Wi-Fi背后的工作原理与技术发展历程介绍【无线通信小百科】

news/2024/11/14 16:29:05/

1个视频说清楚WIFI:频段/历程/技术参数/常用模块

智能手机拥有率越来越高的今天,大家已经习惯了通过无线网络上网的方式。除了在外面需要用手机流量,我们通常在家里或者机场,商场都可以通过Wi-Fi连接上网。本期文章将为大家介绍Wi-Fi的基础知识和常用特性, 希望可以帮助大家提高对Wi-Fi的认识和使用体验。


【无线通信小百科】往期内容推荐

01|无线通信工作原理、发展历程介绍icon-default.png?t=O83Ahttps://www.bilibili.com/video/BV1xy2RYsEfc02|主流无线通信模块、SoC方案介绍icon-default.png?t=O83Ahttps://www.bilibili.com/video/BV1WLydYjEoj03|蓝牙工作原理与发展历程介绍icon-default.png?t=O83Ahttps://www.bilibili.com/video/BV1oCS7Y3Ecn


1、什么是Wi-Fi

Wi-Fi, 是一种无线网络技术,它基于美国电气和电子工程师协会制定的IEEE 802.11标准, 它允许设备通过无线电波进行数据传输,实现设备与互联网或局域网的无缝连接。第一代Wi-Fi最早在1997年推出,旨在为便携设备、计算机、智能家居设备等提供无线网络连接,摆脱传统网线的束缚。

2、Wi-Fi技术的工作原理

Wi-Fi的工作原理基于无线电波传输。具体来说,Wi-Fi网络由接入点AP(Access Point)和客户端组成。客户端如手机、笔记本电脑、智能家居设备通过无线电波与接入点通信,接入点再将数据传输至互联网或其他本地设备。

Wi-Fi技术主要工作在2.4GHz和5GHz频段上,不同的频段具有不同的特点。2.4G频段使用的频率范围从2.4~2.48Ghz,以5MHz的间隔划分一个信道,一共有14个信道可用。但是由于每个信道使用20MHz带宽,临近的信道是有重叠的。所以通常使用相互完全不重叠的信道,例如1,6,11信道就是常用的三个独立信道。

相比于2.4G,5G频段能用的频率范围有5.180 ~ 5.850 GHz,大大增加了可用频率范围。以20Mhz带宽来划分,可以分出25个信道。通过结合相邻信道可以组合成更宽的信道,达到40,80,甚至160MHz带宽的信道。使用更宽的信道可以达到更高的速率,每提升一倍的带宽,相应的传输速率也可以提升一倍。而且即使是使用相同的频宽,由于5G频段的载波频率高,它的传输速率会比2.4G快一倍左右。

由于在2.4GHz频段还同时存在蓝牙,Zigbee等信号,甚至微波炉也工作在2.4G频段,所以2.4G频段的干扰较多。但2.4G频段也有它的优点:具备更好的穿透能力,可以达到更大范围的覆盖。而5G频段相比于2.4G传输速度快,干扰少,但穿透性较差,适合较小范围的高速数据传输。

在信号特性方面,5G信号频率高、波长短,而2.4G信号频率低、波长长。由于电磁波的物理传播特性:波长越长衰减越少,也更容易绕过障碍物继续传播。所以5G信号穿过障碍物时衰减更大,穿墙能力比2.4G信号弱。所以日常使用的时候,如果是离路由器远的时候,可能只能搜到2.4G信号。但是如果离路由器稍微近一些能搜到稳定5G信号的情况下,由于5G频段的大带宽,连接5G的速率还是会优于2.4G的。另外,将不同的设备连接不同的Wi-Fi频段信号,也可以有效避免信号的干扰。

3、Wi-Fi标准的发展历程

Wi-Fi标准到目前经历了20多年的发展历程,从最早1999年Wi-Fi 1代只能提供约11兆bps的传输速率,到现在市场上普遍新的Wi-Fi路由器都支持的Wi-Fi 6代标准, 最大速率已经可以达到9Gbps,在后续的Wi-Fi 6E中也开始支持了新的6G频段。2024年发布的Wi-Fi7标准,又进一步扩大了带宽,速度吞吐量达到 30 Gbps。

当前Wi-Fi标准之所以能把速率提升这么多,有两项技术起了很关键的作用。一个MU-MIMO,多用户 多输入 多输出特性,从Wi-Fi 6开始,引入了双向MU-MIMO ,并将空间流的数量增加一倍,达到8个,超过Wi-Fi 5的 4×4 MU-MIMO,允许最多8个用户同时连接互联网而不会损失吞吐量。也就是说家里如果有8个人同时刷手机,每个人实际上是走的不同的数据通路,互不影响。这样的特性是由多根天线来分别完成的。每根天线可以负责一个用户的数据收发。这也是为什么我们发现市面上流行的路由器天线越来越多的原因。从这个角度说,天线越多越好。不过很多设备采用了内置MIMO天线,外面可能看不到天线或者天线比较少。

另外一项技术上的提升就是OFDMA正交频分多址。可以有效提升频谱利用率。为了更好的理解它,我们可以将Wi-Fi信道类比为车道,车道上的车辆将数据送到用户那里。将不同用户分到不同车道(MU-MIMO)可以大幅提高效率,但同一个车道上依然可能有很多用户(设备)在排队,在这种情况下OFDMA可以提高传输效率,之前是一辆车只能载一个用户的货(也就是一个连接信道同时只能和一个设备传输数据,空闲后才能继续下一个),如果这个用户货不多,那就会造成单车运载量低,效率自然低,后面排队的只能眼巴巴看着,通过OFDMA技术,一车可以装不同用户的货,按照一定算法把大家的货物有效分到每辆车上,这样自然充分利用了运力,减少包裹传送的延迟。

4、蓝牙标准的发展过程

目前市面上常见产品里面的Wi-Fi技术一般都是以模块形式提供。由于Wi-Fi和蓝牙在很多场合是必须的功能,很多模块是将这两种功能同时集成在内的。比如这款乐鑫科技的低功耗Wi-Fi蓝牙模块,具备Wi-Fi蓝牙和低功耗蓝牙功能,且集成了丰富的外设,适合各种应用,如低功耗传感器,语音编码,音乐流媒体等。

以上给大家简要介绍了什么是WiFiWiFi在2.4GHz和5GHz频段上有何区别,以及WiFi技术的发展历程,希望对大家有所帮助~


http://www.ppmy.cn/news/1546971.html

相关文章

软件工程概论项目(二),node.js的配置,npm的使用与vue的安装

上一章我们配置了git仓库,这一章我们来配置项目需要用的一些其他的环境。 放一个思维导图在这里,可以参考一下,很不全面,没有参考价值,反正我先这样写吧。 参考了这个nodejs的配置,写的很好:https://blog.c…

从0开始学docker (每日更新 24-11-11)

Docker存储驱动及其选择 概述 理想情况下,只有很少的数据需要写入容器的可写层,更多的情形是用 Docker卷来写入数据。但是,有些工作负荷要求写入容器的可写层,这就需要使用存储驱动。存储驱动控制镜像和容器在 Docker主机上的存…

喜报|超维机器人荣获昇腾AI创新大赛铜奖

近日,在备受瞩目的昇腾AI创新大赛中,超维机器人凭借扎实的技术实力和创新产品,荣获大赛铜奖。这一荣誉不仅展现了超维机器人在智能巡检领域的技术创新与突破,也标志着超维机器人的智能巡检解决方案在人工智能领域获得了广泛认可&a…

★ C++进阶篇 ★ 异常

Ciallo&#xff5e;(∠・ω< )⌒☆ ~ 今天&#xff0c;我将和大家一起学习C中的异常 ~ ​❄️❄️❄️❄️❄️❄️❄️❄️❄️❄️❄️❄️❄️❄️ 澄岚主页&#xff1a;椎名澄嵐-CSDN博客 C基础篇专栏&#xff1a;★ C基础篇 ★_椎名澄嵐的博客-CSDN博客 C进阶篇专栏&am…

【保姆级教程】ChatOpenAI真香!LangChian中使用ChatOpenAI玩转多家大模型(附API-KEY)

1.[方式1]API站获取API-Key 获取API-Key看教程 【保姆级教程】手把手教你玩转多种OneAPI平台&#xff0c;白嫖GPT3.5 这里送两个模型的API-Key[限额限时]&#xff0c;给大家试用 支持模型gpt-3.5-turbo sk-aTU1v09zvzfZLJ6oCzhIxilgri7sFYZ0Xf1lItmqKCGgI2Mt支持模型glm-4-f…

中文分词模拟器

题目描述 给定一个连续不包含空格的字符串&#xff0c;该字符串仅包含英文小写字母及英文标点符号&#xff08;逗号、分号、句号&#xff09;&#xff0c;同时给定词库&#xff0c;对该字符串进行精确分词。 说明&#xff1a; 精确分词&#xff1a;字符串分词后&#xff0c;不…

AndroidStudio-文本显示

一、设置文本的内容 1.方式&#xff1a; &#xff08;1&#xff09;在XML文件中通过属性&#xff1a;android:text设置文本 例如&#xff1a; <?xml version"1.0" encoding"utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android"http://schemas.andr…

共筑开源技术新篇章 | 2024 CCF中国开源大会盛大开幕

在这个技术革新日新月异的时代&#xff0c;开源精神如同点燃创新火焰的火种&#xff0c;照亮了无数技术探索者的征途。2024年11月9日&#xff0c;备受瞩目的2024 CCF中国开源大会在深圳这座充满活力的创新之城盛大开幕。这场开源领域的顶级盛事&#xff0c;以“湾区聚力 开源启…