Материал: конспект-лекций

381

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-

382

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-

383

ються для одного символу. Розбиті на групи канальні біти перетворяться в 48 символів з кількістю біт на символ, яка залежить від швидкості передачі даних. Символи поміщаються на 48 піднесучих

OFDM-символа, а на 4 піднесучих передаються пілот-сигнали. Виконується зворотне швидке пе-

ретворення Фурье, після чого формується циклічний префікс. Результуюча послідовність модулює відповідну несучу.

Рисунок 2.79 - Узагальнена схема передавача OFDM стандарту 802.11a

У табл. 2.17 показано швидкість передачі даних, що відповідно до параметрів вузлів пере-

давача OFDM буде закодовано в символ.

Таблиця 2.17 - Параметри передавача стандарту 802.11а

Поле Signal передається в одному OFDM-символі на швидкості 6 Мбіт/с, що дозволяє пере-

давати 24 біт даних. Це пояснює, чому існує 6 біт під поля Tail в кінці даного поля. Поле даних передається як ряд послідовних OFDM-символів зі швидкістю передачі даних, що вказана в підпо-

лі швидкості.

Пристрій передавача стандарту 802.11а містить скремблер, що використовує поліноміаль-

ний генератор, як і у всіх інших схемах модуляції стандарту 802.11. Сверточний кодер використо-

вує дещо відмінну ступінь кодування. Ефективні ступені кодування 2/3 і 3/4 досягаються за раху-

нок "проколювання" (puncturing) або опускання деяких із закодованих бітів в передавачі і заміни їх нульовими бітами в приймачі. Така заміна приводить до підвищення ефективності кодування,

оскільки на кожен вхідний біт передається менше бітів коду.

Пристрій чергування має блоковий тип з розміром блоку, котрий визначається числом бітів коду на один OFDM-символ. Чергування виконується в два етапи.

Безпроводові локальні мережі стандарту 802.11g. Стандарт IEEE 802.11 g, запропонова-

ний в червні 2003 року, визначив технологію EPR як засіб забезпечення швидкостей передачі до

54 Мбіт/с в діапазоні ISM 2,4 ГГц; він запозичив методи OFDM стандарту 802.11а. На відміну від

384

стандарту 802.11а цей стандарт забезпечує зворотну сумісність із стандартом 802.11b, оскільки пристрої, що відповідають стандарту 802.11 g, можуть змінювати швидкість передачі даних до значень, менших, ніж регламентовані стандартом 802.11b. Визначені три схеми модуляції: ERPORFM, ERP-PBCC і DSSS-OFDM. При використовуванні ERP-ORFM задіюються спеціально роз-

роблені для неї механізми, що забезпечують швидкість передачі 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, і 54 Мбіт/с,

з них обов'язковими є швидкості 6, 12 і 24 Мбіт/с на додаток до швидкостей передачі даних 1, 2, 5,5 і 11 Мбіт/с. Стандарт також дозволяє додатково використовувати режими РВСС з швидкостя-

ми 22 і 33 Мбіт/с і також режими DSSS-OFDM з швидкостями 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 і 54 Мбіт/с.

Стандарт 802.1lg визначає п'ять підрівнів PLCP: з довгою преамбулою, короткою преамбу-

лою, преамбулою ERP-ORFM, довгою преамбулою DSSS-OFDM і короткою преамбулою DSSS-

OFDM. Підтримка перших трьох обов'язкова, двох останніх – опциональна. У табл. 2.18 приведені різні преамбули і схеми модуляції, а також швидкості передачі даних, які вони підтримують або з якими взаємодіють.

Таблиця 2.18 – Преамбули

Довга преамбула використовує ту ж саму довгу преамбулу, що визначена для HR-DSSS, але її поле Послуги модифіковане так, як показано в табл. 2.19.

Таблиця 2.19 - Визначення полів поля Послуги для ERP

385

Біти розширення довжини визначають кількість октетів при використанні режимів РВСС на швидкості 11 Мбіт/с і ERP-PBCC на швидкостях 22 і 33 Мбіт/с.

Коротка преамбула так само модифікується по відношенню до такої HR-DSSS, як вказано в табл. 2.80.

Преамбула ERP-OFDM відповідає стандарту 802.11а і розширює сигнал на додаткові 6 мкс,

протягом яких не відбувається передача даних, щоб зробити пакет довшим для узгодження його з довшим 16-секундним таймінгом SIFS стандарту 802.11а проти 10-секундного таймінга SIFS стан-

дарту 802.11b.

Формат довгої преамбули PPDU технології CCK-OFDM представлений на рис. 2.80. У під-

полі швидкості поля сигнал встановлюється швидкість 3 Мбіт/с. Завдяки такій установці забезпе-

чується сумісність зі станціями, що не підтримують EPR, тому що вони як і раніше прочитують значення поля довжини і відкладають передачу, не дивлячись на те що не здатні демодулювати корисне навантаження. Заголовок PLCP має заздалегідь визначену довжину преамбули, але ця преамбула точно така ж, як для режиму HR-DSSS. І заголовок, і преамбула передаються із швидкі-

стю 1 Мбіт/с з використанням DBPSK, а PSDU передається з використанням відповідної швидкос-

ті передачі даних OFDM. Заголовок скремблюється за допомогою скремблера HR-DSSS, а симво-

ли даних скремблюються за допомогою скремблера стандарту 802.11а.

Рисунок 2.80 - Формат довгої преамбули PPDU технології CCK-OFDM

У форматі короткої преамбули PPDU технології DSSS-OFDM, аналогічно довгій преамбулі

DSSS-OFDM, використовуються коротка преамбула HR-DSSS і заголовок при швидкості передачі даних 2 Мбіт/с. За допомогою скремблера HR-DSSS і символів даних коротка преамбула і заголо-

вок передаються з використанням технології OFDM і використовують скремблер стандарту

802.11а [8, 9].

У табл. 2.20 приведені основні параметри різних технологій, вживаних на рівні PHY.