下一代无线局域网(802.11n) 第6章 强健性

802.11n如何保持物理层的强健性

6.1 接收分集

接收分集
额外的接收天线显著改善SNR,尤其是在高阶调制和高码率情况下。在多个空间流时,调制阶数越高,对衰落越敏感,分集的好处就越显著。

与单个天线的802.11a/g接收机相比,具有两个天线的MIMO接收机提供了分集增益。仿真表明,在单个空间流时,接收分集在低阶调制时大概为7dB,在高阶调制时,增加到了9dB。接收分集增加的强健性使得可以在较长覆盖距离内得到某个特定的吞吐率。通过使用分集技术,最大数据率MCS所要求的的SNR显著减小。
下一代无线局域网(802.11n) 第6章 强健性

选择分集
选择分集提供了一种通过减少硬件复杂度得到适量分集合并增益的方法。使用选择分集时,RF链的数量比天线数少。选择具有最佳信息的天线子集,并将它们与RF链相连,可以较少必须的RF链数量。选择分集的增益比最大合并比的增益要小。

为了选择最佳天线,802.11n标准提高了一个将8天线用4个RF链串起来的机制,发送和接收端均制定了将天线选择串起来的方法。

6.2 空间扩展

空间扩展(SE)是使用较多的天线发射较少的空间流的一种方法。
空间扩展可以使平面衰落更明显的信道得到小的发射分集这样的好处。

6.3 空时编码

使用Alamouti算法的STBC是802.11n中一个简单的、可选的发送分集机制。这种机制的优点是,可以使用低成本、小波形因子的设备,以及不要求高数据速率,而得到强健的链路性能。不同于传输波束成型技术,STBC是完全开环的,不需要任何反馈或额外的系统复杂度。
下一代无线局域网(802.11n) 第6章 强健性

相对于MRC,STBC有一个3dB的功率代价,而且STBC更容易受到损伤的影响。STBC一个明显的优点是扩张了较高数据速率的覆盖范围,但是在设置最大覆盖区域的最低数据速率上,STBC和空间扩展相比,在覆盖区域上并没有非常明显的改善。

STBC编码过程:
下一代无线局域网(802.11n) 第6章 强健性

6.4 LDPC编码

LDPC编码过程:

  1. 计算OFDM码元的最小数量
  2. 决定码元大小和码元质量
  3. 确定缩短零比特的数量
  4. 生成校验比特位
  5. 封装成OFDM码元
  6. 流解析

下一代无线局域网(802.11n) 第6章 强健性

LDPC相对于BCC提供了1.5-3dB的增益。