一、綜述
1、WLAN空中接口的技術標準介紹
無線局域網(WLAN)的空中接口技術要求主要是指其媒體訪問控制(MAC)和物理層(PHY)的相關技術要求。WLAN的空中接口的技術要求是由IEEE開發與研究的,其技術標準也是在不斷的演進的,目前與WLAN的空中接口直接相關的技術標準有IEEE的802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。
欲詳細了解IEEE的802.11系列標準情況介紹的請進入。
為了使無線局域網(WLAN)在我國的普及應用,我國也將IEEE的802.11系列技術標準轉化為國內標準,主要是國家標準GB 15629.11系列和通信行業標準YD/T 2394.x系列,國內標準編號與IEEE的802.11系列標準的編號對應關系詳見下表1-1。這些國內標準基本上與上述802.11系列標準由一一對應的,它們都是參照IEEE的相對應的標準,并結合我國的具體情況而制定。
表1-1:國內標準編號與IEEE的802.11系列標準的編號對應關系
欲詳細了解我國WLAN系列標準情況介紹的請進入:GB 15629.11系列;YD/T 2394.x系列
2、WLAN空中接口的技術標準特點
IEEE的WLAN空中接口的802.11系列技術標準有一個特點,就是其后續演進的標準以第一個標準802.11標準為基礎進行演進的。這些演進的標準都是在不斷提高空中接口的數據傳輸速率以及更多用戶的接入等,就數據傳輸速率而言,由開始的1Mbps/2Mbps(802.11標準)到現在的大于1Gbps以上(802.11ac標準),這些技術進步都是在空中接口中不斷采用先進的無線技術而獲得的,如不同的擴頻方式、更高的空中數據流和更高階的調制方式等技術。因此這些標準只是代表不同的演進階段,它們都持續有效。轉化為國內標準也保持了這一特點,后續演進的標準同樣是以GB 15629.11-2003為基礎的。
二、GB 15629.11的技術要求
鑒于此,下述重點簡要介紹我國國家標準GB 15629.11(與IEEE 802.11相對應)中的主要技術內容,因為它是WLAN空中接口其它系列標準的基礎。且該標準內容過多,這里重點介紹物理層(PHY)的相關技術內容,若要詳細了解GB 15629.11具體內容的請查閱下附件2;若要詳細了解其它WLAN標準的見相應標準的原文。
附件2:GB 15629.11-2003《信息技術 系統間遠程通信和信息交換 局域網和城域網 特定要求 第11部分:無線局域網媒體訪問控制和物理層規范》
1、物理層工作方式
GB 15629.11為WLAN空中接口規定了三種工作方式:頻率跳變擴展頻譜(FHSS,Frequency Hopping Spread Spectrum)工作方式、直接序列擴展頻譜(DSSS,Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式和紅外線(IR)工作方式。國家標準GB/T 2900.54《電工術語 無線電通信 發射機、接收機、網絡和運行》中對FHSS與DSSS給出了定義,詳見下表2-1中。紅外線(IR)工作方式使用相對較少,下述主要介紹兩種無線擴頻的工作方式。
表2-1:FHSS與DSSS的定義
2、數據傳輸速率
GB 15629.11為WLAN定義了1Mbps和2Mbps的兩種數據傳輸速率供選擇,可工作在兩種無線擴頻工作方式和紅外線(IR)工作方式。其速率容差要求詳見下表2-2。
表2-2:GB 15629.11規定的WLAN傳輸速率及容差要求
3、工作頻率與頻譜安排
GB 15629.11為WLAN規定的射頻工作頻率為ISM頻段的2.4GHz頻段,標稱工作頻率范圍為2400~24835 MHz。但GB 15629.11標準為DSSS和FHSS兩種擴頻工作方式的頻譜安排是不相同的,這是因為兩種擴頻方式技術特點不盡相同的。
對于FHSS工作方式,規定了信道數為79個(跳頻數);信道之間的間隔為1MHz;對于DSSS工作方式,規定的是20MHz的信道帶寬,其信道數為13個。
欲詳細了解GB 15629.11為WLAN規定的2.4GHz頻段頻譜安排的請進入。
4、調制方式
GB 15629.11對于FHSS工作方式和DSSS工作方式下的調制方式,以及它們的不同數據傳輸速率下的調制方式,規定了不同的調制方式,包括不同級別的頻移鍵控方式和相移鍵控方式,具體匯總于下表2-4中。
表2-4:FHSS和DSSS工作方式的調制方式
5、發射與接收規范要求
在GB 15629.11中分別給出了FHSS和DSSS工作方式的發射與接收規范要求,下表2-5匯總了其指標參數的名稱,其參數值詳見GB 15629.11標準原文,即見附件2。
表2-5:FHSS和DSSS工作方式的收發規范的參數名稱
另外,為了支持WLAN系統的發展,我國無線電管理部門也專門發文,指配了2.4GHz、5.1GHz和5.8GHz頻段為WLAN系統的工作頻段,并且對工作于2.4GHz、5.1GHz和5.8GHz頻段WLAN系統設備的發射特性技術要求進行了相關規定。因此,對于WLAN設備在滿足GB 15629.11標準無線性能要求的同時,也應符合我國關于WLAN設備的無線電管理的規定。
欲詳細了解我國關于無線局域網(WLAN)設備無線電管理要求的請進入。
三、后續演進標準的技術要求
由于IEEE的WLAN空中接口的后續演進標準目前有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等,我國也有相對應的國內標準。標準數量很多,這里不再一一介紹,若有詳細了解的請查閱相應的標準原文,這里僅做匯總性介紹,以了解其技術特點的概貌,起到畫龍點睛的作用。
下表3-1匯總了不同階段WLAN空中接口的工作頻率與最大數據傳輸速率。下表3-2匯總了不同階段WLAN空中接口標準所采用的新的無線技術的情況,包括擴頻方式、信道帶寬、調制方式、空間數據流(MIMO)等技術。
表3-1:不同階段WLAN空中接口的工作頻率與最大數據傳輸速率
表3-2:不同階段WLAN空中接口標準的新的無線技術的采用情況
由表3-2可知,不同標準階段的WLAN,由于采用了相應的無線新技術,使得其數據傳輸速率越來越高。下附件3匯總了不同階段WLAN空中接口所采用的不種調制方式與相對應的傳輸數據速率的關系,它們也與采用不同的信道帶寬和空間數據流數相關,當然也與調制技術的調制編碼方案(MCS,Modulation and Coding Schemes)及調制碼速相關。
附件3:不同階段WLAN空中接口所采用的不種調制方式與相對應的數據速率
欲進一步了解GB 15629.11規定的無線局域網(WLAN)安全機制WAPI的請進入。