4
jjyang
2004春
WLAN环境及面临的问题（ WLAN环境及面临的问题（续） 环境及面临的问题 隐藏站点问题
A覆盖B和D、不覆盖C 覆盖B 不覆盖C B、D全覆盖 覆盖B 不覆盖A C覆盖B和D、不覆盖A 彼此不覆盖，导致： A、C彼此不覆盖，导致：
D A B C
侦听不到彼此的载波； ＊ A、C侦听不到彼此的载波； ＊ 可能出现A、C同时向B或D发送 可能出现A 同时向B 且彼此认为没有冲突， 且彼此认为没有冲突， 实际上冲突会在B 实际上冲突会在B或D处发生 CSMA失效 失效， ＊CSMA失效，信道有效利用率下降
12 jjyang 2004春
IEEE802.11标准体系 IEEE802.11标准体系
－参考模型
MAC子层 MAC子层 物理层， 物理层，进一步分为两个子层
PLCP:Physical Layer Convergence Procedure 物理层汇聚子层 PMD :Physical Medium Dependent 物理介质相关子层
• 2.4GHz无需申请频带（ISM，即工业、科学和医学），非 2.4GHz无需申请频带 ISM，即工业、科学和医学）， 无需申请频带（ ），非
•
常拥挤 • 5GHz频带 5GHz频带 • 如何利用有限的带宽是WLAN面临的问题之一 如何利用有限的带宽是WLAN WLAN面临的问题之一 共享信道 • 多个站点共享同一信道 • 数据通信具有广播的特点 • 两个或以上站点同时发送会发生冲突 • 如何避免冲突、如何分解冲突是WLAN面临的问题之二 如何避免冲突、如何分解冲突是WLAN WLAN面临的问题之二
9 jjyang 2004春
WLAN的传输技术 WLAN的传输技术
在WLAN的标准中采用的调制技术有 WLAN的标准中采用的调制技术有 跳频扩频FHSS 跳频扩频FHSS 直接序列扩频DSSS 直接序列扩频DSSS 正交频率调制OFDM 正交频率调制OFDM 补码键控CCK 补码键控CCK 红外线IR 红外线IR
将MAC帧增加同步头、起始定界符等，形成物理层 MAC帧增加同步头、起始定界符等， 帧增加同步头 PDU,以适合信道的传输 PDU,以适合信道的传输 不同的PMD子层，所对应的PLCP也不同（ PMD子层 PLCP也不同 不同的PMD子层，所对应的PLCP也不同（与以太网 不同） 不同）
PMD功能： PMD功能： 功能
无线局域网的引入
希望自由接入、 希望自由接入、希望在不易布线和不便布线 的地方接入需求， 的地方接入需求，推动产生了无线接入技术 无线局域网的产生源于无线数据通信 无线数据网的发展中出现了一些典型的网络
ALOHA网 ALOHA网 分组无线网 GPRS与 GPRS与CDPD Network） 无线局域网（WLAN,Wireless Local Area Network）
8 jjyang 2004春
WLAN的拓朴结构（ WLAN的拓朴结构（续） 的拓朴结构 有中心－AP接入结构 有中心－AP接入结构
AP f Interne t
所有移动站点通过中心站点(AP)接入 所有移动站点通过中心站点(AP)接入 (AP) 一般AP位置不动， AP位置不动 一般AP位置不动，实现站点的接入和到有线网的桥接 不考虑移动站点之间的直接通信 只考虑各站点与AP AP之间的直接通信 只考虑各站点与AP之间的直接通信 无线站点之间、无线站点到互联用户的通信都需通过AP AP转发 无线站点之间、无线站点到互联用户的通信都需通过AP转发 AP采用全向天线，移动站点采用定向天线 AP采用全向天线， 采用全向天线 有中心的拓朴便于对用户的接入管理，更适合作WLAN WLAN接入网 有中心的拓朴便于对用户的接入管理，更适合作WLAN接入网 的结构
13 jjyang 2004春
IEEE802.11标准体系 IEEE802.11标准体系
MAC子层功能 MAC子层功能 －层功能
访问控制 标准定义了两种访问方式
DCF,站点之间通信基于竞争协议 分布式协调功能 DCF,站点之间通信基于竞争协议 CSMA/CA PCF，是一种集中控制方式， 点协调功能 PCF，是一种集中控制方式，站点之间的通 信基于轮询的方式， 信基于轮询的方式，一种无竞争的方式
BSS1
AP
AP
BSS2 ESS
17 jjyang 2004春
IEEE802.11标准体系 IEEE802.11标准体系
－组网方式、BSS与ESS （续） 组网方式、BSS与
DS
BSS1
AP1 A
AP2
BSS2
ESS
BSS的站点之间的通信、站点与DS的通信都靠 BSS的站点之间的通信、站点与DS的通信都靠AP转发 的通信都靠AP转发 的站点之间的通信 ESS有一个 ，同一个 有一个ID，同一个ESS的站点可以在不同的 的站点可以在不同的BSS之间“漫 之间“ 有一个 的站点可以在不同的 之间 游” 标准未对如何具体实现漫游进行规定，可能的策略： 标准未对如何具体实现漫游进行规定，可能的策略：
第6章 无线局域网接入技术
无线局域网的产生 无线局域网概述 802.11标准 802.11标准
标准概要 协议模型 组网与通信 CSMA/CA协议 CSMA/CA协议 MAC帧格式与类型 MAC帧格式与类型 发展中的802.11 802.11标准系列 发展中的802.11标准系列
无线局域网的典型Βιβλιοθήκη 用1 jjyang 2004春
10
jjyang
2004春
IEEE802.11标准 IEEE802.11标准
1990年IEEE802委员会成立IEEE802.11工作组 1990年IEEE802委员会成立IEEE802.11工作组 委员会成立IEEE802.11 1997年 1997年6月公布标准 IEEE802.11标准全称为 标准全称为： IEEE802.11标准全称为： 无线局域网介质访问控制和物理层规范 Wireless LAN Medium Access Control and Physical Layer Specifications 标准包含的内容包括： 标准包含的内容包括：
单跳结构、共享信道、IEEE802.11标准系列、 单跳结构、共享信道、IEEE802.11标准系列、适应于 标准系列 几百米范围的移动PC PC机的接入 几百米范围的移动PC机的接入
2 jjyang 2004春
无线局域网的概述
无线局域网的功能
为小范围内固定或移动站点提供无线数据通信服务
无线局域网的环境及面临的问题 • 有限的带宽
16 jjyang 2004春
BSS
AP
IEEE802.11标准体系 IEEE802.11标准体系
－组网方式、BSS与ESS （续） 组网方式、BSS与 ESS的概念 ESS的概念
,可扩展服务组 BSS:Extended Service Set ,可扩展服务组 多个BSS通过一个分布系统（DS)相连构成一个 BSS通过一个分布系统 多个BSS通过一个分布系统（DS)相连构成一个 ESS(每个BSS内有一个AP 用于连接DS BSS内有一个AP， DS及控制 ESS(每个BSS内有一个AP，用于连接DS及控制 BSS内站点的接入） BSS内站点的接入） 内站点的接入 DS
BSS的概念 BSS的概念
BSS:Basic Service Set ,基本服务组 ,基本服务组 BSS是一个基本的WLAN的单元网络 是一个基本的WLAN BSS是一个基本的WLAN的单元网络 为一组站点提供通信服务 在一个BSS BSS内 各站点可直接通信（对等） 在一个BSS内，各站点可直接通信（对等），或只能通 过一跳中继实现站点之间的通信（ 过一跳中继实现站点之间的通信（AP) 每个BSS都有一个ID BSS都有一个 每个BSS都有一个ID 不同的BSS之间的站点不能直接通信， BSS之间的站点不能直接通信 不同的BSS之间的站点不能直接通信，必须通过分布系 统互连并转发
基本的组网方式及结构 协议栈结构 MACA层协议 层协议、 MACA层协议、数据格式与数据传输 物理层技术 用户认证与信息安全
11 jjyang 2004春
IEEE802.11标准体系 IEEE802.11标准体系
－服务集
认证：802.11提供链路级认证， 认证：802.11提供链路级认证， 提供链路级认证 确定MAC MAC地址的合法性 确定MAC地址的合法性 关联：站点之间必须关联， 关联：站点之间必须关联，以建立逻辑连接关系 解除认证： 解除认证：关机或漫游时 解除关联： 解除关联：终止可能不正确的关联 分布：当站点发生移动时或跨AP时 分布：当站点发生移动时或跨AP时 AP 集成：此服务在AP AP上 实现802.11 802.11和分布系统 集成：此服务在AP上，实现802.11和分布系统 一般为以太网） （一般为以太网）帧格式的转换 保密： 保密：用于保护数据的安全性 重新关联：AP关机 站点移出AP 关机、 AP范围 重新关联：AP关机、站点移出AP范围 数据传输：MAC帧的可靠传输 数据传输：MAC帧的可靠传输
3 jjyang 2004春
WLAN环境及面临的问题（ WLAN环境及面临的问题（续） 环境及面临的问题
隐藏站点和暴露站点 共享信道的无线站点， 共享信道的无线站点，不一定彼此都覆盖 共享无线信道的广播信息不一定到达每个站点 存在着隐藏站点和暴露站点的问题 隐藏站点会增加站点冲突的可能性 暴露站点会抑制信道资源的充分利用 如何克服隐藏站点和暴露站点是WLAN WLAN面临的问 如何克服隐藏站点和暴露站点是WLAN面临的问 题之三
信号的调制、解调，信道状态检测，从信道上收、 信号的调制、解调，信道状态检测，从信道上收、 发数据
15 jjyang 2004春
IEEE802.11标准体系 IEEE802.11标准体系
－组网方式、BSS与ESS 组网方式、BSS与