Quadrupling Wi-Fi speeds with Quadrupling Wi-Fi speeds with 802.11n802.11n

by James M. Wilson (Aug. 9, 2004)by James M. Wilson (Aug. 9, 2004)

9677060 9677060 陳建芳陳建芳

IEEE 802.11 Task Group N (802.11 IEEE 802.11 Task Group N (802.11 TGn)TGn)• 108Mbps/20MHz108Mbps/20MHz• 243Mbps/40MHz243Mbps/40MHz• MAX 640MbpsMAX 640Mbps

WWiSEWWiSE （（ World Wide Spectrum World Wide Spectrum Efficiency )Efficiency )• 135Mbps/20MHz135Mbps/20MHz• MAX 540MbpsMAX 540Mbps

Higher Performance WLANHigher Performance WLAN

需要改進無線電技術。需要改進無線電技術。 發出新的機制，以便有效管理增強的物理發出新的機制，以便有效管理增強的物理

層性能模式。層性能模式。 為了減小物理層報頭和無線電信號往返延為了減小物理層報頭和無線電信號往返延

遲對性能的影響，必須提高資料傳輸效率遲對性能的影響，必須提高資料傳輸效率，不然它們就會減弱物理層傳輸速率提高，不然它們就會減弱物理層傳輸速率提高帶來的性能提升效果。 帶來的性能提升效果。

Higher Performance WLANHigher Performance WLAN

PHYPHY 層的標準規定了所使用的頻帶、調變方式、傳輸速率等。層的標準規定了所使用的頻帶、調變方式、傳輸速率等。MACMAC 層的標準規定了所使用的網路拓蹼、封包長度、連結漫遊等功能 。層的標準規定了所使用的網路拓蹼、封包長度、連結漫遊等功能 。

100 Mbps 200+ Mbps

802.11n

25 Mbps54 Mbps802.11a

25 Mbps (when .11b is not present)54 Mbps802.11g

5 Mbps11 Mbps802.11b

Media Access Control Layer, Service Access Point (MAC SAP) Estimates

Over-the-Air (OTA) Estimates

IEEE WLAN Standard

提高物理層傳輸速率提高物理層傳輸速率

「「 MIMOMIMO 」「」「 Multiple Input and Multiple OutputMultiple Input and Multiple Output 」」它是它是 2-42-4 支的天線所組成支的天線所組成 , 20MHz/Channel, 20MHz/Channel 、、 2×22×2 天線為基天線為基

礎礎 規格規格 , , 選用的擴展延伸選用的擴展延伸 40MHz/Channel40MHz/Channel 以及以及 3×33×3 、、 4×44×4 的的天線天線 設計。設計。

Spatial Division Multiplexing (SDM). Spatial Division Multiplexing (SDM). 空間多工，系統能在一個頻率上同時傳輸一個以上的空間數空間多工，系統能在一個頻率上同時傳輸一個以上的空間數據串流。據串流。

Table 1. Comparison of different 802.11 transfer rates. (Source: Intel Labs)

Increasing the Physical Transfer Rate Increasing the Physical Transfer Rate 1.Basic two-antenna MIMO system with two-stream SDM 1.Basic two-antenna MIMO system with two-stream SDM

example. example.

Over-the-air (OTA) throughput with different bandwidth channels. Over-the-air (OTA) throughput with different bandwidth channels.

新的聚合交換序列（新的聚合交換序列（ aggregate exchange aggregate exchange sequencessequences ）可以提供提高傳輸效率的一個重要）可以提供提高傳輸效率的一個重要方法。聚合交換是指，多個方法。聚合交換是指，多個 MACMAC 協定資料單元協定資料單元（（ MPDUMPDU ）聚合成一個物理層協定資料單元）聚合成一個物理層協定資料單元（（ PPDUPPDU ）。聚合交換序列之所以成為可能，就）。聚合交換序列之所以成為可能，就是因為是因為 : : 接到區塊確認請求（接到區塊確認請求（ BARBAR ）後，協議）後，協議能夠用單一區塊確認（能夠用單一區塊確認（ Block ACKBlock ACK ）來確認多個）來確認多個MPDUMPDU 。。

802.11 Legacy Coexistence 802.11 Legacy Coexistence

由於由於 IEEE 802.11a/g/nIEEE 802.11a/g/n 都使用都使用 OFDMOFDM 調變不調變不過相互間仍有資訊格式的差異在 ，最麻煩的是不過相互間仍有資訊格式的差異在 ，最麻煩的是不使用使用 OFDMOFDM 調變的調變的 IEEE 802.11b(CCK) IEEE 802.11b(CCK) 。。

混合模式（混合模式（ Mixed-ModeMixed-Mode ） ） MACMAC 還將在相匹配還將在相匹配的頻譜環境（譬如，的頻譜環境（譬如， 11b11b 、、 11g11g 的的 2.4GHz2.4GHz（（ 2.4GHz2.4GHz －－ 2.5GHz2.5GHz ）、）、 11a11a 的的5GHz5GHz （（ 4.9GHz4.9GHz －－ 5.85GHz5.85GHz ） ），提供與支） ），提供與支援的（如援的（如 OFDMOFDM ）協同工作的功能。共存機制需）協同工作的功能。共存機制需要處理混合要處理混合 BSSBSS 環境中的通道帶寬不匹配問題。 環境中的通道帶寬不匹配問題。

ConclusionConclusion

Greenfield Mode Greenfield Mode securitysecurity QoSQoS