誰(shuí)都不容易 全面解析802.11無(wú)線技術(shù) 作者：佚名 來(lái)源：www.wlan168.cn 發(fā)布時(shí)間：2007-11-5 9:59:51 發(fā)布人：admin減小字體 增大字體 802.11無(wú)線

誰(shuí)都不容易 全面解析802.11無(wú)線技術(shù) 作者：佚名 來(lái)源：www.wlan168.cn 發(fā)布時(shí)間：2007-11-5 9:59:51 發(fā)布人：admin

減小字體 增大字體 802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)詳解

1990年，早期的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品Wireless LAN在美國(guó)出現(xiàn)，1997年IEEE802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)頒布，對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用起到了重要的推動(dòng)作用，促進(jìn)了不同廠家的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的互通互聯(lián)。1999年無(wú)線網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的更新及完善，進(jìn)一步規(guī)范了不同頻點(diǎn)的產(chǎn)品及更高網(wǎng)絡(luò)速度產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

一、1997年版無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

1997年版IEEE802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三種物理層介質(zhì)性能。其中兩種物理層介質(zhì)工作在2400——2483.5 GHz無(wú)線射頻頻段（根據(jù)各國(guó)當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)規(guī)定），另一種光波段作為其物理層，也就是利用紅外線光波傳輸數(shù)據(jù)流。而直序列擴(kuò)頻技術(shù)（DSSS ）則可提供1Mb/S及2Mb/S工作速率，而跳頻擴(kuò)頻（FHSS ）技術(shù)及紅外線技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)則可提供1Mb/S傳輸速率（2Mb/S作為可選速率，未作必須要求），受包括這一因素在內(nèi)的多種因素影響，多數(shù)FHSS 技術(shù)廠家僅能提供1Mb/S的產(chǎn)品，而符合IEEE802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)并使用DSSS 直序列擴(kuò)頻技術(shù)廠家的產(chǎn)品則全部可以提供2Mb/S的速率，因此DSSS 技術(shù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。 1.介質(zhì)接入控制層功能

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線局域網(wǎng)）可以無(wú)縫連接標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用的是（C SMA/CA）介質(zhì)控制信息而有線網(wǎng)絡(luò)則使用載體****訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CA），使用兩種不同的方法均是為了避免通信信號(hào)沖突。 2.漫游功能

IEEE802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)允許無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶可以在不同的無(wú)線網(wǎng)橋網(wǎng)段中使用相同的信道，或在不同的信道之間互相漫游，如Lucent 的WavePOINT II無(wú)線網(wǎng)橋每隔100 ms發(fā)射一個(gè)烽火信號(hào)，烽火信號(hào)包括同步時(shí)鐘、網(wǎng)絡(luò)傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、傳輸速度指示及其他參數(shù)值，漫游用戶利用該烽火信號(hào)來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò)信道信號(hào)質(zhì)量，如果質(zhì)量不好，該用戶會(huì)自動(dòng)試圖連接到其他新的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。

3.自動(dòng)速率選擇功能

IEEE802.11無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)能使移動(dòng)用戶（Mobile Client）設(shè)置在自動(dòng)速率選擇（ARS ）模式下，ARS 功能會(huì)根據(jù)信號(hào)的質(zhì)量及與網(wǎng)橋接入點(diǎn)的距離自動(dòng)為每個(gè)傳輸路徑選擇最佳的傳輸速率，該功能還可以根據(jù)用戶的不同應(yīng)用環(huán)境設(shè)置成不同的固定應(yīng)用速率。

4.電源消耗管理功能

IEEE802.11還定義了MAC 層的信令方式，通過(guò)電源管理軟件的控制，使得移動(dòng)用戶能具有最長(zhǎng)的電池壽命。電源管理會(huì)在無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)使網(wǎng)絡(luò)處于休眠（低電源或斷電）狀態(tài)，這樣就可能會(huì)丟失數(shù)據(jù)包。為解決這一問(wèn)題，IEEE802.11規(guī)定了AP 接入點(diǎn)應(yīng)具有緩沖區(qū)去儲(chǔ)存信息，處于休眠的移動(dòng)用戶會(huì)定期醒來(lái)恢復(fù)該信息。

5.保密功能

僅僅靠普通的直序列擴(kuò)頻編碼調(diào)制技術(shù)不夠可靠，如使用無(wú)線寬頻掃描儀，其信息又容易被竊取。最新的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)采用了一種加載保密字節(jié)的方法，使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有同有線以太網(wǎng)相同等級(jí)的保密性。此密碼編碼技術(shù)早期應(yīng)用于美國(guó)軍方無(wú)線電機(jī)密通信中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的另一端必須使用同樣的密碼編碼方式才可以互相通信，當(dāng)無(wú)線用戶利用AP 接入點(diǎn)連入有線網(wǎng)絡(luò)時(shí)還必須通過(guò)ＡＰ接入點(diǎn)的安全認(rèn)證。該技術(shù)不但可以防止空中****，而且也是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證有效移動(dòng)用戶的一種方法。

二、1999版無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

該版本于1999年8月頒布。除原IEEE802.11的內(nèi)容之外，增加了基于SNMP 協(xié)議的管理信息庫(kù)（MIB ），以取代原OSI 協(xié)議的管理信息庫(kù)。另外還增加了高速網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容：

1.IEEE802.11a

規(guī)定的頻點(diǎn)為5GHz ，用正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM ）來(lái)調(diào)制數(shù)據(jù)流。OFDM 技術(shù)的最大的優(yōu)勢(shì)是其無(wú)與倫比的多途徑回聲反射，因此特別適合于室內(nèi)及移動(dòng)環(huán)境。

2.IEEE802.11b

工作于2.4GHz 頻點(diǎn)，采用補(bǔ)償碼鍵控CCK 調(diào)制技術(shù)。當(dāng)工作站之間的距離過(guò)長(zhǎng)或干擾過(guò)大，信噪比低于某個(gè)門限值時(shí)，其傳輸速率可從11Mb/s自動(dòng)降至5.5Mb/s，或者再降至直序列擴(kuò)頻技術(shù)的2Mb/s及1Mb/s速率。

三、無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 前途無(wú)量

建設(shè)符合IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，不僅可以滿足目前的需要，而且日后網(wǎng)絡(luò)還可以平滑升級(jí)，可以有效地保護(hù)投資。目前IEEE802.11工作小組已成立了新的研究小組，對(duì)大信息流量及多工作組同時(shí)工作、流量控制及更安全的保密編碼、安全認(rèn)證等技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成本的不斷下調(diào)、配套技術(shù)的不斷完善、覆蓋范圍的不斷增大，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將會(huì)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)主流。

802.11協(xié)議的重要技術(shù)指標(biāo)

由于無(wú)線局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)（微波、紅外線）非“有限”的有線，客觀上存在一些全新的技術(shù)難題，為此IEEE802.11協(xié)議規(guī)定了一些至關(guān)重要的技術(shù)機(jī)制。

１。CSMA/CA協(xié)議

我們知道總線型局域網(wǎng)在MAC 層的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是CSMA/CD，即載波偵聽(tīng)多路存取/沖突檢

測(cè)（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）。但由于無(wú)線產(chǎn)品的適配器不易檢測(cè)信道是否存在沖突，因此802.11全新定義了一種新的協(xié)議，即載波偵聽(tīng)多路存取/沖突避免CSMA/CA（with Collision Avoidance）。一方面，載波偵聽(tīng)——查看介質(zhì)是否空閑；另一方面，沖突避免——通過(guò)隨機(jī)的時(shí)間等待，使信號(hào)沖突發(fā)生的概率減到最小，當(dāng)介質(zhì)被偵聽(tīng)到空閑時(shí)，優(yōu)先發(fā)送。不僅如此，為了系統(tǒng)更加穩(wěn)固，IEEE802.11還提供了帶確認(rèn)幀ACK 的CSMA/CA.在一旦遭受其他噪聲干擾，或者由于偵聽(tīng)失敗時(shí)，信號(hào)沖突就有可能發(fā)生，而這種工作于MAC 層的ACK 此時(shí)能夠提供快速的恢復(fù)能力。

2.RTS/CTS協(xié)議

RTS/CTS協(xié)議即請(qǐng)求發(fā)送/允許發(fā)送協(xié)議，相當(dāng)于一種握手協(xié)議，主要用來(lái)解決“隱藏終端”問(wèn)題?！半[藏終端”（Hidden Stations）是指，基站A 向基站B 發(fā)送信息，基站C 未偵測(cè)到A 也向B 發(fā)送，故A 和C 同時(shí)將信號(hào)發(fā)送至B ，引起信號(hào)沖突，最終導(dǎo)致發(fā)送至B 的信號(hào)都丟失了?！半[藏終端”多發(fā)生在大型單元中（一般在室外環(huán)境），這將帶來(lái)效率損失，并且需要錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制。當(dāng)需要傳送大容量文件時(shí)，尤其需要杜絕“隱藏終端”現(xiàn)象的發(fā)生。WaveLAN802.11提供了如下解決方案。在參數(shù)配置中，若使用RTS/CTS協(xié)議，同時(shí)設(shè)置傳送上限字節(jié)數(shù)——一旦待傳送的數(shù)據(jù)大于此上限值時(shí)，即啟動(dòng)RTS/CTS握手協(xié)議：首先，A 向B 發(fā)送RTS 信號(hào)，表明A 要向B 發(fā)送若干數(shù)據(jù)，B 收到RTS 后，向所有基站發(fā)出CTS 信號(hào)，表明已準(zhǔn)備就緒，A 可以發(fā)送，其余基站暫時(shí)“按兵不動(dòng)”，然后，A 向B 發(fā)送數(shù)據(jù)，最后，B 接收完數(shù)據(jù)后，即向所有基站廣播ACK 確認(rèn)幀，這樣，所有基站又重新可以平等偵聽(tīng)、競(jìng)爭(zhēng)信道了。

3. 信道重整

當(dāng)傳送幀受到嚴(yán)重干擾時(shí)，必定要重傳。因此若一個(gè)信包越大時(shí)，所需重傳的耗費(fèi)（時(shí)間、控制信號(hào)、恢復(fù)機(jī)制）也就越大；這時(shí)，若減小幀尺寸——把大信息包分割為若干小信包，即使重傳，也只是重傳一個(gè)小信包，耗費(fèi)相對(duì)小得多。這樣就能大大提高WirelessLAN 產(chǎn)品在噪聲干擾地區(qū)的抗干擾能力。當(dāng)然，作為一個(gè)可選項(xiàng)，用戶若在一個(gè)“干凈”地區(qū)，也可以關(guān)閉這項(xiàng)功能。

4.多信道漫游

人類是無(wú)限追求自由的，隨著移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的日益普及，我們希望出現(xiàn)一種真正無(wú)所羈絆的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備。WaveLAN802.11就是這樣的一種設(shè)備。傳輸頻帶是在接入設(shè)備AP （Acc ess Point）上設(shè)置的，而基站不須設(shè)置固定頻帶，并且基站具有自動(dòng)識(shí)別功能，基站動(dòng)態(tài)調(diào)頻到AP 設(shè)定的頻帶，這個(gè)過(guò)程稱之為掃描（Scan ）。IEEE802.11定義了兩種模式：被動(dòng)掃描和主動(dòng)掃描。被動(dòng)掃描是指，基站偵聽(tīng)AP 發(fā)出的指示信號(hào)，并切換到給定的頻帶；主動(dòng)掃描是指，基站提出一個(gè)探視請(qǐng)求，接入點(diǎn)AP 回送一個(gè)包含頻帶信息的響應(yīng)，基站就切換到給定的頻帶。WaveLAN802.11采用的是主動(dòng)掃描，并且能結(jié)合天線接收靈敏度，以信號(hào)最佳的信道確定為當(dāng)前傳輸信道。這樣，當(dāng)原來(lái)位于接入點(diǎn)AP （A ）覆蓋范圍內(nèi)的基站漫游到接入點(diǎn)AP （B ）時(shí)，基站能自適應(yīng)，重新以AP （B ）為當(dāng)前接入點(diǎn)。

5.可靠的安全性能

WaveLAN本身的發(fā)射功率很小，小于35mV ，而且還被擴(kuò)展到22MHz 帶寬。一方面，平均

能量很低（15dBm ），另一方面，不存在頻率單一的載波，因此很難被掃描跟蹤，這也是次項(xiàng)技術(shù)一直用于軍事上的原因。這些是物理上的安全機(jī)制，在軟件上，還采用了域名控制、訪問(wèn)權(quán)限控制和協(xié)議過(guò)濾等多重安全機(jī)制；并且在有線同等保密（WEP ）方面，對(duì)于特殊用戶，可選以下附件：基于RC4加密（1988RSA 運(yùn)算法則）和密碼（40位加密鑰匙）。 新一代Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)

由Airgo 、Bermai 、Broadcom （博科通訊）、Conexant （科勝訊）、STMicroelectro nics （意法半導(dǎo)體）及Texas Instruments （德州儀器）等業(yè)界大廠組成的WWiSE 聯(lián)盟日前宣布將把一份完整的共同建議案提交給IEEE 802.11 Task Group N （TGn ），其目標(biāo)是發(fā)展新一代Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)，并使它擁有100 Mbps以上的持續(xù)數(shù)據(jù)產(chǎn)出能力，MIMO-OFDM 將是這種新技術(shù)的基礎(chǔ)。IEEE 802.11n將成為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)上特別重要的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗鼤?huì)運(yùn)用和擴(kuò)大這些功能，使其支持目前正在享受Wi-Fi 連接技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的眾多使用者。

WWiSE代表全球頻譜效率，它是提交給Task Group N所有建議案的重要元素，就這方面而言，WWiSE 建議案的發(fā)展是以全球布署能力和向后兼容于所有其它Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)為主要的宗旨和強(qiáng)制要求，其它考量還包括數(shù)據(jù)速率必須符合重要區(qū)域市場(chǎng)的全球電信法規(guī)要求，例如日本。這個(gè)建議案還包含由WWiSE 廠商提供的免權(quán)利金授權(quán)選項(xiàng)，主要目標(biāo)是協(xié)助推動(dòng)802.11n 技術(shù)在世界各地的布署應(yīng)用。

WWiSE建議案是以目前獲得全球采用的20 MHz通道格式為基礎(chǔ)，世界各地已有超過(guò)數(shù)千萬(wàn)部Wi-Fi 裝置正在使用此格式，這種方法不但確?，F(xiàn)有Wi-Fi 產(chǎn)品獲得支持，還可以改善Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)在指定頻帶內(nèi)的工作效能。除此之外，聯(lián)盟廠商也代表了組成Wi-Fi 市場(chǎng)的半導(dǎo)體供應(yīng)和消費(fèi)領(lǐng)域重要交集，這將在發(fā)展廠商和最終產(chǎn)品制造商之間建立起堅(jiān)強(qiáng)的合作關(guān)系。

就技術(shù)層面而言，WWiSE 建議案標(biāo)示著802.11實(shí)作功能的重大進(jìn)步，主要特點(diǎn)包括： ● 強(qiáng)制使用已經(jīng)核準(zhǔn)、現(xiàn)已存在且全球適用的20MHz Wi-Fi通道寬度，確保它在任何電信法規(guī)要求下都能立即使用和布署。

● 更強(qiáng)的MIMO-OFDM 技術(shù)，它是在2×2組態(tài)配置和一個(gè)20 MHz通道的最低要求下達(dá)到135 Mbps最大數(shù)據(jù)速率、進(jìn)而降低實(shí)作成本的關(guān)鍵。這種技術(shù)還能大幅改善簡(jiǎn)單的天線延伸或信道匯整技術(shù)。

● 利用4×4 MIMO架構(gòu)和40 MHz通道寬度（只要主管單位允許）實(shí)現(xiàn)的540 Mbps最高數(shù)據(jù)速率，它能替未來(lái)的裝置和應(yīng)用提供持續(xù)發(fā)展的藍(lán)圖。

● 強(qiáng)制模式提供與5 GHz和2.4 GHz頻帶內(nèi)現(xiàn)有Wi-Fi 裝置的向后兼容性與互用性，確保已安裝的設(shè)備仍能獲得強(qiáng)大支持。

● 先進(jìn)的FEC 編碼功能幫助實(shí)現(xiàn)最大覆蓋率和聯(lián)機(jī)距離，它適用于所有的MIMO 組態(tài)和通道帶寬。

新無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)802.11n

802.11n來(lái)龍去脈

在當(dāng)今各種無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)交織的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、HomeRF 、UWB 等競(jìng)相綻放，但I(xiàn)EEE802.11系列的無(wú)線局域網(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的。自從1997年IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，先后有802.11b 、802.11a 、802.11g 、802.11e 、802.11f 、802.11h 、802.11i 、80

2.11j 等標(biāo)準(zhǔn)制定或者醞釀，但是無(wú)線局域網(wǎng)依然面對(duì)著“四不一沒(méi)有”的問(wèn)題，即帶寬不足、漫游不方便、網(wǎng)管不強(qiáng)大、系統(tǒng)不安全和沒(méi)有殺手級(jí)的應(yīng)用等。就像當(dāng)今VoIP 應(yīng)用中一個(gè)全新的領(lǐng)域Vo 無(wú)線局域網(wǎng)那樣，雖被業(yè)內(nèi)人士看作是無(wú)線局域網(wǎng)最有希望的殺手級(jí)應(yīng)用，卻因?yàn)檫@四個(gè)“不”，很難進(jìn)一步發(fā)展。

為了實(shí)現(xiàn)高帶寬、高質(zhì)量的無(wú)線局域網(wǎng)服務(wù)，使無(wú)線局域網(wǎng)達(dá)到以太網(wǎng)的性能水平，802.11n 應(yīng)運(yùn)而生。

500Mbps的美妙前景

在傳輸速率方面，802.11n 可以將無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸速率由目前802.11a 及802.11g 提供的54Mbps 提高到108Mbps ，甚至高達(dá)500Mbps. 這得益于將MIMO （多入多出）與OFDM （正交頻分復(fù)用）技術(shù)相結(jié)合而應(yīng)用的MIMO OFDM技術(shù)，這個(gè)技術(shù)不但提高了無(wú)線傳輸質(zhì)量，也使傳輸速率得到極大提升。

應(yīng)用前景：802.11n 將使無(wú)線局域網(wǎng)傳輸速率達(dá)到目前傳輸速率的10倍，而且可以支持高質(zhì)量的語(yǔ)音、視頻傳輸，這意味著人們可以在寫(xiě)字樓中用Wi-Fi 手機(jī)來(lái)?yè)艽騃P 電話和可視電話。

在覆蓋范圍方面，802.11n 采用智能天線技術(shù)，通過(guò)多組獨(dú)立天線組成的天線陣列，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整波束，保證讓無(wú)線局域網(wǎng)用戶接收到穩(wěn)定的信號(hào)，并可以減少其它信號(hào)的干擾。因此其覆蓋范圍可以擴(kuò)大到好幾平方公里，使無(wú)線局域網(wǎng)移動(dòng)性極大提高。

應(yīng)用前景：這使得使用筆記本電腦和PDA 可以在更大的范圍內(nèi)移動(dòng)，可以讓無(wú)線局域網(wǎng)信號(hào)覆蓋到寫(xiě)字樓、酒店和家庭的任何一個(gè)角落，讓我們真正體驗(yàn)移動(dòng)辦公和移動(dòng)生活帶來(lái)的便捷和快樂(lè)。

在兼容性方面，802.11n 采用了一種軟件無(wú)線電技術(shù)，它是一個(gè)完全可編程的硬件平臺(tái)，使得不同系統(tǒng)的基站和終端都可以通過(guò)這一平臺(tái)的不同軟件實(shí)現(xiàn)互通和兼容，這使得無(wú)線局域網(wǎng)的兼容性得到極大改善。這意味著無(wú)線局域網(wǎng)將不但能實(shí)現(xiàn)802.11n 向前后兼容，而且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線局域網(wǎng)與無(wú)線廣域網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，比如3G.

兩個(gè)陣營(yíng)在爭(zhēng)標(biāo)準(zhǔn)

讓人遺憾的是，802.11n 現(xiàn)在處于一種“標(biāo)準(zhǔn)滯后、產(chǎn)品早產(chǎn)”的尷尬境地。802.11n 標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有得到IEEE 的正式批準(zhǔn)，但采用MIMO OFDM技術(shù)的廠商已經(jīng)很多，包括Airgo 、B ermai 、Broadcom 以及杰爾系統(tǒng)、Atheros 、思科、Intel 等等，產(chǎn)品包括無(wú)線網(wǎng)卡、無(wú)線路

由器等，而且已經(jīng)大量在PC 、筆記本電腦中應(yīng)用。

主導(dǎo)802.11n 標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)陣營(yíng)有兩個(gè)，即WWiSE （World Wide Spectrum Efficiency）聯(lián)盟和TGn Sync聯(lián)盟。這兩個(gè)陣營(yíng)都希望在下一代無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)中處于優(yōu)先地位，不過(guò)兩大陣營(yíng)的技術(shù)構(gòu)架已經(jīng)越來(lái)越相似，例如都是采用MIMO OFDM技術(shù)，而且在8月2日有消息稱，他們已經(jīng)決定不計(jì)前嫌，共同向美國(guó)電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE ）遞交了802. 11n 的無(wú)線技術(shù)版本。

在這激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，我們卻看不到中國(guó)的身影，讓我們不得不感到有些遺憾。這也是我們沒(méi)有核心技術(shù)的后果。標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)最終還是利益之爭(zhēng)，中國(guó)企業(yè)很難在無(wú)線局域網(wǎng)核心技術(shù)方面取得巨大效益，這是很值得人們深思的。

802.11n 具體技術(shù)解析

以前的無(wú)線傳輸技術(shù)，發(fā)展瓶頸就在覆蓋范圍和傳輸速率上。如果覆蓋范圍廣，那傳輸?shù)乃俣瓤隙〞?huì)變慢；如果傳輸速度上去了，那么覆蓋范圍肯定要縮小。那么802.11n 到底是如何去解決這些問(wèn)題、如何去突破這個(gè)制約無(wú)線技術(shù)的瓶頸的呢？它包含了哪些具體的新技術(shù)呢？我們?cè)谶@里將一一的去分析。

OFDM 技術(shù)

OFDM 技術(shù)是MCM （Multi-Carrier Modulation，多載波調(diào)制）的一種。其核心是將信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上進(jìn)行窄帶調(diào)制和傳輸，這樣減少了子信道之間的相互干擾。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道上的頻率選擇性衰落是平坦的，大大消除了符號(hào)間干擾，如圖1所示。另外，由于在OFDM 系統(tǒng)中各個(gè)子信道的載波相互正交，于是它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時(shí)又提高了頻譜利用率。

還有，OFDM 技術(shù)通過(guò)使用不同數(shù)量的子信道來(lái)實(shí)現(xiàn)上行和下行鏈路中不同的傳輸速率，很好地解決了無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的非對(duì)稱性傳輸問(wèn)題。同時(shí)，OFDM 系統(tǒng)還在某種程度上抑制了由于窄帶干擾帶來(lái)的影響。

盡管同單載波系統(tǒng)相比，OFDM 還存在一些缺點(diǎn)，例如易受頻率偏差的影響，存在較高的峰值平均功率比（PAR ），但通過(guò)結(jié)合時(shí)空編碼、分集、干擾（包括符號(hào)間干擾ISI 和鄰道干擾ICI ）抑制以及智能天線技術(shù)，可以最大程度地提高物理層的可靠性。如再結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制、自適應(yīng)編碼以及動(dòng)態(tài)子載波分配、動(dòng)態(tài)比特分配算法等技術(shù)，可以使其性能進(jìn)一步

優(yōu)化。

MIMO 技術(shù)

多入多出（MIMO ）技術(shù)是無(wú)線通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破。MIMO 技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。

在室內(nèi)，電磁環(huán)境較為復(fù)雜，多徑效應(yīng)、頻率選擇性衰落和其他干擾源的存在使得實(shí)現(xiàn)無(wú)線信道的高速數(shù)據(jù)傳輸比有線信道困難，多徑效應(yīng)會(huì)引起衰落，因而被視為有害因素。然而研究結(jié)果表明，對(duì)于MIMO 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，多徑效應(yīng)可以作為一個(gè)有利因素加以利用。MIMO 系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線（或陣列天線）和多通道。MIMO 的多入多出是針對(duì)多徑無(wú)線信道來(lái)說(shuō)的，如圖2所示。傳輸信息流S(k)經(jīng)過(guò)空時(shí)編碼形成N 個(gè)信息子流Ci(k)，i =1，??，N 。這N 個(gè)子流由N 個(gè)天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由M 個(gè)接收天線接收。多天線接收機(jī)利用先進(jìn)的空時(shí)編碼處理能夠分開(kāi)并解碼這些數(shù)據(jù)子流，從而實(shí)現(xiàn)最佳的處理。

特別是，這N 個(gè)子流同時(shí)發(fā)送到信道，各發(fā)射信號(hào)占用同一頻帶，因而并未增加帶寬。若各發(fā)射、接收天線間的通道響應(yīng)獨(dú)立，則MIMO 系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個(gè)并行空間信道。MIMO 將多徑無(wú)線信道與發(fā)射、接收視為一個(gè)整體進(jìn)行優(yōu)化，從而可實(shí)現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率，這是一種近于最優(yōu)的空域時(shí)域聯(lián)合的分集和干擾對(duì)消處理。

MIMO OFDM技術(shù)

MIMO OFDM技術(shù)是通過(guò)在OFDM 傳輸系統(tǒng)中采用陣列天線實(shí)現(xiàn)空間分集，提高了信號(hào)質(zhì)量，是聯(lián)合OFDM 和MIMO 而得到的一種新技術(shù)。它利用了時(shí)間、頻率和空間三種分集技術(shù)，使無(wú)線系統(tǒng)對(duì)噪聲、干擾、多徑的容限大大增加，系統(tǒng)原理如圖3所示。MIMO OFDM主要包括以下關(guān)鍵設(shè)計(jì): 發(fā)送分集、空間復(fù)用、接收分集、干擾消除、軟譯碼、信道估計(jì)、同步、自適應(yīng)調(diào)制和編碼等技術(shù)，其中的技術(shù)細(xì)節(jié)在此不再冗述。

MAC 層優(yōu)化技術(shù)

從網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)上來(lái)看，802.11只定義了物理層及介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC ）子層。MAC 層提供對(duì)共享無(wú)線介質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)使用和無(wú)競(jìng)爭(zhēng)使用，具有無(wú)線介質(zhì)訪問(wèn)、網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)驗(yàn)證和保密等功能。802.11n 標(biāo)準(zhǔn)小組為了提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，對(duì)MAC 層協(xié)議也進(jìn)行了優(yōu)化，改變數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，增加了凈負(fù)載所占的比重，減少管理檢錯(cuò)所占的字節(jié)數(shù)，大大提升了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

智能天線技術(shù)

智能天線是一個(gè)由多組獨(dú)立天線組成的天線陣列系統(tǒng)，該陣列的輸出與收發(fā)信機(jī)的多個(gè)輸入相結(jié)合，可提供一個(gè)綜合的時(shí)空信號(hào)。與單個(gè)天線不同的是，天線陣列系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)整波束的方向，以使每個(gè)用戶都獲得最大的主瓣，并減小了旁瓣干擾。這樣不僅改善了S INR （Signal-to-Interference and Noise Ratio，信號(hào)干擾和噪聲比），還提高了系統(tǒng)的容量，擴(kuò)大了小區(qū)的最大覆蓋范圍，減小了移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。智能天線的基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。

智能天線技術(shù)保障了能夠以不低于108Mbps 的傳輸速率進(jìn)行通信，同時(shí)可以作為蜂窩移動(dòng)通信的寬帶接入部分，與無(wú)線廣域網(wǎng)更緊密地結(jié)合。一方面，802.11n 可以為用戶提供高數(shù)據(jù)率的通信服務(wù)（比如視頻點(diǎn)播VOD 、在線觀看HDTV ）；另一方面，無(wú)線廣域網(wǎng)為用戶提供了更好的移動(dòng)性。

軟件無(wú)線電技術(shù)解決移動(dòng)難題

目前無(wú)線局域網(wǎng)多種標(biāo)準(zhǔn)并存，不同標(biāo)準(zhǔn)采用不同的工作頻段、不同的調(diào)制方式，造成系統(tǒng)間難以互通，移動(dòng)性差，而軟件無(wú)線電是一種最有希望解決這些問(wèn)題的技術(shù)。

軟件無(wú)線電是指研制出一個(gè)完全可編程的硬件平臺(tái)，所有的應(yīng)用都通過(guò)在該平臺(tái)上的軟件編程實(shí)現(xiàn)。換言之，不同系統(tǒng)的基站和移動(dòng)終端都可以由建立在相同硬件基礎(chǔ)上的不同軟件實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)將能保證各種移動(dòng)臺(tái)、各種移動(dòng)通信設(shè)備之間的無(wú)縫集成，并大大降低了建設(shè)成本。

基于軟件無(wú)線電的移動(dòng)通信具有以下特點(diǎn)：

（1）在同一硬件平臺(tái)上兼容不同的系統(tǒng)；

（2）具有自動(dòng)漫游能力，能在不同系統(tǒng)之間進(jìn)行智能切換；

（3）可以下載公用軟件并進(jìn)行自身的升級(jí)；

（4）支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像和傳真等多種業(yè)務(wù)，并能根據(jù)業(yè)務(wù)流量，信道質(zhì)量等情況，自動(dòng)選擇合適的傳輸信道；

（5）自動(dòng)選擇通信模式，采用合適的通信協(xié)議和信號(hào)格式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端通信。

軟件無(wú)線電在802.11n 中的應(yīng)用，將根本改變其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線局域網(wǎng)與無(wú)線廣域網(wǎng)融合并能容納各種標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議，提供更為開(kāi)放的接口，最終大大增加網(wǎng)絡(luò)的靈活性。

作為一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)，與以前的802.11協(xié)議相比，IEEE802.11n 無(wú)線局域網(wǎng)有兩方面的優(yōu)勢(shì)。一是短期的優(yōu)勢(shì)，有較高的傳輸速率，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)100Mbps 以上，使無(wú)線局域網(wǎng)平滑地和有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，全面提升了網(wǎng)絡(luò)吞吐量；二是長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)，今后無(wú)線局域網(wǎng)的產(chǎn)品可以使用雙頻方式，即在2.4GHz 和5.8GHz 兩個(gè)頻段，基于MIMO OFDM調(diào)制技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸速率。同時(shí)，802.11n 的傳輸距離更遠(yuǎn)，容易與無(wú)線廣域網(wǎng)融合。

編輯觀點(diǎn)

802.11n 肯定能夠給無(wú)線局域網(wǎng)帶來(lái)真正的殺手級(jí)應(yīng)用，想想在辦公室我們可以不再使用手機(jī)、不再使用桌面電話，而是使用Wi-Fi 手機(jī)，也可以使筆記本電腦不必中斷網(wǎng)絡(luò)連接而在各個(gè)辦公室、會(huì)議室中移動(dòng)辦公。在家庭中，我們可以享受到各種寬帶的無(wú)線應(yīng)用，從IPTV 到可視電話都可以通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，更重要的是各種智能家電都可以通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)連接，與通信系統(tǒng)相連可以實(shí)現(xiàn)更加智能的控制。

802.11n 像迷霧中的燈塔，已經(jīng)離我們?cè)絹?lái)越近了。