一、概述
1、关于IEEE 802.11的由来
我们知道，IEEE是在美国成立的一个标准化协会，全称为“电气与电子工程师协会（IEEE）”。在该协会下设有一个称之为局域网/城域网标准委员会（LMSC，LAN/MAN Standards Committee），负责制定电子工程和计算机领域的标准，致力于研究局域网和城域网的物理层和MAC层规范，其对应ISO的OSI参考模型的最下两层。LMSC研究制定的标准是以IEEE 802为根编号的，因此，通常LMSC标准委员会也称为IEEE 802标准化委员会。
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为了使可移动的数据终端（笔记本电脑、智能手机等）也能够接入局域网（LAN），IEEE早在1987年就开始制定WLAN标准，当时是作为工业环境下有线LAN的扩展、以IEEE 802.4无线局域网小组来进行研究的。在1990年，IEEE 的LMSC标准委员会将802.4无线局域网小组正式更名为IEEE 802.11标准研究小组，专门致力于WLAN空中接口的媒体访问控制（MAC）层和物理层（PHY）标准的研究制定，其所发布的所有标准编号，是以IEEE 802.11x（x以小写英文字母来标识）来命名，因此，“IEEE 802.11”也成为了WLAN的空中接口规范的代名词。
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2、关于IEEE 802.11系列标准的体系结构
IEEE 802.11系列标准体系结构如下图1-2-1所示，逻辑链路控制（LLC）层与其它IEEE 802局域网/城域网标准一样并共用（由IEEE 802.2所规范），而WLAN的媒体访问控制（MAC）层为多种物理层标准所共用。
图 1-2-1：IEEE802.11标准的体系结构
在IEEE 802.11系列标准中，通常把相对复杂的物理层又进一步划分为物理层汇聚过程（PLCP)）层、物理媒体依赖（PMD）子层和物理层管理子层，其各子层的作用详见下表1-2的介绍。MAC层也可分为MAC子层和MAC管理子层，其各子层的作用也见下表1-2。此外，IEEE 802.11系列还定义了一个站管理子层，其主要任务是协调物理层和MAC层之间的交互作用。为此，IEEE 802.11系列标准较为完整的协议体系如下图1-2-2所示。
表 1-2：WLAN空中接口MAC和PHY子层的作用
图 1-2-2：IEEE 802.11系列标准完整的协议体系
3、关于IEEE 802.11标准的特点
其一，IEEE 802.11x系列标准的第一个主要特点，是与其它IEEE 802.X（X以阿拉伯数字标识）标准族的共同特点，即IEEE在制定802.11标准时，是在不断的演进的，后续的标准是与先期的标准相关的，也即后续发布的标准是对先期标准的扩展或增强，但先期标准可能仍然有效，并非被后续标准所代替。
其二，IEEE 802.11x系列标准的另一大特点是，IEEE 802.11系列标准可以分为两大类：第一类是直接对WLAN空中接口的媒体访问控制（MAC）层和物理层（PHY）进行规范的标准，包括MAC和PHY规程、控制、信令、接口等的技术要求，它是直接涉及到无线射频信号传输的，对这类标准我们称之为MAC和PHY层直接相关标准。另一类是为WLAN空中接口提供功能性保障的标准，如漫游、QoS、安全、管理、虚拟网、新增支持的业务等功能性的标准。对这类标准我们称之为MAC和PHY层间接相关标准。
二、MAC和PHY层的直接相关标准
这类标准直接规定了局部区域范围内用于固定式、便携式与移动式站（点）无线连通性的媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）规范。从1997年发布的第一个标准是802.11-1997，之后每隔若干年就会发布新演进的标准。目前（截止于2023年），这类演进的系列标准主要有：802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ax和802.11be等。下图2展示了这些标准的演进时间线及其物理层采用的关键技术；下表2-1是对这些标准的简要描述，以说明其标准的主要特征；下表2-2给出了这些标准的差异情况，包括其工作频段及信道带宽配置、物理层技术、调制技术、空间流数及支持的速率等。下表2-3列出了这些标准发布时的名称。
图 2：802.11的MAC和PHY层直接相关标准演进时间线
表 2-1：802.11的MAC和PHY层直接相关标准的主要特征
表 2-2：802.11的MAC和PHY层直接相关标准间的技术差异
表 2-3：802.11的MAC和PHY层直接相关标准的名称
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三、MAC和PHY层的间接相关标准
MAC层和PHY层的间接相关标准是指为WLAN空中接口提供功能性保障的相关标准，如漫游、QoS、安全、管理等功能性标准，及VWLAN、车辆接入等新功能的标准，以高效支撑WLAN空中接口信号传输（MAC层和PHY层的直接相关的标准）及WLAN的应用环境。这类标准仍然是以802.11为根编号后置不同的小写英文字母以区分。下表3汇总了常用的这类标准的简单介绍。
表3：IEEE 802 MAC和PHY层间接相关标准的简单介绍
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四、关于802.11整合标准
由上述IEEE 802.11系列标准可知，包括MAC和PHY层的直接相关标准和MAC和PHY层的间接相关标准，其系列标准众多，现实中为标准的使用带来不便。为此，IEEE 802.11工作组定期会将前期系列标准进行整合，发布802.11的整合标准，后缀发布年号，以示版本的区别。这些不同版本的整合标准是新版本标准将代替老版本标准的。目前，已由最初的802.11-1997，发布到现行的802.11-2020。下表4汇总了802.11整合标准的各个版本。需要说明的是，对于802.11系列标准的编号是从标准的草案就给以顺序编号，因此其编号的排序数量很多，目前已排至802.11bx（x = a~z）。然而，由许多草案最后都没有成为标准（包括正式规范、修正件、勘误件）。因此，整合标准整合的是那些已成为标准的系列标准。
表 4：802.11整合标准的各个版本
五、小结
由上相关IEEE的802.11系列标准的介绍，尤其是空中接口MAC和PHY层的直接相关标准（即涉及到无线射频信号传输的标准）的研究制定、发展演进的过程，主要是在为提高WLAN系统接入的数据传输速率上下大功夫，由开始的最高2Mbit/s速率（802.11-1997标准），到目前的最高可达23Gbit/s以上的速率（2023年发布的802.11be标准）。速率的提高是因为新的无线传输技术的研制与应用，包括复用技术、扩频方式、射频带宽的利用、更高的空间流（MOMI）技术及更高阶的调制技术等等。下附件简要的介绍了相关IEEE的802.11系列标准（尤其是空中接口MAC和PHY层直接相关标准）的基本内容。
附件：相关IEEE的802.11系列标准介绍
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