无线传输协议802.11n解析

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1、IEEE802.11n技术解析目录前言21.产生背景22.IEEE802.11n关键技术21.1物理层关键技术31.1.1MIMO技术31.1.2OFDM技术41.1.340MHZ绑定技术51.1.4FEC（ForwardErrorCorrection）技术51.1.5ShortGuardInterval(GI)技术51.2MAC层关键技术51.2.1帧聚合技术51.2.2块确认（BlockACK）技术71.2.3802.11n速率计算方法73.802.11n与802.11b/g的兼容性84.IEEE802.11n应用前景8

2、4.1家庭环境84.2企业环境84.3校园与城市网络95.结论99前言日前百度发布了一款小度wifi，将其插入电脑可以创建一个小型无线局域网，方便大家更便捷的接入互联网。在这款产品中应用了最新的无线传输协议——IEEE802.11n协议。高达600Mbps的传输速率，100Mbps的净吞吐量以及很好的向前向后兼容性，奠定了IEEE802.11n在无线局域网中的重要地位。接下来我们将更全面的了解一下该无线传输协议。1.产生背景在当今各种无线局域网技术交织的战国时代，WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放，但IEEE80

3、2.11系列的WLAN是应用最广泛的。自从1997年IEEE802.11标准实施以来，先后有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i、802.11j等标准制定或者酝酿，但是WLAN依然面临带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。就像当今VoIP应用中一个全新的领域VoWLAN那样，虽被业内人士看作是WLAN最有希望的杀手级应用，却因为这四个“不”，很难进一步发展。为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，是无线局域网达到以太网的性能水

4、平，802.11任务组N（TGn）应运而生。2009年IEEE正式批准了802.11n标准。2.IEEE802.11n关键技术802.11n标准较之前的标准引入了许多新的技术。IEEE802.11n技术通过物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN网络的吞吐量，主要的物理层技术涉及了MIMO、MIMO-OFDM、40MHz、ShortGI、FEC、MRC等技术,从而将物理层吞吐提高到600Mbps。如果仅仅提高物理层的速率，而没有对空口访问等MAC协议层的优化，802.11n的物理层优化将无从发挥。就好比即使建了很宽的马路，但

5、是车流的调度管理如果跟不上，仍然会出现拥堵和低效。所以802.11n对MAC采用了Block确认、帧聚合等技术，大大提高MAC层的效率。91.1物理层关键技术1.1.1MIMO技术多输入多输出（MIMO）技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量（误比特率或数据速率）。MIMO是802.11n物理层的核心，802.11n通过使用MIMO（多入多出）技术，无线传输同时发送多个无线信号，并且利用多径效应，形成多个空间流，即同一信道内占据不同空间的

6、数据流。可以成倍提高数据传输速度。通过MIMO技术，还可以获得分集增益和复用增益，有效提高了覆盖距离和速率。MIMO技术示意图在802.11n标准中定义了1～4空间流的MIMO技术，如采用2空间流可以将802.11的速率提升2倍，采用4空间流可以将802.11的速率提升四倍，达到600Mbps。目前的802.11n产品普遍支持到2空间流，理论峰值速率可达300Mbps。MIMO特色l通过多只天线同时进行收发，增加无线网络基地台的涵盖范围。l利用多重路径的设计方式，减少基地台数量，l不仅可以增加资料传输率，也能够增加无线网络客

7、户端服务数量。l2009年9月11日：IEEE标准委员会终于批准通过802.11n成为正式标准。91.1.2OFDM技术OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）即正交频分复用技术。是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输

8、，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样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。MIMO-OFDM工作流程将MIMO和OFDM相结合，就产生了MIMO-OFDM技术，它通过