IEEE 802.11

无线局域网通用的标准

IEEE 802.11是现今无线局域网通用的标准，它是由电气和电子工程师协会（IEEE）所定义的无线网络通信的标准。

历史

自第二次世界大战，无线通讯因在军事上应用的成果而受到重视，无线通讯一直发展，但缺乏广泛的通讯标准。于是，IEEE在1997年为无线局域网制定了第一个版本标准──IEEE 802.11。其中定义了媒体访问控制层（MAC层）和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种扩频作调制方式和一种红外线传输的方式，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备可以自行构建临时网络，也可以在基站（Base Station, BS）或者接入点（Access Point，AP）的协调下通信。为了在不同的通讯环境下获取良好的通讯质量，采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple 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，致力解决匹配802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。

IEEE 802.11标准列表

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，产权属于德州仪器。

IEEE 802.11a

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IEEE 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。

由于2.4G频段日益拥挤，使用5G频段是802.11a的一个重要的改进。但是，也带来了问题。传输距离上不及802.11b/g；理论上5G信号也更容易被墙阻挡吸收，所以802.11a的覆盖不及801.11b。802.11a同样会被干扰，但由于附近干扰信号不多，所以802.11a通常吞吐量比较好。

IEEE 802.11b

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IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重传送速度。它有时也被错误地被标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是Wi-Fi联盟的一个商标，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的ISM频段共有11个频宽为22MHz的频道可供使用，它是11个相互重叠的频段。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g。

IEEE 802.11g

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IEEE 802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），共14个频段，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的设备向下与802.11b兼容。

其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE 802.11g的标准上另行开发新标准，并将理论传输速度提升至108Mbit/s或125Mbit/s。

IEEE 802.11i

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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）。

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，这个协议包含了向前兼容 RC4的加密协议TKIP（Temporal Key Integrity Protocol），它沿用了WEP所使用的硬件并修正了一些缺失，但可惜仍然不是毫无安全弱点的；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 802.11k

IEEE 802.11k阐述了无线局域网中频谱测量所能提供的服务，并以协议方式规定了测量的类型及接收发送的格式。此协议制定了几种有测量价值的频谱资源信息，并创建了一种请求/报告机制，使测量的需求和结果在不同终端之间进行通信。协议制定小组的工作目标是要使终端设备能够通过对测量信息的量读做出相应的传输调整，为此，协议制定小组定义了测量类型。

这些测量报告使在IEEE 802.11规范下的无线网络终端可以收集临近AP的信息（信标报告）和临近终端链路性质信息（帧报告，隐藏终端报告和终端统计报告）。测量终端还可以提供信道干扰水平（噪声柱状报告）和信道使用情况（信道负荷报告和介质感知柱状图）。

IEEE 802.11n

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IEEE 802.11n，是由IEEE在2004年1月组成的一个新的工作组在802.11-2007的基础上发展出来的标准，于2009年9月正式批准。该标准增加了对MIMO的支持，允许40MHz的无线频宽，最大传输速度理论值为600Mbit/s。同时，通过使用Alamouti提出的空时分组码，该标准扩大了数据传输范围。

IEEE 802.11ac

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IEEE 802.11ac是一个正在发展中的802.11无线计算器网上通信标准，它通过6GHz频带（也就是一般所说的5GHz频带）进行无线局域网（WLAN）通信。理论上，它能够提供最少每秒1 Gigabit带宽进行多站式无线局域网（WLAN）通信，或是最少每秒500 megabits（500 Mbit/s）的单一连线传输带宽。

它采用并扩展了源自802.11n的空中接口（air interface）概念，包括：更宽的RF带宽（提升至160 MHz），更多的MIMO 空间流（spatial streams，增加到8），MU-MIMO，以及高密度的解调变（modulation，最高可达到256QAM）。它是IEEE 802.11n的潜在的继任者。

IEEE 802.11ad

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无线千兆联盟（Wireless Gigabit Alliance，WiGig），工业组织，致力于推动在无执照的60 GHz频带上，进行数千兆比特（multi-gigabit）速度的无线设备数据传输技术。此联盟于2009年5月7日宣布成立，于2009年12月推出第一版1.0 WiGig技术规格（802.11ad）。

IEEE 802.11ax

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2017年,Broadcom率先推出802.11ax无线芯片，由于先前802.11ad主要在于60GHZ频段，虽然增长了传输速度，但是其覆盖范围受到限制，便成为辅助802.11ac的功能性技术。依照IEEE的官方项目，继承802.11ac的第六代Wifi为802.11ax，自2018年起推出支持的分享器。

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