第03章 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)

第3章無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)第3章無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)3.1RF頻譜3.2擴(kuò)頻傳輸3.3無線復(fù)用和多址訪問技術(shù)3.4數(shù)字調(diào)制技術(shù)3.5RF信號的發(fā)送與接收3.6超寬帶無線電3.7MIMO無線電3.8近場通信23.1RF頻譜3.1.1RF頻譜概述3.1.2無線電頻譜管理條例3.1.3作為網(wǎng)絡(luò)媒體的射頻傳輸33.1.1RF頻譜概述無線電頻率，簡稱射頻(RF)。無線通信是絕大部分無線網(wǎng)絡(luò)的核心，其原理類似于熟知的電臺廣播和電視廣播。RF頻段是指9kHz至300GHz之間的電磁頻譜，不同的頻段用來傳輸不同的業(yè)務(wù)。電磁輻射的波長和頻率是通過光速聯(lián)系在一起的，波長(λ)=光速(c)/頻率(f)，或者波長(m)=300/頻率(MHz)。4

在無線電頻譜的使用中，頻段分配給不同的授權(quán)和非授權(quán)業(yè)務(wù)，不同信號格式所允許使用的傳輸功率大小由不同國家和地區(qū)的管理機(jī)構(gòu)控制。國家/地區(qū)管理機(jī)構(gòu)美國FCC美國聯(lián)邦通信委員會加拿大IC加拿大工業(yè)部歐洲ETSI歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會日本ARIB日本無線工業(yè)及商貿(mào)聯(lián)合會無線電頻譜管理機(jī)構(gòu)RF頻段無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范915/868MHzISMZigbee（紫蜂）2.4GHzISMIEEE802.11b/g,藍(lán)牙ZigBee5.8GHzIEEE802.11a無線網(wǎng)絡(luò)使用的無線電頻段4.1.2無線電頻譜管理條例5固定通信移動通信空間研究空間運行地球勘察空間研究固定通信移動通信無線電愛好者廣播衛(wèi)星移動通信無線電定位無線電愛好者固定通信移動通信無線電測定衛(wèi)星移動衛(wèi)星廣播衛(wèi)星固定通信無線電天文觀察空間研究地球勘探衛(wèi)星航空無線電導(dǎo)航氣象服務(wù)無線電定位2.22.32.42.52.72.9GHzFCC在2.4GHz的ISM(IndustrialScientificMedicalBand)波段上的頻譜分配64.1.3作為網(wǎng)絡(luò)媒體的射頻傳輸與傳統(tǒng)有線傳輸相比，面臨安全性和信號傳播問題等挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)考慮因素和解決方案鏈路可靠性信號傳播、干擾、設(shè)備選址、鏈路預(yù)算媒體接入感知其他用戶（隱藏站點和暴露站點問題）、服務(wù)質(zhì)量要求安全性WEP、WPA、EEE802.11i、定向天線無線射頻網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)7站點A站點B站點C站點C發(fā)射機(jī)的覆蓋范圍隱藏站點：C是A的隱藏站點A感知不到C的傳輸，由于C的干擾存在A到B的傳輸失敗暴露站點：B是C的暴露站點當(dāng)站點C發(fā)送時，站點B被阻止不能向站點C發(fā)送數(shù)據(jù)，盡管此時A是能夠成功接收的隱藏站點和暴露站點給無線媒體接入控制帶來的挑戰(zhàn)83.2擴(kuò)頻傳輸3.2.1擴(kuò)頻傳輸?shù)母攀?.2.2擴(kuò)頻傳輸?shù)姆诸?.2.3碼片、擴(kuò)頻及相關(guān)3.2.4片碼3.2.5補(bǔ)碼鍵控3.2.62.4GHzISM頻段的直接序列擴(kuò)頻3.2.72.4GHzISM頻段的跳頻擴(kuò)頻3.2.8跳時擴(kuò)頻3.2.9無線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)頻技術(shù)的利與弊93.2.1擴(kuò)頻傳輸?shù)母攀龆x：擴(kuò)展頻譜是一種無線電傳輸技術(shù)，簡稱擴(kuò)頻。最初在第二次世界大戰(zhàn)的軍事應(yīng)用中提出，目的是使無線傳輸更加安全，不易截取和阻塞。在同樣的頻帶內(nèi)它可以減少甚至消除與窄帶傳輸之間的干擾?；鶐盘枖U(kuò)頻信號擴(kuò)頻信號解擴(kuò)后的基帶信號擴(kuò)展函數(shù)解擴(kuò)函數(shù)頻率頻率頻率頻率窄帶干擾干擾103.2.1擴(kuò)頻傳輸?shù)姆诸悢U(kuò)展技術(shù)的關(guān)鍵是使用了一些與傳輸信息完全獨立的函數(shù)，通過這些函數(shù)可以把信號擴(kuò)展到很寬的傳輸頻帶上。主要有一下幾種類型：1.直接序列擴(kuò)頻（DSSS）2.跳頻擴(kuò)頻（FrequencyHoppingSpreadSpectrum，F(xiàn)HSS）3.跳時擴(kuò)頻（TimeHoppingSpreadSpectrum，THSS）4.脈沖調(diào)頻系統(tǒng)5.混合系統(tǒng)11基帶信號擴(kuò)展函數(shù)頻率頻率頻率解擴(kuò)基帶信號擴(kuò)頻信號OOO相關(guān)函數(shù)直接序列擴(kuò)頻(DSSS)的簡單示意圖12頻率頻率頻率基帶信號OO調(diào)頻信道發(fā)射機(jī)跳頻模式12>16>5>10>….接收機(jī)跳頻模式12>16>5>10>….跳頻擴(kuò)頻(FHSS)的簡單示意圖13在擴(kuò)頻函數(shù)決定的時隙內(nèi)數(shù)據(jù)在某一位置突發(fā)傳輸時隙；Ts時間跳時擴(kuò)頻(THSS)的簡單示意圖14線性chirp-掃頻下降線性chirp-掃頻上升變調(diào)-掃頻先上升再下降變調(diào)-掃頻先下降再上升數(shù)據(jù)脈沖的調(diào)頻模式由擴(kuò)展函數(shù)決定時間時隙；Ts脈沖調(diào)頻系統(tǒng)的簡單示意圖153.2.3碼片、擴(kuò)頻及相關(guān)直接序列擴(kuò)頻中使用的擴(kuò)頻函數(shù)是一個數(shù)字碼，也稱為碼片或偽隨機(jī)(Pseudo-noise,PN)碼，它們經(jīng)過挑選并具有特殊的數(shù)學(xué)性質(zhì)。其中一個性質(zhì)，就是信號對廣播頻段的偶然接收者表現(xiàn)出隨機(jī)噪聲的特點，也由此得名“偽隨機(jī)”。在IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)中，數(shù)據(jù)速率為1Mbps和2Mbps的偽隨機(jī)碼是11比特的巴克碼。巴克碼是二進(jìn)制序列，具有低自相關(guān)性，即該序列與自身時移后的序列不具有相關(guān)性。下表介紹了長度為2～13的巴克碼。16長度編碼210和11311041011和100051110171110010111110001001013111100111001長度為2～13的巴克碼17比特流碼片碼片流數(shù)據(jù)11位巴克序列編碼后的數(shù)據(jù)DSSS偽隨機(jī)碼183.2.4片碼偽隨機(jī)碼的一個突出的數(shù)字特性是，它可以使接收機(jī)的隨機(jī)碼產(chǎn)生器非常迅速地與接收信號的偽隨機(jī)碼同步。同步是解擴(kuò)過程的第一步。快速同步要求在接收信號中碼字的位置能夠被迅速識別，這一點借助與巴克碼的低自相關(guān)性實現(xiàn)。低自相關(guān)性另一好處是接收機(jī)可以拒收時延超過一個碼片周期的信號。片碼的另一個重要性質(zhì)是低互相關(guān)性，這在移動電話等必須避免多發(fā)射機(jī)間干擾的應(yīng)用中非常重要。低互相關(guān)性減少了相關(guān)器被不同偽隨機(jī)碼編碼的信號干擾的機(jī)會（如相關(guān)性會錯誤地解碼采用不同片碼的干擾信號）。193.2.5補(bǔ)碼鍵控除了使用單個片碼對輸入數(shù)據(jù)流的每個不特進(jìn)行擴(kuò)展外，還可以使用一組擴(kuò)碼，并依據(jù)輸入的數(shù)據(jù)比特組的數(shù)值對從這組擴(kuò)碼中選擇一個碼。這種機(jī)制稱為補(bǔ)碼鍵控（ComplementaryCodeKeying，CCK）。203.2.62.4GHzISM頻段的直接序列擴(kuò)頻如前面所述，在直接序列擴(kuò)頻中，數(shù)據(jù)信號和碼字結(jié)合，片碼和數(shù)據(jù)信號的組合信號用來調(diào)制射頻載波，從而使發(fā)射信號擴(kuò)展到很寬的頻帶。2122MHz信道帶寬25MHz信道帶寬IEEE802.11DSSS信道11個間隔5MHz的信道22信道1信道2信道3信道4信道5信道6信道7信道8信道9信道10信道112.4GHzISM波段DSSS信道11個間隔5MHz的信道233.2.72.4GHzISM頻段的跳頻擴(kuò)頻在調(diào)頻擴(kuò)頻傳輸中，數(shù)據(jù)直接調(diào)制到單個載頻上，然而載波頻率在射頻頻段內(nèi)多個信道之間以偽隨機(jī)跳躍的模式進(jìn)行跳變。用一定碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。也就是說，用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻。24每秒發(fā)生2.5次跳頻跳頻最小間隔6MHz78種跳頻模式1MHz信道帶寬79個1MHz的藍(lán)牙信道2.4GHzISM頻段的FHSS信道254.2.8跳時擴(kuò)頻與跳頻相似，跳時(TH－TimeHopping)是使發(fā)射信號在時間軸上跳變。首先把時間軸分成許多時片。在一幀內(nèi)哪個時片發(fā)射信號由擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行控制?？梢园烟鴷r理解為：用一定碼序列進(jìn)行選擇的多時片的時移鍵控。26比特時間Tb用戶1的比特流=1101…用戶2的比特流=1101…用戶1的脈沖TH碼=2767用戶2的脈沖TH碼=4483發(fā)送時隙序號幀時間Tf跳時擴(kuò)頻(THSS)273.2.9無線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)頻技術(shù)的利與弊跳頻擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻設(shè)計和制作簡單高數(shù)據(jù)速率實現(xiàn)成本低范圍增大網(wǎng)絡(luò)重疊使用的密度高吞吐量允許門限值內(nèi)的干擾在干擾情況下吞吐量逐漸惡化常見擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)點283.3無線復(fù)用和多址訪問技術(shù)3.3.1簡介3.3.2時分多址3.3.3頻分多址3.3.4正交頻分復(fù)用3.3.5空分多址3.3.6碼分多址293.3.1簡介復(fù)用技術(shù)的目的是在單一媒體上傳輸多路信號或多路數(shù)據(jù)流來提高傳輸效率。這樣增加的容量可以為一個用戶提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，也可以使多個用戶能夠同時無干擾地接入傳輸媒體。用戶接入媒體可以有這樣幾種方法：時分多址(TimeDivisionMultipleAccess,TMDA)，頻分多址(FrequencyDivisionMultipleAccess,FDMA)或正交頻分復(fù)用(OFDM)，空分多址(SpaceDivisionMultipleAccess,SDMA)，以及碼分多址(CDMA)。這些方法會在后面的章節(jié)中依次討論。303.3.2時分多址TMDA通過分配給每個用戶特定的時隙，從而允許多個用戶無干擾地接入到一個信道。如后圖所示，時間軸分為多個時隙，按照時隙分配算法指派給用戶。TDMA的一種簡單形式就是時分雙工(TimeDivisionDuplex,TDD)，雙工通信系統(tǒng)中的上下行鏈路可以輪流占用傳輸周期。TDD用在無繩電話系統(tǒng)可以在一個頻帶內(nèi)容納雙向通信。31TDMA時隙分配站點1站點2站點3站點4時隙；Ts時間時間TDD時隙分配上行鏈路下行鏈路時分多址(TDMA)和時分雙工(TDD)323.3.3頻分多址與TDMA不同，F(xiàn)DMA提供給每個用戶一個連續(xù)信道，信道帶寬是總帶寬的一部分。將可用帶寬劃分成多個信道然后分配給每個用戶。頻分雙工(FrequencyDivisionDuplex,FDD)是FDMA的一種簡單形式，它將可用帶寬分成兩個信道來提供連續(xù)的全雙工通信。蜂窩電話系統(tǒng)，如GSM(GlobalSystemforMobileCommunications，全球移動通信系統(tǒng)，即第2代移動通信）和UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移動通信系統(tǒng)，即第3代移動通信）使用FDD來分隔上下行信道，第一代蜂窩電話系統(tǒng)使用FDMA來分配帶寬給多個用戶。33可用寬帶內(nèi)的信道數(shù)目頻率FDMA信道分配FDD信道分配用戶A用戶D用戶C用戶B下行鏈路上行鏈路頻分多址(FDMA)和頻分雙工(FDD)343.3.4正交頻分復(fù)用正交頻分復(fù)用(OFDM)是頻分復(fù)用(FrequencyDivisionMultiplexing,FDM)的一種形式，它在一個頻帶內(nèi)傳輸多個離散子載波，選擇合適的子載波頻率，可使相鄰子載波之間的干擾降至最小?？刂泼總€子載波（也稱單音）的帶寬可以達(dá)到降低干擾的作用，可使子載波的頻率正好是其相鄰子載波的頻譜最小處，如下圖所示。35頻率OFDM子載波的頻域正交性36在時域中，OFDM載波之間的正交性意味著在符號傳輸周期內(nèi)子載波的周期數(shù)是整數(shù)?？梢员硎緸?/p>

式中：Ts表示符號傳輸周期，vi表示第i個子載波的頻率。因此這些子載波在頻率上存在著間隔，頻率間隔是符號周期的倒數(shù)。37時間時域OFDM系統(tǒng)子載波的正交性38OFDM的多載波可以應(yīng)用在很多方面：OFDM可以作為多址接入技術(shù)(OFDMAccess,OFDMA)，根據(jù)每個用戶的帶寬要求為其分配單個子載波或一組子載波。將一路串行比特流可以分成多路并行比特流，每一路用一個單獨的子載波編碼。一個用戶使用多路子載波可以獲得高的數(shù)據(jù)吞吐量。比特流可以采用片碼擴(kuò)展，每個碼片可以通過單獨的子載波并行傳輸。由于代碼允許多用戶接入，因此這樣的系統(tǒng)被稱為多載波CDMA(Multi-Carrier,MC-CDMA)。39OFDM的一個顯著優(yōu)點是，用多載波方式傳輸?shù)姆査俾时葐屋d波傳輸?shù)姆査俾实秃芏?，這樣無線鏈路就不容易受到符號間干擾(Inter-SymbolInterference,ISI)的影響。ISI是由多徑傳播造成的，兩個不同時間發(fā)射的符號經(jīng)過不同的傳播路徑后同時到達(dá)接收天線，如后圖。盡管OFDM本身不容易被ISI影響，但絕大部分OFDM系統(tǒng)還是在符號間引入了保護(hù)間隔來進(jìn)一步減小ISI。40延遲的信號直接信號符號ｎ符號ｎ符號ｎ＋２符號ｎ＋１符號ｎ＋１符號ｎ＋２符號間干擾時間符號間干擾(ISI)41串行比特／符號流串行比特／符號流串并轉(zhuǎn)換串并轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)編碼（ＱＡＭ）OFDM調(diào)制快速傅里葉逆變換（ＩＦＦＴ）插入保護(hù)間隔數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波射頻上變頻傳輸信道噪聲、多徑和其他干擾子載波的相位和幅度信道均衡和數(shù)據(jù)解碼快速傅里葉變換（ＦＦＴ）去除保護(hù)間隔模數(shù)轉(zhuǎn)換和濾波射頻下變頻OFDM解調(diào)OFDM發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的示意框圖423.3.5空分多址空分多址(SDMA)將空間位置作為參數(shù)，控制用戶對傳輸媒體的接入，從而提高無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量。舉個簡單的例子，如果基站配備成具有30°水平波束寬度的扇形天線，它可以根據(jù)用戶圍繞基站的位置劃分12個空間區(qū)域或信道。采用這種配置，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)容量與使用全向天線基站的容量相比，可以提高12倍。和簡單扇形天線一樣，正在發(fā)展中的智能天線技術(shù)將數(shù)字信號處理能力與天線陣列相結(jié)合，以達(dá)到對信號傳輸和接收的空間控制。智能天線系統(tǒng)可以根據(jù)信號環(huán)境和系統(tǒng)要求來調(diào)整方向性的特征參數(shù)，為SDMA提供了基礎(chǔ)。43目標(biāo)站方向發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)換到波束6給目標(biāo)站方向提供最大的增益六元交換波束陣列波束圖扇區(qū)天線無線控制論器可交換星形無線MAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.3.6碼分多址CDMACDMA與DSSS密切相關(guān)，采用偽隨機(jī)碼將數(shù)據(jù)信號擴(kuò)展到很寬的頻帶上來提高抗干擾能力。如前文所述，如果兩個或多個發(fā)射機(jī)在DSSS中使用不同的正交偽隨機(jī)(PN)碼，它們就可以在相同物理區(qū)域使用同樣的頻段而互不干擾。這是由于使用偽隨機(jī)碼的相關(guān)器不能檢測由另一正交碼編碼的信號，而正交碼的定義決定它們互不相關(guān)。沃爾什就是正交碼集的一個例子，沃爾什碼可以通過哈達(dá)馬變換非常方便的得到。46Walsh碼的構(gòu)造

圖中從左往右看，三個淺色的矩陣都與它們左邊的整個矩陣相同，而深色的矩陣的數(shù)值正好與它左邊整個矩陣的數(shù)值相反。沃爾什碼可以從矩陣的每一行很容易地讀出，所以長度為4的沃爾什碼組是0000,0101,0011和0110。473.4數(shù)字調(diào)制技術(shù)3.4.1簡介3.4.2簡單調(diào)制技術(shù)3.4.3相移鍵控3.4.4正交幅度調(diào)制3.4.5雙載波調(diào)制3.4.6脈沖調(diào)制方法483.4.1簡介為某個具體應(yīng)用選擇最佳數(shù)字調(diào)制技術(shù)，需要遵循一系列規(guī)范，以下是其中最重要的幾項：頻譜效率：在可用的帶寬內(nèi)達(dá)到要求的數(shù)據(jù)速率，如下表。誤比特率(BitErrorRate,BER)性能：在具體應(yīng)用中，在考慮了諸多可能的影響因素（如干擾、多徑衰落等）情況下，系統(tǒng)要達(dá)到的誤比特率。功率效率：這在移動應(yīng)用中尤其重要，電池壽命是用戶非常看中的因素。頻譜效率（表示為每赫茲帶寬的數(shù)據(jù)速率）高的調(diào)制模式要求高的信號強(qiáng)度來實現(xiàn)無差錯檢測。實現(xiàn)的復(fù)雜度：實現(xiàn)某個特定技術(shù)與硬件成本直接相關(guān)?？梢栽谀承┓矫嬗密浖韺崿F(xiàn)調(diào)制的復(fù)雜性，減少對終端用戶成本的影響。49調(diào)制技術(shù)頻譜效率(b/Hz)BPSK0.5QPSK1.016-QAM2.0128-QAM3.5256-QAM4.0幾種典型調(diào)制技術(shù)的頻譜效率503.4.2簡單調(diào)制技術(shù)歸零翻轉(zhuǎn)(RZI)調(diào)制是在傳輸速率為1.152Mbps的紅外數(shù)據(jù)傳輸中使用的調(diào)制技術(shù)。它是不歸零(Non-returntoZero,NRZ)調(diào)制的一種變換形式，NRZ用在通用異步接收/發(fā)送裝置(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,UART)的數(shù)據(jù)傳輸中，如后圖所示，用1表示高電平，用0表示低電平，只有在1后跟著0時，才會從高電平轉(zhuǎn)到低電平。51數(shù)據(jù)比特不歸零（NRZ）歸零（RZ）差分歸零（RZI）比特周期NRZ,RZ和RZI調(diào)制技術(shù)52歸零(ReturntoZero,RZ)傳輸在每個比特期間用低-高-低脈沖表示1，與此相反，RZI用這樣的脈沖表示0。當(dāng)RZI調(diào)制信號被接收時，每個收到的脈沖觸發(fā)一次從高電平到低電平的躍變，可以恢復(fù)出比特流，如后圖所示。在每個比特周期結(jié)束時刻，解碼信號如果是低電平則下個周期被置為高電平，如果是高電平則保持不變，但如果收到了另一個脈沖則要發(fā)生電平翻轉(zhuǎn)。53起始位RZI已調(diào)信號解碼信號數(shù)據(jù)比特RZI比特流解碼543.4.3相移鍵控3.4.3.1二進(jìn)制相移鍵控3.4.3.2四進(jìn)制相移鍵控3.4.3.3差分相移鍵控3.4.3.4頻移鍵控553.4.3.1二進(jìn)制相移鍵控BPSK是這類技術(shù)中最簡單的，載波相位總是如下表中所示兩種狀態(tài)中的一種。0輸入符號（比特或者碼片）對應(yīng)載波零相位，1輸入符號對應(yīng)180

移相的載波，產(chǎn)生的輸出波形如后圖所示。符號載波相位00

1180

二進(jìn)制相移鍵控56比特流零相位載波BPSK已調(diào)載波二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制(BPSK)573.4.3.2四進(jìn)制相移鍵控與BPSK使用兩種相位狀態(tài)不同，QPSK使用四種不同的載波相位，每種相位用來編碼由兩個比特或碼片組成的一個符號。后圖說明了這四種載波相位，用IQ平面表示了載波信號的相位，其中I代表同向，Q代表正交或者90

相位。在IQ平面上點與I軸的角度表示相角，到原點的距離表示信號的幅度。58單位幅度圓QPSK星座圖π/4QPSK星座圖QPSK相位星座59符號載波相位000

0190

11180

10270

正交相移鍵控表中表示了00,01,11和10這四個點，即調(diào)制星座，它表示了單位幅度的四個載波相位。603.4.3.3差分相移鍵控差分相移鍵控(DifferentialPhaseShiftKeying,DPSK)是BPSK和QPSK的變換形式，輸入符號用來控制相位的差分變化，而不是用來定義載波的絕對相位。在BPSK中，0對應(yīng)零相位載波周期，而在DBPSK中，0符號表示載波相位相對于前一個比特周期沒有變化。類似地，在DQPSK中，每個符號被表示為相位的變化而不是載波的絕對相位，如下表所示。61符號相位變化000

0190

11180

10270

差分正交相移鍵控DQPSK623.4.3.4頻移鍵控頻移鍵控(FrequencyShiftKeying,FSK)是簡單的頻率調(diào)制方式，數(shù)據(jù)符號對應(yīng)不同的載波頻率。右表給出的是二進(jìn)制移頻鍵控(BinaryFrequencyShiftKeying,BFSK)情況。符號載波頻率0f0－f11f0+f1BFSK二進(jìn)制頻移鍵控633.4.4正交幅度調(diào)制正交幅度調(diào)制(QAM)是將相位調(diào)制和幅度調(diào)制相結(jié)合的合成調(diào)制技術(shù)。如前文所述，在BPSK或QPSK中，用恒定的載波幅度和2或4個不同的相位來表示輸入數(shù)據(jù)符號。QAM定義了16,64或更多點的星座而不是2點或4點，每一個點都有特定的相位和幅度代表4或6比特（或碼片）的數(shù)據(jù)符號。16-QAM和64-QAM調(diào)制技術(shù)應(yīng)用在IEEE802.11a和IEEE802.11g規(guī)范中，與OFDM相結(jié)合，可以達(dá)到24～54Mbps的數(shù)據(jù)率。6416QAM星座圖16-QAM星座（即IQ平面上有16個點）可用來實現(xiàn)24Mbps和36Mbps數(shù)據(jù)速率。6516QAM星座圖上的點也可以選用格雷碼編碼方式，格雷碼可使相鄰點之間只有1位不同。使用這種編碼方法可以減少在接收機(jī)中出現(xiàn)兩位錯誤的概率，因為如果某個點被錯誤地判定為相鄰的點，則只會發(fā)生一位錯誤，這易于采用糾錯技術(shù)恢復(fù)出錯的位。66格雷編碼的16-QAM星座圖673.4.5雙載波調(diào)制雙載波調(diào)制是用在多載波系統(tǒng)中的技術(shù)，如OFDM，可以對抗多徑環(huán)境中對單載波信號的破壞性干擾或衰落帶來的數(shù)據(jù)損耗。將數(shù)據(jù)調(diào)制到兩個載波而不是一個載波上，盡管增加了帶寬，但傳輸?shù)聂敯粜愿?。在多帶OFDM(Multi-bandOFDM)中，4比特符號被映射到兩個不同的16-QAM星座圖上，符號在相隔至少200MHz的兩個OFDM載波中傳輸。如果其中一個載波的接收受到衰落的影響，數(shù)據(jù)可以從另一個載波中恢復(fù)出來，由于兩個載波間隔很大，所以兩個載波同時受到影響的概率很小。683.4.6脈沖調(diào)制方法3.4.6.1脈沖位置調(diào)制3.4.6.2脈沖形狀調(diào)制693.4.6.1脈沖位置調(diào)制在脈沖位置調(diào)制(PPM)中，每個脈沖都在參考時間幀內(nèi)傳輸，脈沖傳送的信息是由在一幀內(nèi)脈沖的具體傳輸時間決定的。例如，4-PPM的系統(tǒng)定義了參考幀內(nèi)4個可能的脈沖位置，每個可能的位置用來對四個輸入符號中的一個符號進(jìn)行編碼，如下表所示。70輸入數(shù)據(jù)符號4-PPM數(shù)據(jù)符號0010000101001000101100014-PPM調(diào)制的數(shù)據(jù)符號713.4.6.2脈沖形狀調(diào)制脈沖形狀調(diào)制(PulseShapeModulation,PSM)將輸入數(shù)據(jù)流編碼成發(fā)送脈沖的形狀。PSM最簡單的形式就是脈沖幅度調(diào)制(PAM)，具有代表性的是用兩個或四個不同的脈沖幅度來對數(shù)據(jù)符號編碼。72輸入數(shù)據(jù)符號脈沖幅度000011102113PAM編碼表733.5RF信號的發(fā)送與接收3.5.1發(fā)射機(jī)功率3.5.2天線增益3.5.3接收機(jī)靈敏度3.5.4RF信號的傳播和損耗3.5.5鏈路預(yù)算3.5.6環(huán)境噪聲743.5.1發(fā)射機(jī)功率射頻發(fā)射機(jī)都會產(chǎn)生一定的功率，常用PTX表示，是決定信號輻射距離的首要因素。發(fā)射功率可以用以下兩種方法度量，一種是常用的瓦或毫瓦（W或mW），另一種是相對單位“dBm”。X(dBm)=10×lg[x(mW)]753.5.2天線增益天線將發(fā)射機(jī)的功率轉(zhuǎn)換為向接收機(jī)輻射的電磁波，天線的類型影響輻射的方式和功率密度，因此也影響了接收端接收到的信號強(qiáng)度。例如，簡單的偶極子天線向所有離開軸線的方向均勻地輻射，而定向天線只輻射出窄的無線電波。76偶極子天線和八木天線的輻射圖77在天線輻射圖中心的最大功率密度與參考的全向天線輻射功率密度之比稱為天線增益，表示為GTX或GRX，單位是dBi。發(fā)射天線的等效全向輻射功率，即EIRP，是將發(fā)射機(jī)到天線的功率（用dBm表示）與天線增益（用dBi表示）相加。連接發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的電纜和連接器也會給系統(tǒng)帶來損耗，從幾個dB至幾十dB不等，主要由電纜的長度和質(zhì)量決定。在發(fā)射機(jī)與天線或接收機(jī)與天線的連接中，有個同樣重要的因素，就是這些器件之間的阻抗匹配。783.5.3接收機(jī)靈敏度3.5.3.1誤比特率3.5.3.2接收機(jī)噪聲基底3.5.3.3接收機(jī)靈敏度793.5.3.1誤比特率

80幾種常用調(diào)制方法的誤比特率BER表示：信噪比SNR813.5.3.2接收機(jī)噪聲基底接收機(jī)噪聲基底（RNF）由兩部分組成：理想接收機(jī)的理論熱噪聲基底和接收機(jī)噪聲系數(shù)(NF)，后者用來測量特定接收機(jī)的額外噪聲和損耗。823.5.3.3接收機(jī)靈敏度接收機(jī)靈敏度PRX是接收機(jī)噪聲基底(RNF)和達(dá)到要求誤比特率所需要的信噪比(SNR)之和。PRX=RNF+SNR2Mbps數(shù)據(jù)速率增加到IEEE802.11b的11Mbps最大數(shù)據(jù)速率，需要使用不同的調(diào)制方法，以獲得較高的頻譜效率。若達(dá)到同樣的誤比特率BER要求，則需要更高的信噪比，因此高數(shù)據(jù)速率時接收機(jī)的靈敏度會下降。83數(shù)據(jù)速率(Mbps)調(diào)制技術(shù)PRX(dBm)11256CCK+DQPSK-85