1 下一代高速无线局域网标准IEEE802.11n( 四 )


3.2 MAC层优化技术
从网络逻辑结构上来看,802.11只定义了物理层及介质访问控制(MAC)子层(如图1) 。MAC层提供对共享无线介质的竞争使用和无竞争使用,具有无线介质访问、网络连接、数据验证、和保密等功能 。物理层为数据链路层提供物理连接,实现比特流的透明传输,所传数据单位为比特(bit) 。物理层定义了通信设备与接口硬件的机械、电气功能和过程的特性,用以建立、维持和释放物理连接 。
802.11的帧结构分为前导信号(Preamble)、信头(header)和负载(payload)
Preamble:主要用于确定移动台和接入点之间何时发送和接收数据,传输进行时告知其他移动台以免冲突,同时传送同步信号及帧间隔 。前导信号完成,接收方才开始接收数据 。
Header:在Preamble之后,用来传输一些重要的数据比如负载长度,传输速率,服务等信息 。
Payload:由于数据率及要传送字节的数量不同,负载的包长变化很大,可以十分短也可以十分长 。
在一帧信号的传输过程中,Preamble 和Header所占的传输时间越多,Payload用的传输时间就越少,传输的效率越低 。802.11n为了提升整个网络的吞吐量,对MAC层协议也进行了优化,改变数据帧结构,增加了净负载所占的比重,减少治理检错所占的字节数,大大提升了网络的吞吐量 。IEEE802.11n研究小组是由高吞吐量研究小组发展来的 。该小组希望通过增加传输的净负载,减少治理及检错的字节,来提高整体传输效率 。这样增加了符号传输速率,使的网络的吞吐量达到了802.11g的两倍达108Mbps 。
3.3智能天线技术与802.11n

智能天线是一个由多组独立天线组成的天线阵列系统,该阵列的输出与收发信机的多个输入相结合,可提供一个综合的时空信号 。与单个天线不同的是,天线阵列系统能够动态地调整波束的方向,以使每个用户都获得最大的主瓣,并减小了旁瓣干扰 。这样不仅改善了SINR(Signal-to-Interference and Noise Ratio, 信号干扰比),还提高了系统的容量,扩大了小区的最大覆盖范围,减小了移动台的发射功率 。
与有线信道相比,无线介质可靠性低,带宽小,且具有广播特性 。但是,无线介质具有无束缚的特点,因此,广泛的应用于移动通信中 。无线信道为共享信道,频率资源非常有限 。无线通信的工作频率有1GHz(蜂窝移动电话),2GHz(PCS和WLAN),5GHz(WLAN),28—60GHz(本地多点分布业务LDMS和点到点的微波通信)以及用于光通信的IR频率等 。WLAN工作于免许可证频段:2.4GHz及5GHz 。随着工作频率及数据率越高,硬件实现成本也越高,同时无线的传播范围也会降低 。因此,无线局域网IEEE802.11标准的传送距离较短,传输距离只有几百米 。而且,传输速率会随着距离的增加而降低 。当移动端远离AP节点时或通信质量差时,无线网络会采用降低通信速率的方式保持连接 。比如,802.11b标准的网络采用自动速率转换技术,速率可以降到6Mbps及2Mbps 。11a和11g标准也支持6、9、12、18、24、36、48和54Mbps的传输速率 。在实际的组网中,和无线广域网相比,WLAN小区的覆盖范围都较小(一般只有十几米到几十米,热点地区为了增加容量,小区半径更小) 。
作为下一代的无限局域网标准,IEEE802.11n采用智能天线技术,其传播范围更广,且能够以不低于108Mbps的传输速率保持通信 。它可以作为蜂窝移动通信的宽带接入部分,与无线广域网更紧密的结合 。一方面,802.11n可以为用户提供高数据率的通信服务(比如视频点播VOD,在线观看HDTV) 。另一方面,无线广域网为用户提供了更好的移动性
3.4 软件无线电与802.11n
目前无线局域网的多种标准并存,不同标准采用不同的工作频段、不同的调制方式,造成系统间难以互通 。WLAN的移动性差,而软件无线电是一种最有希望解决这些问题的技术 。

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