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【摘要】為了滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對高傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)的要求，新一代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準802.11ac誕生了。802.11ac 是在802.11協(xié)議族的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它通過5GHz頻帶進行通信，安裝更多的天線，增加空間信息流的數(shù)量，采用更高密度的調(diào)制方式，以及增加傳輸帶寬等方式大大提高了物理層數(shù)據(jù)的傳輸速率，傳輸速率至少達到1GHz以上。同時802.11ac標準同樣有很強的向后兼容性，與現(xiàn)有 WiFi 網(wǎng)絡(luò)兼容。

【關(guān)鍵詞 】空間流；兼容性；802.11ac

1.引言

無線局域網(wǎng)（WLAN）推行之初被普遍認可的兩個國際標準是IEEE802.11a和802.11b。最初設(shè)計這些標準的目的是為滿足便攜式電腦在家和辦公室環(huán)境中可隨意移動的要求。為了盡量減少來自其它同頻設(shè)備的干擾，這兩個標準都采用了擴頻傳輸技術(shù)和比較復雜的編碼技術(shù)。2003年，IEEE（美國電氣及電子工程師學會）頒布了802.11g，依舊工作在2.4GHz頻段，但是數(shù)據(jù)速率可以達到54Mbps。與此同時，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設(shè)備并在設(shè)備間進行數(shù)據(jù)共享，對無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率提出更高要求，從而使得一個新的研究項目應(yīng)運而生，這就是于2009公布的802.11n的由來。為了使單信道的數(shù)據(jù)速率最高可以超過100 Mbps，在802.11n標準中引入的MIMO技術(shù)，來達到傳輸較高的數(shù)據(jù)容量的目的。但隨著新的應(yīng)用場景的產(chǎn)生，這些應(yīng)用場景需要更高的數(shù)據(jù)傳輸來支持“無線辦公”的要求，為了滿足以上這些需要，IEEE內(nèi)部設(shè)立了兩個項目工作組，其中一個工作組（Working Group）TGac是以802.11n標準為基礎(chǔ)并進行擴展，制定出802.11ac即在5GHz的頻段上，數(shù)據(jù)吞吐量目標為：在單通道鏈路上的最低速率為500 Mb/s，最高可達到1Gbps。

2.802.11ac的技術(shù)特點

2.1 選擇5GHz頻帶

802.11ac性能大幅提升最重要的原因是技術(shù)革新，其中最關(guān)鍵的一點就是采用 5GHz 頻段。以往的802.11設(shè)備始終不得不面臨一個問題，那就是基于這些標準的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不得不與其他非802.11設(shè)備。而802.11ac是在不太擁擠或者說更“清潔”的5GHz頻段上工作的，爭用帶寬的無線設(shè)備較少，因此速度也有保障。

2.2 支持MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)打破了傳統(tǒng)的無線通信模式，它要求系統(tǒng)使用多個發(fā)射和接收天線同時同頻的發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。MIMO系統(tǒng)的一個重要特性就是可以通過空分復用和發(fā)射分集技術(shù)來提高數(shù)據(jù)傳輸率。

2.3 增強載波偵聽技術(shù)

802.11ac標準同時也應(yīng)用了許多MAC層的增強技術(shù)來進一步加強高性能的射頻和多用戶多進多出（MU-MIMO）特性。在802.11n中，RTS/CTS承擔著清道的任務(wù)，讓802.11a/g設(shè)備在其發(fā)送期間，停止傳輸，避免沖突。在802.11ac中，由于80Mhz使用更多的信道，因此需要提升RTS/CTS的機制來處理輔助信道上的通信沖突問題。改進后RTS/CTS同時支持“動態(tài)頻寬”模式。

2.4 增強報文聚合

在802.11ac的基本MAC協(xié)議中，為了確保各個站都能公平地取得媒質(zhì)使用機會并盡量避免沖突，使用了一系列控制機制。這些機制在提高系統(tǒng)性能的同時也帶來了固定開銷，而這些開銷則限制了系統(tǒng)吞吐量的提高。增加聚合的MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元*A-MPDU（的大小 ，降低通信的開銷，802.11n引入了兩種幀聚合的方法：MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元（MSDU）聚和信息協(xié)議數(shù)據(jù)單元（MPDU）聚合。兩種幀聚合方法降低了每個聚合幀傳輸時的單路射頻前導碼的開銷。

3.802.11ac的技術(shù)應(yīng)用

為了滿足用戶通過AP上網(wǎng)進行各式各樣的操作，提高用戶通過AP（Access Point）上網(wǎng)的速度以及增強用戶使用AP的體驗感，適應(yīng)未來市場發(fā)展的需求，于2012年初開始802.11ac的AP項目的科研。

3.1 AP系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于現(xiàn)在以及未來市場發(fā)展的前景，目前我們的AP硬件設(shè)計方案支持802.11ac和802.11n接入點，采用3x3MIMO設(shè)計原理，實現(xiàn)卓越的吞吐量。總體硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，各項硬件參數(shù)指標如下所示：800MHz的雙核處理器；1G的667 MHz DDR3；64MB的NOR閃存；2x MiniPCI-e；2x10/100/1000 Base-T；支持以太網(wǎng)供電；支持DC48供電；1個JTAG口；1個RS232串口。

4.總結(jié)

目前AP可以接入不同AC服務(wù)器，已完成了全部研發(fā)目標，設(shè)備已通過檢測，在全國部分省市得到推廣應(yīng)用。

AP技術(shù)還在不斷發(fā)展，AP與LTE（4G）的融合，以及更高速率的要求，需要我們繼續(xù)研究新的課題，研發(fā)新的技術(shù)。