无线局域网IEEE 802.11技术解析

　　一、IEEE802.11无线局域网标准介绍

　　1997 年 IEEE802.11 标准的制定是无线局域网发展的里程碑，它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。IEEE802.11 标准定义了单一的 MAC 层和多样的物理层，其物理层标准主要有 IEEE802.11b,a,g 和 n。

　　1. IEEE802.11b

　　1999年9月正式通过的 IEEE802.11b 标准是 IEEE802.11 协议标准的扩展。它可以支持最高 11Mbps 的数据速率，运行在 2.4GHz 的 ISM 频段上，采用的调制技术是 CCK。但是随着用户不断增长的对数据速率的要求，11Mbps 的最高传输速率就不能满足要求了。802.11b 标准定义的数据传输速率较低，但是由于其设备元器件的价格较低，所以有大量的用户群体使用。可以说所有的 WiFI 技术无线网卡都支持这项技术，所以这项标准的兼容性是很高的。

　　2. IEEE802.11a

　　IEEE802.11a 工作 5GHz 频段上，使用 OFDM 调制技术可支持 54Mbps 的传输速率。802.11a 与 802.11b 两个标准都存在着各自的优缺点，802.11b 的优势在于价格低廉，但速率较低（最高 11Mbps）；而 802.11a 优势在于传输速率快（最高 54Mbps）且受干扰少，但价格相对较高。另外，11a 与11b 工作在不同的频段上，不能工作在同一 AP 的网络里，因此 11a 与 11b 互不兼容。由于 802.11a设备造价的因素，以及高频方式下面覆盖范围相对小的原因。造成使用此项技术的用户群体要小于 2.4GHz 频道的用户。

　　3. IEEE802.11g

　　为了 802.11b 数据传输率低，802.11a 兼容性以及造价高的问题，IEEE 于2003年7月批准了 802.11g 标准，新的标准终于浮出水面成为人们对无线局域网关注的焦点。IEEE802.11 工作组开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。该草案与以前的 802.11 协议标准相比有以下两个特点：其在 2.4G 频段使用 OFDM 调制技术，使数据传输速率提高到 54Mbps 以上；IEEE802.11g 标准能够与 802.11b 的 WIFI 系统互相连通，共存在同一AP 的网络里，保障了后向兼容性。这样原有的 WLAN 系统可以平滑的向高速无线局域网过渡，延长了IEEE802.11b 产品的使用寿命，降低用户的投资。

　　802.11g 同 802.11b 一样工作在 2.4-2.4835GHz 频段的工作频段带宽总计为 83.5MHz，将 83.5MHz 的频带划分成14个子频道，每个频道带宽为 22MHz。子频道分配如下图所示：

　　

　　在多个子频道同时工作的情况下，为保证频道之间不相互干扰，要求两个频道的中心频率间隔不能低于

　　25MHz。因此从上图可以看出，在一个蜂窝区（Cell）内，直序扩频技术最多可以提供3个不重叠的频道同时工作，在 802.11g 模式下面提供高达 54Mbps 的吞吐量。

　　4. IEEE802.11n

　　目前以太网有线IP网络的速率已经达到万兆的级别（10Gbps），54Mbps 的无线网络速率显然已经不能满足要求了。因此，IEEE 已经开始指定新的无线网络传输技术标准 802.11n。

　　IEEE802.11n 计划将 WLAN 的传输速率从 802.11a 和 802.11g 的 54Mbps 增加最高速率可达 500Mbps，这使得 802.11n 成为 802.11b、802.11a、802.11g 之后的另一场重头戏。和以往地 802.11 标准不同，802.11n 协议为双频工作模式（包含 2.4GHz 和 5GHz 两个工作频段）。这样 11n 保障了与以往的 802.11a b, g 标准兼容。

　　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 提高到108Mbps，甚至高达 500Mbps。这得益于将 MIMO（多入多出）与 OFDM（正交频分复用）技术相结合而应用的 MIMO OFDM 技术，这个技术不但提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。

　　简单地说，N 根发射天线向N根接收天线发送数据，每根接收天线检测一个唯一的流，结果是吞吐量增加了 N-1 倍。"N×N" 数字分别代表参与基于 MIMO 的和空间复用传输的发射（Tx）天线的数量和接收（Rx）天线的数量。当你有更多的接收天线时，你得到了所谓的'组合增益'。换句话说，你收到了相同信号的更多的副本，以及……更大的信噪比，而这增加了信号强度。

　　Netgear 公司在全球范围内率先推出了基于 802.11n 技术的无线产品―― RangeMax Next 系列产品。RangeMax Next 基于 802.11n 标准草案，它能扩展无线网络的范围、并且提供最高 300Mbps 的稳定传输。这一基于下一代无线局域网标准的 Next 系列产品采用高级 MIMO（多进多出）技术，提供令人难以置信的大范围覆盖和高速传输，并且具有与采用 TopDog 技术的其他产品实现高速无线互操作的特性，这种实现尚属首次。
 

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