Материал: конспект-лекций

326

Поле «до розподіленої системи» вказує, чи призначений кадр для розподіленої системи.

Поле «від розподіленої системи» вказує, чи одержаний кадр з розподіленої системи.

Поле «більше фрагментів» вказує на приналежність даного кадру до типу службового або до типу даних, або слід очікувати інших фрагментів.

Поле повторної передачі вказує, чи передається даний кадр повторно. Дозволяє приймачу відкидати дубльовані кадри.

Поле управління живленням зазначає режим енергоспоживання станції. Значення 1 гово-

рить про те, що станція працює в режимі економії енергоспоживання, а значення 0 – що вона зна-

ходиться в активному режимі. Кадри точки доступу завжди мають дане значення, рівне 0.

Установлений біт поля «більше даних» оповіщає приймач про те, що є призначені для неї дані, буферизовані в точці доступу.

Використанні шифрування WEP зазначається в полі «захищеність».

Поле «параметр впорядковування» використовується для фрагментованих кадрів і зазначає необхідність використання послуги збору фрейма в строгій послідовності.

Тривалість/ID - це поле використовується залежно від того, в якому режимі працює станція:

станція отримує доступ до середовища, що працює в енергозберігаючому режимі, мережа працює в режимі PCF періоду, вільного від конкуренції (CFP), мережа працює в режимі DCF (табл.. 2.12).

Таблиця 2.12 - Значення бітів поля тривалість/ID для різних станцій

Поля адрес 1, 2, 3 і 4 змінюються залежно від типу і підтипу кадру.

В полі управління черговістю (sequence control) містяться порядковий номер і номер фраг-

мента кадру.

Контрольна сума кадра FCS – 32-розрядне значення циклічного надмірного контролю CRC (cyclic redundancy check), що вирахуване для всіх полів заголовка і корисного вмісту MAC-кадра.

327

2.3.5 Фізичний рівень

Принципи формування сигналів, основні параметри обладнання визначаються на фізично-

му рівні. Для кожного стандарту сімейства IEEE 802.11 цей рівень підтримує специфічні техноло-

гії розширення спектру, кодування.

Безпроводові локальні мережі стандарту 802.11b. Стандарт 802.11b регламентував пра-

вила використання високошвидкісної технології DSSS (HR-DSSS), що забезпечує швидкість пере-

дачі в локальних безпроводових мережах ISM-диапазона 2,4 ГГц аж до 5,5 і 11 Мбіт/с. При цьому використовується кодування з використанням комплементарних кодів (complementary code keying, CCK) або технологія двійкового пакетного зверткового кодування (packet binary convolutional coding, PBCC). У технології HR-DSSS використовується схема організації каналів, подібна, якій використовується в технології DSSS, — смуга частот шириною 22 МГц, 11 каналів, 3 що не перек-

риваються, JSM-диапазон 2,4 ГГц.

Підрівень PLCP технології HR-DSSS використовує кадри PPDU двох типів: довгий і корот-

кий. Преамбула і заголовок довгого кадра підрівня PLCP технології HR-DSSS завжди передаються із швидкістю 1 Мбіт/с – в забезпечення зворотної сумісності з технологією DSSS. І дійсно, довгий кадр підрівня PLCP технології HR-DSSS майже такий же, як кадр підрівня PLCP в технології

DSSS, але з невеликими розширеннями, покликаними забезпечити підвищені швидкості передачі даних. Ці розширення наступні.

•У підполі Signal можуть бути вказані додаткові швидкості передачі даних (табл. 2.13).

•Підполе Послуги визначає раніше зарезервовані біти,

•Підполе Довжина як і раніше указує кількість мікросекунд, необхідних для передачі

PSDU.

Таблиця 2.13 – Значення допоміжного підполя Signal

Короткий кадр PLCP PPDU забезпечує засіб для мінімізації кількості службових сигналів.

Короткий кадр, що використовується в технології HR-DSSS стандарту 802.11b, приведено на рис. 2.77. Він містить преамбулу, заголовок і данні PSDU, заголовок PLCP передається на швидкості 2

Мбіт/с, тоді як PSDU передасться зі швидкістю 2, 5,5 або 11 Мбіт/с. Довжина поля Sync скорочена до 56 біт; воно є рядком, що складається з одних нулів. Поле SFD має ширину 16 біт і виконує фу-

нкцію вказівки на початок кадру, але також указує на використання довгих або коротких заголов-

328

ків. У разі коротких заголовків 16 біт передасться в порядку, зворотному по відношенню до дов-

гих заголовків.

Рисунок 2.77 - Короткий PPDU технології HR-DSSS

На підрівні PMD різні підполя передаються з відповідною швидкістю і з використанням ві-

дповідного методу модуляції: ССК або PBSS.

Хоча механізм розширення спектру, що використовується для отримання швидкостей 5,5 і 11 Мбіт/с із застосуванням ССК, відноситься до методів, які застосовуються для швидкостей 1 і 2

Мбіт/с, він по-своєму унікальний. У обох випадках застосовується метод розширення, але при ви-

користовуванні модуляції ССК код розширення є кодом з 8 комплексних чипів (complex chip), тоді як при роботі з швидкостями 1 і 2 Мбіт/с застосовується 1-разрядний код. 8-чиповий код визнача-

ється або 4, або 8 бітами — залежно від швидкості передачі даних. Швидкість передачі чипів складає 11 Мчип/с, тобто при 8 комплексних чипах на символ і 4 або 8 бітів на символ можна до-

сягти швидкості передачі даних 5,5 і 11 Мбіт/с.

Для того, щоб передавати дані із швидкістю 5,5 Мбіт/с, потрібно згрупувати скрембльован-

ний потік бітів в символи по 4 біти. Останні два біти використовуються для визначення 8 послідо-

вностей комплексних чипів, як показано в табл. 2.14, де {cl, с2, сЗ, с4, с5, сб, с7, с8} представля-

ють чипи послідовності, j представляє уявне число, корінь квадратний з - 1, і відкладається по уя-

вній, або осі квадратури комплексної площини.

Тепер, маючи послідовність чипів, визначену другою і третьою бітами, можна використо-

вувати перші два біти (b0, b1) для визначення повороту фази, здійснюваного при модуляції по ме-

тоду DQPSK, який буде застосований до послідовності (табл. 2.15). Слід пям'ятати, що йдеться

про Використання DQPSK, а не QPSK, і тому представлені в таблиці зміни фази відлічуються по

відношенню до попереднього символу або, у разі першого символу PSDU, по відношенню до

останнього символу попереднього DQPSK символу, передаваного із швидкістю 2 Мбіт/с.

329

Таблиця 2.15 - Поворот фази при модуляції ССК

Це обертання фази застосовується по відношенню до 8 комплексних чипів символу, потім

здійснюється модуляція на відповідній несучій частоті.

Щоб передавати дані із швидкістю 11 Мбіт/с, скрембльована послідовність бітів PSDU роз-

бивається на групи по 8 символів. Останні 6 бітів вибирають одну послідовність, що складається з

8 комплексних чипів, з числа 64 можливих послідовностей, майже так само, як використовувалися біти (b2, b3) для вибору однієї з чотирьох можливих послідовностей. Біти (b0, b1) використову-

ються таким же чином, як при модуляції ССК на швидкості 5,5 Мбіт/с для обертання фази послі-

довності і подальшої модуляції на відповідній несучій частоті.

Безпроводові локальні мережі стандарту 802.11а. У проекті стандарту 802.11b в 1999 ро-

ці був описаний фізичний канал з технологією HR-DSSS, в проекті стандарту 802.11а було запро-

поновано використовувати фізичний канал, в якому використовується технологія мультиплексу-

вання з розділенням по ортогональних частотах (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)

в діапазоні 5 ГГц, він узаконював швидкості передачі до 24 Мбіт/с і додатково – до 54 Мбіт/с в не-

ліцензованих діапазонах 5,15-5,25 ГГц, 5,25-5,35 ГГц і 5,725-5,825 ГГц. Стандарт 802.11а регламе-

нтує використання каналів шириною 20 МГц і визначає по чотири канали для кожного з трьох діа-

пазонів.

На підрівні PLCP фізичного рівня стандарту 802.11а застосовується власний унікальний

формат кадру PPDU (рис. 2.78).

Рисунок 2.78 - Формат кадру PPDU стандарту 802.11a

Кадр PPDU складається з трьох основних частин: преамбули OFDM, полів Сигнал і Дані.

Преамбула OFDM складається з короткої синхронізуючої послідовності (training sequence), Short Sync, і довгої синхронізуючої послідовності символів, Long Sync. Перша використовується прий-

мачем для автоматичного регулювання посилення (АРУ), таймінга (timing) і грубої оцінки часто-

330

ти, друга — для оцінки параметрів каналу, таймінга і точної оцінки частоти. Механізм, за допомо-

гою якого це виконується, розглядається нижче.

Поле Сигнал складається з п'яти підполів.

-Чотирьохрозрядне підполе Швидкість, що вказує швидкість передачі поля даних кадру. У

табл. 2.16 представлені співвідношення між значеннями цих бітів (R1-R4) і швидкістю передачі поля даних кадра.

-Біт R зарезервований для майбутніх застосувань.

-Підполе Довжина містить беззнакове 12-розрядне ціле число, що вказує кількість октетів в

PSDU.

-Біт Р є бітом перевірки на парність для 17 бітів підполів Швидкість, R і Довжина.

-Підполе Tail містить 6 нескрембльованих бітів із значенням 0.

Поле даних складається з наступних підполів.

- Підполе Послуги, сім бітів якого мають значення, рівне 0, за ними слідують 7 зарезерво-

-Підполе PSDU, що містить корисні дані, що підлягають передачі.

-Підполе Tail, замінююче 6 завершальних ськремблірованних нулів не-ськремблірованнимі нулями для рєїніциалізациі (повторної установки в початковий стан) зверткового кодера з кінце-

вою пам'яттю.

- Підполе Pad дозволяє додати біти для отримання необхідного числа кодуючих бітів на си-

мвол OFDM.

Таблиця 2.16 - Биті підполя Швидкість і відповідні швидкості передачі

На рис. 2.79 представлена узагальнена схема передавача OFDM, що використовується на підрівні PMD технології OFDM стандарту 802.11а. Як і на інших фізичних каналах, біти даних пропускаються через скремблер а потім сверточний кодер, внаслідок чого формуються канальні бити. Швидкість їх передачі визначається швидкістю передачі даних, що використовується. Потім канальні біти розбиваються на групи, за розмірами рівні числу канальних бітів, що використову-