无线局域网讲解
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调制解调方式 OFDM CCK 最大接收电平 -30dBm -20dBm
接收灵敏度 Receiver Sensitivity
802.16 MMDS, LMDS 22+ Mbps 中等-大 最后一公里接入
WAN
GSM, GPRS, CDMA, 2.5–3G-4G 1-7Mbps-100Mbps 大 PDA、 移动电话,接入
WLAN使用无许可证的频段
2.4G ISM: 工业Biblioteka Baidu 科学和医疗频段 5.8G 无授权的国家信息基础实施频段
菲涅尔区域是一个椭圆球体，如下图。实际传播中，如果椭圆球体内存在阻挡物，直 射波和反射波（绕射波）的路径差小于半个波长，相位差的影响小于π/2，这样会大
大影响无线电波的传播效果，这个椭圆球体的半径就是第一菲尼尔区域半径。
电磁波主要通过第一菲涅尔区域传播，近似于自由空间传播
菲尼尔区域示例
2
WLAN基础知识（物理层） 2.1 2.2
43dB= 20dBm -1dB +17dBi -100dB +17dBi -（-90dB）
天线 Client (17dBi) 接收灵敏度 -90dB 馈线
馈线（1dB）
系统增益=
设备发射功率 -线路衰减 +发射天线增益 -传输损耗 +接收天线增益 -接收灵敏度
2
WLAN基础知识（物理层） 2.1 2.2
RF射频属性
RF射频行为特性
2.3 RF相关计算
2.4 WLAN 物理层重要参数
2.5 802.11abgn介绍
RF计算
R F 功 率 表示 E IRP 计 算 系统增益计算
RF功率表示
WMW 常用的功率单位 功率的范围非常大，用W MW表示困难 10W=10000MW DBM 是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1MW功率为基准的一个比 值） 容易表示大的功率的范围，容易计算 1 0 LG （ P / 1 M W ） P 为 功 率 值 1 0 0 M W = 1 0 LG （ 1 0 0 / 1 M W ） = 2 0 D B M 1 0 W = 4 0 D B M DB 是一个表示功率相对值，表示功率增加多少和减少多少 27DBM-20DBM=7DB 增加7DB 20DBM-27DBM=-7DB 减少-7DB
同相提高振幅
异相降低振幅
2
WLAN基础知识（物理层） 2.1 2.2
RF射频属性
RF射频行为特性
2.3 RF相关计算
2.4 WLAN 物理层重要参数
2.5 802.11abgn介绍
RF行为特性
传 播 WAV E P RO PAGAT I ON 吸 收 A B SOR P TI ON 反 射 RE F L E CT I ON 折 射 RA F RACT ION 衍 射 DIF F RACT ION 衰 减 LOSS （ AT TE NUAT IO N ） 自 由 空 间 损 耗 F R E E SPAC E PAT H LO SS 多 路 径 MU LT I PATH 第 一 菲 尼 尔 区域 T H E F I R ST F R E SN EL Z O N E
2
WLAN基础知识（物理层） 2.1 2.2
RF射频属性
RF射频行为特性
2.3 RF相关计算
2.4 WLAN 物理层重要参数
2.5 802.11abgn介绍
RF属性
极 化 POL A R I T Y
波 长 WAV E L ENGTH
频 率 F RE Q U ENCY 振 幅 A MPL I T UDE 相 位 PHA SE
Client
馈线
计算公式
馈线
LP=32.4+（20log10F）+（20log10D）
LP 自由空间损耗 F 电磁波频率 D 传播距离（km）
自由空间衰减图
dB 120 100 80 60
距离每增加一倍衰减增加 6dB 5GHz比2.4GHz衰减高6dB 结合1m、10m、100m、 1000m的衰减可以估算实 际的衰减
欧洲要求
已批准 制定中 已批准 制定中 制定中
WLAN物理层和数据链路层
应用层 表示层 会话层
传输层 网络层 数据链路层 LLC MAC 物理层
MAC Layer
载波侦听冲突避让机制CSMA/CA 接入控制 加密、漫游、节电
Physical Layer
2.4GHz&5.8GHz FHSS DSSS OFDM MIMO 1-54 Mbps 600Mbps 100-500m 覆盖范围
是指接收机处基频信号的功率大小。
TX:20dBm
RSSI:-30dBm
最大接收电平
指 接 收 机 在 满足 P ER （ 错包率 ）小于 10 ％的 条 件 下 ， 天 线 口能够 接收的 最大接 收信号 电平， 一 般 用 DB M 表示。 最 大 接 收 电 平反映 了接收 机接收 强信号 的能 力 ， 超 过 最 大接收 电平将 导致接 收机饱 和，误 码率明显升高
反射 Reflection
AP 天线
馈线
改变无线信号的传播方向
室 内 的 物 体 ，金属 家具、 文件柜 和金属 门、墙 体会造 成反射 室 外 的 信 号 遇到水 面和大 气层会 发生反 射
折射 Refraction
AP 天线 馈线 冷空气 天线 馈线 湿润空气 天线 馈线 AP AP
传播 Wave Propagation
AP
天线
馈线
无线电磁波在传播过程中，不断扩散，能量逐渐减小
吸收 Absorption
AP 天线
墙 体
馈线
振幅减小，能量减弱 信号穿过水分时，将会被吸收。 水分可能包含在无线传输路径中的树叶和人体中 体育馆、会展中心等人群密集区域需要考虑人体的吸收
-30dbm
-45dbm
4.5cm厚金属门
4.5cm实木门 4.5cm中空门 4.5cm内部隔断墙 9cm砖块
-30dbm
• -60dbm
13
6 4 4 6 角度
45cm混凝土墙
70cm混凝土外墙 1.5cm玻璃隔断
18
45 8
-30dbm -45dbm
自由空间损耗 Free Path Loss
AP 100mW 天线 1000m衰减多少？ 天线
802.11h
802.11i 802.11k 802.11n 802.11s 802.11ac
传输功率控制(TPC),动态频率选择（DFS）
强健安全网络 该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范 工作在2.4G、5.8G采用MIMO OFDM最大速率600Mbps Mesh网状网标准 工作在5GHz，目标1Gbps
Wi-Fi联盟 (Wi-Fi Alliance) 是一家全球及非营利性的行业协会，致力于通过其测试和认证方 案确保基于IEEE 802.11标准的无线局域网产品的可互操作性。
IEEE 802.11系列协议发展概况
标准 802.11 802.11a 802.11b 802.11e 802.11g 描述 工作在2.4G频段，采用FHSS调制解调技术，2Mbps 工作在5G频段，采用OFDM调制解调技术，54Mbps 工作在2.4G频段，采用DSSS调制解调技术，11Mbps 对服务等级（Quality of Service, QoS）的支持 工作在2.4G频段,采用OFDM调制解调技术, 54Mbps 备注 已批准 已批准 已批准 已批准 已批准
dBm mW对应表
dBm 0 dBm 1 dBm 3 dBm 6 dBm mW 1 mW 1.25 mW 2 mW 4 mW dBm 0 dBm -1 dBm -3 dBm -6 dBm mW 1 mW 0.8 mW 0.5 mW 0.25 mW
7 dBm 功率增加一倍、 5 mW -7+10db dBm 0.20 mW 10倍 +3db 功率增加 10 dBm 10 mW -10 dBm 0.10 mW -3db 功率减少一倍、 -10db 功率减少 10 倍 12 dBm 16 mW -12 dBm 0.06 mW 13 dBm 15 dBm 17 dBm 20 dBm 30 dBm 40 dBm 20 mW 32 mW 50 mW 100 mW 1000 mW (1 W) 10,000 mW (10 W) -13 dBm -15 dBm -17 dBm -20 dBm -30 dBm -40 dBm 0.05 mW 0.03 mW 0.02 mw 0.01 mW 0.001 mW 0.0001 mW
等效全向辐射功率 EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power)
指射频发射机在指定方向上的辐射功率，单位为dBm。
EIRP
EIRP= 设备发射功率 -线路衰减 +发射天线增益
36dBm= 20dBm -1dB +17dBi
系统增益
AP 20dBm 天线 (17dBi) 1000m 衰减 100dB
WLAN标准化组织及相关机构
ITU-R国际电联无线电通信部门 FCC（Federal Communications Commission）美国联邦通讯委员会 中国无线电管理局
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers )美国电气和电子工程师协会
AP
天线 馈线
无线信号从一个介质到达另一个介质时发生折射,改变传播方向 信号在穿透密度不同的大气和墙体时会发生折射
衍射 Diffraction
无 线 电 波 在 传播过 程中经 过障碍 物边缘 或孔隙 时所发 生的传 播方向 弯曲现 象 会 改 变 传 输 的方向 和速度
散射 Scattering
2.4G
5G
46 40
20 0 1 2 4距离（m） 10 100 1000
多路径 Multipath
AP 天线
馈线
天线
馈线
Client
信号在传播链路中发生反射、散射、衍射，到达接收端的信号往往是多个幅度和相位各不相同 的信号的耦合，接收信号与原始信号相比出现随机变化。
第一菲尼尔区域 The first Fresnel zone
振幅 Amplitude
振幅越大、能量越大
Power
网卡功率小于AP功率，AP和网卡功率不对称 微波炉工作在2.4G，功率大，对WLAN影响大
微波炉 700~ 1000W
网卡30~ 50mW
AP 100~ 500mW
移动电话 200~ 1000mW
相位 Phase
主信号
同相
90°异相
180 °异相
RF射频属性
RF射频行为特性
2.3 RF相关计算
2.4 WLAN 物理层重要参数
2.5 802.11abgn介绍
WLAN 物理层重要参数
接收信号强度 RSSI
最大接收电平
接收灵敏度 信号噪声比 SNR 信号干扰比 SIR
接收信号强度指示 RSSI （Receiver Signal Strength Indicator）
(Personal Area Network)
PAN
Standards Speed Range Applications
Bluetooth <1 Mbps 小 点到点 设备到设备
LAN
IEEE 802.11b, 11a, 11g，11n 1–600 Mbps 中等 企业、园区、高校、 酒店等网络
MAN
AP 天线
馈线
细 小 粗 糙 的 颗粒造 成无线 信号发 散
无线信号在穿过充满灰尘或沙砾的环境时会发生散射
散 射 对 波 长 较短的 无线信 号（例 如 2 .4GH Z 和 5 .8 GH Z ）影响 比较大
衰减 Loss（Attenuation）
材质 障碍物 衰减量 2.4GHz衰减量 （dB) 厚度
极化 Polarity
AP
天线
电场 磁场 电场 磁场 电场
馈线 电场和地面垂直为垂直极化 电场和地面平行为水平极化
电波传输方向
频率 Frequency
1 second 频率越高 提供的带宽越大 频率越高,衰减越大，覆盖区域越小
波长 Wavelength
波 长 = 光 速 / 频率 2.4GHZ 波长为12.24CM 5.8GHZ 波长为5.19CM
无线网络
1 2 3 4
WLAN网络概览
WLAN基础知识（物理层）
WLAN基础知识（MAC层） 802.11n技术介绍
WLAN属于LAN的范畴
WAN
(Wide Area Network)
MAN
(Metropolitan Area Network)
LAN
(Local Area Network)
PAN
接收灵敏度 Receiver Sensitivity
802.16 MMDS, LMDS 22+ Mbps 中等-大 最后一公里接入
WAN
GSM, GPRS, CDMA, 2.5–3G-4G 1-7Mbps-100Mbps 大 PDA、 移动电话,接入
WLAN使用无许可证的频段
2.4G ISM: 工业Biblioteka Baidu 科学和医疗频段 5.8G 无授权的国家信息基础实施频段
菲涅尔区域是一个椭圆球体，如下图。实际传播中，如果椭圆球体内存在阻挡物，直 射波和反射波（绕射波）的路径差小于半个波长，相位差的影响小于π/2，这样会大
大影响无线电波的传播效果，这个椭圆球体的半径就是第一菲尼尔区域半径。
电磁波主要通过第一菲涅尔区域传播，近似于自由空间传播
菲尼尔区域示例
2
WLAN基础知识（物理层） 2.1 2.2
43dB= 20dBm -1dB +17dBi -100dB +17dBi -（-90dB）
天线 Client (17dBi) 接收灵敏度 -90dB 馈线
馈线（1dB）
系统增益=
设备发射功率 -线路衰减 +发射天线增益 -传输损耗 +接收天线增益 -接收灵敏度
2
WLAN基础知识（物理层） 2.1 2.2
RF射频属性
RF射频行为特性
2.3 RF相关计算
2.4 WLAN 物理层重要参数
2.5 802.11abgn介绍
RF计算
R F 功 率 表示 E IRP 计 算 系统增益计算
RF功率表示
WMW 常用的功率单位 功率的范围非常大，用W MW表示困难 10W=10000MW DBM 是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1MW功率为基准的一个比 值） 容易表示大的功率的范围，容易计算 1 0 LG （ P / 1 M W ） P 为 功 率 值 1 0 0 M W = 1 0 LG （ 1 0 0 / 1 M W ） = 2 0 D B M 1 0 W = 4 0 D B M DB 是一个表示功率相对值，表示功率增加多少和减少多少 27DBM-20DBM=7DB 增加7DB 20DBM-27DBM=-7DB 减少-7DB
同相提高振幅
异相降低振幅
2
WLAN基础知识（物理层） 2.1 2.2
RF射频属性
RF射频行为特性
2.3 RF相关计算
2.4 WLAN 物理层重要参数
2.5 802.11abgn介绍
RF行为特性
传 播 WAV E P RO PAGAT I ON 吸 收 A B SOR P TI ON 反 射 RE F L E CT I ON 折 射 RA F RACT ION 衍 射 DIF F RACT ION 衰 减 LOSS （ AT TE NUAT IO N ） 自 由 空 间 损 耗 F R E E SPAC E PAT H LO SS 多 路 径 MU LT I PATH 第 一 菲 尼 尔 区域 T H E F I R ST F R E SN EL Z O N E
2
WLAN基础知识（物理层） 2.1 2.2
RF射频属性
RF射频行为特性
2.3 RF相关计算
2.4 WLAN 物理层重要参数
2.5 802.11abgn介绍
RF属性
极 化 POL A R I T Y
波 长 WAV E L ENGTH
频 率 F RE Q U ENCY 振 幅 A MPL I T UDE 相 位 PHA SE
Client
馈线
计算公式
馈线
LP=32.4+（20log10F）+（20log10D）
LP 自由空间损耗 F 电磁波频率 D 传播距离（km）
自由空间衰减图
dB 120 100 80 60
距离每增加一倍衰减增加 6dB 5GHz比2.4GHz衰减高6dB 结合1m、10m、100m、 1000m的衰减可以估算实 际的衰减
欧洲要求
已批准 制定中 已批准 制定中 制定中
WLAN物理层和数据链路层
应用层 表示层 会话层
传输层 网络层 数据链路层 LLC MAC 物理层
MAC Layer
载波侦听冲突避让机制CSMA/CA 接入控制 加密、漫游、节电
Physical Layer
2.4GHz&5.8GHz FHSS DSSS OFDM MIMO 1-54 Mbps 600Mbps 100-500m 覆盖范围
是指接收机处基频信号的功率大小。
TX:20dBm
RSSI:-30dBm
最大接收电平
指 接 收 机 在 满足 P ER （ 错包率 ）小于 10 ％的 条 件 下 ， 天 线 口能够 接收的 最大接 收信号 电平， 一 般 用 DB M 表示。 最 大 接 收 电 平反映 了接收 机接收 强信号 的能 力 ， 超 过 最 大接收 电平将 导致接 收机饱 和，误 码率明显升高
反射 Reflection
AP 天线
馈线
改变无线信号的传播方向
室 内 的 物 体 ，金属 家具、 文件柜 和金属 门、墙 体会造 成反射 室 外 的 信 号 遇到水 面和大 气层会 发生反 射
折射 Refraction
AP 天线 馈线 冷空气 天线 馈线 湿润空气 天线 馈线 AP AP
传播 Wave Propagation
AP
天线
馈线
无线电磁波在传播过程中，不断扩散，能量逐渐减小
吸收 Absorption
AP 天线
墙 体
馈线
振幅减小，能量减弱 信号穿过水分时，将会被吸收。 水分可能包含在无线传输路径中的树叶和人体中 体育馆、会展中心等人群密集区域需要考虑人体的吸收
-30dbm
-45dbm
4.5cm厚金属门
4.5cm实木门 4.5cm中空门 4.5cm内部隔断墙 9cm砖块
-30dbm
• -60dbm
13
6 4 4 6 角度
45cm混凝土墙
70cm混凝土外墙 1.5cm玻璃隔断
18
45 8
-30dbm -45dbm
自由空间损耗 Free Path Loss
AP 100mW 天线 1000m衰减多少？ 天线
802.11h
802.11i 802.11k 802.11n 802.11s 802.11ac
传输功率控制(TPC),动态频率选择（DFS）
强健安全网络 该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范 工作在2.4G、5.8G采用MIMO OFDM最大速率600Mbps Mesh网状网标准 工作在5GHz，目标1Gbps
Wi-Fi联盟 (Wi-Fi Alliance) 是一家全球及非营利性的行业协会，致力于通过其测试和认证方 案确保基于IEEE 802.11标准的无线局域网产品的可互操作性。
IEEE 802.11系列协议发展概况
标准 802.11 802.11a 802.11b 802.11e 802.11g 描述 工作在2.4G频段，采用FHSS调制解调技术，2Mbps 工作在5G频段，采用OFDM调制解调技术，54Mbps 工作在2.4G频段，采用DSSS调制解调技术，11Mbps 对服务等级（Quality of Service, QoS）的支持 工作在2.4G频段,采用OFDM调制解调技术, 54Mbps 备注 已批准 已批准 已批准 已批准 已批准
dBm mW对应表
dBm 0 dBm 1 dBm 3 dBm 6 dBm mW 1 mW 1.25 mW 2 mW 4 mW dBm 0 dBm -1 dBm -3 dBm -6 dBm mW 1 mW 0.8 mW 0.5 mW 0.25 mW
7 dBm 功率增加一倍、 5 mW -7+10db dBm 0.20 mW 10倍 +3db 功率增加 10 dBm 10 mW -10 dBm 0.10 mW -3db 功率减少一倍、 -10db 功率减少 10 倍 12 dBm 16 mW -12 dBm 0.06 mW 13 dBm 15 dBm 17 dBm 20 dBm 30 dBm 40 dBm 20 mW 32 mW 50 mW 100 mW 1000 mW (1 W) 10,000 mW (10 W) -13 dBm -15 dBm -17 dBm -20 dBm -30 dBm -40 dBm 0.05 mW 0.03 mW 0.02 mw 0.01 mW 0.001 mW 0.0001 mW
等效全向辐射功率 EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power)
指射频发射机在指定方向上的辐射功率，单位为dBm。
EIRP
EIRP= 设备发射功率 -线路衰减 +发射天线增益
36dBm= 20dBm -1dB +17dBi
系统增益
AP 20dBm 天线 (17dBi) 1000m 衰减 100dB
WLAN标准化组织及相关机构
ITU-R国际电联无线电通信部门 FCC（Federal Communications Commission）美国联邦通讯委员会 中国无线电管理局
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers )美国电气和电子工程师协会
AP
天线 馈线
无线信号从一个介质到达另一个介质时发生折射,改变传播方向 信号在穿透密度不同的大气和墙体时会发生折射
衍射 Diffraction
无 线 电 波 在 传播过 程中经 过障碍 物边缘 或孔隙 时所发 生的传 播方向 弯曲现 象 会 改 变 传 输 的方向 和速度
散射 Scattering
2.4G
5G
46 40
20 0 1 2 4距离（m） 10 100 1000
多路径 Multipath
AP 天线
馈线
天线
馈线
Client
信号在传播链路中发生反射、散射、衍射，到达接收端的信号往往是多个幅度和相位各不相同 的信号的耦合，接收信号与原始信号相比出现随机变化。
第一菲尼尔区域 The first Fresnel zone
振幅 Amplitude
振幅越大、能量越大
Power
网卡功率小于AP功率，AP和网卡功率不对称 微波炉工作在2.4G，功率大，对WLAN影响大
微波炉 700~ 1000W
网卡30~ 50mW
AP 100~ 500mW
移动电话 200~ 1000mW
相位 Phase
主信号
同相
90°异相
180 °异相
RF射频属性
RF射频行为特性
2.3 RF相关计算
2.4 WLAN 物理层重要参数
2.5 802.11abgn介绍
WLAN 物理层重要参数
接收信号强度 RSSI
最大接收电平
接收灵敏度 信号噪声比 SNR 信号干扰比 SIR
接收信号强度指示 RSSI （Receiver Signal Strength Indicator）
(Personal Area Network)
PAN
Standards Speed Range Applications
Bluetooth <1 Mbps 小 点到点 设备到设备
LAN
IEEE 802.11b, 11a, 11g，11n 1–600 Mbps 中等 企业、园区、高校、 酒店等网络
MAN
AP 天线
馈线
细 小 粗 糙 的 颗粒造 成无线 信号发 散
无线信号在穿过充满灰尘或沙砾的环境时会发生散射
散 射 对 波 长 较短的 无线信 号（例 如 2 .4GH Z 和 5 .8 GH Z ）影响 比较大
衰减 Loss（Attenuation）
材质 障碍物 衰减量 2.4GHz衰减量 （dB) 厚度
极化 Polarity
AP
天线
电场 磁场 电场 磁场 电场
馈线 电场和地面垂直为垂直极化 电场和地面平行为水平极化
电波传输方向
频率 Frequency
1 second 频率越高 提供的带宽越大 频率越高,衰减越大，覆盖区域越小
波长 Wavelength
波 长 = 光 速 / 频率 2.4GHZ 波长为12.24CM 5.8GHZ 波长为5.19CM
无线网络
1 2 3 4
WLAN网络概览
WLAN基础知识（物理层）
WLAN基础知识（MAC层） 802.11n技术介绍
WLAN属于LAN的范畴
WAN
(Wide Area Network)
MAN
(Metropolitan Area Network)
LAN
(Local Area Network)
PAN