Частотная манипуляция

Частотная манипуляция, ЧМн(frequency-shiftkeying, FSK), осуществляется за счет небольших изменений несущей частоты. Как показано на рис. 3.7, значения битов информационного сигнала, равные 1 или 0, представляются в виде положительного или отрицательного сдвига частоты несущего сигнала. Под отрицательным сдвигом частоты подразумевается ее уменьшение, под положительным — увеличение на определенную небольшую величину. Приемник определяет этот сдвиг, осуществляя тем самым демодуляцию сигнала.

Рис. 3.7. При частотной манипуляции для передачи информации используется сдвиг частоты несущего сигнала

Фазовая манипуляция

Фазовая манипуляция, ФМн(phase-shiftkeying, PSK), происходит за счет небольших изменений фазы несущего сигнала. При ФМн для передачи данных используются изменения фазы, в то время как частота остается постоянной. Фазовый сдвиг может быть как положительным, так и отрицательным относительно фазы опорного сигнала (рис. 3.8). Приемник способен обнаруживать эти сдвиги фазы и получать в результате соответствующие биты данных.

Квадратурная амплитудная модуляция

Квадратурная амплитудная модуляция {quadratureamplitudemodulation, QAM) предполагает одновременное изменение как амплитуды, так и фазы несущей для представления совокупности данных, называемой символом (рис. 3.9). Преимущество модуляции такого типа заключается в ее способности представлять большую группу символов в виде одной комбинации изменений амплитуды и фазы. Действительно, некоторые системы, при подобной модуляции, используют до 64 комбинаций фазы и амплитуды, позволяющих представить 6 бит данных в виде одного передаваемого символа. Это делает возможным применение QAM в таких стандартах, как 802.На и 802.1 lg, регламентирующих передачу данных с повышенными скоростями.

Рис. 3.9. В случае использования квадратурной амплитудной модуляции для передачи информации используют изменения частоты и фазы

Расширение спектра

Помимо модуляции цифровым сигналом аналоговой несущей с использованием ЧМн, ФМн и квадратурной амплитудной модуляции, в некоторых беспроводных сетях применяется расширение спектра модулированной несущей за счет специальных регулятивных правил. Этот процесс, получивший название расширение спектра (spreadspectrum), существенно снижает возможность возникновения внешних и внутренних помех. Поэтому регулятивные правила обычно не требуют от пользователей систем с расширением спектра получения лицензии.

Технология расширения спектра, первоначально разработанная для военного ведомства предполагает распределение мощности сигнала в широком диапазоне частот (рис. 3.10). Компоненты, обеспечивающие расширение спектра радиочастот, реализуют или технологию расширения спектра методом прямой последовательности, или технологию скачкообразного переключения частоты. При использовании первой из них несущая модулируется цифровым кодом со скоростью передачи битов намного большей, чем полоса частот информационного сигнала. При скачкообразном изменении частота носителя резко изменяется от одного значения к другому в пределах определенного диапазона. На рис. 3.11 и 3.12 показано, как изменяется частота при методе прямой последовательности и скачкообразном изменении соответственно.

Рис. 3.11. Метод прямой последовательности— один из способов расширения спектра

Большинство систем расширения спектра работают в частотных диапазонах, выделенных Федеральной комиссией связи США (FCC) для промышленного, научного и медицинского применения (Industrial, ScientificandMedicine, ISM). Решение о том, что эти же диапазоны могут быть использованы для беспроводных локальных сетей, было принято FCC в 1975 г. Диапазоны ISM расположены вблизи частот 902 МГц, 2,4 ГГц и 5,7 ГГц. Радиочастотные системы, работающие в диапазонах ISM, должны использовать методы модуляции с расширением спектра, выходная мощность их передатчиков не должна превышать 1 Вт. Потребители, приобретающие продукты диапазонов ISM, не обязаны приобретать лицензию FCC. Благодаря этому можно беспрепятственно устанавливать или перемещать беспроводные сети.

Однако, поскольку диапазоны ISM открыты для всех, следует позаботиться об отсутствии помех со стороны других устройств, работающих в этих же диапазонах.