802 11n技术详解
802.11n技术详解
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802.11n的关键技术
Spatial multiplexing补充
MIMO技术运用了多径效应的正面
影响，使用多天线来实现多通道，传 输信息流经过空时编码形成多个信息 子流经过多个天线发射出去，多天线 接收机使用先进的空时编码处理能够 分开并解码这些数据子流，从而实现 最佳的处理。
SIFS的时间间隔是16usec
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802.11n的关键技术
Block Acknowledgements
按照11ｎ协议，对于MSDU聚合帧的确认，可以作为一个帧来确认。对于
MPDU聚合帧，需要对构成该聚合帧的每个帧进行分别确认。 为了提高MAC层效率，协议定义了block acknowledgement机制，可以通 过一个frame来实现对整个MPDU聚合帧的确认。 据了解：Block Acknowledgements+Frame Aggregation可以将文件传输 等流量的吞吐提高100％。 在AC上可以通过display wlan client verbose 查看已经建立的BLACK ACK
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802.11n的关键技术
Reduced Interframe Spacing (RIFS)
按照11协议，在收到确认帧和发送下一帧之间需要一个时间间隔 （IFS）。较11协议，11n定义了更短的IFS并称之为RIFS，提高了发送 效率。但是该模式只能应用于greenfield模式，即纯ｎ的设备。 RIFS将两个帧间的时间间隔缩短到2usec
层，随后几年IEEE相继提出了802.11b、802.11a和802.11g的物理层标 准。
（2）802.11b提供了最大11Mbit/s的传输速率，802.11a和802.11g提
802.11n_概述
802.11n 概述1.11n简介【简介】IEEE 802.11n使用2.4GHz频段和5GHz频段，IEEE 802.11n标准的核心是MIMO（multiple-input multiple-output，多入多出）和OFDM技术,传输速度300Mbps，最高可达600Mbps，可向下兼容802.11b、802.11g。
北京时间2009年9月14日消息，据国外媒体报道，行业标准组织IEEE（电气与电子工程师学会）在9月11日批准了802.11n高速无线局域网标准。
在该标准支持下的产品理论速率为300Mbps，较之前的802.11a/g产品的54Mbps有极大提升。
IEEE当天并未公开宣布这一消息，但802.11n工作组的主席Bruce Kraemer向工作组的成员发送了通知邮件。
802.11n工作组成员包括一系列的Wi-Fi芯片制造商、软件开发人员和设备制造商。
2.11n - 术语解释Wi－Fi联盟在802.11a/b/g后面的一个无线传输标准协议在当今各种无线局域网技术交织的战国时代，WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放，但IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。
自从1997年IEEE802.11标准实施以来，先后有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、 802.11h、802.11i、802.11j等标准制定或者酝酿，但是WLAN依然面临带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。
就像当今VoIP应用中一个全新的领域VoWLAN那样，虽被业内人士看作是WLAN最有希望的杀手级应用，却因为这四个“不”，很难进一步发展。
3.11n的关键技术802.11（WLAN）技术作为成熟而广泛应用的无线接入技术，已经广泛地应用于家庭、企业等。
据统计，仅2008年一年，全球销售了3亿8千多万颗WLAN芯片。
尽管802.11a/g技术已经将物理层吞吐提高到了54Mbps，但是随着YouTube、无线家庭媒体网关、企业VoIP Over WLAN等应用对WLAN技术提出了越来越高的带宽要求，传统技术802.11a/g已经无法支撑。
802 11n技术及应用介绍
附件7：802.11n技术及应用介绍一、802.11n简介802.11n是基于IEEE 802.11系列WLAN标准的后续演进技术，致力于高吞吐量研究，正式标准已于2009年9月发布。
在传输速率方面，802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g 提供的54Mbps，提升到300Mbps甚至高达600Mbps。
在工作频段及带宽方面，802.11n可以工作在双频模式，即2.4GHz和5GHz两个工作频段，支持20MHz和40MHz两种信道带宽。
在兼容性方面，802.11n 产品可以支持对802.11a/b/g的兼容。
二、802.11n关键技术（一）物理层关键技术同802.11a/b/g相比，802.11n物理层引入的关键技术主要包括MIMO、信道绑定、更多子载波、短GI等，下面将逐一对这些关键技术进行详细介绍。
1、 MIMOMIMO技术已成为下一代无线通信中最核心的关键技术之一。
同其他系统一样，802.11n也通过使用MIMO（多入多出）技术实现性能改进。
MIMO无线传输同时发送多个无线信号，并且利用多径效应，形成多个空间流。
每个空间流都利用独立的天线发送，使用单独的发射器。
多个发射机的应用体现了MIMO的优势：即采用不同的空间信息流分别承载各自的信息，从而大大提高了数据传输速度。
在802.11n标准中定义了1~4空间流的MIMO技术，如采用2空间流可以将802.11的速率提升2倍，采用4空间流可以将802.11的速率提升四倍，达到600Mbps。
从目前产品实现角度来看，目前的11n产品普遍支持到2空间流，即理论峰值速率可达300Mbps。
2、信道绑定频带宽度是影响传输速率的一个重要因素，传统的802.11标准空口都工作在20MHz频宽，802.11n技术通过将相邻的两个20MHz 信道绑定成40MHz，使传输速率成倍提高。
3、更多子载波与802.11a/g 一样，802.11n继续采用OFDM调制技术。
802.11n中用来提高吞吐量的机制
802.11n是一种无线局域网（WLAN）技术标准，旨在提高无线网络的速度和稳定性。
在802.11n标准中，有几种机制被用来提高吞吐量，从而改善无线网络的性能。
本文将介绍802.11n中用来提高吞吐量的机制，并对其原理和实际应用进行详细阐述。
一、MIMO技术MIMO是Multiple-Input Multiple-Output的缩写，即多输入多输出技术。
802.11n标准采用了MIMO技术，通过同时使用多个天线进行数据传输和接收，从而提高了无线网络的吞吐量。
MIMO技术能够在不增加频谱带宽的情况下，通过空间复用的方式提高数据传输速率，增强了信号的抗干扰性和覆盖范围。
利用MIMO技术，802.11n标准支持了1x1、2x2、3x3甚至4x4等不同数量的天线配置，能够实现更多数据的并行传输，提高了网络的整体性能。
MIMO技术还能够通过空间复用和波束成形等手段来提高信号的覆盖范围和可靠性，从而进一步提高了网络的吞吐量和稳定性。
二、帧聚合技术802.11n标准引入了帧聚合技术，通过将多个数据帧合并成一个更大的帧进行传输，从而提高了数据传输的效率和吞吐量。
在传统的802.11a/g标准中，每个数据帧都需要经过一定的信道竞争和保护间隔，从而导致了较为低效的信道利用率和较低的吞吐量。
而在802.11n标准中，通过帧聚合技术，可以将多个数据帧合并成一个更大的帧进行传输，减少了信道竞争的次数，提高了信道的利用效率，进而提高了网络的吞吐量。
帧聚合技术的引入显著改善了无线网络的性能，使得802.11n能够更好地满足多媒体数据传输等高吞吐量的应用需求。
三、频谱聚合技术802.11n标准还引入了频谱聚合技术，通过同时使用多个频段来传输数据，从而提高了无线网络的吞吐量。
在传统的802.11a/g标准中，无线网络只能使用2.4GHz或5GHz的某一个频段进行数据传输，因此受到了频谱资源的限制，无法充分利用现有的频谱资源来提高网络的吞吐量。
802.11n简述
802.11k
一个无线基站可以要求另一个基站测量和报告如下情况： • 在那个基站的覆盖范围内，一个信道上或者所有信道上的基站数量。 • 每一个基站的信标信号强度。 • 在一个具体时间间隔期间接收的帧的数量，负载情况。 • 每一个信道上的无线局域网活动水平。 • 便携式电话和微波炉等设备对每个信道产生的非无线局域网无线电 活动。
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
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）
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
MAC层增进 QoS，增加了包突发机制 ------
802.11n技术简介
802.11n技术简介IEEE-802.11n 整合了早期802.11 协议的所有修订和增补内容，其中包括实现QoS 的802.11e 增强MAC技术以及省电技术。
IEEE-802.11n 设计目标就是为了实现高吞吐量。
目前宣称的最高速率可达300Mbps（两个独立数据流/40MHz 信道宽度）。
如果以IEEE-802.11a/g的最高速率54Mbps 作为比较，802.11n 通过使用下文所述的技术，可以实现高达300Mbps 的数据吞吐量。
技术优势相对传统802.11技术，802.11n具备以下技术优势：ν 更高的有效数据吞吐能力802.11n采用了一系列新机制以增加可用带宽。
基于802.11a/g的无线局域网在物理层可提供最高54Mbps数据率（毛速率，非净速率），但网络层的实际速率只有22-26Mbps。
而802.11n 吞吐量目前已经达到300Mbps的毛速率，实际速率可达120-130Mbps。
理论上说，由802.11n 标准定义的速率在四个空分数据流模式下高达600Mbps。
这是首次无线速率超过有线快速以太网络速率。
ν 更可靠的无线覆盖新的802.11n技术不仅提高了数据吞吐量，而且，还缩减了无意义的接收区域，这将为有效使用无线网络带来更好的信号覆盖和更高的稳定性，特别是对那些专业环境中特殊用户。
ν 更远的距离一般来说，数据吞吐量随收/发信机的距离增加而减少。
但802.11n的整体性能提高确保了AP发出的信号经过给定距离到达接收端后，明显比802.11a/b/g强。
兼容性802.11n是一个向后兼容IEEE-802.11a/b/g的新标准，但是，新标准的优势只有支持802.11n 的AP或客户端才能享受。
为了允许基于802.11a/b/g标准的无线局域网客户端（也称为传统客户端）能够在802.11n 网络中共存，802.11n的无线接入点（AP）必须提供特殊的模式用于混合操作，在这种情况下，系统性能并不会有实质性提升。
无线WiFi-802.11N技术
802.11n技术802.11n是在802.11g和802.11a之上发展起来的一项技术，最大的特点是速率提升，理论速率最高可达600Mbps（目前业界主流为300Mbps）。
802.11n可工作在2.4GHz和5GHz两个频段，分别向下兼容802.11g 和802.11a。
2009年9月11日这天，802.11n正式成为标准，整个WLAN产业链也为之一振，随后各种支持802.11n 的终端变得越来越普遍，802.11n在未来的物联网背景下显得举足轻重。
关键技术一：MIMOMIMO（音maimou），即多输入多输出，主要原理是通过多根天线发射和接收多条空间流。
传统方式只能发射和接收一条空间流，所以从理论上通过MIMO可以成倍的增加无线传输的速率，而不需要增加实际的频谱资源开销。
802.11n协议规定最大为4条空间流，理论速率为600Mbps。
而目前由于产业链也在发展当中，最为普及的是300Mbps的速率，即采用2条空间流的方式进行。
介于2条和4条之间，当然还有一种3条流的方式，最大速率为450Mbps。
也就是说，目前业界的11n产品也在不断发展当中，一个基本的趋势就是“300Mbps->450Mbps->600Mbps”。
MIMO的实现依赖于多天线技术。
如果把一个802.11n的AP比作一辆家用汽车，那么300Mbps相当于是1.6L 排量，450Mbps和600Mbps相当于是2.0L和2.0T的排量。
在300Mbps这档中有三种不同的MIMO实现方式，分别是2×2、2×3和3×3（前者表示发射天线的个数，后者表示接收天线的个数）。
2×2可以认为是手动低配版（天线的个数绝对不可能小于空间流的个数），而2×3和3×3则是分别属于“中等配置”和“高级配置”。
虽然这三种MIMO方式显示的理论速率均为300Mbps，但是在实际使用的感受上，802.11n的传输性能与MIMO天线的多少息息相关，天线越多，实际获得的吞吐量越高，使用当中抗干扰的能力也会更强。
802.11n无线网络技术全面解析
802.11n无线网络技术全面解析【大】【中】【小】2009-03-12 09:50:03 来源:互联网作者：互联网责任编辑：麦孔802.11n的核心----MIMO-OFDMOFDM调制技术是将高速率的数据流调制成多个较低速率的子数据流，再通过已划分为多个子载体的物理信道进行通讯，从而减少ISI（码间干扰）机会。
MIMO（多入多出）技术是在链路的发送端和接收端都采用多副天线，将多径传播变为有利因素，从而在不增加信道带宽的情况下，成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，以达到WLAN系统速率的提升。
将MIMO与OFDM技术相结合，就产生了MIMOOFDM技术，它通过在OFDM 传输系统中采用阵列天线实现空间分集，提高了信号质量，并增加了多径的容限，使无线网络的有效传输速率有质的提升。
双频带（20-MHz和40-MHz带宽）IEEE802.11n通过将两个相邻的20MHz带宽捆绑在一起组成一个40MHz 通讯带宽，在实际工作时可以作为两个20MHz的带宽使用（一个为主带宽，一个为次带宽，收发数据时既可以40MHz的带宽工作，也可以单个20MHz带宽工作），这样可将速率提高一倍。
同时，对于 IEEE802.11a/b/g，为了防止相邻信道干扰，20MHz带宽的信道在其两侧预留了一小部分的带宽边界。
而通过频带绑定技术，这些预留的带宽也可以用来通讯，从而进一步提高了吞吐量。
ShortGI（GuardInterval）是802.11n针对802.11a/g所做的改进。
射频芯片在使用OFDM调制方式发送数据时，整个帧是被划分成不同的数据块进行发送的，为了数据传输的可靠性，数据块之间会有GI，用以保证接收侧能够正确的解析出各个数据块。
无线信号在空间传输会因多径等因素在接收侧形成时延，如果后续数据块发送过快，会和前一个数据块形成干扰，而GI就是用来规避这个干扰的。
11a/g的GI时长为800us，而 ShortGI时长为400us，在使用ShortGI的情况下，可提高10%的速率。
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目录
一、802.11n标准的提出及技术优势 二、关键技术－物理层
三、关键技术－MAC层
四、802.11n中的电源管理 五、802.11n中的AP运行模式
六、802.11n的速率
七、配置命令及网卡
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11n的提出
（1）1997年制定的IEEE802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理
五、802.11n中的AP运行模式
六、802.11n的速率
七、配置命令及网卡
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802.11n的关键技术
11nAP 的运行模式(operating mode) 4种运行模式
Set to 0 under the following conditions: — all STAs in the BSS are 20/40 MHz HT, or — in a 20/40 MHz BSS, or — if all STAs in the BSS are 20 MHz HT STAs in a 20 MHz BSS
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802.11n的关键技术
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802.11n的关键技术
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802.11n的关键技术
2.4G/5G 40MHz信道绑定列表 注:日本不允许使用 40MHz
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802.11n
一、802.11n标准的提出及技术优势 二、关键技术－物理层
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11n的技术优势
Throughput：802.11n带来的最大好处。但是要注意Throughput的具体
情况和802.11n的实际部署也有关。在Greenfield（后面有介绍）部署情况
下，Throughput能达到更大的值。
Reliability：MIMO带来的最大好处之一就是提高了SNR，SNR是信号传输
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802.11n的关键技术
Reduced Interframe Spacing (RIFS)
按照11协议，在收到确认帧和发送下一帧之间需要一个时间间隔 （IFS）。较11协议，11n定义了更短的IFS并称之为RIFS，提高了发送 效率。但是该模式只能应用于greenfield模式，即纯ｎ的设备。 RIFS将两个帧间的时间间隔缩短到2usec
Power Save Multi-Poll
主要是面向WIFI Phone这类流量比较连续的业务，STA可以在通讯的过程
中间隔休息，定期苏醒接收或发送报文，从而达到节电。
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802.11n
一、802.11n标准的提出及技术优势 二、关键技术－物理层 三、关键技术－MAC层 四、802.11n中的电源管理
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802.11n的关键技术
在进入MAC处理过程之前,所有的报文都以MSDU形式存在,经过MAC处理之 后,MSDU转变成MPDU. A-MSDU在进入MAC层之前完成聚合,因此对于802.11MAC层而言,这是一 个报文,只需要回复一个ACK就可以. A-MPDU在MAC层之后完成聚合,对于802,11MAC层而言,这是多个报文,每 个报文都需要ACK回复,block ack完成这个过程.
11a/b/g使用２０ＭＨｚ的频带宽度进行通
讯。11n支持将两个２０ＭＨｚ的频带捆绑为 一个通讯频带（称为Channel bonding）, 可 以实现将吞吐提高一倍(实际高于2倍)。这两
个频带将一个为主，一个为辅。
准确地讲，应该是不只一倍。对于11a/b/g， 为了防止相邻信道干扰，２０ＭＨｚ带宽的信 道在其两侧预留了一小部分的带宽边界。而通 过Channel bonding，这些预留的带宽也可 以用来通讯，从而进一步提高了吞吐。这样的 话，sub carriers可以达到108个。
报文时，它可以使其他RADIO迅速接入工作状态。报文处理完后，它又可以
将这些额外的RADIO恢复到非工作状态。这套通知机制是通过RTS、CTS实 现的。ＡＰ将通过RTS来唤醒STA的RADIO，而STA通过CTS来告诉ＡＰ已
经让RADIO恢复到工作状态。
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802.11n的关键技术
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802.11n的关键技术
Short Guard Interval (SGI)
由于信号沿多条路径传播，导致在接收侧，最新接收的信息符号 （information symbol）可能会和上一个接收过程尚未结束的信息符号进行碰 撞，从而导致干扰。为此，802.11a/g标准要求在发送信息符号时，必须要保证 在信息符号之间存在800 ns的时间间隔，这个间隔被称为Guard Interval (GI)。 １１ｎ仍然使用缺省使用800 ns GI。当多径效应不是严重时，可以将该间隔配
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802.11n的关键技术
Frame Aggregation
以前ＷＬＡＮ报文处理存在比较大的overhead，比如preamble，FCS，等 待确认的时间等，影响了ＭＡＣ层的操作效率。Frame Aggregation技术通过将 多个帧发到一次发送进行处理，从而减少了overhead，减少了帧碰撞机会，提高 了ＭＡＣ效率。为了支持该技术，最大帧尺寸从4kB提高到64kB。Frame Aggregation支持MSDU和MPDU的聚合。Frame Aggregation实现上要考虑: 对于一个Aggregation帧，接收端（STA或AP）必须是唯一的；为了准备批量发 送的帧，前面的帧不得不等待后面的帧，将影响实时性要求高的业务。
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802.11n
一、802.11n标准的提出及技术优势 二、关键技术－物理层 三、关键技术－MAC层
四、802.11n中的电源管理
五、802.11n中的AP运行模式
六、802.11n的速率
七、配置命令及网卡
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802.11n的关键技术
除了上述影响ＭＡＣ性能的规格，重要的规格还包括了对电源管理和向 前兼容。 对于电源管理，主要包括了： Spatial Multiplexing Power Save Power Save Multi-Poll.
Set to 3 (HT mixed mode) when one or more nonHT STAs are associated with this BSS.
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802.11n的关键技术
MIMO的天线配置通常表示成”Y*X”,其中Y于X均为整数,分别代表传
输天线于接收天线的数量.
例如:目前主流均将2*2作为操作列必要,即用两组传输链路,两组接收链路
以及两道经过多任务处理的以无线链路传送的空间流.
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802.11n的关键技术
置为400，可以将吞吐提高近１０％。如果GI时长不合理，会降低链路的有效
SNR。 使用场景：Short GI使用于多径情况较少、射频环境较好的应用场景。在多
径效应影响较大的时候，应该关闭Short GI功能。
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802.11n的关键技术
40 MHz mode (optional)
Short Guard Interval (GI)
40 MHz mode (optional) Greenfield (GF) Preamble
(optional)
(optional)
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802.11n的关键技术
MIMO-OFDM MIMO-OFDM是ＯＦＤＭ和MIMO相结合的技术，由于支持更多的子载 体（支持５２个，而以前的标准支持４８个），可以实现20 MHz 下，单个 流达到65 Mbps。 MIMO读音:MyMoe.
层，随后几年IEEE相继提出了802.11b、802.11a和802.11g的物理层标 准。
（2）802.11b提供了最大11Mbit/s的传输速率，802.11a和802.11g提
供了最大54Mbit/s的传输速率。 （3）包括高分辨率视频传输和家庭剧院系统等新型应用需要更高的数据 传输速率，于是，IEEE成了了802.11n工作小组。
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802.11n的关键技术
Spatial multiplexing补充
MIMO技术运用了多径效应的正面
影响，使用多天线来实现多通道，传 输信息流经过空时编码形成多个信息 子流经过多个天线发射出去，多天线 接收机使用先进的空时编码处理能够 分开并解码这些数据子流，从而实现 最佳的处理。
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802.11n的关键技术
Spatial Multiplexing Power Save
spatial multiplexing (SM) power save mode 模式将使得STA只有一个 RADIO处于工作状态，其余处于休眠状态，包括了静态和动态操作模式。 对于静态操作模式，STA将通知ＡＰ它已经处于静态模式（通过新的管理帧 通知操作在动态还是静态模式），要求ＡＰ只发送单spatial stream。 对于动态操作模式，虽然也是只保留一个RADIO工作，但是当STA收到数据
Set to 1 (HT non-member protection mode) if there may be non-HT STAs in both the primary and the secondary channel Set to 2 if only HT STAs are associated in the BSS, however and at least one 20 MHz HT STA is associated.
Spatial multiplexing
基于MIMO技术， 实现了在多条路
径上并发地通信，这称为Spatial multiplexing。显然该技术要求并发
的流数必须小于等于接收和发送的天
线数目。可以说支持多少并发流，就 可以提高多少倍的吞吐。Spatial multiplexing依赖多径效应。