無線局域網應用及未來發(fā)展趨勢

張永賢 王連鵬

摘要：介紹了WLAN 技術的發(fā)展歷史，分析了WLAN 技術的特點和目前的標準化進展現(xiàn)狀和組網方式，闡述了該技術的應用和未來發(fā)展趨勢，指出WLAN 具有廣闊的應用和市場發(fā)展前景。

關鍵詞：無線局域網正交頻分復用技術多入多出技術

1、前言

WLAN(Wireless Local Area Network，無線局域網)，是指應用無線通信技術將計算機設備互聯(lián)起來，構成可以互相通信和實現(xiàn)資源共享的網絡體系,從而使網絡的構建和終端的移動更加靈活。WLAN技術的成長始于20世紀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（ISM）頻段的公共應用提供授權而產生的。這項政策使各大公司和終端用戶不需要獲得FCC許可證，就可以應用無線產品，從而促進了WLAN技術的發(fā)展和應用。

2、WLAN技術簡介

WLAN以射頻(Radio Frequency；RF)技術代替?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、個性化和多媒體應用提供了可能。射頻技術（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部的代碼送出,同時掃描器便接收此代碼。

自1990年IEEE正式啟用802.11項目以來，無線網絡技術逐漸走向成熟。WLAN（無線局域網）基于IEEE 802.11標準，允許在局域網環(huán)境中使用未授權的2.4GHz或5GHz等射頻波段進行無線連接。可以廣泛部署和應用于企業(yè)，進行企業(yè)網絡連接乃至Internet熱點接入。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 標準使用 5GHz 頻段，支持的最大速度為 54 Mb/s，而IEEE 802.11b 和 IEEE 802.11g 標準使用 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(正交頻分復用)技術

OFDM(正交頻分復用)技術具有更高的頻譜利用率，抗多徑干擾能力也大大增強。它既增加了系統(tǒng)容量，又滿足了多媒體通信要求。OFDM技術本質上屬于MCM(Multi一CarrierModulation，多載波調制)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)信號轉換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，并調制到正交子信道上同時傳輸。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可以在子載波間進行編碼，形成編碼的OFDMCOFDM即把OFDM技術與信道編碼、頻率時間交織結合起來，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現(xiàn)。OFDM的接收機先將不同載波搬移至零頻，然后在一個碼元周期內積分，其它載波因為與所積分的信號正交，所以對這個積分結果不會產生影響。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

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轉變成為有利因素。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，傳輸信息流經過時空編碼調制技術形成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，將同樣碼集的每個碼重復使用M次，每個碼用來調制不同的數(shù)據(jù)子流，這樣在不增加碼資源的基礎上，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立，則MIMO系統(tǒng)可以構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行優(yōu)化，從而可實現(xiàn)高通信容量和頻譜利用率。

3.3 WiMax技術

Wi-Fi是目前無線接入的主流標準，全面兼容現(xiàn)有Wi-Fi的WiMAX在Intel的強力支持下成為發(fā)展趨勢。WiMAX采用802.16標準。與Wi-Fi的802.11標準相比，WiMAX具有傳輸距離更遠、頻段選擇更寬以及接入速度更高的優(yōu)點，預計會在未來幾年間成為無線網絡的一個主流標準，Intel計劃將來采用該標準來建設無線廣域網絡。這相比于現(xiàn)時的無線局域網或城域網，是質的變革，而且現(xiàn)有設備仍能得到支持，有利保護了用戶的利益。Wi-Fi技術作為高速有線接入技術的補充，具有為可移動性、價格低廉的優(yōu)點，由于數(shù)據(jù)速率、覆蓋范圍和可靠性的差異，WIFI技術在寬帶應用上將作為高速有線接入技術的補充。

4、結語

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

參考文獻

[1]何小玉.無線局域網技術與應用[M].北京:人民郵電出版社,2004.