下一代无线局域网(802.11n) 第4-6章 互操作性,高吞吐率,强健性

第4章 和传统的802.11a/g OFDM设备的互操作性

4.1 802.11a分组结构

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短训练字段(STF)
短训练字段(STF)用于分组开始的检测,自动增益控制(AGC)设置,初始频率偏移估计和初始时间同步。
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短训练字段(STF)长度8us。在时域中,STF包含10个重复的0.8us码元。STF是基于式4.1给出的频域序列定义的。
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该序列使用52个子载波中的12个。一个64位IFFT生成一个3.2us的时域叙序列,其中包含同一个模式的4次重复,可以通过重复两次半来产生10个短码元。
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所选序列要具有好的相关特性和低峰均比功率。

长训练字段(LTF)
长训练字段(LTF)用于信道估计和更精确的频率偏移及时间同步。
长训练字段(LTF)长度也是8us,由两个3.2us的长训练码元及其前面的1.6us的循环前缀组成。长训练码元由式4.2所给的频域序列的一个64点IFFT。
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信令字段(SIG)
信令字段(SIG)包含分组的速率(调制和编码)和长度(八进制的被传输数据量)信息。
信令字段(SIG)由24个bit组成。SIG本身使用BPSK调制和1/2速率的二进制卷积码(BCC)传输,因使接收概率最大。
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SIG由4us的码元(其中3.2us的OFDM码元和0.8us的循环前缀)组成。波形使用LTF一样的52个子载波。48个编码比特在48个子载波上BPSK调制,另外4个子载波用作相位/频率跟踪和训练的导频。

数据字段
数据字段由服务字段(16bit),数据比特,尾部比特(6bit)以及需要时才有的填充比特组成。服务字段的前7bit为扰码器初始化比特,用来与解码器进行同步,这些比特设为0,以便估计接收机中扰码器的初始状态。其余9bit为保留位,也设为0。

802.11n使用一个生成多项式为 G ( D ) = D 7 + D 4 + 1 G(D)=D^7+D^4+1 G(D)=D7+D4+1的127位帧同步扰码器。
数据字段由一组码元流组成,每个数据码元长4us(3.2us的OFDM码元和0.8us的循环前缀)组成。同LTF一样,使用52个子载波。根据SIG中的速率信息,数据比特编码和调制到48个子载波上。另外4个子载波用作相位/频率跟踪和训练的导频。

发射过程
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过程如下:
数据比特流添加服务字段/尾部比特/填充比特->扰码器->卷积编码器->将比特组成码元->交织器->调制器/映射器->插入4个导频码->IFFT->添加循环前缀->脉冲成型滤波器->DAC->上变频->PA->天线

接收过程
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天线->LNA->下变频->AGC->ADC->频率校正->码元定时调整->串行变并行->去除保护间隔->FFT->信道均衡器/导频跟踪和相位校正/解码器的可靠性信息->解映射器->解交织器->并行转串行->解码器->解扰器->数据比特流

4.2 混合格式高吞吐率分组结构(MF HT)

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混合格式HT前导码由传统的802.11a域开始,以保证802.11a和802.11g的后向兼容。

混合格式前导码的第一部分式由802.11a相同的传统训练字段组成的。以便传统的设备可以检测到前导码,一个802.11n设备也需要这些字段来对L-SIG进行训练和必要的解调。这种兼容性是指

高吞吐率信令字段 (HT SIG)
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高吞吐率数据字段
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HT MF接收过程
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第5章 高吞吐率

802.11n提高物理层吞吐率的方式

  • 40MHz带宽
  • 20MHz的增强:额外的数据子载波
  • MCS增强:空间流和码率
  • GreenField前导码
  • 短保护间隔

第6章 强健性

802.11n如何保持物理层的强健性

  • 接收分集
  • 空间扩展
  • 空时编码
  • LDPC编码