基于ieee80211n无线局域网关键技术探究

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1、基于IEEE802.lln无线局域网关键技术探究摘要：文中首先介绍了IEEE802.11系列标准中的几种高速物理层标准，并进行了简要的分析。接着分别从无线局域网PHY层和MAC层两个层面，重点研究了目前无线局域网领域的主流标准IEEE802.llno细致的分析了IEEE802.lln的信道接入方式以及与系统吞吐量相关的MAC层和PHY层关键技术。关键词：无线局域网；IEEE802.11；IEEE802.lln；关键技术中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)33-7906-05目前，无线网络已经成为无时不在、无处不在的高

2、速高质量通信网。在各种无线网络中，WLAN以其特有的可移动、高速度、低价格等优点，近年来用户数量持续保持快速增加。以IEEE802.11系列协议为代表的无线局域网技术，在当前无线网络应用当中占有主导地位。美国电子电气学会(IEEE)802.11任务组于1997年6月推出IEEE802.11无线局域网标准，经过不断的完善发展,现已成为最具影响力的无线局域网工业标准。到目前为止，已经发布的高速物理层标准如表1所示。1.1MIM0+0FDM技术分析多入多出MIMO技术是一种在发射端和接收端同时使用多副天线的无线收发技术，主要包括发射分集技术和空间复用技术。MIM

3、O技术充分利用随机衰落及多径时延扩展，在不需要增加天线发送功率和频谱资源情况下，利用MIMO信道提供的空间分集增益可以有效降低误码率，提高信道的容量和可靠性。MIMO收发模式可以用缩写"Y*Z”来表示，分别代表发送天线数和接收天线数。IEEE802.lln设备默认支持2*2模式空间流，最多支持4*4模式无线链路进行空间复用；正交频分复用OFDM技术是一种无线环境下多载波的高速扩频传输技术，通过将给定频域内的信道分成若干个正交子信道，每个子信道都可以使用独立的子载波(SubCarrier),根据具体需要选择不同调制方式进行调制，并且这些子载波可以并行发送，因

4、此可以提高数据发送速度。同时，相互正交的子载波不但提高了频谱利用率而且减小了子载波间的相互干扰。MIMO可以有效利用多径衰落提高信道容量，但对频率选择性衰落无能为力；OFDM技术可以有效利用频率选择性衰落，在不受带宽和功率限制条件下，OFDM技术可以以任意速率传输。实际上WLAN只能在带宽和功率受限的情况下提高信道传输能力。因此将MIMO和OFDM两种技术相结合，可扬长避短实现最佳传输效果。MIMO-OFDM技术原理如图1所不OMIMO+OFDM技术在发送端将发送信息先进行信道编码和MIMO编码，然后将此Bit流进行串/并转换分为多个分支，每个分支都进行O

5、FDM处理，最后经MIMO阵列天线发送到无线信道中。接收端进行着与发射端进行相反的信号处理，并进行信道估计和同步等处理，最后恢复出与发送端发送一样的比特流信息。1.2绑定的信道结构技术分析比较不同通信系统的有效性时，单看它们的传输速率是不够的，还应该看在这样的传输速率下所占信道的宽度。所以真正衡量数字通信系统传输效率的应当是单位频带内的码元传输速率，即频谱效率(spectrumeffectiveness),以比特每秒每赫兹为单位。IEEE802.lln标准定义20MHz为强制信道，40MHz为可选信道。20MHz信道主要为了和802.llb/a/g兼容，且

6、20MHz频谱在世界范围内都是可用的，可实现802.11n产品在全世界范围统一。在每个信道20MHz带宽下。IEEE802.11n使用了56个子载波，其中52个用于传输数据信号，4个用于传输导频信号。40MHz信道由两个相邻的20MHz信道绑定在一起来实现的，其中心频率处有三个空子载波(T,0,1),原有的20MHz信道的中心频率设定在新的40MHz信道的第+/-32个子载波处。-6至6是保护频带，为了增加吞吐量，40MHz信道使用的导频子载波数是6个，数据子载波数是108个，子载波数总共为114个。尽管不是所有的子载波都可以用来传输数据，但子载波的数量仍

7、然是越多越好，因为每多一个就意味着能多传递一组调制信号。因此，40MHz信道可提供比20MHz信道更高的数据吞吐量。1.3短保护间隔ShortGI技术分析无线信号的收发过程并非一刻不停。为了保证收发效果，在接收发送之间或多次发送过程中，必须有一定的时间间隔，即保护间隔。在使用0FDM调制方式发送数据时，整个帧被划分成不同的数据块进行发送，在多径环境下，后数据块的前端比前一数据块的末端更快到达接收机，从而引起数据块间产生干扰。前后数据块由不同路径到达，前一数据块尚未被接收机完全接收，后一数据块却由一个更短路径到达。数据块间干扰会降低射频链路的SNR(sign

8、altonoiseratio)QGI是前后数据块间的一段空白时间，