【摘要】WLAN網(wǎng)路的吞吐量的提升在現(xiàn)代局域網(wǎng)中具有重要的作用，本文以IEEE820.11a為基礎(chǔ)，進(jìn)行OFDM技術(shù)的研究，包括工作原理以及技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行，通過(guò)對(duì)誤碼概率進(jìn)行降低以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试龃蟮姆椒▉?lái)提高WLAN的吞吐量。WLAN中引入分集技術(shù)與分集合并技術(shù)通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證分集技術(shù)可以有效的提高吞吐性能，對(duì)WLAN網(wǎng)路的數(shù)據(jù)傳輸快捷性具有重要的作用，為WLAN吞吐量的提升提供了很好的技術(shù)與方法。

【關(guān)鍵詞】WLAN吞吐量提升分集技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展，WLAN出現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的IEEE. 802.11技術(shù)，提供分布式接入的方式，具有移動(dòng)性好、費(fèi)用低于線路故障性小等特點(diǎn)，更加方便快捷，滿(mǎn)足用戶(hù)以及網(wǎng)絡(luò)的需求，成為下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的重要的組成部分。

IEEE.802.11在很多領(lǐng)域是一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)立于無(wú)限局域網(wǎng)中，它規(guī)定了四種物理層傳輸方法，包括直序、跳頻，紅外與正交頻分四種方式，各個(gè)方式根據(jù)具體環(huán)境的不同而適應(yīng)。其中IEEE8.02.11a標(biāo)準(zhǔn)的物理層采取的是OFDM技術(shù)與交織技術(shù)，采用選取不同的調(diào)制方法得到不同的傳輸速率，在短距離的傳輸通信中得到廣泛的應(yīng)用。

一、IEEE.802.11a下的OFDM技術(shù)

1.1OFDM技術(shù)的概述及其原理

OFDM技術(shù)是一種復(fù)用技術(shù)下的多載波傳輸方法，其將其數(shù)據(jù)流分解為子數(shù)據(jù)流，每個(gè)子數(shù)據(jù)都具有一定的傳輸效率，用這些子數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，形成了整個(gè)傳輸系統(tǒng)，定義為正交頻分復(fù)用。其中OFDM的發(fā)收的整個(gè)流程如圖1所示：

在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，發(fā)送裝置處發(fā)出的數(shù)字信號(hào)與子載波之間存在著一一映射關(guān)系，采用數(shù)學(xué)變換方式將數(shù)據(jù)的頻譜放置在相對(duì)應(yīng)的時(shí)域上，可以有效地提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算的效率。如圖1，分別有發(fā)送過(guò)程與接收過(guò)程，其中包含了收發(fā)裝置不能同時(shí)進(jìn)行受到信息與發(fā)送數(shù)據(jù)的操作，而對(duì)于接收裝置中可以進(jìn)行信號(hào)的處理將子載波的數(shù)據(jù)采集分析，變成自身可識(shí)別的數(shù)字信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的處理。OFDM的參數(shù)有帶寬、比特率、時(shí)間間隔三個(gè)方面。

1.2IEEE802.11a物理層主要的技術(shù)

對(duì)于WLAN的接入方式來(lái)講，OFDM技術(shù)具有十分主要的作用。主要的技術(shù)介紹以下下幾個(gè)方面：（1）OFDM數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。IEEE802.11a在局域網(wǎng)中期OFDM的數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)包含了有速率、保留位、長(zhǎng)度位、奇偶校驗(yàn)位組成的PLCP報(bào)頭與業(yè)務(wù)位，尾比特、填充比特等組成，一個(gè)新號(hào)段又長(zhǎng)度位，奇偶校驗(yàn)位、尾比特、速率構(gòu)成，其決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍芈?。?）OFDM數(shù)據(jù)編碼過(guò)程。OFDM的數(shù)據(jù)編碼首先先產(chǎn)生PLCP序列，然后根據(jù)一個(gè)新號(hào)段的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行PLCP的增加比特，獲取經(jīng)過(guò)編碼后產(chǎn)生的比特?cái)?shù)的發(fā)送端的信息，進(jìn)行設(shè)置發(fā)送端的比特流長(zhǎng)度與編碼后的比特?cái)?shù)之間是整數(shù)倍關(guān)系。然后進(jìn)輸出，編碼交織完成后進(jìn)行分組，調(diào)制，導(dǎo)頻插入、波形加窗處理等，完成整個(gè)OFDM的數(shù)據(jù)編碼過(guò)程。（3）導(dǎo)頻插入。導(dǎo)頻的插入以4個(gè)子載波為一組，載波經(jīng)過(guò)處理后形成一個(gè)序列。在插入之前，保證插入比特與接收的數(shù)目之間存在是48的整數(shù)倍，然后將序列為48的進(jìn)行分解為若干組，當(dāng)每組的的48個(gè)符號(hào)需要變動(dòng)順序的情形，則有：

dkn=dk+nsd*n，k=0，1，N序列，dkn表示接收到的符號(hào)數(shù)；

二、WLAN吞吐量的方法分析

2.1WLAN吞吐量分析

假如在WLAN中以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，由于受到諸多因素的影響，會(huì)使得傳輸過(guò)程中受到干擾，使得數(shù)據(jù)包中存在多個(gè)數(shù)據(jù)的破壞，出現(xiàn)此種情況會(huì)使得數(shù)據(jù)包進(jìn)行重新發(fā)送。假設(shè)在WLAN鏈路中的吞吐為S，則無(wú)限網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的吞吐量判定如式1所示：

S=R（1-PDF）（1）

式中R表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾实拇笮?，PDF表示數(shù)據(jù)包的錯(cuò)誤率；

PDF=1-（1-PM）L（2）

PM表示誤碼概率，L表示數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度。在此吞吐量分析的過(guò)程中，其中數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度是不變的，因此可以通過(guò)對(duì)誤碼概率進(jìn)行降低以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试龃蟮姆椒▉?lái)提高WLAN的吞吐量。本文中通過(guò)引入分集技術(shù)方法應(yīng)用到WLAN網(wǎng)絡(luò)中，可以有效的提高吞吐量，具體實(shí)現(xiàn)方式以下進(jìn)行說(shuō)明。

2.2分集技術(shù)方法

分集技術(shù)可以有效的解決數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程的衰落問(wèn)題，使得其概率減小，具有不通過(guò)對(duì)發(fā)射功率以及貸款的增加的情況下可以提高WLAN性能的優(yōu)點(diǎn)。所謂的分集是針對(duì)信號(hào)傳輸中采取多個(gè)接收方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，從而達(dá)到信號(hào)的衰落減少。在信號(hào)的傳遞過(guò)程中，將相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行分解成為獨(dú)立的單元，按照關(guān)聯(lián)關(guān)系組合起來(lái)。

（7）

（2）發(fā)射分集。發(fā)射分集是為接收裝置提供同一信號(hào)的方法，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方法，得到廣泛的應(yīng)用，其中有延遲、空時(shí)、空時(shí)編碼分集三種形式。最簡(jiǎn)單的方案是通過(guò)兩個(gè)天線采用正交空時(shí)編碼方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。接收端通過(guò)傳遞過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行正交編碼線性處理合并后來(lái)區(qū)別信號(hào)。接收端的信息通過(guò)空時(shí)編碼分集方式，按照公式8得到接收端信號(hào)：

相關(guān)參數(shù)如接收分集中的含義。通過(guò)編譯方法進(jìn)行每個(gè)發(fā)射信號(hào)的判斷，空時(shí)分組碼地正交型使得發(fā)射出來(lái)的信號(hào)能夠區(qū)分過(guò)來(lái)。

2.3分集合并技術(shù)

常用的合并方式有以下幾種：（1）選擇合并。根據(jù)預(yù)先規(guī)定的準(zhǔn)則周期性，獲取得到功率最大信號(hào)的最好的信號(hào)比進(jìn)行輸出。選擇合并基于一定的規(guī)則在規(guī)定的接收時(shí)間內(nèi)選擇一個(gè)天線，鏈路質(zhì)量過(guò)低時(shí)，進(jìn)行關(guān)閉處理。高速的選擇開(kāi)關(guān)和比較判決電路組成了選擇合并，主要的判斷標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)對(duì)接收的信號(hào)強(qiáng)度或信噪比或誤碼率進(jìn)行比較來(lái)選擇分集。在WLAN中，一般采用在接收機(jī)之前選擇，這樣可以減少接收機(jī)的數(shù)量和體積，降低成本。（2）最大比合并。根據(jù)各支路信噪比（SNR）來(lái)分配加權(quán)的權(quán)重，SNR大的支路權(quán)重大，SNR小的支路權(quán)重小“當(dāng)每個(gè)分集支路上的干擾不相關(guān)時(shí)，最大比合并方法可使合并后的輸出SNR最大。因此，最大比合并輸出的平均信噪比是沒(méi)有分集時(shí)平均信噪比的M（分集重?cái)?shù)）倍”對(duì)于2重分集，最大比合并的平均信噪比可以獲得3dB的好處。（3）等增益合并。在每條線路上引進(jìn)加權(quán)值的方式，可以有效的對(duì)多條支路的合理的利用，比選擇合并具有很好的效果?？梢垣@得2.52db，具有很好的信噪比。需要進(jìn)行可變異相器進(jìn)行相位匹配在等增益合并的前端，保持各支路的信號(hào)同相位。

三、仿真實(shí)驗(yàn)

在IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上加入空間分集技術(shù)，進(jìn)行吞吐量的性能比較如圖3所示。從圖可以得到通過(guò)采用發(fā)射與接收分集技術(shù)可以有效的提高吞吐性能，總的性能提高了3dB。因此，在WLAN中進(jìn)行吞吐量的提升方法中，可以采用分集技術(shù)，可以有效的使得吞吐量得到提升，在WLAN的實(shí)際運(yùn)用中具有重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]高峰，高澤華等. IEEE802_11aDCF協(xié)議吞吐量與時(shí)延性能分析[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2010年12月.

[2]吳大鵬，武穆清等.有效提高WLAN吞吐量的數(shù)據(jù)幀發(fā)送策略[J].通信學(xué)報(bào)，2010年2月.

[3]羅小華，楊峰等. IEEE802_11sWLANMesh網(wǎng)絡(luò)延遲和吞吐量研究[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)，2010年7月.

[4] Yoram Solomon.WLAN數(shù)據(jù)吞吐量改進(jìn)措施[J].電子產(chǎn)品世界，2003年5月.

[5] DONG Rong-Rong，HONG Pei-Lin，XUE Kai-Pin. An integrated LTE/WLAN two-hop-relay architecture for throughput and energy efficiency enhancement [J]. Journal of Graduate University of Chinese Academy of Sciences，1002-1175（ 2012） 03-414-09.

[6]彭春華，蔣新華.高速移動(dòng)環(huán)境下提高WLAN有效吞吐量方法的研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2012年1月.