802.11(wi-fi)的PHY层

版本概要：

         802.11-2007是目前的基础版本，之前的过时版本不考虑。

         2009是较新的版本，就是目前最普及的802.11n。（100Mb/s）

         2012就是传说中的802.11ac，工作在5G，速度牛逼哄哄的，但穿透力不咋的。

各种PHY总览：

        2007里给出了5种PHY，也就是5种编码与调制方法，每种PHY对应的PHY帧格式都是不同的。也就是说，虽然这个wifi标准对外的接口（MAC）是一样的，但是根据底层采用的不同PHY，底层的从帧格式到编码、调制都是不一样的。5种PHY分别是：直序扩频（DSSS）、跳频扩频（FHSS）、正交频分复用（OFDM）、高速率直序扩频（HR/DSSS）、红外（TR）。另外，还给出一个叫ERP的增强版本的PHY，改变了调制方法，增强了DSSS和OFDM的速率。

       2009里又多了一种：高吞吐（HT OFDM），就是在原来的OFDM基础上改进得来。

       最新的802.11ac里又多了一种：超高吞吐（VHT OFDM），还是改进OFDM得来。

       两个改进的OFDM都支持MIMO，就是多天线。这玩意能提高不少速率，原理略过。

各PHY分别介绍：

        FHSS和DSSS属于扩频通信，就是把原来在较小带宽传送的信号用较大的带宽来传送。为什么要这样浪费带宽呢？窄带容易被干扰，把窄带信号分布到大带宽上就不易被干扰了。真的浪费带宽吗？同样的带宽能传输的数据速度还不一定谁快呢。

       FHSS就是在一系列窄频上同步跳跃；DSSS就是将相对大功率的窄频信号扩展到相对低功率的宽带信号。 两种扩频方式各有优劣，FHSS在移动性上更好，DSSS在静止速度上更快。所以，速度为主要考虑因素，会选择DSSS，移动性为主要考虑因素，会选用FHSS。目前，wifi上用户需求最大的是速度，所以DSSS发展较好。

       HR/DSSS是增强版的DSSS，原理很简单，只是改变了编码方式，和缩减了帧头部长度。从而增加了速度。

       ERP也是那么回事，通过对DSSS、OFDM编码的改进提高速度。

       OFDM是一种很神奇的技术。能提高频谱利用率，简单的说就是调制和复用的结合，提高信道吞吐。        

       而2009里说的HT OFDM就是增加一些MIMO（多天线）相关技术。用多根天线来增加速率。

       而802.11ac里说的VHT OFDM就是更高的带宽，更多OFDM子载波。技术上没有本质的变化，都是OFDM+MIMO的不断增强。

PHY整体对外接口：

       PHY的上层是MAC，各个版本的PHY需要向MAC提供统一的调用接口，就是原语。原语包括以下几类：

    1、基本特性。包括：MIB管理（PLME-GET、PLME-SET）、复位（PLME-RESET）、特性参数查询（PLME-CHARACTERISTICS）、DSSS进入测试模式（PLME-DSSSTESTMODE）、发送时间估计（PLME-TXTIME）

     2、数据首发。包括：数据传输（PHY-DATA）、发送控制（PHY-TXSTART、PHY-TXEND）、信道空闲检测（PHY-CCARESET、PHY-CCA）、接收控制（PHY-RXSTART、PHY-RXEND）

PHY内部结构：

        最下层叫PMD（物理介质依赖），与实际的物理介质打交道

        中间层叫PLCP（物理层聚合），把MAC层传下来要发送的数据变成对应的实际物理层PHY要发送的数据（经过调制和编码，肯定和MAC层原来的不同了），送给PMD

        最上层叫PHY SAP，就是上段定义的对MAC的服务接口。是MAC可以直接调用的稳定接口，不论具体的PHY是什么，这些接口都是可用的，而且只可以调用这些接口。

        说白了，SAP就是通过PLCP将各个不同的物理介质PMD以统一的接口对外展现。

        当然，结构中还包括一个信息库MIB，存储属性参数。