一. 概述
　　时间来到2009，IEEE在这年发布了影响深远的802.11n协议（实际2007年已经面世），之前802.11、802.11b、802.11a、802.11g基本都是在发展物理层，到了11n协议，物理层得到继续发展，增加了很多新的特性，MAC层也引入了很多的重大改进，使802.11n的吞吐量提高了5倍，覆盖范围达到了传统802.11技术的两倍，是802.11真正开始腾飞的协议。
　　11n的改动的内容非常多，且相对较为复杂，对11n协议的梳理将以总-分的方式进行，先梳理总体概况，然后有针对的对细节进行梳理描述；
　　802.11n协议简称为HT，在前两年，WiFi联盟将802.11n协议重命名为WiFi4。

二. 专业术语
　　本小节对一些专业术语进行一个简要的说明，如下：
　　1. A-MPDU：aggregate MAC protocol data unit；
　　2. A-MSDU：aggregate MAC service data unit；
　　3. ASEL：antenna selection；
　　4. CSD：cyclic shift diversity；
　　5. CSI：channel state information；
　　6. CTS1：clear to send 1；
　　7. CTS2：clear to send 2；
　　8. DFT：discrete Fourier transform；
　　9. DLTF：Data Long Training field；
　　10. ELTF：Extension Long Training field；
　　11. FEC：forward error correction；
　　12. HT：high throughput；
　　13. HTC：high throughput control；
　　14. HT-GF-STF：High-Throughput Greenfield Short Training field；
　　15. HT-SIG：High-Throughput SIGNAL field；
　　16. HT-STF：High-Throughput Short Training field；
　　17. IDFT：inverse discrete Fourier transform；
　　18. IDO：IBSS DFS owner；
　　19. LDPC：low-density parity check；
　　20. L-LTF：Non-HT Long Training field；
　　21. L-SIG：Non-HT SIGNAL field；
　　22. L-STF：Non-HT Short Training field；
　　23. LTF：Long Training field；
　　24. MCS：modulation and coding scheme；
　　25. MFB：MCS feedback；
　　26. MIMO：multiple input, multiple output；
　　27. MRQ：MCS request；
　　28. NDP：null data packet；
　　29. OBSS：overlapping basic service set；
　　30. PBAC：protected block ack agreement capable；
　　31. PCO：phased coexistence operation；
　　32. PP：A-MSDU payload protected aggregate MAC service data unit；
　　33. PSMP：power save multi-poll；
　　34. PSMP-DTT：power save multi-poll downlink transmission time；
　　35. PSMP-UTT：power save multi-poll uplink transmission time；
　　36. QBPSK：quadrature binary phase shift keying；
　　37. RD：reverse direction；
　　38. RDG：reverse direction grant；
　　39. RIFS：reduced interframe space；
　　40. RXASSI：receive antenna selection sounding indication；
　　41. RXASSR：receive antenna selection sounding request；
　　42. SM：spatial multiplexing；
　　43. SNR：signal-to-noise ratio；
　　44. SPP：A-MSDU signaling and payload protected aggregate MAC service data unit；
　　45. STBC：space-time block coding；
　　46. TXASSI：transmit antenna selection sounding indication；
　　47. TXASSR：transmit antenna selection sounding request；

三. PHY层
　　简单例举一下802.11n协议中phy的新特性，主要包括如下：
　　1. 工作频段：第一个同时工作在2G、5G的协议；
　　2. 支持3种工作模式：
　　　1) NON_HT：Non-HT format，类似ERP-DSSS/CCK模式，PPDU的格式跟11a或者11g完全一致，此模式必须支持；
　　　2) HT_MF：HT-mixed format，类似ERP-DSSS-OFDM模式，采取类似的方式，将L-STF、L-LTF、L-SIG加上HT-SIG、HT-STF、HT-LTF，组合形成新的PHY头；
　　　3) HT_GF：HT-greenfield format，类似ERP-OFDM模式，称为绿地模式，使用该模式一样需要保护，最后该模式被废弃了；
　　3. MIMO：支持多入多出，为系统提供了空间复用增益和空间分集增益；
　　4. 空间复用：在接收端和发射端使用多副天线，充分利用空间传播中的多径分量，在同一个频带上使用多个数据通道（MIMO子信道）发射信号，从而使得容量随着天线数量的增加而线性增加，这种信道容量的增加不需要占用额外的带宽，也不需要消耗额外的发射功率，是提高信道和系统容量非常有效的方法；
　　5. 信道绑定：最大支持40MHz的频宽，相比传统20MHz，直接翻了一倍，数据速率也跟着翻1倍（实际不止1倍）；
　　6. 引入MCS：支持的速率原来越多，越来越复杂，传统的速率描述方法已经力不从心了，对速率的描述引入了新的方法；
　　7. 多空间流：最多可以支持4条空间流，数据速率可提升4倍；
　　8. 短保护间隔SGI：保护间隔减半，只有0.4us，使得OFDM符号的时间从4us减到3.6us，数据速率提升了10%；
　　9. 时空分组STBC编码：充分利用多个天线，通过多天线来产生数据的多种"副本"，提高数据传输的可靠性，这个特性是可选的；
　　10. 低密度奇偶校验LDPC编码：纠错能力更强，译码也更简单，使其错误率更低，吞吐量可以更大，但这个特性是可选的；
　　11. 波束成形TxBF：利用空间信道的强相关性、波的干涉原理，从而产生强方向性的辐射，当辐射方向图的主瓣自适应地指向用户的方向，就能提高信噪比或者覆盖范围了，但这个特性是可选的；
　　12. MCS 32：40MHz的情况，可以将一份数据在每个20MHz的信道上进行复制、发送，这种方式可以带来分集增益，最大的优势就是可靠性的提升，特别是对于1x1的接收端来说，相比使用MCS 0（6.5Mbps），虽然差异很小，但采用MCS 32（6Mbps）发送，数据包的误码率要大大的降低；
　　13. 副载波（数据）：每个20MHz信道中，数据副载波的数量从48个增加到52个，使用40MHz信道时，数据副载波的数量达到108个，比2个20MHz还多了4个，这也是40MHz下速率不止增加1倍的原因；
　　14. CCA
　　　1) 支持虚拟载波监听、物理载波监听、能量检测；
　　　2) 物理载波监听支持的Preamble包括：Short Preamble、Long Preamble、L-STF、HT-SFT；
　　15. 更高阶的调试技术：64-QAM，相比802.11a将编码率提高到了5/6，速率提高了11%；
　　16. 引入精简帧间距RIFS：突发传送时使用比SIFS更小的RIFS，进一步减小系统开销；

四. MAC层
　　单靠PHY层的提升，还不足以发挥802.11n的全部力量，通过对MAC层的改进，使得802.11n在吞吐量、健壮性和可靠性方面完成了质的量变，吞吐直接超越有线100Mbps，这些改进主要包括：
　　1. 聚合：这个是802.11n在mac层最重大的改进之一，通过聚合技术，使得吞吐量得到大幅的提升，聚合有两种形式：
　　　1) AMSDU：把多个MSDU通过一定的方式聚合成一个较大的载荷，这些MSDU在MAC子层使用共同的MAC Header，在PLCP共享相同的PLCP Preamble、PLCP Header；
　　　2) AMPDU：与AMSDU类似，AMPDU则是通过聚合多个MPDU（在PLCP子层也称之为PSDU），它们共享同一个PLCP Preamble、PLCP Header；
　　2. block ack：用一个BA帧来确认一整块数据，而不是对每一个数据帧都回复ACK确认，在802.11e首次引入，但在802.11n中得到加强以提高效率，有两种方式：
　　　1) HT立即块确认；
　　　2) HT延迟块确认；
　　3. 保护机制：跟802.11g一样，有点节点可能存在无法识别HT报文，导致无法进行正确的时延延迟，或造成不必要的冲突，因此引入相应的保护机制；
　　4. 节能多询PSMP：802.11n引入的空口调度技术，用于优化信道接入，和HCCA、APSD相比，PSMP在信道利用和节能的能力方面更优；
　　5. 20/40MHz共存；
　　6. 信道切换；

五. 参考资料
　　1. 《IEEE 802.11n-2009》;
　　2. 《IEEE 802.11-2016》;
　　3. 《下一代无线局域网–802.11n的吞吐量、强健性和可靠性》;