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术语解释

产生

  在当今各种无线局域网技术交织的战国时代,WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放,但IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。自从1997年IEEE802.11标准实施以来,先后有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i、802.11j等标准制定或者酝酿,但是WLAN依然面临带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。就像当今VoIP应用中一个全新的领域VoWLAN那样,虽被业内人士看作是WLAN最有希望的杀手级应用,却因为这四个“不”,很难进一步发展。

  600Mbps的美妙前景,100Mbps的净吞吐量;

应用

  在传输速率方面,802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps,提供到300Mbps甚至高达600Mbps。得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMOOFDM技术,提高了无线传输质量,也使传输速率得到极大提升。

  在覆盖范围方面,802.11n采用智能天线技术,通过多组独立天线组成的天线阵列,可以动态调整波束,保证让WLAN用户接收到稳定的信号,并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里,使WLAN移动性极大提高。

  在兼容性方面,802.11n采用了一种软件无线电技术,它是一个完全可编程的硬件平台,使得不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容,这使得WLAN的兼容性得到极大改善。这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容,而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合,比如3G。

两个阵营

  让人遗憾的是,802.11n现在处于一种“标准滞后、产品早产”的尴尬境地。802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准,但采用MIMOOFDM技术的厂商已经很多,包括D-Link,Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等,产品包括无线网卡无线路由器等,而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。

  主导802.11n标准的技术阵营有两个,即WWiSE(World Wide Spectrum Efficiency)联盟和TGnSync联盟。这两个阵营都希望在下一代无线局域网标准之争中处于优先地位,不过两大阵营的技术构架已经越来越相似,例如都是采用MIMOOFDM技术,而且在8月2日有消息称,他们已经决定不计前嫌,共同向美国电气电子工程师学会(IEEE)递交了802.11n的无线技术版本。

  在2007年上半年已经确定802.11n的2.0草案,可以完全支持日后的正式标准。并且IEEE预计在2008年上半年可以通过正式标准。

  2009年8月13、14日,2009年中国无线局域网论坛在北京中苑宾馆举行,会议以《802.11n,更便捷的WLAN》为主题,着力讨论了关于802.11n在技术应用上的前景。

MIMO技术

  所谓的MIMO,就字面上看到的意思,是Multiple Input MultipleOutput的缩写,大部分您所看到的说法,都是指无线网络讯号通过多重天线进行同步收发,所以可以增加资料传输率。然而比较正确的解释,应该是说,网络资料通过多重切割之后,经过多重天线进行同步传送,由于无线讯号在传送的过程当中,为了避免发生干扰起见,会走不同的反射或穿透路径,因此到达接收端的时间会不一致。为了避免资料不一致而无法重新组合,因此接收端会同时具备多重天线接收,然后利用DSP重新计算的方式,根据时间差的因素,将分开的资料重新作组合,然后传送出正确且快速的资料流。

  由于传送的资料经过分割传送,不仅单一资料流量降低,可拉高传送距离,又增加天线接收范围,因此MIMO技术不仅可以增加既有无线网络频谱的资料传输速度,而且又不用额外占用频谱范围,更重要的是,还能增加讯号接收距离。所以不少强调资料传输速度与传输距离的无线网络设备,纷纷开始抛开对既有Wi-Fi联盟的兼容性要求,而采用MIMO的技术,推出高传输率的无线网络产品。

  MIMO技术可以简单的认为多进多出(MIMO:Multiple Input MultipleOutput)技术,是在上个世纪末美国的贝尔实验室提出的多天线通信系统,在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道。因此我们今天看到的MIMO产品多数都不只一根天线。(如上图)。MIMO无线通信技术的概念是在任何一个无线通信系统,只要其发射端和接收端均采用了多个天线或者天线阵列,就构成了一个无线MIMO系统。MIMO无线通信技术采用空时处理技术进行信号处理,在多径环境下,无线MIMO系统可以极大地提高频谱利用率,增加系统的数据传输速率。MIMO技术非常适用于室内环境下的无线局域网系统使用。采用MIMO技术的无线局域网系统在室内环境下的频谱效率可以达到20~40bps/Hz;而使用传统无线通信技术在移动蜂窝中的频谱效率仅为1~5bps/Hz,在点到点的固定微波系统中也只有10~12bps/Hz。

  “MIMO”一词泛指任何在传送器部分具有多重输入,与在接收器部分具多重输出的系统。虽然MIMO系统可能包含有线连结的装置,但整个系统通常是无线系统,例如多重天线系统、3G行动电话系统(无线系统)中所使用的CodeDivision MultipleAccess(CDMA)系统,甚至是使用多条电话线多方通话(crosstalk)的DSL系统(有线系统)。MIMO并不是单一概念,而是由多种无线射频技术所组成,因此我们必须充份了解MIMO的运作和效能。当应用于WLAN时,有些MIMO技术能与现时的WLAN标准(如802.11a、802.11b与802.11g)相兼容,因而能扩充其传输范围;相反,有些MIMO技术则只能用于与一般WLAN标准不相容的MIMO装置。

MIMO特色

  通过多只天线同时进行收发,增加无线网络基地台的涵盖范围。

  利用多重路径的设计方式,减少基地台数量,

  不仅可以增加资料传输率,也能够增加无线网络客户端服务数量。

  2009年9月11日:IEEE标准委员会终于批准通过802.11n成为正式标准。

什么是OFDM?

  OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)即正交频分复用技术。是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的,而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各子载波并行传输。这样,尽管总的信道是非平坦的,具有频率选择性,但是每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽,因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交,于是它们的频谱是相互重叠的,这样不但减小了子载波间的相互干扰,同时又提高了频谱利用率。

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