WIFI无线通信的原理介绍

WiFi是无线局域网的一种标准（802.11协议）

工作原理

根本原理是通过无线电波将数字数据编码到无线电波上，然后通过天线将其作为电磁波发射出去，接收方天线检测到电磁波后将其解调回数字数据。

整个过程遵循OSI模型

第一阶段、数据准备与分割

1.生成数据包：当设备要发送数据，操作系统会将数据打包成帧，包括（数据、MAC报头和CRC校验码）

2.信道监听：发送前，无线网卡会使用CSMA/CA协议避免冲突。

先监听无线信道是否空闲，如果信道繁忙会等待一段时间再重新监听，如果信道空闲才会开始发送准备好的数据帧。

第二阶段、编码与调制

1.选择载波：择用特定工作频段的无线电波作为载波，将数据传输出去

2.调制：通过改变载波的特性代表0和1，主要有三种方式

调幅：改变波的振幅；调频：改变波频率；调相：改变波的相位

3.OFDM

将宽信道划分成数十甚至数百个正交的子载波，数据被分成多个低速流，并行的在不同子载波上发送。

4.MIMO

MIMO： 使用多根天线同时发送多个独立的数据流。

空间流： 每根天线发送的数据流称为一个空间流。例如，“2x2 MIMO”表示有2根天线发送2个空间流，速度几乎翻倍。

波束成形： 路由器可以计算出到你设备的最佳路径，然后将信号能量集中指向你的设备，而不是向所有方向均匀广播。

第三阶段、射频发射与接收

1.数模变换与上变频，经过调制和OFDM处理的数字信号被送入射频前端。数模转换器将其转换成模拟信号，然后与射频载频进行上变频。

2.提升频率后的信号非常微弱，需经过功率放大器放大，然后通过天线转换成电磁波辐射到空气中。

3.接收过程：天线接收到发来的电磁波后进行下变频，将高频射频信号转换回低频率的信号，经过模数转换成数字信号，再解OFDM、解调、检查CRC错误、提取有效数据。如果CRC正确接收端发送ACK确认帧回去，如果发送端没收到ACK，会任务数据丢失并重发。

工作频段