資料貼請?zhí)顚懴旅尜Y料簡介：

【資料成文時間】：
【語言】：
【頁數(shù)】：
【何人（公司）所著】：
【文件格式】：
【文件原名】：
【摘要或目錄】：

1997年802.11標(biāo)準(zhǔn)的制定是無線局域網(wǎng)發(fā)展的里程碑，它是由大量的局域網(wǎng)以及計算機專家審定通過的標(biāo)準(zhǔn)。802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了單一的MAC層和多樣的物理層，其物理層標(biāo)準(zhǔn)主要有802.11b、a和g。
　　
　　1999年9月IEEE802.11又制定了a和b標(biāo)準(zhǔn)制，擴展了原先的802.11規(guī)范。11b工作在2.4GHz的頻段上，采用了補碼鍵控（CCK）調(diào)制技術(shù)和直序列調(diào)頻（DSSS）技術(shù)，通過使用新的調(diào)制技術(shù)，數(shù)據(jù)速率增至為5.5Mbps和11Mbps。802.11a工作5GHz頻段上，使用OFDM調(diào)制技術(shù)可支持54Mbps的傳輸速率。802.11a與802.11b兩個標(biāo)準(zhǔn)都存在著各自的優(yōu)缺點，802.11b的優(yōu)勢在于價格低廉，但速率較低（最高11Mbps）；而802.11a優(yōu)勢在于傳輸速率快（最高54Mbps）且受干擾少，但價格相對較高。另外，11a與11b工作在不同的頻段上，不能工作在同一接入點（AP）的網(wǎng)絡(luò)里，因此11a與11b互不兼容。
　　
　　為了解決上述問題，為了進(jìn)一步推動無線局域網(wǎng)的發(fā)展，IEEE802.11工作組開始定義新的物理層標(biāo)準(zhǔn)802.11g。802.11g草案與以前的802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)相比有以下兩個特點：其在2.4GHz頻段使用正交頻分復(fù)用（OFDM）調(diào)制技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到20Mbps以上；IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)能夠與802.11b的WIFI系統(tǒng)互相連通，共存在同一AP的網(wǎng)絡(luò)里，保障了后向兼容性。這樣原有的WLAN系統(tǒng)可以平滑的向高速無線局域網(wǎng)過渡，延長了IEEE802.11b產(chǎn)品的使用壽命，降低用戶的投資。2003年7月802.11工作組批準(zhǔn)了802.11g標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　基于OFDM技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸
　　隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用日漸廣泛，用戶對數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高。但是在室內(nèi)，這個較為復(fù)雜的電磁環(huán)境中，多經(jīng)效應(yīng)、頻率選擇性衰落和其他干擾源的存在使實現(xiàn)無線信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸比有線信道中困難，IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)采用OFDM調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)傳輸。
　　
　　OFDM技術(shù)其實是MCM(Multi-Carrier Modulation，多載波調(diào)制)的一種，其主要思想是：將信道分成許多正交子信道，在每個子信道上進(jìn)行窄帶調(diào)制和傳輸，這樣減少了子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個子信道上的頻率選擇性衰落是平坦的，大大消除了符號間干擾。
　　
　　由于在OFDM系統(tǒng)中各個子信道的載波相互正交，它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。在各個子信道中的這種正交調(diào)制和解調(diào)可以采用IFFT和FFT方法來實現(xiàn)，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)與DSP技術(shù)的發(fā)展，IFFT和FFT都是非常容易實現(xiàn)的�？焖俑道锶~變換（FFT）的引入，大大降低了OFDM的實現(xiàn)復(fù)雜性，提升了系統(tǒng)的性能。
　　
　　無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般都存在非對稱性，即下行鏈路中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上行鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸量。因此無論從用戶高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的需求，還是從無線通信自身來考慮，都希望物理層支持非對稱高速數(shù)據(jù)傳輸，而OFDM容易通過使用不同數(shù)量的子信道來實現(xiàn)上行和下行鏈路中不同的傳輸速率。
　　
　　由于無線信道存在頻率選擇性，所有的子信道不會同時處于比較深的衰落情況中，因此可以通過動態(tài)比特分配以及動態(tài)子信道分配的方法，充分利用信噪比高的子信道，提升系統(tǒng)性能。由于窄帶干擾只能影響一小部分子載波，因此OFDM系統(tǒng)在某種程度上抵抗這種干擾。
　　
　　OFDM技術(shù)有非常廣闊的發(fā)展前景，已成為第四帶移動通信的核心技術(shù)。IEEE802.11a/g標(biāo)準(zhǔn)為了支持高速數(shù)據(jù)傳輸都采用了OFDM調(diào)制技術(shù)。目前，OFDM結(jié)合時空編碼、分集、干擾（包括符號間干擾ISI和鄰道干擾ICI）抑制以及智能天線技術(shù)，最大程度的提高物理層的可靠性。如再結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制、自適應(yīng)編碼以及動態(tài)子載波分配、動態(tài)比特分配算法等技術(shù)，可以使其性能進(jìn)一步優(yōu)化。
　　
　　IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)組幀方式
　　從網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)上來看，802.11只定義了物理層及介質(zhì)訪問控制(MAC)子層。MAC層提供對共享無線介質(zhì)的競爭使用和無競爭使用，具有無線介質(zhì)訪問、網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)驗證和保密等功能。
　　
　　物理層為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，實現(xiàn)比特流的透明傳輸，所傳數(shù)據(jù)單位為比特（bit）。物理層定義了通信設(shè)備與接口硬件的機械、電氣功能和過程的特性，用以建立、維持和釋放物理連接。物理層由三部分組成：物理層管理層、物理層收斂過程子層（PLCP）、和物理介質(zhì)依賴子層（PMD）。
　　
　　802.11g的物理幀結(jié)構(gòu)分為前導(dǎo)信號（Preamble），信頭(header)和負(fù)載(payload)。Preamble：主要用于確定移動臺和接入點之間何時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，傳輸進(jìn)行時告知其他移動臺以免沖突，同時傳送同步信號及幀間隔。前導(dǎo)信號完成，接收方才開始接收數(shù)據(jù)。Header：在Preamble之后，用來傳輸一些重要的數(shù)據(jù)比如負(fù)載長度、傳輸速率、服務(wù)等信息。Payload：由于數(shù)據(jù)率及要傳送字節(jié)的數(shù)量不同，負(fù)載的包長變化很大，可以十分短也可以十分長。在一幀信號的傳輸過程中，Preamble 和Header所占的傳輸時間越多，Payload用的傳輸時間就越少，傳輸?shù)男�率越低�?br /> 　　
　　綜合上述三種調(diào)制技術(shù)的特點，802.11g采用了OFDM等關(guān)鍵技術(shù)來保障其優(yōu)越的性能，分別對Preamble、 header、payload進(jìn)行調(diào)制，這種幀結(jié)構(gòu)稱為OFDM/OFDM方式。另外，802.11g草案標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可選項與必選項，為了保障與11b兼容也可采用CCK/OFDM和CCK/PBCC的可選調(diào)制方式。
　　
　　1.OFDM調(diào)制為必選項保障傳輸速率達(dá)到54Mbps。
　　
　　2.采用CCK調(diào)制作為必選保障后向兼容性。
　　
　　3.CCK/PBCC與CCK/OFDM作為可選項。
　　
　　OFDM/OFDM：前導(dǎo)、信頭和負(fù)載都使用OFDM進(jìn)行調(diào)制傳輸，其傳輸速率可達(dá)54Mbps。OFDM一個特點是它有短的前導(dǎo)信號，相比CCK調(diào)制信號的幀頭是72 s，然而OFDM調(diào)制信號的幀頭是16 s。幀頭是一個信號的重要組成部分，幀頭占有時間的減少，提高了信號傳送數(shù)據(jù)的能力。OFDM允許較短的信頭給更多的時間用于傳輸數(shù)據(jù)，具有較高的傳輸效率。因此，對于11Mbps的傳輸速率，CCK調(diào)制是一個好的選擇，但要繼續(xù)提升速率必須使用OFDM調(diào)制技術(shù)。它的最高傳輸速率可達(dá)54Mbps。802.11g協(xié)議中OFDM/OFDM方式也可以和WIFI共存，不過它需使用RTS/CTS協(xié)議來解決沖突問題。
　　
　　CCK/OFDM：是一種混合調(diào)制方式，是802.11g的可選項。其信頭和前導(dǎo)信號用補碼鍵控（CCK）調(diào)制方式傳輸，OFDM技術(shù)傳送負(fù)載。由于，OFDM技術(shù)和CCK技術(shù)是分離的。因此，在PREAMBLE 和PAYLOAD間要有CCK和OFDM的轉(zhuǎn)換。
　　
　　802.11g使用CCK/OFDM技術(shù)來保障和802.11b共存。802.11b不能解調(diào)OFDM格式的數(shù)據(jù)，所以難免會發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸沖突，802.11g使用CCK技術(shù)傳輸信頭和前導(dǎo)信號就可以使802.11b兼容，使其可以接收802.11g的信頭從而避免沖突。這樣保障了與802.11b WIFI設(shè)備的后向兼容性，但由于Preamble/header使用CCK調(diào)制，開銷增大，傳輸速率比OFDM/OFDM方式有所下降。
　　
　　CCK/PBCC和CCK/OFDM一樣，PBCC也是混合波形，包頭使用CCK調(diào)制而負(fù)載使用PBCC調(diào)制方式，這樣使它可以工作在高的速率上而且可以與802.11b兼容。PBCC調(diào)制技術(shù)最高數(shù)據(jù)傳輸速率是33M，所以它比OFDM或CCK/OFDM的傳送速率低。
　　
　　IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)具有后向兼容性
　　IEEE802.11g于11b標(biāo)準(zhǔn)同工作于2.4GHz頻段，而11g設(shè)備可以和11b標(biāo)準(zhǔn)兼容。（兼容性指的是11g的設(shè)備可以和11b標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備在同一個AP節(jié)點網(wǎng)絡(luò)里互聯(lián)互通。）802.11g協(xié)議的一個最大的特點就是要保障與802.11b及WIFI系統(tǒng)兼容。802.11g可以接收OFDM和CCK數(shù)據(jù)，但傳統(tǒng)的WIFI系統(tǒng)只能接收CCK信息。這就產(chǎn)生了一個問題，即在11g與11b共存的環(huán)境中如何解決由于802.11b不能解調(diào)OFDM格式信息幀頭所帶來的沖突問題。802.11g協(xié)議采用RTS/CTS技術(shù)解決上述問題。
　　
　　最初，802.11MAC引入了RTS/CTS機制是為了解決隱蔽站問題（即發(fā)送站檢測不到另一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)，因而在接收站發(fā)生碰撞），工作站B在工作站A和工作站C的信號傳播范圍之內(nèi)，而工作站C在工作站A的信號傳播范圍之外。當(dāng)工作站A向在此機制下每個站在訪問介質(zhì)時，獲得介質(zhì)控制的站并不是直接發(fā)送數(shù)據(jù)幀而是向接收站發(fā)送RTS幀(Ready to send)，接收站回復(fù)CTS幀（clear to send），其它非RTS目的站的站點接收到RTS幀后讀取其中的傳輸時間的預(yù)留信息，也就是網(wǎng)絡(luò)分配矢量（NAV），并據(jù)此更新本地NAV，收到CTS幀的非CTS目的站也同樣讀取其中的NAV并更新本地NAV，這樣無論是位于發(fā)送站信號傳播范圍的站還是位于接收站信號傳播范圍的站都能了解介質(zhì)忙閑情況。
　　
　　802.11b與802.11g混合工作的情況與隱蔽站問題非常相似，11b設(shè)備無法接收OFDM格式的11g的信息幀頭，因此可以采用RTS/CTS機制來解決。在802.11g和802.11b混合工作的環(huán)境中（即在同一接入點AP服務(wù)區(qū)中既有11g設(shè)備也有11b設(shè)備），每一工作節(jié)點在傳輸數(shù)據(jù)信息前，必須發(fā)送一個RTS幀給AP，從AP返回一個CTS 幀，就開始傳送數(shù)據(jù)。工作臺發(fā)送RTS到AP節(jié)點返回CTS信號，這樣所有的工作臺都能收到信號，從而避免了混合站點間的碰撞，解決了11b與11g的兼容問題（RTS和CTS信號都采用CCK信號）。RTS/CTS機制也帶來了系統(tǒng)的額外開銷，因而數(shù)據(jù)率比只使用OFDM的IEEE802.11a系統(tǒng)低，但對于向下兼容并將要取代的在2.4GHz上的IEEE802.11b系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)速率又有很大的提高，折衷來看IEEE802.11g還是具有很大的優(yōu)勢。對于現(xiàn)在的IEEE802.11g系統(tǒng)，每一個AP監(jiān)視它旁邊的移動設(shè)備，當(dāng)沒有IEEE802.11b的設(shè)備時，系統(tǒng)會自動取消RTS/CTS機制，相應(yīng)的增加了系統(tǒng)吞吐量。未來的IEEE802.11g系統(tǒng)，當(dāng)完全替代了IEEE802.11b產(chǎn)品，只使用OFDM調(diào)制技術(shù)時，相比IEEE802.11a系統(tǒng)就又有優(yōu)勢了。