無線局域網絡存取技術

2019-11-05 03:07:49

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供稿：網友

　　目前廠商在設計無線局域網絡產品時，有相當多種存取設計方式，大致可分為三大類：窄頻微波(Narrowband Microwave)技術、展頻(SPRead Spectrum)技術、及紅外線(Infrared)技術，每種技術皆有其優缺點、限制、及比較，接下來是這些技術方法的具體探討。
　　
　　展頻技術
　　
　　展頻技術的無線局域網絡產品是依據FCC(Federal Communications Committee；美國聯邦通訊委員會)規定的ISM(Industrial Scientific, and Medical)，頻率范圍開放在902M~928MHz及2.4G~2.484GHz兩個頻段，所以并沒有所謂使用授權的限制。展頻技術主要又分為「跳頻技術」及「直接序列」兩種方式。而此兩種技術是在第二次世界大戰中軍隊所使用的技術，其目的是希望在惡劣的戰爭環境中，依然能保持通信信號的穩定性及保密性。
　　
　　一、跳頻技術 (FHSS)
　　
　　跳頻技術 (Frequency-Hopping Spread Spectrum； FHSS)在同步、且同時的情況下，接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號，對于一個非特定的接受器，FHSS所產生的跳動訊號對它而言，也只算是脈沖噪聲。FHSS所展開的訊號可依非凡設計來規避噪聲或One-to-Many的非重復的頻道，并且這些跳頻訊號必須遵守FCC的要求，使用75個以上的跳頻訊號、且跳頻至下一個頻率的最大時間間隔(Dwell Time)為400ms。
　　
　　二、直接序列展頻技術 (DSSS)
　　
　　直接序列展頻技術 (Direct Sequence Spread Spectrum； DSSS)是將原來的訊號「1」或「0」，利用10個以上的chips來代表「1」或「0」位，使得原來較高功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率。而每個bit使用多少個chips稱做Spreading chips，一個較高的Spreading chips可以增加抗噪聲干擾，而一個較低Spreading Ration可以增加用戶的使用人數。
　　
　　基本上，在DSSS的Spreading Ration是相當少的，例如在幾乎所有2.4GHz的無線局域網絡產品所使用的Spreading Ration皆少于20。而在IEEE802.11的標準內，其Spreading Ration大約在100左右。
　　
　　三、 FHSS VS DSSS調變差異
　　
　　無線局域網絡在性能和能力上的差異，主要是取決于所采用的是FHSS還是DSSS來實現、以及所采用的調變方式。然而，調變方式的選擇并不完全是隨意的，像FHSS并不強求某種特定的調變方式，而且，大部分既有的FHSS都是使用某些不同形式的GFSK，但是，IEEE 802.11草案規定要使用GFSK。至于DSSS則過使用可變相位調變 (如：PSK、QPSK、DQPSK)，可以得到最高的可靠性以及表現高數據速率性能。
　　
　　在抗噪聲能力卜方面，采用QPSK調變方式的DSSS與采用FSK調變方式的FHSS相比，可以發現這兩種不同技術的無線局域網絡各自擁有的優勢。FHSS系統之所以選用FSK調變方式的原因是因為FHSS和FSK內在架構的簡單性，FSK無線訊號可使用非線性功率放大器，但這卻犧牲了作用范圍和抗噪聲能力。而DSSS系統需要稍為貴一些的線性放大器，但卻可以獲得更多的回饋。
　　
　　四、 DSSS VS FHSS之優劣
　　
　　截至目前，若以現有的產品參數詳加比較，可以看出DSSS技術在需要最佳可靠性的應用中具有較佳的優勢，而FHSS技術在需要低成本的應用中較占優勢。雖然我們可以在網際網絡內看到各家廠商各說各話，但真正需要注重的是廠商在DSSS和FHSS展頻技術的選擇，必須要審慎端視產品在市場的定位而定，因為它可以解決無線局域網絡的傳輸能力及特性，包括：抗干擾能力、使用距離范圍、頻寬大小、及傳輸資料的大小。
　　
　　一般而言，DSSS由于采用全頻帶傳送資料，速度較快，未來可開發出更高傳輸頻率的潛力也較大。DSSS技術適用于固定環境中、或對傳輸品質要求較高的應用，因此，無線廠房、無線醫院、網絡社區、分校連網等應用，大都采用DSSS無線技術產品。FHSS則大都使用于需快速移動的端點，如行動電話在無線傳輸技術部分即是采用FHSS技術；且因FHSS傳輸范圍較小，所以往往在相同的傳輸環境下，所需要的FHSS技術設備要比DSSS技術設備多，在整體價格上，可能也會比較高。以目前企業需求來說，高速移動端點應用較少，而大多較注重傳輸速率、及傳輸的穩定性，所以未來無線網絡產品發展應會以DSSS技術為主流。
　　
　　消費者選購無線局域網絡時需要非凡注重下列的特性，以決定自己合適的產品，包括：
　　
　　◎ 涵蓋范圍；
　　
　　◎ 傳輸率；
　　
　　◎ 受Multipath影響程度；
　　
　　◎ 提供資料整合程度；
　　
　　◎ 和有線的基礎設施之間的互操性；
　　
　　◎ 和其它無線的基礎設施之間的互操性；
　　
　　◎ 抗干擾程度；
　　
　　◎ 簡單、易操作；
　　
　　◎ 保密能力；
　　
　　◎ 低成本；
　　
　　◎ 電流消耗情況。

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