802.11标准中DSSS系统的PHY功能描述

1 802.11中DSSS系统的PHY功能描述
1.1概述
章节15.3提供了一个收敛过程，其中MPDU在PPDU之间相互转换。

在传输过程中，MPDU应附加PHY前导码和标头以创建PPDU。

在接收器处，处理PHY前导码和报头，以帮助解调和交付MPDU。

1.2PPDU格式
图15-1显示了PPDU的格式，包括DSSS PHY前导码、DSSS PHY标头和MPDU。

PHY前导码包含以下字段：SYNC和SFD。

PHY标头包含以下字段：信令（信号）、服务（服务）、长度（长度）和CRC-16（CRC）。

这些字段中的每一个都在15.3.3中进行了详细描述。

1.3PHY字段定义
1.3.1 常规
整个PHY前导码和报头应使用15.4.5中描述的1Mb/s DBPSK调制进行传输。

所有传输的位应使用15.3.4中描述的馈通加扰器进行加扰。

1.3.2 P HY SYNC字段
SYNC字段应由加扰的1组成。

应提供此字段，以便接收方可以执行同步所需的操作。

1.3.3 P HY SFD
应提供SFD以指示PHY前导码中PHY相关参数的开始。

SFD应为X'F3A0'（MSB至LSB）。

LSB应首先及时发送。

1.3.4 P HY SIGNAL字段
SIGNAL字段向PHY指示用于MPDU传输（和接收）的调制。

数据速率应等于SIGNAL 字段值乘以100kb/s。

DSSS PHY目前支持由以下8位字给出的两种强制调制服务，其中LSB应首先及时传输：
a）X'0A'（MSB to LSB）for 1Mb/s DBPSK
b）X'14'（MSB to LSB）for 2Mb/s DQPSK
DSSS PHY速率变化功能在15.3.5中进行了描述。

该字段应受15.3.3.7中所述的CRC-16 FCS的保护。

1.3.5 P HY SERVICE字段
“SERVICE”字段保留供将来使用;在传输时应将其设置为0，在接收时应忽略。

LSB应首先及时发送。

该字段应受15.3.3.7中所述的CRC-16 FCS的保护。

1.3.6 P HY LENGTH字段
PHY LENGTH字段应为无符号整数，指示传输MPDU所需的微秒数。

传输的值应根据随8.3.5.5中描述的PHY-TXSTART.request原语发出的TXVECTOR中的LENGTH参数确定。

TXVECTOR中提供的LENGTH字段以八位字节为单位，并转换为微秒以包含在PHY LENGTH字段中。

LSB应首先及时发送。

该字段应受15.3.3.7中所述的CRC-16 FCS的保护。

1.3.7 P HY CRC字段
信号、服务和长度字段应使用CRC-16 FCS进行保护。

CRC-16 FCS应为受保护PHY 字段的模2除以多项式所生成的余数的1s补集：
受保护的位应按传输顺序进行处理。

所有FCS计算应在数据加扰之前进行。

例如，MPDU长度为192μs（24个八位字节）的DBPSK信号的“信号”、“服务”和“长度”字段将按以下公式给出：
0101 0000 0000 0000 0000 0011 0000 0000（最左边的位在时间上先传输）
这些受保护的PHY前导码的1s补足FCS将如下所示：
0101 1011 0101 0111（最左边的位在时间上先传输）
图15-2描述了此示例。

图15-2—CRC-16实现
使用图15-2中的信息的CRC-16 FCS的说明性示例如下图15-3所示。

图15-3—CRC计算示例
1.4PHY/DSSS PHY数据加扰器和解扰器
多项式G（z）=z–7+z–4+1应用于对DSSS PHY传输的所有位进行加密。

加扰器和解扰器的馈通配置是自同步的，这不需要事先了解加扰器的发射器初始化以进行接收处理。

图15-4和图15-5显示了数据加扰器和反扰流器的典型实现，但其他实现也是可能的。

发送时，应将加扰器初始化为除所有1以外的任何状态。

图15-4-数据加扰器
图15-5-数据解扰器
1.5PHY数据调制和调制速率变化
PHY前导码应使用1Mb/s DBPSK调制进行传输。

SIGNAL字段应指示应用于传输MPDU的调制。

发射器和接收器应启动由SIGNAL字段指示的调制，该调制从第一个符号（DBPSK为1位，DQPSK为2位）开始MPDU.MPDU传输速率应由15.2.2中描述的PHY-TXSTART.request原语发出的TXVECTOR中的DATARATE参数设置。

1.6PHY发送
发射PHY如图15-6所示。

图15-6—传输PHY
为了传输数据，应发出PHY-TXSTART.request原语，以便PHY实体处于传输状态。

此外，应将PHY设置为通过PLME通过STA管理在适当的通道上运行。

其他传输参数（如
DATARATE、TX天线和TX电源）通过PHY SAP进行设置，其基元为PHY-
TXSTART.request（TXVECTOR），如15.2.2中所述。

根据PHY-CCA.indication原语指示的CCA状态，MAC评估通道是否清晰。

清晰的通道应由PHY-CCA.indication（IDLE）原语指示。

如果信道清晰，PPDU的传输应通过发出PHY-TXSTART.request（TXVECTOR）原语来启动。

PHY-TXSTART.request基元的TXVECTOR元素是PHY标头参数SIGNAL（DATARATE）、SERVICE、LENGTH、
TX_ANTENNA、TXPWR_LEVEL_INDEX和TIME_OF_DEPARTURE_REQUESTED。

PHY标头参数LENGTH是根据TXVECTOR元素计算得出的，方法是乘以8表示1Mb/s，乘以4表示2Mb/s。

PHY配置有TXVECTOR元素TX_ANTENNA、DATARATE和TXPWR_LEVEL_INDEX 。

PHY实体应根据PHY-TXSTART.request原语中传递的参数立即启动PHY前导码的数据加扰和传输。

15.4.5.8中描述的发射上电斜坡所需的时间应包含在PHY SYNC字段中。

一旦PHY前导码传输完成，MAC和PHY-DATA之间应通过MAC和PHY-DATA发出的一系列PHY-DATA.request（DATA）原语在MAC和PHY之间交换数据。

由PHY发布的基元。

调制速率变化（如果有）应使用MPDU的第一个数据符号启动，如15.3.5中所述。

PHY通过从MAC传输一系列数据八位字节进行MPDU传输。

MAC可以通过PHY-TXEND.request原语提前终止传输。

在根据TXVECTORLENGTH字段中提供的数字传输最后一个MPDU八位字节的最后一位后，将发生正常终止。

PPDU传输应完成，PHY实体应进入接收状态。

建议在断电期间继续削片。

每个PHY-TXEND.request基元都使用来自PHY 的PHY-TXEND.confirm原语进行确认。

传输PHY的典型状态机实现如图15-7所示。

图15-7—PHY传输状态机
1.7PHY接收
接收PHY如图15-8所示。

图15-8—接收PHY
为了接收数据，应禁用PHY-TXSTART.request原语，以便PHY实体处于接收状态。

此外，通过PLME进行STA管理，将PHY设置为适当的通道并选择CCA方法。

其他接收参数，如RSSI、RCPI、信号质量（SQ）和指示的DATARATE，可通过PHY SAP访问。

接收到发射的能量后，根据选定的CCA模式，在正确接收之前，应发出PHY-
CCA.indication（BUSY）基元以进行能量检测（ED）和/或代码锁定的PHY标头。

PHY测量RSSI和SQ，参数在RXVECTOR中报告给MAC。

发出PHY-CCA.indication原语后，PHY实体应开始搜索SFD字段。

一旦检测到SFD字段，应启动CRC-16处理并接收PHY信号、服务和长度字段。

应处理CRC-16 FCS字段。

如果CRC-16 FCS检查失败，PHY接收器应返回到RX空闲状态，如图15-9所示。

如果CCA 的状态在完成完整的PPDU处理之前的接收期间恢复到空闲状态，则PHY接收器应返回到RX空闲状态州。

如果PHY标头接收成功（并且SIGNAL字段是完全可识别和支持的），则应发出PHY-RXSTART.indication（RXVECTOR）原语。

如果dot11TimingMsmtActivated为真，则PHY应执行以下操作：
—完成接收PHY标头并验证PHY标头的有效性。

—如果PHY标头接收成功（并且SIGNAL字段是完全可识别的，并且
支持），应发出PHY-RXSTART.indication（RXVECTOR）原语，并转发RXVECTOR中的RX_START_OF_FRAME_OFFSET参数（参见15.2.3）。

注意—RX_START_OF_FRAME_OFFSET值按6.3.55中所述使用，以便估计在接收端的介质上检测到传入帧的前导码的开始时间天线连接器。

与此基元关联的RXVECTOR包括信号字段、SERVICE字段、以八位字节为单位的MPDU长度（以微秒为单位从LENGTH字段计算得出）、用于接收的天线（
RX_ANTENNA）、RSSI和SQ。

接收到的MPDU位被组装成八位字节，并使用一系列PHY-DATA.indication（DATA）原语交换呈现给MAC。

SIGNAL字段中指示的速率变化应使用MPDU的第一个符号启动，如15.3.5中所述。

PHY继续进行MPDU接收。

在接收到最后一个MPDU八位字节的最后一位后，如PHY前导码LENGTH字段所示，接收器应返回到RX空闲状态，如下所示如图15-9所示。

应发出PHY-RXEND.indication（无错误）原语。

PHY-CCA.indication（IDLE）原语应在PHY载流子检测（PHYCS）和/或PHY能量检测（PHYED）根据所选CCA方法发生变化后发出。

如果PHYCS或PHYED的更改会导致CCA的状态在MPDU完全接收之前返回到IDLE状态，如在PHYLENGTH字段中，应使用PHY-RXEND.indication（CarrierLost）原语向MAC报告错误情况。

DSSS PHY的CCA应指示在传输的PPDU的预期持续时间内有一个繁忙的介质。

如果PHY标头成功，但SIGNAL字段中指示的速率不可接收，则不应发出PHY-RXSTART.indication原语。

PHY应通过发出PHY-RXEND.indication（不支持的速率）原语来指示错误情况。

如果PHY标头成功，但SERVICE字段不符合IEEE 802.11 DSSS规范，则不应发出PHY-RXSTART.indication原语。

PHY应通过发出PHY-RXEND.indication（FormatViolation）原语来指示错误情况。

此外，在这两种情况下，DSSS PHY的CCA应指示传输帧的预期持续时间内的繁忙介质，如LENGTH字段所示。

预期持续时间由LENGTH 字段（长度1μs）指示。

如果dot11RadioMeasurementActiviated为true，并且RXERROR等于NoError或UnsupportedRate，则PHY-RXEND.indication基元还包括RCPI作为参数。

图15-9显示了接收PHY的典型状态机实现的流程。

图15-9—PHY接收状态机。