無線局域網(wǎng)應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢

張永賢 王連鵬

摘要：介紹了WLAN 技術(shù)的發(fā)展歷史，分析了WLAN 技術(shù)的特點(diǎn)和目前的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展現(xiàn)狀和組網(wǎng)方式，闡述了該技術(shù)的應(yīng)用和未來發(fā)展趨勢，指出WLAN 具有廣闊的應(yīng)用和市場發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：無線局域網(wǎng)正交頻分復(fù)用技術(shù)多入多出技術(shù)

1、前言

WLAN(Wireless Local Area Network，無線局域網(wǎng))，是指應(yīng)用無線通信技術(shù)將計(jì)算機(jī)設(shè)備互聯(lián)起來，構(gòu)成可以互相通信和實(shí)現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系,從而使網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和終端的移動更加靈活。WLAN技術(shù)的成長始于20世紀(jì)80年代中期，它是由美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）為工業(yè)、科研和醫(yī)學(xué)（ISM）頻段的公共應(yīng)用提供授權(quán)而產(chǎn)生的。這項(xiàng)政策使各大公司和終端用戶不需要獲得FCC許可證，就可以應(yīng)用無線產(chǎn)品，從而促進(jìn)了WLAN技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

2、WLAN技術(shù)簡介

WLAN以射頻(Radio Frequency；RF)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙絞銅線，利用無線多址信道作為傳輸媒介，使用電磁頻譜來傳遞信息。為通信的移動化、個性化和多媒體應(yīng)用提供了可能。射頻技術(shù)（射頻識別）的原理是接收器接收掃描器發(fā)射的無線電波能量電路將內(nèi)部的代碼送出,同時(shí)掃描器便接收此代碼。

自1990年IEEE正式啟用802.11項(xiàng)目以來，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸走向成熟。WLAN（無線局域網(wǎng)）基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，允許在局域網(wǎng)環(huán)境中使用未授權(quán)的2.4GHz或5GHz等射頻波段進(jìn)行無線連接?？梢詮V泛部署和應(yīng)用于企業(yè)，進(jìn)行企業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接乃至Internet熱點(diǎn)接入。而傳輸速度的不斷提升，始終貫穿于WLAN發(fā)展的主線中。WLAN 的 IEEE 802.11a 標(biāo)準(zhǔn)使用 5GHz 頻段，支持的最大速度為 54 Mb/s，而IEEE 802.11b 和 IEEE 802.11g 標(biāo)準(zhǔn)使用 2.4 GHz 頻段，分別支持最大 11Mb/s和 54 Mb/s 的速度。從2M、11M、54M、每一次速度的提升，都是一次跨越式的變革，而802.11n的300M乃至現(xiàn)在的450M，使所有關(guān)注WLAN的人都不禁要問，WLAN究竟還能有多快。

3、WLAN未來趨勢分析

3.1 OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)

OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)具有更高的頻譜利用率，抗多徑干擾能力也大大增強(qiáng)。它既增加了系統(tǒng)容量，又滿足了多媒體通信要求。OFDM技術(shù)本質(zhì)上屬于MCM(Multi一CarrierModulation，多載波調(diào)制)的一種。首先將信道分成若干正交子信道，然后將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，并調(diào)制到正交子信道上同時(shí)傳輸。在接收端將正交信號分開，可以減少子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，消除了符號間的干擾。信道均衡也因子信道的帶寬的減小變得相對容易了。

OFDM可以在子載波間進(jìn)行編碼，形成編碼的OFDMCOFDM即把OFDM技術(shù)與信道編碼、頻率時(shí)間交織結(jié)合起來，提高系統(tǒng)的性能，其編碼可以采用各種碼。采用了基于載波頻率正交的FFT調(diào)制，且允許各載波間頻率互相混疊。OFDM直接在基帶處理，不再通過很多帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)。OFDM的接收機(jī)先將不同載波搬移至零頻，然后在一個碼元周期內(nèi)積分，其它載波因?yàn)榕c所積分的信號正交，所以對這個積分結(jié)果不會產(chǎn)生影響。OFDM通過增加子載波數(shù)目來提高數(shù)據(jù)的傳送速率，不同頻帶采用不同的調(diào)制方法。OFDM適用于多用戶的高靈活度、高利用率的通信系統(tǒng)。

3.2 MIMO(多入多出)技術(shù)

MIMO通過在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線的方式，將原本視為有害的多徑效應(yīng)轉(zhuǎn)變成為有利因素。系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多個發(fā)射天線和接收天線和多個信道。MIMO天線陣列，是一種開環(huán)的MIMO技術(shù)，傳輸信息流經(jīng)過時(shí)空編碼調(diào)制技術(shù)形成N個數(shù)據(jù)子流，這N個數(shù)據(jù)子流由M個天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由N個接收天線接收。M個發(fā)送天線，使用編碼重用技術(shù)，將同樣碼集的每個碼重復(fù)使用M次，每個碼用來調(diào)制不同的數(shù)據(jù)子流，這樣在不增加碼資源的基礎(chǔ)上，提高了原始數(shù)據(jù)的傳輸速率。這N個數(shù)據(jù)子流同時(shí)傳輸?shù)桨l(fā)射信道上，各發(fā)射信號使用同一頻帶，因而并未增加頻寬。若各發(fā)射、接收天線間的信道相互獨(dú)立，則MIMO系統(tǒng)可以構(gòu)成多個并行的空間信道。將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個整體進(jìn)行優(yōu)化，從而可實(shí)現(xiàn)高通信容量和頻譜利用率。

3.3 WiMax技術(shù)

Wi-Fi是目前無線接入的主流標(biāo)準(zhǔn)，全面兼容現(xiàn)有Wi-Fi的WiMAX在Intel的強(qiáng)力支持下成為發(fā)展趨勢。WiMAX采用802.16標(biāo)準(zhǔn)。與Wi-Fi的802.11標(biāo)準(zhǔn)相比，WiMAX具有傳輸距離更遠(yuǎn)、頻段選擇更寬以及接入速度更高的優(yōu)點(diǎn)，預(yù)計(jì)會在未來幾年間成為無線網(wǎng)絡(luò)的一個主流標(biāo)準(zhǔn)，Intel計(jì)劃將來采用該標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)無線廣域網(wǎng)絡(luò)。這相比于現(xiàn)時(shí)的無線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)，是質(zhì)的變革，而且現(xiàn)有設(shè)備仍能得到支持，有利保護(hù)了用戶的利益。Wi-Fi技術(shù)作為高速有線接入技術(shù)的補(bǔ)充，具有為可移動性、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，由于數(shù)據(jù)速率、覆蓋范圍和可靠性的差異，WIFI技術(shù)在寬帶應(yīng)用上將作為高速有線接入技術(shù)的補(bǔ)充。

4、結(jié)語

WiFi（無線局域網(wǎng)），WiMax（無線城域網(wǎng)），3G（無線廣域網(wǎng)）三者的結(jié)合會創(chuàng)造出一個完美的無線網(wǎng)絡(luò)。隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，集成了這三種技術(shù)的移動終端能夠隨時(shí)隨地提供高速無線連接，借用一句廣告語：“未來是無線的”。OFDM技術(shù)良好的性能使其在無線局域網(wǎng)IEEE802.11a和HIPERLAN2,以及無線城域網(wǎng)IEEE802.16等系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]何小玉.無線局域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2004.