802.11n—500M WLAN无线走向高速

2019-11-05 02:38:06

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供稿：网友

　　802.11n建议规范引入MIMO技术，使高数据率、频谱效率和对无线用户与企业应用的向后兼容实现最佳组合。
　　
　　10倍速WLAN执牛耳
　　据报道，IEEE提出的新的Wi-Fi无线组建议规范802.11n将为无线HDTV传输，以及企业和零售业用户密集的无线网络环境提供超高速数据流。该建议将定义下一代无线组网协议，即IEEE 802.11n。运行该协议将为WLAN提供500Mbps的传输速率，这一速率约比目前的WLAN快10倍。除此之外，该协议还能与现有的Wi-Fi标准广泛兼容，并支持PC、用户电子设备和移动平台等。
　　
　　802.11n标准的主要应用业务分为两个基本类型，即要求高速数据传输及高服务质量(QoS)和要求相当于有线网络性能，如大型企业或综合型公寓一类的高密集环境这两类应用业务。最近，IEEE采纳Agere系统公司的建议，在多输入多输出(MIMO)技术方面继续创新，并引入连续信道、 5GHz传输技术和多种工作方式，以确保高的数据吞吐率，提高网络容量并与传统的802.11协议的兼容性。而且，这些技术还将有助于使无线组网产品的传输速率大大超过目前的以太网，而首先确保802 11n标准支持250Mbps的传输速率，并为进一步提高到500Mbps创造条件。同时，802.11n规范的成功采用，对于诸如家庭、办公室或热点地区一类的工作环境，以及目前运行的现有的无线协议，还具有支持HDTV一类的新技术的灵活性。
　　
　　两项要害技术担纲高性能
　　802.11n协议支持500Mbps的高数据率和提高频谱效率，主要依靠于两项要害技术，即多输入多输出(MIMO)技术和宽信道带宽技术。
　　
　　(1)多输入多输出
　　
　　多输入多输出(MIMO)是一种对要发送的数据建立多条“空中路径”，增加单信道数据吞吐率的无线传输技术。使用多根发射和接收天线，每条信道能在相同的频率上传送不同的数据集。MIMO通过提高发送信号的传输速度来提高网络容量，从而空出时间用于传输其他信号。运用MIMO技术提高数据率，还避免了使用多种复杂的调制模式，不至于降低WALN的连接距离和坚固性。
　　
　　多输入多输出实际上是一种无线芯片技术，芯片中的MIMO通过两根或多根天线发送信号。无线信号受到物体反射产生多径，就普通无线而言，这种多径效应会产生干扰和信号衰落；而MIMO技术则能利用多径传送更多的信息，在接收端借助MIMO算法将信息重新组合，增强传输效能。因此，多输入多输出技术不仅是802.11n标准制定的基础，3G通信标准机构还在评估将这一技术用于蜂窝通信网络的可能性。
　　
　　(2)40/20MHz信道带宽
　　
　　802.11n建议规范支持20/40MHz信道带宽，从而可在全球范围内实现500Mbps的高数据率，并增大数据传输容量。40MHz信道由两个20MHz的相邻信道组成，利用两个信道之间未被利用的象限频段，可使每次传输的容量比目前WLAN 54Mbps的数据率提高一倍多，约为125Mbps。
　　
　　同时，数据率的增加与天线的数量成正比。按照802.11n建议规范要求，每部发射机和接收机最少用两根天线(2×2配置)，至多用4根天线(4×4配置)。用2×2天线配置的MIMO与较宽的信道带宽相结合可实现250Mbps的数据率。用4×4天线配置MIMO可使数据达到500Mbps，从而优化回程线路。例如，在规模较大的零售店，可以无线方式把多个接入点连接在一起。
　　
　　鉴于802.11n建议规范以MIMO和信道带宽这两项要害技术为支撑，因而给WLAN带来许多新的应用。当前，这些应用集中体现在以下三个方面。
　　
　　引发厂商激情投入
　　(1)5GHz频段内增大传输容量。由于在5Ghz频段内有440MHz的带宽可以利用，802.11n网络可利用其中40MHz频段中的11MHz，即40MHz信道带宽中的11 MHz的宽带信道，而2.4GHz频段内只有2MHz的带宽信道可利用。40MHz频段的传输容量的增加有可能使802.11n网络提供更多的无线服务，如在现有的热点地区使网络运营商有更多的选择，从而促进对多个公共场所或公司提供高速连接，并通过专用信道提供高速视频流。在5GHz频段的WLAN连接还有利益于对越来越拥挤的2.4Hz频段的连接提供替代手段，并能连接多种无线装置和应用业务，如无绳电话、微波炉和基于“蓝牙”的产品，甚至婴儿监护器等装置。
　　
　　(2)与现有的802.11共存与向后兼容。802.11n建议规范支持新的和现有的无线组网操作环境。尽管该建议规范专注于5GHz频段内的40MHz信道，但它也支持20MHz信道和2.4GHz频率利用。这就给802.11n系统提供一种与802.11b、11a和11g网络向后兼容的途径，并适应其他有关国家的WLAN对20MHz 的信道需求。该规范还将支持于今年完成的适用于Wi-Fi网络的802.11e QoS标准。
　　
　　(3)单个和多个目的地帧聚合。802.11n建议规范对单个和多个目的地规定标准化的帧聚合，以提高网络效能和互通性。所谓帧聚合，是指把几个数据帧合并在一个数据包里，进行流媒体传输，包括ip无线话音和多媒体内容的流媒体。这是802.11n网络的一种非常重要的应用业务。
　　
　　在业界支持802.11n引入MIMO技术的有两大联盟，即TGn Sync和WWiSE，前者以WLAN芯片先锋Agere、Atheros等公司为发起人，后者的参与公司包括重量级半导体厂商Broacom、Conexant和德克萨斯仪器以及新兴芯片公司Airgo。尽管802.11n规范的最终版本预计要到2006年才能完成，但这两大联盟已为提供500M WLAN业务展开角逐。TGn Sync看中5GHz频段运行的高速WLAN，通过将目前的20MHz信道带宽速度翻番，使系统性能倍增。该联盟声称，通过信道带宽倍增和支持4×4(4部发射机和4部接收机)配置的MIMO，能够在近期实现500Mbps的数据率。该联盟的发起者之一 Agere 公司已于2002年通过演示3×3(3部发射机/3部接收机)配置的MIMO系统。

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