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Wi-Fi中的中國標準—802.11aj

IEEE 802.11aj標準是由我國提出并編寫的Wi-Fi標準，它在IEEE標準中分為兩個章節：第24章China directional multi-gigabit（CDMG）和第25章China millimeter-wave multi-gigabit（CMMG）。其中CDMG是工作在60GHz頻段，CMMG 是工作在45GHz頻段。

01、CDMG

大概在一年前我們學習過11ad的標準，一起來學802.11物理層測試標準（11ad-DMG-1），11ad又叫做DMG，與CDMG都是工作在60GHz頻段，CDMG PHY的許多方面仍與DMG PHY是相同的。那么CDMG與11ad的DMG有什么不同呢？

可以回顧一下一起來學802.11物理層測試標準（11ad-DMG-2），在IEEE 802.11的第20章所講述的11ad?DMG PHY支持2.16GHz的信道寬度，而CDMG PHY 支持1.08GHz的信道寬度。通道中心頻率定義為：

其中信道起始頻率等于56.16GHz，信道間隔1.08GHz，信道編號至少支持2,

35和36，那么：

CDMG PHY支持的調制方式與11ad是非常類似的，只是MCS的取值范圍不太一樣。11ad是從MCS0～31，并且中間還有小數，例如MCS12.1等等。具體可以參考一下一起來學802.11物理層測試標準（11ad-DMG-2）。

與11ad類似，CDMG的PPDU也分為三種模式：CDMG 控制模式、CDMG SC模式和CDMG低功率SC模式。其中前兩種模式是必須支持的，低功耗SC模式是一種可選的SC模式，它可以降低CDMG收發信機的處理功耗。但CDMG低功耗SC模式已廢止，在以后的標準修訂中可能會取消對該模式的支持。

控制模式下的PPDU以及調制編碼方案如下：

SC模式下的PPDU以及調制編碼方案如下：

時域參數如下：

對于射頻技術要求，有通用的規定，也根據不同的模式分別進行了規定。由于帶寬與11ad不同，所以頻譜模板也有所不同，如下圖所示。RBW為1MHz，VBW為300kHz。傳輸頻譜應在不含訓練序列的10 μs以上數據包上進行測量。

其他的要求都與11ad非常類似，仍可參考一起來學802.11物理層測試標準（11ad-DMG-2）。接收機靈敏度由于帶寬減少了一半，所以相對于11ad普遍提升了3dB，并且是假定了5dB的損耗以及10dB的噪聲系數。

02、CMMG

CMMG：China millimeter-wave multi-gigabit 中國毫米波千兆位，采用了單載波（SC）和正交頻分復用（OFDM）兩種數據傳輸技術。支持的最大時空流數量為四個。CMMG PHY 支持540 MHz和1080 MHz信道寬度。其中540MHz帶寬是必須支持的，1080MHz帶寬是可選支持的。調制方式有：BPSK、QPSK、16-QAM和64-QAM。使用前向糾錯（FEC）編碼（LDPC 編碼），編碼率為 1/2, 3/4, 5/8 和 13/16。

CMMG 采用（數字模擬混合）MIMO 結構，通過傳輸更多空間流（最多四個），同時實現多樣性復用增益，理論峰值吞吐量可達15 Gbps。除了利用陣列天線增益來補償毫米波頻段較大的路徑損耗外，還采用了一種基于分組編碼的新型魯棒低密度奇偶校驗（LDPC）編碼，以提高 CMMG 的編碼增益，最高可達 0.2-0.5 dB。

我們直接來看一下工信部的文件規定【2013】502號來了解頻段和信道：

信道的配置：

信道帶寬

(MHz)

信道號

n

中心頻率

fn(GHz)

1080

1,2,3,4

43.065+1.08(n-1)

5

47.800

540

1,2,…, 8

42.795+0.54(n-1)

9, 10

47.530+0.54(n-9)

CMMG PHY 也支持三種模式的PPDU：首先是控制模式：控制模式的作用是傳輸控制信息，用于保證AP和STA之間的同步以及BSS的覆蓋半徑。?在控制模式下，為了增強傳輸信號的魯棒性，采用了速率最低但抗干擾性最強的MCS 0。另外兩種SC模式和OFDM 模式，是為了滿足不同環境下的各種要求，能夠通過MIMO傳輸機制支持分集和復用。

SC模式可以實現較低的信號峰均比（PAPR）和較高的傳輸數據率，同時多流傳輸可以獲得增益，使用unique words（UW）作為保護間隔（GI），以避免多徑產生的符號間干擾（ISI）。

而OFDM模式與SC模式相比，主要區別在于發射端需進行子載波映射、IFFT、循環移位等過程，SC模式下數據字段發射端要經過加擾、信道編碼、流解析、星座映射、插導頻等過程。OFDM相比SC發射端數據處理相對簡單,而接收端更復雜，計算量更大。OFDM和SC都具有較好的對抗多徑性能?？焖俑道锶~變換很大程度上提升了運算速度，同時也簡化硬件實現結構。