IEEE 802.11m

基本介紹

• 中文名：IEEE 802.11m
• 概念：最初制定的一個無線區域網路標準
• 特點：解決辦公室區域網路和校園網
• 最高速率：2Mbps

綜述

802.11是IEEE最初制定的一個無線區域網路標準，主要用於解決辦公室區域網路和校園網中，用戶與用戶終端的無線接入，業務主要限於數據存取，速率最高只能達到2Mbps。目前，3Com等公司都有基於該標準的無線網卡。由於802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了802.11b和802.11a兩個新標準。三者之間技術上的主要差別在於MAC子層和物理層。

標準詳解

802.11全家族

802.11a

802.11b

802.11c

801.11d

802.11e

802.11f

802.11g

802.11h

802.11i

802.11j

802.11k

802.11l

802.11m

802.11n

802.11o

80211p

802.11Q

802.11R

802.11s

802.11t

802.11u

802.11v

802.11全家族概述

802.11a是802.11原始標準的一個修訂標準，於1999年獲得批准。802.11a標準採用了與原始標準相同的核心協定，工作頻率為5GHz，使用52個正交頻分多路復用副載波，最大原始數據傳輸率為54Mb/s，這達到了現實網路中等吞吐量(20Mb/s)的要求。如果需要的話，數據率可降為48，36，24，18，12，9或者6Mb/s。

802.11a擁有12條不相互重疊的頻道，8條用於室內，4條用於點對點傳輸。它不能與802.11b進行互操作，除非使用了對兩種標準都採用的設備。由於2.4GHz頻帶已經被到處使用，採用5GHz的頻帶讓802.11a具有更少衝突的優點。然而，高載波頻率也帶來了負面效果。

802.11a幾乎被限制在直線範圍內使用，這導致必須使用更多的接入點；同樣還意味著802.11a不能傳播得像802.11b那么遠，因為它更容易被吸收。

儘管2003世界無線電通信會議讓802.11a在全球的套用變得更容易，不同的國家還是有不同的規定支持。美國和日本已經出現了相關規定對802.11a進行了認可，但是在其他地區，如歐盟，管理機構卻考慮使用歐洲的標準HIPERLAN標準，而且在2002年中期禁止在歐洲使用802.11a。在美國，2003年中期聯邦通信委員會的決定可能會為802.11a提供更多的頻譜。

在52個OFDM副載波中，48個用於傳輸數據，4個是引示副載波(pilot carrier)，每一個頻寬為0.3125MHz（20MHz/64），可以是二相移相鍵控（BPSK），四相移相鍵控（QPSK），16-QAM或者64-QAM。總頻寬為20MHz，占用頻寬為16.6MHz。符號時間為4毫秒，保護間隔0.8毫秒。實際產生和解碼正交分量的過程都是在基帶中由DSP完成，然後由發射器將頻率提升到5GHz。每一個副載波都需要用複數來表示。時域信號通過逆向快速傅立葉變換產生。接收器將信號降頻至20MHz，重新採樣並通過快速傅立葉變換來重新獲得原始係數。使用OFDM的好處包括減少接收時的多路效應，增加了頻譜效率。

802.11a產品於2001年開始銷售，比802.11b的產品還要晚，這是因為產品中5GHz的組件研製成功太慢。由於802.11b已經被廣泛採用了，802.11a沒有被廣泛的採用。再加上802.11a的一些弱點，和一些地方的規定限制，使得它的使用範圍更窄了。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802.11a技術已經與802.11b在很多特性上都很相近了），並開發了可以使用不止一種802.11標準的技術。現在已經有了可以同時支持802.11a和b，或者a,b,g都支持的雙頻，雙模式或者三模式的的無線網卡，它們可以自動根據情況選擇標準。同樣，也出現了移動適配器和接入設備能同時支持所有的這些標準。

數據率(Mbit/s) 調製方式 編碼率 Ndbps 1472位元組傳輸時間(µs)

6 BPSK 1/2 24 2012

9 BPSK 3/4 36 1344

12 4-QAM 1/2 48 1008

18 4-QAM 3/4 72 672

24 16-QAM 1/2 96 504

36 16-QAM 3/4 144 336

48 64-QAM 2/3 192 252

54 64-QAM 3/4 216 224

802.11全家族分述

IEEE 802.11 ，1997年，原始標準（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11a，1999年，物理層補充（54Mbit/s，工作在5GHz）。

IEEE 802.11b，1999年，物理層補充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11c，符合802.1D的媒體接入控制層橋接（MAC Layer Bridging）。

IEEE 802.11d，根據各國無線電規定做的調整。

IEEE 802.11e，對服務等級（Quality of Service, QoS）的支持。

IEEE 802.11f，基站的互連性（IAPP, Inter-Access Point Protocol），2006年2月被IEEE批准撤銷。

IEEE 802.11g，2003年，物理層補充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11h，2004年，無線覆蓋半徑的調整，室內（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz頻段）。

IEEE 802.11i，2004年，無線網路的安全方面的補充。

IEEE 802.11j，2004年，根據日本規定做的升級。

IEEE 802.11l，預留及準備不使用。

IEEE 802.11m，維護標準；互斥及極限。

IEEE 802.11n，2008年上半年通過正式標準,WLAN的傳輸速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps，提高到300Mbps甚至高達600Mbps。

IEEE 802.11k，2008年，該協定規範規定了無線區域網路頻譜測量規範。該規範的制訂體現了無線區域網路對頻譜資源智慧型化使用的需求。

IEEE 802.11r，2008年，快速基礎服務轉移，主要是用來解決客戶端在不同無線網路AP間切換時的延遲問題。

IEEE 802.11s, 2007年9月.拓撲發現、路徑選擇與轉發、信道定位、安全、流量管理和網路管理。網狀網路帶來一些新的術語。

IEEE 802.11w，2009年，針對802.11管理幀的保護。

IEEE 802.11y，2008年，針對美國3650–3700 MHz 的規定。

除了上面的IEEE標準，另外有一個被稱為IEEE 802.11b+的技術，通過PBCC技術（Packet Binary Convolutional Code）在IEEE 802.11b(2.4GHz頻段) 基礎上提供22Mbit/s的數據傳輸速率。但這事實上並不是一個IEEE的公開標準，而是一項產權私有的技術，產權屬於美國德州儀器公司。

802.11全家族詳述

802.11

IEEE最初制定的一個無線區域網路標準，主要用於解決辦公室區域網路和校園網中用戶與用戶終端的無線接入，業務主要限於數據存取，速率最高只能達到2Mbps。由於它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了802.11b和802.11a兩個新標準，前者已經成為目前的主流標準，而後者也被很多廠商看好。

802.11a

802.11a（Wi-Fi5）標準是得到廣泛套用的802.11b標準的後續標準。它工作在5GHzU-NII頻帶，物理層速率可達54Mbps，傳輸層可達25Mbps。可提供25Mbps的無線ATM接口和10Mbps的乙太網無線幀結構接口，以及TDD/TDMA的空中接口；支持語音、數據、圖像業務；一個扇區可接入多個用戶，每個用戶可帶多個用戶終端。

802.11b

IEEE 802.11b是無線區域網路的一個標準。其載波的頻率為2.4GHz，傳送速度為11Mbit/s。IEEE 802.11b是所有無線區域網路標準中最著名，也是普及最廣的標準。它有時也被錯誤地標為Wi-Fi。實際上Wi-Fi是無線區域網路聯盟（WLANA）的一個商標，該商標僅保障使用該商標的商品互相之間可以合作，與標準本身實際上沒有關係。在2.4-GHz-ISM頻段共有14個頻寬為

22MHz的頻道可供使用。IEEE 802.11b的後繼標準是IEEE 802.11g，其傳送速度為54Mbit/s。

802.11c

802.11c在媒體接入控制/鏈路連線控制(MAC/LLC)層面上進行擴展，旨在制訂無線橋接運作標準，但後來將標準追加到既有的802.1中，成為802.1d。

801.11d

他和802.11c一樣在媒體接入控制/鏈路連線控制(MAC/LLC)層面上進行擴展，對應802.11b標準，解決不能使用2.4GHz頻段國家的使用問題。

802.11e

802.11e是IEEE為滿足服務質量(Qos)方面的要求而制訂的WLAN標準。在一些語音、視頻等的傳輸中，Qos是非常重要的指標。在802.11MAC層，802.11e加入了Qos功能，它的分散式控制模式可提供穩定合理的服務質量，而集中控制模式可靈活支持多種服務質量策略，讓影音傳輸能及時、定量、保證多媒體的順暢套用，WIFI聯盟將此稱為WMM(wi-fi multimedia) 。

802.11f

802.11f追加了IAPP（inter-access point protocol）協定，確保用戶端在不同接入點間的漫遊，讓用戶端能平順、無形地切換存取區域。 802.11f標準確定了在同一網路內接入點的登入，以及用戶從一個接入點切換到另一個接入點時的信息交換。

802.11g

IEEE 802.11g2003年7月，通過了第三種調變標準。其載波的頻率為2.4GHz(跟802.11b相同)，原始傳送速度為54Mbit/s，淨傳輸速度約為24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的設備與802.11b兼容。802.11g是為了提高更高的傳輸速率而制定的標準，它採用2.4GHz頻段，使用CCK技術與802.11b(Wi-Fi)後向兼容，同時它又通過採用OFDM技術支持高達54Mbit/s的數據流，所提供的頻寬是802.11a的1.5倍。從802.11b到802.11g，可發現WLAN標準不斷發展的軌跡：802.11b是所有WLAN標準演進的基石，未來許多的系統大都需要與802.11b向後向兼容，802.11a是一個非全球性的標準，與802.11b後向不兼容，但採用OFDM技術，支持的數據流高達54Mbit/s，提供幾倍於802.11b/g的高速信道，如802.11b/g提供3個非重疊信道可達8-12個;可以看出，在802.11g和802.11a之間存在與Wi-Fi兼容性上的差距，為此出現了一種橋接此差距的雙頻技術——雙模(dual band)802.11a+g(=b),它較好地融合了802.11a/g技術，工作在2.4GHz和5GHz兩個頻段，服從802.11b/g/a等標準，與802.11b後向兼容，使用戶簡單連線到現有或未來的802.11網路成為可能。

802.11h

是為了與歐洲的HiperLAN2相協調的修訂標準，美國和歐洲在5GHz頻段上的規劃、套用上存在差異，這一標準的制訂目的，是為了減少對同處於5GHz頻段的雷達的干擾。類似的還有802.16（WIMAX），其中802.16B即是為了與Wireless HUMAN協調所制訂。 802.11h涉及兩種技術，一種是動態頻率選擇(DFS)，即接入點不停地掃描信道上的雷達，接入點和相關的基站隨時改變頻率，最大限度地減少干擾，均勻分配WLAN流量；另一種技術是傳輸功率控制(TPC)，總的傳輸功率或干擾將減少3dB。

802.11i

IEEE 802.11i是IEEE為了彌補802.11脆弱的安全加密功能（WEP, Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，於2004年7月完成。其中定義了基於AES的全新加密協定CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol），以及向前兼容RC4的加密協定TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）。 　無線網路中的安全問題從暴露到最終解決經歷了相當的時間，而各大廠通信晶片商顯然無法接受在這期間什麼都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi廠商採用802.11i的草案3為藍圖設計了一系列通信設備，隨後稱之為支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的；之後稱將支持802.11i最終版協定的通信設備稱為支持WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的。

802.11j

它是為適應日本在5GHz以上套用不同而定製的標準，日本從4.9GHz開始運用，同時，他們的功率也各不相同，例如同為5.15-5.25GHz的頻段，歐洲允許200MW功率，日本僅允許160MW。

802.11k

802.11k為無線區域網路應該如何進行信道選擇、漫遊服務和傳輸功率控制提供了標準。他提供無線資源管理，讓頻段（BAND）、通道（CHANNEL）、載波（CARRIER）等更靈活動態地調整、調度，使有限的頻段在整體運用效益上獲得提升。在一個無線區域網路內，每個設備通常連線到提供最強信號的接入點。這種管理有時可能導致對一個接入點過度需求並且會使其他接入點利用率降低，從而導致整個網路的性能降低，這主要是由接入用戶的數目及地理位置決定的。在一個遵守802.11k規範的網路中，如果具有最強信號的接入點以其最大容量載入，而一個無線設備連線到一個利用率較低的接入點，在這種情況下，即使其信號可能比較弱，但是總體吞吐量還是比較大的，這是因為這時網路資源得到了更加有效的利用。

802.11l

由於（11L）字樣與安全規範的（11i）容易混淆，並且很像（111），因此被放棄編列使用。

802.11m

802.11m主要是對802.11家族規範進行維護、修正、改進，以及為其提供解釋檔案。802.11m中的m 表示Maintenance。

802.11n

IEEE 802.11n，2004年1月IEEE宣布組成一個新的單位來發展新的802.11標準。資料傳輸速度估計將達540Mbit/s(需要在物理層產生更高速度的傳輸率)，此項新標準應該要比802.11b快上50倍，而比802.11g快上10倍左右。802.11n也將會比目前的無線網路傳送到更遠的距離。 　目前在802.11n有兩個提議在互相競爭中: 　WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) 以Broadcom為首的一些廠商支持。 　TGn Sync 由Intel與Philips所支持。 　802.11n增加了對於MIMO (multiple-input multiple-output)的標準. MIMO 使用多個發射和接收天線來允許更高的資料傳輸率。MIMO並使用了Alamouti coding coding schemes 來增加傳輸範圍。

802.11o

針對VOWLAN（Voice over WLAN）而制訂，更快速的無限跨區切換，以及讀取語音（voice）比數據（Data）有更高的傳輸優先權。

80211p

80211p是針對汽車通信的特殊環境而出爐的標準。最初的設訂是在300M距離內能有6MBPS的傳輸速度。它工作於5.9GHz的頻段，並擁有1000英尺的傳輸距離和6Mbps的數據速率。802.11p將能用於收費站交費、汽車安全業務、通過汽車的電子商務等很多方面。從技術上來看，802.11p對802.11進行了多項針對汽車這樣的特殊環境的改進，如熱點間切換更先進、更支持移動環境、增強了安全性、加強了身份認證等等。

802.11Q

制訂支援VLAN （virtual LAN,虛擬區域網路）的機制 。

802.11R

802．11r標準，著眼於減少漫遊時認證所需的時間，這將有助於支持語音等實時套用。使用無線電話技術的移動用戶必

須能夠從一個接入點迅速下線，並重新連線到另一個接入點。這個切換過程中的延遲時間不應該超過50毫秒，因為這是人耳能夠感覺到的時間間隔。但是目前802.11網路在漫遊時的平均延遲是幾百毫秒，這直接導致傳輸過程中的斷續，造成連線丟失和語音質量下降。所以對廣泛使用的基於802.11的無線語音通訊來說，更快的切換是非常關鍵的。802.11r改善了移動的客戶端設備在接入點之間運動時的切換過程。協定允許一個無線客戶機在實現切換之前，就建立起與新接入點之間安全且具備QoS的狀態，這會將連線損失和通話中斷減到最小。

802.11s

制訂與實現目前最先進的MESH網路，提供自主性組態（self-configuring）,自主性修復（self-healing）等能力。無線網狀網可以把多個無線區域網路連在一起從而能覆蓋一個大學校園或整個城市。當一個新接入點加入進來時，它可以自動完成安全和服務質量方面的設定。整個網狀網的數據包會自動避開繁忙的接入點，找到最好的路由線。目前關於該標準共有15個提案。IEEE可能在2008年正式認可該標準。

802.11t

提供提高無線電廣播鏈路特徵評估和衡量標準的一致性方法標準，衡量無線網路性能。

802.11u

與其他網路的互動性。以後更多的產品將兼具Wi-Fi與其他無線協定，例如GXXXXXX、Edge、EV-DO等。該工作組正在開發在不同網路之間傳送信息的方法，以簡化網路的交換與漫遊。

802.11v

無線網路管理。V工作組是最新成立的小組，其任務將基於802.11k所取得的成果。802.11v主要面對的是運營商，致力於增強由Wi-Fi網路提供的服務。

發展

IEEE 802.16m即WirelessMAN-Advanced，WirelessMAN- Advanced事實上就是WiMax的升級版，802.16系列標準在IEEE正式稱為WirelessMAN ，而IEEE 802.16m即為WirelessMAN-Advanced。其中，802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率，還將兼容未來的4G無線網路。802.16m可在“漫遊”模式或高效率/強信號模式下提供1Gbps的下行速率。該標準還支持“高移動”模式，能夠提供1Gbps速率。