IEEE+802.11+5GHz标准物理层研究

■避盟堕型

ＩＥＥＥ８０２．１１

数据通信２０１３．１

５ＧＨｚ标

潘翔１欧阳红手卜２高泽华１高峰１

（１一匕京邮电大学网络体系构建与融合北京市重点实验室北京１００８７６

２．北京邮电大学信息光子学与光通信研究院北京１００８７６）

摘要：ＩＥＥＥ研究并分析了ＩＥＥＥ

８０２．１１

５ＧＨｚ技术标准及相关设备的逐步成熟，使得５ＧＨｚＷＬＡＮ网络建设成为可能。文章

８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ

８０２，１ｌａｃ等５ＧＨｚＷＬＡＮ标准的技术发展路径，并对其物理层

关键技术及各标准所支持的最高数据速率作了重点分析。

关键词：ＷＬＡＮ；ＩＥＥＥ８０２．１１ａ；ＩＥＥＥ８０２．１ｌｎ；ＩＥＥＥ８０２．１ｌａｃ；物理层速率

ＩＥＥＥ

８０２．１１系列标准是当今无线局域网ＷＬＡＮ

Ａｒｅａ

半年启动标准化工作，经过多次修订后，于２０１２年６月形成标准草案Ｄ２．０版本，预计将２０１３年完成该标

准的制定工作。ＩＥＥＥ

８０２．１

８０２．１ｌａ、ＩＥＥＥ

（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）中应用最广范的标准。

８０２．１

目前大量使用的ＩＥＥＥ

Ｉ∥ｎＷＬＡＮ无线接入设备

８０２．１Ｉｎ和ＩＥＥＥ

均部署于２。４ＧＨｚ开放性频段，而ＷＬＡＮ、蓝牙、无绳电ｌａｃ三个标准的技术指标如表１所示。

表１三种５ＧＨｚ频段协议技术指标

话等多种短距离无线通信均使用该频段，各系统间的相互干扰最终导致多用户接入效率较低，用户体

验差。随着５ＧＨｚＷＬＡＮ技术标准及相关设备的逐步成熟，利用５ＧＨｚ频段进行ＷＬＡＮ网络建设成为可能。

标准版本发布时间【作频段

ＩＥＥＥ８０２．１１ａ

１９９９５ＧＨｚ

ＩＥＥＥ８０２．１

２００９

ｌｎＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ

预计２０１３

５ＣＨｚ

２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、

２４ＧＨｚ／５ＧＨｚ

通过充分发挥５ＧＨｚＷＬＡＮ网络多频点、高速率、低干

扰的优势，可以有效缓解无线网络的拥堵。

信道带宽

２０ＭＨｚ２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚ、

８０＋８０ＭＨｚ

、。。陲论速率述率

目前速率

调匍技术编码

编码方式编码码率

６００Ｍｂｉｆｆｓ

５４Ｍｂｉｆｆｓ

６．９３Ｇｂｉｆｆｓ１．３ＧｂｉｆｆｓＭＩＭ０—０ＦＤＭ

４５０Ｍｂｉｆｆｓ

０ＦＤＭ

ＭＩＭ０一ＯＦＤＭ

１

ｌＥＥＥ８０２．１１５ＧＨｚ

ＷＬＡＮ标准简介

１ａｅ三个修订案。

卷积码

ｌ坦、２乃、３弭

卷积码／ＬＤＰＣ卷积码／ＬＤＰＣ

１／２、２『３、３缮、５，６

１，２、粥、３珥、５为

工作于５ＧＨｚ频段的ＷＬＡＮ标准主要包括ＩＥＥＥ

８０２．１ｌａ、ＩＥＥＥ８０２．１

ｉｎ和ＩＥＥＥ８０２．１

调制方式

ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、

ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、

１６－ＱＡＭ、６４－ＱＡＭ、

１６－ＱＡＭ、６４一ＱＡＭ１６Ｑ—ＡＭ、６４一ＱＡＭ

２５６－ＱＡＭ

４×４ＭＩＭＯ

１

ＩＥＥＥ８０２．１

ｌａ在１９９９年９月获得通过，最高速率可达

５４Ｍｂｉｔ／ｓ，采用了与原始标准ＩＥＥＥ８０２．１１—１９９７基本相同的核心协议，不过其工作于５ＧＨｚ频段，且ＰＨＹ层采用的是ＯＦＤＭ技术。ＩＥＥＥ

８０２．１

；”＃∞理论支持Ｋ域｝日俐

目前支持

８×８ＭＩＭ０３

Ｘ

ＸｌＳＩＳＯ

３×３ＭＩＭＯ

３ＭＩＭＯ

Ｉｎ标准于２００９年９月

２关键物理层技术

２．１

ＯＦＤＭ

获得批准。在此之前已经有多个版本的草案出台。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ的物理层数据速率相对于ＩＥＥＥ８０２．１１

ａ

ＯＦＤＭ是一种多载波高速扩频传输技术，其核心是在频域内将信道分成多个正交子信道，在每个子信道上用一个子载波进行窄带调制和传输。因为每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，所以

和ＩＥＥＥ

８０２．１

１９有显著的增长，主要归功于使用ＭＩ—

８０２．１

ＭＯ进行空分复用及４０ＭＨｚ带宽操作特性。ＩＥＥＥ

８０２．１

１ａｃ作为ＩＥＥＥＩｎ标准的延续，于２００８年上

４收稿日枣Ｊ：２０１２－１２－１９

竺塑型竺

每个子信道上的衰落特性是平坦的，不存在频率选择性衰落，这大大消除了符号间干扰。另外，由于在ＯＦＤＭ系统中各个子信道的载波相互正交，因此它们的频谱相互重叠，不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。ＩＥＥＥ

８０２．１

８０２．１ｌａ、ＩＥＥＥ

型竺！！！垒鲨盎瓣

可以创造多个并行空间信道，解决了带宽共享的

问题。

在ＩＥＥＥ８０２．１ｌａ中未采用此技术，ＩＥＥＥ与ＩＥＥＥ

８０２．１

８０２．１ｉｎ

１ａｅ均采用了该技术。其中ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ

理论支持４×４天线ＭＩＭＯ，ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ理论支持

８

Ｘ

ｉｎ与ＩＥＥＥ

８０２．１

１ａｃ均是以ＯＦＤＭ为基础实现的。８天线ＭＩＭＯ。目前实际两者皆最高只支持３×３天将ＭＩＭＯ与ＯＦＤＭ技术相结合，产生了ＭＩ—

以ＩＥＥＥ８０２．１ｌａ为例，其ＯＦＤＭ符号有６４个子载线ＭＩＭＯ。

波，其中４８个用于数据传输，其他子载波中１２个置零，以降低邻信道干扰；其余４个发送导频，以进行信道估计。循环前缀有１６个样值，因此每个ＯＦＤＭ符号总的样值数，包括数据样值和循环前缀一共是８０个。４８个数据载波映射到编号为一２６—．２２、一２０—一８、一６—一１、１。６、８。２０、２２～２６的ＯＦＤＭ子载波上。编号为±２１和±７的子载波被跳过，然后在此插入导频子

载波，如图１所示。

－２１

．７

７

２１

ＭＯ—ＯＦＤＭ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。

３

ＩＩ：ＥＥ８０２．１１

ＩＥＥＥ８０２．１１

５ＧＨｚ标准的物理层发展

５ＧＨｚ标准的物理层发展主要体现

在编码率和调制阶数的提高、信道带宽的增加与传输方式的改进。物理层发展模型如图２所示。

ｙｆ＾．．…一…．ｆ‘ｆ．．．．．．……ｆ——＿；广１１——。。————。—。——１１。。—１｝——’

图１

ＩＥＥＥ８０２．１ｌａ

ＯＦＤＭ子载波配置

。ＯＦＤ

：Ｓ６ＱＡＭ黼嚣簇

５，６码率

４×４

支持短Ｇｉ

）避鬣。ｆ

寒｝

４０ＭＨｚ

ＩＥＥＥ８０２．１１

５ＧＨｚ标准的ＯＦＭＤ符号子载波配置

Ｍ

３／４码率

ＭＩＭＯ信道绑定

６４ＱＡ …… 此处隐藏：6731字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……