无线网络技术原理、应用和实践：（一）无线标准

电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）：是世界上最大的非营利性专业技术学会，IEEE致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的开发和研究。

IEEE802.11
1）IEEE802.11
全称：Theoriginal 1 Mbit/s and 2 Mbit/s，2.4GHz RF and IR standard。
中文名称：最初的1Mbit/s和2Mbit/s速率（的技术标准），应用在2.4GHz的无线频段和红外频段。
它是IEEE针对WLAN的第一个物理层和MAC层的信息接入/传送技术标准，它工作在2.4GHz频段，在物理层同时支持慢速跳频和直序扩频技术，在MAC层采用DCF竞争机制，整体速率只达到1～2Mbit/s。
2）IEEE802.11a
全称：54Mbit/s，5GHz standard。
中文名称：工作频段为5GHz，整体速率达到54Mbit/s（的技术标准）。
802.11a是工作在5GHz频段的、WLAN的物理层和MAC层信息接入/传送的技术标准，它在物理层采用了OFDM技术，使得最高数据速率达到54Mbit/s。
3）IEEE802.11b
全称：Enhancements to 802.11 to support 5.5 and 11 Mbit/s。
中文名称：支持5.5Mbit/s和11Mbit/s速率的802.11增强（的技术标准）。
802.11b是工作在2.4GHz频段的、物理层和MAC层的WLAN信息收/发的技术标准，它在802.11技术标准的基础上，对802.11的直序扩频技术进行了扩充，提出了高速直序扩频技术规范，使最高速率达到11Mbit/s。
4）IEEE802.11g
全称：54 Mbit/s，2.4GHz standard（backwards compatible with b）。
中文名称：工作频段为2.4GHz，整体速率达到54Mbit/s的技术标准（后向兼容802.11b）。
802.11g是工作在2.4GHz频段的、物理层和MAC层的WLAN信息收/发的技术标准。它在物理层采用和802.11a类似的OFDM技术，使得整体的数据速率达到54Mbit/s；同时，在物理帧头设计和调制编码设计方面依然保持了对802.11b的向下兼容，即在同一网络中，可以有802.11g和802.11b的站点同时在同一个802.11g网络中相互通信。
5）IEEE802.11n
全称：Higher throughput improvements using MIMO。
中文名称：通过使用MIMO技术，达到更高吞吐量（的技术标准）。
802.11n是可工作在2.4GHz和5GHz两个频段的，物理层和MAC层的WLAN信息收/发的技术标准。它在802.11g和802.11a的OFDM的技术基础上，在2.4GHz和5GHz两个频段的物理层均引入多天线的多进多出（MIMO）技术，并将OFDM和MIMO技术相结合，同时在MAC层引入帧聚合技术，使得整体的数据速率提高到600Mbit/s。而且，在它的物理帧头设计中，依然保持了对802.11b、802.11a、802.11g的向下兼容，使到这3种不同的站点都可以同时在同一个802.11n的网络中相互通信。
6）IEEE802.11ac
全称：Enhancements for Very High Throughput for Operationin Bands below 6GHz。
中文名称：工作在低于6GHz频段，提供非常高吞吐量增强处理（的技术标准）。
802.11ac是工作在5GHz频段的、物理层和MAC层的WLAN信息收/发的技术标准。802.11ac在802.11n的MIMO+OFDM的技术基础上，将带宽从20MHz/40MHz提高到80MHz/160MHz，并采用比802.11n更强的OFDM技术（子载波数可达234个）、更高阶的调制编码（256QAM）、更多的空间流技术（最多可同时支持8个空间流）以及更强的MAC帧聚合技术，使整体的数据速率大幅提高，最高可达3.47Gbit/s。

载波：无线通信的基础是载波，载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。将数据信号加载到载波信号，接收方按照载波的频率来接收数据信号（调制与解调）。

调制与解调：
1）调制：将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号，分为：调幅、调频和调相。
※调幅：调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。
※调频：调频是使载波频率按照调制信号改变的调制方式。
※调相：载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化的调制方式，称为相位调制，或称调相。即载波的初始相位随着基带数字信号而变化，例如数字信号1对应相位180°，数字信号0对应相位0°。
2）解调：在接收端将收到的数字频带信号还原成数字基带信号。

直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS）：
DSSS是高安全性、高抗扰性的一种无线序列型号传输方式。DSSS通过利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而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成原来的信号。
跳频扩频（Frequency-Hopping Spread Spectrum，FHSS）：
跳频扩频就是用扩频的码序列去进行移频键控(FSK)调制，使载波的频率不断地跳变。跳频系统的跳变频率有多个，多达几十个甚至上千个。传送的信息与这些扩频码的组合进行选择控制，在传送中不断跳变。在接收端，由于有与发送端完全相同的本地发生器发生完全相同的扩频码进行解扩，然后通过解调才能正确地恢复原有的信息。
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）：OFDM是一种基于正交多载波的频分复用技术，它是802.11a/g/n/ac/ax中都采取的调制技术，它将高速串行数据流经串/并转换后，分割成大量的低速数据流，每路数据采用独立载波调制并叠加发送，接收端依据正交载波特性分离多路信号。
※正交频分复用OFDM与频分复用FDM的区别：频分复用FDM需要在载波间保留一定的保护间隔，结合滤波来减少不同载波间频谱的重叠，从而避免各载波间的相互干扰；而OFDM的不同载波间的频谱是重叠在一起的，各子载波间通过正交特性来避免干扰，有效地减少了载波间的保护间隔，提高了频谱利用率。
多进多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）：
MIMO是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而提高信道容量或改善通信质量。MIMO利用了多径传播(Multipath Propagation)，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量和信息的传送速率。
※使用单进单出（SISO）的系统一次只能发送或接受一个空间流。
※MIMO技术的分类：
①空间复用：把空间的分割来区别同一个用户的不同数据。
②空间分集：把空间的分割来区别同一个用户的相同数据。
多用户-多进多出（Multi-User Multiple-Input Multiple-Output，MU-MIMO）:是802.11ac Wave 2（即802.11ac 2.0标准）的最重要特性之一，彻底改变Wi-Fi网络的运行方式，显著提高网络总吞吐量和总容量，将上网速度提升三倍。802.11ac Wave 2另外两个特性是数据传输通道最高可扩张至160MHz提供第四空间流，可真正实现网络资源的充分利用和性能提升。
SU-MIMO路由器信号一般是一个圆环，以路由器为圆心，向外发射信号，根据远近等关系（不是绝对意义上的远近，更多的是信号质量等方面），依次单独与上网设备进行通讯。当接入的设备过多时，就会出现设备等待通讯的情况，网络卡顿的情况就由此产生。
MU-MIMO路由的信号在时域、频域、空域三个维度上分成多个部分，就像是同时发出多个不同的信号。支持MU-MIMO的路由器能够同时与多部设备协同工作。尤其值得一提的是，由于多个信号互不干扰，资源得到最大化的利用。
SU-MIMO和MU-MIMO是可以混合在一起的使用的，路由器可以在传输过程中根据接入终端的硬件条件随时进行SU-MIMO和MU-MIMO状态的切换。