Wifi 802,11 g 54 kbps. Všechny stávající standardy sítí Wi-Fi. Podpora streamování

TeLL me More Ultimate je kompletní interaktivní kurz pro výuku cizího jazyka, který se během lekcí automaticky přizpůsobuje uživateli. Může být také přizpůsoben podle studijních cílů a času, který má student k dispozici. Kromě angličtiny (britská verze), série také vydala programy pro výuku němčiny, španělštiny, francouzštiny a italštiny. Série nahrazuje předchozí verzi Tell me More, využívá nové materiály, funkce a rozhraní. Program vytvoří optimální rozvrh lekcí a provede vás krok za krokem, přičemž nahradí učitele a rodilého mluvčího. Program se vám přizpůsobuje, jak postupujete kurzem, a nabízí pouze ty úkoly, které potřebujete.

Pomocí přizpůsobitelných tréninkových režimů si můžete vybrat optimální tréninkové schéma. Režim „zdarma“ poskytuje možnost vybrat si témata lekce a cvičení, změnit nastavení programu a nezávisle naplánovat trénink. V režimu „Managed“ vám program vytvoří individuální pracovní plán v souladu s počáteční úrovní jazykových znalostí, učebními cíli a dobou, za kterou se jazyk naučíte. „Dynamický“ režim je unikátní tréninkový režim, ve kterém program vybírá každé další cvičení v souladu s výsledky již splněných úkolů a také s tréninkovými cíli. Čím déle s ním budete pracovat, tím lépe program určí, která cvičení jsou pro vás vhodná. V každém režimu program vyhodnocuje výsledky plnění úkolů pomocí řídicího systému. Možnosti tohoto interaktivního kurzu umožňují extrahovat zvukové záznamy (dialogy, diktáty atd.), které lze následně uložit na pevný disk nebo vypálit na CD. Budete tak moci poslouchat a opakovat věty a slova nastudovaná v programu i bez přístupu k počítači, například na cestách. Program poskytuje podporu v ruštině, ale můžete vypnout překlad a studovat v úplném ponoření.

Desítky zajímavých a poučných lingvistických a kulturních textů vás seznámí s kulturními reáliemi Velké Británie (historie, umění, tradice, kuchyně atd.). Dále v sekci "Lingvistická a regionalistika" naleznete: úplný překlad textů, překlad jednotlivých klíčových slov, stručný obsah textů, lingvistické a kulturologické kvízy na základě textů, interaktivní geografické mapy s úkoly. Program využívá k procvičování výslovnosti nejnovější digitální technologie: systém rozpoznávání řeči, animovaná videa demonstrující artikulaci zvuků, graf řečového signálu a systém pro identifikaci chyb v ústní řeči.

Tři úrovně programu Beginner (začátečník), Intemediate (středně pokročilý), Advanced (pokročilý) odpovídají standardům Společného evropského referenčního rámce pro cizí jazyky (CEF) (certifikáty A1/A2, B1, B2).

Znalost cizího jazyka (především angličtiny) je dnes předpokladem pro kariérní růst. Za prvé je to dáno počítačovými technologiemi, které pevně vstoupily do našich životů, za druhé zvyšující se mobilitou, kdy práce a volný čas zahrnuje aktivní pohyb po světě, a za třetí zvýšené nároky na trhu práce. V důsledku toho musí mnozí často číst zahraniční tisk a literaturu, vést obchodní a osobní korespondenci mimo svůj rodný jazyk a pro některé dokonce komunikovat v cizím jazyce, což je ještě obtížnější.

Dnes existuje mnoho způsobů, jak studovat cizí jazyk, který je tak nezbytný jak pro komunikaci, tak pro čtení různých materiálů. V první řadě je to samozřejmě docházka do jazykových kurzů, které jsou dobré pro všechny, až na nutnost přizpůsobit se rozvrhu hodin, což je pro podnikatele velmi náročné. Mnohem pohodlnější je studovat v jakémkoliv volném čase, aniž byste měnili svůj denní režim v závislosti na rozvrhu kurzu – tuto možnost poskytují virtuální kurzy, mnohé dnes nabízené na CD a DVD. Bohužel tento způsob učení má vážnou nevýhodu – skutečnou komunikaci nelze nahradit žádnou virtuální. Takové kurzy však umožňují ve vhodném čase a individuální rychlostí nejen zvládnout základní úroveň jazykových znalostí, studovat jeho slovní zásobu a gramatiku a nashromáždit minimální slovní zásobu, ale také se naučit překládat texty, vnímat řeč sluchem a dokonce získat nějaké komunikační dovednosti. Všechny tyto znalosti pomohou v reálné komunikaci a výrazně urychlí jazykovou adaptaci. Je pravda, že tato možnost školení nebude účinná pro každého, protože někteří lidé jsou schopni vnímat materiál pouze ve formátu třídy, zatímco jiní mohou jednoduše postrádat disciplínu a vytrvalost pro samostatné studium.

Pro virtuální výuku cizího jazyka je nabízena široká škála kurzů, mezi kterými si každý najde to své - pro dospělé i děti, pro začátečníky i pro ty, kteří již znají základy jazyka, pro širokou škálu uživatelů a specialistů. Podívejme se na nejlepší z těchto řešení.

Seriál Řekni mi víc

Vývojář: Auralog S.A.

Cena: plný kurz (Full Pack, 18 CD) - 1650 rub., Základní úroveň (6 CD) - 810 rub., Středně pokročilý (6 CD) - 810 rub., Pokročilý (6 CD) - 810 rub.

Série interaktivních multimediálních kurzů Tell me more představuje jedinečnou kombinaci tradičních a počítačových přístupů k výuce jazyků a zahrnuje CD pro výuku angličtiny (americké), italštiny, němčiny, španělštiny a francouzštiny. Všechny kurzy lze přizpůsobit podle vašeho studijního cíle a času, který potřebujete na naučení jazyka.

Kurzy poskytují tři úrovně obtížnosti: Elementary, Intermediate a Advanced, a proto jsou vhodné jak pro začátečníky, tak pro ty, kteří si zlepšují své jazykové znalosti. Základní úroveň zahrnuje osvojení základů jazyka, středně pokročilá zahrnuje plynulé čtení beletrie a komunikaci o každodenních tématech a pokročilá úroveň zahrnuje poslech televizních a rozhlasových programů a volnou komunikaci s anglicky mluvícím partnerem.

Kurz jakékoli úrovně složitosti zahrnuje mnoho úkolů, rozsáhlou gramatiku s příklady a zvukový slovník aktivní slovní zásoby kurzu. Kurzy jsou založeny na interaktivních víceúrovňových dialozích, ve kterých se odehrávají běžné situace každodenní i obchodní komunikace, přičemž program umožňuje vést volný dialog s počítačem, jehož vývoj závisí na odpovědích studenta. Různorodá cvičení, která musíte při studiu látky provést, rozšíří vaši slovní zásobu a upevní znalosti gramatických pravidel a také vám umožní procvičit si mluvení a psaní, čtení a poslech. Videoklipy v dialozích jsou doplněny anglickým textem a jeho ruským překladem, což usnadňuje porozumění a rozvíjí dovednost vnímat ústní projev.

Díky technologii rozpoznávání řeči můžete vést ústní dialog s počítačem vyslovením svých odpovědí do mikrofonu. Vestavěný systém vizualizace výslovnosti (program zobrazuje ústní řeč ve formě grafu, porovnává ji s grafem správné reprodukce stejné fráze) a trojrozměrná animace práce řečových orgánů v procesu formování jednotlivé zvuky, doplněné komentáři, pomáhají zlepšit výslovnost a intonaci. Navíc při procvičování výslovnosti program sleduje chybně vyslovená slova pomocí exkluzivní technologie S.E.T.S. (Spoken Error Tracking System) a upozorní na ně studenta.

Podpora funkce sledování pokroku umožňuje studentovi sledovat jeho úspěchy a chyby.

ODMĚNA InterN@tive

Vývojář: ODMĚNA InterN@tive software YDP Multimedia, Macmillan Publishers Limited

Cena: Plná verze balíčku - 2250 rub. (9 CD), základní úroveň - 810 rub., středně pokročilí - 810 rub., mírně pokročilí - 810 rub., střední - 810 rub.

REWARD Intern@tive je jednou z nejúplnějších multimediálních učebnic angličtiny na ruském trhu, která pokrývá všechny fáze jazykového vzdělávání. Vychází ze světoznámé učebnice Oxford Reward, která je považována za základ pro výuku angličtiny jako cizího jazyka. Kurz je určen pro dospělé a teenagery a je ideální pro samostatné studium, ale s nemenším úspěchem jej lze využít v klasické výuce - ve školách a univerzitách, v různých jazykových centrech a kurzech, zejména v kombinaci s tradičním audio-video kurzem Odměna.

REWARD Intern@tive zahrnuje čtyři úrovně: Elementary, Pre-Intermediate, Intermediate a Upper-Intermediate, které celkem obsahují asi 200 lekcí a 5 tisíc cvičení.

Kurz můžete studovat postupně – počínaje první lekcí a postupovat vpřed krok za krokem. Ale kdykoli se můžete vrátit (pokud něco zůstane nenaučeno) nebo naopak přeskočit tu či onu lekci, pokud je téma, které se v ní studuje, známé, nebo rovnou začít s testem. A pokud potřebujete osvěžit paměť na určitá témata, můžete zadat dotaz do vestavěného navigátoru - a program vyhledá potřebná témata lekcí a vybere cvičení pro výslovnost, řečové dovednosti, psaní atd.

Kurz pokrývá všechny části lingvistiky: slovní zásobu, fonetiku, gramatiku - a umožňuje vám nashromáždit dobrou slovní zásobu, zvládnout četbu literatury a také rozvíjí vnímání ústní řeči. Slovní zásoba se zvyšuje s každou lekcí a nová slovní zásoba se posiluje aktivním používáním ve cvičeních. Speciální lexikální modul, skládající se z krátkého anglicko-ruského slovníku, systému pro vyhledávání slov a mechanismu pro tvorbu uživatelských slovníků, zajišťuje pohodlí při práci s novými slovy, např. student může zadávat aktuální slovní zásobu do osobního uživatelského slovníku. Učení gramatiky se neomezuje pouze na osvojení pravidel – jsou doprovázena četnými cvičeními, která vám umožní lépe porozumět tématu. Kurz obsahuje i spoustu fonetických cvičení, díky kterým si uživatel rozvíjí nejen správnou výslovnost, ale také se naučí číst fonetické znaky.

REWARD Intern@tive také výrazně usnadňuje získávání řečových dovedností. Od prvních lekcí jsou cvičení doprovázena audio ukázkami - můžete si poslechnout jakékoli nové slovo a zvukovou stopu k jakémukoli cvičení, což vám umožní procvičit kladení stresu, intonaci a výslovnost. Každá lekce má navíc speciální poslechová cvičení. Jejich složitost se postupně zvyšuje a v poslední fázi výcviku student poslouchá skutečný rozhovor, který může být emotivní, prokládaný slangem a dikce mluvčích není vždy dokonalá. Pokud student nejprve potřebuje pochopit pouze obecný význam konverzace, bude muset objasnit podrobnosti a poté dialog doslovně obnovit.

Pro sebekontrolu program implementuje několik mechanismů: můžete pořídit nahrávku, poslechnout si ji a porovnat svou výslovnost s referenční výslovností mluvčího nebo provést vizuální porovnání zvukových záznamů nebo použít vestavěný systém rozpoznávání řeči ViaVoice(tm ).

Díky funkcím Fórum a Novinky může student využít svou angličtinu pro online komunikaci.

Most do angličtiny II. Základní a pokročilé kurzy angličtiny

Vývojář: Intenzivní vzdělávací

Vydavatel: Intenzivní vzdělávací (http://www.intense.ru/)

Cena: základní nebo pokročilý kurz - 100 rub. (1 CD), základní kurz nebo pokročilý kurz s „Audio Grammar“ - 170 rub. (2 CD)

Tyto kurzy byly vyvinuty ve Velké Británii a získaly široké uznání ve světě a základní kurz byl také oceněn nejvyšším oceněním od největší mezinárodní vzdělávací sítě - Aspect International Language Academies. Představují kontinuální jednotný výukový systém, který vám umožní komplexně studovat rysy anglické slovní zásoby, gramatiky a fonetiky, naučit se skládat dialogy a psát diktáty, překládat a rozumět živé řeči, což je usnadněno jak četnými metodickými technikami, tak velmi přísným systémem sledování pokroku. Základní kurz pokrývá základní gramatické struktury anglického jazyka, a proto je určen uživatelům, kteří se s angličtinou teprve začínají nebo chtějí zlepšit své dosavadní základní dovednosti ve čtení, psaní, výslovnosti a porozumění mluvenému slovu. Hloubkový kurz obsahuje další gramatické struktury, které nejsou obsaženy v základním kurzu, a je určen pro ty, kteří jazyk ovládají na středně pokročilé úrovni a chtějí jej dále studovat.

Oba kurzy obsahují 20 lekcí, v každé se studuje specifická gramatická struktura spolu s lexikálním blokem odpovídajícím tématu lekce. Každá lekce navíc obsahuje hravá, barevně ilustrovaná cvičení k prověření probrané látky, pravopisu a schopnosti vést konverzaci na dané téma. Veškerý textový materiál je vyjádřen, přičemž většina zvuků je čtena mužskými i ženskými hlasy. Slovní zásobu studenta doplňuje poslechem nových slov a výrazů, doprovázeným prohlížením jejich pravopisu a odpovídajícího jasného, ​​nápaditého obrázku, což zvyšuje úroveň zapamatování. Na konci každého lexikálního bloku jste požádáni, abyste dokončili cvičení „Střelnice“, ve kterém musíte mít čas napsat správné slovo v určitém čase. Umožňuje vám nejen upevnit naučenou látku, ale také se naučit psát bez chyb.

Studium gramatiky se provádí na základě originální metody prezentace gramatických struktur ve formě měnících se „razítek“, doplněné „gramatickou mozaikou“, kdy z možných možností, jako z kostek, je třeba sestavit odpověď na položenou otázku. Pravidla jsou proložena nejrůznějšími praktickými úkoly.

Oba kurzy doprovází audio trenér – speciální program pro nácvik správné výslovnosti anglických slovíček a frází. Dá se použít při práci s jakýmkoliv cvičením a umožňuje poslouchat projev profesionálního řečníka, stejně jako nahrávat a poslouchat vlastní, což se hodí při procvičování výslovnosti.

„Profesor Higgins. Angličtina bez přízvuku! a „Profesor Higgins. Němčina bez přízvuku! (verze 6.0)

Vývojář: CJSC "IstraSoft"

Vydavatel: LLC "1C-Publishing" (http://www.1c.ru/)

Cena: nová verze není definována, předchozí verze - 188 rublů.

Školicí kurzy „Profesor Higgins. Angličtina bez přízvuku! a „Profesor Higgins. Němčina bez přízvuku! jsou kompletním fonetickým, lexikálním a gramatickým multimediálním referenčním trenérem pro výuku cizího jazyka. Jsou určeny těm, kteří se chtějí (bez ohledu na počáteční úroveň znalostí) naučit rozumět mluvené angličtině nebo němčině a mluvit gramaticky správně, s dobrou a jasnou výslovností (v případě angličtiny verze „BBC“, což je norma řeči v anglické televizi, v případě němčiny - varianta Hoсhdeutsche, norma řeči v německé televizi).

Kurzy obsahují teoretický materiál (pravidla, schémata, vysvětlující příklady) a mnoho cvičení pro nácvik výslovnosti a rozvíjení dovedností pro stabilní používání lexikálních a gramatických modelů a lze je využít jak při samostatném studiu jazyka, tak při studiu pod vedením učitele. Materiál v nich uvedený je rozdělen do několika sekcí, které lze studovat buď postupně (což je nezbytné pro začátečníky), nebo v libovolném pořadí na základě vašich cílů.

Při postupném procházení sekcí si uživatelé nejprve osvojí vnímání a správnou výslovnost hlásek řeči a jejich kombinací, nastudují si pravidla kladení důrazu a procvičí si výslovnost písmen a jejich kombinací v běžně používaných slovech. V této fázi jim pomáhá zabudovaná trojrozměrná animace a vizualizace správné artikulace hlásek, které poskytují vizuální znázornění činnosti řečového aparátu a umožňují žákovi ovládat výslovnost. K vyhodnocení výsledků se můžete uchýlit nejen ke klasickému vizuálnímu porovnání vlastní výslovnosti s referenční (podle sluchu a podle grafu na obrazovce monitoru), ale využít i speciální modul pro hodnocení kvality výslovnosti ( tento modul se objeví v nové verzi, která bude vydána začátkem roku 2007).

Dalším krokem bude nácvik poslechu, během kterého budou uživatelé muset absolvovat mnoho cvičení k rozvoji dovedností poslechu a porozumění. V tomto případě si můžete vybrat, které skupiny slov nebo frází (z těch poskytnutých v programu) chcete trénovat.

V poslední fázi se studují lexikální a gramatické modely, které jsou stabilní v používání, a připravuje se efektivní komunikace, ke které je třeba provést mnoho cvičení se slovní zásobou, která slouží k trénování výslovnosti, obohacení slovní zásoby a zrychlení řeči. Taková cvičení jsou založena na skutečné řeči: běžné fráze, které se často vyskytují v dialozích, příslovích, jazykolamech, básních a příbězích.

Kromě toho má kurz sekce „Gramatika“ a „Slovníky“. První nastiňuje základní pravidla anglické gramatiky a obsahuje řadu samostatných lekcí s teoretickým materiálem a interaktivními cvičeními. Druhá obsahuje obecný slovník a slovník homonym, kterékoli ze slov, ve kterém si můžete poslechnout, vyslovit a provést akustické a vizuální srovnání své vlastní výslovnosti se standardní.

Série školení „Učte se jazyky“

Vývojář: Interaktivní EuroTalk

Cena: 119 rublů. (1 CD)

Sérii představují dva kurzy – „Učit se jazyky. Úroveň pro začátečníky“ a „Učte se jazyky. Pokročilá úroveň“ a pro každý kurz existují verze pro výuku angličtiny (v americké nebo britské verzi), francouzštiny, němčiny, italštiny, španělštiny a mnoha dalších jazyků. Tyto kurzy jsou vhodné pro dospělé i děti a výuku lze provádět zcela samostatně nebo ve škole pod vedením učitele (např. teoretické základy kurzů lze využít k vysvětlení látky, cvičení, hry a k jejímu posílení lze použít kvízy). Oba kurzy jsou interaktivní (počítač reaguje na studentovy úspěchy či chyby), obsahují statistiky a umožňují sledovat úspěchy (což je zvláště důležité, pokud je kurz využíván k výuce dětí). Teoretický materiál je prezentován snadno, přístupně a názorně a přítomnost různých nástrojů sebekontroly (kvízy, hry a cvičení různé úrovně obtížnosti) pomáhá upevnit probranou látku. Schopnost zaznamenat svůj hlas a porovnat svou vlastní výslovnost s výslovností mluvčího (i když pouze vizuálně, protože v kurzu není funkce automatického hodnocení výslovnosti) pomůže při vývoji správné výslovnosti.

Obchodní cíle

Vývojář: Young Digital Poland S.A.

Cena: 810 rublů. (3 CD nebo 1 DVD)

Business Targets je jedním z nejlepších řešení pro výuku obchodní angličtiny, která je tak nezbytná pro všechny profesionály pracující na mezinárodním trhu. Kurz je určen pro uživatele se středně pokročilou úrovní vzdělání a je unikátní kombinací pokročilých počítačových technologií, možností distančního vzdělávání a tradičního vzdělávacího a metodického komplexu v jednom produktu. Díky interaktivitě, flexibilnímu plánování lekcí a pravidelné, přehledné kontrole znalostí v kombinaci s využitím pokročilých počítačových technologií lze Business Targets úspěšně využít jak pro samostudium, tak pro výuku angličtiny na školách a univerzitách, v jazykových kurzech, během výuky s lektorem atd.

Kurz umožňuje osvojit si obchodní slovní zásobu (včetně pojmů spojených s moderními komunikačními prostředky: mobilní telefon, internet, e-mail), osvojit si lexikální struktury a výrazy nezbytné v obchodní komunikaci a podporuje rozvoj řečových dovedností. Kromě toho zahrnuje studium základní gramatiky na pokročilé úrovni, zahrnuje rozsáhlé informace o podnikání (samozřejmě v angličtině) a širokou škálu cvičení k upevnění probrané látky.

Správná angličtina bez nudných pravidel!

Vývojář: Auralog S.A.

Cena: Plná verze balíčku - 570 rub. (6 CD), úroveň 1 - 199 rub. (2 CD), úroveň 2 - 199 rub. (2 CD), úroveň 3 - 199 rub. (2 CD)

“Správná angličtina bez nudných pravidel!” je ruské vydání mezinárodně uznávané elektronické učebnice Tell me More Kids francouzské společnosti Auralog. Program se skládá ze tří částí: „Pohádkový dům“, do kterého můžete pozvat předškolní děti od 4 do 6 let; „Úžasné město“ pro děti ve věku základní školy (7-9 let); „The Magic World“, putování, které je určeno pro děti ve věku 10-12 let. Každá z možností předpokládá počáteční úroveň školení. Při zakoupení všech tří dílů v plném balení je součástí kurzu sada 60 barevných karet s anglickými slovy, které pomáhají posílit probranou slovní zásobu.

Při prozkoumávání tajemného světa „Správné angličtiny“ si dítě osvojí základní slovní zásobu a v tom mu pomohou dva vtipní kamarádi – rozvážný profesor Albert a neposedný papoušek Calico. Budou dítě na cestě doprovázet a v případě potřeby mu řeknou, co a jak má dělat, pochválí nebo pokárají ho za kvalitu splněných úkolů a jejich rady mu poskytnou nejen neocenitelnou podporu, ale také ho nenechají získat znuděný.

Během vaší cesty si vaše dítě užije více než tisíc slovních her, spoustu kreslených filmů a zábavné karaoke. Vzrušující hry (najděte rozdíl mezi dvěma plakáty, hádejte slova zašifrovaná v zábavné křížovce, vraťte ukradené dílky skládačky na jejich místa atd.) pomáhají rozvíjet mluvení, čtení, psaní a slovní zásobu. V karikaturách všechny postavy mluví anglicky a tím, že vyjadřují své oblíbené postavy, bude dítě schopno rozvíjet správnou výslovnost a intonaci. S pomocí karaoke se můžete naučit zábavné písničky v angličtině a mezitím se naučit spoustu nových slovíček.

Učení anglické konverzační řeči probíhá hladce a nenápadně: nejprve dítě pouze poslouchá anglickou řeč (fáze ponoření), poté se v úkolech vyžaduje, aby jí porozumělo, a v konečné fázi začíná skutečná konverzační praxe, která zahrnuje účast dítěte na dialogy spolu s postavami kurzu. Výslovnost se posuzuje dospělým způsobem – automaticky (s využitím moderních technologií rozpoznávání řeči) a graficky (pomocí vestavěného systému vizualizace výslovnosti, kdy se na obrazovce pro srovnání zobrazují oscilogramy řeči dítěte a řečníka).

Most do angličtiny pro děti

Vývojář: Intenzivní vzdělávací

Vydavatel: Intenzivní vzdělávací (http://www.intense.ru/)

Cena: 200 rublů. za kurz

Chcete-li znát cizí jazyk jako mateřský, musíte se jej začít učit od raného dětství. K tomu mohou pomoci interaktivní kurzy Bridge to English pro děti, ve kterých se dětem vyprávějí pohádky v angličtině.

Každý ze čtyř dosud vydaných kurzů série je výukovou videoknihou se dvěma pohádkami nahranými na dvou discích: audio CD, které lze přehrávat na běžném CD přehrávači připojeném k televizoru, a DVD, které lze přehrávat na DVD přehrávač připojený k TV. První je určen pro děti do devíti měsíců a hraje se jednoduše jako pozadí, aby se dítě v budoucnu učilo slovíčka se správným důrazem, výslovností a intonací, tento disk lze použít k poslechu pohádky před spaním; DVD je určeno pro děti od devíti měsíců do pěti let a obsahuje barevné kreslené pohádky na motivy anglických lidových pohádek a také věkově přiměřená interaktivní cvičení.

Pokud hledáte nejrychlejší WiFi, potřebujete 802.11ac, je to tak jednoduché. 802.11ac je v podstatě akcelerovaná verze 802.11n (současný standard WiFi používaný na vašem smartphonu nebo notebooku), který nabízí rychlosti připojení od 433 megabitů za sekundu (Mbps) až po několik gigabitů za sekundu. Pro dosažení rychlostí, které jsou desítkykrát rychlejší než 802.11n, funguje 802.11ac výhradně v pásmu 5 GHz, využívá obrovskou šířku pásma (80–160 MHz), pracuje s 1–8 prostorovými toky (MIMO) a využívá zvláštní technologii zvanou „beamforming“. “ (beamforming). Řekneme si více o tom, co je 802.11ac a jak nakonec nahradí drátový gigabitový Ethernet ve vaší domácí a pracovní síti.

Jak funguje 802.11ac.

Před několika lety 802.11n představil zajímavou technologii, která výrazně zvýšila rychlost ve srovnání s 802.11bag. 802.11ac funguje téměř stejně jako 802.11n. Například zatímco standard 802.11n podporoval až 4 prostorové toky a šířku kanálu až 40 MHz, 802.11ac může používat 8 kanálů a šířku až 80 MHz a jejich kombinací lze obecně vytvořit 160 MHz. I kdyby vše ostatní zůstalo při starém (a nezůstane), znamená to, že 802.11ac zvládá prostorové toky 8x160MHz ve srovnání se 4x40MHz. Obrovský rozdíl, který vám umožní z rádiových vln vymáčknout obrovské množství informací.

Aby se propustnost ještě více zlepšila, zavedlo 802.11ac také modulaci 256-QAM (ve srovnání s 64-QAM v 802.11n), která doslova komprimuje 256 různých signálů stejné frekvence, přičemž každý z nich posouvá a prokládá do jiné fáze. Teoreticky to zvyšuje spektrální účinnost 802.11ac 4krát ve srovnání s 802.11n. Spektrální účinnost je měřítkem toho, jak dobře bezdrátový protokol nebo technika multiplexování využívá dostupnou šířku pásma. V pásmu 5GHz, kde jsou kanály poměrně široké (20MHz+), není spektrální účinnost tak důležitá. V celulárních pásmech jsou však kanály nejčastěji široké 5 MHz, takže spektrální účinnost je extrémně důležitá.

802.11ac také zavádí standardizované tvarování paprsku (802.11n ho mělo, ale nebylo standardizováno, takže interoperabilita je problém). Beamforming v podstatě přenáší rádiové signály takovým způsobem, že jsou směrovány na konkrétní zařízení. To může zlepšit celkovou propustnost a učinit ji konzistentnější a také snížit spotřebu energie. Tvarování paprsku lze provést pomocí chytré antény, která se fyzicky pohybuje při hledání zařízení, nebo modulací amplitudy a fáze signálů tak, aby se navzájem destruktivně rušily a zanechávaly úzký, nerušící paprsek. 802.11n používá druhou metodu, kterou mohou používat směrovače i mobilní zařízení. A konečně, 802.11ac, stejně jako předchozí verze 802.11, je plně zpětně kompatibilní s 802.11n a 802.11g, takže si dnes můžete koupit router 802.11ac a bude skvěle fungovat s vašimi staršími WiFi zařízeními.

rozsah 802.11ac

Teoreticky by při 5 MHz a při použití tvarování paprsku mělo mít 802.11ac stejný nebo lepší dosah jako 802.11n (bílý paprsek). Pásmo 5 MHz nemá kvůli nižší pronikavé síle stejný rozsah jako 2,4 GHz (802.11b/g). Ale to je kompromis, který jsme nuceni udělat: jednoduše nemáme dostatečnou spektrální šířku pásma v masivně používaném pásmu 2,4 GHz, abychom umožnili špičkové rychlosti gigabitové úrovně 802.11ac. Pokud je váš router na perfektním místě nebo jich máte několik, není třeba se obávat. Jako vždy je důležitějším faktorem přenos energie vašich zařízení a kvalita antény.

Jak rychlé je 802.11ac?

A konečně otázka, kterou chce každý vědět: jak rychlá je WiFi 802.11ac? Jako vždy existují dvě odpovědi: rychlost teoreticky dosažitelná v laboratoři a praktický rychlostní limit, se kterým budete pravděpodobně spokojeni v reálném domácím prostředí obklopeném spoustou překážek rušících signál.

Teoretická maximální rychlost 802.11ac je 8 kanálů 160 MHz 256-QAM, z nichž každý je schopen 866,7 Mbps, což nám dává 6,933 Mbps nebo skromných 7 Gbps. Přenosová rychlost 900 megabajtů za sekundu je rychlejší než přenos na disk SATA 3. V reálném světě kvůli ucpání kanálů s největší pravděpodobností nezískáte více než 2-3 160 MHz kanály, takže maximální rychlost se zastaví někde na 1,7-2,5 Gbit/s. Ve srovnání s 802.11n je teoretická maximální rychlost 600 Mbps.

Apple Airport Extreme na 802.11ac, rozebraný iFixit dnešním nejvýkonnějším routerem (duben 2015), zahrnuje D-Link AC3200 Ultra Wi-Fi Router (DIR-890L/R), Linksys Smart Wi-Fi Router AC 1900 (WRT1900AC) a Dvoupásmový bezdrátový směrovač Trendnet AC1750 (TEW-812DRU), jak uvádí PCMag. S těmito routery můžete rozhodně očekávat působivé rychlosti od 802.11ac, ale ještě si neukousejte kabel Gigabit Ethernet.

V testu Anandtech v roce 2013 testovali router WD MyNet AC1300 802.11ac (až tři streamy) spárovaný s řadou zařízení 802.11ac, která podporovala 1-2 streamy. Nejvyšší přenosové rychlosti dosáhl notebook Intel 7260 s bezdrátovým adaptérem 802.11ac, který pomocí dvou toků dosáhl rychlosti 364 Mb/s na vzdálenost pouhých 1,5 m. Na 6m a skrz zeď byl stejný notebook nejrychlejší, ale maximální rychlost byla 140Mb/s. Pevný limit rychlosti pro Intel 7260 byl 867 Mb/s (2 streamy po 433 Mb/s).

V situaci, kdy nepotřebujete maximální výkon a spolehlivost kabelového GigE, je 802.11ac skutečně atraktivní. Namísto zahlcení obývacího pokoje ethernetovým kabelem vedoucím k domácímu kinu z počítače pod televizorem je smysluplnější použít standard 802.11ac, který má dostatečnou šířku pásma k bezdrátovému přenosu obsahu ve vysokém rozlišení do vašeho HTPC. Pro všechny případy kromě těch nejnáročnějších je 802.11ac velmi důstojnou náhradou za Ethernet.

Budoucnost 802.11ac

802.11ac bude ještě rychlejší. Jak jsme již zmínili dříve, teoretická maximální rychlost 802.11ac je skromných 7 Gb/s, a dokud na to nenarazíme v reálném světě, nenechte se v příštích letech překvapit značkou 2 Gb/s. Při 2Gbps získáte přenosové rychlosti 256Mbps a najednou bude Ethernet využíván méně a méně, až zmizí. K dosažení takových rychlostí budou muset výrobci čipových sad a zařízení přijít na to, jak implementovat čtyři nebo více kanálů pro 802.11ac, s ohledem na software i hardware.

Vidíme, že společnosti Broadcom, Qualcomm, MediaTek, Marvell a Intel již podnikají výrazné kroky k poskytování 4–8 kanálů pro 802.11ac pro integraci nejnovějších směrovačů, přístupových bodů a mobilních zařízení. Ale dokud nebude dokončena specifikace 802.11ac, druhá vlna čipových sad a zařízení se pravděpodobně neobjeví. Výrobci zařízení a čipových sad budou muset udělat hodně práce, aby zajistili, že pokročilé technologie, jako je beamforming, splňují požadavky normy a jsou plně kompatibilní s ostatními zařízeními 802.11ac.

O novém bezdrátovém standardu IEEE 802.11n se mluví již několik let. Je to pochopitelné, protože jednou z hlavních nevýhod stávajících standardů bezdrátové komunikace IEEE 802.11a/b/g je příliš nízká rychlost přenosu dat. Teoretická propustnost protokolů IEEE 802.11a/g je skutečně pouze 54 Mbit/s a skutečná rychlost přenosu dat nepřesahuje 25 Mbit/s. Nový standard bezdrátové komunikace IEEE 802.11n by měl poskytovat přenosové rychlosti až 300 Mbit/s, což vypadá v porovnání s 54 Mbit/s velmi lákavě. Skutečná rychlost přenosu dat ve standardu IEEE 802.11n, jak ukazují výsledky testů, samozřejmě nepřesahuje 100 Mbit/s, ale i v tomto případě je skutečná rychlost přenosu dat čtyřikrát vyšší než u standardu IEEE 802.11g . Standard IEEE 802.11n ještě nebyl plně přijat (k tomu by mělo dojít do konce roku 2007), ale téměř všichni výrobci bezdrátových zařízení již začali vyrábět zařízení kompatibilní s předběžnou verzí standardu IEEE 802.11n.
V tomto článku se podíváme na základní ustanovení nového standardu IEEE 802.11n a jeho hlavní odlišnosti od standardů 802.11a/b/g.

O standardech bezdrátové komunikace 802.11a/b/g jsme již na stránkách našeho magazínu poměrně podrobně hovořili. V tomto článku je proto nebudeme podrobně popisovat, ale aby byly zřejmé hlavní rozdíly mezi novým standardem a jeho předchůdci, budeme si muset udělat výtah z dříve publikovaných článků na toto téma.

Vzhledem k historii standardů bezdrátové komunikace používaných k vytváření bezdrátových místních sítí (WLAN) je pravděpodobně vhodné připomenout standard IEEE 802.11, který, i když se již nenachází ve své čisté podobě, je předchůdcem všech ostatních standardů bezdrátové komunikace pro sítě. WLAN.

standard IEEE 802.11

Standard 802.11 umožňuje použití frekvenčního rozsahu od 2400 do 2483,5 MHz, tj. rozsahu šíře 83,5 MHz, rozděleného do několika frekvenčních subkanálů.

Standard 802.11 je založen na technologii šíření spektra (Spread Spectrum, SS), z čehož vyplývá, že původně úzkopásmový (z hlediska šířky spektra) užitečný informační signál je během přenosu přeměněn tak, že jeho spektrum je mnohem širší než spektrum původního signálu. Současně s rozšiřováním spektra signálu dochází k redistribuci spektrální energetické hustoty signálu – energie signálu je také „rozprostřena“ napříč spektrem.

Protokol 802.11 využívá technologii Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Jeho podstata spočívá v tom, že pro rozšíření spektra původně úzkopásmového signálu je do každého přenášeného informačního bitu zabudována čipová sekvence, což je sekvence obdélníkových impulsů. Je-li doba trvání jednoho pulsu čipu n krát kratší než doba trvání informačního bitu, pak bude šířka spektra převáděného signálu n krát šířka spektra původního signálu. V tomto případě se amplituda přenášeného signálu sníží o n jednou.

Čipové sekvence vložené do informačních bitů se nazývají šumové kódy (PN-sekvence), což zdůrazňuje skutečnost, že výsledný signál se stává šumovým a je obtížné jej odlišit od přirozeného šumu.

Je jasné, jak rozšířit spektrum signálu a učinit jej k nerozeznání od přirozeného šumu. K tomu v zásadě můžete použít libovolnou (náhodnou) sekvenci čipů. Nabízí se však otázka, jak takový signál přijímat. Pokud se totiž stane šumovým, pak z něj izolovat užitečný informační signál není tak snadné, ne-li nemožné. Nicméně to lze udělat, ale k tomu musíte odpovídajícím způsobem vybrat pořadí čipů. Sekvence čipů používané k rozšíření spektra signálu musí splňovat určité požadavky na autokorelaci. V matematice se autokorelace týká míry, do jaké je funkce podobná sama sobě v různých okamžicích. Pokud zvolíte sekvenci čipů, pro kterou bude mít autokorelační funkce výrazný vrchol pouze pro jeden časový okamžik, pak lze takový informační signál rozlišit na úrovni šumu. K tomu se přijímaný signál vynásobí sekvencí čipů v přijímači, to znamená, že se vypočítá autokorelační funkce signálu. V důsledku toho se signál opět stává úzkopásmovým, takže je filtrován v úzkém frekvenčním pásmu rovnajícím se dvojnásobku přenosové rychlosti. Jakékoli rušení, které spadá do pásma původního širokopásmového signálu, se po vynásobení sekvencí čipu naopak stává širokopásmovým a je odříznuto filtry a jen část rušení spadá do úzkého informačního pásma jeho síla je výrazně; menší než rušení působící na vstupu přijímače.

Existuje poměrně mnoho sekvencí čipů, které splňují zadané požadavky na autokorelaci, ale nás zajímají zejména tzv. Barkerovy kódy, protože se používají v protokolu 802.11. Barkerovy kódy mají mezi známými pseudonáhodnými sekvencemi nejlepší vlastnosti podobné šumu, což vedlo k jejich širokému použití. Rodina protokolů 802.11 používá Barkerův kód, který je dlouhý 11 čipů.

Za účelem přenosu signálu je informační sekvence bitů v přijímači přidána modulo 2 (mod 2) s 11čipovým Barkerovým kódem pomocí brány XOR (exclusive OR). Logická jednička je tedy přenášena přímou Barkerovou sekvencí a logická nula inverzní sekvencí.

Standard 802.11 poskytuje dva rychlostní režimy – 1 a 2 Mbit/s.

Při informační rychlosti 1 Mbit/s je rychlost jednotlivých čipů Barker sekvence 11x106 čipů za sekundu a šířka spektra takového signálu je 22 MHz.

Vzhledem k tomu, že šířka frekvenčního rozsahu je 83,5 MHz, zjistíme, že se do tohoto frekvenčního rozsahu vejdou celkem tři nepřekrývající se frekvenční kanály. Celý frekvenční rozsah je však obvykle rozdělen do 11 překrývajících se frekvenčních kanálů po 22 MHz, vzdálených od sebe 5 MHz. Například první kanál zaujímá frekvenční rozsah od 2400 do 2423 MHz a je vystředěn vzhledem k frekvenci 2412 MHz. Druhý kanál je vystředěn vzhledem k frekvenci 2417 MHz a poslední, 11. kanál je vystředěn vzhledem k frekvenci 2462 MHz. Při tomto pohledu se kanály 1, 6 a 11 navzájem nepřekrývají a mají vůči sobě mezeru 3 MHz. Právě tyto tři kanály lze používat nezávisle na sobě.

Pro modulaci sinusového nosného signálu při datové rychlosti 1 Mbit/s se používá relativní binární fázová modulace (DBPSK).

V tomto případě dochází ke kódování informace v důsledku fázového posunu sinusového signálu vzhledem k předchozímu stavu signálu. Binární fázová modulace poskytuje dvě možné hodnoty fázového posunu - 0 a p. Pak lze vysílat logickou nulu pomocí soufázového signálu (fázový posun je 0) a logickou jedničku lze vysílat signálem, který je fázově posunut o p.

Informační rychlost 1 Mbit/s je povinná ve standardu IEEE 802.11 (Basic Access Rate), ale volitelně je možná rychlost 2 Mbit/s (Enhanced Access Rate). Pro přenos dat touto rychlostí se používá stejná technologie DSSS s 11čipovými Barkerovými kódy, ale k modulaci nosné vlny se používá klíč diferenciálního kvadraturního fázového posunu.

Na závěr s ohledem na fyzickou vrstvu protokolu 802.11 podotýkáme, že při informační rychlosti 2 Mbit/s zůstává rychlost jednotlivých čipů sekvence Barker stejná, tedy 11x106 čipů za sekundu, a tedy šířka spektra přenášeného signálu se nemění.

standard IEEE 802.11b

Standard IEEE 802.11 byl nahrazen standardem IEEE 802.11b, který byl přijat v červenci 1999. Tento standard je jakousi nadstavbou základního protokolu 802.11 a kromě rychlostí 1 a 2 Mbit/s poskytuje rychlosti 5,5 a 11 Mbit/s, k čemuž slouží tzv. doplňkové kódy (Complementary Code Keying, CCK) se používají.

Doplňkové kódy neboli CCK sekvence mají tu vlastnost, že součet jejich autokorelačních funkcí pro jakýkoli cyklický posun jiný než nula je vždy nula, takže je lze stejně jako Barkerovy kódy použít k rozpoznání signálu z pozadí šumu.

Hlavní rozdíl mezi CCK sekvencemi a dříve diskutovanými Barkerovými kódy je v tom, že neexistuje přesně definovaná sekvence, přes kterou lze zakódovat buď logickou nulu nebo jedničku, ale celá sada sekvencí. Tato okolnost umožňuje zakódovat několik informačních bitů do jednoho přenášeného symbolu a tím zvýšit rychlost přenosu informace.

Standard IEEE 802.11b se zabývá komplexními komplementárními 8čipovými sekvencemi definovanými na sadě komplexních prvků nabývajících hodnot (1, –1, +j, –j}.

Reprezentace komplexního signálu je pohodlný matematický nástroj pro reprezentaci fázově modulovaného signálu. Sekvenční hodnota rovna 1 tedy odpovídá signálu ve fázi se signálem generátoru a sekvenční hodnota rovna –1 odpovídá protifázovému signálu; sekvenční hodnota rovná j- signál fázově posunutý o p/2 a hodnota je rovna – j, - fáze signálu posunuta o –p/2.

Každý prvek sekvence CCK je komplexní číslo, jehož hodnota je určena pomocí poměrně složitého algoritmu. Existuje celkem 64 sad možných CCK sekvencí, přičemž výběr každé je určen sekvencí vstupních bitů. Pro jednoznačný výběr jedné sekvence CCK je zapotřebí šest vstupních bitů. Protokol IEEE 802.11b tedy používá při kódování každého znaku jednu z 64 možných osmibitových sekvencí CKK.

Při rychlosti 5,5 Mbit/s jsou v jednom symbolu současně zakódovány 4 bity dat a při rychlosti 11 Mbit/s - 8 bitů dat. V obou případech je symbolická přenosová rychlost 1,385 x 106 symbolů za sekundu (11/8 = 5,5/4 = 1,385) a vezmeme-li v úvahu, že každý znak je specifikován 8čipovou sekvencí, zjistíme, že v obou případech přenos rychlost jednotlivých žetonů je 11x106 žetonů za sekundu. V souladu s tím je šířka spektra signálu při rychlostech 11 i 5,5 Mbit/s 22 MHz.

standard IEEE 802.11g

Standard IEEE 802.11g přijatý v roce 2003 je logickým vývojem standardu 802.11b a zahrnuje přenos dat ve stejném frekvenčním rozsahu, ale vyšší rychlostí. 802.11g je navíc plně kompatibilní s 802.11b, což znamená, že jakékoli zařízení 802.11g musí být schopné pracovat se zařízeními 802.11b. Maximální rychlost přenosu dat ve standardu 802.11g je 54 Mbit/s.

Při vývoji standardu 802.11g byly zvažovány dvě konkurenční technologie: metoda ortogonálního frekvenčního dělení OFDM, vypůjčená ze standardu 802.11a a navržená společností Intersil, a metoda konvolučního kódování binárních paketů PBCC, navržená společností Texas Instruments. Výsledkem je, že standard 802.11g obsahuje kompromisní řešení: jako základní technologie jsou použity technologie OFDM a CCK a je zajištěno volitelné použití technologie PBCC.

Myšlenka konvolučního kódování (Packet Binary Convolutional Coding, PBCC) je následující. Příchozí sekvence informačních bitů je konvertována v konvolučním kodéru tak, že každý vstupní bit odpovídá více než jednomu výstupnímu bitu. To znamená, že konvoluční kodér přidává k původní sekvenci určité nadbytečné informace. Pokud například každý vstupní bit odpovídá dvěma výstupním bitům, pak mluvíme o konvolučním kódování s rychlostí r= 1/2. Pokud každé dva vstupní bity odpovídají třem výstupním bitům, pak to budou 2/3.

Jakýkoli konvoluční kodér je postaven na základě několika postupně zapojených paměťových buněk a hradel XOR. Počet paměťových buněk určuje počet možných stavů kodéru. Pokud například konvoluční kodér používá šest paměťových buněk, pak kodér ukládá informace o šesti předchozích stavech signálu a při zohlednění hodnoty vstupního bitu zjistíme, že takový kodér využívá sedm bitů vstupní sekvence. Takový konvoluční kodér se nazývá sedmistavový kodér ( K = 7).

Výstupní bity generované konvolučním kodérem jsou určeny operacemi XOR mezi hodnotami vstupního bitu a bity uloženými v paměťových buňkách, to znamená, že hodnota každého generovaného výstupního bitu nezávisí pouze na příchozím informačním bitu, ale také na několika předchozích bitech.

Technologie PBCC využívá sedmistavové konvoluční kodéry ( K= 7) s rychlostí r = 1/2.

Hlavní výhodou konvolučních kodérů je odolnost vůči šumu sekvence, kterou generují. Faktem je, že pomocí redundantního kódování lze i v případě chyb příjmu přesně obnovit původní bitovou sekvenci. Pro obnovení původní bitové sekvence se na straně přijímače používá Viterbiho dekodér.

Debit generovaný v konvolučním kodéru je následně použit jako přenášený symbol, ale nejprve je podroben fázové modulaci. Navíc je v závislosti na přenosové rychlosti možná binární, kvadraturní nebo dokonce osmipolohová fázová modulace.

Na rozdíl od technologií DSSS (Barkerovy kódy, sekvence SSK) technologie konvolučního kódování nepoužívá technologii rozšiřování spektra pomocí šumových sekvencí, nicméně rozšíření spektra na standardních 22 MHz je i v tomto případě zajištěno. K tomu se používají varianty možných konstelací signálů QPSK a BPSK.

Uvažovaná metoda kódování PBCC je volitelně použita v protokolu 802.11b při rychlostech 5,5 a 11 Mbit/s. Obdobně v protokolu 802.11g pro přenosové rychlosti 5,5 a 11 Mbit/s je tato metoda rovněž použita volitelně. Obecně platí, že kvůli kompatibilitě protokolů 802.11b a 802.11g jsou technologie kódování a rychlosti poskytované protokolem 802.11b podporovány také v protokolu 802.11g. V tomto ohledu jsou až do rychlosti 11 Mb/s protokoly 802.11ba 802.11g stejné, až na to, že protokol 802.11g poskytuje rychlosti, které protokol 802.11b neposkytuje.

Volitelně lze v protokolu 802.11g použít technologii PBCC při přenosových rychlostech 22 a 33 Mbit/s.

Pro rychlost 22 Mbit/s ve srovnání se schématem PBCC, o kterém jsme již uvažovali, má přenos dat dvě vlastnosti. V první řadě se používá 8polohová fázová modulace (8-PSK), to znamená, že fáze signálu může nabývat osmi různých hodnot, což umožňuje zakódovat tři bity do jednoho symbolu. Navíc byl do obvodu přidán punkční kodér (Puncture), s výjimkou konvolučního kodéru. Význam tohoto řešení je celkem jednoduchý: redundance konvolučního kodéru, rovna 2 (pro každý vstupní bit jsou dva výstupní bity), je poměrně vysoká a za určitých podmínek šumu je zbytečná, takže lze redundanci snížit, takže že například každé dva vstupní bity odpovídají třem výstupním bitům . K tomu můžete samozřejmě vyvinout vhodný konvoluční enkodér, ale je lepší přidat do obvodu speciální punkční enkodér, který jednoduše zničí další bity.

Řekněme, že kodér punkce odebere jeden bit z každých čtyř vstupních bitů. Potom každé čtyři příchozí bity budou odpovídat třem odchozím. Rychlost takového kodéru je 4/3. Pokud je takový kodér použit ve spojení s konvolučním kodérem s rychlostí 1/2, pak bude celková rychlost kódování 2/3, to znamená, že na každé dva vstupní bity budou tři výstupní bity.

Jak již bylo uvedeno, technologie PBCC je ve standardu IEEE 802.11g volitelná a technologie OFDM je povinná. Abychom pochopili podstatu technologie OFDM, podívejme se blíže na vícecestné rušení, ke kterému dochází, když se signály šíří v otevřeném prostředí.

Důsledkem vícecestného rušení signálu je, že v důsledku vícenásobných odrazů od přírodních překážek může stejný signál dosáhnout přijímače různými způsoby. Ale různé cesty šíření se od sebe liší délkou, a proto u nich nebude útlum signálu stejný. V důsledku toho výsledný signál v přijímacím bodě představuje interferenci mnoha signálů, které mají různé amplitudy a jsou vůči sobě časově posunuté, což je ekvivalentní sčítání signálů s různými fázemi.

Důsledkem vícecestného rušení je zkreslení přijímaného signálu. Vícecestné rušení je vlastní každému typu signálu, ale má zvláště negativní vliv na širokopásmové signály, protože při použití širokopásmového signálu se v důsledku rušení určité frekvence sčítají ve fázi, což vede ke zvýšení signálu, a některé naopak mimo fázi, což způsobuje zeslabení signálu na dané frekvenci.

Pokud jde o vícecestné rušení, ke kterému dochází během přenosu signálu, jsou zaznamenány dva extrémní případy. V prvním z nich maximální zpoždění mezi signály nepřesáhne dobu trvání jednoho symbolu a v rámci jednoho přenášeného symbolu dochází k interferenci. Ve druhém je maximální zpoždění mezi signály větší než doba trvání jednoho symbolu, takže v důsledku interference se sčítají signály představující různé symboly a dochází k tzv. inter-symbol interferenci (ISI).

Právě mezisymbolové rušení má nejnegativnější vliv na zkreslení signálu. Protože symbol je diskrétní stav signálu charakterizovaný hodnotami nosné frekvence, amplitudy a fáze, mění se amplituda a fáze signálu pro různé symboly, a proto je extrémně obtížné obnovit původní signál.

Z tohoto důvodu se při vysokých přenosových rychlostech používá metoda kódování dat nazývaná Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Jeho podstata spočívá v tom, že proud přenášených dat je distribuován do mnoha frekvenčních subkanálů a přenos probíhá paralelně na všech takových subkanálech. V tomto případě je vysoké přenosové rychlosti dosaženo právě díky současnému přenosu dat přes všechny kanály, zatímco přenosová rychlost v samostatném subkanálu může být nízká.

Vzhledem k tomu, že rychlost přenosu dat v každém z frekvenčních subkanálů nemůže být příliš vysoká, jsou vytvořeny předpoklady pro účinné potlačení mezisymbolového rušení.

Frekvenční rozdělení kanálů vyžaduje, aby byl jednotlivý kanál dostatečně úzký, aby se minimalizovalo zkreslení signálu, ale zároveň dostatečně široký, aby poskytoval požadovanou přenosovou rychlost. Navíc pro ekonomické využití celé šířky pásma kanálu rozděleného na subkanály je žádoucí uspořádat frekvenční subkanály co nejblíže k sobě, ale zároveň se vyhnout mezikanálovému rušení, aby byla zajištěna jejich úplná nezávislost. Frekvenční kanály, které splňují výše uvedené požadavky, se nazývají ortogonální. Nosné signály všech frekvenčních dílčích kanálů jsou navzájem ortogonální. Je důležité, aby ortogonalita nosných signálů zaručovala frekvenční nezávislost kanálů na sobě, a tedy absenci mezikanálového rušení.

Tento způsob dělení širokopásmového kanálu na ortogonální frekvenční subkanály se nazývá ortogonální multiplexování s frekvenčním dělením (OFDM). K jeho implementaci do vysílacích zařízení se používá inverzní rychlá Fourierova transformace (IFFT), která transformuje dříve multiplexované n-kanálový signál od času Ó reprezentace do frekvence.

Jednou z klíčových výhod metody OFDM je kombinace vysoké přenosové rychlosti s efektivní odolností proti vícecestnému šíření. Technologie OFDM samozřejmě sama o sobě neeliminuje vícecestné šíření, ale vytváří předpoklady pro eliminaci vlivu mezisymbolového rušení. Faktem je, že nedílnou součástí technologie OFDM je Guard Interval (GI) - cyklické opakování konce symbolu, připojeného na začátek symbolu.

Ochranný interval vytváří pauzy mezi jednotlivými symboly a pokud jeho trvání překročí maximální dobu zpoždění signálu v důsledku vícecestného šíření, pak mezisymbolové rušení nevzniká.

Při použití technologie OFDM je doba trvání ochranného intervalu jedna čtvrtina doby trvání samotného symbolu. V tomto případě má symbol trvání 3,2 μs a ochranný interval je 0,8 μs. Doba trvání symbolu spolu s ochranným intervalem je tedy 4 μs.

Když mluvíme o technologii frekvenčního dělení OFDM používané při různých rychlostech v protokolu 802.11g, ještě jsme se nedotkli otázky metody modulace nosného signálu.

Protokol 802.11g používá binární a kvadraturní fázovou modulaci BPSK a QPSK při nízkých přenosových rychlostech. Při použití modulace BPSK je v jednom symbolu zakódován pouze jeden informační bit a při použití modulace QPSK jsou kódovány dva informační bity. Modulace BPSK se používá pro přenos dat rychlostí 6 a 9 Mbit/s a modulace QPSK rychlostí 12 a 18 Mbit/s.

Pro přenos vyššími rychlostmi se používá kvadraturní amplitudová modulace QAM (Quadrature Amplitude Modulation), při které se informace kóduje změnou fáze a amplitudy signálu. Protokol 802.11g využívá modulaci 16-QAM a 64-QAM. První modulace zahrnuje 16 různých stavů signálu, což umožňuje zakódování 4 bitů do jednoho symbolu; druhý - 64 možných stavů signálu, což umožňuje kódovat sekvenci 6 bitů v jednom symbolu. Modulace 16-QAM se používá při 24 a 36 Mbps a modulace 64-QAM se používá při 48 a 54 Mbps.

Kromě použití kódování CCK, OFDM a PBCC poskytuje standard IEEE 802.11g volitelně také různé možnosti hybridního kódování.

Abyste pochopili podstatu tohoto termínu, nezapomeňte, že každý přenášený datový paket obsahuje hlavičku (preambuli) s informacemi o službě a datovým polem. Když se odkazuje na paket ve formátu CCK, znamená to, že záhlaví a data rámce jsou přenášeny ve formátu CCK. Podobně u technologie OFDM jsou záhlaví rámce a data přenášena pomocí OFDM kódování. Hybridní kódování znamená, že pro záhlaví rámce a datová pole lze použít různé technologie kódování. Například při použití technologie CCK-OFDM je záhlaví rámce kódováno pomocí kódů CCK, ale samotná data rámce jsou přenášena pomocí vícefrekvenčního kódování OFDM. Technologie CCK-OFDM je tedy jakýmsi hybridem CCK a OFDM. Nejde však o jedinou hybridní technologii – při použití kódování paketů PBCC se záhlaví rámce přenáší pomocí kódů CCK a data rámce se kódují pomocí PBCC.

standard IEEE 802.11a

Výše uvedené standardy IEEE 802.11b a IEEE 802.11g se týkají frekvenčního rozsahu 2,4 GHz (od 2,4 do 2,4835 GHz) a standard IEEE 802.11a přijatý v roce 1999 zahrnuje použití vyššího frekvenčního rozsahu (od 5,15 na 5,350 GHz a 5,725 až 5,825 GHz). V USA se tento rozsah nazývá rozsah Unlicensed National Information Infrastructure (UNII).

V souladu s pravidly FCC je frekvenční rozsah UNII rozdělen do tří dílčích pásem 100 MHz, lišících se limity maximálního vyzařovacího výkonu. Nízké pásmo (5,15 až 5,25 GHz) poskytuje pouze 50 mW výkonu, střední (5,25 až 5,35 GHz) 250 mW a vysoké (5,725 až 5,825 GHz) 1 W. Použití tří frekvenčních dílčích pásem o celkové šířce 300 MHz činí ze standardu IEEE 802.11a nejširší pásmo z rodiny standardů 802.11 a umožňuje rozdělit celý frekvenční rozsah do 12 kanálů, z nichž každý má šířku 20 MHz. , přičemž osm z nich leží v pásmu 200 MHz od 5,15 do 5,35 GHz a zbývající čtyři kanály jsou v pásmu 100 MHz od 5,725 do 5,825 GHz (obr. 1). Zároveň jsou čtyři horní frekvenční kanály, které poskytují nejvyšší vysílací výkon, využívány především pro přenos signálů venku.

Rýže. 1. Rozdělení rozsahu UNII do 12 frekvenčních dílčích pásem

Standard IEEE 802.11a je založen na technice Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). K oddělení kanálů se používá inverzní Fourierova transformace s oknem 64 frekvenčních subkanálů. Protože každý z 12 kanálů definovaných ve standardu 802.11a je široký 20 MHz, je každý ortogonální frekvenční subkanál (subnosná) široký 312,5 kHz. Z 64 ortogonálních subkanálů se však používá pouze 52, přičemž 48 z nich se používá pro přenos dat (Data Tones) a zbytek pro přenos servisních informací (Pilot Tones).

Z hlediska modulační technologie se protokol 802.11a příliš neliší od 802.11g. Při nízkých přenosových rychlostech se k modulaci dílčích nosných frekvencí používá binární a kvadraturní fázová modulace BPSK a QPSK. Při použití modulace BPSK je v jednom symbolu zakódován pouze jeden informační bit. V souladu s tím, když se používá modulace QPSK, to znamená, když fáze signálu může nabývat čtyř různých hodnot, jsou dva informační bity zakódovány v jednom symbolu. Modulace BPSK se používá pro přenos dat rychlostí 6 a 9 Mbps a modulace QPSK s rychlostí 12 a 18 Mbps.

Pro přenos vyšší rychlostí využívá standard IEEE 802.11a kvadraturní amplitudovou modulaci 16-QAM a 64-QAM. V prvním případě se jedná o 16 různých stavů signálu, což umožňuje kódovat 4 bity v jednom symbolu a ve druhém již 64 možných stavů signálu, což umožňuje zakódovat sekvenci 6 bitů v jednom symbolu. Modulace 16-QAM se používá při rychlostech 24 a 36 Mbit/s a modulace 64-QAM při rychlostech 48 a 54 Mbit/s.

Informační kapacita OFDM symbolu je určena typem modulace a počtem dílčích nosných. Protože se pro přenos dat používá 48 subnosných, je kapacita OFDM symbolu 48 x Nb, kde Nb je binární logaritmus počtu modulačních pozic, nebo jednodušeji počet bitů, které jsou zakódovány v jednom symbolu v jednom. subkanál. Podle toho se kapacita OFDM symbolu pohybuje od 48 do 288 bitů.

Posloupnost zpracování vstupních dat (bitů) ve standardu IEEE 802.11a je následující. Zpočátku je vstupní datový tok podroben standardní operaci skramblování. Poté je datový tok přiváděn do konvolučního kodéru. Rychlost konvolučního kódování (v kombinaci s punkčním kódováním) může být 1/2, 2/3 nebo 3/4.

Protože rychlost konvolučního kódování může být různá, při použití stejného typu modulace je rychlost přenosu dat různá.

Uvažujme například modulaci BPSK, kde je přenosová rychlost 6 nebo 9 Mbit/s. Doba trvání jednoho symbolu spolu s ochranným intervalem je 4 μs, což znamená, že frekvence opakování pulzu bude 250 kHz. Uvážíme-li, že v každém subkanálu je zakódován jeden bit a takových subkanálů je celkem 48, získáme, že celková rychlost přenosu dat bude 250 kHz x 48 kanálů = 12 MHz. Pokud je rychlost konvolučního kódování 1/2 (pro každý informační bit je přidán jeden servisní bit), bude informační rychlost poloviční oproti plné rychlosti, tedy 6 Mbit/s. Při rychlosti konvolučního kódování 3/4 se pro každé tři informační bity přidává jeden servisní bit, takže v tomto případě je užitečná (informační) rychlost 3/4 plné rychlosti, tedy 9 Mbit/s.

Podobně každý typ modulace odpovídá dvěma různým přenosovým rychlostem (tabulka 1).

Tabulka 1. Vztah mezi přenosovými rychlostmi
a typ modulace ve standardu 802.11a

Přenosová rychlost, Mbit/s	Typ modulace	Konvoluční rychlost kódování	Počet bitů v jedné postavě v jednom subkanálu	Celkový počet bitů v symbolu (48 dílčích kanálů)	Počet informačních bitů v symbolu

Po konvolučním kódování je bitový tok podroben prokládání nebo prokládání. Jeho podstatou je změna pořadí bitů v rámci jednoho OFDM symbolu. K tomu je sekvence vstupních bitů rozdělena do bloků, jejichž délka je rovna počtu bitů v OFDM symbolu (NCBPS). Dále se podle určitého algoritmu provede dvoufázové přeskupení bitů v každém bloku. V první fázi jsou bity přeskupeny tak, že sousední bity jsou přenášeny na nesousedících dílčích nosných při vysílání OFDM symbolu. Algoritmus bitové výměny v této fázi je ekvivalentní následujícímu postupu. Nejprve je blok bitů délky NCBPS zapsán řádek po řádku do matice obsahující 16 řádků a NCBPS/16 řádků. Dále jsou bity čteny z této matice, ale v řádcích (nebo stejným způsobem, jakým byly zapsány, ale z transponované matice). V důsledku této operace budou zpočátku sousední bity přenášeny na nesousedících dílčích nosných.

Poté následuje druhý krok bitové permutace, jehož účelem je zajistit, aby se sousední bity neobjevily současně v nejméně významných bitech skupin definujících modulační symbol v konstelaci signálu. To znamená, že po druhé fázi permutace se sousední bity objevují střídavě ve vysokých a nízkých číslicích skupin. To se provádí za účelem zlepšení odolnosti přenášeného signálu proti šumu.

Po proložení se bitová sekvence rozdělí do skupin podle počtu pozic zvoleného typu modulace a vytvoří se OFDM symboly.

Vygenerované OFDM symboly jsou podrobeny rychlé Fourierově transformaci, jejímž výsledkem je vytvoření výstupních fázových a kvadraturních signálů, které jsou následně podrobeny standardnímu zpracování - modulaci.

standard IEEE 802.11n

Vývoj standardu IEEE 802.11n oficiálně začal 11. září 2002, tedy rok před konečným přijetím standardu IEEE 802.11g. Ve druhé polovině roku 2003 byla vytvořena IEEE 802.11n Task Group (802.11 TGn), jejímž úkolem bylo vyvinout nový standard bezdrátové komunikace rychlostí nad 100 Mbit/s. Stejným úkolem se zabývala také další pracovní skupina, 802.15.3a. V roce 2005 se procesy vývoje jediného řešení v každé ze skupin dostaly do slepé uličky. Ve skupině 802.15.3a došlo ke konfrontaci mezi Motorolou a všemi ostatními členy skupiny a členové skupiny IEEE 802.11n se rozdělili na dva přibližně identické tábory: WWiSE (World Wide Spectrum Efficiency) a TGn Sync. Skupinu WWiSE vedl Aigro Networks a skupinu TGn Sync vedl Intel. V žádné ze skupin dlouho žádná z alternativních variant nemohla získat 75 % hlasů nutných pro její schválení.

Po téměř třech letech neúspěšného odporu a pokusů o nalezení kompromisního řešení, které by vyhovovalo všem, členové skupiny 802.15.3a téměř jednomyslně odhlasovali odstranění projektu 802.15.3a. Členové projektu IEEE 802.11n se ukázali jako flexibilnější – dokázali se dohodnout a vytvořit jednotný návrh, který by vyhovoval všem. V důsledku toho byl 19. ledna 2006 na pravidelné konferenci konané v Kona na Havaji schválen návrh specifikace standardu IEEE 802.11n. Ze 188 členů pracovní skupiny bylo 184 pro přijetí normy a čtyři se zdrželi hlasování. Hlavní ustanovení schváleného dokumentu budou tvořit základ pro konečnou specifikaci nové normy.

Standard IEEE 802.11n je založen na technologii OFDM-MIMO. Mnoho technických detailů v něm implementovaných je vypůjčeno ze standardu 802.11a, ale standard IEEE 802.11n umožňuje použití jak frekvenčního rozsahu přijatého pro standard IEEE 802.11a, tak frekvenčního rozsahu přijatého pro IEEE 802.11b/g. standardy. To znamená, že zařízení, která podporují standard IEEE 802.11n, mohou pracovat ve frekvenčním rozsahu 5 nebo 2,4 GHz, přičemž konkrétní implementace závisí na zemi. V Rusku budou zařízení IEEE 802.11n podporovat frekvenční rozsah 2,4 GHz.

Zvýšení přenosové rychlosti ve standardu IEEE 802.11n je dosaženo jednak zdvojnásobením šířky kanálu z 20 na 40 MHz a jednak implementací MIMO technologie.

Technologie MIMO (Multiple Input Multiple Output) zahrnuje použití více vysílacích a přijímacích antén. Analogicky se tradiční systémy, tedy systémy s jednou vysílací a jednou přijímací anténou, nazývají SISO (Single Input Single Output).

Teoreticky, MIMO systém s n vysílající a n přijímací antény mohou poskytovat špičkovou propustnost n krát větší než systémy SISO. Toho je dosaženo tím, že vysílač rozděluje datový tok na nezávislé bitové sekvence a vysílá je současně pomocí pole antén. Tato přenosová technika se nazývá prostorový multiplex. Všimněte si, že všechny antény přenášejí data nezávisle na sobě ve stejném frekvenčním rozsahu.

Vezměme si například systém MIMO sestávající z n vysílající a m přijímací antény (obr. 2).

Rýže. 2. Princip implementace technologie MIMO

Vysílač v takovém systému vysílá n pomocí nezávislých signálů n antény Na přijímající straně každý m anténa přijímá signály, které jsou superpozicí n signály ze všech vysílacích antén. Takže signál R1, přijímaný první anténou, může být reprezentován jako:

Napsáním podobných rovnic pro každou přijímací anténu získáme následující systém:

Nebo přepsáním tohoto výrazu ve formě matice:

kde [ H] - přenosová matice popisující MIMO komunikační kanál.

Aby dekodér na přijímací straně mohl správně rekonstruovat všechny signály, musí nejprve určit koeficienty hij, charakterizující každého z m x n přenosové kanály. K určení koeficientů hij Technologie MIMO používá preambuli paketů.

Po určení koeficientů přenosové matice můžete snadno obnovit přenášený signál:

kde [ H]–1 - matice inverzní k přenosové matici [ H].

Je důležité poznamenat, že v technologii MIMO použití více vysílacích a přijímacích antén umožňuje zvýšit propustnost komunikačního kanálu implementací několika prostorově oddělených subkanálů, přičemž data jsou přenášena ve stejném frekvenčním rozsahu.

Technologie MIMO nijak neovlivňuje metodu kódování dat a v zásadě ji lze použít v kombinaci s libovolnými metodami fyzického a logického kódování dat.

Technologie MIMO byla poprvé popsána ve standardu IEEE 802.16. Tento standard umožňuje použití technologie MISO, tedy několika vysílacích antén a jedné přijímací antény. Standard IEEE 802.11n umožňuje použití až čtyř antén u přístupového bodu a bezdrátového adaptéru. Povinný režim znamená podporu dvou antén na přístupovém bodu a jedné antény a bezdrátového adaptéru.

Standard IEEE 802.11n poskytuje standardní 20 MHz kanály i kanály s dvojnásobnou šířkou. Použití 40 MHz kanálů je však volitelnou funkcí standardu, protože použití takových kanálů může být v rozporu se zákony některých zemí.

Standard 802.11n poskytuje dva režimy přenosu: standardní režim přenosu (L) a režim vysoké propustnosti (HT). V tradičních přenosových režimech se používá 52 frekvenčních OFDM subkanálů (frekvenčních subnosných), z nichž 48 se používá pro přenos dat a zbytek pro přenos informací o službě.

V režimech se zvýšenou propustností s šířkou kanálu 20 MHz je použito 56 frekvenčních subkanálů, z nichž 52 se používá pro přenos dat a čtyři kanály jsou pilotní. I při použití kanálu 20 MHz tedy zvýšení frekvenčních dílčích kanálů ze 48 na 52 umožňuje 8% zvýšení přenosové rychlosti.

Při použití kanálu s dvojnásobnou šířkou, tj. kanálu 40 MHz, se ve standardním režimu vysílání vysílání ve skutečnosti provádí na dvojitém kanálu. V souladu s tím se počet frekvenčních dílčích nosných zdvojnásobí (104 dílčích kanálů, z nichž je 96 informačních). Díky tomu se přenosová rychlost zvýší o 100 %.

Při použití kanálu 40 MHz a režimu s vysokou šířkou pásma se používá 114 frekvenčních subkanálů, z nichž 108 jsou informační subkanály a šest jsou pilotní. To vám umožní zvýšit přenosovou rychlost o 125 %.

Tabulka 2. Vztah mezi přenosovými rychlostmi a typem modulace
a rychlost konvolučního kódování ve standardu 802.11n
(Šířka kanálu 20 MHz, režim HT (52 frekvenčních subkanálů))

Typ modulace	Konvoluční rychlost kódování	Počet bitů v jednom symbolu v jednom subkanálu	Celkový počet bitů v OFDM symbolu	Počet informačních bitů na symbol	Rychlost přenosu dat

Další dvě okolnosti, kvůli kterým se zvyšuje přenosová rychlost ve standardu IEEE 802.11n, je zkrácení doby trvání ochranného intervalu GI v symbolech OGDM z 0,8 na 0,4 μs a zvýšení rychlosti konvolučního kódování. Připomeňme, že v protokolu IEEE 802.11a je maximální rychlost konvolučního kódování 3/4, to znamená, že na každé tři vstupní bity se přidá ještě jeden. V protokolu IEEE 802.11n je maximální rychlost konvolučního kódování 5/6, to znamená, že každých pět vstupních bitů v konvolučním kodéru je převedeno na šest výstupních bitů. Vztah mezi přenosovými rychlostmi, typem modulace a rychlostí konvolučního kódování pro standardní kanál o šířce 20 MHz je uveden v tabulce. 2.