Дополнительные технологии IEEE 802.11а и 802.llg. – ЧАСТЬ 1

Основание для совместного рассмотрения радиотехнологий 802.11а и 802.llg состоит в том, что вторая из них, рассчитанная на использование в диапазоне ISM (2.4 ГГц), пол­ностью заимствует методы первой в достижении повышенных скоростей пере­дачи данных (HS/OFDM) в диапазоне U-NII (5 ГГц). Наряду с этим, технология 802.1 lg полностью охватывает частотно адекватные ей технологии 802.11Legal и 802.1 lb, в то время как совместимость последних с технологией 802.11а из-за раз­личия диапазонов частот не предусматривается [2, 30, 31, 33]. Соотношение тех­нологий 802.1 lg и 802.11а с указанием соответствующих им скоростей передачи данных иллюстрируется диаграммой Венна, представленной на рис. 3.46. Техно­логия 802.1 lg представляет собой совокупность технологий 802.11Legal, 802.11а, 802.11b и с учетом изложенного выше (см. подраздел 3.2.1 и п. 3.2.2.1) задача ее рассмотрения совпадает с задачей рассмотрения технологии 802.11а.

Высокоскоростная радиотехнология IEEE 802.11а диапазона 5 ГГц (High Speed PHY in the 5 GHz Band) обеспечивает широкий перечень скоростей пере­дачи данных: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Мбит/с – в занимаемой каналом полосе частот 20 МГц (см. рис. 3.12). Разнообразие скоростей достигается благодаря применению OFDM радиосигналов с различными видами модуляции подне- сущих, включая QAM для достижения высоких скоростей (64 QAM – для до­стижения скоростей 48 и 54 Мбит/с). Перечень основных параметров OFDM сигналов сводится к следующему:

–                общее число поднесущих частот (number of subcarrier total – N^) – 52;

–                число поднесущих частот, используемых для передачи данных (number of data subcarriers – NSD) — 48;

–                число поднесущих частот, используемых для передачи служебных пилотных сигналов (number of pilot subcarriers – – 4;

–                частотный разнос между поднесущими (subcarrier frequency spacing – A/)-0.3125 МГц.

Рис. 3.47. Диаграмма частотного распределения OFDM поднесущих (а) и временная диаграмма последовательности OFDM символов (б), соответствующие технологии ШЕЕ 802.11а

Взаимное расположение поднесущих, используемых для передачи данных и пилот-сигналов, относительно несущей частоты канала, иллюстрируется рис. 3.47, а порядковые номера поднесущих обозначены символами ке {-26, …,+26}. Несущей частоте (f) соответствует к-0, а поднесущие, используемые для переда­чи данных, обозначены символами dQ, … dAT Передача пилот-сигналов осущест­вляется на поднесущих с номерами -21, -7, 7 и 21, обозначенных индексом р.

Цифровые символы на всех поднесущих частотах имеют одинаковую длительность и передаются одновременно, образуя в сумме последовательность OFDM-символов длительностью Тш– 3.2 мкс каждый (рис. 3.47, б). Для предотвращения межсимвольных помех, обусловленных многолучевостью распространения радиосигналов, соседние OFDM-символы отделяются защитными интервалами (Guard Interval) длительностью Тср =0.8 мкс, так что период следования OFDM-символов составляет Ts= 4 мкс. Длительность переходного интервала между соседними OFDM-символами составляет около 0.1 мкс [31]. Длительность полезной части OFDM-символов однозначно связана с частотным разносом между поднесущими (subcarrier frequency spacing – Af):

Рис. 3.51. Упрощенная структурная схема формирования OFDM-символов технологии IEEE 802.11а (HS/OFDM)

OFDM-радиосимволы представляют собой импульсные колебания не­сущей частоты (Ts = 4 мкс), модулированные в течение времени существо­вания по амплитуде и фазе базовыми OFDM-символами. Модуляция несу­щей осуществляется посредством применения квадратурных модуляторов, содержащих две ветви модуляции: синфазную (In-phase – I) и квадратурную (Quadrature – Q), так что

Базовые OFDM-символы формируются в комплексной форме. Действитель­ная и мнимая составляющие S в (t):

используются для модуляции, соответственно, синфазной и квадратурной со­ставляющей радиосимвола (см. рис. 3.51).

Формирование базовых OFDM-символов осуществляется посредством ал­горитма, именуемого обратным быстрым преобразованием Фурье (Inverse Fast Fourier Transform – IFFT). Содержание этого преобразования существенно отли­чается от терминологически близких по наименованию преобразований теории дискретных сигналов и фильтров (прямое и обратное дискретные преобразо­вания Фурье) и сводится, по существу, к определению временной зависимости суммы комплексных гармонических составляющих всех поднесущих частот, ис­пользуемых для передачи формируемого символа.

Число поднесущих частот, используемых при формировании символов дан ных, составляет 52 (48 из них служат для передачи М-ичных символов данных, 4 – для передачи пилот-сигналов). Все символы данных имеют одинаковую длительность (4 мкс); передача данных осуществляется в течение янтерв

TDf = 3.2 МКС, следующего за защитным интервалом Тт = 0.8 мкс. М-ичные сим­волы, соответствующие заданной скорости передачи данных (см. табл. 3.14) представляются в форме М комплексных чисел, модуль, а также действитель­ные и мнимые части которых однозначно определены [31].

Демультиплексирование битового потока на сегменты, поступающие на различные входы IFFT преобразователя, сопровождается перемешиванием (In­terleaving) битов, которое включает отступление от очередности их распределе­ния по поднесущим частотам и смену очередности следования в пределах сег­мента [31].

Формирование базовых символов преамбулы и субполя Signal заголовка (рис. 3.48, 3.49) отличается следующими количественными особенностями:

1)           короткие символы преамбулы, длительность которых составляет 1/4 дли­тельности символов данных, передаются на 12 поднесущих частотах, номе­ра которых регламентируются [31]; частотный сдвиг между используемыми поднесущими составляет 4 0,3125=1,25 МГц; М-ичные символы, переда­ваемые на поднесущих частотах, совпадают с одним из двух следующих символов QPSK: -l-j; на соседних частотах передаются различные символы;

2)           длинные символы преамбулы, длительность которых совпадает с длитель­ностью символов данных (3,2 мкс), передаются на 52 поднесущих, рас­положенных симметрично относительно несущей (рис. 3.47, а); М-ичные символы, передаваемые на различных поднесущих, совпадают с двумя символами BPSK (1 и -1); распределение символов по поднесущим регла­ментировано [31];

3)           символ субполя Signal, посредством которого передается сообщение объе­мом в 24 бита (Rate, Length, Tail), формируется с использованием 48 под­несущих частот аналогично формированию символов данных; различие формирования символа Signal и символов данных состоит в скорости коди­рования и скорости передачи данных; скорость кодирования сообщений

субполя Signalа скорость его передачи составляет 6 Мбит/с незави­

симо от соответствующих характеристик символов данных; другими слова­ми, формированию субполя Signal соответствует первая строка табл. 3.14, а формированию символов данных – любая строка этой таблицы. Формирование OFDM радиосимволов, состоящее в модуляции несущей базо­выми символами, согласно рассматриваемой технологии предусматривает дискре­тизацию последних перед их подачей на квадратурный модулятор (см. рис. 3.51). Дискретизация осуществляется с частотой 20 МГц, так что общее число отсчетов в пределах символов данных равно 80. Частота дискретизации превышает макси­мальную частоту поднесущих (8,125 МГц) приблизительно в 2,5 раза.

Подводя итог рассмотрению дополнительных радиотехнологий WLAN стан­дарта IEEE 802.11, остановимся на особенностях дополнения IEEE 802.llg, КОТо_ рое представляет собой объединение базовой (legal) технологии и двух последую- щих дополнений – IEEE 802.11а и IEEE 802.11b (см. рис. 3.46). Собирательный характер технологии 802.1 lg отражается ее наименованием – Extended Rate PHY (ERP), где многозначный термин «extended» употребляется в смысле «расширен­ного набора» возможных скоростей передачи данных. В переносном смысле, от­носительно технологии 802.llg справедливо выражение «три в одном».

Сведение воедино трех предшествующих технологий сопровождается в 802.llg некоторыми незначительными отличиями от «родительских» техноло­гий. Последнее отражается наименованиями обязательных составляющих тех­нологии 802.llg: ERP-DSSS, ERP-CCK и ERP-OFDM (см. табл. 3.15).

Таблица 3.15

Перечень радиотехнологий, предусмотренных Дополнением IEEE 802.1 lg

Составляющие технологии

«Родительские» технологии

Скорости передачи данных, Мбит/с

Разновидность технологий

Обозначение технологий

Обязательные значения

Опционные

значения

Обязательные технологии

ERP-DSSS

802.11 Legal

1,2

ERP-CCK

802.11b

5.5, 11

ERP-OFDM

802.11а

6, 12, 24

9, 18,36,48, 54

Опционные технологии

ERP-PBCC

802.11b

 

22, 33

DSSS-OFDM

802.11b, 802.11а

 

6, 9, 12,18,24,36, 48,54

Наряду с обязательными, технология 802. llg предусматривает возможность применения двух технологий по выбору (опционных технологий):

–                технологии передачи данных с пакетным двоичным сверточным кодировани­ем (Packet Binary Convolution Coding – PBCC); «родительской» технологией для ERP-PBCC является опционная технология Дополнения 802.11b, где та обеспечивает передачу данных с обязательными значениями скоростей (5.5 и 11 Мбит/с); в Дополнении 802.llg этой технологией обеспечивается передача данных со скоростями 22 и 33 Мбит/с [30, 33];

–                гибридной технологии передачи данных DSSS-OFDM, для которой «родитель­скими» технологиями являются 802.1 lb и 802.11а; «гибридность» технологии заключается в том, что преамбула и заголовок фреймов сообщений передают­ся посредством методов технологии 802.11b, а полезная нагрузка – посред­ством методов технологии 802.11а.

Объединению технологий стандарта IEEE 802.11 соответствует расширение круга деятельности объединения Wi-Fi Alliance, начало которой в 1999 г. было связано с технологией 802.11b [15]. В настоящее время спецификации Wi-Fi альянса по контролю совместимости охватывают технологии 802.11а, 802. ПЬ, 802.llg и 802.1 In (несмотря на незавершенность работы по стандартизации по­следней).

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100