移动通信技术8011bgn协议

1、word.完美整理，精品文档.移动通信技术802.11b/g/n协议符合IEEE的移动通信技术本地无线网802.11a WiFi5WLAN 802.11_* 802.11 i/e/f/n/s,-802.11b - 002.11gWiFi个人无或网WPAN 802.15ZigBee802,15,4个人无或网WPAN 802.15ZigBee802,15,4f 802.15.1Bluetooth* 802,15.3UWBWMAN 802.16 宽带无线接入）WiMAXk * Mobility 一 WiBro, 802.20802.11四种主要物理组件.工作站(Station)构建网络的主要目的是为

2、了在工作站间传送数据。所谓工作站，是指配备无线网络接口的计算设备，即支持 802.11的终端设备。如安装了无线网卡的PC,支持 WLAN的手机等。.接入点(Access Point)802.11网络所使用的帧必须经过转换， 方能被传递至其他不同类型的网络。 具备无线至有线 的桥接功能的设备称为接入点， 接入点的功能不仅于此，但桥接最为重要。为STA提供基于.专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.802.11的接入服务，同时将802.11mac帧格式转换为以太网帧， 相当于有限设备和无线设备 的桥接器。3.无线媒介(Wireless Medium)802.11标准以无线媒

3、介在工作站之间传递帧。其定义的物理层不只一种，802.11最初标准化了两种射频物理层(2.4GHz和5GHz)以及一种红外线物理层。4.分布式系统(Distribution System)当几个接入点串联以覆盖较大区域时，彼此之间必须相互通信以掌握移动式工作站的行踪。分布式系统属于802.11的逻辑组件，负责将帧传送至目的地，将各个AP连接起来的骨干网络。三、 无线局域网的网络类型Infrastructure网络架构可以实现多终端共用一个 AR需要AP提供接入服务，AP负责基础结构型网络的所有通信。这种网路可以提供丰富的应用，较多 的STA接入数量。Ad-hoc网络没有有线基础设施，网络节点由

4、移动主机构成，无线网卡之间的 通讯，不需要通过AR 一般是少数几个STA为了特定目的而组成的一种暂时性 网络，又称特设网络。专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.802.11-基础结构网络的架构80Z11 LAN802.x LANSTALAN:小可点分布式系流入口站点80Z11 LAN802.x LANSTALAN:小可点分布式系流入口站点（STA）u芾访问邮件的终稳到无线媒介的连 楮和无线电连槎到访问点基本服务组（BSS）使用相同无线电频率的一组站点访问点被徐合到无找局域网和分布式耒绕 的站点入口连植到其他（由线）网络的桥梁分布式系统互屐网络彬成一个基于几个BSS的

5、丁网洛（ESS:扩展朦务姐）U 802.11林淮中未指定！注意：BSS（basic service set）基本服务集由能互相通信的 STA组成，是802.11网络提供服务的基本单元；ESST展网络由多个BSS构成，是采用相同SSID的多个BSS形成的更大规模 的虚拟BSSS是为了解决单个BSS覆盖范围小的问题而定义的；SSID （服务集标识），标识一个ESSR络，相当于网络的名称；BSSID是AP的MAC4址，用来标识 AP管理的BSSBS4口 ESS的关系如下图：专业资料，可供参考.下载.分享.802. f f LAN802. f f LANword.完美整理，精品文档.802.11-自组

6、织网络的架构一个有限范围内的值接通信站点(STA):带访问部件的终端到无线媒介独立的基本服务细(旧SS):使用同一个无线电频率的一组站点四、802.11-层次和功能各种PHY层技术的区别在于不同的编码调制方式、不同的速率以及不同的PHY层帧格式。802.11基本物理层（2.4 GHz频段）DSSS 1,2 MbpsFHSS 1,2 MbpsIR:1,2 Mbps802.11b （2.4 GHz频段）HR/DSSS DBPSK 1, DQPSK: 2 Mbps, CCK 5.5, 11 Mbps802.11g （2.4GHz频段）-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（选）：22, 33 MbpsDSSS-OFDM（选）：6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps802.11n （ 2.4GHz、5GHz频段）MIMO-OFDM专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.802.11与ISO对比802. 11协议主要工作在ISO协议的最低两层上。MACPLCP物理层汇聚协议访问机割，分段,加密空闱信道评估信号(我波监听)MAC管理PMD物理媒介相关联盟，雷权.同步，漫游，M旧管理信调制，编码息电电源管理P

8、HY管理信道选择，MIB管理信息库站点管理协调所有的管理功能MACMAC管理PLCPPHY管理PMD802.11 PH饰层结构物理层管理实体 PLME ( Physical Layer Management Entity )与MAC层管理相连，上层通过该模块对 PHY进行管理、控制，主要是PHY MIB寄存器。.专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.物理层汇聚过程 PLCP ( Physical Layer Convergence Procedure)子层规定如何将MAC层协议数据单元(MPDU)映射为合适的物理层帧格式，可以理解为PHY层的编码和封包过程。物理媒介相关

9、 PMD ( Physical Medium Dependent )子层直接与无线媒介发生关联，主要是最底层涉及编码、调制和无线收发的部分。MSDU: MAC Service Data Unit, MAC层业务数据单元。这是最原始的待发数据信息； MPDU: MAC Protocol Data Unit , MAC层协议数据单元。将 MSDU按一定帧结构包装后的待 发数据信息；PSDU： PLCP Service Data Unit, PLCPT层业务数据单元。实际就是从 MAC层传来的 MPDU 信息PPDU: PLCP Protocol Data Unit, PLCP子层协议数据单元。将P

10、SDU按照特定的帧格式进行数据封装后的数据包，这也是最终将经由物理介质发送出去的数据封装。PLCPT层将MAC层传来白数据 MPDU转换为PSDU然后，力口上PLCP头(PLCP Header 信息和前导码(Preamble Code)就构成了 PPDU数据帧Z勾。IEEEt义了两种前导码和头信 息组成的PPDU帧结构：长前导码(Long Preamble)和头信息组成的长 PPDU帧以及短前导 码(Short Preamble)和头信息组成的短 PPDU帧。802.11的物理帧结构分为前导信号(Preamble)、信头Header和负载Payload。Preamble主要用于确定移动台和接入

11、点之间何时发送和接收数据，传输进行时告知其它移动台以免冲突，同时传送同步信号及帧间隔。Preamble完成，接收方才开始接收数据。Header在Preamble 之后用来传输一些重要的数据比如负载长度、传输速率、服务等信息。由于数据率及要传送字节的数量不同，Payload的包长变化很大，可以十分短也可以十分长。ScramtEd Ones1 ScramtEd Ones1 D8FSK在一帧信号的传输过程中，Preamble和Header所占的传输时间越多，Payload用的传输时间就越少，传输的效率越低。在接收PPDU数据包时，需要 CCA(Clear Channel Assessment):空闲

12、信道评估，它的作 用是PHY根据某种条件来判断当前无线介质是处于忙还是空闲状态，并向 MAC通报。高速专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.PHY至少应该按照下面三个条件中的一个来进行信道状态评估：CCA模式1:根据接收端能量是否高于一个阈值进行判断。如果检测到超过 ED (能量检测，Energy Detection )阈值的任何能量，CCA都将报告介质当前状态为忙。CCA模式2:定时检测载波。CCA启动一个3.65ms长的定时器，在该定时范围内，如果检测到高速PHY信号，就认为信道忙。如果定时结束仍未检测到高速PHY信号，就认为信道空闲。3.65ms是一个5.5Mbp

13、s速率的PSDU数据帧可能持续的最长时间。CCA模式3:上述两种模式的混合。当天线接收到一个超过预设电平阈值ED的高速PPDU帧时，认为当前介质为忙。当接收机收到一个 PPDU时，必须根据收到的 SFD字段来判断当前数据包是长PPDU还是短PPDU如果是长PPDU,就以1Mbps速率按BPS斓码方式对长 PLCP头信息进行解调， 否则以2Mbps速率按QPSK编码方式对短PLCP头信息进行解调。接收机将按照PLCP头信息 中的信令 (SIGNAL字段和业务(SERVICE字段确定PSDU数据的速率和采用的调制方式。五、IEEE 802.11b/g/n 标准对比表神号IEEE 802.11bIE

14、EE 8D2.11a IEEE 802.11gIEEE 802.11n标准发布时间工作频率范围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三厘缝信道数324315那里速率(Mbps)115454600(Mbps)62424100以上缄20MHz20MHZ2CMHZ20MHZ/40MHZ：OFDMCCKfDSSSOFDM/DSSS/CCK兼容性 602.11 tJ 502.11a502 11Dg2.4Ghz频段还有其他应

15、用包括蓝牙无线连接，手机甚至微波炉，这个频段应用的干扰 会进一步限制 WLAN用户的可用带宽。专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.1 802.11b扩展的DSSS动态变速一1, 2, 5.5, 11Mbit/s,取决于 SNR BPSK QPSK CCK（5.5,11）用户数据传输率最大达到6Mbit/s;频率-3非重叠ISM频带，自由2.4Ghz ISM频段；传输范围-户外300m,室内30m最大数据传输率要在室内10m内；安全一WEP802.11b数据传输率数据传送率洞屿长度调制方式位数/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纵 1Mbps 到 5.5Mbps与 802.11b 相同使用 OFDM从 6Mbps 至U 54Mbps与 802.11a相同与802.11b向后兼容当802.11b站点存在时（只是相关）吞吐量严重降低，这是由于802.11b/g 混合模式互用机制的开销造成的802.11b站点不能解译OFDM帧，所以CS失败前传输CTS在DSSSg式（低速）中发送CTS来设定NAVRTS/CTS处理隐藏终端两种时槽时间（短/长）为性

17、能提升进行的专有扩展封包突发信道绑定3 802.11n数据传输率支持 1、2、5.5、6、9、12、18、24、36、48、54Mbps； 正交频分复用（OFDM、多输入/多输出（MIMO）和通道捆绑（CB）,高达4 个空间流；扩展信道40Mhz;更短的保护间隔：400ns代替了 800ns最大600MbpsMAC开销减少，更高效的数据传输率；3非重叠ISM频带，频率为2.4Ghz;12非重叠需要许可证的国家信息基础设施（UNII）频道,5Ghz频带； 向后兼容。.专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.802.11n OFDM调制方法、编码和数据率调制伟子找波 编码也（

18、每个谜）编曷位（所有流）编码率每符号数据位（所有流）勃母 传检率 （Mbps）BPSK|4321/221654|QPSK864i/2432】（培QPSK；8643/4|64816216-QAM4.17281/2glW216IdQAMA7233/41296j32464-QAM425922/3172843264-QAM625923/4194448667sqi5/62160540六、频谱划分WiFi总共有14个信道，如下图所示:1） IEEE 802.11b/g标准工作在 2.4G频段，频率范围为 2.4002.4835GHz,共83.5M带宽2）划分为14个子信道3） 每个子信道宽度为 22MHz

19、4）相邻信道的中心频点间隔5MHz5）相邻的多个信道存在频率重叠（如1信道与2、3、4、5信道有频率重叠）6） 在只允许11个频道的地区，整个频段内只有3个（1、6、11）互不干扰信道专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.2.4GHz中国信道划分802.11b 和 2.4GHz中国信道划分802.11b 和 802.11g 的工作频段在 2.4GHz (2.4GHz-2.4835GHz),其可用带宽为 83.5MHz , 中国划分为13个信道，每个信道带宽为22MHz。北美/FCC 2.412-2.461GHz（11 信道）欧洲 /ETSI 2.412-2.472GHz

20、（13 信道） 日本/ARIB 2.412-2.484GHz（14 信道）信遒申叱颜率(MH2)信道低瑞盛徵覆率124122401/24232241724Q&242S32422M11/243342427241 承 243a524322421/2443S2437242&244A724422431f 24ssB2447242&I2448324622441/2463102457244 和 24681124G2Z451/24731224g7245检 247E132472Z4BU248324GH格段叩5崎 逾J堡未七、802.11物理层关键技术IEEE802.1优线局域网络采用微蜂窝，微微蜂窝结构的自主

21、管理的计算机局域网 络。其关键技术大致有三种：DSSS CCKfc术和OFDM。每种技术皆有其特点， 目前，扩频调制技术正成为主流，而OFDM技术由于其优越的传输性能成为人们 关注的新焦点。DSSSt序扩频)DSSS勺基本运作方式：通过精确的控制将 RF能量分散至某个宽频频段。扩 频器将窄频输入信号的振幅平坦分布至较宽的频段； 接收时原始信号可以通过相 关器还原，只要逆转整个扩频程序即可。DSSS(统采用了每秒一千一百万的碎片率。原本 DS PHY将碎片流分为一系 列11位的Barker word,每秒传送一百万个。每个 word当中，编码一或两个位 所以速率为1.0 Mbps或2.0 Mbp

22、s。DSSS(直接序歹)工作于2.4GHz频段，采用BPSKffi QPSKW种调制方式， 对应1Mbps和2Mbps两种速率。PLCPT 层PLCFT层从MAC层获取MPDU封包，增加PLCP前导和帧头，转化为 PPDU封包进行 传输。PPDU帧格式如下：各个域作用：SYNC各个域作用：SYNC同步序列128bit,为全1,用于同步发射器和接收器；SFD：帧起始符16bit,为“0 x05CF用于接收器识别一个帧的开始。专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.Signal域：接收器通过该字段识别后面MPDU封包所用的调制方式和速率，0 x0A表示1Mbps ,0 x14

23、 表示 2MbpsService域：该域保留，设置为全0。Length域：该域用于表示传输当前帧所需的时间，是一个16位无符号整数，单位是微秒。扰码整个PPDU需要经过扰码器进行扰码，其目的是使数据尽量的随机化，使频谱呈现类似白噪声的特性，从而增强抗衰落的能力。发送和接收过程PPDU的前导和帧头必须采用BPSK调制（1Mbps）, MPDU的调试方式从上层传递下来的TXVECTO映定，并将Signal域设置为相应的值。接收端从Signal域获知MPDU的调制方式并按照相应的调制方式进行解调。PMD子层发送模块扩频DSSS等源数据的一个bit扩展为一个序列，以较高的码片速率对较低的数据 比特率进

24、行编码，达到扩频的目的。DSSSK用11位Barker序列作为扩频码，将 0用序列10110111000M弋替，1用序列01001000111（弋替，频谱扩展11倍。 调制DSSSS供了 2种调制方式：DBPSKffi DQPSK两种调制方式都是差分调制， 即利用后一个波形与前一个波形的相位差表示信源符号。DBPS个载波符号编 码1个码片，码片对应的符号相位如下表；DQPS个载波符号编码2个码片。DHPKKfrit t相位移动DHPKKfrit t相位移动+J3F-IH 1QIOK /211711 i3 邪 /K L k相比DBPSK DQPSKT提供两倍的速率，但是抗多径干扰能力更差（时间差

25、 造成的时延是相位差编码机制的天敌）。接收模块专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.相关器相关器用于对接收的信号进行相关性计算（相当于滤波），从而将有效信号 和背景噪声区分开来。相关器还起着载波检测的作用，检测有效信号的能量向 CCA反馈。时钟恢复根据PPDU的前导序列恢复出载波频率、码片频率等时间参数，用于解调。 解调从经过BPS3 QPSK调制的载波中，解调出基带信号。 符号判决根据解调出的码片序列，恢复出原始的信息 bit序列。HR/DSSS802.11b使用物理层调制方式为 CCK勺DSSS称为高速直接序列（HR/DSSS, 提供更高的传输速率 5.5Mbps和

26、11Mbps。CCK等碎片流划分为一系列以8位构成的编码符号，因此底层使用的传输率 是每秒传送1.375百万个编码符号。CCK采用了复杂的数学转换函数，可以使 用若干8-bit序列，在每个编码字中编码4或8个位，因此数据总传输量5.5 Mbp 或11 Mbps.此外，CCK所使用的数学转换函数，接收器可以轻易辨别不同的编 码，因此可以很好地克服多径干扰，所以在雷达和通信中都得到了很好的应用。 PLCP?层HR/DSS电理层采用与基本DSSS1同的PPDU帧格式，修改之处在于定义了 2种帧前导：144bit长前导，与基本DSSSIW相同，可以与基本DSSSS备通信， 该种前导是强制具备的；72b

27、it短前导，提高了传输效率，短前导帧只能被同样 支持短前导的设备接收，因此无法与旧有的DSSSS备兼容，该种前导是可选的。前导字段包括2个域：SYNC同步序列，用于同步发射器和接收器。长前导时为128bit全1,短前导时为56bit全0;SFD帧起始符16bit,为“0X05CF,用于接收器识别一个帧的开始。 帧头字段包括4个域：Signal域：接收器通过该字段识别后面 MPDU封包所用的调制方式和速率，HR/DSSSI力口了 2种速率：0X0A表示1Mbps（短前导不支持）;0 x14表示2Mbps；0 x37 表示 5.5Mbps； 0 x6E表示 11Mbps；Service域：基本DS

28、SSt将该域保留，HR/DSSSPJ用了其中3个bit,如下：Bit7用于Length域的扩展，原来的16bit Length域已经不够用。Bit3用于表示HR/DSSS勺调制方式，0表示CCK 1表示PBCCBit2用于表征符号时钟和发送载频是否来自于同一个时钟。.专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.blM2K3b?b*b7RtsrvuHRcexULocked clock&i bit 0 EMt I = lockedMod. selection bit 0- XXK 1PBCCReservedRcarvodLength otlcnsioii bivLength域：该

29、域和Service域中的Ht7共同表示传输当前帧所需的时间 CRCM：对帧头进行CRCU算，用于接收端进行校验。PPDU帧扰码、发送和接收过程与 DSSS1同。PMD子层发送模块：?当采用1Mbps和2Mbps传输时，发送模块与DSS比全相同。?当采用1Mbps和2Mbps传输时，发送模块结构与DSS除似，只是将扩频 部分的机制进行了变更一一引入了 CCK（补码键控）机制。CCK勺一组扩 频码由8个码片组成，每个码组编码 4个bit或8个bit的源数据，对应 的传输速率为5.5Mbps或11Mbps。CCK码的优点是提高了传输的信噪 比SNR?当采用5.5Mbps的速率进行传输时，CCK寸源数

30、据按4bit 一组进行编码， 分割器将4-bit数据块进一步分割为2个2-bit数据段，后一个2-bit段用 于选择合适的码组；前一个2-bit段用于对码组的相位进行调制。?当采用11Mbps的速率进行传输时，CCKM源数据按8bit 一组进行编码； 分割器将8-bit数据块进一步分割为1个2-bit数据段和1个6-bit数据段：接收模块CCKS收模块基本为发送模块的逆过程，只是增加了相关器和时钟恢复模块， 这一点与DSSS8收模块相同。接收模块的框图如下：PBC%组二进制卷积码）PBCCM制技术是由TI公司提出的，已作为802.11g的可选项被采纳。PBCC乜 是单载波调制，但它与CCK同,

31、它使用了更多复杂的信号星座图。PBCCR用8PSKW CCK8用BPSK/QPSK另外PBCOS用了卷积码，而CCK使用区块码。因 此，它们的解调过程是十分不同的。PBCCT以完成更高速率的数据传输，其传 输速率为11, 22和33Mbps。.专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)802.11g使用正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM),其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成

32、并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接 收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的载波间干扰( ICD。每个PLCPT 层PLCPT 层 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； 前导域：用于同步发送器和接收器的定时器。Signal字段是一个OFDM符号，包括多个域，意义如下：Rate域：4个bit,其编码表示采用的传输速率Length域：12bit的无符号整数，表示帧中所传输的 MPDU的字节数(仅MAC 帧的字节数)。Parity域：是其前面16bit数据的奇偶校验位。Tail域：PPDU中有2个Tail域，位于帧头和帧尾，均为6bit的0,用于将2 进制卷积编码器设置为0状态。Service域:共16bit, bit0bit6为全0,用于扰码器同步；bit7bit15也为全0,保留供将来使用。Pad域：长度不固定的

34、填充数据。5 MIMO-OFDM 技术MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用 率。它可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道，也就是说天线单元之 间存在充分的间隔，因此消除了天线间信号的相关性，提高信号的链路性能增加 了数据吞吐量。多径衰落是影响通信质量的主要因素，但MIMO系统却能有效地利用多径的 影响来提高系统容量。系统容量是干扰受限的，不能通过增加发射功率来提高系专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.统容量。而采用MIMO结构不需要增加发射功率就能获得很高的系统容量。因 此将MIMO技术与OFDM技术相结合是下一代无线局域网发展的

35、趋势。八、802.11 MAO!802.11MAC帧的类型802.11 MAC有三种类型的帧：数据帧、控制帧、管理帧。数据帧：主要负责传送数据报文。802.11定义了两种数据帧：Data：货真价实的数据帧，所有802.11的数据报文的承载体；Null:只有802.11MAC头和FCS!, STA可以使用它通知 AP自己省电模 式的切换。控制帧：主要用来协调数据帧的发送，负责无线区域的清空，信道的获取， 还用于收到数据时的确认。RTS/CTS负责无线信道的清空，取得媒介控制权；PS-Poll STAR省电模式醒来，可发送 PS-Poll帧，从AP获取缓存帧；ACK接收端收到报文后需要回应 ACK

36、帧向发送端确认收到了报文；Block ACK Request/Block ACI802.11n 中，为提升 MAC 层效率，使用 Block ACKM制对一批数据帧一次性确认。 Block Ack Request/Block Ack用来建 立Block Ack通道。管理帧：负责无线网络的管理，包括网络信息通告、加入或退出无线网络、 频谱管理等。Beacon：周期性宣告某个802.11b网络的存在以及支持的各类无线参数， 如SSID支持的速率、认证类型、缓存帧的 STA?i表等；Probe Request/Reponse 探测针，STA可发送 Probe Request来主动探测 周围有哪些80

37、2.11网络，接收到的 AP需回应Probe Response其中基 本包含了 Beacon帧的所有参数；Authentication/Deauthentication :认证/解除认证，用于无线身份认证； Association Request/Response关联请求/应答，STA尝试关联某个 AP时Disassociation解除关联，AP和STA土匀可以发送此帧解除和对方的关联；802.11-MAC 帧格式802.11 MAC帧种类虽多，但都遵循着相同的帧格式规范，均由帧头 （MAC Header）、帧主体（Frame Body和帧校验（FCS穿段组成。帧类型的确定主要依据帧 头中的属

38、性字段。种类/子类控制帧（01）,管理帧（00）,数据帧（10）RTS种类=01子类=1011信标：种类=00子类=1000数据帧：种类=10,子类=0000地址接收器，发射器（物理的），BSSfc识符，发射器（逻辑的）专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.字节 22606|280-23124帧控制产曾皿 平|等|二驾|顺序拄制|誓 数据CRC ILJI口位 224111 f - i.111协谀版本种类于类到DS来自DS分段童发白fflx JL印更条数据WEP艘序帧控制字段(2 bytes):协议版本：显示该帧使用的MAC版本，目前802.11MAC只有一个版本， 编号

39、为0;电源管理：指示STA发送当前帧序列后将要进入的状态,Active或Sleep；更多数据：AP若设定此位，即代表至少有一个帧待传送给休眠中的 STA持续时间/ID字段(2 bytes):设定NAV网络分配矢量)：bit15=0,此字段用来设置 NAV, Duration代 表当前进行的传送会占用媒介的时间；无竞争周期所传送的帧：bit15=1, bit14=0,其他位全为 0, Duration 的值为32768;在 PS-Poll帧中表示 AID(Association ID) bit14=bit15=1,从省电模式醒 来的STA、须发送一个PS-Poll帧，以便从AP取得之前缓存的帧；

40、STAftPS-Pol帧中加入AID指示其隶属的BSS AID值介于1至U 2007地址字段(24 bytes):需要和帧控制字段的To DS From DS吉合确定项目to DSfrom DSaddress 1address 2address 3address 4目组织网络0 二DASAF BSSID-基词结构网络，从AP0DABSSIDSA-基袖结构网维.到AP10 1BSSIDSAr da-基利皓构网络QS内11RATADASA顺序控制(Sequence ControJ)字段(2 bytes):此字段用来重组帧片段以及丢弃重复帧；16位包含顺序编号(12bit)+片段编号(4 bit);

41、被分段的帧的所有帧片段顺序编号相同，包括重传帧，片段编号由0开始递增；Frame Body 字段(0-2312 byte):数据字段，负责传递上层有效载荷(Payload在802.11中，在进入MAC 处理之前，待传输的载荷报文更多的被称为 MSDUHMAC Service Data UnitoFCS 字段(4 byte):FCSU:工作站能够检查所有收到的帧的完整性；特殊帧一ACK RTS CTS专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.确认字节2264ACK帧控剌持携时阊接收器 地址CRC请求发送字节 22664RTS帧控制持续时间接收器 碗发射器地址 CRC允许发送字

42、节 2264CTS帧控制持续时间接收器 地址CRC802.11 MAC层功能媒介访问控制、扫描、认证与保密、关联、电源802.11 MAC层功能主要包括: 管理、定时器同步等功能。媒介访问控制、扫描、认证与保密、关联、电源802.11 MAC主要有二种不同的媒介访问机制：DCF 分布式协调功能 （Distributed Coordination Function）；PCF 点协调功能（Point Coordination Function）；DCF是IEEE 802.11 MAC勺基本接入方法，它主要是利用载波侦听多路访问及 冲突避免（CSMA/CA技术，这种方法可用在 Ad Hoc和Infr

43、astructure的无线局域 网络架构中。PCF提供工作站送收具有时限性的资料，属于无竞争方法，因此不会发生帧 冲撞的情形，但只能用在某种基础架构的无线局域网络中。载波监听与NAV载波监听主要用来判断媒介是否处于可用状态。工作站想要在无线媒介上发 送帧之前，必须监听无线媒介是否空闲，若不空闲，则工作站必须推迟发送； 工作站可通过两种方式确定媒介是否被占用：物理载波监听与虚拟载波监听。 由于为基于射频的媒介打造物理载波监听硬件非常昂贵；并且由于隐藏节点随处都是，物理载波监听无法提供所有必要信息； 因此802.11主要采用虚拟 载波监听。虚拟载波监听由网络分配矢量（NAV）提供；NAV用来指定预

44、计要占用媒介 多少时间（802.11帧的Duration字段）。工作站将NAV设为预计使用媒介的 时间，其他工作站倒数NAV的值直到零，NAV不为零，代表媒介处于忙碌状NAV是一个计时器，可以被无线媒介上传输的数据帧更新；如下图为一个基 础结构型BSS专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档word.完美整理，精品文档.A发送一个帧给C,因为无线媒介的特点是广播，B也可接收到这个帧。802.11 帧包含一个duration字段，其中记载的时间足够发送完帧并收到确认帧。B、C将会更新它的NAV=duration字段的值，并且在NAV倒数为0前不会尝试发送；需要注意的是：工作站

45、只会在duration字段的值大于当前NAV值时更新NAV;帧间间隔（IFS灯优先级两帧发送的时间间隔被称作IFS STA通过载波侦听功能，判断媒体在规定的 时间问隔内是否空闲。定义了四种不同的IFS以提供访问无线媒体的优先级，高 优先级帧需要等待的时间较短，因此可优先获得发送权，低优先级帧等待的时间 较长。四种帧问间隔如下：SIFS（短帧问问隔）：高优先级-用来分隔开属于一次对话的各帧使用SIFS勺帧包括：ACK帧、CTS帧、分片的数据帧、所有应答 AP探询的 帧和在PC切式中AP发送出的任何帧；PIFS （PCF帧问间隔）:中优先级-在开始使用PC切式时站点利用PIFS获得对媒体的访问权；

46、PIFS = aSIFSTime+ aSlotTimeDIFS （DCF帧问问隔）：低优先级-在DC切式中用来发送数据帧和管理帧；DIFS = aSIFSTime+x2aSlotTime；EIFST展的帧问问隔）。最低优先级-工作站在进行重送帧时所必须等待的时间。媒体任接退访问DLFS 4PIT SS1FS4退避知口比争岗11媒体任接退访问DLFS 4PIT SS1FS4退避知口比争岗11时隙时间卜一帧H媒体空闲，则选择的豫产遇仃退避倒计数由上图可以看出，媒介经过一段时间的繁忙之后进入闲置状态， 此时各个工作站开始倒数NAV以竞争媒介的访问权。较短的帧问间隔将使得工作站的NAV数值专业资料，可

47、供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.较小，有更高的机会获取媒介的访问权，因此优先级较高。由图可见，优先级:SIFSPIFSDIFS1 CSMA/CA载波监听多路访问/冲突避免）访问方法站点准备发送开始监听媒介（载波监听基于CCA空闲信道评估）如果媒介在一个帧内部间隔（IFS的周期为闲，则站点可以开始发送（IFS 依赖于服务类型）如果媒介忙，站点就得等待一个闲的IFS然后站点还得附加等待一个随 机后退时间（冲突避免，多个时槽）时槽时间=20us用于802.11b, 9us用于802.11gCW最小值=32CW最大值=1024如果另一个站点在该站点的后退时间内占据媒介，则后退时间停止

48、（公平）当后退计时器到达零，则开始传输如果多于一个站点在同一时间内减少到零，将引发一个冲突如果一个冲突被引发（错过ACK）则相应节点将CW的大小翻倍并从以增 加的CW中选择其后退时间在成功传输之后，CW大小被重设为其最小值忙媒介不为闹（帧，ack竽等）忙媒介不为闹（帧，ack竽等）boB已经过的后退时间封包到过封包到过MAC剌余的后退时间专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.2 RTS/CTS隐藏节点：在无线网络中，A节点可以被B节点看到，但是却不能被与 B节 点通信的C节点看到，那么A节点与C节点互为隐藏节点；在无线网络中，由隐藏节点所导致的冲突问题非常难以侦测，因为

49、无线收发 器通常都是半双工的工作模式，无法同时完成收发。为解决隐藏结点导致的冲突 问题，802.11允许工作站使用 Request to send （请求发送，简称 RTS和Clear to send （青除发送，简称CTS信号来清空传送区域，以解决隐藏节点的问题；隐藏节点隐藏节点A和C均在B的范围内，但是均不知道彼此的存在， A发送RTS帧，预定包 括接收到ACK帧所需要的时间，B回应CTS帧，所有B范围内的工作站将更新 NAV,这样，C就不会和A产生冲突了；RTS帧、CTS帧及其后的数据帧和ACK帧均被视为相同原子操作的一部分。RTS帧和普通帧一样必须经过 DCF但是CTS#和ACK帧类似

50、，只需要等待SIFS 即可发送。RTS/CT刎次握手机制DIFSRTS数据时间源站SIFS SIFSCTS目的站SIFSACK时间DIFS DIFSRTS数据时间源站SIFS SIFSCTS目的站SIFSACK时间DIFS 争用窗口时间NAV (RTS)时间navTcts 55推迟接入发送端在等待媒介闲置了 DIFS后，发送RTS帧，预约了： 3个SIFS + CTS数 据+ ACK的时间；接收端在SIFSt发送CTS预约：2个SIFS数据+ACK的时间（CTSH次预约是为解决隐藏节点）；发送端在SIFSt发送数据；接收端在SIFSt发送确认帧ACKRTS包的发送频率需要合理设置，设置 RTS

51、阈值需考虑：如果阈值较小，则 会增加RTSfe的发送频率，消耗更多带宽。但 RTSfe发送得越频繁，无线网络从专业资料，可供参考.下载.分享.word.完美整理，精品文档.冲突中恢复得就越快。3 DCF/PCFDCF分布式协调功能是IEEE 802.11最基本的接入方法。无论是无基础架构网络 (Ad hoc)或有基础架构网络(infrastructure),所有工作站都应该具有分布式协调DCF主要是利用载波侦听多路访问及冲突避免(CSMA/CA技术。CSMA/CARJ用 载波侦听技术监测某一频宽中的信号能量是否达到一个基准点来判断媒介是否 空闲。如果信号的强度在这基准点之下，就表示该频宽未被占用，因此工作站就可使用该频宽来送收资料。反之，则表示传输媒介目前是忙碌的，在这种情况之 下，工作站必需延缓(defer)帧传送时间，直到发现传输媒介是空闲的，才能传送 帧。先产生随机延迟时间的目的是想预先避免发生冲撞，所以此方法叫冲突避免。这样做主要是因为在无线网络的系统中冲撞检测的任务不容易完成，无法做的像有线网络中那样好。因为在无线网络系统中，不同工作站在传输媒介上所使用的 信号强度范围是不定的，因此物理层很难在每次冲撞发生时， 都能侦测出发生冲 撞。IEEE 802.11B