RF标准

一、 IEEE信道

1.1 2.4GHz ISM频带的信道

2.4频带将频率空间划分为14个信道，编号从1~14。除14信道外，其余信道之间的间距都是5MHz。如下图（表2-5）

IEEE802.11标准允许在2.4GHz频带中使用DSSS或OFDM调制和编码方式。DSSS要求每个信道宽度为22MHz，OFDM要求每个信道宽度为20MHz。无论那种调制方案，信道之间的间距都只有5MHz，因而相同信道之间的信号传输必然会存在交叠与干扰。802.11信号在相邻的2.4GHz信道上产生的交叠情况：

1.2 5GHz U-NII频带的信道

5GHz频带被划分为4个独立的较小的频带：U-NII-1、U-NII-2、U-NII-2扩展以及U-NII-3频带，这些频带都划分为间距为20MHz的多个信道。

二、 IEEE802.11标准

IEEE802.11标准定义了设备之间通过无线方式进行通信的相关机制。有了802.11标准，RF信号、调制、编码、频带、信道以及数据速率等要素就能提供健壮的通信介质。

2.1 802.11-1997

最早的802.11标准是在1997年批准并发布的，只包含了当时可用的几种传输类型：FHSS和DSSS，而且仅用于2.4GHz的频带，理论数据为1Mbit/s和2Mbit/s。

2.2 802.11b

802.11b利用CKK码，可以提供5.5Mbit/s和11Mbit/s的数据速率。802.11b用于2.4GHz频带，基于DSSS ，只要简单地更改调制与编码方案，设备就能自由的选择1Mbit/s、2Mbit/s、5.5Mbit/s或11Mbit/s的数据速率。

2.3 802.11g

802.11g基于传输类型OFDM，通常称为ERP（Extended Rate PHY，增强速率物理层）或ERP-OFDM。

802.11g有8种调制方案，可以实现6、9、12、18、24、36、48、54Mbit/s等多种速率。信号强度与SNR越佳，能够实现的数据速率也将越高。为了让OFDM和DSSS能够共存于同一个WLAN，802.11g提供了一种保护机制，在每个802.11gOFDM传输之前增加802.11g设备能够理解的DSSS标记。 802.11g存在以下限制条件：

• 802.11g用在2.4GHz频带上，该频带值提供3个非重叠信道。
• OFDM设备最大传输功率为15dBm，而不是DSSS的20dBm。

2.4 802.11a

由于可用的信道很少而且存在大量的干扰，所以IEEE为WLAN制定了5GHz U-NI频带的802.11a修订标准。由于这四个U-NII频段只有一个被指定为ISM频段，因而出现802.11之外的干扰几率大大降低，而且还提供了更多的可用信道。

802.11a修订标准要求无线设备只能使用OFDM，因而与802.11g使用的一系列调制方式及数据速率完全相同，但是干扰率大大降低，能够覆盖更大的空间。

802.11a使用带宽为20MHz的OFMD信道，虽然U-NII信道频带的信道间隔也是20MHz， 但相邻信道上的信号之间仍存在少量交叠现象，因而802.11a建议位于同一地理区域的发射器之间间隔1个信道。

2.5 802.11n

802.11n支持32种调制方案，极大的扩展了WLAN的性能，理论最大数据速率可达到600Mbit/s，即可用于2.4Ghz频带，也可以用于5GHz频带。802.11n使用了MIMO（Multiple-Input，Multiple-Output，多入多出）系统。

802.11n设备以可用射频链数量来表征，其描述形式为T x R，其中，T为发射器数量，R为接收器数量。如：2 x 2 MIMO设备表示有两个发射器和两个接收器。

• 提升802.11n无线通信效率，吞吐量的功能特性：
  
  • 信道聚合（Channel Aggregation）
  • SM（Spatial Multiplexing ，空间复用）
  • MAC层效率
• 提升802.11n RF 信号可靠性的功能特性：
  
  • T x BF（Transmit Beam Forming ，传输波束成形）
  • MRC（Maximal-Ration Combining ，最大合并比）

2.6 802.11ac

802.11ac标准吸收了802.11n的优点，采用了更宽的信道，因而只能使用5GHz频带，使用2.4Ghz的设备需要继续使用802.11n。根据802.11ac支持的空间流数量，802.11ac可以提供40多种可选的调制与编码方案，如果再加上信道聚合和保护间隔选择技术，802.11ac最多可以支持320种数据速率。802.11ac最重要的改进措施如下：

• 更好的信道聚合：可以将40MHz的绑定信道再次绑定为80MHz或160Mhz信道。
• 更密集的调制技术： 802.11ac支持256-QAM调制技术，支持256种方式调制RF信号，能够承载更多的数据，从而大大提升吞吐量。
• 可扩展MIMO：最多支持8个空间流。
• MU-MIMO： 802.11ac设备能够同时向多个接收设备发送多个帧。