¿Cómo funciona la comunicación inalámbrica?

Lo importante a tener en cuenta aquí es la frecuencia y modulación de la portadora.

2.4GHz es su frecuencia de operador, en los formatos de modulación modernos estará en el aire en todo momento. El transmisor irradia todo el tiempo que está enviando la señal.

¿Cómo se envían realmente los datos?

Modulación de fase es el método más común. Puede pensar en lo que está sucediendo con mucha claridad, en un temporizador fijo que cambiará o no la fase. Wikipedia tiene un buen gráfico de QPSK , donde en realidad está enviando dos señales al mismo tiempo fuera de fase y cada una uno codifica un poco http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/QPSK_timing_diagram.png">

Esto puede parecer un poco confuso, pero cada vez que cambian el bit que envían, hay un cambio repentino en la señal. PSK tiene la tasa de error de bits más baja de las diferentes técnicas de modulación para la misma velocidad de transmisión. Esto significa que para la misma tasa de error de bits permitida, tiene la velocidad de enlace más alta con PSK.

Espero que la imagen te permita entender lo que está sucediendo detrás de escena. Avíseme si puedo publicar más para ayudar a que esto sea comprensible.

¿Qué hardware hace esto?

Esta sección me estoy quedando corto porque hay muchas maneras diferentes de abordar esto con el hardware. El circuito que permite a la mayoría de los circuitos integrados hacer TX o RX interno proviene de la célula de gilbert .

¿Cuándo hacerlo?

Si modula a la frecuencia correcta directamente antes de irradiar y demodula directamente antes de recibir la señal que su circuito trata en cualquier otro lugar, se tratará de una señal de velocidad más lenta que la digital y con la que su circuito podrá lidiar.

Aunque esquivaré la pregunta de modulación, estoy bastante familiarizado con el lado IC de las cosas.

"¿Cómo puede un IC comunicarse a velocidades superiores a 100MHz?"

Voy a empezar con un caso simple. Intel ha diseñado un procesador que funciona a una frecuencia de reloj de 3.8GHz. Esto es realizar múltiples operaciones lógicas y almacenar los resultados de cada ciclo. Por lo tanto, no solo las señales pueden procesarse a 2.4GHz +, su computadora probablemente ya lo haga.

¡La razón de esto es que los transistores en un IC son RÁPIDOS! En un proceso SiGe BiCMOS de 130 nm, la frecuencia de ganancia unitaria se muestra como 230GHz. Supongo que podría Cree un circuito que funcione al menos entre el 5 y el 10% de ese valor, y esto no es un proceso de vanguardia.

Si quisiera maximizar la frecuencia de reloj en serie, podría usar un circuito llamado De-Serializer, que es básicamente un registro de desplazamiento de alta frecuencia. Necesitaría la circuitería de muy alta frecuencia para la entrada y luego convertirla en un formato paralelo a una velocidad de datos más baja. Esto se usa comúnmente en protocolos de alta velocidad como HDMI.

Si bien hay algunas excepciones especiales, la mayoría de las comunicaciones de radio generalmente se logran con la ayuda de la conversión ascendente y la conversión descendente.

Básicamente, un transmisor comienza con un circuito para modular la información (ya sea voz o datos) en una señal de frecuencia convenientemente baja con la que es fácil trabajar: algunas decenas o cientos de kilohercios para aplicaciones de banda estrecha, a menudo en algún lugar entre 10 y 45 MHz para los de banda más ancha. En estas frecuencias, los circuitos analógicos funcionan bien, o se puede usar un convertidor D / A en la salida de un DSP que hace la modulación matemáticamente. (Para velocidades de datos superiores a las que puede manejar un "chip DSP", se usa la lógica paralela en un ASIC o FPGA, por lo que cada ruta individual puede tener que calcular cada 8 o 32 ° o cualquier muestra que necesite el DA).

El transmisor también contiene un oscilador o sintetizador para generar una señal más cercana a la frecuencia del transmisor deseada, y un mezclador que multiplica las dos señales juntas, lo que genera la generación de frecuencias de suma y diferencia. La suma o la diferencia será la frecuencia de transmisión deseada, y se selecciona mediante un filtro, se amplifica y se envía a la antena. (Ocasionalmente se necesitan múltiples etapas de conversión)

El receptor funciona de la misma manera, solo en reversa. Una señal de oscilador local se resta de la señal de la antena amplificada (o al revés), creando una frecuencia de diferencia intermedia que se encuentra nuevamente en el rango más conveniente para trabajar (en los receptores de transmisión de AM, típicamente 455 KHz, para FM, tradicionalmente 10.7 KHz y luego se convirtió de nuevo a 455 KHz, aunque hoy en día también funciona a 10.7 MHz). Esta frecuencia intermedia puede ser procesada por un circuito de demodulador, o digitalizada en un convertidor A / D rápido y alimentada a un DSP potencialmente paralelo para completar el proceso.

Si el ancho de banda que se desea transmitir a los datos es inferior a unos 10 KHz, se puede usar una tarjeta de sonido de computadora para crear un receptor o transmisor de alto rendimiento, posicionando la frecuencia intermedia en unos 10 KHz y utilizando el software para procesar una ancho de banda que abarca 5-15 KHz.

Hoy en día, una técnica común es explotar algunas propiedades de números complejos, y hacer la modulación / demodulación equilibrada alrededor de una frecuencia central de 0, de modo que contenga frecuencias tanto positivas como negativas. Al usar dos fases del oscilador y algo llamado mezclador de rechazo de imagen, una de las dos frecuencias resultantes se cancela y la otra refuerza. Sin embargo, se necesitan dos convertidores D / A o A / D, uno para la fase "I" y otro para la "Q". Puedes hacer esto con una tarjeta de sonido estéreo, aunque las tapas de bloqueo de CC crearán un agujero en la banda de paso justo en el medio, en lo que se convierte a 0 frecuencias.

100 MHz es la frecuencia portadora, no la velocidad de transmisión de datos. Una modulación de la frecuencia portadora es la que transporta los datos. La radio AM varía la amplitud de la señal para modularla. FM varía ligeramente la frecuencia de la frecuencia portadora. PSK es el cambio de fase. Se cambia la fase de la señal portadora.

Un modulador controla los datos y aplica la modulación al operador para enviarlos. Un demodulador recibe el operador y separa la modulación de él extrayendo los datos.