Ruckus Wireless无线局域网解决方案建议书
?频道带宽: 20MHz组合成40MHz
在某些环境下,这让其可以大体提升一倍的物理数据传输率。
?时空块识别选项
未来的某些芯片组将支持此功能,某些环境下能提升可靠性。
?波束形成(Beamforming)选项
未来某些芯片组会支持。
?可变保护间隔
某些环境下可以提升大约11%的吞吐量。
?帧集成
更高的物理速率,可以极大的改善有效吞吐量。
?块应答
更高的物理速率,可以极大的改善有效吞吐量。
在目前生产的芯片组中,这些最重要技术已经实现的有:空间复用,频道复合,帧集成,以及块应答。
期待的802.11n数据传输率
虽然生产商们在不断宣传802.11n的理论数据传输率是300Mbps或者更高,但实际用户们的吞吐量却要低了不止一个数量级。这是因为当前的802.11n产品并未能最有效的使
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用这些新技术。因为拥有对Wi-Fi信号构成以及信号方向的完全控制能力,Smart Wi-Fi通过使用这些技术,无论在时间上还是距离上,都确保了更高的TCP吞吐量。
物理速率的提升
802.11n标准的核心之一,是一种叫做“空间复用”的技术。空间复用是基于多个传输天线的不同编码数据信号或数据流的并发传输。这样,同一空间就被重复利用了多次,或者是被多路复用了多次。
空间复用的工作原理是将一个数据帧分割为多个数据片,然后通过多个天线的多路无线信号,并发传输这些数据片。而接受者则使用不同的天线,接受不同的信号,并执行还原过程,将其恢复为原始数据流。空间复用通过提升发射者与接受者之间并发数据流的数量,从而提升吞吐量。
空间复用实际上是利用了一个常见的无线现象,叫做“多路径”(后文会对此进行详细讨论)。 就是一个无线信号会因为反射,经由不同的路径达到最终客户端,导致客户端因此难以确定正确的信号。
而在802.11n里,多路径却是被希望发生的现象,这样就可以向接收端传输更多的数据。因此,确保信号会经由不同的射频路径传输,对获取更高性能而言就很重要了。
空间复用的挑战
虽然802.11n规范允许高达4路的空间数据流,但是目前绝大多数可用的芯片组和系统只能支持2路。或许在几年后,芯片制造商们推出新一代802.11n芯片组时,会改变这一点。
802.11n数据流速率:
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空间复用和物理数据传输率一样,对干扰和数据包丢失高度的敏感。在一个充满干扰的环境以及(或者)不佳的位置下,AP和客户端可能会倾向于选择更少的空间数据流。这会导致物理数据传输率和实际吞吐量的急剧降低。
正如前文所提及的那样,空间复用依赖于多路径传输(无线信号通过2条或者多条路径到达接受者天线)和相关延迟(每个信号自发射到被接收到之间的时间间隔)。 接收端就是依据这些路径差异来重组或者重建原始数据流的。如果在发送端和接收端之间的空间穿越路径太过近似(或者“相互关联”),空间复用就会失败,发送端就必须削减空间数据流的数量,从而降低传输速率。因此,确保多路径运作对于获取802.11n所承诺的高性能来说,也是必不可少的
空间复用同时也提升了空间数据流出错的概率。因为此时穿越无线介质的数据更多了,所以出现数据损伤或者数据包丢失的概率也就更大了。在这种情况下,对一个AP或者一个客户端来说,最典型的反应就是使用较少的空间数据流,并降低数据传输率,以确保平稳运行以及最小化丢包率。
认识空间复用的潜力
智能天线技术才是最适合空间复用的。因为通过控制信号路径的方向和时间,智能天线阵列最小化了阵列之间的关联性。而正是不同的天线配置之间的非关联性,才能保证实现使用这些系统所获取的大部分统计增益。
通过独立掌控或者路由每一个空间数据流通过最适宜的射频路径,智能天线提升了空间复用通讯可用的时间百分比,拓展了空间复用的实用性。
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如今,几乎所有的802.11n AP都使用了多根全方位天线,以发射不同的数据流。这些全方位天线几乎是同等极化的,因此导致了多路径的可能性被降到最低,特别是在很短的距离上。
相反,智能天线阵列允许使用水平或者垂直极化的天线部件,以用于不同的空间数据流。这增加了(几乎是确保了)正确多路径传输的可能性。
除了最大化路径的非相关性之外,智能天线阵列技术还可以排除干扰。这点对于2.4GHz的频谱来说特别重要,因为它只有3个非重复的频道,要不是那些全方位天线的Wi-Fi系统几乎不可能做到这一点,频道复合也不会变得如此困难。
要减轻外来干扰,并防止空间数据流间彼此相互干扰,使用自适应智能天线是最适合的,因为每一个Wi-Fi传输都可以被相应的特定天线独立控制,包括对方向的控制,以及对每个数据包穿越射频介质的路径控制。
此外,在5GHz的无线频谱中(和2.4Ghz频谱一样),智能天线阵列为802.11n提供了相当高的信号增益(在许多个案中高达9dBi)。其结果就是可以在更大的覆盖范围内使用更多的空间数据流。
40MHz频道(频道复合)
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802.11n另一个重要的技术就是40MHz频道(也就是常说的“频道复合”)。频道复合通过将两个临近的20MHz频道复合成一个单独的40MHz频道,来提升带宽。就吞吐量的提高来说,实际上比两倍还略高一点点,因为两个整合频道之间的保护带也能被去掉。
2.4GHz对5GHz 以及频道复合
没有频道复合的话,802.11n将是残缺不全的。限制客户端仅能使用20MHz是一种实质上的误导,并且会从整体上损害802.11n。由于绝大多数Wi-Fi系统中对于射频传输控制的缺乏,传统经验告诉我们,40MHz频道仅在5GHz波段有效,因为在那个频谱中,有大量的非重复频道可用。而在2.4GHz波段,仅仅只有3个非重复的20MHz频道(频道1,6和11)。将3个非重复频道中的2个组合成一个更宽的40MHz频道,将限制你只能使用一个单独的非重复40MHz频道。
在5GHz波段,有23个非重复的20MHz频道(实际数目视不同的国家规定而不同),因此使用40MHz频道没有任何的风险。
另一个常见的误解是认为使用40MHz频道的话,将造成更多的干扰。虽然40MHz的运作会消耗2倍的带宽,但是数据包却只有一半(相对于时间),所以在干扰方面其实并无实际增加。
要最大化802.11n的运作,AP和客户端方面是否都有足够的智能以确认运作的正确模式,就显得非常重要了。Smart Wi-Fi通过其独有的方式解决了干扰问题,因而在2.4GHz频谱内解决了频道复合的问题。
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Ruckus酒店无线网技术方案 - 重庆某酒店例子
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