2006年1月，由EWC（Enhanced Wireless Consortium）聯盟所提出的802.11n Wi-Fi標準草案，正式由國際電機電子工程師學會（Institute of Electrical and Electronics Engineers；IEEE）投票通過，作為新世代Wi-Fi標準規格討論的第一個基礎。雖然依照IEEE正規審核程序，該草案將經過為期一年半左右的意見匯整、投票及批准流程，但過由於原本對規格持不同意見的各方終於取得共識，因此業界對於標準的底定與未來Wi-Fi無線市場的發展，均抱持著樂觀的態度，並紛紛推出因應的新產品。
此次提案中的IEEE 802.11n Wi-Fi標準，將協助業者開發各種高效能的新一代無線區域網路（Wireless Local Area Networking；WLAN）產品。該標準支援最高600Mbps的傳輸速率，遠超越目前市面上的802.11a/b/g等Wi-Fi產品。同時，採用多重輸入與輸出（Multiple Input Multiple Output；MIMO）技術，將使無線系統能夠支援更長的通訊距離，此項轉變將使不同市場的無線產品，均能支援各種先進的多媒體應用。本文將針對最新通過的Wi-Fi規格草案，深入探討新一代802.11n技術的重要內涵及市場優勢。
WLAN標準發展現況
802.11n修正規格為目前市面上最先進的WLAN標準，將發展出一套新的高流量媒體存取器（Media-Access Controller；MAC）與實體層（Physical-Layer）延伸技術。高流量（High Throughput）計畫的目標是提供新的PHY與MAC相關改良技術，提供流量在100Mbps以上有效無誤的資料，或所謂的有效傳輸流量（Goodput）。
100Mbps在過去一向被視為難以跨越的流量門檻，然而目前已有多項技術提案宣稱能達到600Mbps的無線傳輸速度，並可將MAC的使用效率從50％提升至70％左右。如果這些提案中的宣稱為真，尖峰時段的資料傳輸速率將超過400Mbps。而在家庭或辦公室的環境中，將可帶來遠超過現有系統的資料傳輸速率與傳輸距離。
邁向高效能的新一代Wi-Fi網路
(圖一)的比例雖不甚精密，但仍可清楚地呈現傳輸速度與距離。802.11n將延伸WLAN的最高資料傳輸速率與傳輸距離。相較於之前的802.11a/b/g，新一代的無線電規格能夠在各種資料傳輸率下，提供更遠的傳輸距離。換個角度來說，802.11n規格將能在任何傳輸距離下，提供更高的資料傳輸速率，以實現許多過去技術上無法達到的應用，例如在整個住宅環境中進行無線影片傳輸。
規劃中的PHY修正草案
新一代Wi-Fi技術之所以能夠達到更高的傳輸速率以及更遠的傳輸距離，主要來自於運用MIMO技術所帶來的效能提升。MIMO技術是一種訊號處理天線技術，其基礎架構在使單一天線同時發射及接收多重訊號，以有效擴大傳輸距離、提升傳輸速率，並改善頻譜效率。
傳統的802.11技術以20MHz的頻寬傳輸單一訊號，尖峰傳輸速率約為54Mbps。而最新提出的802.11n草案，則是計畫運用多重空間資料流，在相同的20MHz頻寬中同時傳送四個訊號。如此一來，將需要增加二到四個平行無線電前端元件與天線，才能使效率大幅提升。假設採用四個平行運作的無線電，就能提供高於現有訊號流系統四倍的資料傳輸速率。
除運用MIMO無線電技術克服Wi-Fi技術在多重通道上長久以來的發展瓶頸外，新一代的802.11n技術更運用兩個頻道，或者重複使用40MHz頻道等簡單的方法，將資料傳輸速率提高兩倍之多。透過上述兩種技術應用，便可使採用802.11n標準裝置的資料傳輸速率提升至八倍左右。再加上其他周邊技術的助益，令新一代802.11n技術不論在資料傳輸速率與傳輸距離上，都能有令人驚艷的效能提升。
規劃中的MAC修正草案
一般而言，MAC的使用效率大約為50％。除上述的兩種技術應用外，其他多項改良技術亦將使整體MAC使用效率向上提升。由於通訊系統雙向鏈路的特性，使得無線資料串流永遠無法僅專注使用者下載資料作業。同時，提供的資料串流則必須在前置資料欄位中包含關鍵資訊，使傳送器與接收器的時序能同步化，並在封包傳送有關資料單元長度、使用的調制技術、收悉通知及其他頻道分配的資訊時，能夠設定AGC自動增益控制。此外，草案中所提出的技術，包括封包快衝模式、區域收悉通知、縮減訊框間的閒置空間等規劃中的技術，都希望能藉由提高資料封包的傳輸密度，並減少閒置或無線傳輸的時間，來增加無線電資料傳輸速率。
雖然認為這些技術將會全部派上用場可能是不切實際的想法，但這個想法一但實現，整體MAC的使用效率將有可能提高至85％，進而將現今技術的資料傳輸速率提升1.7倍。
綜上所述，若能結合所有針對實體層的傳輸速率改良技術，再加上增加MAC使用效率的各種提案，理論上802.11n的傳輸速度將可提高十四倍左右，實際的傳輸速率則可達到約500Mbps。雖然這樣的傳輸速度必須在各種條件相互配合的情況下才能達成，但仍顯示出802.11n無線電技術仍是有可觀的創新空間與發展潛力。
傳輸距離的進一步延伸
除了傳輸速率外，該項草案也在技術上有諸多改良，俾使802.11n技術在傳輸距離亦得以延伸。無線電元件的研發業者除了提昇傳輸功率或接收器的靈敏度之外，還有許多規格選項等待開發，包括運用各種改良的前向錯誤修正（Forward Error Correction；FEC）編碼技術，如渦輪迴旋編碼、低密度奇偶校驗編碼（Low Desity Parity Check；LDPC），以及空時區塊碼（Space Time Block Code；STBC）。另一項值得注意的是一項名為Beamforming的波型生成技術，能集中將無線電訊號的能量以不同的方式加以集中，而非以相同強度向所有方向進行廣播。這些技術加上MIMO技術容許多重通道的特性，能改進接收器的噪訊比，讓資料傳輸速率與傳輸距離都能超越前世代的設備。
結論
在未來十八個月內，802.11n將推出兩款新型無線電作業模式，大幅擴充資料傳輸速率、傳輸距離及許多超越WLAN所提供的應用。各個廠商也屏息以待，準備掌握適當時機，推出相因應的產品，以搶佔這塊潛力無窮的市場與商機。（Conexant無線通訊部門策略行銷資深經理）
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