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什么是物理层协议

篇一：计算机网络原理物理层接口与协议

计算机网络原理物理层接口与协议

物理层位于osi参与模型的最低层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。物理层的传输单位为比特。物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比

特流的物理连接。

物理层协议规定了与建立、连接和释放物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规和程性的特性。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。

图3-1dtc-dce接口

iso对osi模型的物理层所做的定义为：在物理信道实

体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。比特流传输可以采用异步传输，也可以采用同步传输完成。

另外，ccitt在x.25建议书第一级（物理级）中也做了类似的定义：利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在dte和dce之间实现对物理信道的建立、保持和拆除功能。

这里的dte(dateterminalequipment)指的是数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，它们是通信的信源或信宿，如计算机、终端等；

dce(datecircuitterminatingequipment或datecommunicationsequipment)，指的是数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入接点的网络设备的统称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。

dte-dce的接口框如图3-1所示，物理层接口协议实际

上是dte和dce或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网络节点与物理信道如何连接的问题。物理层协议规定了标准接口的机械连接特性、电气信号特性、信号功能特性以及交换电路的规程特性，这样做的主要目的，是为了便于不同的制造厂家能够根据公认的标准各自独立地制造设备。使各个厂家的产品都能够相互兼容。

1．机械特性

规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。

图3-2常见连接机械特征

图形3-2列出了各类已被iso标准化了的dce连接器的

几何尺寸及插孔芯数和排列方式。一般来说，dte的连接器

常用插针形式，其几何尺寸与dce连接器相配合，插针芯数和排列方式与dce连接器成镜像对称。

2．电气特性

规定了在物理连接上导线的电气连接及有关的电咱路

的特性，一般包括：接收器和发送器电路特性的说明、表示信号状态的电压/电流电平的识别、最大传输速率的说明、

以及与互连电缆相关的规则等。

物理层的电气特性还规定了dte-dce接口线的信号电平、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电器参数。

篇二：802.11物理层详解

802.11a/g物理层是用oFdm来实现的，因此可以提供比802.11b更高的数据速率，数据速率最高可达54mbps。下表为oFdm的主要参数

下面就以802.11a协议来说明物理层信号发射的编码、oFdm调制过程。

802.11a的ppdu数据单元的格式为：

数据包包括preamble、header以及psdudata部分。在mac层请求物理层要求发送数据时，会发送txVectoR矢量，物理层收到请求后产生plcppreamble域，preamble由10个重复的短训练序列（用于agc、信号检测、粗频率偏移估计

以及符号定位）和2个重复的长训练序列（精频率偏移估计、

信道估计）构成。报头的第一部分包含了10个重复的持续时间为800ns的短训练符号，它的时间长度仅为正常oFdm

符号时间长度的1/4（oFdm符合时间长度为3.2us）。短训符号由12个子载波组成，对应的编号均为4的倍数，即{-24、-20、-16、-12、-8、-4、4、8、12、16、20、24}号子载波，用序列s–26,26=√(13/6){0,0,1+j,0,0,0,–1–

j,0,0,0,1+j,0,0,0,–1–j,0,0,0,–1–

j,0,0,0,1+j,0,0,0,0,0,0,0,–1–j,0,0,0,–1–

j,0,0,0,1+j,0,0,0,1+j,0,0,0,1+j,0,0,0,1+j,0,0}来进

行调制。使用短训符号有两个原因:（1）在信号开始处使用短训符号可以方便地进行信号检测和自动增益控制，因为检测分组包出现的一种简单方式就是将信号本身和经短时间

延时后的信号做相关性检测，当相关性超过某一门限值时表示检测到分组包;（2）短的信号周期使做粗略的大范围的频率偏移估计成为可能，通过

计算2个连续的周期为800ns的信号之间的相位偏移，可以估计出最高范围为625khz（1/2×800ns）的频率偏移。如果使用正常长度的oFdm符号，则只能计算出最大156khz （1/2×3.2μs）的频率偏移，相对于5.8ghz的频率也就是2.6×10-7，而规范中允许每用户最大频偏可达到2×10-7，双向之和即为4×10-7（>2.6×10-7），显然长训练符号不能满足要求。第二部分是由两个时间长度为正常oFdm符号时

间长度的长训练符号和1.6μs的保护间隔构成，长训符号的主要作用是进行精确频率偏移估计和信道估计。精确频率偏移估计是利用粗频率偏移估计的结果进行的，首先用粗频率偏移估计的结果对信号进行频率补偿，然后计算两个连续信号间的

相位偏移从而得出精确频率偏移估计。信道估计则是进行相干解调的基础，其目的是找出相干解调的参考幅度和相位。而长训符号可以采用将两个相同信号加权平均的方法获得

噪声功率比正常信号的噪声功率低3db的优势，容易获取相干解调参数。同时长训符号的峰值与平均值之比也小于数据信号，这也保证了长训符号受到放大器非线性失真的影响更小。

从mac发送txVectoR矢量中Rate,length,和seRVice 域产生plcpheader，header中的数据经过卷积编码、交织、bpsk调制、导频插入、傅立叶变换处理后生成一个oFdmsymbol。

由txVectoR的Rate域来计算每个oFdm符号所含的data 位(ndbps)、编码率、每个oFdm子载波所含的编码数据位(nbpsc)以及每个oFdm符号的所含的编码位数。（说明：以mac层要求发送36mbps的数据为例，36mbps的编码率为3/4，3bits的data输入，通过编码交织后输出4位的编码；由于采用16qam的调制，输出的4位编码数据调制成一个复数，