WLAN物理层| 802.11物理层| WiFi PHY

本文对无线局域网物理层按照IEEE 802.11无线局域网物理层进行描述。介绍了无线局域网物理层发射机和接收机框图。

为了解释物理层，我们将介绍无线局域网的帧结构、OFDM符号结构、无线局域网调制码速率表、无线局域网发射机和接收机模块及其功能。

802.11简介

本节描述802.11物理层IEEE 802.11a-1999标准中定义。802.11a在2.4GHz射频频率下工作，支持高达54Mbps的数据速率。在802.11家族中还有其他流行的标准802.11b、802.11g和802.11n。802.11b工作在2.4GHz，支持高达11 Mbps的数据速率，其中采用DSSS和CCK调制方案。802.11g工作频率为5GHz，支持11a和11b两种标准。

WLAN 802.11帧结构

无线局域网的帧结构主要由PLCP序文部分、信号(报头)部分和数据部分组成。PLCP序言字段，由10次重复的“短训练序列”和2次重复的“长训练序列”组成，前面有一个保护间隔(GI)。报头部分由24位组成，始终采用BPSK调制。报头部分包含数据部分的速率(调制码速率)和长度(OFDM符号单位)。请参阅11a框架结构以显示根据802.11标准的WLAN帧部分的描述视图。

在无线局域网中，一个符号由64点FFT组成。它由48个数据载波，4个先导载波，1个DC和其余的载波用作警卫载波组成。11a标准定义了如下所述的调制码速率表，基于数据速率进行各种物理层配置。

上面的表1提到了WLAN(即wifi)标准支持的不同数据速率。

802.11 WLAN OFDM符号参数如表2所示。

802.11物理层的发射机编码过程如下图所示。
例如，选择18mbps的数据速率，调制方式设置为QPSK，编码率设置为3/4，每个载波的编码位设置为2，每个OFDM符号的编码位设置为96。在这种情况下，每个OFDM符号的数据位为72。

WLAN物理层符合802.11标准

让我们理解wlan物理层框图，如图所示，并分为以下几部分。
•WLAN前音生成和数据生成
•WLAN头生成
•WLAN分组形成

WLAN前置和数据生成

序言生成:
前言部分由短训练场(STF)和长训练场(LTF)组成。
头一代:
-生成SIGNAL字段位
-编码和交错SIGNAL字段位
-将SIGNAL字段映射到频域
-飞行员和警卫插入
-转换到时域
数据生成:
要传输的消息如果不是二进制的，则首先将其转换为ASCII;然后预先挂起一个适当的MAC头，并添加一个CRC32。一旦这样做了，OFDM符号的数量需要根据长度和调制码率推导出来。这是用于生成OFDM符号的数据，如下所述的每个符号。
-表示以八位为单位的数据
-预挂起SERVICE字段并添加填充位，从而形成DATA
-扰飞和调零尾翼
-用卷积编码器对数据进行编码并进行穿刺
-映射成复杂的16-QAM符号
-飞行员和警卫插入
-从频率转换为时间，并添加循环前缀

根据802.11 wifi标准形成WLAN分组

包的形成:
将这些符号按照包括序文、报头和数据符号的顺序组合，从而形成要传输的包。
标准IEEE 892.11a-1999附录G描述了100字节的消息和36mbit /s的数据速率的整个过程。

802.11 WLAN物理层发射机
接收器由发射器反向的所有块组成，除了它将有用于时间偏移、频率偏移和信道损伤校正的前端同步模块。如下图所示。这是通过使用前言模式实现的。在此之后，头被解码为调制码速率已知，即BPSK 1/2。基于报头信息，即速率和长度数据被解码并传递给MAC层进行进一步处理。

802.11a WLAN物理层接收器