【科普】一文让你了解Wi-Fi技术

由于2.4GHz频带已经被到处使用，采用5GHz的频带让802.11a具有更少冲突的优点。然而，高载波频率也带来了负面效果。802.11a几乎被限制在直线范围内使用，这导致必须使用更多的接入点；同样还意味着802.11a不能传播得像802.11b那么远，因为它更容易被吸收。

　　802.11g的调制方式和11a类似，但其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），共14个频段，原始传送速度也可达为54Mbps，802.11g的设备向下与802.11b兼容。

　　802.11n引入了MIMO的技术，使用多个发射和接收天线来允许更高的数据传输率，并增加了传输范围；并支持在标准带宽20MHz和双倍带宽40MHz，使用4×4 MIMO时的速度最高可达600Mbps。

　　802.11ac采用并扩展了源自802.11n的空中接口概念，包括高达160MH的射频带宽，最多8个MIMO空间流以及最高可达256QAM的调制方式。以下是这几种标准的主要属性对比。

　　4 WiFi关键技术

　　为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送，防止各站点无序地争用信道，无线局域网中采用了载波监听多路访问/冲突避免协议。CSMA/CA通信方式将时间域的划分与帧格式紧密联系起来，保证某一时刻只有一个站点发送，实现了网络系统的集中控制。送出数据前，监听媒体状态，等没有人使用媒体，维持一段时间后，再等待一段随机的时间后依然没有人使用，才送出数据。由于每个设备采用的随机时间不同，所以可以减少冲突的机会。

　　直接序列扩频技术是802.11b所采取的主要调制技术。直接序列扩频技术是把使用11位的Chipping Barker序列来将数据编码并发送的技术。发送端通过spreader把chips（就是一串的二进制码）添加入要传输的比特流中，称为编码；然后在接收端用同样的chips进行解码，就可以得到原始数据了。在相同的吞吐量下，直接序列扩频技术需要比跳频技术更多的能量；但以消耗能量为代价，它也能达到比跳频技术更高的吞吐量，802.11b能达到5.5Mbps和11Mbps就是采用HR/DSSS技术。

　　正交频分复用OFDM（Orthogonal frequency-division multiplexing）是一种基于正交多载波的频分复用技术，它是802.11a/g/n/ac中都采取的调制技术，它将高速串行数据流经串/并转换后，分割成大量的低速数据流，每路数据采用独立载波调制并叠加发送，接收端依据正交载波特性分离多路信号。

　　OFDM与传统频分复用FDM的区别在于：传统的频分复用技术需要在载波间保留一定的保护间隔，结合滤波来减少不同载波间领谱的重叠，从而避免各载波间的相互干扰；而OFDM技术的不同载波间的频谱是重叠在一起的，各子载波间通过正交特性来避免干扰，有效地减少了载波间的保护间隔，提高了频谱利用率。

　　扩展绑定技术是802.11n中所引入的新技术，并在802.11ac中得以继承和发展，它能够提高所用频谱的宽度从而提高传输速率。802.11a/g使用的频宽是20MHz，而802.11n支持将相邻两个频宽绑定为40MHz来使用。而当频宽是20MHz的时候，为了减少相邻信道的干扰，在其两侧预留了一小部分的带宽边界。而通过40MHz绑定技术，这些预留的带宽也可以用来通讯，可以将子载体从104（52×2）提高到108。在802.11ac中频宽进一步的可以扩展到80MHz和160MHz，使得传输速率进一步的提升。

多输入多输出MIMO（Multiple Input Multi