解析IEEE 802.11g的帧类型检测

1 引 言

在IEEE 802.11g物理层中。基带处理器要处理3种不同的帧结构：DSSS_CCK（直接序列扩频补码键控）、OFDM（频分复用）和DSSS_OFDM（直接序列扩频正交频分复用）。图1显示了这3种不同的帧结构。因此在设计接收机时，首先要考虑数据帧的检测与判别问题，因为检测算法的正确性与准确性就决定了整个接收机的性能上限。

因此在设计接收机时，必须考虑不同类型信号的检测问题。在接收机前端，要先检测到接收的信号，再判别是哪种前导格式，才能进行余下的处理。

2 802.11g标准的帧头格式

在IEEE 802.11g标准中，其帧头可以采用两种形式中的一种：正交频分复用（OFDM）类型和直接序列扩频（DSSS）类型。

在OFDM类型的帧头中，位于基带信号最前端的是short preamhie前导信号，这是由10个相同的符号序列组成，一个符号的周期为0.8μs。每个符号序列由16个点构成，每个点都可以看成是有实部和虚部的复数，该帧头字列以20 M速率发送。

在DSSS类型的帧头中，前导信号以11 M速率发送，由多个同相或反相的符号周期地重复构成，周期为1μs。一个符号由11个点组成，每个点都可以看成是有实部和虚部的复数，前导（preamble）最基本的作用就是用来指示分组的到来，实际上对前导的检测是接收的准备。设计检测算法要考虑两个方面的指标：有效性与可靠性。

首先，不能在有分组到达时候检测不到，这就是所谓的丢帧，网络质量会因此而下降。提高分组到来时的检测率就是提高有效性。其次，不能在没有分组到达到时做出错误的到达指示，或者将一种分组误判无另外一种，引起网络资源的浪费，为了防止这种情况的发生，就要提高检测的可靠性。除了用来进行接收信号检测，无线局域网设备还要利用preamble完成其他接收中的任务。比如在OFDM类型preamble情况下，接收机还要用他来进行自动增益控制（AGC），频偏估计等。

因此，preamble检测必须在AGC调整的同时进行。AGC调整算法可以看作一个反复迭代的过程，目的是将信号幅度调整到A／D转换器的转换范围之内，这就使得检测算法的输入信号幅度是在不停变化的，因此检测算法必须能够应对这种情况。