IEEE 802.11

IEEE 802.11 是由 IEEE 于 1997 年首次发布的无线局域网(WLAN)技术标准

标准 / Amendment 发布年份 主要频段(GHz) 信道宽度 理论最大速率 / 主要用途 说明
802.11‑1997 1997 2.4 20 MHz ~2 Mbps 初始标准定义最基本 WLAN 框架,支持 DSSS/FHSS/DQPSK 等物理调制方式,是后续标准基础。(ppmy.cn)
802.11a 1999 5 20 MHz 54 Mbps 采用 OFDM 调制,高速但覆盖略逊于 2.4 GHz,可视为早期高速标准。(ppmy.cn)
802.11b 1999 2.4 20/22 MHz 11 Mbps 早期最广泛应用版本,低速率但稳定兼容性强。(ppmy.cn)
802.11g 2003 2.4 20 MHz 54 Mbps 向下兼容 802.11b,同时使用 OFDM,性能有显著提升。(ppmy.cn)
802.11n(Wi‑Fi 4) 2009 2.4 / 5 20 / 40 MHz 600 Mbps 引入 MIMO、信道绑定等,高吞吐量标准。(support.huawei.com)
802.11ac(Wi‑Fi 5) 2013 5 20 / 40 / 80 / 160 MHz 多 Gbps † 引入 VHT(Very High Throughput)、更宽带宽及 MU‑MIMO。(support.huawei.com)
802.11ax(Wi‑Fi 6 / 6E) 2019 / 2021 2.4 / 5 / 6 20 / 40 / 80 / 160 MHz ~9.6 Gbps 引入高效 OFDMA、更高阶调制、高密度场景优化;6E 版扩展至 6 GHz 频段。(support.huawei.com)
802.11be(Wi‑Fi 7) 2025 2.4 / 5 / 6 20 / 40 / 80 / 160 / 320 MHz ~20–40+ Gbps * 极高吞吐量(EHT),加入 Multi‑Link Operation、多 AP 协调等扩展。(ieee802.org)
802.11ay 2021 ~60 2×160 / 4×80 MHz ~20+ Gbps 针对 60 GHz 超高速短距通信(WiGig 2)。(Wikipedia)
802.11ah 2017 ~0.9 (Sub‑1GHz) 1–8 MHz 较低速但远距离 又称 Wi‑Fi HaLow,针对低功耗长距离场景。(Wikipedia)
802.11ai 2016 加快连接建立 增强快初始链路设置。(Wikipedia)
802.11az 2023 定位增强 提升定位精度与时间同步等功能。(Wikipedia)
802.11ba 2021 低能耗唤醒无线 Wake‑Up Radio,极低功耗唤醒链路。(Wikipedia)
802.11bb 2023 光通信 LiFi / 光链路 通过光通信实现 WLAN 数据传输。(Wikipedia)
802.11bc 2024 增强广播服务 广播信号增强与优化。(Wikipedia)
802.11bd 2023 V2X 下一代 车辆 V2X 通信增强标准。(Wikipedia)
802.11bk 2025 320 MHz 定位增强 用于更精准定位与定位服务。(ieee802.org)
802.11bf 2025 WLAN 感知 Sensing 增强标准,用于环境感知。(ieee802.org)

频射信号

UHF 与 SHF 是 射频(RF)频段分类的国际标准术语,来源于 ITU 或 IEEE 定义的无线电波频谱划分。

术语 全称 频率范围 典型用途
UHF Ultra High Frequency(超高频) 300 MHz – 3 GHz 数字电视、无线局域网(2.4 GHz WiFi)、蓝牙、移动通信
SHF Super High Frequency(特高频) 3 GHz – 30 GHz 卫星通信、雷达、5 GHz WiFi、微波链路

ISM = Industrial, Scientific and Medical(工业、科学和医疗)频段,是 可以免许可使用的频段,由国际电信联盟(ITU)规定,用于非商业无线设备。

  • 典型 ISM 频段:
    • 433 MHz
    • 868 MHz
    • 2.4 GHz(UHF)
    • 5.8 GHz(SHF)

注意:ISM 频段本身不是频率范围类别,而是一类用途许可条件。

  • 2.4 GHz UHF ISM → 指 在 UHF 超高频段的 2.4 GHz ISM 频段,是 WiFi、蓝牙等常用频段。
  • 5 GHz SHF ISM → 指 在 SHF 特高频段的 5 GHz ISM 频段,也是 WiFi(802.11a/n/ac/ax)常用频段。

换句话说:

“UHF / SHF” 描述频率范围物理特性,“ISM”描述可免许可使用的频段用途。

频率和频段

MIMO

OFDM

物理层(PHY)

无线比特传输

负责把数据比特调制成电磁波发送或接收,定义频段、信道带宽、调制方式(如 DSSS、OFDM)、发射功率等

MAC

媒体访问控制

控制设备何时、如何访问无线介质;负责帧封装、帧地址管理、退避与重传、ACK确认、功率管理、加密密钥管理

CSMA/CD(冲突检测)

冲突避免

无线接入方法,监听信道空闲后随机退避发送,避免多个设备同时发送导致冲突

管理帧(Management Frame)

网络管理

包括 Beacon、Probe Request/Response、Authentication、Association/Disassociation,用于设备发现、接入和维护网络

控制帧(Control Frame)

数据传输控制

包括 ACK、RTS、CTS、PS-Poll,确保数据可靠传输,管理信道占用

数据帧(Data Frame)

用户数据传输

承载高层协议的数据包,如 IP/TCP/UDP,经过 MAC 封装后发送到 PHY

安全协议(802.11i / WPA2 / WPA3)

加密与认证

定义加密方式(AES-CCMP)、握手机制(4-Way Handshake)、完整性校验,确保数据在无线信道中安全传输

QoS 扩展(802.11e / EDCA)

服务质量

定义不同优先级流量调度机制,保证语音、视频等高优先级应用性能

漫游与资源管理(802.11r/k/v)

网络优化

支持快速漫游、邻居 AP 探测、信道负载管理,提升高密度环境下的用户体验