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Wi-Fi 技术及产品解决方案 作者：Louis E. Frenzel 关键词：Wi-Fi,多输入/多输出（MIMO），电话通信，无线视频技术，网络，封装系统芯片(SiP)，调 制技术，单芯片 IEEE 标准 802.11)目前已在计算和电子学领域居于统治地位，超过 90%的膝上型电脑都采用了 Wi-Fi 技术。Wi-Fi 技术已在改变人们联网和使用计算机的方式，几乎每个人的膝上型电脑都无 线连接到公司网络、家庭网络和公共接入点。 Wi-Fi标准的每个新版本都会在工作范围、数据速率、可靠性和安全性方面有所提高。目前还处 于草案阶段的 802.11n标准可提供超过 100Mbps的数据速率，这要归功于它采用的多输入/多输出 (MIMO)技术。MIMO技术可以实现十分可靠的多天线/收发器技术。经过验证，该技术不仅可以极 大地提高数据速率，而且能够在多路径环境下增加传输距离和连接可靠性。 在针对802.11n 标准实现的 MIMO 基本概念中，待传输的数据经过加扰、编码和交织(见图1)， 然后将其分成并行数据流，每个数据流对单个发射器(TX)进行调制。 MIMO 采用的调制技术为OFDM，根据数据速率的不同，分别采用二进制相移键控(BPSK)调制、正 交相移键控(QPSK)调制、16QAM(正交振幅调制)调制或者 64QAM调制。两个发射器都工作在同一 个 20MHz频段，在相同的带宽中发射两个不同的数据流可以使吞吐能力翻倍。吞吐能力根据发射 器的数目呈线性增长。 多个信号到达接收器的时间和相位各不相同，这取决于它们传输的路径。有些信号直接到达接收 器，而其它信号则通过多个不同的路径到达接收器。根据信号路径的特征定义，每个信号都是独 一无二的。这种技术称为空间多路复用，它可缓解大多数微波传输中遇到的多路径问题。多个路 径上的每个信号都会产生唯一签名，这使得接收器能够利用由DSP 技术实现的特殊算法对各个信 号进行分类。然后，来自不同天线的相同信号就能被联合起来相互增强，从而提高信噪比、可靠 性和有效传输距离。 在相同带宽内传输两个或两个以上的数据流可以使数据速率翻倍，倍数取决于使用的数据流数 目。另外， MIMO技术允许将两个20MHz的相邻的空闲通道绑定成单个带宽大于40MHz 的通道， 这样就可以提供更高的数据速率。 通过通道绑定和采用四个数据流，可以实现最高600Mbps 的数据速率。虽然尚不清楚如此之高的 数据速率到底有没有市场，但即使在相当恶劣的环境中，这种技术仍可以在100 米的传输距离内 轻松保持 100Mbps 的数据速率。 随着VoIP 在国内的普及，自然就有人想到利用Wi-Fi的附加技术来实现电话通信。可以从任何 AP 或热点进行呼叫的“VoWi-Fi”电话已经面市，这种电话还有可能成为企业内部使用的标准设 备。有几家供应商已经在标准蜂窝电话上增加了Wi-Fi功能，从而可以在蜂窝站点覆盖不强的地 方从热点进行呼叫。 蜂窝电话与Wi-Fi 电话的结合成就了类似无授权移动接入(UMA)这样的系统。UMA 系统又被称为 通用接入网络(GAN)，能够使用户通过常规的蜂窝发射塔或某些非授权频带范围内的无线技术(如 蓝牙或Wi-Fi)无缝漫游。 此外，在其它消费产品领域，Wi-Fi也得到广泛的应用。例如，诺基亚的数码相机可以与任何附 近的AP 无缝连接以传输图片文件，便携式摄像机和个人媒体播放器(PMP)也可以与 Wi-Fi收发设 备建立无线连接。带有 Wi-Fi 功能的MP3播放器已经上市。而在家庭应用中，其无线视频技术将 受到极大关注。消费电子产品公司渴望能将 PC、HDTV、DVD播放器、个人录像机及其它视频设备 无线连接在一起。 这个 2×3 的 MIMO 系统仅显示了从发射器至接收器的直接路径，采用两个发射器可使数据速率 翻倍。利用空间多路复用技术，接收器可以通过使用多路径信号恢复数据并提高信噪比。 Wi-Fi 产品 TI 公司的消费电子WLAN开发套件(CE WLAN DK 2.0)，为便携式及移动设备的设计工程师提供一 个成功开发WLAN产品所需的所有工具。该开发套件配有由TNET1351和 TNET 3526/5100器件组 成的WLAN 芯片，其中1352 是一个单芯片 MAC 基带处理器和无线收发器，3536是一个RF 功率放 大器，5100是一块电源管理芯片。为支持 WAP2 安全功能和满足WMM/802.11e QoS 要求，该公司 还提供参考设计和软件。 Broadcom 公司的无线局