WLAN协议技术白皮书-802.11ax技术详解2
详解WiFi新协议之80211ax协议
Wi-Fi新协议-802.11ax802.11ax是一个802.11无线局域网（WLAN）通信标准，和802.11ac一样，工作在5G频段，是802.11ac的后续升级版。
802.11ax显著的两个特点是支持OFDMA（正交频分多址接入，更多用户的OFDM）和MU-MIMO（多用户多入多出技术）。
802.11ax标准目的是要提高拥挤网络空间中的数据吞吐量。
因为802.11ac及以前的协议，在用户非常密集的环境中，能够提供的实际数据吞吐量就会显著降低（即使802.11ac协议单用户能达到1.3Gbps的速率）。
802.11ax标准将能够提升多用户环境下（比如会展、高铁站、体育馆）的Wi-Fi性能，802.11ax主要通过提升频谱效率、更好地管理串扰、增强PHY底层协议（介质访问控制数据通讯）来实现即使用户非常密集也能保持高吞吐量。
新的标准让Wi-Fi变得更加快速和稳定。
802.11ax标准提供了的高效PHY机制，以下是802.11ac和802.11ax的主要差异。
802.11ax标准将对2.4GHz和5GHz带宽进行规范。
此标准明确定义了四倍大的FFT，可以在相同空间区域内装入更多的数据，这意味着同一时间可以传输更多的数据。
另外，802.11ax标准还支持更高的1024-QAM调制调解，每个空间流可以达到600M（802.11ac最高是433M）。
补充标准IEEE 802.11ad标准，使用了未获授权的60GHz频段来建立快速的短距离网络，峰值速率可达7Gbps。
但，在60GHz下进行数据传输存在两个主要缺陷：其一是短波的穿墙能力欠佳，其二是氧分子会吸收60GHz下的电磁能。
60GHz产品都需要在非常短的距离下、或者是同一房间当中进行工作。
比如将高清音频和视频从蓝光播放器无线传输至投影仪。
技术小白看过来简析802.11ax技术特点与原理
1 433Mbps 8 6.97Gbps
2 866.5Mbps 3
Gbps
Wi-Fi
MCS Wi-Fi Wi-Fi
802.11ax 2018 Wireless
802.11ac 802.11ax
2013 ieee 802.11ax 2014 802.11ac 4
ax Task Group 11ax High Efficiency
MU-RTS RA
User Info
MU-RTS
AP MU-RTS
STA
MU-MIMO
·OFDMA
802.11ax
OFDMA 4G
802.11a/g/n/ac
802.11ax
802.11 (20 40 80 160MHz )
LTE
“ ”(Resource Unit RU) RU 26 2MHz
OFDM STA 802.11ax
OBSS
OBSS
BSS
802.11ax BSS CCA CCA-SD CCA-ED energy detection ·
802.11ax OFDMA MU-MIMO
AP
ICI
802.11ax AP STA
STA RSSI STA4
AP RSSI
802.11ax
class
ClassA
3db RSSI 3db
802.11ac 4
802.11ac 4
TWT
PHY
PHY 433Mbps
802.11ax
MU-MIMO OFDMA
·
OFDM 802.11
802.11ac 11ax OFDM
FFT GI MCS
802.11n/ac/ax OFDM
802.11ax标准技术分析
802.11ax标准技术分析与以前的Wi-Fi标准相比，下一代无线局域网(WLAN)标准802.11ax的容量更大，数据传输性能更强。
它体现了自802.11n （802.11n于2004年首次出现在产品中，数据传输速率可达到100兆比特每秒）以来Wi-Fi工作方式的最根本变化。
设计802.11ax的首要目的是解决网络容量问题，因为网络容量问题已成为机场、体育赛事和校园等密集环境中的一个大问题。
802.11ax极大的借助了长期演进技术(LTE)并采用了已经过实践证明的、在蜂窝网络中将同一频谱的系统用户容量提高十倍的技术。
因此，802.11ax增加了许多新的系统内容和层面，这些新的内容和层面需要得到验证并且在Wi-Fi领域一直未被认知。
OFDM 向 OFDMA的演变802.11ax与以前的无线局域网(WLAN)系统相比最大的变化在于其是采用了“正交频分多址接入”(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)。
“正交频分多址接入”(OFDMA)系统由中央资源（AP）分配时间块和频率块——称为资源单元(RUs)。
在OFDM系统中，用户占用了整个信道。
随着更多用户加入，每个用户的数据请求通过载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)来争夺媒体接入。
过多的用户会造成瓶颈，从而导致当这些用户在请求数据（特别是在流式视频等高带宽应用中）时，服务质量(QoS)较差。
图1比较了OFDM和OFDMA的频谱使用率。
在OFDM中，每次数据请求下用户一直占用所有子载波（射频频谱）；而在OFDMA 中，用户仅在规定时间内占用子载波的一个子集。
OFDMA要求所有用户同时传输，因此每个用户都需要将其数据包缓冲为相同的规定比特数，这样无论数据量有多少所有用户都能在时间上保持一致。
此外，OFDMA AP可根据用户对带宽的需求来动态地改变用户所占用频谱的数量。
例如，相比较对实时性能要求不高的电子邮件，流媒体视频用户需要更多子载波（频谱）图1：用户在ODFM中占据整个信道，而在“正交频分多址接入”(OFDMA)中不是。
802.11协议标准详解[文字可编辑]
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WLAN 协议——IEEE802.11
在实际使用上，通常会将WLAN和现有的有线网络结合，不但增 加原本网络的使用弹性，也可扩大无线网络的使用范围，目前最热门 的WLAN技术就是IEEE的802.11 及其相关标准。 ? IEEE 802.11(1997.6)， 数据速率最高为1或2Mbps，
工作在2.4GHz频段或使用红外(Infrared Spectroscopy, IR) ? IEEE 802.11a(1999),数据速率最高为54Mbps，
12个信道，最多8个互不重叠，工作在5GHz频段 ? IEEE 802.11b(1999.9),数据速率最高为11Mbps ，
11个信道，最多3个互不重叠，工作在2.4GHz频段（最常用） ? IEEE 802.11g(2003.6),数据速率最高为54Mbps，
WLAN
? WLAN (Wireless Local Area Network ) 是指传输 范围在 100米左右的无线网络，可用于单一建筑 物或办公室之内，需要使用 WLAN的场合主要包 括：
(1) 不方便架设有线网络的环境; (2) 使用者时常需要移动位置; (3) 临时性的网络。
? 802.11WLAN 主要面向两种应用类型：
300Mbit/s,2007 ）
IEEE802.11的工作方式
? 802.11定义了两种类型的设备，一种是无线站，通常 是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的， 另一个称为无线接入点（Access Point，AP），它的 作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接 入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口 （802.3接口）构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。 接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线 的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是 802.11 PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口，或者是在非 计算机终端上的嵌入式设备。
下一代WLAN技术标准802.11ax 关键技术解读
1引言在过去的20年里，随着接入WLAN的用户数及各种无线接入终端（手机、笔记本、平板电脑）呈爆炸式增长，无线局域网接入已经成为移动计算领域的主要互联网接入方式。
第一代无线局域网标准IEEE802.11发布于1997年，定义了媒体访问控制（MAC）层和物理层协议，最高数据传输速率为2Mbit/s，之后的802.11b 达到11Mbit/s，802.11a/g达到54Mbit/s，直到802.11n数据速率过百兆，达到600Mbit/s，发展到如今的802.11ac，最高可提供1Gbit/s以上的数据传输速率。
据Wi-Fi联盟统计，2018年全球WLAN用户设备已经达到250亿部，预计到2023年将接近500亿部。
WLAN技术已被广泛搭载在计算机、手机、消费电子产品以及各种新IoT设备中，应用范围全方面覆盖，从互联网接入到家庭网络、办公、音视频服务到人工智能、车联网等，WLAN技术为人们的工作和生活提供了极大的便利。
另外，WLAN技术作为蜂窝网络重要的补充和延伸，运营商通过部署大量的WLAN热点，进一步推动了WLAN技术的发展。
为此，IEEE于2013年成立了TGax工作组，研究新一代WLAN标准802.11ax，针对网络设备密集度高、无线接入需求量大的场景下的无线解决方案。
Wi-Fi联盟也在刚刚结束的上海成员大会上公布，802.11ax将作为Wi-Fi联盟下一代Wi-Fi无线通信技术，被正式命名为Wi-Fi6。
本文将对IEEE802.11技术演进路线做简要概述，并重点介绍802.11ax标准的主要特点。
2WLAN技术演进当前国际主流的WLAN技术标准是由美国电子电气工程师协会（IEEE）指定的802.1系列标准。
该系列标准从1997年开始，最初制定了直接序列扩频、调频以及红外传输3种工作模式，但并未获得市场认可，随后被增强标准802.11b和802.11a取代，之后又进一步发布了802.11g和802.11n，这也是目前802.11系列的核心标准，具体演进路线如表1所示。
详解无线传输协议之802.11ac Wave2协议
802.11ac Wave2奥秘探索802.11ac Wave2中最显著的提升在于多用户多输入多输出（MU-MIMO）技术。
目前市面上大多数Wi-Fi路由器和AP是采用单用户MIMO（SU-MIMO）或者MIMO技术，这种技术采用的是低效时间槽协议，为多个客户端提供单一时刻专用全速率Wi-Fi无线连接。
AP通常有3-4个天线，而大部分客户终端只有1-2个天线。
因此，它们不能支持全系列MIMO信道运行，而且很少用到AP的全部容量。
这种差异被称为MIMO间隙。
例如，一个3x3的Wi-Fi 11ac AP支持1.3 Gbps速率的峰值物理层（PHY）。
但是，只有一个天线的智能手机或平板电脑仅支持433 Mbps的峰值速率，其余867 Mbps的容量被闲置。
802.11ac Wave2填补了MU-MIMO这一间隙，让一个AP同时支持最多四个Wi-Fi连接。
每个连接被分配到一个不同的智能电话、平板电脑、笔记本电脑、多媒体播放器，或其他终端设备。
因此，MU-MIMO 赋予AP更多选择以服务终端，使其更有效利用总的可用容量，从而有效地桥接MIMO间隙。
图1. SU-MIMO 与MU-MIMO 的对比（图示为单流MU客户端）802.11ac Wave2允许将多个空间流同时分配给不同客户端（最多四个定向射频RF链路），也就是说，有四个天线的802.11ac MU-MIMO AP能够同时向一台笔记本电脑、一部手机和两部平板电脑各发送一个空间流（终端必须支持MU-MIMO技术）。
图2. SU-MIMO 和MU-MIMO 运行方式（向每个终端发送1个空间流）值得注意的是，实际运行时，波束成形的过程并不完美，空间流的一些能量会出现在旁瓣上。
这些较小的波束从主波束的两侧出现，然后指向偏离轴向若干角度的方向。
这种情况在SU-MIMO中不是问题，但在MU-MIMO中，一旦两个相邻MU-MIMO流的旁瓣发生重叠，两个相邻的MU-MIMO流就会互相干扰。
华为Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)技术白皮书
白皮书华为Wi-Fi 6(802.11ax)技术白皮书文档版本1.0目录1.Wi-Fi发展简介 (4)2.什么是Wi-Fi 6(802.11ax) (6)2.1Wi-Fi 6速度有多快？ (6)2.2Wi-Fi 6核心技术 (9)2.2.1OFDMA频分复用技术 (9)2.2.2DL/UL MU-MIMO技术 (13)2.2.3更高阶的调制技术(1024-QAM) (15)2.2.4空分复用技术（SR）& BSS Coloring着色机制 (16)2.2.5扩展覆盖范围(ER) (19)2.3其他Wi-Fi 6（802.11ax）新特性 (19)2.3.1支持2.4GHz频段 (19)2.3.2目标唤醒时间（TWT） (20)3.为什么要Wi-Fi 6(802.11ax) (22)4.5G与Wi-Fi 6(802.11ax)的共存关系 (23)5.华为对Wi-Fi 6(802.11ax)产业发展的贡献 (26)6.华为Wi-Fi 6(802.11ax)产品和特性 (28)6.1业界首款商用Wi-Fi 6 AP (28)6.2华为第三代智能天线 (28)6.3三射频& 双5G设计 (29)6.4SmartRadio技术-智能射频调优 (30)6.5SmartRadio技术-智能EDCA调度 (32)6.6SmartRadio技术-智能无损漫游 (33)7.总结 (36)1.Wi-Fi发展简介Wi-Fi已成为当今世界无处不在的技术，为数十亿设备提供连接，也是越来越多的用户上网接入的首选方式，并且有逐步取代有线接入的趋势。
为适应新的业务应用和减小与有线网络带宽的差距，每一代802.11的标准都在大幅度的提升其速率。
1997年IEEE制定出第一个无线局域网标准802.11，数据传输速率仅有2Mbps，但这个标准的诞生改变了用户的接入方式，使人们从线缆的束缚中解脱出来，。
随着人们对网络传输速率的要求不断提升，在1999年IEEE发布了802.11b标准。
【新技研】8秒下完10GB！下一代无线网络标准802.11ax解析-2
【新技研】8秒下完10GB！下一代无线网络标准802.11ax解析-2802.11ax有多快？802.11ax标准的首要目标是将无线网络客户端速度提升4倍。
华为是802.11ax标准的积极推动者，据说在华为通信实验室内部，802.11ax早已实现2Gbps的实际数据传输速度（注意：不是理论值！），而华为宣称最大速度可达10.53Gbps，相应的测试数据很快就会出炉。
我们来计算一下802.11ax的速度：假设可以利用的频宽为160MHz，现有最快的802.11ac标准能提供866Mbps的理论数据传输速率，而802.11ax则能轻易将传输速率提升至3.5Gbps。
如果加上4×4的MIMO“四车道”，则802.11ax的理论数据吞吐能力将高达14Gbps！换算成较为容易理解的数字就是1.75GB/s，这个数字已经将固定光纤传输速度远远甩在了后面。
不过，一般来说我们的身边是没有160MHz这么奢侈的频宽资源的，将频宽设定为80MHz比较现实，综合考虑下来，802.11ax能提供1.6Gbps的通讯速度，相当每秒钟传输200MB的数据。
如果你的手机、路由器都支持MU-MIMO，传输速度提升至400MB/s或者600MB/s都不是什么难事。
再退一步，在拥挤的公寓、电磁信号极为复杂的公共场所，即使可以利用的频宽只有40MHz，802.11ax也能带来800Mbps（约合100MB/s）的超快速度。
总的来说，它要比尚未完全普及的802.11ac快得多。
（638Mbps，这是802.11ac 2.0在2014年做到的数字）802.11ax能传多远？Wi-Fi无线网络远远不是速度快就好用这么简单，因为它还涉及传输距离问题和设备之间互相干扰的问题。
在实际使用中我们往往会发现，距离稍远，隔上一堵墙壁或者同一个Wi-Fi网络内连入的用户数量增多，都会让无线网络速度慢如蜗牛。
802.11ax有什么办法解决这些问题？很遗憾，采用5GHz频段的802.11ax在传输距离方面天生就不如2.4GHz信号，它的理论传输距离只有2.4GHz信号的一半多一些。
Wi-Fi标准IEEE 802.11ax关键技术
Network World•网络天地Wi-Fi标准IEEE802J1ax关键技术文/成刚本文着重介绍并分析了新摘的Wi-Fi标准IEEE802.llax的要关键技术给无线网络带来的传输■效率和性能的提升。
首先在传统的Wi-Fi的信道访问机制上，802.llax增加了新的正交频分多址0FDMA的多用户接入技术，玉下行和上行方向上提高了密集用户环境下的Wi-Fi接入的效率和性能。
同时本文介绍了802.llax标准在物理层和数据链路层上的变化，分析了802.llax与目前Wi-Fi标准的技术区别和密集用户接入下的效率改进的领域，包括BSScolor、NAV技术的更新、静默时间(QTP)等。
最后本文对目前802.llax的发展现状和技术演进做了小节。
表1：802.11ax与传统802.11标准的主要区别类别关键技术传统的802.11标准新的802.llax规范调制方式最高支持256QAM(802.1lac)最高支持1024QAM OFDM信号长度 3.2|is12.8hs物理层保护间隔(GI)0.4,0.8gs(分别是10%,20%开销)0.8, 1.6, 3.2gs(分别是5%,10%,20%开销) MIM0流的数量802.1In是4,802.1lac是88频谱宽度802.1In最大支持40MHz,802.1lac 2.4GHz上最大支持40MHz,在支持最大160MHz5GHz上支持160MHz 物理层速率7Gbps9.6Gbps基本信道访问CSMA/CA在CSMA/CA基础上的OFDMAMU接入方式MU-MIMO(802.1lac)MU-MIMO,OFDMA MAC层MU接入方向支持下行MU-MIMO支持上行和下行MU-MIMO 聚合方式A-MSDU,A-MPDU,不支持分片A-MSDU,A-MPDU,支持分片抗干扰处理NAV,RTC/CTS,HCCATXOP协商支持两个NAV以及静默期等表2：不同频宽支持的RU数量【关键词】802.llax CSMA/CAOFDMA MU-MIM0 Wi-Fi6RU类型20MHz40MHz80MHz160MHz(80+80) 26-tone9187452-tone4+l8+232+1°106-tone2+,铲16+,0242-tone128+2484-tone NA14+2996-tone NA NA21前言从1997年的IEEE802.il协议起步到目前已经大量商用的802.1lac标准，Wi-Fi终端和AP釆用的信道访问的机制一直是载波侦听(CSMA,Carrier Sense multiple Access)和冲突避免(CA,Collision Avoidance)的方式。
Aruba 802.11ax Wi-Fi 6 白皮书说明书
802.11AX—WAIT, DID WE JUST BUILD A WIRELESS SWITCH?
November 2018
Introduction
With the initial versions of 802.11ax (Wi-Fi 6) coming out, some of the most interesting features and enhancements revolve around how it will handle communicating with multiple clients. Currently clients and wireless access points (APs) have to listen to see if someone else is transmitting before they can send traffic. It’s similar to how Ethernet worked in the past with bridges. On a shared medium, more clients mean more fighting over who gets to transmit and longer wait times before each client could send data. Performance is fine with a small number of clients, but as the number of clients increased, the available bandwidth of the network decreases. In a wireless network, an AP with 100 clients can transmit only about 40% of the data that an AP with 10 clients can transmit, as shown in Figure 1.
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。
华为Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)技术白皮书
白皮书华为Wi-Fi 6(802.11ax)技术白皮书文档版本1.0目录1.Wi-Fi发展简介 (4)2.什么是Wi-Fi 6(802.11ax) (6)2.1Wi-Fi 6速度有多快？ (6)2.2Wi-Fi 6核心技术 (9)2.2.1OFDMA频分复用技术 (9)2.2.2DL/UL MU-MIMO技术 (13)2.2.3更高阶的调制技术(1024-QAM) (15)2.2.4空分复用技术（SR）& BSS Coloring着色机制 (16)2.2.5扩展覆盖范围(ER) (19)2.3其他Wi-Fi 6（802.11ax）新特性 (19)2.3.1支持2.4GHz频段 (19)2.3.2目标唤醒时间（TWT） (20)3.为什么要Wi-Fi 6(802.11ax) (22)4.5G与Wi-Fi 6(802.11ax)的共存关系 (23)5.华为对Wi-Fi 6(802.11ax)产业发展的贡献 (26)6.华为Wi-Fi 6(802.11ax)产品和特性 (28)6.1业界首款商用Wi-Fi 6 AP (28)6.2华为第三代智能天线 (28)6.3三射频& 双5G设计 (29)6.4SmartRadio技术-智能射频调优 (30)6.5SmartRadio技术-智能EDCA调度 (32)6.6SmartRadio技术-智能无损漫游 (33)7.总结 (36)1.Wi-Fi发展简介Wi-Fi已成为当今世界无处不在的技术，为数十亿设备提供连接，也是越来越多的用户上网接入的首选方式，并且有逐步取代有线接入的趋势。
为适应新的业务应用和减小与有线网络带宽的差距，每一代802.11的标准都在大幅度的提升其速率。
1997年IEEE制定出第一个无线局域网标准802.11，数据传输速率仅有2Mbps，但这个标准的诞生改变了用户的接入方式，使人们从线缆的束缚中解脱出来，。
随着人们对网络传输速率的要求不断提升，在1999年IEEE发布了802.11b标准。
无线老司机为你详解802.11ax（WiFi6）
无线老司机为你详解802.11ax（WiFi6）无线老司机为你详解802.11ax2018-07-18 10:38802.11ax，也称为高效无线网络(High-Efficiency Wireless - HEW)，通过一系列系统特性和多种机制增加系统容量，通过更好的一致覆盖和减少空口介质拥塞来改善Wi-Fi网络的工作方式，使用户获得最佳体验；尤其在密集用户环境中，为更多的用户提供一致和可靠的数据吞吐量，其目标是将用户的平均吞吐量提高至少4倍。
也就是说基于802.11ax的Wi-Fi网络意味着前所未有的高容量和高效率。
802.11ax技术构成▲802.11ax技术构成模块示意图802.11ax标准在物理层导入了多项大幅变更。
然而，它依旧可向下兼容于802.11a/b/g/n与ac设备。
正因如此，802.11ax STA能与旧有STA进行数据传送和接收，旧有客户端也能解调和译码802.11ax 封包表头（虽然不是整个802.11ax封包），并于802.11ax STA传输期间进行轮询。
下图显示此标准修正最重要的变更以及与现行802.11n和802.11ac的对照。
▲802.11n、802.11ac和802.11ax的关键PHY比较关键技术解析以下是在802.11ax当中使用到的关键技术OFDMAMU-MIMO1024-QAMSpatial ReuseBBS ColoringOFDMA（正交频分复用多址接入）OFDMA是通过将子载波子集分配给不同用户在OFDM系统中添加多址的方法。
迄今为止，它已被许多无线技术采用，例如3GPP LTE。
802.11ax是第一个将OFDMA引入WLAN网络的WLAN标准。
此外，802.11ax标准也仿效LTE专有名词，将最小的子信道称为“资源单位(RU)”，每个RU当中至少包含26个子载波。
OFDMA允许同时提供具有不同带宽需求的多个用户，从而有效利用可用频谱。
子载波被分成若干组，每组表示为具有最小尺寸为26个子载波（2MHz宽）和最大尺寸为996个子载波（77.8MHz宽）的资源单元（RU）。
无线技术-802.11协议介绍-2
WLAN拓扑介绍
802.11b 11Mbps吞吐能力 采用直序扩频（DSSS) 支持1，2，5.5 & 11Mbps数据速率 工作在2.4GHz非许可频段“Industrial Scientific & Medical”（ ISM) 频段 支持14个信道 3个信道不重叠
WLAN拓扑介绍
速率提升-Short GI
在无线收发过程中收/发间或多次传发过程中，需要若干间隔时间，而这个间 隔时间就称为Guard Interval 简称 GI.
Short Guard Interval （Short GI）更短的帧间保护间隔。
WLAN拓扑介绍
Short Guard Interval （Short GI）：
无线网络的冲突及空中的拥塞也会降低802.11的有效吞吐量， 802.11n通过改善MAC层来减少固定的开销及拥塞造成的损失。
WLAN拓扑介绍
WLAN拓扑介绍
目录：
802.11a/b/g协议 802.11n协议
WLAN拓扑介绍
802.11n
802.11n最高速率可达600Mbps 802.11n协议为双频工作模式，支持2.4GHz和5GHz 802.11n采用MIMO与OFDM相结合 传输距离大大增加 提高网路的吞吐量性能
无线技术
802.11协议介绍
802.11协议介绍
培训目标
学完本课程后，您应该能： 描述802.11协议基本知识 列举802.11协议的优势
WLAN拓扑介绍
目录：
1.802.11a/b/g协议 2.802.11n协议
WLAN拓扑介绍
802.11标准
802.11：工作在2.4G（2.4000-2.4835GHZ）频段，提供了每秒 1兆或2兆传输速率。 802.11a：工作在5G频段，提供了每秒54M的传输速率，平均吞吐 量是20-36M/秒，平均范围10-100米。 802.11b：工作在2.4G频段，提供了每秒11M的传输速率，在 1999年，IEEE接受了802.11b作为以太网标准，平均速率每秒4M，平 均范围50多米。 802.11g：在2.4G频段上提供了大于20M的带宽，平均每秒2030M,平均范围50多米。 802.11e：QOS 802.11i：WLAN安全标准 802.11r：WLAN漫游标准 802.11s：802.11 mesh（无线网格网络） 802.11n：更高传输速率的改善，支持多输入多输出技术。 802.11规定了一个基站和无线客户端或两个无线客户端之间通过空气传 输的接口。 802.11在原始的802.11标准的基础上有了很多扩展标准。
WiFi无线网络参数802.11a-b-g-n详解
WiFi无线网络参数802.11a-b-g-n详解WiFi无线网络参数802.11a/b/g/n 详解802.11a/b/g/n，其实指的是无线网络协议，细分为802.11a、802.11b、802.11g、802.11n 等。
这几种不同的无线协议、都是由802.11演变而来的。
802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，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；802.11a工作在5.4G频段，最高速率54兆，主要用在远距离的无线连接；802.11b工作在2.4G频段，最高速率11兆，由于速率较低，逐步被淘汰；802.11g工作在2.4G频段，最高速率54兆；802.11n最新无线标准，常见速率有108兆、150兆，目前最高速率能到300兆。
协议频率信号最大数据传输率传统802.11 2.4 GHz FHSS 或DSSS 2 Mbps802.11a 5 GHz OFDM 54 Mbps802.11b 2.4 GHz HR-DSSS 11 Mbps802.11g 2.4 GHz OFDM 54 Mbps802.11n 2.4 或5 GHz OFDM 540 Mbps（最高理论值）1. 传统802.111997 发布两个原始数据率，1 Mbps 和 2 Mbps跳频展频（FHSS）或直接序列展频（DSSS）工业、科技和医疗（ISM）领域内的 3 个2.4 GHz 互不重叠频带最初定义的载波侦听多点接入/避免冲撞（CSMA-CA）2. 802.11a1999 发布各种调制类型的数据传输率：6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 和54 Mbps 带52 个子载波频道的正交频分复用（OFDM）技术不需要许可证的国家信息基础设施（UNII）频道内的12 个 5 GHz 互不重叠频带3. 802.11b1999 发布各种调制类型的数据传输率：1, 2, 5.5 和11 Mbps高速直接序列展频（HR-DSSS）工业、科技和医疗（ISM）领域内的 3 个2.4 GHz 互不重叠频带4. 802.11g2003 发布各种调制类型的数据传输率：6、9、12、18、24、36、48 和54 Mbps；可以使用DSSS 和CCK 进一步转换为1、2、5.5 和11 Mbps带52 个子载波频道的正交频分复用（OFDM）技术；使用DSSS 和CCK 向下兼容802.11b工业、科技和医疗（ISM）领域内的 3 个2.4 GHz 互不重叠频带5. 802.11n计划在2008 年第二季度进行IEEE 认证；但是现在已经出现了早于11n 的接入点（AP）和无线网卡各种调制类型的数据传输率：1、2、5.5、6、9、11、12、18、24、36、48 、54、108、150和300 Mbps采用多输入多输出（MIMO）和频道绑定（CB）的正交频分复用（OFDM）技术工业、科技和医疗（ISM）领域内的 3 个2.4 GHz 互不重叠频带无论有无CB，均为不需要许可证的国家信息基础设施（UNII）频道内的12 个5 GHz 互不重叠频带。
802.11ac白皮书
1.概述1.1技术背景在802.11n标准制定后不久，为了获取更高的传输速率，IEEE转入了802.11ac标准的制定当中，目标是在2012年实现千兆级别的无线局域网传输速率，而802.11ac实际上是在802.11a基础上发展起来的。
从2008年上半年开始，IEEE就已经着手802.11ac标准的制定，当时被称为“Very High Throughput”(甚高吞吐量)，目标直接就是达到1Gbps。
到2008年下半年的时候，项目分为两部分，一是802.11ac，工作在6GHz 以下，用于中短距离无线通信，正式定为802.11n的继任者，另一个则是802.11ad，工作在60GHz，市场定位与UWB类似，主要面向家庭娱乐设备。
而到了2012年2月，制定了我们现在看到的D2.0版本。
1.2技术特点802.11ac有如下几个特点：更高的传输速率：802.11ac最高可以支持约7000Mb/s传输速率，这主要得益于OFDM技术以及更高的占用带宽，而MU-MIMO技术提升带宽利用率。
更好的环境适应性：延续使用MIMO技术，增加了空间流的数量。
更好的保证了接收性能。
更少的环境干扰：使用5G频段，减少2.4G公共频段的支持，也就减少了其它信号对自身的干扰，获得更为清洁的频谱环境。
2.名词解释MSDU：MAC Service Data Unit。
可以理解为传输的有效数据，MAC帧的data 部分。
MPDU：MAC Protocol Data Unit。
可以理解为经过MAC协议封装的帧，包括MAC帧头。
PLCP：Physical Layer Convergence Procedure。
可以理解为PHY层的编码和封包过程。
PPDU：PLCP Protocol Data Unit。
可以理解为PHY层封装的帧，包括PHY帧头和MAC帧。
A-MSDU：Aggregate MSDU。
MSDU帧聚合。
A-MPDU：Aggregate MPDU。
WIFI协议详解 (2)
WIFI协议详解一、引言本协议旨在详细解释和规范无线局域网（WIFI）协议的工作原理、技术规范和数据传输流程。
通过本协议，用户可以深入了解WIFI协议并正确使用WIFI网络。
二、背景随着互联网的普及和移动设备的快速发展，WIFI技术在日常生活和商业领域中广泛应用。
WIFI协议作为一种无线通信技术，为用户提供了便捷、高速的网络连接方式。
三、WIFI协议概述1. 定义：WIFI协议是一种基于无线电波的局域网通信协议，通过无线信号传输数据。
2. 标准：WIFI协议基于IEEE 802.11系列标准，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等多个版本。
3. 工作频段：WIFI协议使用2.4GHz和5GHz两个频段进行无线信号传输。
4. 传输速率：WIFI协议支持不同的传输速率，取决于使用的WIFI设备和协议版本。
四、WIFI协议工作原理1. 基础设备：WIFI协议涉及到两种基础设备，即WIFI路由器和WIFI终端设备。
2. 连接建立过程：WIFI终端设备通过搜索周围的WIFI信号，选择一个合适的WIFI网络进行连接。
连接建立过程包括身份验证、数据加密等步骤。
3. 数据传输：一旦连接建立成功，WIFI终端设备可以通过WIFI网络与其他设备进行数据传输。
数据传输过程中，WIFI路由器负责将数据包从源设备传输到目标设备。
五、WIFI协议技术规范1. 信道划分：WIFI协议将可用的频谱划分为多个信道，不同的国家和地区可能有不同的信道规划。
2. 信号调制：WIFI协议使用不同的调制方式对数据进行编码和解码，以实现高效的数据传输。
3. 数据加密：WIFI协议支持多种加密方式，包括WEP、WPA、WPA2等，以保护数据的安全性。
4. 传输功率控制：WIFI协议规定了WIFI设备的传输功率范围，以避免干扰其他无线设备和保障通信质量。
六、WIFI协议数据传输流程1. 发送端：WIFI终端设备将待发送的数据分割为数据包，并添加必要的控制信息，如源地址、目标地址等。
802.11ac白皮书
1.概述1.1技术背景在802.11n标准制定后不久，为了获取更高的传输速率，IEEE转入了802.11ac标准的制定当中，目标是在2012年实现千兆级别的无线局域网传输速率，而802.11ac实际上是在802.11a基础上发展起来的。
从2008年上半年开始，IEEE就已经着手802.11ac标准的制定，当时被称为“Very High Throughput”(甚高吞吐量)，目标直接就是达到1Gbps。
到2008年下半年的时候，项目分为两部分，一是802.11ac，工作在6GHz 以下，用于中短距离无线通信，正式定为802.11n的继任者，另一个则是802.11ad，工作在60GHz，市场定位与UWB类似，主要面向家庭娱乐设备。
而到了2012年2月，制定了我们现在看到的D2.0版本。
1.2技术特点802.11ac有如下几个特点：更高的传输速率：802.11ac最高可以支持约7000Mb/s传输速率，这主要得益于OFDM技术以及更高的占用带宽，而MU-MIMO技术提升带宽利用率。
更好的环境适应性：延续使用MIMO技术，增加了空间流的数量。
更好的保证了接收性能。
更少的环境干扰：使用5G频段，减少2.4G公共频段的支持，也就减少了其它信号对自身的干扰，获得更为清洁的频谱环境。
2.名词解释MSDU：MAC Service Data Unit。
可以理解为传输的有效数据，MAC帧的data 部分。
MPDU：MAC Protocol Data Unit。
可以理解为经过MAC协议封装的帧，包括MAC帧头。
PLCP：Physical Layer Convergence Procedure。
可以理解为PHY层的编码和封包过程。
PPDU：PLCP Protocol Data Unit。
可以理解为PHY层封装的帧，包括PHY帧头和MAC帧。
A-MSDU：Aggregate MSDU。
MSDU帧聚合。
A-MPDU：Aggregate MPDU。
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802.11ax技术详解（二）前言：上一篇描述了802.11ax新技术的特点，新技术将从PHY层和MAC层两个维度来实现多用户的体验提升，这篇将通过仿真或者软件无线电平台搭建802.11ax物理层实测平台，对场景化下的性能进行分析部分实测验证。
1远距离下性能分析802.11ac 从 64QAM到 256QAM提供了 8/6=1.33 倍增速，802.11ax从256QAM到1024QAM提供了10/8=1.25倍增速。
但在实际实现中，1024QAM对信号发送EVM的要求至少-35dB，相比11ac有3dB的提升，否则在接收端不能解调。
表1.1 802.11ax发送EVM要求Modulation Coding rate Relative constellation error(dB)256‐QAM 3/4 ‐30256‐QAM 5/6 ‐321024‐QAM 3/4 ‐351024‐QAM 5/6 ‐35我们在实际办公室中搭建了802.11ax的物理层软件无线电平台，测试了单流下高阶性能，如表1.4所示，空口4.5m情况下，MCS10/11在接收端不能解调。
MCS10/11适用于传输在近距离下，如2.2m能够良好的解调，解调端EVM能够达到-31dB。
表1.2实测不同距离高阶的解调端EVM测试环境\MCS 891011馈线 ‐41.5dB ‐41.7dB‐42.1dB‐41.8dB空口LOS 0.2M ‐32.3dB ‐31.9dB‐32.4dB‐31.1dB空口LOS 2.2M ‐32.5dB ‐32.2dB‐32.8dB‐32.7dB空口LOS 4.5M ‐24.2dB ‐24.3dB‐24.9dB‐24.4dB1024QAM能够有效提升传输速率，进而提升吞吐，但实测过程中发现，空口4.5m LOS(视距)下性能下降较多，接收端不能解调，1024QAM更适用于在近距离干扰较少的环境，在户外以及远距离下，MCS10/11实用性较差。
远距离传输下，ax的MCS调速基本与11ac一致，但由于802.11ax在带宽利用率上比11ac有所提升，因此远距离的传输速率，11ax将略微优于11ac，提升4.7%(@160MHz) 至12.5%(@20MHz)2多用户文件下载性能分析多用户文件下载功能在高密度教室等场景中有重要的应用，这是考验最大吞吐指标的场景。
802.11ax在多用户下载性能上有两点重要变化，一是采用OFDMA(正交频分多址)，将大带宽划分为更小的子带宽，可支持多用户在同一时间进行传输，二是下行MU MIMO中重提将天线数增加到8，增加天线数来增加传输速率和吞吐。
2.1 DL OFDMA 下载OFDMA 将带宽划分为更小的子带宽来支持多用户的下载。
多用户文件下载场景，OFDMA 并发用户数为小于4时，每个用户可以分得较大的频宽，协议规定该频宽下可以用MCS11进行传输，从而其系统容量吞吐相比802.11ac 都提升了30%以上，主要的增益来自MCS 的提升。
当用户数进一步增加，超过4个，那么每用户分配的OFDMA 子带宽为RU106、RU52、RU26三种或这三种的混合模式，协议规定该频宽下最大支持MCS9，并且由于子带宽导频、空子载波开销上升，导致这样的用户数目下带宽利用率下降。
表2.1 各种子带宽分配方式下的最大吞吐分析 发送模式 并发用户数 MCS 单用户最大吞吐Mbps 总吞吐Mbps 总吞吐提升% 11ac/SU n 9345.32 345.32 011ax/SU 1 11451.50 451.50 30.75%11ax/RU484 2 11238.25 495.11 43.38%11ax/RU242 4 11125.26 510.99 47.97%11ax/RU106 13 943.46 397.05 14.98%11ax/RU52 21 920.22 374.12 8.34% 11ax/RU26 3799.87365.095.73%BACTSRTSDATA图2.1 SU 传输模式BABACTS CTS MU-RTS DATA 1DATA K图2.2 OFDMA 传输模式2.2 DL MU MIMO 下载DL MU MIMO 最多支持到8天线，同时压缩矩阵的反馈方式由原有的单用户依次反馈变为UL MU MIMO 反馈方式，有效节省更多用户时的NDP 训练开销。
Beamformerfeedback frame NPDTrigfeedback frame feedback frameDATA 1DATA KNPD ‐A BA BA BA图2.3 802.11ax DL MU MIMO 方式图2.4 802.11ac MU MIMO 方式表2.2 现有11ac MU MIMO 的理论模型增益 发送模式 并发用户数聚合能力单用户吞吐Mbps 总吞吐Mbps 总吞吐提升% 11ac/SU 164 345.31345.31011ac/MU 2SS 264*2用户303.53607.0675.80% 11ac/MU 3SS364*3用户276.49829.46140.21%DL MU MIMO TX beamforming 反馈过程，采用上行MU-MIMO 传输，训练时间开销减少，提升反馈用户数增多情况下的反馈时间。
表2.3 11ax MU MIMO 的理论模型增益 发送模式 并发用户数聚合能力单用户吞吐Mbps 总吞吐Mbps 总吞吐提升(相比11ax SU)% 11ax/SU 164 451.49451.49011ax/MU 2用户 264*2用户392.97785.9474.08% 11ax/MU 3用户 364*3用户386.011158.04156.49% 11ax/MU 4用户 464*4用户385.201540.80241.27% 11ax/MU 5用户 564*5用户377.731888.65318.31% 11ax/MU 6用户 664*6用户377.732266.39401.98% 11ax/MU 7用户764*7用户370.542593.82474.50%11ax/MU 8用户 864*8用户369.792958.38555.25%在理想情况下，如实验室静态场景，相同用户情况下，11ax的mu-mimo增益和11ac 相差不大，最大的提升在于11ax可以支持8用户的mu-mimo。
但实际传输过程中，由于环境的多普勒频偏导致信道时变特性，当超过信道相关时间后，CSI将出现明显偏差，反馈CSI’与正确CSI的偏差可以表示为图 2.5 Channel D-NLOS信道模型下,4X2信道随时间老化情况如上图的办公室场景（Channel D-NLOS）信道模型下，当获取到的CSI超12ms之后，和真实CSI的偏差将大于-20dB，性能下降明显。
在实际复杂环境（大量人员走动）下，信道环境的变化可能更迅速，mu-mimo的性能下降。
在稳定、干扰小环境中，mu-mimo才能有稳定的增益。
同时，受多径频率选择性的影响，如图2.6所示，计算接收端相对输出SNR可以发现，8X4(8发送天线，4用户)中，子载波平均有7db左右的增益，而8X8中，多处子载波有-20dB 的深衰弱。
所以802.11ax的MU MIMO很难支持到8X8，最可能的应用场景应是8X4，4用户MU MIMO。
8X4 Channel Model D-NLOS系统的相对输出SNR8X8 Channel Model D-NLOS系统的相对输出SNR图2.6 Channel D-NLOS信道模型下，不同发送接收天线的相对输出SNR综上，多用户吞吐的提升主要来自MU MIMO的方式，尤其是在8X4，4用户时，可能可以达到性能和吞吐的最优。
同时，可以看到MU MIMO受频率选择性衰弱和CSI信道老化的影响较为严重，针对这个问题，锐捷将在下一篇文章中介绍对MU MIMO性能提升方案。
3多用户视频观看性能分析多用户文件下载考察吞吐指标，而多用户视频观看主要考察视频的传输速率和观看质量。
在高密度场景中，假设有100用户观看高清视频，速率要求为4Mbps。
假设频宽为80MHz，ofdma下根据用户数均分总带宽，MU MIMO选择8X4，采用用户轮询算法进行用户调度。
表3.1 100用户视频场景下的视频时延和吞吐发送模式 并发用户数 轮询次数人均吞吐Mbps11ac/SU 1100 3.031511ax/SU 1100 3.801011ax/4用户OFDMA 425 4.743611ax/4用户MU‐MIMO42511.8361对于单流11ac、11ax模式，人均吞吐未能达到4Mbps，意味着视频播放不流畅。
OFDMA模式下和MU MIMO模式下，视频播放流畅。
另外一个重要影响因素为多用户碰撞，OFDMA RU242和MU MIMO 8X4每次可以传输4个用户，相比11ac SU能够减少3倍碰撞，进而减少传输时间提升吞吐。
表3.1中可以看出选择4用户均分80MHz带宽进行OFDMA可以实现人均吞吐最大，若选择更多的用户在一次80MHz中并行传输，如上章描述，每用户的最大MCS受限，将导致吞吐不满足视频播放要求，是故选择合适的用户带宽分配方案对业务的端到端QoS有重要影响。
同时看出，MU-MIMO 相对于OFDMA 得到的增益更大。
另外，OFDMA 传输效率除了受厂商的用户带宽分配方案影响之外，还有实时信道的影响。
如图3.1所示，相同一段实时信道，各个子带宽对应MCS9编码的误包率（PER ）差别较大，SU 模式下，该用户的PER 为0；划分为子带宽后，可能该用户正好被分配到的衰弱较大的信道，这时该用户的丢包率将上升，引起视频的卡顿现象。
PER: 0R U 996PER: 0.25R U 484PER: 0PER: 0.51R U 242PER: 0.01PER: 0PER: 0PER: 0R U 242PER: 0.92PER: 0PER: 1PER: 0.01PER: 0PER: 0PER: 0图3.1 OFDMA 不同位置下MCS9编码对应的信道矩阵H 和误包率PER如下表，实测4.5m 空口环境下并发4用户和37用户情况下的PER ，接收端EVM 从-21.7~-26dB,波动4dB ，位于频率选择性衰弱较大的子带宽的用户更容易误包。
表3.2 空口4.5m ，OFDMA 性能发送模式 并发用户数 MCS 接收端EVM11ax/ SU 1 9‐24.3dB ，PER =011ax/ 4用户OFDMA 49‐23.7~‐25.6,PER = 0 11ax/37用户OFDMA 379‐21.7~‐26,PER = 8/37综上，在视频播放这种大报文传输场景中，OFDMA 传输效率提升远没有MU-MIMO 的大，同时OFDMA 还将受到实际传输信道深衰弱的影响，对视频类敏感业务的影响更大，适当进行资源块分配或者自适应MCS 等方案可以消除这个影响，这方面的性能由厂商算法决定，锐捷也将在下一篇文章中介绍对OFDMA 的有效调度方案。