WiFi的工作原理是什么?

2023-06-16 0 1,145

英文版音频半条命:一场把WiFi基本原理、WiFi晶片和开放源码晶片openwifi说透!片头6:10已经开始 – banlist的音频 – chan https://www.zhihu.com/zvideo/1437850059212226561

直接标准答案:相同使用者与此同时组织工作,并并非像OFDM一样划分子链路。WiFi6的确已经开始支持相同使用者挤占相同子链路,但WiFi使用者(即便WiFi6使用者)与此同时组织工作主要依靠的还并非WiFi6新导入的形式。

解释相同WiFi使用者是如何与此同时组织工作的,咱也装一场:先问是并非,再问阿维兹县。

只不过WiFi里,同两个交换机下的相同使用者并非与此同时组织工作的!(先不考量MU-MIMO和OFDMA,只考量最主流和基本上的WiFi多使用者组织工作形式)。既然并非与此同时组织工作,那自然也不能相互阻碍了。

“我念书少,你不要骗我”

我没骗你。各个使用者是按照CSMA/CA协定来下定决心我们在相同的天数升空信号,因此并不能相互阻碍。WiFi多使用者一起组织工作的基本上数学模型就近似于一大群人在两个大卧室里乱数闲聊,如果遵从一些基本上规则(CSMA/CA),因此我们也能聊下去。比如:

假如自己已经开始骂人,因此你就别骂人。假如自己笑了笑了,而你也要说,因此就说吧。但其它要说的人可能将也是这么想的,只好我与此同时已经开始骂人,谁的也马上会。只好我就停止了骂人,等候两个乱数天数反正,这次可能将你很幸运地先张口了,或者意外自己先张口了。只不过较佳形式是,自己笑了笑话,卧室安静下来后,我们都等候两个乱数天数反正。假如你还在等,自己已经已经开始说了,那瞧瞧自己把话笑了笑。但别担心,你等的天数不能节约,到时候可以少喽。你得到一场骂人良机后,就把自己的乱数等候天数弄杜瓦桑,让其它没要到的有更大良机到时候说。

是并非觉得如果我们念者,并且严格遵守以上协定,就能多人与此同时在卧室里融洽的闲聊?

下面的“骂人”数学模型,是使用者(WiFi电子设备里的WiFi晶片)下定决心何时能升空和转交的数学模型,WiFi晶片每秒钟轻易就能递送上百次。因此几秒钟之内,就算多个WiFi电子设备并不与此同时组织工作(遵从下面的和蔼可亲协定组织工作),也有许许多多次递送报文的良机,对于你的笔记本电脑来说,每秒钟很多次递送包,那是已经开始玩游戏。因为你的闲聊、看音频等APP并不需要每时每刻都递送报文,每秒钟几十次、几百次,足够了。这是为何我们觉得多个WiFi电子设备可以“与此同时”组织工作。

“卧室里配两个主持人不行吗?谁想骂人举手,主持人允许了才说。或者主持人挨个点名骂人”

恭喜你学会抢答了。的确WiFi也有这种“主持人形式”来避免阻碍,虽然从最初也定义了这种“主持人”模式,但多年来这种形式几乎没人实现,也没人用。为啥?它复杂啊。谁当主持人,主持人怎么点名,使用者怎么“举手”,等等等。

而前面的CSMA/CA“无主持人乱数骂人”数学模型,使用者(电子设备和晶片)不需要和任何主持人交互,只需要有耳朵能听,再加上那套规则,就能自行下定决心何时能可以张口骂人。这是分布式的思想,每个使用者是否说话的下定决心在这个使用者这里自己判断,并并非网络集中判断。也是说你手里的WiFi终端,在骂人良机和权利方面和你的WiFi交换机没有差别!只不过交换机后面连接着互联网,因此我们都跟交换机骂人,进而连接互联网。这套避免阻碍的CSMA/CA协定是组织工作在二层的,而玩游戏操作是三层(TCP/IP)及以上的事情。这里分层设计的思想使各层各司其职,清晰明了。

而交换机玩游戏只是WiFi的一种应用而已,还有不少应用不需要路由器,不需要玩游戏。比如苹果的Airdrop,通过WiFi在相同电子设备之间传文件,显然不需要交换机也不需要玩游戏。比如军队一大群坦克出去打仗,坦克在野外协同作战,需要哪门子交换机玩游戏?假如两个坦克充当其他坦克的交换机来使我们相互通信,因此假如那个交换机坦克被击毁,这仗还打不打了?下面这些所谓ad-hoc或者mesh场景,WiFi也能打!因为协定设计之初就考量了所有电子设备是对等的,无中心的!

WiFi协定设计的最初就考量了多种场景,设计了分布式的避免阻碍的协定,并且如果是WiFi电子设备,无论是几千块钱的高端交换机,还是几块钱的WiFi小模块,我们都是平等的,遵从一样的协定来自行下定决心何时能升空和转交。个人觉得,WiFi的成功似乎也是美国IEEE(电子电器工程师协会)自由和务实态度的体现。反观欧洲的3GPP组织主导的移动通信标准(2G、3G、4G、5G),则体现了一种贵族精英领导的气质,复杂的协定,集中的控制(基站控制下面所有电子设备),还有昂贵的实现。。。。各有千秋吧,不再扯远。

这方面更严谨和详细的介绍和分析,参见 博士的 专栏 无线技术大讲堂。比如这篇:802.11协定精读2:DCF与CSMA/CA – 徐方的文章 – chan https://zhuanlan.zhihu.com/p/20721272

还有这篇:802.11协定精读3:CSMA/CD与CSMA/CA – 徐方鑫的文章 – chan https://zhuanlan.zhihu.com/p/20731045

音频内容:想要了解WiFi的组织工作基本原理,不妨从WiFi晶片的组织工作基本原理聊起。

音频里深入浅出的(中文字幕)对于WiFi晶片的内部构成模块及他们的功能做了介绍,而且以一大群人在卧室内乱数交谈且互不阻碍作为例子,讲述了WiFi系统是如何组织工作的。以人类交谈作为数学模型,展示了CSMA/CA的基本上基本原理。

音频也进一步探讨了WiFi晶片开发者生态的问题。围绕开放源码驱动,开放源码固件,开放源码微码(micro-code),反向工程等话题做了探讨。

当然也介绍了openwifi这个开放源码WiFi晶片项目的前世今生,及其对科研社区开放源码社区的意义。

最后推广到开放源码硬件生态,开放源码晶片销量和商业化的讨论。

相关文章

发表评论
暂无评论
官方客服团队

为您解决烦忧 - 24小时在线 专业服务