Wi-Fi oder Wireless Fidelity nutzt verschiedene Modulationsschemata, um Daten drahtlos zwischen Geräten und Zugangspunkten zu übertragen. Diese Modulationsschemata bestimmen, wie digitale Daten zur Übertragung in Radiowellen umgewandelt werden und wie der Empfänger diese Radiowellen wieder in digitale Daten dekodiert. Wi-Fi-Standards, wie sie beispielsweise vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) definiert wurden, haben sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt und zur Einführung verschiedener Modulationsschemata geführt. Lassen Sie uns einige der in Wi-Fi häufig verwendeten Modulationsschemata untersuchen:
1. 802.11b:
- Modulationsschema: Complementary Code Keying (CCK):
- 802.11b, einer der frühen Wi-Fi-Standards, verwendet Complementary Code Keying (CCK) als Modulationsschema. CCK verwendet Phasenmodulation und Quadraturamplitudenmodulation, um Daten zu kodieren. Es ermöglicht Datenraten von bis zu 11 Mbit/s.
2. 802.11a:
- Modulationsschemata: Quadratur-Amplitudenmodulation (QAM):
- 802.11a verwendet Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) als zugrunde liegendes Modulationsschema. OFDM unterteilt das verfügbare Frequenzspektrum in mehrere Unterträger, und Quadratur-Amplitudenmodulation (QAM) wird verwendet, um Daten auf jedem Unterträger zu kodieren. QAM ist eine Kombination aus Amplituden- und Phasenmodulation.
3. 802.11g:
- Modulationsschemata: OFDM und CCK:
- Ähnlich wie 802.11a nutzt 802.11g Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) für höhere Datenraten. Es unterstützt jedoch auch Complementary Code Keying (CCK), um die Abwärtskompatibilität mit 802.11b-Geräten sicherzustellen. Dadurch kann 802.11g im 2,4-GHz-Frequenzband betrieben werden.
4. 802.11n:
- Modulationsschemata: Multiple Input Multiple Output (MIMO) mit OFDM:
- 802.11n führt die MIMO-Technologie (Multiple Input Multiple Output) ein, bei der mehrere Antennen sowohl für den Sender als auch für den Empfänger verwendet werden. MIMO ermöglicht in Kombination mit Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) höhere Datenraten und eine verbesserte Zuverlässigkeit durch die gleichzeitige Übertragung mehrerer räumlicher Streams.
- Räumliches Multiplexing und Diversität:
- MIMO-Systeme in 802.11n unterstützen räumliches Multiplexing, bei dem mehrere Datenströme gleichzeitig übertragen werden. Darüber hinaus werden Diversity-Techniken eingesetzt, um den Signalempfang in anspruchsvollen Funkumgebungen zu verbessern.
5. 802.11ac:
- Modulationsschemata: Erweitertes MIMO und QAM:
- 802.11ac baut auf der in 802.11n eingeführten MIMO-Technologie auf und führt noch fortschrittlichere MIMO-Konfigurationen ein. Es umfasst auch QAM-Schemata (Quadrature Amplitude Modulation) höherer Ordnung, wie z. B. 256-QAM, um höhere Datenraten zu erreichen.
- Breitere Kanäle:
- 802.11ac unterstützt im Vergleich zu früheren Standards größere Kanalbandbreiten. Dies ermöglicht höhere Datenraten durch die parallele Übertragung von mehr Daten.
6. 802.11ax (Wi-Fi 6):
- Modulationsschemata: OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) und BSS-Färbung (Basic Service Set):
- 802.11ax führt neue Modulationsschemata ein, darunter OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). OFDMA ermöglicht eine effizientere Kanalnutzung durch die Aufteilung des Frequenzspektrums in kleinere Unterkanäle, die jeweils einen anderen Benutzer oder ein anderes Gerät gleichzeitig bedienen.
- BSS-Färbung:
- BSS Coloring ist eine Technik in 802.11ax, die dabei hilft, Störungen in dichten Bereitstellungsszenarien zu mindern. Es weist Übertragungen von verschiedenen Basisdienstsätzen unterschiedliche Farben zu und reduziert so Gleichkanalstörungen.
7. 802.11ay:
- Modulationsschemata: Hochfrequenzbänder und größere Kanalbandbreiten:
- 802.11ay ist für den Betrieb im Millimeterwellen-Frequenzband (60 GHz) ausgelegt. Es unterstützt größere Kanalbandbreiten und nutzt fortschrittliche Modulationsschemata, um Datenraten im Multi-Gigabit-Bereich zu erreichen.
- Richtungskommunikation:
- 802.11ay führt Verbesserungen in der Richtungskommunikation ein und ermöglicht eine gezieltere und effizientere Datenübertragung zwischen Geräten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich Wi-Fi-Modulationsschemata über verschiedene Standards hinweg entwickelt haben, um höhere Datenraten, verbesserte Zuverlässigkeit und eine effizientere Nutzung des verfügbaren Spektrums zu unterstützen. Die Wahl des Modulationsschemas hängt von Faktoren wie dem verwendeten Wi-Fi-Standard, dem Frequenzband und den spezifischen Anforderungen der drahtlosen Kommunikationsumgebung ab.