大降低了频谱效率。

因此，频谱效率更高的TDM/TDMA （时分复用/多址）和CDM/CDMA技术成为了无线通信的核心传输技术。

但近几年，由于数字调制技术FFT（快速傅丽叶变换）的发展，使FDM技术有了革命性的变化。

FFT允许将FDM的各个子载波重叠排列，同时保持子载波之间的正交性（以避免子载波之间干扰）。

如图1（b）所示，部分重叠的子载波排列可以大大提高频谱效率，因为相同的带宽内可以容纳更多的子载波。

OFDM的优点有:频谱效率高, 频谱资源灵活分配, 实现MIMO技术较简单2 DSSS 直接序列展频技术直接序列扩频（DSSS），（Direct seqcuence spread spectrdm）是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解码，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。

它是一种数字调制方法，具体说，就是将信源与一定的PN码（伪噪声码）进行摸二加。

例如说在发射端将"1"用11000100110，而将"0"用00110010110去代替，这个过程就实现了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成"1"是00110010110就恢复成"0"，这就是解扩。

这样使得原来较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率,信源速率就被提高了11倍，同时也使处理增益达到10dB以上，从而有效地提高了整机倍噪比。

直扩通信速率可达11M，工作在在2.4GHZ。

IEEE802.11b就用到这个技术。

3 阻抗匹配3.1阻抗匹配（Impedance matching）的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。

匹配的概念，不仅仅在无线产品上面，在我们的交换机路由器上面也存在。

比如信号线串联的22R、33R电阻就是一个例子。

无线通信系统最主要的一个阻抗要求是50欧姆传输线，RF部分的芯片、滤波器等都是50欧姆输入输出阻抗的。

所以TX、RX信号都是要求匹配到50欧姆。

在处理RF系统的实际应用问题时，一般情况下需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、功率放大器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、LNA/VCO输出与混频器输入之间的匹配。

普通的LC匹配网络如图：带有带通滤波器（BPF）的匹配网络。

两个网络原理是一样的，但是相对LC 匹配电路，用BPF的匹配电路，调试更简单快捷。

要使信号源传送到负载的功率最大，信号源阻抗必须等于负载的共轭阻抗，即：R S + jX S = R L - jX L图. 表达式R S + jX S = R L - jX L的等效图在这个条件下，从信号源到负载传输的能量最大。

另外，为有效传输功率，满足这个条件可以避免能量从负载反射到信号源，尤其是在诸如视频传输、RF或微波网络的高频应用环境更是如此。

3.2 最大功率传输定理电路的最大功率传输定理：当有源二端网络的开路电压UOC和等效电阻Ri为常数时，若负载电阻RL与等效电阻Ri相等，负载能从电源获得最大功率。

一个有源二端网络的等效电路RL=Ri 是负载获得最大功率的条件，也称为功率匹配。

在功率匹配时，负载获得的最大功率为：负载获得最大功率时，功率的传输效率为提问：效率为50％，是否浪费？在测量、电子与信息工程中，常常着眼于从微弱信号中获得最大功率，而不看重效率的高低。

但是电力系统要求尽可能提高效率，以便更充分的利用能源，不能采用功率匹配条件。

3.3 阻抗匹配的方法：在高频端，寄生元件(比如连线上的电感、板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的、不可预知的影响。

频率在数十兆赫兹以上时，理论计算和仿真已经远远不能满足要求，为了得到适当的最终结果，还必须考虑在实验室中进行的RF 测试、并进行适当调谐。

需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。

常用的方法有：计算机仿真，根据经验调试和使用史密斯圆图等。

其调试方法在此暂不讨论。

三 产品整体介绍我司无线产品包括MINI-PCI,PCI-E,USB,和模块类，以及无线路由器/AP 。

以N S b ab U U + + -- R RI I R U + - (b ) (a )R U P i OCmax L 42=()%R R I R I iL L 5022=+=ηRALINK方案为主简单介绍下。

以RT2571方案PCI-E为例3.1 主芯片RT2571W3.1.1 MAC and Baseband processor 3.1.2 HOST USB1.1/USB2.03.1.3 Block Diagram：3.2 TRANSCEIVERTransceiver在射频领域成为无线电收发器，它既有发射机transmitter，也有接收机receiver。