無線局域網技術標準(轉)

無線局域網技術標準
Mar 31,2005

IEEE802.11標準家族

1.IEEE802.11:
  1997年標準化,工作頻段爲ISM 2.4GHz,物理層爲FHSS、DSSS(Barker),傳輸速率爲:1Mbps、2Mbps。
  2.IEEE802.11b:
  1999年標準化,工作頻段爲ISM 2.4GHz,物理層爲HR/DSSS(Barker,CCK,PBCC),傳輸速率爲:1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbps。
  3.IEEE802.11a:
  1999年標準化,工作頻段爲U-NII 5GHz,物理層爲OFDM,傳輸速率爲:6MHz、9Mbps、12Mbps、18Mbps、24Mbps、36Mbps、48Mbps、 54Mbps。其中6、9、24Mbps爲標準強制性速率。
  4.IEEE802.11g:
  尚屬工作草案,正在標準化。工作頻段ISM 2.4GHz,物理層爲OFDM,PBCC(可選),最高速率54Mbps。
  5.IEEE802.11d:
  2001年標準化,處理管制域更新。定義了物理層需求和其他需求,以便使802.11 WLAN可在目前標準尚不支持的新管制域(國家)工作。
  6.IEEE802.11e:
  正在標準化,增強了802.11 MAC機制,提供QoS、服務類別、增強安全性和認證機制,考慮增強DCF和PCF效率。後來增強安全性方面的考慮移交給了802.11i任務組。
  7.IEEE802.11f:
  正在標準化,定義了AP間的協議(Inter-Access Point Protocol,IAPP),規定了AP之間必要的交互信息,以支持802.11分佈式系統功能,使不同廠家的AP互相兼容。
  8.IEEE802.11h:
正在標準化,定義了802.11a的頻譜和發射功率管理(主要用於歐洲)。
  9.IEEE802.11i:
  正在標準化,增強了安全及認證機制。
  10.IEEE802.11/WNG:
  2002年3月啓動,是下一代無線網絡標準。研究802.11和ETSI-BRAN及MMAC均可接受的全球統一WLAN接口。
  11.IEEE802.11/RRM SG:
  2002年7月啓動,研究無線資源管理,增強802.11標準的性能。
  12.IEEE802.11/HT SG:
  2002年9月召開首次會議,主要致力於提高802.11的吞吐量。

IEEE802.11b簡介

IEEE802.11b是一個工作在2.4GHz ISM頻段、物理層爲改進的高速直接序列擴頻HR/DSSS(Barker,CCK,PBCC)、傳輸速率可高達11Mbps的無線局域網標準。該標準被IEEE組織於1999年正式批准。
  在MAC層上,它與1997年批准的IEEE802.11標準一樣,使用的是統一的IEEE802.11MAC標準。
  先熟悉幾個特殊名詞:
  MSDU:MAC Service Data Unit,MAC層業務數據單元。這是最原始的待發數據信息;
  MPDU:MAC Protocol Data Unit,MAC層協議數據單元。將MSDU按一定幀結構包裝後的待發數據信息;
  PSDU:PLCP Service Data Unit,PLCP子層業務數據單元。實際就是從MAC層傳來的MPDU信息
  PPDU:PLCP Protocol Data Unit,PLCP子層協議數據單元。將PSDU按照特定的幀格式進行數據封裝後的數據包,這也是最終將經由物理介質發送出去的數據封裝。
  PLCP子層將MAC層傳來的數據MPDU轉換爲PSDU,然後,加上PLCP頭(PLCP Header)信息和前導碼(Preamble Code)就構成了PPDU數據幀結構。IEEE定義了兩種前導碼和頭信息組成的PPDU幀結構:長前導碼(Long Preamble)和頭信息組成的長PPDU幀以及短前導碼(Short Preamble)和頭信息組成的短PPDU幀。其中,對長前導碼和頭信息的支持是強制標準,因爲它可與早期的1Mbps和2Mbps的DSSS一起工作,而短前導碼和頭信息格式是一種可選格式。

一、高速PHY(HR/DSSS)

爲了獲得高的傳輸速率,IEEE802.11b協議定義了高速PLCP子層,用於HR/DSSS擴頻方式,以實現2、5.5和11Mbps的傳輸速率。
  IEEE802.11b物理層滿足以下規範:
  1.工作頻段:ISM 2.400-2.4835GHz
  2.數據有效負載通信能力:1、2、5.5、和11Mbps
  3.調製方式爲:差分二進制相移鍵控(DBPSK)、差分正交相移鍵控(DQPSK)、補碼鍵控(CCK)和可選的分組二進制卷積碼(PBCC)

二、長PPDU格式幀結構

長PPDU格式如下圖所示:

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其中前導碼由128位同步碼(SYNC)和16位起始幀界定符(SFD)構成。同步碼(SYNC)是128位經過擾碼後的“1”(擾碼器的種碼爲 “1101100”),它被用於喚醒接收設備,使其與接收信號同步。起始幀界定符(SFD)用於通知接收機,在SFD結束後緊接着就開始傳送與物理介質相 關的一些參數。
  前導碼結束後,就是PLCP頭信息(PLCP Header),這些信息中包含了與數據傳輸相關的物理參數。這些參數包括:信令(SIGNAL)、業務(SERVICE)、將要傳輸的數據的長度 (LENGTH)和16位的CRC校驗碼。接收機將按照這些參數調整接收速率、選擇解碼方式、決定何時結束數據接收。信令(SIGNAL)字段長8位,定 義數據傳輸速率,它有四個值:0Ah、14h、37h和6Eh,分別指定傳輸速率爲1Mbps、2Mbps、5.5Mbps和11Mbps,接收機將按此 調整自己的接收速率。業務(SERVICE)字段長度也是8位,它指定使用何種調製碼(CCK還是PBCC)。長度(LENGTH)字段長16位,用於指 示發送後面的PSDU需用多長時間(單位爲微秒)。16位CRC校驗碼用於檢驗收到的信令、業務和長度字段是否正確。
  前導碼和PLCP頭部信息以固定的1Mbps速率發送,而PSDU數據部分則可以1Mbps(DBPSK調製)、2Mbps(DQPSK調製)、 5.5Mbps(CCK或PBCC)和11Mbps(CCK或PBCC)速率進行傳送。

三、短PPDU格式幀結構

短PPDU格式如下圖所示:

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其前導碼長爲72位,同步碼(SYNC)爲56位經過擾碼的“0”(擾碼種子碼爲“0011011”),起始幀界定符(SFD)長16位,其碼值是長PPDU格式SDF的時間反轉碼。
  信令(SIGNAL)字段長8位,只有三個值:14h、37h、6Eh,分別指定傳輸速率爲2Mbps、5.5Mbps、11Mbps。 業務(SERVICE)字段、長度(LENGTH)字段和CRC校驗字段與長PPDU格式定義相同。
  短PPDU幀結構的前導碼傳輸速率爲1Mbps(DBPSK調製),整個PLCP頭部信息的傳輸速率爲2Mbps,PSDU數據傳輸速率爲2Mbps、5.5Mbps、11Mbps。

PPDU數據包的發送過程

當數據按上述幀格式封裝好後,就可以進入PPDU數據包發送過程了。IEEE定義了一系列指令(Primitives),用這些指令對MAC層管理體 (MLME)和PHY層管理體(PLME)進行控制,即通過修改、更新管理信息庫MIB實現MAC層和PHY層的動作,從而實現PPDU數據包的發送和接 收。下圖是PPDU包的發送過程。
  MAC層通過發送一個“請求開始發送”指令PHY-TXSTART.req(帶參數TXVECTOR)來啓動PPDU的發送。除DATARATE(數 據傳輸速率)和LENGTH(數據長度)兩個參數外,其他象PREAMBLE_TYPE(前導碼類型)和MODULATION(調製類型)等參數也與 PHY-TXSTART.req(帶參數TXVECTOR)指令一起,經由物理層業務訪問點(PHY-SAP)被設定。物理層的PLCP子層在收到MAC 層的發送請求後,就向PMD子層發出“天線選擇請求”指令(PMD_ANTSEL.req)、“發送速率請求”指令(PMD_RATE.req)和“發射 功率請求”指令(PMD_TXPWRLVL.req)對PHY進行配置。

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配置好PHY後,PLCP子層立即向PMD子層發出“請求開始發送”指令(PMD_TXSTART.request),同時PHY實體(PLME)開始對 PLCP前導碼(Preamble)進行編碼併發送。發射功率上升所需的時間應該包括在PLCP的同步(SYNC)字段中。一旦PLCP前導碼發送完畢, 數據將在MAC層和PHY層之間通過一系列“數據發送請求”指令(PHY_DATA.reqest)和“數據發送確認”指令 (PHY_DATA.confirm)完成頻繁的數據交換。
  從PSDU數據包中第一個數據符號發送開始,數據傳輸速率及調製方式就有可能根據PLCP頭信息的定義而發生改變。隨着MAC層的數據字節不斷流入,PHY層持續按8位一組地按由低到高的順序把PSDU數據包發送出去。
  發送過程也可以被MAC層用指令PHY_TXEND.request提前終止。只有在PSDU最後一個字節被髮送出去後,發送纔算正常結束。PPDU數據包發送結束後,PHY管理實體就立即進入接收狀態。

PPDU數據包接收過程

討論PPDU的接收時,就必須介紹一個重要概念CCA(Clear Channel Assessment):空閒信道評估,它的作用是PHY根據某種條件來判斷當前無線介質是處於忙還是空閒狀態,並向MAC通報。高速PHY至少應該按照 下面三個條件中的一個來進行信道狀態評估:
  -CCA模式1:根據接收端能量是否高於一個閾值進行判斷。如果檢測到超過ED(能量檢測,Energy Detection)閾值的任何能量,CCA都將報告介質當前狀態爲忙。
  -CCA模式2:定時檢測載波。CCA啓動一個3.65ms長的定時器,在該定時範圍內,如果檢測到高速PHY信號,就認爲信道忙。如果定時結束仍未 檢測到高速PHY信號,就認爲信道空閒。3.65ms是一個5.5Mbps速率的PSDU數據幀可能持續的最長時間。
  -CCA模式3:上述兩種模式的混合。當天線接收到一個超過預設電平閾值ED的高速PPDU幀時,認爲當前介質爲忙。
  當接收機收到一個PPDU時,必須根據收到的SFD字段來判斷當前數據包是長PPDU還是短PPDU。如果是長PPDU,就以1Mbps速率按 BPSK編碼方式對長PLCP頭信息進行解調,否則以2Mbps速率按QPSK編碼方式對短PLCP頭信息進行解調。接收機將按照PLCP頭信息中的信令 (SIGNAL)字段和業務(SERVICE)字段確定PSDU數據的速率和採用的調製方式。
  下圖是PPDU數據包的接收過程。

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爲了接收數據,必須禁止PHY_TXSTART.request指令的使用,以保證PHY管理實體處於接收狀態。此外,通過PLME(物理層管理實體)將 站點的物理層PHY設置到合適的信道並指定恰當的CCA規則。其他接收參數,如接收信號強度指示(RSSI)、信號質量(SQ)及數據速率 (DATARATE)可經由物理層業務訪問點(PHY-SAP)獲取。
  當接收到發射能量後,按選定的CCA規則,隨着RSSI強度指示逐漸達到預設閾值(ED_THRESHOLD),PMD子層將向PLCP子層發出 PMD_ED指令,意思是通知PLCP,介質上的能量已到達可接收水平,並且/或者在鎖定發射信號的編碼方式後,PMD繼續向PLCP發出一個 PMD_CS指令,即通知PLCP已檢測到信號載波。在正確接收發射信號的PLCP頭信息之前,這些當前已被PHY探知的接收條件都將被PLCP子層用 PHY_CCA.indicate(BUSY)指令通報MAC。 PMD子層還將用PMD_SQ和PMD_RSSI指令刷新通報給MAC的SQ(接收信號質量)和RSSI(接收信號的強度)參數。
  在發出PHY_CCA.indicate消息後,PHY實體就將開始搜索發射信號的SFD字段。一旦檢測到SFD字段,就立即啓動CRC-16冗餘校 驗處理,然後開始接收PLCP的信令(SIGNAL)、業務(SERVICE)和長度(LENGTH)字段。如果CRC校驗出錯,PHY接收機將返回接收 空閒狀態(RX IDLE State),CCA狀態也回到空閒。
  如果PLCP頭信息接收成功(並且信令字段的內容完全可識別,且被當前接收機支持),接收機PLCP子層就向MAC發出一個帶接收參數的請求開始接收 指令PHY_RXSTART.indicate(RXVECTOR),通知MAC準備開始接收數據。此後,PHY不斷將收到的PSDU的bit按8位一組 重組後,通過與MAC之間不斷交換一系列的PHY_DATA.indicate(DATA)指令完成數據向MAC的傳遞。當接收完PSDU的最後一位後, 接收機返回空閒態,PHY向MAC發出一個接收完成指令PHY_RXEND.indicate,通知MAC接收信息已完成,最後向MAC發出一個信道空閒 指示PHY_CCA.indicate(IDLE)。

IEEE802.11a簡介

IEEE802.11a是一個工作在5GHz U-NII頻段,物理層爲OFDM,傳輸速率可高達54Mbps的無線局域網標準,它在1999年被IEEE定爲正式無線局域網標準。
  在MAC層上,它與 IEEE802.11、IEEE802.11b一樣, 使用的是統一的IEEE802.11MAC標準。

IEEE802.11a 物理層

IEEE802.11a的物理層PHY是OFDM(正交頻分複用),這是一種高速擴頻通信技術。IEEE802.11a物理層滿足以下規範:
  1.工作頻段:U-NII 5.15-5.25GHz, 5.25-5.35GHz, 5.725-5.825GHz
  2.數據有效負載通信能力:6、9、12、18、24、36、48和54Mbps
  3. 強制支持速率:6、12和24Mbps
  4.系統使用52個子載波,調製方式爲:二進制相移鍵控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)、正交幅度調製(16-QAM和64-QAM)
  5.卷積碼率:1/2、2/3或3/4

IEEE802.11a的PPDU幀結構

IEEE802.11a的OFDM PPDU幀結構如下圖所示。從圖中可以看出,一個OFDM PPDU包括OFDM PLCP前導碼(Preamble)、OFDM PLCP頭信息、PSDU、尾bit和填充bit。其中PLCP頭由下列字段構成:長度字段(LENGTH)、速率字段(RATE)、一個保留bit、一 個偶校驗bit以及一個業務(SERVICE)字段。按照調製概念,長度字段(LENGTH)、速率字段(RATE)、一個保留bit、一個偶校驗 bit(後面帶6個“0”尾bit)共同組成一個單獨的OFDM符號,稱之爲信令(SIGNAL)。這個信令(SIGNAL)OFDM符號將用BPSK方 式調製並具有R=1/2的碼率。

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PLCP頭信息中的業務字段(SERVICE)與PSDU(帶6個爲“0”的尾bit以及附加的填充bit)一起組成數據部分(DATA),並分成多個OFDM符號,它將按照RATE字段指定的速率進行發射。
  信令(SIGNAL)符號中的尾bit的作用是,當接收機收到這些尾bit後,立即開始對速率(RATE)字段和長度(LENGTH)字段進行解碼。 這兩個字段的內容在對收到的PPDU中的數據(DATA)部分解碼時至關重要。此外,通過這兩個字段的內容,可以預測數據包的發送持續時間,這樣,即使接 收站點並不支持當前數據速率,也能增強CCA(空閒信道評估)機制的能力。

PPDU的編碼過程

PPDU的編碼過程非常複雜,下面將介紹其詳細步驟。
  A).生成前導碼。先是重複10次的短培訓序列(用於接收機的自動增益控制AGC收斂、分集接收選擇、定時捕捉和粗頻捕捉),然後插入一個保護間隔(GI),再加上2個重複的長培訓序列(用於接收機的信道評估、精頻捕獲)。
  B).生成PLCP頭信息。從TXVECTOR(來自PHY_TXSTART.request指令所帶的參數)中取出速率(RATE)、信息長度 (LENGTH)和業務(SERVICE)字段,將其填入正確的位字段中。PLCP頭信息中的RATE和LENGTH字段用R=1/2碼率的卷積碼編碼, 然後映射爲一個單獨的BPSK編碼的OFDM符號,稱作信令(SIGNAL)符號。爲了便於可靠及時地檢測到RATE和LENGTH字段,還要在PLCP 頭信息中插入6個“0”尾bit。把信令(SIGNAL)字段轉變爲一個OFDM符號的過程爲:卷積編碼、交替、BPSK調製、導頻插入、傅里葉變換以及 預設保護間隔(GI)。注意,信令(SIGNAL)字段的內容未進行擾碼處理。
  C).根據TXVECTOR中的RATE字段,計算出每個OFDM符號中將包含的數據bit的位數(NDBPS)、碼率(R)、每個OFDM子載頻上 的數據bit數(NBPSC)和每個OFDM符號中的已編碼bit的個數(NCBPS)。
  D).將PSDU加在業務(SERVICE)字段的後面形成bit串,並在該bit串中加入至少6位“0”bit使得最終長度爲NDBPS的倍數。這個bit串就構成了PPDU包的數據部分。
  E).用一個僞隨機非零種子碼進行擾碼,產生一個不規則序列,然後與上述的已擴展數據bit串進行邏輯異或(XOR)處理。
  F).用一個已經過擾碼處理的6位“0”bit替換未經擾碼處理的6位“0”bit(這些bit叫作“尾bit”,它們使卷積編碼器返回“零狀態”)。
  G).用卷積編碼器對已擾碼的數據串進行編碼。按照特定的“穿刺模本”從編碼器的輸出串中剔掉一部分bit,以獲得需要的碼率。
  H).把已編碼的bit串分組,每組含NDBPS個bit。按照所需速率對應的規則,對每組中的bit進行交替處理(也就是重新排序)。
  I).再把已編碼並做過重新排序處理數據串進行分組,每組含NDBPS個bit。對每一個組,都按IEEE802.11a標準文本中給定的編碼表轉換爲一個複數。
  J).把複數串進行分組,每組有48個複數。如此處理後的每個組對應爲一個OFDM符號。在每個組中,複數值分別爲從0到47,並分別被映射到已用數 字標號的OFDM的子載頻上。這些子載頻的號碼是:-26到-22,-20到-8,-6到-1,1到6,8到20,22到26。剩下的-21,-7,7和 21被跳過,它們將被用作插入導頻的子載頻。中心頻率對應的子載頻0被剔除,並被填上了一個零值。
  K).在-21,-7,7和21四個位置對應的子載頻上,插入四個導頻。這樣全部子載頻數就是52(48+4)。
  L).對每個組中-26到26的子載頻,用反向傅里葉變換將其變換到時域。將傅里葉變換後的波形做循環擴展,形成保護間隔(GI)。用時域窗技術從這個週期性波形中截出長度等於一個OFDM符號長度的一段。
  M).在表示速率和數據長度的信令(SIGNAL)字段後面,把OFDM符號一個接一個加上。
  N).按照所需信道的中心頻率,把得到的“複數基帶”波形向上變頻到射頻併發射。

PLCP發射過程

PLCP的發送過程如下圖所示。爲了進行發送,MAC向PLCP發出一個請求開始發送PHY_TXSTART.request指令以通知PHY進入發射狀 態。PHY在收到該指令後,經PLME通過站點管理把PHY設置到合適的工作頻率上。其他發射參數,如數據速率(DATARATE)和發射功率則由 PHY_TXSTART.request(TXVECTOR)指令通過PHY業務訪問點(PHY-SAP)進行設置。
  當然,PHY事先已經通過一個CCA指令PHY_CCA.request(IDLE),向MAC通報了信道空閒的指示。MAC只有在確認CCA指示的 信道空閒後纔會向PLCP發出“請求開始發送”的消息PHY_TXSTART.request。 而PHY也只有在確認收到PHY_TXSTART.request(TXVECTOR)指令後纔有可能發送PPDU數據。該指令的參數TXVECTOR中 的元素將構成PLCP頭信息的數據速率(DATARATE)字段、數據長度(LENGTH)字段和業務(SERVICE)字段,並向PMD提供發射功率參 數(TXPWR_LEVEL)。
  PLCP子層向PMD子層傳遞“發射功率電平”PMD_TXPWRLVL和“發射數據速率”PMD_RATE指令完成對PHY的配置。一旦開始發送前 導碼(Preamble),PHY實體就立即開始對數據進行擾序和編碼。此後,MAC向PHY發出一系列請求發送數據 PHY_DATA.request(DATA)指令,PHY也向MAC發出一系列數據發送確認消息,這樣,已被擾序和編碼後的數據就可在MAC和PHY之 間進行交換。
  PHY把MAC送來的數據按一次8位進行處理。PLCP頭信息、業務(SERVICE)字段和PSDU通過“偷位”(即剔除一些bit)的方法被卷積 編碼器編碼。在PMD子層,每8位數據以從bit0到bit7的順序發送。發送過程能夠被MAC層用PHY_TXEND.request指令提前終止。當 PSDU最後一位數據bit發送出去後,發送過程正常終止。
  PMD在每一個OFDM符號中,都會插入一個保護間隔GI。這是一種對付多徑傳輸時產生的延遲擴展的一種有效策略。

PLCP接收過程

PLCP的接收過程如下圖所示。爲了接收數據,必須禁止PHY_TXSTART.request指令,以便PHY實體進入接收狀態,而且站點管理(通過 PLME)將PHY設置在合適的頻率上。其他的接收參數,如RSSI(接受信號強度指示)和數據速率(DATARATE)可通過物理層業務訪問點 (PHY-SAP)取得。
  收到PLCP前導碼(Preamble)後,PMD子層用PMD_RSSI.request指令告知PLCP子層當前信號的強度值。同樣,PLCP子 層用PHY_RSSI.request指令向MAC告知這一強度值。在正確接收PLCP幀之前,PHY還必須用 PHY_CCA.indicate(BUSY)指令告知MAC當前介質上有信號正在傳輸。PMD用指令PMD_RSSI刷新通報給MAC的RSSI參數。

無線局域網技術標準(轉)

在發出PHY_CCA.indicate指令後,PHY實體開始接收“培訓序列”符號並搜索信令(SIGNAL)字段,以便得到正確的數據流長度、解調方 式和解碼碼率。一旦檢測到信令(SIGNAL),而且奇偶校驗也沒有錯誤,就將開始FEC解碼,而且PLCP IEEE802.11 業務(SERVICE)字段也將開始被接收和解碼(推薦使用Viterbi解碼器)並按ITU-T CRC-32進行冗餘校驗。如果ITU-T CRC- 32進行的幀校驗(FCS)失敗,PHY接收機就進入接收空閒態(RX_IDLE)。如果在接收PLCP的過程中,CCA進入了空閒態,那麼PHY也將進 入接收空閒態。
  如果PLCP頭信息接收成功(並且SIGNAL信令字段完全可識別,也被當前設備支持),那麼,PHY就將向MAC發出一個 PHY_RXSTART.indicate(RXVECTOR)指令。與該指令相關的RXVECTOR參數包括信令(SIGNAL)字段、業務 (SERVICE)字段、以字節爲單位的PSDU長度(LENGTH)字段和RSSI。此時,OFDM PHY將保證CCA在信號持續時期間內,一直指示 介質狀態爲忙。
  將收到的PSDU數據bit按8位進行重組、解碼,並用一系列PHY_DATA.indicate(DATA)指令傳給MAC。當開始接收業務 (SERVICE)字段時,接收速率將按照由信令(SIGNAL)字段指定的接收速率開始改變。此後PHY將持續接受PSDU數據,直到PSDU的最後8 位數據爲止。接收完成後,PHY向MAC發出一個PHY_RXEND.indicate(NoError)指令,接收機進入接受空閒態。
  有些情況下,在完成PSDU接收前,RSSI(接收信號強度指示)的改變會導致CCA狀態返回空閒態。此時,PHY向MAC發出一個PHY_RXEND.indicate(CarrierLost)指令通報出錯原因。
  如果信令(SIGNAL)字段指定的速率是不可接收的,PHY就不會向MAC發出“請求接收”PHY_RXSTART.request指令,而是發出 一個接收錯誤通知PHY_RXEND.indicate(UnsupportedRate),告知MAC站點不支持當前數據速率。如果當前PLCP頭信息 可接收的,但PLCP頭信息的奇偶校驗無效,也不會發出“請求接收”的PHY_RXSTART.request指令,而是代之以一個出錯通知 PHY_RXEND.indicate(FormatViolation)指令,告知MAC當前數據格式不對。
  任何在規定的數據長度之後接收到的數據都被認爲是填充bit而被放棄。

IEEE802.11g簡介

歷經近三年的標準制訂過程,IEEE在2003年6月12日正式通過802.11g標準。事實上,在一連串投票表決中,都並未針對標準部分做任何更改,仍維持2003年4月通過的8.2版本。

一、IEEE802.11g標準發展背景

IEEE802.11g標準定義了一個工作在ISM 2.4GHz頻段、數據傳輸率達54Mbps的OFDM物理層。
在IEEE802.11g草案作爲無線局域網的一個可選方案之前,市場上同時並存着兩個互不兼容的標準:IEEE802.11b和 IEEE802.11a。很多終端用戶爲此感到困惑,他們無法確定究竟那種技術能夠滿足未來的需要。而且,就連許多網絡設備生產商也不確定究竟那種技術是 他們未來的開發方向。針對這種情況,2000年3月,IEEE802.11工作組成立了一個研究小組,專門探討如何將上述的兩個互不兼容的標準進行整合, 取兩者之所長,從而產生一個新的統一的標準。到2000年7月,該研究小組升格爲正式任務組,叫做G任務組(TGg)。其任務是制定在2.4GHz頻段上 進行更高速率通信的新一代無線局域網標準。
  TGg任務組考察了許多可用於IEEE802.11g標準的潛在技術方案,最後在2001年5月的會議上,把選擇範圍縮小到兩個待選方案上。這兩個方 案一個是Texas Instrument公司提出的被稱爲PBCC-22的方案,它能在2.4GHz頻段上提供22Mbps的數據傳輸速率,並能與現有的Wi-Fi設備無縫 兼容;另一個方案是InterSil公司提出的被稱爲CCK-OFDM的方案,它採用與IEEE-802.11a類似的OFDM調製以便在2.4GHz頻 段上獲得更高的數據傳輸率。由於侯選方案成爲正式標準需要超過75%的贊成票,但IntrerSil的方案在此次會議上並未獲得所需的票數。
  2001年11月15日,一個結合了TI方案和InterSil方案的折衷方案獲得了76.3%的贊成票,從而成爲了802.11g草案標準。 2003年,繼IEEE802運行委員會、IEEE修訂委員會分別在6月初及11日完成802.11g標準的投票程序後,IEEE標準複審委員會也在12 日通過802.11g標準,使得802.11g完成了所有規範的制訂程序,從而成爲正式官方標準。
  在這幾輪的投票中,並未對相關規範做任何修改,基本維持工作小組在2003年4月通過的8.2草案版本,這使得已在市場上先期推出支持802.11g 草案的無線局域網產品製造商對此無不鬆了一口氣,其客戶只要通過軟件升級的方式就能使產品符合802.11g標準。
  802.11g工作小組成立於2000年7月,標準制訂歷時近三年。802.11g使用2.4GHz頻段,採用OFDM調製技術,將傳輸速率增加爲 54Mbps,但仍與現有主流802.11b兼容,支持草案的產品在2002年年底就已問世。

二、IEEE802.11g標準的內容

IEEE802.11g標準利用了CCK-OFDM和PBCC-22兩種方案中的現有基礎。兩者都要求把真正的IEEE802.11a OFDM用於2.4GHz頻段,而CCK-OFDM和PBCC-22兩種調製方式作爲可選模式。802.11g使OFDM成爲一種強制執行技術,以便在 2.4GHz頻段上提供802.11a的數據傳輸速率,同時還要求實現802.11b模式,並將CCK-OFDM和PBCC-22作爲可選模式。這種折衷 反而在IEEE802.11b和IEEE802.11a兩者之間架起了一座清晰的橋樑,提供了一種開發真正意義上的多模無線局域網產品的更簡便的手段。


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