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——WLAN根底知識南京智達康無線通信科技NANJINGZ-COMWIRELESSCO..LTD.無線自由，無限未來...1

無線技術介紹內容提綱2WLAN擴頻技術介紹3WLAN調制方式介紹4WLAN頻段劃分5無線局域網基本應用架構WI-FI是什么？LAN“無線局域網”MAN“無線城域網”WAN“無線廣域網”PAN“無線個人網”Bluetooth802.11b802.11a802.11gHiperLAN2802.11MMDSLMDSGSMGPRSCDMA2.5G-3G中低數據速率中高數據速率高的數據速率低數據速率短距離中等距離中到長距離長距離筆記本/PC到設備/打印機/鍵盤/電話筆記本電腦和手持設備無線聯網固定最后一公里接入PDA設備與手持設備到互聯網<1Mbps1~54Mbps11、54Mbps10K-384KbpsIEEE802.11協議族IEEE802.11IEEE802.11(WirelessFidelity,Wi-Fi,無線相容認證)標準定義物理層和媒體訪問控制(MAC)標準。物理層定義了數據傳輸的信號特征和調制，定義了兩個RF傳輸方法和一個紅外線傳輸方法，RF傳輸標準是跳頻擴頻和直接序列擴頻，工作在2.4000～2.4835GHz頻段。IEEE802.11bIEEE802.11b標準規定WLAN工作頻段在2.4-2.4835GHz，數據傳輸速率最高到達11Mbps,。該標準是目前已經取代了IEEE802.11標準。它采用補償編碼鍵控調制方式，數據傳輸速率可在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之間自動切換，它改變了WLAN設計狀況，擴大了WLAN的應用領域。IEEE802.11aIEEE802.11a標準規定WLAN工作頻段在5.15-5.850GHz,數據傳輸速率達到54Mbps/108Mbps(SuperA)。該標準擴充了標準的物理層，采用正交頻分復用OFDM的獨特擴頻技術。由于工作在5G頻段，干擾比2.4G小很多，穩定性較好，但是此標準與802.11b不兼容。IEEE802.11gIEEE802.11g標準工作的頻段與802.11b相同,擁有IEEE802.11a相同的傳輸速率,最高可達54Mbps/108Mbps(Turbo/SuperG),平安性較IEEE802.11b好,采OFDM〔正交頻分復用〕調制方式,可802.11b兼容。IEEE802.11協議族目前802.11共有九種擴展名，從a到i(a、b、c、d、e、f、g、h和i)。802.11〔a、b和g)是與PHY有關的標準，802.11〔d、e、h和i〕影響MAC層，而802.11〔c和f〕增強OSI最上面的一層，即應用層其它802.11體系標準

除了這三種最核心的無線以太網標準外，802.11系列標準還有：

·802.11c：符合802.1D的媒體接入控制層(MAC)橋接(MACLayerBridging)·802.11d：RegulatoryDomains，定義域管理，FCC、ETSI、ARIB等之間切換；

·802.11e：QoS(Qualityofservice)，定義效勞質量；

·802.11f：IAPP(Inter-AccessPointProtocol)，接入點內部協議,漫游管理；

·802.11h：5GHz頻率空間的功耗管理,并關注探索802.11a與HiperLAN2之間的一致性，集中關注動態頻率選擇〔Dynamicfrequencyselection〕和傳輸功率控制〔Transmitpowercontrol〕。

·802.11i：

Security，定義網絡平安性。

其他相關802.11協議介紹IEEE802.11和OSI模型無線網絡標準的開展史802.11系列標準的開展軌跡1990年5月，IEEE成立802.11工作組1997年7月，IEEE發布802.11協議1999年9月，IEEE發布802.11b協議1999年9月，IEEE發布802.11a協議2003年6月，IEEE發布802.11g協議IEEE802.11a/b/g比照

802.11802.11b802.11a802.11g協議批準時間1997.71999.91999.92003.6可用頻寬83.5MHz83.5MHz300MHz83.5MHz工作頻段2.4－2.4835GHz2.4－2.4835GHz5GHz2.4－2.4835GHz非重疊信道數33243擴頻調制技術FHSSDSSSDSSSCCKOFDMQPSKOFDMQPSK傳輸速率1,2Mbps1,2,5.5,11Mbps6,9,12,18,24,36,48,54Mbps1,2,5.5,6,9,11,12,18,24,36,48,54Mbps業務數據語音數據

圖像語音數據

圖像語音

數據

圖像DSSS〔直接序列擴頻〕直接序列擴頻〔DirectSequenceSpreadSpectrum，簡稱DSSS〕，就是使用具有高碼率的擴頻序列，在發射端擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號復原成原來的信號。

DSSS〔直接序列擴頻〕FSSS〔跳頻擴頻〕跳頻擴頻〔FrequencyHoppingSpreadSprectrum,簡稱FHSS〕就是載波可以在一個很寬的頻帶上按照偽隨機碼的定義從一個頻率跳變到另一個頻率。FSSS〔跳頻擴頻〕OFDM〔正交頻分復用〕DSSSFHSSFHSS系統采用跳變的頻率載波，接收方與發送方協商頻率跳變模式-易于實施-抗干擾能力強-吞吐量有限〔2-3Mbps@2.4GHz〕三、WLAN的調制方式WLAN的調制方式什么是調制？信號的調制就是要把信號進行變化、控制、改變以賦予把信號通信中所需要的特性，并承載信息進行傳輸。根本的調制方法：幅度調制〔AM〕、頻率調制〔FM〕IEEE802.11b

DSSS調制方式補償碼鍵控(CCK)11Mbps/5.5Mbps差動四進制相移鍵控(DQPSK)2Mbps差動二進制相移鍵控(DBPSK)1MbpsIEEE802.11a

OFDM調制方式BPSK(二進位移相鍵控,BinaryPhaseShiftKeying)QPSK(正交移相鍵控,QuadraturePhaseShiftKeying)16QAM(正交調幅,QuadratureAmplitudeModulation)64QAMIEEE802.11g

OFDM調制方式11G協議由于兼容11b協議，因此其調制方式是11a與11b的結合，即工作在6Mbps、12Mbps、24Mbps、36Mbps、48Mbps、54Mbps時與11aOFDM的調制模式相同〔BPSK/QPSK/16QAM/64QAM〕；當工作在1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbps時與11bDSSS下的調制模式相同〔CCK/DQPSK/BQPSK〕。WLAN的穩定性

由于WLAN其固有的傳輸介質的特性，也就使其面臨著噪聲、線路沖突、隱藏節點等方面的考驗，這些問題解決的好與壞直接影響WLAN的穩定性及可靠性。克服噪聲克服沖突802.11的MAC和802.3協議的MAC非常相似，都是在一個共享媒體之上支持多個用戶共享資源，由發送者在發送數據前先進行網絡的可用性。在802.3協議中，是由一種稱為CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)的協議來完成調節，這個協議解決了在Ethernet上的各個工作站如何在線纜上進行傳輸的問題，利用它檢測和防止當兩個或兩個以上的網絡設備需要進行數據傳送時網絡上的沖突。在802.11無線局域網協議中，沖突的檢測存在一定的問題，這個問題稱為“Near/Far〞現象，這是由于要檢測沖突，設備必須能夠一邊接受數據信號一邊傳送數據信號，而這在無線系統中是無法辦到的。鑒于這個差異，在802.11中對CSMA/CD進行了一些調整，采用了新的協CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswitCollisionAvoidance)。CSMA/CA利用ACK信號來防止沖突的發生，也就是說，只有當客戶端收到網絡上返回的ACK信號后才確認送出的數據已經正確到達目的。CSMA/CA協議CSMA/CA協議的工作流程是：一個工作站希望在無線網絡中傳送數據，如果沒有探測到網絡中正在傳送數據，那么附加等待一段時間，再隨機選擇一個時間片繼續探測，如果無線網路中仍舊沒有活動的話，就將數據發送出去。接受端的工作站如果受到發送端送出的完整的數據那么回發一個ACK數據報，如果這個ACK數據報被接收端收到，那么這個數據發送過程完成，如果發送端沒有收到ACK數據報，那么或者發送的數據沒有被完整地收到，或者ACK信號的發送失敗，不管是那種現象發生，數據報都在發送端等待一段時間后被重傳，CSMA/CA通過這種方式來提供無線的共享訪問，這種顯式的ACK機制在處理無線問題時非常有效。然而不管是對于802.11還是802.3來說，這種方式都增加了額外的負擔，所以802.11網絡和類似的Ethernet網比較總是在性能上稍遜一籌。隱藏節點問題

STAAPRTSCTSDataACKAPSTASTACTS-RangeRTS-RangeStationsdonotheareachother

buttheyheartheAP四、WLAN頻段劃分2.4GHz中國信道劃分802.11b和802.11g的工作頻段在2.4GHz〔〕，其可用帶寬為83.5MHz，劃分為13個信道，每個信道帶寬為22MHz北美/FCC2.412-2.461GHz(11信道)歐洲/ETSI2.412-2.472GHz(13信道)日本/ARIB2.412-2.484GHz(14信道〕2.4GHz頻段WLAN信道配置表信道中心頻率（MHz）信道低端/高端頻率124122401/2423224172406/2428324222411/2433424272416/2438524322421/2443624372426/2448724422431/2453824472426/2448924522441/24631024572446/24681124622451/24731224672456/24781324722461/24832.4GHz信道劃分圖示2.4GHz頻段中，同一個信號覆蓋范圍內最多容納3個互不重疊的信（1、6、11），以此類推！每信道占用22MHz的頻帶；

11b采用DSSS擴頻和CCK的調制方式最高提供11Mbps的速率，11g采用OFDM的擴頻方式，可提供54Mbps的速率；IEEE802.11b/g蜂窩覆蓋示意圖使用1、6、11三個互不干擾的信道進行蜂窩覆蓋CH6CH11CH1CH6CH1CH6CH11CH11CH1CH6CH11CH1CH115.8GHz信道劃分中國802.11a的工作頻段在5.8GHz(5.725GHz-5.850GHz)，其可用帶寬為125MHz，劃分為5個信道，每個信道帶寬為20MHz5.8GHz頻段WLAN信道配置頻率表信道中心頻率(MHz)信道低端/高端頻率(MHz)157455735/5755257655755/5775357855775/5795458055795/5815558255815/5835美國(FCC):5.15GHz～5.35GHz;5.725GHz～5.825GHz歐洲(ETSI):5.47GHz～5.725GHz中國:5.725GHz～5.85GHz

5.8GHz信道劃分圖示

5.8GHz中國頻段中，可提供五個互不干擾的信道每信道占用20MHz頻帶帶寬;

提供6/9/12/18/24/36/48/54Mbps數據傳輸速率;

采用OFDM調制方式;IEEE802.11a蜂窩覆蓋示意圖234423151相鄰蜂窩不使用同一個信道，避免干擾五、無線局域網根本應用架構無線局域網根本應用架構——Infrastructure根底網絡結構模式中，網絡中任意一臺無線網絡終端均可通過AP接入有線網絡。此模式可作為有線網絡的延伸和補充。由于無線帶寬為共享帶寬，通常建議一個AP可以接入20～30個無線客戶端，以獲取滿意的訪問數率。無線接入點AP以太網無線網卡無線網絡終端無線局域網根本應用架構——Roaming無線網卡無線接入點AP1無線接入點AP2無線網絡終端漫游模式中，用戶可隨意在兩個根底結構網絡中無線漫游，從而給移動辦公帶來了極大的方便。無線局域網根本應用架構——AD-HOCAD-Hoc也叫對等網絡