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第3章 无线局域网关键技术 无线局域网物理层的关键技术 无线局域网数据链路层的关键技术 §3.1无线局域网物理层的关键技术 无线局域网传输技术 1、数字微波通信的系统模型 （1）微波：指频率在300~300000MHz或波长为1mm~1m范围内的电磁波。 （2）信源：提供原始信号的装置，其输出可以是模拟信号也可以是数字信号。 （3）信源编码：把模拟信号变成数字信号，完成模/数变换的任务。目的是为了去掉信息的冗余度，压缩信号的数码率，从而提高信道的传输效率。 （4）信道编码：为了提高数字信号传输的可靠性，在输入的数字序列中按照一定的规律加入一些附加的码元，并形成新的数字序列，附加的码元成为监督码。 （5）调制：为使经信道编码后的符号能在适当的频道传输，比如微波频段、短波频段等，而把数字信号调制到频率较高的“载波”上去，以便适合无线信道传输。 2、数字通信的整个过程： （1）用适当的传感器（如话筒、摄像机等）把原始的声音、图像等信息变成电信号送入信源编码器。 （2）信源编码器对输入信号进行模/数变换，压缩编码后形成数据信号。 （3）再送入信道编码器，此时可对数字信号进行适当的编码（如补码键控、卷积编码等），增加信号的冗余度，使其具有检错和纠错能力。信道编码后的信号成为符号。 （4）调制部分是根据信道的特点和要求把信道编码后的符号以适当的方式（相移键控、频移键控等）调制在一定的频率上。 （5）接收方对信号进行相反的处理，先解调，再信道译码，信源译码，最后恢复信息如声音、图像等。 3、扩频通信 4、扩频通信理论基础 香农定理： C=W*Log2(1+S/N) 其中：C——信道容量（bps） N——噪声功率 W——带宽（Hz） S——信号功率 当S/N很小（0.1）时，得到： W=(C/1.44)*(N/S) 可以看出，当无差错传输的信息容量C不变时，如果N/S很大，则必须使用足够大的带宽来传输信号。 5、跳频扩频技术（FHSS） 跳频：是使原始信号随机的用不同的载波传输发送。在跳频码的控制下按照某种跳频图案跳变，在接收端通过相应解跳，恢复发送信号。 6、直接序列扩频技术（DSSS） （1）直接序列扩频：是指使用比信息速率高很多倍的伪随机噪声码（PN）与信号相乘来达到扩展信号的带宽。调制方式多为二相相移键控和四相相移键控。 （2）直接序列扩频系统工作模型 （3）采用直接序列扩频传输技术的无线局域网中使用的扩展码的编码类型主要有3种： 巴克码（baker code）序列：用11001000110表示1，用00110111001表示0。这样做使信源速率提高了11倍，同时也使处理增益达到10db以上，从而有效地提高整机的信噪比。 补码键控（CCK）：一种软扩频的调制方式，实际是采用编码的方法完成频率的扩展。对比真扩频每一位信息码都与多个整数数位的伪随机码模2相加，软扩频是一种（N,K）编码，即用N位长的伪随机序列来表示K位信息码，这样用几位信息元对应一条伪随机码，频率扩展的倍数不大，而且不一定是整数。 分组二进制卷积码（packet binary convolution coding，PBCC）：使用一个64位的二进制卷积码（BCC）和一个掩码序列来进行二进制卷积编码，使用更复杂的信号星座图，采用8PSK调制，速率可以为11Mbps、22Mbps和33Mbps。 7、载波调制技术 调制：把输入信号变换为适合通过信道传输的波形。或者说把数字信号映射到模拟信号的过程，以便使该信息能够在信道中传输。 调制实现信源的频谱与信道的频带匹配。 用高频周期性的脉冲表示原始信号传输，称为载波。 调制类型一般分为模拟调制和数字调制。 （1）模拟调制： 幅度调制（AM，简称调幅）：使载波的幅度随原始模拟信号数据的幅度变化而变化。 频率调制（FM，简称调频）：用来使高频载波的频率随原始模拟信号的幅度变化而变化。 （2）数字调制：移动键控技术，幅移键控、频移键控和相移键控。 幅移键控（ASK）：载波信号的两个不同幅值代表两个二进制数值。 频移键控（FSK）：用两个不同的频率代表二进制的两个数值。 相移键控（PSK）：用不同的相位代表二进制的两个数值。 （3）四相调制技术（QPSK）：采用4种相位，每种相位分别代表00、01、10、11组合，以达到更高的比特率。 （4）正交幅度调制（QAM）：采用ASK和PSK组合技术产生的调制技术。 8、正交频分复用技术 主要思想：将指配的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，OFDM单个用户的信息流被串/并变换为多个低速码流（100Hz~50kHz），每个码流用一条载波发送。 关键技术： （1）时域和频域同步 （2）信道估计 （3）信道编码和交织 （4）降低峰均功率比 （5）均衡 OFDM技术有非常广阔的