為了提高802.11無線區域網路的傳輸速率，已有多項加強措施被提出討論，其中部份建議確有很大成功機會，例如增加調變密度、改善媒體存取控制層（MAC）和多進多出 （Multiple In，Multiple Out；MIMO）等技術。然而通道匯整（channel bonding）卻是非常短視的作法，它雖能在短期內提高產出，無線區域網路市場的長期發展卻會受到傷害。

不同於實作三個獨立20MHz無線載波通道的標準802.11a/g Wi-Fi網路，採用通道匯整技術的無線區域網路可將兩個通道結合成一個40MHz通道以提高傳輸速率，但這類方法卻讓客戶或無線基地台極易受到相鄰通道干擾（adjacent channel interference）的影響，採用超外差或直接轉換無線的傳統802.11實作方式在這方面表現較好。

將通道匯整技術用於實作，則在802.11無線區域網路市場發展初期，相鄰通道干擾所造成的無線區域網路產出下降或許並不嚴重；但隨著市場成長，無線區域網路的密度會繼續增加，干擾也將變得日益明顯。就算是傳統802.11實作，無線基地台產生的干擾也會影響附近其它基地台，通道匯整則會擴大這些問題，直到它對市場成長造成傷害。

標準802.11實作介紹

IEEE802.11a/g標準指定三個獨立的20MHz通道和正交分頻多工（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；OFDM）波形，如(圖一)所示。在54Mbps峰值處理速度下，它利用Viterbi trellis前向錯誤編碼器（forward error encoder）對資料串流進行區塊編碼，再將它們多工至48個次通道，然後對次通道進行64 QAM調變。

調變後的次通道會與四組輔助解調的導頻訊號（pilot tones）以及12組填滿零值的保護頻帶（guard band）次通道一起進行多工，接著利用64點快速傅利葉轉換（Fast Fourier Transform；FFT）對這些次通道進行區塊處理，並在這些樣本值依序通過基頻數位類比轉換器後，將所得訊號送往射頻調變器。802.11a/g波形佔用標準的20MHz無線區域網路或Wi-Fi通道，由於調變波形兩端都需要1.5MHz保護頻帶，因此FFT調變積大約會佔用此通道的17 MHz頻寬。

《圖一　IEEE802.11a/g標準指定獨立20MHz通道和正交分頻多工波形》

何謂通道匯整

顧名思義，無線區域網路通道匯整會把兩個標準802.11 OFDM通道結合在一起，並同時利用它們，以提供更高資料傳輸，結合的通道必須是前後連續的相鄰通道，如(圖二)所示。通道匯整也讓FFT大小加倍，使得FFT必須將兩倍資料量多工。為維持802.11波形的多路徑效能，通道匯整只用於OFDM 802.11調變，不支援早期的CCK和直接序列802.11b調變格式。

《圖二　無線區域網路通道匯整將兩個標準通道結合，並同時利用以提供更高資料傳輸》

除了使用128點FFT之外，通道匯整的處理程序和原始802.11a/g標準完全相同；除此之外，由於匯整通道的頻寬為40MHz（37MHz有效訊號頻寬），是標準802.11通道頻寬的兩倍，所以取樣和時脈速率也必須加倍，確保802.11符碼的週期時間仍符合標準。

這種通道匯整技術提供頻譜相容性，表示它能使用802.11a/g OFDM解調器硬體，但解多工器和解調器的執行速度必須達到正常速度的兩倍，因為它們必須接收128點FFT轉換輸出，而不是64點的FFT轉換，採用通道匯整技術的無線區域網路會將逆向快速傅利葉轉換（IFFT）的輸出視為兩個64點區塊。

另有建議修改此種通道匯整方式，例如將40MHz匯整通道中心的1.5MHz保護頻帶移除，使產出進一步提高，但這會對標準802.11數據機的工作能力造成重大傷害，使其無法根據802.11 DCF以及EDCF MAC協定，對淨通道（clear channel）進行辨識和執行適當評估。

通道匯整的實作問題

在無線區域網路的實際應用中，通道匯整使得802.11射頻接收機的射頻濾波功能變得極為複雜。採用通道匯整技術的無線區域網路若要提供適當的射頻濾波功能，接收機就必須包含兩組濾波器，一組用於標準20MHz 802.11通道，防止來自附近802.11無線區域網路的相鄰通道干擾，另一組則提供40MHz匯整通道使用，例如超外差無線電架構就必須在超外差中頻電路內提供兩組交換式濾波器，並在基頻電路提供一組anti-aliasing濾波器 （非切換式）。

但此種架構的缺點是成本高，使它只能針對匯整通道提供40MHz的anti-aliasing濾波，無法為802.11相鄰通道干擾提供濾波功能，但移除這些濾波器後，無線區域網路基地台和接收機就必須面對更強的干擾訊號，如(圖三)所示。

《圖三　濾波器被移除後，基地台與接收機必須面對更多的干擾訊號》

圖三有3條不同顏色的曲線，代表不同的接收機通道響應，分別是使用直接轉換數據機的40MHz匯整通道（綠線）、採用超外差接收機的20MHz單通道（紅線）以及採用直接轉換數據機的20MHz單通道（藍線）。從圖三中可看出，就相鄰通道干擾而言，通道匯整會嚴重影響40MHz通道的效能，將匯整通道的效能與採用超外差接收機的20MHz通道相互比較就會發現，對於直接相鄰的20MHz頻帶，匯整通道接收機會損失將近60dB的相鄰通道干擾保護；就算在頻帶兩端20至40MHz範圍內，相鄰通道干擾的保護能力也會減少40 dB。

對於在無需授權頻帶工作的數據機，相鄰通道干擾保護能力的下降是很大犧牲，它顯然會讓數據機更容易受到干擾，進而對其工作效能產生負面影響；更糟的是，在牽涉到多個802.11基地台的無線區域網路環境裡，它還會對頻率的重複使用造成傷害。

部分人士認為在採用通道匯整的無線區域網路中，FFT自然會提供濾波功能，因此不需要類比濾波器。(圖四)和(圖五)證明這種看法並不正確，圖四顯示接收機執行FFT時，頻率成份總和（sum of the receiver FFT bins）的複合SinX/X響應會使得相鄰通道干擾訊號的能量洩漏至接收訊號，進而對標準20 MHz 802.11通道造成影響。

《圖四　顯示接收機執行FFT時，頻率會受到干擾，進而對通道造成影響》

圖五詳細顯示FFT頻率成份的洩漏情形，再加上定點精準度的限制，很明顯可看出頻率成份洩漏讓接收機最多只能達到25至30dB相鄰通道干擾基準，這在無線區域網路技術應用密度較高的環境中特別重要，例如人口密集的都會區或是公寓大樓。

《圖五　顯示FFT頻率成分洩漏之狀況》

簡單想像類似(圖六)所描繪的環境，圖中有兩個基地台，第一個基地台（AP1）利用通道匯整接收機把兩個標準802.11通道結合在一起，第二個基地台（AP2）則在100英呎外，使用相鄰的802.11通道。

《圖六　通道匯整接收機將兩個802.11標準通道結合之環境模擬圖》

根據圖六描繪的環境類型，(表一)顯示三種不同接收機的資料傳輸速率和有效距離，並且比較三種通道的工作效能，分別是使用20MHz非匯整通道的超外差接收機、使用20 MHz非匯整通道的直接轉換接收機以及使用40MHz匯整通道的直接轉換接收機；隨著基地台距離增加，從表中數字可明顯看出相鄰通道干擾對於效能的影響。

《表一　比較三種不同接收機的資料產出、有效距離與工作效能》

從表一效能數字可看出，相鄰通道干擾對於40MHz匯整通道接收機有很大影響，它會對這類通道造成以下的效能限制：

不同於匯整通道接收機，使用20MHz單通道的超外差接收機並不會受到AP2產生的相鄰通道干擾影響；在基地台連線範圍內，超外差接收機都能維持54Mbps的峰值資料產出速率。表一的效能數字證明，通道匯整技術的涵蓋範圍也受到限制，導致此現象的部份原因是因為對射頻功率放大器設計而言，通道匯整後的訊號波形會使得每個OFDM頻率成份至少損失3dB功率，這是由於發射機輸出功率必須分散到整個匯整通道，但它的頻寬卻是標準802.11頻寬的兩倍，所以每個OFDM頻率成份都只能得到一半的傳送能量。

典型的訊號傳播損耗是以R3（半徑的三次方）來計算，因此3dB的訊號損耗會使得基地台涵蓋區（cell）的有效半徑減少21％，覆蓋面積更會減少37％；除此之外，受到功率放大器回退現象（back-off）以及接收機實作損耗的影響，訊號功率損耗在許多情形下可能會超過3dB。

大型無線區域網路的頻率重複使用

最近越來越多無線區域網路開始在其範圍內架設多個802.11基地台，使其成為廣域的無線區域網路。這種現象早已出現，隨著802.11技術廣泛用於校園和企業設施、機場和飯店等較大型的無線上網據點（hotspot）以及公寓或大樓複合住宅等人口密集的都會地區，這項技術將逐漸成為主流。當無線區域網路的廣域建置開始出現，網路設計人員基本上就是在設計微蜂巢式（micro-cellular）無線射頻網路；要成功建置這種網路，特別是使用頻譜的無需授權頻帶，射頻規劃以及頻率重複使用將變得極為重要。

射頻網路規劃是從可供使用的頻率開始，這對於802.11a/b/g無線電有以下含義：

《圖七　顯示七個頻率和三個頻率的重複模式》

針對採用簡單全向性天線的無線基地台，(圖七)顯示七個頻率和三個頻率的重複模式，它們都包含一個重複使用的頻率，其中七個頻率的規劃方式可用於5.xGHz範圍的802.11a模式，三個頻率的規劃方式則能用於802.11b/g網路。

在上面所示的建置方式中，基地台涵蓋區的重複使用距離Ru可定義如下：

無線區域網路的網路規畫人員必須假設基地台訊號會傳播到它的涵蓋區半徑外，因此射頻傳播損耗不會是在自由空間的R2，而是R3到R4，這使得基地台涵蓋區之間的干擾抑制至少等於以下：

● C＝7：19.5 dB至26.1 dB（支援36至54 Mbps OFDM）

● C＝3：14.3 dB至19.1 dB（支援PBCC 22 Mbps至36 Mbps OFDM）

這表示在使用7個頻率的無線區域網路環境裏，從36至54Mbps的OFDM資料速率都會獲得支援，採用三個頻率的無線區域網路則支援22至36Mbps的PBCC和OFDM資料速率。這表示大型無線區域網路的網路規劃人員可以使用全向性天線的802.11a/b/g基地台，並讓每個基地台自動選擇它的頻率規劃，以得到最高54 Mbps的最佳網路效能。

通道匯整對於頻率重複使用的影響

無線區域網路若使用通道匯整技術，那麼在2.4GHzISM頻帶中，最多只能有兩個射頻通道擁有最佳的頻率間隔量（frequency spacing），(圖八)是這種兩個通道的重複使用模式。

《圖八　射頻通道的重複使用模式》

這種重複使用模式會在基地台之間造成以下的射頻傳播損耗：

● 重複使用距離：C＝2（2個頻率）：Ru＝Rcell ( sqrt(3C)＝2.44 ( Rcell

● 干擾抑制能力：C＝2：11.6 dB至15 dB（支援11 Mbps CCK）

這項分析顯示在高密度無線區域網路環境裏，通道匯整讓產出減少兩個數量級，因此網路規劃人員從一開始，就不會考慮採用通道匯整技術。根據這些分析，很容易瞭解歐洲和亞洲國家的頻譜管理單位為什麼會禁止在他們國內使用802.11通道匯整。若採用通道匯整，則在大部份的網路建置方式中，802.11頻率重複使用都會受到限制，甚至完全不能使用，結果也將證明它對增加無線區域網路的資料產出完全無效。

結論

通道匯整技術採用802.11OFDM設計目前所實作的FFT引擎，因此它在表面上像是一種能夠迅速提高Wi-Fi無線區域網路資料速率和產出的有效方式，畢竟只要將通道匯整用於設計中，802.11晶片組製造商就能以最少研發，使他們的晶片組提供更高產出。然而通道匯整的優點也為其帶來許多限制，這是其它產出加強方式所沒有的現象。通道匯整的缺點包括：