IEE.docx
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IEE
IEEE,俗称5GWiFi,是一个无线局域网(WLAN)通信标准,它通过5GHz频带(也是其得名原因)进行通信。
理论上,它能够提供最少1Gbps带宽进行多站式无线局域网通信,或是最少500Mbps的单一连接传输带宽。
是的继承者。
它采用并扩展了源自的空中接口(airinterface)概念,包括:
更宽的RF带宽(提升至160MHz),更多的MIMO空间流(spatialstreams)(增加到8),多用户的MIMO,以及高密度的解调变(modulation)(达到256QAM)。
是一个由IEEE(电机电子工程师学会)所制订的无线网路通讯标准。
提供下列的技术来提升网路频宽与更好的使用者体验:
1.支援更宽的频宽(RFBandwidth):
最高160MHz(上限是40MHz)
2.支援最多8空间串流(MIMOSpatialStreams)(仅支援4个)
3.多使用者的MIMO(Multi-userMIMO)(无此功能)
4.传送波束成型正式纳入标准(Beamforming)非标准功能)
5.支援高密度的解调变(Modulation):
256QAM(最高64-QAM)
1.支援更宽的频宽(RFBandwidth):
最高160MHz
Draft预计使用5GHzRF频带~GHz),主要原因在于有较宽的频宽(RFBandwidth)需求。
以美国地区为例,能用的范围仅有~GHz,以5MHz区分一个Channel,共有11个Channels如下:
Channel
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Frequency
(MHz)
2412
2417
2422
2427
2432
2437
2442
2447
2452
2457
2462
虽然有11个Channels可用,若以为例,所需频宽RFBandwidth:
22MHz,因此仅有三个不会互相干扰之Channel存在。
(图片来源:
这也就是一般在无线网路建置中,在一个空间中,若无线AP仅支援b/g/n,则建议最多布建三台,且三台AP各设定使用Channel1/6/11,才能有互不干扰之最佳效果。
除了无线网路使用于GHz频带,蓝芽、家用无线电话都在使用,甚至连微波炉都可能会在这个频带内。
而5GHz在美国地区能用的范围有~,以5MHz区分一个Channel,可用的Channels有36~165,因此才能容纳最高160MHz之频宽要求。
但5GHz也不是完全没有缺点,因为频率越高,波长越短,绕射(diffraction)程度越低,也就是遇到障碍不容易绕过,因此在相同功率上之有效传输距离会较来的短。
所需160MHz之频宽可利用通道集成技术(ChannelBonding)来达成,也就是可使用连续Contiguous80+80MHz或非连续Discontinuous80+80MHz,使总频宽达到160MHz。
下表为在单一空间流使用不同频宽(Bandwidth)在与之理论传输速率:
Protocol
Bandwidth
(MHz)
Datarate perstream
(Mbps)
(64-QAM)
20
40
150
(256-QAM)
20
40
200
80
160
866
2.支援最多8空间流(MIMOSpatialStreams)
MIMO是Multi-inputMulti-output之缩写,可用此法表示:
TxR:
S
发射天线数量x接收天线数量:
空间流数
例如:
3x3:
3MIMO
表示有三个发射天线与三个接收天线,共提供三个空间流(SpatialStreams)。
在企业方案所提供之无线解决方案,也会看到如MIMO:
4x4:
3,表示有四个发射天线与四个接收天线,却仅提供三个空间流数量,其优点在于使用N+1的冗余收发器,可针对信号衰减和硬体故障提供有效保护,使三个空间流之性能和覆盖范围更大且更稳定。
40MHzBandwidth(64-QAM),使用多个空间流之理论传输速率:
空间流
SpatialStreams
1
2
3
4
传输速率Mbps
150
300
450
600
40MHzBandwidth(256-QAM),使用多个空间流之理论传输速率:
空间流
SpatialStreams
1
2
3
4
5
6
7
8
传输速率Mbps
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
3.多使用者的MIMO(Multi-userMIMO)
Multi-userMIMO是一种新的技术,其优点在于多个终端设备同时连上AP时,每个装置可独立使用不同的空间流(SpatialStreams)传输资料,进而减少竞争,此种技术又称为SDMA(SpaceDivisionMultipleAccess)。
例如一个无线AP使用4x4:
4Mu-MiMo可对2个连上的终端设备同时单独进行通讯。
而现行的MiMo装置只能在同一时间服务一个终端设备之多重天线,无线AP必须以时间多工服务多个终端设备。
4.传送波束成型(Beamforming)正式纳入标准
Beamforming(波束成型)技术已经正式纳入之标准,虽然在已有多家厂商提供此技术,但因为当时为非标准规格,因此各厂商在实作上可能存在相容性问题。
所谓的Beamforming技术在于使用单一声测(Singlesounding)与反馈格式(相较于的多重声测与反馈格式),而在特定方向集中射频(RF)能量,以改善到个别终端设备之传输效率。
5.支援高密度的解调变(Modulation):
256-QAM
使用与相同之OFDM(正交分频多工)作为调变与编码技术,也相同要求装置能够支援BPSK、QPSK、16-QAM与64-QAM,但额外增加256-QAM(3/4or5/6CodingRate)之调变方式,256-QAM的好处在于提供比64-QAM更大33%之传输流量。
不过256-QAM仅允许较低的位元错误容许误差,因此较适用于无干扰之通讯环境中。
下表是使用各种调变(Modulation)技术在频宽40MHzwith400nsGI使用单一空间流之理论传输速率:
Modulation
Codingrate
传输速率Mbps
BPSK
1/2
15
QPSK
1/2
30
QPSK
3/4
45
16-QAM
1/2
60
16-QAM
3/4
90
64-QAM
2/3
120
64-QAM
3/4
135
64-QAM
5/6
150
*256-QAM
3/4
180
*256-QAM
5/6
200
另一个与之差异在于支援「不同」调变,例如一位使用者可能在一空间流上接收BPSK调变信号,及在另一空间流上接收16QAM调变信号。
但只支援「相同」调变,因为此特性证明在市场中不会成功(很少装置实际支援此功能),所以IEEE决定放弃支援「不同」调变。
总结
下表整理在单一空间流中使用不同频宽Bandwidth与不同调变Modulation之理论传输速率Mbps:
Modulation
Codingrate
20MHzchannels
40MHzchannels
80MHzchannels
160MHzchannels
800nsGI
400nsGI
800nsGI
400nsGI
800nsGI
400nsGI
800nsGI
400nsGI
BPSK
1/2
15
65
QPSK
1/2
13
27
30
65
117
130
QPSK
3/4
45
195
16-QAM
1/2
26
54
60
117
130
234
260
16-QAM
3/4
39
81
90
195
351
390
64-QAM
2/3
52
108
120
234
260
468
520
64-QAM
3/4
65
135
585
64-QAM
5/6
65
135
150
325
585
650
256-QAM
3/4
78
162
180
351
390
702
780
256-QAM
5/6
N/A
N/A
180
200
390
780
(资料来源:
因此若使用最高160MHzBandwidth,与最佳之调变256-QAM,在8个空间流之情况下,最高可达Gbps之理论传输速率
协定除了上述五个新的特性之外,能与现有相容也是十分重要的,因此提供与和装置在5GHz频带之相容性。
表示能与支援和技术的装置互动;讯框结构可容纳与a和装置的传输。
IEEE标准列表[编辑]
IEEE,1997年,原始标准(2Mbit/s,播在)。
IEEE,1999年,物理层补充(54Mbit/s,播在5GHz)。
IEEE,1999年,物理层补充(11Mbit/s,播在)。
IEEE,符合的媒体接入控制层桥接(MACLayerBridging)。
IEEE,根据各国无线电规定做的调整。
IEEE,对服务等级(QualityofService, QoS)的支持。
IEEE,基站的互连性(IAPP,Inter-AccessPointProtocol),2006年2月被IEEE批准撤销。
IEEE,2003年,物理层补充(54Mbit/s,播在)。
IEEE,2004年,无线覆盖半径的调整,室内(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz频段)。
IEEE,2004年,无线网络的安全方面的补充。
IEEE,2004年,根据日本规定做的升级。
IEEE,该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。
该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
IEEE,预留及准备不使用。
IEEE,维护标准;互斥及极限。
IEEE,更高传输速率的改善,基础速率提升到s,可以使用双倍带宽40MHz,此时速率提升到150Mbit/s。
支持多输入多输出技术(Multi-InputMulti-Output,MIMO)。
IEEE,针对VOWLAN(VoiceoverWLAN)而制订,更快速的无限跨区切换,以及读取语音(voice)比数据(Data)有更高的传输优先权。
IEEE,这个通信协议主要用在车用电子的无线通信上。
它设置上是从IEEE来扩充延伸,来符合智能型运输系统(IntelligentTransportationSystems,ITS)的相关应用。
IEEE:
IEEE:
快速BSS切换(FT)(2008)
IEEE:
MeshNetworking, ExtendedServiceSet (ESS)(July2011)
IEEE:
WirelessPerformancePrediction(WPP)—testmethodsandmetricsRecommendation cancelled
IEEE:
ImprovementsrelatedtoHotSpotsand3rdpartyauthorizationofclients,.cellularnetworkoffload(February2011)
IEEE:
Wireless networkmanagement (February2011)
IEEE:
ProtectedManagementFrames(September2009)
IEEE:
IEEE:
3650–3700 MHzOperationinthe.(2008)
IEEE:
ExtensionstoDirectLinkSetup(DLS)(September2010)
IEEE:
Anewreleaseofthestandardthatincludesamendmentsk,n,p,r,s,u,v,w,yandz(March2012)
IEEE:
RobuststreamingofAudioVideoTransportStreams(June2012)
IEEE:
IEEE,的潜在继承者,更高传输速率的改善,当使用多基站时将无线速率提高到至少1Gbps,将单信道速率提高到至少500Mbps。
使用更高的无线带宽(80MHz-160MHz)只有40MHz),更多的MIMO流(最多8条流),更好的调制方式(QAM256)。
目前是草案标准(draft),预计正式标准于2012年晚些时间推出。
Quantenna公司在2011年11月15日推出了世界上第一只采用的无线路由器。
Broadcom公司于2012年1月5日也发布了它的第一支支持的芯片。
IEEE:
VeryHighThroughput60 GHz(December2012)-see WiGig
IEEE:
PrioritizationofManagementFrames(2012年3月)
除了上面的IEEE标准,另外有一个被称为IEEE+的技术,通过PBCC技术(PacketBinaryConvolutionalCode)在IEEE(频段)基础上提供22Mbit/s的数据传输速率。
但这事实上并不是一个IEEE的公开标准,而是一项产权私有的技术,产权属于德州仪器。
IEEE[编辑]
IEEE是原始标准的一个修订标准,于1999年获得批准。
标准采用了与原始标准相同的核心协议,工作频率为5GHz,使用52个正交频分多路复用副载波,最大原始数据传输率为54Mb/s,这达到了现实网络中等吞吐量(20Mb/s)的要求。
由于频段日益拥挤,使用5G频段是的一个重要的改进。
但是,也带来了问题。
传输距离上不及g;理论上5G信号也更容易被墙阻挡吸收,所以的覆盖不及。
同样会被干扰,但由于附近干扰信号不多,所以通常吞吐量比较好。
IEEE[编辑]
IEEE是无线局域网的一个标准。
其载波的频率为,可提供1、2、及11Mbit/s的多重传送速度[1]。
它有时也被错误地标为Wi-Fi。
实际上Wi-Fi是Wi-Fi联盟的一个商标,该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作,与标准本身实际上没有关系。
[来源请求]在的ISM频段共有11个频宽为22MHz的频道可供使用,它是11个相互重叠的频段。
IEEE的后继标准是IEEE。
IEEE[编辑]
IEEE在2003年7月被通过。
其载波的频率为(跟相同),共14个频段,原始传送速度为54Mbit/s,净传输速度约为s(跟相同)。
的设备向下与兼容。
其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE的标准上另行开发新标准,并将理论传输速度提升至108Mbit/s或125Mbit/s。
IEEE[编辑]
IEEE是IEEE为了弥补脆弱的安全加密功能(WEP,WiredEquivalentPrivacy)而制定的修正案,于2004年7月完成。
其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP(CTRwithCBC-MACProtocol)。
无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当的时间,而各大厂通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售,所以迫不及待的Wi-Fi厂商采用的草案3为蓝图设计了一系列通信设备,随后称之为支持WPA(Wi-FiProtectedAccess)的,这个协议包含了向前兼容RC4的加密协议TKIP(TemporalKeyIntegrityProtocol),它沿用了WEP所使用的硬件并修正了一些缺失,但可惜仍然不是毫无安全弱点的;之后称将支持最终版协议的通信设备称为支持WPA2(Wi-FiProtectedAccess2)的。
IEEE[编辑]
IEEE[编辑]
主条目:
IEEE
IEEE,是由IEEE在2004年1月[来源请求]组成的一个新的工作组在的基础上发展出来的标准,于2009年9月正式批准。
该标准增加了对MIMO的支持,允许40MHz的无线频宽,最大传输速度理论值为600Mbit/s。
同时,通过使用Alamouti提出的空时分组码,该标准扩大了数据传输范围。
IEEE[编辑]
IEEE阐述了无线局域网中频谱测量所能提供的服务,并以协议方式规定了测量的类型及接收发送的格式。
此协议制定了几种有测量价值的频谱资源信息,并创建了一种请求/报告机制,使测量的需求和结果在不同终端之间进行通信。
协议制定小组的工作目标是要使终端设备能够通过对测量信息的量读做出相应的传输调整,为此,协议制定小组定义了测量类型[2]。
这些测量报告使在IEEE规范下的无线网络终端可以收集临近AP的信息(信标报告)和临近终端链路性质信息(帧报告,隐藏终端报告和终端统计报告)。
测量终端还可以提供信道干扰水平(噪声柱状报告)和信道使用情况(信道负荷报告和媒介感知柱状图)。
IEEE[编辑]
主条目:
IEEE
IEEE是一个正在发展中的无线计算机网络通信标准,它通过6GHz频带(也就是一般所说的5GHz频带)进行无线局域网(WLAN)通信。
理论上,它能够提供最少每秒1Gigabit带宽进行多站式无线局域网(WLAN)通信,或是最少每秒500megabits(500Mbit/s)的单一连接传输带宽。
它采用并扩展了源自的空中接口(airinterface)概念,包括:
更宽的RF带宽(提升至160MHz),更多的MIMO空间流(spatialstreams)(增加到8),多用户的MIMO,以及高密度的解调变(modulation,最高可达到256 QAM)。
它是IEEE的潜在的继任者。
IEEE[编辑]
主条目:
WiGig
无线千兆联盟(WirelessGigabitAlliance,WiGig),工业组织,致力于推动在无执照的60GHz频带上,进行数千兆比特(multi-gigabit)速度的无线设备数据传输技术。
此联盟于2009年5月7日宣布成立,于2009年12月推出第一版WiGig技术规格()。
各国适用频道[编辑]
主条目:
WLAN信道列表
和将GHz的频段区分为14个重复,标记的频道;每个频道的中心频率相差5兆赫兹(MHz).一般常常被误认的是频道1,6和11(还有有些地区的频道14)是互不重迭所以利用这些不重迭的频道,多组无线网络的互相涵盖,互不影响,这种看法太过简单。
和并没有规范每个频道的频宽,规范的是中心频率和频谱屏蔽(spectralmask)。
的频谱屏蔽需求为:
在中心频率±11MHz处,至少衰减30dB,±22MHz处要衰减50dB.
由于频谱屏蔽只规定到±22MHz处的能量限制,所以通常认定使用频宽不会超过这个范围。
实际上,当发射端距离接收端非常近时,接收端接受到的有性能量频谱,有可能会超过22MHz的区域。
所以,一般认定频道1,6和11互不重迭的说法。
应该要修正为:
频道1,6和11,三个频段互相之间的影响比使用其它频段小。
然而,要注意的是,一个使用频道1的高功率发射端,可以轻易的干扰到一个使用频道6的,功率较低的发射站。
在实验室的测试中发现,当使用频道11来传递档案时,一个使用频道1的发射台也在通讯时,会影响到频道11的档案传输,让传输速率稍稍降低。
所以,即使是频段相差最远的频道1和11,也是会互相干扰的。
虽然频道1,6和11互不重迭的说法是不正确的,但是这个说法至少可以用来说明:
频道距离在1,6和11之间虽然会对彼此造成干扰,而却不会大大地影响到通讯的传输速率。
高功率AP为了因应较高的振幅,将中心频率±11MHz处的频谱屏蔽提高到-40dB,所以才会由ch1干扰到ch6,ch6干扰到ch11。
至于ch1干扰到ch11是因为AP功率放大到非线性饱和区,某些厂商制造的AP确实全盖台(Ch1-Ch11)。
而正好那些产品又是卖最多的,也就是号称功率最高的。
只要符合FCC规范压在±11MHz-30dB、±22MHz-50dB就不会出现互相干扰问题。
某些芯片制造商在量产或技术上接近ACPR(AdjacentChannelPowerRatio邻近通道功率比例)不合格边缘,透过放大器放大会导致上述情形出现。
[原创研究]
GHz频段规范中第1-14频道的频谱遮罩
总结[编辑]
协议
发布年份/日期
Op.标准频宽
实际速度(标准)
实际速度(最大)
范围(室内)
范围(室外)
Legacy
1997
GHz
1Mbit/s
2Mbit/s
1999
GHz
25Mbit/s
54Mbit/s
约30米
约45米[3]
1999
GHz
Mbit/s
11Mbit/s
约30米
约100米
2003
GHz
25Mbit/s
54Mbit/s
约30米
约100米
2009
GHzor5GHzbands
300Mbit/s(20MHz*4MIMO)
600Mbit/s(40MHz*4MIMO)
约70米
约250米
2009
GHz
3Mbit/s
27Mbit/s
约300米
约1000米
5GHz
433Mbit/s,867Mbit/s(80MHz),(160MHz为可选)
867Mbit/s,Gbit/s,Gbit/s,Gbit/s(8MIMO,160MHz)
约35米[4]
应对IEEE生产测试挑战
是电气和电子工程师协会(IEEE)制定的无线局域网(WLAN)系列标准,主要用于和5GHz免牌照频段本地无线通信。
系列标准得到国际广泛认可,并在WiFi联盟支持下日益普及。
该协会是促进WLAN技术和标准产品认证的行业组织。
标准包括物理层和介质访问控制(MAC)协议。
自首次发布以来,物理层做了大量重要补充和修订,而大部分MAC基本功能保持不变。
标准经过多年发展,满足各种WLAN要求,Hiertandco.在中做了详细总结。
WLAN设备往往基于采用的物理层版本说明其功能。
常见版本包括、、,以及最近发布的最新版本是IEEE,其中包括。
由于回程(如xDSL、光纤)传输速度提高,以及高清(HD)内容流和即时文件传输等需要高数据速率应用的出现,IEEE发布了两个新方案(和)提高最大数据速率,显著高于.表1概括了物理层标准。
本案重点介绍.
表1:
IEEE物理层标准对比。
也称为甚