IEEE+80211+5GHz标准物理层研究.pdf

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1、■避盟堕型万方数据数据通信2013．1IEEE802．115GHz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京1008762．北京邮电大学信息光子学与光通信研究院北京100876)摘要：IEEE802．115GHz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。文章研究并分析了IEEE802．11a、IEEE802．11n、IEEE802，1lac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

2、：WLAN；IEEE802．11a；IEEE802．1ln；IEEE802．1lac；物理层速率IEEE802．11系列标准是当今无线局域网WLAN(WirelessLocalAreaNetwork)中应用最广范的标准。目前大量使用的IEEE802．1I∥nWLAN无线接入设备均部署于2。4GHz开放性频段，而WLAN、蓝牙、无绳电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

3、。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。1lEEE802．115GHzWLAN标准简介工作于5GHz频段的WLAN标准主要包括IEEE802．1la、IEEE802．1in和IEEE802．11ae三个修订案。IEEE802．1la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。IEEE802．1In标准于2009年9月获得批准。在此之

4、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IEEE802．11a和IEEE802．119有显著的增长，主要归功于使用MI—MO进行空分复用及40MHz带宽操作特性。IEEE802．11ac作为IEEE802．1In标准的延续，于2008年上4收稿日枣J：2012-12-19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。IEEE802．1la、IEEE802．1In和IEEE802．1lac三个标准的技术指标如表1所示。

5、表1三种5GHz频段协议技术指标标准版本IEEE802．11aIEEE802．1lnIEEE802．11ac发布时间19992009预计2013【作频段5GHz24GHz／5GHz5CHz20MHz、40MHz、信道带宽20MHz20MHz、40MHz80MHz、160MHz、80+80MHz、。。陲论速率600Mbiffs6．93Gbiffs述率54Mbiffs目前速率450Mbiffs1．3Gbiffs调匍技术0FDMMIM0一OFDMMIM0—0FDM编码方式卷积码卷积码／LDPC编码编码码率l坦、2乃、3弭1

6、，2、粥、3珥、5为1／2、2『3、3缮、5，6BPSK、QPSK、调制方式16Q—AM、64一QAM16-QAM、64-QAM、BPSK、QPSK、16-QAM、64一QAM256-QAM；”#∞理论支持4×4MIMO8×8MIM0K域}日俐1XlSISO目前支持3×3MIMO3X3MIMO2关键物理层技术2．1OFDMOFDM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，所以万方数据竺塑型竺型竺!

7、!!垒鲨盎瓣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。IEEE802．1la、IEEE802．1in与IEEE802．11ac均是以OFDM为基础实现的。以IEEE802．1la为例，其OFDM符号有64个子载波，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

8、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。-21．7721yf^．．⋯一⋯．f‘f．．．．．．⋯⋯f——_；广11——。。————。—。——11。。—1}