在无线局域网(WLAN)的发展历程中,曾经一度涌现出很多技术和协议,如Ir DA、Blue Tooth和Hyper LAN2等。然而,发展至今,在WLAN领域被大规模推广和商用的是IEEE 802.11系列标准协议,WLAN也被定义成基于IEEE 802.11标准协议的无线局域网。
在20世纪90年代初,为了满足人们对WLAN日益增长的需求,美国电气和电子工程师协会(IEEE)成立了802.11工作组,专门研究和制订WLAN的标准协议,并在1997年6月推出了第一代WLAN协议——IEEE 802.11—1997。该协议定义了物理层工作在ISM(industrial scientific medical band)的2.4 G频段,数据传输速率设计为2 MB/s。该协议由于在速率和传输距离上的设计不能满足人们的需求,并未大规模使用。
随后,IEEE在1999年推出了IEEE 802.11a和IEEE 802.11b。IEEE 802.11a工作在5 GHz的ISM频段上,并且选择了正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术,能有效降低多路径衰减的影响和提高频谱的利用率,使IEEE 802.11a的物理层速率可达54 MB/s。IEEE 802.11b则依然工作在2.4 GHz的ISM频段,但在IEEE 802.11的基础上进行了技术改进,使IEEE 802.11b的通信速率达到11 MB/s。
OFMD是一种多载波调制技术,主要是将指定信道分成若干子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各子载波并行传输,可以有效提高信道的频谱利用率。虽然IEEE 802.11b提供的接入速率比IEEE 802.11a低,但当时5 GHz芯片研制进度过慢,待芯片推出时IEEE 802.11b已被广泛应用。由于IEEE 802.11a不能兼容IEEE 802.11b,再加上5 GHz芯片价格较高和地方规定的限制等原因,使得IEEE 802.11a没有被广泛采用。(www.daowen.com)
在2000年初,IEEE 802.11g工作组开始开发一项既能提供54 MB/s速率,又能向下兼容IEEE 802.11b的协议标准。并在2001年11月提出了第一个IEEE 802.11g草案,该草案在2003年正式成为标准。IEEE 802.11g兼容了IEEE 802.11b,继续使用2.4 GHz频段。为了达到54 MB/s的速率,IEEE 802.11g借用了IEEE 802.11a的成果,在2.4 GHz频段采用了OFDM技术。IEEE 802.11g的推出,满足了当时人们对带宽的需求,对WLAN的发展起了极大的推动作用。
对于急速发展的无线局域网,54 MB/s的速率无法满足用户的需求。2002年,一个新的IEEE工作组,即IEEE 802.11n(Task Group n,TGn)成立,开始研究一种更快的WLAN技术,目标是达到100 MB/s的速率。在长达7年的制定过程中,IEEE 802.11n的速率从最初设计的100 MB/s,完善达到600 MB/S。IEEE 802.11n采用了双频工作模式,支持2.4 GHz和5 GHz,且兼容IEEE 802.11a/b/g。
随后,又制订出IEEE 802.11ac,并在2013年正式推出。IEEE 802.11ac工作在5 GHz频段,向后兼容IEEE 802.11n和IEEE 802.11a。IEEE 802.11ac沿用了IEEE 802.11n的诸多技术并做了技术改进,使速率达到1.3 GB/s。IEEE 802.11n较之前的标准协议主要有如下优势:更多的子载波、更高的编码率、更短的GI(guard interval)、更宽的信道、更多的空间流和MAC层的报文聚合功能等。
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