手機上的無線技術，也叫做WIFI或是WLAN功能。WIFI全稱Wireless Fidelity，又稱802.11b標準，它的最大優點就是傳輸速度較高，可以達到11Mbps，另外它的有效距離也很長，同時也與已有的各種802.11DSSS設備兼容。Wi-Fi 無線保真技術與藍牙技術一樣，同屬於在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。該技術使用的是2.4GHz附近的頻段，該頻段目前尚屬沒用許可的無線頻段。其目前可使用的標準有兩個，分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b。IEEE802.11g是802.11b的繼任者，在802.11b所使用的相同的2.4GHz頻段上提供了最高54Mbps的數據傳輸率。
基本介紹
- 中文名：無線協定
- 外文名：Wireless Fidelity
- 也叫：WIFI或是WLAN功能
- 標準：802.11b標準
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介紹
無線區域網路協定主要分為兩大陣營：IEEE 802.11系列標準和歐洲的HiperLAN。其中IEEE 802.11協定、藍牙標準和HomeRF工業標準等是無線區域網路所有標準中最主要的協定標準。這些協定和標準各有優劣，各有自己擅長的套用領域，有的適合於辦公環境，有的適合於個人套用，有的則更適合家庭用戶。
IEEE 802.11協定
IEEE 802.11是美國電氣和電子工程師協會IEEE在1997年6月頒布的無線網路標準。它是第一代無線區域網路標準之一。IEEE 802.11規定了無線區域網路在2.4GHz波段進行操作，這一波段被全球無線電法規組織定義為擴頻使用波段。標準的802.11主要用於解決辦公室區域網路和園區網中用戶與用戶終端的無線接入，速率最高只能達到 2Mbit/s。
圖4-1 IEEE 802.11體系結構
1．802.11物理層實現方式
IEEE802.11標準中的物理層定義了數據傳輸的信號特徵和調製。
在物理層中，定義了兩個RF傳輸方法和一個紅外線傳輸方法，RF傳輸方法採用擴頻調製技術來滿足絕大多數國家工作規範。在該標準中RF傳輸標準是跳頻擴頻（FHSS）和直接序列擴頻（DSSS），工作在2.4000～2.4835GHz頻段。
2．MAC結構及服務內容
無線區域網路MAC提供的服務有：安全服務、MAC服務數據單元（MSDU）重新排序服務和數據服務。802.11中的安全服務提供的服務範圍局限於站與站之間的數據交換，其內容為：加密、驗證、與層管理實體相聯繫的訪問控制。為提高成功傳送的可能性，MAC提供了重新排序的服務。只有在節電方式工作下的站，且不處於激活狀態，才可先將MSDU快取起來，等站激活時再突發出去，對快取數據進行重新排序。
MAC數據服務可使對等LLC實體進行數據單元的交換。本地MAC利用下層的服務將1個MSDU傳給1個對等的MAC實體，然後又傳給對等的LLC實體。當信道特性限制了長幀傳輸的可靠性時，可通過增加MSDU成功傳輸的可能性來增加可靠性。
802.11 MAC子層還提供了CRC校驗和包分片功能。在802.11協定中，每一個在無線網路中傳輸的數據報都被附加上了校驗位以保證它在傳送的時候沒有出現錯誤。包分片的功能允許大的數據報在傳送的時候被分成較小的部分分批傳送。這在網路十分擁擠或者存在干擾的情況下是一個非常有用的特性，可以減少數據報被重傳的機率。MAC 子層負責將收到的 被分片的大數據報進行重新組裝，對於上層協定這個分片的過程是完全透明的。
3．CSMA/CA協定
802.11的MAC和802.3協定的MAC非常相似，都是在一個共享介質上支持多個用戶共 享資源，傳送方在傳送數據前先進行網路的可用性檢測。802.3協定採用CSMA/CD介質訪 問控制方法。然而，在無線系統中設備不能夠一邊接收數據信號一邊傳送數據信號。
無線區域網路中採用了1種與CSMA/CD相類似的載波監聽多路訪問/衝突防止協定 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，CSMA/CA）實現介質資源共享。CSMA/CA利用確認信號來避免衝突的發生，也就是說，只有當客戶端收到網路上返回的確認信號後才確認送出的數據已經正確到達目的。CSMA/CA通過這種方式來提供無線的共享訪問，這種方式在處理無線問題時非常有效。以CSMA/CA的方式共享無線介質將時間域的劃分與幀格式緊密聯繫起來，保證某一時刻只有1個站點傳送，實現了網路系統的集中控制。
因傳輸介質不同，CSMA/CD與CSMA/CA的檢測方式也不同。CSMA/CD通過電纜中電壓的變化來檢測，當數據發生碰撞時，電纜中的電壓就會隨著發生變化；而CSMA/CA採用能量檢測（ED）、載波檢測（CS）和能量載波混合檢測3種檢測信道空閒的方式。
IEEE 802.11協定分類
1．IEEE 802.11a
IEEE802.11a在整個覆蓋範圍內提供了更高的速度，規定的頻點為5GHz。目前該頻段用得不多，干擾和信號爭用情況較少。802.11a同樣採用CSMA/CA協定。但在物理層，802.11a 採用了正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技術。
OFDM技術的最大優勢是其多途徑回聲反射，特別適合於室內及移動環境。傳輸速率為 6Mbit/s～54Mbit/s，支持語音、數據、圖像業務。這樣的速率完全能滿足室內、室外的各種套用場合。OFDM技術將1個無線信道分解成多個子載波同時傳輸數據，每個子載波的速率比總速率低許多，也就是每個傳輸符號的時長要長許多，這有利於克服無線信道的衰落，改善了信號質量，提升了整個網路的速度。通過對標準物理層進行擴充，802.11a支持的數據速率最高可達54Mbit/s。
2．IEEE 802.11b
IEEE 802.11b工作於開放的2.4GHz頻點，不需要申請就可使用。既可作為對有線網路的補充，也可獨立組網，從而使網路用戶擺脫網線的束縛，實現真正意義上的移動套用。IEEE 802.11b的關鍵技術之一是採用補償碼鍵控CCK調製技術，可以實現動態速率轉換。當工作站之間的距離過長或干擾過大，信噪比低於某個限值時，其傳輸速率可從11Mbit/s自動降至5.5Mbit/s，或者再降至直接序列擴頻技術的2Mbit/s及1Mbit/s的速率。但是802.11b標準的速率上限為20Mbit/s，它保持對802.11的向後兼容。
802.11b支持的範圍是在室外為300m，在辦公環境中最長為100m。當用戶在樓房或公司部門之間移動時，允許在訪問點之間進行無縫連線。802.11b還具有良好的可伸縮性，最多3個訪問點可以同時定位於有效使用範圍中，以支持上百個用戶。
目前，802.11b無線區域網路技術已經在世界上得到了廣泛的套用，它已經進入了寫字間、飯店、咖啡廳和候機室等場所。沒有集成無線網卡的筆記本電腦用戶只需插進1張個人計算機存儲器卡接口適配器（Personal Computer Memory Card Interface Adapter，PCMCIA）或USB卡，便可通過無線區域網路連到網際網路。
3．IEEE 802.11g和IEEE 802.11e
IEEE 802.11e被稱為下一代WLAN標準。是WLAN標準方式IEEE 802.11的擴展標準。所謂IEEE 802.11的擴展標準，是在現有的802.11b及802.11a的MAC層追加了服務質量 (Quality of Service，QOS）功能及安全功能的標準。
4．IEEE 802.16
IEEE 802.16是寬頻無線協定。802.16工作組成立於1999年，其主要使命是推動固定寬頻無線接入系統的發展與套用。IEEE802.16工作組負責對無線本地環路的無線接口及其相關功能制訂標準，它包括3個項目組，每個項目組負責不同的方面：802.16.1負責制定頻率為10～60GHz的無線接口標準；802.16．2負責制定寬頻無線接入系統共存方面的標準；802.16.3負責制定頻率範圍在2～10GHz之間並獲得頻率使用許可的無線接口標準。2001年12月，IEEE批准通過了802.16標準，802.16也被稱為“WirelessMAN”。
802.16協定結構體系
802.16協定標準是按照3層結構體系組織的。
⑴物理層
物理層協定主要是關於頻率頻寬、調製模式、糾錯技術以及發射機同接收機之間的同步、數據傳輸率和時分復用結構等方面的。對於從用戶到基站的通信，該標準使用的是“按需分配多路定址一時分多址”（DAMA—TDMA）技術。按需分配多路定址（Demand Assigned Multiple Access，DAMA）技術是一種根據多個站點之間的容量需要的不同而動態地分配信道容量的技術。時分多路技術可以根據每個站點的需要為其在每個幀中分配一定數量的時隙來組成每個站點的邏輯信道。通過DAMA—TDMA技術，每個信道的時隙分配可以動態地改變。
在該層上IEEE 802.16規定的主要是為用戶提供服務所需的各種功能。這些功能都包括在介質訪問控制MAC層中，主要負責將數據組成幀格式來傳輸和對用戶如何接入到共享的無線介質中進行控制。MAC協定規定基站或用戶在什麼時候採用何種方式來初始化信道，並分配無線信道容量。位於多個TDMA幀中的一系列時隙為用戶組成一個邏輯上的信道，而MAC幀則通過這個邏輯信道來傳輸。IEEE 802.16.1規定每個單獨信道的數據傳輸率範圍是從2Mbit/s到155Mbit/s。
⑶會聚層
在MAC層之上是會聚層，該層根據提供服務的不同而提供不同的功能。對於IEEE 802.16.1來說，能提供的服務包括數字音頻/視頻廣播、數字電話、異步傳輸模式ATM、網際網路接入、電話網路中無線中繼和幀中繼。
HomeRF
HomeRF是適合家庭區域範圍內在PC和用戶電子設備之間實現無線數字通信的開放性工業標準。
HomeRF工作組制訂了共享無線訪問協定（SWAP）無線通信規範，定義了一個新的通用空中接口，此接口支持家庭範圍內語音、數據的無線通信。用戶使用符合SWAP規範的電子產品可實現在PC的外設、無繩電話等設備之間建立一個無線網路，以共享語音和數據；在家庭區域範圍內的任何地方，可以利用攜帶型微型顯示設備瀏覽網際網路；在PC和其他設備之間共享同一個ISP連線等多項共享功能。
HiperLAN
IEEE在美國及世界其他地區主推802.11x系列標準，而在歐洲，歐洲電信標準學會ETSI 則推出另一無線區域網路系列標準HiperLAN1（高性能無線區域網路），其地位相當於802.11b， 但二者互不兼容。HiperLAN在歐洲得到了廣泛支持和套用。
HiperLAN系列包含以下4種標準：
⑴HiperLANl：用於高速WLAN接入，工作在5.3GHz頻段。
⑵HiperLAN2：用於高速WLAN接入，工作在5GHz頻段。
⑶HiperLink(HiperLAN3）：用於室內無線主幹系統。
⑷HiperAccess(HiperLAN4）：用於室外對有線通信設施提供固定接入。
HiperLAN2工作在5GHz頻段，速率高達54Mbit/s。
因為技術上的下列優點，它被認為是目前最先進的WLAN技術。
⒊數據通過移動終端和接入點之間事先建立的信令連結來進行傳輸，面向連結的特點使得HiperLAN2可以很容易地實現QoS支持。每個連結可以被指定一個特定的QoS，如頻寬、時延、誤碼率等，還可以給每個連結預先指定一個優先權。
⒋自動進行頻率分配。接入點監聽周圍的HiperLAN2無線信道，並自動選擇空閒信道。這一功能消除了對頻率規劃的需求，使系統部署變得相對簡便。
⒌為了加強無線接入的安全性，HiperLAN2網路支持鑒權和加密。
通過鑒權，使得只有合法的用戶才能接入網路，而且只能接入通過鑒權的有效網路。
其協定棧具有很大的靈活性，可以適應多種固定網路類型。它既可以作為交換式乙太網的無線接入子網，也可以作為第3代蜂窩網路的接入網，並且這種接入對於網路層以上的用戶部分來說是完全透明的。當前在固定網路上的任何套用都可以在HiperLAN2網上運行。相比之下， IEEE 802.11的一系列協定都只能由乙太網作為支撐，不如HiperLAN2靈活。
目前，ETSI的BRAN項目組還在開發新的HiperLAN標準，如：用於無線ATM遠程接入骨幹網的 HiperLAN3（後更名為HiperAccess）；速率超過20Mbit/s用於無線ATM互聯的 HiperLAN4（後更名為HiperLink），工作於17GHz，速率最高可達150Mbit/s。
藍牙技術
藍牙技術以無線區域網路的IEEE 802.11標準技術為基礎，是一種用於替代便攜或固定電子設備上使用的電纜或連線的短距離無線連線技術。設備使用無需許可申請的2.45GHz頻段，可實時進行數據和語音傳輸，傳輸速率可達到1Mbit/s，在支持3個話音頻道的同時還支持高達723.2kbit/s的數據傳輸速率。
藍牙面向的是移動設備間的小範圍連線，因而本質上說它是一種代替線纜的技術。它用來在較短距離內取代目前多種線纜連線方案，並且克服了紅外技術的缺陷可穿透牆壁等障礙，通過統一的短距離無線鏈路，在各種數字設備之間實現靈活、安全、低成本、小功耗的話音和數據通信。也就是說，在辦公室、家庭和旅途中，無需在任何電子設備間布設專用線纜和連線器，通過藍牙遙控裝置可以形成一點到多點的連線，即在該裝置周圍組成一個“微網”，網內任何藍牙收發器都可與該裝置互通信號。而且，這種連線無需複雜的軟體支持。藍牙收發器的一般有效通信範圍為10m，最多可以達到100m左右。
藍牙技術能夠提供數字設備之間的無線傳輸功能。不僅可以使得PC、滑鼠、鍵盤、印表機告別電纜連線，而且可以實現將家中的各種電器設備如空調、電視、冰櫃、微波爐、安全設備及行動電話等無線連網，從而通過控。上網瀏手機實現遙覽網頁和傳送電子郵件將更加方便。還可以使智慧型行動電話與筆記本電腦、掌上電腦以及各種數位化的信息設備能不再用電纜，而是用一種小型的、低成本的無線通信技術連線起來，進而形成無線個人網 (Wireless Personal AreaNetwork，WPAN），實現資源無縫共享。
IrDA技術
紅外區域網路系統採用波長小於1μm的紅外線作為傳輸媒體，該頻譜在電磁光譜里僅次可見光，不受無線電管理部門的限制。紅外信號要求視距傳輸，方向性強，對鄰近區域的類 似系統也不會產生干擾，並且竊聽困難。實際套用中由於紅外線具有很高的背景噪聲，受日光、環境照明等影響較大，一般要求的發射功率較高。儘管如此，紅外無線LAN仍是目前 100Mbit/s以上、性能價格比高的網路的惟一可行的選擇，主要用於設備的點對點通信。
紅外線數據標準協會（Infrared Data Association，IrDA）成立於1993年。IrDA數據傳輸技術是一種利用紅外線進行點對點通信的技術，其相應的軟體和硬體技術都已比較成熟。
它在技術上的主要優點有：
⑴無需專門申請特定頻率的使用執照，這一點，在當前頻率資源匱乏，頻道使用費 用增加的背景下是非常重要的。
⑵具有移動通信設備所必需的體積小、功率低的特點。
⑶傳輸速率在適合於家庭和辦公室使用的微微網（Piconet）中是最高的，由於採用點 到點的連線，數據傳輸所受到的干擾較少，速率可達16Mbit/s。
對於要求傳輸速率高、使用次數少、移動範圍小、價格比較低的設備，如印表機、掃描 儀、數碼像機等，IrDA技術是首選。
Wi-Fi
無線保真技術（Wireless Fidelity，Wi-Fi），也稱為無線相容性認證。Wi-Fi與藍牙一樣，同屬於在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。
Wi-Fi傳輸速度非常高，最高可達11Mbit/s。
雖然在數據安全性方面，該技術比藍牙技術要差一些，
但是在電波的覆蓋範圍方面則要略勝一籌。
基於藍牙技術的電波覆蓋範圍非常小，大約只有15m左右，而Wi-Fi的覆蓋範圍則可達90m左右，辦公室自不用說，就是在小一點的整棟大樓中也可使用。
另一方面，還可以將Wi-Fi本身當作新型的寬頻服務的提供手段。美國Etherlinx、Iospan Wireless等企業通過對Wi-Fi方式進行某些改進，已經開發成功可將電波覆蓋範圍增加至最多32km的技術。如果使用該項技術，不需線纜和電話線路，直接用Wi-Fi電波就可以提供無線寬頻服務。過去雖然也出現過服務提供商提供的無線網際網路業務，但是他們使用方式經常會因為大樓布局和地形條件等因素而產生電波干擾，因此最終均告失敗。但是利用對Wi-Fi的改進方式不但可以解決這些問題，而且還可以將費用降低到比Cable Modem服務和DSL服務更便宜，而且速度更快。
2001年6月13日，Wi—Fi的工業團體WECA在赫爾辛基召開了一次成員會議以建立一個在不同的無線區域網路ISP間漫遊模型。這使得終端用戶可進入公眾無線區域網路而與提供服務的ISP無關。
協定 | 頻點 | 最大傳輸率 |
802.11a | 5.8GHz | 54Mbit/s |
802.11b | 2.4GHz | 11Mbit/s |
802.11g | 2.4GH/5.8GHz | 22～54Mbit/s |
HomeRF | 2.4GHz | 10Mbit/s |
HiperLAN2 | 5GHz | 54Mbit/s |
IrDA | 1.5MHz | 9.6kbit/s～4Mbit/s |
Bluetooch | 2.4GHz | 720kbit/s～1Mbit/s |
802.16 | 2.66GHz | 2Mbit/s～155Mbit/s |
Wi—Fi | 2.4GHz | 11Mbit/s |
