增强Wi-Fi性能时应注意的问题

802.11 Wi-Fi市场有时就像真空吸尘器,无休止地吞掉每一项增强功能。正如行业中过去常常发生的情况一样,作为一种保持市场增长的方式,技术开发商已经采取措施去超越相关标准所规定的性能水平。

当然,的确存在一些可以在保持与标准相一致的同时增强802.11的合理方式。对于在组成无线局域网(WLAN)时应注意的问题以及该如何评价各种Wi-Fi产品的增强特性,本文将给出一些要点。

对于一个Wi-Fi产品,首先应确认它是Wi-Fi认证的。这是一个基本问题,显而易见但有必要重复强调,因为认证通常可以保证在现实世界中必不可少的互操作性。

我们可以把性能增强分成三类并称之为3R:扩展覆盖范围(Range)、改进数据速率(Rate)和提高鲁棒性(Robustness)。

扩展覆盖范围:要把802.11g WLAN的覆盖范围扩展到整个住宅,这可以通过特殊但通常也昂贵的方式实现,或者可以通过提高信号的发射功率,并改进信道接收器端的信号灵敏度来实现。当提高发射功率时必须多加小心,因为这可能会对发射噪声、器件的工作温度以及接收器对毗邻信道的抗干扰能力等造成影响。这些相关因素可能会降低依靠信号发射功率提高而获得的增益,因而,你需要仔细地进行网络规划。

另外,波束控制和智能天线设计也可以用来扩展WLAN的范围。

改进数据速率:在802.11g WLAN上改进速率或数据吞吐量的两种更常用的机制是包聚合(packet aggregation)和包突发。

包聚合技术可以把速率提高30%。聚合技术把多个数据包组合在一起,通过加长数据包来减少在WLAN上的开销,数据包有时长达4,000字节或正常规模的3倍。

包突发机制是在802.11e标准中为改进WLAN速率而定义的一种技术。包突发机制通过降低在媒体访问控制层的帧传输开销把带宽利用率最大化。特别是,包突发机制减小了分布式帧隙(Distributed Interframe Space)和退避时隙(back-off period)。当应用到标准长度数据包时,包突发机制减少了数据包的前置时间并提高了有效载荷。通过这种方式,该技术在不提高网络通信量的情况下传输了更多的数据,避免了通信量提高带来的碰撞问题。

提高鲁棒性:鲁棒性或射频干扰抑制能力对吞吐率和WLAN的覆盖范围都将产生影响。提高鲁棒性的第一步是识别RF干扰源并相应地做出规划。在802.11信号占据的2.4MHz ISM波段,干扰源可能来自家用电器(如微波炉和无绳电话)或其它无线技术(如蓝牙设备)。附近的802.11 WLAN以及其它无线连网技术也可能对毗邻信道造成干扰。

在接收器输入端加入数字滤波可以改进对频段外干扰的鲁棒性。对于与Wi-Fi共享2.4MHz波段的信号(如蓝牙设备发射的信号),当它们共存于相同频段时,在802.11和蓝牙之间采取联合功率控制技术可以提高两者的鲁棒性。

最后,技术的融合也对WLAN规划也有重大影响。例如,有越来越多的蜂窝电话和PDA带有WLAN连接。可以预期,在不久的将来将出现其它类型的具有802.11能力的设备,因此,为保证当前部署的设备可以尽可能长久地适用于将来,建议WLAN设计者仔细研究其技术供应商的产品路线图。

作者:D'Andre Ladson

WLAN子系统部经理

TI住宅网关和嵌入式系统部