WIFI和BT技术浅析95页PPT课件.ppt
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1、v 1 WIFI BT简介v 2 WIFI基本原理简介v 3 WIFI相关射频测试指标介绍v 4 BT基本原理介绍v 5 BT相关射频测试指标介绍v 6 WIFI BT相关问题探讨1 WIFI BT简介简介vWIFI 全称Wireless Fidelity(无线保真),属于在办公室和家庭中应用的一种短距离无线通信技术,是一个基于IEEE 80211系列标准的无线网路通信技术的品牌。 它具有通信距离长(相比蓝牙)、数据传输速率高等优势,无线通信的特点使得WIFI非常适合移动办公用户的使用。WIFI通信遵守的是802.11系列协议v蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括
2、移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。2 WIFI基本原理简介基本原理简介802.11ac与与802.11adv 802.11ac作为11n的延续,将沿用802.11n的MIMO(多进多出)技术,为
3、它的传输速率达到Gbps量级打下基础,第一阶段的目标达到的传输速率为1Gbps,目的是达到有线电缆的传输速率. 802.11ac每个通道的工作频宽将由802.11n的40MHz,提升到80MHz甚至是160MHz,再加上大约10%的实际频率调制效 率提升,最终理论传输速度将由802.11n最高的600Mbps跃升至1Gbps 。v 802.11ad的出现针对的是多路高清视频和无损音频超过1Gbps的码率的要求,它将被用于实现家庭内部无线高清音视频信号的传输,为家庭多媒体应用带来更完备的高清视频解决方案 。工作频率在60GHz。通过对MIMO技术的支持,在实现多路传输的基础上,将使单一信道传输速
4、率过1GHz,目前802.11ad草案中显示的资料表明其将支持近7GHz的吞吐量。 (1)直序列扩频调制技术(DSSS:Direct Sequence Spread Spectrum)IEEE802.11 WLAN的关键技术:(2)正交频分复用技术(OFDM:Orthogonal Frequency Division Mustiplexing )IDFT或IFFT插入保护间隔并串变换OFDM数模变换多径信道),( th串行并行变换DFT或FFT去除保护间隔串并变换OFDM反模数变换并行串行变换 nS nx)(tx)(tr nr nR)(tcNv (3)MIMO(Multiple In, Mul
5、tiple Out)u小结:802.11协议的演进过程本质上是调制技术的演进过程,用户感受到的直观效果是数据传输速率翻倍提高。当然,数据传输速率提高的代价是对发射信号的调制精度要求的增加,特别是802.11n协议,所采用技术上的复杂性使得对器件校准、一致性以及器件性能方面的要求更加严格。)v (为保证能与802.11b设备在空间和频段上共同使用的兼容性,802.11g在系统工作时使用与802.11b相同格式的头文件通知相邻11b设备“我要发送数据”,这样周围的11b设备就会“保持安静”而不对设备的发射信号造成干扰。并且11g使用的调制方式与11b不同,邻近的11b设备不会接受信息数据,从而实现
6、了两种不同标准的系统互不干扰地共享同一频段资源。)v 手机连接到热点,连接速率机制:v EACK协议中,我们提议让MPDU的MAC头以基本速率发送,而MSDU以高速率发送,这样节点发现目远端的节点(或者信道较差的节点)可能解码低速MAC头,从而获得源地址和目的地址。如果接收的地址正是自己,即使接收节点不能对高速的MSDU解码,也可以发送一个修正的ACK帧给源节点。而且,类似于RBAR协议,接收节点可以基于收到的数据帧的SNR计算合适的发送速率,并利用ACK帧告知发送方。如果源节点接收到ACK帧,获知MSDU不能被解码,那么可以以合适的速率重新发送数据帧,而不必增加竞争窗口。如果接收节点连PLC
7、P头和MAC头也不能解码,则假设数据由于碰撞遭到损坏.帧结构帧结构802.11 mac 帧格式帧格式v 针对帧的不同功能,可将802.11中的MAC帧细分为以下3类:v v 1)控制帧:用于竞争期间的握手通信和正向确认、结束非竞争期等;v v 2)管理帧:主要用于STA与AP之间协商、关系的控制,如关联、认证、同步等;v v 3)数据帧:用于在竞争期和非竞争期传输数据。802.11 帧格式帧格式数据帧数据帧控制帧控制帧RTS 帧CTS 帧ACK 帧PS-POLL 帧请求发送请求发送 - RTS0001101100001000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFro
8、m DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFCSAddress1Address2FramecontrolDuration/ID802.11请求发送帧清除发送清除发送 -CTS0001110000000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFrom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFCSAddress1FramecontrolDuration/ID802.11清除发送帧管理帧管理帧-Management Frames 管理 Beacon
9、 Probe request Probe response Authentication Association Request Association Response Reassociation Request Reassociation Response Disassociation Deauthentication ATIMMMPDUBeacon 0000100000000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFrom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFrame bodyFCSAddre
10、ss1Address2Address3FramecontrolDuration/IDSequence Control 802.11 Beacon管理帧探测请求探测请求(Probe Request )0000010000000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFrom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFrame bodyFCSAddress1Address2Address3FramecontrolDuration/IDSequence Control 802.11探测请求管理帧连接响应帧连接响
11、应帧 -Association Response 0000000100000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFrom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFrame bodyFCSAddress1Address2Address3FramecontrolDuration/IDSequence Control 802.11连接响应帧重连接请求帧重连接请求帧 -Reassociation Request0000001000000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSF
12、rom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFrame bodyFCSAddress1Address2Address3FramecontrolDuration/IDSequence Control 802.11重连接请求帧重连接响应帧重连接响应帧 -Reassociation Response0000001100000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFrom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFrame bodyFCSAddre
13、ss1Address2Address3FramecontrolDuration/IDSequence Control 802.11重连接响应帧解除连接帧解除连接帧 -Disassociation0000101000000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFrom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFrame bodyFCSAddress1Address2Address3FramecontrolDuration/IDSequence Control 802.11解除连接帧解除认证帧解除认证帧 -
14、Deauthentication0000110000000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFrom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataProt FrameOrderFrame bodyFCSAddress1Address2Address3FramecontrolDuration/IDSequence Control 802.11解除认证帧ATIM0000100100000000ProtocolversionTypeSub TypeTo DSFrom DSMore FragRetryPower MgMTMore DataP
15、rot FrameOrderFCSAddress1Address2Address3FramecontrolDuration/IDSequence Control 802.11ATIM帧ATIM:Announcement Traffic Indication Message ATIM仅在ATIM窗口期间传送,ATIM没有负载v 单台N4010A仪表针对发射机性能可提供的测试项目: 1、对于802.11b(DSSS)模式 发射功率:仪表测量出WLAN发射信号的强度 不同国家对最大功率的限值要求不同,如美国是30dBm,欧洲是20dBm,而日本是10dBm。我国入网规范的要求是: 等效全向辐射功率应
16、满足 天线增益小于10 dBi时:不大于100 mW或不大于20 dBm。 天线增益不小于10 dBi时:不大于500 mW或不大于27 dBm。v 3 WIFI相关射频测试指标介绍v 发射频谱掩模v 发射频谱分布N4010A提供的频谱显示,等同于使用频谱分析仪查看信号频谱,入网规范中对此并无要求。v 发射加电与掉电坡度规范中要求对于DSSS和CCK方式,从最大功率的10%上升到90%的发射加电坡度应不大于2s。v RF载波抑制规范中要求对于DSSS和CCK方式,在信道中心频率处测量的RF载波抑制应比功率谱峰值至15dB。v 发射中心频率容限入网规范要求对于DSSS和CCK方式,发射中心频率容
17、限应小于 。-61020v 发射调制精度规范中要求对于DSSS和CCK方式,最差情况的向量误差幅度不应超过归一化采样码片数据的0.35。v 功率时间关系 该项目为安捷伦提供的测试项,反映发射功率随时间的变化情况,规范中对此没有要求。vI/Q信号波形仪表从发射信号中提取的I/Q信息,不属于射频指标的内容。v 综合指标指示该窗口将多种测试结果集合到一起显示,包括了EVM、频率偏移、数据速率、调制方式、码片时钟频率误差等指标。规范要求对于DSSS和CCK方式码片时钟频率容限小于20ppm 。 2、对于802.11g(OFDM)模式v 发射频谱掩模v 发射频谱分布v 发射机中心频率泄漏规范中要求对于O
18、FDM、DSSS-OFDM方式,发射机心频率分量的能量与发射总功率相比不超过-15 dB。v 发射中心频率容限入网规范要求对于DSSS和CCK方式,发射中心频率容限应小于25ppm。v发射机星座图差错规范要求对于OFDM、DSSS-OFDM方式,在OFDM子载波、OFDM帧和分组上取平均后的相对星座RMS差错应不超过下表的限值。v发射机频谱平坦度规范要求对于OFDM、DSSS-OFDM方式,在谱线-16-1和+1+16中,每条谱线的星座图的平均能量与它们的总平均能量相比不超过2dB。在谱线-26-17和+17+26中,每条谱线的星座图的平均能量与谱线-16-1和+1+16的平均能量相比不超过+
19、2/-4dB。v 功率时间关系 vI/Q信号波形v 综合指标指示该窗口将多种测试结果集合到一起显示,包括了EVM、频率偏移、数据速率、调制方式、符号时钟频率误差等指标。规范要求对于OFDM和DSSS-OFDM方式符号时钟频率容限小于25ppm 。v 以上基于N4010A介绍了下WLAN发射指标。v 规范中对于接收机的指标要求包括:1 最小输入电平2 最大输入电平3 相邻信道抑制 附上行业指标要求和入库指标要求入网入库入网入库WIFI射频测试项射频测试项v 无委测试主要测试2412 2472高低信道的TX指标v 泰尔测试主要关注2412 2472高低信道的54M 11M接收灵敏度v 移动入库测试
20、项:Tx关注11M 54M的发射指标RX关注11b 11g各个速率下最大接收电平、最小接收电平、邻信道抑制、吞吐量4 BT基本原理介绍基本原理介绍蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速
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