WIFI系列协议--802.11b--2.4 GHz频段的高速物理层扩展--11Mbit
1.缩写和首字母缩写
| 缩写 | 全称 |
|---|---|
| CCK | 互补码键控 |
| HR/DSSS | 高速率直接序列扩频采用长序言和标头 |
| HR/DSSS/short | 高速率直接序列扩频采用可选的短序言和标头模式 |
| HR/DSSS/PBCC | 高速率直接序列扩频采用可选的分组二进制卷积编码方式和长序文与报头 |
| HR/DSSS/PBCC/short | 高速率直接序列扩频采用可选的分组二进制卷积编码方式和可选的短序言和头文件 |
2.帧格式
Beacon帧格式(Beacon frame format)
| 次序 | 信息 | 注意点 |
|---|---|---|
| 1 | Timestamp | 无 |
| 2 | Beacon interval | 无 |
| 3 | Capability Information | 无 |
| 4 | SSID | 无 |
| 5 | Supported Rates | 无 |
| 6 | FH Parameter Set | FH参数集信息元素只存在于跳频物理系统STAs生成的信标帧内 |
| 7 | DS Parameter Set | DS参数集信息元素只存在于直接序列物理方法STAs使用生成的信标帧中 |
| 8 | CF Parameter Set | CF参数集信息元素只出现在支持PCF的APs生成的信标帧中 |
| 9 | IBSS Parameter Set | IBSS参数集信息元素只出现在IBSS中的STAs生成的信标帧中 |
| 10 | TIM | TIM信息元素只出现在APs生成的信标帧中 |
Probe响应帧格式(Probe Response frame forma)
| 次序 | 信息 | 注意点 |
|---|---|---|
| 1 | Timestamp | 无 |
| 2 | Beacon interval | 无 |
| 3 | Capability Information | 无 |
| 4 | SSID | 无 |
| 5 | Supported Rates | 无 |
| 6 | FH Parameter Set | FH参数集信息元素只存在于STAs跳频理论物理生成的探测响应帧中 |
| 7 | DS Parameter Set | DS参数集信息元素只存在于STAs直接序列物理生成的探测响应帧中 |
| 8 | CF Parameter Set | CF参数集信息元素只出现在由支持PCF的APs生成的探针响应帧中 |
| 9 | IBSS Parameter Set | IBSS参数集信息元素只出现在由STAs在IBSS中生成的探测响应帧中 |
能力集信息域(Capability Information field)
功能信息字段包含许多子字段，这些子字段用于指示请求的或已发布的功能。能力信息字段的长度为2个字节。功能信息字段由以下子字段:ESS, IBSS, CF-Pollable, CF-Poll Request, and Privacy, Short Preamble, PBCC, and Channel Agility。能力信息字段的格式：
| B0 | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | B7 | B8-B15 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ESS | IBSS | CF Pollable | CF-Poll Request | Privacy | Short Preamble | PBCC | Channel Agility | Reserved |
状态码字段(Status Code field)
| 状态码 | 含义 |
|---|---|
| 19 | 关联拒绝由于请求站不支持短序言选项 |
| 20 | 关联拒绝由于请求站不支持PBCC调制选项 |
| 21 | 关联拒绝由于请求站不支持频道Agility选项 |
支持速率元素(Supported Rates element)
| 速率[Mbit/sec] | 表达值 |
|---|---|
| 1(B) | 0x82 |
| 2(B) | 0x84 |
| 5.5(B) | 0x8b |
| 11(B) | 0x96 |
| 18 | 0x24 |
| 24(B) | 0xb0 |
| 36 | 0x48 |
| 54 | 0x6c |
3.多重速率的支持(Multirate support)
具有多个数据传输速率功能，允许实现执行动态速率以提高性能为目的的切换。所有控制帧应以BSS基本速率集，或以PHY规定的强制速率中的一个速率，以便所有测试中的测试人员都能理解。所有具有多播和广播RA的帧必须以BSS基本速率集中包含的速率之一进行传输，而不管它们的类型或子类型。为了允许发送STA计算Duration/ID字段的内容，响应STA应将其控制响应和管理响应帧(CTS或ACK)传送至在帧交换序列中，小于或等于与前一帧相同的速率的BSS基本速率集中的最高速率。
4.高速率，直接序列扩频物理量规格(High Rate, direct sequence spread spectrum PHY specification)
概述
本条款规定了PHY对直接序列扩频(DSSS)的高速率扩展。DSSS系统的扩展建立在数据速率能力的基础上，如1999年版IEEE Std 802.11，除了提供1Mbps和2mbps速率外，还提供5.5 Mbit/s和11 Mbit/s有效载荷数据速率。为了提供更高的速率，采用了8芯片互补码键控(CCK)作为调制方案。芯片速率为11MHz，与1999年版IEEE Std 802.11描述的DSSS系统相同，因此提供了相同的占用信道带宽。基础高速率物理层使用与DSSS物理层相同的PLCP序言和header，因此这两个物理层可以共存于相同的BSS中，并且可以使用所提供的速率切换机制。除了为DSSS系统提供更高速度的扩展之外，还有一些可选的特性可以改进射频LAN系统的性能，因为技术允许这些选项的实现变得更加经济有效。提供了一种用分组二进制卷积编码(HR/DSSS/PBCC)代替CCK调制的可选模式。还提供了另一种可选模式，通过使用更短的PLCP序言，允许以更高的速率(2、5.5和11 Mbit/s)显著提高数据吞吐量。这种模式称为HR/DSSS/short，或HR/DSSS/PBCC/short。这种简短的序言模式可以与DSSS、HR/DSSS或HR/DSSS/PBCC在有限的情况下共存，例如在不同的通道或使用适当的CCA机制。还提供了通道敏捷性的可选功能。此选项允许实现克服静态信道分配(音调干扰器)的一些固有困难，而不会给所有实现增加此功能的额外成本。此选项还可用于实现兼容ieee802.11的系统，该系统可与FH和DS调制互操作。
范围
本条款指定了用于HR/DSSS扩展的PHY实体，以及为适应高速率PHY而必须对基础标准进行的更改。高速率物理层由以下两个协议功能组成：
a.一种适应依赖物理介质的能力的物理量收敛函数(PMD)系统到PHY服务。该函数由PHY收敛过程支持(PLCP)，它定义了一种方法，将MAC子层协议数据单元(MPDU)映射成适合于在两个或多个STAs之间使用相关PMD系统发送和接收用户数据和管理信息的帧格式。物理层交换包含PLCP服务数据单元(PSDU)的物理层协议数据单元(PPDU)。MAC使用PHY服务，因此每个MPDU都对应一个在PPDU中携带的PSDU。
b.一个PMD系统，它的功能定义了传输和的特性和方法通过两个或多个STAs之间的无线媒体接收数据，每个STAs使用较高的速率PHY系统
高速率PHY函数( High Rate PHY functions)
高速率的PHY包含三个功能实体:PMD功能、PHY收敛功能，以及层管理功能。
PLCP sublayer：为了使MAC的操作对PMD子层的依赖性最小，定义了一个PLCP子层。此功能简化了PHY服务接口到MAC服务。
PMD sublayer：PMD子层提供了一种通过两个或多个STAs之间的WM传输和接收数据的方法和手段，每个STAs都使用高速率系统。
PHY management entity (PLME)：PLME与MAC管理实体一起执行本地PHY功能的管理。
工作频率范围(Operating frequency range)
高速率PHY应在美国和欧洲监管机构分配的2.4-2.4835 GHz频率范围内工作，或在日本监管机构分配的2.471-2.497 GHz频率范围内工作。
操作通道数(Number of operating channels)
FCC(美国)、IC(加拿大)和ETSI(欧洲)规定的工作频率为2.4-2.4835 GHz。对于日本，操作指定为2.471 - 2.497 GHz。法国允许在2.446 - 2.4835 GHz范围内运行，西班牙允许在2.445 - 2.475 GHz范围内运行。通道中心频率和CHNL_ID如下：
| channel id | Frequency(MHz) | FCC | IC | ETSI | Spain | Frence | MKK |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2412 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 2 | 2417 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 3 | 2422 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 4 | 2427 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 5 | 2432 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 6 | 2437 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 7 | 2442 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 8 | 2447 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 9 | 2452 | Y | Y | Y | - | - | - |
| 10 | 2457 | Y | Y | Y | Y | Y | - |
| 11 | 2462 | Y | Y | Y | Y | Y | - |
| 12 | 2467 | - | - | Y | - | Y | - |
| 13 | 2472 | - | - | Y | - | Y | - |
| 14 | 2484 | - | - | - | - | - | Y |
在多小区网络拓扑结构中，如果中心频率之间的距离至少为25 MHz，使用不同信道的重叠和/或相邻小区可以同时工作而不受干扰。14频道将专门指定在日本运营。
调制和信道数据速率(Modulation and channel data rates)
为高速率物理层指定了四种调制格式和数据速率。基本访问速率应基于1Mbit /s DBPSK调制。增强的访问速率应基于2Mbit /s DQPSK。扩展的直接序列规范定义了两个额外的数据速率。高速率访问速率应基于5.5 Mbit/s和11 Mbit/s的CCK调制方案。还提供了一个可选的PBCC模式，以潜在地增强性能。
操作信道(Operating channels)
| Set | Number of channels | HR/DSSS channel numbers |
|---|---|---|
| 1 | 3 | 1, 6, 11 |
| 2 | 6 | 1, 3, 5, 7, 9, 11,13 |
频道开关/结算时间(Channel switching/settling time)
当工作信道中心频率稳定在标称信道中心的±60khz内时，符合PMD的开关时间规范。无线电必须等到频道改变后的稳定时间才可以广播。
发射功率电平(Transmit power levels)
根据有关管理机构规定的惯例测量的最大允许输出功率。在美国，辐射的排放量也应该符合美国国家标准协会(ANSI)非受控辐射排放标准(IEEE Std C95.1-1999)。
| Maximum output power | Geographic location | Compliance document |
|---|---|---|
| 1000mW | USA | FCC 15.247 |
| 100 mW (EIRP) | Europe | ETS 300–328 |
| 10 mW/MHz | Japan | MPT ordinance for Regulating Radio Equipment, Article 49-20 |
发射功率电平控制(Transmit power level control)
传输功率大于100mw时应提供功率控制。最多可提供四个功率级。至少，能够传输超过100mw功率的无线电应该能够将功率切换回100mw或更少。
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