1.1.9 Структура пакетов физического уровня

Пакеты МАС-уровня стандартов 802.11а и 802.11g стандартны[ CITATION Пед06 \l 1049 ]: сначала следует МАС-заголовок, содержащий адреса приемников и передатчиков, а также служебную информацию, далее — собственно данные (поле данных), за ними — контрольная сумма (CRC). Сформированный пакет МАС-уровня (MPDU) встраивается в пакет физического уровня.

На рисунке.1.10 показана структура кадра физического уровня. Кадр представляет собой последовательность в составе преамбулы, заголовка (PLCP-заголовок) и поля данных, за которым следуют так называемые хвостовые биты (Tail, равны нулю и обозначают конец ноля) и заполняющие биты (Pad), предназначенные для выравнивания длины пакета. Преамбула содержит 12 OFDM-символов. Все поля PLCP заголовка, кроме поля SERVICE, передаются посредством одного OFDM-символа, причем с наименьшей из возможных скоростей (номинальное значение 6 Мбит/с).

Рисунок 1.10 Структура пакета физического уровня

Оставшаяся часть заголовка и поле данных транслируются с заданной скоростью из таблицы 1.1.

PLCP преамбула

Поле PLCP преамбула используется для синхронизации. Она состоит из 10 коротких настроечных символов и двух длинными настроечных символов T1, T2. Они показаны на рисунке 1.11. При передаче преамбулы для короткой настроечной последовательности используется четырехпозиционная иQPSK модуляция. Для длинной настроечной последовательности используется BPSK модуляция

Рис 1.11Структура PLCP преамбулы

Рисунок 1.11показывает структуру PLCP преамбулы, где t1-t10 обозначены короткие настроечные символы, T1 и T2 длинные настроечные символы. Общая длительность преамбулы составляет 16 мкс. Короткие настроечные символы OFDM используют 12 поднесущих, которые модулируются элементами последовательности :

Умножение на коэффициент производится в целях нормализации средней мощности, так как для формирования такого OFDM символа используется 12 из 52 поднесущих.

Сигнал короткой настроечной последовательности должен быть сформирован в соответствии со следующим уравнением:

где - оконно-временная функция короткой настроечной последовательности, -число поднесущих для передачи данных, -элементы последовательности , - номер поднесущей, -расстояние между поднесущими

Факт того, что только спектральные линии последовательности с индексами кратными 4 имеют ненулевую амплитуду, приводит к периоду ОБПФ/БПФ:

Интервал равен длтельности десяти повторяющимся OFDM символам по 0,8 мкс (то есть 8 мкс).

OFDM символы длинной настроечной последовательности используют 53 поднесущих (в том числе нулевую обозначаемую как dc), которые модулируются элементами последовательности L, задается как

OFDM длинной настроечной последовательности формируется в соответствии со следующим уравнением:

где =1.6 мкс, - оконно-временная функция короткой настроечной последовательности, -оконно-временная функция длинной настроечной последовательности, -число поднесущих для передачи данных, - номер поднесущей, -элементы последовательности , -расстояние между поднесущими, -длительность циклического префикса длинной настроечной последовательности

Два периода длинной последовательности передаются для повышения точности оценки канала, получая

Поле SIGNAL

За преамбулой следует PLCP- заголовок физического пакета. Он состоит из двух фрагментов SIGNAL и SERVICE. Фрагмент SIGNAL передают одним OFDM символом с BPSK модуляцией поднесущих, и скоростью сверточного кодирования R = 1/2. Содержание поля SIGNAL не скремблируется. Фрагмент SIGNAL состоит из 24 битов, как показано на рисунке 1.12. Четыре бита с 0-го по 3й передают информацию о скорости передачи поля DATA (RATE). 4й бит зарезервирован для будущего использования. Биты с 5-го по16-й –передают информацию о длине пакета (LENGTH). Младший значащий разряд передается первым. Для надежности используется бит контроля четности (Parity). Шесть последних бит (Tail) всегда равных нулю, обозначают конец фрагмента SIGNAL.

Рисунок 1.12 Содержание фрагмента SIGNAL

Биты R1-R4 должны быть установлены в зависимости от скорости передачи, в соответствии со значениями в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Содержание бит R1-R4

R1-R4	Скорость (Мбит/с)
1101	6
1111	9
0101	12
0111	18
1001	24
1011	36
0001	48
0011	54

Поле DATA

Поле DATA содержит фрагменты SERVICE, PSDU, TAIL, и PAD. Все биты в поле данных скремблируются. Как показано на рисунке 1.13 фрагмент SERVICE имеет 16 бит, которые помечены как биты 0-15. Бит 0 должен быть передаваться первым во времени. Биты 0-6 поля SERVICE, равны нулю и используются для синхронизации дешифратора в приемнике. Остальные 9 бит с 7-го по 15-й зарезервированы. Все резервные биты равны нулю.

Рисунок 1.13 Фрагмент SERVICE

Поле данных завершают 6 разделительных нулевых бит (Tail). Они добавляются после скремблирования и служат как дополнительное средство контроля ошибок, поскольку в приемнике после сверточного декодера также должны оказаться равными нулю. Кроме того, в конце пакета добавляются специальные биты заполнения PAD (равны нулю), так чтобы общая длина поля данных (включая SERVICE) оказалась кратной - количеству бит в OFDM символе при выбранной скорости передачи данных.