引言无线局域网（WLAN1）顾名思义是一种取代以往有线布线方式，借助无线技术构成局域网的技术手段，可提供传统有线局域网的所有功能。

它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，也是通用无线接入网的一个子集。

它不仅支持较高的传输速率（2～54Mbit/s甚至更高），而且可利用射频无线电技术，借助DSSS2或FHSS3、GMSK4、OFDM5，甚至将来的UWBT6等技术，实现固定、半移动及移动的网络终端对互联网络进行较远距离的高速连接访问。

1997年6月，IEEE7推出了802.11标准，开创了WLAN的先河。

目前，无线局域网领域主要有IEEE 802.11x系列与HiperLAN/x系列两种标准。

无线局域网作为一种传输速度适中、移动速度偏慢的无线技术，与无线个人网（WPAN8）、无线城域网（WMAN9），甚至无线广域网（W W A N10）有着相互排斥并且依存的关系。

在本文中将分别对比W L A N与WPAN、WLAN与WMAN以及WLAN与WWAN 之间的共存关系。

WLAN与WPANIEEE 802.15包含4个分标准，分别是：● 802.15.1为蓝牙（Bluetooth）；无线局域网与个人网、城域网和广域网之间的共存关系郭大伟飞利浦半导体公司关键词：WLAN WPAN WMAN WWAN1 Wireless Local Area Network，无线局域网2 Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列扩频3 Frequency Hopping Spread Spretum，跳频扩频4 Gaussian Filtered Minimum Shift Keying，高斯滤波最小频移键控5 Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用6 Universal Wideband Business and Technology，超宽带传输技术7 The Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气电子工程师学会8 Wireless Personal Area Network，无线个人网9 Wireless Metropolitan Area Network ，无线城域网络10 Wireless wide area network，无线广域网● 802.15.2为共存性；● 802.15.3为高数据传输率的WPAN，如UWB11等；● 802.15.4为低数据传输率的WPAN，如ZigBee12等。

I E E E 802.15 W P A N工作组负责制定无线个人网的通信标准。

802.15.1、802.15.2、802.15.3和802.15.4均正式公布。

下面分别对WPAN中各种技术进行介绍。

802.15.x中的技术遵循802.15.1标准的蓝牙技术是一个开放性的短距离无线通信技术标准。

它被用在较小的范围内，通过这种无线连接方式实现固定设备或移动设备以及它们之间的网络互连，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。

蓝牙可以方便地嵌入到单一的CMOS13芯片中，因此特别适用于小型的移动通信设备。

蓝牙的通信协议也采用分层结构，使其具有最大限度的通用性和灵活性。

根据通信协议，蓝牙设备在任何地方，都可以通过人工或自动查询来发现其他蓝牙设备，从而构成微微网（Piconet）或分散网（Scatternet），从而可以十分便捷地使用系统提供的各种功能。

蓝牙采用了跳频技术，以2.45GHz为中心频率，最多可以得到79个1MHz带宽的信道。

在发射带宽为1MHz时，蓝牙的有效数据传输速率为721K b/s，采用低功率时分复用方式发射。

蓝牙技术理想的连接范围为10厘米～10米，但是通过增大发射功率可以将距离延长至100米。

蓝牙使用微微网和分散网进行组网，使用时分多址（TDMA14）的调制技术，通过TDD15方案来实现全双工传输。

802.15.3中定义了以UWB为代表的高速数据传输方法。

UWB是指信号带宽大于500MHz 或者信号带宽与中心频率之比大于25%。

它是一种高速、低成本和低功耗新兴无线通信技术。

高速UWB的速率分为110/200/480Mbps，相当于10m/100mW、4Meter/250mW。

根据频带范围将用途分为：22～29GHz段为车用防撞系统；3.1～10.6GHz段为办公室家庭网络及医学图像扫描；1.99～10.6GHz段及960Mhz为地波雷达影像应用。

与常见使用连续的载波方式的通信不同，UWB采用极短的脉冲信号传送信息。

通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒。

这些脉冲所占用的带宽（又称频宽）甚至高达几GHz，最大数据传输速率可以达到数百Mbps。

在高速通信的情况下，UWB设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之一。

这对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声。

从理论上讲，UWB可以与现有无线电设备共享带宽，所以说UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，有望在无线通信领域得到广泛应用。

在802.15.4中定义的ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。

它依据IEEE 802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。

802.15.4强调的是省电、简单和成本低的特性。

802.15.4的物理层（Physics，PHY）采用直接序列展频11 Ultra wideband，超宽带无线技术12 ZigBee技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。

ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来通知发现的新食物源的位置、距离和方向等信息，以此作为新一代无线通讯技术的名称。

13 Complementary Metal-Oxide- Semiconductor，互补式金属氧化物半导体14 Time Division Multiple Access，时分多址15 Time Division Duplex，时分双工技术，以化整为零的方式，将一个讯号分成多个讯号，再经由编码方式传送讯号，从而避免了干扰。

在媒体存取控制层（Media Access Control，MAC），主要沿用WLAN中802.11系列标准的C S M A/C A 16方式，以提高系统兼容性。

所谓的CSMA/CA就是在传输之前，先检查信道是否有数据传输，若信道无数据传输，则开始进行数据传输；若产生碰撞，则稍后重新再传。

这种技术可使用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM 17频段、欧洲的868MHz频段和美国的915MHz频段。

不同频段可使用的信道分别是16个、1个和10个。

ZigBee联盟预测此技术主要的应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。

ZigBee的特点有：● 数据传输速率低：10KB/秒~250KB/秒，专注于低传输应用；● 功耗低：在低功耗待机模式下，使用两节普通5号电池可使用6~24个月；● 成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，大大降低了成本；● 网络容量大：网络可容纳65 000个设备；● 时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms；● 安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES 18-128加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一），各个应用可灵活确定其安全属性；● 有效范围小：有效覆盖范围10~75米，具体依据实际发射功率大小和各种不同的应用模式而定；● 工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美国），均为免执照（免费）的频段。

802.15.2建议提供4种机制可以用来避免同时传输问题，不过该规范并没有要求必须采用其中任何一种。

这些机制可分为协同作业和非协同作业，下面将做介绍。

如何利用802.15.2解决无线局域网与蓝牙共存的问题本节抛开技术细节不谈，只谈802.15.2对无线局域网技术共存性的作用。

当IEEE 802.11b/g WLAN和蓝牙技术两者同时集成在同一移动主机系统中时，它们的共存会出现问题，其原因来自以下4个彼此相关的实际情况：● IEEE802.11b/g和蓝牙技术使用相同的2.4GHz ISM频带；● 制定标准的组织当初并未考虑到WLAN 和蓝牙两者发生争用相同频谱的所有可能使用方式。

因此并没有在标准内，针对干扰问题创建涵盖完整、强健且能够和谐相处的机制；● WLAN和蓝牙收发器同时使用会造成繁重的带宽占用，很容易让基于这两种标准的错误修正机制（为了管理典型干扰情形而设计的机制）超负荷而失效；● 同机并存的结果在基本的频谱访问问题外又增加了接收器钝化（Desensitized）问题。

蓝牙和WLAN之间的相互干扰最可能发生的场合是不论信号发射器是否位于相同的手持式设备上，两种装置在同一个地理区域尝试收16 Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，载波侦听多路存取/碰撞避免17Industrial Scientific Medical，工业/科研/医疗18Advanced Encryption Standard，高级加密标准发信号，情况如图1所示。

蓝牙采用跳频作为访问机制。

信号发射器发出的信号频率在79个1MHz宽的频道之间跳跃，达到每秒1 600跳程（Hop）。

802.11b/g采用侦听方式（Listen-Before-Talk）的载波感测多重访问（Carrier Sensing Multiple Access）机制，使用3个特定非重叠的频道，频率幅宽达到22MHz，因此，蓝牙试图在一个WLAN频道内传送信号的概率为27.8%（22除以79）。

根据WLAN信号的相对强度，结果可能是蓝牙信号或蓝牙和WLAN两种信号都发生错误，导致接收端无法解读数据。

如果网络的流量足够低，就可以使用已有的标准进行修正上述问题。

两种系统的标准都定义了错误修正协议，通常会要求系统退回数据并重新传送。

然而，如果流量大，则重传将会使问题更严重，因为这样会产生更多流量，有效的数据传输速度也因此大幅下降。

要为同机并存问题找出有效的解决方案并不会太困难，即使是在繁重传输状态。

一旦蓝牙辨别到（根据其所遇到的干扰）WLAN 正在使用特定的22MHz ISM频带，它就可以避开那个特定频带，这项技术称为适应性跳频（Adaptive Frequency Hopping，AFH）。