802.11新标准夯实WLAN应用

    ——WLAN标准规范新解

   ;  距离WLAN的普及应用还有距离，但业界正在努力，802.11标准就像丰盛的大餐，不断地奉献到钟情于它的用户面前，一步步地拉近应用的距离。

    先有802.11b、802.11a和802.11g，近来802.11e、802.11h和802.11n这三道最新的“大餐”又呈上桌前。对于802.11b、802.11a和802.11g，我们报道的已经很多，现在让我们品尝一下802.11e、802.11h和802.11n的美味，体会一下它们是如何夯实应用的。

    802.11e：支持QoS

    802.11e是IEEE推出的无线通用标准，它使企业、家庭和公共场所（如机场、饭店等）之间真正实现互通，而同时具有满足不同行业特殊需求的特性。与其他无线标准所不同的是，该标准在MAC物理层增加了服务质量（QoS）和对现有的802.11b和802.11a无线标准提供多媒体支持，同时完全与这些标准向后兼容。

    QoS和支持多媒体是提供话音、视频和音频业务的无线网络的关键特性。宽带服务提供商把QoS和多媒体支持视为对用户提供视频点播、音频点播、IP话音和高速Internet接入的重要部分。因此，IEEE在802.11e正式生效之前，为其制定了QoS基准，并成为802.11e的核心构件。

    QoS基准的主要机制在于能更好地控制多媒体应用的时间敏感信息。当无信号发送，即无争用期间（CFP），QoS基准接纳时间调度和轮询通信，改善轮询的效能，并通过前向纠错（FEC）提高信道稳定性和有选择的重发。在无争用期间，还能改善信道存取，并能保持对向后兼容的轮询。这些机制为高带宽多媒体流、功率管理以及各种速率和突发信息流的轮流接入提供最大效能。

    即使是无线网络的密集部署，如企业无线环境，802.11e标准也能增强QoS支持。在这样的环境中，多个802.11e子网可配置在互相能通信的范围内，而不受通信期间不同子网中无线设备可能产生的干扰。

    802.11h：除去相互干扰之忧

    钟爱802.11标准大餐的朋友，也许对802.11h感兴趣。原因在于它能克服现有的其他802.11标准的缺陷。我们知道，802.11a无线网络工作在5GHz频段，支持多达24个不重叠的信道，对干扰的敏感性也比802.11g低，但因国家不同，利用5GHz频段的环境会发生改变，同样会遇到与其他系统相互干扰的问题。802.11h针对这个问题所定义的机制能使基于802.11a的无线系统避免与雷达和其他同类系统中的宽带技术相干扰，保障无线通信的畅通。

    802.11h克服上述缺陷，引入了两项关键技术，即动态频率选择(DFS)和发射功率控制(TPC)。

    ● DFS。DFS定义了一种检测机制，但当检测到有使用相同无线信道的其他装置存在时，可根据需要转换到其他信道，以避免相互干扰，并协调对信道的利用。即某个无线接入点利用WLAN装置的DFS查找其他接入点。当WLAN装置连接到某个接入点时，无线装置列出它能够支持的信道。当需要转换到新的信道时，接入点利用列出信道数据确定最佳信道。

    ● TPC。TPC旨在通过降低WLAN装置的无线发射功率，减少WLAN与卫星通信的相互干扰。TPC还能用于管理无线装置的功耗和接入点与无线装置之间的距离。

    802.11h定义的DFS和TPC机制的新奇之处，在于根据5GHz频段的管理要求确保标准通信方式的实施，以促进802.11a无线网络的推广使用，并提高WLAN的部署和运行性能。

    802.11n：支持高速率

    随着移动通信业务的迅速发展，高性能WLAN的市场需求日趋增长。为了适应这一需求，IEEE于2003年组建了802.11 TGn工作组来制订802.11n标准。802.11n的主要机制在于通过MAC接口，支持高数据率，并提高频谱效率，为无线HDTV传输以及企业和零售业用户所处的密集无线网络环境提供超高速数据流；运行802.11n组网协议将为WLAN提供500Mbps的速率，这一速率约比目前的WLAN快10倍，而且能与现有的Wi-Fi标准广泛兼容，并支持PC、消费电子设备和移动平台等装置。

    为实现上述功能，802.11n也引入了两项关键技术，即多输入多输出(MIMO)技术和宽信道带宽技术。

    MIMO技术：这是一种对要发送的数据建立多条“空中路径”、增加单信道数据吞吐率的无线传输技术。使用多个发射和接收天线，每条信道能在相同的频率上传送不同的数据集，并通过提高发送信号的传输速度来提高网络容量。

    MIMO实际上是一种无线芯片技术，嵌入在芯片中MIMO通过2根或多根天线发送信号。在接收端，通过多MIMO算法将信息重新组合，增强传输性能。因此，MIMO技术不仅是802.11n标准制定的基础，3G通信标准机构还在评估将这一技术用于蜂窝通信网络的可能性。

    20/40MHz信道带宽：802.11n标准支持20/40MHz信道带宽，从而有可能在全球范围内实现500Mbps的高速率，并增大数据传输容量。40MHz信道由2个20MHz的相邻信道组成，利用两个信道之间未被利用的象限频段，可使每次传输能比目前54Mbps的WLAN数据率提高1倍多，约为125Mbps。

    由于802.11n标准以MIMO和信道带宽这两项关键技术为支柱，因而给WLAN带来许多新的应用。当前，这些应用集中体现在三个方面：一是在5GHz频段内工作，即在5GHz频段内，40MHz频段容量的增大有可能使802.11n网络提供更多的无线服务；二是与802.11b、11a和11g共存并向后兼容，支持今年刚完成的802.11e QoS标准；三是单个和多个目的帧聚合，即把几个数据帧合并在一个数据包里，进行包括IP无线话音和多媒体内容的流媒体传输。

    感悟

    事实上，技术的发展和市场需求不断诞生出802.11新标准。除了上述三个新标准，IEEE应WLAN VoIP主流厂商SpectraLink的要求，于今年初组建了新的802.11工作组（IEEE 802.11 TGr“快速漫游”工作组），制订在接入点之间快速、安全漫游的标准。该标准将在802.11e QoS机制的基础上增添新的“美味”。如能获得通过，它将在明码VoIP数据包上优化话音或多媒体业务，当用户在安全接入点之间移动而同时凭借移动WLAN手机通信时，还能减少呼叫掉线和网络的不稳定性，由此提高企业VoIP的性能。

    新技术得到普及应用需要解决若干个实际问题，WLAN也一样，若干个新标准正在把问题一一摆平，QoS解决了，干扰去除了，带宽更高了，802.11i也把安全搞定了，现在，距离普及应用还会远吗？