詳解802.11ac技術(shù)特點(diǎn)

　　802.11ac 代表了無(wú)線(xiàn)通信系統一個(gè)主要的技術(shù)演進(jìn)。802.11ac設備采用了與802.11n一樣的OFDM（正交頻分復用）調制原理，但卻使用了更大的信道帶 寬，更高的調制模式，更多的空間數據流，以及增強的MIMO技術(shù)以獲得更高的數據吞吐量。該項新技術(shù)的特點(diǎn)在于：

　　· 工作在5GHz的頻段上

　　802.11ac設備只在5GHz頻帶中工作，這意味著(zhù)用來(lái)測試802.11ac設備的任何測試設備都必須支持5 GHz頻帶。更重要的是，802.11ac芯片組還支持2.4GHz頻帶，并支持使用802.11a/b/g/n等以前的WLAN標準，以提供向后兼容性。由于5GHz頻帶包含更多信道（將近1GHz頻譜）并且每個(gè)標準都有各自獨有的需要驗證的調制速率和特性，所以這往往會(huì )增加測試時(shí)間。

　　· 支持更高的信道帶寬：80MHz（必選）和160MHz（可選）

　　a. 理解160MHz所代表的技術(shù)復雜性。

　　b. 160MHz帶寬的形成，可以是兩個(gè)連續的80M+80M頻帶組成，也可以是間隔開(kāi)來(lái)的80M+80M的非連續頻帶組成。為什么會(huì )有非連續的頻帶出現，主要是考慮到一些國家的頻譜資源分配情況。比如，對于一臺在美國使用的設備，第一個(gè)80 MHz信道可能是5210MHz，第二個(gè)80MHz信道則可能是5775MHz——間隔565MHz。

　　c. 而支持這種非連續信道配置可為芯片供應商提供最大靈活性，使他們開(kāi)發(fā)出的單芯片組可以在提供一個(gè)或多個(gè)80MHz信道的國家或地區使用。但非連續信道的測試卻給測試設備帶來(lái)了另一個(gè)挑戰，因為兩個(gè)80 MHz信道可以在頻率上相隔很遠。

　　d. 測試設備的單個(gè)矢量信號分析儀（VSA）無(wú)法測量?jì)蓚€(gè)信道同時(shí)傳輸，除非它有645MHz（565MHz+80MHz）以上的瞬時(shí)帶寬。要想測試設備既具有能夠進(jìn)行這種測量所需的足夠動(dòng)態(tài)范圍（由模數轉換器位分辨率決定）和足夠高的采樣速率（1.3 GHz以上），又有比較高的成本效益，這是不可能的。

　　萊特波特的方案是使用并行VSA以不同的信道中心頻率同時(shí)捕獲兩種信號。這樣就可以通過(guò)更高動(dòng)態(tài)范圍的模數轉換器實(shí)現成本更低、靈活性更高的解決方案，從而獲得更優(yōu)的信號測量特性，同時(shí)在更低的采樣速率下工作，進(jìn)而優(yōu)化成本。IQXel平臺是業(yè)界首個(gè)802.11ac生產(chǎn)測試解決方案，該平臺可測試802.11ac 80MHz及160MHz。

　　· 新的調制編碼方式

　　a. 10個(gè)編碼調制方式（MCS0-9）VS支持最多達到77種編碼方式（802.11n）。

　　b. 最大調制方式支持到256QAM（可選）。

　　1. 256QAM調制方案的更高符號密度對噪聲的耐受能力不如64 QAM，必須測量更加嚴格的EVM指標——802.11ac中256QAM調制方案的EVM指標為-32dB。為了滿(mǎn)足改進(jìn)的EVM指標，測試設備需要更好的噪聲性能，因為噪聲性能由熱噪聲和相位噪聲決定。相位噪聲性能尤其重要，因為802.11ac的工作頻率為5GHz，而相位噪聲往往會(huì )隨著(zhù)頻率的增加而增加，因此與在2.4GHz頻率下測試802.11n信號相比，在5GHz頻率下測試802.11ac信號時(shí)，測試設備具有更高性能是至關(guān)重要的。

　　2. IQXel平臺提供802.11ac中256QAM調制所需的高性能EVM測量能力。

　　· 和802.11a和802.11n保持兼容和共存

　　· 支持更多的空間流傳輸：8 VS 4（802.11n）

　　a. 無(wú)線(xiàn)視頻正迅速地驅動(dòng)MIMO系統進(jìn)入平板電腦和其他移動(dòng)平臺，并正把WLAN系統的性能推向一個(gè)新高度，用戶(hù)也期待基于WLAN技術(shù)流暢、可靠的視頻傳送。WLAN以往的應用主要是基本的數據傳輸（電子郵件、網(wǎng)上沖浪、文件傳輸等），但是視頻傳送是完全不同的應用，視頻傳送需要低延時(shí)和穩定高速的數據速率來(lái)確保圖像的流暢。當今，大量的設備正在使用802.11MIMO系統進(jìn)行視頻傳送。典型的應用有平板電腦、筆記本電腦，甚至是智能手機與智能電視的無(wú)線(xiàn)連接。此外，802.11MIMO系統正日益廣泛地被用于家庭影音環(huán)境，比如說(shuō)：將視頻內容從一部數碼錄像機（DVR）傳輸到電視機或電視機頂盒。這種傳輸方式的好處是能避免特殊的線(xiàn)路連接和復雜的安裝過(guò)程。

　　b. 智能手機和更小型化的移動(dòng)裝置幾乎都是單一輸入與單一輸出（SISO）的解決方案，這主要歸因于天線(xiàn)空間和功耗。一個(gè)MIMO系統想要正常工作，各天線(xiàn)上的信號就需要不相關(guān)，不相關(guān)便意味著(zhù)信號的增加不能以一種信號疊加后會(huì )產(chǎn)生峰值的形式進(jìn)行。在實(shí)際應用中，天線(xiàn)與天線(xiàn)間的隔離度需保持在6dB左右，以確保將實(shí)際系統中信號相關(guān)性控制在最低程度。這意味著(zhù)天線(xiàn)與天線(xiàn)之間必須有一定的間距，而像智能手機等裝置中往往沒(méi)有多少空間，尤其是考慮到智能手機所必須支持的多種蜂窩通信和無(wú)線(xiàn)互聯(lián)技術(shù)的頻段時(shí)更是如此。平板電腦等較大的裝置則能容納更多的天線(xiàn)和更大的天線(xiàn)間距。截至到本文發(fā)稿時(shí)，市場(chǎng)上已推出幾款2x2 WLAN MIMO型平板電腦，這些產(chǎn)品能利用MIMO技術(shù)帶來(lái)的更高的數據傳輸可靠性和吞吐量。

　　c. 最后，4x4 WLAN MIMO系統也已開(kāi)始出現，其初步應用瞄準了機頂盒的視頻傳送性能，因為機頂盒能從這種4x4 MIMO系統所提供的更好的傳輸可靠性和更大的數據容量中真正受益。

　　d. IEEE在802.11n標準中引入4×4 MIMO技術(shù)，在802.11ac標準中擴展到支持最多8×8 MIMO天線(xiàn)。這就要求測試設備的硬件級聯(lián)要做的很好，可以靈活的支持不同組合的MIMO測試。

　　e. 另外，MIMO系統除了增加天線(xiàn)、收發(fā)器、數字信號處理器等硬件成本和設計復雜度外，還帶來(lái)了系統性能驗證的挑戰。MIMO性能實(shí)現的基本要求是各個(gè)通路之間信號不相關(guān)，有良好的隔離度，以及多路信號在基帶和射頻都有嚴格的時(shí)鐘同步，這些要求都只有在MIMO系統實(shí)際的工作狀態(tài)下，同時(shí)觀(guān)察所有的天線(xiàn)通路才可以驗證。單路輪流發(fā)射、外置功分器或開(kāi)關(guān)都無(wú)法驗證系統實(shí)際的射頻性能。因為需要多套矢量信號分析儀（VSA）同時(shí)分析信號，以及多套矢量信號源（VSG）同時(shí)發(fā)射信號，MIMO測試的復雜度和成本都比單收單發(fā)（SISO）系統顯著(zhù)高。

　　萊特波特公司依托WLAN測試領(lǐng)域豐富的行業(yè)經(jīng)驗，提出靈活的MIMO測試儀表配置方案。目前主流的WLAN測試儀表IQxel即可以單獨使用，也可以通 過(guò)簡(jiǎn)單的時(shí)鐘同步和觸發(fā)連接組成MIMO測試系統。IQxel160和IQxel280由于包括了兩套VSA和VSG硬件資源，一臺儀表就可以進(jìn)行 2×2MIMO測試。

　　· 增強的波束成形技術(shù)（Beamforming）和多用戶(hù)多輸入輸出（MU-MIMO）

　　a. 從結構和設置來(lái)分，支持802.11n標準的波束成形可分為顯性波束成形和隱形波束成形兩大類(lèi)：顯性波束成形在A(yíng)P和客戶(hù)端均有設置，對增加距離和鏈路耐用性有很大提高；隱性波束成形的好處是客戶(hù)端不需要做相應的處理，在設備實(shí)現上較為簡(jiǎn)單，對增加距離和耐用性也有一定幫助。

　　b. 以顯性波束成形的熱點(diǎn)為例，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)信號傳輸過(guò)程是這樣開(kāi)始的：基站與客戶(hù)端之間需要不斷地周期性握手（發(fā)送聲信號，信道矩陣反饋），客戶(hù)端反饋信道信息給熱點(diǎn)，熱點(diǎn)根據信道狀態(tài)信息發(fā)送復形數據包給客戶(hù)端，加強某客戶(hù)端方向的強度，由此獲得空間分集增益+發(fā)射陣列增益（此與發(fā)射天線(xiàn)數量有關(guān)）。

　　· 兩倍的能效提高