wifi和bt技术浅析.ppt
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1、WIFI BT技术浅析,海信移动技术,2013/02/25,1 WIFI BT简介2 WIFI基本原理简介3 WIFI相关射频测试指标介绍4 BT基本原理介绍5 BT相关射频测试指标介绍6 WIFI BT相关问题探讨,1 WIFI BT简介,WIFI 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系列协议蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般1
2、0m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,802.11ac与802.11ad,802.11ac作为11n的延续,将沿用802.11n的MIMO(
3、多进多出)技术,为它的传输速率达到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。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
4、道传输速率过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),(3)MIMO(Multiple In,Multiple Out),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
5、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。),(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,从而实现了两种不同标准的系统互不干扰地共享同一频段资源。)手机连接到热点,连接速率机制: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
6、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PLCP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,802.11 mac 帧格式,针对帧的不同功能,可将802.11中的MAC帧细分为以下3类:1)控制帧:用于竞争期间的握手通信和正向确认、结
7、束非竞争期等;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;3)数据帧:用于在竞争期和非竞争期传输数据。,802.11 帧格式,数据帧,控制帧,RTS 帧,CTS 帧,ACK 帧,PS-POLL 帧,请求发送-RTS,清除发送-CTS,管理帧-Management Frames,管理BeaconProbe requestProbe responseAuthenticationAssociation RequestAssociation ResponseReassociation RequestReassociation ResponseDisassociation
8、DeauthenticationATIM,M,M,P,D,U,Beacon,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,Protocolversion,Type,Sub Type,To DS,From DS,More Frag,Retry,Power MgMT,More Data,Prot Frame,Order,Frame body,FCS,Address1,Address2,Address3,Framecontrol,Duration/ID,Sequence Control,802.11 Beacon管理帧,探测请求(Probe Request),连接响应帧-Assoc
9、iation Response,重连接请求帧-Reassociation Request,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,Protocolversion,Type,Sub Type,To DS,From DS,More Frag,Retry,Power MgMT,More Data,Prot Frame,Order,Frame body,FCS,Address1,Address2,Address3,Framecontrol,Duration/ID,Sequence Control,802.11重连接请求帧,重连接响应帧-Reassociation Respons
10、e,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,Protocolversion,Type,Sub Type,To DS,From DS,More Frag,Retry,Power MgMT,More Data,Prot Frame,Order,Frame body,FCS,Address1,Address2,Address3,Framecontrol,Duration/ID,Sequence Control,802.11重连接响应帧,解除连接帧-Disassociation,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,Protocolversion,Ty
11、pe,Sub Type,To DS,From DS,More Frag,Retry,Power MgMT,More Data,Prot Frame,Order,Frame body,FCS,Address1,Address2,Address3,Framecontrol,Duration/ID,Sequence Control,802.11解除连接帧,解除认证帧-Deauthentication,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,Protocolversion,Type,Sub Type,To DS,From DS,More Frag,Retry,Power MgM
12、T,More Data,Prot Frame,Order,Frame body,FCS,Address1,Address2,Address3,Framecontrol,Duration/ID,Sequence Control,802.11解除认证帧,ATIM,ATIM:Announcement Traffic Indication Message,ATIM仅在ATIM窗口期间传送,ATIM没有负载,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2
13、0dBm,而日本是10dBm。我国入网规范的要求是:等效全向辐射功率应满足 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。,3 WIFI相关射频测试指标介绍,发射频谱掩模,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。,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。,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。,发射中
14、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。,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。,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。,I/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。,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)模式发射频谱掩模,发射频谱
15、分布,发射机中心频率泄漏,规范中要求对于OFDM、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。,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。,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。,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
16、线-16-1和+1+16的平均能量相比不超过+2/-4dB。,功率时间关系,I/Q信号波形,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。,以上基于N4010A介绍了下WLAN发射指标。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WIFI射频测试项,无委测试主要测试2412 2472高低信道的TX指标泰尔测试主要关注2412 2472高低信道的54M 11M接收灵敏度移动
17、入库测试项: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,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
18、率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。,蓝牙标准的发展,V1.1(1998年):为最早期版本,传输率约在748810kb/s,因是早期设计,容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。V1.2:748810kb/s 的传输率,增加了(改善 Software)抗干扰跳频功能。V2.1(2004年):改善了装置配对流程,短距离的配对方面,具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC(Near Field CoMMunication)机制。具备更佳的省电效果。V3.0(2009年):核心是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP),这是一种全新的交替
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