前言
WLAN作為運營商分擔2/3G移動數(shù)據(jù)流量的主要手段，已經(jīng)在全國得到了大規(guī)模的部署和應用，用戶可以隨時隨地的在機場、咖啡廳、賓館等有Wi-Fi信號覆蓋的場所享受無線網(wǎng)絡(luò)帶來的方便和快捷。但現(xiàn)階段的WLAN接入設(shè)備仍然以802.11b/g為主，普遍存在著帶寬不足，用戶體驗差等種種問題。為了實現(xiàn)高帶寬、高質(zhì)量的WLAN服務，802.11n應運而生。
WLAN 802.11a/b/g/n
802.11n發(fā)展歷程
實際上802.11n并不是近期才出現(xiàn)的新技術(shù)，早在2003年，IEEE便開始了11n標準的制定，2006年，支持11n草案的產(chǎn)品面世，但由于標準的很多技術(shù)細節(jié)無法統(tǒng)一，這個階段的11n產(chǎn)品一直處于“產(chǎn)品早產(chǎn)、標準滯后”的尷尬境地，無法得到大規(guī)模普及應用。直到2009年9月11日，802.11n標準終于正式獲得了IEEE標準委員會的批準通過，整個標準的制定過程歷時七年，可謂漫長而艱難。
2010年以后，隨著iphone、Android平臺為主的智能手機以及ipad為代表的平板電腦市場的快速發(fā)展，用戶對無線接入速率的要求也越來越高，而具備更高速率、更廣覆蓋范圍等諸多優(yōu)勢的802.11n產(chǎn)品也自然受到國內(nèi)外各大設(shè)備廠商和終端廠商的重視。接入設(shè)備方面，國內(nèi)設(shè)備廠商如中興、華為、H3C等都相繼推出了支持11n的AP、AC產(chǎn)品，國內(nèi)各大運營商也都于2010年進行了WLAN 11n 設(shè)備的集采；終端方面，截止2010年底，全球已有1800多種采用802.11n技術(shù)的設(shè)備獲得Wi-Fi聯(lián)盟產(chǎn)品認證。2010年出廠的多數(shù)Wi-Fi產(chǎn)品采用了802.11n技術(shù)，802.11n產(chǎn)品出貨超過4.5億部，預計到2012年有望超過10億部，占Wi-Fi產(chǎn)品總數(shù)的86%，其中筆記本、Wi-Fi手機是Wi-Fi產(chǎn)品的中堅力量。由此可見，WLAN無線網(wǎng)絡(luò)即將全面進入11n時代。
802.11n關(guān)鍵技術(shù)
802.11n通過結(jié)合物理層和MAC層的優(yōu)化來提升WLAN的吞吐性能，主要物理層涉及MIMO-OFDM、信道捆綁技術(shù)、Short GI、MRC等技術(shù)，MAC層包括幀聚合、塊確認等技術(shù)。
MIMO-OFDM
MIMO是802.11n的核心技術(shù)，主要指一個WLAN系統(tǒng)同時采用多根天線進行收發(fā)，在空間形成多條不同的空間流，從而成倍的提高系統(tǒng)吞吐量。802.11n標準定義了最多4*4:4模式，利用4根天線同時收發(fā)，形成4個空間流。目前業(yè)界的AP普遍采用1X1 或2X2的模式。
MIMO 3X3模式
OFDM調(diào)制技術(shù)是將一個物理信道劃分為多個子載體，將高速率的數(shù)據(jù)流調(diào)制成多個低速的子數(shù)據(jù)流，通過子載體的通訊減少子信道間的互相干擾（ICI），提高物理層速率。OFDM在802.11a/g時代已經(jīng)成熟使用，在802.11n中，它將MIMO支持的子載體從52個提高到56個，通過MIMO與OFDM的結(jié)合可以有效地利用空間資源，提升抗多徑衰減能力，最終提升整個WLAN系統(tǒng)的速率和可靠性。
信道捆綁技術(shù)
傳統(tǒng)的802.11a/g采用20MHz頻寬來進行無線通訊，而802.11n支持將相鄰的兩個頻帶綁定為40MHz，從而將系統(tǒng)傳輸性能提升一倍。這就好比將原先窄的馬路拓寬一倍，車輛的通行能力也自然提升一倍。
信道捆綁技術(shù)
Short GI
由于多徑效應的影響，信息符號(Information Symbol)將通過多條路徑傳遞，可能會發(fā)生彼此碰撞，導致ISI干擾。為此，802.11a/g標準要求在發(fā)送信息符號時，必須保證在信息符號之間存在800 ns的時間間隔，這個間隔被稱為Guard Interval (GI)。
802.11n仍然使用缺省使用800 ns GI。當多徑效應不是很嚴重時，用戶可以將該間隔配置為400，對于一條空間流，可以將吞吐提高近10%。對于多徑效應較明顯的環(huán)境，不建議使用Short Guard Interval (GI)。
MRC
MRC即最大合并比技術(shù)，它的目的是改善接收端的信號質(zhì)量。對于來自發(fā)射端的同一個信號，由于在接收端使用多天線接收，該信號將會經(jīng)過多條路徑被接收端所接收，多路徑信號質(zhì)量都非常差的幾率非常小，通過在接收端使用某種算法，對不同路徑上的信號進行加權(quán)匯總，從而實現(xiàn)接收端信號的改善。
幀聚合
幀聚合技術(shù)包含針對MSDU的聚合（A-MSDU）和針對MPDU的聚合(A-MPDU)：
A-MSDU技術(shù)是指把多個MSDU通過一定的方式聚合成一個較大的載荷。這里的MSDU可以認為是Ethernet報文。通常，當AP或無線客戶端從協(xié)議棧收到報文（MSDU）時，會打上Ethernet報文頭，這里稱之為A-MSDU Subframe，而在通過射頻口發(fā)送出去前，需要逐一將其轉(zhuǎn)換成802.11報文格式。而A-MSDU技術(shù)旨在將若干個A-MSDU Subframe聚合到一起，并封裝為一個802.11報文進行發(fā)送，從而減少了發(fā)送每一個802.11報文所需的PLCP Preamble、PLCP Header和802.11MAC頭的開銷，同時減少了應答幀的數(shù)量，提高了報文發(fā)送的效率。
A-MSDU
與A-MSDU不同的是，A-MPDU聚合的是經(jīng)過802.11報文封裝后的MPDU，這里的MPDU是指經(jīng)過802.11封裝過的數(shù)據(jù)幀。通過一次性發(fā)送若干個MPDU，減少了發(fā)送每個802.11報文所需的PLCP Preamble、PLCP Header，從而提高系統(tǒng)吞吐量。
A-MSDU
塊確認
為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?02.11協(xié)議規(guī)定每收到一個單播數(shù)據(jù)幀，都必須立即回應ACK幀。接收端在收到A-MPDU后，需要對其中的每一個MPDU進行處理，并針對每一個MPDU發(fā)送應答幀。
塊確認技術(shù)可以通過使用一個ACK幀來完成對多個MPDU的應答，以降低這種情況下ACK幀的數(shù)量。
塊確認
802.11n優(yōu)勢
802.11n由于采用了MIMO、MRC等多項核心技術(shù)，相對802.11a/b/g在提高傳輸速率、增大信號覆蓋范圍、增強抗干擾能力以及提高網(wǎng)絡(luò)性能等方面有了巨大的提升：
最大理論速率高達600Mbps
隨著用戶業(yè)務的不斷豐富，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也越來越高，傳統(tǒng)的802.11b理論速率只有11Mbps，802.11a/g也只有54M，已經(jīng)逐漸不能滿足用戶高流量、高質(zhì)量的帶寬需求，802.11n由于采用了MIMO、MRC、信道捆綁技術(shù)等多項核心技術(shù)，在速率提升上有了質(zhì)的飛躍，最高物理層速率可高達600Mbps，全面提升用戶體驗，滿足用戶高清視頻、高速游戲等高帶寬業(yè)務需求。
增大覆蓋范圍
802.11n采用的智能天線技術(shù)可以根據(jù)用戶的位置、信號的強度自動調(diào)節(jié)天線的發(fā)射、接收角度，保證用戶可以接收到穩(wěn)定的信號，在增大覆蓋范圍的同時減小了其他信號造成的干擾，大大提升WLAN網(wǎng)絡(luò)的性能。
支持雙頻段，有效降低設(shè)備間干擾
傳統(tǒng)的WLAN設(shè)備只支持單頻段，一般采用2.4GHz進行覆蓋，相鄰設(shè)備設(shè)置互不干擾的信道，但由于無干擾信道個數(shù)比較有限，隨著部署規(guī)模的不斷擴大，設(shè)備間數(shù)量的不斷增多，信道干擾現(xiàn)象也越來越嚴重。而802.11n設(shè)備可支持2.4GHz和5GHz（國內(nèi)為5.8GHz）兩個頻段，通過在兩個頻段上混合部署，可有效降低設(shè)備間的信道干擾現(xiàn)象。
全面向下兼容802.11a/b/g
802.11n全面向下兼容傳統(tǒng)的802.11a/b/g，可實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向802.11n的平滑升級。
結(jié)語
2011年以來，國內(nèi)各運營商都開始有針對性的進行了802.11n試點的部署，并且都取得了不錯的效果，部分省份運營商甚至明確2011年WLAN網(wǎng)絡(luò)的部署將全部或大部分采用11n設(shè)備，盡管目前來看11n網(wǎng)絡(luò)的部署應用還會面臨一些問題和困難，諸如手機終端大多不支持5.8GHz頻段，現(xiàn)網(wǎng)的室分系統(tǒng)基本只支持單空間流，無法發(fā)揮11n室分設(shè)備雙空間流的優(yōu)勢等等，但是，隨著802.11n標準的正式發(fā)布、技術(shù)的不斷成熟、終端的日益普及，有理由相信802.11n必將會在不久的未來全面取代802.11a/b/g，成為WLAN市場的主旋律。
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