無線局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)

1、物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)第4章附1 WLAN技術(shù)基礎(chǔ)武漢理工大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程系2011.9無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標準文檔/about/get/nIEEE 802.11: WIRELESS LOCAL AREA NETWORKS (WLANs)nIEEE 802.15: WIRELESS PERSONAL AREA NETWORKS (WPANs)nIEEE 802.16: BROADBAND WIRELESS METROPOLITAN AREA NETWORKS (WMANs)nIEEE 802.20: MOBILE BROADBAND WIRELESS ACCESS

2、 (MBWA)nIEEE 802.21: MEDIA INDEPENDENT HANDOVER SERVICESnIEEE 802.22: TV Broadcast Bands （Wireless Regional Area Networks）IEEE 802.20: MOBILE BROADBAND WIRELESS ACCESS (MBWA)n802.20-2008: Air Interface for Mobile Broadband Wireless Access Systems Supporting Vehicular Mobility Physical and Media Acce

3、ss Control Layer Specificationn802.20.2-2010: Protocol Implementation Conformance Statement (PICS) Proforman802.20.3-2010: Minimum Performance Characteristics of IEEE 802.20 Terminals and Base Stations/Access Nodes n802.20a-2010: Amendment 1: Management Information Base Enhancements and Corrigenda I

4、tems n802.20b-2010: Amendment 15: Bridging of IEEE 802.20 IEEE 802.21: MEDIA INDEPENDENT HANDOVER SERVICESn802.21-2008: IEEE Standard for Local and metropolitan area networks - Part 21: Media Independent Handover Servicesn802.21 is developing standards to enable handover and interoperability between

5、 heterogeneous network types including both 802 and non 802 networks.nIt includes media types specified by Third Generation (3G) Partnership Project (3GPP), 3G Partnership Project 2 (3GPP2), and both wired and wireless media in the IEEE 802 family of standards. IEEE 802.22: TV Broadcast Bands （Wirel

6、ess Regional Area Networks）nIEEE 802.22.1-2010: IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Specific requirements Part 22.1: Standard to Enhance Harmful Interference Protection for Low-Power Licensed Devices Operating in TV Broadcast Bands（頻段）IEEE 802.11: WIRELESS LOCAL AREA NETWORKS (W

7、LANs)n802.11-2007: Telecommunications and information exchange between systemsLocal and metropolitan area networksSpecific requirementsPart 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications n802.11k-2008: Amendment1-Radio Resource Measurement of Wireless LANsn802.1

8、1r-2008: Amendment 2: Fast Basic Service Set (BSS) n802.11w-2009: A4-Protected Management Framesn802.11n-2009: A5-Enhancements for Higher Throughputn802.11p-2010: A6-Wireless Access in Vehicular Environmentsn802.11z-2010: A7-Extensions to Direct-Link Setup (DLS)n802.11v-2011: A8-IEEE 802.11 Wireless

9、 Network Managementn802.11u-2011: A9-Interworking with External Networks第4章附1 WLAN技術(shù)基礎(chǔ)F4.1 無線局域網(wǎng) WLAN F4.1.1 無線局域網(wǎng)的組成 F4.1.2 802.11 標準中的物理層 F4.1.3 802.11 標準中的 MAC 層 F4.1.4 802.11 標準中的 MAC 幀F(xiàn)4.1 無線局域網(wǎng)F4.1.1 無線局域網(wǎng)的組成1. 有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)n802.11，星形拓撲，AP，CSMA/CA，Wi-Fi聯(lián)盟AP1AP2一個基本服務(wù)集 BSS 包括一個基站和若干個移動站，所有的站在本

10、BSS 以內(nèi)都可以直接通信，但在和本 BSS 以外的站通信時 ，都要通過本 BSS 的基站。 AP1AP2基本服務(wù)集內(nèi)的基站叫做接入點 AP (Access Point)，其作用和網(wǎng)橋相似。AP1AP2當網(wǎng)絡(luò)管理員安裝 AP 時，必須為該 AP 分配一個不超過 32 字節(jié)的服務(wù)集標識符 SSID 和一個信道。BSABasic Service Area，100m，相似蜂窩小區(qū) AP1AP2一個基本服務(wù)集可以是孤立的，也可通過接入點 AP連接到一個主干分配系統(tǒng) DS (Distribution System)，然后再接入到另一個基本服務(wù)集，構(gòu)成擴展的服務(wù)集ESS (Extended Service

11、 Set)。AP1AP2ESS 還可通過叫做門戶(portal)為無線用戶提供到非 802.11 無線局域網(wǎng)（例如，到有線連接的因特網(wǎng)）的接入。門戶的作用就相當于一個網(wǎng)橋。 AP1AP2移動站 A 從某一個基本服務(wù)集漫游到另一個基本服務(wù)集（到 A 的位置），仍可保持與另一個移動站 B 進行通信。802.11沒有定義如何實現(xiàn)漫游，但定義了一些基本的工具。 與接入點 AP 建立關(guān)聯(lián)(association)n一個移動站若要加入到一個基本服務(wù)集 BSS，就必須先選擇一個接入點 AP，并與此接入點建立關(guān)聯(lián)。n建立關(guān)聯(lián)就表示這個移動站加入了選定的 AP 所屬的子網(wǎng)，并和這個 AP 之間創(chuàng)建了一個虛擬線路

12、。n只有關(guān)聯(lián)的 AP 才向這個移動站發(fā)送數(shù)據(jù)幀，而這個移動站也只有通過關(guān)聯(lián)的 AP 才能向其他站點發(fā)送數(shù)據(jù)幀。（類似手機開機過程）802.11關(guān)聯(lián)協(xié)議n移動站與選定的AP使用關(guān)聯(lián)協(xié)議進行對話，AP對移動站鑒別身份。n關(guān)聯(lián)階段過后，移動站還要通過關(guān)聯(lián)的AP向該子網(wǎng)發(fā)送“DHCP發(fā)現(xiàn)報文”以獲得IP地址。n重建服務(wù) Reassociationn分離服務(wù) Dissociation移動站與 AP 建立關(guān)聯(lián)的方法n被動掃描，即移動站等待接收接入站AP周期性發(fā)出的信標幀(beacon frame)。n信標幀中包含有若干系統(tǒng)參數(shù)（如服務(wù)集標識符 SSID 以及支持的速率等）。n主動掃描，即移動站主動發(fā)出探測

13、請求幀(probe request frame)，然后等待從 AP 發(fā)回的探測響應(yīng)幀(probe response frame)。熱點(hot spot)n現(xiàn)在許多地方，如辦公室、機場、快餐店、旅館、購物中心等都能夠向公眾提供有償或無償接入 Wi-Fi 的服務(wù)。這樣的地點就叫做熱點。n由許多熱點和 AP 連接起來的區(qū)域叫做熱區(qū)(hot zone)。熱點也就是公眾無線入網(wǎng)點。n現(xiàn)在也出現(xiàn)了無線因特網(wǎng)服務(wù)提供者 WISP (Wireless Internet Service Provider)這一名詞。用戶可以通過無線信道接入到 WISP，然后再經(jīng)過無線信道接入到因特網(wǎng)。2. 移動自組網(wǎng)絡(luò)又稱自組

14、網(wǎng)絡(luò)(ad hoc network) 自組網(wǎng)絡(luò)AEDCBF源結(jié)點目的結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點n自組網(wǎng)絡(luò)是沒有固定基礎(chǔ)設(shè)施（即沒有 AP）的無線局域網(wǎng)。這種網(wǎng)絡(luò)由一些處于平等狀態(tài)的移動站之間相互通信組成的臨時網(wǎng)絡(luò)。A-E，一連串的存儲轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點具有路由功能n一般不與外界的其他網(wǎng)絡(luò)相連接，移動分組無線網(wǎng)絡(luò)自組織網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成與問題n構(gòu)成：一些移動設(shè)備發(fā)現(xiàn)在他們附近還有其他的可移動設(shè)備，并要求和其他移動設(shè)備進行通信。n自組網(wǎng)絡(luò)的每一個站都要參與網(wǎng)絡(luò)中的其他移動站的路由的發(fā)現(xiàn)與維護，又由于其網(wǎng)絡(luò)拓撲隨時間變化很快，故在固網(wǎng)中的一些行之有效路由協(xié)議不在適用。n多播問題，多播是常見的、復(fù)雜，實時性和效率要

15、求高的多播協(xié)議。n安全問題更為突出。nIETF的自組網(wǎng)工作組MANET（Mobile Ad-hoc NETworks）移動自組網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景 n在軍事領(lǐng)域中，攜帶了移動站的戰(zhàn)士可利用臨時建立的移動自組網(wǎng)絡(luò)進行通信。n這種組網(wǎng)方式也能夠應(yīng)用到作戰(zhàn)的地面車輛群和坦克群，以及海上的艦艇群、空中的機群。 n當出現(xiàn)自然災(zāi)害時，在搶險救災(zāi)時利用移動自組網(wǎng)絡(luò)進行及時的通信往往很有效的， 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) WSN (Wireless Sensor Network) n由大量傳感器結(jié)點通過無線通信技術(shù)構(gòu)成的自組網(wǎng)絡(luò)。n無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是進行各種數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸，一般并不需要很高的帶寬，但是在大部分時間必

16、須保持低功耗，以節(jié)省電池的消耗。n由于無線傳感結(jié)點的存儲容量受限，因此對協(xié)議棧的大小有嚴格的限制。n無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還對網(wǎng)絡(luò)安全性、結(jié)點自動配置、網(wǎng)絡(luò)動態(tài)重組等方面有一定的要求。nWSN與自組網(wǎng)的不同(移動性、處理和存儲能力、能源) 傳感器結(jié)點的形狀(a)和組成(b) 存儲器CPU傳感器硬件電池無線收發(fā)器(a)(b)移動自組網(wǎng)絡(luò)和移動 IP 并不相同 n移動 IP 技術(shù)使漫游的主機可以用多種方式連接到因特網(wǎng)（漫游的主機可直連或通過無線鏈路連接到固網(wǎng)）。n移動 IP 的核心網(wǎng)絡(luò)功能仍然是基于在固定互聯(lián)網(wǎng)中一直在使用的各種路由選擇協(xié)議地址管理和協(xié)議互操作性。n移動自組網(wǎng)絡(luò)是將移動性擴展到無線領(lǐng)域中的

17、自治系統(tǒng)，它具有自己特定的路由選擇協(xié)議，并且可以不和因特網(wǎng)相連。n自組織網(wǎng)是以殘樁網(wǎng)絡(luò)方式工作的，通信量可以進入或從它發(fā)出，但不允許外部的通信量穿越Stub network幾種不同的接入n固定接入(fixed access)在接入網(wǎng)絡(luò)期間，用戶設(shè)備的地理位置保持不變。n移動接入(mobility access)用戶設(shè)備能夠以車輛速度移動時進行網(wǎng)絡(luò)通信。當發(fā)生切換（關(guān)聯(lián)）時，通信仍然是連續(xù)的。n便攜接入(portable access)在受限的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積中，用戶設(shè)備能夠在以步行速度移動時進行網(wǎng)絡(luò)通信，提供有限的切換能力。n游牧接入(nomadic access)用戶設(shè)備的地理位置至少在進行網(wǎng)絡(luò)

18、通信時保持不變。如用戶設(shè)備移動了位置（蜂窩小區(qū)），則再次進行通信時可能還要尋找最佳的基站 第4章附1 WLAN技術(shù)F4.1 無線局域網(wǎng) WLAN F4.1.1 無線局域網(wǎng)的組成 F4.1.2 802.11 標準中的物理層 F4.1.3 802.11 標準中的 MAC 層 F4.1.4 802.11 標準中的 MAC 幀F(xiàn)4.1.2 802.11 局域網(wǎng)的物理層n802.11 無線局域網(wǎng)可再細分為不同的類型。n現(xiàn)在最流行的無線局域網(wǎng)是 802.11b、 802.11g和802.11n的產(chǎn)品。 n802.11 的物理層有以下幾種實現(xiàn)方法：n直接序列擴頻 DSSSn正交頻分復(fù)用 OFDM n跳頻擴頻

19、 FHSS （已很少用，藍牙）n紅外線 IR （已很少用） 幾種常用的 802.11 無線局域網(wǎng) 標準頻段數(shù)據(jù)速率物理層優(yōu)缺點802.11b2.4 GHz最高為11 Mb/sHR-DSSS最高數(shù)據(jù)率較低，價格最低，信號傳播距離最遠，且不易受阻礙 802.11a5.8 GHz最高為54 Mb/sOFDM最高數(shù)據(jù)率較高，支持更多用戶同時上網(wǎng)，價格最高，信號傳播距離較短，且易受阻礙802.11g2.4 GHz最高為54 Mb/sOFDM最高數(shù)據(jù)率較高，支持更多用戶同時上網(wǎng)，信號傳播距離最遠，且不易受阻礙，價格比 802.11b貴802.11n2.4G 和5.8G 雙頻段最高540 Mb/sMIMO-

20、OFDM使用了多種技術(shù)MIMO、40MHz、Short GI，優(yōu)化了MAC層協(xié)議(Block確認、幀聚合)，覆蓋范圍第4章附1 WLAN技術(shù)F4.1 無線局域網(wǎng) WLAN F4.1.1 無線局域網(wǎng)的組成 F4.1.2 802.11 標準中的物理層 F4.1.3 802.11 標準中的 MAC 層 F4.1.4 802.11 標準中的 MAC 幀F(xiàn)4.1.3 802.11 局域網(wǎng)的 MAC 層協(xié)議1. CSMA/CA 協(xié)議 無線局域網(wǎng)卻不能簡單地搬用 CSMA/CD 協(xié)議。這里主要有兩個原因：nCSMA/CD 協(xié)議要求一個站點在發(fā)送本站數(shù)據(jù)的同時，還必須不間斷地檢測信道，但在無線局域網(wǎng)的設(shè)備中要

21、實現(xiàn)這種功能就花費過大（接收到的信號強度要遠小于發(fā)送信號的強度）。n即使我們能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞檢測的功能，但當某站在發(fā)送數(shù)據(jù)時檢測到信道是空閑的，在接收端仍然有可能發(fā)生碰撞（并非所有的站點都能夠聽見對方）。 無線局域網(wǎng)的特殊問題 當 A 和 C 檢測不到無線信號時，都以為 B 是空閑的，因而都向 B 發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)生碰撞。這種未能檢測出信道上其他站點信號的問題叫做隱蔽站問題(hidden station problem) A 的作用范圍C 的作用范圍ABCD無線局域網(wǎng)的特殊問題 B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)，而 C 又想和 D 通信。C 檢測到媒體上有信號，于是就不敢向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)。 其實 B 向 A

22、發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響 C 向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)這就是暴露站問題(exposed station problem) ADCB？B 的作用范圍C 的作用范圍CSMA/CA 協(xié)議 n無線局域網(wǎng)（可能出檢測出錯，忙其實不忙，空閑其實在忙）不能使用 CSMA/CD，而只能使用改進的 CSMA 協(xié)議。n改進的辦法是把 CSMA 增加一個碰撞避免(Collision Avoidance)功能。n802.11 就使用 CSMA/CA 協(xié)議。而在使用 CSMA/CA 的同時，還增加使用停止等待協(xié)議（無線站點每發(fā)完一幀，要等待收到對方的確認幀才繼續(xù)發(fā)下一幀。鏈路層確認）。n下面先介紹 802.11 的 MAC 層。 80

23、2.11 的 MAC 層 MAC 層無爭用服務(wù)（選用）爭用服務(wù)（必須實現(xiàn)）分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Function)物理層MAC 層通過協(xié)調(diào)功能來確定在基本服務(wù)集 BSS 中的移動站在什么時間能發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。 MAC 層無爭用服務(wù)爭用服務(wù)分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Function)物理層DCF 子層（無中心控制

24、）在每一個結(jié)點使用 CSMA 機制的分布式接入算法，讓各個站通過爭用信道來獲取發(fā)送權(quán)。因此 DCF 向上提供爭用服務(wù)（必須實現(xiàn)）。 MAC 層無爭用服務(wù)（選項）爭用服務(wù)分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Function)物理層PCF 子層使用AP集中控制的接入算法把發(fā)送數(shù)據(jù)權(quán)輪流交給BSS各個站從而避免了碰撞的產(chǎn)生探詢方式，獲得發(fā)送權(quán)的站點才可發(fā)送數(shù)據(jù)；適應(yīng)時間敏感的業(yè)務(wù)，如分組話音 幀間間隔 IFS n所有的站在完成一幀發(fā)送后，必須再等待一段很短的時間（繼續(xù)監(jiān)聽

25、）才能發(fā)送下一幀。這段時間被稱為幀間間隔 IFS (InterFrame Space)。n幀間間隔長度取決于該站欲發(fā)送幀的類型。高優(yōu)先級幀需要等待的時間較短，因此可優(yōu)先獲得發(fā)送權(quán)。n若低優(yōu)先級幀還沒來得及發(fā)送而其他站的高優(yōu)先級幀已發(fā)送到信道，則信道變?yōu)槊B(tài)因而低優(yōu)先級幀就只能再推遲發(fā)送了。這樣就減少了發(fā)生碰撞的機會（各種IFS的具體長度取決于所使用的物理層特性）。 三種幀間間隔 時間SIFSPIFSDIFS信道空閑 發(fā)送第 1 幀SIFSPIFS時間NAV（信道忙）DIFS爭用窗口發(fā)送下一 幀推遲接入等待重試時間有幀要發(fā)送源站時間目的站ACKSIFS 其他站有幀要發(fā)送SIFS，即短(Short

26、)幀間間隔，是最短的幀間間隔，用來分隔開屬于一次對話的各幀。一個站應(yīng)當能夠在這段SIFS時間內(nèi)從發(fā)送方式切換到接收方式。使用 SIFS 的幀類型有：ACK 幀、CTS 幀、由過長的 MAC 幀分片后的數(shù)據(jù)幀，以及所有回答 AP 探詢的幀和在 PCF 方式中接入點 AP 發(fā)送出的任何幀。三種幀間間隔 時間SIFSPIFSDIFS信道空閑 發(fā)送第 1 幀SIFSPIFS時間NAV（信道忙）DIFS爭用窗口發(fā)送下一 幀推遲接入等待重試時間有幀要發(fā)送源站時間目的站ACKSIFS 其他站有幀要發(fā)送PIFS，即點協(xié)調(diào)功能幀間間隔，它比 SIFS 長，是為了在開始使用 PCF 方式時（在 PCF 方式下使用

27、，沒有爭用）優(yōu)先獲得接入到信道中。PIFS 的長度是 SIFS 加一個時隙(slot)長度。 時隙的長度的確定：在一個基本服務(wù)集 BSS 內(nèi)當某個站在一個時隙開始時接入到信道時，那么在下一個時隙開始時，其他站就都能檢測出信道已轉(zhuǎn)變?yōu)槊B(tài)。 三種幀間間隔 時間SIFSPIFSDIFS信道空閑 發(fā)送第 1 幀SIFSPIFS時間NAV（信道忙）DIFS爭用窗口發(fā)送下一 幀推遲接入等待重試時間有幀要發(fā)送源站時間目的站ACKSIFS 其他站有幀要發(fā)送DIFS，即分布協(xié)調(diào)功能幀間間隔（最長的 IFS），在 DCF 方式中用來發(fā)送數(shù)據(jù)幀和管理幀。DIFS 的長度比 PIFS 再增加一個時隙長度。 802.

28、11虛擬載波監(jiān)聽機制 n虛擬載波監(jiān)聽(Virtual Carrier Sense)的機制是讓源站將它要占用信道的時間（包括目的站發(fā)回確認幀所需的時間）通知給所有其他站，以便使其他所有站在這一段時間都停止發(fā)送數(shù)據(jù)。n這樣就大大減少了碰撞的機會。 n“虛擬載波監(jiān)聽”的意思是其他站并沒有監(jiān)聽信道，而是由于其他站都收到了“源站的通知”才不發(fā)送數(shù)據(jù)。虛擬載波監(jiān)聽的效果 n這種效果好像是其他站都監(jiān)聽了信道。n所謂“源站的通知”就是源站在其 MAC 幀首部中的第二個字段“持續(xù)時間”中填入了在本幀結(jié)束后還要占用信道多少時間（以微秒為單位），包括目的站發(fā)送確認幀所需的時間。 網(wǎng)絡(luò)分配向量 n當一個站檢測到正在信

29、道中傳送的 MAC 幀首部的“持續(xù)時間”字段時，就調(diào)整自己的網(wǎng)絡(luò)分配向量 NAV (Network Allocation Vector，信道處于忙狀態(tài)的持續(xù)時間)。nNAV 指出了必須經(jīng)過多少時間才能完成數(shù)據(jù)幀的這次傳輸，才能使信道轉(zhuǎn)為空閑狀態(tài)。n信道忙：或物理層的載波監(jiān)聽檢測到信道忙，或MAC層的虛擬載波監(jiān)聽機制指出了信道忙。 CSMA/CA 協(xié)議的原理 n欲發(fā)送數(shù)據(jù)的站先檢測信道。在 802.11 標準中規(guī)定了在物理層的空中接口進行物理層的載波監(jiān)聽。n通過收到的相對信號強度是否超過一定的門限數(shù)值就可判定是否有其他的移動站在信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。n當源站要發(fā)送它的第一個 MAC 幀時，若檢測到信道

30、空閑，則在等待一段時間 DIFS 后就可發(fā)送。 為什么信道空閑還要再等待 n這是考慮到其他站可能有高優(yōu)先級的幀要發(fā)送。n如有，就要讓高優(yōu)先級幀先發(fā)送。 假定沒有高優(yōu)先級幀要發(fā)送 n當檢測信道空閑和等待DIFS后，源站就發(fā)送自己的數(shù)據(jù)幀。n目的站若正確收到此幀，則經(jīng)過時間間隔 SIFS 后，向源站發(fā)送確認幀 ACK。n若源站在規(guī)定時間內(nèi)（由重傳計時器控制這段時間）沒有收到確認幀 ACK，就重傳此幀，直到收到確認為止，或者經(jīng)過若干次的重傳失敗后放棄發(fā)送。n當收到確認幀 ACK結(jié)束后，NAV（信道忙）也結(jié)束了。在經(jīng)歷IFS時間后，信道變?yōu)榭臻e（爭用窗口）。爭用窗口 n信道從忙態(tài)變?yōu)榭臻e時，任何一個站

31、要發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，不僅都必須等待一個 DIFS 的間隔，而且還要進入爭用窗口(有可能出現(xiàn)各站點爭用信道的情況)。n在檢測到信道忙或爭用窗口，各站都要執(zhí)行退避算法，即隨機選擇一個退避時間以便再次重新試圖接入到信道。這樣做就減少了發(fā)生碰撞的概率。n802.11規(guī)定，退避時間必須是整數(shù)倍的時隙時間（使用二進制指數(shù)退避算法）。二進制指數(shù)退避算法 n第 i 次退避就在 22 + i 個時隙中隨機地選擇一個，即： 第 i 次退避是在時隙 0, 1, , 22 + i 1 中隨機地選擇一個 。n第 1 次退避是在 8 個時隙（而不是 2 個）中隨機選擇一個。n第 2 次退避是在 16 個時隙（而不是 4 個）

32、中隨機選擇一個（時隙編號大到255時就不再增加了，即第6次退避。退避時間選定后，就啟動退避計時器）。 退避計時器(backoff timer)n站點每經(jīng)歷一個時隙的時間就檢測一次信道。這可能發(fā)生兩種情況。n若檢測到信道空閑，退避計時器就繼續(xù)倒計時。n若檢測到信道忙，就凍結(jié)退避計時器的剩余時間，重新等待信道變?yōu)榭臻e并再經(jīng)過時間DIFS 后，從剩余時間開始繼續(xù)倒計時。如果退避計時器的時間減小到零時，就開始發(fā)送整個數(shù)據(jù)幀。 圖例 凍結(jié)剩余的退避時間（參與了爭用之后凍結(jié)，公平對待所有站點）幀幀幀幀幀DIFSDIFSDIFSDIFS爭用窗口爭用窗口爭用窗口爭用窗口退避退避退避退避ABCDEttttt凍結(jié)

33、凍結(jié)凍結(jié)凍結(jié)凍結(jié)802.11 的退避機制退避算法的使用情況 n僅在下面的情況下才不使用退避算法：檢測到信道是空閑的，并且這個數(shù)據(jù)幀是要發(fā)送的第一個數(shù)據(jù)幀。n除此以外的所有情況，都必須使用退避算法。即：n在發(fā)送第一個幀之前檢測到信道處于忙態(tài)。n在每一次的重傳后。n在每一次的成功發(fā)送后。 CSMA/CA算法總結(jié)n若站點最初有數(shù)據(jù)要發(fā)送，且檢測到信道空閑，等待DIFS后發(fā)送整個數(shù)據(jù)幀。n否則，站點執(zhí)行退避算法。爭用后一旦檢測到信道忙，就凍結(jié)退避計時器。只要信道空閑，退避計時器就倒計時。n當退避計時器減為零（此時信道空閑），站點就發(fā)送整個數(shù)據(jù)幀并等待確認。n發(fā)送站收到確認，若還要發(fā)送第二幀，就進入；若

34、在規(guī)定時間內(nèi)（重傳計時器）沒收到確認幀，則再次使用協(xié)議爭用接入信道，重傳此幀直到收到確認幀為止或經(jīng)歷若干次后放棄發(fā)送。A 的作用范圍B 的作用范圍2. 對信道進行預(yù)約 n802.11 允許要發(fā)送數(shù)據(jù)的站對信道進行預(yù)約（解決隱藏站帶來的碰撞問題）。 ACBDERTSRTS源站 A 在（向B）發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前先發(fā)送一個短的控制幀，叫做請求發(fā)送 RTS (Request To Send)，它包括源地址、目的地址和這次通信（包括相應(yīng)的確認幀）所需的持續(xù)時間。 A 的作用范圍B 的作用范圍2. 對信道進行預(yù)約 n802.11 允許要發(fā)送數(shù)據(jù)的站對信道進行預(yù)約。 CTSACBDECTS若媒體空閑，則目的站

35、B 就發(fā)送一個響應(yīng)控制幀，叫做允許發(fā)送 CTS (Clear To Send)，它包括這次通信所需的持續(xù)時間（從 RTS 幀中將此持續(xù)時間復(fù)制到 CTS 幀中）。 A 收到 CTS 幀后就可發(fā)送其數(shù)據(jù)幀（先看C再看D、E的反應(yīng)，實際上是在發(fā)送數(shù)據(jù)之前對信道預(yù)約一段時間）RTS 和 CTS 幀以及數(shù)據(jù)幀和ACK 幀的傳輸時間關(guān)系 時間DIFSRTSSIFS時間NAV（RTS）DIFS爭用窗口三種不同站的推遲接入源站時間目的站ACK 其他站CTSSIFSSIFS數(shù)據(jù)NAV（CTS）NAV（數(shù)據(jù)）第4章附1 WLAN技術(shù)F4.1 無線局域網(wǎng) WLAN F4.1.1 無線局域網(wǎng)的組成 F4.1.2 802.11 標準中的物理層 F4.1.3 802.11 標準中的 MAC 層 F4.1.4 802.11 標準中的 MAC 幀F(xiàn)4.1.