HT PPDU (802.11n)¶
규격 · 개정판
802.11n-2009 → 802.11-2024 Clause 19 (HT PHY) · HT 기능 요소: Clause 9 (HT Capabilities / HT Operation 요소) · Wi-Fi 4 (Wi-Fi Alliance 명칭)
한눈에 보기
802.11n(Wi-Fi 4)은 Wi-Fi 속도를 54 Mbps에서 최대 600 Mbps로 끌어올린 세대입니다. 바뀐 것은 네 가지입니다.
- MIMO — 공간 스트림 최대 4개
- 40 MHz — 20 MHz 두 개를 붙임
- Short GI — 0.8 µs → 0.4 µs로 심볼 길이 10 % 단축
- A-MPDU·Block Ack — 여러 프레임을 묶어 보내고 한꺼번에 확인 (집성)
또 2.4 GHz와 5 GHz 양쪽에서 쓰는 첫 세대입니다.
HT-mixed 형식¶
| 필드 | 길이 | 내용 |
|---|---|---|
| L-STF / L-LTF / L-SIG | 20 µs | 레거시 프리앰블 (L-SIG는 6 Mbps + 역산 LENGTH) |
| HT-SIG | 8 µs (2심볼) | QBPSK(90° 회전 BPSK) — 수신기가 HT 패킷임을 판별 |
| HT-STF | 4 µs | MIMO AGC 재조정 |
| HT-LTF | 4 µs × N | 공간 스트림 수에 따라 1, 2, 4개 (3 SS도 4개) |
| Data | SERVICE + PSDU + 테일·패딩 |
11n은 레거시 프리앰블 없는 HT-greenfield 형식도 정의했지만, 레거시 기기와 공존할 수 없어 거의 쓰이지 않았습니다.
HT-SIG 주요 필드 (48비트)¶
| 필드 | 비트 | 의미 |
|---|---|---|
| MCS | 7 | 0–76 |
| CBW 20/40 | 1 | 20 MHz / 40 MHz |
| HT Length | 16 | PSDU 바이트 수 (최대 65 535) |
| Smoothing / Not Sounding | 1 / 1 | 채널 평활화 허용, 사운딩 PPDU 여부 |
| Aggregation | 1 | PSDU가 A-MPDU인지 |
| STBC | 2 | 시공간 블록 부호 차수 |
| FEC coding | 1 | BCC / LDPC |
| Short GI | 1 | 0.4 µs GI |
| Number of extension SS | 2 | 사운딩용 추가 LTF |
| CRC / Tail | 8 / 6 |
HT MCS¶
HT는 MCS 번호에 스트림 수까지 넣습니다. MCS 0–7은 1 SS, 8–15는 2 SS, 16–23은 3 SS, 24–31은 4 SS입니다.
| MCS (1 SS) | 변조·부호율 | 20 MHz LGI | 20 MHz SGI | 40 MHz LGI | 40 MHz SGI |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | BPSK 1/2 | 6.5 | 7.2 | 13.5 | 15.0 |
| 1 | QPSK 1/2 | 13.0 | 14.4 | 27.0 | 30.0 |
| 2 | QPSK 3/4 | 19.5 | 21.7 | 40.5 | 45.0 |
| 3 | 16-QAM 1/2 | 26.0 | 28.9 | 54.0 | 60.0 |
| 4 | 16-QAM 3/4 | 39.0 | 43.3 | 81.0 | 90.0 |
| 5 | 64-QAM 2/3 | 52.0 | 57.8 | 108.0 | 120.0 |
| 6 | 64-QAM 3/4 | 58.5 | 65.0 | 121.5 | 135.0 |
| 7 | 64-QAM 5/6 | 65.0 | 72.2 | 135.0 | 150.0 |
단위 Mbps. MCS 15 = MCS 7 × 2 (예: 40 MHz SGI 300 Mbps), MCS 31 = MCS 7 × 4 (600 Mbps). 이 값들은 tools/wifi_numbers.py로 계산했습니다. 그 밖에 MCS 32(40 MHz 복제 BPSK 1/2, 6 Mbps)와 스트림마다 변조가 다른 불균등 변조 MCS 33–76이 있지만 거의 구현되지 않았습니다.
802.11n의 보호 모드¶
| HT Operation의 HT Protection | 상황 | 동작 |
|---|---|---|
| 0 (no protection) | 모두 HT, 같은 폭 | 보호 없음 |
| 1 (nonmember) | 이웃 BSS에 비 HT 기기 | RTS/CTS 또는 CTS-to-self |
| 2 (20 MHz) | 40 MHz BSS에 20 MHz 전용 HT STA | 40 MHz 전송 보호 |
| 3 (non-HT mixed) | 이 BSS에 비 HT STA 결합 | 항상 보호 |
전문가 노트 — 자동 판별과 STBC
QBPSK 판별. 11a 수신기는 L-SIG 뒤의 심볼을 BPSK 데이터로 읽으려 하고, HT 수신기는 그 심볼 성상도가 Q축에 몰려 있는지(QBPSK) 보고 HT-SIG임을 압니다. 11ac는 같은 원리로 VHT-SIG-A 첫 심볼은 BPSK, 두 번째는 QBPSK로 보내 HT와 구분합니다(다음 페이지).
HT-LTF 수. 직교 행렬 \(P_{HTLTF}\)(4×4)로 스트림을 구분하므로 \(N_{STS}\) = 1, 2, 3, 4일 때 \(N_{LTF}\) = 1, 2, 4, 4입니다. 11n에는 데이터 스트림과 별도로 채널을 측정하는 확장 LTF(HT-ELTF, 사운딩용)가 있었지만, 11ac의 NDP 사운딩으로 대체되었습니다.
STBC. \(N_{SS}\) = 1, \(N_{STS}\) = 2 (Alamouti)가 가장 흔합니다. 2×1 송신 다이버시티로 단일 안테나 단말의 커버리지를 늘립니다. HT-SIG의 STBC 필드 값 = \(N_{STS} - N_{SS}\)입니다.
최대 PPDU 시간. HT-mixed는 L-SIG 스푸핑 한계로 약 5.484 ms, HT Length 16비트로 PSDU 65 535바이트가 한계입니다. 그래서 HT의 A-MPDU 최대 길이도 65 535바이트입니다.