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Wifi(无线通信技术)基础扫盲(一)
Wifi(无线通信技术)基础扫盲(二)
Wifi(无线通信技术)基础扫盲(三)
Wifi(无线通信技术)基础扫盲(四)
Wifi(无线通信技术)基础扫盲(五)
Wifi(无线通信技术)基础扫盲(六)
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Wifi(无线通信技术)基础扫盲(五)

   前面四篇,概括性的介绍了Wifi的知识。这篇就从Wifi4入手,详细地介绍其协议中的关键技术。

IEEE 802.11n详细解读(一)

   内容还是比较多的,分两篇写IEEE 802.11n。

   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、Short GI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,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802.11 a/b/g,以保护用户已有的设备投资。接下来对这些相关的关键技术进行逐一介绍。

物理层关键技术

MIMO

   MIMO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、IEEE 802.16e WIMAX,还是802.11n,都把MIMO列入射频的关键技术。

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。

SDM

   当基于MIMO同时传递多条独立空间流(spatial streams),如下图中的空间流X1,X2,时,将成倍地提高系统的吞吐。

   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*2 MIMO/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、实效等多方面因素,目前业界的WLAN AP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。

   下一篇将继续介绍IEEE 802.11n的关键技术MIMO-OFDM,以及40MHz绑定。

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