1 IEEE802.11无线局域网研究及发展报告


无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物 。它利用射频(RF)技术,取代旧式的双绞铜线构成局域网络,提供传统有线局域网的所有功能,网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里,也能够随需移动或变化 。使得无线局域网络能利用简单的存取构架让用户透过它,达到"信息随身化、便利走天下"的理想境界 。WLAN是20世纪90年代计算机与无线通信技术相结合的产物,它使用无线信道来接入网络,为通信的移动化,个人化和多媒体应用提供了潜在的手段,并成为宽带接入的有效手段之一 。
一、IEEE802.11无线局域网标准
1997年IEEE802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑,它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准 。IEEE802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理层,其物理层标准主要有IEEE802.11b,a和g 。
1.1 IEEE802.11b
1999年9月正式通过的IEEE802.11b标准是IEEE802.11协议标准的扩展 。它可以支持最高11Mbps的数据速率,运行在2.4GHz的ISM频段上,采用的调制技术是CCK 。但是随着用户不断增长的对数据速率的要求,CCK调制方式就不再是一种合适的方法了 。因为对于直接序列扩频技术来说,为了取得较高的数据速率,并达到扩频的目的,选取的码片的速率就要更高,这对于现有的码片来说比较困难;对于接收端的RAKE接收机来说,在高速数据速率的情况下,为了达到良好的时间分集效果,要求RAKE接收机有更复杂的结构,在硬件上不易实现 。
1.2 IEEE802.11a
IEEE802.11a工作5GHz频段上,使用OFDM调制技术可支持54Mbps的传输速率 。802.11a与802.11b两个标准都存在着各自的优缺点,802.11b的优势在于价格低廉,但速率较低(最高11Mbps);而802.11a优势在于传输速率快(最高54Mbps)且受干扰少,但价格相对较高 。另外,11a与11b工作在不同的频段上,不能工作在同一AP的网络里,因此11a与11b互不兼容 。
1.3 IEEE802.11g
为了解决上述问题,为了进一步推动无线局域网的发展,2003年7月802.11工作组批准了802.11g标准,新的标准终于浮出水面成为人们对无线局域网关注的焦点 。IEEE802.11工作组开始定义新的物理层标准IEEE802.11g 。该草案与以前的802.11协议标准相比有以下两个特点:其在2.4G频段使用OFDM调制技术,使数据传输速率提高到20Mbps以上;IEEE802.11g标准能够与802.11b的WIFI系统互相连通,共存在同一AP的网络里,保障了后向兼容性 。这样原有的WLAN系统可以平滑的向高速无线局域网过渡,延长了IEEE802.11b产品的使用寿命,降低用户的投资 。
1.4 IEEE802.11n
IEEE已经成立802.11n工作小组,以制定一项新的高速无线局域网标准802.11n 。802.11n工作小组是由高吞吐量研究小组发展而来的,由802.11g工作小组主席Matthew B. Shoemaker担任主席一职 。该工作小组计划在2003年9月召开首次会议 。
IEEE802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps,成为802.11b、802.11a、802.11g之后的另一场重头戏 。和以往地802.11标准不同,802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段) 。这样11n保障了与以往的802.11a b, g标准兼容 。
IEEE802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合,使传输速率成倍提高 。另外,天线技术及传输技术,使得无线局域网的传输距离大大增加,可以达到几公里(并且能够保障100Mbps的传输速率) 。IEEE802.11n标准全面改进了802.11标准,不仅涉及物理层标准,同时也采用新的高性能无线传输技术提升MAC层的性能,优化数据帧结构,提高网络的吞吐量性能 。
二、 IEEE802.11无线局域网的物理层要害技术

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