中心議題：

• IEEE802.11WLAN實現的關鍵技術
• IEEE802.11ｇ協議幀結構及其技術細節

解決方案：

• DSSS調製技術
• PBCC調製技術
• OFDM技術

IEEE802.11工作組近年來開始定義新的物理層標準IEEE802.11ｇ。與以前的IEEE802.11協議標準相比，IEEE802.11ｇ草案有以下兩個特點：在2．4GHz頻段使用正交頻分複用（OFDM）調製技術，使數據傳輸速率提高到20Mbit/s以上；能夠與IEEE802.11ｂ的Wi-Fi係統互聯互通，可共存於同一AP的網絡裏

，從而保障了後向兼容性。這樣原有的WLAN係統可以平滑地向高速WLAN過渡，延長了IEEE802．11b產品的使用壽命，降低了用戶的投資。2003年7月IEEE802.11工作組批準了IEEE802.11ｇ草案，該標準成為人們關注的新焦點。
　　
IEEE802.11WLAN實現的關鍵技術
　　
隨著WLAN技術的應用日漸廣泛
，用戶對數據傳輸速率的要求越來越高。但是在室內這個較為複雜的電磁環境中

，多經效應
、頻率選擇性衰落和其它幹擾源的存在使得無線信道中高速數據傳輸的實現比有線信道困難，因此WLAN需要采用合適的調製技術。
　　
IEEE802．11WLAN是一種能支持較高數據傳輸速率（1～54Mbit/s），采用微蜂窩、微微蜂窩結構，自主管理的計算機局域網絡。其關鍵技術大致有3種
，直序列擴頻調製技術(DSSS:DirectSequenceSpreadSpectrum)及補碼鍵控(CCK：ComplementaryCodeKeying)技術、包二進製卷積(PBCC：PacketBinaryConvolutionalCode)和正交頻分複用技術OFDM：OrthogonalFrequencyDivisionMustiplexing。每種技術皆有其特點
，目前擴頻調製技術正成為主流，而OFDM技術由於其優越的傳輸性能成為人們關注的新焦點。
　　
1．DSSS調製技術
　　
基於DSSS的調製技術有3種。最初IEEE802．11標準製定在1Mbit/s數據速率下采用差分二相相移鍵控(DBPSK:DifferentialBinaryPhaseShiftKeying)。如果要提供2Mbit/s的數據速率，可采用差分正交相移鍵控(DQPSK:DifferentialQuadraturePhaseShiftKeying)，這種方法每次處理兩個比特碼元，成為雙比特。第三種是基於CCK的ＱPSK，是IEEE802.11ｂ標準采用的基本數據調製方式。

它采用了補碼序列與直序列擴頻技術，是一種單載波調製技術，通過相移鍵控（PSK）方式傳輸數據，傳輸速率分為1，2
，5．5和11Mbit/s。CCK通過與接收端的Pake接收機配合使用，能夠在高效率傳輸數據的同時有效克服多徑效應。IEEE802.11ｂ通過使用CCK調製技術來提高數據傳輸速率
，最高可達11Mbit/s。但是當傳輸速率超過11Mbit/s
，CCK為了對抗多徑幹擾
，需要更複雜的均衡及調製
，實現起來非常困難。因此，IEEE802.11工作組為了推動WLAN的發展，又引入了新的調製技術。
　　
2．PBCC調製技術
　　
PBCC調製技術是由德州儀器（TI）公司提出的
，已作為IEEE802.11ｇ的可選項被采納。PBCC也是單載波調製，但與CCK不同，它采用了更多複雜的信號星座圖。PBCC采用8PSK，而CCK使用ＢPSK/QPSK；另外PBCC使用了卷積碼，而CCK使用區塊碼。因此，它們的解調過程是十分不同的。PBCC可以完成更高速率的數據傳輸
，其傳輸速率為11
，22
，33Mbit/s。
　　
3．OFDM技術
　　
OFDM技術其實是多載波調製(MCM:Multi-CarrierModulation)的一種。其主要思想是：將jiang信xin道dao分fen成cheng許xu多duo正zheng交jiao子zi信xin道dao，在zai每mei個ge子zi信xin道dao上shang進jin行xing窄zhai帶dai調tiao製zhi和he傳chuan輸shu，這zhe樣yang減jian少shao了le子zi信xin道dao之zhi間jian的de相xiang互hu幹gan擾rao。每mei個ge子zi信xin道dao上shang的de信xin號hao帶dai寬kuan小xiao於yu信xin道dao的de相xiang關guan帶dai寬kuan，因yin此ci每mei個ge子zi信xin道dao上shang的de頻pin率lv選xuan擇ze性xing衰shuai落luo是shi平ping坦tan的de

，大da大da消xiao除chu了le符fu號hao間jian幹gan擾rao。
　　
由於在OFDM係(xi)統(tong)中(zhong)各(ge)個(ge)子(zi)信(xin)道(dao)的(de)載(zai)波(bo)相(xiang)互(hu)正(zheng)交(jiao)，於(yu)是(shi)它(ta)們(men)的(de)頻(pin)譜(pu)是(shi)相(xiang)互(hu)重(zhong)疊(die)的(de)，這(zhe)樣(yang)不(bu)但(dan)減(jian)少(shao)了(le)子(zi)載(zai)波(bo)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)，同(tong)時(shi)還(hai)提(ti)高(gao)了(le)頻(pin)譜(pu)利(li)用(yong)率(lv)。在(zai)各(ge)個(ge)子(zi)信(xin)道(dao)中(zhong)的(de)這(zhe)種(zhong)正(zheng)交(jiao)調(tiao)製(zhi)和(he)解(jie)調(tiao)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)反(fan)向(xiang)快(kuai)速(su)傅(fu)裏(li)葉(ye)變(bian)換(huan)（IFFT）和快速傅裏葉變換（FFT）方法來實現，隨著大規模集成電路技術與DSP技術的發展
，IFFT和FFT都是非常容易實現的。FFT的引入，大大降低了OFDM實現的複雜性，提升了係統的性能。
　　
無(wu)線(xian)數(shu)據(ju)業(ye)務(wu)一(yi)般(ban)都(dou)存(cun)在(zai)非(fei)對(dui)稱(cheng)性(xing)
，即(ji)下(xia)行(xing)鏈(lian)路(lu)中(zhong)傳(chuan)輸(shu)的(de)數(shu)據(ju)量(liang)要(yao)遠(yuan)遠(yuan)大(da)於(yu)上(shang)行(xing)鏈(lian)路(lu)中(zhong)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)量(liang)。因(yin)此(ci)無(wu)論(lun)從(cong)用(yong)戶(hu)高(gao)速(su)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)業(ye)務(wu)的(de)需(xu)求(qiu)，還(hai)是(shi)從(cong)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)自(zi)身(shen)來(lai)考(kao)慮(lv)，都(dou)希(xi)望(wang)物(wu)理(li)層(ceng)支(zhi)持(chi)非(fei)對(dui)稱(cheng)高(gao)速(su)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)，而(er)OFDM很容易通過使用不同數量的子信道來實現上行和下行鏈路中不同的傳輸速率。
　　
由you於yu無wu線xian信xin道dao存cun在zai頻pin率lv選xuan擇ze性xing，所suo有you的de子zi信xin道dao不bu會hui同tong時shi處chu於yu比bi較jiao深shen的de衰shuai落luo情qing況kuang中zhong，因yin此ci可ke以yi通tong過guo動dong態tai比bi特te分fen配pei以yi及ji動dong態tai子zi信xin道dao分fen配pei的de方fang法fa
，充chong分fen利li用yong信xin噪zao比bi高gao的de子zi信xin道dao，從cong而er提ti升sheng係xi統tong性xing能neng。由you於yu窄zhai帶dai幹gan擾rao隻zhi能neng影ying響xiang一yi小xiao部bu分fen子zi載zai波bo，因yin此ciOFDM係統在某種程度上能抵抗這種幹擾。
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OFDM技術有非常廣闊的發展前景，已成為第四代移動通信的核心技術。IEEE802．11ａ/ｇ標準為了支持高速數據傳輸都采用了OFDM調製技術。目前，OFDM結合時空編碼、分集、幹擾〔包括碼間幹擾（ISI）和信道間幹擾（ICI）〕抑製以及智能天線技術，最大程度提高了物理層的可靠性。如再結合自適應調製、自適應編碼以及動態子載波分配
、動態比特分配算法等技術，可以使其性能得到進一步優化。
　　
4．IEEE802.11ｇ協議幀結構及其技術細節
　　
從網絡邏輯結構上來看
，IEEE802．11隻定義了物理層及MAC子層。MAC層提供對共享無線介質的競爭使用和無競爭使用

，具有無線介質訪問、網絡連接
、數據驗證和保密等功能。
　　
物理層為數據鏈路層提供物理連接
，實現比特流的透明傳輸，所傳數據單位為比特。物理層定義了通信設備與接口硬件的機械、電氣功能和過程的特性
，用以建立、維持和釋放物理連接。　　物理層由三部分組成：物理層管理層、物理層會聚協議（PLCP）和物理介質依賴子層（PMD）。
　　
IEEE802.11ｇ的物理幀結構分為前導信號（Preamble）
、信頭Header和負載Payload。Preamble主要用於確定移動台和接入點之間何時發送和接收數據，傳輸進行時告知其它移動台以免衝突，同時傳送同步信號及幀間隔。Preamble完成
，接收方才開始接收數據。Header在Preamble之後用來傳輸一些重要的數據比如負載長度
、傳輸速率、服務等信息。由於數據率及要傳送字節的數量不同，Payload的包長變化很大，可以十分短也可以十分長。
　　
在一幀信號的傳輸過程中，Preamble和Header所占的傳輸時間越多
，Payload用的傳輸時間就越少，傳輸的效率越低。
綜合上述3種調製技術的特點，IEEE802.11ｇ采用了OFDM等關鍵技術來保障其優越的性能

，分別對Preamble
，Header，Payload進行調製，這種幀結構稱為OFDM/OFDM方式。
　　
另外，IEEE802.11ｇ草案標準規定了可選項與必選項，為了保障與IEEE802.11b兼容也可采用CCK/OFDM和CCK/PBCC的可選調製方式。因此
，OFDM調製為必選項保障傳輸速率達到54Mbit/s
；采用CCK調製作為必選保障後向兼容性；CCK/PBCC與CCK/OFDM作為可選項。
　　
（1）OFDM/OFDM
　　
Preamble，Header和Payload都使用OFDM進行調製傳輸，其傳輸速率可達54Mbit/s。OFDM的一個好特點是它有短的Preamble，CCK調製信號的幀頭是72μs，而OFDM調製信號的幀頭僅為16μs。幀頭是一個信號的重要組成部分，幀頭占有時間的減少，提高了信號傳送數據的能力。OFDM允許較短的Header給更多的時間用於傳輸數據，具有較高的傳輸效率。因此，對於11Mbit/s的傳輸速率
，CCK調製是一個好的選擇，但要繼續提升速率必須使用OFDM調製技術。它的最高傳輸速率可達54Mbit/s。IEEE802.11ｇ協議中的OFDMOFDM方式也可以和Wi-Fi共存，不過它需使用RTS/CTS協議來解決衝突問題。
　　
（2）CCK/OFDM
　　
它是一種混合調製方式，是IEEE802.11ｇ的可選項。其Header和Preamble用CCK調製方式傳輸，OFDM技術傳送負載。由於OFDM技術和CCK技術是分離的
，因此在Preamble和Payload之間要有CCK和OFDM的轉換。
　　
IEEE802.11ｇ用CCK/OFDM技術來保障與IEEE802.11ｂ共存。IEEE802.11ｂ不能解調OFDM格式的數據，所以難免會發生數據傳輸衝突，IEEE802.11ｇ使用CCK技術傳輸Header和Preamble就可以使IEEE802．11ｂ兼容，使其可以接收IEEE802.11ｇ的Header從而避免衝突。這樣保障了與IEEE802.11ｂWi-Fi設備的後向兼容性，但由於Preamble/Header使用CCK調製，增大了開銷，傳輸速率比OFDMOFDM方式的有所下降。
　　
（3）CCK/PBCC
　　
CCK/PBCC和CCK/OFDM一樣，PBCC也是混合波形，包頭使用CCK調製而負載使用PBCC調製方式
，這樣它可以工作於高速率上並與IEEE802.11ｂ兼容。PBCC調製技術最高數據傳輸速率是33Mbit/s，比OFDM或CCK/OFDM的傳送速率低。
　　
IEEE802.11g的性能分析　　尚未正式成為標準的IEEE802.11ｇ草案由於其不同的特點，成為人們關注的焦點。IEEE802.11ｇ與IEEE802.11ｂ的兼容性，與同頻設備的共存能力及OFDM技術自身的問題將成為研究熱點。
　　
IEEE802.11ｇ的兼容性
　　
IEEE802.11ｇ兼容性指的是IEEE802.11ｇ設備能和IEEE802.11ｂ設備在同一個AP節點網絡裏互聯互通。IEEE802.11ｇ的一個最大特點就是要保障與IEEE802.11ｂWi-Fi係統兼容。IEEE802.11ｇ可以接收OFDM和CCK數據，但傳統的Wi-Fi係統隻能接收CCK信息，這就產生了一個問題
，即在兩者共存的環境中如何解決由於IEEE802.11ｂ不能解調OFDM格式信息幀頭所帶來的衝突問題。而為了解決上述問題，IEEE802.11ｇ采用了RTS/CTS技術。
　　
最初

，IEEE802.11引入RTS/CTS機製是為了解決隱蔽站問題
，即發送站檢測不到另一個站在發送數據

，因而在接收站發生碰撞的情況。
　　
IEEE802.11ｂ與IEEE802.11ｇ混合工作的情況與隱蔽站問題非常相似

，IEEE802.11ｂ設備無法接收OFDM格式的IEEE802.11ｇ的信息幀頭
，因此可以采用RTS/CTS機製來解決。在IEEE802.11ｇ和IEEE802.11ｂ混合工作的環境中（即在同一AP服務區中既有IEEE802.11ｇ