移动通信技术802.11b.g.n协议

1、.wd.wd.wd.移动通信技术802.11b/g/n协议符合IEEE的移动通信技术802.11四种主要物理组件工作站(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。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

2、接器。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。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。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负责根基构造型网络的所有通信。这种网路可以提供丰富的应用，较多的

3、STA接入数量。Ad-hoc网络没有有线根基设施，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-根基构造网络的架构注意：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；ESS扩展网络由多个BSS构成，是采用一样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ESS网络，相当于网络的名称；BSSID是AP的MAC地址，用来标识AP管理的BSS。BSS和

4、ESS的关系如以以下图：802.11-自组织网络的架构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-ERPExtended Rate PHYERP-DSSS/CCK：1, 2, 5.5, 11 Mbps ERP-OFDM：6,9,12,18,24,36,

5、48,54 MbpsERP-PBCC(可选)：22, 33 MbpsDSSS-OFDM(可选)：6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps802.11n 2.4GHz 、5GHz频段MIMO-OFDM802.11与ISO比照80211协议主要工作在ISO协议的最低两层上。802.11 PHY分层构造物理层管理实体PLMEPhysical Layer Management Entity与MAC层管理相连，上层通过该模块对PHY进展管理、控制，主要是PHY MIB存放器。 物理层会聚过程PLCPPhysical Layer Convergence Procedure子层规定如何将MAC层

6、协议数据单元(MPDU)映射为适宜的物理层帧格式，可以理解为PHY层的编码和封包过程。 物理媒介相关PMDPhysical 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、调制和无线收发的局部。 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按一定帧构造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 Prot

7、ocol Data Unit，PLCP子层协议数据单元。将PSDU按照特定的帧格式进展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数据帧构造。IEEE定义了两种前导码和头信息组成的PPDU帧构造：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的物理帧构造分为前导信号Preamble、信头Header和负载Payload。Preamb

8、le主要用于确定移动台和接入点之间何时发送和接收数据，传输进展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，接收方才开场接收数据。Header 在Preamble之后用来传输一些重要的数据比方负载长度、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CCAClear 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

9、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展信道状态评估：CCA模式1：根据接收端能量是否高于一个阈值进展判断。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。如果定时完毕仍未 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PP

10、DU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头信息进展解调，否那么以2Mbps速率按QPSK编码方式对短PLCP头信息进展解调。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。IEEE 802.11b/g/n标准比照表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。802.11b扩展的DSSS；动态变速1，2，5.

11、5，11Mbit/s，取决于SNR，BPSK、QPSK、CCK(5.5,11)，用户数据传输率最大到达6Mbit/s;频率-3非重叠ISM频带，自由2.4GhzISM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WEP802.11b数据传输率802.11g使用DSSS从1Mbps到5.5Mbps与802.11b一样使用OFDM从6Mbps到54Mbps与802.11a一样与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：

12、在DSSS模式(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)为性能提升进展的专有扩展封包突发信道绑定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根基设施(UNII)频道，5Ghz频带；向后兼容。802.11n OFDM调制方法、编码和数据

13、率频谱划分WiFi总共有14个信道，如以以下图所示：IEEE 802.11b/g标准工作在2.4G频段，频率范围为2.4002.4835GHz，共83.5M带宽划分为14个子信道每个子信道宽度为22MHz相邻信道的中心频点间隔5MHz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)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2.4GHz2.4GHz-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

14、(11信道) 欧洲/ETSI 2.412-2.472GHz(13信道) 日本/ARIB 2.412-2.484GHz(14信道802.11物理层关键技术IEEE802.11无线局域网络采用微蜂窝，微微蜂窝构造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。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。DSSS(直序扩频)DSSS的 基本运作方式：通过准确的控制将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复原，只要逆转整个扩频程序即可。DSS

15、S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层获取MPDU封包，增加PLCP前导和帧头，转化为PPDU封包进展传输。PPDU帧格式如下：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场。

16、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表示2MbpsService域：该域保存，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需要经过扰码器进展扰码，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TXVECTOR决定，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

17、展解调。PMD子层发送模块扩频DSSS将源数据的一个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展编码，到达扩频的目的。DSSS采用11位Barker序列作为扩频码，将0用序列10110111000代替，1用序列01001000111代替，频谱扩展11倍。调制 DSSS提供了2种调制方式：DBPSK和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。DBPSK一个载波符号编码1个码片，码片对应的符号相位如下表；DQPSK一个载波符号编码2个码片。相比DBPSK，DQPSK可提供两倍的速率，但是抗多径干扰能力更差时间差造成的时延是相位差编码机制

18、的天敌。接收模块相关器相关器用于对接收的信号进展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反响。 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BPSK或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/DSSS80211b使用物理层调制方式为CCK的DSSS，称为高速直接序列HR/DSSS，提供更高的传输速率5.5Mbps和11Mbps。CCK将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

19、个编码符号。CCK 采用了复杂的数学转换函数，可以使用假设干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，接收器可以轻易区分不同的编码，因此可以很好地抑制多径干扰，所以在雷达和通信中都得到了很好的应用。PLCP子层HR/DSSS物理层采用与 基本DSSS一样的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DSSS前导一样，可以与 基本DSSS设备通信，该种前导是强制具备的；72bit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DSSS设备兼

20、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“0 x05CF，用于接收器识别一个帧的开场。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/DSSS增加了2种速率： 0 x0A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DSSS中将该域保存，HR/DSSS利用了其中3个bit，如下：Bit7用于Length域的扩展，原

21、来的16bit Length域已经不够用。 Bit3用于表示HR/DSSS的调制方式，0表示CCK，1表示PBCC。 Bit2 用于表征符号时钟和发送载频是否来自于同一个时钟。 Length域：该域和Service域中的bit7共同表示传输当前帧所需的时间。 CRC域：对帧头进展CRC计算，用于接收端进展校验。PPDU帧扰码、发送和接收过程与DSSS一样。PMD子层发送模块：当采用1Mbps和2Mbps传输时，发送模块与DSSS完全一样。 当采用1Mbps和2Mbps传输时，发送模块构造与DSSS类似，只是将扩频局部的机制进展了变更引入了CCK补码键控机制。CCK的一组扩频码由8个码片组成，每

22、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编码的优点是提高了传输的信噪比SNR。当采用5.5Mbps的速率进展传输时，CCK对源数据按4bit一组进展编码，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段用于选择适宜的码组；前一个2-bit段用于对码组的相位进展调制。当采用11Mbps的速率进展传输时，CCK对源数据按8bit一组进展编码；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CCK接收模块 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DSSS接

23、收模块一样。接收模块的框图如下：PBCC(分组二进制卷积码)PBCC调制技术是由TI公司提出的,已作为802.11g的可选项被采纳。PBCC也是单载波调制,但它与CCK不同,它使用了更多复杂的信号星座图。 PBCC采用8PSK,而CCK使用BPSK/QPSK；另外PBCC使用了卷积码，而CCK使用区块码。因此，它们的解调过程是十分不同的。PBCC可以完成更高速率的数据传输，其传输速率为11，22和33Mbps。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)802.11g使用正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Divisi

24、on Multiplexing，OFDM) ，其主要思想是：将信道分成假设干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进展传输。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ICI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。PLCP子层前导域：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

25、)。 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，保存供将来使用。 Pad域： 长度不固定的填充数据。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

26、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统容量。而采用MIMO构造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开展的趋势。802.11MAC层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尾，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

27、责无线区域的清空，信道的获取，还用于收到数据时确实认。RTS/CTS：负责无线信道的清空，取得媒介控制权；PS-Poll：STA从省电模式醒来，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帧向发送端确认收到了报文；Block ACK Request/Block ACK：802.11n中，为提升MAC层效率，使用Block ACK机制对一批数据帧一次性确认。Block Ack Request/Block Ack用来建设Block Ack通道。管理帧：负责无线网络的管理，包括网络信息通告、参加或退出无线网络、频谱管理等。Beacon：周期性宣告某个802.11b

28、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列表等；Probe Request/Reponse：探测针，STA可发送Probe Request来主动探测周围有哪些802.11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时使用；Disassociation：解除关联，AP和STA均可以发送此帧解除和对方的关联；802

29、.11-MAC帧格式802.11 MAC帧种类虽多，但都遵循着一样的帧格式标准，均由帧头(MAC Header)、帧主体(Frame Body)和帧校验(FCS)字段组成。帧类型确实定主要依据帧头中的属性字段。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)，BSS标识符，发射器(逻辑的)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，编号为0；电源管理：指示STA发送当前帧序列后将要进入的状态，Activ

30、e或Sleep；更多数据：AP假设设定此位，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代表当前进展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必须发送一个PS-Poll帧，以便从AP取得之前缓存的帧；STA在PS-Poll帧中参加AID指示其隶属的BSS。AID值介于1到2007地址

31、字段(24 bytes)：需要和帧控制字段的To DS、From DS结合确定顺序控制Sequence Control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；被分段的帧的所有帧片段顺序编号一样，包括重传帧，片段编号由0开场递增；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MSDUMAC Service Data Unit。FCS 字段 4 byte：FCS让工作站能够检查所有收到的帧的完整性；特殊帧ACK

32、，RTS，CTS802.11 MAC层功能802.11 MAC层功能主要包括：媒介访问控制、扫描、认证与保密、关联、电源管理、定时器同步等功能。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的 基本接入方法，它主要是利用载波侦听多路访问及冲突防止(CSMA/CA)技术，这种方法可用在 Ad Hoc 和 Infrastructure 的无线局域网络架构中。PCF 提供工作站送收

33、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，但只能用在某种根基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，假设不空闲，那么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用来指定预计要占用媒介多少时间802.11帧的Duration字段。工作站将NAV设为

34、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态。NAV是一个计时器，可以被无线媒介上传输的数据帧更新；如以以下图为一个根基构造型BSS。A发送一个帧给C，因为无线媒介的特点是播送，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：工作站只会在duration字段的值大于当前NAV值时更新NAV；帧间间隔(IFS)与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间隔内

35、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。 四种帧间间隔如下：SIFS短帧间间隔：高优先级用来分隔开属于一次对话的各帧使用SIFS的帧包括：ACK 帧、CTS 帧、分片的数据帧、所有应答AP探询的帧和在PCF方式中AP发送出的任何帧；PIFSPCF 帧间间隔：中优先级在开场使用PCF方式时站点利用PIFS获得对媒体的访问权；PIFS = aSIFSTime+ aSlotTime；DIFSDCF 帧间间隔：低优先级在DCF方式中用来发送数据帧和管理帧；DIFS = aSIFSTime+ 2aSlotT

36、ime；EIFS (扩展的帧间间隔)。最低优先级 - 工作站在进展重送帧时所必须等待的时间。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，此时各个工作站开场倒数NAV以竞争媒介的访问权。较短的帧间间隔将使得工作站的NAV数值较小，有更高的时机获取媒介的访问权，因此优先级较高。由图可见，优先级：SIFSPIFSDIFS。CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突防止)访问方法站点准备发送开场监听媒介(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，那么站点可以开场发送(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

37、后退时间(冲突防止，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，那么后退时间停顿(公平)当后退计时器到达零，那么开场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)，那么相应节点将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

38、，因为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去除发送，简称CTS信号来清空传送区域,以解决隐藏节点的问题；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帧均被视为一样原子操作的一局部。RTS帧和普通帧一样必须经过DCF，但是CTS帧和ACK帧类似，只需要等待SIFS即可发送。R

39、TS/CTS四次握手机制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SIFS后发送CTS，预约：2个SIFS+数据+ACK 的时间CTS再次预约是为解决隐藏节点；发送端在SIFS后发送数据；接收端在SIFS后发送确认帧ACK；RTS包的发送频率需要合理设置，设置RTS阈值需考虑：如果阈值较小，那么会增加RTS包的发送频率，消耗更多带宽。但RTS包发送得越频繁，无线网络从冲突中恢复得就越快。DCF/PCF3.1 DCF分布式协调功能是 IEEE 802.11 最 基本的接入方法。无论是无根基架构网络(Ad hoc) 或有

40、根基架构网络(infrastructure), 所有工作站都应该具有分布式协调功能。DCF主要是利用载波侦听多路访问及冲突防止(CSMA/CA)技术。CSMA/CA利用载波侦听技术监测某一频宽中的信号能量是否到达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，那么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防止发生冲撞，所以此方法叫冲突防止。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

41、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 802.11解决物理载波监听缺乏的方法是采用虚拟载波侦听，虚拟载波侦听利用NAV，记载其它工作站还需要多久的时间来传送帧，而使工作站根据这些信息能知道传输媒介现在是否忙碌。为在各种环境下进一步减少碰撞，在数据传输之前先交换短控制帧RTS和CTS，预约信道的使用权。RTS帧CTS帧都需要携带持续时间值的是为了解决可能存在的隐藏节点问题。IEEE 802.11又利用不同的帧间间隔将帧分为三种不同的优先权等级，以方便一些优先级比较高的帧的传送。其中 SIFS PIFS DIFS EIFS。工作站发现媒介由忙碌变成空闲时，不能马上送出帧，要等待一段适当的帧间