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1、802.11WLAN技术基础软件学院 王长征 *WLAN原理与技术2/282*2MIMO双频小米 mini3/28教学索引WLAN信 道使用新一代 WLAN接 入技术WLAN通信 技术参数WLAN接 入标准4/281.WLAN接入技术标准标准号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2.42.4835GHz5.1505.350GHz5.4755.725GHz5.7255.850GHz2.42.4835GHz2.42.4835GHz5.1505.850GHz非重
2、叠信道数324315物理速率（Mbps）115454600实际吞吐量（Mbps）62424100以上频宽20MHz20MHz20MHz20MHz/40MHz调制方式CCK/DSSSOFDMCCK/DSSS/OFDMMIMO- OFDM/DSSS/CCK兼容性802.11b802.11a802.11b/g802.11a/b/g/n5/28WLAN信道使用WLAN工作频段：2.4Ghz和5Ghz v工作在2.4Ghz频段的设备 支持802.11a/b/g/n/ac协议的WLAN设备 ZigBee设备 微波炉 双向寻呼系统 脉冲雷达系统 v5Ghz频段 支持802.11/n/ac协议的WLAN设备
3、其他多媒体通信设备6/282.4Ghz信道划分v 2.4Ghz每个信道频 段宽度为20MHz； v 在多个频道同时工作 的情况下，为保证频 道之间不相互干扰， 要求两个频道的中心 频率间隔不能低于 25MHz，在实际使 用中一般选择1，6， 11三个频道进行频率 规划，同频道间必须 两两隔离。信道标号中心频率信道低端/高端 频率 12412MHz2401/2423MHz 22417MHz2406/2428MHz 32422MHz2411/2433MHz42427MHz2416/2438MHz52432MHz2421/2443MHz62437MHz2426/2448MHz72442MHz2431
4、/2453MHz82447MHz2436/2458MHz92452MHz2441/2463MHz102457MHz2446/2468MHz112462MHz2451/2473MHz122467MHz2456/2478MHz132472MHz2461/2483MHz25Mhz25Mhz7/282.4Ghz信道的使用v国内WLAN普遍使用2.4Ghz的1、6、11信道12345678910111234567891011信道频频率24002472243724122462121324831213两个频道的中心频率间隔不能低于25MHz8/285Ghz信道的划分与使用5Ghz信道的使用 v 美国UNII
5、将5Ghz频段分为包 含24个互不干扰的信道。 v 5GHz频段以5Mhz为步进划分 信道，每个信道20Mhz v 信道编号n=(信道中心频率 GHz5GHz)*1000/5 v 目前中国WIFI设备在5GHz可 以使用36,40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 149,153, 157, 161, 165共计13个信 道。9/28教学索引WLAN信 道使用新一代 WLAN接 入技术WLAN通信 技术参数WLAN接 入标准10/2 8（1）天线增益v天线增益：定量地描述 一个天线把输入功率集 中辐射的程度。 v在输入功率相等的条件 下，天线增益等于实际 天线与理想的辐射单元
6、在空间同一点处所产生 的信号的功率密度之比 。5dBi室内全向天线室外定向天线11/2 8（2）天线增益单位天线增益常用单位是dBi ： dBi是以理想点源天线（在各方向的 辐射是均匀的）为参考的基准值 室内部署的无线路由器的天线增益 一般为3 5dBi，室外的一般为 8.5dBi14dBi12/2 8（3）天线发射功率天线发射功率单位dBm（分贝毫瓦） vdBm是一个表示功率绝对值的单位，计算公式 为：发射功率=10 lg（功率值/1mW） v为控制WLAN设备电磁辐射，国标规定无线路 由器的发射功率不能超过100mW，代入公式 可以计算出以dBm为单位的值：20dBm小米路由器mini的信
7、号接收灵敏度为 54 Mbps:-72dBm 的含义是什么？把-72dBm代入公式，求解出天线能接收的 最小信号功率为6.3110-8mW13/2 8（4）增益对无线通信信号的影响天线增益高低对无线信号的影响：高增益天线电磁辐射比低增益天线 大吗？2dBi5dBi天线是无源设备，没有对功率的放大作用，仅仅 调整了电磁信号辐射的空间形态，室内天线只要 离开天线1米以上，电磁辐射都很小。14/2 8教学索引WLAN信 道使用新一代 WLAN接 入技术WLAN通信 技术参数WLAN接 入标准15/2 8802.112.4Ghz2Mbps802.11a 2.4Ghz 11Mbps 802.11b 5G
8、hz 54Mbps802.11b2.4Ghz54Mbps802.11n 2.4Ghz 5Ghz 600Mbps 4*4MIMO 40Mhz802.11ac 2.4Ghz 5Ghz 6.9Gbps MU-MIMO 160Mhz802.11ad 60Ghz 7Gbps 802.11af 超级WiFi TV空闲段802.11ah 900Mhz HaLow 低功耗 远距离 物联网802.11WLAN标准演进16/2 8各标准通信距离模型802.11x覆盖范围：802.11ad覆盖 1530m；802.11ah覆盖 1km；802.af理论覆盖 160km主流接入速度超过 1Gbps17/2 8关键技术
9、：MIMO、聚合帧等 峰值速率：44 MIMO可达600Mbps频点：2.4GHz和5GHz 带宽：20MHz、40MHz兼容性：兼容11a/b/g物理层关键技术MAC层关键技术MIMO 信道绑定 更多子载波 更短时隙GI 更高调制速率帧聚合 Block ACK 缩小帧间间隔 增强的节能模式WLAN双频接入技术802.11n18/2 8多输入多输出技术MIMOvMIMO：多输入多输出 MIMO可同时启动多条空间 流与WiFi终端通信1*1MIM O 2*2MIM O 3*3MIM O 4*4MIM O2.4Ghz频 段 20Mhz 40Mhz5Ghz频段 20Mhz 40Mhz 80Mhz双天
10、线19/2 8SU-MIMO和MU-MIMOvSU-MIMO：单用户多输入多输出 vMU-MIMO：多用户多输入多输出SU-MIMO同一时间与1个WiFi终端通信MU-MIMO同一时间与3个WiFi终端通信20/2 8小米路由器最高数据率的工作模式？天线增益WLAN标准频率范围和 速率特色调制方式不同编码调 制方式 下的信号灵敏度35dBiIEEE 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 802.11ac2.4GHz 300Mbps； 5GHz 867Mbps； 共计 1167MbpsMIMO-OFDM: BPSK QPSK 16QAM 64QAM 54 Mbps:-7
11、2dBm HT20 MCS7:-69dBm HT40 MCS7:-66dBm VHT20 MCS8:-65dBm VHT40 MCS9:-60dBm VHT80 MCS9:-58dBm小米路由器mini设备参数21/2 8802.11n不同调制方式的数据率MCS空间流数调制方式码率带宽 （20MHz）带宽 （40MHz）GI=800nsGI=400nsGI=800nsGI=400ns01BPSK1/26.57.213.51511QPSK1/21314.4273021QPSK3/419.521.740.5453116-QAM1/22628.954604116-QAM3/43943.3819051
12、64-QAM2/35257.81081206164-QAM3/458.565121.61357164-QAM5/66572.213515082BPSK1/21314.4273092QPSK1/22628.95460102QPSK3/43943.3819011216-QAM1/25257.810812012216-QAM3/47886.716218013264-QAM2/3104115.621624014264-QAM3/411713024327015264-QAM5/6130144.427030023364-QAM5/6195216.740545031464-QAM5/6260288.9540
13、600小米路由器mini2.4Ghz下2*2MIMO达到300Mbps的调制方式22/2 8802.11ac不同调制方式的数据率Theoretical throughput for single Spatial Stream(in Mb/s)MCSModulation typeCoding rate20 MHz channels40 MHz channels80 MHz channels160 MHz channels800 ns GI400 ns GI800 ns GI400 ns GI800 ns GI400 ns GI800 ns GI400 ns GI0BPSK1/26.57.213.
14、51529.332.558.5651QPSK1/21314.4273058.5651171302QPSF3/419.521.740.54587.897.5175.5195316-QAM1/22628.95460117130234260416-QAM3/43943.38190175.5195351390564-QAM2/35257.8108120234260468520664-QAM3/458.565121.5135263.3292.5526.5585764-QAM5/66572.2135150292.53255856508256-QAM3/47886.716218035139070278092
15、56-QAM5/6N/AN/A180200390433.3780866.7802.11ac协议下1*1MIMO（1条空间流）的调制方式和数据率小米路由器mini 5Ghz下2*2MIMO达到433.3*2Mbps的调制方式23/2 8教学索引WLAN信 道使用新一代 WLAN接 入技术WLAN通信 技术参数WLAN接 入标准24/2 8v 合理的射频功率调整合理调整AP功率，避免设备间相互干扰。合理的信道设计，不合 理的功率设计1116116116111611611161161161116116合理的信道和功率设计3. WLAN信道使用25/2 8手机连接小米路由器 的速度为135Mbps, 信号强度-34dBm， 可以得出什么结论？问题思考26/2 8手机与路由器速率协商结果说明什么问题802.11n 802.11ac 双频天线 2*2MIMO 2.4GHz 300Mbps 5GHz 867Mbps135Mbps135Mbps对应：1*1MIMO40MhzMCS7-64-QAMGI=800ns路由器使用1根 天线，使用了 2.4Ghz的两个相 邻信道，40Mhz 带宽与手机通信-34dBm换算 为功率密度单 位为 0.0004mW27/2 8小结v802.11系列标准 vWLAN射频技术中的几个概念 v新一代WLAN通信标准 vWLAN信道的分配与使用19/20
