802.11ac对设计和测量的挑战

802.11ac与802.11n的技术区别

802.11ac的物理层是对802.11n标准的延续，而且要满足后向兼容。下面我们来着重探讨一下在802.11ac上的变化。表2列出802.11n的物理层的主要特点，表3则列出了在802.11ac上主要扩展的方面。理论上说802.11n在使用了40MHz带宽和4个空间流可以达到最高600 Mbps的数据速率，尽管目前很多无线设备只能支持2路空间流。对于802.11ac来说，理论上使用160 MHz带宽，8个空间流，MCS9编码，256QAM调制，最高速率能达到6.93 Gbps。而真正可以使用的数据速率大概是1.56 Gbps。

表2，IEEE802.11n主要特性

表3， IEEE802.11ac 的主要特性(黑体字是ac新增加的)

如图1.所示，这是在美国地区针对新宽带信道需求的一个频谱的图，其中也包括了一个80+80MHz的非连续带宽的模式。主要原因是从5490 MHz到5730 MHz的这段频谱中有一部分已经被气象雷达占用，为了避免相互的干扰，只能选用不连续的两个80 MHz带宽组合成160 MHz的带宽。这两种情况都被列入标准中作为可选项。

图1. IEEE 802.11 ac在美国地区的频带分布

802.11ac对于20和40 MHz带宽的定义与802.11n是一致，即子载波和导频数和它们的位置都不变，这也是这两种标准相兼容所必须的条件。对于802.11ac标准中新的内容，不管是80MHz，160MHz还是80+80 MHz，与80 MHz有着同样的定义方法，只不过后两者考虑是的是2个80 MHz信道的载波分配。

从帧结构上看，802.11ac的系统能够探测接入设备的帧结构里所包含的前导码(preample)和导频信号（pilot），来区分接入设备使用的是何种标准，并自适应，这就是后向兼容。802.11n和802.11ac的帧结构如下图 （图2）。

图2. 802.11n 与802.11ac的帧结构的对比

从这两个帧结构里可以看到，最前面的3个部分：短码部分(short training field-STF),长码部分(long training field-LTF)和信号部分(signal field-SIG) 是用来兼容现有标准的（即802.11a/b/g/n），也就是它们都有一个开头字母L，代表的Legacy的含义。第四个部份VHT-SIG-A第一个码字是BPSK调制信号，而第二个码字则旋转了90°，为QBPSK，用来区分HT 和VHT模式。在802.11ac中的VHT-STF用来改善在MIMO传输中的自动增益控制。紧跟在VHT-STF后面的是VHT-LTF，即长训练序列，它为接收机提供了在发射天线和接收天线之间进行MIMO预估信道测算的比特。根据空分码流的总数可以分为1,2,4,6 或者8 个VHT-LTF。在802.11ac中，1， 2 或者4个VHT-LTF进行直接映射，又增加了6或者8个VHT-LTF用于最大8 个空分码流的应用。VHT-SIG-B描述了所要传输的数据长度、调制方式和编码方式(即MCS)是单个用户还是多用户的模式。

802.11ac的测试需要

表4中列举了802.11ac标准规范中对发射机和接收机的测试要求，这些要求跟802.11n很类似，并增加了一些针对802.11ac的新的测试项目和规范。这些规范目前还在不断地完善过程中，要了解最新的802.11ac的规范，请访问IEEE 的网站www.ieee802.org， 针对发射机的测试规范请参见章节22.3.19， 针对接收机的规范可参见章节22.3.20. 除此之外，还要考虑通过产品设计的功能测试和性能测试，以保证产品的性能和互通性等。

表4， 802.11ac的发射机和接收机的测试要求

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