WLAN无线局域网的物理层技术省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

吉林大学通信工程学院姜宏[e-mail]内容：概述第一节WLAN射频技术1、物理信道类型（1）DSSSWLAN物理信道划分（2）FHSSWLAN物理信道划分（3）OFDMWLAN物理信道划分2、双工技术3、收发信机结构WLAN接收机结构-1WLAN接收机结构-2WLAN接收机结构镜像抑制接收机-Hartley结构镜像抑制接收机-Weaver结构WLAN发射机结构WLAN收发信机结构-1WLAN收发信机结构-2WLAN收发信机结构-3红外线WLAN：基带调制（脉冲调制，无载波）无线电波WLAN：频带调制（有载波）对于IEEE802.11系统:IEEE802.11b:采取DBPSK、DQPSK、CCK(补码键控)、PBCC(分组二进制卷积码)等调制方式,DSSS扩频传输方式IEEE802.11a:采取BPSK、QPSK、16QAM调制,OFDM传输方式IEEE802.11g:采取OFDM传输方式，可选PBCC-22调制.各种调制方式在选择调制方式时必须考虑到一些指标，其中最主要是：1.频谱效率，应增大每兆带宽所容纳信道数；2.误码率，能抗噪声及邻道干扰；3.对无线环境适应性；4.实现难度和成本。因为无线系统可利用频域有限，所以频谱利用率可能是任何新系统所要考虑重点。对于室内应用系统，在无线信道上衰落条件改变又给调制选择附加了更多限制。数字调制可分为两大类：恒定包络调制技术和线性调制技术。恒定包络调制系统使发射机功率放大器工作在非线性C类状态，来提升功率放大器效率，降低成本。不过，这些好处是以牺牲频谱利用率为代价换来，假如不考虑调制电平数，恒定包络调制系统频谱利用率被限制在约1bit/s/Hz内。线性调制含有改变包络，它要求一个线性发射机功率放大器，因而造成成本与复杂度增加，不过这种调制可大大提升频谱利用率，这可填补成本增加。（一）相移键控最简单最惯用数字调制技术是相移键控(PSK)，PSK信号产生用平衡调制器来完成。在发射机端将数字信号a(t)和载波coswct送到平衡调制器输入端，在平衡调制器输出端就可得到一个PSK信号。假如二进制信号a(t)编码形式为：a(t)=1表示“1”或传号，a(t)=0表示“0”或空号，那么PSK信号即可表示为s(t)=cos(wct+Ф(t)),其中:在接收机端对PSK信号解调可经过与发射机调制相同过程来完成，为了满足在加性高斯白噪声(AWGN)信道中系统性能指标要求，必须采取相干解调，PSK信号相干解调器如图所表示。为了进行相干解调，在接收机中必须提取含有正确相位载波，能够先对接收信号平方，可得s2(t)=1/2(1+cos2wct)从上式能够看出对s(t)平方后有直流分量和载波二次谐波分量，用窄带滤波器滤出二次谐波，经过二分频后，就可得到恢复载波coswct。恢复载波随即与接收信号s(t)相乘，得s(t)=1/2[cosФ(t)+cos[2wct+Ф(t))]]经低通滤波器滤除高频信号，得到低频信号cosФ(t)，因为Ф(t)=0或π，经积分后，在信息位同时信号作用下恢复出发送信息。位同时信号由位定时电路取得。（二）四相相移键控(QPSK)为了得到更高比特率，采取四相调制可使每一符号携带两比特数据，这么调制称为四相相移键控(QPSK)。与PSK调制相比较，QPSK在相同频带内可传输两倍数据量。在发射端，传输信息经串-并变换后得到两路数据分别去调制载波同相分量coswct和正交分量sinwct，将两个平衡调制器输出相加，就可得到QPSK信号，如图所表示。设发送信号为a(t)，将a(t)偶数位和奇数位组成两个数据流a1(t)和a2(t)，用这两个数据流去调制正交两个载波，相加器输出为s(t)=a1(t)coswct+a2(t)sinwct=A(t)cos(wct+θ(t))QPSK信号接收机如图。因为要求相干解调，所以接收机必须得到与发端载波同时恢复载波coswct和sinwct。接收到QPSK信号被送到两个相干解调器，如前所述，每个相干解调器由平衡调制器和积分器组成，不过这里积分器积分时间是两个比特周期。将两个支路恢复信号经过并-串变换，把双比特信号转变成两位串行数据。和以前一样，应得到信息位同时信号，方便确定积分时间和信息流恢复。QPSK频谱宽，并随中心频率偏移迟缓地衰减。在保持码间串扰最小条件下，脉冲成型可减小传输信号带宽。但用脉冲成型后就变成了线性调制，而且要用线性放大器来确保脉冲成型不变形。假如用非线性功率放大器，脉冲型状将变形，频带也要展宽。用升余型奈奎斯特脉冲能够提升频谱效率。（三）多电平PSK系统在PSK系统中，信息码逐位发送，在QPSK系统中，信息码每两位合并发送，这两位代表四个相位中一个相位。以这类推，假如N个信息位合并，那么这N个信息位有M(=2N)个符号或M个状态