11n wlan的关键技术介绍

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1、802.11nWLAN的关键技术介绍802.11（WLAN）技术作为成熟而广泛应用的无线接入技术，已经广泛地应用于家庭、企业等。据统计，仅2008年一年，全球销售了3亿8千多万颗WLAN芯片。尽管802.11a/g技术已经将物理层吞吐提高到了54Mbps，但是随着YouTube、无线家庭媒体网关、企业VoIPOverWLAN等应用对WLAN技术提出了越来越高的带宽要求，传统技术802.11a/g已经无法支撑。用户需求呼唤着全新一代WLAN接入技术。文/史扬　标准发展历程IEEE802.11工作组意识到支持高吞吐将是WLAN技术发展历程的关键点，基于IEEEHTSG（HighT

2、hroughputStudyGroup）前期的技术工作，于2003年成立了TaskGroupn(TGn)。n表示NextGeneration，核心内容就是通过物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。由于802.11n涉及了大量的复杂技术，标准过程中又涉及了大量的设备厂家，所以整个标准制定过程历时漫长，预计2010年末才可能会成为标准。相关设备厂家早已无法耐心等待这么漫长的标准化周期，纷纷提前发布了各自的11n产品(pre-11n)。为了确保这些产品的互通性，WiFi联盟基于IEEE2007年发布的802.11n草案的2.0版本制定了11n产品认证规范，以帮助11n

3、技术能够快速产业化。根据WIFI联盟2009年初公布的数据，802.11n产品的认证增长率从2007年成倍增长，截至目前全球已经有超过500款的11n设备完成认证，2009年的认证数量必将超出802.11a/b/g。技术概述802.11n主要是结合物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。主要的物理层技术涉及了MIMO、MIMO-OFDM、40MHz、ShortGI等技术,从而将物理层吞吐提高到600Mbps。如果仅仅提高物理层的速率，而没有对空口访问等MAC协议层的优化，802.11n的物理层优化将无从发挥。就好比即使建了很宽的马路，但是车流的调度管理如果跟不上，

4、仍然会出现拥堵和低效。所以802.11n对MAC采用了Block确认、帧聚合等技术，大大提高MAC层的效率。802.11n对用户应用的另一个重要收益是无线覆盖的改善。由于采用了多天线技术，无线信号（对应同一条空间流）将通过多条路径从发射端到接收端，从而提供了分集效应。在接收端采用一定方法对多个天线收到信号进行处理，就可以明显改善接收端的SNR，即使在接受端较远时，也能获得较好的信号质量，从而间接提高了信号的覆盖范围。其典型的技术包括了MRC等。除了吞吐和覆盖的改善，11n技术还有一个重要的功能就是要兼容传统的802.11a/b/g，以保护用户已有的投资。接下来对这些相关的关键

5、技术进行逐一介绍。物理层关键技术1.       MIMOMIMO是802.11n物理层的核心，指的是一个系统采用多个天线进行无线信号的收发。它是当今无线最热门的技术，无论是3G、IEEE802.16eWIMAX，还是802.11n，都把MIMO列入射频的关键技术。图1MIMO架构MIMO主要有如下的典型应用，包括：1）提高吞吐通过多条通道，并发传递多条空间流，可以成倍提高系统吞吐。２)提高无线链路的健壮性和改善SNR通过多条通道，无线信号通过多条路径从发射端到达接收端多个接收天线。由于经过多条路径传播，每条路径一般不会同时衰减严重，采用某种算法把这些多个信号进行综合计算，可

6、以改善接收端的SNR。需要注意的是，这里是同一条流在多个路径上传递了多份，并不能够提高吞吐。在MRC部分将有更多说明。2.       SDM当基于MIMO同时传递多条独立空间流（spatialstreams），如下图中的空间流X1,X2，时，将成倍地提高系统的吞吐。图2通过MIMO传递多条空间流MIMO系统支持空间流的数量取决于发送天线和接收天线的最小值。如发送天线数量为3,而接收天线数量为２，则支持的空间流为2。MIMO/SDM系统一般用“发射天线数量×接收天线数量”表示。如上图为2*2MIMO/SDM系统。显然，增加天线可以提高MIMO支持的空间流数。但是综合成本、实效

7、等多方面因素，目前业界的WLANAP都普遍采用3×3的模式。MIMO/SDM是在发射端和接收端之间，通过存在的多条路径（通道）来同时传播多条流。有意思的事情出现了：一直以来，无线技术(如OFMD)总是企图克服多径效应的影响，而MIMO恰恰是在利用多径来传输数据。图3MIMO利用多径传输数据3.       MIMO-OFDM在室内等典型应用环境下，由于多径效应的影响，信号在接收侧很容易发生(ISI)，从而导致高误码率。OFDM调制技术是将一个物理信道划分为多个子载体（sub-carrier）,将高速率的