802.11n—500M WLAN無線走向高速

2019-11-05 02:38:06

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供稿：網友

　　802.11n建議規范引入MIMO技術，使高數據率、頻譜效率和對無線用戶與企業應用的向后兼容實現最佳組合。
　　
　　10倍速WLAN執牛耳
　　據報道，IEEE提出的新的Wi-Fi無線組建議規范802.11n將為無線HDTV傳輸，以及企業和零售業用戶密集的無線網絡環境提供超高速數據流。該建議將定義下一代無線組網協議，即IEEE 802.11n。運行該協議將為WLAN提供500Mbps的傳輸速率，這一速率約比目前的WLAN快10倍。除此之外，該協議還能與現有的Wi-Fi標準廣泛兼容，并支持PC、用戶電子設備和移動平臺等。
　　
　　802.11n標準的主要應用業務分為兩個基本類型，即要求高速數據傳輸及高服務質量(QoS)和要求相當于有線網絡性能，如大型企業或綜合型公寓一類的高密集環境這兩類應用業務。最近，IEEE采納Agere系統公司的建議，在多輸入多輸出(MIMO)技術方面繼續創新，并引入連續信道、 5GHz傳輸技術和多種工作方式，以確保高的數據吞吐率，提高網絡容量并與傳統的802.11協議的兼容性。而且，這些技術還將有助于使無線組網產品的傳輸速率大大超過目前的以太網，而首先確保802 11n標準支持250Mbps的傳輸速率，并為進一步提高到500Mbps創造條件。同時，802.11n規范的成功采用，對于諸如家庭、辦公室或熱點地區一類的工作環境，以及目前運行的現有的無線協議，還具有支持HDTV一類的新技術的靈活性。
　　
　　兩項要害技術擔綱高性能
　　802.11n協議支持500Mbps的高數據率和提高頻譜效率，主要依靠于兩項要害技術，即多輸入多輸出(MIMO)技術和寬信道帶寬技術。
　　
　　(1)多輸入多輸出
　　
　　多輸入多輸出(MIMO)是一種對要發送的數據建立多條“空中路徑”，增加單信道數據吞吐率的無線傳輸技術。使用多根發射和接收天線，每條信道能在相同的頻率上傳送不同的數據集。MIMO通過提高發送信號的傳輸速度來提高網絡容量，從而空出時間用于傳輸其他信號。運用MIMO技術提高數據率，還避免了使用多種復雜的調制模式，不至于降低WALN的連接距離和堅固性。
　　
　　多輸入多輸出實際上是一種無線芯片技術，芯片中的MIMO通過兩根或多根天線發送信號。無線信號受到物體反射產生多徑，就普通無線而言，這種多徑效應會產生干擾和信號衰落；而MIMO技術則能利用多徑傳送更多的信息，在接收端借助MIMO算法將信息重新組合，增強傳輸效能。因此，多輸入多輸出技術不僅是802.11n標準制定的基礎，3G通信標準機構還在評估將這一技術用于蜂窩通信網絡的可能性。
　　
　　(2)40/20MHz信道帶寬
　　
　　802.11n建議規范支持20/40MHz信道帶寬，從而可在全球范圍內實現500Mbps的高數據率，并增大數據傳輸容量。40MHz信道由兩個20MHz的相鄰信道組成，利用兩個信道之間未被利用的象限頻段，可使每次傳輸的容量比目前WLAN 54Mbps的數據率提高一倍多，約為125Mbps。
　　
　　同時，數據率的增加與天線的數量成正比。按照802.11n建議規范要求，每部發射機和接收機最少用兩根天線(2×2配置)，至多用4根天線(4×4配置)。用2×2天線配置的MIMO與較寬的信道帶寬相結合可實現250Mbps的數據率。用4×4天線配置MIMO可使數據達到500Mbps，從而優化回程線路。例如，在規模較大的零售店，可以無線方式把多個接入點連接在一起。
　　
　　鑒于802.11n建議規范以MIMO和信道帶寬這兩項要害技術為支撐，因而給WLAN帶來許多新的應用。當前，這些應用集中體現在以下三個方面。
　　
　　引發廠商激情投入
　　(1)5GHz頻段內增大傳輸容量。由于在5Ghz頻段內有440MHz的帶寬可以利用，802.11n網絡可利用其中40MHz頻段中的11MHz，即40MHz信道帶寬中的11 MHz的寬帶信道，而2.4GHz頻段內只有2MHz的帶寬信道可利用。40MHz頻段的傳輸容量的增加有可能使802.11n網絡提供更多的無線服務，如在現有的熱點地區使網絡運營商有更多的選擇，從而促進對多個公共場所或公司提供高速連接，并通過專用信道提供高速視頻流。在5GHz頻段的WLAN連接還有利益于對越來越擁擠的2.4Hz頻段的連接提供替代手段，并能連接多種無線裝置和應用業務，如無繩電話、微波爐和基于“藍牙”的產品，甚至嬰兒監護器等裝置。
　　
　　(2)與現有的802.11共存與向后兼容。802.11n建議規范支持新的和現有的無線組網操作環境。盡管該建議規范專注于5GHz頻段內的40MHz信道，但它也支持20MHz信道和2.4GHz頻率利用。這就給802.11n系統提供一種與802.11b、11a和11g網絡向后兼容的途徑，并適應其他有關國家的WLAN對20MHz 的信道需求。該規范還將支持于今年完成的適用于Wi-Fi網絡的802.11e QoS標準。
　　
　　(3)單個和多個目的地幀聚合。802.11n建議規范對單個和多個目的地規定標準化的幀聚合，以提高網絡效能和互通性。所謂幀聚合，是指把幾個數據幀合并在一個數據包里，進行流媒體傳輸，包括ip無線話音和多媒體內容的流媒體。這是802.11n網絡的一種非常重要的應用業務。
　　
　　在業界支持802.11n引入MIMO技術的有兩大聯盟，即TGn Sync和WWiSE，前者以WLAN芯片先鋒Agere、Atheros等公司為發起人，后者的參與公司包括重量級半導體廠商Broacom、Conexant和德克薩斯儀器以及新興芯片公司Airgo。盡管802.11n規范的最終版本預計要到2006年才能完成，但這兩大聯盟已為提供500M WLAN業務展開角逐。TGn Sync看中5GHz頻段運行的高速WLAN，通過將目前的20MHz信道帶寬速度翻番，使系統性能倍增。該聯盟聲稱，通過信道帶寬倍增和支持4×4(4部發射機和4部接收機)配置的MIMO，能夠在近期實現500Mbps的數據率。該聯盟的發起者之一 Agere 公司已于2002年通過演示3×3(3部發射機/3部接收機)配置的MIMO系統。

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