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802.11g关键技术讲解和协议性能分析

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IEEE802.11工作组近年来开始定义新的物理层标准IEEE802.11ｇ 。与以前的IEEE802.11协议标准相比，IEEE802.11ｇ草案有以下两个特点：在2．4 GHz频段使用正交频分复用（OFDM）调制技术，使数据传输速率提高到20 Mbit/s以上；能够与IEEE802.11ｂ的Wi-Fi系统互联互通，可共存于同一AP的网络里，从而保障了后向兼容性 。这样原有的WLAN系统可以平滑地向高速WLAN过渡，延长了IEEE802．11b产品的使用寿命，降低了用户的投资 。2003年7月IEEE802.11工作组批准了IEEE802.11ｇ草案，该标准成为人们关注的新焦点 。
IEEE802.11 WLAN实现的要害技术
随着WLAN技术的应用日渐广泛，用户对数据传输速率的要求越来越高 。但是在室内这个较为复杂的电磁环境中，多经效应、频率选择性衰落和其它干扰源的存在使得无线信道中高速数据传输的实现比有线信道困难，因此WLAN需要采用合适的调制技术 。
IEEE802．11 WLAN是一种能支持较高数据传输速率（1～54 Mbit/s），采用微蜂窝、微微蜂窝结构，自主治理的计算机局域网络 。其要害技术大致有3种，直序列扩频调制技术(DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum)及补码键控(CCK：Complementary Code Keying)技术、包二进制卷积(PBCC：Packet Binary Convolutional Code)和正交频分复用技术OFDM：Orthogonal Frequency Division Mustiplexing 。每种技术皆有其特点，目前扩频调制技术正成为主流，而OFDM技术由于其优越的传输性能成为人们关注的新焦点 。
1．DSSS调制技术
基于DSSS的调制技术有3种 。最初IEEE802．11标准制定在1 Mbit/s数据速率下采用差分二相相移键控(DBPSK: Differential Binary Phase Shift Keying) 。假如要提供2 Mbit/s的数据速率，可采用差分正交相移键控(DQPSK: Differential Quadrature Phase Shift Keying)，这种方法每次处理两个比特码元，成为双比特 。第三种是基于CCK的ＱPSK，是IEEE802.11ｂ标准采用的基本数据调制方式 。它采用了补码序列与直序列扩频技术，是一种单载波调制技术，通过相移键控（PSK）方式传输数据，传输速率分为1，2，5．5和11 Mbit/s 。CCK通过与接收端的Pake接收机配合使用，能够在高效率传输数据的同时有效克服多径效应 。IEEE802.11ｂ通过使用CCK调制技术来提高数据传输速率，最高可达11 Mbit/s 。但是当传输速率超过11 Mbit/s，CCK为了对抗多径干扰，需要更复杂的均衡及调制，实现起来非常困难 。因此，IEEE802.11工作组为了推动WLAN的发展，又引入了新的调制技术 。
2．PBCC调制技术
PBCC调制技术是由德州仪器（TI）公司提出的，已作为IEEE802.11ｇ的可选项被采纳 。PBCC也是单载波调制，但与CCK不同，它采用了更多复杂的信号星座图 。PBCC采用8PSK，而CCK使用ＢPSK/QPSK；另外PBCC使用了卷积码，而CCK使用区块码 。因此，它们的解调过程是十分不同的 。PBCC可以完成更高速率的数据传输，其传输速率为11，22，33Mbit/s 。
3．OFDM技术
OFDM技术其实是多载波调制(MCM: Multi-Carrier Modulation)的一种 。其主要思想是：将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样减少了子信道之间的相互干扰 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的，大大消除了符号间干扰 。
由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减少了子载波间的相互干扰，同时还提高了频谱利用率 。在各个子信道中的这种正交调制和解调可以采用反向快速傅里叶变换（IFFT）和快速傅里叶变换（FFT）方法来实现，随着大规模集成电路技术与DSP技术的发展，IFFT和FFT都是非常轻易实现的 。FFT的引入，大大降低了OFDM实现的复杂性，提升了系统的性能 。

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