DS
BSS1
AP
AP
BSS2
26
ESS
接入网技术
8.2.4 WLAN系统服务

802.11系统提供的服务

IEEE 802.11 architectural services SS：站点提供的服务


认证/解除认证：Authentication/Deauthentication 隐私、保密：Privacy M_SDU投递：MSDU delivery 关联/解除关联/重新关联

25
接入网技术
BSS与ESS（续）

ESS
ESS:Extended Service Set ，扩展服务组 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及控制 BSS内站点的接入） ESS有一个ID，称为ESSID（与BSSID统称为 SSID）。同一个ESS的站点可以在不同的BSS之间 切换
所谓“站”是指连接在WLAN中的各种智能化终端设 备。


装有无线适配卡(wireless adapter card)的台式计算机、笔 记本电脑 嵌入式IEEE 802.11终端设备（如802.11手机） 固定站的天线一般为定向天线，不能随便移动 移动站可以在覆盖范围内随便移动 半移动站可以改变位置，但不能在移动中保持通信
IP
MSDU
MAC
MPDU
PHY
分段
29
重装
接入网技术
8.2.7 802.11主要标准

IEEE std 802.11-1997发布，2Mbps@2.4GHz IEEE 802.11， 1999 Edition IEEE 802.11a-1999 : 54Mbps@ 5GHz IEEE 802.11b-1999 : 11Mbps@2.4GHz IEEE 802.11g-2003 : 54Mbps@2.4GHz IEEE 802.11i-2004 ，MAC的安全性增强 正在发展：


5.725~5.850 GHz，带宽：125MHz
信部无[2002]277号 发射功率：500 mW

15
接入网技术
8.2 IEEE802.11标准概要

标准概述
参考模型
BSS与ESS WLAN系统服务 STA接入过程 分片与重组 802.11主要系列
接入网技术
16
Interne t
无线漫游

一个基站的覆盖范围形成一个微小区（即BSA）。通常，微小区的直径
是几十米到上百米

当不同微小区间有一定的重叠时，移动站点的无线网卡能够随时自动
发现附近信号最强的AP，并切换到该AP的工作频率上，通过该AP收发
数据，从而保持不间断的网络连接

移动站点就可以在整个WLAN的覆盖区内自由移动，而不会中断与网络 的连接。这种现象被称为无线漫游

3
接入网技术
WLAN概述

WLAN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 IEEE802.11工作组 Wi－Fi联盟 IEEE802.11系列 Ad-hoc（无中心） AP（有中心）

标准机构及组织


技术标准


网络结构


MAC协议

CSMA/CA协议
2.4GHz（ISM频段），5GHz

通信保密技术


13
接入网技术
关键技术（2）

兼容技术

网络兼容技术，要求WLAN应与有线LAN在操作系统与网 络软件的使用上相互兼容，以方便用户的使用 电磁兼容技术，要求WLAN必须考虑其发送电磁功率对周 围电磁环境的影响，以避免对其他设备正常工作，以及 对人体健康造成不良影响 为了节省便携机的电池消耗，网络应具有节能管理功能

不受无线电管理部门的管制 采用红外线的两种方式


扩散红外（DF-IR—Diffused Infrared）方式：发送方把多个发 光装置排成圆形，使各发光装置从不同方向把红外线发出去 定向波束红外方式（DB-IR—Directed Beamed Infrared）：又 有两种方式

点对点方式，发送方瞄准接收方后再把红外波束发出去 反射方式，发送方将红外波束射向特制的反射装置，经其反射后到达 接收方
所有移动站点通过中心站点(AP)接入 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转发 基站一般有两个接口：即符合IEEE 802.11协议的无线接口与符合 IEEE 802.3协议的有线接口

认证

成为组成员 BSS成员 可使用DSS


关联

ESS成员
DS服务
28
接入网技术
8.2.6 分段与重装

WLAN对高层的接口呈现以太网的接口

对上的服务接口为以太接口

WLAN帧必须先转换成以太帧，再交高层
发送方需要对SDU分段

为了适应无线信道的传输，形成PDU时

接收方需要对分段重装，再上交高层


节能技术


当某站不收发数据时，应使该站的收发信机处于休眠状 态
当该站需要收发数据时，再激活其收发信机
接入网技术

14
工作频段 – 中国

中国频谱管理

2.4~2.4835GHz，带宽：83.5MHz
信部无 [2001] 653号、信部无 [2002] 353号 发射功率：100/500 mW
接入网技术
19
物理层

WLAN的物理层涉及到两个主要问题：即采 用的无线传输媒质和传输技术 WLAN使用的无线传输媒质是红外线 （Infrared）和位于ISM（Industrial， Scientific and Medical）频段的无线电波

20
接入网技术
红外线

一般用于室内环境，无法穿透非透明障碍物，只能以视线 进行点对点传播
接入网技术
802.11协议的物理层

802.11a



使用的是5.8GHz无线频段，正交频分复用 OFDM 支持的数据传输速率为5Mb/s，11Mb/s，和54Mb/s 支持的数据传输速率是1Mb/s和2Mb/s

802.11b

使用的仍是2.4GHz无线频段，直接序列扩频技术 支持的数据传输速率则为1Mb/s，2Mb/s，5.5Mb/s 和11Mb/s 具有动态速率自适应调节功能，即它能根据无线信道的 传输质量（如噪声干扰的大小）自动调整其数据发送速 率
接入网技术
对等结构的特点

是一个独立的WLAN
建网容易（无需布线），费用低
网络整体移动性好


抗毁性强
容量有限，仅适于用户群较小的应用环境
10
接入网技术
WLAN的网络结构

有中心－AP接入结构
AP
f


有中心的结构便于对用户的接入管理，更适合作WLAN接
入网的结构
11 接入网技术
接入网技术


站有三类

7
服务区

WLAN中的服务区可分为两类

基本服务区（BSA—Basic Service Area） 扩展服务区（ESA—Extended Service Area）

BSA是WLAN中最小的服务区，又称为小区（cell），其覆盖范围一般为
几十米到上百米之间，在有些应用中也可达到几十公里

这种多基站的网络常常与有线LAN或MAN互连，从而可以构成覆盖范围 较的大混合MAN或WAN
接入网技术
12
关键技术

抗干扰与抗衰落技术

扩频技术 跳频技术 纠错编码技术
严密的用户身份认证技术 用户信息加密技术 扩频技术，能降低单位频带内的发送功率密度，从而使盗听者难以 从空中捕获到有用信号 跳频技术，不仅能躲避干扰，而且能使不知道随机跳频序列的无权 用户，无法接收到其他用户的发送信息
21
接入网技术
ISM频段的无线电波

ISM频段属于非注册使用频段，因此，构建WLAN不需要
申请无线电频率

为了防止对同频段的其它系统造成干扰，若采用窄带调制 技术，则必须得到无线电管理部门颁发的许可证

在ISM频段上，可使用的频段包括

902Hz~928MHz（可利用带宽26MHz） 2.4GHz~2.4835GHz（可利用带宽83.5 MHz） 5.725GHz~5.850GHz（可利用带宽125MHz）
接入网技术
24
8.2.3 BSS与ESS

BSS

BSS
Basic Service Set ,基本服务组
BSS是一个基本的WLAN的单元网络 为一组站点提供通信服务

ห้องสมุดไป่ตู้
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（AP)
每个BSS都有一个ID，称为BSSID 不同的BSS之间的站点不能直接通信
接入网技术

标准包含的内容包括


17
8.2.2 IEEE802.11的参考模型


MAC子层
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