計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第五版電子教案CHed 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第5版）第9章無(wú)線網(wǎng)絡(luò)課件制作人：謝希仁第9章無(wú)線網(wǎng)絡(luò)9.1無(wú)線局域網(wǎng)WLAN9.1.1無(wú)線局域網(wǎng)的組成9.1.2802.11標(biāo)準(zhǔn)中的物理層9.1.3802.11標(biāo)準(zhǔn)中的MAC層9.1.4802.11標(biāo)準(zhǔn)中的MAC幀9.2無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)WPAN9.3無(wú)線城域網(wǎng)WMAN

課件制作人：謝希仁9.1無(wú)線局域網(wǎng)

9.1.1無(wú)線局域網(wǎng)的組成有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng)AP1AP2課件制作人：謝希仁一個(gè)基本服務(wù)集BSS包括一個(gè)基站和若干個(gè)移動(dòng)站，所有的站在本BSS以內(nèi)都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信時(shí)，都要通過(guò)本BSS的基站。AP1AP2課件制作人：謝希仁基本服務(wù)集內(nèi)的基站叫做接入點(diǎn)AP(AccessPoint)其作用和網(wǎng)橋相似。AP1AP2當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理員安裝AP時(shí)，必須為該AP分配一個(gè)不超過(guò)32字節(jié)的服務(wù)集標(biāo)識(shí)符SSID和一個(gè)信道。課件制作人：謝希仁AP1AP2一個(gè)基本服務(wù)集可以是孤立的，也可通過(guò)接入點(diǎn)AP連接到一個(gè)主干分配系統(tǒng)DS(DistributionSystem)，然后再接入到另一個(gè)基本服務(wù)集，構(gòu)成擴(kuò)展的服務(wù)集ESS(ExtendedServiceSet)。課件制作人：謝希仁AP1AP2ESS還可通過(guò)叫做門戶(portal)為無(wú)線用戶提供到非802.11無(wú)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(dāng)于一個(gè)網(wǎng)橋。課件制作人：謝希仁AP1AP2移動(dòng)站A從某一個(gè)基本服務(wù)集漫游到另一個(gè)基本服務(wù)集（到A的位置），仍可保持與另一個(gè)移動(dòng)站B進(jìn)行通信。課件制作人：謝希仁與接入點(diǎn)AP

建立關(guān)聯(lián)(association)一個(gè)移動(dòng)站若要加入到一個(gè)基本服務(wù)集BSS，就必須先選擇一個(gè)接入點(diǎn)AP，并與此接入點(diǎn)建立關(guān)聯(lián)。建立關(guān)聯(lián)就表示這個(gè)移動(dòng)站加入了選定的AP所屬的子網(wǎng)，并和這個(gè)AP之間創(chuàng)建了一個(gè)虛擬線路。只有關(guān)聯(lián)的AP才向這個(gè)移動(dòng)站發(fā)送數(shù)據(jù)幀，而這個(gè)移動(dòng)站也只有通過(guò)關(guān)聯(lián)的AP才能向其他站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀。課件制作人：謝希仁移動(dòng)站與AP建立關(guān)聯(lián)的方法被動(dòng)掃描，即移動(dòng)站等待接收接入站周期性發(fā)出的信標(biāo)幀(beaconframe)。信標(biāo)幀中包含有若干系統(tǒng)參數(shù)（如服務(wù)集標(biāo)識(shí)符SSID以及支持的速率等）。主動(dòng)掃描，即移動(dòng)站主動(dòng)發(fā)出探測(cè)請(qǐng)求幀(proberequestframe)，然后等待從AP發(fā)回的探測(cè)響應(yīng)幀(proberesponseframe)。課件制作人：謝希仁熱點(diǎn)(hotspot)現(xiàn)在許許多地地方，，如辦辦公室室、機(jī)機(jī)場(chǎng)、、快餐餐店、、旅館館、購(gòu)購(gòu)物中中心等等都能能夠向向公眾眾提供供有償償或無(wú)無(wú)償接接入Wi-Fi的的服服務(wù)。。這樣樣的地地點(diǎn)就就叫做做熱點(diǎn)。由許多多熱點(diǎn)點(diǎn)和AP連連接起起來(lái)的的區(qū)域域叫做做熱區(qū)(hotzone)。。熱點(diǎn)點(diǎn)也就就是公公眾無(wú)無(wú)線入入網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)。現(xiàn)在也也出現(xiàn)現(xiàn)了無(wú)線因因特網(wǎng)網(wǎng)服務(wù)務(wù)提供供者WISP(WirelessInternetServiceProvider)這一一名詞詞。用用戶可可以通通過(guò)無(wú)無(wú)線信信道接接入到到WISP，，然后后再經(jīng)經(jīng)過(guò)無(wú)無(wú)線信信道接接入到到因特特網(wǎng)。。課件制制作人人：謝謝希仁仁2.移移動(dòng)動(dòng)自組組網(wǎng)絡(luò)絡(luò)又稱自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(adhocnetwork)自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)AEDCBF源結(jié)點(diǎn)點(diǎn)目的結(jié)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)結(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是是沒(méi)有有固定定基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施施（即即沒(méi)有有AP））的無(wú)無(wú)線局局域網(wǎng)網(wǎng)。這這種網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)由由一些些處于于平等等狀態(tài)態(tài)的移移動(dòng)站站之間間相互互通信信組成成的臨臨時(shí)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。。課件制制作人人：謝謝希仁仁移動(dòng)自自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的應(yīng)用用前景景在軍事事領(lǐng)域域中，，攜帶帶了移移動(dòng)站站的戰(zhàn)戰(zhàn)士可可利用用臨時(shí)時(shí)建立立的移移動(dòng)自自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)進(jìn)行通通信。。這種組網(wǎng)方方式也能夠夠應(yīng)用到作作戰(zhàn)的地面面車輛群和和坦克群，，以及海上上的艦艇群群、空中的的機(jī)群。當(dāng)出現(xiàn)自然然災(zāi)害時(shí)，，在搶險(xiǎn)救救災(zāi)時(shí)利用用移動(dòng)自組組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行行及時(shí)的通通信往往很很有效的，，課件制作人人：謝希仁仁無(wú)線傳感器器網(wǎng)絡(luò)WSN(WirelessSensorNetwork)由大量傳感器結(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)無(wú)線通信技技術(shù)構(gòu)成的的自組網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。無(wú)線傳感器器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)應(yīng)用是進(jìn)行行各種數(shù)據(jù)據(jù)的采集、、處理和傳傳輸，一般般并不需要要很高的帶帶寬，但是是在大部分分時(shí)間必須須保持低功功耗，以節(jié)節(jié)省電池的的消耗。由于無(wú)線傳傳感結(jié)點(diǎn)的的存儲(chǔ)容量量受限，因因此對(duì)協(xié)議議棧的大小小有嚴(yán)格的的限制。無(wú)線傳感器器網(wǎng)絡(luò)還對(duì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全全性、結(jié)點(diǎn)點(diǎn)自動(dòng)配置置、網(wǎng)絡(luò)動(dòng)動(dòng)態(tài)重組等等方面有一一定的要求求。課件制作人人：謝希仁仁傳感器結(jié)點(diǎn)點(diǎn)的形狀(a)和組組成(b)存儲(chǔ)器CPU傳感器硬件電池?zé)o線收發(fā)器(a)(b)課件制作作人：謝謝希仁無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)主要的的應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測(cè)測(cè)與保護(hù)護(hù)（如洪洪水預(yù)報(bào)報(bào)、動(dòng)物物棲息的的監(jiān)控））；戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)對(duì)敵情的的偵查和和對(duì)兵力力、裝備備、物資資等的監(jiān)監(jiān)控；醫(yī)療中對(duì)對(duì)病房的的監(jiān)測(cè)和和對(duì)患者者的護(hù)理理；在危險(xiǎn)的的工業(yè)環(huán)環(huán)境（如如礦井、、核電站站等）中中的安全全監(jiān)測(cè)；；城市交通通管理、、建筑內(nèi)內(nèi)的溫度度/照明明/安全全控制等等。課件制作作人：謝謝希仁移動(dòng)自組組網(wǎng)絡(luò)和和移動(dòng)動(dòng)IP并不不相同移動(dòng)IP技技術(shù)使漫漫游的主主機(jī)可以以用多種種方式連連接到因因特網(wǎng)。。移動(dòng)IP的的核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)功能能仍然是是基于在在固定互互聯(lián)網(wǎng)中中一直在在使用的的各種路路由選擇擇協(xié)議。。移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)絡(luò)是將移動(dòng)性性擴(kuò)展到無(wú)線線領(lǐng)域中的自自治系統(tǒng)，它它具有自己特特定的路由選選擇協(xié)議，并并且可以不和和因特網(wǎng)相連連。課件制作人：：謝希仁幾種不同的接接入固定接入(fixedaccess)———在作為網(wǎng)絡(luò)絡(luò)用戶期間，，用戶設(shè)置的的地理位置保保持不變。移動(dòng)接入(mobilityaccess)——用戶戶設(shè)置能夠以以車輛速度移移動(dòng)時(shí)進(jìn)行網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信。當(dāng)當(dāng)發(fā)生切換時(shí)時(shí)，通信仍然然是連續(xù)的。。便攜接入(portableaccess)——在受受限的網(wǎng)絡(luò)覆覆蓋面積中，，用戶設(shè)備能能夠在以步行行速度移動(dòng)時(shí)時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通通信，提供有有限的切換能能力。游牧接入(nomadicaccess)———用戶設(shè)設(shè)備的地理理位置至少少在進(jìn)行網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)時(shí)保持不變變。如用戶戶設(shè)備移動(dòng)動(dòng)了位置，，則再次進(jìn)進(jìn)行通信時(shí)時(shí)可能還要要尋找最佳佳的基站課件制作人人：謝希仁仁9.1.2802.11局域域網(wǎng)的物理理層802.11無(wú)線線局域網(wǎng)可可再細(xì)分為為不同的類類型。現(xiàn)在最流行行的無(wú)線局局域網(wǎng)是802.11b，，而另外兩兩種（802.11a和802.11g））的產(chǎn)品也也廣泛存在在。802.11的物物理層有以以下幾種實(shí)實(shí)現(xiàn)方法：：直接序列擴(kuò)擴(kuò)頻DSSS正交頻分復(fù)復(fù)用OFDM跳頻擴(kuò)頻FHSS（已很很少用）紅外線IR（已已很少用））課件制作人人：謝希仁仁幾種常用的的802.11無(wú)無(wú)線局域域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)頻段數(shù)據(jù)速率物理層優(yōu)缺點(diǎn)802.11b2.4GHz最高為11Mb/sHR-DSSS最高數(shù)據(jù)率較低，價(jià)格最低，信號(hào)傳播距離最遠(yuǎn)，且不易受阻礙802.11a5GHz最高為54Mb/sOFDM最高數(shù)據(jù)率較高，支持更多用戶同時(shí)上網(wǎng)，價(jià)格最高，信號(hào)傳播距離較短，且易受阻礙802.11g2.4GHz最高為54Mb/sOFDM最高數(shù)據(jù)率較高，支持更多用戶同時(shí)上網(wǎng)，信號(hào)傳播距離最遠(yuǎn)，且不易受阻礙，價(jià)格比802.11b貴課件制作人人：謝希仁仁9.1.3802.11局域網(wǎng)網(wǎng)的MAC層協(xié)協(xié)議1.CSMA/CA協(xié)議議無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)卻不能簡(jiǎn)簡(jiǎn)單地搬用用CSMA/CD協(xié)議。這里主主要有兩個(gè)個(gè)原因。CSMA/CD協(xié)協(xié)議要求一一個(gè)站點(diǎn)在在發(fā)送本站站數(shù)據(jù)的同同時(shí)，還必必須不間斷斷地檢測(cè)信信道，但在在無(wú)線局域域網(wǎng)的設(shè)備備中要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)這種功能能就花費(fèi)過(guò)過(guò)大。即使我們能能夠?qū)崿F(xiàn)碰碰撞檢測(cè)的的功能，并并且當(dāng)我們們?cè)诎l(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)檢測(cè)測(cè)到信道是是空閑的，，在接收端端仍然有可可能發(fā)生碰碰撞。課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁無(wú)線線局局域域網(wǎng)網(wǎng)的的特特殊殊問(wèn)問(wèn)題題當(dāng)A和和C檢檢測(cè)測(cè)不不到到無(wú)無(wú)線線信信號(hào)號(hào)時(shí)時(shí)，，都都以以為為B是是空空閑閑的的，，因而而都都向向B發(fā)發(fā)送送數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，結(jié)結(jié)果果發(fā)發(fā)生生碰碰撞撞。。這種種未未能能檢檢測(cè)測(cè)出出媒媒體體上上已已存存在在的的信信號(hào)號(hào)的的問(wèn)問(wèn)題題叫做做隱蔽蔽站站問(wèn)問(wèn)題題(hiddenstationproblem)A的作作用范圍圍C的作作用范圍圍ABCD課件制作作人：謝謝希仁無(wú)線局域域網(wǎng)的特特殊問(wèn)題題B向A發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)，而C又又想和D通通信。C檢測(cè)測(cè)到媒體體上有信信號(hào)，于于是就不不敢向D發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)。其實(shí)B向A發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)并不影影響C向D發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)這就是暴露站問(wèn)問(wèn)題(exposedstationproblem)ADCB？B的作作用范圍圍C的作作用范圍圍課件制作作人：謝謝希仁CSMA/CA協(xié)議議無(wú)線局域域網(wǎng)不能能使用CSMA/CD，而而只能使使用改進(jìn)進(jìn)的CSMA協(xié)議議。改進(jìn)的辦辦法是把把CSMA增增加一一個(gè)碰撞避免免(CollisionAvoidance)功功能。802.11就就使用用CSMA/CA協(xié)協(xié)議。。而在使使用CSMA/CA的同同時(shí)，還還增加使使用停止等待待協(xié)議。下面先介介紹802.11的的MAC層層。課件制作作人：謝謝希仁802.11的的MAC層層MAC層層無(wú)爭(zhēng)用服服務(wù)（選選用）爭(zhēng)用服務(wù)務(wù)（必須實(shí)實(shí)現(xiàn)）分布協(xié)調(diào)調(diào)功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點(diǎn)協(xié)調(diào)功功能PCF(PointCoordinationFunction)物理層MAC層層通過(guò)過(guò)協(xié)調(diào)功功能來(lái)確確定在基基本服務(wù)務(wù)集BSS中中的移動(dòng)站站在什么么時(shí)間能能發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)或接接收數(shù)據(jù)據(jù)。課件制作作人：謝謝希仁MAC層層無(wú)爭(zhēng)用服服務(wù)爭(zhēng)用服務(wù)務(wù)分布協(xié)調(diào)調(diào)功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點(diǎn)協(xié)調(diào)調(diào)功能能PCF(PointCoordinationFunction)物理層層DCF子子層在在每一一個(gè)結(jié)結(jié)點(diǎn)使使用CSMA機(jī)機(jī)制的的分布布式接接入算算法，，讓各各個(gè)站站通過(guò)過(guò)爭(zhēng)用用信道道來(lái)獲獲取發(fā)發(fā)送權(quán)權(quán)。因因此DCF向向上上提供供爭(zhēng)用用服務(wù)務(wù)。課件制制作人人：謝謝希仁仁MAC層層無(wú)爭(zhēng)用用服務(wù)務(wù)爭(zhēng)用服服務(wù)分布協(xié)協(xié)調(diào)功功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點(diǎn)協(xié)調(diào)調(diào)功能能PCF(PointCoordinationFunction)物理層層PCF子子層使使用集集中控控制的的接入入算法法把發(fā)發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)權(quán)權(quán)輪輪流交交給各各個(gè)站站從而而避免免了碰碰撞的的產(chǎn)生生課件制制作人人：謝謝希仁仁幀間間間隔IFS所有的的站在在完成成發(fā)送送后，，必須須再等等待一一段很很短的的時(shí)間間（繼繼續(xù)監(jiān)監(jiān)聽））才能能發(fā)送送下一一幀。。這段段時(shí)間間的通通稱是是幀間間隔IFS(InterFrameSpace)。幀間間隔長(zhǎng)長(zhǎng)度取決于于該站欲發(fā)發(fā)送的幀的的類型。高高優(yōu)先級(jí)幀幀需要等待待的時(shí)間較較短，因此此可優(yōu)先獲獲得發(fā)送權(quán)權(quán)。若低優(yōu)先級(jí)級(jí)幀還沒(méi)來(lái)來(lái)得及發(fā)送送而其他站站的高優(yōu)先先級(jí)幀已發(fā)發(fā)送到媒體體，則媒體體變?yōu)槊B(tài)態(tài)因而低優(yōu)優(yōu)先級(jí)幀就就只能再推推遲發(fā)送了了。這樣就就減少了發(fā)發(fā)生碰撞的的機(jī)會(huì)。課件制作作人：謝謝希仁三種幀間間間隔時(shí)間SIFSPIFSDIFS媒體空閑閑發(fā)送第1幀幀SIFSPIFS時(shí)間NAV（（媒體忙忙）DIFS爭(zhēng)用窗口口發(fā)送下一一幀推遲接入入等待重試試時(shí)間有幀要發(fā)發(fā)送源站時(shí)間目的站ACKSIFS其他站有幀要發(fā)發(fā)送SIFS，即短短(Short)幀間間間隔，，是最短短的幀間間間隔，，用來(lái)分分隔開屬屬于一次次對(duì)話的的各幀。。一個(gè)站站應(yīng)當(dāng)能能夠在這這段時(shí)間間內(nèi)從發(fā)發(fā)送方式式切換到到接收方方式。使用SIFS的的幀類類型有有：ACK幀幀、CTS幀幀、由由過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的MAC幀幀分分片后后的數(shù)數(shù)據(jù)幀幀，以以及所所有回回答AP探探詢的的幀和和在PCF方方式式中接接入點(diǎn)點(diǎn)AP發(fā)發(fā)送送出的的任何何幀。。課件制制作人人：謝謝希仁仁三種幀幀間間間隔時(shí)間SIFSPIFSDIFS媒體空空閑發(fā)送第第1幀幀SIFSPIFS時(shí)間NAV（媒媒體忙忙）DIFS爭(zhēng)用窗窗口發(fā)送下下一幀幀推遲接接入等待重重試時(shí)時(shí)間有幀要要發(fā)送送源站時(shí)間目的站站ACKSIFS其他站站有幀要要發(fā)送送PIFS，，即點(diǎn)點(diǎn)協(xié)調(diào)調(diào)功能能幀間間間隔隔，它它比SIFS長(zhǎng)長(zhǎng)，是是為了了在開開始使使用PCF方方式式時(shí)（（在PCF方方式式下使使用，，沒(méi)有有爭(zhēng)用用）優(yōu)優(yōu)先獲獲得接接入到到媒體體中。。PIFS的的長(zhǎng)度度是SIFS加加一個(gè)個(gè)時(shí)隙隙(slot)長(zhǎng)度度。時(shí)隙隙的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度是是這這樣樣確確定定的的：：在在一一個(gè)個(gè)基基本本服服務(wù)務(wù)集集BSS內(nèi)內(nèi)當(dāng)當(dāng)某某個(gè)個(gè)站站在在一一個(gè)個(gè)時(shí)時(shí)隙隙開開始始時(shí)時(shí)接接入入到到媒媒體體時(shí)時(shí)，，那那么么在在下下一一個(gè)個(gè)時(shí)時(shí)隙隙開開始始時(shí)時(shí)，，其其他他站站就就都都能能檢檢測(cè)測(cè)出出信信道道已已轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變?yōu)闉槊γB(tài)態(tài)。。課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁三種種幀幀間間間間隔隔時(shí)間間SIFSPIFSDIFS媒體體空空閑閑發(fā)送送第第1幀幀SIFSPIFS時(shí)間間NAV（（媒媒體體忙忙））DIFS爭(zhēng)用用窗窗口口發(fā)送送下下一一幀幀推遲遲接接入入等待待重重試試時(shí)時(shí)間間有幀幀要要發(fā)發(fā)送送源站站時(shí)間間目的的站站ACKSIFS其他他站站有幀幀要要發(fā)發(fā)送送DIFS，，即即分分布布協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)功功能能幀幀間間間間隔隔（（最最長(zhǎng)長(zhǎng)的的IFS）），，在在DCF方方式式中中用用來(lái)來(lái)發(fā)發(fā)送送數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)幀幀和和管管理理幀幀。。DIFS的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度比比PIFS再再增增加加一一個(gè)個(gè)時(shí)時(shí)隙隙長(zhǎng)長(zhǎng)度度。。課件制作人人：謝希仁仁CSMA/CA協(xié)協(xié)議的原理理欲發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)的站先檢檢測(cè)信道。。在802.11標(biāo)準(zhǔn)中中規(guī)定了在在物理層的的空中接口口進(jìn)行物理理層的載波波監(jiān)聽。通過(guò)收到的的相對(duì)信號(hào)號(hào)強(qiáng)度是否否超過(guò)一定定的門限數(shù)數(shù)值就可判判定是否有有其他的移移動(dòng)站在信信道上發(fā)送送數(shù)據(jù)。當(dāng)源站發(fā)送它它的第一個(gè)MAC幀幀時(shí)，若檢測(cè)測(cè)到信道空閑閑，則在等待待一段時(shí)間DIFS后后就可發(fā)送送。課件制作人：：謝希仁為什么信道空空閑還要再等等待這是考慮到可可能有其他的的站有高優(yōu)先先級(jí)的幀要發(fā)發(fā)送。如有，就要讓讓高優(yōu)先級(jí)幀幀先發(fā)送。課件制作人：：謝希仁假定沒(méi)有高優(yōu)優(yōu)先級(jí)幀要發(fā)發(fā)送源站發(fā)送了自自己的數(shù)據(jù)幀幀。目的站若正確確收到此幀，，則經(jīng)過(guò)時(shí)間間間隔SIFS后，，向源站發(fā)送送確認(rèn)幀ACK。若源站在規(guī)定定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有有收到確認(rèn)幀幀ACK（（由重傳計(jì)時(shí)時(shí)器控制這段段時(shí)間），就就必須重傳此此幀，直到收收到確認(rèn)為止止，或者經(jīng)過(guò)過(guò)若干次的重重傳失敗后放放棄發(fā)送。課件制作人：：謝希仁虛擬載波監(jiān)聽聽虛擬載波監(jiān)聽聽(VirtualCarrierSense)的機(jī)制制是讓源站將將它要占用信信道的時(shí)間（（包括目的站站發(fā)回確認(rèn)幀幀所需的時(shí)間間）通知給所所有其他站，，以便使其他他所有站在這這一段時(shí)間都都停止發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)。這樣就大大減減少了碰撞的的機(jī)會(huì)?！疤摂M載波監(jiān)監(jiān)聽”是表示示其他站并沒(méi)沒(méi)有監(jiān)聽信道道，而是由于于其他站收到到了“源站的的通知”才不不發(fā)送數(shù)據(jù)。。課件制作人：：謝希仁虛擬載波監(jiān)聽聽的效果這種效果好像是其他站都監(jiān)監(jiān)聽了信道。。所謂“源站的的通知”就是是源站在其MAC幀幀首部中的第第二個(gè)字段““持續(xù)時(shí)間””中填入了在在本幀結(jié)束后后還要占用信信道多少時(shí)間間（以微秒為為單位），包包括目的站發(fā)發(fā)送確認(rèn)幀所所需的時(shí)間。。課件制作人：：謝希仁網(wǎng)絡(luò)分配向量量當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)測(cè)到正在信道道中傳送的MAC幀幀首部的“持持續(xù)時(shí)間”字字段時(shí)，就調(diào)調(diào)整自己的網(wǎng)絡(luò)分配向量量NAV(NetworkAllocationVector)。NAV指指出出了了必必須須經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)多多少少時(shí)時(shí)間間才才能能完完成成數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)幀幀的的這這次次傳傳輸輸，，才才能能使使信信道道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入入到到空空閑閑狀狀態(tài)態(tài)。。課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁爭(zhēng)用用窗窗口口信道道從從忙忙態(tài)態(tài)變變?yōu)闉榭湛臻e閑時(shí)時(shí)，，任任何何一一個(gè)個(gè)站站要要發(fā)發(fā)送送數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)幀幀時(shí)時(shí)，，不不僅僅都都必必須須等等待待一一個(gè)個(gè)DIFS的的間間隔隔，，而而且且還還要要進(jìn)進(jìn)入入爭(zhēng)爭(zhēng)用用窗窗口口，，并并計(jì)計(jì)算算隨隨機(jī)機(jī)退退避避時(shí)時(shí)間間以以便便再再次次重重新新試試圖圖接接入入到到信信道道。。在信信道道從從忙忙態(tài)態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為空空閑閑時(shí)時(shí)，，各各站站就就要要執(zhí)執(zhí)行行退退避避算算法法。。這這樣樣做做就就減減少少了了發(fā)發(fā)生生碰碰撞撞的的概概率率。。802.11使使用用二二進(jìn)進(jìn)制制指指數(shù)數(shù)退退避避算算法法。。課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁圖例例凍凍結(jié)結(jié)剩剩余余的的退退避避時(shí)時(shí)間間幀幀幀幀幀DIFSDIFSDIFSDIFS爭(zhēng)用用窗窗口口爭(zhēng)用用窗窗口口爭(zhēng)用用窗窗口口爭(zhēng)用用窗窗口口退避避退避避退避避退避避ABCDEttttt凍結(jié)結(jié)凍結(jié)結(jié)凍結(jié)結(jié)凍結(jié)結(jié)凍結(jié)結(jié)802.11的的退退避避機(jī)機(jī)制制課件制作人：：謝希仁二進(jìn)制指數(shù)退退避算法第i次退避就在在22+i個(gè)時(shí)隙中隨隨機(jī)地選擇擇一個(gè)，即即：第I次退避是在在時(shí)隙{0,1,…,22+i–1}中隨機(jī)機(jī)地選擇一一個(gè)。。。第1次次退避是在在8個(gè)個(gè)時(shí)隙（而而不是2個(gè)）中中隨機(jī)選擇擇一個(gè)。第2次次退避是在在16個(gè)個(gè)時(shí)隙（（而不是4個(gè)））中隨機(jī)選選擇一個(gè)。。課件制作人人：謝希仁仁退避計(jì)時(shí)器器(backofftimer)站點(diǎn)每經(jīng)歷歷一個(gè)時(shí)隙隙的時(shí)間就就檢測(cè)一次次信道。這這可能發(fā)生生兩種情況況。若檢測(cè)到信信道空閑，，退避計(jì)時(shí)時(shí)器就繼續(xù)續(xù)倒計(jì)時(shí)。。若檢測(cè)到信信道忙，就就凍結(jié)退避避計(jì)時(shí)器的的剩余時(shí)間間，重新等等待信道變變?yōu)榭臻e并并再經(jīng)過(guò)時(shí)時(shí)間DIFS后，，從剩余時(shí)時(shí)間開始繼繼續(xù)倒計(jì)時(shí)時(shí)。如果退退避計(jì)時(shí)器器的時(shí)間減減小到零時(shí)時(shí)，就開始始發(fā)送整個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)幀。。課件制作人人：謝希仁仁退避算法的的使用情況況僅在下面的的情況下才才不使用退退避算法：：檢測(cè)到信信道是空閑閑的，并且且這個(gè)數(shù)據(jù)據(jù)幀是要發(fā)發(fā)送的第一一個(gè)數(shù)據(jù)幀幀。除此以外的的所有情況況，都必須須使用退避避算法。即即：在發(fā)送第一一個(gè)幀之前前檢測(cè)到信信道處于忙忙態(tài)。在每一次的的重傳后。。在每一次的的成功發(fā)送送后。課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁A的作用范圍B的作用范圍2.對(duì)對(duì)信信道道進(jìn)進(jìn)行行預(yù)預(yù)約約802.11允允許許要要發(fā)發(fā)送送數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的站站對(duì)對(duì)信信道道進(jìn)進(jìn)行行預(yù)預(yù)約約。。ACBDERTSRTS源站站A在在發(fā)發(fā)送送數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)幀幀之之前前先先發(fā)發(fā)送送一一個(gè)個(gè)短短的的控控制制幀幀，，叫做請(qǐng)求發(fā)送送RTS(RequestToSend)，，它包括括源地址、、目的地地址和這這次通信信（包括括相應(yīng)的的確認(rèn)幀幀）所需的持持續(xù)時(shí)間間。課件制作作人：謝謝希仁A的作用范圍B的作用范圍2.對(duì)對(duì)信道進(jìn)進(jìn)行預(yù)約約802.11允允許要要發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)的站站對(duì)信道道進(jìn)行預(yù)預(yù)約。CTSACBDECTS若媒體空空閑，則則目的站站B就就發(fā)送送一個(gè)響響應(yīng)控制制幀，叫做允許發(fā)送送CTS(ClearToSend)，它包包括這次次通信所需需的持續(xù)續(xù)時(shí)間（（從RTS幀幀中將將此持續(xù)續(xù)時(shí)間復(fù)制到CTS幀中中）。A收到到CTS幀幀后就可可發(fā)送其其數(shù)據(jù)幀幀。課件制作作人：謝謝希仁RTS和和CTS幀幀以及及數(shù)據(jù)幀幀和ACK幀幀的傳輸輸時(shí)間關(guān)關(guān)系時(shí)間DIFSRTSSIFS時(shí)間NAV（（RTS）DIFS爭(zhēng)用窗口口推遲接入入源站時(shí)間目的站ACK其他站站CTSSIFSSIFS數(shù)據(jù)NAV（（CTS）NAV（（數(shù)據(jù)））課件制作作人：謝謝希仁9.1.4802.11局域域網(wǎng)的MAC幀802.11幀幀共有有三種類類型，即即控制幀、數(shù)據(jù)幀和管理幀。下面是數(shù)數(shù)據(jù)幀的的主要字字段。字節(jié)22666260~23124幀控制持續(xù)期地址1地址2地址3序號(hào)控制制地址4幀主體FCS協(xié)議版本類型子類型到DS從DS更多分片重試功率管理更多數(shù)據(jù)WEP順序位22411111111MAC首首部課件制作作人：謝謝希仁802.11數(shù)數(shù)據(jù)幀幀的三大大部分MAC首首部，共30字字節(jié)。幀幀的復(fù)雜雜性都在在幀的首首部。幀主體，也就是是幀的數(shù)數(shù)據(jù)部分分，不超超過(guò)2312字字節(jié)。。這個(gè)數(shù)數(shù)值比以以太網(wǎng)的的最大長(zhǎng)長(zhǎng)度長(zhǎng)很很多。不不過(guò)802.11幀幀的長(zhǎng)長(zhǎng)度通常常都是小小于1500字節(jié)節(jié)。幀檢驗(yàn)序序列FCS是尾部，，共4字節(jié)節(jié)課件制作作人：謝謝希仁1.關(guān)于802.11數(shù)據(jù)幀幀的地址802.11數(shù)據(jù)幀最最特殊的地方方就是有四個(gè)個(gè)地址字段。。地址4用用于自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。我們?cè)谠谶@里只討論論前三種地址址。到DS從DS地址1地址2地址3地址401目的地址AP地址源地址——11AP地址源地址目的地址——課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁序號(hào)控制字段段、持續(xù)期字字段

和幀控控制字段序號(hào)控制字段段占16位位，其中序序號(hào)子字段占占12位位，分片子字字段占4位位。持續(xù)期字段占占16位位。幀控制字段共共分為11個(gè)子字段段。協(xié)議版本字段段現(xiàn)在是0。類型字段和子子類型字段用用來(lái)區(qū)分幀的的功能。更多分片字段段置為1時(shí)時(shí)表明這個(gè)個(gè)幀屬于一個(gè)個(gè)幀的多個(gè)分分片之一。有線等效保密密字段WEP占1位。若WEP=1，就表表明采用了WEP加加密算法。課件制作人：：謝希仁分片的發(fā)送舉舉例ttt源站目的站其他站RTSCTS分片1ACK分片2ACK分片3ACKSIFSNAV(RTS)NAV(CTS)長(zhǎng)的幀劃分為為許多分片課件制作人：：謝希仁9.2無(wú)無(wú)線個(gè)人區(qū)域域網(wǎng)WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork)在個(gè)人工作地地方把屬于個(gè)個(gè)人使用的電電子設(shè)備用無(wú)無(wú)線技術(shù)連接接起來(lái)自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，不需要要使用接入點(diǎn)點(diǎn)AP。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的范范圍大約在10m左左右。無(wú)線個(gè)人區(qū)域域網(wǎng)WPAN和和個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)并不完全全等同，因?yàn)闉镻AN不不一定都是是使用無(wú)線連連接的。課件制作人：：謝希仁WPAN和和WLAN并不一樣樣。WPAN是是以個(gè)人為中中心來(lái)使用的的無(wú)線人個(gè)區(qū)區(qū)域網(wǎng)，它實(shí)實(shí)際上就是一一個(gè)低功率、、小范圍、低低速率和低價(jià)價(jià)格的電纜替替代技術(shù)。WPAN都都工作在2.4GHz的ISM頻段段。但WLAN卻卻是是同同時(shí)時(shí)為為許許多多用用戶戶服服務(wù)務(wù)的的無(wú)無(wú)線線局局域域網(wǎng)網(wǎng)，，它它是是一一個(gè)個(gè)大大功功率率、、中中等等范范圍圍、、高高速速率率的的局局域域網(wǎng)網(wǎng)。。課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁1.藍(lán)藍(lán)牙牙系系統(tǒng)統(tǒng)(Bluetooth)最早早使使用用的的WPAN是是1994年年愛愛立立信信公公司司推推出出的的藍(lán)藍(lán)牙牙系系統(tǒng)統(tǒng)，，其其標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)是是IEEE802.15.1。。藍(lán)牙牙的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)率率為為720kb/s，，通通信信范范圍圍在在10米米左左右右。。藍(lán)牙牙使使用用TDM方方式式和和擴(kuò)擴(kuò)頻頻跳跳頻頻FHSS技技術(shù)術(shù)組組成成不不用用基基站站的的皮可網(wǎng)(piconet)。。課件制作作人：謝謝希仁皮可網(wǎng)(piconet)Piconet直譯譯就是““微微網(wǎng)網(wǎng)”，表表示這種種無(wú)線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的覆覆蓋面積積非常小小。每一個(gè)皮皮可網(wǎng)有有一個(gè)主設(shè)備(Master)和最最多7個(gè)個(gè)工作的的從設(shè)備(Slave)。通過(guò)共享享主設(shè)備備或從設(shè)設(shè)備，可可以把多多個(gè)皮可可網(wǎng)鏈接接起來(lái)，，形成一一個(gè)范圍圍更大的的擴(kuò)散網(wǎng)(scatternet)。。這種主從從工作方方式的個(gè)個(gè)人區(qū)域域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)起來(lái)價(jià)價(jià)格就會(huì)會(huì)比較便便宜。課件制作作人：謝謝希仁藍(lán)牙系統(tǒng)統(tǒng)中的皮皮可網(wǎng)和和擴(kuò)散網(wǎng)網(wǎng)MMSSPSSSSSP皮可可網(wǎng)網(wǎng)2擴(kuò)散散網(wǎng)網(wǎng)皮可可網(wǎng)網(wǎng)1M———主主設(shè)設(shè)備備S———從從設(shè)設(shè)備備P———擱擱置置的的設(shè)設(shè)備備課件件制制作作人人：：謝謝希希仁仁2.低低速速WPAN低速速WPAN主主要要用用于于工工業(yè)業(yè)監(jiān)監(jiān)控控組組網(wǎng)網(wǎng)、、辦辦公公自自動(dòng)動(dòng)化化與與控控制制等等領(lǐng)領(lǐng)域域，，其其速速率率是是2~250kb/s。。低速WPAN的的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15.4。最近近新修訂的的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15.4-2006。低速WPAN中中最重要的的就是ZigBee。ZigBee技術(shù)術(shù)主要用于于各種電子子設(shè)備（固固定的、便便攜的或移移動(dòng)的）之之間的無(wú)線線通信，其其主要特點(diǎn)點(diǎn)是通信距距離短（10~80m），傳輸輸數(shù)據(jù)速率率低，并且且成本低廉廉。課件制作人人：謝希仁仁ZigBee的特特點(diǎn)功耗非常低低。在工作作時(shí)，信號(hào)號(hào)的收發(fā)時(shí)時(shí)間很短；；而在非工工作時(shí)，ZigBee結(jié)點(diǎn)點(diǎn)處于休眠眠狀態(tài)，非非常省電。。對(duì)于某些些工作時(shí)間間和總時(shí)間間之比小于于1%的的情況，，電池的壽壽命甚至可可以超過(guò)10年。。網(wǎng)絡(luò)容量大大。一個(gè)ZigBee的的網(wǎng)絡(luò)最多多包括有255個(gè)個(gè)結(jié)點(diǎn)，其其中一個(gè)是是主設(shè)備，其余則是是從設(shè)備。若是通過(guò)過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器器，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)最多可以以支持超過(guò)過(guò)64000個(gè)個(gè)結(jié)點(diǎn)。課件制作人人：謝希仁仁ZigBee的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)在IEEE802.15.4標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上上發(fā)展而來(lái)來(lái)的。所有ZigBee產(chǎn)品也也是802.15.4產(chǎn)產(chǎn)品。IEEE802.15.4只是定定義了ZigBee協(xié)議議棧的最低低的兩層（（物理層和和MAC層），，而上面的的兩層（網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)應(yīng)用層）則則是由ZigBee聯(lián)盟盟定義的。。課件制作人人：謝希仁仁ZigBee的協(xié)協(xié)議棧物理層MAC層層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層IEEE802.15.4定義ZigBee聯(lián)盟盟定義ZigBee協(xié)議棧課件制作人人：謝希仁仁ZigBee的組組網(wǎng)方式可可采用星形形和網(wǎng)狀拓拓?fù)?，或兩兩者的組合合FFDFFDFFDFFDFFDRFD端設(shè)備路由器FFDFFD協(xié)調(diào)器有一個(gè)全