基于IEEE802_11系列无线局域网协议的比较及发展趋势_田芳 (1)
浅谈802_11p在车联网中的应用及发展趋势
38>学术交流Th e s is1引言汽车的发明作为现代社会的标志之一，极大促进了人类交通的范围和效率，并经过百余年的发展成为了世界经济的支柱产业之一。
但同时，汽车也给人类社会带来了诸多问题：交通拥堵、环境污染、交通事故造成的人员伤亡和财产损失等已经成为制约社会和经济发展的因素之一。
交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今交通领域的三大难题，尤其以交通安全问题最为严重。
根据世界健康组织的预测，到2020年，交通事故伤害在数量上将上升65%，成为造成人类伤残的第三大因素，造成的经济损失占到全球GPD 的1～2%[1]。
在汽车产业快速发展的今天，如何解决车和路的矛盾、交通和环境的矛盾已刻不容缓。
基于无线通信技术的车联网技术为解决这一问题提供了有效途径。
车联网是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备间的通信系统。
它可以实现车与车、车与人、车与路的互联互通和信息共享，还可以收集车辆、道路和环境的信息，并在信息网络平台上对多方采集的信息进行加工、计算、共享和发布，根据不同的功能需求对车辆进行有效的引导与监管，以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务。
根据美国交通部的数据，采用基于车载无线接入的车联网技术，可以有效避免82%的交通事故，减少数千人的伤亡，并节约数十亿美元的财产损失[2]。
为此，世界各发达国家竞相投入大量资金和人力，进行大规模的车联网技术研究和试验。
IEEE 已经颁布了以802.11p 为基础的车载短程无线通信标准，我国也已正式启动了智能交通通信标准制定工作。
车联网将继互联网、物联网之后，成为未来智能城市的另一个标志。
2802.11p 网络协议概述802.11p 是一个由IEEE 802.11标准扩充来的通信协议[3]，主要用于智能交通系统（ITS ，Intelligent Transportation Systems ）中的专用短程通信（Dedicated Short Range Communications ，DSRC)。
浅谈无线局域网的现状与发展趋势
浅谈无线局域网的现状与发展趋势在当今数字化的时代，网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
无线局域网（Wireless Local Area Network，简称 WLAN）作为一种便捷的网络接入方式，正以惊人的速度发展和普及。
它让我们摆脱了网线的束缚，能够在一定范围内自由地连接网络，享受信息传递和交流的便利。
一、无线局域网的现状（一）广泛的应用领域无线局域网已经深入到我们生活的方方面面。
在家庭中，我们通过WLAN 可以轻松地让多个设备同时上网，如智能手机、平板电脑、智能电视等，实现家庭成员随时随地的娱乐和信息获取。
在学校和企业，无线网络为教学和办公提供了更大的灵活性，学生和员工可以在校园或办公室内的任何角落连接网络，进行学习和工作。
此外，公共场所如商场、酒店、机场等也都广泛部署了无线局域网，为人们提供免费或付费的网络服务，方便人们出行和消费。
（二）技术标准的不断演进目前，主流的无线局域网技术标准包括IEEE 80211a/b/g/n/ac/ax 等。
这些标准在传输速率、频段、覆盖范围和安全性等方面不断改进和提升。
例如，IEEE 80211ac 标准支持更高的频段和更宽的信道带宽，使得无线传输速率大幅提高；而 IEEE 80211ax 标准则进一步优化了网络效率和容量，能够更好地应对大量设备同时连接的场景。
（三）安全性问题随着无线局域网的普及，安全性问题也日益凸显。
未经授权的访问、数据窃取、网络攻击等安全威胁给用户带来了潜在的风险。
为了保障网络安全，目前采用了多种安全技术，如 WPA/WPA2 加密、MAC 地址过滤、访问控制列表等。
然而，这些安全措施并非绝对可靠，黑客和不法分子仍有可能通过各种手段突破防线。
（四）信号覆盖和干扰问题在实际应用中，无线局域网的信号覆盖范围和稳定性往往受到环境因素的影响。
建筑物的结构、障碍物、电磁干扰等都可能导致信号衰减和中断。
此外，多个无线局域网之间的信号干扰也会影响网络性能，特别是在人员密集的区域，如写字楼、公寓楼等。
802.11无线局域网(wlan)
802.11无线局域网（wlan）摘要在这个计算机高速发展的时代，伴随着网络的技术的不断发展与应用。
传统的有线局域网虽然有着信号传输稳定，传输质量也比较高, 信号受房间格局、障碍物、气候、电磁干扰影响小等方面的优势。
但随着人们对移动办公的要求越来越高，传统的有线局域网要受到布线的限制,高效快捷、组网灵活的无线局域网应运而生。
无线局域网是不使用任何导线或传输电缆连接的局域网，而使用无线电波作为数据传送的媒介，传送距离一般只有几十米。
无线局域网的主干网路通常使用有线电缆，无线局域网用户通过一个或多个无线接取器接入无线局域网。
在有线世界里，以太网已经成为主流的LAN技术有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。
特别是当要把相离较远的节点联结起来时，敷设专用通讯线路布线施工难度之大，费用、耗时之多，实是令人生畏。
这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞，限制了用户联网。
与有线局域网相比较，无线局域网具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点。
可实现“任何人在任何时间，任何地点以任何方式与任何人通信”，弥补了传统有线局域网的不足。
关键词：局域网，无线局域网，IEEE802.11，射频技术，扩频技术，调制解调技术，信道差错控制技术，分集技术，天线技术目次1 引言 (1)2 802.11WLAN简介 (1)2.1 802.11a (3)2.2 802.11b (4)2.3 802.11n (6)2.4 802.11ac (6)2.5 802.11ad (7)3 802.11WLAN关键技术简介 (7)3.1 射频与扩频技术 (8)3.2 调制与复用技术 (10)3.3 差错控制技术 (15)3.4 分集与天线技术 (16)4 802.11WLAN的应用 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 引言局域网简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。
802.11协议标准ppt
BIRM
使用扩频技术的好处
扩频是一种在信号的带宽进行扩展的技术。采用扩频的 好处是： 抗干扰。若使用窄频，容易受到使用相同频率的通信干 扰导致完全无法通信。 对于非特定的目的的接收器，扩展了带宽的信号混在背 景噪声中，让蓄意想侦听窃取数据资料的人不易判别真正 的信号，避免他人的截听。 提供了供多个用户使用同一传输波段的方法，保证了无 线设备在频段上的可用性和可靠的吞吐量，也保证了使用 同一频段的设备不互相影响。
IEEE802.11无线网络标准规定了3种物理层传输介质方 式。其中2种物理层传输介质工作方式在微波频段（根据 各国当地法规或规定不同，频段的具体定义也有所不 同），采用扩频传输技术进行数据传输，包括跳频序列 扩频传输技术（FHSS）和直接序列扩频传输技术 （DSSS）。另一种方式以光波段作为其物理层，也就 是利用红外线光波传输数据流。
IEEE802.11协议
IEEE802.11 协议标准
概述
IEEE802.11系列协议标准的发展
IEEE802.11的工作方式及802.11网络基 本元素
IEEE802.11的物理层协议
IEEE802.11的MAC层协议
无线局域网（WLAN）
IEEE802.11n
BIRM
概述
802.11是IEEE（美国电气和电子工程师协会）最初制定 的一个无线局域网标准，这也是在无线局域网领域内的 第一个国际上被认可的协议。主要用于解决办公室局域 网和校园网中，用户与用户终端的无线介入，业务主要 限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。由于802.11 在速率和传输距离上不能满足人们的需要。因此，IEEE 小组又相继推出了802.11a和802.11b等许多新标准。几 者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
基于IEEE802.11的无线局域网安全体系研究的开题报告
基于IEEE802.11的无线局域网安全体系研究的开题报告一、研究背景随着无线通信技术的不断发展，无线局域网已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。
然而，由于无线网络的广播性质和信号易被窃听等特点，网络安全问题已经逐渐引起人们的关注。
因此，无线局域网安全成为了一个重要的研究方向。
IEEE802.11是一种最为广泛使用的无线局域网技术，因此，基于IEEE802.11的无线局域网安全体系的研究具有重要的理论和实际价值。
二、研究目的本次研究旨在深入分析基于IEEE802.11的无线局域网安全体系，具体研究内容包括：1. 研究IEEE802.11协议中的加密算法和认证协议；2. 分析基于IEEE802.11的无线局域网的安全威胁；3. 探究现有的无线局域网安全机制的优点和不足；4. 基于对现有的无线局域网安全机制的分析，提出一种有效的安全机制，以提高无线局域网的安全性。
三、研究方法本次研究主要采用如下方法：1. 阅读相关文献和资料，了解相关理论和技术；2. 分析现有的无线局域网安全机制的优点和不足，找出其局限性；3. 提出一种新的安全机制，并在模拟环境下进行测试和比较；4. 对比分析测试结果，评估新提出的安全机制的优势和可应用性；5. 根据研究结果，对提出的安全机制做出改进和优化。
四、研究意义本次研究的意义在于：1. 提高人们对无线局域网安全的认识和关注；2. 分析现有的无线局域网安全机制的优点和不足，以期为改进提供参考；3. 提出一种新的安全机制，提高了IEEE802.11无线局域网的安全性，具有一定的理论和实践价值。
五、预期成果预期实现的成果包括：1. 提出一种基于IEEE802.11的无线局域网安全机制，提高网络的安全性；2. 对新提出的安全机制进行模拟测试，并与现有的安全机制进行比较；3. 分析测试结果，评估新提出的机制的优势和可应用性；4. 提出改进和优化方案，以完善新提出的安全机制。
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。
IEEE 802 11
IEEE802.11k
IEEE802.11k
IEEE 802.11k阐述了无线局域中频谱测量所能提供的服务，并以协议方式规定了测量的类型及接收发送的 格式。此协议制定了几种有测量价值的频谱资源信息，并创建了一种请求/报告机制，使测量的需求和结果在不同 终端之间进行通信。协议制定小组的工作目标是要使终端设备能够通过对测量信息的量读做出相应的传输调整， 为此，协议制定小组定义了测量类型。
IEEE802.11ax
IEEE802.11ax
主条目：IEEE 802.11ax
2017年,Broadcom率先推出802.11ax无线芯片，由于先前802.11ad主要在于60GHZ频段，虽然增长了传输速 度，但是其覆盖范围受到限制，便成为辅助802.11ac的功能性技术。依照IEEE的官方项目，继承802.11ac的第 六代Wifi为802.11ax，自2018年起推出支持的分享器。
IEEE802.11g
IEEE802.11g
主条目：IEEE 802.11g IEEE 802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），共14个频段，原始传送速 度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s（跟802.11a相同）。802.11g的设备向下与802.11b兼容。 其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE 802.11g的标准上另行开发新标准，并将理论传输速度提 升至108Mbit/s或125Mbit/s。
由于2.4G频段日益拥挤，使用5G频段是802.11a的一个重要的改进。但是，也带来了问题。传输距离上不及 802.11b/g；理论上5G信号也更容易被墙阻挡吸收，所以802.11a的覆盖不及801.11b。802.11a同样会被干扰， 但由于附近干扰信号不多，所以802.11a通常吞吐量比较好。
无线局域网的协议标准
无线局域网的协议标准1. 引言无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）是指使用无线通信技术的局域网。
它是现代网络通信中的重要组成部分，为用户提供了便捷的无线网络接入方式。
无线局域网的正常运行离不开一系列的协议标准，本文将介绍无线局域网的协议标准。
2. 802.11系列协议标准802.11系列是无线局域网的主要协议标准，由IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）制定和管理。
以下是802.11系列协议标准的简要介绍：2.1 802.11a802.11a是第一个广泛应用的无线局域网协议标准之一。
它在5 GHz频段工作，提供了高速的无线传输速率，最高可达54 Mbps。
然而，由于其频段较高，穿墙能力较差。
2.2 802.11b802.11b是较为广泛应用的无线局域网协议标准之一。
它在2.4 GHz频段工作，提供了最高11 Mbps的无线传输速率。
由于其频段与其他设备（如蓝牙设备、微波炉等）冲突较多，因此会造成干扰。
2.3 802.11g802.11g是在802.11b的基础上进行改进的协议标准。
它在2.4 GHz频段工作，提供了最高54 Mbps的无线传输速率。
与802.11b相比，802.11g具有更好的性能和兼容性。
2.4 802.11n802.11n是目前广泛应用的无线局域网协议标准之一。
它在2.4 GHz和5 GHz频段都可工作，提供了更高的无线传输速率和更好的信号质量。
802.11n支持多天线技术（MIMO），可以同时传输多个数据流，进一步提高了网络性能。
2.5 802.11ac802.11ac是进一步改进的无线局域网协议标准。
它主要工作在5 GHz频段，提供了更高的无线传输速率和更好的网络覆盖范围。
802.11ac采用了更先进的调制解调技术，可以支持更大的带宽，适用于高速数据传输和多媒体应用。
80211协议标准[1]
80211协议标准
80211协议标准
概述 IEEE802.11系列协议标准的发展 IEEE802.11的工作方式及802.11网络基本元素 IEEE802.11的物理层协议 IEEE802.11的MAC层协议 无线局域网（WLAN） IEEE802.11n
80211协议标准
802.11是IEEE（美国电气和电子工程师协会）最初制 定的一个无线局域网标准，这也是在无线局域网领域 内的第一个国际上被认可的协议。主要用于解决办公 室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线介入， 业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。 由于802.11在速率和传输距离上不能满足人们的需要。 因此，IEEE小组又相继推出了802.11a和802.11b等许 多新标准。几者之间技术上的主要差别在于MMAC Sublayer）
物理服务访问点 （PHY SAP）
物理层汇聚子层 物理层 （PLCP Sublayer） （P L）
物理媒体依赖子层 （PMD Sublayer）
物理媒体依赖 服务访问点 （PMD SAP）
IEEE 802.11 物理（PHY）层结构图
BSS2
ESS（Extended Service Set）：扩展服务集，采用相同的SSID 的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSS。
80211协议标准
STA STA
IEEE_802[1].11b标准简析
以往，无线局域网发展缓慢，推广应用困难，主要是由于传输速率低、成本高、产品系列有限，且很多产品不能相互兼容。
如以前无线局域网的速率只有1～2Mb/s，而许多应用也是根据10Mb/s以太网速率设计的，限制了无线产品的应用种类。
针对现在高速增长的数据业务和多媒体业务，无线局域网取得进展的关键就在于高速新标准的制定，以及基于该标准的10Mb/s甚至更高速率产品的出现。
IEEE 802.11b从根本上改变了无线局域网的设计和应用现状，满足了人们在一定区域内实现不间断移动办公的需求，为我们创造了一个自由的空间。
一、802.11b标准简介IEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps，比两年前刚批准的IEEE 802.11标准快5倍，扩大了无线局域网的应用领域。
另外，也可根据实际情况采用5.5Mbps、2 Mbps 和1 Mbps带宽，实际的工作速度在5Mb/s左右，与普通的10Base-T规格有线局域网几乎是处于同一水平。
作为公司内部的设施，可以基本满足使用要求。
IEEE 802.11b使用的是开放的2.4GB频段，不需要申请就可使用。
既可作为对有线网络的补充，也可独立组网，从而使网络用户摆脱网线的束缚，实现真正意义上的移动应用。
IEEE 802.11b无线局域网与我们熟悉的IEEE 802.3以太网的原理很类似，都是采用载波侦听的方式来控制网络中信息的传送。
不同之处是以太网采用的是CSMA/CD（载波侦听/冲突检测）技术，网络上所有工作站都侦听网络中有无信息发送，当发现网络空闲时即发出自己的信息，如同抢答一样，只能有一台工作站抢到发言权，而其余工作站需要继续等待。
如果一旦有两台以上的工作站同时发出信息，则网络中会发生冲突，冲突后这些冲突信息都会丢失，各工作站则将继续抢夺发言权。
而802.11b无线局域网则引进了冲突避免技术，从而避免了网络中冲突的发生，可以大幅度提高网络效率。
IEEE 802.11b优点功能 优点速度 2.4ghz直接序列扩频无线电提供最大为11mbps的数据传输速率，无须直线传播动态速率转换 当射频情况变差时，降低数据传输速率为5.5mbps、2mbps和1mbps使用范围 802.11b支持以百米为单位的范围（在室外为300米；在办公环境中最长为100米）可靠性 与以太网类似的连接协议和数据包确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用互用性 与以前的标准不同的是，802.11b只允许一种标准的信号发送技术。
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Comparision and develop trends of WLAN protocols based IEEE802. 11 series
TIAN Fang , ZHAO Fang ming, YAO Zong guo
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( 1. School of Information Sci. and Eng. , Shandong Univ. , Jinan 250100, China; 2. Administration for Industry & Commerce of Shandong Province, Jinan 250014, China) Abstract : Present the transport manner, medium access control rules, carrier sense mechanism specified in the IEEE802. 11 series of WLAN specificat ions. It makes a comparison between the 802. 11 families and also makes a recently future development prediction about them. Key words: network analysis; radio signals; computer networks 域.
图 1 隐藏工作站情形 Fig . 1 The case of hidden stations
解决碰撞问题的办法是采用 RTS CTS 机制 , 即
第 2期
田
芳 , 等 : 基 于 IEEE802. 11 系列无线局域网协议的比较及发展趋势
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在发 送实 际 数 据 前, 先 交 换 短的 控 制 帧 ( RTS 和 CTS) . 正在发送信息的 B 站在发送前应向其它站发 送 RTS 帧, 请求预留 介质一段时间. C 站能够收到 RTS 帧, 然后向 B 站回送 CTS 帧 , 虽然 A 站不能收 到 B 站发送 的 RTS 帧 , 但 能收到 C 站 发送的 CTS 帧, 则 B 发送的这段时间内, 包括 A 在内的所有站 都不会企图访问介质了. 这就有效的减少了碰撞. 1. 1. 3 认证和加密 802. 11 提供两 种认证服务 增强 802. 11 网络的安全性能 . 1. 1. 4 漫游 IEEE802. 11 标准规定的 漫游功能使 得无线用 户无缝的从一个小区移动到另一个小区. 为了提供 漫游功能, 每个 AP 定期发送信标. 漫游站点定期的 检测从所连接的 AP 接 收的信号强度, 并利用信标 来判断与当前 AP 连接 的强度. 如果站点感觉到信 号微弱 , 漫游站点就执行重新结合服务连接到一个 信号更强的 AP. 1. 1. 5 同步和电源管理 该标准还规定了电源管理和同步功能, 使得移 动用户能具有最长的电池寿命 . IEEE802. 11 规定 AP 具有缓存信息的能力 , 且定期性的发送信标帧 . 处于 休眠状态的移动站定期 醒来 接收该信息, 以判断 是否有数据缓存在 AP 中 . 信标还包含 AP 的时钟信 息, 每个工作站接收到信标帧后, 利用其中的时钟信 息更新自己的时钟, 以获得与整个网络的同步 . 目前, 基于 802. 11 的 1Mbps 和 2Mbps 的 WLAN 技术与产品已相当成熟, 整个系统的实现成本也正 逐渐下降 . IEEE 802. 11 WLAN 标准使得不同供应商的产 品具有了互操作性, 但与以太网 ( 10Mbps) 相比, 附和 IEEE 802. 11 WLAN 标准的 WLAN 较慢的数据传输 率和较小的传输距离成了其进一步发展的瓶颈 , 为 此, IEEE 小 组 又 相 继 推 出 了 新 的 高 速 标 准 IEEE802. 11b 和 IEEE802. 11a. 1. 2 IEEE802. 11b
[ 2]
2Mbps 外 , 还支持 5. 5Mbps 和 11Mbps 两个新速 率. 802. 11b 在与原 来的 802. 11DSSS 技术兼 容的基 础 上, 融入了补码键控( CCK) 的调制方式, 从而打破了 以太网 10Mbps 速率的纪录 , 将数据速率提高到 11 Mbps. 另外 , 还采用了一种可选的编码方案: 分组二 进制卷积码( PBCC) 方式. 因为这种方式能提高 3dB 的编码增益 , 所 以使得当 站工 作在 5. 5 和 11Mbps 时, 能提供更好的性能. IEEE802. 11b 规 定的是动 态速率 , 允许数 据速 率根据噪音状况进行自动调整. IEEE802. 11b 的 PLCP 有两种结构 : 长和短前导 码. 其中长前导码是所有的 IEEE802. 11b 系统必须 支持的; 而短前导码是可选项 . 使用短的前导码可以 减小开销 , 因此可以提高网络吞吐量. 目前 , IEEE802. 11b 已经成为 WLAN 市场 上的 主流标准 , 被多数厂商采用. 1. 3 IEEE802. 11a
田
( 1. 山东大学 信息科学与工程学院 ,
芳 , 赵方明 , 姚宗国
山东 济南 250100;
1
1
2 山东 济南 250014)
2. 山东省工商行政管理局 ,
摘要 : 文中对 IEEE802. 11 协议标准规定的传输方式 、 介质访问规则 、 载波监听机制等与无 线标准 IEEE 802. 11 家族 进行了比较和分析 , 并对各自的发展趋势作了初步展望 . 关键词 : 网络分析 ; 无线电信号 ; 计算机网络 中图分类号 : TN923 文献标识码 : A
是一种可选方式 . 在这种工作方式 下, 由访问 节点 ( AP) 决定当前哪个工作站有权发送数据 , 其实是一 种轮询机制, 主要用于传输实时业务 . 在 CFP 开始, AP 首先监听介质, 如果确定介质在大于或等于一个 PIFS 的时间段内介质持续空闲, 便获得对介质的控 制权并在整个 CFP 周期内维持对介质的控制. 直到 CFP 结束才允许工作站获得介质的控制权, 然后根 据 DCF 访问方式竞争使用介质. 1 1 2 2 载波监听机制 标准规定 了物理和虚拟 相结合的载波监 听机 制. 物理载波监听机制由 PHY 层使用信道空闲评估 ( CCA) 算法提供, 通过测试天线能量和确定接收信 号强度 RSSI 来完成 , 并将物理信道评估结果发送到 MAC 层. 虚拟载波监听机制由 MAC 层提供, 通过在 帧中 持续时间 字段发布预留信息实现. 总之, 介质 访问控制规则通过物理信道评估 CCA 和 NAV 的内 容决定信道状态, 两者之一指示介质忙则说明介质 处于忙状态, 否则说明介质空闲, 这样能有效的减少 碰撞 . 1 1 2 3 RTS/ CTS 机制 该标准使用 RTS CTS 机制和 ACK 帧来进一步 减少冲突 . 由于无线 网络 有时 只能实 现 部分 互通 , 所 以 WLAN 协议必须考 虑可能存 在的隐 藏工作站 的情 况. 如图 1 所示网络中, 站 A 和 B 都可和 C 直接通 信, 但障碍物阻碍了 A 和 B 之间的直接通信 . 如果 B 正在发送信息的时候, A 也准备访问介质, 而 A 检测 不到 B 站在发送信息, 这时就会造成碰撞.
0 引言
无线局域网 ( Wireless LAN, 以下简称 WLAN) 是 90 年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物 , 它使用无线信道支持计算机之间的通信, 并为通信 的移动化、 个人化和多媒体应用提供了潜在的手段 . 90 年代以来 , 随着个人数据通信的发展以及功能强 大的便携式数据终端和多媒体终端的广泛应用 , 为 了实现能随时随地的进行数据通信, 这就要求传统 的计算机网络须由有线向无线、 由固定向移动、 由单 一向多媒体业务进一步发展 , 扩展 WLAN 的业务领
第 33 卷 第 2 期 2003 年 4 月
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东
大
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报
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版)
JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY ( ENGINEERING SCIENCE)
Vol. 33 No. 2 Apr. 2003
文章编号 : 1672 3961( 2003) 02 0163 05
基于 IEEE802. 11 系列无线局域网 协议的比较及发展趋势
[ 1,4]
IEEE802 标 准 化 委 员 会 于 1990 年 成 立 了 IEEE802. 11WLAN 标准工作组 , 该工作组于 1997 年 6 月公布了 IEEE802. 11 标准. 该标准主要用于解决 办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接
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大பைடு நூலகம்
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第 33 卷
入, 业务主要限于数据存 取, 它支 持的数据速率为 1 Mbps和 2 Mbps, 工作在 2. 4 GHz 频段 . 该标准定义了物理层和介质访问控制层规范 . 1. 1. 1 物理层规范 该标准对物理层定义了数据传输的信号特征和 传输方式. 传输方式涉及无线局域网采用的传输媒 体、 选择的频段及使用的调制方式 . 目前 , 无线局域网采用的传输媒体主要有两种 , 即无线电波与红外线. 采用无线电波作为传输媒体 的无线局域网依调制方式不同 , 可分为扩展频谱方 式与窄带调制方式. 扩展频谱方式又包括直接序列 扩频方式 ( DSSS) 和跳频扩频方式 ( FHSS) . IEEE802. 11 标准定义了三种物理层选择 : 一是红外线, 外加 两种无线电扩频技术 ( 直接序列扩频和跳频扩频) . 当采用无线电波传输时, 采用扩展频谱的调制方式 , 都是工作在 ISM 波段的 2. 4000~ 2. 4835 GHz 频段 . 其中 DSSS 技术使用 11 位 Barker 码序列 , 采用 DB PSK 和 DQPSK 调 制技术 , 并 分别支 持 1 Mbps ( DB PSK) 和 2 Mbps( DQPSK) 的数据速率 ; FHSS 采用 2~ 4 电平 GFSK 调制技术 , 支持 1Mbps 和可 选的 2 Mbps 的数据速率 . 当采用红外线传输时工作在 850~ 950 nm 波段, 使用 4 或 16 电平 pulse- positioning 调制技 术, 支持的数据速率为 1Mbps 和 2 Mbps. 1. 1. 2 MAC 层规范 1 1 2 1 介质访问规则 该标准在 MAC 层规定了两种介质访问规则: 分 布式协调功能( DCF) 和可选的点协调功能( PCF) . ( 1) DCF 标准规定的基本的介质访问方式是 DCF, 即我 们所熟悉的 CSMA CA, 一个类似于 IEEE802. 3 的线 路争用协议. 由于在无线网络中检测冲突比较困难 , 所以该协议用冲突避免 ( CA) 代替在 802. 3 协议使 用的冲突检测 ( CD) . 在这种方式下, 当站发送信息 时, 首先要监听介质以确定介质是否空闲. 如果在一 个 DIFS 时间段内介质连续保持空闲则可进行传送 , 否则站要推迟发送直到当前帧传送结束. 在延迟之 后, 或在成功发送完一帧后立即再次发送信息之前 , 站要选择一个随机退避时间 , 并在介质空闲时递减 退避时间计数器的值 , 即执行一段随机退避. ( 2) PCF 该方式是基于优先级别的无竞争访问方式 , 它