网络工程设计与系统集成(3)第5章.ppt

网络工程设计与系统集成 杨 威 无线局域网标准与技术 无线局域网组成与通信 无线局域网性能改善 校园有线无线一体化案例 5.1无线局域网标准与技术 无线局域网标准 基于扩频的调制技术 跳频技术，直接序列扩频技术， CCK64_QPSK调制 基于PBCC的调制技术 基于OFDM的调制技术 MIMO与宽信道带宽技术 5.1.1无线局域网标准 无线局域网（WLAN，Wireless Local Area Network）是20世纪90年代计算机技术与无线通信技术相结合的产物。 它使用无线信道接入网络，为数据通信移动化，个人化和多媒体应用提供了便利条件，并成为宽带接入的有效手段之一。 现代通信技术的不断发展，使IEEE802.11系列标准和技术在无线局域网中得到广泛应用。 IEEE802.11, 1997年 6月 ,IEEE通过了 802.11标准 ,1992年正式公布。 802.11是最早的无线局域网标准之一 ,定义了物理层和媒体访问控制 (MAC)规范 ,允许无线局域网及无线设备制造商建立互操作网络设备。 这使得无线网的两种主要用途——“同网段内多点接入”、“多网段互联”易于实现 ,于是无线网络有了进一步的发展 ,IEEE802.11标准得到了广泛的应用。 WiFi-无线相容性认证 1999年，为了推动?IEEE 802.11b规格的制定，组成了无线以太网路相容性联盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance,WECA）。 2000年，改名为WiFi（Wireless Fidelity）联盟。 WiFi在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线连网技术。目前，WiFi已成为智能手机、平板电脑等设备上标准配置。 2013年Wi-Fi联盟宣布，将与无线吉比特联盟（WiGig）合并，将无线吉比特技术融入WiFi。 5.1.1无线局域网标准 IEEE802.11技术 IEEE802.11规定的三种发送及接受技术 5.1.2基于扩频的调制技术 无线局域网络产品采用扩频技术是依据FCC（Federal Communications Committee，美国联邦通讯委员会）规定的ISM频率范围，如902Mhz~928MHz及2.4G~2.484GHz两个频段。该频段没有使用授权的限制。 扩频技术主要有跳频和直接序列扩频。这两种调制技术是在第二次世界大战中军队使用的技术，其目的是希望在恶劣的战争环境中，依然能保持通信信号的稳定性及保密性。 1. 跳频技术 2. 直接序列扩频技术 直接序列扩频技术（DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum）是将原来较高功率、较窄频率的载波信号（Data），经与PRN序列（Pseudorandom Number Sequence）相异或之后，将原本单个的1或0，以10个以上的Chips（筹码）来代表1或0位，使载波信号变成具有较宽频的低功率频率。 802.11b采用基于CCK的QPSK数据调制方式，即采用了补码序列与直序列扩频技术，是一种单载波调制技术。通过PSK方式传输数据，传输速率最高11Mbps。 CCK通过与接收端的Rake接收机配合使用，能够在高效率的传输数据的同时有效的克服多径效应。但是传输速率超过11Mbps，CCK为了对抗多径干扰，需要更复杂的均衡及调制，实现起来非常困难。因此，802.11工作组，为了推动无线局域网的发展，又引入新的调制技术。 3. CCK64_QPSK调制 5.1.3基于PBCC的调制技术 PBCC（Packet Binary Convolution Code，分组二进制卷积码）调制技术是由美国德州仪器公司提出的，已作为802.11g的可选项。 PBCC组成包括二进制卷积编码、QPSK/8PSK映射、扰码三大部分组成，如图5.2所示。PBCC是一种很好的调制技术，它具有传输速率高，抗噪声干扰能力强，抗多径干扰能力强，与其它系统的共存性能好等优点。这使得它在无线局域网中具有良好的应用前景。作为一种调制技术，也可以应用于其它系统中，以提高系统的性能。 5.1.4基于OFDM的调制技术 正交频分复用（OFDM ）技术是一种无线环境下的高速多载波传输技术 无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，OFDM是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，从而有效的抑制无线信道的时间弥散所带来的码间干扰。 5.1.5 MIMO与宽信道带宽技术 802.11n协议支持108Mbps的高数据率传输和高频谱效率，主要依赖于两项关键技术，即多输入多输出（MIMO）技术和宽信道带宽技