802.11n浮出水面
上半年闹得沸沸扬扬的WAPI与Wi-Fi标准之争大家可能还记忆犹新，不过此事尚未尘埃落定，新的无线标准之争又告开始。
2004年8月13日，在IEEE(国际电气电子工程师协会)所接受的802.11n标准建议最后截止日期之前，作为两大主要竞争对手的WWiSE(World Wide Spectrum Efficiency)联盟和TGnSync联盟分别向IEEE递交了其各自的802.11n标准规范。那么，802.11n为何产生，相比之前标准究竟有何过人之处？且听我细细道来。
802.11n的产生背景
在无线局域网多种标准并存的今天，IEEE802.11无疑是事实上的主流标准。1997年，802.11标准的制定成为无线局域网发展的里程碑，它定义了单一的MAC层和多样的物理层，随后相继推出了802.11b、802.11a和802.11g的物理层标准。其中，802.11g标准采用OFDM技术，和802.11a一样数据传输速率可达54Mbps，但它工作在2.4GHz频段上，与802.11b标准兼容，无形中提高了网络的适用性，降低了无线局域网升级成本。尽管802.11g在技术上有多种创新，但仍不能很好地解决移动和漫游的问题。
出现这种情况的原因是由于IEEE802.11标准的带宽是共享而不是交换的，其共享的效率也远远低于有线网络----如果用户密度太高，或者用户的网络数据传输量太大，在带宽上就会出现"消化不良"的现象。在这样的大前提下，由于受到MAC层的限制，虽说802.11g的连接速率已经高达54Mbps，但其实际效率注定要打对折。并且802.11g只支持三个无干扰信道，所以它的总带宽理论值也不过54Mbps×3＝162Mbps。更为糟糕的是，如果802.11g产品工作在802.11b兼容的模式下，在不启动WEP加密时实测带宽将只有10Mbps左右......。
显然，802.11g无法满足无线网络高带宽的视频点播以及其宣传制成的SmartDisplay、网络投影机等产品的需要，有效速率仍是首当其冲要解决的大问题！于是，能够提供更高有效速率的802.11n标准就被提上议事日程。
802.11n的技术优势
802.11n专注于高吞吐量的研究，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甚至500Mbps。这样高的速率当然要有技术支撑，而OFDM技术、MIMO(多入多出)技术等正是关键。
OFDM技术是MCM（Multi-Carrier Modulation，多载波调制）的一种，曾经在802.11g标准中采用。其核心是将信道分成许多进行窄带调制和传输正交子信道，并使每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，用以减少各个载波之间的相互干扰，同时提高频谱的利用率的技术。OFDM还通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行的非对称性传输。不过OFDM技术易受频率偏差的影响，存在较高的峰值平均功率比（PAR），不过可以通过时空编码、分集、干扰抑制以及智能天线技术，最大程度地提高物理层的可靠性，802.11g中虽也采用有相似技术，但相比802.11n中与MIMO技术的结合，自然逊色不少。
OFDM工作图示
MIMO(多入多出)技术是无线通信领域智能天线技术的重大突破，能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道。传输信息流S(k)经过空时编码形成N个信息子流Ci(k)，i=1，......，N。这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，这样，MIMO系统可以创造多个并行空间信道，解决了带宽共享的问题。802.11n天线数量可以支持到3*3，比802.11g的3增加了3倍。
MIMO工作图示
将MIMO与OFDM技术相结合，就产生了MIMO OFDM技术，它通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集，提高了信号质量，并增加了多径的容限，使无线网络的有效传输速率有质的提升。
MIMO OFDM工作图示
而为了提升整个网络的吞吐量，802.11n还对802.11标准的单一MAC层协议进行了优化，改变了数据帧结构，增加了净负载所占的比重，减少管理检错所占的字节数大大提升了网络的吞吐量。在天线上，智能天线技术的应用也解决了802.11n的传输覆盖范围问题。通过多组独立天线组成的天线阵列系统，动态地调整波束的方向，802.11n保证让用户接收到稳定的信号，并减少其它噪音信号的干扰，使无线网络的传输距离能够增加到几公里，移动性大大增强。
兼容性方面，802.11n采用软件无线电技术解决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，移动性差的问题。软件无线电是一个完全可编程的硬件平台，所有的应用都通过在该平台上的软件编程实现，换句话说，就是不同系统的基站和移动终端都可以由建立在相同硬件基础上的不同软件实现。软件无线电技术将根本改变网络结构，实现无线局域网与无线广域网融合并能容纳各种标准、协议，提供更为开放的接口，最终大大增加网络的灵活性。另外，802.11n工作模式包含2.4GHz和5.8GHz两个工作频段，保障了与以往的802.11a/b/g标准兼容，极大的保护了用户的投资。
以此看来，从IEEE802.11b发展到IEEE802.11g，只不过是升级；而到IEEE802.11n，则可以用换代来形容。一旦802.11n得到IEEE的通过，无线网络全屏幕DVD质量的视频流以及可靠性大大增强的音频流等应用就将打开闸门，无线替代有线的时代终将来临。因此，虽然目前的802.11n还处于草案阶段，许多厂商就已经坐不住了。
标准竞争激烈残酷
这些厂商分为两个阵营，分别是以Atheros为首、英特尔(Intel)与意法(ST)支持的TG nSynch阵营，以及以Airgo为首、Broadcom及科胜讯(Conexant)支持的WWiSE(World Wide Spectrum Efficiency)阵营。WWiSE联盟还表示，如其草案能够获得通过，联盟的所有成员都将享受"零版税"的优惠条件。Airgo等新进厂商更是迫不及待推出pre-802.11n的芯片组，相信早在802.11n标准通过之前，宣称支持未来802.11n标准的产品就会相继问世，市场将抢先开打。这也是一些掌握无线网络核心技术的厂商为抢占市场制高点的惯用手法，它们经常用"既成事实"来推动甚至是"迫使"标准的尽早确定，802.11g就是先例，年初中美之间的WAPI之争最终以失败告终也是如此。
标准的竞争是如许的残酷激烈，一切都是由于标准所蕴含的巨大利益。而在这些标准的竞争中很难听到中国的声音，就是由于中国企业基本上没有核心技术，只能跟在别人后面分得一杯残羹，想依靠制定标准以奇兵制胜时又忽略了市场的发展。希望中国企业能够吸取WAPI之战的经验教训，以市场为导向，迎头赶上，在今后的国际标准竞争中发出自己的声音，真正掌握引领世界潮流的核心技术。
本文已发表于《电脑商情报·家用电脑》2004年第32期（8月24日版），版权所有，转载必究
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