Wi-Fi技术及产品解决方案

Wi-Fi技术及产品解决方案

(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()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。

Wi-FiWirelessFidelity，无线保真技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术使用的使2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个，分别是IEEE802.11a和IEEE802.11b。该技术由于有着自身的优点，因此受到厂商的青睐。

Wi-Fi技术突出的优势在于：

其一，无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有50英尺左右约合15米，而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右约合100米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。最近，由Vivato公司推出的一款新型交换机。据悉，该款产品能够把目前Wi-Fi无线网络300英尺接近100米的通信距离扩大到4英里约6.5公里。

其二，虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到11mbps，符合个人和社会信息化的需求。

其三，厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。也就是说，厂商不用耗费资金来进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。

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。

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。

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公司的无线局域网络(WLAN)Intensi-fi芯片组是第一个符合IEEE802.11n草案标准的Wi-Fi解决方案。Intensi-fi技术通过多个发送和接收天线支持同时多重数据(或“空间”)流，因此相比传统802.11产品(只使用了一个发送天线和一个接收天线，并只能支持单个数据流)而言，该技术能提供超过300Mbps无线吞吐量和更可靠的覆盖。

Conexant Systems公司的CX53121是一款面向希望集成Wi-Fi功能的便携或移动设备的802.11b/g器件。该产品针对具有嵌入式无线网络能力的电池供电手持产品，如蜂窝电话、智能电话、VoIP手机、照相机、MP3 播放器、游戏控制器和全球定位系统。

ST公司的双频Wi-Fi解决方案STLC4420，在单一的小型封装内提供了面向手机应用的无线 802.11a /b/g 性能。STLC4420是一个高度集成的无线局域网WLAN芯片，能够在5GHz和2.4GHz两个频带内工作，支持OFDM(正交频分复用)和CCK(补码键控)信号调制技术。其第二款芯片STLC4550仅支持802.11b/g。这两款器件的功耗都非常低，适用于蜂窝电话、MP3播放器及其它便携式消费电子产品。

NXP半导体公司针对低功耗802.11无线局域网开发推出了第三代单封装系统芯片

(SiP)BGW211。该芯片支持全部的802.11g功能，消费者能够以比当前 802.11b 产品快5倍的速度，通过WLAN网络访问数据与多媒体内容，而不会影响电池使用寿命。服务质量(QoS)的扩展支持以及与蓝牙无线的共存，使该芯片能满足各种极高要求的便携应用。最新的SiP技术在外形尺寸只有 10×15×1.3mm的低HVQFN单封装中集成了一个完整802.11g WLAN子系统所需全部元器件。其它“单芯片”解决方案需要使用外部的接收 LNA、发射功率放大器以及/或其它元件，而BGW211 SiP则无需外接任何元件，便可满足手机和网络运营商对范围性能与流量性能的要求。

BGW200是NXP另一款完整的低功耗802.11b WLAN单封装系统解决方案，适合用于电池供电的手持设备。消费者可以用它连接到数量日益增长的各种WLAN网络，如办公室、家庭和公共场所。服务供应商能够用它增加网络的覆盖和客户群，在蜂窝/PCS和WLAN网络间提供互补的数据与语音服务。此外，它支持蓝牙1.1和1.2的共存，可实现与NXP蓝牙解决方案的无缝集成。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/w7y1.html