n内部培训教案

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1、802 11n技术交流 内容提要 802 11n技术分析1 802 11n产品技术要求2 3 802 11n主要应用4 5 中太802 11n产品介绍3 802 11协议比较 标准号IEEE 802 11bIEEE 802 11aIEEE 802 11gIEEE 802 11n 标准发布时间1999年9月1999年9月2003年6月2009年9月 工作频率范围 2 4 2 4835GHz 5 150 5 350GHz 5 475 5 725GHz 5 725 5 850GHz 2 4 2 4835GHz 2 4 2 4835GHz 5 150 5 850GHz 非重叠信道数324315 物理速

2、率 Mbps 115454600 实际吞吐量 Mbps 62424100以上 频宽20MHz20MHz20MHz20MHz 40MHz 调制方式CCK DSSSOFDMCCK DSSS OFDM MIMO OFDM DSSS CCK 兼容性802 11b802 11a802 11b g802 11a b g n 802 11n采用的关键技术 802 11n物理层采用的关键技术有MIMO MIMO OFDM 40MHz信道 Short GI FEC MRC等 802 11n MAC层采用的关键技术有Block确认 帧聚合等 802 11n关键技术 MIMO 利用多天线传输将串行映射为并行 各天线

3、独立处理自主运行 各天线用各自的调制方式发送电波 各天线用各自的解调方式接收电波 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 n最多可分割4个空间流 n支持天线数量为4 4 n空间流越多 功耗越大 n802 11n协议包含MIMO省电模式 n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 Forward Er

4、ror Correction FEC Forward Error Correction 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 Short GI Short Guard Interval GI 由于多径效应的影响 信息符号

5、Information Symbol 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800 ns的时间间隔 这个间隔被称为Guard Interval GI 802 11n仍然使用缺省使用800 ns GI 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 2 Mbps 对于多径效应较明显的环境 不建议使用Short Guard Interval 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

6、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 2 Mbps提高到 144 4 即72 2 2 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 52 2 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

7、 11n关键技术 帧聚合 Frame Aggregation 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 MSDU Subframe 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 MSDU Subframe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

8、 11报文所需的PLCP Preamble PLCP Header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 Frame Aggregation 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PLCP Preamble PLCP Header 从而提高系统吞吐量 802 11n关键技术 块确认 Block ACK Block ACK 为保证数据传输的可靠性 80

9、2 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 Block Acknowledgement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 Modulation and coding scheme 当存在两根天线 2X2 在每种带宽下它存在16种速率 记为MCS0 MCS1

10、5 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pilot carries

11、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pilot carries 802 11n支持400us的Short GI 原11a g 的Short GI 时长800us 短间隔Short GI 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Short GI 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 MCS空间流数调制方式码率带宽 20MHz 带宽 40MHz

12、GI 800nsGI 400nsGI 800nsGI 400ns 01BPSK1 26 57 213 515 11QPSK1 21314 42730 21QPSK3 419 521 740 545 3116 QAM1 22628 95460 4116 QAM3 43943 38190 5164 QAM2 35257 8108120 6164 QAM3 458 565121 5135 7164 QAM5 66572 2135150 82BPSK1 21314 42730 92QPSK1 22628 95460 102QPSK3 43943 38190 11216 QAM1 25257 81081

13、20 12216 QAM3 47886 7162180 13264 QAM2 3104115 6216240 14264 QAM3 4117130243270 15264 QAM5 6130144 4270300 23364 QAM5 6195216 7405450 31464 QAM5 6260288 9540600 内容提要 802 11n技术分析1 802 11n产品技术要求2 3 802 11n主要应用4 5 中太802 11n产品介绍3 802 11n技术要求 EVM 要求 调制方式码率Relative Constellation Error dB BPSK1 2 5 QPSK1 2

14、 10 QPSK3 4 13 16 QAM1 2 16 16 QAM3 4 19 64 QAM2 3 22 64 QAM3 4 25 64 QAM5 6 28 802 11n技术要求 MASK要求 20MHz 802 11n技术要求 MASK要求 40MHz 802 11n技术要求 接收灵敏度 调制方式码率 Adjacent channel rejection dB Non adjacent channel rejection dB 最小灵敏 度 20MHZ 最小灵敏 度 40MHZ BPSK1 21632 82 79 QPSK1 21329 79 76 QPSK3 41127 77 74 1

15、6 QAM1 2824 74 71 16 QAM3 4420 70 67 64 QAM2 3016 66 63 64 QAM3 4 115 65 62 64 QAM5 6 214 64 61 内容提要 802 11n技术分析1 802 11n产品技术要求2 3 802 11n主要应用4 5 中太802 11n产品介绍3 产品规格 802 11 n产品系列 产品型号工作频段MIM O 功率POE供电环境 2 4G5 8G2 4G 5 8G 普通功率高功率 室内 室外 Bgate GT09 S1 N11E 1 1 802 3af at室内 Bgate GT09 S1 N22E 2 2 802 3a

16、f at室内 Bgate GT09 S1 N22 2 2 802 3af at室内 Bgate GT09 S1 N23 2 3 802 3af at室内 Bgate GT09 S1 N33 3 3 802 3af at室内 Bgate GT09 S1 N11 P 1 1 802 3af at室内 Bgate GT09 S1 N11E P 1 1 802 3af at室内 Bgate GT09 D2 N22 2 2 802 3at室内 Bgate GT09 D2 N22 P 2 2 802 3at室内 Bgate GT09 D2 N33 3 3 802 3at室内 Bgate GT09 D2 N33 P 3 3 802 3at室内 Bgate GT10 S1 N11 P 1 1 802 3af at室外 Bgate GT10 S1 N22 P 2 2 802 3af at室外 Bgate GT10 S1 N33 P 3 3 802 3af at室外 Bgate GT10 D2 N22 P 2 2 802 3at室外 Bgate GT10 D2 N33 P 3 3 802 3at室外 Bg