基于80211n协议信道估计算法

802.11无线信道详解【IT168 术语】信道可以比作RJ45的网线，一共有11各可用信道。

考虑到相邻的两个无线AP之间有信号重叠区域，为保证这部分区域所使用的信号信道不能互相覆盖，具体地说信号互相覆盖的无线AP必须使用不同的信道，否则很容易造成各个无线AP之间的信号相互产生干扰，从而导致无线网络的整体性能下降。

不过，每个信道都会干扰其两边的频道，计算下来也就有三个有效频道，请各位有很多无线设备的米人，一定要注意频段分割。

信道示意图（点击看大图）随着无线产品价格的不断降低，WLAN（无线局域网）的普及正呈日新月异之势，越来越多的办公室、家庭开始使用无线局域网。

随之而来的，一些用户已开始出现WLAN的信道拥塞问题，造成网速下降、掉线、网络工作不正常等等，这是怎么回事呢？什么是无线信道无线信道也就是常说的无线的“频段（Channel）”，其是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。

大家知道，在进行无线网络安装，一般使用无线网络设备自带的管理工具，设置连接参数，无论哪种无线网络的最主要的设置项目都包括网络模式（集中式还是对等式无线网络）、SSID、信道、传输速率四项，只不过一些无线设备的驱动或设置软件将这些步履简化了，一般使用默认设置（也就是不需要任何设置）就能很容易的使用无线网络。

但很多问题，也会因为追求便利而产生，大家知道，常用的IEEE 802.11b/g工作在2.4～2.4835GHz频段，这些频段被分为11或13个信道。

当在无线AP无线信号覆盖范围内有两个以上的AP时，需要为每个AP设定不同的频段，以免共用信道发生冲突。

而很多用户使用的无线设备的默认设置都是Channel为1，当两个以上的这样的无线AP设备相“遇”时冲突就在所难免。

为什么现在无线信道的冲突如此让人关注，这除了家用或办公无线设备因为价格的不断走低而呈几何级数增长外，无线标准的天生缺撼也是造成目前这种窘境的重要原因：众所周知，目前主流的无线协议都是由IEEE（美国电气电工协会）所制定，在IEEE 认定的三种无线标准IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11a中，其信道数是有差别的。

802.11g关键技术：1.一次传输占用的时间固定为4微秒2. 所采用的64-QAM编码方式能够在每个子载波信道通过一次传输过程携带6bit的数据位3.802.11g采用的OFDM能够提供52个子载波信道（其中只有48个用于数据传输）4.64-QAM编码每次传输提供3/4的码率（即有效数据容量）802.11g速率计算：根据以上的计算因子，802.11g能提供的最大速率计算如下：（1秒/4微秒）×（6bit×48×3/4）=54Mbit/s802.11n速率计算：提速三大技术：MIMO、信道捆绑、GI根据上述计算方法，我们再来看看802.11n是如何通过各项技术来提升最大速率的。

1.首先802.11n在11g的基础上对OFDM调制方式进行了优化，将子载波信道的数量从52个提升至56个（其中只有52个用于数据传输），最大速率变成：2.其次802.11n对64-QAM编码技术进行了优化，将每次传输提供的码率从3/4提升至5/6，最大速率变成：3.接着802.11n可以工作的频宽从11g的20MHz变为40MHz，这样OFDM所能提供的子载波信道数量从56个进一步提升为112个，其中用来传输数据的子信道数量为108个，最大速率变成：4.另外802.11n在条件允许的基础上（当实际环境中的多径效应较小时）将OFDM两次传输之间的保护间隔时间从11a/b/g的800ns缩短为400ns，这样可以进一步将最大速率提升至5.最后，由于采用了MIMO技术，通过空间复用技术，在1-4条空间流的环境下最大速率将以150Mbit/s的1-4倍进行增长，即2条空间流达到300Mbit/s、3条空间流达到450Mbit/s、4条空间流达到802.11ac 速率计算：150M * 8/6 * 234/108 * 3 =1300M 每次传输数据量和子载波数量增加。

1、以前每次传输6位(64-QAM)，现在传输8位(256-QAM)。

基于IEEE 802.11(a)标准的信道估计与均衡技术
艾渤;郝东来;葛建华
【期刊名称】《重庆邮电大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2003(015)001
【摘要】深入研究了无线局域网的信道估计与均衡技术,通过大量Matlab算法仿真分析,总结出适用于IEEE 802.11(a)标准的信道估计与均衡算法,指出各种算法的优缺点及应用场合,有益于无线局域网系统信道估计与均衡部分的硬件实现.
【总页数】5页(P72-76)
【作者】艾渤;郝东来;葛建华
【作者单位】西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室,陕西西安,710071;西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室,陕西西安,710071;西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室,陕西西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.5
【相关文献】
1.基于OFDM的高速无线局域网标准IEEE 80
2.11a的同步和信道估计方法 [J], 赵亚红;吴伟陵
2.适用于IEEE 802.11a/g的联合信道估计和均衡算法 [J], 张朝龙;邱昕;亓中瑞;陈杰
3.基于IEEE802.11a标准协议的MIMO-OFDM系统信道估计 [J], 王晗;汪晋宽
4.IEEE 802.11p协议下基于交错导频的V2V信道估计 [J], 方勇;刘畅
5.IEEE 802三个新标准带来了什么——解读IEEE 802.3ah、IEEE 802.11i、IEEE 802.17标准 [J], 雷维礼
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基于可变抽头长度的IEEE 802.11n信道估计方法刘云峰;陈淑敏;王洋;彭曦;徐元欣【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》【年(卷),期】2010(044)004【摘要】为了提高在不同信道冲激响应长度下无线局域网传输性能,提出一类基于可变抽头长度的MIMO-OFDM 信道估计方法.该类方法利用训练序列对信道进行估计,动态凋整抽头长度及位置,基于最小二乘原理完成一个较大点数的信道估计,估计噪声功率并确定噪声门限.根据IEEE 802.11n无线局域网信道模型中多群集效应,使用消去策略确定需要的抽头长度,存满足门限后对系统进行抽头长度更新后的最小二乘估计.分析及仿真结果表明,该类方法与传统MIMO-OFDM信道估计方法相比,节省了系统资源,估计性能有显著提高,尤其适用于较高信噪比及较大星座图调制的MIMO-OFDM系统.【总页数】6页(P681-686)【作者】刘云峰;陈淑敏;王洋;彭曦;徐元欣【作者单位】浙江大学,信息与通信工程研究所,浙江,杭州,310027;浙江理工大学信息电子学院,浙江,杭州,310018;浙江大学,信息与通信工程研究所,浙江,杭州,310027;浙江大学,信息与通信工程研究所,浙江,杭州,310027;浙江大学,信息与通信工程研究所,浙江,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】TN92【相关文献】1.基于IEEE 802.16a MIMO-OFDM系统的信道估计方法研究 [J], 董艳男;酆广增;朱琦2.基于可变抽头滤波器的信道估计的研究 [J], 谭恢勇;周新力;毕崇3.基于OFDM的高速无线局域网标准IEEE 802.11a的同步和信道估计方法 [J], 赵亚红;吴伟陵4.基于IEEE 802.11n CSI-Tool的Wi-Fi干扰研究和测量 [J], 戴寒怡;张弓5.基于有效抽头和进化规划算法的自适应水声信道估计 [J], 童峰;许肖梅;方世良因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于IEEE802.11a标准协议的MIMO-OFDM系统信道估计王晗;汪晋宽
【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(029)007
【摘要】针对基于IEEE802.11a标准协议的多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统信道估计问题,提出了一种在时域中进行最小二乘(LS)信道估计的方案,该方案的基本思路是根据发送端与接收端的时域信号来计算发射天线与接收天线之间的时域信道响应.为了保证LS信道估计的均方误差(MSE)最小,还提出了一种最优导频序列设计方案.对比传统的导频设计方法,该方案只需要少量的训练块,且不随天线数目的增加而增加,发射天线的数目也没有限制.该导频设计方案要求导频序列中每个导频的能量不但相等,而且不同发射天线中的导频序列需要相互相移正交.仿真实验验证了此算法的有效性.
【总页数】4页(P968-971)
【作者】王晗;汪晋宽
【作者单位】东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳,110004;东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳,110004
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.基于自适应调制、信道估计和编码的MIMO-OFDM VLC系统 [J], 张娜;任青青;何建强
2.基于改进TSVR的MIMO-OFDM系统信道估计及其原空间解法 [J], 李朔;雷为民;张伟
3.基于压缩感知的MIMO-OFDM系统自适应信道估计 [J], 李姣军;蒋扬;邱天;左迅;杨凡
4.基于自适应压缩感知的大规模MIMO-OFDM系统信道估计方法 [J], 胡奕旸;齐丽娜
5.基于自适应压缩感知的大规模MIMO-OFDM系统信道估计方法 [J], 胡奕旸;齐丽娜
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IEEE 802.11n技术解析目录前言 (2)1. 产生背景 (2)2. IEEE 802.11n关键技术 (2)1.1物理层关键技术 (3)1.1.1 MIMO技术 (3)1.1.2 OFDM技术 (4)1.1.3 40MHZ绑定技术 (5)1.1.4 FEC（Forward Error Correction）技术 (5)1.1.5 Short Guard Interval (GI)技术 (5)1.2 MAC层关键技术 (5)1.2.1 帧聚合技术 (5)1.2.2 块确认（Block ACK）技术 (7)1.2.3 802.11n速率计算方法 (7)3. 802.11n与802.11b/g的兼容性 (8)4. IEEE 802.11n应用前景 (8)4.1家庭环境 (8)4.2企业环境 (8)4.3校园与城市网络 (9)5. 结论 (9)前言日前百度发布了一款小度wifi，将其插入电脑可以创建一个小型无线局域网，方便大家更便捷的接入互联网。

在这款产品中应用了最新的无线传输协议——IEEE 802.11n协议。

高达600Mbps的传输速率，100Mbps的净吞吐量以及很好的向前向后兼容性，奠定了IEEE 802.11n在无线局域网中的重要地位。

接下来我们将更全面的了解一下该无线传输协议。

1.产生背景在当今各种无线局域网技术交织的战国时代，WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放，但IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。

自从1997年IEEE802.11标准实施以来，先后有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、 802.11h、802.11i、802.11j等标准制定或者酝酿，但是WLAN 依然面临带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。

就像当今VoIP应用中一个全新的领域VoWLAN那样，虽被业内人士看作是WLAN最有希望的杀手级应用，却因为这四个“不”，很难进一步发展。

802.11n速率计算目录1、802.11n的关键技术 (1)1.1MIMO(多输入多输出)技术 (1)1.2 Short Guard Interval (GI) (2)1.3 40MHz绑定技术 (2)2.802.11n速率计算 (2)3.阿德利亚802.11n设备速率 (3)4.问题讨论 (4)1、802.11n的关键技术1.1MIMO(多输入多输出)技术多入多出(MIMO)技术是无线通信领域智能天线技术的重大突破。

MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。

普遍认为，MIMO将是新一代无线通信系统必须采用的关键技术。

在室内，电磁环境较为复杂，多经效应、频率选择性衰落和其他干扰源的存在使得实现无线信道的高速数据传输比有线信道困难。

多径效应会引起衰落，因而被视为有害因素。

然而研究结果表明，对于MIM0系统来说，多径效应可以作为一个有利因素加以利用。

通常，多径要引起衰落，因而被视为有害因素。

MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道。

MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。

下图所示为MIMO系统的原理图。

传输信息流S(k)经过空时编码形成N个信息子流Ci(k)，i=l，……，N。

这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。

多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。

特别是，这N个子流同时发送到信道，各发射信号占用同一频带，因而并未增加带宽。

若各发射接收天线间的通道响应独立，则MIMO系统可以创造多个并行空间信道。

通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率必然可以提高。

MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，从而可实现高的通信容量和频谱利用率。

这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。

当基于MIMO同时传递多条独立空间流（spatial streams），如下图中的空间流X1,X2，时，将成倍地提高系统的吞吐。

《工业控制计算机》2020年第33卷第6期∗国家自然科学基金资助(61673253)随着车联网的迅猛发展,实现安全可靠的车载通信愈来愈紧迫,基于IEEE802.11p 协议[1]的DSRC 标准的提出就是为了应对相对速度快、多径效应明显的车载无线通信环境。

对基于IEEE802.11p 协议的车载信道进行可靠快速的信道估计是保障安全车载通信的前提。

但车载通信环境具备速度快、散射体分布复杂、信道变化快等特点,对于安全信息的传输要求有极高的可靠性和极低的通信时延,而IEEE802.11p 协议的帧结构中导频数量很少,无法通过导频来追踪车载信道的快速变化,且通过训练符号获得的初始估计很快就会过时[2],因此在现有的导频结构基础上,通过何种手段获取精确的车载信道估计成了研究的关键。

目前已有大量的车载信道估计方面的研究。

已有的算法中主要以基于数据导频的信道估计算法为主,包括STA 算法[2],CDP 算法[3]。

这类基于数据导频的方法虽然提升了估计性能,但是该类方法会因为估计过程中的检测误差而出现严重的误差传播,导致系统无法通信。

文献眼4演基于CDP 算法提出了WSUM 算法,该算法在CDP 算法的基础上利用导频以及数据导频构建更新矩阵来对估计结果进行频域插值更新,在更充分利用符号相关性的基础上,同时也克服了CDP 算法对信道变化敏感的问题,但是噪声对系统的影响无法忽略,该算法没有对估计结果进行去噪;文献[5]提出在判决反馈方法中加入时域截断技术[6]来消除部分噪声,即DD-TT 算法。

虽然DD-TT 考虑了噪声对系统的影响,但是没有充分利用传输符号的相关性和导频数据,并且时域截断技术只取前几个信道抽头,对其他信道抽头并未做筛选,该方式会忽略部分包含有效信息的信道抽头,导致估计性能的下降。

本文基于WSUM 算法提出一种改进的车载信道估计算法,该算法通过对WSUM 算法的频域插值过程进行了改进并融入一种基于离散傅里叶变换(DFT )的去噪技术来消除误差传播对系统的影响。

基于NS2的802.11n D信道模型实现尹春雷;文光俊;冯正勇【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2011(037)003【摘要】By analyzing channel model mechanism of Markov stochastic process, the channel modeling scheme of 802,11 n is studied and the simulation module of 802.11n channel model D is implemented in NS2 software environment based on corresponding Look Up Table(LUT) which includes Channel Capacity(CC), Packet Error Rate(PER) and Signal to Noise Ratio(SNR). It verifies the accuracy of this module through comparing simulation results with TGn standard model. The module provides efficient physical layer channel simulation foundation for the research and improvement of the 802.11 n protocol.%分析马尔科夫随机过程信道建模机制,研究802.11n信道建模方案,基于查找信道容量、误包率、信噪比三者之间对应关系表格的方法,在NS2软件中实现802.11n D信道模型仿真模块.通过比较NS2仿真结果和TGn参考模型验证该模块的准确性,为后续相关802.11n协议的研究与改进提供有效的物理层信道仿真基础.【总页数】3页(P99-101)【作者】尹春雷;文光俊;冯正勇【作者单位】电子科技大学通信与信息工程学院,成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,成都,611731【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.多时间尺度短波信道模型在NS2环境下的实现 [J], 江川;黄国策;王炳和;陈玙2.基于NS2的无线地下传感器网络信道模型的扩展与实现 [J], 许珏;张钢3.基于NS2的无线地下网络信道模型仿真 [J], 李文治;张钢;郑莉4.一种基于NS2的多信道网络模型的建立和性能检测 [J], 果然;谭学治;徐贵森5.基于NS2的规定轨迹的运动模型的实现与性能分析 [J], 彭枫因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。