IEEE 802.11标准

IEEE 802.11是现时无线局域网通用的标准，它是由IEEE所定义的无线网络通信工业的标准。虽然坊间把Wi-Fi及802.11混为一谈，但两者并不一样。（见IEEE 802.11b）

无线局域网路的第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层（MAC层）和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备之间的通信可以自由直接(ad hoc)的方式进行，也可以在基站(Base Station, BS)或者访问点（Access Point，AP）的协调下进行。为了在不同的通讯环境下取得良好的通讯品质，采用 CSMA/CA (Carrier Sense Multi Access/Collision Avoidance)硬件沟通方式。

1999年加上了两个补充版本: 802.11a定义了一个在5GHz ISM频段上的数据传输速率可达54Mbit/s的物理层，802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段上但数据传输速率高达11Mbit/s的物理层。 2.4GHz的ISM频段为世界上绝大多数国家通用，因此802.11b得到了最为广泛的应用。苹果公司把自己开发的802.11标准起名叫AirPort。1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力解决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。 802.11标准和补充。802.11，1997年，原始标准(2Mbit/s 工作在2.4GHz)。 802.11a，1999年，物理层补充(54Mbit/s工作在5GHz) 。 802.11b，1999年，物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz) 。 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层(MAC) 桥接(MAC Layer Bridging) 。 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。 802.11e，对服务等级(Quality of Service, QoS) 的支持。 802.11f，基站的互连性(IAPP, Inter-Access Point Protocol)，2006年2月被IEEE批准撤销。 802.11g，2003年，物理层补充(54Mbit/s工作在2.4GHz) 。 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内(indoor) 和室外(outdoor) 信道(5GHz频段) 。 802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级 802.11l，预留及准备不使用 802.11m，维护标准; 互斥及极限 802.11n，更高传输速率的改善。
除了上面的IEEE标准，另外有一个被称为IEEE802.11b+的技术，通过PBCC技术(Packet Binary Convolutional Code) 在IEEE802.11b(2.4GHz频段) 基础上提供22Mbit/s的数据传输速率。但这事实上并不是一个IEEE的公开标准，而是一项产权私有的技术(产权属于美国德州仪器，Texas Instruments)。

IEEE 802.11a

802.11a是802.11原始标准的一个修订标准，于1999年获得批准。802.11a标准采用了与原始标准相同的核心协议，工作频率为5GHz，使用52个正交频分多路复用副载波，最大原始数据传输率为54Mb/s，这达到了现实网络中等吞吐量(20Mb/s)的要求。如果需要的话，数据率可降为48，36，24，18，12，9或者6Mb/s。802.11a拥有12条不相互重叠的频道，8条用于室内，4条用于点对点传输。它不能与802.11b进行互操作，除非使用了对两种标准都采用的设备。由于2.4GHz频带已经被到处使用，采用5GHz的频带让802.11a具有更少冲突的优点。然而，高载波频率也带来了负面效果。802.11a几乎被限制在直线范围内使用，这导致必须使用更多的接入点；同样还意味着802.11a不能传播得像802.11b那么远，因为它更容易被吸收。尽管2003世界无线电通信会议让802.11a在全球的应用变得更容易，不同的国家还是有不同的规定支持。美国和日本已经出现了相关规定对802.11a进行了认可，但是在其他地区，如欧盟，管理机构却考虑使用欧洲的HIPERLAN标准，而且在2002年中期禁止在欧洲使用802.11a。在美国，2003年中期联邦通信委员会的决定可能会为802.11a提供更多的频谱。在52个OFDM副载波中，48个用于传输数据，4个是引示副载波(pilot carrier)，每一个带宽为0.3125MHz（20MHz/64），可以是二相移相键控（BPSK），四相移相键控（QPSK），16-QAM或者64-QAM。总带宽为20MHz，占用带宽为16.6MHz。符号时间为4毫秒，保护间隔0.8毫秒。实际产生和解码正交分量的过程都是在基带中由DSP完成，然后由发射器将频率提升到5GHz。每一个副载波都需要用复数来表示。时域信号通过逆向快速傅里叶变换产生。接收器将信号降频至20MHz，重新采样并通过快速傅里叶变换来重新获得原始系数。使用OFDM的好处包括减少接收时的多路效应，增加了频谱效率。802.11a产品于2001年开始销售，比802.11b的产品还要晚，这是因为产品中5GHz的组件研制成功太慢。由于802.11b已经被广泛采用了，802.11a没有被广泛的采用。再加上802.11a的一些弱点，和一些地方的规定限制，使得它的使用范围更窄了。802.11a设备厂商为了应对这样的市场匮乏，对技术进行了改进（现在的802.11a技术已经与802.11b在很多特性上都很相近了），并开发了可以使用不止一种802.11标准的技术。现在已经有了可以同时支持802.11a和b，或者a,b,g都支持的双频，双模式或者三模式的的无线网卡，它们可以自动根据情况选择标准。同样，也出现了移动适配器和接入设备能同时支持所有的这些标准。

数据率 (Mbit/s)	调制方式	编码率	Ndbps	1472字节传输时间 (µs)
6	BPSK	1/2	24	2012
9	BPSK	3/4	36	1344
12	4-QAM	1/2	48	1008
18	4-QAM	3/4	72	672
24	16-QAM	1/2	96	504
36	16-QAM	3/4	144	336
48	64-QAM	2/3	192	252
54	64-QAM	3/4	216	224

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，传送速度为11Mbit/s。IEEE 802.11b是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。在2.4-GHz-ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g，其传送速度为54Mbit/s。

IEEE 802.11g

IEEE 802.11g2003年7月，通过了第三种调变标准。其载波的频率为2.4GHz(跟802.11b相同)，原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的设备与802.11b兼容。

IEEE 802.11i

IEEE 802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能（WEP, Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，于2004年7月完成。其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol），以及向前兼容RC4的加密协议TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）。无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当的时间，而各大厂通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi厂商采用802.11i的草案3为蓝图设计了一系列通信设备，随后称之为支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的；之后称将支持802.11i最终版协议的通信设备称为支持WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的。

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n，2004年1月IEEE宣布组成一个新的单位来发展新的802.11标准。资料传输速度估计将达540Mbit/s(需要在物理层产生更高速度的传输率)，此项新标准应该要比802.11b快上50倍，而比802.11g快上10倍左右。802.11n也将会比目前的无线网络传送到更远的距离。目前在802.11n有两个提议在互相竞争中:WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) 以Broadcom为首的一些厂商支持。 TGn Sync 由Intel与Philips所支持。
802.11n增加了对于MIMO (multiple-input multiple-output)的标准. MIMO 使用多个发射和接收天线来允许更高的资料传输率。MIMO并使用了Alamouti coding coding schemes 来增加传输范围。

各国适用频道

802.11b 和 802.11g 将2.4 GHz 的频段区分为14个重复,标记的频道，每个频道的中心频率相差 5 megahertz (MHz).一般常常被误认的是channels 1, 6 and 11 (还有有些地区的channel 14) 是互不重叠所以利用这些不重叠的频道，多组无线网络的互相涵盖，互不影响, 这种看法太过简单. 802.11b 和 802.11g 并没有规范每个channel的带宽，规范的是中心频率和频谱遮罩(spectral mask). 802.11b 的频谱遮罩需求为：在中心频±11 MHz处，率衰减至少 30 dB,±22 MHz 处要衰减50dB.由于频谱遮罩只规定到±22 MHz处的能量限制, 通常认定使用带宽不会超过这个范围. 实际上, 当发射端距离接收端非常近时，接收端接受到的有效能量频谱，有可能会超过22MHz的区域. 所以,一般认定channels 1, 6, 和 11 互不重叠的说法.应该要修正为: channels 1, 6, 和 11, 三个频段互相之间的影响比使用其他频段来得小。然而, 要注意的是, 一个使用channel 1的高功率发射端，可以轻易的干扰到一个使用channel 6的，比较弱的发射站。在实验室的测试中发现,当使用channel 11来传递档案时，一个使用channel 1的发射台也在通讯时，会影响到channel 11的档案传输，让传输速率稍稍降低。所以，即使是频段相差最远的channel 1和11，也是会互相干扰的。虽然channels 1, 6, 和 11 互不重叠的说法是不正确的, 但是这个说法至少可以用来说明: 频道距离在 1, 6, 11 之间必定会对彼此造成干扰，而大大的影响到通讯的传输速率。

[编辑] 总结

协议	释放日期	Op. 标准频寛	实际速度 (Typ)	实际速度 (最大)	范围(室内)	范围(室外)
Legacy	1997	2.4-2.5 GHz	1 Mbit/s	2 Mbit/s	?	?
802.11a	1999	5.15-5.35/5.47-5.725/5.725-5.875 GHz	25 Mbit/s	54 Mbit/s	~30 米	?
802.11b	1999	2.4-2.5 GHz	6.5 Mbit/s	11 Mbit/s	~30 米	?
802.11g	2003	2.4-2.5 GHz	25 Mbit/s	54 Mbit/s	~30 米	?
802.11n	2006 (初版) 2007 (Linksys)	2.4 GHz or 5 GHz bands	200 Mbit/s	540 Mbit/s	~50 米	~125 米***

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IEEE 802.11 讲解 ____________________________________________________________________________IEEE 802 指IEEE标准中关于局域网和城域网的一系列标准。更确切的说，IEEE 802标准仅限定在传输可变大小数据包的网络。（By contrast, in cell-based networks data is transmitted in short, uniformly sized units called cells. Isochronous networks, where data is transmitted as a steady stream of octets, or groups of octets, at regular time intervals, are also out of the scope of this standard.）IEEE 802中定义的服务和协议限定在OSI模型[OSI网络参考模型]的最低两层（即物理层和数据链路层）。事实上，IEEE 802将OSI的数据链路层分为两个子层，分别是逻辑链路控制(Logical Link Control, LLC)和介质访问控制(Media Access Control, MAC)，如下所示：数据链路层 逻辑链路控制子层 介质访问控制子层
物理层
IEEE 802系列标准是IEEE 802 LAN/MAN 标准委员会制定的局域网、城域网技术标准。其中最广泛使用的有以太网、令牌环、无线局域网等。这一系列标准中的每一个子标准都由委员会中的一个专门工作组负责。

现有标准

IEEE 802.1 高层局域网协议 IEEE 802.2 逻辑链路控制 IEEE 802.3 以太网 IEEE 802.4 令牌总线 IEEE 802.5 令牌环（Token-Ring） IEEE 802.6 都会区网（Metropolitan Area Network，MAN） IEEE 802.7 宽带TAG IEEE 802.8 FDDI IEEE 802.9 同步局域网 IEEE 802.10 局域网网络安全 IEEE 802.11 无线局域网 IEEE 802.12 需求优先级 IEEE 802.13 （未使用） IEEE 802.14 电缆调制解调器 IEEE 802.15 无线个人网 IEEE 802.16 宽带无线接入 IEEE 802.17 可靠个人接入技术
_____________________________________________________________________________IEEE802.1为IEEE的一个工作组(Working Group)。此工作组负责IEEE802.1标准的制定。IEEE802.1标准提供了一个对整个IEEE802系列协议的概述，描述了IEEE802标准和开放系统基本参照模型（即ISO的OSI 模型）之间的联系，解释这些标准如何和高层协议交互，定义了标准化的媒体接入控制层（MAC）地址格式，并且提供一个标准用于鉴别各种不同的协议。IEEE802.1工作组主要负责以下工作：802系列的局域网，城域网，个人网的体系结构。 802系列网络之间以及与其他广域网的互连问题。 802网络的网络管理 媒体接入控制层（MAC）及逻辑链路层（LLC）之上的协议层的一些问题。