802.11ac资料整理

无线网络数据速率举例

应用数据速率(Mbps)

交互式视频会议0.3 8 to 0.5

互联网视频流 2.5 to 8

高清电视19.4 to 25

蓝光播放40

无压缩视频, “高” 质量

(8-bits/color, 1920x1080p, 24 fps, 4:2:2)

796

无压缩视频, “最佳”质量

(10-bits/color, 1920x1080p, 60 fps, 4:4:4)

3730

WLAN标准演进

频带

时间

1997 1999 2003 2009 2013

2.4GHZ 802.11

2 Mbps

DSSS&&F

HSS 802.11b

11Mbps

CCK&&DS

SS

802.11g

54Mbps

OFDM&&D

SSS

802.11n

600Mbps

OFDM&&M

IMO

4x4 MIMO

20/40MH

z

5GHZ 802.11a

54Mbps

OFDM 802.11ac 1.56Gbps OFDM&&MIMO

60GHZ 802.11ad

>1Gbps(近

7Gbps)

802.11n回顾

功能必选项可选项传输方式OFDM

信道带宽20 MHz 40 MHz

FFT大小64 128 数据子载波/导频52 / 4 108 / 6 子载波间隔312.5 kHz

OFDM 符号持续时间 4 μs (800 ns 保护间隙) 3.6 μs 短保护间隙调制类型BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM

前向纠错二进制卷积编码(BCC) 低密度奇偶校验编码(LDPC)

编码速率1/2, 2/3, 3/4, 5/6

MCS 支持0 到7, 0 到15用于接入点8 到76, 16 到76 用于接入点空间流和MIMO 1, 2 用于接入点直接映射 3 或 4 流发射波束成形, 时空块编码

运行模式/ PPDU 格式Legacy/non-HT (802.11a/b/g)

Mixed/HT-mixed

(802.11a/b/g/n)

Greenfield/HT-Greenfield (只在802.11n下)

从802.11n 到 802.11ac的扩展

功能必选项可选项信道带宽20 MHz, 40 MHz, 80 MHz160 MHz, 80+80 MHz

FFT大小64, 128, 256512数据子载波/导频52 / 4, 108 / 6, 234 / 8468 / 16

调制类型BPSK(二进制相移键控), QPSK

（四相相移键控）, 16QAM（正

交幅度调制）, 64QAM

256QAM

MCS（Modulation and Coding

Scheme，调制与编码策略）支持

0 到78 和9

空间流和MIMO 1 2 到8

发射波束成形, 时空块编码

多用户MIMO (MU-MIMO)运行模式/ PPDU格式极高吞吐率VHT

数据速率: 1.56 Gb/s (80 MHz, 4 Tx, MCS9) “合理”情形

6.93 Gb/s (160 MHz, 8 Tx, MCS9, short GI) 最佳情形

802.11ac 特性总结

802.11ac 新的物理层特性包括:

• 更宽的通道带宽: 40和80 MHz为必备,

160和80+80 MHz为可选

• 更高阶的调制: 256QAM

支持256QAM调制，更宽的信号，同时需要更好的信号EVM值，增加了设计难度• 更多的空分流和天线:最高8个

• 下行多用户MIMO: 最多4个用户,

每个用户最多4个流，

总共8个流

• 发射机和接收机的多数测试与802.11n相同, 增加了新的带宽和调制速率

支撑演进的关键技术分析

支撑无线传输速率提升的技术分布在物理层和MAC（介质访问控制）层。

物理层：信道捆绑、MIMO（多输入多输出）、OFDM（正交频分复用）、高效的调制编码。

MAC层：帧聚合、块确认更短的帧间间隔等。。

1 信道捆绑

高的信息速率需要高带宽，高带宽可以通过信道捆绑获得。

早期802.11 标准的空口信道带宽均为20MHz，802.11n通过把两个相邻的20 MHz带宽信道捆绑在一起，组成一个40 MHz 带宽的信道，将速率翻倍（如图2所示）。在实际收发数据时既可以作为一个40 MHz 的信道工作，也可以作为两个单独的20 MHz的信道使用。同理，可将2个40 MHz带宽的信道捆绑成一个80 MHz信道，2个80 MHz带宽的信道捆绑成一个160 MHz信道，每次捆绑均可将速率翻倍。

802.11ac/ ad支持更宽的信道带宽，40 MHz和80MHz为必备，160MHz为可选。但是宽的信道会面临信道布局的挑战。我国2.4 GHz频段（2.4～2.4835 GHz）的频宽只有83.5MHz可用频谱，一般运营商使用其中三个没有相互重叠的20 MHz 信道，这使得部署40 MHz 信道有点困难。5GHz比2.4 GHz有更多可用的信道，目前国内使用的5.725～5.85 GHz频宽，可以提供5 个不重叠的20 MHz 信道，部署2 个不重叠的40 MHz信道没有问题，但是部署80 MHz 有点困难。故802.11ac / ad 的工作频道除了5 GHz 还包括频谱资源更为丰富的60 GHz。

2 MIMO

MIMO天线技术在链路的发送端和接收端都采用多副天线，搭建多条通道，并行传递多条空间流，使空间流数增加一倍，速率翻倍，从而可以在不增加信道带宽的情况下，成倍提高通信系统的容量和频谱利用率。MIMO 天线如上图3 所示，常用M × N : n 来表述，其中M 指的是发射天线个数，N 表示接收天线个数，均为设备外观所能看见的天线个数，n 表示支持的空间流数。空间流数与天线数可以一致，也可以不一致，但是天线数量必须不小于空间流数，如 2 个空间流数至少需要两个天线来支持。MIMO 的应用始于802.11n。在802.11n 中定义的最高空间流数为4，在其他参数确定后，最高速率按空间流的数量翻倍，如1 个独立空间流最高速率可达150 Mbps，2个独立空间流则最高速率可达300 Mbps，3个独立空间流最高速率可达450 Mbps，4个独立空间流最高速率可达600 Mbps。为此，802.11ac 定义了空间流数最高为8 的MIMO 技术，802.11ad 定义了空间流数最高为10的MIMO 技术。

3 OFDM及短保护间隔

高带宽必然存在频率选择性衰落，高的信道速率存在由于多径衰落导致的符号间干扰问题。为此需要利用OFDM对抗衰落的影响，利用保护间隔对抗符号间干扰。OFDM属于多载波技术，是MCM(Multi Carrier Modulation多载波调制)的一种。