一起來學(xué)802.11物理層測試標(biāo)準(zhǔn)（11ac-VHT-1）

802.11ac又叫Wi-Fi 5，學(xué)名VHT(Very high throughput)?？v觀一下Wi-Fi的學(xué)名，可以說到從Wi-Fi?1到Wi-Fi?7，它的名稱都在圍繞著調(diào)制方式以及速率、吞吐率或者頻率使用效率在做文章。直到Wi-Fi 8發(fā)生了改變，名稱變?yōu)閁HR：超高可靠。

Wi-Fi 1：HR/DSSS—high rate direct sequence spread spectrum；Wi-Fi 2：OFDM；Wi-Fi 3：ERP—Extended Rate PHY；Wi-Fi 4：HT—high throughput；Wi-Fi 5：VHT—very high throughput；Wi-Fi 6：HE—high efficiency；Wi-Fi 7：EHT—extremely high throughput；Wi-Fi 8：UHR—Ultra High Reliability

1、11a、11n和11ac物理層對比

前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了11a和11n。關(guān)于11a可以參考一起來學(xué)802.11物理層測試標(biāo)準(zhǔn)（11a的OFDM調(diào)制）；關(guān)于11n可以參考一起來學(xué)802.11物理層測試標(biāo)準(zhǔn)（11n HT-1)。

為什么要把11ac跟它倆放一起說呢？因為確實有很多相似之處，首先11ac的VHT物理層是基于11n定義的HT物理層，而HT物理層又是基于11a定義的OFDM物理層。但我們還是重點來關(guān)注他們的區(qū)別。

1?頻段

11a：5GHz 頻段；11n：2.4/5GHz 頻段；11ac：5GHz 頻段；

2?帶寬

11a：5 MHz，10 MHz，20 MHz；11n：20 MHz, 40 MHz；11ac：20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz連續(xù)，80+80 MHz非連續(xù)；

3?調(diào)制

11a：BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM；11n：BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM；11ac：BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM/256-QAM；

4 空間流

11a：無MIMO；11n：SU-MIMO，同時只能單用戶，最大四流；11ac：MU-MIMO，同時最大四用戶，最大4 stream/每用戶，最多共8 stream；

2、兼容問題

前面我們在一起來學(xué)802.11物理層測試標(biāo)準(zhǔn)（11g ERP-1)中討論過Wi-Fi設(shè)備的向后兼容問題。我們說Wi-Fi的兼容性要求始終都是一件既好又尷尬；既有全局觀又會拖后腿的事情。對于11ac的VHT也存在類似問題，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在 5 GHz 頻段運行的VHT STA?，除VHT的要求外，還應(yīng)能夠在 5 GHz 頻段內(nèi)發(fā)送和接收符合11n規(guī)定的強制 PHY 規(guī)范的 PPDU。根據(jù) PPDU 格式，這些 STA 應(yīng)支持 VHT、11n和11a PHY 的混合。

在 VHT STA 中，F(xiàn)ORMAT 參數(shù)決定 PPDU 的整體結(jié)構(gòu)，可取以下值之一：

- 非 HT 格式 (NON_HT)，基于11a，包括NON_HT duplicate 格式；

-?11n規(guī)定的 HT 混合格式（HT_MF）；

- 11n規(guī)定的 HT-Greenfield格式（HT_GF）。

- VHT 格式（VHT）。這種格式的 PPDU 包含與11a和11n STA 兼容的preamble。

VHT STA 在邏輯上包含11a、11n和11ac PHY。如圖 21-1、圖 21-2 和圖 21-3 所示，MAC 通過11ac PHY 服務(wù)接口與 PHY 交互，而 PHY 又與11a和11n PHY 服務(wù)接口交互。

各種 PPDU 格式在發(fā)送時的 PHY 交互：其中Clause21就對應(yīng)指定義11ac的章節(jié)，Clause19就對應(yīng)指定義11n的章節(jié)；Clause17就對應(yīng)指定義11a的章節(jié)。

各種 PPDU 格式在接收時的 PHY 交互：

PHY-CONFIG 和 CCA 與11a、11n?和 11ac?PHY 的交互作用

3、VHT PPDU Format

11ac的PPDU格式如下圖所示，可以看出它是如何向后兼容的。

各個field域的名稱描述如下，VHT-SIG-A、VHT-STF、VHT-LTF 和 VHT-SIG-B 字段只存在于 VHT PPDU 中。在 VHT NDP 中不存在數(shù)據(jù)字段。VHT-LTF 字段中的符號數(shù)可以是 1、2、4、6 或 8，由 VHT PPDU 中傳輸?shù)乃杏脩舻臅r空流總數(shù)決定。

L-STF：Non-HT Short Training field；L-LTF：Non-HT Long Training field；L-SIG：Non-HT SIGNAL field；VHT-SIG-A：VHT Signal A field；VHT-STF：VHT Short Training field；VHT-LTF：VHT Long Training field；VHT-SIG-B：VHT Signal B field；Data：The Data field carrying the PSDU(s)；

4、VHT Transmitter block diagram

如下面幾張圖所示，為發(fā)射機框圖示例。注意只是示例，發(fā)射機的實際結(jié)構(gòu)取決于具體的實施情況。其中，圖 21-5 顯示了使用一個頻段的 VHT PPDU 的 L-SIG 和 VHT-SIG-A 字段的發(fā)送過程。這些發(fā)送模塊也用于生成 L-STF 和 L-LTF 字段，只是這些字段不使用 BCC 編碼器和交織器。這也從發(fā)射機框圖的角度體現(xiàn)了如何向后兼容。CSD：Cyclic shift diversity。

圖 21-6 和圖 21-7 分別顯示了在 20 MHz、40 MHz 和 80 MHz 信道帶寬下生成 VHT SU PPDU 和 VHT MU PPDU 的 VHT-SIG-B 字段的發(fā)送過程。

圖 21-8 和圖 21-9 分別顯示生成 160 MHz 和 80+80 MHz VHT SU PPDU 的 VHT_SIG-B 字段的發(fā)送過程。其中Segment parser分段解析器是為了 160 MHz 和80+80 MHz傳輸。

圖 21-10 顯示了用于生成采用 BCC 編碼的 20 MHz、40 MHz 和 80 MHz VHT SU PPDU 的數(shù)據(jù)字段的發(fā)射機模塊。STBC：Space time block code。圖 21-11 顯示了用于為單個頻段生成采用?LDPC 編碼的?20 MHz、40 MHz 和 80 MHz VHT SU PPDU 數(shù)據(jù)字段的發(fā)射機模塊。