毕业论文-基于Android平台的WLAN解决方案03587.pdf

。， ； 分类号： t p 乡7 弓t 7 密级： 单位代码：1 0 4 2 2 学 号：少乡秒舌汐野 紊力孳 硕士学位论文 s h a n d o n gu n i v e r s i t y m a s t e r st h e s i s 论文黑雾篙麓出絮孙一 刊之w m 蜥i 仉柿n 侈班”一 业 师 吃3写够秘 马圣明副苏予亟 合作导师 盘麦多钎c 鱼二一一 沙jo 年罗月6 日 一j5，i- 作专 导 山东大学硕士学位论文 目录 摘要1 a b s t r a c t 2 第一章概述。4 1 1w l a n 的历史4 1 2 国内运营商的w l a n 战略6 1 3 手机终端的发展7 1 4 本文完成的主要工作7 第二章w l a n 技术以及相关标准和发展方向9 2 1w l a n 概述。9 2 2w i f i 9 2 3w l a n 标准1o 2 4w l a n 的安全机制1 2 2 5w a p i 协议1 4 第三章a n d r o i d 手机平台的研究和开发环境的搭建1 5 3 1a n d r o i d 概况1 5 3 2a n d r o i d 架构15 3 3a n d r o i d 平台开发环境搭建1 9 第四章基于a n d r o i d 平台的w l a n 实现方案。2 3 4 1 整体方案2 3 4 2 硬件设计。2 4 4 3 软件设计。2 5 4 4 驱动设计2 6 4 5 应用设计3 3 4 6 生产工艺设计4 5 山东大学硕士学位论文 第五章国内运营商关于w l a n 与现有2 g 3 g 业务的融合4 8 5 1 中国移动w l a n 与2 g 3 g 业务的融合4 8 5 2 中国电信w l a n 与2 g 3 g 业务的融合5 0 第六章结束语5 3 参考文献5 4 致谢5 6 i i 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c t 1 e n g l i s ha b s t r a c t 2 1 o v e r v i e w 4 1 1w l a n h i s t o r y 。4 1 2d o m e s t i co p e r a t o r s w l a i 、ls t r a t e g y 6 1 3t h ed e v e l o p m e n to f m o b i l et e r m i n a l s 7 1 4m a j o rw b r k 7 2 w i ，a ns t a n d a r d s ，t e c h n o l o g i e s ，a n dd e v e l o p m e n t 9 2 1w l a no v e r v i e w 9 2 2w i f i 9 2 3w l a ns t a n d a r d 10 2 4w l a n s e c u r i t ym e c h a n i s h 1 2 2 5 、【a p ip r o t o c o l 1 4 3 a n d r o i dm o b i l ep l a t f o r ma n dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n tb u i l d i n g 15 ：；1a n d r o i do v e r v i e w 11 i 3 2a n d r o i da r c h i t e c t u r e 1 5 ：；3a n d r o i dp l a t f o r md e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t 1 9 4 w l a ni m p l e m e n t a t i o n sb a s e do na n d r o i d 。2 3 4 1o v e r a l lp l a n 2 3 4 2h a r d w a r ed e s i g n 2 4 4 3s o f t w a r ed e s i g n 2 5 4 4d r i v e rd e s i g n 2 6 4 5a p p l i c a n t i o nd e s i g n 3 3 1 1 1 山东大学硕士学位论文 4 6p r o d u c t i o np r o c e s s d e s i g n 4 5 5 d o m e s t i co p e r a t o r so nw l a n i n t e g r a t i o nw i t he x i s t i n g2 g 3 gs e r v i c e s 4 8 5 1c h i n am o b i l ew l a na n d2 g 3 gi n t e g r a t i o no fb u s i n e s s 。4 8 5 2c h i n a t e l e c o mw l a na n d2 g 3 gi n t e g r a t i o no fb u s i n e s s 5 0 6 c o n c l u s i o n 5 3 r e f e r e n c e s ：；4 i v 山东大学硕士学位论文 摘要 互联网技术的产生和发展极大的改变了人们的生活方式，使得信息的共享成为 现代生活的必须，但同时也促使人们对网络技术提出了更高的要求：便捷性和高 速性；移动通信技术的发展使得网络的便捷性得到了初步的提升，尤其是3 g 技术 的产生、发展以及产业化，手机便成为网络技术随时随地应用的载体；随着互联 网和移动通信技术的发展，无线局域网技术也快速的发展壮大，无线局域网和移 动通信网的结合成为目前最有潜力的发展方向和电信运营商扩展增值业务的有力 方式。 结合实际开发过程，论文对w l a n 技术做了深入的研究，同时基于a n d r o i d 平台对w l a n 功能的开发过程做了详尽的介绍，最后对国内运营商w l a n 业务 的具体实现方案进行了研究和初步实现。主要的内容包括： 1 ) 研究w l a n 技术和标准的演进过程以及目前w l a n 技术的应用情况，特 别针对w l a n 的安全机制和国内的w a p i 协议做了详细分析和研究。 2 ) 研究目前最流行的手机操作系统a n d r o i d 平台的软件构架和设计思想，并 实际搭建了基于l i n u xr e d h a t 系统下的a n d r o i d 平台丌发环境。 3 ) 基于a n d r o i d l 5 版本实现并详细分析w l a n 功能的开发过程和细节，包 括整体方案和硬件设计方案、驱动设计、应用设计以及生产工艺上w l a n 相关的检测和设计方案等；结合设计的开发过程，对关键的设计代码以及 l o g 输出进行了举例和说明。 4 ) 结合中国电信和中国移动两家运营商在w l a n 融合方案的技术要求，分 别对两家的技术要求进行了深入分析，并初步形成了设计实现思路。 通过本论文，工程师可以掌握基于a n d r o i d 平台的w l a n 具体实现方法，同时， 论文也为企业提供了一个基于a n d r o i d 平台的w l a n 实现方案，并配合国内运营给 出了w l a n 技术融合的实现分析和方案，为企业提供w l a n 产品打下了基础。 关键词：互联网；w l a n 技术；a n d r o i d 平台；2 g 3 g 技术 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ee m e r g e n c ea n dd e v e l o p m e n to fi n t e m e tt e c h n o l o g yg r e a t l yc h a n g e dp e o p l e s w a yo fl i f ea n dm a d ei n f o r m a t i o ns h a r i n gb e c o m et h eb a s i so fm o d e ml i f e t h i sa l s o e n c o u r a g e dp e o p l et op u tf o r w a r dh i g h e rr e q u i r e m e n t si n c l u d i n gc o n v e n i e n c ea n ds p e e d o nn e t w o r k i n gt e c h n o l o g y w i t ht h ed e v e l o p m e n to fm o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t h ec o n v e n i e n c eo ft h en e t w o r kh a sb e e np r e l i m i n a r yp r o m o t e d e s p e c i a l l y 、析t ht h e d e v e l o p m e n ta n di n d u s t r i a l i z a t i o no f3 gt e c h n o l o g i e s ，m o b i l ep h o n eb e c o m e st h e c a r r i e ro fn e t w o r kt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o n sa n y t i m ea n da n y w h e r e a si n t e m e ta n d m o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yd e v e l o p e s ，w l a nt e c h n o l o g ya l s od e v e l o p sr a p i d l y c o n s e q u e n t l y ，t h ec o m b i n a t i o no fw l a n a n dm o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r kb e c o m e s t h em o s tp o t e n t i a ld e v e l o p m e n td i r e c t i o na n dp o w e r f u lw a yf o rt e l e c o mo p e r a t o r st o e x p a n dt h ev a l u e - a d d e ds e r v i c e c o m b i n i n g 谢mt h ea c t u a ld e v e l o p m e n tp r o c e s s ，t h i sp a p e rm a k e sat h o r o u g h r e s e a r c ho nw l a nt e c h n o l o g y , a n dg i v e sd e t a i l e di n t r o d u c t i o na b o u ti t sd e v e l o p m e n t p r o c e s sb a s e do nt h ea n d r o i dp l a t f o r m f i n a l l yi nt h i sp a p e r , s p e c i f i ci m p l e m e n t a t i o n s o nw l a ns e r v i c e so ft h ed o m e s t i cc a r r i e r sh a v eb e e ns t u d i e da n di m p l e m e n t e di n i t i a l l y 1 1 1 em a i nc o n t e n t si n c l u d e ： 1 ) i n t r o d u c t i o n sa b o u t t h ee v o l u t i o np r o c e s so fw l a n t e c h n o l o g ya n ds t a n d a r d s a sw e l la st h ec u r r e n tw l a ns t a t u s ，a n dd e t a i l e dd e s c r i p t i o n so nw l a n s e c u r i t ym e c h a n i s m sa n dd o m e s t i cw a p ip r o t o c o l s 2 ) s t u d y o ft h es o f t w a r ea r c h i t e c t u r ea n dd e s i g ni d e a so ft h em o s tp o p u l a rm o b i l e o p e r a t i n gs y s t e m 一- a n d r o i dp l a t f o r m ，a n da c t u a le s t a b l i s h m e n to fa na n d r o i d p l a t f o r md e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ts y s t e mb a s e do nl i n u xr e d h a t 3 ) i m p l e m e n to fw l a n f e a t u r e sb a s e do na n d r o i d1 5v e r s i o n s ，a n dd e t a i l e d i n t r o d u c t i o na b o u tt h ed e v e l o p m e n tp r o c e s sw h i c hi n c l u d et h eo v e r a l lp r o g r a m ， p r o g r a m s a b o u th a r d w a r e d e s i g n m e n l d r i v e r d e s i g n m e n t , a p p l i c a t i o n d e s i g n m e n t , w l a n - r e l a t e dt e s ta n dd e s i g n m e n t , a sw e l la st h ee x a m p l e sa n d a n a l y s i sf o r t h ed e s i g n m e n to fc r i t i c a lc o d ea n dl o go u t p u t 4 ) i n d e p t ha n a l y i so ft e c h n i c a lr e q u i r e m e n t sp r o p o s e db yc h i n at e l e c o ma n d 2 山东大学硕士学位论文 c h i n am o b i l eo p e r a t o r s ，c o m b i n e d 晰mt h e i rt e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so n w l a ni n t e g r a t i o np r o g r a m ，a n d i n i t i a li d e a sa b o u td e s i g n m e n ta n d i m p l e m e n t a t i o n t h r o u g ht h i sp a p e r , e n g i n e e r sc a ng r a s ps p e c i f i ci m p l e m e n tm e t h o do fw a l n b a s e do na n d r o i dp l a t f o r m b e s i d e sa b o v e ，t h i sp a p e ra l s op r o v i d e se n t e r p r i s e sa n i m p l e m e n t a t i o n sp r o j e c t o fw l a nb a s e do na n d r o i dp l a t f o r m ，a n di n t r o d u c e s a c h i e v e m e n ta n a l y s i sa n dp r o j e c to ft h ew l a nt e c h n o l o g yi n t e g r a t i o nw i t hd o m e s t i c o p e r a t i o n s t h i sw i l ll a ya f o u n d a t i o nf o rt h ee n t e r p r i s et op r o v i d ew l a n p r o d u c t s k e y w o r d s ： i n t e m e t ；w l a nt e c h n o l o g y ；a n d r o i dp l a t f o r m ； 2 g 3 gt e c h n o l o g y 3 山东大学硕士学位论文 1 1w l a n 的历史 第一章概述 互联网的产生使人类可以自由地享用海量的信息服务，在任何时候都能和其 他人进行通信；在众多的个人通信方式中，移动网络是其中最有效的一种途径； 移动网络的发展契机源于互联网的飞速发展，但同时互联网的飞速发展也给移动 网络技术也提出了更多的要求；现在基于互联网的宽带无线口网络成为移动网络 技术发展的重中之重。 w l a n 即w i r e l e s sl a n ，中文简称为无线局域网；无线局域网技术是指采用 无线传输媒介的一种计算机局域网络，通过无线局域网技术，人们可以在难以进 行传统布线的地区进行无线通信，是传统有线局域网的重要补充；无线局域网技 术是宽带无线i p 网络的一种典型实现形式。无线局域网技术作为无线通信技术和 计算机网络技术相结合的产物，为网络通信提供了移动手段和个人手段，其优点 主要有：架构灵活快捷，维护所需费用较低以及可扩展性好等等。 早在几十年前的第二次世界大战期间，无线网络技术就已经开始初步应用； 当时美国陆军为了采用无线电信号传送资料，就研发了一套采用密码技术的无线 电传输装置。在整个第二次世晃大战期间，美军及其盟军均广泛使用这项技术， 该无线电传输装置成为美军不可或缺的信息传送手段。到了1 9 7 1 年，夏威夷大学 的研究人员以这项技术为基础组建了世界上第一个基于分组技术的无线电通信网 络，当时这种基于分组技术的无线电通信网络被称为a l o h a n e t 网络，它将四 个岛屿上的七台计算机，采用双向星型拓扑进行无线连接。这就是早期的无线局 域网络( w i a n ) 的雏形。 世界上第一个试验性的无线局域网于1 9 8 7 年建立。早期的w l a n 产品只运 行在9 0 0 m h z 的频段上，速度只有1 “ - - 2 m b p s 。在1 9 9 2 年，工作在2 4 g h z 频段 上的w l a n 产品问世，在这之后，2 4 g h z 逐渐成为大多数w l a n 产品的工作频 段。到了2 0 世纪9 0 年代以后，随着个人数据通信的飞速发展以及功能强大的便 携式数据终端和多媒体终端的广泛应用，为了实现任何入在任何时间、任何地点 4 山东大学硕士学位论文 均能实现数据通信的目标，必然要求传统的计算机网络进行转变，由有线向无线、 由固定向移动、由单一业务向多媒体业务发展，这种需求更进一步推动了w l a n 技术的发展。 随着无线局域网技术应用领域的不断扩展，w l a n 产品也同益丰富，为保证 各w l a n 厂商产品之间能够更好的互通，各国都开展了w l a n 技术的标准化工 作。美国电子电气工程师协会( i e e e ) 最早在1 9 9 7 年就推出了命名为i e e e8 0 2 1 l 规范，该i e e e8 0 2 1 1 规范规定了无线局域网的m a c 层以及能在局部区域内实 现2 m b p s 数据传输速率的物理层技术，这个规范后来成为美国w l a n 技术发展 的基础。随着w l a n 技术的逐步应用，作为i e e e8 0 2 11 规范的扩展，i e e e 在 1 9 9 9 年又推出了i e e e8 0 2 1l a 、i e e e8 0 2 1 1 b 两项子规范，这两项子规范分别针 对5 g h z 和2 4 g h z 频段内无线局域网的物理层能够进行更高速的数据传输 ( 5 4 m 、11 m ) 进行了扩展。同样在1 9 9 9 年，i e e e8 0 2 1 1 和i e e e8 0 2 1 l a 两项 子规范被国际标准化组织i s o i e cj t c l 批准成为国际标准。在美国进行w l a n 技术标准化的同时，欧洲电信标准化协会( e t s i ) 也开展了w l a n 技术的标准化 工作，最终确定由h i p e r ( h i g h p e r f o r m a n c er a d i o ) 接入标准宽带无线电接入网络 ( b r a n ) 小组着手制定h i p e r l a n 规范，该小组于2 0 0 0 年推出了h i p e r l a n 2 标 准。h i p e r l a n 2 标准在物理层与i e e e8 0 2 11 a 规范相似，但比i e e e8 0 2 1 1 a 规 范更强化了相关的技术领域。与此同时，其他国家、技术组织等也在同时期建立 并发展了多种其他的标准和规范，主要有h o m e r f 和蓝牙等，这些标准和规范各 有特点，也应用在不同的领域中。 随着各国对w l a n 技术的标准化探索，无线局域网技术也进一步成熟。目前， 无线局域网应用日益广泛，国内外的w l a n 技术也逐步成熟的进行了产业化的发 展，成为高技术产业的亮点之一。现在，国内外大量有关无线局域网市场的分析 一致认为：w l a n 市场的持续增长和盈利的规模迹象与其他高科技市场相比，非 常乐观。根据m e t ag r o u p 在2 0 0 2 年1 1 月公布的对包括企业级无线局域网市场 在内的最新评估结果表明：在今后的5 年内，无线局域网市场年综合增长率将达 3 0 。到2 0 0 3 年底，在专业移动p c 中安装w l a n 系统的普及率将从2 0 0 2 年的 9 剧升到5 0 ，而且到了2 0 0 7 年这个数字将会超过9 0 。而在全球市场中，亚 太地区被普遍认为是w l a n 市场发展和扩张的下一个关键地区，根据最新的对亚 山东大学硕士学位论文 太地区w l a n 发展的趋势分析：到2 0 0 5 年平均每年增长5 1 ( 资料来源：i d c ) 。 市场研究公司f o r w a r dc o n c e p t s 称2 0 0 2 年全球无线局域网( w e a n ) 设备销售增长 了1 0 0 以上，收入达到2 6 亿美元，而且在今后几年还将以每年4 3 的混合年增 长率持续增长，无线局域网到2 0 0 6 年市场规模将达到1 0 3 亿美元。 从最近几年的市场表现可以看出，无线局域网的发展已经远远超出了人们当 时的预测；无线局域网日益蓬勃的技术发展和业务发展已经表明：无线城市已经 来临【1 1 2 1 3 1 4 1 。 1 2 国内运营商的w l a n 战略 自从中国电信2 0 0 8 年l o 月1 日接手c d m a 网络的运营后，就提出并重点推 动了“c + w 战略。中国电信的“c + w ”战略中w e a n 无线接入是采用i e e e s 0 2 1l b g 技术，通过w e a n 的接入设备( 热点御) 实现业务覆盖。用户使用的w e a n 终 端设备，如带w e a n 网卡的电脑、p d a 等，只要兼容i e e e 8 0 2 1l b g 技术，在中 国电信w e a n 的业务覆盖区进行认证和鉴权后，就可以通过中国电信的w l a n 接入设备访问中国宽带互联网。中国电信将w e a n 无线接入业务作为c d m a 网 络数据业务业务的补充，以满足不同用户对上网的便利性、个人化的需求。 而中国移动早在2 0 0 3 年就推出了无线宽带网络的试商用，自从2 0 0 9 年1 月7 日中国移动获取t d s c d m a 牌照后，更是加快了其w l a n 业务的扩展战略；从 各方面透露的信息显示，t d s c d m a + w l a n 已成为中国移动未来几年数据业务 扩展的战略重点之一。 基于w e a n 技术的特点，w e a n 可以提供高带宽，但却只能在有限的覆盖区 域内使用。与此相比，运营商的2 g 3 g 移动通信网络支持跨广域网络的移动性， 覆盖区域大，但是数据吞吐速度明显低于w e a n 。w l a n 和移动网络的技术特性 决定了两者是相互补充、相互影响和相互促进的，这也是国内运营商逐步加大 w l a n 业务投入的一个原因；随着国内3 g 牌照的发放和3 g 业务的逐步拓展， w e a n 的推动有了更强大的动力。 从中国移动、中国电信在w e a n 方面的战略布局以及w e a n 的技术优势来 看，w e a n 技术作为2 g 3 g 移动通信网络的补充，已经成为运营商数据业务能力 6 山东大学硕士学位论文 扩展的方向，w l a n 业务和2 g 3 g 业务的融合可以为运营商提供更为灵活的经营 策略和组网方式，进而极大提升运营商的业务提供能力，同时也为用户提供了更 多的数据通信途径卯。 1 3 手机终端的发展 2 0 0 9 年1 月7 同，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通分别发 放了3 张第三代移动通信( 3 g ) 牌照，这成为我国正式进入3 g 通信时代的标志，我 国也将迎来移动互联网产业发展的崭新起点和全新机遇。3 g 通信最显著的特点就 是数据传输速度显著提高，在高数据传输速度的支撑下，电信运营商的收入结构将 发生巨大的变化，数据增值业务必将成为3 g 时代电信运营商最关注的业务；随着 3 g 时代电信运营商增值业务的极大丰富，具有高性能的智能手机成为承载这些增值 业务的首选，可以说，随着3 g 业务的开展，智能手机成了未来手机的发展方向。 目前众多的智能手机操作系统主要有w i n d o w sm o b i l e 、l i n u x 和s y m b i a n ，基 于这些操作系统，各手机终端厂商也开发了众多的智能手机产品。在智能手机发 展历程中，苹果公司发布i p h o n e 手机是智能手机发展的里程碑，i p h o n e 手机也彻 底颠覆了人们以往对智能手机的局限认识，成为当前手机终端厂商极力模仿和竞 争的对象。2 0 0 9 年g o o g l e 公司推出基于l i n u x 操作系统的开源a n d r o i d 智能手机 操作平台；也j 下是基于a n d r o i d 平台的开源特性，a n d r o i d 平台在智能手机操作系 统中强势崛起，同时也引发了智能手机操作系统和智能手机终端厂商的重新洗牌； 目前业界依旧首推g o o g l e 的a n d r o i d 平台为最具潜力的智能手机操作系统，各终 端厂商也越来越多的推出基于a n d r o i d 平台的智能手机【6 1 。 1 4 本文完成的主要工作 随着国内外w l a n 无线局域网技术和应用的快速发展，以及中国进入3 g 时 代后电信运营商业务结构的变化，支持w l a n 技术的手机终端在市场上越来越急 需。同时基于l i n u x 操作系统的a n d r o i d 平台的开源特性和良好的市场前景，本文 选择了基于a n d r o i d 平台的w l a n 解决方案做为研究方向。 本文完成的主要工作有以下几个方面的内容： 7 山东大学硕士学位论文 1 、w l a n 技术以及相应标准和发展方向的研究； 2 、a n d r o i d 操作系统平台的基本开发技术研究和实际开发环境的搭建： 3 、基于a n d r o i dc u p c a k e l 5 平台的w l a n 方案的实现细节； 4 、中国电信和中国移动2 g 3 g 业务与w l a n 业务融合技术的研究与分析。 论文共分为六章，全文安排如下： 第一章概述，主要研究了w l a n 的历史、国内运营商的w l a n 战略以及手 机终端的发展现状，并对本文完成的工作和章节安排做简要介绍。 第二章w l a n 技术以及相关标准和发展方向，主要对w l a n 的技术做概要 分析，重点研究了w l a n 的安全机制，以及我国在w l a n 技术方面的进展和自 主产权。 第三章a n d r o i d 手机平台的研究和开发环境的搭建，主要分析了a n d r o i d 平台 的概况，研究了a n d r o i d 平台的构架和软件设计思路，实践了a n d r o i d 平台的开发 环境搭建，为后续的开发打好基础。 第四章基于a n d r o i d 平台的w l a n 实现方案，主要从整体方案、硬件设计、 软件设计( 包括驱动设计和应用设计) 、生产工艺设计等方面对具体的w l a n 实 现方案做全面的分析，其中穿插示例设计过程中关键步骤的运行结果作为参考。 第五章国内运营商关于w l a n 与现有2 g 3 g 业务的融合，主要研究了中国 移动和中国电信两家运营商在w l a n 业务上的发展战略和技术要求，并针对两家 运营商的w l a n 技术要求做了初步的实现思路探索。 第六章结束语，主要分析了本方案在目前w l a n 市场上的应用前景以及对 企业的意义。 8 山东大学硕士学位论文 第二章w l a n 技术以及相关标准和发展方向 2 1w l a n 概述 w l a n 是w i r e l e s sl o c a la r e an e t w o r k 的缩写，中文名称为无线局域网，是指 采用无线工作方式，空中接口采用载波侦听多路访问碰撞避免( c s m a c a ) 技术 来实现共享媒质接入控制的一种局域网技术；w l a n 可以利用红外光信号或者无 线电或其他无线通信技术将通信设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共 享的网络体系。无线局域网协议只涉及空中接1 2 的物理层( p h y ) 和媒质接入控 制层( m a c ) ，对上层协议完全透明。无线局域网与传统的组网方式相比，其本 质的特点是不再使用通信电缆将计算机组成通信网络，而是通过无线的方式连接， 从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。无线局域网技术通常用于用户携带可 移动终端( 例如，便捷式计算机、移动用户终端等) 的办公、工厂及公众等环境 中。 w l a n 主要基于i e e e 8 0 2 1 1 无线网络标准进行通信。其中i e e e8 0 2 11 a 标 准使用5 g h z 频段，支持的最大传输速率为5 4m b s ，而i e e e8 0 2 1 1 b 和i e e e 8 0 2 1 1 9 标准使用2 4 g h z 频段，分别支持最大1 1m b s 和5 4m b s 的最大传输 速率。 目前在w l a n 产品市场上，博通、a t h e r o s 、英特尔三家公司排名前三。 具有w i f i 认证的产品符合i e e e8 0 2 1 l b 无线网络规范，最高带宽为1 1m b s ， 在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为5 5 m b s 、2 m b p s 和1 m b s ，带宽的 自动调整，可以有效的保障网络的稳定性和可靠性，这个特性使得w i f i 成为当前 应用最为广泛的w l a n 标准7 】【8 】。 2 2w i f i w i f i 是w i r e l e s sf i d e l i t y 的缩写，中文名称为无线保真；w i f i 是一个非营利 组织，该组织的作用就是定义和授权w l a n 接入技术。通常大家将获得该组织授 权的w l a n 技术标准通称为w i f i 。 9 山东大学硕士学位论文 w i f i 使用2 4 g h z 附近的空闲频段，技术标准包括8 0 2 1l a 、8 0 2 1l b 、8 0 2 1 l n 和8 0 2 1 1 9 等。在这些标准当中，最常用的是8 0 2 1 l b ，它的最高速率可达1 lm b s ； 其它的标准中，8 0 2 1 1 a 和8 0 2 1 1 9 的最高速率为5 4m b s ，8 0 2 1i n 的最高速率可 达6 0 0m b s ，现在的技术可获得的最大值是3 0 0 m 。w i f i 的接入有效范围在1 0 0 , - , 一， 3 0 0 m ，甚至可达公里级。在w i f i 的发展过程中，由于i n t e l 的大力推广，使得 w i f i 技术得到了普及。i n t e l 最新推出的w i m a x 全面兼容w i f i ，并获得了更高 的速度1 9 1 1 0 l 。 2 3w l a n 标准 w l a n 的蓬勃发展，离不开相关技术标准的不断完善和成熟，同时，w l a n 技术得到越来越广泛的应用，也反过来促进了其技术标准的的不断成熟和完善。 下面我们从国内外两方面来看w l a n 标准的发展情况： 2 3 1w l a n 的国际标准进展情况 - 1 9 9 0 年，i e e e 8 0 2 标准化委员会成立i e e e 8 0 2 1 1 无线局域网( w l a n ) 标准 工作组，来负责专门制定w l a n 的相关标准，并用来解决不同w l a n 设备之间 的兼容性问题。从1 9 9 7 年公布第1 个w l a n 标准8 0 2 11 以来，8 0 2 1 1 工作组先 后成立了多个任务组完成了并正在制定一系列w l a n 相关标准，全面覆盖了 w l a n 的物理层、m a c 层以及应用和组网等各个方面。在这里需要特别说明的是， i e e e 在2 0 0 7 年发布了新的8 0 2 1 1 - 2 0 0 7 规范，涵盖并完全代替了原先发布的多个 w l a n 标准。 从i e e e 8 0 2 11 标准组织的情况来看，为了扩展w l a n 应用的范围，标准组织 - 正在不断地确立新的研究课题，寻求更符合市场需求的解决方案。在2 0 0 9 年 i e e e 8 0 2 1 1 标准组织新成立了t g a e 和t g a d 两个任务组，寻找制定1 g b i t s 无线 局域网标准的可能性，分别利用6 g h z 以下频段和6 0 g h z 频段，预计标准将在2 0 1 2 年底发布1 1 1 。 1 物理层及基本m a c 层功能相关标准： 1 0 山东大学硕士学位论文 最初，i e e e 8 0 2 1 l 工作组的工作主要是制定w l a n 最基本的物理层和m a c 层技术规范。随着技术的进步，物理层技术规范向着速率越来越高的方向不断发 展，其发展经历了8 0 2 1 l 到8 0 2 11 b 再到8 0 2 1l a g 最后到8 0 2 11 n 的历程。 2 0 0 9 年5 月，i e e e 在经历多次w g l e t t e r b a l l o t ( l b s ) 和i e e e s a s p o n s o rb a l l o t s ( s b s ) 投票之后，形成了8 0 2 1 l n 的草案1 1 0 ，提交i e e e s a 层面待批准。2 0 0 9 年9 月1 1 日，i e e e 正式批准通过了8 0 2 1 1 n 高速w l a n 标准，这标志着历经多 年的1 l n 标准化道路终于画上了圆满的句号。 在上述众多的物理层标准中，现在主要使用的是8 0 2 1 l a b g ，并且市场上多 数的w l a n 产品可同时支持这三种工作模式。8 0 2 1 1 n 标准虽然刚刚正式发布， 但基于8 0 2 1l n d r a f t 2 0 的认证已经在2 0 0 7 年开展。截至到2 0 0 9 年8 月底，全世 界有7 0 0 多款相关产品通过了8 0 2 1l n d r a f l2 0 认证。到2 0 0 9 年9 月2 3 日，w i f i 联盟宣布即将启动基于8 0 2 1 1 nj 下式标准的认证。目前的市场上已经有大量的通过 8 0 2 1i nd r a f t2 0 认证的产品。除此之外，i e e e 还分别根据欧洲、日本和美国的频 段使用情况制定了在这三个地区的w l a n 的频谱共享和兼容的标准8 0 2 1 1 h 、 8 0 2 1 1 j 和8 0 2 1 1 y 。 2 m a c 层增强机制 在w l a n 的m a c 层，除了8 0 2 1 1 最初定义的基本m a c 机制外，8 0 2 11 工 作组还发布了8 0 2 1 1 e 和8 0 2 11 i ，分别对w l a n 的m a c 层在q o s 和安全方面进 行了加强和补充。另外，8 0 2 1l c 2 0 0 8 作为i e e e 8 0 2 1 d 2 0 0 4 的一部分，特别补充 定义了m a c 桥在w l a n 中的使用。 一 3 应用和组网相关标准 8 0 2 1 1 工作组还在w l a n 的应用和组网等方面发布了一系列标准，目前已发 布的标准包括8 0 2 1l d 2 0 0 1 、8 0 2 1l k - 2 0 0 8 、8 0 2 11 r _ 2 0 0 8 。 除此之外，i e t f 也制定了一系列的w l a n 相关标准。目前，各设备制造商的 a c 和a p 之间采用的控制协议多为私有协议，无法实现互通。为了解决这