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誰都不容易　全面解析802.11無線技術(shù)( 五 )

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盡管同單載波系統(tǒng)相比，OFDM還存在一些缺點，例如易受頻率偏差的影響，存在較高的峰值平均功率比（PAR），但通過結(jié)合時空編碼、分集、干擾（包括符號間干擾ISI和鄰道干擾ICI）抑制以及智能天線技術(shù)，可以最大程度地提高物理層的可靠性 。如再結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制、自適應(yīng)編碼以及動態(tài)子載波分配、動態(tài)比特分配算法等技術(shù)，可以使其性能進一步優(yōu)化 。
MIMO技術(shù)
多入多出（MIMO）技術(shù)是無線通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破 。MIMO技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率 。
在室內(nèi)，電磁環(huán)境較為復(fù)雜，多徑效應(yīng)、頻率選擇性衰落和其他干擾源的存在使得實現(xiàn)無線信道的高速數(shù)據(jù)傳輸比有線信道困難，多徑效應(yīng)會引起衰落，因而被視為有害因素 。然而研究結(jié)果表明，對于MIMO系統(tǒng)來說，多徑效應(yīng)可以作為一個有利因素加以利用 。MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線（或陣列天線）和多通道 。MIMO的多入多出是針對多徑無線信道來說的，如圖2所示 。傳輸信息流S(k)經(jīng)過空時編碼形成N個信息子流Ci(k)，i=1，……，N 。這N個子流由N個天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由M個接收天線接收 。多天線接收機利用先進的空時編碼處理能夠分開并解碼這些數(shù)據(jù)子流，從而實現(xiàn)最佳的處理 。
　
非凡是，這N個子流同時發(fā)送到信道，各發(fā)射信號占用同一頻帶，因而并未增加帶寬 。若各發(fā)射、接收天線間的通道響應(yīng)獨立，則MIMO系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個并行空間信道 。MIMO將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個整體進行優(yōu)化，從而可實現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率，這是一種近于最優(yōu)的空域時域聯(lián)合的分集和干擾對消處理 。
MIMO OFDM技術(shù)
MIMO OFDM技術(shù)是通過在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(zhì)量，是聯(lián)合OFDM和MIMO而得到的一種新技術(shù) 。它利用了時間、頻率和空間三種分集技術(shù)，使無線系統(tǒng)對噪聲、干擾、多徑的容限大大增加，系統(tǒng)原理如圖3所示 。MIMO OFDM主要包括以下要害設(shè)計: 發(fā)送分集、空間復(fù)用、接收分集、干擾消除、軟譯碼、信道估計、同步、自適應(yīng)調(diào)制和編碼等技術(shù)，其中的技術(shù)細(xì)節(jié)在此不再冗述 。
　
MAC層優(yōu)化技術(shù)
從網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)上來看，802.11只定義了物理層及介質(zhì)訪問控制（MAC）子層 。MAC層提供對共享無線介質(zhì)的競爭使用和無競爭使用，具有無線介質(zhì)訪問、網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)驗證和保密等功能 。802.11n標(biāo)準(zhǔn)小組為了提升整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，對MAC層協(xié)議也進行了優(yōu)化，改變數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，增加了凈負(fù)載所占的比重，減少治理檢錯所占的字節(jié)數(shù)，大大提升了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量 。
智能天線技術(shù)
智能天線是一個由多組獨立天線組成的天線陣列系統(tǒng)，該陣列的輸出與收發(fā)信機的多個輸入相結(jié)合，可提供一個綜合的時空信號 。與單個天線不同的是，天線陣列系統(tǒng)能夠動態(tài)地調(diào)整波束的方向，以使每個用戶都獲得最大的主瓣，并減小了旁瓣干擾 。這樣不僅改善了SINR（Signal-to-Interference and Noise Ratio，信號干擾和噪聲比），還提高了系統(tǒng)的容量，擴大了小區(qū)的最大覆蓋范圍，減小了移動臺的發(fā)射功率 。智能天線的基本結(jié)構(gòu)如圖4所示 。

智能天線技術(shù)保障了能夠以不低于108Mbps的傳輸速率進行通信，同時可以作為蜂窩移動通信的寬帶接入部分，與無線廣域網(wǎng)更緊密地結(jié)合 。一方面，802.11n可以為用戶提供高數(shù)據(jù)率的通信服務(wù)（比如視頻點播VOD、在線觀看HDTV）；另一方面，無線廣域網(wǎng)為用戶提供了更好的移動性 。
軟件無線電技術(shù)解決移動難題
目前無線局域網(wǎng)多種標(biāo)準(zhǔn)并存，不同標(biāo)準(zhǔn)采用不同的工作頻段、不同的調(diào)制方式，造成系統(tǒng)間難以互通，移動性差，而軟件無線電是一種最有希望解決這些問題的技術(shù) 。

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