¿Cómo modula Wi-Fi la onda electromagnética?
Respuestas:
Las respuestas de Matt Jenkins y Mokubai son correctas y útiles hasta donde llegan, pero hay algunas cosas que omitieron, y estos comentarios no cabían en el cuadro Comentarios.
La pregunta de jrtc27 se refiere a AM (Modulación de amplitud) y FM (Modulación de frecuencia), pero es importante comprender que AM y FM, junto con las PM menos conocidas (Modulación de fase) son esquemas de modulación analógica . Para enviar una señal digital mediante, digamos, Modulación de amplitud, debe decidir qué cambio en los niveles de amplitud indica un bit "1" y qué cambio indica un bit "0". Otra forma de decir eso es decir qué tipo de cambio [A] mplitude [S] vas a [K] ey saber para saber cuándo se está transmitiendo un bit 1 o cero. Cuando haces esto, se llama "Amplitud Shift Keying" (ASK) en lugar de AM. De manera similar, la FM digital se llama "Frecuencia de cambio de frecuencia" (FSK) y la PM digital se llama Fase de cambio de frecuencia (PSK).
IEEE 802.11-1997 definió 3 capas físicas diferentes: infrarrojo difuso (DFIr), espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS) y espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS), de estos, solo DSSS sobrevive en el mercado hoy en día. Los esquemas DSSS de 802.11-1997 utilizaron PSK binario diferencial (DBPSK) para la velocidad de datos de 1 megabit por segundo y PSK de cuadratura diferencial (DQPSK) para la velocidad de datos de 2 mbps. 802.11b en 1999 agregó los esquemas de modulación de codificación de código complementario (CCK) para las velocidades de datos de 5.5 y 11 mbps.
Matt y Mokubai mencionaron que algunas de las velocidades de datos más modernas usan Quadrature Amplitude Modulation, o QAM. Es útil saber que QAM es una combinación de PSK (específicamente Quad-PSK) y ASK. Al observar ambos cambios en fase y amplitud al mismo tiempo, puede comunicar múltiples bits de datos por cambio en la transmisión. Estos cambios en las características de transmisión se denominan "símbolos", y con QAM puede comunicar varios bits por símbolo.
Hay otros esquemas de transmisión de radio que a menudo se mencionan junto con los esquemas de modulación, pero en realidad son conceptos separados de los esquemas de modulación. FHSS, DSSS, OFDM y MIMO se encuentran entre estas cosas que en realidad no son esquemas de modulación. Debajo de FHSS, DSSS, OFDM y MIMO, encontrará que se utilizan los esquemas de modulación digital mencionados anteriormente (los esquemas * SK y QAM).
Los sistemas WiFi utilizan dos técnicas principales de transmisión de radio.
802.11b (<= 11 Mbps): el enlace de radio 802.11b utiliza una técnica de espectro extendido de secuencia directa llamada codificación codificada complementaria ( CCK ). El flujo de bits se procesa con una codificación especial y luego se modula utilizando la codificación de desplazamiento de fase en cuadratura ( QPSK ).
802.11ayg (<= 54 Mbps): los sistemas 802.11ayg utilizan multiplexación por división de frecuencia ortogonal de 64 canales ( OFDM ). En un sistema de modulación OFDM , la banda de radio disponible se divide en varios subcanales, y algunos de los bits se envían en cada uno. El transmisor codifica los flujos de bits en las 64 subportadoras utilizando la codificación de desplazamiento de fase binaria ( BPSK ), la codificación de desplazamiento de fase en cuadratura ( QPSK ) o uno de los dos niveles de modulación de amplitud en cuadratura (16 o 64-QAM). Parte de la información transmitida es redundante, por lo que el receptor no tiene que recibir todas las subportadoras para reconstruir la información.
Las especificaciones 802.11 originales también incluían una opción para el espectro ensanchado de salto de frecuencia ( FHSS ), pero eso se ha abandonado en gran medida.
Por lo general, creo que los datos se modulan utilizando alguna forma de QPSK o similar, y están mucho más allá de mecanismos simples como la modulación AM o FM.
Esencialmente tiene una onda portadora, y los datos son transmitidos por otra onda que trabaja en diferentes fases a la onda portadora para denotar diferentes códigos binarios. Esto permite transferir más de un bit a la vez y, por lo tanto, aumenta el ancho de banda efectivo.
Como se muestra a continuación, con QPSK puede tener cuatro fases alrededor de su onda portadora y cada fase denota un par de bits.
Al usar más fases, puede aumentar el número de bits indicados por cada diferencia de fase, pero a costa de aumentar la complejidad del transmisor y el receptor.
Incluso puede mezclar tanto la modulación de amplitud como la modulación por desplazamiento de fase, lo que nuevamente aumenta el ancho de banda. Efectivamente, luego prueba los niveles de amplitud y las diferencias de fase para detectar el patrón de bits para una señal dada. Esto se conoce como modulación de amplitud en cuadratura (QAM) y cada "punto" en el diagrama a continuación representaría un patrón de bits diferente como (000), (001), (011) y así sucesivamente, de modo que se transfieren 3 bits para cada señal patrón de modulación:
