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wlan 標準:無線局域網(wǎng)技術(shù)白皮書一(圖)

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無線局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 。它利用射頻(RF)技術(shù)，取代舊式的雙絞銅線構(gòu)成局域網(wǎng)絡，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能，網(wǎng)絡所需的基礎(chǔ)設施不需再埋在地下或隱藏在墻里，也能夠隨需移動或變化 。使得無線局域網(wǎng)絡能利用簡單的存取構(gòu)架讓用戶透過它，達到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界 。WLAN是20世紀90年代計算機與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它使用無線信道來接入網(wǎng)絡，為通信的移動化，個人化和多媒體應用提供了潛在的手段，并成為寬帶接入的有效手段之一 。一、IEEE802.11無線局域網(wǎng)標準1997年IEEE802.11標準的制定是無線局域網(wǎng)發(fā)展的里程碑，它是由大量的局域網(wǎng)以及計算機專家審定通過的標準 。IEEE802.11標準定義了單一的MAC層和多樣的物理層，其物理層標準主要有IEEE802.11b,a和g 。1.1 IEEE802.11b1999年9月正式通過的IEEE802.11b標準是IEEE802.11協(xié)議標準的擴展 。它可以支持最高11Mbps的數(shù)據(jù)速率，運行在2.4GHz的ISM頻段上，采用的調(diào)制技術(shù)是CCK 。但是隨著用戶不斷增長的對數(shù)據(jù)速率的要求，CCK調(diào)制方式就不再是一種合適的方法了 。因為對于直接序列擴頻技術(shù)來說，為了取得較高的數(shù)據(jù)速率，并達到擴頻的目的，選取的碼片的速率就要更高，這對于現(xiàn)有的碼片來說比較困難;對于接收端的RAKE接收機來說，在高速數(shù)據(jù)速率的情況下，為了達到良好的時間分集效果，要求RAKE接收機有更復雜的結(jié)構(gòu)，在硬件上不易實現(xiàn) 。1.2 IEEE802.11aIEEE802.11a工作5GHz頻段上，使用OFDM調(diào)制技術(shù)可支持54Mbps的傳輸速率 。802.11a與802.11b兩個標準都存在著各自的優(yōu)缺點，802.11b的優(yōu)勢在于價格低廉,但速率較低(最高11Mbps);而802.11a優(yōu)勢在于傳輸速率快(最高54Mbps)且受干擾少，但價格相對較高 。另外，11a與11b工作在不同的頻段上,不能工作在同一AP的網(wǎng)絡里，因此11a與11b互不兼容 。1.3 IEEE802.11g為了解決上述問題，為了進一步推動無線局域網(wǎng)的發(fā)展，2003年7月802.11工作組批準了802.11g標準，新的標準終于浮出水面成為人們對無線局域網(wǎng)關(guān)注的焦點 。IEEE802.11工作組開始定義新的物理層標準IEEE802.11g 。該草案與以前的802.11協(xié)議標準相比有以下兩個特點:其在2.4G頻段使用OFDM調(diào)制技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到20Mbps以上;IEEE802.11g標準能夠與802.11b的WIFI系統(tǒng)互相連通，共存在同一AP的網(wǎng)絡里，保障了后向兼容性 。這樣原有的WLAN系統(tǒng)可以平滑的向高速無線局域網(wǎng)過渡，延長了IEEE802.11b產(chǎn)品的使用壽命，降低用戶的投資 。1.4 IEEE802.11nIEEE已經(jīng)成立802.11n工作小組，以制定一項新的高速無線局域網(wǎng)標準802.11n 。802.11n工作小組是由高吞吐量研究小組發(fā)展而來的，由802.11g工作小組主席Matthew B. Shoemaker擔任主席一職 。該工作小組計劃在2003年9月召開首次會議 。IEEE802.11n計劃將WLAN的傳輸速率從802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上，最高速率可達320Mbps，成為802.11b、802.11a、802.11g之后的另一場重頭戲 。和以往地802.11標準不同，802.11n協(xié)議為雙頻工作模式(包含2.4GHz和5GHz兩個工作頻段) 。這樣11n保障了與以往的802.11a b, g標準兼容 。IEEE802.11n計劃采用MIMO與OFDM相結(jié)合，使傳輸速率成倍提高 。另外，天線技術(shù)及傳輸技術(shù)，使得無線局域網(wǎng)的傳輸距離大大增加，可以達到幾公里(并且能夠保障100Mbps的傳輸速率) 。IEEE802.11n標準全面改進了802.11標準，不僅涉及物理層標準，同時也采用新的高性能無線傳輸技術(shù)提升MAC層的性能，優(yōu)化數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡的吞吐量性能 。二、 IEEE802.11無線局域網(wǎng)的物理層要害技術(shù)隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)的應用日漸廣泛，用戶對數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高 。但是在室內(nèi)，這個較為復雜的電磁環(huán)境中，多經(jīng)效應、頻率選擇性衰落和其他干擾源的存在使的實現(xiàn)無線信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸比有線信道中困難，WLAN需要采用合適的調(diào)制技術(shù) 。IEEE802.11無線局域網(wǎng)絡是一種能支持較高數(shù)據(jù)傳輸速率（1-54Mbit/s），采用微蜂窩，微微蜂窩結(jié)構(gòu)的自主治理的計算機局域網(wǎng)絡 。其要害技術(shù)大致有三種：DSSS、CCK技術(shù)，和 PBCC，和OFDM 。每種技術(shù)皆有其特點，目前，擴頻調(diào)制技術(shù)正成為主流，而OFDM技術(shù)由于其優(yōu)越的傳輸性能成為人們關(guān)注的新焦點 。2.1 DSSS調(diào)制技術(shù)基于DSSS的調(diào)制技術(shù)有三種 。最初IEEE802.11標準制定在1Mbps數(shù)據(jù)速率下采用DBPSK 。如提供2Mbps的數(shù)據(jù)速率，要采用DQPSK，這種方法每次處理兩個比特碼元，成為雙比特 。第三種是基于CCK的QPSK，是11b標準采用的基本數(shù)據(jù)調(diào)制方式 。它采用了補碼序列與直序列擴頻技術(shù)，是一種單載波調(diào)制技術(shù)，通過PSK方式傳輸數(shù)據(jù)，傳輸速率分為1，2,5.5和11Mbps 。CCK通過與接收端的Rake接收機配合使用，能夠在高效率的傳輸數(shù)據(jù)的同時有效的克服多徑效應 。IEEE802.11b使用了CCK調(diào)制技術(shù)來提高數(shù)據(jù)傳輸速率，最高可達11Mbps 。但是傳輸速率超過11Mbps，CCK為了對抗多徑干擾，需要更復雜的均衡及調(diào)制，實現(xiàn)起來非常困難 。因此，802.11工作組，為了推動無線局域網(wǎng)的發(fā)展，又引入新的調(diào)制技術(shù) 。2.2 PBCC調(diào)制技術(shù)PBCC調(diào)制技術(shù)是由TI公司提出的，已作為802.11g的可選項被采納 。PBCC也是單載波調(diào)制，但它與CCK不同，它使用了更多復雜的信號星座圖 。PBCC采用8PSK，而CCK使用BPSK/QPSK；另外PBCC使用了卷積碼，而CCK使用區(qū)塊碼 。因此，它們的解調(diào)過程是十分不同的 。PBCC可以完成更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸速率為11，22和33Mbps 。2.3 OFDM技術(shù)

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