一起来学802.11物理层测试标准（11ac-VHT-1）

802.11ac又叫Wi-Fi 5，学名VHT(Very high throughput)。纵观一下Wi-Fi的学名，可以说到从Wi-Fi?1到Wi-Fi?7，它的名称都在围绕着调制方式以及速率、吞吐率或者频率使用效率在做文章。直到Wi-Fi 8发生了改变，名称变为UHR：超高可靠。

Wi-Fi 1：HR/DSSS—high rate direct sequence spread spectrum；Wi-Fi 2：OFDM；Wi-Fi 3：ERP—Extended Rate PHY；Wi-Fi 4：HT—high throughput；Wi-Fi 5：VHT—very high throughput；Wi-Fi 6：HE—high efficiency；Wi-Fi 7：EHT—extremely high throughput；Wi-Fi 8：UHR—Ultra High Reliability

1、11a、11n和11ac物理层对比

前面我们已经学习了11a和11n。关于11a可以参考一起来学802.11物理层测试标准（11a的OFDM调制）；关于11n可以参考一起来学802.11物理层测试标准（11n HT-1)。

为什么要把11ac跟它俩放一起说呢？因为确实有很多相似之处，首先11ac的VHT物理层是基于11n定义的HT物理层，而HT物理层又是基于11a定义的OFDM物理层。但我们还是重点来关注他们的区别。

1?频段

11a：5GHz 频段；11n：2.4/5GHz 频段；11ac：5GHz 频段；

2?带宽

11a：5 MHz，10 MHz，20 MHz；11n：20 MHz, 40 MHz；11ac：20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz连续，80+80 MHz非连续；

3?调制

11a：BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM；11n：BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM；11ac：BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM/256-QAM；

4 空间流

11a：无MIMO；11n：SU-MIMO，同时只能单用户，最大四流；11ac：MU-MIMO，同时最大四用户，最大4 stream/每用户，最多共8 stream；

2、兼容问题

前面我们在一起来学802.11物理层测试标准（11g ERP-1)中讨论过Wi-Fi设备的向后兼容问题。我们说Wi-Fi的兼容性要求始终都是一件既好又尴尬；既有全局观又会拖后腿的事情。对于11ac的VHT也存在类似问题，标准规定在 5 GHz 频段运行的VHT STA?，除VHT的要求外，还应能够在 5 GHz 频段内发送和接收符合11n规定的强制 PHY 规范的 PPDU。根据 PPDU 格式，这些 STA 应支持 VHT、11n和11a PHY 的混合。

在 VHT STA 中，FORMAT 参数决定 PPDU 的整体结构，可取以下值之一：

- 非 HT 格式 (NON_HT)，基于11a，包括NON_HT duplicate 格式；

-?11n规定的 HT 混合格式（HT_MF）；

- 11n规定的 HT-Greenfield格式（HT_GF）。

- VHT 格式（VHT）。这种格式的 PPDU 包含与11a和11n STA 兼容的preamble。

VHT STA 在逻辑上包含11a、11n和11ac PHY。如图 21-1、图 21-2 和图 21-3 所示，MAC 通过11ac PHY 服务接口与 PHY 交互，而 PHY 又与11a和11n PHY 服务接口交互。

各种 PPDU 格式在发送时的 PHY 交互：其中Clause21就对应指定义11ac的章节，Clause19就对应指定义11n的章节；Clause17就对应指定义11a的章节。

各种 PPDU 格式在接收时的 PHY 交互：

PHY-CONFIG 和 CCA 与11a、11n?和 11ac?PHY 的交互作用

3、VHT PPDU Format

11ac的PPDU格式如下图所示，可以看出它是如何向后兼容的。

各个field域的名称描述如下，VHT-SIG-A、VHT-STF、VHT-LTF 和 VHT-SIG-B 字段只存在于 VHT PPDU 中。在 VHT NDP 中不存在数据字段。VHT-LTF 字段中的符号数可以是 1、2、4、6 或 8，由 VHT PPDU 中传输的所有用户的时空流总数决定。

L-STF：Non-HT Short Training field；L-LTF：Non-HT Long Training field；L-SIG：Non-HT SIGNAL field；VHT-SIG-A：VHT Signal A field；VHT-STF：VHT Short Training field；VHT-LTF：VHT Long Training field；VHT-SIG-B：VHT Signal B field；Data：The Data field carrying the PSDU(s)；

4、VHT Transmitter block diagram

如下面几张图所示，为发射机框图示例。注意只是示例，发射机的实际结构取决于具体的实施情况。其中，图 21-5 显示了使用一个频段的 VHT PPDU 的 L-SIG 和 VHT-SIG-A 字段的发送过程。这些发送模块也用于生成 L-STF 和 L-LTF 字段，只是这些字段不使用 BCC 编码器和交织器。这也从发射机框图的角度体现了如何向后兼容。CSD：Cyclic shift diversity。

图 21-6 和图 21-7 分别显示了在 20 MHz、40 MHz 和 80 MHz 信道带宽下生成 VHT SU PPDU 和 VHT MU PPDU 的 VHT-SIG-B 字段的发送过程。

图 21-8 和图 21-9 分别显示生成 160 MHz 和 80+80 MHz VHT SU PPDU 的 VHT_SIG-B 字段的发送过程。其中Segment parser分段解析器是为了 160 MHz 和80+80 MHz传输。

图 21-10 显示了用于生成采用 BCC 编码的 20 MHz、40 MHz 和 80 MHz VHT SU PPDU 的数据字段的发射机模块。STBC：Space time block code。图 21-11 显示了用于为单个频段生成采用?LDPC 编码的?20 MHz、40 MHz 和 80 MHz VHT SU PPDU 数据字段的发射机模块。