短距離無線通信系統(tǒng)及仿真課件 第2章 Wi-Fi無線通信技術(shù) 第八講

兩大陣營：其中一個陣營是IEEE802.11，這個陣營主張采用無連接的WLAN，這個主張是從面向數(shù)據(jù)的計算機通信發(fā)展而來的；與802.11陣營對應(yīng)的是HIPERLAN-2陣營，他們更關(guān)注基于連接的無線局域網(wǎng)，致力于面向語音的蜂窩電話。無線局域網(wǎng)的協(xié)議體系1987年，作為IEEE802.4L令牌總線標準的分支1990年，無線局域網(wǎng)小組正式更名為IEEE802.11組1997年完成IEEE802.11標準，支持1Mbps和2Mbps的數(shù)據(jù)速率

IEEE802.11b，采用CCK(互補編碼鍵控法)技術(shù)，支持11Mbps速率IEEE802.11a，采用OFDM(正交頻分多路復用)技術(shù)，支持54Mbps速率IEEE802.11g

IEEE802.11n

什么是Wi-Fi？所謂Wi-Fi其實就是無線保真（WirelessFidelity）的縮寫，強調(diào)了“無線”和“保真”兩個概念，指在無線環(huán)境下提供高質(zhì)量的通信傳輸。一般Wi-Fi是指符合IEEE802.11系列標準如IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g等的產(chǎn)品，顯然它是HIPERLAN的強勁競爭對手。無線局域網(wǎng)與Wi-Fi這個名稱來自Wi-Fi聯(lián)盟的授權(quán)，任何通過Wi-Fi聯(lián)盟測試的產(chǎn)品都可以標上“Wi-FiCertified”的標簽，以表示其可以和其他標有“Wi-FiCertified”的產(chǎn)品互聯(lián)，即使這些產(chǎn)品來自不同的廠商。生產(chǎn)接入設(shè)備的廠商通過這樣的測試，可以使消費者了解設(shè)備的互操作性，以提高產(chǎn)品的市場競爭力。Wi-Fi這個名字曾經(jīng)被用來專指工作在2.4GHz頻段符合IEEE802.11b標準的設(shè)備，后來為了避免混淆，Wi-Fi用來指代通過Wi-Fi聯(lián)盟測試的所有產(chǎn)品，但是Wi-Fi仍然主要指IEEE802.11系列標準的產(chǎn)品，尤其是IEEE802.11b。無線局域網(wǎng)物理層由以下三部分組成(見圖3.9)：(1)物理層管理(PhysicallayerManagement,PLME)(2)物理層匯聚子層(PLCP)(3)物理介質(zhì)依賴子層(PMD)物理層結(jié)構(gòu)

物理層管理實體(PLME)該層為物理層提供管理功能，它與MAC層管理相連物理層匯聚子層（PLCP）PLCP將來自MAC子層的數(shù)據(jù)，作為其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元（PSDU），并加上其前導碼（同步或幀起始符）和PLCP幀頭，組成協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PPDU）。PPDU＝PLCP幀頭＋前導碼＋PSDU然后將PPDU送往PMD子層。PLCP幀數(shù)據(jù)單元與PMD子層采用的傳輸媒質(zhì)類型和傳送調(diào)制方式有關(guān)。物理介質(zhì)依賴子層(PMD)將PLCP送來的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到2.4GHz無線電頻段上，或850nm紅外線波段上，通過天線發(fā)送出去。物理層功能每一種網(wǎng)絡(luò)物理層的功能大體相同。在IEEE802.11標準中規(guī)定了無線局域網(wǎng)物理層實現(xiàn)的功能：載波偵聽：判斷介質(zhì)的狀態(tài)是否空閑。發(fā)送：發(fā)送網(wǎng)絡(luò)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。接收：接收網(wǎng)絡(luò)傳送過來的數(shù)據(jù)幀。載波偵聽無線局域網(wǎng)的物理層通過PMD子層檢查介質(zhì)狀態(tài)來完成載波偵聽功能。如果工作站沒有傳送或接收數(shù)據(jù)，PLCP子層將完成下面的偵聽工作。探測信號是否到來：工作站的PLCP子層持續(xù)對介質(zhì)進行偵聽。介質(zhì)繁忙時，PLCP將讀取PLCP前同步碼和適配頭，并使接收端和發(fā)送端進行同步。信道評價：測定無線介質(zhì)繁忙還是空閑。如果介質(zhì)空閑，PLCP將發(fā)送原語到MAC層表明信道為空閑；如果介質(zhì)繁忙，PLCP將發(fā)送原語到MAC層表明介質(zhì)繁忙。MAC層根據(jù)PLCP層的信息決定是否發(fā)送幀。發(fā)送PLCP在接收到MAC層的發(fā)送請求后將PMD轉(zhuǎn)換到傳輸模式。同時，MAC層將與該請求一道發(fā)送字節(jié)數(shù)和數(shù)據(jù)率指示。然后，PMD通過天線在20μs內(nèi)發(fā)射幀的前同步碼。發(fā)送器以1?Mb/s的速率發(fā)送前同步碼和適配頭，為接收器的收聽提供特定的通用數(shù)據(jù)率。適配頭的發(fā)送結(jié)束后，發(fā)送器將數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換到適配頭確定的速率。發(fā)送全部完成后，PLCP向MAC層發(fā)送確認一個MPDU傳送結(jié)束關(guān)閉發(fā)送器，并將PMD電路轉(zhuǎn)換到接收模式。接收如果載波偵聽檢測到介質(zhì)繁忙，同時有合法的即將到來幀的前同步碼，則PLCP就開始監(jiān)視該幀的適配頭。當PMD監(jiān)聽到的信號能量超過-85?dBm時，它就認為介質(zhì)忙。如果PLCP測定適配頭無誤，目的接收地址是本地地址，它將向MAC層通知幀的到來，同時還發(fā)送幀適配頭的一些信息。PLCP根據(jù)PSDU(PLCPServiceDataUnit，PLCP服務(wù)數(shù)據(jù)單元)適配頭字段長度的值，來設(shè)置字節(jié)計數(shù)器。計數(shù)器跟蹤接收到的幀的數(shù)目，使PLCP知道幀什么時間結(jié)束。PLCP在接收數(shù)據(jù)的過程中，向MAC層發(fā)送PSDU的字節(jié)；接收到最后一個字節(jié)后，它向MAC層發(fā)送一條原語聲明幀的結(jié)束。2.3WLAN物理層原理與技術(shù)WLAN物理層傳輸原理引入冗余設(shè)計，使得在接收端能夠檢測和糾正傳輸錯誤為了將在傳輸過程中出現(xiàn)的突發(fā)錯誤變換成隨機錯誤便于多個信源共用此無線鏈路校正信號在傳輸過程中可能產(chǎn)生的相位和幅度失真只有授權(quán)的用戶才能正確地檢測和解密處理后的信息WLAN的介質(zhì)分類

基于無線電的無線局域網(wǎng)根據(jù)其調(diào)制方式不同，又可分為擴頻無線局域網(wǎng)和窄帶微波無線局域網(wǎng)。擴頻無線局域網(wǎng)窄帶微波無線局域網(wǎng)基于無線電的無線局域網(wǎng)基于紅外線的無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)在擴展頻譜方式中，數(shù)據(jù)基帶信號的頻譜被擴展幾倍～幾十倍后，再被搬移至射頻發(fā)射出去。

在窄帶調(diào)制方式中，數(shù)據(jù)基帶信號的頻譜不作任何擴展，即被直接搬移到射頻發(fā)射出去?；诩t外線的無線