802.11n   Institute of Electrical and Electronic Engineers 802.11n, IEEE 802.11n  

(2022-06-12)

HT, High Throughput


1. 802.11n802.11 a/b/g와의 호환성을 유지하면서도,                              ☞ 802.11 물리계층 참조
  ㅇ 2.4, 5 GHz 두 대역 모두에서, MIMO 기술을 이용하여, 최대 600 MHz까지 고속 전송이 가능한,
  ㅇ 2009년 표준 승인된 무선랜 표준


2. 802.11n의 기술적 특징

  ㅇ 사용 모드 구분 :  3개 모드                                ☞ 아래 3.항 참조
     - Non-HT mode, HT mixed mode (HT-MM), HT-Greenfield (HT-GF) mode

  ㅇ MIMO 다중안테나 기술 사용 :  ☞ 아래 4.항 참조
     - (802.11n 이전과 비교하여 가장 큰 변화)

  ㅇ 변조 방식
     - (기본) BPSK, QPSK, 16/64 QAM
     - (선택) 빔형성 모드에서, 256 QAM 까지도 가능

     * MCS 구성  :  77개 구분

  ㅇ 에러정정코드
     - (기본) 길쌈부호
     - (선택) LDPC전송 방식 : OFDM주파수 대역 :  2.4 및 5 GHz 대역                          ☞ 무선 LAN 주파수 참조

  ㅇ 주파수 대역폭 :  20 MHz (802.11a와의 호환성), 40 MHz

  ㅇ 데이터 전송율 : ~ 600 Mbps


3. 802.11n의 사용 모드 구분

  ㅇ 3개 모드
     - Non-HT mode : (802.11a/802.11b/802.11g 와의 호환)
     - HT mixed mode (HT-MM) : (802.11n 필수)
     - HT-Greenfield (HT-GF) mode : (802.11n 선택)
        . (802.11n 무선단말 만 있는 곳에 만 사용, 실제 시장에서는 거의 사용 안함)

  ㅇ 3개 모드PLCP 프레임 포멧
      
     -  L : Legacy
     -  STF : Short Training Field,  LTF : Long Training Field
     -  SIG : Signal Field 
     -  HT : High Throughput,  GF : Greenfield


4. 802.11n의 대역폭

  ㅇ 20 MHz(802.11a와의 호환성을 고려함) 또는 40 MHz
     - 20 MHz = 312.5 kHz (개별 부반송파 대역폭) x 64개 (802.11 a/g/n)
     - 40 MHz = 인접 채널 본딩(Channel Bonding) : 20 MHz x 2 (802.11 n)


5. 802.11n에서, OFDM 부반송파의 할당 개수                     ☞ 부 반송파 할당 (Subcarrier) 참조대역폭 20 MHz = 312.5 kHz(개별 부반송파 대역폭) x 64개
     - 부반송파 할당   : 56개 = 데이터용 52개 + 파일롯용 4개
     - 부반송파 미할당 : 8개  = 왼쪽 가드밴드용 4개 + 오른쪽 가드밴드용 3개 + DC용 1개(0)

  ㅇ 대역폭 40 MHz (20 MHz x 2) = 312.5 kHz(개별 부반송파 대역폭) x 128개
     - 부반송파 할당   : 114개 = 데이터용 108개 + 파일롯용 6개
     - 부반송파 미할당 : 14개 = 왼쪽 가드밴드용 6개 + 오른쪽 가드밴드용 5개 + DC용 3개(-1,0,1)
     - 40 MHz에서는 20 MHz 때의 인접 채널 간섭 방지용 4개가 데이터용으로 전환되어 더 할당됨

  ㅇ 데이터부반송파를, 기존 802.11a,802.11g 48개에서, 802.11n 52개/108개로 늘림
     - 802.11a,802.11g : (DC용) 0, (파일럿용) -21,-7,7,21, (데이터용) -26 ~ 26 
     - 802.11n (20MHz) : (DC용) 0, (파일럿용) -21,-7,7,21, (데이터용) -28 ~ 28 
     - 802.11n (40MHz) : (DC용) -1,0,1, (파일럿용) -53,-25,-11,11,25,53, (데이터용) -57 ~ 57


6. 802.11n의 MIMO 다중안테나 기술안테나 수 (구성)  :  송신,수신 각각에서 최대 4개까지 구성 가능 (4 x 4)

  ㅇ 공간 스트림  
     - 최대 4개까지 사용 가능

     * 공간 스트림 당 가능한 데이터율  :  ~ 600 Mbps (최대 4개 공간 스트림 가능)
        . 20 MHz 사용시 : 7.2, 14.4, 21.7, 28.9, 43.3, 57.8, 65, 72.2 Mbps
        . 40 MHz 사용시 : 15, 30, 45, 60, 90, 120, 135, 150 Mbps

     - 한편, 802.11 a/b/g에서도 복수 안테나 사용 가능하지만, (안테나 다이버시티)
        . 수신 감도가 제일 좋은 채널 만을 선택 사용하게 되어, 
        . 결국, 공간 스트림은 1개 만 사용

  ㅇ 공간 다중화 (Nt ≤ Nr)
     - 단일의 고속 심볼 스트림이, Nt개의 병렬 스트림으로 쪼개지고,
     - 이들을 4개까지의 송신 안테나에다가 배치/배열시켜, 동시에 송신 가능
     - 즉, 공간 다중화 (공간 부호화)하여 송신 가능

  ㅇ 공간 시간 코딩  :  Alamouti 방식 (Nt ≥ Nr)

  ㅇ 빔 포밍  :   Transmit Beamforming (TxBF)


7. 802.11n의 HT(High Throughput) 모드

  ㅇ 802.11n 에 추가된 선택가능한 성능향상용 모드들을 총칭
     - 대역폭 확장 가능 : 20 MHz, 40 MHz(인접 20 + 20 MHz)
     - 다수 프레임 집성 가능 : Frame Aggregation
     - Power Management 기능 확장
     - 송신기가 MCS (0 ~ 31) 파라미터 선택하여 전송속도 조절 가능 
        . 공간 스트림의 수
        . 변조 방식 및 부호화율 (BPSK :1/2, QPSK :1/2,3/4, 16-QAM :1/2,3/4, 64-QAM :1/2,3/4,5/6)
        . 에러정정부호 (기본 길쌈부호, 선택 LDPC)
     - GI 더 짧게 가능 : Short Guard Interval (800 -> 400 ns)
        . 통상, Long Guard Interval (800 ns)이 디폴트임
     - Greenfield Preamble
     - PLCP 프레임 포멧 변경 : HT Mixed Mode PLCP frame format
     - 다중안테나 지원 : MIMO 지원 등
     - 빔포밍 방식 : Adaptive Transmit Beamforming



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