ＩＥＥＥ ８０２．１１無線局域網標準研究

(北京郵電大學 a.信息與通信工程學院; b.電子工程學院; c.光通信與光電子學研究院 北京 100876)

摘 要：介紹了IEEE 802.11全系列標準，研究了IEEE 802.11系列各標準的發展軌跡和相互關系，建立了該系列標準的層次模型。研究并分析了IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g和IEEE 802.11n這幾種常見標準，并對相應物理層和媒質訪問控制層的關鍵技術作了重點分析。

關鍵詞：無線局域網; IEEE 802.11; IEEE 802.11a; IEEE 802.11b; IEEE 802.11g; IEEE 802.11n

中圖分類號：TN925.93; TP393.04文獻標志碼：A

文章編號：1001-3695(2009)05-1616-05

Research on IEEE 802.11 wireless local area networks standards

LI Haoa GAO Zehuaa GAO Fengb ZHAO Ronghuac

(a.School of Telecommunication Engineering b.School of Electronic Engineering c. Institute of Optical Communication Optoelectronics Beijing University of Posts Telecommunications Beijing 100876 China)

Abstract:This paper introduced all the IEEE 802.11 series standards and researched their developing histories and relations. Established the layer model of the IEEE 802.11 series standards. Researched and analyzed ordinary standards such as IEEE 802.11 IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11g and IEEE 802.11n especially their corresponding technologies on physical layer and media access layer.

Key words：wireless local area networks(WLAN); IEEE 802.11; IEEE 802.11a; IEEE 802.11b; IEEE 802.11g; IEEE 802.11n

0 引言

IEEE 802.11系列標準是無線局域網（WLAN）中應用最廣的標準，從推出至今，走過了十幾年的發展歷程，如今已日趨成熟，應用越來越廣，成為了無線網絡中的寵兒。本文從發展歷程的角度入手，介紹了IEEE 802.11全系列標準，建立了IEEE 802.11系列標準的層次模型，并對IEEE 802.11以及IEEE 802.11a/b/g/n幾種常見的IEEE 802.11標準進行了研究和分析。

1 無線網絡分類

無線網絡可以分為無線廣域網（wireless wide area network WWAN）和無線局域網。兩者的區別主要在于數據傳輸范圍不同（但界限并不十分明顯）。無線網絡工作在開放系統互連（open system interconnection OSI）參考模型的下三層，即通信子網層，如圖1所示。WLAN只包括物理層和數據鏈路層的功能；WWAN還包括網絡層的功能^[1]。

WLAN的兩個典型標準是IEEE 802.11系列標準和HiperLAN系列標準。本文只介紹IEEE 802.11系列標準。

2 IEEE 802.11系列標準

1990年，IEEE 802標準化委員會成立了IEEE 802.11 WLAN標準工作組。經過十幾年的發展，IEEE 802.11逐漸形成了一個家族，其中既有正式標準，又有對標準的修正案。IEEE 802.11標準依靠修訂案來進行更新。

2.1 已經發布的標準、修正案和操作規程建議

a）IEEE 802.11—1997在1997年6月獲得通過，定義了在2.4 GHz ISM（industrial scientific medical）頻段的物理層（PHY）和媒質訪問控制層(MAC)規范。需要說明的是，除了IEEE 802.11F和IEEE 802.11T這兩個操作規程建議及IEEE 802.11—2007標準之外，以下所有標準都是對IEEE 802.11的修正案。IEEE 802.11F和IEEE 802.11T之所以將字母F和T大寫，是因為它們不是標準，只是操作規程建議。

b）IEEE 802.11a在1999年9月獲得通過，定義了5 GHz頻段高速物理層規范。

c）IEEE 802.11b在1999年9月獲得通過，是2.4 GHz頻段的高速物理層擴展。

d）IEEE 802.11c在1998年9月獲得通過，修訂了IEEE 802.1D的MAC層橋接標準，加入了與IEEE 802.11無線設備相關的橋接標準，目前已經是IEEE 802.1D—2004的一部分。

e）IEEE 802.11d在2001年6月獲得通過，在PHY層加入了必要的需求和定義，使其設備能根據各國的無線電規定作調整，從而能在不適合IEEE 802.11現有標準的國家和地區中使用^[2]。

f）IEEE 802.11e在2005年9月獲得通過，定義了MAC層QoS功能。

g）IEEE 802.11F在2003年6月獲得通過，定義了IAPP（interaccess point protocol），以實現不同供應商的接入點（access point AP）間的互操作性。它是一個實驗用的操作規程建議，于2006年2月3日被IEEE 802執行委員會批準撤銷。

h）IEEE 802.11g在2003年6月獲得通過，是2.4 GHz頻段比IEEE 802.11b更高速率的物理層擴展，它對IEEE 802.11b后向兼容。

i）IEEE 802.11h在2003年9月獲得通過，主要是為了克服歐洲衛星、雷達在5 GHz的干擾而提出的。它在IEEE 802.11a的基礎上增加了動態頻率選擇（DFS）和發送功率控制（TPC）^[3]。

j）IEEE 802.11i在2004年6月獲得通過，是對MAC層在安全性方面的增強，與IEEE 802.1X一起，為WLAN提供認證和安全機制^[4]。

k）IEEE 802.11j在2004年9月獲得通過，是專門針對日本4.9~5 GHz無線應用所作的修訂^[5]，融合了日本對802.11a標準的擴展規則。

已經發布的標準和修正案的發展軌跡及層次模型如圖2所示。其中，IEEE 802.11a和IEEE 802.11b是兩種互不兼容的高速物理層擴展。從修正案之間的關系來看，IEEE 802.11h和IEEE 802.11j主要是在IEEE 802.11a的基礎上進行修改，使之適應各國和地區的需要；IEEE 802.11g主要是在IEEE 802.11b的基礎上進行修改，滿足更高速率的需要。

2.2 制定過程中的修正案和操作規程建議

a）IEEE 802.11k在無線電資源管理方面進行修訂，為WLAN信道選擇、漫游服務和傳輸功率控制提供標準。

b）IEEE 802.11l（11L）字樣與安全規范的（11i）容易混淆，并且很像（111），因此被放棄編列使用。

c）IEEE 802.11m主要是對IEEE 802.11家族規范進行維護、修正、改進，以及為其提供解釋文件。802.11m中的m表示maintenance。

d）IEEE 802.11n致力于將WLAN的傳輸速率從54 Mbps增加到108 Mbps以上，甚至超過500 Mbps。

e）IEEE 802.11o被保留而不被采用。

f）IEEE 802.11p是針對汽車無線通信的特殊環境（wireless access for the vehicular environment WAVE）而出爐的標準，工作于5.9 GHz頻段，目前還只是一項對IEEE 802.11的修訂草案，以支持智能交通系統（intelligent transportation systems ITS）的應用。

g）IEEE 802.11q由于會與IEEE 802.1Q虛擬局域網中繼（VLAN trunking）混淆，被保留而不被采用。

h）IEEE 802.11r致力于進行快速切換（fast BSS transition FBT）的研究，目的是為了研究實現支持時延敏感業務的快速切換技術^[6]。

i）IEEE 802.11s是一個IEEE 802.11無線網狀網（wireless Mesh network WMN）的修訂草案。它建立在現有的IEEE 802.11a/b/g和IEEE 802.11i的基礎上，同時具有自動發現、自動配置和自愈的功能。

j）IEEE 802.11T定義了測試IEEE 802.11 WLAN的量度和方法。

k）IEEE 802.11u增加了一些特性，以提高WLAN與其他網絡（如GSM、Edge、EVDO等）的交互性。

l）IEEE 802.11v是無線網絡管理標準。

m）IEEE 802.11w受保護的管理幀的標準，致力于改進IEEE 802.11的MAC層以增加管理幀的安全性。

n）IEEE 802.11x常常被用于表示IEEE 802.11系列標準，而且IEEE 802.11x容易與基于端口的網絡接入控制標準IEEE 802.1x混淆，因此被保留而不被采用。

o）IEEE 802.11y致力于使大功率的WLAN設備能夠在美國的3 650~3 700 MHz頻段工作，這個頻段中已經存在多種無線設備。

p）IEEE 802.11z致力于直接鏈接設置（direct link setup DLS）的研究。

3 幾種常見的IEEE 802.11標準

3.1 IEEE 802.11—1997 ^[7]

IEEE 802.11—1997是最初的IEEE 802.11標準，工作于2.400 0~2.483 5 GHz的ISM頻段。它主要用于解決辦公室局域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入，業務主要限于數據訪問，最高傳輸速率根據調制方式的不同分為1、2 Mbps。在IEEE 802.11—1997中，物理層主要定義了紅外線（infrared IR）、直接序列擴頻（direct sequence spread spectrum DSSS）和跳頻擴頻（frequency hopping spread spectrum FHSS）三種傳輸技術；MAC層主要引入了帶沖突避免的載波偵聽多址接入（carrier sense multiple access with collision avoidance CSMA/CA）協議和請求發送/允許發送（ready to send/clear to send RTS/CTS）協議等。這些技術和協議是后續標準的基礎，尤其是DSSS、CSMA/CA和RTS/CTS。

3.1.1 物理層

IEEE 802.11—1997物理層采用IR、DSSS或 FHSS技術。最高傳輸速率根據調制方式的不同分為1和2 Mbps兩種。

1）IR PHY 采用接近可見光的850~950 nm信號。它無須對準，依靠反射和直視紅外能量進行通信。紅外輻射不能穿透墻壁，穿過窗戶時也有顯著衰減。這種特性使IR PHY僅限于單個物理房間中。使用IR PHY的多個不同局域網可在僅有一墻之隔的相鄰房間中毫無干擾地工作，且不存在被竊聽的可能。IR傳輸一般采用基帶傳輸方案，主要是脈沖調制方式。IR PHY定義了兩種調制方式和數據速率：基本接入速率和增強接入速率。基本接入速率是基于1 Mbps的16PPM調制；增強接入速率是基于2 Mbps的4PPM調制。

2）DSSS PHY 把要傳送的信息直接由高碼速的擴頻碼序列編碼后，對載波進行偽隨機的相位調制，以擴展信號的頻譜。而在接收端，用相同的擴頻碼序列去進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始信息。在擴頻傳輸中用得最多的擴頻碼序列是偽噪聲碼序列，它具有偽隨機的特點。DSSS PHY采用差分二進制移相鍵控（DBPSK）和差分四進制移相鍵控（DQPSK）來分別提供1和2 Mbps的數據速率。

3）FHSS PHY 它是用偽隨機碼序列去進行頻移鍵控調制，使載波工作的中心頻率不斷地、隨機地跳躍改變，而干擾信號的中心頻率卻不會改變。只要收、發信機之間按照固定的數字算法產生相同的偽隨機碼，就可以把調頻信號還原成原始信息。FHSS PHY也有1和2 Mbps兩種速率。前者采用二值的高斯頻移鍵控（2GFSK），后者采用四相高斯頻移鍵控（4GFSK）。

3.1.2 MAC層

IEEE 802.11無線媒體訪問協議稱為基于分布方式的無線媒體訪問控制協議（distributed function wireless MAC DFWMAC），它支持自組織結構（Ad hoc）和基礎結構（infrastructure）兩種類型的WLAN。它有兩種方式，即分布協調功能（distributed coordination function DCF）和點協調功能（point coordination function PCF）。

DCF是IEEE 802.11最基本的媒體訪問方法，其核心是CSMA/CA。它包括載波檢測機制、幀間隔和隨機退避規程。DCF在所有站點（station STA）上都進行實現，用于Ad hoc和infrastructure網絡結構中，提供爭用服務。DCF有兩種工作方式：a)基本工作方式，即CSMA/CA方式；b)RTS/CTS方式。CSMA/CA是基礎，RTS/CTS只是CSMA/CA之上的可選機制。

RTS/CTS是一種握手協議，它實際上屬于一種CA協議，主要用來解決隱藏終端的問題。隱藏終端位于準備接收的站點范圍之內，但在發送站點的范圍之外。如圖3所示，站A正在向站B發送，站C不能聽到A的發送，這時，C偵聽信道，錯誤地認為信道空閑，如果C發送，將干擾B的接收，對A來說，C就是隱藏終端。在RTS/CTS協議中，如果站A向站B發送數據，則首先A向B發送RTS信號，表明A要向B發送若干數據，B收到RTS后，向自己范圍內的所有站點發出CTS信號，表明已準備就緒，A可以發送，其余基站暫時按兵不動；然后，A向B發送數據；最后，B接收完數據即向范圍內的所有站點廣播ACK確認幀，這樣，所有基站又可以重新平等偵聽、競爭信道了。由于RTS/CTS需要占用網絡資源而增加了額外的網絡負擔，一般只是在傳送大數據幀時采用（重傳大數據幀會耗費更多網絡資源）。

PCF是可選的媒體訪問方法，用于infrastructure網絡結構中。它使用集中控制的接入算法，一般在接入點AP實現集中控制，用類似輪詢的方法將發送數據權輪流交給各個站，從而避免了碰撞的產生。對于時間敏感的業務，如分組語音，就應使用提供無爭用服務的點協調功能PCF。

3.2 IEEE 802.11a^[8]

IEEE 802.11a采用了與原始標準IEEE 802.11基本相同的核心協議，不過它的工作頻率為5 GHz，且PHY層采用的是正交頻分復用（orthogonal frequency division multiplexing OFDM）技術。這是一種多載波的高速擴頻傳輸技術，其核心是將信道分成52個正交子信道，在每個子信道上用一個子載波進行窄帶調制和傳輸，這樣減少了子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的頻率選擇性衰落是平坦的，大大消除了符號間干擾。另外，由于在OFDM系統中各個子信道的載波相互正交，它們的頻譜相互重疊，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。

IEEE 802.11a的調制方式有BPSK、QPSK、16QAM和64QAM，還采用了編碼率為1/2、2/3、3/4的卷積編碼來實現前向糾錯，最大數據速率為54 Mbps，實際的凈吞吐量在20 Mbps左右。數據速率可根據需要降為48、36、24、18、12、9或6 Mbps。各速率下對應的調制參數如表1所示。

采用5 GHz的頻帶讓IEEE 802.11a受到的干擾更小。然而，高載波頻率也帶來了一些負面效果：IEEE 802.11a的有效覆蓋范圍比IEEE 802.11b略微小一些；IEEE 802.11a的穿透力不如IEEE 802.11b，因為它更容易被路徑上的墻壁或其他固體吸收。另一方面，在復雜的多徑環境下（如室內辦公室），OFDM還是有其基礎性優點的。并且更高的頻率能夠滿足制作更小天線的需要，以此獲得更高的射頻系統增益來抵消高頻段帶來的缺點。由于處于不同的頻段，IEEE 802.11a不能與IEEE 802.11b進行互操作，除非使用了對兩種標準都適用的設備。IEEE 802.11a產品于2001年開始銷售，比IEEE 802.11b的產品還要晚，這是因為產品中5 GHz的組件研制太慢。由于相對便宜的IEEE 802.11b已經被廣泛采用，IEEE 802.11a沒有被廣泛采用，再加上IEEE 802.11a的一些弱點和一些地方的規定限制，使得它的使用范圍更窄了。隨著與IEEE 802.11b后向兼容的IEEE 802.11g產品的出現，IEEE 802.11a產品的帶寬優勢也被削弱了。IEEE 802.11a設備廠商為了應對這樣的市場匱乏，對技術進行了改進，現在的IEEE 802.11a設備技術已經與IEEE 802.11b在很多特性上都很相近了。雖然IEEE 802.11a設備初期成本較高，但它還是被認為對要求大容量、高可靠性的企業級應用非常重要。

3.3 IEEE 802.11b^[9]

IEEE 802.11b也工作在2.4 GHz頻段。它最大的貢獻就是在IEEE 802.11的PHY層基礎上增加了5.5和11 Mbps兩個新的高速接入速率。為了達到這兩個速率，IEEE 802.11b采用了補碼鍵控（complementary code keying CCK）。CCK是以互補碼為基礎的一種DSSS方式。互補碼有良好的自相關特性，利用這種特性，信號的帶寬可以獲得擴頻處理增益。IEEE 802.11b還有兩種數據速率和調制方式：基本接入速率是基于1 Mbps的DBPSK調制，擴展速率是基于2 Mbps的DQPSK調制，與IEEE 802.11 DSSS系統是兼容的。自適應速率選擇機制確保當站點之間距離過長或干擾太大、信噪比低于某個門限時，傳輸速率能夠從11自動降到5.5 Mbps，或者根據DSSS技術調整到2和1 Mbps。它支持的范圍在室外為300 m，在辦公環境中最長為100 m。除了以上三種調制方式之外，IEEE 802.11b還為潛在的增強性能提供了一個可選的分組二進制卷積碼（packet binary convolutional coding PBCC）。

IEEE 802.11b的產品早在2000年初就登陸市場。2.4 GHz的ISM頻段為世界上絕大多數國家通用，因此，IEEE 802.11b得到了廣泛的應用。WiFi聯盟，當時叫做無線以太網聯盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance WECA），為了給IEEE 802.11b取一個更能讓人記住的名字，便雇用了著名的商標公司Interbrand，創造出了WiFi這個名字。其創意靈感來自于大眾耳熟能詳的HiFi（high fidelity），運用WiFi則可以從文字上展現無線保真（wireless fidelity）的效果。但實際上，WiFi僅僅是一個商標名稱而已，并沒有任何含義。如今，隨著IEEE 802.11系列標準的出臺，并逐漸成為世界上最熱門的WLAN標準的時候，WiFi已經不單只代表IEEE 802.11b這一種標準，而被人們廣泛用于代表整個IEEE 802.11系列標準。

3.4 IEEE 802.11g

IEEE 802.11g也工作在2.4 GHz頻段。由于運用了OFDM調制技術，IEEE 802.11g也可以實現6、9、12、18、24、36、48和54 Mbps的傳輸速率。如果采用DSSS、CCK或可選PBCC調制方式，IEEE 802.11a也可以實現1、2、5.5和11 Mbps的傳輸速率。由于它仍然工作在 2.4 GHz頻段，并且保留了IEEE 802.11b所采用的CCK技術，可與IEEE 802.11b的產品保持兼容。高速率和兼容性是它的兩大特點。

IEEE 802.11的物理幀結構分為前導信號（preamble）、信頭（header）和負載（payload）^[10]。根據對幀的不同部分所采用的調制方式不同，IEEE 802.11g規定了調制方式的可選項與必選項^[11]：

a）采用OFDM調制方式為必選項，分別對preamble、header、payload進行OFDM調制，以保證其優越的性能，這種幀結構的調制方式也稱為OFDM/OFDM方式。OFDM方式下的IEEE 802.11g設備不能與IEEE 802.11b設備兼容，但可以共存，不過它需使用一種保護機制來解決沖突問題。為了讓OFDM方式下的IEEE 802.11g設備與IEEE 802.11b設備不發生沖突，保護機制采用了RTS/CTS 機制，其原因類似于隱藏終端的問題。當使用保護機制時，欲發送OFDM數據的IEEE 802.11g站點，都要向AP發送使用CCK調制的RTS幀，AP收到RTS后向整個網絡廣播CCK方式的CTS，以通知其余站點在此期間處于退避狀態，欲發送數據的站點收到CTS后就開始發送OFDM數據，這樣就避免了因IEEE 802.11b站點錯誤地將OFDM信號視為噪聲而爭用信道所產生的沖突問題。

b）采用CCK調制方式作為必選項，分別對preamble、header、payload進行CCK調制，保障與IEEE 802.11b后向兼容，這種幀結構的調制方式也稱為CCK/CCK方式。

c）采用CCK/OFDM的混合調制方式為可選項，preamble和header用CCK調制方式傳輸，而payload用OFDM技術傳送，也可以保障與IEEE 802.11b的兼容。但由于preamble和header使用CCK調制，增大了開銷，網絡吞吐量比OFDM/OFDM方式有所下降。

d）采用CCK/PBCC的混合調制方式為可選項，preamble和header用CCK調制，而payload用PBCC調制。PBCC技術與IEEE 802.11b兼容。采用CCK/PBCC，IEEE可以工作于較高速率上并與IEEE 802.11b兼容，最高數據傳輸速率是33 Mbps，比OFDM或CCK/OFDM的傳送速率低。

IEEE 802.11g的幀結構調制方式與速率以及兼容性的關系如表2所示。

IEEE 802.11g在相同的2.4 GHz頻段采用了與IEEE 802.11b相同的調制技術CCK，因此，IEEE 802.11g設備在采用CCK調制時與 802.11b設備具有相同的距離范圍。IEEE 802.11g雖然也采用了與IEEE 802.11a相同的調制技術OFDM，但由于IEEE 802.11a設備是工作在更高的5 GHz頻段，在傳輸時較之IEEE 802.11g設備在采用OFDM調制時有更多的信號損耗，也就是說當IEEE 802.11g設備采用OFDM調制時有比IEEE 802.11a設備更遠的距離范圍。

IEEE 802.11g還處于草案階段的時候就已經有廠商開始生產其產品了。早在2003年初，市面上就已經有IEEE 802.11g產品出售了。緊接著，越來越多的兼容性WLAN設備陸續被推出，IEEE 802.11a/b/g的雙頻三模網絡設備已經很普遍了。

3.5 IEEE 802.11n

IEEE 802.11n標準還沒有得到正式批準，目前還在修訂中，不過已經有多個版本的草案出臺。在2008年5月，IEEE 802.11n的草案4.0版本獲得通過。IEEE 802.11n采用了多種先進技術。在物理層，綜合采用了OFDM調制和多入多出（multiple input multiple output MIMO）等先進技術并加以融合，使傳輸速率可以達到108 Mbps，甚至高于500 Mbps；智能天線技術使無線網絡的傳輸距離大大增加；獨特的雙頻帶工作模式（包含2.4和5 GHz兩個工作頻段）保障了與以往IEEE 802.11a/b/g等標準的兼容。在MAC層，進一步優化了數據幀結構，提高了網絡吞吐量。

OFDM技術已經在IEEE 802.11a中有所介紹，這里不再贅述。MIMO指的就是無線通信鏈路的發端和收端都使用多副天線。MIMO系統的特點是將多徑效應變為有利因素。它有效地使用隨機衰落及多徑時延擴展，在不增加頻譜資源和天線發送功率的情況下，不僅可以利用MIMO信道提供的空間復用增益提高信道的容量，同時還可以利用MIMO信道提供的空間分集增益提高信道的可靠性，降低誤碼率。

1）MIMO+OFDM

MIMO可以對抗多徑衰落，在不增加帶寬和發送功率的情況下，可以成倍地提高信道容量。但對于頻率選擇性衰落，MIMO仍無能為力。

OFDM技術可以有效地對抗頻率選擇性衰落。如果沒有功率和帶寬的限制，可以用OFDM 技術實現任何傳輸速率。但從實際上來說，為了進一步增加系統的容量，提高系統傳輸速率，使用多載波調制技術的WLAN需要增加載波的數量，而這會造成系統復雜度增加，并增大系統的帶寬，這對今日的帶寬受限和功率受限的WLAN系統就不太適合了。

MIMO能提高信道容量，卻無法應對頻率選擇性衰落；OFDM能對抗頻率選擇性衰落，但為了提高傳輸速率，需要在帶寬受限和功率受限的情況下提高信道容量。因此，MIMO和OFDM兩者正好互補，MIMO+OFDM技術可以在無須增加發送功率和帶寬的前提下提高數據的傳輸速率，同時還可以消除時延擴展帶來的負面效應。它利用時間、頻率和空間三種分集技術，使無線系統對噪聲、干擾、多徑容限大大增加。MIMO+OFDM技術的原理如圖4所示。

從圖4可以看出，MIMO+OFDM系統在發送端和接收端各設置多副天線，輸入的比特流經串/并變換分為多個分支，每個分支都進行OFDM處理，即經過編碼、交織、QAM映射、插入導頻信號、IDFT變換、加循環前綴等過程，再經天線發送到無線信道中；接收端進行與發射端相反的信號處理過程，如去除循環前綴、DFT變換、解碼等，同時進行信道估計、定時、同步、MIMO檢測等，最后完全恢復原來的比特流。

2）智能天線技術

IEEE 802.11n應用智能天線技術，解決了WLAN的傳輸覆蓋范圍問題。它通過多組獨立天線組成的天線陣列系統，動態地調整波束的方向，以使每個用戶都獲得最大的主瓣，并減小了旁瓣干擾。IEEE 802.11n保證讓用戶接收到穩定的信號，并減少其他噪聲信號的干擾，大大增加了WLAN的覆蓋范圍。

3）MAC層優化技術

在一幀信號的傳輸過程中，preamble和header所占的傳輸時間越多，payload用的傳輸時間就越少，傳輸效率越低。IEEE 802.11n為了提升整個網絡的吞吐量，對MAC層協議也進行了優化，改變數據幀結構，增加了凈負載所占比重，減少管理檢錯所占字節數，大大提升了網絡吞吐量。

盡管目前還沒有得到IEEE的正式批準，但不少廠商已經推出了多種基于IEEE 802.11n的無線網絡產品。這樣做的理由有：a)這些廠商認為IEEE 802.11n代表了未來WLAN技術上的先進性，其傳輸速率、覆蓋范圍和兼容性等方面與先前的各類相關標準相比均具有質的飛躍；b)它們計劃在標準正式通過之前盡快占領產品市場，為提高自身知名度和日后的大舉進軍做市場準備；c)業內普遍認為IEEE 802.11n正式標準和目前的草案不會有很大的變化，日后通過內置軟件升級就可以支持正式標準。

相信集眾多優點和多項先進技術于一身的IEEE 802.11n將在無線網絡中扮演越來越重要的角色。

4 結束語

IEEE 802.11系列標準已經成為比較成熟的WLAN標準，而且在傳輸速率、QoS性能、安全性能、切換性能、漫游性能等方面都在不斷提高和完善，應用也是越來越廣。不用多久，IEEE 802.11系列標準的WLAN將替代IEEE 802.3標準的有線以太網成為大眾最受歡迎的網絡接入方式。本文對于從宏觀上了解和把握IEEE 802.11全系列標準及其各標準間的關系具有積極的參考作用。

參考文獻：

［1］劉乃安 李曉輝 張聯峰 等. 無線局域網（WLAN）——原理、技術與應用[M]. 西安: 西安電子科技大學出版社 2004.

[2]IEEE. IEEE Std 802.11d—2001 part 11 Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications amendment 3: specification for operation in additional regulatory domains[S]. 2001.

[3]IEEE. IEEE Std 802.11hTM—2003 part 11 Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer(PHY) specifications amendment 5: spectrum and transmit power management extensions in the 5 GHz band in Europe[S]. 2003.

[4]IEEE. IEEE Std 802.11iTM—2004 part 11 Wireless LAN medium access control(MAC) and physical layer(PHY) specifications amendment 6: medium access control(MAC) security enhancements[S]. 2004.

[5]IEEE. IEEE Std 802.11jTM—2004 part 11 Wireless LAN medium access control(MAC) and physical layer(PHY) specifications amendment 7: 4.9 GHz~5 GHz Operation in Japan[S]. 2004.

[6]唐雄燕 李建宇 張輝，等. 寬帶無線接入技術及應用[M]. 北京: 電子工業出版社 2006: 16-17.

[7]IEEE. IEEE Std 802.11—1997 part 11 Wireless LAN medium access control(MAC) and physical layer (PHY) specifications[S]. 1997.

[8]IEEE. IEEE Std 802.11a—1999 part 11 Wireless LAN medium access control(MAC) and physical layer (PHY) specifications: highspeed physical layer in the 5 GHz band[S]. 1999.

[9]IEEE. IEEE Std 802.11b—1999 part 11 Wireless LAN medium access control(MAC) and physical layer (PHY) specifications:higherspeed physical layer extension in the 2.4 GHz band[S]. 2000.

[10]韓旭東 曹建海 張春業. IEEE 802.11g協議關鍵技術與性能分析[J]. 山東通信技術 2003 23(3): 25-28.

[11]李鵬 張春業 韓旭東. 最新WLAN協議IEEE 802.11g物理層性能分析[J]. 重慶郵電學院學報 2004 16(6): 97-100.