摘要：闡述802.11b協(xié)議的直接序列擴(kuò)頻的特點(diǎn)及其在不同傳輸速率下的擴(kuò)頻原理。針對在dsp上如何實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻功能、如何針對dsp的架構(gòu)優(yōu)化程序，減少硬件開銷，提出改進(jìn)的方法。

    關(guān)鍵詞：802.11b； 直接序列擴(kuò)頻：dsp

    1 引言

    近年來，計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)的逐漸成熟和飛速發(fā)展使之迅速地滲透和普及到社會的各個領(lǐng)域．并在許多方面改變了人們原有的生活方式和生活觀念。ieee早在1999年就推出802.11b標(biāo)準(zhǔn)，目前主流的無線網(wǎng)卡均能夠支持802.11b標(biāo)準(zhǔn)。

    ieee802.11b協(xié)議[11(higher—speed physical layer extension in the 2.4 ghz band)是對802.11協(xié)議的修改和補(bǔ)充，其物理層部分在原來的1mb／s和2mb／s傳輸速率之外，增加了5.5mb／s和11mb／s的高速率dsss的方案。研究表明，dsss系統(tǒng)比fhss系統(tǒng)具有更好的誤碼性能和傳輸距離．但因qpsk不具有恒包絡(luò)特性，需要用線性功率放大器。故適用于高性能系統(tǒng)。

    2 802.1lb協(xié)議中的直接序列擴(kuò)頻

    80211b的dsss系統(tǒng)在1mb／s和2mb／s時采用長度為11的barker碼擴(kuò)頻，1mb／s采用dbpsk調(diào)制，2mb／s采用dqpsk調(diào)制。5.5mb／s和11mb／s則采用了cck調(diào)制，cck調(diào)制即c0mpleltientary code keying(補(bǔ)碼鍵控)調(diào)制。

    對于一對由二個元素組成的等長度序列，如果它們對于任何給定的分割，一個序列中相同的元素對和另外一個序列中不同的元素對的數(shù)量相等，那么這二個序列就是補(bǔ)碼序列。補(bǔ)碼序列有很強(qiáng)的位置對稱性，自相關(guān)性強(qiáng)，互相關(guān)性很弱，非常適于作為擴(kuò)頻通信中的偽隨機(jī)序列碼。如果補(bǔ)碼序列的元素具有相位參數(shù)的復(fù)數(shù)，那么構(gòu)成的補(bǔ)碼序列就是多相補(bǔ)碼序列。ieee802.11b中的cck調(diào)制采用的就是多相補(bǔ)碼序列，其定義的碼組就是一個包含4種相位0、π／2、π、-π／2的復(fù)數(shù)碼組。也就是說它的元素是{1，-1，j，-j}其中之一。

    ieee802.11b所采用的cck碼字最早是由richard van nee[2]定義的。以一個互補(bǔ)對作為核(kernel)，其他互補(bǔ)序列都是由這個核推演出來的。長度為n的二個不同的互補(bǔ)碼之間的最小距離為n／2(n=8)個符號。如果n／2個符號最小相位旋轉(zhuǎn)是2π／m，其中m是可能的相位的數(shù)量。那么最小歐式距離為

    cck碼字在多徑信道下的距離也是比較大的，這說明它是一種適合用于多徑信道的分組碼[3]。

    下面列出的公式是802．11b協(xié)議所規(guī)定的cck調(diào)制中所使用的補(bǔ)碼序列的產(chǎn)生公式：

    根據(jù)這個公式得到的一個長度為8的序列就是用來調(diào)制載波進(jìn)行擴(kuò)頻的補(bǔ)碼序列。

    圖1是對這4種調(diào)制方式的總結(jié)和比較[4]。

    3 基于dsp的擴(kuò)頻功能的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化

    3.1測試環(huán)境的搭建

    筆者采用上海正諾電子的專用指令集dsp來實(shí)現(xiàn)基帶的處理，其運(yùn)算速度可以達(dá)到160mi／s,能進(jìn)行矢量的乘累加。調(diào)試開發(fā)的環(huán)境便是基于這種dsp的實(shí)驗(yàn)板，采用dsp+單片機(jī)的結(jié)構(gòu)。單片機(jī)是atmel公司的。megal28型機(jī)，用來管理系統(tǒng)級事務(wù)，包括dsp代碼加載、參數(shù)傳遞、上位pc的rs232通信、鍵盤和顯示界面的管理。dsp專司基帶信號的處理。此外，通過泰克公司的tla721型邏輯分析儀(加載了tla7pg2碼型發(fā)生器模塊)來直接向dsp提供信號和接收處理完的信號。

    3.2具體過程的實(shí)現(xiàn)

    按照802.11b協(xié)議中對long plcp ppdu格式幀結(jié)構(gòu)的定義，preamble中包含128bit的同步碼，preamble和header都以1mb／s的速率發(fā)送。payload數(shù)據(jù)的發(fā)送速率由signal決定。

    通過邏輯分析儀向dsp發(fā)送mpdu數(shù)據(jù)包，經(jīng)過i)sp處理后變成ppdu發(fā)送．發(fā)送的ppdu由邏輯分析儀接收并傳給dsp。最后，dsp能夠正確完成接收功能，將一開始發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地還原出來。

    發(fā)送和接收的具體程序流程如圖2所示。

    3.3barker序列針對該dsp的改進(jìn)

    如果直接按照協(xié)議來做，對于lmb／s，2mb／s速率時的擴(kuò)頻，是直接乘以一組11個chip的barker序列，即+1，一1，+1，+1，一1，+1，+l，+1，一1，一l，一1，那么，就應(yīng)該把．barkei·序列直