IEEE 802.11

历史

自第二次世界大战，无线通讯因在军事上应用的成果而受到重视，无线通讯一直发展，但缺乏广泛的通讯标准。于是，IEEE在1997年为无线局域网制定了第一个版本标准──IEEE 802.11。其中定义了媒体访问控制层（MAC层）和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种扩频作调制方式和一种红外线传输的方式，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备可以自行构建临时网络，也可以在基站（Base Station, BS）或者接入点（Access Point，AP）的协调下通信。为了在不同的通讯环境下获取良好的通讯质量，采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）硬件沟通方式。
1999年加上了两个补充版本：802.11a定义了一个在5GHz ISM频段上的数据传输速率可达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。
2.4GHz的ISM频段为世界上绝大多数国家通用，因此802.11b得到了最为广泛的应用。苹果公司把自己开发的802.11标准起名叫AirPort。1999年工业界成立了Wi-Fi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。

IEEE 802.11a

IEEE 802.11a是802.11原始标准的一个修订标准，于1999年获得批准。802.11a标准采用了与原始标准相同的核心协议，工作频率为5GHz，使用52个正交频分多路复用副载波，最大原始数据传输率为54Mb/s，这达到了现实网络中等吞吐量（20Mb/s）的要求。
由于2.4G频段日益拥挤，使用5G频段是802.11a的一个重要的改进。但是，也带来了问题。传输距离上不及802.11b/g；理论上5G信号也更容易被墙阻挡吸收，所以802.11a的覆盖不及801.11b。802.11a同样会被干扰，但由于附近干扰信号不多，所以802.11a通常吞吐量比较好。

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多种传输速度。在2.4-GHz的ISM频段共有11个频宽为22MHz的频道可供使用，它是11个相互重叠的频段。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g。

IEEE 802.11g

IEEE 802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），共14个频段，最大传送速度为54Mbit/s。802.11g的设备向下与802.11b兼容。

IEEE 802.11i

IEEE 802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能（WEP，Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，于2004年7月完成。其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol）。
无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当的时间，而各大厂通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi厂商采用802.11i的草案3为蓝图设计了一系列通信设备，随后称之为支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的，这个协议包含了向前兼容RC4的加密协议TKIP（Temporal Key Integrity Protocol），它沿用了WEP所使用的硬件并修正了一些缺失，但可惜仍然不是毫无安全弱点的；之后称将支持802.11i最终版协议的通信设备称为支持WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的。

IEEE 802.11k

IEEE 802.11k阐述了无线局域网中频谱测量所能提供的服务，并以协议方式规定了测量的类型及接收发送的格式。此协议制定了几种有测量价值的频谱资源信息，并创建了一种请求／报告机制，使测量的需求和结果在不同终端之间进行通信。协议制定小组的工作目标是要使终端设备能够通过对测量信息的量读做出相应的传输调整，为此，协议制定小组定义了测量类型。
这些测量报告使在IEEE 802.11规范下的无线网络终端可以收集临近AP的信息（信标报告）和临近终端链路性质信息（帧报告，隐藏终端报告和终端统计报告）。测量终端还可以提供信道干扰水平（噪声柱状报告）和信道使用情况（信道负荷报告和介质感知柱状图）。

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n（又被称为Wi-Fi 4），于2009年9月正式批准。该标准增加了对MIMO的支持，最大传输速度为450Mbit/s。同时，通过使用Alamouti提出的空时分组码，该标准扩大了数据传输范围。

IEEE 802.11ac

IEEE 802.11ac又被称为Wi-Fi 5，802.11ac Wave1支持的最大速率为866MBit/s，802.11ac Wave2支持的最大速率为1.73GBit/s。

IEEE 802.11ad

无线千兆联盟（Wireless Gigabit Alliance，WiGig），工业组织，致力于推动在无执照的60 GHz频带上，进行数千兆比特（multi-gigabit）速度的无线设备数据传输技术。此联盟于2009年5月7日宣布成立，于2009年12月推出第一版1.0 WiGig技术规格（802.11ad）。随后该标准被Intel公司放弃。

IEEE 802.11ax

又称为Wi-Fi 6

各国适用频道

802.11b和802.11g将2.4 GHz的频段区分为14个重复，标记的频道;每个频道的中心频率相差5兆赫兹（MHz）。一般常常被误认的是频道1，6和11（还有有些地区的频道14）是互不重叠所以利用这些不重叠的频道，多组无线网络的互相涵盖，互不影响，这种看法太过简单。802.11b和802.11g并没有规范每个频道的频宽，规范的是中心频率和频谱屏蔽（spectral mask）。802.11b的频谱屏蔽需求为：在中心频率±11 MHz处，至少衰减30 dB，±22 MHz处要衰减50 dB.
由于频谱屏蔽只规定到±22 MHz处的能量限制，所以通常认定使用频宽不会超过这个范围。实际上，当发射端距离接收端非常近时，接收端接受到的有性能量频谱，有可能会超过22 MHz的区域。所以，一般认定频道1，6和11互不重叠的说法。应该要修正为：频道1，6和11，三个频段互相之间的影响比使用其它频段小。然而，要注意的是，一个使用频道1的高功率发射端，可以轻易的干扰到一个使用频道6的，功率较低的发射站。在实验室的测试中发现，当使用频道11来传递文件时，一个使用频道1的发射台也在通讯时，会影响到频道11的文件传输，让传输速率稍稍降低。所以，即使是频段相差最远的频道1和11，也是会互相干扰的。
虽然频道1、6和11互不重叠的说法是不正确的，但是这个说法至少可以用来说明：频道距离在1，6和11之间虽然会对彼此造成干扰，而却不会强烈地影响到通讯的传输速率。
高功率AP为了因应较高的振幅，将中心频率±11 MHz处的频谱屏蔽提高到-40dB，所以才会由ch1干扰到ch6，ch6干扰到ch11。至于ch1干扰到ch11是因为AP功率放大到非线性饱和区，某些厂商制造的AP确实全盖台（Ch1－Ch11）。而正好那些产品又是卖最多的，也就是号称功率最高的。只要符合FCC规范压在±11 MHz -30dB、±22 MHz -50dB就不会出现互相干扰问题。某些芯片制造商在量产或技术上接近ACPR（Adjacent Channel Power Ratio邻近通道功率比例）不合格边缘，透过放大器放大会导致上述情形出现。