300M 802.11N技術分析
802.11（WLAN）技術作為成熟而廣泛應用的無線接入技術，已經廣泛地應用于家庭、企業(yè)等。據(jù)統(tǒng)計，僅2008年一年，全球銷售了3億8千多萬顆WLAN芯片。盡管802.11a/g技術已經將物理層吞吐提高到了54Mbps，但是隨著YouTube、無線家庭媒體網(wǎng)關、企業(yè)VoIP Over WLAN等應用對WLAN技術提出了越來越高的帶寬要求，傳統(tǒng)技術802.11a/g已經無法支撐。用戶需求呼喚著全新一代WLAN接入技術。
OFDM調制技術是將高速率的數(shù)據(jù)流調制成多個較低速率的子數(shù)據(jù)流，再通過已劃分為多個子載體的物理信道進行通訊，從而減少ISI（碼間干擾）機會。
MIMO（多入多出）技術是在鏈路的發(fā)送端和接收端都采用多副天線，將多徑傳播變?yōu)橛欣蛩兀瑥亩诓辉黾有诺缼挼那闆r下，成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，以達到WLAN系統(tǒng)速率的提升。
將MIMO與OFDM技術相結合，就產生了MIMOOFDM技術，它通過在OFDM傳輸系統(tǒng)中采用陣列天線實現(xiàn)空間分集，提高了信號質量，并增加了多徑的容限，使無線網(wǎng)絡的有效傳輸速率有質的提升。
雙頻帶（20-MHz和40-MHz帶寬）
IEEE802.11n通過將兩個相鄰的20MHz帶寬捆綁在一起組成一個40MHz通訊帶寬，在實際工作時可以作為兩個20MHz的帶寬使用（一個為主帶寬，一個為次帶寬，收發(fā)數(shù)據(jù)時既可以40MHz的帶寬工作，也可以單個20MHz帶寬工作），這樣可將速率提高一倍。同時，對于IEEE802.11a/b/g，為了防止相鄰信道干擾，20MHz帶寬的信道在其兩側預留了一小部分的帶寬邊界。而通過頻帶綁定技術，這些預留的帶寬也可以用來通訊，從而進一步提高了吞吐量。
ShortGI（GuardInterval）是802.11n針對802.11a/g所做的改進。射頻芯片在使用OFDM調制方式發(fā)送數(shù)據(jù)時，整個幀是被劃分成不同的數(shù)據(jù)塊進行發(fā)送的，為了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑪?shù)據(jù)塊之間會有GI，用以保證接收側能夠正確的解析出各個數(shù)據(jù)塊。無線信號在空間傳輸會因多徑等因素在接收側形成時延，如果后續(xù)數(shù)據(jù)塊發(fā)送過快，會和前一個數(shù)據(jù)塊形成干擾，而GI就是用來規(guī)避這個干擾的。11a/g的GI時長為800us，而ShortGI時長為400us，在使用ShortGI的情況下，可提高10%的速率。另外，ShortGI與帶寬無關，支持20MHz、40MHz帶寬。
兼容a/b/g
WLAN標準從802.11a/b發(fā)展到802.11g，再到現(xiàn)在的802.11n，提供良好的向后兼容性顯得尤為重要。802.11g提供了一套保護機制來允許802.11b的無線用戶接入802.11g網(wǎng)絡。同樣的，802.11n協(xié)議提供相似的機制來允許802.11a/b/g用戶的接入。
802.11n設備發(fā)送的信號可能無法被802.11a/b/g的設備解析到，造成802.11a/b/g設備無法探測到802.11n設備，從而往空中直接發(fā)送信號，導致信道使用上的沖突。為解決這個問題，當802.11n運行在混合模式（即同時有802.11a/b/g設備在網(wǎng)絡中）時，會在發(fā)送的報文頭前添加能夠被802.11a或802.11b/g設備正確解析的前導碼。從而保證802.11a/b/g設備能夠偵聽到802.11n信號，并啟用沖突避免機制，進而實現(xiàn)802.11n的設備與802.11a/b/g設備的互通。
結論
MIMO是802.11n物理層的核心，通過結合40MHz綁定、MIMO-OFDM等多項技術，可以將物理層速率提高到600Mbps。為了充分發(fā)揮物理層的能力，802.11n對MAC層采用了幀聚合、Block ACK等多項技術進行優(yōu)化。802.11n給我們帶來吞吐、覆蓋等提高的同時，也增加了更多的技術挑戰(zhàn)。了解這些技術，將幫助我們更好地應用802.11n和解決應用所面臨的實際問題。
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