Intersymbol Interferenz (ISI), Kanäle und Frequenzen

Bei der Beschreibung von 802.11b / g und den 2,4-GHz-Kanälen oder 802.11a / n mit 5-GHz-Kanälen zeigen Lehrbücher ( CWNA Official Study Guide ) häufig Zahlen mit Kanälen, die so voneinander beabstandet sind, dass bestimmte Kanäle nicht überlappen können und daher ISI vermieden wird. Die Erklärung ist, dass ISI in Fällen von Mehrweg auftritt, in denen die Signale derselben Frequenz stören. Dies ist für mich sinnvoll, dh, dass Signale mit derselben Frequenz stören können und nicht überlappende Kanäle ISI vermeiden würden.

Meines Wissens nach weist das 802.11-Design beispielsweise 1 Signal pro konstanter Breite des "Frequenzraums" in einem Kanal zu

• 1 Signal pro 2 MHz in einem DSSS-Kanal
• 1 Signal pro Unterträger im OFDM-Kanal

Wenn wir uns die Zahlen in den URLs ansehen, zeigt der Abstand der Kanäle und Frequenzen eine sequentielle Reihenfolge von Hz. Was mir nicht klar ist, ist, ob dieselbe exakte Sequenz auch für den Zeitpunkt der Ankunft jedes Signals gelten muss. Betrachten Sie beispielsweise 2,4-GHz-Kanal 1: Kommt das 2,410-GHz-Signal immer vor dem 2,414-GHz-Signal beim Empfänger an? Nach dem ersten Zyklus würde ich vermuten, dass die Signale innerhalb eines einzelnen Kanals in der Reihenfolge der niedrigsten bis höchsten Hz ankommen. Aber gilt diese genaue Reihenfolge nach einiger Zeit? Was würde verhindern, dass Signale mit unterschiedlichen Hz genau zum gleichen Zeitpunkt eintreffen? Oder wenn bereits ein gleichzeitiges Eintreffen von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen erwartet wird, wie erkennt das Radio dann, welches Signal das richtige ist, um es zu empfangen?

Diese Arten von Hochfrequenzübertragungen werden als "Frequenzmultiplex" (FDM) bezeichnet. Die verschiedenen Kanäle (dh Frequenzen) senden und empfangen gleichzeitig. Es ist wie bei einer Cocktailparty, bei der jedes Gespräch einen anderen Tonhöhenbereich wählt - die Tenöre haben kein Problem damit, sich direkt durch die Bässe am Nebentisch zu hören.

In FDM sind die Empfänger so abgestimmt, dass sie nur Übertragungen in dem Kanal (dem Frequenzbereich) aufnehmen, den sie hören sollen. Über einen größeren Bereich (z. B. das 2,4-GHz-WLAN) gibt es kleinere Aufteilungen von Frequenzbereichen in Kanäle. Die Übertragungen bewegen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit, sodass alle Sender auf derselben Frequenz - demselben Kanal in einem bestimmten Frequenzband, z. B. Kanal 11 mit 2,4 GHz - sofort übereinander sprechen. Zwei beliebige 2,4-GHz-Kanal-11-Geräte in Reichweite kollidieren sofort.

Vielleicht ist der Teil, der nicht offensichtlich ist, dass die elektromagnetische Theorie zeigt, dass die Überlagerung von E & M-Wellen kein Problem ist. Es ist wie Wellen im offenen Ozean; Sie können kurze Wellen mit drei Abständen (eine hohe Frequenz) haben, die sich über die Oberfläche bewegen, während Sie lange Wellen des Ozeans haben (eine niedrige Frequenz). Am E & M-Empfänger stellen Sie "einfach" die richtige Frequenz ein und können die gewünschten Signale aus dem Rauschen auswählen. (Und das E & M-Spektrum ist sehr, sehr laut.)

All dieses RF-Zeug lässt manchmal meinen Kopf drehen, aber ich glaube, Sie verwechseln einige Konzepte in Ihrer Frage. Die Trennung der Kanäle hat absolut nichts mit ISI zu tun. ISI ist ein Effekt, der auf derselben Frequenz auftritt.

ISI resultiert normalerweise aus Multipath, wenn mehr als eine Kopie eines Symbols zu leicht unterschiedlichen Zeiten beim Empfänger ankommt und diese Kopien beginnen, sich mit dem nächsten übertragenen Symbol zu überlappen. Dies hat einen "Unschärfe" -Effekt, der den Empfänger verwirrt und das Verständnis des Symbols erschwert.

Das Schutzintervall hilft, ISI zu verhindern, indem es dem HF-Medium ermöglicht, sich zu "beruhigen", bevor das nächste Symbol gesendet wird. Ein längeres Schutzintervall gibt dem HF-Medium mehr Zeit, leise zu werden, verringert jedoch die Leistung, indem die Zeit reduziert wird, in der Daten tatsächlich übertragen werden. Ein kürzeres Schutzintervall erhöht die Leistung, birgt jedoch ein höheres Risiko für ISI.

Eine SEHR lockere Analogie: Stellen Sie sich vor, jemand spricht in ein Mikrofon und dieser Ton kommt aus zwei Lautsprechern. Wenn Sie eine Verzögerung bei der Übertragung von Ton von einem Lautsprecher einführen, sodass sich Wörter überschneiden, kann dies es für die Menschen schwierig machen, zu verstehen, was gesagt wird. Wenn diese Person ohne Unterbrechung eine vollständige Rede hält, sodass sich die Wörter ständig überschneiden, kann es sehr schwer zu verstehen sein. Wenn sie jedoch zwischen den einzelnen Wörtern eine volle Sekunde innehalten würden, wäre es leichter zu verstehen, aber es würde länger dauern, bis sie durch die Rede kommen.