基于IEEE802_11系列无线局域网协议的比较及发展趋势_田芳 (1)

38>学术交流Th e s is1引言汽车的发明作为现代社会的标志之一，极大促进了人类交通的范围和效率，并经过百余年的发展成为了世界经济的支柱产业之一。

但同时，汽车也给人类社会带来了诸多问题：交通拥堵、环境污染、交通事故造成的人员伤亡和财产损失等已经成为制约社会和经济发展的因素之一。

交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今交通领域的三大难题，尤其以交通安全问题最为严重。

根据世界健康组织的预测，到2020年，交通事故伤害在数量上将上升65%，成为造成人类伤残的第三大因素，造成的经济损失占到全球GPD 的1～2%[1]。

在汽车产业快速发展的今天，如何解决车和路的矛盾、交通和环境的矛盾已刻不容缓。

基于无线通信技术的车联网技术为解决这一问题提供了有效途径。

车联网是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备间的通信系统。

它可以实现车与车、车与人、车与路的互联互通和信息共享，还可以收集车辆、道路和环境的信息，并在信息网络平台上对多方采集的信息进行加工、计算、共享和发布，根据不同的功能需求对车辆进行有效的引导与监管，以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务。

根据美国交通部的数据，采用基于车载无线接入的车联网技术，可以有效避免82%的交通事故，减少数千人的伤亡，并节约数十亿美元的财产损失[2]。

为此，世界各发达国家竞相投入大量资金和人力，进行大规模的车联网技术研究和试验。

IEEE 已经颁布了以802.11p 为基础的车载短程无线通信标准，我国也已正式启动了智能交通通信标准制定工作。

车联网将继互联网、物联网之后，成为未来智能城市的另一个标志。

2802.11p 网络协议概述802.11p 是一个由IEEE 802.11标准扩充来的通信协议[3]，主要用于智能交通系统（ITS ，Intelligent Transportation Systems ）中的专用短程通信（Dedicated Short Range Communications ，DSRC)。

浅谈无线局域网的现状与发展趋势在当今数字化的时代，网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。

无线局域网（Wireless Local Area Network，简称 WLAN）作为一种便捷的网络接入方式，正以惊人的速度发展和普及。

它让我们摆脱了网线的束缚，能够在一定范围内自由地连接网络，享受信息传递和交流的便利。

一、无线局域网的现状（一）广泛的应用领域无线局域网已经深入到我们生活的方方面面。

在家庭中，我们通过WLAN 可以轻松地让多个设备同时上网，如智能手机、平板电脑、智能电视等，实现家庭成员随时随地的娱乐和信息获取。

在学校和企业，无线网络为教学和办公提供了更大的灵活性，学生和员工可以在校园或办公室内的任何角落连接网络，进行学习和工作。

此外，公共场所如商场、酒店、机场等也都广泛部署了无线局域网，为人们提供免费或付费的网络服务，方便人们出行和消费。

（二）技术标准的不断演进目前，主流的无线局域网技术标准包括IEEE 80211a/b/g/n/ac/ax 等。

这些标准在传输速率、频段、覆盖范围和安全性等方面不断改进和提升。

例如，IEEE 80211ac 标准支持更高的频段和更宽的信道带宽，使得无线传输速率大幅提高；而 IEEE 80211ax 标准则进一步优化了网络效率和容量，能够更好地应对大量设备同时连接的场景。

（三）安全性问题随着无线局域网的普及，安全性问题也日益凸显。

未经授权的访问、数据窃取、网络攻击等安全威胁给用户带来了潜在的风险。

为了保障网络安全，目前采用了多种安全技术，如 WPA/WPA2 加密、MAC 地址过滤、访问控制列表等。

然而，这些安全措施并非绝对可靠，黑客和不法分子仍有可能通过各种手段突破防线。

（四）信号覆盖和干扰问题在实际应用中，无线局域网的信号覆盖范围和稳定性往往受到环境因素的影响。

建筑物的结构、障碍物、电磁干扰等都可能导致信号衰减和中断。

此外，多个无线局域网之间的信号干扰也会影响网络性能，特别是在人员密集的区域，如写字楼、公寓楼等。

802.11无线局域网（wlan）摘要在这个计算机高速发展的时代，伴随着网络的技术的不断发展与应用。

传统的有线局域网虽然有着信号传输稳定，传输质量也比较高, 信号受房间格局、障碍物、气候、电磁干扰影响小等方面的优势。

但随着人们对移动办公的要求越来越高，传统的有线局域网要受到布线的限制,高效快捷、组网灵活的无线局域网应运而生。

无线局域网是不使用任何导线或传输电缆连接的局域网，而使用无线电波作为数据传送的媒介，传送距离一般只有几十米。

无线局域网的主干网路通常使用有线电缆，无线局域网用户通过一个或多个无线接取器接入无线局域网。

在有线世界里，以太网已经成为主流的LAN技术有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。

特别是当要把相离较远的节点联结起来时，敷设专用通讯线路布线施工难度之大，费用、耗时之多，实是令人生畏。

这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞，限制了用户联网。

与有线局域网相比较，无线局域网具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点。

可实现“任何人在任何时间，任何地点以任何方式与任何人通信”，弥补了传统有线局域网的不足。

关键词：局域网，无线局域网，IEEE802.11，射频技术，扩频技术，调制解调技术，信道差错控制技术，分集技术，天线技术目次1 引言 (1)2 802.11WLAN简介 (1)2.1 802.11a (3)2.2 802.11b (4)2.3 802.11n (6)2.4 802.11ac (6)2.5 802.11ad (7)3 802.11WLAN关键技术简介 (7)3.1 射频与扩频技术 (8)3.2 调制与复用技术 (10)3.3 差错控制技术 (15)3.4 分集与天线技术 (16)4 802.11WLAN的应用 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 引言局域网简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。

基于IEEE802.11的无线局域网安全体系研究的开题报告一、研究背景随着无线通信技术的不断发展，无线局域网已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。

然而，由于无线网络的广播性质和信号易被窃听等特点，网络安全问题已经逐渐引起人们的关注。

因此，无线局域网安全成为了一个重要的研究方向。

IEEE802.11是一种最为广泛使用的无线局域网技术，因此，基于IEEE802.11的无线局域网安全体系的研究具有重要的理论和实际价值。

二、研究目的本次研究旨在深入分析基于IEEE802.11的无线局域网安全体系，具体研究内容包括：1. 研究IEEE802.11协议中的加密算法和认证协议；2. 分析基于IEEE802.11的无线局域网的安全威胁；3. 探究现有的无线局域网安全机制的优点和不足；4. 基于对现有的无线局域网安全机制的分析，提出一种有效的安全机制，以提高无线局域网的安全性。

三、研究方法本次研究主要采用如下方法：1. 阅读相关文献和资料，了解相关理论和技术；2. 分析现有的无线局域网安全机制的优点和不足，找出其局限性；3. 提出一种新的安全机制，并在模拟环境下进行测试和比较；4. 对比分析测试结果，评估新提出的安全机制的优势和可应用性；5. 根据研究结果，对提出的安全机制做出改进和优化。

四、研究意义本次研究的意义在于：1. 提高人们对无线局域网安全的认识和关注；2. 分析现有的无线局域网安全机制的优点和不足，以期为改进提供参考；3. 提出一种新的安全机制，提高了IEEE802.11无线局域网的安全性，具有一定的理论和实践价值。

五、预期成果预期实现的成果包括：1. 提出一种基于IEEE802.11的无线局域网安全机制，提高网络的安全性；2. 对新提出的安全机制进行模拟测试，并与现有的安全机制进行比较；3. 分析测试结果，评估新提出的机制的优势和可应用性；4. 提出改进和优化方案，以完善新提出的安全机制。

无线局域网的协议标准1. 引言无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）是指使用无线通信技术的局域网。

它是现代网络通信中的重要组成部分，为用户提供了便捷的无线网络接入方式。

无线局域网的正常运行离不开一系列的协议标准，本文将介绍无线局域网的协议标准。

2. 802.11系列协议标准802.11系列是无线局域网的主要协议标准，由IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）制定和管理。

以下是802.11系列协议标准的简要介绍：2.1 802.11a802.11a是第一个广泛应用的无线局域网协议标准之一。

它在5 GHz频段工作，提供了高速的无线传输速率，最高可达54 Mbps。

然而，由于其频段较高，穿墙能力较差。

2.2 802.11b802.11b是较为广泛应用的无线局域网协议标准之一。

它在2.4 GHz频段工作，提供了最高11 Mbps的无线传输速率。

由于其频段与其他设备（如蓝牙设备、微波炉等）冲突较多，因此会造成干扰。

2.3 802.11g802.11g是在802.11b的基础上进行改进的协议标准。

它在2.4 GHz频段工作，提供了最高54 Mbps的无线传输速率。

与802.11b相比，802.11g具有更好的性能和兼容性。

2.4 802.11n802.11n是目前广泛应用的无线局域网协议标准之一。

它在2.4 GHz和5 GHz频段都可工作，提供了更高的无线传输速率和更好的信号质量。

802.11n支持多天线技术（MIMO），可以同时传输多个数据流，进一步提高了网络性能。

2.5 802.11ac802.11ac是进一步改进的无线局域网协议标准。

它主要工作在5 GHz频段，提供了更高的无线传输速率和更好的网络覆盖范围。

802.11ac采用了更先进的调制解调技术，可以支持更大的带宽，适用于高速数据传输和多媒体应用。

以往，无线局域网发展缓慢，推广应用困难，主要是由于传输速率低、成本高、产品系列有限，且很多产品不能相互兼容。

如以前无线局域网的速率只有1～2Mb/s，而许多应用也是根据10Mb/s以太网速率设计的，限制了无线产品的应用种类。

针对现在高速增长的数据业务和多媒体业务，无线局域网取得进展的关键就在于高速新标准的制定，以及基于该标准的10Mb/s甚至更高速率产品的出现。

IEEE 802.11b从根本上改变了无线局域网的设计和应用现状，满足了人们在一定区域内实现不间断移动办公的需求，为我们创造了一个自由的空间。

一、802.11b标准简介IEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps，比两年前刚批准的IEEE 802.11标准快5倍，扩大了无线局域网的应用领域。

另外，也可根据实际情况采用5.5Mbps、2 Mbps 和1 Mbps带宽，实际的工作速度在5Mb/s左右，与普通的10Base-T规格有线局域网几乎是处于同一水平。

作为公司内部的设施，可以基本满足使用要求。

IEEE 802.11b使用的是开放的2.4GB频段，不需要申请就可使用。

既可作为对有线网络的补充，也可独立组网，从而使网络用户摆脱网线的束缚，实现真正意义上的移动应用。

IEEE 802.11b无线局域网与我们熟悉的IEEE 802.3以太网的原理很类似，都是采用载波侦听的方式来控制网络中信息的传送。

不同之处是以太网采用的是CSMA/CD（载波侦听/冲突检测）技术，网络上所有工作站都侦听网络中有无信息发送，当发现网络空闲时即发出自己的信息，如同抢答一样，只能有一台工作站抢到发言权，而其余工作站需要继续等待。

如果一旦有两台以上的工作站同时发出信息，则网络中会发生冲突，冲突后这些冲突信息都会丢失，各工作站则将继续抢夺发言权。

而802.11b无线局域网则引进了冲突避免技术，从而避免了网络中冲突的发生，可以大幅度提高网络效率。

IEEE 802.11b优点功能 优点速度 2.4ghz直接序列扩频无线电提供最大为11mbps的数据传输速率，无须直线传播动态速率转换 当射频情况变差时，降低数据传输速率为5.5mbps、2mbps和1mbps使用范围 802.11b支持以百米为单位的范围（在室外为300米；在办公环境中最长为100米）可靠性 与以太网类似的连接协议和数据包确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用互用性 与以前的标准不同的是，802.11b只允许一种标准的信号发送技术。

IEEE802.11无线网络媒体访问控制及认证协议研究IEEE 802.11无线网络媒体访问控制及认证协议研究概述目前，无线网络正迅速发展，并成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

在无线网络中，媒体访问控制(MAC)和认证协议是确保无线网络安全和高效运行的关键技术之一。

本文将重点研究IEEE 802.11无线网络的媒体访问控制及认证协议，探讨其原理、特点以及存在的问题，并提出一些改进建议。

一、IEEE 802.11无线网络概述IEEE 802.11是一组用于局域网无线局域网（WLAN）的标准，为无线网络通信提供规范。

其主要由两层组成：物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）。

其中，PHY负责传输介质的物理特性定义和处理，而MAC则负责媒体访问控制、认证和数据帧传输等。

IEEE 802.11无线网络广泛应用于家庭、企业和公共场所等各个领域。

二、IEEE 802.11媒体访问控制协议1. CSMA/CA协议在IEEE 802.11网络中，采用了一种名为CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）的媒体访问控制协议。

CSMA/CA协议通过监听无线信道的空闲状态，避免了同时发送数据帧的冲突，并采用随机退避算法来解决碰撞问题。

此外，CSMA/CA还引入了网络分片、ACK应答机制等技术，提高了网络的吞吐量和可靠性。

2. 帧结构IEEE 802.11使用的数据帧结构包括：帧控制、目的地址、源地址、长度、序列控制以及数据和FCS（帧检验序列）。

其中，帧控制字段用于标识帧的类型和一些相关控制信息，序列控制字段用于标识数据帧的传输顺序。

3. 虚拟载波监听在IEEE 802.11网络中，由于无线信道的广播特性，存在着隐藏和暴露终端问题。

当A和B两个终端之间进行通信时，C终端无法听到A和B之间的传输，导致无法正确感知信道状态，从而可能引发碰撞。

⽆线⽹络IEEE802.11IEEE802.3协议标准和区别IEEE802.11b以往，⽆线局域⽹发展缓慢，推⼴应⽤困难，主要是由于传输速率低、成本⾼、产品系列有限，且很多产品不能相互兼容。

如以前⽆线局域⽹的速率只有1～2Mb/s，⽽许多应⽤也是根据10Mb/s以太⽹速率设计的，限制了⽆线产品的应⽤种类。

针对现在⾼速增长的数据业务和多媒体业务，⽆线局域⽹取得进展的关键就在于⾼速新标准的制定，以及基于该标准的10Mb/s甚⾄更⾼速率产品的出现。

IEEE802.11b从根本上改变了⽆线局域⽹的设计和应⽤现状，满⾜了⼈们在⼀定区域内实现不间断移动办公的需求，为我们创造了⼀个⾃由的空间。

IEEE802.11bIEEE802.11⼯作组近年来开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。

与以前的IEEE802.11协议标准相⽐，IEEE802.11g草案有以下两个特点：在2．4GHz频段使⽤正交频分复⽤（OFDM）调制技术，使数据传输速率提⾼到20Mbit/s以上；能够与IEEE802.11b的Wi-Fi系统互联互通，可共存于同⼀AP的⽹络⾥，从⽽保障了后向兼容性。

这样原有的WLAN系统可以平滑地向⾼速WLAN过渡，延长了IEEE802．11b产品的使⽤寿命，降低了⽤户的投资。

2003年7⽉IEEE802.11⼯作组批准了IEEE802.11g草案，该标准成为⼈们关注的新焦点。

IEEE802.11n802.11n是在802.11g和802.11a之上发展起来的⼀项技术，最⼤的特点是速率提升，理论速率最⾼可达600Mbps（⽬前业界主流为300Mbps）。

802.11n可⼯作在2.4GHz和5GHz两个频段。

Wi－Fi联盟在802.11a/b/g后⾯的⼀个⽆线传输标准协议，为了实现⾼带宽、⾼质量的WLAN服务，使⽆线局域⽹达到以太⽹的性能⽔平，802.11任务组N（TGn）应运⽽⽣。

802.11n标准⾄2009年才得到IEEE的正式批准，但采⽤MIMOOFDM技术的⼚商已经很多，包括华为、腾达、TP-Link、D－Link、Airgo、Ubiquiti、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等，产品包括⽆线⽹卡、⽆线路由器等.IEEE802.3IEEE802.3描述物理层和数据链路层的MAC⼦层的实现⽅法，在多种物理媒体上以多种速率采⽤CSMA/CD访问⽅式，对于快速以太⽹该标准说明的实现⽅法有所扩展。

在当今社会，人们离不开互联网，而无线网络技术的发展更是让人们享受了更便捷的网络连接方式。

而IEEE 802.11系列标准作为无线网络技术的重要组成部分，在无线通信领域有着举足轻重的地位。

本文将从深度和广度两个方面对IEEE 802.11系列标准的技术参数进行全面评估，并据此撰写一篇有价值的文章。

让我们从IEEE 802.11系列标准的基本概念开始。

IEEE 802.11系列标准是由IEEE（美国电气和电子工程师协会）制定的一系列无线局域网标准，用于规范无线局域网数据传输的技术参数和通信协议。

它包括了多个版本，如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ax等，每个版本都有其特定的技术参数和应用场景。

接下来，让我们逐一深入探讨IEEE 802.11系列标准的各个版本的技术参数。

首先是802.11a，它在5GHz频段工作，支持最大54Mbps的传输速率，具有较高的抗干扰能力和较大的信道容量。

然后是802.11b，它在2.4GHz频段工作，支持最大11Mbps的传输速率，适用于低成本、低功耗的应用场景。

再接着是802.11g，它在2.4GHz 频段工作，支持最大54Mbps的传输速率，向下兼容802.11b，是802.11系列标准的重要进化版本。

接着是802.11n，它在2.4GHz和5GHz频段工作，支持最大600Mbps的传输速率，具有更好的覆盖范围和数据传输稳定性。

接着是802.11ac，它在5GHz频段工作，支持最大6.93Gbps的传输速率，采用了多输入多输出（MIMO）技术，具有更高的数据传输速率和更强的抗干扰能力。

最后是802.11ax，它在2.4GHz和5GHz频段工作，支持更高的数据传输速率和更多的设备连接数量，是面向未来的无线局域网技术标准。

IEEE 802.11系列标准作为无线局域网技术的重要组成部分，其各个版本都有着不同的技术参数和应用场景。

２６ＩＥＥＥ８０２ＩＩ无线局域网服务质量的研究图３．３成功发送时负载长度与利用率的关系３．４基于差错控制的ＱｏＳ机制通过增强差错控制同样也可以增强ＱｏＳ。

在８０２．１ｌ网络中，由于无线链路的特性，子网中数据链路层提供两类基本的差错恢复机制：ＡＲＱ和ＦＥＣ。

３４１ＡＲＱ协议ＡＲＱ［６】是一种差错控制协议，它广泛用于链路层和传输层。

如果在一个低速的网络中，当有许多的重传分组时，它可能会导致长时间的延迟。

１．停等式ＡＲＱＳＷ—ＡＲＱ是数据通信中最简单而且较高效的技术。

其基本思想是：在丌始下一个分组传送前，必须确保当前分组被正确接收。

假定Ａ发送，Ｂ接收，具体的传送过程如下：Ａ发送一个分组后，Ｂ如果接收『Ｆ确，则向Ａ返回一个认可应答（ＡＣＫ）：Ｂ如果接收错误，则向Ａ返回一个否定应答（ＮＡＫ）。

Ａ必须在收到Ｂ的正确ＡＣＫ后，方可发送下一个分组。

如果Ａ发送一个分组后（并给定时器设置一个初值），在一个规定的时间内（定时器溢出），没有收到对方的ＡＣＫ，则重发该分组；如果收到了ＮＡＫ，也要重发该分组。

Ａ在等待Ｂ的响应时，不能发送其它的分组。

目前８０２．１１ＭＡＣ所使用的就是停等式ＡＲＱ，它是最简单而且第四章ＩＥＥＥ８０２．１ｌｅＯｏＳ机制的分析及改进采用了ＴＸＯＰ的机制，而ＴＸＯＰ的最大持续时问完全由ＨＣ控制，所以８０２．１ｌ中关于轮询站点发送ＭＳＤＵ的持续时间是未知的不可控制的问题得到了合理解决。

传统的：一个优先级同尝试ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ：高达８个独立退避情况高优先低优先·●ｈ——————————————————－——－·—————————————————－－————·—————●●－＿●——————————————————。

卜新ＴＣ７ＴＣ６ＴＣ５ＴＣ４ＴＣ３ＴＣＯＴＣｌＴＣ２调度器（通过授予ＴｘｏＰ最高优先级解决虚拟碰撞）尝试图４．４不同数据流种类的虚拟退避４．２．２ＨＣＦ（综合点协调功能）图４．５ＥＤＣＦ的ＴＸＯＰＨＣＦ有点类似于８０２．１１中的ＰＣＦ机制，它同ＰＣＦ一样，工作于具有ｃＰ和ＣＦＰ的超帧之中，它增强了提供给ＱｏＳ站点的基于竞争和基于轮询的访问无线媒体的方法以便进行优先级和参数化的ＱｏＳ业务传输，无论什么时候，当ＨＣ想要第四章ＩＥＥＥ８０２．１ｌｅＱｏＳ机制的分析及改进整个超帧过程均同时运作。

IEEE 802.11无线局域网媒质接入控制技术研究IEEE 802.11无线局域网媒质接入控制技术研究随着信息技术的快速发展，无线局域网（WLAN）在如今的通信领域中变得越来越重要。

IEEE 802.11无线局域网媒质接入控制技术是目前最为广泛使用的无线局域网标准之一。

本文将对IEEE 802.11媒质接入控制技术进行深入研究，并探讨其背后的原理和应用。

IEEE 802.11无线局域网媒质接入控制（MAC）协议是无线局域网中关键的一环。

它负责协调无线设备之间的接入和传输，确保网络中各个设备之间的数据能够正常传输。

IEEE 802.11家族标准中的MAC协议使用了一种称为CSMA/CA （Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，带有碰撞避免的载波感知多点接入）的机制，以确保网络的高效运行。

CSMA/CA机制是基于载波感知的多点接入控制机制，在数据传输之前，设备会先监听信道上的载波是否被占用，若载波被占用，设备会进行退避等待，等待一段时间后再次尝试传输。

这种机制可以有效避免多个设备同时进行数据传输而引发的碰撞。

除了CSMA/CA机制，IEEE 802.11标准还使用了一种称为RTS/CTS（Request to Send/Clear to Send，请求发送/清除发送）机制来进一步降低碰撞的风险。

RTS/CTS机制通过在数据传输之前进行请求和确认的过程，减少了碰撞发生的概率。

在数据传输过程中，设备首先发送RTS帧向接收设备请求发送数据，接收设备收到该帧后发送CTS帧进行确认，只有在收到CTS帧后，发送设备才能开始进行数据传输。

除了CSMA/CA和RTS/CTS机制，IEEE 802.11标准还使用了一种称为NAV（Network Allocation Vector）的方式来协调网络中设备的接入。

NAV是一个计时器，用于指示信道被占用的时间段。