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802.11


贡献者:sdjntl    浏览:3440次    创建时间:2009-11-19

IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。目前,3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
  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。
  802.11全家族 :
  * IEEE 802.11 ,1997年,原始标准(2Mbit/s,工作在2.4GHz)。
  * IEEE 802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s,工作在5GHz)。
  * IEEE 802.11b,1999年,物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz)。
  * IEEE 802.11c,符合802.1D的媒体接入控制层桥接(MAC Layer Bridging)。
  * IEEE 802.11d,根据各国无线电规定做的调整。
  * IEEE 802.11e,对服务等级(Quality of Service, QoS)的支持。
  * IEEE 802.11f,基站的互连性(IAPP, Inter-Access Point Protocol),2006年2月被IEEE批准撤销。
  * IEEE 802.11g,2003年,物理层补充(54Mbit/s,工作在2.4GHz)。
  * IEEE 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)。
  * IEEE 802.11i,2004年,无线网络的安全方面的补充。
  * IEEE 802.11j,2004年,根据日本规定做的升级。
  * IEEE 802.11l,预留及准备不使用。
  * IEEE 802.11m,维护标准;互斥及极限。
  * IEEE 802.11n,草案,更高传输速率的改善,支持多输入多输出技术(Multi-Input Multi-Output,MIMO)。
  * IEEE 802.11k,该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
  除了上面的IEEE标准,另外有一个被称为IEEE 802.11b+的技术,通过PBCC技术(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE 802.11b(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公司


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