802.11-调制解调技术
什么是802.11？
IEEE 802.11协议详细介绍作为全球公认的局域网权威，IEEE 802工作组建立的标准在过去二十年内在局域网领域内独领风骚。
这些协议包括了802.3 Ethernet协议、802.5 Token Ring 协议、802.3z 100BASE-T快速以太网协议。
在1997年，经过了7年的工作以后，IEEE发布了802.11协议，这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。
在1999年9月，他们又提出了802.11b"High Rate"协议，用来对802.11协议进行补充，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps 和11Mbps两个新的网络吞吐速率,后来又演进到802.11g的54Mbps，直至今日802.11n的108Mbps。
802.11a高速WLAN协议，使用5G赫兹频段。
最高速率54Mbps，实际使用速率约为22-26Mbps与802.11b不兼容，是其最大的缺点。
也许会因此而被802.11g淘汰。
802.11b目前最流行的WLAN协议，使用2.4G赫兹频段。
最高速率11Mbps，实际使用速率根据距离和信号强度可变（150米内1-2Mbps，50米内可达到11Mbps）.802.11b 的较低速率使得无线数据网的使用成本能够被大众接受（目前接入节点的成本仅为10-30美元）。
另外，通过统一的认证机构认证所有厂商的产品，802.11b设备之间的兼容性得到了保证。
兼容性促进了竞争和用户接受程度。
802.11e基于WLAN的QoS协议，通过该协议802.11a,b,g能够进行VoIP。
也就是说，802.11e是通过无线数据网实现语音通话功能的协议。
该协议将是无线数据网与传统移动通信网络进行竞争的强有力武器。
802.11g802.11g是802.11b在同一频段上的扩展。
支持达到54Mbps的最高速率。
兼容802.11b。
该标准已经战胜了802.11a成为下一步无线数据网的标准。
移动通信技术802.11b.g.n协议
移动通信技术802.11b/g/n协议一、符合IEEE的移动通信技术二、802.11四种主要物理组件1.工作站(Station)构建网络的主要目的是为了在工作站间传送数据。
所谓工作站，是指配备无线网络接口的计算设备，即支持802.11的终端设备。
如安装了无线网卡的PC，支持WLAN的手机等。
2.接入点(Access Point)802.11网络所使用的帧必须经过转换，方能被传递至其他不同类型的网络。
具备无线至有线的桥接功能的设备称为接入点，接入点的功能不仅于此，但桥接最为重要。
为STA提供基于802.11的接入服务，同时将802.11mac帧格式转换为以太网帧，相当于有限设备和无线设备的桥接器。
3.无线媒介(Wireless Medium)802.11标准以无线媒介在工作站之间传递帧。
其定义的物理层不只一种，802.11最初标准化了两种射频物理层(2.4GHz和5GHz)以及一种红外线物理层。
4.分布式系统(Distribution System)当几个接入点串联以覆盖较大区域时，彼此之间必须相互通信以掌握移动式工作站的行踪。
分布式系统属于802.11的逻辑组件，负责将帧传送至目的地，将各个AP连接起来的骨干网络。
三、无线局域网的网络类型Infrastructure网络架构可以实现多终端共用一个AP。
需要AP提供接入服务，AP负责基础结构型网络的所有通信。
这种网路可以提供丰富的应用，较多的STA接入数量。
Ad-hoc网络没有有线基础设施，网络节点由移动主机构成，无线网卡之间的通讯，不需要通过AP。
一般是少数几个STA为了特定目的而组成的一种暂时性网络，又称特设网络。
802.11-基础结构网络的架构注意：◆BSS(basic service set)基本服务集由能互相通信的STA组成，是802.11网络提供服务的基本单元；◆ESS扩展网络由多个BSS构成，是采用相同SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSSS，是为了解决单个BSS覆盖范围小的问题而定义的；◆SSID（服务集标识），标识一个ESS网络，相当于网络的名称；◆BSSID是AP的MAC地址，用来标识AP管理的BSS。
802.11n简述
OFDM（正交频分复用）技术
MIMO-OFDM
Channel bonding(40MHz)
20MHz是单层道 40MHz是双层道
20/ 40MHz频宽选择方式
TXOP/Block ACK
TXOP(对称的传输机会)
当站点需要传输MSDU时，并不会在获得接入机会的同时接入信道，而
是等待一段时间后再进行发送。一个节点从其获取接入信道的机会到其 开始传输的时间叫做一个TXOP。通过轮询或者竞争的机制可以调整不 同站点TXOP的大小，使得信道可以得到更好的应用
802.11k
管理增进 无线资源管理：指定 无线电频率环境的测 量方法
易与802.11i混淆，预 留不使用 802.11家族规范进行 维护、修正、改进， 以及为其提供解释文 件
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2008
802.11l 802.11m
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802.11n
600Mbps >100Mbps
20MHz /& 40MHz
DataRate和吞吐量
DateRate
DataRate指物理层传输速率，是传输信号的速度，不管这是 数据帧还是其他的控制帧。11N提供最高达600M的物理层传 输速率
吞吐量
吞吐量指的是真正的数据载荷部分传输的速率。一般测试结果 大致为总传输速率的一半左右它是不计算诸如：TCP负载，MAC 头负载，和PHY负载，以及控制帧管理帧，和空闲时间，冲突 造成的负载等
传统:去相同地方的人各自开车 更新:组织去同一目标的人共乘
Frame Aggregation
传统情况
发送端先获取频道,发送一个数据帧后释放频道,再获取频道重新发送下一个帧。
无线局域网标准
无线局域网标准无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）是一种利用无线通信技术实现的局域网。
它可以为移动用户提供无线接入，实现移动办公、移动商务和无线互联网接入等功能。
无线局域网标准是指无线局域网技术规范的统一标准，它对无线局域网的设计、实施和管理起着至关重要的作用。
本文将对无线局域网标准进行详细介绍，以帮助读者更好地了解和应用无线局域网技术。
无线局域网标准主要包括IEEE 802.11系列标准和Wi-Fi联盟制定的标准。
IEEE 802.11系列标准是无线局域网技术的国际标准，它定义了无线局域网的物理层和介质访问控制层的技术规范。
IEEE 802.11系列标准包括了很多具体的标准，如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等，它们分别对应不同的无线局域网技术。
Wi-Fi联盟制定的标准则是基于IEEE 802.11系列标准的基础上，对无线局域网的认证、互操作性和安全性进行了规范，以确保不同厂家生产的无线设备可以互相兼容和互操作。
在无线局域网标准中，物理层和介质访问控制层的技术规范是最为重要的部分。
物理层定义了无线局域网的无线传输技术和频谱利用规则，包括了调制解调、信道编码、频谱分配等技术。
而介质访问控制层则定义了无线局域网的接入方式和数据传输的管理方式，包括了帧结构、数据传输方式、接入机制等技术。
这些技术规范的制定，对于无线局域网的性能、容量、覆盖范围和安全性都有着直接的影响。
除了物理层和介质访问控制层的技术规范外，无线局域网标准还包括了对网络管理、安全性、互操作性和认证等方面的规范。
这些规范对于无线局域网的部署、运行和管理起着至关重要的作用，它们可以确保无线局域网能够稳定、安全、高效地运行，同时还可以保证不同厂家生产的无线设备可以互相兼容和互操作。
总的来说，无线局域网标准是无线局域网技术的基石，它对无线局域网的设计、实施和管理起着至关重要的作用。
ieee802.11系列标准的主要技术
ieee802.11系列标准的主要技术
IEEE 802.11系列标准主要使用以下技术：
1. 红外线技术：这种技术用于传输数据，具有抗干扰能力强、传输速度快、安全性高等优点。
2. 跳频扩频技术：通过在多个频率上跳变传输数据，以增加数据传输的可靠性并减少干扰。
3. 直接序列扩频技术：将数据转换为低功率的宽带信号进行传输，以增加数据传输的可靠性并减少干扰。
此外，802.11ax标准还使用了以下技术：
1. OFDMA频分复用技术：通过时间段区分多个用户，单个时间段内，只有一个用户。
OFDMA通过引入时频资源块RU，也就是同一时间段内，将低、中、高频段划分为多组RU，分给多个不同的用户。
单个用户通过多个时间段的组合，来获取完整数据包。
2. UL MU-MIMO技术：支持多用户通过使用不同的空间流来提高吞吐量。
802.11ax新引入的是UL MU-MIMO。
802.11ax支持UL MUMIMO后，借助UL OFDMA技术（上行），可同时进行MU-MIMO传输和分配不同RU进行多用户多址传输，提升多用户并发场景效率，大大降低了应用时延。
以上信息仅供参考，建议查阅专业书籍或者咨询专业人士。
802.11abgn与802.11ac的区别以及详细的介绍资料
无线加密技术
无线网络加密技术之WPA
WPA延用WEP算法函数RC4，但增加了一些特性以消除WEP使用密码 方式上的一些问题： 1.更严格的认证：一个802.1x服务器，如Radius服 务器，可以单独地用于用户认证。 2.更长的密钥：WPA将Initialization Vector (IV)的长度增加到48位，主密钥的长度增加到128位。 3.Temporal Key Integrity Protocol (TKIP)为每一个客户生成不同密钥， 并且为每一个后续数据包使用不同的密钥。
WPA具备以下2种模式工作：个人或企业。 个人模式：这个模式以 WEP相同方式手动地使用配置的密钥。所有客户端使用相同的初始主密 钥。 企业模式：AP使用Extensible Authentication Protocol (EAP)来与 每个单独的客户端协商一个成对主密钥。然后AP在一个802.1x服务器上 验证客户端身份。结果是每一个允许使用网络的客户端都会与配置在 802.1x服务器上的信息进行验证，并使用一个与其它客户端上密钥不同 的密钥。
谢谢~~
1、大带宽需求应用大带宽需求的应用在 WIFI 的应用越来越广泛：
1 苹果 安卓等系统的更新同步和应用下载 2 优酷土豆Youtobe 视频类业务 3 Vine（由 Twitter 所有）视频摄制及分享类应用类业务 4 正超脱会议室固定设备发展到移动设备上的视频会议业务 5 越来越多的企业通过视频的方式宣传其产品与方案 这些应用对 WIFI 提出了越来越高的带宽需求，根据爱立信的预测，无线 网络上的视频流量每年将增长 60%，这一增长态势将一直持续到 2018 年底，到那时它将占据全球移动数据流量的一半。
•10
802.11n与802.11ac比较
802.11系列各版本的区别
802.11标准各版本历程802.11协议组是国际电工电子工程学会（IEEE）为无线局域网络制定的标准。
虽然WI-FI使用了802.11的媒体访问控制层（MAC）和物理层（PHY），但是两者并不完全一致。
1．802.11（1997年）1. IEEE最初制定的一个无线局域网标准，工作在2.4GHz，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps；2. 采用跳频展频（FHSS）或直接序列展频（DSSS）信号方式；3. 最初定义的载波侦听多点接入/避免冲撞（CSMA-CA）。
2．802.11a（1999年）1. 802.11a标准工作在5GHzU-NII频带，物理层速率最高可达54Mbps，传输层速率最高可达25Mbps；2. 采用带52 个子载波频道的正交频分复用（OFDM）技术；3. 有各种调制类型的数据传输率，根据需要，数据率除了达到最大值54Mbps，还可降为48，36，24，18，12，9或者6Mb/s。
802.11a拥有12条不相互重叠的频道，8条用于室内，4条用于点对点传输。
3. 802.11b （1999年）1．IEEE802.11b载波的频率为2.4GHz，传送速度为11Mbit/s；2．高速直接序列展频（HR-DSSS）；3． IEEE802.11b是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。
它有时也被错误地标为Wi-Fi。
实际上Wi-Fi是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。
4．802.11c802.11c在媒体接入控制/链路连接控制（MAC/LLC）层面上进行扩展，旨在制订无线桥接运作标准，但后来将标准追加到既有的802.1中，成为802.1d。
5．802.11d1. 它和802.11c一样在媒体接入控制/链路连接控制（MAC/LLC）层面上进行扩展；2. 根据各国无线电规定做的调整，解决不能使用2.4GHz频段国家的使用问题。
无线的调制解调技术(无线篇)
随着无线局域网技术的应用日渐广泛，用户对数据传输速率的要求越来越高。
但是在室内，这个较为复杂的电磁环境中，多经效应、频率选择性衰落和其他干扰源的存在使的实现无线信道中的高速数据传输比有线信道中困难，WLAN需要采用合适的调制技术。
IEEE802.11无线局域网络是一种能支持较高数据传输速率（1-54Mbit/s），采用微蜂窝，微微蜂窝结构的自主管理的计算机局域网络。
其关键技术大致有三种：DSSS、CCK技术，和 PBCC，和OFDM。
每种技术皆有其特点，目前，扩频调制技术正成为主流，而OFDM技术由于其优越的传输性能成为人们关注的新焦点。
直序列扩频调制技术(DSSS:Direct Sequence Spread Spectrum)及补码键控(CCK：Complementary Code Keying)技术、包二进制卷积(PBCC：Packet Binary Convolutional Code)和正交频分复用技术OFDM：Orthogonal Frequency Division Mustiplexing。
2.1 DSSS调制技术基于DSSS的调制技术有三种。
最初IEEE802.11标准制定在1Mbps数据速率下采用DBPSK。
如提供2Mbps的数据速率，要采用DQPSK，这种方法每次处理两个比特码元，成为双比特。
第三种是基于CCK的QPSK，是11b标准采用的基本数据调制方式。
它采用了补码序列与直序列扩频技术，是一种单载波调制技术，通过PSK方式传输数据，传输速率分为1，2,5.5和11Mbps。
CCK通过与接收端的Rake接收机配合使用，能够在高效率的传输数据的同时有效的克服多径效应。
IEEE802.11b使用了CCK调制技术来提高数据传输速率，最高可达11Mbps。
但是传输速率超过11Mbps，CCK为了对抗多径干扰，需要更复杂的均衡及调制，实现起来非常困难。
因此，802.11工作组，为了推动无线局域网的发展，又引入新的调制技术。
调制调解器标准
调制调解器标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：调制调解器（Modem）是一种能够将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号的设备，用于实现数据的双向传输。
调制调解器标准是指制定调制调解器技术规范和性能要求的标准，以确保不同厂家生产的调制调解器之间具有互操作性，达到统一的通信质量和性能标准。
调制调解器标准主要包括物理接口标准、协议标准、性能标准和安全标准等内容，它们在调制调解器的设计、生产、检测和使用过程中具有重要的指导作用。
在全球范围内，有一些国际标准组织和行业组织负责制定调制调解器标准，如国际电信联盟（ITU）、国际标准化组织（ISO）、电气和电子工程师协会（IEEE）等。
物理接口标准是调制调解器标准的基础，它规定了调制调解器与其他设备之间的物理连接方式和信号传输规范。
常见的物理接口标准包括RS-232、RS-485、USB、以太网等，不同的接口标准适用于不同的网络环境和通信场景。
协议标准是调制调解器标准的重要内容之一，在数字通信中，数据的传输需要遵循一定的通信协议来确保数据的准确传输和完整性。
常见的调制调解器协议标准包括V.34、V.90、V.92等，它们规定了调制调解器的数据传输速率、压缩技术、错误纠正机制等重要参数。
性能标准是调制调解器标准的关键要素，它主要包括数据传输速率、误码率、信噪比等性能指标。
调制调解器的性能标准直接影响到通信质量和传输速率，厂家需要按照性能标准要求设计和生产调制调解器，以确保用户能够获得稳定和高效的数据传输服务。
安全标准是调制调解器标准的重要组成部分，在网络通信中，安全性是至关重要的，调制调解器需要具备一定的安全功能来保护用户的数据和隐私。
安全标准包括对数据加密、用户身份认证、访问控制等方面的规定，以确保网络通信的安全性和可靠性。
总的来说，调制调解器标准是调制调解器行业发展的基石，它能够促进不同厂家之间的合作和竞争，推动调制调解器技术的进步和应用。
WLAN 802.11b中的调制技术--CCK
WLAN 802.11b中的调制技术--CCK
付卫红;曾兴雯
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2003(000)013
【摘要】介绍无线局域网IEEE802.11标准中物理层采用的调制技术--CCK(补码键控),详细介绍了CCK的基本原理和系统框图,并分析它们的性能.
【总页数】2页(P47-48)
【作者】付卫红;曾兴雯
【作者单位】西安电子科技大学通信工程学院,710071;西安电子科技大学通信工程学院,710071
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于80
2.11b的补码监控调制技术 [J], 亢丽霞;王克家;丁淑娟
2.WLAN(802.11b)在自动控制中的应用 [J], 李晓燕;李娜
3.802.11b物理层CCK扩频技术探讨 [J], 董宁;石明卫
4.DSP完成WLAN中CCK调制解调的快速算法 [J], 王俊;洪慧勇;杨晨阳
5.WLAN基带处理中CCK方式的实现技术 [J], 康兴;王新安;肖高发;张国新;陈惠明
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
802.11g.doc
802.11g是将几种物理层规范合而为一，802.11g的增强速率物理层(ERP)调制方式有五种：ERP-DSSS、ERP-CCK、ERP-OFDM、DSSS-OFDM和ERP-PBCC。
802.11g和802.11b均工作在2.4GHz频段，为了后向兼容802.11b，802.11g的物理层保留了原有的DSSS扩频技术以及CCK调制方式。
ERP-DSSS和ERP-CCK 调制支持1 Mbps、2 Mbps、5.5 Mbps和11 Mbps四种速率，同时新增加了OFDM 调制方式以达到更高的速率。
在802.11g中强制规定了ERP-OFDM调制下的几种速率：6Mbps、9 Mbps、12 Mbps和24 Mbps，将18 Mbps、36 Mbps、48 Mbps 和54 Mbps作为可选择的速率。
物理层兼容特性为了兼容，802.11g要求物理层同时支持CCK和OFDM，为此该标准做出了以下改动：1. 802.11g的ERP-OFDM物理层与802.11a的物理层是大致相同的。
在802.11a中，短帧间间隔SIFS=16us。
802.11g采用ERP-OFDM调制时，为了和802.11b设备兼容，它依然使用802.11b中固定的SIFS=10us，但是OFDM高速编码需要更多的时间，因此在每帧后面增加了6us的信号扩展时间。
2. 在全部设备都采用802.11g标准的网络中，竞争窗口CW的时隙为9us。
在b/g的混合网络中，为了兼容802.11b设备，时隙值是802.11b中规定的20us。
3. 在混合网络中，从占用信道的角度来看，802.11g较802.11b有优先权。
当802.11g设备只支持802.11b所支持的4种速率时，802.11g设备的竞争窗口的最小值CW min=31，其余时候CW min=15。
按照CW的变化规律来看，在初始化时CW＝CW min，那么802.11g在混合网络中竞争信道时退避时间要短一些，更有机会占用信道。
ieee802.11系列标准的主要技术
标题：深度解析IEEE 802.11系列标准的主要技术在今天的网络时代，Wi-Fi 已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
而 IEEE 802.11 系列标准无疑是 Wi-Fi 技术的基石，它不断地推动着无线网络技术的发展。
本文将深入探讨 IEEE 802.11 系列标准的主要技术，帮助读者更全面地了解这一重要领域。
1. 概述IEEE 802.11 系列标准是由 IEEE 组织制定的无线局域网通信标准，它涵盖了多种协议和技术。
在过去的几十年中，IEEE 802.11 标准不断进行更新和完善，以适应不断发展的无线通信技术需求。
从最初的 IEEE 802.11-1997 到最新的 IEEE 802.11ax，每个版本都引入了新的技术和功能，提高了无线网络的速度、可靠性和安全性。
2. 物理层技术在IEEE 802.11 系列标准中，物理层技术是构建无线通信基础的关键。
从最早的 802.11b 到如今的 802.11ax，Wi-Fi 技术经历了多次重大的物理层技术改进。
采用了不同的调制解调技术，如 OFDM（正交频分复用）、MIMO（多输入多输出）、波束赋形等，有效提高了无线信号的传输速率和覆盖范围。
3. MAC 层技术除了物理层技术，IEEE 802.11 系列标准还涉及到 MAC（介质访问控制）层技术。
在无线网络中，多个终端设备需要共享同一无线信道，因此如何有效地进行数据帧的传输和冲突的解决是 MAC 层技术的核心问题。
各个版本的 IEEE 802.11 标准在 MAC 层技术上也进行了不断的创新，引入了更加高效的数据调度算法和QoS（服务质量）机制，以提高网络的整体性能和用户体验。
4. 安全机制随着无线网络的普及和应用场景的不断扩大，网络安全问题也日益突出。
IEEE 802.11 系列标准还规定了一系列的安全机制，包括加密算法、身份认证协议、密钥管理等，以保障无线网络的安全性和隐私性。
WEP、WPA、WPA2、WPA3 等安全协议的不断出现和更新，提升了无线网络的安全性，有效抵御了各种网络攻击。
研究生信息通信：802.11物理层OFDM技术简介(PPT)
易于实现
基于快速傅里叶变换（FFT） 和逆快速傅里叶变换（IFFT） 的调制解调方法易于实现。
02
802.11标准与OFDM技术
802.11标准简介
01
802.11是无线局域网（WLAN）的标准，定义了无线网络的物 理层和数据链路层。
02
它支持多种传输速率，覆盖范围从几米到几百米，适用于办公
解释
通过使用FFT和IFFT，OFDM能够快 速高效地实现调制和解调，适用于高 速无线通信系统。
OFDM技术的特点
01
02
03
04
频谱利用率高
通过将数据分配到多个子载波 上，实现了频谱的高效利用。
抗多径干扰能力强
通过引入循环前缀，有效克服 了多径干扰问题。
高速数据传输
支持高速数据传输，适用于无 线局域网（WLAN）等通信系
研究生信息通信802.11物理 层OFDM技术简介
• OFDM技术概述 • 802.11标准与OFDM技术 • OFDM技术的关键技术 • OFDM技术的优势与挑战 • OFDM技术的应用实例
01
OFDM技术概述
OFDM技术的定义
定义
OFDM（正交频分复用）是一种多载 波调制技术，它将高速数据流分割成 多个低速子数据流，在多个正交子载 波上并行传输。
室、家庭和公共场所的无线连接。
802.11标准包括一系列的补充标准，如802.11a、802.11b、
03
802.11g等，分别定义了不同的频段和传输技术。
802.11标准中的OFDM技术
1
OFDM（正交频分复用）是一种多载波调制技术， 它将高速数据流分割成多个低速子数据流，在多 个正交子载波上并行传输。
802.11n技术原理
在每一个子信道上，从频域上， 衰落可以被看作是平坦衰落。 在输出端，再通过MIMO的 MRC技术，最大程度上解决平 坦衰落可能引起的深度衰落 （deep fading）。
802.11n核心技术
物理层优化
MIMO
OFDM
FEC （Forward Error Collection）
40MHz Channels
Backward Compatibility
不仅仅是兼容了802.11a/b/g，并且依 靠MIMO和MRC技术，使得 802.11a/b/g传输速率更稳定。
802.11n速率计算
802.11n采用MIMO多天 线技术，当存在四根天线 (4X4)，在每种带宽下它存 在32种速率(记为MCS0MCS31)。 802.11n采用OFDM调制 方式，对于20MHz时，其 子载波的数目为56个，其中 52个用于传输数据，另外4 个称之为pilot carries，用 于辅助传输；当40MHz时， 子载波数目为114个，其中 108个用于传输数据，其余 为pilot carries。
通过DELBA Request报文 来撤消一个已经建立的Block Ack协定。
802.11n核心技术
MAC层优化
Packet Aggregation
Block ACK
Backward Compatibility
Backward Compatibility
L-STF
L-LTF
L-SIG
HT-SIG
OFDM
MIMO-OFDM
为什么在MIMO下要采用 OFDM这种多载波调制技术， 除了可以进一步提高分集增益， 消除多径效应带来的符号间干 扰（ISI）外，最大的意义在于 OFDM消除了MIMO无法解决 的频率选择性衰落 （Frequency selective fading）。这样使得MIMOOFDM不管面对平坦衰落 （flat fading）还是频率选择 性衰落，在每个子信道上都会 是平坦衰落。
技术小白看过来简析802.11ax技术特点与原理
技术⼩⽩看过来简析802.11ax技术特点与原理⼲货铺】最近，802.11系列协议⼜添新成员了，即号称在⾼密部署环境下能【PConline ⼲货铺】 【够实现平均⽤户吞吐相⽐802.11ac 4倍提升的⾼效（High Efficiency）协议——802.11ax。
为了实现上述惊⼈的性能提升，802.11ax引进或者改进了多项新技术，例如更⾼的调制阶数（1024QAM）、更多的FFT点数、更窄的⼦载波间隔、上下⾏OFDMA技术、上下⾏MU-MIMO技术（其中下⾏MU-MIMO在802.11ac时引⼊）、空间复⽤技术等。
那么，这些新技术究竟只是⼀种令⼈眼花缭乱的噱头还是确实能够给⼴⼤WLAN⽤户带来实实在在的体验提升？我们在经历了前⼏代WLAN产品的营销式宣传之后，不免会⼼存疑虑。
锐捷⽹络802.11ax技术详解系列⽂章的⽬的是希望通过技术原理介绍、技术深⼊分解、性能仿真、适⽤场景评估、核⼼问题分析等维度展⽰⼀个真实的802.11ax协议，让⼤家对802.11ax协议拥有⼀个更深⼊的认识。
锐捷⽹络的802.11ax技术详解系列⽂章主要分为三篇： 第⼀篇主要内容是802.11ax关键技术实现原理介绍，阐述了802.11ax的技术背景、协议特点、关键技术原理等。
第⼆篇主要内容是从技术风险⾓度对SU调制解调技术、OFDMA技术、MU-MIMO技术等进⾏深⼊的分析，并展⽰了相应的性能仿真分析结果和风险评估，同时给出不同技术的适⽤场景评估。
第三篇主要内容是从时频资源分配，空间信道预测，⾼密组⽹空间复⽤，稳定运⾏的软件平台以及智能的⼤规模天线上等技术优化层⾯进⾏详细剖析，并最终给出对802.11ax协议的技术评估结论。
技术背景 从802.11n协议（2009年）开始，wlan就进⼊了⾼速时代。
VHT40的带宽配置下，1条空间流150Mbps，以及最⼤4条空间流600Mbps的物理连接速率相对原先11a/g的54Mbps来说有了很⼤程度的提升。
802.11 调制解调技术
802.11展频技术
导频和训练符号
20MHz带宽数据帧中导频与数据的分布.
0~8 uS: 10个相同的短时训练符, 由12个子载波组成.
率偏差
用于信号检测, 自动增益控制, 符号定时, 粗频 估算.
8~16 uS: 一个长时训练符号, 由两个3.2 uS 的OFDM 长度,
两
个0.8 uS的保护间隔组成.
若载波1发送的数据为A， 调制在SinX上， 载波2发的数据为B，调制 在Sin2X上，他们是同时发送的，基站收到的数据就是 ASinX+ BSin2X.
那么我们如何解出载波1发了什么呢? 基站会对收到的数据乘以他调 制的载波频率积分，(Asin(X) + BSin(2X))*SINX ，则由于信号是线 性的，根据1,结果中就含有B 的分量约掉了，我们就能解出A。
精品课件
常规FDM，两路信号频谱之间有间隔，互 相不干扰
802.11展频技术
为了更好的利用系统带宽，子载波的间距可以尽量靠近些。
靠得很近的FDM，实际中考虑到硬件实现，解调第一路信号时，已经很 难完全去除第二路信号的影响了两路信号互相之间可能已经产生干扰了
精品课件
802.11展频技术
当两个子载波继续靠近，靠近近到完全等同于奈奎斯特带宽时， 频带的利用率就达到了理论上的最大值。
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）正交频分复用
将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速
子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收
端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI) 。
每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上可以
802.11系列各版本的区别
802.11标准各版本历程802.11协议组是国际电工电子工程学会（IEEE）为无线局域网络制定的标准。
虽然WI-FI使用了802.11的媒体访问控制层（MAC）和物理层（PHY），但是两者并不完全一致。
1．802.11（1997年）1. IEEE最初制定的一个无线局域网标准，工作在2.4GHz，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps；2. 采用跳频展频（FHSS）或直接序列展频（DSSS）信号方式；3. 最初定义的载波侦听多点接入/避免冲撞（CSMA-CA）。
2．802.11a（1999年）1. 802.11a标准工作在5GHzU-NII频带，物理层速率最高可达54Mbps，传输层速率最高可达25Mbps；2. 采用带52 个子载波频道的正交频分复用（OFDM）技术；3. 有各种调制类型的数据传输率，根据需要，数据率除了达到最大值54Mbps，还可降为48，36，24，18，12，9或者6Mb/s。
802.11a拥有12条不相互重叠的频道，8条用于室内，4条用于点对点传输。
3. 802.11b （1999年）1．IEEE802.11b载波的频率为2.4GHz，传送速度为11Mbit/s；2．高速直接序列展频（HR-DSSS）；3． IEEE802.11b是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。
它有时也被错误地标为Wi-Fi。
实际上Wi-Fi是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。
4．802.11c802.11c在媒体接入控制/链路连接控制（MAC/LLC）层面上进行扩展，旨在制订无线桥接运作标准，但后来将标准追加到既有的802.1中，成为802.1d。
5．802.11d1. 它和802.11c一样在媒体接入控制/链路连接控制（MAC/LLC）层面上进行扩展；2. 根据各国无线电规定做的调整，解决不能使用2.4GHz频段国家的使用问题。
802.11无线局域网(wlan)
802.11无线局域网（wlan）摘要在这个计算机高速发展的时代，伴随着网络的技术的不断发展与应用。
传统的有线局域网虽然有着信号传输稳定，传输质量也比较高, 信号受房间格局、障碍物、气候、电磁干扰影响小等方面的优势。
但随着人们对移动办公的要求越来越高，传统的有线局域网要受到布线的限制,高效快捷、组网灵活的无线局域网应运而生。
无线局域网是不使用任何导线或传输电缆连接的局域网，而使用无线电波作为数据传送的媒介，传送距离一般只有几十米。
无线局域网的主干网路通常使用有线电缆，无线局域网用户通过一个或多个无线接取器接入无线局域网。
在有线世界里，以太网已经成为主流的LAN技术有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。
特别是当要把相离较远的节点联结起来时，敷设专用通讯线路布线施工难度之大，费用、耗时之多，实是令人生畏。
这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞，限制了用户联网。
与有线局域网相比较，无线局域网具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点。
可实现“任何人在任何时间，任何地点以任何方式与任何人通信”，弥补了传统有线局域网的不足。
关键词：局域网，无线局域网，IEEE802.11，射频技术，扩频技术，调制解调技术，信道差错控制技术，分集技术，天线技术目次1 引言 (1)2 802.11WLAN简介 (1)2.1 802.11a (3)2.2 802.11b (4)2.3 802.11n (6)2.4 802.11ac (6)2.5 802.11ad (7)3 802.11WLAN关键技术简介 (7)3.1 射频与扩频技术 (8)3.2 调制与复用技术 (10)3.3 差错控制技术 (15)3.4 分集与天线技术 (16)4 802.11WLAN的应用 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 引言局域网简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。
ieee.802.11p的工作原理
ieee.802.11p的工作原理IEEE 802.11p是一种无线通信标准，也被称为Wireless Access in Vehicular Environments（WAVE），它主要应用于车辆与车辆之间的通信，也被视为一种短距离的无线接入技术。
以下是对其工作原理的简要介绍：1. 物理层（Physical Layer）：这是IEEE 802.11p协议的最底层，主要负责处理无线信号的发送和接收。
它包括调制、扩频、解扩频、混频等操作，以将数据转化为适合无线传输的信号。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：这一层包括逻辑链路控制子层（LLC）和媒体访问控制子层（MAC）。
LLC子层负责处理错误检测和修复，以及数据序列的重排。
MAC子层则负责管理无线信道的访问，包括信道分配、流量控制和多路复用等。
3. 网络层（Network Layer）：这一层主要负责处理数据包的路由选择和转发。
它使用IP协议进行数据包的封装和解析，并通过无线路由器或其他网络设备将数据包从一个网络转发到另一个网络。
4. 传输层（Transport Layer）：这一层主要负责提供端到端的通信服务，包括数据包的分段、重组、错误控制和流量控制等。
通常使用TCP或UDP协议。
5. 应用层（Application Layer）：这是最顶层，它根据应用程序的不同需求，提供各种应用协议。
例如，在车辆间通信中，可能会使用交通安全应用协议、导航应用协议等。
在通信过程中，IEEE 802.11p使用直序扩频（DSSS）或者跳频扩频（FHSS）方式发送数据，接收端则通过对应的方式接收和解码数据。
此外，为了确保通信的可靠性，IEEE 802.11p还支持多种重传机制，例如自动重传请求（ARQ）和前向纠错（FEC）。
IEEE 802.11p是一种非常有效的短距离无线通信技术，尤其适用于车辆间的高速移动通信环境。
然而，由于其工作原理涉及到复杂的编码和解码过程，以及多个层次的协议处理，因此在实际应用中需要针对具体场景进行优化和调整。
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802.11调制技术
BPSK调试波形
0变1不变
1变0不变
802.11调制技术
BPSK调制星座图
QPSK调制原理
802.11调制技术
四进制码元又称为双比特码元。它的前一信息用 a 代表 ，后一信息比特称用b代表，双比特码元中两个信息比特ab 提出按照格雷码（即反射码）排列的。它与载波相位的关系 如下表示。矢量图如下。
802.11展频技术
导频和训练符号
20MHz带宽数据帧中导频与数据的分布. 16~20 uS: SIGNAL域, 用于传递后续DATA的调制和编码率.已 经物理层的其他信息.
20 uS~end: DATA域, 传输数据信息.
802.11展频技术
QAM调制原理
正 交 幅 度 调 制 (QAM, Quadrature Amplitude Modulation)是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制 方式。这两个载波通常是相位差为 90度(π/2)的正弦波 ,因此 被称作正交载波.
802.11调制技术
QAM调制实现函数
S MQAM (t ) Re[(Amc jAms ) g (t )e j 2fct ] Amc g (t ) cos(2f ct ) Ams g (t ) sin(2f ct )
以16QAM为例，这里Amc和Ams为±1,±3.
QAM调制图解
802.11调制技术
QAM调制器中I和Q信号来自一个信号源，幅度和频率都 相同，唯一不同的是Q信号的相位与I信号相差90°
64 QAM 调制图解
802.11调制技术
正常64QAM星座图
802.11调制技术
增益压制时64QAM星座图
802.11 调制解调技术
802.11 调制解调技术
802.11技术基础
802.11调制技术 802.11展频技术
802.11技术基础
802.11常用的标准有802.11 a, b, g, n
802.11a: 载波5GHz, 物理层 OFDM. 802.11b: 载波2.4GHz, 物理层 采用补码键控CCK/DSSS.
时域上的OFDM:
Sin(t)与sin(2t)是正交的，在下图中[0,2π]的区间内，采用最易懂的幅度调制 方式传送信号：sin(t)传送信号a，因此发送a×sin(t)，sin(2t)传送信号b，因 此发送b×sin(2t)
发送a信号的sin(t)
802.11展频技术
发送b信号的sin(2t)
802.11展频技术
保护间隔与循环前缀
多径效应对各个子载波产生相位影响. 当以低频子载波的180°相位出开始做该FFT积分时, 在FFT积分 区域内带有时延的高频子载波的个数为非整数个, 形成了该子载波 FFT积分的非连续性. 多径效应产生的高频子载波的时延信号对低频 子载波造成了干扰.
802.11展频技术
802.11展频技术
导频和训练符号
20MHz带宽数据帧中导频与数据的分布.
0~8 uS: 10个相同的短时训练符, 由12个子载波组成.
用于信号检测, 自动增益控制, 符号定时, 粗频率偏差 估算. 8~16 uS: 一个长时训练符号, 由两个3.2 uS 的OFDM 长度, 两 个0.8 uS的保护间隔组成. 用于精确的偏离偏差估算和信道估算.
802.11展频技术
三角函数系中任何不同的两个函数的乘积在区间[-π,π]上的积分等于 0. 如三角函数系{1,sinx,sin2x,sin3x,sin4x… …},如 1*SinX或者 SinX*Sin2X在[-π,π]上的积分都为0. 若载波1发送的数据为A， 调制在SinX上， 载波2发的数据为B，调制 在Sin2X上，他们是同时发送的，基站收到的数据就是 ASinX+ BSin2X. 那么我们如何解出载波1发了什么呢? 基站会对收到的数据乘以他调 制的载波频率积分，(Asin(X) + BSin(2X))*SINX ，则由于信号是线性 的，根据1,结果中就含有B 的分量约掉了，我们就能解出A。
802.11展频技术
跳频传输
跳频，是以一种预设的准随机样式(predeterminded, pseudorandom pattern)快速变换传输频率.
如图所示。图中的纵轴将可用频率划分为几个频槽(frequency slot)。同样地，时间轴也被划分为一系列时槽(time slot)
802.11展频技术
802.11展频技术
因此在信道中传送的信号为a×sin(t)+b×sin(2t)。其中sin(t)和sin(2t) 为载波，a、b为所要发射的信号，在接收端，分别对接收到的信号作 关于sin(t)和sin(2t)的积分检测，就可以得到a和b了。
发送在无线空间的叠加信号 a×sin(t)+b×sin(2t)
802.11g: 载波2.4GHz, 物理层 CCK/DSSS, OFDM. 兼容802.11b.
802.11n: 载波2.4GHz 和 5GHz, 物理层 OFDM+MIMO.
802.11调制技术
BPSK调制原理
差分相移键控（ BPSK）是利用相邻二个码元的载波信号 初始相位的相对变化来表示所传输的码元。 例如，在二进制中传输“ 1” 码时，则与此码元所对应的 载波信号初始相位相对于前一码所对应的载波信号初始相位 有 π 弧度的变化 ;，传输 “ 0” 码时，与此码元所对应的载波信 号的初始相位相对于前一码元所对应的载波信号初始相位无 变化（“1变0不变” ）；当然反过来也是可以的。
限定在[0,2π]内的a· sin(t)信号的频谱，即以sin(t)为载波的调制信号的频谱
802.11展频技术
sin(2t)的频谱分析基本相同。需要注意的是，由于正交区间为[0,2π]，因此 sin(2t)在相同的时间内发送了两个完整波形。相同的门函数保证了两个函数 的频谱形状相同，只是频谱被搬移的位置变了：
继续靠近，间隔频率互相正交，因此频谱虽然有重叠，但是 仍然是没有互相干扰的。
802.11展频技术
对限制在[0,2π]内的sin(t)信号，相当于无限长的sin(t)信号乘以一个 [0,2π]的矩形脉冲，其频谱为两者频谱的卷积。sin(t)的频谱为冲激， 门信号的频谱为sinc信号（即sin(x)/x信号）。冲激信号卷积sinc信号 ，相当于对sinc信号的搬移。所以分析到这里，可以得出OFDM的时 域波形其对应的频谱如下：
常规FDM，两路信号频谱之间有间隔， 互相不干扰
802.11展频技术
为了更好的利用系统带宽，子载波的间距可以尽量靠近些。
靠得很近的FDM，实际中考虑到硬件实现，解调第一路信号时，已经很 难完全去除第二路信号的影响了两路信号互相之间可能已经产生干扰了
802.11展频技术
当两个子载波继续靠近，靠近近到完全等同于奈奎斯特带宽时， 频带的利用率就达到了理论上的最大值。
802.11展频技术
通过技术手段,使信息在较宽的频率带宽中传输
802.11扩频常用技术有:
跳频展频(FHSS). 直接序列展频 (DSSS). 正交频分复用 (OFDM).
802.11展频技术
使用展频技术的优点
1. 扩展传输频率带宽,减小设备电磁干扰(EMI). 2. 降低电磁干扰对设备接受信号的影响.
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）正交频分
复用
将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子 数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端 采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI) 。每个 子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上可以看成 平坦性衰落，从而可以消除码间串扰，而且由于每个子信道的带宽仅仅 是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
802.11展频技术
保护间隔与循环前缀
OFDM符号长度
OFDM符号长度由两部分组成: 保护间隔与FFT积分长度. FFT积分长度为一个带有编码信号符号的长度,一般为64或 128.
保护间隔的意义
避免多径传输导致的符号间干扰.
802.11展频技术
保护间隔与循环前缀
插入循环前缀后, 当多径效应造成的延迟小于循环前缀长度时. 可看到各个子载波在FFT积分时间内都是整数个. FFT积分是连续的,不 会有子载波编码间的串扰.
双比特码元 a 0 0 1 1 b 0 1 1 0
o
载波相位 （ j k ）
A 方式
01
0 o 90 o 180 o 270
B 方式 o 45 o 135 o 225 o 315
01 00 11
45
00
参考相位
11
参考相位
10
802.11调制技术
QPSK调制星座图
01
00
11
10
802.11调制技术
导频和训练符号
导频和训练符号的作用都是为了得到准确符号同步和频偏纠正.
Hale Waihona Puke 导频导频是在一个固定的频率上一直发已知的信号，在频谱上看 多了一条线,是频域上的处理. 20MHz 带宽调制导频为BPSK的调制方式. 40MHz 带宽调制导频为QPSK的调制方式.
训练符号
训练序列就是在发送的数据帧前面含有一部分已知道的码元 , 用于接受端的同步和信道估计,它是在时域上的处理.
802.11展频技术
OFDM，多载波调制的一种，主要思想为：将经过BPASK, QPSK,16QAM或者64QAM调制的高速串行数据转换成并行的多路较低 速的子数据流。然后调制到相互正交的子载波上，并行发射出去，这些 子载波相互正交，频带可以有所重叠，不同于传统的频分复用技术。