宽带无线接入技术_WLAN技术-讲义4

WLAN技术

北京邮电大学信息与通信工程学院

刘芳芳

Email: fliu@http://doc.guandang.net

2015年

主要内容

IEEE 802.11标准

IEEE 802.11基本结构和服务IEEE 802.11物理层技术IEEE 802.11 MAC层技术IEEE 802.11的增强技术

IEEE 802.11的QoS增强 IEEE 802.11的安全性增强

IEEE 802.11的吞吐量增强

WiFi组网技术

802.11n -高吞吐量的无线网络

频带：2.4GHz和5GHz 带宽：20HMz或40MHz

特点：

更高的吞吐量 更高的可靠性 更大的覆盖范围

后向兼容性

主要的技术改进

物理层的增强

MAC层的增强

物理层技术的增强

多输入多输出MIMO（Multiple Input Multiple Output）

波束成形（Beamforming）

最大比合并（Maximum Ratio Combining，MRC）

空间复用（Spatial Multiplexing）

信道绑定：40MHz信道带宽更多的数据子载波数

48 52（20MHz信道）

108（40MHz信道）

更短的保护间隔（GI）：800ns 400nsLDPC码（Low Density Parity Check）

MIMO

MIMO技术：同时在多个天线上发送出不同的信号，而接收端则通过不同的天线将不同信号独立的解码出来

多天线：MIMO中的天线配置表示为M×N，其中M为Tx天线数，N为Rx天线数

多空间流：空间流数是决定最高物理传输速率的参数，在802.11n中定义了最高的流数为4。流数越多速率就越高

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

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MIMO--波束成形

由发送方实现

确保接收信号同相提高接收灵敏度

非MIMO用户和MIMO用户

均可

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MIMO--最大比合并

由接收方实现

组合多个接收信号提高接收灵敏度

非MIMO用户和MIMO用户

均可

MIMO--空间复用（1）

信息分在多个流上传送

发送方和接收方在同一个信道上

均参与并行发送

增加带宽

要求是

MIMO用户

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MIMO --空间复用（2

）

3x3与2x2

的性能量化比较

2x2

50 ft

300 Mbpsdata rate

3x326613689

%Δ+44%+51%+62%

1859055

100 ft150 ft

+44% throughput

+51% throughput

+62% throughput

DOWNLINK

DOWNLINK

DOWNLINK

信道绑定

20MHz信道带宽:

满足兼容性 20MHz信道

40MHZ信道带宽:

将相邻的两个20MHz的信道合并为一个40MHz信道满足高性能需求

40MHz信道

2015/5/7

40MHz信道

‘High Throughput’ (HT) 信道，提供两倍于20MHz频宽模式的带宽两个20MHz信道被捆绑，一个是主，一个是辅

主信道: 发送beacon报文和部分数据报文辅信道: 发送其它报文

由于在2.4GHz没有互不干扰的40MHz信道，基本不建议在2.4GHz使用

5GHz频段的丰富频谱资源，可轻松实现3个以上40MHz的信道组网，而且使用MIMO技术还使该频段的覆盖效果改善很多，所以建议使用5GHz的11n进行部署以获得高吞吐量

对于老用户，由于他们的11a网卡远没有11g的多，所以40MHz更适合于新建11n网络

部署建议

更多的子载波

20MHz：802.11a/g 52子载波（48数据子载波）20MHz：802.11n 56子载波（52数据子载波）40MHz：802.11n 114子载波（108数据子载波）

更短的保护间隔

使用OFDM技术时，为了减小符号间干扰，在OFDM符号间加入了GI(Guard Interval)(即CP ),802.11a/g采用的是800ns的GI在802.11n模式中，提供了一种 Short GI特性，将GI时长减少至 400ns,从而又可以提高数据传输速率百分之十左右需要注意的是，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，可以不启用Short GI功能

2015/5/7

更高的数据速率

在802.11a/g中规定了7个速率：6，12，18，24，36，48和54Mbps802.11n的速率可多达300个可选速率

更高的数据速率