IEEE 802.11n

IEEE 802.11n es una propuesta de modificación al estándar IEEE 802.11-2007 para mejorar significativamente el desempeño de la red más allá de los estándares anteriores, tales como 802.11b y 802.11g, con un incremento significativo en la velocidad máxima de transmisión de 54 Mbps a un máximo de 600 Mbps. Actualmente la capa física soporta una velocidad de 300Mbps, con el uso de dos flujos espaciales en un canal de 40 MHz. Dependiendo del entorno, esto puede transformarse a un desempeño visto por el usuario de 100Mbps.​

El estándar 802.11n fue ratificado por la organización IEEE el 11 de septiembre de 2009.​

Descripción

IEEE 802.11n está construido basándose en estándares previos de la familia 802.11, agregando Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) y unión de interfaces de red (Channel Bonding), además de agregar tramas a la capa MAC.

MIMO usa múltiples antenas transmisoras y receptoras para mejorar el desempeño del sistema. MIMO es una tecnología que usa múltiples antenas para manejar más información (cuidando la coherencia) que utilizando una sóla antena. Dos beneficios importantes que provee a 802.11n son la diversidad de antenas y el multiplexado espacial.

La tecnología MIMO depende de señales multiruta. Las señales multiruta son señales reflejadas que llegan al receptor un tiempo después de que la señal de línea de visión (line of sight, LOS) ha sido recibida. En una red no basada en MIMO, como son las redes 802.11a/b/g, las señales multiruta son percibidas como interferencia que degradan la habilidad del receptor de recobrar el mensaje en la señal. MIMO utiliza la diversidad de las señales multirutas para incrementar la habilidad de un receptor de recobrar los mensajes de la señal.

Otra habilidad que provee MIMO es el Multiplexado de División Espacial (SDM). SDM multiplexa espacialmente múltiples flujos de datos independientes, transferidos simultáneamente con un canal espectral de ancho de banda. SDM puede incrementar significativamente el desempeño de la transmisión conforme el número de flujos espaciales es incrementado. Cada flujo espacial requiere una antena discreta tanto en el transmisor como el receptor. Además, la tecnología MIMO requiere una cadena de radio frecuencia separada y un convertir de análogo a digital para cada antena MIMO lo cual incrementa el costo de implantación comparado con sistemas sin MIMO.

Channel Bonding, también conocido como 40 MHz o unión de interfaces de red, es la segunda tecnología incorporada al estándar 802.11n la cual puede utilizar dos canales separados, que no se solapen, para transmitir datos simultáneamente. La unión de interfaces de red incrementa la cantidad de datos que pueden ser transmitidos. Se utilizan dos bandas adyacentes de 20 MHz cada una, por eso el nombre de 40 MHz. Esto permite doblar la velocidad de la capa física disponible en un solo canal de 20 MHz. (Aunque el desempeño del lado del usuario no será doblado.)

Utilizar conjuntamente una arquitectura MIMO con canales de mayor ancho de banda ofrece la oportunidad de crear sistemas muy poderosos y rentables para incrementar la velocidad de transmisión de la capa física.

Codificación de los datos

El transmisor y el receptor utilizan técnicas de pre-codificación y pos-codificación, respectivamente, para lograr la capacidad de un enlace MIMO. La pre-codificación incluye beamforming y diversidad de código, donde beamforming mejora la calidad de la señal recibida en el proceso de decodificación. Diversidad de código es usada donde sólo puede usarse un canal, codificando la transmisión mediante espaciado en el tiempo y la diversidad de señales disponibles dando lugar al código espacio-tiempo. La emisión desde varias antenas basándose en principios de ortogonalidad es aprovechada para aumentar la diversidad de la señal.

Número de antenas

El número de flujos de datos simultáneos está limitado por el número mínimo de antenas usadas en ambos lados del enlace. Los radios individuales a menudo limitan el número de flujos que pueden llevar datos únicos. La notación $a\times b\colon c$ ayuda a identificar que capacidad tiene un determinado radio. El primer número ($a$) es el número máximo de cadenas transmisoras o cadenas RF que pueden ser usadas por el radio. El segundo número ($b$) es el número máximo de antenas receptoras o cadenas RF que pueden ser usadas por el radio. El tercer número ($c$) es el número máximo de flujos de datos espaciales que el radio puede usar. Por ejemplo, un radio que puede transmitir en dos antenas y recibir en tres, pero sólo puede enviar o recibir dos flujos de datos podría ser $2\times 3\colon 2$.

El borrador de la especificación de 802.11n permite hasta $4\times 4\colon 4$. Configuraciones comunes de dispositivos que siguen los estándares 802.11n son $2\times 2\colon 2$, $2\times 3\colon 2$, y $3\times 3\colon 2$. Éstas tres configuraciones tienen el mismo desempeño máximo y características, y difiere sólo en la cantidad de diversidad que provee los sistemas de antenas.