黄然2009级通信技术三班张羽2.doc

四川邮电职业技术学院毕 业 论 文论文（设计）题目： 802.11n协议分析 班 级： 2009级通技3班 姓 名： 学 号： 指导教师： 张羽 时间：2012 年 3 月 24 日四川邮电职业技术学院毕 业 设 计（论文）任 务 书班级 309级通技三班姓名 学号设计（或论文）题 目 802.11n协议分析指导教师姓名 张羽指导教师专业技术职称 助理实验师设计根据、内容、技术要求，主要设计方法（或步骤）：1. 学习802.11n工作原理，了解现有的802.11n较之802.11协议族以前协议的优点，认识现在802.11n的缺陷与不足；2. 通过了解802.11n的最新资料，了解802.11n的架构和一些最新的建议；3. 了解关于802.11n的最新应用；4. 分析802.11n协议的关键技术，如MIMO OFDM；5. 能够做出一些关于802.11n关键技术方面的仿真；6. 对802.11n提出自己独立和独到的见解；主要参考文献、资料： 要求完成时间 2012年5月30日注：本表在论文开始前，由指导教师填写。802.11n协议分析通信技术3班： 内容摘要：WiFi联盟在802.11a/b/g后面的一个无线传输标准协议， 为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平，802.11任务组N（TGn）应运而生。802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准，但采用 MIMO OFDM技术的厂商已经很多，包括DLink，Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等，产品包括无线网卡、无线路由器等，而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。802.11n，2004年1月IEEE宣布组成一个新的单位来发展新的802.11标准。资料传输速度估计将达540Mbit/s(需要在物理层产生更高速度的传输率)，此项新标准应该要比802.11b快上50倍，而比802.11g快上10倍左右。802.11n也将会比目前的无线网络传送到更远的距离。关键词： 工作原理应用架构技术特点MIMOOFDM发展优势WLAN目录第一章 802.11n协议概论第一节 工作原理 1第二节 其它协议 22.1 802.11a、802.11b协议 22.2 802.11c、802.11d、802.11e协议 32.3 802.11f、802.11g协议 32.4 802.11h、802.11i协议 42.5 802.11j、802.11k协议 42.6 802.11l、802.11m协议 52.7 802.11o、802.11p协议 52.8 802.11r、802.11t协议 52.9 802.11u、802.11v协议 6第三节 802.11n协议的架构及最新应用 63.1 802.11n协议的架构 63.2 802.11n协议的最新应用 7第四节 802.11n协议的技术特点 84.1 MIMO技术 94.2 OFDM技术 11第二章 802.11n的见解第一节 对802.11n协议的见解 111.1 802.11n协议理解 111.2 802.11n协议的建议及发展 14 附录附录 一 参考文献 15第一章 802.11n协议概论第一节 802.11n工作原理不同的 802.11 标准在不同的频道有不同的工作方式，因此理解不同的协议影响 网络的方式是很重要的。 802.11a 是 802.11 协议族中的几个 WLAN 协议之一。802.11a 是用于无线 ATM 系统标准，并用在接入集线器上。 802.11b 也是一个 WLAN 标准通常称为 Wi-Fi，它也是 IEEE 的 802.11 WLAN 系列标准的一部分。802.11b 向下兼容 802.11。它也定义了相差 5 MHz 的频 道，并且它的频率位于 22MHz 频道的中间。 802.11g 是一个 WLAN 的标准，它支持相对较短的传输距离，并且最高传输速度为 54 Mbps，比更早的 802.11b 标准的理论最大值 11 Mbps 高很多。与 802.11b 相 似，802.11g 规范也定义了相差 5MHz 的频道，并且每个定义的频率都位于 22MHz 的 频道中间。 草拟版 802.11n 标准定义了 2.4 和 5 GHz 频带的 20MHz 频道，以及一个把两个 20MHz 频道整合为一个 40MHz（控制+扩展）频道来增加吞吐量的选项。 对于网络设计人员，还有另外一个重要方面要考虑不重叠频道。802.11b 和 g 只 有三个不重叠频道，这意味着你只能在同一个区域放三个 WAP 才不会互相干扰，而 802.11a 有不重叠频道。802.11 无线部署 在考虑现有的无线部署时这几乎总是对现有 LAN 交换部署的补充，我们还需要考 虑当前运行的协议。许多单位已经部署了 802.11b 硬件，并且现在想要转为 802.11g。 众所周知，许多硬件模块都可以升级到 802.11a 或 g，鉴于它也是一个相当新的规则， 所以我们可能会尝试直接升级到最新版本 g，并保留 WAP。这里建议避免这样升级，因 为没有必要为所有环境做最好的升级。相反，我们应该考虑先做新位置测试，并考虑在较 高用户密度位置上使用 802.11a。 通过更多的不重叠频道，我们将可能发现更高效管理频率与覆盖面积，特别是可以在 之前因为重叠问题无法安装 WAP 的地方重新安装 WAP。而且我猜想用户注意到的网络 性能改进更多是由于抢占减少（特定 WAP 上的用户减少）带来的，而不只是数据传输速 率引起的。 随着 802.11n 逐渐得到认可，更多企业也正在考虑新协议对于他们的 Ethernet 和 WLAN 的好处。急于发布 802.11n 产品的供应商已经测试了他们的兼容草拟版 802.11n 标准的硬件。随着时间的推移，802.11n 是必然出现的，企业也应该仔细考虑 什么样的无线方案能继续给他们带来好处。 考虑 802.11n 即将出现的 IEEE 802.11n 无线标准将支持高带宽应用，如流媒体与 VoIP。而该协议的最终完成和认可可能需要到 2008 年年初，IT 管理人员现在可以开始考虑新标准将 对新标准发挥最大作用的现有网络和环境的影响。 当前版本的标准承诺的数据传输速率高达 540 Mbits/秒。典型的吞吐量应该在 100 到 200 Mbits/秒的范围之间，随着技术的成熟这个速率还可能有进一步的提升。IEEE 802.11n 的吞吐量增加将会影响到整个网络的性能，而不仅仅是无线部分。100 MB 的 Ethernet 足够承载来自于 802.11g 接入端（AP）的流量，但 802.11n 会要求 GB 级连 接。为了处理更高数据传输速率而对网络进行升级将会影响到整个网络，即使大多数 802.11n 产品能够通过降低速率到 802.11g 级别来兼容运行在相同频道的 802.11g 设 备。但是，速度的降低将影响整个无线网络，而非只是 802.11g 设备。802.11n 的速度增加是通过使用 MIMO 技术实现的，这是一个更宽的无线电频率的 频道，也是减少传输时间的方法。每个天线发出的信号从发送端到达接收端的传输路径是 不相同的。它们会受到路径上的障碍物影响从而到达次数会有些差别，这使得接收端可以 使用多个信号重建原始数据流。事实上，路径上的障碍物帮助了接收端的信号重建，这意 味着 802.11n 设备可以支持更远的距离，并且相比目前的技术死点更少。 IEEE 802.11n 也将支持帧聚集。当一个站点获取了权限进行信号传输时，它可以连 续发送一系列的帧而不需要释放和重新获取每一个帧的发送权限。802.11n 也支持将目 前仅限于有线网络的高带宽应用移植到无线网络。这将改进无线 VoIP 应用范围。更高速 度和更大范围的好处是保证 IEEE 802.11n 能被广泛地被采用，但 IEEE 802.11n 部署 前的准备也很重要。 无线网络和笔记本供应商很早以前就已经计划了 802.11n 的支持，并宣布已经 开始交付基于草拟版标准的设备。而且，Wi-Fi Alliance 计划基于草拟版标准认证这 些产品之间的互操作性。在为 802.11n 准备企业网络时，很有必要先仔细地研究新标准选项。第二节 其它协议2.1 802.11a、802.11b协议802.11a（Wi-Fi5）标准是得到广泛应用的802.11b标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带，物理层速率可达54Mbps，传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口；支持语音、数据、图像业务；一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，传送速度为11Mbit/s。IEEE 802.11b是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。在2.4-GHz-ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g，其传送速度为54Mbit/s。2.2 802.11c、802.11d、802.11e协议802.11c在媒体接入控制/链路连接控制(MAC/LLC)层面上进行扩展，旨在制订无线桥接运作标准，但后来将标准追加到既有的802.1中，成为802.1d。801.11d和802.11c一样在媒体接入控制/链路连接控制(MAC/LLC)层面上进行扩展，对应802.11b标准，解决不能使用2.4GHz频段国家的使用问题。802.11e是IEEE为满足服务质量(Qos)方面的要求而制订的WLAN标准。在一些语音、视频等的传输中，Qos是非常重要的指标。在802.11MAC层，802.11e加入了Qos功能，它的分布式控制模式可提供稳定合理的服务质量，而集中控制模式可灵活支持多种服务质量策略，让影音传输能及时、定量、保证多媒体的顺畅应用，WIFI联盟将此称为WMM(wi-fi multimedia) 。2.3 802.11f、802.11g协议802.11f追加了IAPP（inter-access point protocol）协定，确保用户端在不同接入点间的漫游，让用户端能平顺、无形地切换存取区域。 802.11f标准确定了在同一网络内接入点的登陆，以及用户从一个接入点切换到另一个接入点时的信息交换。IEEE 802.11g2003年7月，通过了第三种调变标准。其载波的频率为2.4GHz(跟802.11b相同)，原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的设备与802.11b兼容。802.11g是为了提高更高的传输速率而制定的标准，它采用2.4GHz频段，使用CCK技术与802.11b(Wi-Fi)后向兼容，同时它又通过采用OFDM技术支持高达54Mbit/s的数据流，所提供的带宽是802.11a的1.5倍。从802.11b到802.11g，可发现WLAN标准不断发展的轨迹：802.11b是所有WLAN标准演进的基石，未来许多的系统大都需要与802.11b向后向兼容，802.11a是一个非全球性的标准，与802.11b后向不兼容，但采用OFDM技术，支持的数据流高达54Mbit/s，提供几倍于802.11b/g的高速信道，如802.11b/g提供3个非重叠信道可达8-12个;可以看出，在802.11g和802.11a之间存在与Wi-Fi兼容性上的差距，为此出现了一种桥接此差距的双频技术双模(dual band)802.11a+g(=b),它较好地融合了802.11a/g技术，工作在2.4GHz和5GHz两个频段，服从802.11b/g/a等标准，与802.11b后向兼容，使用户简单连接到现有或未来的802.11网络成为可能。2.4 802.11h、802.11i协议802.11h是为了与欧洲的HiperLAN2相协调的修订标准，美国和欧洲在5GHz频段上的规划、应用上存在差异，这一标准的制订目的，是为了减少对同处于5GHz频段的雷达的干扰。类似的还有802.16（WIMAX），其中802.16B即是为了与Wireless HUMAN协调所制订。 802.11h涉及两种技术，一种是动态频率选择(DFS)，即接入点不停地扫描信道上的雷达，接入点和相关的基站随时改变频率，最大限度地减少干扰，均匀分配WLAN流量；另一种技术是传输功率控制(TPC)，总的传输功率或干扰将减少3dB。IEEE 802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能（WEP, Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，于2004年7月完成。其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol），以及向前兼容RC4的加密协议TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）。 无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当的时间，而各大厂通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi厂商采用802.11i的草案3为蓝图设计了一系列通信设备，随后称之为支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的；之后称将支持802.11i最终版协议的通信设备称为支持WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的。2.5 802.11j、802.11k协议802.11j是为适应日本在5GHz以上应用不同而定制的标准，日本从4.9GHz开始运用，同时，他们的功率也各不相同，例如同为5.15-5.25GHz的频段，欧洲允许200MW功率，日本仅允许160MW。802.11k为无线局域网应该如何进行信道选择、漫游服务和传输功率控制提供了标准。他提供无线资源管理，让频段（BAND）、通道（CHANNEL）、载波（CARRIER）等更灵活动态地调整、调度，使有限的频段在整体运用效益上获得提升。在一个无线局域网内，每个设备通常连接到提供最强信号的接入点。这种管理有时可能导致对一个接入点过度需求并且会使其他接入点利用率降低，从而导致整个网络的性能降低，这主要是由接入用户的数目及地理位置决定的。在一个遵守802.11k规范的网络中，如果具有最强信号的接入点以其最大容量加载，而一个无线设备连接到一个利用率较低的接入点，在这种情况下，即使其信号可能比较弱，但是总体吞吐量还是比较大的，这是因为这时网络资源得到了更加有效的利用。2.6 802.11l、802.11m协议由于（11L）字样与安全规范的（11i）容易混淆，并且很像（111），因此被放弃编列使用。802.11m主要是对802.11家族规范进行维护、修正、改进，以及为其提供解释文件。802.11m中的m 表示Maintenance。2.7 802.11o、802.11p协议针对VOWLAN（Voice over WLAN）而制订，更快速的无限跨区切换，以及读取语音（voice）比数据（Data）有更高的传输优先权。80211p是针对汽车通信的特殊环境而出炉的标准。最初的设订是在300M距离内能有6MBPS的传输速度。它工作于5.9GHz的频段，并拥有1000英尺的传输距离和6Mbps的数据速率。802.11p将能用于收费站交费、汽车安全业务、通过汽车的电子商务等很多方面。从技术上来看，802.11p对802.11进行了多项针对汽车这样的特殊环境的改进，如热点间切换更先进、更支持移动环境、增强了安全性、加强了身份认证等等。2.8 802.11r、802.11t协议80211r标准，着眼于减少漫游时认证所需的时间，这将有助于支持语音等实时应用。使用无线电话技术的移动用户必须能够从一个接入点迅速断开连接，并重新连接到另一个接入点。这个切换过程中的延迟时间不应该超过50毫秒，因为这是人耳能够感觉到的时间间隔。但是目前802.11网络在漫游时的平均延迟是几百毫秒，这直接导致传输过程中的断续，造成连接丢失和语音质量下降。所以对广泛使用的基于802.11的无线语音通讯来说，更快的切换是非常关键的。802.11r改善了移动的客户端设备在接入点之间运动时的切换过程。协议允许一个无线客户机在实现切换之前，就建立起与新接入点之间安全且具备QoS的状态，这会将连接损失和通话中断减到最小。制订与实现目前最先进的MESH网路，提供自主性组态（self-configuring）,自主性修复（self-healing）等能力。无线网状网可以把多个无线局域网连在一起从而能覆盖一个大学校园或整个城市。当一个新接入点加入进来时，它可以自动完成安全和服务质量方面的设置。整个网状网的数据包会自动避开繁忙的接入点，找到最好的路由线。目前关于该标准共有15个提案。IEEE可能在2008年正式认可该标准。802.11t提供提高无线电广播链路特征评估和衡量标准的一致性方法标准，衡量无线网络性能。2.9 802.11u、802.11v协议802.11u与其他网络的交互性。以后更多的产品将兼具Wi-Fi与其他无线协议，例如GXXXXXX、Edge、EV-DO等。该工作组正在开发在不同网络之间传送信息的方法，以简化网络的交换与漫游。无线网络管理。V工作组是最新成立的小组，其任务将基于802.11k所取得的成果。802.11v主要面对的是运营商，致力于增强由Wi-Fi网络提供的服务。第三节 802.11n协议的架构及最新应用3.1 802.11n协议的架构主导802.11n标准的技术阵营有两个，即WWiSE（World Wide Spectrum Efficiency）联盟和TGn Sync联盟。这两个阵营都希望在下一代无线局域网标准之争中处于优先地位，不过两大阵营的技术构架已经越来越相似，例如都是采用MIMO OFDM技术，而且在8月2日有消息称，他们已经决定不计前嫌，共同向美国电气电子工程师学会（IEEE）递交了802.11n的无线技术版本。 在2007年上半年已经确定802.11n的2.0草案，可以完全支持日后的正式标准。并且IEEE预计在2008年上半年可以通过正式标准。 2009年8月13、14日，2009年中国无线局域网论坛在北京中苑宾馆举行，会议以802.11n，更便捷的WLAN为主题，着力讨论了关于802.11n在技术应用上的前景。802.11n协议向后兼容性。802.11n协议允许802.11a/b/g用户的接入。802.11n设备发送的信号可能无法被802.11a/b/g的设备解析到，这样造成802.11a/b/g设备直接往空中发送信号，导致信道使用上的冲突。为解决这个问题，当802.11n运行在混合模式（即同时有802.11a/b/g设备在网络中）时，会在发送的报文头前添加能够被802.11a或802.11b/g设备正确解析的前导码。从而保证802.11a/b/g设备能够侦听到802.11n设备信号，并启用冲突避免机制，进而实现802.11n的设备与802.11a/b/g设备的互通。3.2 802.11n协议的最新应用在当今各种无线局域网技术交织的战国时代，WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放，但IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。自从1997年IEEE802.11标准实施以来，先后有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、 802.11h、802.11i、802.11j、802.11ac、802.11ad等标准制定或者酝酿，但是WLAN依然面临带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。就像当今VoIP应用中一个全新的领域VoWLAN那样，虽被业内人士看作是WLAN最有希望的杀手级应用，却因为这四个“不”，很难进一步发展。600Mbps的美妙前景，100Mbps的净吞吐量。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300Mbps甚至高达600Mbps。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，提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。 在覆盖范围方面，802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。 在兼容性方面，802.11n采用了一种软件无线电技术，它是一个完全可编程的硬件平台，使得不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容，这使得WLAN的兼容性得到极大改善。这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容，而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合，比如3G。让人遗憾的是，802.11n现在处于一种“标准滞后、产品早产”的尴尬境地。802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准，但采用 MIMO OFDM技术的厂商已经很多，包括锐捷网络，DLink，Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、H3C、Intel等等，产品包括无线网卡、无线路由器等，而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。第四节 802.11n协议的技术特点利用802.11n所能提供的高带宽，也可以开发出很多新的应用。CSR公司的市场经理Richard Edgar先生就表示：“一个潜在的应用就是在移动设备上实时传送高清视频内容，该应用需要增强的数据吞吐量和更强的鲁棒性以及增强的传输距离。”联想到北京奥运会期间需要开播的移动数字电视，如果通过3G网络实现还存在这样那样的问题，那么通过WiFi网络实现也不失为选择之一。进一步谈到802.11n 的杀手级应用时，SiGe市场推广副总裁John Brewer先生表示:“我们相信家庭联网，在电视、机顶盒、笔记本电脑、台式机和海量存储设备之间的无线互联将成为802.11n的主要应用。特别是流媒体在海量存储设备和电视以及笔记本电脑之间的传输将需要802.11n技术。”他还表示：“我们感觉这是导致象苹果这样的消费电子厂商投资802.11n草案技术的原因，他们在开发家庭中的流媒体和媒体分配市场。”而谈及此，Broadcom无线连接部门的高级产品线经理Kevin Mukai先生认为：“对于802.11n来说，我们并不觉得会存在单独的杀手级应用。更合适的说法是，新标准提供了强有力的平台以使不同的无线应用能够同时运行。借助于这个平台，802.11n产品可以为整个家庭和办公环境提供足够覆盖移动高清视频、音乐、话音、照片和其它数字内容的足够的带宽。”来自Intel的专家则一言以蔽之，他认为：“像高清视频、在线游戏、网络视频和电话等数字娱乐需要更大的吞吐量，远超过现有802.11a/b/g的带宽。802.11n为消费者带来享受家庭网络和数字娱乐所需的速度、覆盖范围、多任务处理能力。”而CSR 的Richard Edgar在谈到这个问题时，似乎和Broadcom的Kevin Mukai先生英雄所见略同，因为它并没有直接回答来自电子系统设计的本文作者的提问，而是先罗列了802.11n和以往的WiFi技术的比较优势，如果说Kevin Mukai先生告诉我们802.11n是个强有力的平台，Richard Edgar先生则更象是具体的解释了这个平台到底有多强大。他认为802.11n的主要技术优势有： 1.使用多输入多输出(MIMO)技术提升了传输带宽。 802.11n使用MIMO技术，在设备的收发两端都使用3个天线的设计。借助于此，使用者可以实现3倍空间的数据流，也就是可以实现162mbps的空中输入速率，换算为有效的数据吞吐量的话也可达到100mbps。 2.更大的信道带宽。 目前的Wi-Fi标准都使用20Mhz的信道带宽，而802.11n则允许使用40Mhz的信道带宽。如此宽的信道带宽允许每个信道实现较以往标准2倍的数据吞吐量。(笔者认为这也是在一个信道内传输实际码率有可能达到20Mbps-40Mbps的高清视频信号所必需的) 3.使用多天线提高信号的鲁棒性。 802.11n使用多天线实现了更具鲁棒性的信号，有效提高了任意额定速率的信号的覆盖范围。Richard Edgar先生的结论和Kevin Mukai先生如出一辙，他说：“任何杀手级应用都将需要利用到以上提到的802.11n标准的新功能。”看来，专家们为设计师们提出了新命题。802.11n的新功能和优势已摆在那里，具体能做些什么，除了专家们提到的和现实存在的，剩下的就需要设计师利用自己的经验发挥自己的想象去深入发掘了。TI亚洲区无线通讯产品部门的产品行销工程师黄凯先生就提出了一个较为新颖的应用，他表示：“利用802.11n的高速率，使用带有GPS功能手机的用户可以实时下载较为庞大的GPS地图。4.1 MIMO技术所谓的MIMO，就字面上看到的意思，是Multiple Input Multiple Output的缩写，大部分您所看到的说法，都是指无线网络讯号通过多重天线进行同步收发，所以可以增加资料传输率。然而比较正确的解释，应该是说，网络资料通过多重切割之后，经过多重天线进行同步传送，由于无线讯号在传送的过程当中，为了避免发生干扰起见，会走不同的反射或穿透路径，因此到达接收端的时间会不一致。为了避免资料不一致而无法重新组合，因此接收端会同时具备多重天线接收，然后利用DSP重新计算的方式，根据时间差的因素，将分开的资料重新作组合，然后传送出正确且快速的资料流。 MIMO中有2个相对迷惑的名词：MIMO links 描述一个无线设备（例如：无线AP）传输数据到另外一个设备（例如：笔记本电脑），决定传输最重要的因素就是无线AP的发送天线数量和笔记本电脑无线网卡接收天线数量：例如2X1，意思就是无线AP的2个发送天线和笔记本电脑的1个接收天线； MIMO devices描述一个设备自身的发送和接收天线数量，例如网络设备厂商的无线AP的参数中有 2X3，表示的意思是这个AP有2个发送天线和3个接收天线 （无线AP的天线是都可以收发的，并不是说一共有5根天线） 由于传送的资料经过分割传送，不仅单一资料流量降低，可拉高传送距离，又增加天线接收范围，因此MIMO技术不仅可以增加既有无线网络频谱的资料传输速度，而且又不用额外占用频谱范围，更重要的是，还能增加讯号接收距离。所以不少强调资料传输速度与传输距离的无线网络设备，纷纷开始抛开对既有Wi-Fi联盟的兼容性要求，而采用MIMO的技术，推出高传输率的无线网络产品。 MIMO技术可以简单的认为多进多出（MIMO：Multiple Input Multiple Output）技术，是在上个世纪末美国的贝尔实验室提出的多天线通信系统，在发射端和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道。因此我们今天看到的MIMO产品多数都不只一根天线。MIMO无线通信技术的概念是在任何一个无线通信系统，只要其发射端和接收端均采用了多个天线或者天线阵列，就构成了一个无线MIMO系统。MIMO无线通信技术采用空时处理技术进行信号处理，在多径环境下，无线MIMO系统可以极大地提高频谱利用率，增加系统的数据传输速率。MIMO技术非常适用于室内环境下的无线局域网系统使用。采用MIMO技术的无线局域网系统在室内环境下的频谱效率可以达到2040bps/Hz;而使用传统无线通信技术在移动蜂窝中的频谱效率仅为15bps/Hz，在点到点的固定微波系统中也只有1012bps/Hz。 “MIMO”一词泛指任何在传送器部分具有多重输入，与在接收器部分具多重输出的系统。虽然MIMO系统可能包含有线连结的装置，但整个系统通常是无线系统，例如多重天线系统、3G行动电话系统(无线系统)中所使用的Code Division Multiple Access(CDMA)系统，甚至是使用多条电话线多方通话(crosstalk)的DSL系统(有线系统)。MIMO并不是单一概念，而是由多种无线射频技术所组成，因此我们必须充份了解MIMO的运作和效能。当应用于WLAN时，有些MIMO技术能与现时的WLAN标准（如802.11a、802.11b与802.11g）相兼容，因而能扩充其传输范围；相反，有些MIMO技术则只能用于与一般WLAN标准不相容的MIMO装置。4.2 OFDM技术OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交频分复用技术。是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。第二章 802.11n的见解第一节 对802.11n协议的见解1.1 对802.11n协议的理解802.11n掀起无线接入革命802.11n 深入改变市场格局 3G 技术具有覆盖范围广、 支持高速移动性的优点，但速率相对较低； WLAN相对速率高，但覆盖范围窄、支持有限的移动性。因此，3G与WLAN是互补性很强的两种技术。11n的出现，尤其是标准草案2.0的出台，对WLAN市场有翻天覆地的变化。未来将有丰富的11n产品面世，迅速推动WLAN应用走上新的高度。11n标准类似以太网的速度将帮助改善无线局域网性能，也将帮助WLAN从补充技术变为主要的网络服务。在传输速率方面，11n可以由目前 802.11a/g 的 54Mbit/s 提高到高达 600Mbit/s，还可提供应用所需的速率、范围和可靠性。另外，11n结合了多种技术，包括SpatialMultiplexingMIMO（空间多路复用多入多出）、20 和 40MHz 信道和双频带(2.4GHz 和 5 GHz)等。这些技术将为 11n 厂商创造更加丰富的市场机会，无线厂商可更多地与其他厂商合作，尤其在电信网与互联网之间注入强劲的黏合剂，推动ICT融合。三大优势服务三大运营商近两三年来，电信运营商对WLAN 的需求和投入空前增长，这个领域成为多数WLAN厂商的主要收入来源。三家运营商都纷纷展开了WLAN集采中国移动采取带量采购方式，根据厂商的综合排名和资质给予固定的带量份额，这种方式更集中；中国电信采取不带量的统谈分购方式，即集团统一圈定价格和大概份额，省公司具体决定厂商供货细节，这种方式更民主；中国联通也会很快进行集采。安全性和QoS不足担忧随着用户需求的提升，3G 网络将承载大量的数据业务，对带宽要求空前提高，但3G网络能否承载如此多的数据业务是一个很大的疑问。面对这个挑战，运营商可以通过继续投资建设基站来加强承载，但与建设 Wi-Fi 来达到同等效果相比，它会带来极高的成本。尽管 3G 的覆盖范围比 WLAN 远，但是运营商可以通过多建 WLAN 的方式来加强覆盖效果；而且 WLAN 的长传效果比3G要好，比如 11n 可以达到上百 Mbit/s 的传输速度。特别是像 iPhone 这样的新型终端都会内置 11n 模块，这将大大方便用户。目前WLAN的安全标准有两个，一个是 IEEE 的 802.11i，另外一个是我国制定的 WAPI，它们需要对每个用户做认证，所以比有线的 LAN 更安全。其实，802.11e已经定义了很好的 QoS，11n 是在其基础上延伸而来，因此与3G 相比QoS不会太差。目前的实际测试表明，11n 终端能达到100Mbit/s的传输速率。 11n 的普及有赖于两个条件的满足：首先是智能手机和上网本等终端要内置11n的功能；其次要解决好最后一公里的承载能力问题，目前的DSL可能不会完全满足11n的流量承载 能力。将来的接入涉及几百 Mbit/s 的传输，要求最后一公里的介入必须是光纤到点的，而 这也必将会推动 FTTX 的快速发展。经过近十年的发展，Wi-Fi 技术的完善与产业链的深入渗透，已加深了用户对移动信息化的需求和了解，而 11n 的出现更将 Wi-Fi 的发展提升到了一个新的高度。11n 的高速率、高覆盖率的特性，对于企业、个人甚至运营商而言，意味着拥有更好的网络品质和更好的 网络服务，更重要的是，11n 网络与产品能够支持更多的应用，大大提升用户体验。2012 年 11n 芯片出货量将超七成11n技术具有传统无线网络技术 802.11a/b/g 所无可比拟的一些优势，基于11n的无线网络能够承载更丰富和要求更高的应用，它能为无线网络提供更大的覆盖范围、更稳定的无线信号、更高的接入速率。随着11n 标准的最终通过，11n的产品势必会以更快的速度得 到普及，相关产品的价格也会逐渐降低。而这些因素，也会促进基于11n无线网络应用的 推动。 基于11n在技术上的优秀表现，越来越多的厂商开始加入进来，推动了11n市场的快速发展。市场调研机构ABI研究报告显示，2009年，11n 芯片出货量将达到Wi-Fi芯片组出货量45%的市场份额，到2012年，这一比例将达到 75%。同时，报告还显示，2009 年第一季度整个 WLAN 市场出现下滑，而11n 市场收入相比2008年第四季度增长了 4%，这种增长 趋势，将使 11n 超过 802.11g，占据 WLAN 市场主导地位。大流量业务冲击 3G+WLAN网络 802.11n 被纳入规划 WLAN 作为 3G 的热点补充已经全面渗入个人用户、企业信息化应用、家庭应用，而在近期运 营商主打的各类智能终端和移动互联数据业务冲击下，3G+WLAN 方案对稳定性、可靠性和大 容量传输要求越来越高。在中国电信全面铺就了国内 CDMA+WLAN 网络后，中国移动去年和今年 4 月启动两次大规模 WLAN 招标，计划在今年年底之前建成 11 万个 WLAN 热点。8 月份，中国联通也启动了数量达 20 万台的 WLAN 设备招标，为后 3G 的移动互联业务和更大范围的无线城市做准备。 “三个融合 三个融合” 3G+WLAN “三个融合”并不简单 应对大流量业务的 WLAN 建设和三大运营商的无线城市部署，都进一步刺激了电信级 WLAN 设备的出货量。 但在实际的网络融合和市场推广上，除了缺少真正面向移动互联网用户的有效市场推广策 略、灵活的计费策略之外，运营商针对 3G 和 WLAN 的网络融合、业务融合、终端融合策略并 非一帆风顺。在网络融合上， 运营商的目的是通过新增设备实现 WLAN 和 3G 两种网络的互访，通过对承载 骨干网等可共用设备的合一达到节省成本，提高资源使用效率，逐渐实现基于 IP 的统一承 载网络。而现实挑战是，目前运营商 WLAN 网络设备数量大、种类复杂，成千上万的设备需 要管理；网络流量大，宽带业务、流媒体业务、VoIP 语音、P2P 等导致数据流量急增；设备 环境也非常复杂，室内放装、室内合路、室外部署多种形态并存，空中干扰多。此外，面向用户的业务融合，目前多表现为营销策略上的业务捆绑，或合并出统一帐单。一位相关技术专家接受本刊采访时预测，随着业务的丰富、发展，3G 与 WLAN 深度的业务融 合将出现，同一个业务种类可同时为两种接入方式提供服务。在用户与使用业务的管理上， 也将出现用户定制的所有业务统一管理，而不是每种业务有各自独立的用户管理。 802.11n 即将成标配 802.11n 标准的成熟和设备价格的下降，为 WLAN 网络带来的速率、容量、稳定性等好处明 显引起运营商重视，中国移动已在今年的 WLAN 设备招标中提出了“对产品 802.11n 的支持 情