一、综述
1、WLAN空中接口的技术标准介绍
无线局域网(WLAN)的空中接口技术要求主要是指其媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)的相关技术要求。WLAN的空中接口的技术要求是由IEEE开发与研究的,其技术标准也是在不断的演进的,目前与WLAN的空中接口直接相关的技术标准有IEEE的802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等。
欲详细了解IEEE的802.11系列标准情况介绍的请进入。
为了使无线局域网(WLAN)在我国的普及应用,我国也将IEEE的802.11系列技术标准转化为国内标准,主要是国家标准GB 15629.11系列和通信行业标准YD/T 2394.x系列,国内标准编号与IEEE的802.11系列标准的编号对应关系详见下表1-1。这些国内标准基本上与上述802.11系列标准由一一对应的,它们都是参照IEEE的相对应的标准,并结合我国的具体情况而制定。
表1-1:国内标准编号与IEEE的802.11系列标准的编号对应关系
欲详细了解我国WLAN系列标准情况介绍的请进入:GB 15629.11系列;YD/T 2394.x系列
2、WLAN空中接口的技术标准特点
IEEE的WLAN空中接口的802.11系列技术标准有一个特点,就是其后续演进的标准以第一个标准802.11标准为基础进行演进的。这些演进的标准都是在不断提高空中接口的数据传输速率以及更多用户的接入等,就数据传输速率而言,由开始的1Mbps/2Mbps(802.11标准)到现在的大于1Gbps以上(802.11ac标准),这些技术进步都是在空中接口中不断采用先进的无线技术而获得的,如不同的扩频方式、更高的空中数据流和更高阶的调制方式等技术。因此这些标准只是代表不同的演进阶段,它们都持续有效。转化为国内标准也保持了这一特点,后续演进的标准同样是以GB 15629.11-2003为基础的。
二、GB 15629.11的技术要求
鉴于此,下述重点简要介绍我国国家标准GB 15629.11(与IEEE 802.11相对应)中的主要技术内容,因为它是WLAN空中接口其它系列标准的基础。且该标准内容过多,这里重点介绍物理层(PHY)的相关技术内容,若要详细了解GB 15629.11具体内容的请查阅下附件2;若要详细了解其它WLAN标准的见相应标准的原文。
附件2:GB 15629.11-2003《信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特定要求 第11部分:无线局域网媒体访问控制和物理层规范》
1、物理层工作方式
GB 15629.11为WLAN空中接口规定了三种工作方式:频率跳变扩展频谱(FHSS,Frequency Hopping Spread Spectrum)工作方式、直接序列扩展频谱(DSSS,Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式和红外线(IR)工作方式。国家标准GB/T 2900.54《电工术语 无线电通信 发射机、接收机、网络和运行》中对FHSS与DSSS给出了定义,详见下表2-1中。红外线(IR)工作方式使用相对较少,下述主要介绍两种无线扩频的工作方式。
表2-1:FHSS与DSSS的定义
2、数据传输速率
GB 15629.11为WLAN定义了1Mbps和2Mbps的两种数据传输速率供选择,可工作在两种无线扩频工作方式和红外线(IR)工作方式。其速率容差要求详见下表2-2。
表2-2:GB 15629.11规定的WLAN传输速率及容差要求
3、工作频率与频谱安排
GB 15629.11为WLAN规定的射频工作频率为ISM频段的2.4GHz频段,标称工作频率范围为2400~24835 MHz。但GB 15629.11标准为DSSS和FHSS两种扩频工作方式的频谱安排是不相同的,这是因为两种扩频方式技术特点不尽相同的。
对于FHSS工作方式,规定了信道数为79个(跳频数);信道之间的间隔为1MHz;对于DSSS工作方式,规定的是20MHz的信道带宽,其信道数为13个。
欲详细了解GB 15629.11为WLAN规定的2.4GHz频段频谱安排的请进入。
4、调制方式
GB 15629.11对于FHSS工作方式和DSSS工作方式下的调制方式,以及它们的不同数据传输速率下的调制方式,规定了不同的调制方式,包括不同级别的频移键控方式和相移键控方式,具体汇总于下表2-4中。
表2-4:FHSS和DSSS工作方式的调制方式
5、发射与接收规范要求
在GB 15629.11中分别给出了FHSS和DSSS工作方式的发射与接收规范要求,下表2-5汇总了其指标参数的名称,其参数值详见GB 15629.11标准原文,即见附件2。
表2-5:FHSS和DSSS工作方式的收发规范的参数名称
另外,为了支持WLAN系统的发展,我国无线电管理部门也专门发文,指配了2.4GHz、5.1GHz和5.8GHz频段为WLAN系统的工作频段,并且对工作于2.4GHz、5.1GHz和5.8GHz频段WLAN系统设备的发射特性技术要求进行了相关规定。因此,对于WLAN设备在满足GB 15629.11标准无线性能要求的同时,也应符合我国关于WLAN设备的无线电管理的规定。
欲详细了解我国关于无线局域网(WLAN)设备无线电管理要求的请进入。
三、后续演进标准的技术要求
由于IEEE的WLAN空中接口的后续演进标准目前有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等,我国也有相对应的国内标准。标准数量很多,这里不再一一介绍,若有详细了解的请查阅相应的标准原文,这里仅做汇总性介绍,以了解其技术特点的概貌,起到画龙点睛的作用。
下表3-1汇总了不同阶段WLAN空中接口的工作频率与最大数据传输速率。下表3-2汇总了不同阶段WLAN空中接口标准所采用的新的无线技术的情况,包括扩频方式、信道带宽、调制方式、空间数据流(MIMO)等技术。
表3-1:不同阶段WLAN空中接口的工作频率与最大数据传输速率
表3-2:不同阶段WLAN空中接口标准的新的无线技术的采用情况
由表3-2可知,不同标准阶段的WLAN,由于采用了相应的无线新技术,使得其数据传输速率越来越高。下附件3汇总了不同阶段WLAN空中接口所采用的不种调制方式与相对应的传输数据速率的关系,它们也与采用不同的信道带宽和空间数据流数相关,当然也与调制技术的调制编码方案(MCS,Modulation and Coding Schemes)及调制码速相关。
附件3:不同阶段WLAN空中接口所采用的不种调制方式与相对应的数据速率
欲进一步了解GB 15629.11规定的无线局域网(WLAN)安全机制WAPI的请进入。