WLAN无线局域网的物理层技术公开课获奖课件.pptx

吉林大学通信工程学院姜宏内容：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、收发信机构造WLAN接受机构造-1WLAN接受机构造-2WLAN接受机构造镜像克制接受机-Hartley构造镜像克制接受机-Weaver构造WLAN发射机构造WLAN收发信机构造-1WLAN收发信机构造-2WLAN收发信机构造-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:采用DBPSK、DQPSK、CCK(补码键控)、PBCC(分组二进制卷积码)等调制方式,DSSS扩频传播方式IEEE802.11a:采用BPSK、QPSK、16QAM调制,OFDM传播方式IEEE802.11g:采用OFDM传播方式，可选PBCC-22调制.多种调制方式在选择调制方式时必须考虑到某些指标，其中最重要是：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。由于无线系统可运用频域有限，因此频谱运用率也许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变化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，来提高功率放大器效率，减少成本。不过，这些好处是以牺牲频谱运用率为代价换来，假如不考虑调制电平数，恒定包络调制系统频谱运用率被限制在约1bit/s/Hz内。线性调制具有变化包络，它规定一种线性发射机功率放大器，因而导致成本与复杂度增长，不过这种调制可大大提高频谱运用率，这可弥补成本增长。（一）相移键控最简朴最常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毕。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种PSK信号。假如二进制信号a(t)编码形式为：a(t)=1表达“1”或传号，a(t)=0表达“0”或空号，那么PSK信号即可表达为s(t)=cos(wct+Ф(t)),其中:在接受机端对PSK信号解调可通过与发射机调制相似过程来完毕，为了满足在加性高斯白噪声(AWGN)信道中系统性能指标规定，必须采用相干解调，PSK信号相干解调器如图所示。为了进行相干解调，在接受机中必须提取具有对旳相位载波，可以先对接受信号平方，可得s2(t)=1/2(1+cos2wct)从上式可以看出对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，通过二分频后，就可得到恢复载波coswct。恢复载波随即与接受信号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)，由于Ф(t)=0或π，经积分后，在信息位同步信号作用下恢复出发送信息。位同步信号由位定期电路获得。（二）四相相移键控(QPSK)为了得到更高比特率，采用四相调制可使每一符号携带两比特数据，这样调制称为四相相移键控(QPSK)。与PSK调制相比较，QPSK在相似频带内可传播两倍数据量。在发射端，传播信息经串-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，如图所示。设发送信号为a(t)，将a(t)偶数位和奇数位构成两个数据流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信号接受机如图。由于规定相干解调，因此接受机必须得到与发端载波同步恢复载波coswct和sinwct。接受到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构成，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通过并-串变换，把双比特信号转变成两位串行数据。和此前同样，应得到信息位同步信号，以便确定积分时间和信息流恢复。QPSK频谱宽，并随中心频率偏移缓慢地衰减。在保持码间串扰最小条件下，脉冲成型可减小传播信号带宽。但用脉冲成型后就变成了线性调制，并且要用线性放大器来保证脉冲成型不变形。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可以提高频谱效率。（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种相位。以此类推，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，这样系统称为MPSK系统。PS