短距离无线通信系统及仿真课件 第2章 Wi-Fi无线通信技术 第六讲

无线局域网无线局域网络是20世纪90年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它使用无线信道来接入网络，为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段，并成为宽带接入的有效手段之一。无线局域网概论所谓无线局域网(WIRELESSLOCALAREANETWORK)就是在各工作站和设备之间，不再使用传统通讯电缆，而采用无线的通讯方式构成可以互相通信的网络体系，将分布在不同物理位置的计算机设备和其他办公设备连接到一起，也被称为WLAN(WirelessLAN)。无线局域网的基本概念典型距离覆盖几十米至几百米。只要在有线网络的基础上通过无线接入点、无线网桥、无线网卡等无线设备就可以使无线通信得以实现。在不进行传统布线的同时，提供有线局域网的所有功能，并能够随着用户的需要随意的更改扩展网络，实现移动应用。以无线电波、激光、红外线等来代替有线局域网中的部分或全部传输媒介就构成了无线局域网。

无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸，而且还可以与有线网络环境互为备份。三位一体：光纤、微波、卫星无线局域网与有线局域网的对比无线局域网的主要优点移动性（Mobility）“无线”就意味着可以移动，无线局域网的明显优点是提供了移动性。通信范围不再受环境条件的限制，这样就拓宽了网络传输的地理范围，无线局域网中两个站点间的距离目前可达到50km。无线局域网系统能够为用户提供实时的无处不在的网络接入功能，使用户可以很方便的获取信息。移动性

用户移动

用户设备移动

不移动

半移动：设备可在网内移动，但只能在静止状态下与网络进行通信

全移动：设备可在移动状态下保持与网络的通信，即“动中通”

灵活性（Flexibility）安装容易组网方式灵活多样使用灵活可伸缩性（Scalability）无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择，只要在适当的位置添加接入点或扩展点，就可以满足扩展组网的需要。临时网络的建立军事上商场、医院等不适合布线的场所经济性（Saving）可用于物理布线困难或不适合进行物理布线的地方；省去布线工序，可快速组网，可以节省人员费用，并能将网络快速投入使用，提高了经济效益；对于临时需要网络的地方，无线局域网可以低成本地快速实现；对于需要频繁重新布线或更换地方的场合，无线局域网可以节省长期费用。健康安全（Safety）无线局域网标准规定的发射功率不可超过100mW，实际发射功率约为60～70mW；手机的发射功率约为200mW～1W之间，手持式对讲机的发射功率高达5W。无线局域网在无线通信技术中的定位几种无线通信技术PAN：射频识别(RFID)、蓝牙(Bluetooth)、紫蜂(ZigBee)1LAN：Wi-Fi、DECT(无绳电话)2MAN：Wi-MAX（802.16x）3WAN：2G、3G、4G4融合构建一个全空间的无线网络

早期的经历20世纪70年代后期瑞士IBMRuschlikon实验室的Gfeller第一个提出了无线局域网的概念。在同一时间里，加利福尼亚的惠普PaloAlto研究实验室的Ferrert进行了无线局域网的第二个研究项目的研究。无线局域网今天还必须面临的几个重要的挑战：复杂性和成本带宽覆盖面积干扰频率管理无线局域网的历史与发展第一代无线局域网无线局域网的频段如何获取？一个办法就是避开使用1～2GHz的频段范围（这个频段主要用于蜂窝电话和个人通信服务的），而采用更高的频率如几十GHz，那里有许多没有利用的频段可以使用。摩托罗拉Altair网采用18～19GHz的需要许可证的频段。第二个也是最有创新的解决方法就是利用免许可证的频段。ISM频段是第一个免许可证的可用于发展消费产品的频段。20世纪80年代后期第一代无线产品在市场上开始出现，这种产品采用了三种不同的技术：需要许可证的18～19GHz频段，利用ISM上900MHz的频带上的扩展频段和IR（红外）技术。第二代无线局域网1991年5月IEEE发起成立了一个无线局域网专题研究小组。1997年6月26日，IEEE802.11标准制定完成，并于1997年11月26日发布。生产厂家在IEEE802.11标准和联盟协议的基础上，实现产品的标准化。从1998年开始，许多厂商相继推出了基于IEEE802.11标准的无线局域网产品，他们属于第二代无线局域网设备。第二代无线局域网设备大都工作在2.4～2.4835GHz频段传输速率为1～2Mb/s产品包括—个鞋盒形的AP(接入点)和一个接收器盒（或一台装有专用卡的PC），利用这个卡能连接到与局域网相联的工作站。第三、四代无线局域网为了推动无线局域网的进一步发展，1992年由苹果公司领导的一个叫WINForum的工业联盟组织成立了。这个组织的目的是想从联邦通信委员会获得更多的免许可证频段，这些免许可证频段为所谓的Data-PCS活动使用。WlNForum最终成功地从联邦通信委员会获得了在PCS频段的20MHz的带宽。这20MHz分成两个10MHz的频带：一个用于类似语音信号的同步传输另一个用于数据类型的异步传输。图3.3免许可证PCS频段及其频谱特征另一个成立于1992年的标准化机构是高性能局域网（HIPERLAN）组织。这是一个欧洲电信标准化组织，它的核心协议目标在于建立传输速率达到23Mbps的高性能的局域网。高性能无线局域网组织获得了两个200MHz的频段：5.15～5.35GHz和17.1～17.3GHz，用于无线局域网的运行。1997年最早的HIPERLAN标准（称为HIPERLAN-1）完成，这促使了联邦通信委员会发放所谓的免许可证的国家信息基础结构（U-NII）。对U-NII频段的WINForum特征重新进行评价时，发现它并不适合，因为当时无线ATM网络不能按照先听后说的协议操作。在不断研究后于1999年9月又提出了IEEE802.11a和IEEE802.11b标准，传输速率分别可达54Mb/s和11Mb/s。2002年通过了IEEE802.11g标准，它允许通过的最大传输速率为54Mb/s，但仍工作于2.4GHz频段。同时，HIPERLAN-2标准也已制定完成，与IEEE802.11a类似，工作于5GHz频段，最大传输速率为54Mb/s。其中，符合IEEE802.11b标准的产品已经较为普及，可以