在过去十年里，802.11技术取得了长足的进步——更快、更强、更具扩展性。但是有一个问题依在困扰着WiFi：可靠性。如近日一则新闻，又将WiFi可靠性的问题提到了风口浪尖！日前，深圳地铁2号线多趟列车多次出现突然暂停运行的故障，每次暂停时间为一到两分钟，造成大量乘客被迫多次换乘……而经过调查后，背后的罪魁祸首居然是WiFi！之所以出现这样的状况，由于WiFi与地铁的无线电通信所采用的2.4GHz频段相同，导致WiFi与地铁通信系统相互间抢信号通道、出现无线重迭干扰的问题！

2.4GHz频段，曾经的高速路开始拥堵

    2.4GHz是指在ISM频段中，2.4～2.4835GHz之间的频率，是由美国联邦通讯委员会所定义，专门预留给工业、科学及医疗使用的免费频段，没有任何使用上的限制。正由于免费，你就会发现原来WiFi无线网络、蓝牙、家里的2.4GHz无线电话、甚至部分家电，都是落于 2.4～2.4835GHz之间的频率、都可以通称为2.4GHz无线设备。

    这就造成这么一个局面：任一个无线设备只要一连线就不得不与其它设备，如婴儿监视器、蓝牙耳机等来抢通道。就像十一高速路免费导致路上挤满了汽车一样，所有车的行驶速度都会降了下来，高速路变成慢车道甚至停车场！有些驾驶员以为自己技高胆大，往往会随意抢道、并线，这些不文明行车行为无疑干扰了别人正常行车，堵车、刮蹭等事故也就伴随而来——无线电干扰问题出现也是类似原因!因此如何避开WiFi与其它无线设备之间的干扰成了开发者需要解决的问题。

抗干扰，WiFi设备如何做？

1、 直接序列扩频技术，见缝插针

    面对无线标准之间的干扰问题，人们想到了电子战中采用抗干扰技术——直接序列扩频通信技术！ 

    直接序列扩频通信技术开始出现于第二次世界大战，是美军重要的无线保密通信技术。它主要是通过高码率的扩频码序列对信息比特流进行解编，将窄带频段的数字信息流扩宽、从而能用比窄频宽许多的频道来传输数据。虽然扩频的频道很宽，但功率很低，这让直接序列扩频具有不错抗干扰的优势。比如信号扩频宽度为100倍，窄带干扰基本上不起作用，而宽带干扰的强度降低了100倍，如要保持原干扰强度，则需加大100倍总功率——当然这实质上是难以实现的。因信号接收需要扩频编码进行相关解扩处理才能得到，所以即使以同类型信号进行干扰，在不知道信号的扩频码的情况下，由于不同扩频编码之间的不同的相关性，干扰也不起作用。

    直接序列扩频技术通过占用宽带频谱资源通信来改善了抗干扰能力，是否浪费了频段？其实正相反，扩频通信提高了原有频带的利用率。传统WiFi无线通讯是窄频通讯，即是将频谱分成数个使用信道，然后于每个通道内利用提高强度作法来传递信号。由于频带很窄，它很容易被其它频率相同之高功率窄频讯号所掩盖，就好像讲话时有重型卡车经过，因此同一频率只允许一个系统进行传输，若有第二个系统使用将造成共挤出现相互重迭干扰的状况。这样另一个系统须使用不同频率的信道。但由于功率强的缘故，不同频率相邻有时仍会产生干扰，因此为了不同信道避免相邻干扰，每个信道间会有类似防火通道功效的防护频段，即是闲置不用的频率区段来避免相邻干扰，而从另一个角度看也等于是浪费了本就有限的频段资源。直接序列扩频就是要利用这些闲置的频段资源——因为扩展信号功率要低许多。

    不过，直接序列扩频系统也存在与存在与其它DSSS系统相重迭的风险，最可能产生数据丢失。因此针对这个缺点，开发者们采用一些补救措施来弥补。

2、自动变换信道

    如果面对高速路堵车，你会怎么做？不多人会选择在下一个高速出口出去另寻它路！而“改变信道”也是WiFi 抗干扰的另一个备案是！

    网络监视就是这种类似措施。 一些WiFi设备的DSSS系统会引入一种轮询协议，当射频干扰增加、在一定数量的发送尝试失败或接收到错误数据封包以后，主设备可自动切换到另一个“干净”信道。但改变信道虽然是一种在特定频率上解决持续干扰的有效方法，但干扰更倾向于不断变化且时有时无，而且AP执行的改变信道操作需要将连接的客户端脱离并再次关联。这将引起语音和视频类应用的中断，并导致由于相邻AP为防止同信道干扰且变换信道而引发的多米诺骨牌效应。因此，改变信道并不被认为是最适合用户的一种抗干扰方法，不过却往往成为一些无线设备吹嘘的本钱！

3、波束形成技术技术，给无线导路

　　其实任何无线抗干扰技术都是希望让数据流能准确传输到接收端，那么我们能不能直接将WiFi信号直接定向一名用户并监视该信号确保以最高吞吐率传输呢？答案是肯定的！波束形成(Beamforming)技术成为了WiFi最新的抗干扰技术。

    天线发射或接收信号时所形成的诸如“笔形波束”、“扇形波束”等等并不是在空间中真实地存在,事实上是在不同的方向随着信号放大倍数的不同(倍数大时,我们称其为增益),形成了一个信号增益与方向的关系曲线。而波束成形技术就是一种通过控制阵列天线各个单元的相位和幅度以便形成在空间满足一定分布特性的波束,并且能够改变其扫描指向的技术——通过系统控制波束的形成和扫描,达到单元相位的改变,从而使波束的指向、形状和个数等很快地改变。通俗地说，波束成形技术就像是把散射的光线集成起来形成一条更加强大的“激光束”一样，这样可以使得无线局域网接入点更加“集中精力”，从而使得其可以被WiFi客户端更好地接收，提供更好更加连贯的吞吐量，并避免不必要的干扰。

    不过，抗干扰技术仅是治标不治本的措施。就如同一条4车道的高速路，一旦遇到今年的十一黄金周疯堵的情况，任凭你车技有多高，“腾挪”的位置也是非常有困难的——2.4GHz频段无疑也是这种情况。因此另辟新的高速路打开新的通道势在必行。这时5.8GHz无线连接技术的出现给整个行业带来新的希望。

延伸阅读：功率越大，抗干扰越强？

    相信不少朋友认为无线强度越大越好，其实这个观点是不对的。因为很多设备和AP都是在同一频段，所以功率很大的时候会有互相干扰的情况发生，如国家无线电管理委员会针对室内无线产品的功率的规定是不得超过100毫瓦。一些无线设备在干扰严重时会自动降低功率，从而更好地利用有限的信道数量。这就好比一条路前面堵车的时候，交通警察往往会采用限速措施通过降低车流速度来交通疏导。这种方法虽然可以达到一定的抗干扰的目标，但是牺牲速率为代价来实现，并不是直接针对无线干扰问题的。

5GHz频段，能有效避免干扰吗？

    相对于2.4GHz,更高的传输速度是5.8GHz的最大特征——即便802.11ac的入门级速度也可达到433Mbit/s，至少是现在802.11n速率的三倍。

　　不过，从技术上来看，5.8GHz也是采用直接序列扩频技术进行无线信号传播，在抗干扰技术方面基本继承了2.4GHz的插点。5.8GHz它之所以抗干扰性更强，是因为它是一个较纯净宽阔的无线传输频段——目前仅有部分高端无线路由器、高端数字无绳电话使用设备在不太拥挤或者说更“清洁”的5GHz频段上工作的，争用带宽的无线设备较少，因此速度也有保障。这就像一条刚刚开通8车道高速公路，车辆极少，你可以随心所欲地飙车。特别是在一个干净的环境下5.8GHz产品可以稳定在一个频段，无需频繁调频，从而也降低了设备的能耗。

　　因此，采用5GHz频段无线产品只能暂时避免干扰的问题。随着5.8GHz设备的增加，未来采用5GHz频段也面临2.4GHz“堵车”的困局，当然也许到那时新的抗干扰技术已经出现了！

延伸阅读：为什么飞机上要求不能用手机？

　　相信不少朋友坐飞机时都遇到过这样的情况：在飞机起飞前被要求关掉手机！为什么这样呢？这都是无线干扰惹的祸！这还得从20年前说起。1991年，美国联邦通信委员会（FCC）出台规定，禁止乘客在飞机上使用手机，其中一条理由是：手机发射的无线电波，有可能干扰机载电子系统。在美国国家航空宇航局的“飞行安全报告系统”记录着这么一起事故：一架波音737在一次夜航着陆时，定位器突然发生了大幅度偏转，且没有任何提示……后来根据调查是客舱有手机或类似设备干扰了定位器。

　　需要说明的是，在有关条例中均是建议“所有移动电话”在飞机离地后应禁止使用，而没有排除“开启飞行模式（或者离线模式）的移动电话”，因此后者也不幸地被列入了禁止范围。各航空公司在执行时，往往会遵照这一规定而禁止所有手机，并且还会强调“包括开启飞行模式的手机”。这一情况可能由多种原因导致，其中显而易见的一点是“飞行模式”是智能手机才具有的功能，在条列制订后10年才出现的！