1 无线局域网的发展
WLAN是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，使用无线信道来接入网络，为通信的移动化提供了方法。WLAN可以作为传统有线网络的延伸，并且WLAN正以它的高度灵活性、移动性、低成本和日益提高的传输能力发挥着越来越重要的作用，成为未来网络发展的主流形式之一。
2 无线局域网的兼容性
目前，已经产品化的无线网络标准主要有4种，即802.11n、802.11a、802.11g、802.11b。802.11b可以支持最高为11Mbps的数据速率，运行在2.4GHz的ISM频段上，调制技术采用补码键控(CCK)技术，802.11b的传输速度并不能满足大容量数据的无线传输要求，于是产生了802.11a和802.11g。802.11a工作在5GHz频段上，并且采用正交频分复用(OFDM)技术，速度达到54Mbps，与802.11b相比802.11a受干扰少，由于802.11a与802.11b工作在不同的频段，采用不同的调制技术，因此两者是不兼容的。802.11g采用2.4GHz工作频谱，并使用正交频分复用(OFDM)技术，使传输速率提高到54Mbps，802.11g保留了802.11b所采用的CCK技术，同时采用了一个“保护”机制，使802.11g能够兼容802.11b。由于802.11g信号可以穿透墙壁和地板，与802.11a相比802.11g传送信号的距离更远，因此，802.11g既提供了较高的网络带宽，又保护了原有的投资从而成为目前市场的主流。为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使WLAN达到以太网的性能水平，则产生了802.11n，802.11n协议为双频工作模式，既能工作在2.4GHz，又能工作在5GHz，并且802.11n将多入多出(MIMO)与正交频分复用(OFDM)技术相结合， 不但提高了无线传输的质量， 也使802.11n可以实现300Mbps甚至高达600Mbps的传输速率。在802.11n草案中，要求802.11n产品能够在包含802.11a、802.11g、802.11b的混合模式下运行，且具有向下兼容性。
2.1 兼容性测试环境
为保证本研究的可靠性，以下测试项在屏蔽室进行，每次只限一个厂家，接入控制器AC、无线接入点AP、终端(STA)的位置固定，STA是具有内置802.11a/b/g/n无线网卡的联想ThinkPad X200。参与测试的厂家安排人员进行配合。
2.2 802.11n与802.11g的兼容性
图1 802.11n与802.11g测试网络图
在测试802.11n 与802.11g之间的兼容性时，测试网络图为图1。其中，STA是802.11n用户，采用802.11n连接到AP，STA2是802.11g用户，采用802.11g连接AP，AP通过POE交换机连接到AC。本测试是将AP设置工作在2.4GHz，频宽为20M，利用chariot软件发送两条上行流量，分别对11个厂家进行测试，图2为测试结果图，在图中纵坐标是吞吐量，单位Mbps,横坐标是11个厂家的产品。从图2可以看出，802.11n与802.11g这两种类型的传输可以实现共存，在混合情况下802.11n、802.11g的性能明显比单独时的性能降低；混合时，802.11g的吞吐量在6Mbps左右，而单独时802.11g的吞吐量在25Mbps左右；混合时，802.11n在70Mbps左右，而单独时802.11n在90Mbps左右，混合时802.11n与802.11g的总吞吐量也比单独802.11n要低，这说明混合状态下，由于彼此之间的干扰、AP低速率和高速率之间频繁切换等因素，使综合性能大幅度降低。
图2 802.11n与802.11g混合模式化下的性能
2.3 802.11n与802.11g、802.11b之间的兼容性
图3为测试8 0 2 . 1 1n、8 0 2 . 1 1 g、80 2 . 1 1b兼容时的网络图。其中，STA1是8 0 2 . 1 1n用户，STA2是802.11g用户，STA3是802.11b用户，AP工作在2.4GHz，频宽为20M，利用chariot软件发送三条上行流量。
图3 802.11n、802.11g和802.11b测试网络图
图4是802.11n、802.11g、802.11b混合模式下的性能，其中纵坐标是吞吐量，单位Mbps,横坐标是11个参与测试的厂家。从图4中可以看出,802.11n、802.11g、802.11b可以实现在网络中共存，并且也可以实现彼此之间的通讯；单独802.11n的性能最高，混合时的总吞吐量与混合802.11n的变化趋势一致，这说明在混合状态下，802.11g和802.11b用户的吞吐量所占比重很低，其中802.11g的吞吐量在10Mbps以下，802.11b用户的吞吐量几乎接近于0，这说明802.11n、802.11g和802.11b并不能无缝兼容，这是以牺牲性能和带宽为代价的。
图4 802.11n、802.11g、802.11b混合模式化下的性能
图5是802.11n、802.11g混合模式与802.11n、802.11g、802.11b混合模式下的性能对比图，纵坐标为吞吐量，单位为Mbps，横坐标为11个参与测试厂家的产品，从图5中可以看出，在802.11n、802.11g混合下的802.11n性能总比在802.11n、802.11g、8 0 2 . 1 1b混合下8 0 2 . 1 1n性能高，并且在此两种模式下， 8 0 2 . 1 1 g的性能基本不变，性能都很低；在802.11n、802.11g混合时的总吞吐量比802.11n、802.11g、802.11b混合时的总吞吐量高，这是由于802.11b在参与测试的情况下，干扰增大和AP速率更低等因素造成。
图5 802.11n、802.11g、802.11b混合与802.11n、802.11g混合的性能对比
图6是在理想环境下，在屏蔽室使用模拟测试仪表veriwave连接AP，设置仪器接口同时模拟802.11n、802.11g、802.11b的多个用户，每种用户数量各占1/3并且丢包率为1%，每个用户的发送速率为128Kbps，在保证所有用户上线成功情况下，测试AP最大支持的用户总数；图6的纵坐标为用户数的个数，横坐标为11个参与测试厂家的产品。从图中可以看出最大用户数最高为99，此时，802.11b的用户数为33，这说明在理想环境下，混合时802.11b的性能基本接近单独802.11b的性能，802.11n和802.11g由于802.11b的丢包率超过1%导致用户数无法增加而停止了测试。
图6 802.11n、802.11g、802.11b混合模式化下的最大用户数
2.4 802.11n与802.11a之间的兼容性
802.11n与802.11a之间的兼容性测试采用网络结构如图1，STA1是802.11n用户，STA2是802.11a用户，AP工作在5.8GHz，频宽为40M，利用chariot软件发送两条上行流量。图7的纵坐标为吞吐量，单位为Mbps，横坐标为11个参与测试厂家的产品。实验证明802.11n与802.11a可以实现兼容，混合802.11n与混合情况下的总吞吐量变化趋势一致，单独802.11n比混合状态下的802.11n性能高，并且802.11a的性能在10Mbps以下，因此混合的模式下，不但降低了802.11n的性能，并且也大大降低了802.11a的性能。
3 总结
目前资源调度算法可以采取缺省模式与公平模式，缺省模式是802.11n和802.11g分别发包，由于802.11n与802.11g同时发固定大小的包时，802.11g占用的时间长，因此总吞吐量将会比公平模式稍低。公平模式下，大家都共同占用资源，802.11n与802.11g按照占用时间进行分配，802.11g性能低，802.11n性能高，因此在公平竞争下，总的性能稍高。参与测试厂家产品本身的性能、所采取的资源调度算法、各厂家的测试水平等各种原因会导致各厂家产品的性能有所差异。
图7 802.11n、802.11a混合模式化下的性能
实验证明无论在缺省模式调度和公平模式调度，802.11n在2.4GHz与802.11g、802.11b都能够实现兼容，在5GHz下能够与802.11a兼容，但是都不能无隙兼容，都是牺牲了802.11g、802.11b、802.11a的性能，并且由于干扰也大大降低了802.11n的性能；并且，由于WLAN的空口是半双工模式，为了兼容低速率终端，AP频繁地在低速率等级和高速率等级的STA间切换，低速率等级的数据传输就需要更长时间，降低了AP的效率。如果要提高AP的效率，可以考虑限制802.11b的终端使用，这是由于802.11b的传输速率低，并且用户少；802.11n和802.11g 同时开启接入功能时，将802.11g低接入速率取消，只允许54Mpbs接入，不允许用户以较低速率接入，可保证用户以相对较好的速率承载业务。
