1、word.完美整理，精品文檔.移動通信技術802.11b/g/n協議符合IEEE的移動通信技術本地無線網802.11a WiFi5WLAN 802.11_* 802.11 i/e/f/n/s,-802.11b - 002.11gWiFi個人無或網WPAN 802.15ZigBee802,15,4個人無或網WPAN 802.15ZigBee802,15,4f 802.15.1Bluetooth* 802,15.3UWBWMAN 802.16 寬帶無線接入）WiMAXk * Mobility 一 WiBro, 802.20802.11四種主要物理組件.工作站(Station)構建網絡的主要目的是為

2、了在工作站間傳送數據。所謂工作站，是指配備無線網絡接口的計算設備，即支持 802.11的終端設備。如安裝了無線網卡的PC,支持 WLAN的手機等。.接入點(Access Point)802.11網絡所使用的幀必須經過轉換， 方能被傳遞至其他不同類型的網絡。 具備無線至有線 的橋接功能的設備稱為接入點， 接入點的功能不僅于此，但橋接最為重要。為STA提供基于.專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.802.11的接入服務，同時將802.11mac幀格式轉換為以太網幀， 相當于有限設備和無線設備 的橋接器。3.無線媒介(Wireless Medium)802.11標準以無線媒

3、介在工作站之間傳遞幀。其定義的物理層不只一種，802.11最初標準化了兩種射頻物理層(2.4GHz和5GHz)以及一種紅外線物理層。4.分布式系統(Distribution System)當幾個接入點串聯以覆蓋較大區域時，彼此之間必須相互通信以掌握移動式工作站的行蹤。分布式系統屬于802.11的邏輯組件，負責將幀傳送至目的地，將各個AP連接起來的骨干網絡。三、 無線局域網的網絡類型Infrastructure網絡架構可以實現多終端共用一個 AR需要AP提供接入服務，AP負責基礎結構型網絡的所有通信。這種網路可以提供豐富的應用，較多 的STA接入數量。Ad-hoc網絡沒有有線基礎設施，網絡節點由

4、移動主機構成，無線網卡之間的 通訊，不需要通過AR 一般是少數幾個STA為了特定目的而組成的一種暫時性 網絡，又稱特設網絡。專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.802.11-基礎結構網絡的架構80Z11 LAN802.x LANSTALAN:小可點分布式系流入口站點80Z11 LAN802.x LANSTALAN:小可點分布式系流入口站點（STA）u芾訪問郵件的終穩到無線媒介的連 楮和無線電連槎到訪問點基本服務組（BSS）使用相同無線電頻率的一組站點訪問點被徐合到無找局域網和分布式耒繞 的站點入口連植到其他（由線）網絡的橋梁分布式系統互屐網絡彬成一個基于幾個BSS的

5、丁網洛（ESS:擴展朦務姐）U 802.11林淮中未指定！注意：BSS（basic service set）基本服務集由能互相通信的 STA組成，是802.11網絡提供服務的基本單元；ESST展網絡由多個BSS構成，是采用相同SSID的多個BSS形成的更大規模 的虛擬BSSS是為了解決單個BSS覆蓋范圍小的問題而定義的；SSID （服務集標識），標識一個ESSR絡，相當于網絡的名稱；BSSID是AP的MAC4址，用來標識 AP管理的BSSBS4口 ESS的關系如下圖：專業資料，可供參考.下載.分享.802. f f LAN802. f f LANword.完美整理，精品文檔.802.11-自組

6、織網絡的架構一個有限范圍內的值接通信站點(STA):帶訪問部件的終端到無線媒介獨立的基本服務細(舊SS):使用同一個無線電頻率的一組站點四、802.11-層次和功能各種PHY層技術的區別在于不同的編碼調制方式、不同的速率以及不同的PHY層幀格式。802.11基本物理層（2.4 GHz頻段）DSSS 1,2 MbpsFHSS 1,2 MbpsIR:1,2 Mbps802.11b （2.4 GHz頻段）HR/DSSS DBPSK 1, DQPSK: 2 Mbps, CCK 5.5, 11 Mbps802.11g （2.4GHz頻段）-ERP （Extended Rate PHYERP-DSSS/C

7、C K1,2, 5.5, 11 MbpsERP-OFDM 6,9,12,18,24,36,48,54 MbpsERP-PBCC（選）：22, 33 MbpsDSSS-OFDM（選）：6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps802.11n （ 2.4GHz、5GHz頻段）MIMO-OFDM專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.802.11與ISO對比802. 11協議主要工作在ISO協議的最低兩層上。MACPLCP物理層匯聚協議訪問機割，分段,加密空闈信道評估信號(我波監聽)MAC管理PMD物理媒介相關聯盟，雷權.同步，漫游，M舊管理信調制，編碼息電電源管理P

8、HY管理信道選擇，MIB管理信息庫站點管理協調所有的管理功能MACMAC管理PLCPPHY管理PMD802.11 PH飾層結構物理層管理實體 PLME ( Physical Layer Management Entity )與MAC層管理相連，上層通過該模塊對 PHY進行管理、控制，主要是PHY MIB寄存器。.專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.物理層匯聚過程 PLCP ( Physical Layer Convergence Procedure)子層規定如何將MAC層協議數據單元(MPDU)映射為合適的物理層幀格式，可以理解為PHY層的編碼和封包過程。物理媒介相關

9、 PMD ( Physical Medium Dependent )子層直接與無線媒介發生關聯，主要是最底層涉及編碼、調制和無線收發的部分。MSDU: MAC Service Data Unit, MAC層業務數據單元。這是最原始的待發數據信息； MPDU: MAC Protocol Data Unit , MAC層協議數據單元。將 MSDU按一定幀結構包裝后的待 發數據信息；PSDU： PLCP Service Data Unit, PLCPT層業務數據單元。實際就是從 MAC層傳來的 MPDU 信息PPDU: PLCP Protocol Data Unit, PLCP子層協議數據單元。將P

10、SDU按照特定的幀格式進行數據封裝后的數據包，這也是最終將經由物理介質發送出去的數據封裝。PLCPT層將MAC層傳來白數據 MPDU轉換為PSDU然后，力口上PLCP頭(PLCP Header 信息和前導碼(Preamble Code)就構成了 PPDU數據幀Z勾。IEEEt義了兩種前導碼和頭信 息組成的PPDU幀結構：長前導碼(Long Preamble)和頭信息組成的長 PPDU幀以及短前導 碼(Short Preamble)和頭信息組成的短 PPDU幀。802.11的物理幀結構分為前導信號(Preamble)、信頭Header和負載Payload。Preamble主要用于確定移動臺和接入

11、點之間何時發送和接收數據，傳輸進行時告知其它移動臺以免沖突，同時傳送同步信號及幀間隔。Preamble完成，接收方才開始接收數據。Header在Preamble 之后用來傳輸一些重要的數據比如負載長度、傳輸速率、服務等信息。由于數據率及要傳送字節的數量不同，Payload的包長變化很大，可以十分短也可以十分長。ScramtEd Ones1 ScramtEd Ones1 D8FSK在一幀信號的傳輸過程中，Preamble和Header所占的傳輸時間越多，Payload用的傳輸時間就越少，傳輸的效率越低。在接收PPDU數據包時，需要 CCA(Clear Channel Assessment):空閑

12、信道評估，它的作 用是PHY根據某種條件來判斷當前無線介質是處于忙還是空閑狀態，并向 MAC通報。高速專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.PHY至少應該按照下面三個條件中的一個來進行信道狀態評估：CCA模式1:根據接收端能量是否高于一個閾值進行判斷。如果檢測到超過 ED (能量檢測，Energy Detection )閾值的任何能量，CCA都將報告介質當前狀態為忙。CCA模式2:定時檢測載波。CCA啟動一個3.65ms長的定時器，在該定時范圍內，如果檢測到高速PHY信號，就認為信道忙。如果定時結束仍未檢測到高速PHY信號，就認為信道空閑。3.65ms是一個5.5Mbp

13、s速率的PSDU數據幀可能持續的最長時間。CCA模式3:上述兩種模式的混合。當天線接收到一個超過預設電平閾值ED的高速PPDU幀時，認為當前介質為忙。當接收機收到一個 PPDU時，必須根據收到的 SFD字段來判斷當前數據包是長PPDU還是短PPDU如果是長PPDU,就以1Mbps速率按BPS斕碼方式對長 PLCP頭信息進行解調， 否則以2Mbps速率按QPSK編碼方式對短PLCP頭信息進行解調。接收機將按照PLCP頭信息 中的信令 (SIGNAL字段和業務(SERVICE字段確定PSDU數據的速率和采用的調制方式。五、IEEE 802.11b/g/n 標準對比表神號IEEE 802.11bIE

14、EE 8D2.11a IEEE 802.11gIEEE 802.11n標準發布時間工作頻率范圍1犯9年9月月2003#6R20附不9月2 4 2,4835GHz5.1505.350GHz5.4755725GHz5 725-5.650GblZ24-2.4835GHz2,4-2.4635GHz5,l5-5,&50GHi三厘縫信道數324315那里速率(Mbps)115454600(Mbps)62424100以上緘20MHz20MHZ2CMHZ20MHZ/40MHZ：OFDMCCKfDSSSOFDM/DSSS/CCK兼容性 602.11 tJ 502.11a502 11Dg2.4Ghz頻段還有其他應

15、用包括藍牙無線連接，手機甚至微波爐，這個頻段應用的干擾 會進一步限制 WLAN用戶的可用帶寬。專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.1 802.11b擴展的DSSS動態變速一1, 2, 5.5, 11Mbit/s,取決于 SNR BPSK QPSK CCK（5.5,11）用戶數據傳輸率最大達到6Mbit/s;頻率-3非重疊ISM頻帶，自由2.4Ghz ISM頻段；傳輸范圍-戶外300m,室內30m最大數據傳輸率要在室內10m內；安全一WEP802.11b數據傳輸率數據傳送率洞嶼長度調制方式位數/波格1 Mbps11 (BSS)BPSKL MSps12. Mbps11 (

16、BSS)QP5K1 MSpsz5 . 5 Mbps8(CCK)QPSK1.375 MSps411 MbpsB(GCK)QF5K1.575 MSps02 802.11g使用 DSS縱 1Mbps 到 5.5Mbps與 802.11b 相同使用 OFDM從 6Mbps 至U 54Mbps與 802.11a相同與802.11b向后兼容當802.11b站點存在時（只是相關）吞吐量嚴重降低，這是由于802.11b/g 混合模式互用機制的開銷造成的802.11b站點不能解譯OFDM幀，所以CS失敗前傳輸CTS在DSSSg式（低速）中發送CTS來設定NAVRTS/CTS處理隱藏終端兩種時槽時間（短/長）為性

17、能提升進行的專有擴展封包突發信道綁定3 802.11n數據傳輸率支持 1、2、5.5、6、9、12、18、24、36、48、54Mbps； 正交頻分復用（OFDM、多輸入/多輸出（MIMO）和通道捆綁（CB）,高達4 個空間流；擴展信道40Mhz;更短的保護間隔：400ns代替了 800ns最大600MbpsMAC開銷減少，更高效的數據傳輸率；3非重疊ISM頻帶，頻率為2.4Ghz;12非重疊需要許可證的國家信息基礎設施（UNII）頻道,5Ghz頻帶； 向后兼容。.專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.802.11n OFDM調制方法、編碼和數據率調制偉子找波 編碼也（

18、每個謎）編曷位（所有流）編碼率每符號數據位（所有流）勃母 傳檢率 （Mbps）BPSK|4321/221654|QPSK864i/2432】（培QPSK；8643/4|64816216-QAM4.17281/2glW216IdQAMA7233/41296j32464-QAM425922/3172843264-QAM625923/4194448667sqi5/62160540六、頻譜劃分WiFi總共有14個信道，如下圖所示:1） IEEE 802.11b/g標準工作在 2.4G頻段，頻率范圍為 2.4002.4835GHz,共83.5M帶寬2）劃分為14個子信道3） 每個子信道寬度為 22MHz

19、4）相鄰信道的中心頻點間隔5MHz5）相鄰的多個信道存在頻率重疊（如1信道與2、3、4、5信道有頻率重疊）6） 在只允許11個頻道的地區，整個頻段內只有3個（1、6、11）互不干擾信道專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.2.4GHz中國信道劃分802.11b 和 2.4GHz中國信道劃分802.11b 和 802.11g 的工作頻段在 2.4GHz (2.4GHz-2.4835GHz),其可用帶寬為 83.5MHz , 中國劃分為13個信道，每個信道帶寬為22MHz。北美/FCC 2.412-2.461GHz（11 信道）歐洲 /ETSI 2.412-2.472GHz

20、（13 信道） 日本/ARIB 2.412-2.484GHz（14 信道）信遒申叱顏率(MH2)信道低瑞盛徵覆率124122401/24232241724Q&242S32422M11/243342427241 承 243a524322421/2443S2437242&244A724422431f 24ssB2447242&I2448324622441/2463102457244 和 24681124G2Z451/24731224g7245檢 247E132472Z4BU248324GH格段叩5崎 逾J堡未七、802.11物理層關鍵技術IEEE802.1優線局域網絡采用微蜂窩，微微蜂窩結構的自主

21、管理的計算機局域網 絡。其關鍵技術大致有三種：DSSS CCKfc術和OFDM。每種技術皆有其特點， 目前，擴頻調制技術正成為主流，而OFDM技術由于其優越的傳輸性能成為人們 關注的新焦點。DSSSt序擴頻)DSSS勺基本運作方式：通過精確的控制將 RF能量分散至某個寬頻頻段。擴 頻器將窄頻輸入信號的振幅平坦分布至較寬的頻段； 接收時原始信號可以通過相 關器還原，只要逆轉整個擴頻程序即可。DSSS(統采用了每秒一千一百萬的碎片率。原本 DS PHY將碎片流分為一系 列11位的Barker word,每秒傳送一百萬個。每個 word當中，編碼一或兩個位 所以速率為1.0 Mbps或2.0 Mbp

22、s。DSSS(直接序歹)工作于2.4GHz頻段，采用BPSKffi QPSKW種調制方式， 對應1Mbps和2Mbps兩種速率。PLCPT 層PLCFT層從MAC層獲取MPDU封包，增加PLCP前導和幀頭，轉化為 PPDU封包進行 傳輸。PPDU幀格式如下：各個域作用：SYNC各個域作用：SYNC同步序列128bit,為全1,用于同步發射器和接收器；SFD：幀起始符16bit,為“0 x05CF用于接收器識別一個幀的開始。專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.Signal域：接收器通過該字段識別后面MPDU封包所用的調制方式和速率，0 x0A表示1Mbps ,0 x14

23、 表示 2MbpsService域：該域保留，設置為全0。Length域：該域用于表示傳輸當前幀所需的時間，是一個16位無符號整數，單位是微秒。擾碼整個PPDU需要經過擾碼器進行擾碼，其目的是使數據盡量的隨機化，使頻譜呈現類似白噪聲的特性，從而增強抗衰落的能力。發送和接收過程PPDU的前導和幀頭必須采用BPSK調制（1Mbps）, MPDU的調試方式從上層傳遞下來的TXVECTO映定，并將Signal域設置為相應的值。接收端從Signal域獲知MPDU的調制方式并按照相應的調制方式進行解調。PMD子層發送模塊擴頻DSSS等源數據的一個bit擴展為一個序列，以較高的碼片速率對較低的數據 比特率進

24、行編碼，達到擴頻的目的。DSSSK用11位Barker序列作為擴頻碼，將 0用序列10110111000M弋替，1用序列01001000111（弋替，頻譜擴展11倍。 調制DSSSS供了 2種調制方式：DBPSKffi DQPSK兩種調制方式都是差分調制， 即利用后一個波形與前一個波形的相位差表示信源符號。DBPS個載波符號編 碼1個碼片，碼片對應的符號相位如下表；DQPS個載波符號編碼2個碼片。DHPKKfrit t相位移動DHPKKfrit t相位移動+J3F-IH 1QIOK /211711 i3 邪 /K L k相比DBPSK DQPSKT提供兩倍的速率，但是抗多徑干擾能力更差（時間差

25、 造成的時延是相位差編碼機制的天敵）。接收模塊專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.相關器相關器用于對接收的信號進行相關性計算（相當于濾波），從而將有效信號 和背景噪聲區分開來。相關器還起著載波檢測的作用，檢測有效信號的能量向 CCA反饋。時鐘恢復根據PPDU的前導序列恢復出載波頻率、碼片頻率等時間參數，用于解調。 解調從經過BPS3 QPSK調制的載波中，解調出基帶信號。 符號判決根據解調出的碼片序列，恢復出原始的信息 bit序列。HR/DSSS802.11b使用物理層調制方式為 CCK勺DSSS稱為高速直接序列（HR/DSSS, 提供更高的傳輸速率 5.5Mbps和

26、11Mbps。CCK等碎片流劃分為一系列以8位構成的編碼符號，因此底層使用的傳輸率 是每秒傳送1.375百萬個編碼符號。CCK采用了復雜的數學轉換函數，可以使 用若干8-bit序列，在每個編碼字中編碼4或8個位，因此數據總傳輸量5.5 Mbp 或11 Mbps.此外，CCK所使用的數學轉換函數，接收器可以輕易辨別不同的編 碼，因此可以很好地克服多徑干擾，所以在雷達和通信中都得到了很好的應用。 PLCP?層HR/DSS電理層采用與基本DSSS1同的PPDU幀格式，修改之處在于定義了 2種幀前導：144bit長前導，與基本DSSSIW相同，可以與基本DSSSS備通信， 該種前導是強制具備的；72b

27、it短前導，提高了傳輸效率，短前導幀只能被同樣 支持短前導的設備接收，因此無法與舊有的DSSSS備兼容，該種前導是可選的。前導字段包括2個域：SYNC同步序列，用于同步發射器和接收器。長前導時為128bit全1,短前導時為56bit全0;SFD幀起始符16bit,為“0X05CF,用于接收器識別一個幀的開始。 幀頭字段包括4個域：Signal域：接收器通過該字段識別后面 MPDU封包所用的調制方式和速率，HR/DSSSI力口了 2種速率：0X0A表示1Mbps（短前導不支持）;0 x14表示2Mbps；0 x37 表示 5.5Mbps； 0 x6E表示 11Mbps；Service域：基本DS

28、SSt將該域保留，HR/DSSSPJ用了其中3個bit,如下：Bit7用于Length域的擴展，原來的16bit Length域已經不夠用。Bit3用于表示HR/DSSS勺調制方式，0表示CCK 1表示PBCCBit2用于表征符號時鐘和發送載頻是否來自于同一個時鐘。.專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.blM2K3b?b*b7RtsrvuHRcexULocked clock&i bit 0 EMt I = lockedMod. selection bit 0- XXK 1PBCCReservedRcarvodLength otlcnsioii bivLength域：該

29、域和Service域中的Ht7共同表示傳輸當前幀所需的時間 CRCM：對幀頭進行CRCU算，用于接收端進行校驗。PPDU幀擾碼、發送和接收過程與 DSSS1同。PMD子層發送模塊：?當采用1Mbps和2Mbps傳輸時，發送模塊與DSS比全相同。?當采用1Mbps和2Mbps傳輸時，發送模塊結構與DSS除似，只是將擴頻 部分的機制進行了變更一一引入了 CCK（補碼鍵控）機制。CCK勺一組擴 頻碼由8個碼片組成，每個碼組編碼 4個bit或8個bit的源數據，對應 的傳輸速率為5.5Mbps或11Mbps。CCK碼的優點是提高了傳輸的信噪 比SNR?當采用5.5Mbps的速率進行傳輸時，CCK寸源數

30、據按4bit 一組進行編碼， 分割器將4-bit數據塊進一步分割為2個2-bit數據段，后一個2-bit段用 于選擇合適的碼組；前一個2-bit段用于對碼組的相位進行調制。?當采用11Mbps的速率進行傳輸時，CCKM源數據按8bit 一組進行編碼； 分割器將8-bit數據塊進一步分割為1個2-bit數據段和1個6-bit數據段：接收模塊CCKS收模塊基本為發送模塊的逆過程，只是增加了相關器和時鐘恢復模塊， 這一點與DSSS8收模塊相同。接收模塊的框圖如下：PBC%組二進制卷積碼）PBCCM制技術是由TI公司提出的，已作為802.11g的可選項被采納。PBCC乜 是單載波調制，但它與CCK同,

31、它使用了更多復雜的信號星座圖。PBCCR用8PSKW CCK8用BPSK/QPSK另外PBCOS用了卷積碼，而CCK使用區塊碼。因 此，它們的解調過程是十分不同的。PBCCT以完成更高速率的數據傳輸，其傳 輸速率為11, 22和33Mbps。.專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)802.11g使用正交頻分復用技術(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM),其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成

32、并行的低速子數據流，調制到在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接 收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的載波間干擾( ICD。每個PLCPT 層PLCPT 層 T ONf T ONfia - |721 I4 bits1 IbitI FbJ rTH1 Z bitnL bitTrtii e bits,事 1ilb bAE*PSiOLT-1定1 il 0Pilul Hit*om OFONI白 i & 11 lid CText i ill, Si 1 亡I*，！I - iI” .1/I-FfBEhle S1GMALDAX/L1二 F v hklwl-io l 川Vdj tHlU- 2“

33、 I “Jy； 口工 I 口kl Fl】s H； 前導域：用于同步發送器和接收器的定時器。Signal字段是一個OFDM符號，包括多個域，意義如下：Rate域：4個bit,其編碼表示采用的傳輸速率Length域：12bit的無符號整數，表示幀中所傳輸的 MPDU的字節數(僅MAC 幀的字節數)。Parity域：是其前面16bit數據的奇偶校驗位。Tail域：PPDU中有2個Tail域，位于幀頭和幀尾，均為6bit的0,用于將2 進制卷積編碼器設置為0狀態。Service域:共16bit, bit0bit6為全0,用于擾碼器同步；bit7bit15也為全0,保留供將來使用。Pad域：長度不固定的

34、填充數據。5 MIMO-OFDM 技術MIMO技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用 率。它可以定義為發送端和接收端之間存在多個獨立信道，也就是說天線單元之 間存在充分的間隔，因此消除了天線間信號的相關性，提高信號的鏈路性能增加 了數據吞吐量。多徑衰落是影響通信質量的主要因素，但MIMO系統卻能有效地利用多徑的 影響來提高系統容量。系統容量是干擾受限的，不能通過增加發射功率來提高系專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.統容量。而采用MIMO結構不需要增加發射功率就能獲得很高的系統容量。因 此將MIMO技術與OFDM技術相結合是下一代無線局域網發展的

35、趨勢。八、802.11 MAO!802.11MAC幀的類型802.11 MAC有三種類型的幀：數據幀、控制幀、管理幀。數據幀：主要負責傳送數據報文。802.11定義了兩種數據幀：Data：貨真價實的數據幀，所有802.11的數據報文的承載體；Null:只有802.11MAC頭和FCS!, STA可以使用它通知 AP自己省電模 式的切換。控制幀：主要用來協調數據幀的發送，負責無線區域的清空，信道的獲取， 還用于收到數據時的確認。RTS/CTS負責無線信道的清空，取得媒介控制權；PS-Poll STAR省電模式醒來，可發送 PS-Poll幀，從AP獲取緩存幀；ACK接收端收到報文后需要回應 ACK

36、幀向發送端確認收到了報文；Block ACK Request/Block ACI802.11n 中，為提升 MAC 層效率，使用 Block ACKM制對一批數據幀一次性確認。 Block Ack Request/Block Ack用來建 立Block Ack通道。管理幀：負責無線網絡的管理，包括網絡信息通告、加入或退出無線網絡、 頻譜管理等。Beacon：周期性宣告某個802.11b網絡的存在以及支持的各類無線參數， 如SSID支持的速率、認證類型、緩存幀的 STA?i表等；Probe Request/Reponse 探測針，STA可發送 Probe Request來主動探測 周圍有哪些80

37、2.11網絡，接收到的 AP需回應Probe Response其中基 本包含了 Beacon幀的所有參數；Authentication/Deauthentication :認證/解除認證，用于無線身份認證； Association Request/Response關聯請求/應答，STA嘗試關聯某個 AP時Disassociation解除關聯，AP和STA土勻可以發送此幀解除和對方的關聯；802.11-MAC 幀格式802.11 MAC幀種類雖多，但都遵循著相同的幀格式規范，均由幀頭 （MAC Header）、幀主體（Frame Body和幀校驗（FCS穿段組成。幀類型的確定主要依據幀 頭中的屬

38、性字段。種類/子類控制幀（01）,管理幀（00）,數據幀（10）RTS種類=01子類=1011信標：種類=00子類=1000數據幀：種類=10,子類=0000地址接收器，發射器（物理的），BSSfc識符，發射器（邏輯的）專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.字節 22606|280-23124幀控制產曾皿 平|等|二駕|順序拄制|誓 數據CRC ILJI口位 224111 f - i.111協諛版本種類于類到DS來自DS分段童發白fflx JL印更條數據WEP艘序幀控制字段(2 bytes):協議版本：顯示該幀使用的MAC版本，目前802.11MAC只有一個版本， 編號

39、為0;電源管理：指示STA發送當前幀序列后將要進入的狀態,Active或Sleep；更多數據：AP若設定此位，即代表至少有一個幀待傳送給休眠中的 STA持續時間/ID字段(2 bytes):設定NAV網絡分配矢量)：bit15=0,此字段用來設置 NAV, Duration代 表當前進行的傳送會占用媒介的時間；無競爭周期所傳送的幀：bit15=1, bit14=0,其他位全為 0, Duration 的值為32768;在 PS-Poll幀中表示 AID(Association ID) bit14=bit15=1,從省電模式醒 來的STA、須發送一個PS-Poll幀，以便從AP取得之前緩存的幀；

40、STAftPS-Pol幀中加入AID指示其隸屬的BSS AID值介于1至U 2007地址字段(24 bytes):需要和幀控制字段的To DS From DS吉合確定項目to DSfrom DSaddress 1address 2address 3address 4目組織網絡0 二DASAF BSSID-基詞結構網絡，從AP0DABSSIDSA-基袖結構網維.到AP10 1BSSIDSAr da-基利皓構網絡QS內11RATADASA順序控制(Sequence ControJ)字段(2 bytes):此字段用來重組幀片段以及丟棄重復幀；16位包含順序編號(12bit)+片段編號(4 bit);

41、被分段的幀的所有幀片段順序編號相同，包括重傳幀，片段編號由0開始遞增；Frame Body 字段(0-2312 byte):數據字段，負責傳遞上層有效載荷(Payload在802.11中，在進入MAC 處理之前，待傳輸的載荷報文更多的被稱為 MSDUHMAC Service Data UnitoFCS 字段(4 byte):FCSU:工作站能夠檢查所有收到的幀的完整性；特殊幀一ACK RTS CTS專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.確認字節2264ACK幀控剌持攜時閶接收器 地址CRC請求發送字節 22664RTS幀控制持續時間接收器 碗發射器地址 CRC允許發送字

42、節 2264CTS幀控制持續時間接收器 地址CRC802.11 MAC層功能媒介訪問控制、掃描、認證與保密、關聯、電源802.11 MAC層功能主要包括: 管理、定時器同步等功能。媒介訪問控制、掃描、認證與保密、關聯、電源802.11 MAC主要有二種不同的媒介訪問機制：DCF 分布式協調功能 （Distributed Coordination Function）；PCF 點協調功能（Point Coordination Function）；DCF是IEEE 802.11 MAC勺基本接入方法，它主要是利用載波偵聽多路訪問及 沖突避免（CSMA/CA技術，這種方法可用在 Ad Hoc和Infr

43、astructure的無線局域 網絡架構中。PCF提供工作站送收具有時限性的資料，屬于無競爭方法，因此不會發生幀 沖撞的情形，但只能用在某種基礎架構的無線局域網絡中。載波監聽與NAV載波監聽主要用來判斷媒介是否處于可用狀態。工作站想要在無線媒介上發 送幀之前，必須監聽無線媒介是否空閑，若不空閑，則工作站必須推遲發送； 工作站可通過兩種方式確定媒介是否被占用：物理載波監聽與虛擬載波監聽。 由于為基于射頻的媒介打造物理載波監聽硬件非常昂貴；并且由于隱藏節點隨處都是，物理載波監聽無法提供所有必要信息； 因此802.11主要采用虛擬 載波監聽。虛擬載波監聽由網絡分配矢量（NAV）提供；NAV用來指定預

44、計要占用媒介 多少時間（802.11幀的Duration字段）。工作站將NAV設為預計使用媒介的 時間，其他工作站倒數NAV的值直到零，NAV不為零，代表媒介處于忙碌狀NAV是一個計時器，可以被無線媒介上傳輸的數據幀更新；如下圖為一個基 礎結構型BSS專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔word.完美整理，精品文檔.A發送一個幀給C,因為無線媒介的特點是廣播，B也可接收到這個幀。802.11 幀包含一個duration字段，其中記載的時間足夠發送完幀并收到確認幀。B、C將會更新它的NAV=duration字段的值，并且在NAV倒數為0前不會嘗試發送；需要注意的是：工作站

45、只會在duration字段的值大于當前NAV值時更新NAV;幀間間隔（IFS燈優先級兩幀發送的時間間隔被稱作IFS STA通過載波偵聽功能，判斷媒體在規定的 時間問隔內是否空閑。定義了四種不同的IFS以提供訪問無線媒體的優先級，高 優先級幀需要等待的時間較短，因此可優先獲得發送權，低優先級幀等待的時間 較長。四種幀問間隔如下：SIFS（短幀問問隔）：高優先級-用來分隔開屬于一次對話的各幀使用SIFS勺幀包括：ACK幀、CTS幀、分片的數據幀、所有應答 AP探詢的 幀和在PC切式中AP發送出的任何幀；PIFS （PCF幀問間隔）:中優先級-在開始使用PC切式時站點利用PIFS獲得對媒體的訪問權；

46、PIFS = aSIFSTime+ aSlotTimeDIFS （DCF幀問問隔）：低優先級-在DC切式中用來發送數據幀和管理幀；DIFS = aSIFSTime+x2aSlotTime；EIFST展的幀問問隔）。最低優先級-工作站在進行重送幀時所必須等待的時間。媒體任接退訪問DLFS 4PIT SS1FS4退避知口比爭崗11媒體任接退訪問DLFS 4PIT SS1FS4退避知口比爭崗11時隙時間卜一幀H媒體空閑，則選擇的豫產遇仃退避倒計數由上圖可以看出，媒介經過一段時間的繁忙之后進入閑置狀態， 此時各個工作站開始倒數NAV以競爭媒介的訪問權。較短的幀問間隔將使得工作站的NAV數值專業資料，可

47、供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.較小，有更高的機會獲取媒介的訪問權，因此優先級較高。由圖可見，優先級:SIFSPIFSDIFS1 CSMA/CA載波監聽多路訪問/沖突避免）訪問方法站點準備發送開始監聽媒介（載波監聽基于CCA空閑信道評估）如果媒介在一個幀內部間隔（IFS的周期為閑，則站點可以開始發送（IFS 依賴于服務類型）如果媒介忙，站點就得等待一個閑的IFS然后站點還得附加等待一個隨 機后退時間（沖突避免，多個時槽）時槽時間=20us用于802.11b, 9us用于802.11gCW最小值=32CW最大值=1024如果另一個站點在該站點的后退時間內占據媒介，則后退時間停止

48、（公平）當后退計時器到達零，則開始傳輸如果多于一個站點在同一時間內減少到零，將引發一個沖突如果一個沖突被引發（錯過ACK）則相應節點將CW的大小翻倍并從以增 加的CW中選擇其后退時間在成功傳輸之后，CW大小被重設為其最小值忙媒介不為鬧（幀，ack竽等）忙媒介不為鬧（幀，ack竽等）boB已經過的后退時間封包到過封包到過MAC剌余的后退時間專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.2 RTS/CTS隱藏節點：在無線網絡中，A節點可以被B節點看到，但是卻不能被與 B節 點通信的C節點看到，那么A節點與C節點互為隱藏節點；在無線網絡中，由隱藏節點所導致的沖突問題非常難以偵測，因為

49、無線收發 器通常都是半雙工的工作模式，無法同時完成收發。為解決隱藏結點導致的沖突 問題，802.11允許工作站使用 Request to send （請求發送，簡稱 RTS和Clear to send （青除發送，簡稱CTS信號來清空傳送區域，以解決隱藏節點的問題；隱藏節點隱藏節點A和C均在B的范圍內，但是均不知道彼此的存在， A發送RTS幀，預定包 括接收到ACK幀所需要的時間，B回應CTS幀，所有B范圍內的工作站將更新 NAV,這樣，C就不會和A產生沖突了；RTS幀、CTS幀及其后的數據幀和ACK幀均被視為相同原子操作的一部分。RTS幀和普通幀一樣必須經過 DCF但是CTS#和ACK幀類似

50、，只需要等待SIFS 即可發送。RTS/CT刎次握手機制DIFSRTS數據時間源站SIFS SIFSCTS目的站SIFSACK時間DIFS DIFSRTS數據時間源站SIFS SIFSCTS目的站SIFSACK時間DIFS 爭用窗口時間NAV (RTS)時間navTcts 55推遲接入發送端在等待媒介閑置了 DIFS后，發送RTS幀，預約了： 3個SIFS + CTS數 據+ ACK的時間；接收端在SIFSt發送CTS預約：2個SIFS數據+ACK的時間（CTSH次預約是為解決隱藏節點）；發送端在SIFSt發送數據；接收端在SIFSt發送確認幀ACKRTS包的發送頻率需要合理設置，設置 RTS

51、閾值需考慮：如果閾值較小，則 會增加RTSfe的發送頻率，消耗更多帶寬。但 RTSfe發送得越頻繁，無線網絡從專業資料，可供參考.下載.分享.word.完美整理，精品文檔.沖突中恢復得就越快。3 DCF/PCFDCF分布式協調功能是IEEE 802.11最基本的接入方法。無論是無基礎架構網絡 (Ad hoc)或有基礎架構網絡(infrastructure),所有工作站都應該具有分布式協調DCF主要是利用載波偵聽多路訪問及沖突避免(CSMA/CA技術。CSMA/CARJ用 載波偵聽技術監測某一頻寬中的信號能量是否達到一個基準點來判斷媒介是否 空閑。如果信號的強度在這基準點之下，就表示該頻寬未被占用，因此工作站就可使用該頻寬來送收資料。反之，則表示傳輸媒介目前是忙碌的，在這種情況之 下，工作站必需延緩(defer)幀傳送時間，直到發現傳輸媒介是空閑的，才能傳送 幀。先產生隨機延遲時間的目的是想預先避免發生沖撞，所以此方法叫沖突避免。這樣做主要是因為在無線網絡的系統中沖撞檢測的任務不容易完成，無法做的像有線網絡中那樣好。因為在無線網絡系統中，不同工作站在傳輸媒介上所使用的 信號強度范圍是不定的，因此物理層很難在每次沖撞發生時， 都能偵測出發生沖 撞。IEEE 802.11B