2.1.5 802.11 分层协议体系
802.11定义了无线局域网设备的物理层和链路层协议规范
7.2 802.11系列协议概述
7.2.1 802.11系列协议标准的发展 802.11系列协议标准是由国际电气和电子工程师联合会（IEEE）制定的，它以802.11标准为基础，包括 与无线局域网相关的多个已经发布和正在制定的标准。
求/响应帧、解除关联帧、探询请求帧、链路验证帧、解除链路验证帧等。
出）、20和40MHz 信道和双频带（2.4 GHz 和5 GHz），以便形成很高的速率，同时
又能与以前的802.11b/g 设备通信。 多入多出（MIMO）或多发多收天线（MTMRA）技术是无线移动通信领域智能天线
技术的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利
用率，是新一代移动通信系统必须采用的关键技术。
IEEE 802.11c
IEEE 802.11d IEEE 802.11e IEEE 802.11F IEEE 802.11g IEEE 802.11h IEEE 802.11i
2000年
2000年 2004年 2003年 2003年 2003年 2004年
关于IEEE 802.11网络和普通以太网之间的互通协议
7.2 802.11系列协议概述
2．802.11b标准
802.11b频率规范：802.11b支持频段如表
7.2 802.11系列协议概述
802.11b帧结构：802.11b中，PLCP将MAC层转换成对应的格式，通过PMD子层传输， PLCP子层由三部分组成：Preamble（试探序列）、Header（帧头）、Data（数据）
计算机网络基础
Computer&am无线局域网
项目1：无线局域网组成
学习 目标
了解无线局域网组成，了解无 线局域网常用设备. 掌握无线个域网的搭建，掌握 小型无线局域网的组建。
目录
1
2
IEEE 802.11无线局域网基础知识 802.11系列协议概述
3
到N个相互正交的子载波上，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流进行传输，
7.3 802.11物理层关键技术
OFDM的优点： 1）抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中，单个载波的衰落或干扰会导致整 个通信链路的失败，在多载波系统中，仅有一部分载波会受到干扰，通过采用纠错编码进 行信息恢复。 2）抗多径干扰。当信道因多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落在频带凹陷处的 子载波受到影响，其他的未受到损害，因此整个系统的误码率性能要好得多。 3）信道利用率高。
7.3.1 直接序列扩频传输技术（DSSS） 直接序列扩频传输技术是直接采用具有高码率的扩频码序列的调制方式在发射端扩
展信号的扩展频谱技术。
在直接序列扩频传输技术中，使用一个伪随机二进制码来调制信号。这个二进制码 称为扩展码，通过扩展码将数据比特映射成多和比特，以提供冗余。
在直接序列扩频传输技术中使用的扩展码类型主要有三种：巴克码序列（Barker
基础结构的802.11无线局域网
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
Ad-hoc 的802.11无线局域网
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
总线形拓扑：最初，以太网以一种共享总线拓扑模式存在，所有的节点都连接到一 个共同的线缆上，但首尾两个节点则是开放的，网络中所有的节点都可以侦听到总线上
7.2 802.11系列协议概述
（1）802.11标准的物理层定义 802.11标准的物理层是媒体接入控制层和无线介质的接口，最初定义的802.11标准的物理层还 定义了使用的传输技术：跳频扩频、直接序列扩频和红外技术，支持1Mbps和2Mbps的数据速 率。 1、 扩频技术：扩频技术是兼顾带宽和可靠性的技术，其目标是使用比系统所需要带宽更宽的频 段来减少噪声和干扰的影响，扩频技术扩展了传输所用的带宽，保持总功率不变，降低了峰值 功率 2、跳频扩频技术：使用很多窄频段，并使传输所用频率在这些频段中“跳动”。 3、直接序列扩频技术：其原理就是通过特定的码字把信号的带宽展宽并复用，以此获得较好的 对抗干扰和噪声的性能。
7.2 802.11系列协议概述
协议名称 IEEE 802.11 IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11b+ 发布时间 1997年 1999年 1997年 2002年 说 明 定义了2.4GHz微波和红外线的物理层及MAC子层标准 定义了5GHz微波的物理层及MAC子层标准 扩展的2.4GHz微波的物理层及MAC子层标准（DSSS） 扩展的2.4GHz微波的物理层及MAC子层标准（PBCC）
2）802.11a物理层 802.11b中，PLCP基于OFDM，PLCP子层由三部分组成：Preamble（试探序列）、 Header（帧头）、Data（数据）。
7.2 802.11系列协议概述
对应于6,9,12,18,24,36,48以及54Mbps，其RATE段的比特设置是不一样的
2.2 802.11系列协议概述
何一个节点，它即可完全连接到整个网络，Mesh网中每个节点都可以转发其他节点的数据包。
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
点对点拓扑：把无线AP设置成网桥方式将两个局域网连接起来。这种方式是为局域网存储转发数据而 设计的，对于末端节点用户是透明的。
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
7.3 802.11物理层关键技术
2．IEEE 802.11 MAC帧格式
802.11基本帧格式：
7.3 802.11物理层关键技术
帧类型
① 控制帧：协助发送数据帧的控制报文，例如：请求发送RTS、清除待发CTS、确认
ACK、节能轮询等。
② 管理帧：负责STA和AP之间的能力级的交互、认证、关联等管理工作，如：关联请
802.11物理层关键技术
4
802.11无线局域网特点
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
7.1.1 IEEE 802.11的发展历程
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
按照物理层和MAC层将这些802.11标准进行了分类，如图
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
4．802.11g标准
不同速率对应的调制方式
2.2 802.11系列协议概述
5．802.11n标准
新兴的802.11n标准具有高达600Mbps的速率，是下一代的无线网络技术，可提供支
持对带宽最为敏感的应用所需的速率、范围和可靠性。802.11n结合了多种技术，其中 包括 Spatial Multiplexing MIMO（Multi-In，Multi-Out）（空间多路复用多入多
在美国有三个频段902～928 MHz，2400～2483.5 MHz，5725～5850 MHz， 而在欧洲900MHz的频段则有部分用于GSM通信。
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
7.1.3 Wi-Fi 802.11频率的划分
7.1 IEEE 802.11无线局域网基础知识
7.1.4 802.11无线局域网结构
1．MAC子层的功能 1）CSMA/CA协议
MAC子层的主要任务是定义访问机制和MAC帧格式，为上层数据提供传输保证。这种传
输保证本身是基于媒体接入控制层异步、尽力而为、无连接的，而没有保证每个帧都能够 被正确无误地传输。
7.3 802.11物理层关键技术
1．MAC子层的功能
1）CSMA/CA协议
7.3 802.11物理层关键技术
802.11无线局域网物理层的关键技术主要涉及传输介质、频率选择及调制技术。早期的传
输技术有FHSS、DSSS和DFIR三种方式，其中DFIR 为红外线传输技术，由于红外线有较强的 方向性，受太阳光的干扰大，对非透明物体的穿透性也非常差，目前使用得非常少。
7.3 802.11物理层关键技术
7.2 802.11系列协议概述
3．802.11a标准 就技术角度而言，802.11a与802.11b虽在编号上仅有一字之差，但二者 间的关系并不像其他硬件产品换代时的升级那么简单，这种差别主要体现 在工作频段上。
7.2 802.11系列协议概述
1）802.11a 信道分配如图
7.2 802.11系列协议概述
帧间间隔的关系及回退时间
7.3 802.11物理层关键技术
源节点与目的节点的通信过程
7.3 802.11物理层关键技术
1．MAC子层的功能 2）MAC子层功能
802.11标准定义了MAC子层的两种功能：分布式协调功能（Distributed Coordination Function, DCF）和点协调或集中式协调功能（Point Coordination Function，PCF）
关于国际间漫游的规范 基于无线局域网的质量控制协议 漫游过程中的无线基站内部通信协议 扩展的2.4GHz微波的物理层及MAC子层标准（OFDM） 扩展的5GHz微波的物理层及MAC子层标准（欧洲） 增强的无线局域网安全机制
802.11系列协议标准
7.2 802.11系列协议概述
802.11系列协议中协议分布
7.2 802.11系列协议概述
② 红外技术：红外技术使用的是红外线二进制数据传输，支持1Mbps（基本接入速率） 和2Mbps（加强接入速率）的数据传输速率，两种传输速率使用不同的调制方案，对于基本
接入速率，红外物理层用16脉冲位置调制；对于加强接入速率，使用4脉冲位置调制。脉冲位
置调制就是根据脉冲在一段周期内的位置不同代表不同的二进制符号。
7.1.2 ISM频段
ISM（Industrial Scientific and Medical）频段是一个免许可证的可用于发