802完整版本.11n技术详解

802.11n技术详解一、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、配置命令及网卡目录11n的提出（1）1997年制定的IEEE802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理层，随后几年IEEE相继提出了802.11b、802.11a和802.11g的物理层标准。（2）802.11b提供了最大11Mbit/s的传输速率，802.11a和802.11g提供了最大54Mbit/s的传输速率。（3）包括高分辨率视频传输和家庭剧院系统等新型应用需要更高的数据传输速率，于是，IEEE成了了802.11n工作小组。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。Reliability：MIMO带来的最大好处之一就是提高了SNR，SNR是信号传输功率和噪声的比值。SNR的提高就意味着信号强了或是噪声弱了，最终的结果都是信号能更Reliability的传输。Predictability：MIMO技术能够减少无线覆盖区域内的deadspot.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802.11n802.11n的关键技术802.11ｎ主要依靠物理层和MAC层的技术改进实现了性能和信号覆盖范围的改进.物理层的改变:MIMO-OFDM (mandatory)Spatialmultiplexing (optional)

ShortGuardInterval(GI) (optional)

40MHzmode (optional)

Greenfield(GF)Preamble (optional)

802.11n的关键技术MIMO-OFDM

MIMO-OFDM是ＯＦＤＭ和MIMO相结合的技术，由于支持更多的子载体（支持５２个，而以前的标准支持４８个），可以实现20MHz下，单个流达到65Mbps。

MIMO读音:MyMoe.

802.11n的关键技术MIMO的天线配置通常表示成”Y*X”,其中Y于X均为整数,分别代表传输天线于接收天线的数量.例如:目前主流均将2*2作为操作列必要,即用两组传输链路,两组接收链路以及两道经过多任务处理的以无线链路传送的空间流.802.11n的关键技术Spatialmultiplexing

基于MIMO技术，实现了在多条路径上并发地通信，这称为Spatialmultiplexing。显然该技术要求并发的流数必须小于等于接收和发送的天线数目。可以说支持多少并发流，就可以提高多少倍的吞吐。Spatialmultiplexing依赖多径效应。802.11n的关键技术Spatialmultiplexing补充

MIMO技术运用了多径效应的正面影响，使用多天线来实现多通道，传输信息流经过空时编码形成多个信息子流经过多个天线发射出去，多天线接收机使用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。802.11n的关键技术ShortGuardInterval(SGI)

由于信号沿多条路径传播，导致在接收侧，最新接收的信息符号（informationsymbol）可能会和上一个接收过程尚未结束的信息符号进行碰撞，从而导致干扰。为此，802.11a/g标准要求在发送信息符号时，必须要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)。１１ｎ仍然使用缺省使用800nsGI。当多径效应不是严重时，可以将该间隔配置为400，可以将吞吐提高近１０％。如果GI时长不合理，会降低链路的有效SNR。使用场景：ShortGI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，应该关闭ShortGI功能。802.11n的关键技术40MHzmode

(optional)11a/b/g使用２０ＭＨｚ的频带宽度进行通讯。11n支持将两个２０ＭＨｚ的频带捆绑为一个通讯频带（称为Channelbonding）,可以实现将吞吐提高一倍(实际高于2倍)。这两个频带将一个为主，一个为辅。准确地讲，应该是不只一倍。对于11a/b/g，为了防止相邻信道干扰，２０ＭＨｚ带宽的信道在其两侧预留了一小部分的带宽边界。而通过Channelbonding，这些预留的带宽也可以用来通讯，从而进一步提高了吞吐。这样的话，subcarriers可以达到108个。

802.11n的关键技术802.11n的关键技术802.11n的关键技术2.4G/5G40MHz信道绑定列表注:日本不允许使用40MHz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802.11n802.11n的关键技术ＭＡＣ层的改变FrameAggregationBlockAcknowledgementsReducedInterframeSpacing(RIFS)802.11n的关键技术FrameAggregation以前ＷＬＡＮ报文处理存在比较大的overhead，比如preamble，FCS，等待确认的时间等，影响了ＭＡＣ层的操作效率。FrameAggregation技术通过将多个帧发到一次发送进行处理，从而减少了overhead，减少了帧碰撞机会，提高了ＭＡＣ效率。为了支持该技术，最大帧尺寸从4kB提高到64kB。FrameAggregation支持MSDU和MPDU的聚合。FrameAggregation实现上要考虑:对于一个Aggregation帧，接收端（STA或AP）必须是唯一的；为了准备批量发送的帧，前面的帧不得不等待后面的帧，将影响实时性要求高的业务。802.11n的关键技术在进入MAC处理过程之前,所有的报文都以MSDU形式存在,经过MAC处理之后,MSDU转变成MPDU.A-MSDU在进入MAC层之前完成聚合,因此对于802.11MAC层而言,这是一个报文,只需要回复一个ACK就可以.A-MPDU在MAC层之后完成聚合,对于802,11MAC层而言,这是多个报文,每个报文都需要ACK回复,blockack完成这个过程.802.11n的关键技术ReducedInterframeSpacing(RIFS)按照11协议，在收到确认帧和发送下一帧之间需要一个时间间隔（IFS）。较11协议，11n定义了更短的IFS并称之为RIFS，提高了发送效率。但是该模式只能应用于greenfield模式，即纯ｎ的设备。

RIFS将两个帧间的时间间隔缩短到2usecSIFS的时间间隔是16usec802.11n的关键技术BlockAcknowledgements按照11ｎ协议，对于MSDU聚合帧的确认，可以作为一个帧来确认。对于MPDU聚合帧，需要对构成该聚合帧的每个帧进行分别确认。为了提高MAC层效率，协议定义了blockacknowledgement机制，可以通过一个frame来实现对整个MPDU聚合帧的确认。据了解：BlockAcknowledgements+FrameAggregation可以将文件传输等流量的吞吐提高100％。在AC上可以通过displaywlanclientverbose查看已经建立的BLACKACK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802.11n802.11n的关键技术除了上述影响ＭＡＣ性能的规格，重要的规格还包括了对电源管理和向前兼容。

对于电源管理，主要包括了：SpatialMultiplexingPowerSavePowerSaveMulti-Poll.802.11n的关键技术SpatialMultiplexingPowerSavespatialmultiplexing(SM)powersavemode模式将使得STA只有一个RADIO处于工作状态，其余处于休眠状态，包括了静态和动态操作模式。对于静态操作模式，STA将通知ＡＰ它已经处于静态模式（通过新的管理帧通知操作在动态还是静态模式），要求ＡＰ只发送单spatialstream。对于动态操作模式，虽然也是只保留一个RADIO工作，但是当STA收到数据报文时，它可以使其他RADIO迅速接入工作状态。报文处理完后，它又可以将这些额外的RADIO恢复到非工作状态。这套通知机制是通过RTS、CTS实现的。ＡＰ将通过RTS来唤醒STA的RADIO，而STA通过CTS来告诉ＡＰ已经让RADIO恢复到工作状态。802.11n的关键技术PowerSaveMulti-Poll主要是面向WIFIPhone这类流量比较连续的业务，STA可以在通讯的过程中间隔休息，定期苏醒接收或发送报文，从而达到节电。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802.11n802.11n的关键技术11nAP的运行模式(operatingmode)4种运行模式Setto0underthefollowingconditions:—allSTAsintheBSSare20/40MHzHT,or—ina20/40MHzBSS,or—ifallSTAsintheBSSare20MHzHTSTAsina20MHzBSSSetto1(HTnon-memberprotectionmode)iftheremaybenon-HTSTAsinboththeprimaryandthesecondarychannelSetto2ifonlyHTSTAsareassociatedintheBSS,howeverandatleastone20MHzHTSTAisassociated.Setto3(HTmixedmode)whenoneormorenon-HTSTAsareassociatedwiththisBSS.802.11n的关键技术4种模式的表示000101210311一、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802.11n802.11n的关键技术802.11n设备速率协商机制Modulationcodingscheme802.11n的关键技术802.11n的关键技术802.11n有多快?下表数值为各厂商提供参考吞吐量(理论速率300Mbit/s)当使用天线模式为4x4时,可以达到600Mbit/s的理论速度802.11n的关键技术802.11有多可靠?802.11n的关键技术802.11n向下兼容对11n网络性能的影响802.11n的关键技术目前802.11n遇到的挑战未完成的标准供电之前的802.11设备一、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802.11n