802.11基础解析
802.11协议详解
802.11协议详解WLAN协议详解 802.11b/g/n定义在2.4GHz频段中，802.11a/n/ac⼯作在5GHz频段中。
802.11：⼯作在2.4G频段，提供了每秒1兆或2兆的传输速率802.11b： * 最⾼11Mbps吞吐量 * ⼯作在2.4GHz，采⽤直序扩频（DSSS） * 802.11b是所有⽆线局域⽹标准中最著名，也是普及最⼴的标准。
在2.4GHz ISM频段中共有14个频宽为22MHz的频道可供使⽤，3个信道不重叠。
802.11g： * 最⾼速率54Mbps * 802.11g⼯作在2.4GHz频段 * 802.11g采⽤正交频分复⽤（OFDM），⽀持6、9、12、18、24、36、48、54Mbps数据速率及802.11b速率⽀持13个信道802.11a： * 最⾼速率达54Mbps * 802.11a⼯作在5GHz * 802.11a采⽤正交频分复⽤（OFDM），⽀持6、9、12、18、24、36、48、54Mbps数据速率802.11n： * 最⾼速率可达600Mbps * 802.11n协议为双频⼯作模式，⽀持2.4GHz和5GHz，兼容802.11a/b/g标准兼容 * 802.11n采⽤MIMO与OFDM相结合 * 传输距离⼤⼤增加 * 提⾼⽹络吞吐量性能 802.11n优势： * 速率提升-更多的⼦载波 802.11a/g在20MHz模式下有48个可⽤⼦载波，速度可达54Mbps 802.11n在20MHz模式下有52个可⽤⼦载波，速度可达58.5Mbps * 速率提升-编码率 * 速率提升-Short GI 在⽆线收发过程中收/发间或多次传发过程中，需要若⼲间隔时间，⽽这个间隔时间就成为Guard Interval，简称GI Short Guard Interval 更短的帧间保护间隔 802.11a/b/g标准要求在发送数据时，必须保证在数据之间存在800ns的时间间隔，802.11n仍缺省使⽤800ns，当多径效应不严重时，可以将该间隔配置为400ns，可以将吞吐量提升近10% Short GI使⽤⽤于多径情况较少、射频环境较好的应⽤场景。
IEEE80211协议与mac层介绍
IEEE80211协议与mac层介绍1.网络架构及特性简介由于可携式计算机普及率的快速成长，无线局域网络对今日的计算机及通讯工业来讲，将成为一项重要的观念及技术。
在无线局域网络的架构中，计算机主机不需要像在传统的有线网络里，必需保持固定在网络架构中的某个节点上，而是能够在任意的时间作任何的移动，也能对网络上的资料作任意的接入。
大体说来，无线网络有四项特性与传统的有线网络不一致：一、无线网络的目的地址(Destination Address)通常不等于目的位置(Destination Location)：在有线网络里，一个地址通常就代表一个固定的位置，然而在无线网络里，这件事不一定成立，由于在无线网络中，事先被给定地址的一部计算机，随时都有可能会移动到不一致的地方。
二、无线网络的传输媒介会影向整体网络的设计：无线网络的实体层与有线网络的实体层基本上有很大的不一致，无线网络的实体层有下列特性：点与点之间的连结范围是有限的，由于这牵涉到讯号强弱的关系。
使用了一个需要共享的传输媒介。
传送的讯号未被保护，易受外来噪声干扰。
在资料传送的可靠性来讲，较有线网络来的差。
具有动态的网络拓朴结构。
由于上述的原因，使得设计整个网络的软硬体架构，就会与传统的有线网络不一致。
举例而言，由于讯号传送范围的受限，使得无线局域网络硬体架构的设计，就必需考虑到只能在一个有着合理几何距离的区域内。
三、无线网络要有能力处理会移动的工作站：对无线网络来讲，一个重要的要求就是，不但能处理可携式的工作站(portable station)，更要能处理移动式的工作站(mobile station)，可携式的工作站也会从某一个位置移动到另一个位置，但长时间来看，它通常还是会固定在某一个位置上。
而移动式的工作站就有可能在短时间内不断的移动，且会在移动中仍对网络上的资料作存取。
四、无线网络与其它IEEE 802 网络层间的关系不一致：为了达到网络的透明化，无线局域网络希望做到在逻辑链接层就能与别的网络相通，这使得无线局域网络必需将处理移动性工作站及保持资料传送可靠性的能力全做在网络媒介接入层(MAC Layer) 中，这与传统有线网络在媒介接入层所需具有的功能是不一致的。
802.11协议精读1学习资料整理正规范本(通用版)
802.11协议精读学习资料整理一、概述802.11是一种无线局域网（WLAN）协议，它定义了在无线通信中如何实现高速数据传输和网络连接。
该协议的发展始于20世纪90年代初，经过多次更新和改进，如今已经成为无线网络通信的重要标准之一。
本文将对802.11协议进行精读，以帮助读者深入了解该协议的细节和工作原理。
二、802.11协议的主要特性1. 网络拓扑结构802.11协议支持两种主要的网络拓扑结构：基础设施模式和自组织（ad-hoc）模式。
基础设施模式下，无线终端通过接入点（Access Point，简称AP）连接到有线网络。
而在自组织模式下，无线终端可以直接与其他终端进行通信，而不需要基础设施的支持。
2. 频段和信道802.11协议操作在多个频段上，包括2.4GHz和5GHz频段。
每个频段又被划分为多个不重叠的信道，通过在不同信道上进行通信，可以减少干扰和提高系统容量。
3. 链路管理802.11协议提供了一套链路管理机制，用于在无线网络中建立和维护通信链路。
这些机制包括身份验证、关联和漫游等。
身份验证验证终端的身份，关联将终端与AP建立关联关系，而漫游则用于在多个AP之间切换。
4. 介质访问控制（MAC）802.11协议使用的MAC层协议是基于载波侦听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，简称CSMA/CA）的。
CSMA/CA机制通过监听信道上的活动，避免数据碰撞并提高传输的可靠性。
5. 系统容量与速率自适应802.11协议支持自适应调制和编码方案，以根据无线信道的质量和干扰程度来选择合适的调制和编码参数。
这样可以提高系统的容量和传输速率。
三、学习资料推荐是一些学习资料，可以帮助读者更深入地学习和理解802.11协议：1. 《802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide》这本书由Matthew Gast撰写，是对802.11无线网络的全面介绍。
WLAN无线局域网IEEE802.11系列标准详解！
WLAN无线局域网IEEE802.11系列标准详解！IEEE 802.11系列标准是IEEE制订的无线局域网标准，主要对网络的物理层和媒质访问控制层进行规定，其中重点是对媒质访问控制层的规定。
目前该系列无线局域网标准有：IEEE802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g、IEEE 802.11d、IEEE 802.11e、IEEE802.11f、IEEE 802.11h、IEEE 802.11i、IEEE 802.11j等，其中每个标准都有其自身的优势和缺点。
下面就IEEE已经制订且涉及物理层的4种IEEE 802.11系列标准：IEEE 802.11、IEEE802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g进行简单介绍。
1．IEEE 802.11IEEE 802.11是最早提出的无线局域网网络规范，是IEEE于1997年6月推出的，它工作于2.4GHz的ISM频段。
物理层采用红外、跳频扩频(Frequency Hopsping SpreadSpectrum，FHSS)或直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS)技术，其数据传输速率最高可达2Mbps，它主要应用于解决办公室局域网和校园网中用户终端等的无线接入问题。
使用FHSS技术时，2.4GHz频道被划分成75个1MHz的子频道，当接收方和发送方协商一个调频的模式，数据则按照这个序列在各个子频道上进行传送，每次在IEEE 802.11网络上进行的会话都可能采用了一种不同的跳频模式。
采用这种跳频方式避免了两个发送端同时采用同一个子频段；而DSSS技术将2.4GHz的频段划分成14个22MHz的子频段，数据就从14个频段中选择一个进行传送而不需要在子频段之间跳跃。
由于临近的频段互相重叠，在这14个子频段中只有3个频段是互不覆盖的。
IEEE 802.11由于数据传输速率上的限制，在2000年也紧跟着推出了改进后的IEEE 802.11b。
802.11中文参考
第十三章IEEE 802.11 Wireless LAN 网络13.1 网络架构及特性简介由于可携式计算机（包含笔记型计算机(notebook) 和掌上型计算机(laptop)）普及率的快速成长，无线局域网络对今日的计算机及通讯工业来讲，将成为一项重要的观念及技术。
在无线局域网络的架构中，计算机主机不需要像在传统的有线网络里，必需保持固定在网络架构中的某个节点上，而是可以在任意的时间作任何的移动，也能对网络上的资料作任意的撷取。
大体说来，无线网络有四项特性与传统的有线网络不同：一、无线网络的目的地址(Destination Address)通常不等于目的位置(Destination Location)：在有线网络里，一个地址通常就代表一个固定的位置，然而在无线网络里，这件事不一定成立，因为在无线网络中，事先被给定地址的一部计算机，随时都有可能会移动到不同的地方。
二、无线网络的传输媒介会影向整体网络的设计：无线网络的实体层和有线网络的实体层基本上有很大的不同，无线网络的实体层有下列特性：点和点之间的连结范围是有限的，因为这牵涉到讯号强弱的关系。
使用了一个需要共享的传输媒介。
传送的讯号未被保护，易受外来噪声干扰。
在资料传送的可靠性来讲，较有线网络来的差。
具有动态的网络拓朴结构。
因为上述的原因，使得设计整个网络的软硬体架构，就会和传统的有线网络不同。
举例而言，由于讯号传送范围的受限，使得无线局域网络硬体架构的设计，就必需考虑到只能在一个有着合理几何距离的区域内。
三、无线网络要有能力处理会移动的工作站：对无线网络来讲，一个重要的要求就是，不但能处理可携式的工作站(portable station)，更要能处理移动式的工作站(mobile station)，可携式的工作站也会从某一个位置移动到另一个位置，但长时间来看，它通常还是会固定在某一个位置上。
而移动式的工作站就有可能在短时间内不断的移动，且会在移动中仍对网络上的资料作撷取。
简述ieee 802.11标准的基本内容。
简述ieee 802.11标准的基本内容。
IEEE 802.11是无线局域网（WLAN）技术标准的一种，IEEE 802.11标准规定了无线局域网中各种设备之间的通信规则，如数据传输速率、信道选择、加密和身份验证等。
以下是IEEE 802.11标准的基本内容：
物理层（PHY）：定义了无线通信信号的传输方式和频带。
IEEE 802.11采用了多种不同的频率带和信号调制方式，如2.4GHz和5GHz 频带、OFDM和DSSS等。
媒体访问控制层（MAC）：规定了无线局域网中各个设备之间的数据传输方式和控制方法。
IEEE 802.11标准采用了CSMA/CA（带碰撞避免）协议来控制设备之间的通信，以避免数据冲突。
数据传输速率：IEEE 802.11标准规定了多种不同的数据传输速率，包括1、2、5.5、6、9、11、12、18、24、36、48和54 Mbps。
其中，2.4GHz频带的速率是低于5GHz频带的速率。
信道选择：IEEE 802.11标准规定了多种不同的信道，如2.4GHz 频带上有11个信道，5GHz频带上有23个信道。
为避免干扰，不同的设备要选择不同的信道进行通信。
加密和身份验证：IEEE 802.11标准采用了多种不同的安全协议，如WEP、WPA和WPA2等。
这些协议能够保证无线局域网中数据传输的安全性，并且要求用户在接入无线网络时进行身份验证，以确保网络的安全性。
综上所述，IEEE 802.11标准是无线局域网技术的基础，并且在实际应用中得到了广泛的应用。
802.11系列标准介绍
一
． Ｇ 频 １９ 年 提供 Ｑ Ｓ 障 。 随着 ＷＬ 网 络 的发 展 ， 实 时性 的 的２４ Ｈｚ 带 ，９９ 成 立 了 旨在规 范地 区 性 频 带 ｏ保 ＡＮ 对
语音 和 视频 等业 务 的支 持 变得 越 发必 要 ，这 就需 要 需求 的８ ２ ｌ任 务组 ，两年后８２１ｄ 准正式发 ０． ｄ １ ０． 标 ｌ
个广播帧 中包含对多个管理者的通知信息 ，可以 Ａ 该机 制被 证 明具 有鲁 棒 性 ，能 够适 应 各种 变 化 的环 将 ＷＬ Ｎ网络 注册 及 认 证框 架 相 整合 ，基 于 这 个操 不需要所有个人的操作 ， 网络管理者 可以提供标 境。只是Ｄ Ｆ Ｃ 只提供了简单 的分布式接入机制 ， 没有 作 ， 区分 业 务 ， 没 有优 先级 的概念 ， 有 站 点公 平 的竞 准 的解决 方 案并做 到全 球 范 围的无缝 漫 游 。 更 所 频 带 管理 ：０ ．１ ８ ２１ 系列 最初 使用 世 界 范围 内开 放 争信 道 的使 用权 ，因此 这样 的机 制无 法 给特 定业 务
图１Ｍ Ａ 相 关修 正 案 ｃ
据 的大小 ，在 站 点传 输完 一 帧数 据 后立 即进 入 下一 次 退避 过程 重新 竞 争信 道 使用 权 。然 而 ，Ｄ Ａ中站 ＥＣ 点 传输 数 据 的 时间 是 由Ｔ Ｏ 的上 限 决定 的 ， 时 信 ＸＰ 此
２ ０ 年发 布 的最新 ８ ２１ 标准 。 ０７ ０ ．１
基于“ 听” ， 监 的 即著 名 的分 布式 协 调 功￣ Ｄ Ｆ Ｔ Ｃ 。Ｄ Ｆ ｇ Ｃ
８２１标 准 ＭＡ 层 的功 能 演 进过 程 见 图 １ ０ ．１ Ｃ 所示 。
WLAN802.11技术标准解读
Feature
Mandatory
Channel bandwidth 20MHz,40MHz,80MHz
FFT size
64,128,256
Data subcarriers/pilot
Modulation type
52/4,108/6,234/8 BSPK,QPSK,16QAM,64QAM
MCS supported
⚫ PHY层 ⚫ MAC层 ⚫ 媒体访问控制
802.11基本元素
⚫ BSS（Basic Service Set）：基本服务集 ⚫ BSA（Basic service area ）：基本服务区域 ⚫ ESS（Extended Service Set）：扩展服务集 ⚫ SSID（Service Set Identifier）：服务集标识 ⚫ BSSID （Basic Service Set Identifier） ：基本服务集标识符
DSSS调制方式
⚫ DSSS采用的调制方式为：BPSK、QPSK
传输 01
180° 传输 1
0° 传输 0
90°
传输 10
180°
0°
传输 00
BPSK
传输 11 270°QPSK
数据速率 1Mbps 2Mbps 5.5Mbps 11Mbps
编码方式 Barker Barker
4-bits CCK 8-bits CCK
3个不重叠信道
1
6
11
Page5
802.11n
⚫ 802.11n最高速率可达600Mbps ⚫ 802.11n协议为双频工作模式，支持2.4GHz和5GHz ⚫ 802.11n采用MIMO与OFDM相结合 ⚫ 传输距离大大增加，网络的吞吐量性能提高
802.11协议标准详解
IEEE802.11系列协议标准的发展
802.11，定义微波和红外线的物理层和MAC子层（2.4GHz，2Mbit/s，1997） 802.11a，定义了微波物理层及MAC子层（5GHz，54Mbit/s，1999） 802.11b，物理层补充DSSS（2.4GHz，11Mbit/s，1997） 802.11b+，物理层补充PBCC（2.4GHz，11Mbit/s，2002） 802.11c，关于802.11网络和普通以太网之间的互通协议（2000） 802.11d，关于国际间漫游的规范（2000） 802.11e，对服务等级QoS的支持（2004） 802.11f，基站的互联性（2003） 802.11g，物理层补充OFDM（2.4GHz，54Mbit/s，2003） 802.11h，扩展物理层和MAC子层标准（5GHz，欧洲，2003） 802.11i， 安全和鉴权方面的补充（2004） 802.11j，扩展物理成和MAC子层标准（5GHz，日本，2004） 802.11k，基于无线局域网的微波测量规范（2005） 802.11m，基于无线局域网的设备维护规范（2006） 802.11n，导入MIMO（多输入输出）技术（2.4G/5GHz，100300Mbit/s,2007）
IEEE802.11的工作方式
802.11定义了两种类型的设备，一种是无线站，通常 是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的， 另一个称为无线接入点（Access Point，AP），它的 作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接 入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口 （802.3接口）构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。 接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线 的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是 802.11 PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口，或者是在非 计算机终端上的嵌入式设备。
802.11无线网络标准详解
802.11无线网络标准详解1990年，早期的无线网络产品Wireless LAN在美国出现，1997年IEEE802.11无线网络标准颁布，对无线网络技术的发展和无线网络的应用起到了重要的推动作用，促进了不同厂家的无线网络产品的互通互联。
1999年无线网络国际标准的更新及完善，进一步规范了不同频点的产品及更高网络速度产品的开发和应用。
一、1997年版无线网络标准1997年版IEEE802.11无线网络标准规定了三种物理层介质性能。
其中两种物理层介质工作在2400——2483.5 GHz无线射频频段（根据各国当地法规规定），另一种光波段作为其物理层，也就是利用红外线光波传输数据流。
而直序列扩频技术（DSSS）则可提供1Mb/S及2Mb/S工作速率，而跳频扩频（FHSS）技术及红外线技术的无线网络则可提供1Mb/S传输速率（2Mb/S作为可选速率，未作必须要求），受包括这一因素在内的多种因素影响，多数FHSS技术厂家仅能提供1Mb/S的产品，而符合IEEE802.11无线网络标准并使用DSSS直序列扩频技术厂家的产品则全部可以提供2Mb/S的速率，因此DSSS技术在无线网络产品中得到了广泛应用。
1.介质接入控制层功能无线网络（WLAN）可以无缝连接标准的以太网络。
标准的无线网络使用的是（CSMA/CA）介质控制信息而有线网络则使用载体监听访问/冲突检测（CSMA/CA），使用两种不同的方法均是为了避免通信信号冲突。
2.漫游功能IEEE802.11无线网络标准允许无线网络用户可以在不同的无线网桥网段中使用相同的信道，或在不同的信道之间互相漫游，如Lucent的WavePOINT II 无线网桥每隔100 ms发射一个烽火信号，烽火信号包括同步时钟、网络传输拓扑结构图、传输速度指示及其他参数值，漫游用户利用该烽火信号来衡量网络信道信号质量，如果质量不好，该用户会自动试图连接到其他新的网络接入点。
3.自动速率选择功能IEEE802.11无线网络标准能使移动用户（Mobile Client）设置在自动速率选择（ARS）模式下，ARS功能会根据信号的质量及与网桥接入点的距离自动为每个传输路径选择最佳的传输速率，该功能还可以根据用户的不同应用环境设置成不同的固定应用速率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
802.11主要标准
• 802.11b： • 2.4GHz • 物理层：采用补码键控CCK/DSSS增加了2个新速率 5.5Mb/s和 11Mb/s。 自适应速率选择机制 • WiFi的由来 • 802.11g： • 2.4GHz • 物理层：OFDM (6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s) CCK/DSSS (1,2,5.5,11Mb/s) 兼容802.11b • 802.11e： • 对MAC层改进，增加了4个服务等级:AC_VO (voice), AC_VI (video), AC_BE (best effort), and AC_BK (background).
802.11网络基本结构
• WLAN包括； IEEE 802.11 BlueTooth HiperLAN HomeRF
BSS
AP
STA
STA BSSID=“NJUPT” DS
AP
STA
STA BSSID=“NJUPT”
ESS
802.11主要标准
• 802.11：1997，除802.11（2007） 和f、t外，其它都是对它的修正案。 • 2.4GHz • 定义了三种物理层传输技术 (DSSS, FSSS,IR) • MAC层：CSMA/CA, RTS/CTS • 802.11a： • 5GHz（电磁波在空中传输的损耗与频 率平方成正比，比2.4GHz 传输衰耗大， 距离短。） • 物理层：OFDM
802.11主要标准
• 802.11n： • 2.4GHz和5GHz(40M带宽） • 物理层：OFDM+MIMO互补,智能天线，信道绑定 • MAC层：帧聚合
物理层
• PLCP(物理层会聚协议)子层：主要进行载 波侦听的分析和针对不同的物理层形成相 应格式的分组。 • PMD(物理介质相关协议)子层：用于识别相 关介质传输的信号所使用的调制和编码技 术。 • 物理层管理子层：进行信道选择和调谐。
• Passive scanning
AP周期性广播Beacon消息，内容包括SSID、BSSID、安全参数等。
STA侦听Beacon消息，收集所有AP信息，选择其中一个进行连接。
认证
Shared Key：4次握手
STA给AP发鉴权消息Authentication发起Shared Key鉴权。
AP给STA发Authentication消息，带challenge text，质询STA。 STA给AP发Authentication消息，带加密的chanllenge，回复质询。 AP给STA发Authentication消息，回复鉴权结果。
Figure 2.Timing of frame exchanges and NAVsettings of the 802.11 DCF
Figure 3. An example of PCF operation
• Station 1 is the PC and polls station 2. Station 3 detects the beacon frame and updates the NAV to the whole CFP. Station 3 has learned from earlier beacons that a CFP starts after the TBTT shown here.
MAC层访问机制
• DCF:Distributed Coordination Function 基本的，CSMA/CA, RTS/CTS，Optional Fragmentation • PCF: Point coordination function 可选的， to support QoS for time-bound services.
802.11e对QoS的支持
802.11e中tive scanning
STA在不同信道上主动发Probe Request广播来探测AP，包的内容包 括SSID。 STA收听AP的Probe Response，包的内容与Beacon相似。
STA收集到的所有的AP信息，选择其中一个进行连接。
IEEE 802.11基础及发展
——yuqing
references
• Stefan Mangold,Sunghyun Choi, “Analysis of IEEE 802.11e for QoS Support in Wireless LANs”, IEEE Wireless Commun., Dec. 2003 • Eldad Perahia“IEEE 802.11n Development: History,Process, and Technology” IEEE Commun Magazine,Jul.2008 • Josip Lorincz“Physical Layer Analysis of Emerging IEEE 802.1 in WLAN Standard” ICA0T Feb. 2006 • Yang Xiao“Throughput and Delay Limits of IEEE 802.11” 2002 IEEE • Eldad Perahia《下一代无线局域网802.11n的吞吐率、强 健性和可靠性》，人民邮电出版社2010年9月
outline
• • • • • • • • 802.11网络基本结构 802.11主要标准 物理层 MAC层访问机制： CSMA/CA， RTS/CTS 802.11e对QoS的支持及块确认机制 用户接入的整个过程：扫描、认证、关联 802.11n对802.11的改进 802.11的未来：802.11ac、802.11ad
CSMA/CA
• Carrier Sense Multiple Access （先听后说） Collision Avoidance （backoff） 与 802.3以太网 CSMA/CD的不同
RTS/CTS
• Request to send/clear to send
Figure 1.An illustration of the backoff procedure