무선 신호가 어떻게 항상 서로 간섭하지 않습니까?

저는 무선 기술에 대한 초보자이며 작동 방식을 이해하려고 노력하고 있습니다.

내가 이해하지 못하는 한 가지는 이것입니다. 어떻게 다른 장치의 전송이 항상 서로 방해하지 않습니까?

예를 들어, 나는 빽빽한 대도시 지역에 살고 있습니다. 내 책상에는 라우터가 있고 WiFi를 통해 연결된 노트북이 있습니다. 내 주변의 100 미터 반경에는 적어도 100 개의 라우터가 있으며 위에서 언급 한 라우터에 연결된 200 개 이상의 장치 (노트북 또는 휴대 전화)가 있습니다. 그들은 모두 동시에 서로 통신하고 있습니다. 겸손한 노트북과 겸손한 라우터가 서로 메시지를 보내려면 어떻게해야합니까? 라우터가 메시지를 보낼 때 랩탑이 어떻게 이러한 주파수의 모든 노이즈로부터 메시지를받을 수 있습니까?

이 질문은 전화 네트워크에도 적용됩니다. 근처에 같은 탑과 통신하는 500 대의 전화기가있을 때 전화기가 어떻게 타워와 안정적으로 통신 할 수 있습니까? 어떤 데이터가 어떤 휴대 전화에 속하는지 어떻게 알 수 있습니까?

나의 호기심을 만족시켜 주셔서 감사합니다!

아, 그러나 그들은 방해합니다!

언급 된 다양한 라디오 소스 ( 다중화 키워드)가 다양한 풍미로 전파를 공유 할 수있는 몇 가지 메커니즘이 있습니다.

1. 주파수 대역 : 다른 RF 장치는 서로 다른 주파수 대역을 사용하며, 일반적으로 FCC 또는 ITU와 같은 관련 지역 당국이 할당하고 관리합니다. 이것을 스펙트럼 할당이라고하며, 국가별로 다양하며 광범위한 트렌드가 있습니다. 수신기는 관심 대역 내의 신호 만 수신하고 증폭하여 나머지 무선 주파수를 감쇠 시키도록 조정됩니다. 이것은 주파수 다중화 입니다.
   예 :

   • GPS 위성은 1.57542GHz (L1) 및 1.2276GHz (L2) 주파수 대역에서 민간 GPS 핸드셋과 통신합니다.
   • WiFi / 무선 LAN 장치는 일반적으로 2.4GHz 및 5GHz 대역을 사용하지만 일부 다른 지역은 특정 지역 / 목적에 할당되기도합니다.
   • 일부 RFID 장치는 13.56MHz 대역을 사용합니다
   • FM 라디오 엔터테인먼트 채널은 일반적으로 일본에서 87.5 ~ 108.0 MHz 대역 (유럽, 아프리카, 인도) 또는 그 범위 주변의 변형 (예 : 76 ~ 90 MHz)을 사용합니다.

2. 대역 내 주파수 채널 : 위의 주파수 대역 내에서 개별 전송 / 장치는 서로 다른 좁은 채널 또는 주파수 범위를 사용하며, 종종 간섭을 줄이거 나 레거시 채널을 피하기 위해 사용하지 않는 "가드 대역"이 남습니다. 또한 간섭이 관찰 될 때 5GHz 대역 WiFi 장치와 같이 동적 주파수 선택 (DFS)과 같은 메커니즘을 사용하여 채널을 우아하고 자동으로 전환합니다.
   따라서 위의 2.4GHz 예에서 WiFi 장치는 2412MHz의 중심 주파수에서 시작하여 11 개 (일부 국가에서는 14 개) 채널 중 하나에 대해 구성 될 수 있으며, 인접 채널 사이에 5MHz가 있으므로 2417, 2422 등이 될 수 있습니다. 에. 따라서 이웃의 Wi-Fi 라우터가 사용자의 무선 라우터를 상당히 방해하는 경우, 활동이 많지 않은 다른 채널로 항상 전환 할 수 있습니다.

3. 공간 다양성 : 장치 당 방출되는 전력과 관련하여 두 개의 RF 소스가 지리적으로 충분히 분리되어 있으면 간섭이 미미합니다. 대역 당 허용 가능한 최대 무선 방출 전력은 스펙트럼 규제 기관에 의해 규제되며 종종 개별적으로 라이센스됩니다.
   따라서 건물에있는 두 개의 블루투스 헤드셋이 동일한 주파수 채널을 사용하고 있더라도 각각의 무선 전송 전력이 낮을 때 물리적으로 충분히 분리되어있는 한 RF 간섭은 나타나지 않습니다.

4. 코드 분할 멀티플렉싱 -주파수 호핑 / 스프레드 스펙트럼 전송 : 특정 유형의 통신 장치는 간섭으로 인한 방해를 피하기 위해 동적으로 변경된 주파수 또는 주파수 범위에 걸친 확산 스펙트럼 전송을 사용합니다. 가장 친숙한 응용 프로그램은 CDMA 셀룰러 서비스 일 수 있습니다 .
   이러한 기술에서 일부 간섭이 발생하더라도 메커니즘의 특성상 효과적인 통신이 유지 될 수 있도록 충분한 종단 처리량을 제공합니다.
5. 시분할 다중화 (Time Division Multiplexing) : 주어진 임의의 "채널"통신에서 (이것은 RF뿐만 아니라 구리 나 광섬유에도 동일하게 적용됩니다) 주어진 양의 심볼 전송 용량이 있습니다. Quadrature Phase Shift Keying과 같은 기술은이 용량 "밀도"매니 폴드를 증가시키는 반면, "on"및 "off"비트는 초당 전송 될 수 있습니다. 전송 장비가 「드럼 마스터 "시간을 상회하고 각 요청 장치에 개별 시간 슬롯 할당, 또는 특정 형태의 의해으로 하나 시간의 청크의 채널을 이용하기 때문에, 이것은 간단 지능형 무질서 이러한 충돌 검출하고 재전송 (예 : 클래식 이더넷 CSMA-CD).
6. 편광 멀티플렉싱 (polarization multiplexing) 과 같은보다 이국적인 방법 : 이들은 광섬유 통신에서 가장 일반적으로 사용되지만 지점 간 무선 통신에도 널리 배포됩니다. 이러한 형태의 채널 분리에서, 각 전자기 "빔"은 전송시 특정 방향으로 편광되는 것으로 생각하십시오. 원격 종단에서, 적절하게 편광 된 수신 안테나는 서로 다르게 편광 된 신호를 역 다중화 또는 구별하여, 공간적으로 일치하는 다수의 무선 통신 채널을 허용한다.

위의 내용은 다양한 RF 장치가 공존 할 수있는 방법에 대한 포괄적 인 논문은 아니지만 원하는 경우 추가 검색을위한 충분한 키워드를 제공해야합니다.

많은 기술들이 종종 조합되어 사용됩니다.

• 사용 가능한 주파수 스펙트럼은 각각 독립적으로 전송 및 수신 할 수있는 많은 수의 대역으로 나뉩니다. 이것은 라디오 방송국과 WiFi가 다른 (가까운) 라디오 방송국과 WiFi 세트에 의해 방해받지 않고 작동하는 방법입니다. (주파수 분할 다중화)

• 휴대 전화를 CELL 전화라고 부르지는 않습니다. 각 휴대 전화 타워는 작은 영역 (휴대 전화)을 포함합니다. 이웃 셀은 같은 주파수를 사용하지 않지만 약간 더 먼 거리의 셀은 사용합니다. 따라서 작은 주파수 세트가 간섭없이 넓은 영역을 커버 할 수 있습니다. (공간 분할 다중화)

• 단일 휴대 전화 타워는 각 휴대 전화와 순차적으로 대화하여 많은 휴대 전화에 서비스를 제공 할 수 있습니다 (따라서 WiFi 세트도 많은 무선 컴퓨터에 서비스를 제공 할 수 있음). 그러한 대화를 동기화하는 수많은 영리한 체계가 있습니다. (시분할 다중화)

• 휴대 전화 타워는 동시에 동일한 주파수로 전화마다 고유 한 키 순서로 각 메시지를 XOR하고 모든 메시지의 합계를 전송하여 다른 전화를 큰 전화 세트로 전송할 수 있습니다. (코드 분할 다중화)

이것은 라디오에서 초보자로 자신을 묘사하는 사람들에게 적합한 단순한 대답입니다.

라디오 스펙트럼이 하이파이 재생 음악이라고 상상해보십시오. 그래픽 이퀄라이저가 있다면 1kHz에서 물건을 향상시키는 것처럼 음란 한 일을 오디오 톤으로 할 수 있습니다 .1kHz 컨트롤을 최대로 밀고 다른 모든 것을 최소로 줄이십시오. 다른 모든 밴드를 (대부분) 배제합니다.

다른 스테이션에서는 500Hz 만 향상시켜야하므로 500Hz 컨트롤을 최대로 밀고 나머지는 모두 최소로 줄입니다.

라디오에는 전송할 대역이 할당되어 있으며 주파수가 다르므로 원하는 방송국에 맞추기 매우 쉽습니다.

Wi-Fi 장치는 모두 서로 다른 주파수 대역을 사용합니다. 새로운 장치가 Wi-Fi 라우터에 "연결"될 때 논리적 규칙이 있습니다. 자체 주파수 대역이 할당됩니다. 휴대폰 등과 동일

또한 라우터의 전원 출력이 의도적으로 제한되어 그 범위가 다른 라우터에 대한 "크로스 토크"를 제한한다는 것을 기억해야합니다. 이것은 이와 같은 모든 무선 장치에서 동일합니다. 문자 그대로 수백 개 (수천 개)의 채널이 사용 가능하며 각 장치 전송에 필요한 전력이 너무 높으면 시스템을 사용할 수 없습니다.

실제로 goldilocks와 비슷합니다. 장치의 평균 이동성 및 주어진 "셀"의 장치 수에 대한 제약 조건이 있습니다.

역 R- 제곱 법이 구출됩니다. R소스 와의 거리 에서 신호의 강도는 1/R^2; 소리 나 WiFi 신호는 멀리 떨어지면 매우 빠르게 떨어집니다.

파티에서 대화하는 사람들을 생각해보십시오. 당신은 당신의 앞에있는 사람을 아주 잘들을 수 있으며, 소음 수준이 실제로 높지 않으면 혼란없이 그들과 대화 할 수 있습니다. 큰 소리로 1 미터 나 2 미터 떨어진 사람이 말을하면 산만해질 수 있습니다. 대화 파트너에게 때때로 몇 마디나 한 문장을 반복하도록 요청해야 할 수도 있습니다. 그러나 대부분 방의 다른 부분에서 이야기하는 사람들로부터 낮은 수준의 윙윙 거리는 소리 만 들으며 대부분 자신의 대화에 큰 영향을 미치지 않습니다.

내 대답에 너무 단순하고 싶지 않고; 두 사람의 대화에 참여한 개인은 다른 사람의 음성 특성을 무의식적으로 조정하여 다른 사람의 말을 더 잘들을 수 있도록, 다른 사람의 참석자가 해당 파티에 참석하고, 다른 사람보다 더 구체적으로 그리고 / 또는 그 축하 행사에서 더 잘 들립니다.

DTMF 감쇠기를 사용하는 전자 장치에 비해. 여기서, 인간 귀는 인간 소뇌 (인간 뇌)와 병행하여 개인이 그들의 가장 중요한 대화에 참여하기로 선택한 선택된 인물의 어조, 음조 및 억양을 해독한다.

전자 회로 어셈블리와 유사하게, 올바른 연결 경로를 묘사합니다.

전자적으로, 이것은 개별 전자 컴포넌트들 사이의 호환 가능한 통신의 전자 조화를 용이하게하기 위해 CTCSS 또는 DCS 감쇠 구성 또는 아마도 CTCSS와 호환 DCS 로직의 조합을 이용함으로써 달성된다; 어디에서나 모든 전자 부품마다 자체 식별 전자 서명이 있다는 것을 기억할 것입니다. 인간의 서면 / 인쇄 서명과 거의 동일합니다.

POSTED: 03 APR 2018. 02:19Z-UTC.