802.11a協議是IEEE 802.11工作組為5GHz ISM頻段定義的WLAN物理層協議,採用OFDM方式。802.11a中定義的OFDM方式支援20MHz、10MHz和5MHz的通道頻寬,其中20MHz通道頻寬時,子載波數為52,資料載波為48, OFDM符號持續時間為4μs,保護間隔為0.8μs,佔用頻寬16.6MHz;10MHz通道頻寬時,子載波數為52,資料載波為48, OFDM符號持續時間為8μs,保護間隔為1.6μs,佔用頻寬8.3MHz;5MHz通道頻寬時,子載波數為52,資料載波為48,OFDM符號持續時間為16μs,保護間隔為3.2μs,佔用頻寬4.15MHz。
另外802.11a中定義的OFDM通訊方式還透過自適應調製編碼方式支援多種傳輸速率。所定義的卷積碼編碼器位元速率包括1/2、2/3和3/4,其中1/2位元速率為必選模式。所定義的調製方式包括BPSK、QPSK、16QAM和64QAM,其中BPSK、QPSK和16QAM為必選模式。使用BPSK、QPSK和16QAM調製方式時,卷積碼編碼器可選位元速率為1/2和3/4,使用64QAM時,卷積碼編碼器可選位元速率為2/3和3/4。透過公式:傳輸速率=資料載波數×調製位元數×位元速率/OFDM符號持續時間,可以計算出各種調製編碼方式所對應的傳輸速率。表1列出了IEEE 802.11a中所支援的傳輸速率和調製編碼方式以及通道頻寬的對應關係。
表1 802.11a傳輸速率和調製編碼之間的對應關係
IEEE 802.11a標準為OFDM的通訊方式定義的PPDU幀格式,包括三大部分,總共10個不同的欄位,具體如圖1所示。 PLCP Preamble Signal DATA 圖1 802.11a PPDU 幀格式
其中,PLCP Preamble部分為字首,用於接收端的OFDM時間頻率同步和增益校準。由12個OFDM符號組成,其中短訓練序列OFDM符號重複10次,長訓練序列OFDM符號重複2次。SIGNAL部分為OFDM傳輸的配置資訊,由1個OFDM符號承載,採用BPSK調製和1/2位元速率的卷積碼。具體的配置資訊位元分割為如圖2所示的5個欄位,RATE欄位用於表示DATA部分的傳輸模式,佔4bit,對應8種調製方式和位元速率組合;Reserved欄位為保留欄位,佔1bit,沒有明確資訊;Length欄位用於表示承載的資料長度,佔12bit,其對應的2進位制無符號整數指示PPDU中承載的MPDU的長度,單位為Byte;Parity欄位佔1bit,用於Signal部分Parity欄位之前欄位位元的奇偶校驗;Tail欄位為拖尾位元,用於卷積碼編碼器的校零,佔6bit,均置為0。 RATE Reserved Length Parity Tail 圖2 802.11a PLCP Preamble 欄位
DATA部分為需要傳輸的資料資訊,由數個OFDM符號承載,具體調製方式和位元速率由Signal部分的Rate欄位決定。協議中DATA部分被分割為如圖3所示的4個欄位。其中,Service欄位用於資料資訊輔助解調,佔16bit。前7bit被置為0,用於接收端資料解擾的同步,後9bit為保留位元,置為0待以後設定。MPDU欄位為物理層需要傳輸的資料bit,其長度由Signal部分的Length欄位決定。Tail欄位為拖尾位元,用於卷積碼編碼器的校零,佔6bit,均置為0。Pad Bits欄位為填充位元,用於OFDM符號的位元填充以使得整個DATA部分的位元數能夠剛好被整數個OFDM符號承載。 Service MPDU Tail Pad Bits 圖3 802.11a PLCP Preamble 欄位
802.11a協議是IEEE 802.11工作組為5GHz ISM頻段定義的WLAN物理層協議,採用OFDM方式。802.11a中定義的OFDM方式支援20MHz、10MHz和5MHz的通道頻寬,其中20MHz通道頻寬時,子載波數為52,資料載波為48, OFDM符號持續時間為4μs,保護間隔為0.8μs,佔用頻寬16.6MHz;10MHz通道頻寬時,子載波數為52,資料載波為48, OFDM符號持續時間為8μs,保護間隔為1.6μs,佔用頻寬8.3MHz;5MHz通道頻寬時,子載波數為52,資料載波為48,OFDM符號持續時間為16μs,保護間隔為3.2μs,佔用頻寬4.15MHz。
另外802.11a中定義的OFDM通訊方式還透過自適應調製編碼方式支援多種傳輸速率。所定義的卷積碼編碼器位元速率包括1/2、2/3和3/4,其中1/2位元速率為必選模式。所定義的調製方式包括BPSK、QPSK、16QAM和64QAM,其中BPSK、QPSK和16QAM為必選模式。使用BPSK、QPSK和16QAM調製方式時,卷積碼編碼器可選位元速率為1/2和3/4,使用64QAM時,卷積碼編碼器可選位元速率為2/3和3/4。透過公式:傳輸速率=資料載波數×調製位元數×位元速率/OFDM符號持續時間,可以計算出各種調製編碼方式所對應的傳輸速率。表1列出了IEEE 802.11a中所支援的傳輸速率和調製編碼方式以及通道頻寬的對應關係。
表1 802.11a傳輸速率和調製編碼之間的對應關係
IEEE 802.11a標準為OFDM的通訊方式定義的PPDU幀格式,包括三大部分,總共10個不同的欄位,具體如圖1所示。 PLCP Preamble Signal DATA 圖1 802.11a PPDU 幀格式
其中,PLCP Preamble部分為字首,用於接收端的OFDM時間頻率同步和增益校準。由12個OFDM符號組成,其中短訓練序列OFDM符號重複10次,長訓練序列OFDM符號重複2次。SIGNAL部分為OFDM傳輸的配置資訊,由1個OFDM符號承載,採用BPSK調製和1/2位元速率的卷積碼。具體的配置資訊位元分割為如圖2所示的5個欄位,RATE欄位用於表示DATA部分的傳輸模式,佔4bit,對應8種調製方式和位元速率組合;Reserved欄位為保留欄位,佔1bit,沒有明確資訊;Length欄位用於表示承載的資料長度,佔12bit,其對應的2進位制無符號整數指示PPDU中承載的MPDU的長度,單位為Byte;Parity欄位佔1bit,用於Signal部分Parity欄位之前欄位位元的奇偶校驗;Tail欄位為拖尾位元,用於卷積碼編碼器的校零,佔6bit,均置為0。 RATE Reserved Length Parity Tail 圖2 802.11a PLCP Preamble 欄位
DATA部分為需要傳輸的資料資訊,由數個OFDM符號承載,具體調製方式和位元速率由Signal部分的Rate欄位決定。協議中DATA部分被分割為如圖3所示的4個欄位。其中,Service欄位用於資料資訊輔助解調,佔16bit。前7bit被置為0,用於接收端資料解擾的同步,後9bit為保留位元,置為0待以後設定。MPDU欄位為物理層需要傳輸的資料bit,其長度由Signal部分的Length欄位決定。Tail欄位為拖尾位元,用於卷積碼編碼器的校零,佔6bit,均置為0。Pad Bits欄位為填充位元,用於OFDM符號的位元填充以使得整個DATA部分的位元數能夠剛好被整數個OFDM符號承載。 Service MPDU Tail Pad Bits 圖3 802.11a PLCP Preamble 欄位