Wifi技术的分析及应用(2)

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802.11n工作在2.4GHz和5GHz两个频段，传输速率可达600Mbps（目前业界主流为300Mbps）。802.11n物理层技术主要有多入多出技术（MIMO）、MIMO-OFDM、40MHz、Short GI等技术,MAC层有Block确认、帧聚合等技术，优化了物理层与MAC层充分提高Wifi技术的吞吐。802.11n的稳定性、抗干扰能力相较802.11a/b/g有所提高，其覆盖范围更是至几平方公里。同时，802.11n不仅可与802.11a/b/g兼容，还能与无线广域网结合，如3G/4G。

现在802.11n凭借良好的稳定性、抗干扰性与覆盖面积广、传输速率快等特点已成为主流。除了这些之外的众多标准也在特定环境有所应用，如在连通纽约（LinkNYC）计划中以802.11.ac 标准形式提供了免费千兆Wifi。

2.2 Wifi的关键技术

2.2.1 SS技术（Spread Spectrum）

WiFi使用SS（扩展频谱，简为“扩频”）技术，SS技术是一种常用的无线通信技术。在发送端通过编码和调制方法用一个单独的代码序列来实现所发送信号的频谱加宽，获得良好的抗干扰能力、一定的抗窃听能力、抗追踪能力和较高的传输速率，可对WiFi技术提供稳定的网络服务。常用的扩频系统有直接序列扩频（DS-SS）、跳频扩频（FH-SS）、跳时扩频（TH-SS）、宽带线性调频（C-SS）。其中，DS-SS和FH-SS是比较常见的，TH-SS和C-SS一般不单独使用。当单独使用某一系统无法满足要求时，通常将扩频技术集成整合为混合扩频系统，以FH / DS，TH / DS，FH / TH较为常见。

然而，扩频系统的低传输率的短板在一定程度上限制了它的网络中使用。

2.2.2 OFDM及MIMO-OFDM技术

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术是一种具有低复杂性在无线环境的广泛应用的高速多载波传输技术。其削弱了符号间干扰，削弱了子信道之间的干扰。减少由无线信道的多路径延迟所造成的时间弥散导致的符号间干扰。

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多）技术提高了通信质量、MIMO系统的信道容量及无线系统的覆盖范围，并克服了信道衰落，降低误码率。MIMO-OFDM技术，结合了MIMO与OFDM技术的优势，基于OFDM技术在空间资源的合理开发，提高数据传输速率。

OFDM的组合被称为第四代移动通信的核心技术，不仅与MIMO技术相结合，并且与时空编码、分集、干扰和信道干扰抑制技术结合，提高了系统的性能;又和自适应调制、编码、动态子载波分配和动态比特分配算法等结合，以进一步优化性能。

2.3 Wifi技术的结构

2.3.1 Wifi的网络成员与结构

Wifi由站点（STA）、接入点（AP）、接入控制器（AC）、分配系统(DS)、AAA服务器及基本服务单元(BSS)、扩展服务单元(ESS)等组成。

2.3.2Wifi的拓补结构

目前，无线局域网有无中心网络和有中心网络两种拓扑结构。根据无线接入点的不同功用，Wifi有点对点模式、基础结构模式、多AP模式、无线网桥模式、无线中继器模式和AP客户端模式等组网方式。

（1）无中心网络

无中心网络也被称为Ad-Hoc网络，它由一组有无线接口和相同的工作组名、不同的源!自`751~文)论(文]网[www.751com.cn、服务区号码（ESSID）和密码的计算机（无线客户端）组成一个独立基本服务集（IBSS），在网络中的两个任意的站点可以直接通信。但在无中心网络中的一个站点必须能够在同一时间检测到网络中的其它站点，否则该网络将被认为被中断。非中央网络的拓扑结构示于图1。

无中心网络通常使用所有站点可以竞争的公共信道，信道访问控制（MAC）协议一般采用载波监控多址接入（CSMA）类型的协议。其具有易于组网、成本低、不易毁的优势;缺点是当太多的站点为了争夺信道易使网络的性能会降低，此网站由于任何两个站点可以连通，布局易受环境的影响。因此这个网络结构仅适用于一般不超过15个站点且站点临近的网络环境。