802.11无线局域网是一个IEEE标准，定义使用不需要许可的工业、科学和医疗（Industrial，Scientific，Medial，简称ISM）频段的无线电频率如何被用于无线链路物理层和MAC子层。

当802.11首次发布时，规定了在2.4GHz（Hz是频率单位，频率用于测量波和交流电在1秒钟内的状态变化数或周期数，可以通过空气发送和接收各种波）频段进行1~2Mb/s的数据传输速率。当时有线局域网上的运行速率是10Mb/s，所以这个数的无线技术并没有被大量应用。自那时开始，无线局域网标准不断发展，相继推出了IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n的标准草案。

在通常情况下，选择使用无线局域网标准是基于数据传输速率的，如：802.11a和802.11g可支持最快54Mb/s，而802.11b最快支持11Mb/s，因此802.11b标准速度比较慢，802.11a和802.11g更受欢迎，第四版的WLAN草案提出了802.11n标准，802.11n超过现有标准的数据传输速率，该标准于2008年9月被批准。

不同的无线局域网标准的数据速率受一些调制技术的影响。如下表

与无线相关的三个组织

1、 ITU-R：管理无线电频率段的分配

2、 IEEE：指定无线电频率怎么被调制来传输信息

3、 Wi-Fi：确保不同厂商的设备可以协同工作

 

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》常用无线局域网标准主要包括：蓝牙技术、HiperLAN标准与IEEE802.11标准。

        》蓝牙技术的基本概念

               蓝牙技术是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，它可以在较小的范围内通过无线连接的方式实现固定设备以及移动设备之间的网络互连，可以在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。因为蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的COMS芯片中，因此特别适合用于小型的移动通信设备。

             》蓝牙系统的主要参数与技术指标

                   #工作频段：ISM频段2.402GHz~2.480GHz

                   #双工方式：TDD

                   #业务类型：同时支持电路交换及分组交换业务

                   #标称数据速率：1Mbps

                   #异步信道速率：非对称连接723.2kbps/57.6kbps    对称连接433.9kbps（全双工模式）

                   #同步信道速率：64kbps（3个全双工信道）

                   #信道间隔：1MHz

                   #信道数：79

                   #发射功率及覆盖：0dBm(1 mW),覆盖1-10m,   20dBm(100 mW)，覆盖扩展至 100m。

                   #跳频频点数：79个频点/MHz(2402+k(MHz),k=0,1,2,…,78)。

                   #跳频速率：1600次/s

                   #工作模式：Active/Sniff/Hold/Park

                   #数据连接方式：面向连接业务SCO（语音，电路交换、预留时隙）、无连接业务ACL（分组数据、分组交换、轮询）。

                   #纠错方式：1/3FEC(3bit重复码)，2/3FEC(截短Hamming码)，CRC-16，ARQ。

                   #鉴权：反应逻辑算数方式。

                   #秘钥：以18bit为单位增减，最长128bit。

                   #安全机制：链路级，认证基于共享链路秘钥询问/响应机制，认证和加密秘钥生成基于SAFER+算法。

                   #话音编码方式：CVSD或对数PCM。

                   #网络拓扑结构：Ad hoc、Piconet及Scatternet结构。

 

        》 HiperLAN技术的基本概念

               这是一种在欧洲应用的无线局域网通信标准的一个子集，有HiperLAN/1和HiperLAN/2两种标准。这两周标准均被欧洲电信标准协会ETSI所采用。HiperLAN标注提供了类似于IEEE 802.11无线局域网协议的能力和性能。 HiperLAN/1标准采用5G射频频率，可以达到上行20Mbps的速率。HiperLAN/2同样采用5G射频频率，上行速度可以达到54Mbps。HiperLAN/2系统同3G标准兼容。在HiperLAN/2的典型网络拓扑结构中，移动终端（MT）通过接入点（Access point,AP）接入固定网，MT与AP之间的空中接口由HiperLAN/2定义。一个AP所覆盖的区域称为一个小区，一个小区的覆盖范围在室内一般为30米，在室外一般为150。无线终端MT可以在HiperLAN/2网络中自动移动，并保持与网络间良好的传输性能。

            》HiperLAN/2的主要技术特点

                 #高速数据传输

                    由于采用了先进的OFDM调制技术，HiperLAN/2可以提供非常高的数据传输速率，其速率在物理层最高达54Mbps。在办公室的环境中，OFDM对多径效应的解决很有效。同时，MAC采用了动态TDD模式，使无线资源的利用更加有效

                #面向连接

                    HiperLAN/2网络中的数据的传输是面向连接的，与其它无线局域网技术不同。在传输数据之前，AP和MT之间通过HiperLAN/2控制层的信令预先建立连接。这种连接在空中接口上是时分双工的，连接分点对点和点对多点。点对点是双向连接，点对多点是下行方向单向连接。HiperLAN/2还可以采用专用广播信道，由同一个AP向所有移动端发送广播消息。

               #QoS

                    HiperLAN/2面向连接的特性有利于实现对QoS的支持。由于高传输率和对QoS的支持，HiperLAN/2可以同时传输不同类型的数据流，比如视频、话音和数据等。

               #自动频率分配

                    在每一个接入点覆盖区域中，接入点AP能自动选择适当的无线信道进行数据传输。AP监听邻近小区及环境中的其他无线资源，根据最小干扰和资源不冲突准则选适当的无线信道。

               #安全性

                     HiperLAN/2网络支持安全认证和加密功能。

               #移动性

                     移动终端与具有最好信噪比的AP通信，在不断移动的情况下，MT可能会侦测到一个无线传输性能更好的AP，于是，移动终端将执行一次切换，切换到一个新的AP中，所有已建立的连接都转移到新AP上。在切换过程中，有可能会丢失一些数据包，而且如果MT超出HiperLAN/2网络的覆盖范围，在一段时间后，MT将会失去与网络的联系，所有的连接都将被释放。

              #网络与应用无关

                      HiperLAN/2网络协议栈具有灵活的体系结构，很容易适配并扩展不同的固定网络。

              例：HiperLAN/2可被用作交换式以太网的无线部分，也可以作为第三代蜂窝网络的AP使用。目前在固定网上运行的所有应用都可以在HiperLAN/2上运行。

              #省电

                      HiperLAN/2的省电机制是基于MT对睡眠期的初始约定。MT可以在任何时间要求AP进入低功率状态，并且请求特定的睡眠周期。睡眠周期结束时，移动终端将检测

有无AP发来的激活指示；如果没有检测到，则进入下一个睡眠周期，继续保持低功率状态，AP暂不发送用户数据，等睡眠期结束后才开始发送。网络可以根据反应时间和低功耗的要求，选择不同的睡眠周期。

        》IEEE802.11标准的基本概念

               IEEE802.11是第一代无线局域网WLAN标准之一。该标准定义了物理层和媒体访问控制  MAC协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备，它使结点在对等的基础上互联，或通过集线器与Internet网关连接。

              802.11定义了两种类型的设备：无线结点和无线接入点。无线结点通常是一台接入设备上加一块无线网络接口卡构成的。无线接入点的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口（802.3接口）构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线结点接入并聚合到有线的网络上。

              802.11最初定义的三个物理层包括了两个扩频技术和一个红外传播规范，无线传输的频道定义在2.4GHz的ISM波段内。这个频段属于非注册使用频段，用户使用不需要预先申请许可证。扩频技术保证了802.11的设备在这个频段上的可用性和可靠的吞吐量，这项技术还可以保证同其他使用同一频段的设备不互相影响。

              802.11标准定义的传输速率是1Mbps和2Mbps，可以使用FHSS（FrequencyHopping Spread Spectrum,跳频扩频）和DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum,直序扩频）技术。FHSS和DSSS技术在运行机制上是完全不同的所以采用这两种技术的设备没有互操作性。

              802.11的MAC和802.3的MAC协议非常相似，都是在一个共享媒体智商支持多个用户共享资源，由发送者在发送数据前先进行网络的可用性检查。

              在802.11无线局域网协议中，冲突的检测存在一定的问题，这个问题称为Near/Far现象。这是由于要检测冲突，设备必须能够一边接收数据信号一边传送数据信号，而这在无线系统中是无法办到的。鉴于这个差异，在802.11中对CSMA/CD进行了一些调整，采用了新的协议CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)或者DCF(DistributedCoordination Function)。CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确的到达目的。CSMA/CA通过这种方式来提供无线的共享访问，这种显示的ACK机制在处理无线问题时非常有效。然而不管是802.11还是802.3来说，这种方式都增加了额外的负担，所以802.11网络和类似的Ethernet网比较在心跟那个上总是稍逊一筹。

              hidden node问题：两个相反的工作站利用一个中心接入点进行连接，这两个工作站都能够“听”到中心连接点的存在，而相互之间则可能由于障碍或者距离元婴无法感知到对方的存在。为了解决这个问题，802.11在MAC层上引入了一个新的Send/Clear to Send(RTS/CTS)选项，当这个选项打开后，一个发送工作站传送一个RTS信号，随后等待接入点回送RTS信号，由于所有的网络中的工作站都能够“听”到接入点发出的信号，所以CTS能够让它们停止传送数据，这样发送端就可以发送数据和接受ACK信号而不会造成数据的冲突。由于RTS/CTS需要占用网络资源而增加了额外的网络负担，一般只是在哪些大数据报上采用（重传大数据报会耗费较大）。

              802.11协议中，每一个在无线网络中传输的数据报都被附加上了校验位以保证它在传送的时候不会出现错误，这和Ethernet中通过上层TCP/IP协议来对数据进行校验有所不同。包分片的功能允许大的数据报在传送的时候被分成较小的部分分批传送。在网络十分拥挤或者存在干扰的情况下，大数据报传送非常容易遭到破坏，这项技术大大减少了数据包被重传的概率，从而提供了无线网络的整体性能。MAC子层负责将收到的被分片的大数据报进行重新组装，对于上层协议这个分片的过程是完全透明的。

属性	802.11b	802.11a	802.11g
批准的IEEE标准	是	是	是
Wi-Fi联盟(WFA)认证	是	是	否
最大数据传输率	11Mbps	54Mbps	54Mbps
实际吞吐量	5~7Mbps	28~31Mbps	28~31Mbps (全在802.11g环境) 10~12Mbps (与802.11b客户端混合的环境)
最大容量	33Mbps 3信道x11	432Mbps 8信道x54	162Mbps 3信道x54
与802.11b的 后向兼容性	是 在2.4GHz ISM频段上运行，客户端以802.11b的速度在802.11b和802.11g APs上运行	否 在5GHz UNI频段上运行	是 在2.4GHz ISM频段上运行，客户端以802.11b的速度在802.11b APs上运行，以802.11g的速度在802.11g APs上运行 (注：总吞吐量在802.11b和802.11g混合网络中会降低)
与其他设备 之间的干扰	是 如无线电话、蓝牙、微波炉	否	是 如无线电话、蓝牙、微波炉
室内距离	30m	与802.11b和802.11g相比，在30m内有更快的速度	与802.11b相比，在30m内有更快的速度

IEEE802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps，比开始快了5倍，扩大了无线局域网的应用领域。可根据实际情况采用5.5Mbps、2Mbps和1Mbps带宽，实际的工作速度在5Mbps左右，与普通的10base-T规格的有线局域网几乎处于同一水平。

 

         》IEEE 802.11b优点

功     能	优       点
速度	2.4GHz直接序列扩频无线技术提供最大为11Mbps的数据传输速率，无需直线传播。
动态速率转换	当射频情况变差时，降低数据传输速率为5.5Mbps、2Mbps、1Mbps
使用范围	802.11b支持以百米为单位的范围（在室外为300m，在办公环境中最远为100m）。
可靠性	与以太网类似的连接协议和数据包确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用
互用性	与以前标准不同的是，802.11b只允许一种标准的信号发送技术，WECA将认证产品的互用性。
电源管理	802.11b网络接口卡可转到休眠模式，接入点将信息缓冲到客户，延长了笔记本电脑的电池寿命。
漫游支持	当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在接入点之间进行无缝连接。
加载平衡	802.11b NIC更改与之连接的接入点，以提高性能（如，当前AP流量拥挤，或发出低质量的信号时）
可伸缩性	最多三个接入点可以同时定位于有效使用范围中，以支持上百个用户同时进行语音和数据支持
安全性	内置式坚定和加密

 

        》IEEE 802.11b的基本运作模式

            1.点对点模式（Ad hoc）

                  点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式。只要PC插上无限网卡即可与另外具有无线网卡的PC连接，对于小型的无线网卡来说，这是一种方便的连接方式，最多可连接256台PC。

            2.基本模式（infrastructure）

                  是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这是802.11b最常用的方式。此时，插上无线网卡的PC需要由接入点与另一台PC连接。接入点负责频段管理及漫游等指挥工作，一个接入点最多可连接1024台PC（无线网卡）。当无线网络结点扩增时，网络访问速度会随着范围扩大和结点的增加而变慢，此时添加接入点可以有效控制和管理频宽与频段。在无线网络需要与有线网络互连，或无线网络结点需要连接和访问有线网络的资源和服务器时，接入点可以作为无线网和有线网之间的桥梁。

 

        》IEEE 802.11b的典型解决方案

             #对等解决方案

                   这是一种最简单的应用方案，只要给每台PC安装一片无线网卡，即可相互访问。如果需要与有线网络连接，可以为其中一台电脑在安装一片有线网卡，无线网中其余电脑即利用这台电脑作为网关，访问有线网络或共享打印机等设备。但对等解决方案是一种点对点方案，网络中的电脑只能一对一互相传递信息，而不能同时进行多点访问。如果要实现与有线局域网的互通功能，则必须借助接入点。

            #单接入点解决方案

                    接入点相当于有线网络中的集线器。无线接入点可以连接周边的无线网络终端，形成星形网络结构，同时通过10Base-T端口与有线网络相连，使整个无线网的终端都能访问有线网络的资源，并可通过路由器访问internet。

           #多接入点解决方案

                    当网络规模较大，超过了单个接入点的覆盖半径时，可以采用多个接入点分别与有线网络相连，从而形成以有线网络为主干的多接入点的无线网络，所有无线终端可以通过就近的接入点接入网络，访问整个网络的资源，从而突破无线网覆盖半径的限制。
          #无线中继解决方案

                    无线接入器还有另外一种用途，即充当有线网络的延伸。比如在工厂车间中，车间具有一个网络接口连接有线网，而车间中许多信息点由于距离很远使得网络布线成本很高，还有一些信息点由于周边环境比较恶劣，无法进行布线。由于这些信息点的分布范围超出了单个接入点的覆盖半径，那么可以采用两个接入点实现无线中继，以扩大有线网络的覆盖范围。

         #无线冗余解决方案

                     对于网络可靠性要求较高的应用环境，比如金融、证券等，接入点一旦失效，整个无线网络会瘫痪，将带来很大的损失。因此可以将两个接入点放置在同一位置，从而实现无线冗余备份。

         #多蜂窝漫游工作方式

                     在一个大楼中或者在很大的平面里面部署无线网络时，可以布置多个接入点构成一套微蜂窝系统，这与移动电话的微蜂窝系统十分相似。微蜂窝系统允许一个用户在不同的接入点覆盖区域内任意漫游，随着位置的变换，信号会由一个接入点自动切换到另外一个接入点。整个漫游过程对用户是透明的，虽然提供连接服务的接入点发生了切换，但对用户的服务却不会被中断。

 

         》IEEE 802.11b的主要应用（允许使用任何现有在有线网络上运行的应用程序或网络服务）

功    能	优     点
不易接线的区域	在不易接线或接线费用较高的区域（如有历史意义的建筑物，有石棉的建筑物以及教室）中提供网络服务
灵活的工作组	为经常进行网络配置更改的工作区降低了总拥有成本
网络化的会议室	用户可在从一个会议室移动到另一个会议室时进行网络连接，以获得最新的信息，并且可以在决策时相互交流
特殊网络	现场顾问和小工作组的快速安装和兼容软件可提高工作效率
子公司网络	为远程或销售办公室提供易于安装、使用和维护的网络
部门范围的网络移动	漫游功能使企业可以建立易于使用的无线网络，可覆盖所有部门

 

        》无线局域网设计

               #进行初步调查

               5W：who用网络what用什么设备访问when什么时候用where在哪用why用网络

              #对现有环境进行分析

              #指定初步设计

              #确定详细设计

              #执行和实施设计

              #整理文档