Что значит беспроводная сеть: как настроить подключение на ноутбуке с Windows

Что такое беспроводная передача данных?

Ответить на этот вопрос просто: БПД – это перенос информации от одного устройства к другому, которые находятся на определенном расстоянии, без участия проводного подключения.

Технология передачи голосовой информации по радиоканалу стала применяться еще в конце XIX в. С тех пор появилось большое количество радиокоммуникационных систем, которые стали использовать при производстве оборудования для дома, офиса или предприятий.

Существует несколько способов синхронизации устройств для осуществления передачи данных. Каждый из них используется в определенной области и обладает индивидуальными свойствами. Беспроводные сети передачи данных отличаются своими характеристиками, поэтому минимальное и максимальное расстояние между устройствами, в зависимости от вида технологии передачи информации, будет различно.

Для синхронизации устройств по радиоканалу устанавливаются специальные адаптеры, которые способны отправлять и получать информацию. Здесь речь может идти как о небольшом модуле, который встраивается в смартфон, так и об орбитальном спутнике. Приемником и передатчиком могут быть разные виды устройств.

Что такое беспроводное соединение

Технология беспроводной связи подразумевает собой передачу данных между устройствами, при которой исключается наличие проводов. При этом расстояние между ними в зависимости от вида соединения может быть от нескольких сантиметров до десятков километров.

Беспроводные технологии используются в разных сферах жизни человека:

  • мобильный Интернет;
  • подключение компьютеров к Интернету;
  • дистанционное управление механизмами в промышленности.

Есть вайфай — что это значит

Если на дверях кафе, в парке или в клубе вы увидели значок «Есть Wi-Fi», то это значит, что на территории работает мощные роутер, к которому через смартфон, планшет или ноутбук могут подключиться все желающие. Для этого надо открыть настройки телефона или другого устройства, кликнуть на «подключения к сетям Wi-Fi», выбрать нужную из списка доступных сетей. И можно пользоваться.

Обычно в названии публичной сети стоит слово «free» и/или название места, которое предоставляет точку доступа. На значке сети нет замочка. Подключиться к ней можно без пароля.

К общественному Wi-Fi можно подключаться полностью бесплатно или на определенных условиях, например, просмотр рекламы, подписка на группы в социальных сетях. Так как публичные сети Wi-Fi (их еще называют хот-споты) находятся в многолюдных местах, то скорость передачи данных там невысока и может колебаться в зависимости от людского потока.

общественный вайфай
Photo by John Moore/Getty Images

Такая точка доступа не защищена паролем, поэтому теоретически злоумышленник может ее взломать и  получить доступ к любому устройству, находящемуся в сети.

Что это такое: суть технологии

Wi-Fi – это технология беспроводной передачи данных в рамках локальной сети, осуществляемой устройствами на основе стандарта IEEE 802.11. Это официальное определение Wi-Fi.

Простыми словами, «для чайников» — это технология передачи данных без проводов, по воздуху, с помощью невидимых радиоволн. «Родственники» вайфай — сотовая связь, Bluetooth, радио. До появления этой технологии к интернету можно было подключиться только по проводам, через кабель.

Кстати, технология была придумана в 1991 году. Первая локальная вайфай-сеть связывала между собой кассовые аппараты.

Принцип работы следующий:

  1. Проводится интернет-кабель.
  2. Кабель подключается к роутеру, с помощью которого создается локальная сеть. Без него пользоваться вайфай невозможно.
  3. К роутеру по беспроводной сети подключаются различные устройства: ноутбуки, смартфоны, телевизоры и т.д. Создается локальная сеть с выходом в интернет.

Вайфай не равен интернету. Технология создает локальную сеть, в которой разные устройства (ноутбуки, принтеры, смартфоны) могут обмениваться данными без выхода во Всемирную сеть. При подключении к провайдеру (через роутер, модем, точку доступа) устройства этой сети получают доступ в интернет.

Подключиться к Wi-Fi можно только при условии, если сетевая карта устройства (ноутбука, смартфона, компьютера и т.д.) поддерживает беспроводное подключение. У мобильных устройств и ноутбуков с этим проблем нет, а вот компьютеры не всегда комплектуются поддержкой Wi-Fi, следовательно, могут подключиться к локальной сети роутера только по проводам LAN.

Отсюда вывод: Wi-Fi сеть – это локальная сеть из устройств, подключенных по беспроводной технологии к маршрутизатору, который и обеспечивает для них выход в интернет. Количество подключаемых устройств ограничивается техническими параметрами роутера.

Например, у вас не получится подключиться к Wi-Fi, если устройство находится за пределами области покрытия роутера. Если к сети вайфай подключено много устройств, которые одновременно используются, то они могут начать конфликтовать между собой. Это приведет к снижению скорости и стабильности подключения.

Сейчас существует несколько разновидностей Wi-Fi сетей. Если на роутере стоит соответствующий логотип, значит он прошел сертификацию в Wi-Fi Alliance. Альянс проверяет работоспособности беспроводной сети на маршрутизаторе на соответствие своим требованиям, которые представляют международный стандарт беспроводных сетей интернет-передачи. Сертификация проводится по стандарту IEEE 802.11.

В технических характеристиках роутера может стоять IEEE 802.11n или другой стандарт. Буква или буквы на конце определяют поколение, к которому принадлежит этот Wi-Fi.

Вред излучения: правда или миф

Да, эта технология использует радиодиапазон. Но распространенное представление про вред Wi-Fi в большей степени является мифом. От того же мобильника (с выключенным интернетом) излучение намного сильнее. Излучение от маршрутизаторов не способно вызвать серьезных изменений в теле человека. Исключения могут составлять замкнутые пространства, где находится много одновременно работающих роутеров.

В таком случае Wi-Fi может представлять опасность для здоровья. Однако роутеры, устанавливаемые в квартирах, офисах и общественных местах, во-первых, находятся не так близко друг от друга, во-вторых, они не настолько мощные, чтобы оказывать значимое влияние на здоровье человека.

Отвечая на вопрос, вредно или нет излучение от Wi-Fi роутера, можно сказать, что существенного вреда здоровью оно не принесет. В обычных условиях, например, квартиры, оно безобидно.

Для чего нужен вайфай

Изначально скорость передачи данных по беспроводной сети была ниже, чем по кабелю. Сегодня она практически сравнялась. Через Wi-Fi удобно работать на устройствах, которые невозможно или сложно подключить через кабель: смартфоны, планшетники, ноуты.

Возможности вайфай позволяют использовать его не только в рамках одной квартиры, дома или офиса, но и промышленного объекта. Технология применяется на удаленных, опасных, секретных объектах. Рядовому пользователю Wi-Fi позволяет оставаться мобильным и не быть привязанным к проводам. В будущем предполагается, что вайфай сможет вытеснить традиционные сотовые сети.

Вайфай нужен для обмена данными между самыми разными устройствами.

История появления и перспективы развития беспроводных сетей

В 80-х годах прошлого века появился стандарт цифровой передачи данных GSM. На котором до сих пор работают почти все операторы мобильной связи. Это можно считать отправной точкой развития беспроводных сетевых технологий. Данный протокол стремительно совершенствовался, и в 1997 году появилась новая технология обмена информацией на расстоянии без необходимости использования проводов. Такая технология получила название IEEE 802.11, который более известный широкому кругу людей как WiFi.

С момента появления первого варианта 802.11а в 90-х годах прошлого века прошло не много времени, появились более совершенные технологии, увеличилась скорость и качество перемещения данных. Беспроводными сетями окутан практически все здания, офисы и промышленные предприятия.

Читайте про операторов:  Положение об использовании мобильных телефонов в школе | Охрана и безопасность труда в школе и ДОУ

Ожидается переход на более новая спецификация 802.16, который получил название WiMax. Эта технология позволяет значительно расширить диапазон подключения с нескольких десятком метров по WiFi, до десятков километров без потери качества и скорости. Конечно эта технология будет по началу дорогостоящей, но со временем все мобильные устройства планируется оснащать радиомодулем WiMax.

Как им пользоваться на смартфоне

Подключить Wi-Fi на телефоне немного проще, чем на компьютере:

  1. Сдвиньте верхнюю шторку.
  2. Здесь нажмите по иконке Wi-Fi. Если рядом есть доступные сети, к которым смартфон ранее подключался, то произойдет автоматическое подключение и вы сможете пользоваться интернетом. включить на смартфоне
  3. Если же вам нужно подключиться к другой сети, то перейдите в настройки смартфона.
  4. Раскройте раздел «Сеть и интернет» или «Подключения». В зависимости от версии Android и установленной прошивки, он может носить другое название, но смысл останется тем же.
  5. Поставьте переключатель «Использовать Wi-Fi» в активное положение, если он отключен.
  6. Среди списка представленных сетей нажмите по той, к которой хотите подключиться. включить на смартфоне
  7. Если сеть не защищена паролем, то подключение произойдет сразу же. В противном случае придется ввести пароль.

В настройках Wi-Fi на смартфоне можно смотреть дополнительную информацию по беспроводной точке доступа. Вы можете в любой момент переключиться на мобильный интернет или удалить сеть. Тогда не будет производиться автоматическое подключение, а вся информация по данной точке доступа будет удалена с устройства.

Как настроить и подключить беспроводное сетевое соединение

Настройка и подключение беспроводного Интернета во многом зависят от типа используемой технологии. Чаще всего в современных устройствах уже предварительно выполнены все подключения, и дополнительной настройки вручную не требуется.

Если же необходимо настроить Wi-Fi соединения, то рекомендуется следовать определенным инструкциям. Например, многие задают вопрос, как настроить беспроводное подключение на ноутбуке с ОС Windows 7. На самом деле сделать это очень просто. Для этого достаточно выполнить определенную последовательность действий:

Как подключить беспроводной интернет на компьютере и ноутбуке

Чтобы подключить Wi-Fi к компьютеру или ноутбуку, нужно соответствовать следующим условиям:

  • Сетевая карта компьютера или ноутбука поддерживает беспроводное подключение;
  • Роутер поддерживает создание беспроводной сети и подключения к ней новых устройств.

Узнать технические характеристики сетевой карты компьютера и ноутбука можно, посмотрев техническую документацию к вашей модели. Она идет в комплекте с устройством. Характеристики есть и на официальном сайте производителя или продавца.

На ноутбуках проблем с поддержкой Wi-Fi нет, но они могут быть на обычных компьютерах. В таком случае есть два выхода:

Работать с вайфай можно после того, как договор с провайдером официально вступит в силу. Стандартный алгоритм подключения Wi-Fi к компьютеру/ноутбуку:

  1. Подключите роутер к интернету, воткнув Ethernet-кабель в WAN-разъем. Он помечен синим цветом. Включите маршрутизатор.
  2. Перейдите в настройки роутера и включите там интерфейс Wi-Fi. По умолчанию этот параметр должен быть включен. На нашем сайте можно найти подробные статьи про настройку роутеров от разных производителей.
  3. В панели задач Windows кликните по значку беспроводной сети. подключение
  4. Среди доступных сетей выберите ту, к которой нужно подключиться. Обратите внимание, что можно поставить галочку на чекбоксе «Подключаться автоматически», чтобы ПК автоматически подключался к данной сети.
  5. Введите пароль от сети. Обычно ключ расположен на корпусе роутера, но может быть изменен вами или провайдером. В последнем случае требуется связаться с провайдером или изучить договор.

Как работает роутер

Вайфай-роутер (его еще называют маршрутизатор, это синонимы) необходим для создания точки подключения к беспроводной сети. Его не нужно рассматривать в качестве средства доступа к интернету, так как за это отвечает либо модем, либо интернет-кабель, которые подключаются к роутеру.

Модем и роутер — это разные вещи. Однако сейчас различие между этими устройствами размыто, потому что модем часто встроен в корпус роутера по умолчанию.

Роутер может использоваться не только для доступа в интернет, но и для создания локальной сети из нескольких подключенных устройств. Их можно связать между собой через Wi-Fi, но в таком случае будет производиться только обмен данных между ними без выхода в интернет.

Роутеры можно поделить по типу работы на категории:

Классификация беспроводных каналов

В зависимости от природы передающей среды различают четыре типа беспроводной передачи данных.

Радиоканалы сотовой связи

Передача данных осуществляется беспроводным путем от передатчика к приемнику. Передатчик формирует радиоимпульс определенной частоты и амплитуды, колебание излучается в пространство. Приемник фильтрует и обрабатывает сигнал, после этого происходит извлечение нужной информации.

Радиоволны частично поглощаются атмосферой, поэтому такая связь может искажаться при повышенной влажности или дожде. Мобильная связь работает именно на основе радиоволновых стандартов, каналы беспроводной передачи данных отличаются скоростью передачи информации и диапазоном рабочих частот.

  • GSM. Это глобальная система осуществления сотовой связи. Частота – 900/1800 мГц, максимальная скорость передачи данных – 270 Кбит/с.
  • CDMA. Данный стандарт обеспечивает наилучшее качество связи. Рабочая частота – 450 МГц.
  • UMTS. Имеет две рабочие полосы частот: 1885-2022 МГц и 2110-2200 МГц.

Спутниковые каналы

Этот способ передачи информации заключается в использовании спутника, на котором установлена антенна со специальным оборудованием. Сигнал поступает от абонента на ближайшую наземную станцию, затем осуществляется переадресация сигнала на спутник. Оттуда информация отправляется на приемник, другую наземную станцию.

Инфракрасные каналы

Связь устанавливается между приемником и передатчиком, которые находятся на близком расстоянии друг от друга. Такой канал для беспроводной передачи данных работает посредством светодиодного излучения. Связь может быть двусторонней или широковещательной.

Лазерные каналы

Принцип действия такой же, как в предыдущем варианте, только вместо светодиодов используется лазерный луч. Объекты должны находиться в непосредственной близости друг от друга.

Беспроводные среды передачи данных различаются своей спецификой. Главными отличительными чертами являются дальность действия и область применения.

От чего зависит скорость

Скорость передачи данных по беспроводной сети зависит от:

  • Наличия помех в виде других устройств, использующих одинаковые частоты;
  • Препятствий для сигнала в виде стен и габаритной мебели;
  • Дальности от источника сигнала;
  • Выбранного тарифного плана у провайдера;
  • Используемой модели роутера и поддержки современных стандартов;
  • Количества устройств, подключенных к текущей точке доступа.

Перспективы использования беспроводных сетей

В настоящее время прослеживается тенденция замены проводных элементов оборудования более новыми беспроводными вариантами. Это намного удобнее не только по причине мобильности аппаратов, но и с точки зрения удобства в использовании.

Производство беспроводного оборудования позволит не только внедрять новейшие системы в мир девайсов для связи, но и оборудовать по последнему слову техники жилье стандартного среднестатистического жителя любого населенного пункта. В настоящее время такое могут позволить себе только люди с высоким уровнем достатка, проживающие в мегаполисах.

Читайте про операторов:  Расторжение договора с билайн, как расторгнуть договор, скачать бланк заявления — Тула

В области беспроводных радиокоммуникаций ведутся постоянные исследования, результатом которых являются инновационные технологии, которые отличаются от предшественников своей большей продуктивностью, сниженной энергозатратой и практичностью использования.

Более продуктивные точки доступа и мощные базовые станции позволят повсеместно использовать новые технологии на крупных предприятиях. Управление оборудованием можно будет вести дистанционно. В области образования беспроводные технологии способны облегчить процесс обучения и контроля.

В некоторых школах уже начинают внедрять процесс мобильного образования. Заключается он в удаленном обучении посредством видеосвязи через интернет. Перечисленные примеры являются лишь начальным шагом перехода развития общества на новую ступень, которая будет построена на базе беспроводных технологий.

Плюсы и минусы

Однозначно ответить, что лучше — кабельный интернет или Вайфай — нельзя, так как много зависит от устройств и требований пользователя.

У Wi-Fi выделяют такие преимущества:

  • Для использования не нужно прокладывать кабель;
  • Можно подключать мобильные устройства к домашнему интернету;
  • Повышается уровень мобильности, так как вы больше ограничены длинной интернет-кабеля и можете выходить в интернет из любой точки, входящей в зону покрытия;
  • В пределах зоны покрытия интернетом могут пользоваться сразу несколько пользователей;
  • Все сетевое оборудование, прошедшее сертификацию у Wi-Fi Alliance, полностью совместимо друг с другом;
  • Зона покрытия Wi-Fi сигнала может быть расширена при необходимости.

Из недостатков Wi-Fi выделяют:

  • Большинство роутеров работает только с частотой 2,4 GHz. В этой же частоте работаю мобильные телефоны, Bluetooth, микроволновые печи и другие роутеры. Устройства могут перекрывать сигнал друг друга, создавая помехи. Современные роутеры поддерживают другие частоты, позволяя минимизировать этот недостаток.
  • Реальная скорость практически всегда ниже скорости, указанной производителем и скорости при подключении через кабель. Это связано с тем, что на скорость беспроводной сети виляет множество факторов.
  • К Wi-Fi, даже если он защищен паролем, легко подключиться. Хорошо, если кто-то просто будет пользоваться вашей точкой доступа бесплатно, но иногда хакеры могут взламывать Wi-Fi сети для своих нужд. Обычно это случается с общественными сетями, а не частными.
  • В некоторых странах законодательно могут накладываться ограничения на точки беспроводного доступа. Например, в России Wi-Fi, работающий вне помещения, требуется обязательно регистрировать.

Преимущества беспроводной синхронизации

Если сравнивать проводную и беспроводную передачу данных, можно выявить множество преимуществ последней:

  • не мешают провода;
  • высокая скорость передачи данных;
  • практичность и быстрота подключения;
  • мобильность использования оборудования;
  • исключен износ или обрыв связи;
  • есть возможность использования нескольких вариантов беспроводного подключения в одном девайсе;
  • возможность подключения сразу нескольких устройств к точке доступа интернета.

Наряду с этим есть и некоторые недостатки:

  • излучение большого количества аппаратов может отрицательно сказаться на здоровье человека;
  • при близком расположении различного беспроводного оборудования есть вероятность возникновения помех и сбоев в связи.

Причины массовой распространенности беспроводных сетей очевидны. В необходимости всегда оставаться на связи нуждается любой среднестатистический член современного общества.

Принцип работы беспроводной локальной сети

В принцип действия данных технологий заложено использование сверхвысокочастотных волн. С их помощью осуществляется передача зашифрованного сигнала на большие расстояния. Схема любой сети должна состоять хотя бы из двух компонентов: клиент и точка доступа.

В общих чертах принцип действия вай-фай соединения относительно прост. Когда клиент попадает в радиус действия точки доступа, она сразу обнаруживает его. После этого происходит запрос о подключении. Если оно защищено, то потребуется ввести пароль.

Радиомодемы

В данном варианте применяются частоты с особым диапазоном. Любая модель модема обязательно имеет антенну и передатчик. Самыми популярными технологиями, используемыми в модемах, являются блютузы, Hiperlan, Ethernet.

Радиус действия

Средний радиус действия Wi-Fi покрытия зависит от модели роутера и того, какие помехи на его пути возникнут. Например, в чистом поле радиус может быть до нескольких сотен метров, но в многоквартирном доме или офисе сокращается до 30-40 метров. Сигнал заглушают стены и другие устройства, в том числе и другие роутеры.

Есть маршрутизаторы с большим количеством антенн и улучшенной конструкцией, что позволяет добиться увеличенной зоны действия. Дополнительно ее можно расширить за счет установки репитеров (повторителей сигнала) или роутеров, которые будут выполнять роль репитера. Правда, в этом случае качество сигнала все равно будет падать с расстоянием.

Сотовые модемы

Сотовые модемы могут работать практически в любых условиях, но при этом они не отличаются стабильной связью и высокой скоростью. Однако в настоящее время появились усилители сигнала, которые могут помочь в решении данных проблем. В сотовых модемах существует два типа передачи сигнала:

Стандарты

Пока стандартны IEEE 802.11 являются единственными из представленных на рынке. Условно их делят на 4 поколения:

  • 11a, 802.11b, 802.11g, 802.11h и 802.11i появились в конце 90-х начале 2000-х. Максимальная скорость передачи до 54 Мбит/с. Официально не относятся ни к какому поколению.
  • 11n появился в 2009 году и позволяет обеспечивать среднюю скорость передачи до 150 Мбит/с. Относится поколению Wi-Fi 4. К нему же относятся стандарты 802.11-2022 и 802.11ad.
  • 11ac появился в 2022 году и относится к Wi-Fi 5. Максимальная скорость передачи данных до 6,77 Гбит/с.
  • 11ax – самый современный стандарт, относящийся к Wi-Fi 6. Максимальная скорость передачи – 11 Гбит/с.

Физический уровень протокола 802.11b/b

Протокол IEEE 802.11b, принятый в июле 1999 года, является своего рода расширением базового протокола 802.11 и кроме скоростей 1 и 2 Мбит/с предусматривает скорости 5,5 и 11 Мбит/с. Для работы на скоростях 1 и 2 Мбит/с используются технология уширения спектра с использованием кодов Баркера, а для скоростей 5,5 и 11 Мбит/с используются так называемые комплементарные коды (Complementary Code Keying, CCK).

CCK-последовательности

Комплементарные коды или CCK-последовательности обладают тем свойством, что сумма их автокорреляционных функций для любого циклического сдвига, отличного от нуля, всегда равна нулю.

В стандарте IEEE 802.11b речь идет о комплексных комплементарных 8-чиповых последовательностях, определенных на множестве комплексных элементов.

Тут стоит сделать небольшое лирическое отступление, дабы не оттолкнуть читателя сложностью используемого математического аппарата. Математика комплексных чисел может вызывать массу негативных воспоминаний, ассоциируясь с чем-то уж совсем абстрактным.

Используя множество комплексных элементов {1, –1, j, –j} можно сформировать восемь одинаковых по модулю, но отличающихся по фазе комплексных чисел. То есть, элементы 8-чиповой CCK-последовательности могут принимать одно из следующих восьми значений: 1, –1, j, –j, 1 j, 1–j, –1 j, –1–j.

Основное отличие CCK-последовательностей от рассмотренных ранее кодов Баркера заключается в том, что существует не строго заданная последовательность, посредством которой можно было кодировать либо логический нуль, либо единицу, а целый набор последовательностей.

Учитывая, что каждый элемент 8-сиповой последовательности может принимать одно из восьми значений в зависимости от значения фазы, ясно, что можно скомбинировать 88=16777216 вариантов последовательностей, однако, не все они будут комплементарными.

Но даже с учетом требования комплементарности можно сформировать достаточно большое число разных CCK-последовательностей. Это обстоятельство позволяет кодировать в одном передаваемом символе несколько информационных бит и тем самым повысить информационную скорость передачи.

Читайте про операторов:  Россиян ждут новые поборы: Операторы ввели плату за SIM-карты - CNews

Вообще говоря, использование CCK-кодов позволяет кодировать 8 бит на один символ при скорости 11 Мбит/с и 4 бит на символ при скорости 5,5 Мбит/с. При этом в обоих случаях символьная скорость передачи составляет 1,385×106 символов в секунду (11/8 = 5,5/4 = 1,385), а учитывая, что каждый символ задается 8-чиповой последовательностью, получаем, что в обоих случаях скорость следования отдельных чипов составляет 11×106 чипов в секунду. Соответственно, и ширина спектра сигнала как при скорости 11 Мбит/с и 5,5 Мбит/с составляет 22 МГц.

Рассматривая возможные скорости передачи 5,5 и 11 Мбит/с в протоколе 802.11b, мы до сих пор оставляли без внимания вопрос, зачем нужна скорость 5,5 Мбит/с, если использование CCK-последовательностей позволяет передавать данные на скорости 11 Мбит/с. Теоретически это действительно так, но только если не учитывать при этом помеховой обстановки.

В реальных условиях зашумленность каналов передачи и соответственно соотношение уровней шума и сигнала может оказаться таковым, что передача на высокой информационной скорости, то есть когда в одном символе кодируется множество информационных бит, может оказаться невозможной по причине их ошибочного распознавания.

Не вдаваясь в математические детали, отметим лишь, что чем выше зашумленность каналов связи, тем меньше информационная скорость передачи. При этом важно, что приемник и передатчик правильно анализировали помеховую обстановку и выбирали приемлемую скорость передачи.

Двоичное пакетное сверточное кодирование PBCC

Для дальнейшего рассмотрения протокола 802.11b/b нам предстоит ознакомиться с еще одним типом кодирования — так называемым двоичным пакетным сверточным кодированием (Packet Binary Convolutional Coding, PBCC).

Идея сверточного кодирования заключается в следующем. Входящая последовательность информационных бит преобразуется в специальном сверточном кодере таким образом, чтобы каждому входному биту соответствовало более одного выходного. То есть сверточный кодер добавляет определенную избыточную информацию к исходной последовательности.

Любой сверточный кодер строится на основе нескольких последовательно связанных запоминающих ячеек и логических элементов, связывающих эти ячейки между собой. Количество запоминающих ячеек определяет количество возможных состояний кодера. Если, к примеру, в сверточном кодере используется шесть запоминающих ячеек, то в кодере хранится информация о шести предыдущих состояниях сигнала, а с учетом значения входящего бита получим, что в таком кодере используется семь бит входной последовательности. Такой сверточный кодер называется кодером на семь состояний (K = 7).

Выходные биты, формируемые в сверточном кодере, определяются значениями входного бита и битами, хранимыми в запоминающих ячейках, то есть значение каждого формируемого выходного бита зависит не только от входящего информационного бита, но и от нескольких предыдущих битов.

В технологии PBCC используются сверточные кодеры на семь состояний (K = 7) со скоростью r=1/2. Главным достоинством сверточных кодеров является помехоустойчивость формируемой ими последовательности. Дело в том, что при избыточности кодирования даже в случае возникновения ошибок приема исходная последовательность бит может быть безошибочно восстановлена. Для восстановления исходной последовательности битов на стороне приемника применяется декодер Витерби.

Дибит, формируемый в сверточном кодере, используется в дальнейшем в качестве передаваемого символа, но предварительно этот дибит подвергается фазовой модуляции. Причем в зависимости от скорости передачи возможна двоичная, квадратурная или даже восьмипозиционная фазовая модуляция.

Метод пакетного сверточного кодирования опционально предусмотрен как альтернативный метод кодирования в протоколе 802.11b на скоростях передачи 5,5 и 11 Мбит/с. Кроме того, именно данный режим кодирования лег в основу протокола 802.11b — расширения протокола 802.11b.

Собственно, протокола 802.11b как такового официально не существует, однако данное расширение поддержано многими производителями беспроводных устройств. В протоколе 802.11b предусматривается еще одна скорость передачи данных — 22 Мбит/с с использованием технологии PBCC.

При скорости передачи 5,5 Мбит/с для модуляции дибита, формируемого сверточным кодером, используется двоичная фазовая модуляция, а при скорости 11 Мбит/с — квадратурная фазовая модуляция. При этом для скорости 11 Мбит/с в каждом символе кодируется по одному входному биту и скорость передачи бит соответствует скорости передачи символов, а при скорости 5,5 Мбит/с скорость передачи битов равна половине скорости передачи символов (поскольку каждому входному биту в данном случае соответствует два выходных символа).

Для скорости 22 Мбит/с по сравнению с уже рассмотренной нами схемой PBCC передача данных имеет две особенности. Прежде всего, используется фазовая 8-позиционная фазовая модуляция (8-PSK), то есть фаза сигнала может принимать восемь различных значений, что позволяет в одном символе кодировать уже 3 бита.

Кроме того, в схему кроме сверточного кодера добавлен пунктурный кодер (Puncture). Смысл такого решения довольно прост: избыточность сверточного кодера, равная 2 (на каждый входной бит приходится два выходных), достаточно высока и при определенных условиях помеховой обстановки является излишней, поэтому можно уменьшить избыточность, чтобы, к примеру, каждым двум входным битам соответствовало три выходных.

Для этого можно, конечно, разработать соответствующий сверточный кодер, но лучше добавить в схему специальный пунктурный кодер, который будет просто уничтожать лишние биты.

Допустим, что пунктурный кодер удаляет один бит из каждых четырех входных битов. Тогда каждым четырем входящим битам будет соответствовать три выходящих. Скорость такого кодера составляет 4/3.

Если же такой кодер используется в паре со сверточным кодером со скоростью 1/2, то общая скорость кодирования составит уже 2/3, то есть каждым двум входным битам будет соответствовать три выходных.

Разобравшись с принципом работы пунктурного кодера, вернемся к рассмотрению кодирования PBCC на скорости 22 Мбит/с в протоколе 802.11b .

В сверточный кодер (K = 7, R = 1/2) данные поступают со скоростью 22 Мбит/с. После добавления избыточности в сверточном кодере биты со скоростью потока 44 Мбит/с поступают в пунктурный кодер 4:3, в котором избыточность уменьшается так, чтобы на каждые четыре входных бита приходилось три выходных.

Следовательно, после пунктурного кодера скорость потока составит уже 33 Мбит/с (не информационная, а общая скорость с учетом добавленных избыточных битов). Полученная в результате последовательность направляется в фазовый модулятор 8-PSK, где каждые три бита упаковываются в один символ. При этом скорость передачи составит 11×106 символов в секунду, а информационная скорость — 22 Мбит/с (рис. 2).

В заключение

Беспроводные технологии предоставили возможность повсеместного внедрения телекоммуникационного оборудования, которое массово используется во всех странах мира. Постоянные доработки и новые открытия в области беспроводных коммуникаций дают нам все больший уровень комфорта, а обустройство быта при помощи инновационных приборов становится все более доступным для большинства людей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector