Структура кадров физического уровня

Проект IEEE 802.11n на физическом уровне предусматривает три структуры кадров - традиционную (совпадающую с IEEE 802.11а/g), смешанную и так называемое Зеленое поле (Green Field) (рис.6). Эти структуры соответствуют одноименным режимам работы. Последние два из них называют скоростными (НТ). Смешанный режим (ММ - mixed mode) предназначен для совместимости сетей IEEE 802.11а/g и IEEE 802.11n. Традиционные устройства распознают присутствие своих высокоскоростных собратьев и определяют режим их передачи (например, длительность захвата канала), что позволяет предотвратить коллизии, особенно в случае скрытых станций. Для этого в структуре пакетов типа ММ присутствуют как традиционные поля - короткая и длинная подстроечные последовательности (L-STF и L-LTF ) и заголовок SIGNAL (L-SIG), так и поля, необходимые для НТ-режима. К последним относятся управляющее поле HT-SIGNAL (HT-SIG), а также короткая и длинные подстроечные последовательности (HT-STF и HT-LTF). Временная задержка между каналами добавляется именно перед НТ-полями. Режим Зеленого поля (GF) позволяет передавать данные наиболее эффективно. В GF-кадрах присутствуют только НТ-поля, и традиционные приемники IEEE 802.11 такие посылки не воспримут. Поэтому данный режим опционален.

Рис. 6. Пакеты физического уровня стандарта IEEE 802.11n

Управляющее поле HT-SIGNAL состоит из двух частей по 24 бит каждая. Эти части кодируются (со скоростью 1/2), подвергаются перемежению и прочей обработке, как и в случае IEEE 802.11а. Поднесущие модулируются посредством BPSK, только модуляционные символы смещены на 90° относительно традиционного случая (приведенного на рис.1) - т.е. на диаграмме Грея значения битов 0 и 1 соответствуют -1 и 1 на квадратурной (мнимой) оси. В результате поле HT-SIGNAL занимает 2 OFDM-символа.

Информация, передаваемая в HT-SIGNAL: номер схемы кодирования/модуляции (MCS), признак ширины канала (20/40 Мбит), длина поля данных, признаки оценки канала smoothing (интегральная или на каждой поднесущей отдельно), пакетов прослушивания канала (sounding), объединения МАС-пакетов (aggregation), номер схемы STBC- кодирования, указатель типа кодирования (BCC/LDPCC), признак короткого защитного интервала в OFDM-символах (short GI), число дополнительных длинных подстроечных последовательностей (NHT-LTF), контрольная сумма CRC и разграничительные 6 бит (Tail) (рис.7). Короткая подстроечная последовательность аналогична традиционной (с поправкой на число поднесущих). Длинные подстроечные последовательности служат для оценки каналов передачи (для каждого антенного тракта), поэтому их число не может быть меньше, чем число прстранственно-временных потоков . Кроме того, HT-LTF - это механизм прослушивания канала, поэтому в кадре может быть больше HT-LTF, чем необходимо для передачи поля данных именно этого кадра (т.е. больше, чем в данный момент используется пространственно-временных каналов). Эти дополнительные последовательности предназначены для оценки каналов, которые передатчик предполагает использовать. Физически вышесказанное означает, что если данные в кадре передаются, например, через антенные тракты 1 и 2, то в них используют длинные подстроечные последовательности HT-LTF1 и HT-LTF2, а одновременно в незадействованных антенных трактах 3 и 4 могут транслироваться последовательности HT-LTF31 и HT-LTF4 для оценки соответствующих каналов. Длительность HT-LTF - 4 мкс, в режиме GF первая HT-LTF вдвое длиннее.

Рис. 7. Поле SIGNAL заголовка пакета физического уровня стандарта IEEE 802.11n

В результате применения дополнительных антенных трактов, а также 20- и 40-МГц каналов число возможных скоростей передачи и соответствующих им схем модуляции/кодирования существенно возрастает по отношению к базовому набору (см. табл.2). Причем возможны как симметричные схемы модуляции (одинаковые в каждом пространственном потоке), так и несимметричные (вид модуляции в каждом потоке различен). Проект описывает по 32 симметричные схемы для 20- и 40-Мгц каналов (для НТ-режимов) и по 44 асимметричные схемы. В результате для 20-МГц каналов предусмотрены скорости до 288,9 Мбит/с и до 600 Мбит/с - для 40-МГц каналов.

Дата добавления: 2014-01-20