接上一篇繼續(xù)說(shuō)明IEEE 802.11n的MIMO-OFDM等關(guān)鍵技術(shù)，以及40MHz綁定。

MIMO-OFDM

   在室內(nèi)等典型應(yīng)用環(huán)境下，由于多徑效應(yīng)的影響，信號(hào)在接收側(cè)很容易發(fā)生(ISI)，從而導(dǎo)致高誤碼率。OFDM調(diào)制技術(shù)是將一個(gè)物理信道劃分為多個(gè)子載體(sub-carrier),將高速率的數(shù)據(jù)流調(diào)制成多個(gè)較低速率的子數(shù)據(jù)流，通過(guò)這些子載體進(jìn)行通訊，從而減少ISI機(jī)會(huì)，提高物理層吞吐。

   OFDM在802.11a/g時(shí)代已經(jīng)成熟使用，到了802.11n時(shí)代，它將MIMO支持的子載體從52個(gè)提高到56個(gè)。需要注意的是，無(wú)論802.11a/g，還是802.11n，它們都使用了4個(gè)子載體作為pilot子載體，而這些子載體并不用于數(shù)據(jù)的傳遞。所以802.11n MIMO將物理速率從傳統(tǒng)的54Mbps提高到了58.5 Mbps(即54*52/48)。

FEC (Forward Error Correction)

   按照無(wú)線通信的基本原理，為了使信息適合在無(wú)線信道這樣不可靠的媒介中傳遞，發(fā)射端將把信息進(jìn)行編碼并攜帶冗余信息，以提高系統(tǒng)的糾錯(cuò)能力，使接收端能夠恢復(fù)原始信息。802.11n所采用的QAM-64的編碼機(jī)制可以將編碼率(有效信息和整個(gè)編碼的比率)從3/4 提高到5/6。所以，對(duì)于一條空間流，在MIMO-OFDM基礎(chǔ)之上，物理速率從58.5提高到了65Mbps(即58.5乘5/6除以3/4)。

Short Guard Interval (GI)

   由于多徑效應(yīng)的影響，信息符號(hào)(Information Symbol)將通過(guò)多條路徑傳遞，可能會(huì)發(fā)生彼此碰撞，導(dǎo)致ISI干擾。為此，802.11a/g標(biāo)準(zhǔn)要求在發(fā)送信息符號(hào)時(shí)，必須保證在信息符號(hào)之間存在800 ns的時(shí)間間隔，這個(gè)間隔被稱為Guard Interval (GI)。802.11n仍然使用缺省使用800 ns GI。當(dāng)多徑效應(yīng)不是很嚴(yán)重時(shí)，用戶可以將該間隔配置為400，對(duì)于一條空間流，可以將吞吐提高近10%，即從65Mbps提高到72.2 Mbps。對(duì)于多徑效應(yīng)較明顯的環(huán)境，不建議使用Short Guard Interval (GI)。

40MHz綁定技術(shù)

   這個(gè)技術(shù)最為直觀：對(duì)于無(wú)線技術(shù)，提高所用頻譜的寬度，可以最為直接地提高吞吐。就好比是馬路變寬了，車輛的通行能力自然提高。傳統(tǒng)802.11a/g使用的頻寬是20MHz，而802.11n支持將相鄰兩個(gè)頻寬綁定為40MHz來(lái)使用，所以可以最直接地提高吞吐。

需要注意的是：對(duì)于一條空間流，并不是僅僅將吞吐從72.2 Mbps提高到144.4(即72.2×2 )Mbps。對(duì)于20MHz頻寬，為了減少相鄰信道的干擾，在其兩側(cè)預(yù)留了一小部分的帶寬邊界。而通過(guò)40MHz綁定技術(shù)，這些預(yù)留的帶寬也可以用來(lái)通訊，可以將子載體從104(52×2)提高到108。按照72.2*2*108/104進(jìn)行計(jì)算，所得到的吞吐能力達(dá)到了150Mbps。

MCS (Modulation Coding Scheme)

   在802.11a/b/g時(shí)代，配置AP工作的速率非常簡(jiǎn)單，只要指定特定radio類型(802.11a/b/g)所使用的速率集，速率范圍從1Mbps到54Mbps,一共有12種可能的物理速率。

到了802.11n時(shí)代，由于物理速率依賴于調(diào)制方法、編碼率、空間流數(shù)量、是否40MHz綁定等多個(gè)因素。這些影響吞吐的因素組合在一起，將產(chǎn)生非常多的物理速率供選擇使用。比如基于Short GI,40MHz綁定等技術(shù)，在4條空間流的條件下，物理速率可以達(dá)到600Mbps(即4*150)。為此，802.11n提出了MCS的概念。MCS可以理解為這些影響速率因素的完整組合，每種組合用整數(shù)來(lái)唯一標(biāo)示。對(duì)于AP，MCS普遍支持的范圍為0-15。

MRC (Maximal-Ratio Combining)

   MRC和吞吐提高沒有任何關(guān)系，它的目的是改善接收端的信號(hào)質(zhì)量?；驹硎牵簩?duì)于來(lái)自發(fā)射端的同一個(gè)信號(hào)，由于在接收端使用多天線接收，那么這個(gè)信號(hào)將經(jīng)過(guò)多條路徑(多個(gè)天線)被接收端所接收。多個(gè)路徑質(zhì)量同時(shí)差的幾率非常小，一般地，總有一條路徑的信號(hào)較好。那么在接收端可以使用某種算法，對(duì)這些各接收路徑上的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)匯總(顯然，信號(hào)最好的路徑分配最高的權(quán)重)，實(shí)現(xiàn)接收端的信號(hào)改善。當(dāng)多條路徑上信號(hào)都不太好時(shí)，仍然通過(guò)MRC技術(shù)獲得較好的接收信號(hào)。

IEEE 802.11n（Wifi4）雖然已經(jīng)是老去的技術(shù)了，但是后來(lái)的Wifi5以及Wifi6均在其基礎(chǔ)上發(fā)展升級(jí)來(lái)的，所以，對(duì)Wifi4也需要有一定的了解，才能更好地學(xué)習(xí)ac以及ax標(biāo)準(zhǔn)。