Wlan的基础知识

1、Wlan的基础知识wlan简介 Wlan是Wireless Local Area Networks的缩写，无线局域网。 wlan是相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio Frequency RF)的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络 。Wlan的扩频和调制方式目前厂商在设计无线局域网络产品时，有相当多种存取设计方式，大致可分为三大类：窄频微波(Narrowband Microwave)技术、展频(Spread Spectrum)技术及红外线(Infrared)技术 展频(Spread Spectrum)技术主要又分为跳频技术(FHSS)及直接序列(DSS

2、S)和现在比较流行的OFDM（正交频分复用） Wlan的扩频和调制方式 无线局域网络在性能和能力上的差异，主要是取决于所采用的是FHSS还是DSSS来实现、以及所采用的调制方式。 FHSS技术IEEE 802.11草案规定要使用GFSK。至于DSSS则使用可变相位调变 (如：PSK、QPSK、DQPSK)，可以得到最高的可靠性以及比较高的数据速率性能。 Wlan的扩频和调制方式OFDM （正交频分复用）调制技术 OFDM是MCM(Multi-Carrier Modulation, 多载波调制）的一种。其主要思想是：将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输。Wlan的扩频和调制

3、方式802.11 FHSS DSSS802.11b DSSS CCK802.11a/g OFDM QPSK/16QAM/64QAM802.11发展史IEEE 802.11 ，1997年，原始标准（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。IEEE 802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，工作在5GHz）。IEEE 802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接（MAC Layer Bridging）。IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。IEEE 802.11e，对服务等

4、级（Quality of Service, QoS）的支持。IEEE 802.11f，基站的互连性（IAPP，Inter-Access Point Protocol），2006年2月被IEEE批准撤销。IEEE 802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）。IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz频段）。IEEE 802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。(WPA2)IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。IEEE 802.11l，预留及准备不使用。IE

5、EE 802.11m，维护标准；互斥及极限。IEEE 802.11n，更高传输速率的改善，支持多输入多输出技术（Multi-Input Multi-Output，MIMO）。IEEE 802.11k，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。频道分布 802.11b 和 802.11g 将2.4 GHz 的频段区分为14个重复，标记的频道，每个频道的中心频率相差 5 兆赫兹(MHz).一般常常被误认的是频道1，6和11（还有有些地区的频道14）是互不重迭所以利用这些不重迭的频道，多组无线网络的互相涵盖，互不影响，这种看法太过简单。802

6、.11b和802.11g并没有规范每个频道的频宽，规范的是中心频率和频谱屏蔽（spectral mask）。802.11b 的频谱屏蔽需求为：在中心频率11 MHz处，至少衰减30 dB，22 MHz 处要衰减50 dB.Wlan的组网方式Wlan的组网方式常见的主要是如下三种：1。Ad-hoc方式2。infrastructure 方式3。WDS 无线分布系统 Wlan的组网方式 Ad-Hoc（点对点）模式：ad-hoc模式就和以前的直连双绞线概念一样，是P2P的连接。在家庭无线局域网的组建，最简单的莫过于两台安装有无线网卡的计算机实施无线互联，其中一台计算机连接Internet就可以共享带宽

7、。Ad-Hoc结构是一种省去了无线AP而搭建起的对等网络结构，只要安装了无线网卡的计算机彼此之间即可实现无线互联。 其原理是网络中的一台电脑主机建立点对点连接相当于虚拟AP，而其它电脑就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。 Wlan的组网方式 infrastructure”模式：所谓infrastructure是在一种整合有线与无线局域网架构的应用模式，与ad- hoc不同的是配备无线网卡的电脑必须通过ap来进行无线通讯，设置后，无线网络。通过这种架构模式，即可实现网络资源的共享。 “infrastructure”模式其实还可以分为“无线AP+无线网卡”模式和“无线路由器+无线网卡”

8、模式两种。 Wlan的组网方式WDS 无线分布系统 最简单地说：无线分布式系统(WDS)的无线中继模式，就是在WDS上可以让无线AP之间通过无线进行桥接（中继），在这同时并不影响其无线AP覆盖的功能。 无线分布系统 (WDS) 通过无线接口在两个 AP 设备之间创建一个链路。此链路可以将来自一个不具有以太网连接的 AP 的通信量中继至另一具有以太网连接的 AP。WDS最多允许在访问点之间配置四个点对点链路。 无线帧的分类1。控制帧2。管理帧3。数据帧无线帧的分类管理帧，可以分为如下几类：BeaconProbeAuth/deauthAssociate/reassocAction帧结构802.11

9、n协议中的主要技术1。MIMO2。AMPDU/AMSDU3。BANDWIDTH4。Short gi5。Block ack802.11n协议中的主要技术MIMO (多进多出)技术 由贝尔实验室提出的多天线通信系统，在发射端和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道。 将需要传输的数据先进行多重切割，利用多重天线进行同步传送；充分利用了传输过程的多路径效应，在接收端也采用多重天线来接收数据，并依靠频谱相位差等方式来解算出正确的原始数据。 802.11n协议中的主要技术MIMO (多进多出)技术优点： 充分利用多径效应，非常适用于室内环境下的无线局域网系统使用。 在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系

10、统的容量和频谱利用率，增加系统的数据传输速率。802.11n协议中的主要技术 MIMO-OFDM MIMO与OFDM技术的结合，产生了 MIMO OFDM 技术，它通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集，提高了信号质量，并增加了多径的容限，使无线网络的有效传输速率有质的提升。 通过多只天线同时进行收发，增加无线网络的涵盖范围； 利用多重路径的设计方式，不仅可以增加资料传输率，也能够增加无线网络客户端服务数量。 802.11n协议中的主要技术 AMPDU/AMSDU 802.11MAC层协议耗费了相当的效率用作链路的维护，如在数据之前添加PLCP Preamble、PLCP Heade

11、r、MAC头，同时为解决冲突而引入的退避机制都大大降低了系统的吞吐量。802.11n引入帧聚合技术，提高了MAC层效率。报文聚合技术包括针对MSDU的聚合和MPDU的聚合。采用A-MPDU技术，多个MPDU聚合到一起，只用抢占一次信道，减少了因竞争信道而产生冲突的概率，提高了信道利用率。A-MSDU，是具有相同的DA和SA的MSDU报文聚合成一个较大的载荷，减少物理和MAC层的开销，提高链路效率。802.11n协议中的主要技术BANDWIDTH 40 MHz channels技术 以前的Wi-Fi标准中，只使用20MHz通道，802.11n可以使用40MHz通道。通过将相邻的两个20MHz信道

12、绑定成40MHz，使传输速率成倍提高。在实际工作中，将两个相邻的20MHz信道绑定使用，一个为主带宽，一个为次带宽，收发数据时既可以40MHz的带宽工作，也可以单个20MHz带宽工作。同时为避免相互干扰，原本每20MHz信道之间都会预留一小部分的带宽，当采用信道绑定技术工作在40MHz带宽时，这一部分预留的带宽也可以被用来通信，进一步提高了吞吐量。 802.11n协议中的主要技术 short gi（short guard interval 短防护间隔） 802.11a/g采用的800ns的GI，在802.11n模式中，提供了一种Short GI特性。将GI时长减少至400ns，从而可以提高数据

13、传输速率百分之十左右。 802.11n协议中的主要技术Block ack 为保证数据传输的可靠性，802.11协议规定每收到一个单播数据帧，都必须立即回应ACK帧。A-MPDU的接收端在收到A-MPDU后，需要对其中的每一个MPDU进行处理，因此同样需要对每一个MPDU发送应答帧。Block Acknowledgement机制通过使用一个ACK帧来完成对多个MPDU的应答，以降低这种情况下的ACK帧的数量。产品中的参数配置产品中的参数配置1。Beacon Interval (信标间隔) 一般无线网卡都是做被动式扫描(passive scanning) 操作系统的无线网卡管理软件一直在扫描ap的

14、beacon，扫描后显示在对话框中，这样就能看到当前区域中有哪些ssid。 ap的beacon发送的太频繁，会比较占用无线的资源。 Beacon Interval调高有助于无线网络的性能，无线sta省电 Beacon Interval调低，可以加快无线sta发现ap的时间，在漫游或者无线sta处于移动状态，使用beacon interval调低 产品中的参数配置2。DTIM=Delivery Traffic idnication Map要讨论DTIM 之前，要先了解TIM（Traffic idnication Map） 当初设计无线网络时就考虑到sta的省电问题 省电原理如下：进入省电模式时，

15、ap会为sta暂存发送帧，然后sta就进入sleep状态。Sta利用和ap的时间同步，会很准确的“醒来”，醒来后接收beacon，如果检查到beacon frame里面含有TIM如同ap告诉sta有数据要传输给他，而现在sta会彻底清醒，发送PS-POLL frame，告知ap，sta准备好了，你扔数据过来了吧。 这是用于单点传输.DTIM则试用于多点,广播信息。 DTIM=Delivery Traffic idnication Map ap 所定义的dtim 是指间隔多少becaon 才含dtim信息 DTIM 高=因为sta sleep时间比较长，比较省电，缺点是吞吐量会变差DTIM低 =

16、提升性能,降低ap 缓存帧的负担,缺点是sta不省电产品中的参数配置3。RTS/CTS协议RTS/CTS协议(Request To Send/Clear To Send)即请求发送/允许发送协议，相当于一种握手协议，主要用来解决隐藏终端问题。隐藏终端（Hidden Stations）是指，基站A向基站B发送信息，基站C未侦测到A也向B发送，故A和C同时将信号发送至B，引起信号冲突，最终导致发送至B的信号都丢失了。隐藏终端多发生在大型单元中（一般在室外环境），这将带来效率损失，并且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时，尤其需要杜绝隐藏终端现象的发生。 产品中的参数配置RTS threshol

17、dRTS /CTS功用和CSMA/CA载波侦听差不多 因为大封包碰撞的可能性更大，所以以ap和sta可以设定多少大小frame ,才启用rts/cts功能 1.rts/cts 会影响性能2312 所以2312-2346等于是“不启用 ”RTS/ CTS 2.处在 sta分布散乱和rf干扰严重的情况，启用rts/cts 3.RTS Length (RTS Threshold) RTS 高(2312 -到2346)=不启用 RTS 低 =sta之间距离长,或sta处于运动状态以及干扰比较大的时候 这个数据可以结合分片大小一起看。 一般家庭使用影响不大。 在查找吞吐量瓶颈的时候会有帮助 产品中的参数

18、配置产品中的参数配置产品中的参数配置产品中的参数配置产品中的参数配置产品中的参数配置WLAN QoSWLAN QoS简介简介 802.11网络提供了基于竞争的无线接入服务，但是不同的应用需求对于网络的要求是不同的，而原始的网络不能为不同的应用提供不同质量的接入服务，所以已经不能满足实际应用的需要。 IEEE 802.11e为基于802.11协议的WLAN体系添加了QoS特性，这个协议的标准化时间很长，在这个过程中，Wi-Fi组织为了保证不同WLAN厂商提供QoS的设备之间可以互通，定义了WMM（Wi-Fi Multimedia）标准。WMM标准使WLAN网络具备了提供QoS服务的能力。产品中的参数配置WMM协议 在802.11协议中DCF（Distributed Coordination Function，分布式协调功能）规定了AP和sta使用CSMA/CA的接入方式。在占用信道