Realtek-瑞昱半导体802.11n WLAN技术介绍
802 11n技术详解
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。
Realtek-瑞昱半导体802.11n WLAN技术介绍
• 瑞昱双频并行技术应用 • 与虚拟WiFi技术的比较 • 瑞昱无线技术多元化应用
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Copyright © 2009 Realtek Semiconductor Corp.
为什么要双频并行技术(Dual Band Concurrent)
High Speed data ‐25‐
WiFi module
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AP NAT加速
10倍以上性能提升
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•有线转无线 •可USB供电 •不需内置驱动程序
名片: 89x51mm
PCB: 65.0x43.9x1.6mm
Internet AP
无线网卡
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小馒头 + 3G USB无线上网卡
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瑞昱半导体简介
瑞晟微电子（苏州）有 限公司
北京办事处
San Jose
● ● Japan ◆
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◆
Irvine
●★
瑞昱半导体（深圳）有 限公司
瑞昱半导体总部（台 湾新竹）
为?增加电池使用时间与建?企业形象在芯片的每个模块都有创新的设计持续?断的领先开发新应用如最先展示的wifidirect和独创的win7ezsharing让无线通讯??完整的解决方案除?wlan外还有以太网络数字电视芯片蓝芽芯片gps与音效芯片读卡芯片摄影芯片等
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。
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。
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的优势
802.11n的优势802.11n有着其它协议无法比拟的优势。
技术优势11N技术的优势主要体现在传输速度和信号范围上，在传输速率方面802.11N 得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术使传输速率得了到极大提升。
在覆盖范围方面，802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰，使W LAN移动性极大提高。
应用一：高质量语音通我们知道，支持WI-F I的手机只要下载个软件就可以打网络电话了，但是由于受到无线路由器速度上的限制通话质量并不理想。
但是802.11N无线路由器可以很好的解决这一问题，11N理论称速度为300M bps，但是从实际使用和测试来看，在正常环境中(存在一定的信号干扰和障碍物)大多数11N产品的传输速度都在百兆左右，但即使是这样的速度也意味着人们可以在写字楼中用Wi-F i手机来拨打IP电话，而且享受更高质量的语音通话。
应用二：高清视频传输高清视频是802.11N产品在应用上的一个亮点。
我们曾经做过关于这方面的测试，从测试结果上看传统的54M无线路由器与802.11N路由相比差距明显，对于家庭用户来说无线设备支持下的高清视频播放可能是一种趋势。
对于企业用户来说，写字楼内利用无线网络拨打可视电话、酒店内的无线点播服务将使用户真正体验移动办公和移动娱乐带来的便捷。
应用三：移动便携性由于802.11N采用独特的天线技术，最大程度上降低了信号干扰从而使信号覆盖范围得到提升，这使得使用笔记本电脑和PD A等设备的用户可以在更大的范围内移动上网。
wifi与802.11abgn简介
802.11b -- (即所谓的高速无线网路或Wi-Fi标准)，1999年再度发表IEEE802.11b高速无线网路标准，在2.4GHz频段上运用DSSS技术，且由于这个衍生标准的产生，将原来无线网路的传输速度提升至11 Mbps并可与乙太网路(Ethernet)相媲。
802.11为IEEE（电机电子工程师协会，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）于1997年公告的无线区域网路标准，
适用于有线站台与无线用户或无线用户之间的沟通连结。
下列为802.11的规格说明：
802.11 -- 初期的规格采直接序列展频技术（Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS）或跳频展频技术（Frequency Hopping Spread Spectrum,FHSS），制定了在RF射频频段2.4GHz上的运用，并且提供了1Mbps、2Mbps和许多基础讯号传输方式与服务的传输速率规格。
Wifi的缺点
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。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问题。
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•有线转无线 •可USB供电 •不需内置驱动程序
名片: 89x51mm
PCB: 65.0x43.9x1.6mm
Internet AP
无线网卡
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小馒头 + 3G USB无线上网卡
瑞昱半导体802.11n WLAN技术 介绍
彭作辉 Paul_peng@
‐1‐
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摘要
• 瑞昱半导体简介 • 瑞昱GreenWLAN技术介绍 • 瑞昱 DualWLAN技术介绍 • 瑞昱无线技术应用
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无线直连（WiFi Direct）
Infrastructure
Internet
瑞昱双频并 行WLAN卡
P2P
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Find Nearby Devices
Wi‐Fi Direct
9 9
9 9 9
802.11 ad hoc
ㄨ ㄨ
ㄨ ㄨ 9
SoftAP
9 ㄨ
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无线显示（WiFi Display）
无线显示认证预计在2011年第三季度开始 瑞昱已经在Computex 2010 （台北）展示WiFi Display解决方案
无线显示（WiFi Display）
2.4GHz
Internet
瑞昱双频 并行WLAN卡
5GHz
瑞昱双频并行DMP
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Computex 2010瑞昱双频方案展示
瑞昱双拼并 行WLAN卡
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瑞昱产品线简介
WW PC No.1
通讯网路事业处
‐ 以太网适配器芯片 ‐ 以太网物理层收发器 ‐ 交换机芯片 ‐ WLAN芯片 ‐ ADSL2+ CPE单芯片 ‐ 家庭网关 ‐ 数字电视解调芯片
电脑周边事业处
• 为什么需要双频并行技术 (Dual Band Concurrent)
• 瑞昱双频并行技术应用 • 与虚拟WiFi技术的比较 • 瑞昱无线技术多元化应用
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为什么要双频并行技术(Dual Band Concurrent)
摘要
• 瑞昱半导体简介 • 瑞昱 GreenWLAN技术介绍
• GreenWLAN技术简介 • GreenWLAN的益处 • GreenWLAN的应用 • 瑞昱 DualWLAN技术介绍 • 瑞昱无线技术多元化应用
GreenWLAN的益处
电池寿命更长
系
统
更
弹
性能更稳定
性
散热问题更少
瑞昱DMP+双频 并行WLAN卡
瑞昱2.4G 2x2 AP
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无线直连和无线显示 （Wifi direct & Wifi Display）
Internet
2.4Ghz网络
并瑞行昱D双M频P
Internet
3G 3G USB上网卡 3G Router
WiFi
•实现电信网与互联网的结合
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摘要
• 瑞昱半导体简介 • 瑞昱GreenWLAN技术介绍 • 瑞昱 DualWLAN技术介绍
Ezsharing client
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瑞昱共享网络技术（Internet Connection Sharing)
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• BT 3.0 + HS
• 网络转发加速
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无线直连（WiFi Direct）
Tx Rate
Easy to Config
WPS
Security
‐ 高解析度音频处理芯片 ‐ 消费类音频处理芯片 ‐ D类放大器 ‐ 时钟发生器 ‐读卡器控制芯片 ‐电脑摄像头
WW PC No.1
多媒体事业处
‐LCD显示器控制芯片 ‐LCD TV控制芯片 ‐全高清MPEG解码控制器 ‐数字媒体处理器
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谢谢！
Brian： 业务总监 136‐8880‐5012
陈峰 ： 资深业务经理 139‐1117‐5265
彭作辉： WLAN RD经理 138‐6255‐2130
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瑞昱Ezsharing技术
Ezsharing Server
Ezsharing client
Ezsharing client
Ezsharing client
终端与软AP并行模式
Internet
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BT3.0 + HS
Combo
BT module
BT n
Combo
BT module
WiFi module
虚拟WiFi 只能STA+Soft AP
时分复用 是
差（软件处理） Win7
瑞昱 双频并行技术
STA/AP + STA/AP可随意 组合 独立并行 否；频段、信道自由组 合 非常好（硬件实现） 所有操作系统
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5Ghz 无线显示
瑞昱2.4G 2x2 AP
2.4Ghz网络
瑞昱双频 并行WLAN
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与虚拟WIFI（virtual 比较 WiFi）
项目 操作组合
操作模式 必须处于同一信道
性能 操作系统
‧ 2.4Ghz频段可以满足绝大部分网络、数据应用，但是随着WiFi技术的普及，已经 越来越拥挤。 为保证日益增多的音频、视频服务品质，5Ghz频段是个不错的选择 ‧将网络、数据业务放在2.4Ghz 频段，音、视频业务在5Ghz；这样就需要可以同时 工作在2个频段。
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完整的解决方案
除了WLAN外, 还有以太网络、数字电视芯片、 蓝芽芯片、 GPS 与音效芯片、读卡芯片、 摄影芯片等. 可联合开发多种应用.
快速的客户支持
国内500人以上的业务、研发、客服团队为客户提供及时、无忧的 技术支援
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瑞昱WLAN产品线
台式机/笔记本/上网本
消费电子
miniCard
PCIe
miniCard/Dongle USB
Plug‐In Card PCI/PCIe
SDIO Module USB Dongle/Module PCI/PCIe Module
无线路由器
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High Speed data ‐25‐
WiFi module
Copyright © 2009 Realtek Semiconductor Corp.
AP NAT加速
10倍以上性能提升
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瑞昱半导体简介
瑞晟微电子（苏州）有 限公司
北京办事处
San Jose
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Irvine
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瑞昱半导体（深圳）有 限公司
瑞昱半导体总部（台 湾新竹）
碳排放更低，使用成本更低，
保护地球
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Mini 802.11n USB无线网卡
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