Wi-Fi, czyli Wireless Fidelity, wykorzystuje różne schematy modulacji do bezprzewodowego przesyłania danych pomiędzy urządzeniami i punktami dostępowymi. Te schematy modulacji określają, w jaki sposób dane cyfrowe są przekształcane w fale radiowe w celu transmisji i w jaki sposób odbiornik dekoduje te fale radiowe z powrotem w dane cyfrowe. Standardy Wi-Fi, takie jak te zdefiniowane przez Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE), ewoluowały z biegiem czasu, co doprowadziło do przyjęcia różnych schematów modulacji. Przyjrzyjmy się niektórym schematom modulacji powszechnie stosowanym w Wi-Fi:
1.802.11b:
- Schemat modulacji: Kluczowanie kodu uzupełniającego (CCK):
- 802.11b, jeden z wczesnych standardów Wi-Fi, wykorzystuje kluczowanie kodu uzupełniającego (CCK) jako schemat modulacji. CCK wykorzystuje modulację fazy i kwadraturową modulację amplitudy do kodowania danych. Umożliwia transmisję danych z szybkością do 11 Mbps.
2.802.11a:
- Schematy modulacji: Kwadraturowa modulacja amplitudy (QAM):
- Standard 802.11a wykorzystuje multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM) jako podstawowy schemat modulacji. OFDM dzieli dostępne widmo częstotliwości na wiele podnośnych, a do kodowania danych na każdej podnośnej używana jest kwadraturowa modulacja amplitudy (QAM). QAM to połączenie modulacji amplitudy i fazy.
3.802.11g:
- Schematy modulacji: OFDM i CCK:
- Podobnie jak 802.11a, 802.11g wykorzystuje multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM) w celu uzyskania wyższych szybkości transmisji danych. Jednakże obsługuje także kluczowanie kodu uzupełniającego (CCK), aby zapewnić kompatybilność wsteczną z urządzeniami 802.11b. Dzięki temu standard 802.11g może działać w paśmie częstotliwości 2,4 GHz.
4.802.11n:
- Schematy modulacji: Wiele wejść, wiele wyjść (MIMO) z OFDM:
- W standardzie 802.11n wprowadzono technologię MIMO, która polega na wykorzystaniu wielu anten zarówno dla nadajnika, jak i odbiornika. MIMO w połączeniu z multipleksowaniem z podziałem częstotliwości ortogonalnych (OFDM) umożliwia wyższe szybkości transmisji danych i większą niezawodność poprzez jednoczesną transmisję wielu strumieni przestrzennych.
- Multipleksowanie przestrzenne i różnorodność:
- Systemy MIMO w standardzie 802.11n obsługują multipleksowanie przestrzenne, podczas którego przesyłanych jest jednocześnie wiele strumieni danych. Ponadto stosowane są techniki różnorodności w celu poprawy odbioru sygnału w trudnych warunkach radiowych.
5.802.11ac:
- Schematy modulacji: Zaawansowane MIMO i QAM:
- Standard 802.11ac opiera się na technologii MIMO wprowadzonej w standardzie 802.11n i wprowadza jeszcze bardziej zaawansowane konfiguracje MIMO. Zawiera także schematy kwadraturowej modulacji amplitudy (QAM) wyższego rzędu, takie jak 256-QAM, w celu osiągnięcia wyższych szybkości transmisji danych.
- Szersze kanały:
- Standard 802.11ac obsługuje szerszą przepustowość kanałów w porównaniu do poprzednich standardów. Pozwala to na zwiększenie szybkości transmisji danych poprzez równoległą transmisję większej ilości danych.
6.802.11ax (Wi-Fi 6):
- Schematy modulacji: Wielodostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA) i podstawowy zestaw usług (BSS) Kolorowanie:
- Standard 802.11ax wprowadza nowe schematy modulacji, w tym wielokrotny dostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA). OFDMA pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie kanału poprzez podzielenie widma częstotliwości na mniejsze podkanały, z których każdy obsługuje jednocześnie innego użytkownika lub urządzenie.
- Kolorystyka BSS:
- Kolorowanie BSS to technika stosowana w standardzie 802.11ax, która pomaga ograniczyć zakłócenia w scenariuszach gęstego wdrożenia. Przypisuje różne kolory transmisjom z różnych podstawowych zestawów usług, redukując zakłócenia międzykanałowe.
7.802.11ay:
- Schematy modulacji: pasma wysokich częstotliwości i większe przepustowości kanałów:
- Standard 802.11ay jest przeznaczony do pracy w pasmach częstotliwości fal milimetrowych (60 GHz). Obsługuje szersze pasma kanałów i wykorzystuje zaawansowane schematy modulacji, aby osiągnąć wielogigabitowe szybkości transmisji danych.
- Komunikacja kierunkowa:
- Standard 802.11ay wprowadza ulepszenia w komunikacji kierunkowej, umożliwiając bardziej skoncentrowaną i wydajną transmisję danych między urządzeniami.
Podsumowując, schematy modulacji Wi-Fi ewoluowały w zależności od różnych standardów, aby obsługiwać wyższe szybkości transmisji danych, lepszą niezawodność i bardziej efektywne wykorzystanie dostępnego widma. Wybór schematu modulacji zależy od takich czynników, jak używany standard Wi-Fi, pasmo częstotliwości i specyficzne wymagania środowiska komunikacji bezprzewodowej.