基于802.11a的解交织的FPGA实现

引言 信息技术的飞速发展，使得人们对网络通信的需求也随之不断提高，希望打破不同的地域或客观条件的制约，能够“实现任何人（Whoever）在任何时候（Whenever）的任何地方（Wherever）对于任何人（Whomever）进行任何方式（Whatever）的通信”的目标。作为个人通信的一个重要的组成部分，无限局域网已经掀起了移动计算的新浪潮，在现实及未来的社会生活中将得到广泛的应用。WLAN的主要应用范围有： ·在移动工作环境下，向移动计算机用户提供访问信息网络资源的服务； ·应用于临时组网和难以布线的场合，如灾难回复、短时间的商用系统和大型会议； ·可作为有线局域网的无线延伸（补充），也可以作为LAN的无线互连（替代）； 数字通信中，WLAN的传输信道是变参信道，它不仅会引起随机错误，也会造成突发错误。随机错误的特点是码元之间的错误相互独立，即每个码元的错误概率与它前后码元的错误与否是无关的，随机错误一般发生在带有高斯白噪声（AWGN）的信道中，如一般情况下的微波信道。突发错误则不然，一个码元的错误往往影响前后码元的错误概率。或者说，一个码元产生错误，则后面几个码元都可能发生错误。所以由于传输特性不理想及各种干扰和噪声影响，将产生传输差错。通过信道编码这一环节，对信道进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免信息传送中误码的发生。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。而交织正是本设计的关键所在。由于在陆地移动通信信道上，大多数误码的产生并非是随机离散的，而可能是长突发形式的成串错误比特。采用交织技术的目的就是误码离散化，使突发差错变为随机差错，接收端纠正随机离散差错，能够改善整个数据序列传输质量。其思路是将需传输不同时段的信息码交错排列，传到接收端后恢复原排列，则传输过程中的集中误码，在被恢复的接收序列中将变为分散误码。 本设计有关的知识为通信原理、信道编码、交织与解交织，数字电路，数字信号处理。 1? 无线网络概述 1.1 无线局域网的含义 顾名思义，无线局域网（Wireless Local Area Nerwork，WLAN）就是在局部区域以无线（No Wire or Wireless）媒体或介质(Medium)进行通信的无线网络。这是广义的概念，实际上，无线局域网有着丰富的内涵。 无线网络是利用无线电波而非线缆来实现计算机设备与位置无关的网络数据传送的系统。它是一种灵巧的数据传输系统，是从有线网络系统自然延伸出来的技术，使用无线射频(RF)技术通过电波收发数据，减少使用电线连接。无线网络技术正在改变人们的种种观念，越来越多的人加入到无线网络的生活中，无线技术正在改变着人们传统的工作学习和生活方式。未来的发展，使得用户不管是在办公室、家里、学校、还是在旅途中，都需要始终同其他人保持联系，以获取所需的信息。 1.2 无线局域网的特点 无线局域网利用空中的电磁波（Airwave）代替传统的缆线进行信息传输，可以作为传统有线网络的延伸（Extend）、补充（Complementary）或代替（Alternate）。相比较而言，无限局域网具有以下许多优点： （1）??? 移动性（Mobility） “无线”就意味着可能移动，无线局域网的明显优点是提供了移动性。通信范围不再受环境条件的限制，这样就拓宽了挽留传输的地理范围。在有线局域网中，两个站点的距离在使用铜缆时被限制在500m内，即使采用单模光纤也只能达到3km，而无线局域网中两个站点间的距离目前可达到50km。无线局域网系统能够为用户提供实时的无处不在（Ubiquitous）的网络接入功能，是用户可以很方便地获取信息。 移动性分为用户移动和用户设备移动两类。在无线局域网中，无线局域网设备地移动又可分为不移动或固定（Fixed）、半移动（Nomadic）或便携式（Portable）移动和全移动（Mobile）。半移动式指设备可在网内移动，但只能在静止状态下与网络进行通信。全移动式指设备可在移动状态下保持与网络的通信，即“动中通”，它还可细分为慢速移动和快速移动。目前的无线局域网系统一般只支持固定、半移动和慢速移动。 此外，从网络层次上讲，移动又分为链路层移动和网络层移动。链路层移动有称为越区切换（Handoff）或散步（Walking），网络层移动也称为漫游（Roaming）。 （2）??? 灵活性（Flexibility） 安装容易，使用简便，组网灵活，无线局域网可以将网络延伸到线缆无法连接的地方，并可方便地增减、移动和修改设备。无线局域网地组网方式灵活多样，可以通过基础结构（Infrastructure）接入骨干网（Backbone），也可以自组网（Ad Hoc）；可以组成单区网和多区网，还可以在不同网间进行移动。 （3）??? 可伸缩性（Scalability） 在适当的位置或添加接入点（Access Point）或扩展点（Extend Point），就可以满足扩展组网的需要。 （4）? 经济性（Saving） 无线局域网可用与物理布线困难或不适合进行物理布线的地方，如危险区和古建筑等场合，节省了缆线及其附件的费用；省去了布线工序，可快速组网，可以节省人员费用，并能将网络快速投入使用，提供了经济效益；对于临时需要网络的地方，无线局域网可以低成本地快速实现；对于需要频繁重新不行或更换地方地场合，无线局域网可以节省长期费用。