《wi-fi技术原理及应用-电子技术应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《wi-fi技术原理及应用-电子技术应用（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- -I 摘要 随着网络的普及，越来越多的人享受到了网络给人们生活带来的方便。但是上 网地点的固定，上网工具不方便携带等问题，使人们对无线网络更加的渴望。 而 Wi-Fi 技术的诞生，正好满足了人们的渴望，也使得 Wi-Fi 技术越来越受到 人们的关注。 所谓“Wi-Fi”其实就是 Wireless Fidelity 的缩写，意思就是无限局域 网。它遵循 IEEE 所制定的 802.11x 系列标准，所以一般所谓的 802.11x 系列 标准都属于 Wi-Fi。根据 802.11x 标准的不同，Wi-Fi 的工作频段也有 2.4G/HZ 和 5G/HZ 的差别。但是 Wi-Fi 却能够实现随时
2、随地上网需求，也能提供较高速 的宽带接入。 当然，Wi-Fi 技术也存在着诸如兼容性，安全性等方面的问题，不过它也凭借 着自身的优势，占据着主流无线传输的地位。 本文首先对Wi-Fi的技术背景和发展情况做了简单的叙述，然后着重研究了 Wi-Fi技术的原理，其中包括了Wi-Fi的性能指标，实现Wi-Fi的关键技术，Wi- Fi协议，其次讨论了Wi-Fi的网络的构成，和传输方式，最后对Wi-Fi的应用做 了一些介绍，并对Wi-Fi技术未来的发展做出了假设和展望。 关键关键词词：Wi-Fi；IEEE802.11；直序扩频技术;跳频技术 Abstract For the popularity of t
3、he network, more and more people have felt its convenience. However, the restricted area of the net and the inconvenience of the tools taking make people strongly eager for Wi-Fi. Wifis producing which satisfied peoples desire has made it more attractive. , Wifi is the abbreviation of wireless fidel
4、ity. It obeys the standard 802.11X IEEE. That is to say, standard 802.11X belongs to wifi. According to the different standard 802.11X, wifi has operation band in 2.4G/HZ and 5G/HZ. Even though there are also some problems like Compatibility and net work security of wifi, it also occupied the - -II
5、mainstream wireless transmission with its advantages. This article firstly briefly introduces the background and the development of wifi, focusing on the technology principles which include its performance index, the key technologies of its realization and the wifi protocols. Then it discusses the w
6、ifis networking and its transmission. Finally, it presents the application of wifi and make the hypothesis and the outlook of wifis development. Keywords: Wi-Fi;IEEE802.11 ;Direct-sequence Technique ;FHSS 目录 摘要 I ABSTRACTII 绪论 1 1 WI-FI 概述 2 1.1WI-FI技术背景与发展 2 1.1.1 Wi-Fi 概念 2 1.1.2 Wi-Fi 技术的背景 2 1.2
7、 WI-FI 技术的发展与特点 3 1.2.1 Wi-Fi 技术的发展 3 - -III 1.2.2 现有 Wi-Fi 技术特点 4 2 WI-FI 技术的原理 5 2.1 WI-FI技术性能指标和关键技术 5 2.1.1 Wi-Fi 的性能指标 5 2.1.2 WI-FI的关键技术 5 2.2 WI-FI的协议及 MAC 层关键技术 8 2.2.1 CSMACA 协议 8 2.2.2 BTMA 协议 8 2.2.3 MAC 层 IEEE802.11e 协议 9 2.3 WI-FI技术的结构 10 2.3.1 Wi-Fi 技术的网络结构 10 2.3.2 Wi-Fi 技术的拓扑结构 11 2.
8、4 WI-FI的传输方式 13 2.4.1 局域网 13 2.4.2 数据的传输 14 2.4.3 802.11b 传输控制 16 3 WI-FI 的应用及未来展望 18 3.1 WI-FI技术的应用模式 18 3.1.1 掌上移动终端的应用 18 3.1.2 其他方面的应用 18 3.2 WI-FI的未来 19 3.2.1 Wi-Fi 的市场前景 19 3.2.2 Wi-Fi 技术的未来发展 19 结论 21 参考文献 23 - -1 绪论 随着技术的发展，各种传输方式不断的更新，Wi-Fi 所谓一种可移动的高 速传输方式，受到了世界各国的广泛关注。 目前我们上网主要采用的是有线接入的方式，
9、正因为这样的接入方式，导 致了我们享受网络咨询的同时，受到了上网地点的限制，从而使网络咨询的快 速传达大打折扣。而 Wi-Fi 技术，就解决了这一难题。不仅如此，Wi-Fi 作为 一种更加方便的接入方式，在同样身为无线接入方式的 3G 技术，Wi-MAX 等技 术中也有着自己的优势。3G 传输速率只有 2M，而且还只限于话音跟数据业务， 而 Wi-MAX 的构建更加的复杂，Wi-Fi 与之相比，有着更快的传输速率，更丰富 的业务和更简单的构建方法，所以 Wi-Fi 必将在未来很长一段时间内占据这无 线接入方式的主流地位。 我国目前也在大力发展 Wi-Fi 技术，无线网络覆盖的热点也越来越多，相
10、 信 Wi-Fi 这个方便快捷的无线接入技术，必将有美好的前景。 - -2 1 Wi-Fi 概述 1.1Wi-FiWi-Fi 技术背景与发展技术背景与发展 1.1.1 Wi-Fi 概念 所谓“Wi-Fi”其实就是 Wireless Fidelity 的缩写，意思就是无限局域 网。由于作为 Wi-Fi 产品的标准是遵循 IEEE 所制定的 802.11x 系列标准，所 以一般所谓的 802.11x 系列标准都属于 Wi-Fi。而目前最流行的标准就是 802.11b，也就是无线的标准协议。该标准从 802.11 的 2MB 基础带宽增加到 11MB，达到局域网水平，而且 802.11g 还可以兼容
11、 802.11b，因此成为市场新 贵。 1.1.2 Wi-Fi 技术的背景 Wi-Fi 技术从提出到现在已经在电信业和 IT 业引起了广泛的关注和应用。 英特尔花费了近 20 亿美元开发、推广自带无线网络模块的迅弛笔记本处理器, 由此可见 Wi-Fi 将在近几年内得到极大的发展,而且还预示着这是一个不可逆转 的方向。 目前,许多的固定、移动电话运营商都已杀入这块市场。国际上已经有许多 的移动运营商们争先恐后地向用户提供付费 Wi-Fi 服务。斯普林特(Sprint)已向 从事 Wi-Fi 技术的公司 BoingoWireless 进行投资,并宣布将与 Wyndham International
12、 酒店合作,部署 Wi-Fi 热点。凌志达通讯有限公司(Nextel Communications Inc)正与摩托罗拉公司(Motorola Inc)合作开发 Wi-Fi 手机,并向 一家为企业部署用于 Wi-Fi 和手机移动通信网络的公司 Radio Frame Networks Inc 提供支持。 2003 年 3 月 17 日,美国最大的移动运营商 Verizon 无线宣布将在机场、酒 店等室内热点地区提供 Wi-Fi 无线接入服务。同时 AT9,18,36,48,54 6,12,24，9,18, 36,48,54 覆盖范围150-30050-15030 现在无线网通信协议主要采用的标
13、准是 IEEE802.11b、IEEE802.11a 和 IEEE802.11g。表 2-1 是它们三者的比较 在无线局域网市场中,802.11a 产品在国外使用广泛,在国内 802.11b 是无 线局域网的主流标准,802.11g 由于速率高及与 802.11a 和 802.1lb 的兼容性受 到 了青睐。从发展来看,今后应采用双频三模(802.11abg)的产品。双频三模 无线产品不但可工作在与 802.1la 相同的 5GHz 频段,还可与工作在 2.4GHz 的 802.11b 和 802.1g 产品全面兼容,支持整个 802.11a,b,g 标准、完整互通性单 - -6 一平台,实现
14、无线标准的互联与兼容。 2.1.2 Wi-Fi 的关键技术 正如传闻所言，Wi-Fi 所遵循的 802.11 标准是以前军方所使用的无线电通 信技术。而且，至今还是美军军方通信器材对抗电子干扰的重要通信技术。因 为，Wi-Fi 中所采用的 SS（SpreadSpectrum，展频）技术具有非常优良的抗干 扰能力，并且当需要反跟踪、反窃听是同时具有很出色的效果，所以不需要担 心 Wi-Fi 技术不能提供稳定的网络服务。而常用的展频技术有如下 4 种：DD-SS 直序展频，FH-SS 调频展频，TH-SS 跳时展频，C-SS 连续波调频。在上面常用 的技术中，前两种展频技术很常见，也就是 DS-S
15、S 和 FH-SS。后两种则是根据 前面的技术加以变化，也就是 TH-SS 和 C-SS 通常不会单独使用，而且整合到其 他的展频技术上，组成信号更隐密、功率更低、传输更为精确的混合展频技术。 综合来看展频技术有以下方面的优势：反窃听，抗干扰，有限度的保密3。 （1）直序扩频技术 频率频率频率 还原后的信号能 量 能 量 能 量 图 2-1 DSSS 的展频过程 直序扩频技术，是指把原来功率较高，而且带宽较窄的原始功率频谱分散 在很宽广的带宽上，使得在整个发射信号利用很少的能量即可传送出去。 在传输过程中把单一个 0 或 1 的二进制数据使用多个 chips（片段）进行 传输，然后再接收方进行
16、统计 chips 的数量来增加抵抗噪声干扰。例如要传送 一个 1 的二进制数据到远程，那么 DS-SS 会把这个 1 扩展成三个 1，也就是 111 进行传送。那么即使是在传送中因为干扰，使得原来的三个 1 成为 展开后的信号原始信号 - -7 011、101、110、111 信号，但还是能统计 1 出现的次数来确认该数据为 1.通过 这种发送多个相同的 chips 的方式，就比较容易减少噪声对数据的干扰，提高 接收方所得到数据的正确性。另外，由于所发送的展频信号会大幅降低传送时 的能量，所以在军事用途上会利用该技术把信号隐藏在 BackGroundNoise(背景 噪音)中，渐少敌人监听到我方通信的信号以及频道。这就是展频技术所隐藏信 号的反监听功能了。 （2）跳频技术 跳频技术（Frequency-Hopping Spread Spectrum，FH-SS）技术，是指把 整个带宽分割成不少于 75 个频道，每个不同的频道都可以单独的传送数据。当 传送数据时，根据收发双方预定的协议，在一个频道传送一定时间后，就同步 “跳”到另一个频道上继续通信。 FHSS 系统通
