802.11n无线技术交流.pdf

802.11n技术及室内部署策略 无线传输与接入事业部 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术与 11g区别 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案及规划建议 802.11n部署策略及建设案例 IEEE 802.11协议物理层演进 只有速度 ， 没有束缚 ！ 11n到底有多快？ 普通的 11g传输文件测试，只能达到 23Mbps左右，而 11n能达到多少呢？ 150 Mbps 整整是 11g网络速率的 6倍！ WHY 11n 高带宽 6倍 广覆盖 1.3倍 易兼容 兼容 11abg 高稳定 易穿透 密接入 2倍 IEEE 802.11n  IEEE802.11n 发展历程 2002年 9月： IEEE高吞吐量研究组成立 2005年 7月： IEEE802.11n draft 1.0通过 2007年 3月： IEEE802.11n draft 2.0通过 2009年 9月： IEEE802.11n 正式发布 802.11n发展历程  IEEE802.11n 历史上的两大阵营 WWISE联盟 >>Broadcom / 意法半导体 / TI / linksys …… TGn Sync联盟 >>Atheros / Cisco / Intel / Marvell / 诺基亚 / 北电 / 三星  两大阵营产品兼容性 两大阵营主体技术类似 OFDM / MIMO / MAC层优化 互操作性不存在问题 802.11n发展历程 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术与 11g区别 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案及规划建议 802.11n部署策略及建设案例 802.11n技术特点 Data Rate Data Rate由： GI类型，调制模式，空间流数量，编码速率，20/40MHz带宽模式决定。

由 MCS编号可以看出以上参数的值 主要技术 MIMO技术 1 Channel bonding（ 40MHz相邻通道绑定） 传输机会与块确认技术（ TXOP/Block ACK） 2.4G和 5G双频发送模式 Frame aggregation（帧聚集） OFDM技术 2 3 4 5 6 MIMO技术 SISO是单行道 MIMO是多行道 MIMO技术 不同天线情况下的性能 MIMO技术 • 利用多天线传输 ,将串行映射为并行 • 各天线独立处理 ,自主运行 • 各天线用各自的调制方式发送电波 • 各天线用各自的解调方式接收电波 MIMO技术 MIMO技术 -空分复用 • 多空间流 :利用多天线 • 占用相同频道：各天线使用不同调制方式 • 可增加速率：速率与空间流个数成正比 • 减小信噪比 SNR：不同调制方式信号干扰小 • 需要 MIMO client MIMO增强 - diversity（分集） •天线数量多于空间流数量，则把多个天线组合起来或选择一个天线组合的最佳子集 • 更好利用多余天线 • 可获得更大的覆盖范围：使用两根天线的输出组合来接收一个空间流，获得更远的传输距离 • 发送分集 /接收分集 MIMO增强 – Beam-forming（聚束） • 由传输方执行 • 通过调整发送信号的相位来实现 • 可提高接收灵敏度 • 可增加覆盖范围 • 可针对 no-MIMO设备或者 MIMO设备 MIMO增强 － Beam-forming（聚束） Non Beamforming MIMO增强 － Beam-forming（聚束） With Beamforming 智能天线技术 OFDM（正交频分复用）技术 Channel bonding(40MHz) 20MHz是单层道 40MHz是双层道 20/40MHz频宽选择方式 TXOP/Block ACK 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 Block ACK(块确认 ) TXOP(对称的传输机会 ) 对接收到的多个数据帧只回应一个 ACK，从而提高信道利用率，降低开销在 802.11n协议中做了增强，有两类 Block ACK：立即型 Block ACK和 延迟型 Block ACK TXOP/Block ACK 允许将 MPDU进行批量传输，每两个 MPDU之间有一个时间间隔，最后由接收方回复一个 Block ACK每个 Block ACK中都有与传输中的每个MPDU相对应的字段，里面由该 MPDU的接收信息使用或不使用Block ACK由发起者决定，如果不使用它会发送一个特殊帧通知接收方，然后就会以一般 ACK机制进行响应 延迟型 Block ACK 立即型 Block ACK 接收方使用一个普通的 ACK对接收到的一批帧中进行响应，并在本节点与通信发起方的下一次传输中将 ACK附加到传输帧中发送 为保证数据传输的可靠性，802.11协议规定每收到一个单播数据帧，都必须立即回应以 ACK帧。

A-MPDU的接收端在收到 A-MPDU后，需要对其中的每一个 MPDU进行处理，因此同样需要对每一个 MPDU发送应答帧Block Acknowledgement机制通过使用一个 ACK帧来完成对多个 MPDU的应答，以降低这种情况下的 ACK帧的数量 TXOP/Block ACK 2.4G/5G双频带 支持 2.4G/5G双频带，可以用 5GHz频带与 11a设备通信，用2.4G频带与 11b/g设备通信 根据各国家的规定，可使用的频道各有不同 ; 40MHz带宽 2.4GHz在中国可以使用， 5.8GHz目前不可使用 ; 20MHz带宽 2.4GHz和 5.8GHz均可使用 中国规定 2.4GHz 频段范围是 2.4~2.4835GHz, 1-13信道 (1信道为 2.412GHz，每两个相邻信道间隔为 5MHz); 5GHz频段范围是 5.725~5.825GHz, 149/153/157/161/165信道(149信道为 5.745GHz) Frame Aggregation 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。

每个帧都要求传输帧都要求接收方确认 (ACK) 在单播帧的情况下，当 MSDU或 MPDU的长度超过门限值时 (2346字节 )，被要求分段，并且每个分段要求单独进行 ACK响应 附加信息和 ACK响应构成了传输中的协议负荷，影响整个网络的吞吐量 Frame Aggregation 802.11n使用帧聚合 采用帧聚集技术 ,发送端可以在获取频道后发送一系列的数据帧 MAC层的帧聚合有两种聚合机制，一个是 A-MSDU,一个是 A-MPDU 帧的优先级相同时才会被聚合；使用 Block ACK机制 不是所有的帧都能聚合，广播帧和多播帧不会被聚合，只有单播帧且接收地址相同和优先级相同的帧才会被聚合 聚合之后的帧减少了帧非数据负载，使 MAC层传输数据的有效率有了一定的提高 A-MSDU和 A-MPDU的聚合过程 Frame Aggregation 传统与 11n帧格式比较 传统 MAC帧 增加了净负载所占的比重，减少管理检错所占的字节数 11n MAC帧 传统 802.11协议的帧封装 802.11n帧封装 11nAP的覆盖范围 802.11a coverage 802.11n coverage (5GHz) 11nAP即使工作在 11a/g模式下也比普通的 11a/gAP覆盖范围大 10%以上 分 集 接 收 起 了 作 用 ！ IEEE802.11n 应用 • 高质量语音通话 • 高清视频传输 • 移动便携性 • 大容量无线传输 – 802.11n无线网桥 – 802.11n无线 MESH • 其它需高速接入的场合 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术与 11g区别 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案及规划建议 802.11n部署策略及建设案例 与 802.11a/b/g的兼容性 802.11n采用软件无线电 NG完全兼容 802.11b/g NA完全兼容 802.11a 802.11n的兼容性 混合模式 工作在混合模式下的 11n会发送一个能被 802.11a/b/g设备读取的前导信号，说明网络有其他标准信号传输，传输时间会维持多久。

前导信号之后， 11n设备使用新标准发送数据 除发送前导信号外， 11n设备能发送“ CTS-to-self” 来保护 11n传输不被旧标准设备干扰 802.11n的兼容性 802.11n与 802.11a/b/g的前向兼容性 802.11n的兼容性 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案 802.11n部署策略及建设案例  WIFI芯片 – 50%以上是 11n的产品  – 据市场调研公司 ABI Research最近发表的一份研究报告 • 2011年蜂窝 /Wi-Fi双模出货量将远高于 3亿部 – 国内支持 WIFI的双模款式全面放开 – 资深分析师 Philip Solis表示 • 2011年在上述 3亿多部中，基于 802.11n协议的数量将高于其它协议  笔记本 – 新款笔记本 80%以上为 11n产品 11n的产业现状 芯片厂商 2010年后的新芯片全部支持 802.11n 11n芯片价格将逐步降低 11g芯片将逐步停产 典型厂家 Atheros 倡导使用 HT20替代 802.11a/b/g 802.11n产业现状 AR91系列 AR9106：支持 802.11agn， 300Mbps接入速率 AR92系列 AR9220：支持 802.11agn,300Mbps接入速率，硬件支持 WAPI AR9223：支持 802.11gn， 300Mbps接入速率，硬件支持 WAPI AR9280：支持 802.11agn， 300Mbps接入速率，硬件支持 WAPI AR93系列 AR9380： 支持 802.11agn， 450Mbps接入速率，硬件支持 WAPI Atheros 11n芯片介绍 Intel 5100 支持 802.11agn， 1× 。