无线网络通信传输媒介

目前，计算机无线通信传输手段有两种。

1）无线电波：短波或超短波、微波。

2）光波：激光、红外线。

短波、超短波类似电台或电视台广播，采用调幅、调频或调相的载波，通信距离可达数十公里。这种通信方式早已用于计算机通信，但其速率慢、保密性差、没有通信的单一性、易受其他电台或电气设备的干扰，使之可靠性差。另外频道、频度都要专门申请，因此一般不用作为无线连网。

微波以微波收/发机作为计算机网的通信信道。因为微波的频率很高，所以能够实现数据传输高速率，受气候条件环境影响很小。

它的频率范围F=300MHz?300GHz内。微波波段又可分为分米波、厘米波、毫米波,还有用字母命名来更细分微波各波段的。微波波段划分如下：

微波的波长很短，具有如下特性：

1)直线传播。

2)频谱宽，携带信息容量大。

3)微波元器件受尺寸大小的影响。

4)微波受金属物体屏蔽，但能穿越非金属物体，耗损大。

5)可穿透大气层，向外空传播。

由于激光和红外线易受天气影响，也不具备穿透的能力，因此在无线网络中一般不用。根据前面叙述，我们可以看到无线网络通信传输媒介最有能力的是微波。以微波频段为媒介，采用直序扩展频谱或跳频方式发射的传输技术，并以此技术制作了发射、接收机，遵照IEEE802.3以太网协议(EthernetProtocol),开发了整套的计算机无线网络产品。

其通信方面的主要技术特点是：用900MHz或2.45GHz微波作传输媒介，以先进的直序扩展频谱(DSSS)或跳频(FH)方式发射信号，其扩频编码(SpreadingCode)位长为216,射频带宽为26MHz。与传统的无线电窄带调制发射方式不同，这是宽带调制发射。故它具有传输数据率高(可到2Mbps),发射功率小(只有100?200mW),保密性好，抗干扰能力很强，不会发生与其他无线电设备及用户互相干扰的特点。更方便的是易于多点通信,这是因为它和一般无线电通信采用的频分式或时分式的不同，扩频调制是码分方式。很多用户可以使用相同的通信频率，只要设置不同的标识码ID,就可以产生不同的伪随机码来控制扩频调制，即能做到互不干扰的同时通信。其通信距离和覆盖范围视所选用的天线不同而异；定向传送可到5~40km；室外的全向天线可覆盖1.5~10km的半径范围；室内全向可覆盖最大半径250m的5000m2的范围。电波能穿透几层墙或两层楼的混凝土楼板。

由此可见，微波扩频通信技术为计算机无线网提供了良好的通信信道。

二、无线网络的互连设备

1.无线网卡

(1)无线网卡的硬件组成

无线网卡的硬件组成包括RF、IF、SS和NIC等几部分，如图1所示。

图1   网卡的硬件组成示意图

对于无线网络的网卡，西安电子科技大学和上海康泰克电子技术有限公司，都研制生产出符合IEEE802.11协议的网卡，而且具有漫游和散布功能。

NIC是网络接口控制单元，它完成SS单元与计算机之间的接口控制。SS是扩频解扩频及解调单元，它完成对发送数据的频谱扩展和对接收信号的解扩解调，同时，它还具有对数据进行解扰处理的功能，在QRSK时还要进行并/串和串/并变换。在SS单元，还要对发射功率和分集接进行相应的控制，并具有信道能量检测(ED)和载波强度(CS)、实际是信号质量(SQ)检测等功能。IF是中频单元，它完成对已扩频信号的调制(BPSK/QPSK)和对接收信号的变频及其他处理。RF&Antenna单元完成对发送中频信号的向上和向下变频、功率放大(PA)及低噪声放大等功能，一般包括Antenna及分集开关、T/R开关、LAN和PA、Localoscillator,向上/向下混频器、滤波器几个部分。

RF&Antenna、IF和SS单元构成了扩频通信机(SSTransceiver)。

(2)无线网卡的工作原理

按照IEEE802.11协议，无线局域网卡分为媒体访问控制(MAC)层和物理层(PHYLayer),两者之间还定义了一个媒体访问控制一物理(MAC-PHY)子层(Sublayer)。MAC层提供主机与物理层之间的接口，并管理外部存储器，它与无线网卡硬件的NIC单元相对应。物理层具体实现无线电信号的接收与发射，它与无线网卡硬件中的扩频MAC层一起决定是否可以发送信号，通过MAC层的控制来实现无线网络的CSMA/CA协议，而MAC-PHY子层主要实现数据的打包与拆包，把必要的控制信息放在数据包的前面。

IEEE802.11协议指出，物理层必须有至少一种提供空闲信道估计CCA信号的方法。