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【摘要】WLAN网路的吞吐量的提升在现代局域网中具有重要的作用，本文以IEEE820.11a为基础，进行OFDM技术的研究，包括工作原理以及技术指标。在此基础上进行，通过对误码概率进行降低以及数据传输的速率增大的方法来提高WLAN的吞吐量。WLAN中引入分集技术与分集合并技术通过实例验证分集技术可以有效的提高吞吐性能，对WLAN网路的数据传输快捷性具有重要的作用，为WLAN吞吐量的提升提供了很好的技术与方法。
【关键词】WLAN吞吐量提升分集技术
随着技术的发展，WLAN出现了标准化的IEEE. 802.11技术，提供分布式接入的方式，具有移动性好、费用低于线路故障性小等特点，更加方便快捷，满足用户以及网络的需求，成为下一代无线网络的重要的组成部分。
IEEE.802.11在很多领域是一个通用的标准，创立于无限局域网中，它规定了四种物理层传输方法，包括直序、跳频，红外与正交频分四种方式，各个方式根据具体环境的不同而适应。其中IEEE8.02.11a标准的物理层采取的是OFDM技术与交织技术，采用选取不同的调制方法得到不同的传输速率，在短距离的传输通信中得到广泛的应用。
一、IEEE.802.11a下的OFDM技术
1.1OFDM技术的概述及其原理
OFDM技术是一种复用技术下的多载波传输方法，其将其数据流分解为子数据流，每个子数据都具有一定的传输效率，用这些子数据来对载波进行调制，形成了整个传输系统，定义为正交频分复用。其中OFDM的发收的整个流程如图1所示：
在数据的传输过程中，发送装置处发出的数字信号与子载波之间存在着一一映射关系，采用数学变换方式将数据的频谱放置在相对应的时域上，可以有效地提高计算机运算的效率。如图1，分别有发送过程与接收过程，其中包含了收发装置不能同时进行受到信息与发送数据的操作，而对于接收装置中可以进行信号的处理将子载波的数据采集分析，变成自身可识别的数字信息，实现了数据的处理。OFDM的参数有带宽、比特率、时间间隔三个方面。
1.2IEEE802.11a物理层主要的技术
对于WLAN的接入方式来讲，OFDM技术具有十分主要的作用。主要的技术介绍以下下几个方面：（1）OFDM数据帧结构。IEEE802.11a在局域网中期OFDM的数据帧的结构包含了有速率、保留位、长度位、奇偶校验位组成的PLCP报头与业务位，尾比特、填充比特等组成，一个新号段又长度位，奇偶校验位、尾比特、速率构成，其决定了数据传输的比特率。（2）OFDM数据编码过程。OFDM的数据编码首先先产生PLCP序列，然后根据一个新号段的数据信息进行PLCP的增加比特，获取经过编码后产生的比特数的发送端的信息，进行设置发送端的比特流长度与编码后的比特数之间是整数倍关系。然后进输出，编码交织完成后进行分组，调制，导频插入、波形加窗处理等，完成整个OFDM的数据编码过程。（3）导频插入。导频的插入以4个子载波为一组，载波经过处理后形成一个序列。在插入之前，保证插入比特与接收的数目之间存在是48的整数倍，然后将序列为48的进行分解为若干组，当每组的的48个符号需要变动顺序的情形，则有：
dkn=dk+nsd*n，k=0，1，N序列，dkn表示接收到的符号数；
二、WLAN吞吐量的方法分析
2.1WLAN吞吐量分析
假如在WLAN中以数据包的形式进行数据的传递，由于受到诸多因素的影响，会使得传输过程中受到干扰，使得数据包中存在多个数据的破坏，出现此种情况会使得数据包进行重新发送。假设在WLAN链路中的吞吐为S，则无限网络的数据的吞吐量判定如式1所示：
S=R（1-PDF）（1）
式中R表示数据传输的速率的大小，PDF表示数据包的错误率；
PDF=1-（1-PM）L（2）
PM表示误码概率，L表示数据帧的长度。在此吞吐量分析的过程中，其中数据帧的长度是不变的，因此可以通过对误码概率进行降低以及数据传输的速率增大的方法来提高WLAN的吞吐量。本文中通过引入分集技术方法应用到WLAN网络中，可以有效的提高吞吐量，具体实现方式以下进行说明。
2.2分集技术方法
分集技术可以有效的解决数据传输过程的衰落问题，使得其概率减小，具有不通过对发射功率以及贷款的增加的情况下可以提高WLAN性能的优点。所谓的分集是针对信号传输中采取多个接收方法进行数据的接收，从而达到信号的衰落减少。在信号的传递过程中，将相关的信号进行分解成为独立的单元，按照关联关系组合起来。
（7）
（2）发射分集。发射分集是为接收装置提供同一信号的方法，其结构简单，实现方法，得到广泛的应用，其中有延迟、空时、空时编码分集三种形式。最简单的方案是通过两个天线采用正交空时编码方式进行设计。接收端通过传递过来的信息进行正交编码线性处理合并后来区别信号。接收端的信息通过空时编码分集方式，按照公式8得到接收端信号：
相关参数如接收分集中的含义。通过编译方法进行每个发射信号的判断，空时分组码地正交型使得发射出来的信号能够区分过来。
2.3分集合并技术
常用的合并方式有以下几种：（1）选择合并。根据预先规定的准则周期性，获取得到功率最大信号的最好的信号比进行输出。选择合并基于一定的规则在规定的接收时间内选择一个天线，链路质量过低时，进行关闭处理。高速的选择开关和比较判决电路组成了选择合并，主要的判断标准通过对接收的信号强度或信噪比或误码率进行比较来选择分集。在WLAN中，一般采用在接收机之前选择，这样可以减少接收机的数量和体积，降低成本。（2）最大比合并。根据各支路信噪比（SNR）来分配加权的权重，SNR大的支路权重大，SNR小的支路权重小“当每个分集支路上的干扰不相关时，最大比合并方法可使合并后的输出SNR最大。因此，最大比合并输出的平均信噪比是没有分集时平均信噪比的M（分集重数）倍”对于2重分集，最大比合并的平均信噪比可以获得3dB的好处。（3）等增益合并。在每条线路上引进加权值的方式，可以有效的对多条支路的合理的利用，比选择合并具有很好的效果。可以获得2.52db，具有很好的信噪比。需要进行可变异相器进行相位匹配在等增益合并的前端，保持各支路的信号同相位。
三、仿真实验
在IEEE802.11a标准的基础上加入空间分集技术，进行吞吐量的性能比较如图3所示。从图可以得到通过采用发射与接收分集技术可以有效的提高吞吐性能，总的性能提高了3dB。因此，在WLAN中进行吞吐量的提升方法中，可以采用分集技术，可以有效的使得吞吐量得到提升，在WLAN的实际运用中具有重要的作用。
参考文献
[1]高峰，高泽华等. IEEE802_11aDCF协议吞吐量与时延性能分析[J].北京邮电大学学报，2010年12月.
[2]吴大鹏，武穆清等.有效提高WLAN吞吐量的数据帧发送策略[J].通信学报，2010年2月.
[3]罗小华，杨峰等. IEEE802_11sWLANMesh网络延迟和吞吐量研究[J].西南大学学报，2010年7月.
[4] Yoram Solomon.WLAN数据吞吐量改进措施[J].电子产品世界，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]彭春华，蒋新华.高速移动环境下提高WLAN有效吞吐量方法的研究[J].铁道学报，2012年1月.
【关键词】WLAN吞吐量提升分集技术
随着技术的发展，WLAN出现了标准化的IEEE. 802.11技术，提供分布式接入的方式，具有移动性好、费用低于线路故障性小等特点，更加方便快捷，满足用户以及网络的需求，成为下一代无线网络的重要的组成部分。
IEEE.802.11在很多领域是一个通用的标准，创立于无限局域网中，它规定了四种物理层传输方法，包括直序、跳频，红外与正交频分四种方式，各个方式根据具体环境的不同而适应。其中IEEE8.02.11a标准的物理层采取的是OFDM技术与交织技术，采用选取不同的调制方法得到不同的传输速率，在短距离的传输通信中得到广泛的应用。
一、IEEE.802.11a下的OFDM技术
1.1OFDM技术的概述及其原理
OFDM技术是一种复用技术下的多载波传输方法，其将其数据流分解为子数据流，每个子数据都具有一定的传输效率，用这些子数据来对载波进行调制，形成了整个传输系统，定义为正交频分复用。其中OFDM的发收的整个流程如图1所示：
在数据的传输过程中，发送装置处发出的数字信号与子载波之间存在着一一映射关系，采用数学变换方式将数据的频谱放置在相对应的时域上，可以有效地提高计算机运算的效率。如图1，分别有发送过程与接收过程，其中包含了收发装置不能同时进行受到信息与发送数据的操作，而对于接收装置中可以进行信号的处理将子载波的数据采集分析，变成自身可识别的数字信息，实现了数据的处理。OFDM的参数有带宽、比特率、时间间隔三个方面。
1.2IEEE802.11a物理层主要的技术
对于WLAN的接入方式来讲，OFDM技术具有十分主要的作用。主要的技术介绍以下下几个方面：（1）OFDM数据帧结构。IEEE802.11a在局域网中期OFDM的数据帧的结构包含了有速率、保留位、长度位、奇偶校验位组成的PLCP报头与业务位，尾比特、填充比特等组成，一个新号段又长度位，奇偶校验位、尾比特、速率构成，其决定了数据传输的比特率。（2）OFDM数据编码过程。OFDM的数据编码首先先产生PLCP序列，然后根据一个新号段的数据信息进行PLCP的增加比特，获取经过编码后产生的比特数的发送端的信息，进行设置发送端的比特流长度与编码后的比特数之间是整数倍关系。然后进输出，编码交织完成后进行分组，调制，导频插入、波形加窗处理等，完成整个OFDM的数据编码过程。（3）导频插入。导频的插入以4个子载波为一组，载波经过处理后形成一个序列。在插入之前，保证插入比特与接收的数目之间存在是48的整数倍，然后将序列为48的进行分解为若干组，当每组的的48个符号需要变动顺序的情形，则有：
dkn=dk+nsd*n，k=0，1，N序列，dkn表示接收到的符号数；
二、WLAN吞吐量的方法分析
2.1WLAN吞吐量分析
假如在WLAN中以数据包的形式进行数据的传递，由于受到诸多因素的影响，会使得传输过程中受到干扰，使得数据包中存在多个数据的破坏，出现此种情况会使得数据包进行重新发送。假设在WLAN链路中的吞吐为S，则无限网络的数据的吞吐量判定如式1所示：
S=R（1-PDF）（1）
式中R表示数据传输的速率的大小，PDF表示数据包的错误率；
PDF=1-（1-PM）L（2）
PM表示误码概率，L表示数据帧的长度。在此吞吐量分析的过程中，其中数据帧的长度是不变的，因此可以通过对误码概率进行降低以及数据传输的速率增大的方法来提高WLAN的吞吐量。本文中通过引入分集技术方法应用到WLAN网络中，可以有效的提高吞吐量，具体实现方式以下进行说明。
2.2分集技术方法
分集技术可以有效的解决数据传输过程的衰落问题，使得其概率减小，具有不通过对发射功率以及贷款的增加的情况下可以提高WLAN性能的优点。所谓的分集是针对信号传输中采取多个接收方法进行数据的接收，从而达到信号的衰落减少。在信号的传递过程中，将相关的信号进行分解成为独立的单元，按照关联关系组合起来。
（7）
（2）发射分集。发射分集是为接收装置提供同一信号的方法，其结构简单，实现方法，得到广泛的应用，其中有延迟、空时、空时编码分集三种形式。最简单的方案是通过两个天线采用正交空时编码方式进行设计。接收端通过传递过来的信息进行正交编码线性处理合并后来区别信号。接收端的信息通过空时编码分集方式，按照公式8得到接收端信号：
相关参数如接收分集中的含义。通过编译方法进行每个发射信号的判断，空时分组码地正交型使得发射出来的信号能够区分过来。
2.3分集合并技术
常用的合并方式有以下几种：（1）选择合并。根据预先规定的准则周期性，获取得到功率最大信号的最好的信号比进行输出。选择合并基于一定的规则在规定的接收时间内选择一个天线，链路质量过低时，进行关闭处理。高速的选择开关和比较判决电路组成了选择合并，主要的判断标准通过对接收的信号强度或信噪比或误码率进行比较来选择分集。在WLAN中，一般采用在接收机之前选择，这样可以减少接收机的数量和体积，降低成本。（2）最大比合并。根据各支路信噪比（SNR）来分配加权的权重，SNR大的支路权重大，SNR小的支路权重小“当每个分集支路上的干扰不相关时，最大比合并方法可使合并后的输出SNR最大。因此，最大比合并输出的平均信噪比是没有分集时平均信噪比的M（分集重数）倍”对于2重分集，最大比合并的平均信噪比可以获得3dB的好处。（3）等增益合并。在每条线路上引进加权值的方式，可以有效的对多条支路的合理的利用，比选择合并具有很好的效果。可以获得2.52db，具有很好的信噪比。需要进行可变异相器进行相位匹配在等增益合并的前端，保持各支路的信号同相位。
三、仿真实验
在IEEE802.11a标准的基础上加入空间分集技术，进行吞吐量的性能比较如图3所示。从图可以得到通过采用发射与接收分集技术可以有效的提高吞吐性能，总的性能提高了3dB。因此，在WLAN中进行吞吐量的提升方法中，可以采用分集技术，可以有效的使得吞吐量得到提升，在WLAN的实际运用中具有重要的作用。
参考文献
[1]高峰，高泽华等. IEEE802_11aDCF协议吞吐量与时延性能分析[J].北京邮电大学学报，2010年12月.
[2]吴大鹏，武穆清等.有效提高WLAN吞吐量的数据帧发送策略[J].通信学报，2010年2月.
[3]罗小华，杨峰等. IEEE802_11sWLANMesh网络延迟和吞吐量研究[J].西南大学学报，2010年7月.
[4] Yoram Solomon.WLAN数据吞吐量改进措施[J].电子产品世界，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]彭春华，蒋新华.高速移动环境下提高WLAN有效吞吐量方法的研究[J].铁道学报，2012年1月.