【TechTarget中国原创】我们了解到无线设备使用的天线会对WLAN的覆盖率、安全性和性能产生很大的影响。这在新设计的802.11n无线接入点（AP）使用就更加明显了，新的AP使用多个天线以大大增强网络覆盖率、可用带宽和对于出现在老的802.11a/b/g AP上的问题的容错能力。
分析问题
在第一部分中，我们了解到所有的802.11设备都使用天线发射（传播）无线电波。基本偶极天线会将这些电波向所有方向发射，这有点像往平静水池里丢一个小石头所产生的水波。想象一下，当这些水波碰到水池的边缘时会发生什么？会有一些水波在碰到墙壁后被反弹回来，然后与基本还在向前的水波发生碰撞。当水波发生碰撞时，会有一些波纹变得更高而有些则会变小或消失。
类似的情况发生在无线电波遇到发射器和接收器之间的门窗或其他阻挡物上。这就是我们所说的多重路径（Multi-path）现象，它会导致同一个传输会有许多反射波，从而它到达接收器的次数变得不稳定。在这个过程中，这些反射可能会加强、减弱或者干扰另一个信号。
你可能已经有类似的多重路径经历，如电视的“重影”。虽然对于某些重影你是可以容忍的，但大多数的重影会使电视画面无法观看的。类似的，对于很严重的多重路径衰退和延迟，802.11接收器无法正确识别到达的反射信号——信号可能已经减弱到无法实现通信了。
当供应商开始致力于增加802.11n WLAN速度和性能时，他们会利用到多重路径。具体的就是，每一个2.4GHz或5GHz频道都有非常多的信息。然而，如果你将802.11帧分割成多个片断并通过不同的路径传输这些片断，就能加快帧到达接收者的速度——也就是说在固定的时间内会有更多的帧被发送出去。当然，接收者必须知道如果如何将这些片断组合成原始的帧。这种提升速度和性能的技术叫做三维多路技术（Spatial Multiplexing）。
改进传输
为了支持三维多路，802.11n设备必须能够同时发送和接收一个以上的信号；而802.11a/b/g设备则没有这个功能。甚至带有多向性天线的AP一次也只能通过一个天线发送或接收信号。然而，所有的802.11n设备都使用多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）天线以使每一个天线都能使用多个频道。
MIMO设备是通过他们同时用来发送（M）或接收（N）的天线数来描述的。比如，2x1 MIMO AP通过两个天线发送信号，一个天线接收信号；而3x3 MIMO AP则分别通过三个天线发送或接收信号。虽然在实际操作中有着更细微的差异，但是粗略地说，使用两个发送天线通常能提供的带宽会比使用3三个天线的少。因此MIMO天线的配置是判断802.11n产品好坏的一个重要的因素。
MIMO无线仅仅允许在M维路径上接收不同的数据，它们也能够将相同的数据发送到M个路径上。为什么你要这样做呢？这是为了提升接收端的信号质量。如果你有来自同事的紧急消息，你可能会通过多种方式发送——办公语音邮件、手机语音邮件和电子邮件——因为这样做会增加发送成功的概率。类似地，一些802.11n AP可以使用MIMO通过重复发送来提高信号强度。更好的信号强度能够加快WLAN的到达速度。
定向信号
至此，我们已经知道了多个天线和更强大的信号处理是如何一起提升802.11n的性能的了。802.11n标准也使用了许多其它广泛支持的技术，比如将2两个普通的（20 MHz）802.11a/b/g频道绑定为双倍频宽的（40 MHz）802.11n频道，以支持更高吞吐量的应用。然而，其实还有一个比较少见的可以影响802.11n性能的方法：发送波束成形（Transmit Beamforming）。
在不使用波束成形时，每一个出厂的802.11n天线都是向所有方向发送信号的，这有点像老的802.11a/b/g AP上的全向天线。而通过波束成形，信号发射器可以调整来自每一个单独的MIMO天线的信号以改进接收效果。这可以让AP将一个特定的发送指向指定的接收者，这样做的结果类似于使用一个有向天线。但要明白的是波束成形要求发送者与接收者之间有紧密的协作，而且这并不包括在802.11n的2.0快照版本中。
最后，市场上的全向或单向天线仍然可用在802.11n AP上，以更好地关注于目标覆盖范围内的输出功率。比如，你可能仍然可能可以将附加的天线连接到一个商店后墙上的802.11n AP上。就像是助听器，虽然802.11n信号处理器已经能够优化它们接收的信号，但是单向天线（像一个扩音器）仍然能够提高信号的强度。
结论
通过实现超过100Mbps的速度和大范围的可靠覆盖，802.11n产品说明了良好的天线设计和更先进的信号处理所带来的积极作用。
非标准的“Pre-n”WLAN产品已经存在了很长时间。去年夏天，Wi-Fi Alliance基于802.11n标准的草拟版本2.0进行了一个互用性测试和认证项目。这里描述的许多速度和范围提升特性现在都在认证的802.11n 2.0产品上支持了。如果想了解更多关于这方面的信息，请阅读Wi-Fi Alliance的报告，或者研究一下列表中的认证产品。
关于作者
Lisa A. Phifer是Core Competence Inc.的副主席。她在数据通信、网络互联技术、安全和网络管理产品上有超过20年的设计、实现和评估经验。她向许多大大小小的公司提供咨询服务，帮助它们解决安全性、产品评估和新技术实践使用方面的问题。