1、第二章展頻技術介紹(補充)天線是最重要的元件，當天線有電流產生時會在天線周圍形成電場，電流改變會使電場改變，因而產生磁場，而電磁波電磁波就產生了！無線廣播天線遠比無線網卡或行動電話天線要長很多？Ans：AM803kHz，3*108/803000=375m Mobile 3*108/2.4*109 IEEE 802系列的網路協定 4.14.1展頻技術介紹展頻技術介紹(補充補充)展頻通訊技術之特色為寬頻及低功率，展頻通訊技術之特色為寬頻及低功率，WLAN所用的所用的展頻通訊用了各種調變方式。展頻通訊並比它的前者展頻通訊用了各種調變方式。展頻通訊並比它的前者窄頻通訊具備更多的優點。展頻訊號很像雜訊，
2、窄頻通訊具備更多的優點。展頻訊號很像雜訊，很難偵測，若無特殊設備很難破解及反調變很難偵測，若無特殊設備很難破解及反調變(Demodulate)。一般常見的干擾亦屬於窄頻，故干擾。一般常見的干擾亦屬於窄頻，故干擾對展頻影響較小而對窄頻之影響較大，故展頻早期只對展頻影響較小而對窄頻之影響較大，故展頻早期只能用在軍中。能用在軍中。4-1 4-1 何謂調變何謂調變 (1)(1)調變是是將訊號轉換為一種適合於通道的波形將訊號轉換為一種適合於通道的波形，解調變則是利用調變，解調變則是利用調變後的訊號特性，把訊號從一團混亂中解析出來。後的訊號特性，把訊號從一團混亂中解析出來。至於至於轉換的方式將依據的方式將
3、依據振幅、相位與頻率等特性等特性。因此，如何轉換訊號，並且應用這些特性完成訊號的傳輸，就是調因此，如何轉換訊號，並且應用這些特性完成訊號的傳輸，就是調變有趣的地方。變有趣的地方。4-1 4-1 何謂調變何謂調變 (2)(2)調變可區分為調變可區分為基頻調變基頻調變與與帶通調變帶通調變兩種兩種帶通調變帶通調變頻率較低的來源訊號稱為基頻（Baseband）訊號，與基頻訊號互相結合的高頻率傳輸電波，稱為載波（Carrier）訊號，例如：在IEEE 802.11技術中所採用的載波訊號的頻率為2.4GHz。帶通調變帶通調變的目的是將基頻訊號提升到一個較高的頻率載波頻率將基頻訊號提升到一個較高的頻率載波頻
4、率，以此載波頻率震盪的正旋函數形成電磁波傳播於通道中。換句話說，訊號頻率的位準由零轉換到一個較高的位準。通訊系統傳輸來源訊號（source message）時，為增加訊號的傳輸效能以及減少傳輸後的衰減，通常必須將低頻率的來源訊號與更高的頻率互相結合，結合後成為高頻的無線電波訊號。這個高頻無線電波內的相位與頻率變化，隱含了來源訊號的內容這個高頻無線電波內的相位與頻率變化，隱含了來源訊號的內容，此種程序稱為帶通調變。基頻調變基頻調變不需要轉換位準，直接轉換波形即可傳送至通道。4-1 4-1 何謂調變何謂調變 (3)(3)基頻調變比帶通調變要簡單而且直接多了，為何還要使用帶通基頻調變比帶通調變要簡單
5、而且直接多了，為何還要使用帶通調變呢？調變呢？因為許多的應用都要在同一個通道中傳輸，如果每一種應用都因為許多的應用都要在同一個通道中傳輸，如果每一種應用都把自己的訊號直接往通道傳送，所接收到的訊號便會混成把自己的訊號直接往通道傳送，所接收到的訊號便會混成一團，訊號種類越繁多，能夠正確接收訊號的機率就越低。一團，訊號種類越繁多，能夠正確接收訊號的機率就越低。所以，我們把各種應用分別提升到規定好的載波頻率上，也就所以，我們把各種應用分別提升到規定好的載波頻率上，也就是所謂的頻率分工，達成通道共享的目的。是所謂的頻率分工，達成通道共享的目的。以帶通調變為例，當接收端收到載波訊號後，再依照反向過程以帶
6、通調變為例，當接收端收到載波訊號後，再依照反向過程來將來源基頻訊號由載波中分離，此種程序稱為解調變來將來源基頻訊號由載波中分離，此種程序稱為解調變（De-modulationDe-modulation）。）。數位調變數位調變 (1)(1)如果訊號是連續的，例如說將聲音轉換成的訊號，所採用的調變如果訊號是連續的，例如說將聲音轉換成的訊號，所採用的調變方式將會是前面兩個大主題所談到的調變方式（類比與脈波調方式將會是前面兩個大主題所談到的調變方式（類比與脈波調變）。變）。如果訊號是數位的，也就是如果訊號是數位的，也就是0 0與與1 1的訊號，調變方式將會不同於以的訊號，調變方式將會不同於以往。往。數
7、位調變是以載波內振幅、頻率、相位等非連續的變化來表示基數位調變是以載波內振幅、頻率、相位等非連續的變化來表示基頻內頻內0 0與與1 1的數位訊號。的數位訊號。以下介紹三種數位訊號的調變方式，包括：以下介紹三種數位訊號的調變方式，包括：振幅移鍵（Amplitude Shift Keying；ASK）頻率移鍵（Frequency Shift Keying；FSK）相位移鍵（Phase Shift Keying；PSK）。三種數位調變技術所採用的輸入訊號都是數位的訊號，也就三種數位調變技術所採用的輸入訊號都是數位的訊號，也就是提出三種是提出三種0 0與與1 1的對應方式。的對應方式。數位調變數位調變
8、 (2)(2)振幅移鍵（振幅移鍵（Amplitude Shift KeyingAmplitude Shift Keying；ASKASK）開關閘將0對應到0，1對應到ACos（2fct），其中A是一個預設的振幅，Cos（2fct）是餘弦函數，fc是載波頻率。因此，發射端只需要一個震盪器，與一個開關閘。振幅移鍵的訊號沒有完全的利用振幅的特性，使得0與1對應訊號的差異不夠大，因此效能表現並不優秀，應用的機會也較少。簡單的說，當基頻上的訊號以載波的振幅變化來表示時，稱為振幅移鍵（ASK）方式。數位調變數位調變 (3)(3)頻率移鍵（頻率移鍵（Frequency Shift KeyingFrequen
9、cy Shift Keying；FSKFSK）二位元頻率移鍵將0對應到Acos（2fct），1對應到Acos（2（fcf）t），f是一段頻率的間隔，不同的接收方式與信號的頻寬都會影響可靠傳輸的最小頻率間隔。如果與振幅移鍵（ASK）相互比較，假設傳輸的平均能量相等，兩者有相同的效能，但若以波峰能量相等衡量，二位元頻率移鍵有較好的效能。其缺點是頻寬的使用不具效率，效能也沒有突出的表現。簡單的說，當基頻上的訊號以載波的頻率變化來表示時，稱為頻率移鍵（Frequency Shift Keying）方式。數位調變數位調變 (4)(4)相位移鍵（相位移鍵（Phase Shift KeyingPhase S
10、hift Keying；PSKPSK）二位元相位移鍵將0對應到ASin（2fct），1對應到ASin（2fct），其中Sin（2fct）是正弦函數，是一個預設的相位，當為90與270時，會有最低的錯誤率，也稱做雙相位移鍵。假設訊號在通道中會引入可加性白色高斯雜訊，最佳接收機的設計為經過一個關聯器、對積分於一個符元時間之內的值取樣，再判斷訊號的正負，便得出解調的信號。此技術大多運用在無線通訊系統。簡單的說，當基頻上的訊號以載波的相位變化來表示時，稱為相位移鍵（PSK）方式。數位調變數位調變 (5)(5)數位調變相較於類比調變有更多的優點，條列如下：數位調變相較於類比調變有更多的優點，條列如下：優
11、異的抗干擾能力數位調變內各個訊號不是0就是1，例如以0伏特來表示位元0，以5伏特來表示位元1，當位元強度受到外界的雜訊影響而改變強度成為3.8伏特時，系統在傳輸過程中能將位元強度回復到原來正常的5伏特。提供資料多工處理當不同型態的資料經過數位調變後，都轉換成0與1的數位訊號，如此，資料就能多工混合後由相同的頻道傳送，另外一方接收到這些資料後，再解多工還原成原來個別型態的資料。提供傳輸安全機制數位調變系統內的數位訊號還能運用數位訊號處理的技術，例如發射端以特定的密碼將資料進行編碼，接收端必須具備相同的密碼，才能還原成原來的資料，避免訊號傳輸時遭其他人竊取。除編碼外，數位調變還能進行頻道編碼（ch
12、annel coding），頻道編碼是在傳輸資料內，額外加入一些控制位元，當接收端收到訊號後，依照這些控制位元的數值將傳輸過程中若干發生錯誤的位元加以更正過來。802.11 802.11 完全剖析無線網路技術完全剖析無線網路技術Chapter4Chapter4展頻技術展頻技術4.1.14.1.1窄頻通訊窄頻通訊圖圖4.14.1所顯示為展頻與窄頻訊號之不同。注意窄頻的一所顯示為展頻與窄頻訊號之不同。注意窄頻的一個特色是高功率，使用的頻道愈窄則功率需求愈高。個特色是高功率，使用的頻道愈窄則功率需求愈高。因為頻道很窄，必須靠高功率來確定接收無誤，如因為頻道很窄，必須靠高功率來確定接收無誤，如FMFM
13、電台發送功率可達兩千瓦。而功率愈高，則與隔鄰頻電台發送功率可達兩千瓦。而功率愈高，則與隔鄰頻道間的道間的Guard BandGuard Band則必須越大，造成頻率無法有效使則必須越大，造成頻率無法有效使用。為讓窄頻訊號被接收，它必須比雜訊用。為讓窄頻訊號被接收，它必須比雜訊 (Noise(Noise Level)Level)之功率高很多。之功率高很多。窄頻傳輸的另一缺點是它很容易被蓋台窄頻傳輸的另一缺點是它很容易被蓋台(Jam)(Jam)或被干擾。或被干擾。JamJam為惡意的蓋台，如圖。因為頻帶很窄，它很容易被為惡意的蓋台，如圖。因為頻帶很窄，它很容易被其他頻率相同之高功率窄頻訊號所掩蓋，
14、就好像講話其他頻率相同之高功率窄頻訊號所掩蓋，就好像講話時有重型車經過。時有重型車經過。4.1.24.1.2展頻技術展頻技術展頻技術讓我們用比窄頻寬許多的頻道作通訊。例如展頻技術讓我們用比窄頻寬許多的頻道作通訊。例如在在1MHz1MHz窄頻我們需要窄頻我們需要10W10W傳送，但若用傳送，但若用20MHz20MHz展頻則只展頻則只需要需要10mW10mW傳送。而且較寬的頻道不容易被傳送。而且較寬的頻道不容易被JamJam或被破壞。或被破壞。窄頻窄頻JammingJamming只能對展頻的一小部分傳送造成影響，而只能對展頻的一小部分傳送造成影響，而大部份的資訊都能正確傳輸。大部份的資訊都能正確傳
15、輸。RFRF線路都能針對毀損的線路都能針對毀損的一小部分換一個頻道作重送。一小部分換一個頻道作重送。雖然展頻的頻道很寬，但功率很低，這是展頻的第二雖然展頻的頻道很寬，但功率很低，這是展頻的第二個特色。此兩個特色讓一般的接收器認為這只是雜訊。個特色。此兩個特色讓一般的接收器認為這只是雜訊。故在早期展頻訊號的安全性比較高。故在早期展頻訊號的安全性比較高。4.1.34.1.3展頻技術之使用展頻技術之使用此天生的安全性讓軍方在此天生的安全性讓軍方在19501950到到19601960年代冷戰時期採年代冷戰時期採用展頻通訊。因為類似雜訊，展頻可用於戰區而不被用展頻通訊。因為類似雜訊，展頻可用於戰區而不被
16、敵方傳統接收設備察覺，安全性得以確保。當然，這敵方傳統接收設備察覺，安全性得以確保。當然，這是假設對方不懂這技術。如對方懂這技術，他若無法是假設對方不懂這技術。如對方懂這技術，他若無法破解出資訊至少也能偵測到展頻訊號之存在。破解出資訊至少也能偵測到展頻訊號之存在。在在WLANWLAN之外，之外，WPAN(Wireless Personal Area Net-WPAN(Wireless Personal Area Net-work)work)、WMAN(WirelessWMAN(Wireless Metropolitan Area Network)Metropolitan Area Networ
17、k)、以及、以及WWAN(WirelessWWAN(Wireless Wide Area Network)Wide Area Network)也都能使也都能使用展頻技術。用展頻技術。WPANWPAN使用藍芽技術利用非常低的功率在使用藍芽技術利用非常低的功率在很短的距離作無線通訊。很短的距離作無線通訊。WMANWMAN及及WWANWWAN使用高方向性天使用高方向性天線配合相當低的功率作長距離通訊。線配合相當低的功率作長距離通訊。下圖表示下圖表示802.11 WLAN802.11 WLAN、802.16 WMAN802.16 WMAN與與802.20 WWAN802.20 WWAN技技術之比較。術
18、之比較。IEEE 802 IEEE 802系列的網路協定系列的網路協定 無線區域網路無線區域網路(Wireless Local Area Networks(Wireless Local Area Networks，WLAN)WLAN)圖圖4.64.6表示一台連到乙太網路的表示一台連到乙太網路的APAP與其他與其他WLANWLAN設備之連設備之連線。線。APAP將無線與有線兩個網路連接而成一個網路，網將無線與有線兩個網路連接而成一個網路，網路內任何成員都能互通。例如有線這一側若有印表機，路內任何成員都能互通。例如有線這一側若有印表機，無線的電腦都能使用它。無線的電腦都能使用它。圖圖4.74.7表
19、示當距離變長，表示當距離變長，802.11b802.11b的速率會下降。若無的速率會下降。若無阻礙情況，阻礙情況，APAP最遠可支援達最遠可支援達100100公尺。公尺。無線個人網路無線個人網路(Wireless Personal Area Networks(Wireless Personal Area Networks，WPAN)WPAN)BluetoothBluetooth軍人的理想是讓單兵配備類似直昇機駕軍人的理想是讓單兵配備類似直昇機駕駛的遙控式機槍，亦即它只要以夜視鏡對準目標按下駛的遙控式機槍，亦即它只要以夜視鏡對準目標按下按鈕，機槍就能打中目標。而夜視鏡與機槍之間是以按鈕，機槍就能
20、打中目標。而夜視鏡與機槍之間是以BluetoothBluetooth連線。當然，為了自身安全，機槍與單兵間連線。當然，為了自身安全，機槍與單兵間應保持一段距離，此情況屬於應保持一段距離，此情況屬於TelepresenseTelepresense，亦，亦即將即將WPANWPAN架構在架構在WWANWWAN或或InternetInternet之上。之上。FCC FCC對展頻技術限制很寬，允許各種方式達成。某些採對展頻技術限制很寬，允許各種方式達成。某些採用跳頻展頻，亦即傳送與接收端同時在頻帶內各個頻用跳頻展頻，亦即傳送與接收端同時在頻帶內各個頻道做跳頻並同時交換資料。例如藍芽每秒跳道做跳頻並同時交
21、換資料。例如藍芽每秒跳1,6001,600次，次，而而HomeRFHomeRF每秒約每秒約5050次。這兩種技術均與次。這兩種技術均與802.11802.11的跳頻的跳頻大不相同，大不相同，802.11802.11每秒約只跳每秒約只跳5 5至至1010次。次。無線長途網路無線長途網路(Wireless Wide Area Networks(Wireless Wide Area Networks，WWAN)WWAN)傳統傳統WWANWWAN技術一般是指也是需要執照的技術一般是指也是需要執照的2G2G、2.5G2.5G以及以及3G3G等行動通訊技術，但資訊傳輸的速度不夠快是其致等行動通訊技術，但資
22、訊傳輸的速度不夠快是其致命傷，命傷，以以WLANWLAN為基礎的為基礎的4G4G技術技術將會對這些業者造成致將會對這些業者造成致命影響，換句話說就是命影響，換句話說就是2G2G與與3G3G業者時日無多。業者時日無多。圖圖1010及圖及圖1111都是表示都是表示4G4G的趨勢。的趨勢。圖圖4.124.12更清楚點出更清楚點出4G4G的可怕，連衛星與無線電話都被的可怕，連衛星與無線電話都被納入。納入。圖圖4.134.13顯示顯示4G4G的功能需求，請特別注意的功能需求，請特別注意Ad-HocAd-Hoc與與MeshMesh兩項。兩項。4.1.44.1.4FCCFCC的規定的規定 雖然展頻技術有很多
23、種，雖然展頻技術有很多種，20012001年五月之前年五月之前FCCFCC只有規定只有規定兩種。之後則加入兩種。之後則加入OFDMOFDM技術技術。展頻相關之法律在國會。展頻相關之法律在國會通過之第通過之第4747條條TelegraphsTelegraphs、TelephonesTelephones、以及、以及RadiotelegraphsRadiotelegraphs。此。此FCCFCC法律提供無線設備之架設法律提供無線設備之架設規定。規定。20012001年五月之前年五月之前ISMISM可用的兩種展頻技術為：可用的兩種展頻技術為：DSSSDSSS及及FHSSFHSS。在。在20012001
24、年五月之後則增加了年五月之後則增加了OFDMOFDM展頻技展頻技術。術。(補充自補充自Ch.3)Ch.3)所謂所謂CODECCODEC，是，是CODER(CODER(傳送時傳送時)與與DECODER(DECODER(接收時接收時)之簡稱。它的功能是將類比訊號與數位訊號之間的轉之簡稱。它的功能是將類比訊號與數位訊號之間的轉換。如果換。如果原始資料是原始資料是類比資料類比資料，則需使用，則需使用CODECCODEC將之轉將之轉為數位資料為數位資料。例如語音的數位化，人聲的範圍為。例如語音的數位化，人聲的範圍為20Hz20Hz到到4KHz4KHz，故以，故以8KHz 8 bit8KHz 8 bit來
25、作來作SamplingSampling可完整記錄語可完整記錄語音，故數位交換機均採用音，故數位交換機均採用64Mbps64Mbps作傳送。作傳送。MODEMMODEM為為Modulator(Modulator(傳送時傳送時)與與DomodulatorDomodulator(接收時接收時)之簡稱。之簡稱。CODECCODEC輸出的信號輸出的信號將被輸入至將被輸入至ModemModem作作調變調變。VoIPVoIP與與VoWLANVoWLAN如何將語音作數位化壓縮，即是屬於如何將語音作數位化壓縮，即是屬於CODECCODEC技術。技術。(補充自補充自Ch.3)Ch.3)(補充自補充自Ch.3)Ch
26、.3)調變動作就是將數位信號的資訊調變動作就是將數位信號的資訊Modulate到載波之上。到載波之上。而最基本的調變方式為而最基本的調變方式為AM(Amplitude Modulation)、FM(Frequency Modulation)、與、與PM(Phase Modulation)、與、與QAM(Quadratune Amplitude Modulation)。AM以正弦波的大小做調變，以正弦波的大小做調變，FM以頻率做調變，以頻率做調變，PM以以相位做調變，而相位做調變，而QAM以大小及相位做調變以大小及相位做調變。4.24.2跳頻展頻跳頻展頻(Frequency Hopping(Fr
27、equency Hopping Spread SpectrumSpread Spectrum，FHSS)FHSS)展頻技術中的展頻技術中的FHSSFHSS使用跳頻方式而將資料分散在使用跳頻方式而將資料分散在83.5MHz83.5MHz中送出。跳頻表示中送出。跳頻表示RFRF信號能迅速改變頻道的能信號能迅速改變頻道的能力。力。WLANWLAN的的FHSSFHSS使用使用2.4GHz ISM2.4GHz ISM的的83.5MHz83.5MHz，符合，符合FCCFCC之規定及之規定及IEEE 802.11IEEE 802.11標準。標準。4.2.14.2.1跳頻展頻如何工作跳頻展頻如何工作 FHSS
28、 FHSS系統的載波依據某一系統的載波依據某一Pseudorandom(Pseudorandom(假亂數假亂數)順序順序改變頻率。此改變頻率。此PseudorandomPseudorandom順序為載波所重複依據之順序為載波所重複依據之跳躍頻道表。傳送者使用這個順序來決定傳送頻率，跳躍頻道表。傳送者使用這個順序來決定傳送頻率，載波會在某一頻道呆一段時間載波會在某一頻道呆一段時間(稱為稱為Dwell Time)Dwell Time)，再，再用一小段時間變換頻道用一小段時間變換頻道(Hop Time)(Hop Time)。當用完所有頻道，。當用完所有頻道，會重新開始。會重新開始。4.2.24.2.
29、2窄頻干擾之影響窄頻干擾之影響跳頻的方式是利用傳送與接收者同時作重複跳躍而互跳頻的方式是利用傳送與接收者同時作重複跳躍而互相傳送資料，如所有之跳頻技術，跳頻系統比較能能相傳送資料，如所有之跳頻技術，跳頻系統比較能能忍受窄頻干擾，但並非免疫。如對前述之忍受窄頻干擾，但並非免疫。如對前述之2.413GHz2.413GHz作作干擾，則只有干擾，則只有2.413GHz2.413GHz的資料被毀，其餘信號則依然的資料被毀，其餘信號則依然完整，而遺失的資料可用另一頻道而被重送。完整，而遺失的資料可用另一頻道而被重送。4.2.34.2.3跳頻展頻系統跳頻展頻系統IEEEIEEE的工作是制定符合的工作是制定符
30、合FCCFCC法律規定的通訊標準。法律規定的通訊標準。IEEE IEEE 802.11 FHSS802.11 FHSS、藍芽及、藍芽及OpenAirOpenAir等標準均屬等標準均屬FHSSFHSS系統，系統，FHSSFHSS系統至少需規定：系統至少需規定：(1)(1)何種頻帶、何種頻帶、(2)(2)跳耀順序、跳耀順序、(3)Dwell Time(3)Dwell Time、(4)(4)傳輸速度。傳輸速度。頻道頻道 FHSS FHSS跳頻的單位為跳頻的單位為ChannelChannel。FHSSFHSS傳統上使用傳統上使用IEEEIEEE所定所定義的義的2626種標準跳躍方式種標準跳躍方式(Ho
31、p Pattern)(Hop Pattern)。某些。某些FHSSFHSS系統系統允許自訂的跳躍方式，其他則允許各系統同步以避免允許自訂的跳躍方式，其他則允許各系統同步以避免同一地點使用同一地點使用(Co-Locate)(Co-Locate)時發生碰撞。時發生碰撞。若使用非同步系統，最多可讓若使用非同步系統，最多可讓2626個系統運作，對中度個系統運作，對中度擁擠的系統而言，一般最多使用擁擠的系統而言，一般最多使用2626個系統。若各系統個系統。若各系統均使用頻繁，則最多只能有均使用頻繁，則最多只能有1515個系統。若超過個系統。若超過1515個系個系統，則碰撞情況的增加會使得統，則碰撞情況的
32、增加會使得WLANWLAN的的ThroughputThroughput降低。降低。定居時間定居時間(Dwell Time)(Dwell Time)當討論當討論FHSSFHSS系統，則它必須在某一頻道停留一段時間系統，則它必須在某一頻道停留一段時間作傳輸，再跳到另一頻道繼續作傳輸。此段時間稱為作傳輸，再跳到另一頻道繼續作傳輸。此段時間稱為Dwell TimeDwell Time，一旦，一旦Dwell TimeDwell Time結束，系統必須跳到另結束，系統必須跳到另一頻道再做傳輸。一頻道再做傳輸。一般的一般的Dwell TimeDwell Time單位為單位為msms，除了每秒跳，除了每秒跳1
33、,0001,000次以上次以上的跳頻系統，如每秒跳的跳頻系統，如每秒跳1,6001,600次之藍芽的次之藍芽的Dwell TimeDwell Time為為445s445s。跳躍時間跳躍時間(Hop Time)(Hop Time)跳頻動作中，跳頻動作中，Dwell TimeDwell Time只是一部份的時間。當系統只是一部份的時間。當系統在做跳頻，它必須使用兩種方法改變傳輸所用的頻道。在做跳頻，它必須使用兩種方法改變傳輸所用的頻道。一種是使用不同頻道的另外一個傳送線路。一種是調一種是使用不同頻道的另外一個傳送線路。一種是調整目前線路以使其變成新的頻率。用這兩種方法，頻整目前線路以使其變成新的頻
34、率。用這兩種方法，頻率變化必須完畢才能再進行傳送，在此改變頻道的時率變化必須完畢才能再進行傳送，在此改變頻道的時間無法傳送資料，此時間稱為間無法傳送資料，此時間稱為Hop TimeHop Time。此。此Hop TimeHop Time通常屬於通常屬於s(10s(10-6-6秒秒)，而，而Dwell TimeDwell Time則常為則常為100100到到200ms(10200ms(10-3-3秒秒)，故，故Hop TimeHop Time通常並不重要。通常並不重要。Dwell TimeDwell Time的限制的限制 FCC FCC規定規定FHSSFHSS系統每系統每3030秒，在多次掃描完
35、秒，在多次掃描完7575個頻道下的個頻道下的平均每個頻道之最大平均每個頻道之最大Dwell TimeDwell Time為為400ms400ms。例如一傳送。例如一傳送者每個頻道使用者每個頻道使用100ms100ms作為作為Dwell TimeDwell Time，則需，則需7.57.5秒再秒再多一點，可以掃描完多一點，可以掃描完7575個頻道個頻道(每個頻道每個頻道100mS)100mS)而回到而回到最初頻道。會多一點時間的原因是額外的最初頻道。會多一點時間的原因是額外的Hop TimeHop Time。重複重複4 4次會使得每個頻道使用了次會使得每個頻道使用了400mS400mS，而總時間
36、剛好，而總時間剛好超過超過3030秒一點點秒一點點(7.57.5秒秒*4)4)。此點符合。此點符合FCCFCC的規定。的規定。4.2.44.2.4WBFHWBFH 於於19991999年年FCCFCC通過了通過了WBFH(WideWBFH(Wide Band Frequency Band Frequency Hopping)Hopping)的的NPRM(NoticeNPRM(Notice of Proposed Rule Making)of Proposed Rule Making)。而於而於20002000年年8 8月月3131日，日，FCCFCC正式採用正式採用WBFHWBFH而改變了而改
37、變了FHSSFHSS之相關規定。此規定放寬了之相關規定。此規定放寬了FHSSFHSS系統的彈性且更為實系統的彈性且更為實用。這造成用。這造成8/31/20008/31/2000之前及之前及8/31/20008/31/2000之後之後的兩種規定，且的兩種規定，且FCCFCC讓廠商選擇使用何者。廠商若推出讓廠商選擇使用何者。廠商若推出F H S SF H S S 系 統 可 選 擇 其 中 任 何 一 種 規 定。若 選 擇系 統 可 選 擇 其 中 任 何 一 種 規 定。若 選 擇8/31/20008/31/2000之後規定，則設備必須符合這整個這部之後規定，則設備必須符合這整個這部分的規定。
38、廠商不能只符合部分的分的規定。廠商不能只符合部分的8/31/20008/31/2000之前之前及及8/31/20008/31/2000之後之另一部分的規定。之後之另一部分的規定。4.2.54.2.5讓藍芽讓藍芽FHSSFHSS與與WLAN DSSSWLAN DSSS並存並存在在2001年年5月月10日，日，FCC開放開放2.4GHz之之OFDM產品的同產品的同時，另外對時，另外對DSSS與與FHSS的規定也更為放寬。關於的規定也更為放寬。關於DSSS，FCC取消了取消了Processing Gain的限制。經過三年的限制。經過三年的醞量，的醞量，FCC於於May/9/2002通過修改展頻相關法
39、律通過修改展頻相關法律(亦亦即即Part 15部份部份)而讓藍芽避開而讓藍芽避開Wi-Fi所使用的頻道。此所使用的頻道。此新規定並開放新規定並開放OFDM技術於技術於ISM頻帶使用。頻帶使用。4.34.3直序展頻直序展頻(Direct Sequence(Direct Sequence Spread SpectrumSpread Spectrum，DSSS)DSSS)DSSS DSSS為目前展頻系統最常用的技術，如各型為目前展頻系統最常用的技術，如各型900MHz900MHz或或2.4GHz ISM2.4GHz ISM無線話機。主要是因為容易使用及較高的無線話機。主要是因為容易使用及較高的速度。
40、大部份的速度。大部份的WLANWLAN，如最流行的，如最流行的802.11b802.11b只使用只使用DSSSDSSS技術技術。DSSSDSSS讓傳送及接收者都使用讓傳送及接收者都使用22MHz22MHz的頻寬，此頻的頻寬，此頻寬讓設備得以支援比寬讓設備得以支援比FHSSFHSS較高的較高的11Mbps11Mbps速度。速度。4.3.14.3.1直序展頻如何工作直序展頻如何工作 DSSS DSSS技術為了克服技術為了克服MultipathMultipath現象所造成的現象所造成的Delay Delay SpreadSpread，將資料信號以較高速度的，將資料信號以較高速度的BitBit順序作傳
41、送，稱順序作傳送，稱為為Chipping CodeChipping Code或或Processing GainProcessing Gain。很高的。很高的Processing GainProcessing Gain增加信號抵抗干擾的能力。增加信號抵抗干擾的能力。FCCFCC規定規定之之Processing GainProcessing Gain至少需為至少需為1010，而大部分的產品都採，而大部分的產品都採用小於用小於2020之值。之值。IEEE 802.11IEEE 802.11的的DSSSDSSS則將則將Processing Processing GainGain定為定為1111。DSS
42、SDSSS用一個用一個Code SequenceCode Sequence來將送出的一個來將送出的一個BitBit看起來看起來像雜訊。像雜訊。ChipChip的數目表示的數目表示SpreadingSpreading或或Processing Processing GainGain的量，而每個的量，而每個BitBit所用的所用的ChipChip數目表示實際傳輸的數目表示實際傳輸的速度。速度。4.3.24.3.2直序展頻系統直序展頻系統一般的一般的DSSS WLANDSSS WLAN系統均使用系統均使用2.4GHz ISM2.4GHz ISM頻帶，這使得頻帶，這使得2.4GHz2.4GHz相當擁擠。
43、是相當擁擠。是2.4GHz ISM2.4GHz ISM頻帶最主要的缺點。頻帶最主要的缺點。IEEE 802.11IEEE 802.11定義了定義了DSSSDSSS的的1 1與與2Mbps2Mbps兩種速度，而兩種速度，而802.11b(802.11b(又稱又稱HR-DSSSHR-DSSS，HRHR表示表示High Rate)High Rate)則支援達則支援達5.55.5及及11Mbps11Mbps兩種速度。兩種速度。IEEE 802.11bIEEE 802.11b之之5.55.5或或11Mbps11Mbps設備能與設備能與802.11802.11之之1 1或或2Mbps2Mbps設備互通。因
44、為設備互通。因為802.11b802.11b支援支援BackwardBackward相容。故相容。故802.11802.11設備之使用者不必一次更新其設備就能擁有設備之使用者不必一次更新其設備就能擁有802.11b802.11b系統，而能分批以漸進的方式逐步更換掉系統，而能分批以漸進的方式逐步更換掉802.11802.11設備。設備。頻道頻道不像不像FHSSFHSS系統使用跳躍順序定義頻道，系統使用跳躍順序定義頻道，DSSSDSSS的頻道定的頻道定義較為傳統。每個義較為傳統。每個ChannelChannel為連續之為連續之22MHz22MHz寬的頻道，寬的頻道，其中的載波頻道為其中的載波頻道為
45、1MHz1MHz，類似，類似FHSSFHSS，故，故DSSSDSSS系統同時系統同時送出送出2222個信號相同的載波。例如頻道個信號相同的載波。例如頻道1 1為為2.401GHz2.401GHz到到2.423GHz2.423GHz，頻道，頻道2 2由由2.406GHz2.406GHz到到2.429GHz2.429GHz。如下圖。如下圖。圖圖4.164.16為各國所用的頻道表。為各國所用的頻道表。FCCFCC規定美國能用的頻道規定美國能用的頻道有有1111個，可看出頻道個，可看出頻道1 1與頻道與頻道2 2有顯著的重疊。其中的有顯著的重疊。其中的頻道編號數字代表中央頻率，必須再加減頻道編號數字代
46、表中央頻率，必須再加減11MHz11MHz以得到以得到22MHz22MHz的頻道總寬度。所以隔鄰頻道之重疊很多，如頻的頻道總寬度。所以隔鄰頻道之重疊很多，如頻道道1 1與與2 2。使用互相重疊的使用互相重疊的DSSSDSSS系統於同一空間會造成干擾。系統於同一空間會造成干擾。DSSSDSSS系統中，同一地點使用多個系統中，同一地點使用多個APAP時，不應使用重疊時，不應使用重疊的頻道不像多個的頻道不像多個FHSSFHSS系統比較可以用在同一地點，不系統比較可以用在同一地點，不同同DSSSDSSS系統完全無法並存。因為頻道寬度為系統完全無法並存。因為頻道寬度為22MHz22MHz，而，而中央頻率
47、差距僅為中央頻率差距僅為5MHz5MHz，故頻道，故頻道1 1與與6 6沒有重疊，或頻沒有重疊，或頻道道2 2與與7 7沒有重疊。所以同一地點最多只能放沒有重疊。所以同一地點最多只能放3 3個分別使個分別使用頻道用頻道1 1、6 6、與、與1111的的APAP。因為這。因為這3 3個頻道理論上互個頻道理論上互不重疊，如圖不重疊，如圖4.174.17所示。所示。4.3.34.3.3窄頻干擾造成的影響窄頻干擾造成的影響類似類似FHSSFHSS系統，系統，DSSSDSSS也能克服窄頻干擾。也能克服窄頻干擾。DSSSDSSS比比FHSSFHSS較易受窄頻影響，因為較易受窄頻影響，因為DSSSDSSS之
48、頻寬只有之頻寬只有22MHz22MHz，不像，不像FHSSFHSS佔據整個佔據整個79MHz79MHz頻帶。頻帶。FHSSFHSS使用的跳頻，以及比使用的跳頻，以及比DSSSDSSS還寬的還寬的22MHz22MHz頻帶，或比頻帶，或比OFDMOFDM還寬的還寬的20MHz20MHz頻帶之頻帶之兩個特點使它克服窄頻干擾的能力比兩個特點使它克服窄頻干擾的能力比DSSSDSSS或或OFDMOFDM還要還要強。強。4.3.44.3.4FCCFCC對直序展頻的規定對直序展頻的規定亦如亦如FHSSFHSS系統，系統，FCCFCC規定規定DSSSDSSS系統最多使用系統最多使用1W1W的功率在的功率在點對多
49、點點對多點(PtMP(PtMP)場合，此功率限制與頻道無關場合，此功率限制與頻道無關(FCC(FCC對對PtPPtP的功率限制比較複雜的功率限制比較複雜)。所有。所有2.4GHz2.4GHz與與5GHz 5GHz WLANWLAN展頻系統展頻系統(FHSS(FHSS、DSSSDSSS與與OFDM)OFDM)都不能大於都不能大於1W1W。但。但對於對於8/31/20008/31/2000之後的之後的FHSSFHSS為為128mW128mW。而且對於。而且對於5GHz UNII OFDM5GHz UNII OFDM的低與中頻帶的功率都比的低與中頻帶的功率都比1W1W小。小。4.44.4OFDM(O
50、rthogonalOFDM(Orthogonal Frequency Frequency Division Multiplexing)Division Multiplexing)技術技術WLANWLAN無線通訊由無線通訊由19971997至至20012001多年無法超越多年無法超越11Mbps11Mbps速度，速度，現在則由現在則由OFDMOFDM技術一舉推展到技術一舉推展到802.11a802.11a及及802.11g802.11g定義定義的的54Mbps54Mbps速度，速度，802.16a WMAN802.16a WMAN新標準新標準(無線都會網路無線都會網路)也是使用也是使用OFDMO
