WiFi技术-PPT
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无线传感器网络技术原理及应用-ppt课件-第9章
评估 IEEE802.11 设备及网络的性能测量、性能指标及测试过程的推荐方法，大写 字母 T 表示推荐而不是技术标准
修正物理层和 MAC 层，提供一个通用及标准的方法与非 IEEE802.11 网络(如蓝牙、 WIMAX)共同工作
扩大了网络吞吐量，减少冲突，提高网络管理的可靠性 扩展了 IEEE802.11 对数据帧的管理和保护以提高网络安全
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
7
由于802.11在速率和传输距离上都不能满足需要， 1999年，IEEE小组又相继推出两个补充版本：802.11a和 802.11b。802.11a定义了一个在5GHz的ISM频段上，数据传 输速率可达到54Mbit/s的物理层；802.11b定义了一个在 2.4GHz的ISM频段上，但数据传输速率高达11Mbit/s的物理 层，成为第一个在WIFI标准下将产品推向市场的标准。 1999年，工业界成立了WIFI联盟，致力解决符合802.11标 准的产品的生产和设备兼容性问题。2003年6月，IEEE 802.11g规范正式批准，物理层速率提高到54 Mb/s，并提高 了与IEEE802.11b设备在2.4GHz ISM频段的公用能力。
WIFI全称为Wireless Fidelity，又称IEEE802.11b标准， 它的最大优点就是传输速度较高，可以达到11 Mb/s，另外 有效距离也较长，与已有的各种IEEE802.11DSSS设备兼容。 本章介绍WIFI技术的技术标准、组网方式及协议架构。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
修正物理层和 MAC 层，提供一个通用及标准的方法与非 IEEE802.11 网络(如蓝牙、 WIMAX)共同工作
扩大了网络吞吐量，减少冲突，提高网络管理的可靠性 扩展了 IEEE802.11 对数据帧的管理和保护以提高网络安全
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
7
由于802.11在速率和传输距离上都不能满足需要， 1999年，IEEE小组又相继推出两个补充版本：802.11a和 802.11b。802.11a定义了一个在5GHz的ISM频段上，数据传 输速率可达到54Mbit/s的物理层；802.11b定义了一个在 2.4GHz的ISM频段上，但数据传输速率高达11Mbit/s的物理 层，成为第一个在WIFI标准下将产品推向市场的标准。 1999年，工业界成立了WIFI联盟，致力解决符合802.11标 准的产品的生产和设备兼容性问题。2003年6月，IEEE 802.11g规范正式批准，物理层速率提高到54 Mb/s，并提高 了与IEEE802.11b设备在2.4GHz ISM频段的公用能力。
WIFI全称为Wireless Fidelity，又称IEEE802.11b标准， 它的最大优点就是传输速度较高，可以达到11 Mb/s，另外 有效距离也较长，与已有的各种IEEE802.11DSSS设备兼容。 本章介绍WIFI技术的技术标准、组网方式及协议架构。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
WIFI全技术培训课件
IEEE 802.11 WEP协议、WPA、WPA2、WAPI
2.4GHz，ISM频段(83.5MHz)
5 GHz， UNII频段(300MHz)
DSSS/FHSS/IR
DSSS(CCK)，OFDM
OFDM
FHSS
75个信道，每 个1MHz
DSSS
14个信道，每个 22MHz
14个信道，每个 22MHz
WIFI全技术
802.11 组网模式 – Ad hoc
802.11网络的基本元素 - BSS
BSS1
BSS2
STA1
STA2
STA5
STA3
• 能互相进行无线通信的STA可以组成一个BSS • BSS是802.11网络的基本结构
STA4 STA6
802.11网络的基本元素 – DS和AP
BSS1
2 2.WLAN的技术标准
3 3. WLAN物理层
42
2.W4L.专AN项关工键作技进术度情况
1 1.媒体接入方式
2 2.调制方式
3 3.WLAN安全机制
4 4. RTS/CTS机制 5 5. QOS保证 6 6. 射频管理与负载均衡
WLAN物理层定义
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
802.11a HiperLAN/2
▪ Speed: 54 Mbps ▪ Frequency: 5 GHz ▪ Technology: OFDM
802.11g
▪ Speed: 54 Mbps ▪ Frequency: 2.4 GHz ▪ Technology: OFDM
Intranet
Frequency Power
– 在覆盖范围方面，802.11n采用智能天线技术，通 过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波 束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以 减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到 好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。
WIFI基础知识培训课件
传输速率：WLAN设备能够支持的所有速率 一般WLAN设备支持自动选择传输速率
Power(功率)
WLAN设备的发射功率，单位mW或dBm dBm为分贝毫瓦，是以1mW相比的对数值
dBm = 10 log (Power / 1mW) 1mW = 0dBm, 10mW = 10dBm 100mW=20dBm 每下降3dB，功率减少一半 负的dBm表示功率小于1mW
无线站点接入3步走
Probe Request Probe Response AUTH AUTH
Association Request Association Response
Data
1.扫描：获取周围AP的信息(SSID, 加密, 速率)，主动/被动扫描 2.认证：Open或Shared认证
3.关联：成为AP关联的站点
WLAN基础
WLAN标准 Channel(信道) Rate(速率) Power(功率) EVM(矢量误差) Sensitivity(接收信号灵敏度)
SSID 无线安全
WPS
WLAN电路
Transceiver（收发器）
Balun/Filter/DC block TX EPA、IPA
可使用万用表测试三处是否对地短路
晶体、晶振（Crystal、Oscillate)
晶体、晶振（Crystal、Oscillate)
我司的WiFi 产品通常都有20M/40M压控晶 体，提供无线模块运行时钟，同时通过 PLL升频到2.4G的频率，WiFi 2.4G与输 入信号保持一个固定的关系。
crystal的介绍
无线安全：WPA / WPA2
WiFi组织基于IEEE802.11i标准提出使用WPA与WEP加密进行
Power(功率)
WLAN设备的发射功率，单位mW或dBm dBm为分贝毫瓦，是以1mW相比的对数值
dBm = 10 log (Power / 1mW) 1mW = 0dBm, 10mW = 10dBm 100mW=20dBm 每下降3dB，功率减少一半 负的dBm表示功率小于1mW
无线站点接入3步走
Probe Request Probe Response AUTH AUTH
Association Request Association Response
Data
1.扫描：获取周围AP的信息(SSID, 加密, 速率)，主动/被动扫描 2.认证：Open或Shared认证
3.关联：成为AP关联的站点
WLAN基础
WLAN标准 Channel(信道) Rate(速率) Power(功率) EVM(矢量误差) Sensitivity(接收信号灵敏度)
SSID 无线安全
WPS
WLAN电路
Transceiver（收发器）
Balun/Filter/DC block TX EPA、IPA
可使用万用表测试三处是否对地短路
晶体、晶振（Crystal、Oscillate)
晶体、晶振（Crystal、Oscillate)
我司的WiFi 产品通常都有20M/40M压控晶 体，提供无线模块运行时钟，同时通过 PLL升频到2.4G的频率，WiFi 2.4G与输 入信号保持一个固定的关系。
crystal的介绍
无线安全：WPA / WPA2
WiFi组织基于IEEE802.11i标准提出使用WPA与WEP加密进行
《无线局域网WiFi》课件
《无线局域网WIFI》PPT课件
目录
CONTENTS
• 无线局域网概述 • 无线局域网技术原理 • 无线局域网设备 • 无线局域网设置与配置 • 无线局域网常见问题与解决方案 • 无线局域网未来发展
01 无线局域网概述
CHAPTER
无线局域网定义
01
无线局域网（WLAN）是一种利 用无线通信技术在一定的局部范 围内建立的网络，其范围通常在 几十米到几公里以内。
无线局域网将与云计算、大数据等技术融合，实现更高效的数据处理和存储，提升网络服务 的质量和效率。
谢谢
THANKS
详细描述
确保无线加密方式是最新的，并定 期更换密码以增加安全性。使用 MAC过滤功能限制特定设备的访 问权限。
解决方案
安装安全软件，定期更新操作系统 和应用程序的安全补丁，以防范恶 意攻击和病毒传播。
06 无线局域网未来发展
CHAPTER
5G技术在无线局域网的应用
5G技术为无线局域网提供了更高的传 输速度、更低的延迟和更大的连接数 ，将有助于提升无线局域网的应用范 围和服务质量。
02 无线局域网技术原理
CHAPTER
无线传输技术
01
02
03
无线电波传输
无线局域网通过无线电波 进行数据传输，利用电磁 波在空气中传播实现网络 连接。
微波传输
微波传输是无线传输的一 种，频率范围在300MHz300GHz之间，具有传输 速度快、容量大等优点。
红外线传输
红外线传输利用红外线进 行数据传输，具有抗干扰 能力强、安全性高等特点 。
，保护网络安全。
03 无线局域网设备
CHAPTER
无线路由器
无线路由器是用于连接无线局域网的 设备，它可以将有线网络转换成无线 网络，使得多台设备能够同时接入互 联网。
目录
CONTENTS
• 无线局域网概述 • 无线局域网技术原理 • 无线局域网设备 • 无线局域网设置与配置 • 无线局域网常见问题与解决方案 • 无线局域网未来发展
01 无线局域网概述
CHAPTER
无线局域网定义
01
无线局域网（WLAN）是一种利 用无线通信技术在一定的局部范 围内建立的网络，其范围通常在 几十米到几公里以内。
无线局域网将与云计算、大数据等技术融合，实现更高效的数据处理和存储，提升网络服务 的质量和效率。
谢谢
THANKS
详细描述
确保无线加密方式是最新的，并定 期更换密码以增加安全性。使用 MAC过滤功能限制特定设备的访 问权限。
解决方案
安装安全软件，定期更新操作系统 和应用程序的安全补丁，以防范恶 意攻击和病毒传播。
06 无线局域网未来发展
CHAPTER
5G技术在无线局域网的应用
5G技术为无线局域网提供了更高的传 输速度、更低的延迟和更大的连接数 ，将有助于提升无线局域网的应用范 围和服务质量。
02 无线局域网技术原理
CHAPTER
无线传输技术
01
02
03
无线电波传输
无线局域网通过无线电波 进行数据传输，利用电磁 波在空气中传播实现网络 连接。
微波传输
微波传输是无线传输的一 种，频率范围在300MHz300GHz之间，具有传输 速度快、容量大等优点。
红外线传输
红外线传输利用红外线进 行数据传输，具有抗干扰 能力强、安全性高等特点 。
，保护网络安全。
03 无线局域网设备
CHAPTER
无线路由器
无线路由器是用于连接无线局域网的 设备，它可以将有线网络转换成无线 网络，使得多台设备能够同时接入互 联网。
路由器基础知识讲座ppt课件
路由器作用
路由器的主要作用是根据网络层 的信息，选择最佳路径，将数据 包从一个网络转发到另一个网络 ，实现网络互联和通信。
路由器发展历程
第一代路由器
最初的路由器采用软件方式进行路由 计算，性能较低，主要应用于小型网 络。
第二代路由器
第三代路由器
现代路由器已经发展成为高度集成化 、智能化的设备，支持多种路由协议 和网络安全功能，广泛应用于各种规 模的网络。
针对路由功能优化，高效 稳定，如Cisco IOS、 Juniper JUNOS等。
通用操作系统
基于Linux、Unix等系统 ，可定制性强，但需要额 外配置和优化。
实时操作系统
适用于对时间要求严格的 场景，如工业控制、航空 航天等。
路由协议实现原理
静态路由
手动配置路由表，适用于简单网 络环境。
动态路由
Wi-Fi联盟认证
负责无线技术的认证和推广，确保不同厂商的设备 能够互相兼容。
无线网络安全标准
包括WPA/WPA2等加密认证技术，保障无 线网络的安全性。
无线接入点（AP）和桥接器（Bridge）
无线接入点（AP）
01
用于建立无线网络的设备，提供无线客户端的接入和数据传输
功能。
无线桥接器（Bridge）
01
VPN基本概念
VPN（Virtual Private Network）即虚拟专用网络，是利用公共网络
架设的私人网络，通过加密技术保障数据传输的安全性。
02 03
VPN技术原理
VPN采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份 认证技术，通过在公共网络上建立虚拟专用通道来保障数据传输的安全 性和私密性。
ACL技术原理
路由器的主要作用是根据网络层 的信息，选择最佳路径，将数据 包从一个网络转发到另一个网络 ，实现网络互联和通信。
路由器发展历程
第一代路由器
最初的路由器采用软件方式进行路由 计算，性能较低，主要应用于小型网 络。
第二代路由器
第三代路由器
现代路由器已经发展成为高度集成化 、智能化的设备，支持多种路由协议 和网络安全功能，广泛应用于各种规 模的网络。
针对路由功能优化，高效 稳定，如Cisco IOS、 Juniper JUNOS等。
通用操作系统
基于Linux、Unix等系统 ，可定制性强，但需要额 外配置和优化。
实时操作系统
适用于对时间要求严格的 场景，如工业控制、航空 航天等。
路由协议实现原理
静态路由
手动配置路由表，适用于简单网 络环境。
动态路由
Wi-Fi联盟认证
负责无线技术的认证和推广，确保不同厂商的设备 能够互相兼容。
无线网络安全标准
包括WPA/WPA2等加密认证技术，保障无 线网络的安全性。
无线接入点（AP）和桥接器（Bridge）
无线接入点（AP）
01
用于建立无线网络的设备，提供无线客户端的接入和数据传输
功能。
无线桥接器（Bridge）
01
VPN基本概念
VPN（Virtual Private Network）即虚拟专用网络，是利用公共网络
架设的私人网络，通过加密技术保障数据传输的安全性。
02 03
VPN技术原理
VPN采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份 认证技术，通过在公共网络上建立虚拟专用通道来保障数据传输的安全 性和私密性。
ACL技术原理
无线通信技术概述 PPT
蓝牙协议的最初版本为IEEE802.15.1，对应于蓝牙1.1实现， 速度为1Mbps，由SIG负责开发，后期又发展了多个版本。
- 21 -
1.3.1 蓝牙技术——特点
蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频 段，全球大多数国家ISM频段 的范围是2.4-2.4835GHz。
蓝牙采用电路交换和分组交换 技术，支持异步数据信道、三路 语音信道以及异步数据与同步语 音同时传输的信道。
网络的融合化
包括核心网、接入技术，以及业务的融合 核心网的融合表现为移动与固定网络，通信、计算机与广 电网，以及信息通信网与基于传感器和RFID的物联网融合。
无线通信终端的信息个人化
移动智能终端将是移动智能网与IP技术的进一步融合
无线通信技术的跨行业创新应用
多个学科，如健康、生物、环境、信息之间彼此关联
越洋通信、中距离通信、地 下岩层通信、远距离导航
船用通信、业余无线电通信、 移动通信、中距离导航 远距离短波通信、国际定点 通信 电离层散射、流星余迹通信、 人造电离层通信、对空间飞 行体通信、移动通信 小容量微波中继通信、对流 层散射通信、中容量微波通 信 大容量微波中继通信、数字 通信、卫星通信 卫星通信、对流层散射通信、 微波接力通信、波导通信
- 27 -
1.3.2 WiFi技术——特点
IEEE802.11b的无线电波覆盖半径最 远可达300米，Vivato公司推出的新型 交换机能把目前WiFi无线网络的通信 距离扩大到约6.5公里。 覆盖范围广 传输速度快 IEEE802.11b速度为11Mbps， IEEE802.11a/g为54Mbps， IEEE802.11n为300Mbps。
- 20 -
1.3.1 蓝牙技术——起源
《WIFI基础技术》PPT课件
精选PPT
8
增益天线
在无线网络中，天线可以达到增强无 线信号的目的，可以把它理解为无线信 号的放大器。天线对空间不同方向具有 不同的辐射或接收能力，而根据方向性 的不同，天线有全向和定向两种。 全向天线：在水平面上，辐射与接收 无最大方向的天线称为全向天线。全向 天线由于无方向性，所以多用在点对多 点通信的中心台。比如想要在相邻的两 幢楼之间建立无线连接，就可以选择这 类天线。 定向天线：有一个或多个辐射与接收 能力最大方向的天线称为定向天线。定 向天线能量集中，增益相对全向天线要 高，适合于远距离点对点通信，同时由 于具有方向性，抗干扰能力比较强。比 如一个小区里，需要横跨几幢楼建立无 线连接时，就可以选择这类天线。
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7
有关信号覆盖
路由器参数中提到的“有效工作距离”，这一项也是无线 路由器的重要参数之一;顾名思义也就是说只有在无线路由 器的信号覆盖范围内，其他计算机才能进行无线连接。 “室内100米，室外400米”同样也是理想值，它会随网 络环境的不同而各异;通常室内在50米范围内都可有较好 的无线信号，而室外一般来说都只能达到100-200米左右。 无线路由器信号强弱同样受环境的影响较大。
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11
无线AP与无线路由器的区别
从功能上区分 无线AP:AP为Access Point简称，一般翻译为“无线访问节点”，
它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站 的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互 通信。通俗的讲，无线AP是无线网和有线网之间沟通的桥梁。由于无 线AP的覆盖范围是一个向外扩散的圆形区域，因此，应当尽量把无线 AP放置在无线网络的中心位置，而且各无线客户端与无线AP的直线 距离最好不要超过30米，以避免因通讯信号衰减过多而导致通信失败。
WiFi测试方法和测试规范幻灯片PPT
Wi-Fi标志
Байду номын сангаас 04
Wi-Fi这个术语被普遍误以为是指无线保真〔Wireless Fidelity〕，类似历史悠久的音 频设备分类：长期高保真〔1930年开场采用〕或Hi-Fi 的〔1950年开场采用〕。即使WiFi联盟本身也经常在新闻稿和文件中使用“无线保真〞这个词，Wi-Fi还出现在ITAA的一 个论文中。
内IEEE容802.11，1997年，原始标准〔2Mbit/s，播在2.4GHz〕。
IEEE 802.11a，1999年，物理层补充〔54Mbit/s，播在5GHz〕。
微IEEE软80雅2.1黑1b2，41p9t99年，物理层补充〔11Mbit/s，播在2.4GHz〕。
IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接〔MAC Layer Bridging〕。 IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。 IEEE 802.11e，对效劳等级〔Quality of Service, QoS〕的支持。 IEEE 802.11f，基站的互连性〔IAPP，Inter-Access Point Protocol〕，2006年2月被IEEE批 准撤销。 IEEE 802.11g，2003年，物理层补充〔54Mbit/s，播在2.4GHz〕。 IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内〔indoor〕和室外〔outdoor〕信道〔 5GHz频段〕。 IEEE 802.11i，2004年，无线网络的平安方面的补充。 IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。 内容 微软雅黑24pt
WiFi测试方法和测试标准幻灯片 PPT
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01
Байду номын сангаас 04
Wi-Fi这个术语被普遍误以为是指无线保真〔Wireless Fidelity〕，类似历史悠久的音 频设备分类：长期高保真〔1930年开场采用〕或Hi-Fi 的〔1950年开场采用〕。即使WiFi联盟本身也经常在新闻稿和文件中使用“无线保真〞这个词，Wi-Fi还出现在ITAA的一 个论文中。
内IEEE容802.11，1997年，原始标准〔2Mbit/s，播在2.4GHz〕。
IEEE 802.11a，1999年，物理层补充〔54Mbit/s，播在5GHz〕。
微IEEE软80雅2.1黑1b2，41p9t99年，物理层补充〔11Mbit/s，播在2.4GHz〕。
IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接〔MAC Layer Bridging〕。 IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。 IEEE 802.11e，对效劳等级〔Quality of Service, QoS〕的支持。 IEEE 802.11f，基站的互连性〔IAPP，Inter-Access Point Protocol〕，2006年2月被IEEE批 准撤销。 IEEE 802.11g，2003年，物理层补充〔54Mbit/s，播在2.4GHz〕。 IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内〔indoor〕和室外〔outdoor〕信道〔 5GHz频段〕。 IEEE 802.11i，2004年，无线网络的平安方面的补充。 IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。 内容 微软雅黑24pt
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01
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提供介质访问、链路管理等 比特流传输
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
OSI参考模型
- 18 -
4.2.2 协议架构
应用层
传输层（TCP/UDP）
网络层（IP）
数据链 路层
逻辑链路控制 （LLC）子层 介质访问控制 （MAC）子层
物理层（PHY）
WiFi协议体系
软件实现 硬件实现
客户端为台式、笔记本、掌上电脑 等用户设备
- 11 -
4.2.1 网络拓扑结构——基础网（Infrastructure）
基于AP组建的基础无线网络
由AP创建，众多STA加入所组成
AP是整个网络的中心
各STA间不能直接通信，需经AP转发
服务器
AP
平板电脑
笔记本电脑
手机
PDA
用户终端
- 12 -
信道 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
中心频率（MHz） 2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472
频率范围（MHz） 2401~2423 2406~2428 2411~2433 2416~2438 2421~2443 2426~2448 2431~2453 2436~2458 2441~2463 2446~2468 2451~2473 2456~2478 2461~2483
在WiFi中，TCP/IP协议用来完成数据的装包和拆包过程， 并保证数据的正确性。
- 28 -
4.4 TCP/IP协议
TCP连接及确认传送机制
• TCP为保证数据的正确，每发出一个包，都要求接收方收到后返回
一个确认包。同时，发送端也要对所有接收到的包进行确认。
- 24 -
4.3 WiFi信道
- 25 -
4.3 WiFi信道
从图中可以看出：
每个信道带宽为22MHz，其中有效宽度是20MHz，另外
还有2MHz的强制隔离频带。
相邻的信道间有重叠，尽量不要同时使用，以免造成干扰。 3个不重叠的信道：1、6、11；2、7、12；3、8、13 1-13个信道的中心频率：2414+（n-1）*5MHz
IEEE802.11o 802.11o针对VoWLAN(Voice over WLAN)而制定，更快速的无限跨区切换，以及读 取语音比读取数据有更高的传输优先权。
IEEE802.11p 车辆环境无线接入，提供车辆之间的通信或车辆的路边接入点的通信，使用工作在 5.9GHz的授权智能交通系统。
IEEE802.11q 实现对VLAN的支持，可以使用一个AP向不同用户提供不同业务及权限。
集 中 控 制 式
- 15 -
4.2.1 网络拓扑结构——自组网（Ad-hoc）
仅由两个及以上STA组成，网络中不存在AP。 各设备自发组网，设备之间是对等的。 网络中所有的STA之间都可以直接通信，不需要转发。 Ad-hoc模式也称为对等模式，允许一组具有无线功能的计算机或移动设备
Spectrum，DSSS）。
MAC层：MAC层提供了支持无线网络操作的多种功能。通过MAC层站点
可以建立网络或接入已存在的网络，并传送数据给LLC层。
LLC层：IEEE802.11使用与IEEE802.2完全相同的LLC层和48位MAC地
址，这使得无线和有线之间的桥接非常方便。但MAC地址只对WLAN唯一
- 19 -
4.2.2 协议架构
物理层：802.11b定义了工作在2.4GHz ISM频段上数据传输率为11Mbps
的物理层，使用跳频扩频传输技术（Frequency-Hopping Spread 、
Spectrum，FHSS）和直接序列扩频传输技术（Direct Sequence Spread
第4章
WiFi技术
-1-
本章目标
了解WiFi技术标准 掌握WiFi拓扑结构 掌握WiFi协议架构 理解WiFi网络加入过程 了解WiFi-M03模块的工作模式 掌握WiFi-M03模块的配置方法和流程
-2-
4.1 WiFi技术概述 4.2 WiFi系统组成 4.3 WiFi信道 4.4 TCP/IP协议 4.5 WiFi网络安全机制 4.6 WiFi模块
IEEE802.11r 支持移动设备从基本业务区到基本业务区的快速切换，支持时延敏感服务，如VoIP 在不同接入点之间的站点漫游。
IEEE802.11s 扩展了IEEE802.11MAC来支持扩展业务区网状网络。IEEE802.11s协议使得消息在自 组织多跳网状拓扑结构网络中传递。
IEEE802.11T 评估IEEE802.11设备及网络的性能测量、性能指标及测试过程的推荐方法，大写字 母T表示推荐而不是技术标准。
果距离稍远，性能会严重降低。
- 27 -
4.4 TCP/IP协议
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/因特网互联协议)
TCP/IP协议是Internet最基本的协议，由网络层的IP协议 和传输层的TCP协议组成
TCP/IP协议是WiFi协议体系的重要组成部分
应用层：根据应用需求实现，如HTTP协议、DNS（Domain name
system，域名解析系统）协议。
- 21 -
4.3 WiFi信道
信道也称作通道、频段，是以无线信号作为传输载体的数据信
号传送通道。
无线信道不是独占的，而是所有通信中的AP公用的。 相同信道上工作的AP会降低吞吐量。 IEEE802.11n就是在IEEE802.11g的基础上，把马路的宽度增
IEEE802. 5GHz频段的频谱管理，使用动态频率选择和传输功率控制，满足欧洲对军用雷达和卫 11h 星通信的干扰最小化的要求。
-5-
4.1 WiFi技术概述
IEEE802.11i 指出了用户认证和加密协议的安全弱点，在安全和鉴权方面作了补充，采用高级加 密标准和IEEE802.1x认证。
IEEE802.11j 日本对IEEE802.11a的扩充，在4.9~5.0GHz之间增加RF信道。
- 26 -
4.3 WiFi信道
2.4GHz频段由于使用ISM频段，干扰较多。 目前很多WiFi设备开始使用5.8GHz附近（5.725~5.850GHz）
的频带，可用带宽为125MHz。
该频段共划分为5个信道，每个信道宽度为20MHz，每个信
道与相邻信道都不发生重叠，因而干扰较小。
缺点：5.8GHz频率较高，在空间传输时衰减较为严重。如
确定。
- 20 -
4.2.2 协议架构
网络层：采用IP协议，是互联网中最重要的协议，规定了在互联网
上进行通信时应遵守的准则。
传输层：采用TCP/UDP协议，TCP是面向连接的协议，可以提供IP
环境下的可靠传输；UDP是面向非连接的协议，不为IP提供可靠性 传输。对于高可靠的应用，传输层一般采用TCP协议。
-6-
4.1 WiFi技术概述
802.11的技术转变
-7-
4.2 WiFi系统组成
WiFi是用无线通信技术将计算机设备互联 WiFi局域网的本质特点：不再使用通信电缆将计算机与网络进行连接，而
是用无线的方式，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。
-8-
4.2 WiFi系统组成
网络拓扑结构 协议架构
4.2.1 网络拓扑结构——基础网（Infrastructure） WLAN网络的基本 元素——BSS (Basic Service Set)
Service Set ID(服务集 识别码)
- 13 -
4.2.1 网络拓扑结构——基础网（Infrastructure）
- 14 -
4.2.1 网络拓扑结构——基础网（Infrastructure）
IEEE802. 根据各国无线电规定做了调整，所用频率的物理层电平配置、功率电平、信号带宽可 11d 遵从当地RF规范，有利于国际漫游业务。
IEEE802. 增强了802.11的MAC层，规定所有IEEE802.11无线接口的服务质量（Quality of Service， 11e QoS）要求，能保证提供网络电话（Voice over Internet Protocol，VoIP）等业务。提供 TDMA的优先权和纠错方法，从而提高时延敏感型应用的性能。
IEEE802. 1999年推出，802.11b的后继标准，又称高速WLAN标准，工作在5GHz ISM频段，采 11a 用OFDM调制方式，速率可高达54Mbps，但与802.11b不兼容，并且成本也比较高。
IEEE802. 1999年推出，最初的WiFi标准，工作在2.4GHz ISM频段，兼容802.11。802.11b修改了 11b 802.11物理层标准，使用DSSS和CCK调制方式，速率可达11Mbps。是目前的主流标准。
之间为数据共享而迅速建立起无线连接。
PDA
笔记本电脑
用户终端
- 16 -
4.2.1 网络拓扑结构——自组网（Ad-hoc） IBSS（Independent BSS）
- 17 -
4.2.2 协议架构
与蓝牙一样，WiFi的协议体系遵循OSI参考模型：
提供应用程序间通信 处理数据格式、数据加密等
建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接 寻址和路由选择
-9-
4.2.1 网络拓扑结构
WiFi可以通过不同的网络拓扑结构进行组网，其发现和接入网络也有
自身的要求和步骤。
WiFi无线网络包括两种类型的拓扑形式：基础网（Infrastructure）和
自组网（Ad-hoc）。
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
OSI参考模型
- 18 -
4.2.2 协议架构
应用层
传输层（TCP/UDP）
网络层（IP）
数据链 路层
逻辑链路控制 （LLC）子层 介质访问控制 （MAC）子层
物理层（PHY）
WiFi协议体系
软件实现 硬件实现
客户端为台式、笔记本、掌上电脑 等用户设备
- 11 -
4.2.1 网络拓扑结构——基础网（Infrastructure）
基于AP组建的基础无线网络
由AP创建，众多STA加入所组成
AP是整个网络的中心
各STA间不能直接通信，需经AP转发
服务器
AP
平板电脑
笔记本电脑
手机
PDA
用户终端
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信道 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
中心频率（MHz） 2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472
频率范围（MHz） 2401~2423 2406~2428 2411~2433 2416~2438 2421~2443 2426~2448 2431~2453 2436~2458 2441~2463 2446~2468 2451~2473 2456~2478 2461~2483
在WiFi中，TCP/IP协议用来完成数据的装包和拆包过程， 并保证数据的正确性。
- 28 -
4.4 TCP/IP协议
TCP连接及确认传送机制
• TCP为保证数据的正确，每发出一个包，都要求接收方收到后返回
一个确认包。同时，发送端也要对所有接收到的包进行确认。
- 24 -
4.3 WiFi信道
- 25 -
4.3 WiFi信道
从图中可以看出：
每个信道带宽为22MHz，其中有效宽度是20MHz，另外
还有2MHz的强制隔离频带。
相邻的信道间有重叠，尽量不要同时使用，以免造成干扰。 3个不重叠的信道：1、6、11；2、7、12；3、8、13 1-13个信道的中心频率：2414+（n-1）*5MHz
IEEE802.11o 802.11o针对VoWLAN(Voice over WLAN)而制定，更快速的无限跨区切换，以及读 取语音比读取数据有更高的传输优先权。
IEEE802.11p 车辆环境无线接入，提供车辆之间的通信或车辆的路边接入点的通信，使用工作在 5.9GHz的授权智能交通系统。
IEEE802.11q 实现对VLAN的支持，可以使用一个AP向不同用户提供不同业务及权限。
集 中 控 制 式
- 15 -
4.2.1 网络拓扑结构——自组网（Ad-hoc）
仅由两个及以上STA组成，网络中不存在AP。 各设备自发组网，设备之间是对等的。 网络中所有的STA之间都可以直接通信，不需要转发。 Ad-hoc模式也称为对等模式，允许一组具有无线功能的计算机或移动设备
Spectrum，DSSS）。
MAC层：MAC层提供了支持无线网络操作的多种功能。通过MAC层站点
可以建立网络或接入已存在的网络，并传送数据给LLC层。
LLC层：IEEE802.11使用与IEEE802.2完全相同的LLC层和48位MAC地
址，这使得无线和有线之间的桥接非常方便。但MAC地址只对WLAN唯一
- 19 -
4.2.2 协议架构
物理层：802.11b定义了工作在2.4GHz ISM频段上数据传输率为11Mbps
的物理层，使用跳频扩频传输技术（Frequency-Hopping Spread 、
Spectrum，FHSS）和直接序列扩频传输技术（Direct Sequence Spread
第4章
WiFi技术
-1-
本章目标
了解WiFi技术标准 掌握WiFi拓扑结构 掌握WiFi协议架构 理解WiFi网络加入过程 了解WiFi-M03模块的工作模式 掌握WiFi-M03模块的配置方法和流程
-2-
4.1 WiFi技术概述 4.2 WiFi系统组成 4.3 WiFi信道 4.4 TCP/IP协议 4.5 WiFi网络安全机制 4.6 WiFi模块
IEEE802.11r 支持移动设备从基本业务区到基本业务区的快速切换，支持时延敏感服务，如VoIP 在不同接入点之间的站点漫游。
IEEE802.11s 扩展了IEEE802.11MAC来支持扩展业务区网状网络。IEEE802.11s协议使得消息在自 组织多跳网状拓扑结构网络中传递。
IEEE802.11T 评估IEEE802.11设备及网络的性能测量、性能指标及测试过程的推荐方法，大写字 母T表示推荐而不是技术标准。
果距离稍远，性能会严重降低。
- 27 -
4.4 TCP/IP协议
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/因特网互联协议)
TCP/IP协议是Internet最基本的协议，由网络层的IP协议 和传输层的TCP协议组成
TCP/IP协议是WiFi协议体系的重要组成部分
应用层：根据应用需求实现，如HTTP协议、DNS（Domain name
system，域名解析系统）协议。
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4.3 WiFi信道
信道也称作通道、频段，是以无线信号作为传输载体的数据信
号传送通道。
无线信道不是独占的，而是所有通信中的AP公用的。 相同信道上工作的AP会降低吞吐量。 IEEE802.11n就是在IEEE802.11g的基础上，把马路的宽度增
IEEE802. 5GHz频段的频谱管理，使用动态频率选择和传输功率控制，满足欧洲对军用雷达和卫 11h 星通信的干扰最小化的要求。
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4.1 WiFi技术概述
IEEE802.11i 指出了用户认证和加密协议的安全弱点，在安全和鉴权方面作了补充，采用高级加 密标准和IEEE802.1x认证。
IEEE802.11j 日本对IEEE802.11a的扩充，在4.9~5.0GHz之间增加RF信道。
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4.3 WiFi信道
2.4GHz频段由于使用ISM频段，干扰较多。 目前很多WiFi设备开始使用5.8GHz附近（5.725~5.850GHz）
的频带，可用带宽为125MHz。
该频段共划分为5个信道，每个信道宽度为20MHz，每个信
道与相邻信道都不发生重叠，因而干扰较小。
缺点：5.8GHz频率较高，在空间传输时衰减较为严重。如
确定。
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4.2.2 协议架构
网络层：采用IP协议，是互联网中最重要的协议，规定了在互联网
上进行通信时应遵守的准则。
传输层：采用TCP/UDP协议，TCP是面向连接的协议，可以提供IP
环境下的可靠传输；UDP是面向非连接的协议，不为IP提供可靠性 传输。对于高可靠的应用，传输层一般采用TCP协议。
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4.1 WiFi技术概述
802.11的技术转变
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4.2 WiFi系统组成
WiFi是用无线通信技术将计算机设备互联 WiFi局域网的本质特点：不再使用通信电缆将计算机与网络进行连接，而
是用无线的方式，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。
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4.2 WiFi系统组成
网络拓扑结构 协议架构
4.2.1 网络拓扑结构——基础网（Infrastructure） WLAN网络的基本 元素——BSS (Basic Service Set)
Service Set ID(服务集 识别码)
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4.2.1 网络拓扑结构——基础网（Infrastructure）
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4.2.1 网络拓扑结构——基础网（Infrastructure）
IEEE802. 根据各国无线电规定做了调整，所用频率的物理层电平配置、功率电平、信号带宽可 11d 遵从当地RF规范，有利于国际漫游业务。
IEEE802. 增强了802.11的MAC层，规定所有IEEE802.11无线接口的服务质量（Quality of Service， 11e QoS）要求，能保证提供网络电话（Voice over Internet Protocol，VoIP）等业务。提供 TDMA的优先权和纠错方法，从而提高时延敏感型应用的性能。
IEEE802. 1999年推出，802.11b的后继标准，又称高速WLAN标准，工作在5GHz ISM频段，采 11a 用OFDM调制方式，速率可高达54Mbps，但与802.11b不兼容，并且成本也比较高。
IEEE802. 1999年推出，最初的WiFi标准，工作在2.4GHz ISM频段，兼容802.11。802.11b修改了 11b 802.11物理层标准，使用DSSS和CCK调制方式，速率可达11Mbps。是目前的主流标准。
之间为数据共享而迅速建立起无线连接。
PDA
笔记本电脑
用户终端
- 16 -
4.2.1 网络拓扑结构——自组网（Ad-hoc） IBSS（Independent BSS）
- 17 -
4.2.2 协议架构
与蓝牙一样，WiFi的协议体系遵循OSI参考模型：
提供应用程序间通信 处理数据格式、数据加密等
建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接 寻址和路由选择
-9-
4.2.1 网络拓扑结构
WiFi可以通过不同的网络拓扑结构进行组网，其发现和接入网络也有
自身的要求和步骤。
WiFi无线网络包括两种类型的拓扑形式：基础网（Infrastructure）和
自组网（Ad-hoc）。