WIFI无线网络技术详细分析

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WIFI无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网技术，以前通过网线连接电脑，而无线保真则是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用无线保真连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为热点。

无线网络是一种能够将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance）所持有。目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网络产品之间的互通性。有人把使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为无线保真。甚至把无线保真等同于无线网际网路（Wi-Fi是WLAN的重要组成）

主要功能

WIFIWIFI无线网络上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持无线保真上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，就如在开头为大家介绍的一样，使用无线路由器供支持其技术的相关电脑，手机，平板等接收。手机如果有无线保真功能的话，在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网，省掉了流量费。

无线网络无线上网在大城市比较常用，虽然由无线保真技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到54Mbps，符合个人和社会信息化的需求。无线保真最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，并且由于发射信号功率低于100mw，低于手机发射功率，所以无线保真上网相对也是最安全健康的。

但是无线保真信号也是由有线网提供的，比如家里的ADSL，小区宽带等，只要接一个无线路由器，就可以把有线信号转换成无线保真信号。国外很多发达国家城市里到处覆盖着由政府或大公司提供的无线保真信号供居民使用，我国也有许多地方实施”无线城市“工程使这项技术得到推广。在4G牌照没有发放的试点城市，许多地方使用4G转无线保真让市民试用。

应用范围

网络媒体

由于无线网络的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的，因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的，费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。用户可以在无线保真覆盖区域内快速浏览网页，随时随地接听拨打电话。而其它一些基于WLAN的宽带数据应用，如流媒体、网络游戏等功能更是值得用户期待。有了无线保真功能我们打长途电话（包括国际长途）、浏览网页、收发电子邮件、音乐下载、数码照片传递等，再无需担心速度慢和花费高的问题。无线保真无线保真技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。

掌上设备

无线网络在掌上设备上应用越来越广泛，而智能手机就是其中一份子。与早前应用于手机上的蓝牙技术不同，无线保真具有更大的覆盖范围和更高的传输速率，因此无线保真手机成为了2010年移动通信业界的时尚潮流。

日常休闲

WIFIWIFI2010年无线网络的覆盖范围在国内越来越广泛，高级宾馆、豪华住宅区、飞机场以及咖啡厅之类的区域都有无线保真接口。当我们去旅游、办公时，就可以在这些场所使用我们的掌上设备尽情网上冲浪了。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线保真的笔记本电脑或PDA或手机或psp或ipodtouch等拿到该区域内，即可高速接入因特网。

在家也可以买无线路由器设置局域网然后就可以痛痛快快的无线上网了。

无线网络和3G技术的区别就是3G在高速移动时传输质量较好，但静态的时候用无线保真上网足够了。

无线网络的规模商业化应用，在世界范围内罕见成功先例。问题集中在两个方面：一是大型运营商对这一模式的不认可;二是本身缺乏有效的商业模式。但基于无线网络技术的无线局域网已经日趋普及，这意味将来可以十分方便的应用。一旦存在无线保真网络的公众场合，解决了运营商的互联互通、高收费、漫游性的问题，无线保真必将从一个成功的技术转化为成功的商业。

客运列车

2014年11月28日14时20分，中国首列开通WiFi服务的客运列车——广州至香港九龙T809次直通车从广州东站出发，标志中国铁路开始WiFi（无线网络）时代。

列车WiFi开通后，不仅可观看车厢内部局域网的高清影院、玩社区游戏，还能直达外网，刷微博、发邮件，以10-50兆的带宽速度与世界联通。［1］

产生由来

WIFI

无线网络是IEEE定义的无线网技术，在1999年IEEE官方定义802.11标准的时候，IEEE选择并认定了CSIRO发明的无线网技术是世界上最好的无线网技术，因此CSIRO的无线网技术标准，就成为了2010年无线保真的核心技术标准。

无线网络技术由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利。（US Patent Number 5，487，069）

发明人是悉尼大学工程系毕业生Dr John O‘Sullivan领导的一群由悉尼大学工程系毕业生组成的研究小组 。

IEEE曾请求澳洲政府放弃其无线网络专利，让世界免费使用无线保真技术，但遭到拒绝。

澳洲政府随后在美国通过官司胜诉或庭外和解，收取了世界上几乎所有电器电信公司（包括苹果，英特尔，联想，戴尔，AT&T，索尼，东芝，微软，宏碁，华硕，等等）的专利使用费。2010年我们每购买一台含有无线保真技术的电子设备的时候，我们所付的价钱就包含了交给澳洲政府的无线保真专利使用费。

2010年全球每天估计会有30亿台电子设备使用无线网络技术，而到2013年底CSIRO的无线网专利过期之后，这个数字预计会增加到50亿。

无线网络被澳洲媒体誉为澳洲有史以来最重要的科技发明，其发明人John O’Sullivan被澳洲媒体称为”Wi-Fi之父“并获得了澳洲的国家最高科学奖和全世界的众多赞誉，其中包括欧盟机构，欧洲专利局，European Patent Office （EPO）颁发的European Inventor Award 2012，即2012年欧洲发明者大奖。

组成结构

WIFIWIFI一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称，一般翻译为“无线访问接入点”，或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用，无线保真更显优势，有线宽带网络（ADSL、小区LAN等）到户后，连接到一个AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。

硬件设备

随着无线网络的不断兴起和发展，2010年无线网络模块的应用领域相当广泛！

但是无线保真模块毕竟是一高频性质的产品，它不象普通的消费类电子产品，生产设计的时候会有一些莫名其妙的现象和问题，让一些没有高频设计经验的工程师费劲心思，有相关经验的从业人员，往往也是需要借助昂贵的设备来协助分析。

对于无线网络部分的处理，有直接把无线保真部分Layout到PCB主板上去的设计，这种设计，需要勇气和技术，因为本身模块的价格不高，主板对应的产品价格不菲，当有无线保真部分产生的问题，调试更换比较麻烦，直接报废可惜;所以很多设计都愿意采用模块化的无线保真部分，这样可以直接让Wi-Fi部分模块化，处理起来方便，而且模块可以直接拆卸，对于产品的设计风险和具体的耗损也有很大帮助。

具体的硬件设计应该和相关无线保真模块咨询时，要考虑清楚以下方面：

通信接口方面：2010年基本是采用USB接口形式，PCIE和SDIO的也有少部分，PCIE的市场份额应该不大，多合一的价格昂贵，而且实用性不强，集成的很多功能都不会使用，其实也是一种浪费。

供电方面：多数是用5V直接供电，有的也会利用主板设计中的电源共享，直接采用3.3V供电。

天线的处理形式：可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线;也可以通过I-PEX接头，连接天线延长线，然后让天线外置。

规格尺寸方面：这个可以根据具体的设计要求，最小的有nano型号（可以直接做nano无线网卡）;有可以做到迷你型的12*12左右（通常是外置天线方式采用）;通常是25*12左右的设计多点（基本是板载天线和陶瓷天线多，也有外置天线接头）。

跟主板连接的形式：可以直接SMT，也可以通过2.54的排针来做插件连接（这种组装/维修方便）。

软件的调试要结合具体的方案主控，毕竟无线保真部分仅仅是一个无线的收发而已。很多用户在咨询的时候，很容易混淆！可以说，2013年无线保真模块应用最火爆的领域就是MID市场，同时传统的一些网络领域应用市场也有渗透，比如一些工业控制领域/网络播放领域/甚至一些遥控领域也有在考虑的，基本上是能用到网络的部分都希望尝试无线化！

网络协议

一个无线保真联接点网络成员和结构站点（Station） ，网络最基本的组成部分。

基本服务单元（Basic Service Set，BSS）是网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态地联结（Associate）到基本服务单元中。

分配系统（Distribution System，DS）。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介（Medium） 逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介，例如同一个无线频段。

接入点（Access Point，AP）。接入点既有普通站点的身份，又有接入到分配系统的功能。

扩展服务单元（Extended Service Set，ESS）。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上，并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。

关口（Portal） ，也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。

这儿有3种媒介，站点使用的无线的媒介，分配系统使用的媒介，以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。

IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址（Addressing）。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。

IEEE802.11没有具体定义分配系统，只是定义了分配系统应该提供的服务（Service）。整个无线局域网定义了9种服务，

5种服务属于分配系统的任务，分别为，联接（Association），结束联接（Disassociation），分配（Distribution），集成（Integration），再联接（Reassociation）。

4种服务属于站点的任务，分别为，鉴权（Authentication），结束鉴权（Deauthentication），隐私（Privacy）， MAC数据传输（MSDU delivery）。

主要区别

WIFI无线保真解禁问题再引关注

无线保真与蓝牙技术一样，同属于短距离无线技术，是一种网络传输标准。在日常生活中，它早已得到普遍应用，并给人们带来极大的方便：白领们在星巴克中浏览网页、记者在会议现场发回稿件、普通人在自己家中随心所欲的选择用手机或者多台笔记本电脑无线上网，这些都离不开无线保真。

但一直以来，由于工信部明令禁止支持无线保真功能的手机在国内获得入网许可，洋品牌手机要想进入中国大陆市场必须摘除无线保真模块或屏蔽该功能，成为被很多人戏称的“阉割版”手机。

“如果进入中国市场的是‘阉割版’iPhone，那发布之日就是我去买水货之时。”很多一直以来对无线保真功能被禁不满的iPhone拥趸们都不约而同的表达了类似观点。

想了解无线保真国内被禁的重要原因，就不得不提到另一个标准———WAPI的存在。2003年出台的WAPI标准（全名为无线局域网鉴别与保密基础结构），作为中国自主研发、拥有自主知识产权的无线局域网安全技术标准，与无线保真是两个不同协议，最大的区别是安全加密的技术不同。出于对互联网安全的考虑，中国一直强烈建议推荐WAPI作为一个独立的国际标准。国内手机的无线保真功能之所以被取消，也正因为Wi-Fi协议并非中国大陆官方所认可。

是WAPI胜利还是无线保真变相解禁

中国本打算于2004年6月1日起强制实施WAPI标准，但遭到了英特尔等美国公司乃至美国政府的抵制，直至2009年6月WAPI首次获美、英、法等10余个国家成员的一致同意，将以独立文本形式推进为国际标准。

很多业内人士对2010年前的WAPI和无线保真之争还记忆犹新。

2003年底，国家质检总局和国家标准化管理委员会发布公告，称自2004年6月1日起将开始强制实施WAPI标准。此举随即遭到了英特尔等美国公司乃至美国政府的抵制，并威胁将停止在中国开展无线业务，声称与WAPI 标准相比，西方公司更愿意采用它们自己的标准。2004年4月22日，中美两国经过谈判，当时的中国国务院副总理吴仪表示，中国同意美方提出的要求，将不强制实施WAPI标准。7月，中国向国际标准组织正式提交了WAPI提案，但之后中国的WAPI标准遇到了前所未有的阻击，WAPI标准成为国际标准一事被迫搁浅。

谁曾想，这一等就是5年，直至2009年6月，事情才又有了重大转机。中国WAPI产业联盟公开确认，在2010年的国际标准组织ISO/IECJTC1/SC6会议上，WAPI首次获美、英、法等10余个国家成员的一致同意，将以独立文本形式推进为国际标准。有专家将此事件视为 “美方第一次开始履行’推进WAPI成为国际标准’承诺的标志性事件”。

按照2010年工信部的最新政策，凡是加装WAPI功能的手机可入网检测并获进网许可证，原则是这类手机在有WAPI网络时可以使用WAPI接入，而搜索不到WAPI时，则可通过无线保真进行无线网络接入，但纯无线保真手机仍不能上市。

操作方法

WIFI与非无线保真网络的协作

如果你是T-Mobile Wi-Fi用户，但你现在处于另一个运营商提供的热点范围内，那你是不能使用Wi-Fi的。在未来，你的Wi-Fi设备能够查询到“外网（其它运营商的无线网络）”服务，并可以安全地接入，你的用户身份将和你一起漫游，使你能够使用各种不同的Wi-Fi服务。

802.11u标准出台后用户将会更灵活地使用无线网络，未来的 Wi-Fi为了会对外广告它们的服务，只要你服从它的条款就可以链接到它们，根据你的身份，你可以访问其它网络中所有或部分服务的子集，在紧急情况下，你可以获得最基本的连接和功能，802.11u标准计划在2010年6月最后审批。

自我管理的客户端

无线保真设备厂家已经想了许多办法使它们的设备与无线访问点更智能地结合工作，无线访问点自身的管理已经相当成熟，但无线客户端的管理还是空白。

如果你在访问点和客户端同时采用新的无线保真管理协议，它们之间的协作会更有趣。

想象一下你的上网本无线保真适配器，或Wi-Fi VoIP电话在未发送和接收无线信号，或仅共享位置数据时，可以节省电力，访问点可以将Wi-Fi语音会议重定向到一个更理想的相邻访问点上，或者重定向到一个负载较低的访问点上。Wi-Fi网络可以定位一个客户端的位置，例如，在建筑物外，或在大街上，可以基于这些数据授予客户端连接操作。

802.11v标准可能会在2010年7月底完成，在Wi-Fi管理方面将会有许多增强特性，它将为统计收集增加一个计数器阵列，增加电源管理，提高电池寿命，并改善位置数据支持。

Wi-Fi联盟的Wi-Fi多媒体接纳控制规范也正在处理客户端协调问题，该规范正在开发中，它可以让无线网络协商和管理流媒体会话，因此高清晰视频不会切断相同访问点上的Wi-Fi语音会话，Wi-Fi联盟正在考虑具体的Wi-Fi为了管理规范，主要是借用几个相关的IEEE标准，然后再增加额外的无线管理功能。

改善移动性

在以前的标准中缺乏RF管理，因为访问点和客户端之间，以及与相邻无线设备之间通常彼此不了解，它们只了解自己的无线电波频率，这种局限性使得想管理RF也很困难。

例如，当一个Wi-Fi手机进入某个访问点范围时，它会触发一个盲目的寻找过程，如果客户端可以询问它的访问点“你的邻居是谁，哪一个是最佳连接访问点？”，这样设备和网络就可以更好地协作，与此同时，Wi-Fi访问点可以“看”到客户端的RF环境，确定弱信号或不足的覆盖面，然后采取措施优化连接。

2011年发布的IEEE802.11k无线资源管理标准解决了这个问题，通过智能RF（射频）管理改善移动性，但Wi-Fi设备厂家已经实施了一系列的专有功能以应对这一挑战，Aruba 自适应无线管理技术的2.0版本就是一个例子。

同时，Wi-Fi联盟使用11k的某些特性构思它的语音企业认证，目标是优化大规模的，企业级Wi-Fi语音环境通话质量。

个人区域

无线保真是一个端到端的连接，未来的无线保真网络，你的设备无论在哪里都可以直接连接到其它客户端设备，例如搭载低功耗芯片的Ozmo设备让外围设备可以通过Wi-Fi直接连接到你的笔记本电脑。

Wi-Fi联盟最新公布的Wi-Fi Direct（WFD）项目，将让你笔记本电脑上的无线保真卡绕过访问点，直接连接到无线打印机，数码相机，投影仪，传感器或等离子屏幕。作为一个行业规范，WFD将在固件中引入新的协议实现，这样就不需要对硬件做改动了。

同时，无线保真访问点通过802.11z标准（定于2010年7月完成）也可以变成点到点连接引擎，它将为直接连接配置提供扩展，客户端设备从一个访问点请求许可直接连接到另一个附近的客户端设备，但数据不通过访问点，客户端仍然与访问点连接，由访问点提供全套安全和管理服务。

加速方法

大多数情况下通过设置固定协议加速无线保真速度。

第一步，先把手机里的连接过的无线保真去掉，也就是选择不保存！（版本的不同显示的也不同。）

第二步，在浏览器中输入192.168.1.1或者192.168.0.1（本地）进入路由器的控制面板，选择设置向导。

第三步，把模式修改成11g Only，一般默认的是11bgn Mixed。

第四步，重启路由器，然后手机重新连接无线保真。

（注：上述方式仅为兼容无线保真终端，对提速无用，且为N年前的做法，现在的设备均可自动适配，无需进行该设置。）

无线保真共享方法

在没有无线保真设备的情况，iPhone，Pad无法使用无线保真是一件非常郁闷的事，但是可以利用Win7系统自带的dos命令把笔记本变身为一台无线AP发射器。以提供给iPhone和Pad等设备上网。

打开Win7开始菜单，找到命令提示符选项，以管理员身份运行。

在命令行上输入 netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=scc_wan key=1*197k51*，该字符串命令是将win7系统自带的虚拟无线网卡功能启动起来，其中“scc_wan”是SSID ， “1*197k51*”是无线访问密码，mode参数是用于指定是否启动系统自带虚拟无线网卡，如果该参数设置成allow表示允许启动该虚拟无线网卡，disallow表示禁用。

返回到控制面板，双击”网络和共享中心“图标，单击更改适配器设置按钮，会发现多出一个“Microsoft Virtual Wi-Fi Adapter”图标，表示虚拟无线AP设备已经启动成功。

共享Internet网络，在网络邻居属性里面右击本地能够上网的适配器属性，在弹出目标网络连接的属性对话框，点选”共享“选项卡，选中对应的设置页面中的”允许其他用户通过此计算机的internet连接来连接“等选项，同时在列表中选择之前配置好的无线网络，再按确定按钮。

5.重新回来命令提示符下输入 netsh wlan start hostednetwork，启动虚拟无线服务，即可。

iPhone和Pad等设备就可以通过此虚拟无线网络来上网了。

特点简介

WIFIWIFI无线风行，Wi-Fi也成了“巨星”。Wi-Fi可谓是“金盔铁甲”，从八个方面全面包装自己。下文分别从带宽，信号，功耗，安全，融网，个人服务，移动特性，客户端全方位为您剖析Wi-Fi的独到之处。

更宽的带宽

虽然IEEE启动了两个项目打算将802.11标准数据速率提高到千兆或几千兆，但至今也还没有形成初稿。

更实际一点的是802.11n标准将数据速率提高了一个等级，可以适应不同的功能和设备，所有11n无线收发装置支持两个空间数据流，发送和接收数据可以使用两个或三个天线组合，苹果最新的Wi-Fi iPod Touch就含有一颗博通（Broadcom）的无线芯片，支持11n标准。

很快将会有芯片支持三、四个数据流，数据速率可以分别达到450Mbps和600Mbps。2009年初，Quantenna通信表示它已经研制成功4x4芯片，可以承载高清数字电视信号流。

无线保真设备供应商Ruckus无线的共同创始人及CTO William Kish说：“虽然不会有很多客户端设备支持4个空间流，只要正确设计访问点，将可以利用600Mbps物理层数据速率，实现高速无线骨干网。”

你可以通过802.11s标准将这些高端节点连接起来，形成类似互联网的具有冗余能力的Wi-Fi网络。

更强的射频信号

11n中更多可选的性能特性将会出现在无线芯片中，无线客户端和无线访问点利用这些芯片可以使射频（RF）信号更具弹性，稳定和可靠，换句话说更象一个电线。

无线芯片制造商Atheros公司的CTO William McFarland说：“新的11n物理层技术将使Wi-Fi功能更强大，在给定范围内数据传输速率更高，传输距离更长”。

这些性能特性包括：低密度奇偶校验码，提高纠错能力;发射波束形成，它使用来自Wi-Fi客户端的反馈，让一个访问点集中处理客户端的射频信号;空间时分组编码（STBC），它利用多重天线提高信号可靠性。

McFarland说：“如今你带着一个有Wi-Fi功能的笔记本绕建筑物一周，你会发现数据速率下降或消失，但使用STBC后，连接将会继续工作”。

Wi-Fi功耗更低

802.11n在功耗和管理方面进行了重大创新，不仅能够延长Wi-Fi智能手机的电池寿命，还可以嵌入到其它设备中，如医疗监控设备，楼宇控制系统，实时定位跟踪标签和消费电子产品。可以不断地监测和收集数据，可基于用户的身份和位置进行个性化。

网络世界（Network World）博主Craig Mathias 写道“其它现代射频技术不能做到的，现在Wi-Fi都能做到了”。

Atheros的McFarland说：“随着企业无线局域网的建设，这些基础设施已经到位，现在只需要添加低功耗传感器就可以了”。

嵌入式Wi-Fi无线数据通信厂商首脑会议宣布的802.11a无线通信以各种插件形式提供，让设备使用不拥挤的5GHz波段，Gainspan提供的11b/g无线设备带有一个IP软件堆栈，电力消耗非常低，一块标准电池可以运行几年，Redpine Signals提供了一个单流嵌入到11n无线通信中。

改进的安全性

互联网最具破坏性的影响是通过盗窃身份证明，拒绝服务攻击，侵犯隐私，刺探以及缺乏相应的信任手段对用户造成的伤害，移动网络使这一情况变得更糟，如果用户信任当前打开的Wi-Fi连接，有可能使他们遭受毁灭性的风险。

IEEE已经批准了802.11w标准，它保护无线管理帧，使无线链路更好地工作，Networks公司首席分析师Matthew Gast说：“Wi-Fi客户端现在可以接收和采用‘落地网络’信息，在此之前这个信息可能是由攻破访问点的黑客利用MAC地址伪造的，11w标准切断了这种攻击”。

Aruba Network公司战略营销主管Michael Tennefoss说：“Wi-Fi将会使用基于身份的安全，在Wi-Fi网络中，安全策略与用户关联，而不是与端口关联的，这样的好处是用户可以在家，办公场所，酒店，分支机构和

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