寰创通信802.11n 技术交流 寰创通信WLAN初级培训教材.ppt

802.11n技术交流,内容提要,802.11n技术分析,1,3,802.11n主要应用,802.11n产品介绍,3,802.11n测试及验收方案,2,3,4,802.11协议比较,802.11n采用的关键技术,802.11n物理层采用的关键技术mimomimo-ofdm40mhz信道shortgifecmrc等。802.11nmac层采用的关键技术block确认帧聚合等。,802.11n关键技术mimo,mimo是一个非常复杂的技术，简单来讲就是结合复数的rf链路和复数的天线，同时在多个天线上发送出不同的信号，而接收端则通过通过不同的天线将不同的信号在不同的rf链路上将不同的信号独立的解码出来。多天线，mimo在802.11n通常定义为mn，其中m为tx天线数，n为接收天线数。多空间串流，空间串流数是决定最高物理传输速率的参数，在802.11n中定义了最高的串流数为4。串流数也多速率就越高，在802.11n中，在其他参数确定后，最高速率按空间串流nss的倍数变化，如1个独立串流最高可达150mbps，2独立串流则为300,3个独立空间流为450mbps，4个独立空间流600mbps。串流数与天线，一般而言，天线数与串流数一致，也可采用不对称的天线数和串流数，但是天线数量必须不小于串流数，如2个空间串流的至少需要两个天线来支持。,802.11n关键技术mimo,n个子空间流同时发送到信道，各发射信号占用同一频带,不增加带宽,各发射接收天线间的通道独立相应,多入多出系统可以创造多个并行空间信道,通过并行空间信道独立传输信息,速率提高,最多可分割4个空间流支持天线数量为44空间流越多，功耗越大802.11n协议包含mimo省电模式需要更高性能时才使用多路径，以降低功耗,802.11n关键技术ofdm（正交频分复用）技术,802.11n关键技术mimo-ofdm,802.11n关键技术fec（forwarderrorcorrection）,fec(forwarderrorcorrection)按照无线通信的基本原理，为了使信息适合在无线信道这样不可靠的媒介中传递，发射端将把信息进行编码并携带冗余信息，以提高系统的纠错能力，使接收端能够恢复原始信息。802.11n所采用的qam-64的编码机制可以将编码率(有效信息和整个编码的比率)从3/4提高到5/6。所以，对于一条空间流，在mimo-ofdm基础之上，物理速率从58.5提高到了65mbps(即58.5乘5/6除以3/4)。,802.11n关键技术shortgi,shortguardinterval(gi)由于多径效应的影响，信息符号(informationsymbol)将通过多条路径传递，可能会发生彼此碰撞，导致isi干扰。为此，802.11a/g标准要求在发送信息符号时，必须保证在信息符号之间存在800ns的时间间隔，这个间隔被称为guardinterval(gi)。802.11n仍然使用缺省使用800nsgi。当多径效应不是很严重时，用户可以将该间隔配置为400，对于一条空间流，可以将吞吐提高近10%，即从65mbps提高到72.2mbps。对于多径效应较明显的环境，不建议使用shortguardinterval(gi)。,802.11n关键技术40mhz绑定技术,40mhz绑定技术对于无线技术，提高所用频谱的宽度，可以最为直接地提高吞吐。就好比是马路变宽了，车辆的通行能力自然提高。传统802.11a/g使用的频宽是20mhz，而802.11n支持将相邻两个频宽绑定为40mhz来使用，所以可以最直接地提高吞吐。需要注意的是：对于一条空间流，并不是仅仅将吞吐从72.2mbps提高到144.4(即72.22)mbps。对于20mhz频宽，为了减少相邻信道的干扰，在其两侧预留了一小部分的带宽边界。而通过40mhz绑定技术，这些预留的带宽也可以用来通讯，可以将子载体从104(522)提高到108。按照72.2*2*108/104进行计算，所得到的吞吐能力达到了150mbps。,802.11n关键技术帧聚合（frameaggregation）,帧聚合技术包含针对msdu的聚合(a-msdu)和针对mpdu的聚合(a-mpdu)：a-msdu技术是指把多个msdu通过一定的方式聚合成一个较大的载荷。这里的msdu可以认为是ethernet报文。通常，当ap或无线客户端从协议栈收到报文(msdu)时，会打上ethernet报文头，我们称之为a-msdusubframe;而在通过射频口发送出去前，需要一一将其转换成802.11报文格式。而a-mdsu技术旨在将若干个a-msdusubframe聚合到一起，并封装为一个802.11报文进行发送。从而减少了发送每一个802.11报文所需的plcppreamble，plcpheader和802.11mac头的开销，同时减少了应答帧的数量，提高了报文发送的效率。,802.11n关键技术帧聚合（frameaggregation）,802.11n关键技术帧聚合（frameaggregation）,a-mpdu：与a-msdu不同的是，a-mpdu聚合的是经过802.11报文封装后的mpdu，这里的mpdu是指经过802.11封装过的数据帧。通过一次性发送若干个mpdu，减少了发送每个802.11报文所需的plcppreamble，plcpheader，从而提高系统吞吐量。,802.11n关键技术帧聚合（frameaggregation）,802.11n关键技术块确认（blockack）,blockack为保证数据传输的可靠性，802.11协议规定每收到一个单播数据帧，都必须立即回应以ack帧。a-mpdu的接收端在收到a-mpdu后，需要对其中的每一个mpdu进行处理，因此同样针对每一个mpdu发送应答帧。blockacknowledgement通过使用一个ack帧来完成对多个mpdu的应答，以降低这种情况下的ack帧的数量。,802.11n速率计算方法,802.11n采用mimo多天线技术，当存在一根天线(1x1)，在每种带宽下它存在8种速率(记为mcs0-mcs8，mcs：modulationandcodingscheme);当存在两根天线(2x2)，在每种带宽下它存在16种速率(记为mcs0-mcs15)；当存在三根天线(3x3)，在每种带宽下它存在24种速率(记为mcs0-mcs23);当存在四根天线(4x4)，在每种带宽下它存在32种速率(记为mcs0-mcs31)。802.11n采用多种调制技术，但是每一列速率对应的码率(即有效数据和发出的数据的比率)是不一样的，例如在mcs7和mcs15时，码率是5/6，而在mcs6和mcs14时，码率是3/4。802.11n采用和11a/g一样的ofdm调制方式，ofdm是将一个宽的带宽正交地分割成几个小的子载波，这些子载波并行地传输数据。对于20mhz时，其子载波的数目为56个，其中52个用于传输数据，另外4个称之为pilotcarries，用于辅助传输；当40mhz时，子载波数目为114个，其中108个用于传输数据，其余为pilotcarries。802.11n支持400us的shortgi。原11a/g的shortgi时长800us，短间隔shortgi时长为400us无线信号在空间传输会因多径等因素在接收侧形成时延，如果后面的数据块发送的过快，会和前一个数据块的形成干扰，gi可以用来规避这个干扰。在使用shortgi的情况下，可提高10%的速率。802.11n速率=有效载波数编码率子载波传输数位空间流数gi,802.11n速率表,内容提要,802.11n技术分析,1,3,802.11n主要应用,802.11n产品介绍,3,802.11n测试及验收方案,2,3,4,室内放装型ap,20,室内放装11n1*1apcpu：400mhz高主频10/100base-tethernet自适应接口天线：mimo1*1吞吐量：ht20模式（理论75m）下实测超过45m；ht40模式下（理论150m）实测超过90m；rf性能：功率：20dbm54mbps灵敏度：-93dbmmcs0/ht20-76dbmmcs7/ht20-90dbmmcs0/ht40-73dbmmcs7/ht40,室内分布型ap,21,室内放装11n1*1apcpu：400mhz高主频10/100base-tethernet自适应接口天线：mimo1*1吞吐量：ht20模式（理论75m）下实测超过45m；ht40模式下（理论150m）实测超过90m；rf性能：功率：27dbm54mbps灵敏度：-93dbmmcs0/ht20-76dbmmcs7/ht20-90dbmmcs0/ht40-73dbmmcs7/ht40,室内放装型ap,22,室内放装11n2*2apcpu：680mhz高主频10/100/1000base-tethernet自适应接口天线：mimo2*2吞吐量：ht20模式（理论150m）下实测超过90m；ht40模式下（理论300m）实测超过180m；rf性能：功率：20dbm54mbps灵敏度：-93dbmmcs0/ht20-76dbmmcs7/ht20-90dbmmcs0/ht40-73dbmmcs7/ht40,室外型ap,23,室外覆盖11n1*1apcpu：400mhz高主频10/100base-tethernet自适应接口天线:mimo1*1吞吐量：ht20模式（理论75m）下实测超过45m；ht40模式下（理论150m）实测超过90m；rf性能：功率27dbm54mbps灵敏度-75dbm54mbps-93dbmmcs0/ht20-76dbmmcs7/ht20-90dbmmcs0/ht40-73dbmmcs7/ht40evm小于-25db54mbps室外标准防水防尘外壳,室外回传型ap,24,室外覆盖11n2*2apcpu：680mhz高主频10/100/1000base-tethernet自适应接口天线:mimo1*1吞吐量：ht20模式（理论150m）下实测超过90m；ht40模式下（理论300m）实测超过180m；rf性能：功率27dbm54mbps灵敏度-75dbm54mbps-93dbmmcs0/ht20-76dbmmcs7/ht20-90dbmmcs0/ht40-73dbmmcs7/ht40evm小于-25db54mbps室外标准防水防尘外壳,内容提要,802.11n技术分析,1,3,802.11n主要应用,802.11n产品介绍,2,802.11n测试及验收方案,3,3,4,室内覆盖场景,对于室分场景:建议采用1*1类型11nap进行分布部署实现高用户密度的无线信号覆盖,室内“放装+室分”方案,采用802.11n2*2系列设备其中1个天馈接口，进入室内分布系统其他天馈接口，仍然连接普通放装天线,室外覆盖场景,对于室外场合且用户密度大场景:建议采用2*2或者3*3类型11nap进行放装部署可以采用定向天线、也可采用全向天线,室外定向天线,由于11n系列产品的多天线为了实现mimo(多接收多发射)若采用多面定向天线,那么多面天线的方向需面向相同的目标覆盖区域;对于室外遮挡环境:由于802.11n技术标准，相对于802.11a/b/g子载波数目没有变化，所以穿透遮挡指标没有太大改善在设计时考虑避免建筑物的遮挡,poe供电,802.11nap供电选择poe交换机供电，最大功耗不超过15.4w（802.3af）poe模块供电，采用poe+技术实现大功耗受电设备ap设备本地供电，支持48vdc本地供电,802.11nap功耗1*1系列ap功耗为9w2*2系列b/g/n100mwap设备功耗为8w2*2系统a/g/n100mwap设备功耗为12w2*2系统b/g/n500mwap设备功耗为14w2*2系统a/g/n500mwap设备功耗为24w,ap缺省配置参数,建筑环境在空阔环境：启动sgi参数在建筑密集环境：关闭sgi参数无线环境在干扰较少环境：工作于ht40模式在干扰环境：工作于ht20模式，建议采用静态信道模式,内容提要,802.11n技术分析,1,3,802.11n主要应用,802.11n产品介绍,2,802.11n测试及验收方案,4,3,3,802.11n测试及验收条目第一类：功能测试及验收条目第二类：性能测试及验收条目第三类：覆盖能力测试及验收条目,多空间流功能验证,配置802.11nap工作单空间流模式ap工作于ht20模式下，关闭sgi功能用户关联到ap，显示为65m协商速率;ap工作于ht40模式下，关闭sgi功能用户关联到ap，显示为150m协商速率;配置802.11nap工作双空间流模式ap工作于ht20模式下，关闭sgi功能用户关联到ap，显示为130m协商速率;ap工作于ht40模式下，关闭sgi功能用户关联到ap，显示为300m协商速率;,多空间流模型与条件,测试模型wlan网络工作于本地转发模式终端支持802.11n模式避免无线干扰环境信号质量大于-65dbm预设条件交换机启用千兆网口poe供电模块支持高功耗（超过15.4w802.3af）终端关闭无线模块节电模式,多空间流测试步骤,测试步骤步骤1：在ac配置串流模式（ac配置-ap服务-wlan服务-高级参数-802.11n串流）步骤2：终端1关联到ap，并获取ip地址，查看物理层速率验证：若无线网卡显示速率与期望速率保持一致，通过步骤3：终端1与pc1，通过ixchariot/endpoint进行数据吞吐量测试（测试脚本为filesndl-ht.scr）验证：如实际测试速率达到130m（300m物理层速率），通过步骤4：在单串流与双串流模式下，分别测试多次（如3次），平均吞吐量满足要求，通过,多空间流功能验证,optional40mhz,nss=2,nes=1,通过准则单串流设备ht20模式下，速率大于45m表示通过单串流设备ht40模式下，速率大于90m表示通过双串流设备ht20模式下，速率大于90m表示通过双串流设备ht40模式下，速率大于180m表示通过,终端兼容性验证,配置802.11nap工作802.11a/b/g/n兼容模式802.11b终端可正常关联到ap且业务正常，显示速率为11m802.11g终端可正常关联到ap且业务正常，显示速率为54m802.11a终端可正常关联到ap且业务正常，显示速率为54m802.11n终端可正常关联到ap且业务正常，显示速率为65m/150m/300m,终端兼容性模型与条件,配置802.11nap工作802.11a/b/g/n兼容模式ap采用2*2：2类型设备，工作于802.11a/b/g/n兼容模式ap工作于本地转发模式,终端兼容性测试步骤,测试步骤步骤1：三台终端分别配置为802.11a、802.11b、802.11g、802.11n模式步骤2：三台终端分别关联到ap验证：关联成功，并物理层显示速率与期望一致，通过802.11b显示11m、802.11a/g显示为54m、802.11n显示为150m或者300m步骤3：三台终端分别关联到ap，进行速率测试终端实际速率与该用户在radiu注册速率一致，通过通过准则802.11b显示11m、802.11a/g显示为54m、802.11n显示为150m或者300m,多用户附着及性能验证,测试目标在单串流ht20模式下,支持20个用户同时接入,并每个用户保持2mb数据带宽测试模型采用本地转发组网在bras上对每个用户进行2mb流量限制准备20台支持802.11n的笔记本预设条件ap工作于单串流模式下,工作于ht20模式下信号质量大于-65dbm,多用户附着及性能测试步骤,测试步骤步骤1：pc1无线关联到ap,通过认证;然后进行数据下载或者视频播放记录:在接入交换机上查看当前用户的数据流量(如displayinterfaceethernet0/0/1)记录:pc1同时启动ping包到网关,查看ping包时延步骤2：逐台增加pc,直到无法通过认证;记录:在接入交换机上查看当前用户的数据流量(如displayinterfaceethernet0/0/1)记录:pc1同时启动ping包到网关,查看ping包