Толықтырушы код кілттеуі: 802.11b желілеріндегі деректерді беру жылдамдығын арттыру әдісі

Кіріспе

Қосымша кодты кілттеу (CCK) – IEEE 802.11b спецификациясын қолданатын сымсыз желілерде (WLAN) қолданылатын модуляция схемасы. 1999 жылы CCK сымсыз цифрлық желілерде 2 Мбит/с-тан жоғары деректерді жеткізу үшін, қашықтық қысқартылатындығы есебінен Баркер кодын толықтыру мақсатымен қабылданды. Бұл CCK-дағы қысқа шиптеу тізбегімен (Баркер кодындағы 11 битке қарағанда 8 бит) байланысты, яғни жоғары деректерді беру жылдамдығын алу үшін таралу азаяды, бірақ тар жолақты кедергілерге осалдық артып, радио байланысының қашықтығы қысқарады. Қысқа шиптеу тізбегінен басқа, CCK көбірек биттерді кодтау үшін көбірек шиптеу тізбегіне ие (5,5 Мбит/с жылдамдықпен 4 шиптеу тізбегі және 11 Мбит/с жылдамдықпен 8 шиптеу тізбегі), бұл деректерді одан әрі арттырады. Баркер кодында тек бір шиптеу тізбегі бар. Голай алғаш талқылаған қосымша кодтар – екілік қосымша кодтардың жұптары еді. Ол, ұзындығы N кодтың элементтері [-1 немесе 1] болған жағдайда, олардың анықтамасынан олардың сәйкес автокорреляция тізбектерінің қосындысы барлық нүктелерде нөлге тең болатындығын, бірақ нөлдік ығысқаннан басқа барлық жерде K×N-ге тең болатындығын атап өтті (K – жиынтықтағы кодтық сөздердің саны). CCK – M-арлық ортогональды кілттеудің (M ary Orthogonal Keying) нұсқасы және жақсартуы болып табылады, ол «полифазды қосымша кодтарды» пайдаланады. Оларды Lucent Technologies және Harris Semiconductor әзірледі және 1998 жылы 802.11 жұмыс тобы қабылдады. CCK – 802.11b 5,5 немесе 11 Мбит/с жылдамдықпен жұмыс істегенде қолданылатын модуляция түрі. CCK бәсекелес модуляция техникаларынан артықшылыққа ие болды, өйткені ол шамамен бірдей жолақты пайдаланды және бұрынғы 1 және 2 Мбит/с сымсыз желілердегідей преамбула мен бас жазуды қолдана алды, бұл өзара үйлесімділікті жеңілдетті. Полифазды қосымша кодтар, алғаш рет Сивасвами ұсынған (1978 жыл), – әр элементі бірлік шамасы және кез келген фазасы бар күрделі сан болып табылатын кодтар, немесе 802.11b үшін нақтырақ айтқанда [1, −1, j, −j] элементтерінің бірі. 802.11g спецификациясын қолданатын желілер 802.11b жылдамдықтарында жұмыс істегенде CCK-ны қолданады.

Complementary code keying (CCK) is a modulation scheme used with wireless networks (WLANs) that employ the IEEE 802.11b specification. In 1999, CCK was adopted to supplement the Barker code in wireless digital networks to achieve data rate higher than 2 Mbit/s at the expense of shorter distance. This is due to the shorter chipping sequence in CCK (8 bits versus 11 bits in Barker code) that means less spreading to obtain higher data rate but more susceptible to narrowband interference resulting in shorter radio transmission range. Beside shorter chipping sequence, CCK also has more chipping sequences to encode more bits (4 chipping sequences at 5.5 Mbit/s and 8 chipping sequences at 11 Mbit/s) increasing the data rate even further. The Barker code, however, only has a single chipping sequence. The complementary codes first discussed by Golay were pairs of binary complementary codes and he noted that when the elements of a code of length N were either [−1 or 1] it followed immediately from their definition that the sum of their respective autocorrelation sequences was zero at all points except for the zero shift where it is equal to K×N. (K being the number of code words in the set). CCK is a variation and improvement on M ary Orthogonal Keying and uses 'polyphase complementary codes'. They were developed by Lucent Technologies and Harris Semiconductor and were adopted by the 802.11 working group in 1998. CCK is the form of modulation used when 802.11b operates at either 5.5 or 11 Mbit/s. CCK was selected over competing modulation techniques as it used approximately the same bandwidth and could use the same preamble and header as pre existing 1 and 2 Mbit/s wireless networks and thus facilitated interoperability. Polyphase complementary codes, first proposed by Sivaswamy, 1978, are codes where each element is a complex number of unit magnitude and arbitrary phase, or more specifically for 802.11b is one of [1, −1, j, −j]. Networks using the 802.11g specification employ CCK when operating at 802.11b speeds.

Математикалық сипаттама

802.11b қолданатын CCK модуляциясы деректерді сегіз чиптен тұратын символдармен жібереді, мұнда әрбір чип 11 Мчип/с чип жылдамдығымен күрделі QPSK биттерінің жұбы болып табылады. 5,5 Мбит/с және 11 Мбит/с режимдерінде сәйкесінше 4 және 8 бит символдың c0, …, c7 сегіз чипіне модульделеді, мұндағы және модульделетін биттермен анықталады. Яғни, фазалық өзгеріс әрбір чипке қолданылады, барлық жұп чиптерге ( бастап) қолданылады, әр төрт чиптің алғашқы екеуіне қолданылады және сегіз чиптің алғашқы төртеуіне қолданылады. Сондықтан, оны жалпыланған Хадамард трансформациясының кодтау түрі деп қарастыруға болады.