无线电知识（ 转）

接收灵敏度

来源： 发表时间：2006-3-16

Rx 是接收（ Receive ）的简称。 无线电波的传输是“有去无回”的，当接收端的信号能量小于标称的接收灵敏度时，接收端将不会接收任何数据，也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限。     接收灵敏度仍然用 dBm 表示，通常 WiFi 无线网络设备所标识的接收灵敏度（如 -83dBm) ，是指在 11Mbps 的速率下，误码率（ Bit Error Rate ）为 10 -5 (99.999%) 的灵敏度水平。     无线网络的接收灵敏度非常重要，例如，发射端的发射能量为 100mW 或 20dBm 时，如果 11Mb 速率下接收灵敏度为－ 83dBm ，理论上传输的无遮挡视距为 15Km ，而接收灵敏度为－ 77dBm 时，理论上传输的无遮挡视距仅为 15Km 的一半（ 7.5Km ），或者相当于发射端能量减少了 1/4 ，既相当于 25mW ，或 14dBm 。     因此在无线网络系统中提高接收端的接收灵敏度，相当于提高发射端的发射能量。 802.11b/g 要求的接收灵敏度如下： 调制方式 OFDM OFDM OFDM OFDM CCK CCK DQPSK DBPSK 传输速率 54 Mb/s 48 Mb/s 36 Mb/s 24 Mb/s 11 Mb/s 5.5 Mb/s 2 Mb/s 1 Mb/s 接收灵敏度 dBm (for BER = 10 -5 ) -68 -69 -75 -79 -83 -87 -91 -94     从表中看出 802.11b/g 对不同的速率要求不同的接收灵敏度，意味着接收端的信号强度越小，速率越低，直至无法接收。     由此看到，在无线网络系统中，提高接收端的接收灵敏度与提高发射端的发射功率同等重要。

 

 

 

                               发射功率与增益

    无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。
    Tx 是发射（ Transmits ）的简称。 无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准：
功率（ W ） － 相对 1 瓦（ Watts ）的线性水准。例如， WiFi 无线网卡的发射 功率 通常为 0.036W ，或者说 36mW 。
增益（ dBm ） － 相对 1 毫瓦（ milliwatt ）的比例水准。例如 WiFi 无线网卡的发射 增益 为 15.56dBm 。
两种表达方式可以互相转换：
                               dBm = 10 x log[ 功率 mW]
                                mW = 10 [ 增益 dBm / 10 dBm]
在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为 “增益（ Gain ）”。 天线增益的度量单位为“ dBi ”。
由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（ dB ），例如，发射设备的功率为 100mW ，或 20dBm ；天线的增益为 10dBi ，则：
                      发射总能量＝发射功率（ dBm ）＋天线增益（ dBi ）
                                         ＝ 20dBm ＋ 10dBi
                                         ＝ 30dBm
或者：                                   ＝ 1000mW
                                         ＝ 1W
在“小功率”系统中（例如无线局域网络设备）每个 dB 都非常重要，特别要记住“ 3 dB 法则”。
每增加或降低 3 dB ，意味着增加一倍或降低一半的功率：
                                      -3 dB = 1/2 功率
                                      -6 dB = 1/4 功率
                                      +3 dB = 2x 功率
                                      +6 dB = 4x 功率
例如， 100mW 的无线发射功率为 20dBm ，而 50mW 的无线发射功率为 17dBm ，而 200mW 的发射功率为 23dBm 。

 

 

 

                        

                       无线网络常见问题集

Q1：何谓无线网络?一般来讲，所谓无线，顾名思义就是利用无线电波来作为资料的传导，而就应用层面来讲，它与有线网络的用途完全相似，两者最大不同的地方是在于传输资料的媒介不同。除此之外，正因它是无线，因此无论是在硬件架设或使用之机动性均比有线网络要优势许多。

Q2：无线网络与有线网络相较之下，有那些优点?就使用上它的机动性，便利性，是有线网络所不及，就成本上，它可省下一笔可观的布线费用，修改装潢费用，而且很方便。

Q3：无线网络对人体是否有所影响?因无线网络的发射功率较一般的大哥大手机要微弱许多，无线网络发射功率约60~70mW，而大哥大手机发射功率约200mW左右，而且使用的方式亦非像手机一般直接接触于人体，因此较无安全上之考量。
Q4:常见的无线网络协议有哪些,他们的特点是什么?目前无线网络协议有:802.11b,802.11a,802.11g。802.11b又被称为Wi-Fi，使用开放的2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mbps，可穿越障碍物，无需直线传播传输范围为室外最大300米，办公环境中最大100米。802.11a工作在5GHz U-NII频带，从而避开了拥挤的2.4GHz频段，物理层速率可达54Mbps，传输层可达25Mbps。 传输距离和802.11b差不多。802.11g标准刚刚制订出来，它工作在2.4G，实现最高54Mbps的数据传输，与802.11a相当，并和802.11b保持兼容。802.11g与802.11a一样也采用OFDM技术，但使用的频段与802.11b相同(2.4GHz)，因而其传输距离更远。在室内估计可以达到150m。

Q5：若要架构一个无线网络，其最基本之配备需要有那些?如果采用Infrastructure模式，基本配备就是一个无线网络卡及一台桥接器(AP)，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源。如果采用Ad hoc模式，基本配备就是两个无线网络卡，如此便能在两个安装有无线网卡的机器上进行数据通讯。

Q6：无线网络就使用是否会被干扰或影响其它设备运作?802.11基本上无线网络所使用之频段是属于ISM 2.4GHz,这个频段被FCC划分用于工业、科学、医学等方面，因此还会受到一定的影响，典型的微波炉用的就是2.4GHz，因此会有一定的影响。

Q7：何谓ISM频段?ISM(Industrial Scientific Medical) Band，此频段( 2.4~2.4835GHz)主要是开放给工业，科学、医学，三个主要机构使用，该频段是依据美国联邦通讯委员会(FCC)所定义出来，属于Free License，并没有所谓使用授权的限制。

Q8：何谓扩频 (Spread Spectrum)?扩频技术主要又分为「跳频技术」及「直接序列」两种方式。而此两种技术是在第二次世界大战中军队所使用的技术，其目的是希望在恶劣的战争环境中，依然能保持通信信号的稳定性及保密性。对于一个非特定的接受器，Spread Spectrum所产生的跳动讯号对它而言，只算是脉冲噪声。因此对整体而言是一种较具安全性的通讯技术。

Q9：何谓跳频(Frequency-Hopping Spread Spectrum)?跳频技术 (Frequency-Hopping Spread Spectrum；FHSS)在同步、且同时的情况下，接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号，对于一个非特定的接受器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言，只算是脉冲噪声。FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道，并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求，使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔 (Dwell Time)为400ms。

Q10：何谓直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)?直接序列扩频技术(Direct Sequence Spread Spectrum； DSSS)是将原来的讯号「1」或「0」，利用10个以上的chips来代表「1」或「0」位，使得原来较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率。而每个bit使用多少个chips称做Spreading chips，一个较高的Spreading chips可以增加抗噪声干扰，而一个较低Spreading Ration可以增加用户的使用人数。基本上，在DSSS的Spreading Ration是相当少的，例如在几乎所有2.4GHz的无线局域网络产品所使用的Spreading Ration皆少于20。而在IEEE 802.11的标准内，其Spreading Ration只有11，但FCC的规定是必须大于10，而实验中，最佳的Spreading Ration大约在100左右。

Q11：无线网络于使用之过程其保密性为何?虽然无线网络技术采DSSS系统，本身就具有一定防窃听之功能，另外再加上加密功能(WEP40bits和WEP128bits)的双重防护下，有一定的安全性。但是由于无线网络技术以电磁波为传播介质，容易被窃听，而且由于WEP具有漏洞，即使用了wep加密也容易被破解。

Q12：何谓桥接器(Access Point)?Access Point，一般俗称为网络桥接器，顾名思义即是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之桥梁，因此任何一台装有无线网卡之PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络之资源。除此之外，AP本身又兼具有网管之功能，可针对接有无线网络卡之PC作必要之控管。 Q13：Access Point在使用上可同时支持多少工作站?理论上是可以支持到一个CLASS C，但为了让工作站本身有足够之频宽可利用，一般建议一台AP约支持20~30左右之工作站为最佳状态。

Q14：何谓漫游(Roaming)功能?如同大哥大一般，可漫游在不同的基地台之间，无线网络工作站亦可漫游在不同的AP之间，只要AP群的ESSID定义一样，则自然无线网络工作站可自由的漫游于无线电波所能含盖之区域。

Q15：何谓Access Control?基本上每张无线网卡上都有一组独一无二的硬件地址，即所谓的MAC address，经由Access Control table可定义某些卡可登入此AP，某些卡被拒绝登入，如此便能达到控管的机制，可避免非相关人员随意登入网络，窃取资源。

Q16：天线所使用之导线的长度是否有影响传输品质?一般来讲，天线所使用之导线的长度，材质，阻抗匹配，均会对讯号造成某程度之影响，而最明显的就是增益衰减。通常以20 feet之长度而言就会让讯号衰减约1.2dBi左右，而平均每衰减8dBi就会让原传输之距离约缩减一半，因此导线之长度与品质在无线产品的应用上是不容忽视的。

Q17 : 何谓 Ad-hoc ?构成一种特殊的无线网络应用模式，一群计算机接上无线网络卡，即可相互连接，资源共享，无需透过Access Point.

Q18 : 何谓 Infrastructure ?一种整合有线与无线局域网络架构的应用模式，透过此种架构模式，即可达成网络资源的共享，此应用需透过Access Point.

Q19 : 何谓 BSS ?一种特殊的Ad-hoc LAN的应用，称为Basic Service Set (BSS)，一群计算机设定相同的BSS名称，即可自成一个group，而此BSS名称，即所谓BSSID。

Q20 : 何谓 ESS ?一种infrastructure的应用，一个或多个以上的BSS，即可被定义成一个Extended Service Set ( ESS )，使用者可于ESS上roaming及存取BSSs中的任何资料，其中Access Points必须设定相同的ESSID及channel才能允许roaming.

Q21 : 何谓 WEP ?“ Wired Equivalent Protection “，一种将资料加密的处理方式，WEP 40bits的encryption 乃是IEEE 802.11的标准规范。透过WEP的处理便可让我们的资料于传输中更加安全。

Q22 : 何谓OFDM:OFDM的英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing，中文含义为正交频分复用技术。这种技术是HPA联盟（HomePlug Powerline Alliance）工业规范的基础，它采用一种不连续的多音调技术，将被称为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号，从而完成信号传送。由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力，因此常常会被利用在容易外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输