802.11ac物理层

802.11ac计划尽可能重复使用11n和11a细节。这有利于确保向后兼容性和共存性，还允许11ac开发人员专注于实现吞吐量需求所需的新特性。例如，11ac PHY基于用于11a和11n的众所周知的OFDM（正交频分复用）PHY，并且将保持与11n相同的调制、交织和编码架构。然而，为了满足11ac的目标，一些修改和新的11ac特性/参数是必需的。

802.11ac（又名VHT，甚高吞吐量）设备需要支持20、40和80mhz信道和1个空间流。

802.11ac中还定义了几个可选功能：
更宽的信道带宽（80+80 MHz和160 MHz）
更高的调制支持（可选256QAM）
2个或更多空间流（最多8个）
MU-MIMO（多用户MIMO）
400 ns短保护间隔
STBC（空时块编码）
LDPC（低密度奇偶校验）

仅使用强制参数（80 MHz带宽、1个空间流和64 QAM 5/6）的11ac设备将能够达到约293 Mbps的数据速率，而实现所有可选参数（8个空间流和256 QAM 5/6，具有较短的保护间隔）的设备将能够达到近3.5Gbps。

4.1信道化

当802.11引入OFDM PHY时，信道带宽为20MHz，后来的修改增加了对5和10MHz带宽的支持。802.11n修正案增加了对可选40MHz信道的支持。802.11ac将支持80MHz带宽以及可选的160MHz带宽。11ac设备需要支持20、40和80mhz信道带宽的接收和传输。80MHz信道将由两个相邻的、不重叠的40MHz信道组成。160MHz信道将由两个80MHz信道组成，这两个信道可以是相邻的（连续的）或不连续的。

“11ac信道化”（见[8]）为美国（图1）和欧洲及日本（图2）提供了11ac信道分配的良好背景。自从公布这一贡献以来，FCC已经批准在美国使用144频道。（见[16]的附录E）图1反映了这一额外的20 MHz信道，以及我们和全球运行等级11ac的额外40 MHz信道和80 MHz信道。

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4.3 帧结构

802.11ac帧格式如图3所示，并以前导码开始。前3个字段是L-STF（短训练字段）、L-LTF（长训练字段）和L-SIG（信号）。L-STF和L-LTF包含允许设备检测信号、执行频率偏移估计、定时同步、，等等。“L-”代表“传统”，这些字段中用于20 MHz信号的序列细节与传统11a和11n前导码字段相同，后者允许所有802.11设备与信号同步。另外，L-SIG字段包括关于包的其余部分的长度的信息。这意味着包括遗留设备的设备将知道正在传输给定长度的分组。

数据包中以VHT开头的下一个字段是11ac的新字段（VHT=11ac，表示非常高的吞吐量）。

VHT-SIG-A字段包含两个OFDM符号。第一个符号是使用BPSK调制的，因此任何11n设备监听都会认为该分组是11a。第二个符号使用90度旋转的BPSK，这允许VHT设备知道这是11ac分组。重要信息包含在这两个符号的位中，例如带宽模式、单用户情况的MCS（调制和编码方案）、空时流的数量等。

传统场和VHT-SIG-A场在每20 MHz带宽上复制，并应用适当的相位旋转（见4.2），

在VHT-SIG-A之后，发送VHT-STF。VHT-STF的主要功能是改进MIMO传输中的自动增益控制估计。

数据包的下1到8个字段是VHT ltf。这些用于估计MIMO信道，然后均衡接收信号。因为发送的ltf的数量大于或等于每个用户的空间流的数量，所以它们被称为“可解析ltf”。

VHT-SIG-B是发送数据字段之前前导码中的最后一个字段。VHT-SIGB是BPSK调制的，并且提供关于分组中有用数据的长度的信息，并且在MU-MIMO的情况下提供MCS。（单用户情况下的MCS以VHT-SIG-A传输。）

对VHT-STF、VHTLTF和VHT-SIG-B中的每个20 MHz子带应用适当的相位旋转。（见4.2）

在前导之后，传输数据符号。这些也实现了上20mhz子带中的相位旋转。

4.3.1 VHT前导字段详细信息

4.3.1.1 VHT SIG-A

VHT SIG A符号紧跟在前导码的遗留部分之后，并且包含所有sta（站）和11ac设备解码VHT分组的其余部分所需的信息。SIG-A符号使用长GI（保护间隔）并且用R＝1/2进行BCC编码。第一个符号是BPSK调制的，并且意味着11n接收机将认为该分组是11a分组并且将忽略。第二个符号是BPSK旋转90度（QBPSK）（如图4所示），并且允许VHT STA自动检测VHT分组（因为VHT设备将知道它是基于QBPSK调制的11ac分组）

VHT-SIG-A符号每个包含24位。8位用于CRC（循环冗余校验），6位是编码器的尾位。VHT-siga的其余34位中提供的信息是VHT设备读取VHT分组所需要的。图5显示了单用户情况下的VHT-SIG-A格式，每个字段使用的位数，表3描述了字段值。

STBC：空时分组编码是一种用于无线通信的技术，它通过多个天线传输数据流的多个副本，并利用数据的各种接收版本来提高数据传输的可靠性。发射信号必须穿过具有散射、反射、折射等的潜在困难环境并且随后可能在接收器中被热噪声进一步破坏的事实意味着接收到的数据的一些副本可能比其他副本更接近原始信号。这种冗余导致能够使用一个或多个接收副本来正确解码接收信号的更高机会。事实上，空时编码以一种最佳的方式将接收信号的所有副本结合起来，以便从每个副本中提取尽可能多的信息。

mesh STA: 802.11s无线mesh网络设备被标记为mesh站（mesh STA），或者简单地说是自组织节点。Mesh-sta彼此形成Mesh链路，通过该链路可以使用adhoc移动路由协议建立Mesh路径。这种体系结构的一个关键方面是多跳无线链路的存在以及分组通过其他节点路由到目的地节点。

space time streams(STS) :空时码（STC）是一种用于提高使用多个发射天线的无线通信系统中数据传输可靠性的方法。stc依赖于向接收器发送数据流的多个冗余副本，希望至少其中一些可以在传输和接收之间的物理路径中以足够好的状态存活以允许可靠解码。

Partial Association Identifier: AP在关联期间向STA分配辅助的帧的预期接收者的缩写指示

802.11n射频速率的配置通过MCS（Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略）索引值实现。MCS调制编码表是802.11n为表征WLAN的通讯速率而提出的一种表示形式。MCS将所关注的影响通讯速率的因素作为表的列，将MCS索引作为行，形成一张速率表。所以，每一个MCS索引其实对应了一组参数下的物理传输速率。

为了容纳多个用户（最多4个用户是可能的），一些VHT-SIG-A字段被修改以发送特定于用户的信息。图。。显示每个字段的位数，用颜色表示特定用户的位数（用户0的位数用梅花表示；用户1的位数用红色表示；用户2的位数用绿色表示；用户3的位数用蓝色表示）。表…更详细地解释了字段。

Group ID: 取值范围：1-62；表示预期的MU组（组定义由AP在传输MU帧之前建立，并提供用户在组中的位置等信息）