被業(yè)界認(rèn)為是第五代WiFi的802.11ac正在呼之欲出，它與之前的WiFi標(biāo)準(zhǔn)制式有哪些方面的不同，為什么會(huì)被業(yè)界如此看好，讓我們先來(lái)了解一下WiFi和WLAN的歷史。
　　無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）推行之初被普遍認(rèn)可的兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11a和802.11b。最初設(shè)計(jì)這些標(biāo)準(zhǔn)的目的是為滿足便攜式電腦在家和辦公室環(huán)境中可隨意移動(dòng)的要求。隨后，在一些機(jī)場(chǎng)、酒店、咖啡屋和購(gòu)物廣場(chǎng)也開(kāi)始允許通過(guò)無(wú)線接入（商業(yè)命名為Wi-Fi），隨時(shí)隨地上網(wǎng)、查詢電子郵件等，擴(kuò)展了無(wú)線寬帶的功能。雖然無(wú)線寬帶連接的數(shù)據(jù)速度曾經(jīng)很有限，例如，802.11a在5 GHz頻段可提供的最高速率是54 Mbps，而 802.11b在2.4 GHz只有11 Mbps，但這兩個(gè)頻段都是免費(fèi)的，即不需要授權(quán)的。為了盡量減少來(lái)自其它同頻設(shè)備的干擾，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都采用了擴(kuò)頻傳輸技術(shù)和比較復(fù)雜的編碼技術(shù)。2003年， IEEE（美國(guó)電氣及電子工程師學(xué)會(huì)）頒布了802.11g，依舊工作在2.4 GHz頻段，但是數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到54 Mbps。與此同時(shí)，一種新的應(yīng)用模式即在家庭和小型辦公室里可連接多個(gè)設(shè)備并在設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率提出更高要求，從而使得一個(gè)新的研究項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生，這就是于2009公布的802.11n的由來(lái)。為了使單信道的數(shù)據(jù)速率最高可以超過(guò)100 Mbps，在802.11n標(biāo)準(zhǔn)中引入的MIMO （即多輸入-多輸出，或空間數(shù)據(jù)流）技術(shù)，利用物理上完全分離的最多4個(gè)發(fā)射和4個(gè)接收天線，對(duì)不同數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的調(diào)制/解調(diào)，來(lái)達(dá)到傳輸較高的數(shù)據(jù)容量的目的。
　　在表1中例舉出了當(dāng)前一些比較超前的應(yīng)用模式，這些模式需要更高的數(shù)據(jù)傳輸量來(lái)支持“無(wú)線辦公”的要求。
　　表1：新型WLAN應(yīng)用模式

　　由于這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別基于5GHz 和60 GHz，將會(huì)體現(xiàn)在物理層的屬性完全不同，所以，本片文章主要是針對(duì)802.11ac進(jìn)行介紹。
　　802.11ac與802.11n的技術(shù)區(qū)別
　　802.11ac的物理層是對(duì)802.11n標(biāo)準(zhǔn)的延續(xù)，而且要滿足后向兼容。下面我們來(lái)著重探討一下在802.11ac上的變化。表2列出802.11n的物理層的主要特點(diǎn)，表3則列出了在802.11ac上主要擴(kuò)展的方面。理論上說(shuō)802.11n在使用了40MHz帶寬和4個(gè)空間流可以達(dá)到最高600 Mbps的數(shù)據(jù)速率，盡管目前很多無(wú)線設(shè)備只能支持2路空間流。對(duì)于802.11ac來(lái)說(shuō)，理論上使用160 MHz帶寬，8個(gè)空間流，MCS9編碼，256QAM調(diào)制，最高速率能達(dá)到6.93 Gbps。而真正可以使用的數(shù)據(jù)速率大概是1.56 Gbps。
　　表2：IEEE802.11n 主要特性



　　802.11ac對(duì)于20和40 MHz帶寬的定義與802.11n是一致，即子載波和導(dǎo)頻數(shù)和它們的位置都不變，這也是這兩種標(biāo)準(zhǔn)相兼容所必須的條件。對(duì)于802.11ac標(biāo)準(zhǔn)中新的內(nèi)容，不管是80MHz，160MHz還是80+80 MHz，與80 MHz有著同樣的定義方法，只不過(guò)后兩者考慮是的是2個(gè)80 MHz信道的載波分配。
　　從幀結(jié)構(gòu)上看，802.11ac的系統(tǒng)能夠探測(cè)接入設(shè)備的幀結(jié)構(gòu)里所包含的前導(dǎo)碼(preample)和導(dǎo)頻信號(hào) （pilot），來(lái)區(qū)分接入設(shè)備使用的是何種標(biāo)準(zhǔn)，并自適應(yīng)，這就是后向兼容。802.11n和802.11ac的幀結(jié)構(gòu)如下圖 （圖2）。

　　從這兩個(gè)幀結(jié)構(gòu)里可以看到，最前面的3個(gè)部分：短碼部分(short training field-STF),長(zhǎng)碼部分(long training field-LTF)和信號(hào)部分(signal field-SIG) 是用來(lái)兼容現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的（即802.11a/b/g/n），也就是它們都有一個(gè)開(kāi)頭字母L，代表的Legacy的含義。第四個(gè)部份VHT-SIG-A第一個(gè)碼字是BPSK調(diào)制信號(hào)，而第二個(gè)碼字則旋轉(zhuǎn)了90°，為QBPSK，用來(lái)區(qū)分HT 和VHT模式。在802.11ac中的VHT-STF用來(lái)改善在MIMO傳輸中的自動(dòng)增益控制。緊跟在VHT-STF后面的是VHT-LTF，即長(zhǎng)訓(xùn)練序列，它為接收機(jī)提供了在發(fā)射天線和接收天線之間進(jìn)行MIMO預(yù)估信道測(cè)算的比特。根據(jù)空分碼流的總數(shù)可以分為1,2,4,6 或者8 個(gè)VHT-LTF。在802.11ac中，1， 2 或者4個(gè)VHT-LTF進(jìn)行直接映射，又增加了6或者8個(gè)VHT-LTF用于最大8 個(gè)空分碼流的應(yīng)用。VHT-SIG-B描述了所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度、調(diào)制方式和編碼方式(即MCS)是單個(gè)用戶還是多用戶的模式。
　　802.11ac的測(cè)試需要
　　表4中列舉了802.11ac標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的測(cè)試要求，這些要求跟802.11n很類似，并增加了一些針對(duì)802.11ac的新的測(cè)試項(xiàng)目和規(guī)范。這些規(guī)范目前還在不斷地完善過(guò)程中，要了解最新的802.11ac的規(guī)范，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)IEEE 的網(wǎng)站www.ieee802.org， 針對(duì)發(fā)射機(jī)的測(cè)試規(guī)范請(qǐng)參見(jiàn)章節(jié)22.3.19， 針對(duì)接收機(jī)的規(guī)范可參見(jiàn)章節(jié)22.3.20. 除此之外，還要考慮通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功能測(cè)試和性能測(cè)試，以保證產(chǎn)品的性能和互通性等。
　　表4：802.11ac的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的測(cè)試要求

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