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1、802.11b/g/n协议一、 符合IEEE的移动通信技术二、 802.11四种主要物理组件1. 工作站(Station)构建网络的主要目的是为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。2. 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
2、. 无线媒介(Wireless Medium)802.11标准以无线媒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AP。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
3、用，较多的STA接入数量。Ad-hoc网络没有有线基础设施，网络节点由移动主机构成，无线网卡之间的通讯，不需要通过AP。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。802.11-基础结构网络的架构注意：u 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；u ESS扩展网络由多个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；u SSID（服务集标识），标识一个ESS网络，相当于网络的名称；u BSSID是AP的MAC地址，用来标识
4、AP管理的BSS。BSS和ESS的关系如下图：802.11-自组织网络的架构四、 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。 l 802.11基本物理层（2.4 GHz频段）n DSSS：1, 2 Mbpsn FHSS：1, 2 Mbpsn IR： 1, 2 Mbpsl 802.11b （2.4 GHz频段）n HR/DSSS：DBPSK：1, DQPSK ：2 Mbps，CCK：5.5，11 Mbpsl 802.11g （2.4GHz频段）-ERP（Extended Rate PHY）n ERP-DSSS/CCK：1, 2, 5
5、.5, 11 Mbps n ERP-OFDM：6,9,12,18,24,36,48,54 Mbpsn ERP-PBCC(可选)：22, 33 Mbpsn DSSS-OFDM(可选)：6,9,12,18,24,36,48,54 Mbpsl 802.11n （ 2.4GHz 、5GHz频段）n MIMO-OFDM802.11与ISO对比80211协议主要工作在ISO协议的最低两层上重点看一下MAC的访问机制PLCP空闲信道评估PMDPHY这些部分的内容。802.11 PHY分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
6、该模块对PHY进行管理、控制，主要是PHY MIB寄存器。 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MS
7、DU按一定帧结构包装后的待发数据信息；PSDU：PLCP Service Data Unit，PLCP子层业务数据单元。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PSDU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。PLCP子层将MAC层传来的数据MPDU转换为PSDU，然后，加上PLCP头（PLCP Header）信息和前导码（Preamble Code）就构成了PPDU数据帧结构。IEEE定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
8、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的物理帧结构分物理帧结构要仔细看一下每个字段是干什么用的为前导信号（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。在一帧信号的传
9、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
10、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5.5Mbps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 BPSK编码方式对长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（SERV
11、ICE）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2.4Ghz频段还有其他应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。1 802.11bl 扩展的DSSS；l 动态变速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;l 频率-3非重叠ISM频带是哪三个，分别是什么频率。其余的信道是哪些，频率范围分别是多少？，自由2.4Ghz ISM频段；l 传输范围-户外300m，室内30m最大数据传输率要在室内10m内；l 安全W
12、EP802.11b数据传输率2 802.11gl 使用DSSS从1Mbps到5.5Mbps与802.11b相同l 使用OFDM从6Mbps到54Mbps与802.11a相同l 与802.11b向后兼容n 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DSSS模式(低速)中发送CTS来设定NAV RTS/CTS：处理隐藏终端 两种时槽时间(短/长)l 为性能提升进行的专有扩展n 封包突发n 信道绑定3 802.11nl 数据传输率支持1、2、5.5、6、9、12、1
13、8、24、36、48、54Mbps；l 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；l 扩展信道40Mhz；l 更短的保护间隔：400ns代替了800ns最大600Mbpsl MAC开销减少，更高效的数据传输率；l 3非重叠ISM频带，频率为2.4Ghz；l 12非重叠需要许可证的国家信息基础设施(UNII)频道，5Ghz频带；l 向后兼容。802.11n OFDM调制方法、编码和数据率六、 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
14、2) 划分为14个子信道3) 每个子信道宽度为22MHz4) 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(13信道) 日本/ARIB 2.412-2.484GHz(14
15、信道）七、 802.11物理层关键技术IEEE802.11无线局域网络采用微蜂窝，微微蜂窝结构的自主管理的计算机局域网络。其关键技术大致有三种：DSSS、CCK技术和OFDM这四种技术要详细讲一下，尤其是现在在使用的技术每种方式的RSSI是怎么获得的，有什么区别，如何换算等？。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。1 DSSS(直序扩频)DSSS的基本运作方式：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系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 Mbps。DSSS（直接序列）工作于2.4GHz频段，采用BPSK和QPSK两种调制方式，对应1Mbps和2Mbps两种速率。 PLCP子层PLCP子层从MAC层获
