2.4.1 无线局域网标准

目前支持无线局域网的技术标准主要有蓝牙技术标准、Home RF技术标准及IEEE 802.11系列标准。其中，Home RF主要用于家庭无线网络，其通信速度比较慢；蓝牙技术是在1994年爱立信公司为寻找蜂窝电话和辅助设备进行通信的廉价无线接口时创立的，是按IEEE 802.11标准的补充技术设计的；IEEE 802.11是由IEEE 802委员会制定的无线局域网系列标准，是无线局域网领域内第一个在国际上被广泛认可的协议。随后，IEEE 802.11a、802.11b、802.11d标准相继完成。此外，还有IEEE 802.11e、802.11f、802.11g、802.11h、802.11i等，它们推动着无线局域网更加安全、高速地发展。

IEEE 802.11系列标准覆盖了无线局域网的物理层和MAC子层。参照OSI参考模型，IEEE 802.11系列规范主要从无线局域网的物理层和MAC层两个层面制定系列规范，物理层标准规定了无线传输信号等基础规范，如IEEE 802.11a、802.11b、802.11d、802.11g、802.11h；而MAC子层标准是在物理层上的一些应用要求规范，如802.11e、802.11f、802.11i。在IEEE 802.11系列标准中，定义了3个可选的物理层实现方式，它们分别为红外线基带物理层和两种无线频率物理层。两种无线频率物理层指工作在2.4 GHz频段上的跳频扩展频谱方式以及直接序列式扩频方式。目前IEEE 802.11规范的实际应用以使用直接序列式扩频为主流，下面分别介绍这三种方式。

（1）红外线方式

红外线局域网采用波长小于1μm的红外线作为传输媒介，有较强的方向性，受阳光干扰大。它支持数据速率为1～2 Mb/s，适用于近距离通信。

（2）直接序列式扩频

直接序列式扩频就是使用具有高码率的扩频序列，在发射端扩展信号的频谱，在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原为原来的信号。这种局域网可在很宽的频率范围内进行通信，支持数据速率为1～2 Mb/s，在发送端和接收端都以窄带方式进行发送和接收，而以宽带方式传输。

（3）跳频扩展频谱

跳频技术是另外一种扩频技术。跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其工作带宽范围内，其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化，并保持与发射端的变化规律一致。跳频的高低直接反映了跳频系统的性能，跳频越高，抗干扰性能越好，军用的跳频系统可以达到上万跳每秒。实际上移动通信系统也是跳频系统。出于成本的考虑，商用跳频系统跳速都较慢，一般在50跳/s以下。由于慢跳跳频系统实现简单，因此低速无线局域网常采用这种技术。这种局域网支持的数据速率为1 Mb/s，共有22组跳频图案，包括79个信道，输出的同步载波经解调后，可获得发送端送来的信息。

与红外线方式比较，使用无线电波作为媒体的直接序列式扩频和跳频扩展扩频方式，具有覆盖范围大，抗干扰、抗噪声、抗衰减和保密性好等优点。

IEEE 802.11系列标准在MAC子层采用带冲突避免的载波监听多路访问（carrier sense multiple access/collision avoidation，CSMA/CA）协议。该协议与在IEEE 802.3系列标准中所讨论的CSMA/CD协议类似，为了减小无线设备之间在同一时刻同时发送数据导致冲突的风险，IEEE 802.11引入了请求发送/清除发送（RTS/CTS）机制，即如果发送目的地是无线结点，当数据到达基站时，该基站将向无线结点发送一个RTS帧，请求一段用来发送数据的专用时间；接收到RTS请求帧的无线结点将回应一个CTS帧，表示它将中断其他通信直到该基站传输数据结束。其他设备可监听到传输事件的发生，同时将在此时间段的传输任务向后推迟。这样，结点间传输数据时发生冲突的概率就会大大降低。