Беспроводной технологиями являются те, в которых в качестве среды передачи используется радиоэфир (воздух в свободном пространстве), в качестве носителя данных – радиоволны или световые сигналы, в качестве данных – дискретные цифровые сообщения.
В зависимости от радиуса действия (зоны покрытия) беспроводные технологии принято разделять на:
- Беспроводная персональная сеть (WPAN – wireless personal-area network)
- Беспроводная локальная сеть (WLAN – wireless local-area network)
- Беспроводная региональная сеть (WMAN – wireless metropolitan-area network)
- Беспроводная глобальная сеть (WWAN – wireless wide-area network)
Перейдем к рассмотрению схемы формирования, обработки, передачи и приема цифрового сигнала, обобщенно ее можно представить в следующем виде, см. рис 1.1.
Кратко рассмотрим назначение приведенных на рис. 1 функциональных составляющих блоков.
- Кодек – блок, осуществляющий кодирование битов данных, добавляя избыточность для того, чтобы указать на наличие (либо исправить) ошибки в последовательности данных, возникающей при передаче сигнала в радиоканале, тем самым повышая помехоустойчивость передаваемого сигнала. Избыточные биты, добавляемые к битам данных, позволяют приемнику:
- либо принять решение, что присланные передатчиком данные содержат ошибку и тогда приемник отклоняет эти данные и делает запрос на повторную передачу данных. В этом случае добавляемые избыточные биты принято называть контрольной суммой или контрольной последовательностью кадра (FCS – frame check sequence). Простейшая FCS – это суммирование по модулю 2 битов контролируемых данных. Так для последовательности данных в которой находится четное количество «1» контрольная сумма будет равной 0, а при четном количестве – будет равна 1.
- либо исправить одиночную ошибку, тогда повторная передача не требуется, что в свою очередь, увеличивает пропускную способность канала. В этом случае добавляемые избыточные биты принято называть прямой коррекцией ошибки (FEC – forward error correction). Следует учитывать, что FEC всегда содержит большую избыточность чем FCS. В беспроводных технологиях в качестве FEC обычно используются: Коды Хемминга, Блочные коды, Сверточные коды, Циклические коды.
- Перемежение – блок, осуществляющий процесс перестановки кодированной последовательности с целью возможности исправления пакетных (групповых) ошибок при приеме. В беспроводных технологиях этот процесс обычно осуществляется с помощью матрицы, в которую на входе биты данных записываются по столбцам, а на выходе считываются построчно. В результате два соседних бита на входе перемежителя будут разнесены на его выходе на N позиций (битов), где N – число столбцов в матрице.
- Мультиплексор – устройство, осуществляющее комплектование и перенос потока данных, передаваемых по нескольким логическим каналам, на один физический канал связи (радиоканал). Применительно к беспроводным физическим технологиям можно выделить следующие основные типы мультиплексирования:
- FDMA – frequency division multiplexing access;
- TDMA – time division multiplexing access;
- CDMA – code division multiplexing access;
- SDMA – space division multiplexing access;
- OFDMA – orthogonal FDMA
- CSMA/CD – контроль несущей с предотвращением коллизий
- Модулятор – устройство, осуществляющее процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного сигнала с несущей частотой 0 по закону двоичного цифрового информационного сигнала. Как правило, используются следующие виды модуляции:
- BPSK – binary phase shift keying;
- QPSK – quadrature phase shift keying;
- m-QAM – m-quadrature amplitude modulation.
- Радиоканал. В беспроводных технологиях для передачи информационного сигнала используются высокочастотные сигналы, в качестве которых выступают либо радиочастотные, либо световые сигналы (ИК-излучение или лазерное излучение).