无线网络IEEE 802.11ac是怎样的技术？

2008年底，IEEE 802标准组织成立了一个新的小组，旨在创建一个新标准来改善802.11-2007标准。这一新标准就是今天我们所了解的802.11ac (5G Wi-Fi)无线标准，包括提高现有无线局域网（WLAN）数据吞吐量的标准结构，使无线网络可以提供有线网络的性能。

从一开始，802.11ac无线标准制定小组在技术定义方面进行了取得了重大进展：在2011年一月，技术规格框架写进草案，接下来进行后续修订，现在可用版本是D1.1.预期2012年底，草案会全部完成，最终获批通过应在2013年底（参见图1）。 

图1: 802.11ac历史和未来修订的日期

虽然最终审批还没有定下，但据Wi-Fi联盟市场营销总监Kelly Davis-Felner透露，目前已有博通等为数不多的公司推出802.11ac芯片。因为即使到2013年底802.11ac标准仍未正式公布，现有草案内容可用来确定所需硅芯片的规格，芯片厂商们可以开发和销售他们的802.11ac产品。相关调查机构称：2015年全球对802.11ac ic的需求预计超过10亿颗。

这么高的预期由多重优势构成。首先，不仅因为802.11ac是第一个承诺将无线数据传输率提升到超过1Gbps的标准，而且还包含很多先进特性来改善用户体验。就像LTE Advanced那样，802.11ac使用更多的多流空间传输技术，采用8x8(MIMO)多输入输出，提供更宽的数据传输信道带宽（达到80MHz），甚至还可以使用信道聚合技术，将数据信道总带宽提升至160MHz。此外，802.11ac获得成功的关键在于他是一个渐进的技术：实现其目标，超越了几个重要的典范，并建立在现有的802.11n基础之上。这是巨大的优势，因为对那些将要使用802.11ac的厂商和消费者来说，802.11ac能够相对容易地从现有无线网络和应用（使用802.11n或者更早期无线协议过渡。 

802.11ac实现超高吞吐量（VHT）这一目标是建立在现存802.11n技术基础上的。这样一来，802.11ac将延续无线标准向更高的数据传输率发展这一趋势（图2），满足无线网络容量日益增长的应用需求，802.11ac可与现有有线网络媲美。 

图2: 802.11ac延续WiFi技术向高数据传输率方向发展的趋势

关键特性

802.11ac具备的几个性和独特机制，提高数据吞吐量，改善用户体验等等。这项新技术的主要特点是：

5 GHz 频带

与工作在2.4GHz和5GHz频段不同，802.11ac仅在5GHz频段工作。802.11ac更宽的信道带宽需求是其限制在5GHz频段的主要驱动因素。由于带宽的增加，信道规划成为新挑战，尤其是在拥堵且零散的2.4GHz频段，这是802.11ac选择5GHz频段的另一个因素。即便在相对广阔的5GHz频段，制造商仍需为设备提供自动跳频功能，以便合理利用现有资源并节省频谱。

宽信道带宽

802.11ac包含强制或可选带宽来增强信道带宽，规格超过802.11n。

除了今天大多数802.11n设备所支持的20MHz和40MHz信道带宽，802.11ac草案规格包含了强制性的，连续80MHz信道带宽。这一更宽信道带宽的优势在于，相比802.11n最大40MHz的信道带宽，80MHz信道带宽让物理层（PHY）传输速率提高一倍，而增加的成本对芯片制造商来说可以忽略不计。连续80MHz带宽模式下，不仅数据传输率/吞吐量更高，而且系统效率也随之增加，这样很多802.11n规格不支持的新应用随之成为可能。

此外，802.11ac规范包括一个可选的160MHz信道带宽功能，它可以是连续的也可以是不连续的（80+80MHz）。在不连续的情况下，频谱由两部分组成；每个部分使用任意两个802.11ac 80MHz信道，频率彼此不相邻。与40/80MHz传输相比，降低复杂度的需求（比如MIMO顺序，MCS等）是160MHz的物理层（PHY）传输的优势，并让设备达到Gbps级别的无线传输吞吐量，同时开启更多新应用的大门。然而，5GHz频带，160MHz信道带宽并非全球可用，要支持此功能的成本可能会较高。因此，这一功能在802.11ac设备中属于可选项。

新的调制和编码方案(MCS) 

802.11ac使用802.11n的OFDM（正交频分复用）调制，交错和编码架构。具体来说，802.11ac和802.11n都需要设备支持BPSK，QPSK，16QAM（正交振幅调制）和64QAM。但是，802.11ac有两处关键不同。

首先，802.11ac包括星座映射增强。具体来说，可选256QAM（3/4和5/6编码率）为802.11ac提供80MHz和160MHz的数据传输信道。256QAM的好处是相比64QAM多33%的吞吐量。随之而来的是，有损信号环境下，位错误容错能力下降的花费。256QAM调制是增加的可选模式，而非强制模式。

向下兼容

802.11ac提供与802.11a和802.11n的设备在5 GHz频带运作的向后兼容性。这意味着：

• 802.11ac支持802.11a和802.11n的技术，设备互通
• 802.11ac框架结构，可容纳802.11a和802.11n设备传输