傲性小仙女表3. 802.11ac的主要元素
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书
由于802.11ac拥有更宽的信道带宽，因而一个80MHz的无线接入点很有可能与另一个20或者40MHz的无线接入点的信号-及一个80或者160MHz的无线接入点的信号-或者他们中的几个信号重叠，为了在这一复杂性上保证可靠地操作，802.11ac要求扩展RTS/CTS机制，更强的干净信道评估（CCA）需求以及新的主信道选择规则。详见2.3.4小节。
802.11ac还引入了一个称为多用户MIMO的有价值的新技术。要真正实现该技术很有挑战，因而被推迟到第二代的802.11ac产品中，并且是可选项。更多的信息会包含在之后的2.3.9小节中。
2.3.2 802.11ac和802.11n的区别
802.11ac避免与802.11n之间的竞争，致力于扩展802.11n已经取得的巨大进步，来提供下一代无线网络的速度和健壮性。
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书例如，802.11n倡导通过选择性地使用A-MPDU，A-MSDU和A-MPDU的A-MSDU（见附录）来聚合。802.11ac实际需要每个802.11ac传送以A-MPDU聚合的方式发送。这是因为A-MPDU固有的高效率以及其他一些原因（详见2.3.5小节）。
另一个例子是802.11ac扩展了802.11n的信道访问机制：虚拟载波侦听和退避发生在单个20MHz的主信道；然后在传输之前，CCA被立刻用于剩下的20MHz的子信道。
考虑到A-MPDU和802.11n信道接入机制的能力，802.11ac实际上不需要在MAC部分做很多改进。实际上，RTS/CTS机制的扩展是唯一新的必选MAC特性。
802.11n没有纳入许多有价值的可选项。802.11ac则采用更为务实的方法来对待它们。如果一个“无用”选项被使用并且影响到一个第三方的设备，那么典型的802.11ac会阻止一台802.11ac设备（工作于802.11ac模式下）使用该选项。如果一个“无用”选项没有被用于802.11n产品或者只影响激活该选项的设备，那么该特性不会为802.11ac更新，而是取而代之的“等待死亡状态”。
例如，对于802.11n的绿里（greenfield）前导格式并没有对应的802.11ac版本。对于旧有的802.11a/11n设备，802.11ac只定义了一种前导格式，看上去像是一个802.11a前导符后跟着一个拥有错误循环冗余校验值的载荷。这意味着旧有设备既不会尝试在802.11ac传输之上发送数据，也不会尝试在数据栈上发送一个坏的载荷。
802.11n引入了一种“降低帧间空隙”的技术，来降低连续传输之间的开销，但是经验显示A-MDPU极大地解决了同一个问题，并且更加的有效。工作在802.11ac模式下的802.11ac设备不允许传输RIFS帧（来自3.0草案）。
没有引入到11ac的802.11n特性（或者被工作于802.11ac模式下的802.11ac设备显示禁止）包括所有802.11n探测选项，包括扩展的LTFs，校正步骤，天线选择，PCO，LSIG TXOP保护，不平等调制，4×３和3×2 STBC模式，MCS32和双CTS保护。如果你不知道这些术语也没问题，因为几乎可以肯定的是你永远不需要知道它们。
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书2.3.3 基于标准的波束成形
任何设备（使用多天线）能够在任意时间对任何其他设备进行波束成形。802.11ac添加的是使接收方有机会帮助发送方更好地进行波束成形的工作。这称为“探测”，它使得波束成形的发送方精确地控制发往接收方的能量。802.11ac定义了一个可选的协议，使得一台802.11ac设备可以探测其他802.11ac设备。该协议类似于802.11n的“显示压缩反馈”协议，如下所示。
一台典型的无线接入点设备，会发送一种叫做“VHT空数据包（NDP）通告”的帧。它只是包含无线接入点及目标接收者的地址。紧接着VHT NDP通告帧，会为那些目标接收者发送VHP NDP帧。每个预定的接收者使用VHT NDP的前导符测量从无线接入点到自己的射频信道，并且压缩信道。第一个预定接收者立刻使用VHT压缩波束成形帧内的压缩信道信息进行响应，其他预定接收者在被无线接入点轮询到的时候响应。VHT NDP通告帧，VHT NDP帧和VHT压缩波束成形帧都和802.11n的特性类似。然而，由于一些细微的区别，802.11ac的探测并不与802.11n的兼容。
另外，为了支持新的多用户MIMO特性（详见2.3.9小节），信道反馈能够包括更多的额外细节。
显示压缩反馈（ECFB）是考虑到发送方和接收方的所有非理想性之后，用来提供信道的精确估计。
然而，ECFB的开销很大：例如VHT NDP通告帧，VHT NDP帧本身以及携带压缩反馈的帧。对于一台拥有4根天线的无线接入点，压缩反馈数据的大小可能从180到1800字节不等，这取决于客户端天线的数量和压缩程度。探测一台频宽80MHz并具有一根天线的客户端需要250微秒。当设备能够达到433Mbps传输速率时，这是很昂贵的，因为同一时间，这本来可以用于发送额外的13000字节的数据。
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书因此不依赖客户端辅助来解决探测问题（例如思科的ClientLink技术）不断地显示着其价值。它们可以（1）仍然帮助旧有的802.11a/n客户端，（2）仍然帮助那些不支持
802.11ac探测的802.11ac客户端，（3）仍然帮助工作在2.4GHz的客户端以及（4）能够避免基于标准的显示探测带来的无谓开销。
2.3.4 基于带宽指示的RTS/CTS
一台工作在80MHz（或者160MHz等等）的802.11ac 无线接入点应该仍然能够允许802.11a或者802.11n客户端相连。因此在该80MHz频率内，信标帧在一个被称为主信道的20MHz信道内发送。无线接入点以及所有连接到该无线接入点的客户端接收并处理每个与该主信道重合的传输并且在解码帧的过程中提取虚拟载波侦听信息。
然而，该无线接入点可能靠近其他不具备协调能力的无线接入点。那些无线接入点可能是预先存在的802.11a或者802.11n 无线接入点，它们的主信道可能是802.11ac 无线接入点80MHz频率内的任意一个20MHz的信道。不同的无线接入点及连接到它们的客户端会拥有不同的虚拟载波侦听，因此能够在不同的时间，在不同的子信道上传输，包括重合的时间。由于802.11ac拥有更宽的信道带宽，这一场景发生的可能性比802.11n最大40MHz频宽时更大。
图3. 带宽信令的增强RTS/CTS
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书
由于这个原因，802.11ac定义了增强的RTS/CTS协议。RTS/CTS能够用来发现发送者和接收者什么时候信道可用以及多少信道带宽是可用的，如图3所示。
第一，当一台802.11ac设备发送一个RTS时，（1）这台初始设备不得不核实该80MHz 信道在其附近是可用的，（2）该RTS通常以802.11a PPDU的格式发送以及（3）通过20MHz频宽的802.11a传输，被复制3次后充满80MHz带宽（或者被复制7次后充满160MHz带宽）。然后每台临近的设备，无论是不是一台802.11a/n/ac设备，收到RTS帧
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书并理解主信道。每台收到RTS帧的设备将虚拟载波侦听设为忙（见图3（a））。为了使得协议更加健壮，RTS帧的复制带宽在802.11a的PPDU内通告1。
第二，在设备使用CTS帧来响应复制的RTS帧前，接收设备会检查是否有人在它附近的主信道或者其他80MHz内的20MHz信道上传输。如果带宽的一部分正在附近被使用，那么接收者只在CTS帧内响应可用的20MHz子信道，并且在CTS PPDU的内部报告重复的CTS带宽。这里“可用”的子信道指的是初始设备能够发送数据的子信道，例如一个20，40或者80MHz（而不是60MHz）的传输。如图3（b）所示。
第三，类似于RTS，CTS使用802.11a PPDU的格式发送，在可用的带宽内以20MHz为单位的方式复制。同样的，每台临近设备在主信道上收到一个能够理解的CTS帧。
对于发送者无法实时切换到窄带宽等情况，该协议还有一些其他变化，但是之前的描述已经包括了增强的本质：接收者能够说“这些子信道正忙——不要使用它们”。
2.3.5 所有的A-MPDU
802.11定义每个802.11 PPDU的传输都是一个A-MPDU，但是A-MPDU可能只包含单个MPDU。为什么？较简短的回答是原因很复杂。
较长的回答是：这里有三个原因：（1）在802.11a/n里，传输的持续时间由字节数和传输的数据速率设置。但是对于以6.93Gbps的速度传输5.5ms时间的数据，可能超过4百万字节，而这需要23位来表示。这些位将会以最低的MCS速率在每个802.11ac传输开始时发送，所以实际上是每个时间点增加4微秒。一个802.11ac传输的长度被限制到每个OFDM 符号的多个数据位中，然后只用OFDM符号的数量需要作为信令发送。此外，（假定是）4微秒长的OFDM符号数量已经暗中显示在旧有的前导符部分了，因此这个信令几乎是“免费的” 2。然后我们需要一种能够用数据完全填充甚至是最后一个OFDM符号的方法。A-MDPU让事情变得简单：将数据作为MDPU，包含在A-MDPU中的MDPU子帧内发送，然后使用足够的空MDPU子帧来填充A-MDPU，直到装满最后一个OFDM符号。
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书（2）相同的填充机制迟早会用于新的多用户MIMO特性中。（3）A-MDPU对于长载荷来说，通常是增加可靠性的好的方法。
2.3.6 信道化和80+80MHz
802.11ac使用了一种简单的方法来信道化。相邻的20MHz子信道成对组合成40MHz的信道，相邻的40MHz子信道成对组合成80MHz的信道，相邻的80MHz子信道成对组合成可选的160MHz的信道，如图4所示。一个BSS（也就是无线接入点加上客户端）使用不同的带宽用于不同的目的，但是用法主要由客户端的能力决定。
图4. 802.11ac信道化（美国）
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书我们看到在美国，有20到25个20MHz信道，8到12个40MHz信道，4到6个80MHz信道以及1或者2个160MHz信道，这些数字是一个范围是因为不同的频谱管理问题，如图4所示。
如果大部分用户部署的还是最大40MHz的802.11n客户端会怎么样？部署802.11ac是否意味着更少的信道和更多的干扰？就如同你对IEEE标准所期望的那样，答案是响亮的“不”。完全允许两个80MHz的802.11ac 无线接入点选择相同的80MHz信道带宽，但是一个无线接入点将其20MHz主信道置于低40MHz，而另一个无线接入点将其20MHz主信道置于高40MHz。这意味着与第一个无线接入点相关联的802.11n的客户端能够向往常一样以20MHz或者40MHz传输，同时，关联到第二个无线接入点的802.11n客户端能够并行地以20或者40MHz传输。对于802.11ac客户端，其具有整个可用的80MHz的可视性来调用超高速模式，并在整个80MHz内传输。如图5所示。
图5. 在相同的80MHz上使用两个BSS并行传输但是使用不同的20MHz主信道的例子
促使能够使相互重叠信道的无线接入点使用不同的主信道成为可能的原因是：
●802.11ac强制执行的增强次级CCA阈值，它比802.11n中定义的次级信道CCA阈值
更加严厉，达到了13dB
●增加了对于RTS/CTS交换的带宽指示（见2.3.4小节）
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802.11ac：第五代Wi-Fi技术白皮书随着时间的推移，客户端会从802.11n转换到802.11ac，以至于80MHz信道会被越来越广泛地使用。在这种环境下，无线接入点应该调整它们的20MHz主信道。
80MHz信道的能力相比窄带宽有了极大的增强。这一点在许多典型场景下提供了许多价值：关联到一个40MHz的无线接入点的客户端，在传输大量流量时，其速度会被限制到802.11n标准的300或者450Mbps。即使在临近的40MHz的无线接入点处于轻量级负载的情况下也是这样。通过更宽的信道，更多的客户端能够更快地传输它们的数据，并且能够更快地完成它们的传输。另外，客户端消耗的电池电量更小，其他的客户端不用长时间地等待（更好的QoS）。这里的讨论都源于“统计复用”，对于突发性流量能够更多并更有效地复用。
