計算機網(wǎng)絡(luò)第五版電子教案CHed 無線網(wǎng)絡(luò)

計算機網(wǎng)絡(luò)（第5版）第9章無線網(wǎng)絡(luò)課件制作人：謝希仁第9章無線網(wǎng)絡(luò)9.1無線局域網(wǎng)WLAN9.1.1無線局域網(wǎng)的組成9.1.2802.11標準中的物理層9.1.3802.11標準中的MAC層9.1.4802.11標準中的MAC幀9.2無線個人區(qū)域網(wǎng)WPAN9.3無線城域網(wǎng)WMAN

課件制作人：謝希仁9.1無線局域網(wǎng)

9.1.1無線局域網(wǎng)的組成有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)AP1AP2課件制作人：謝希仁一個基本服務(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課件制作人：謝希仁基本服務(wù)集內(nèi)的基站叫做接入點AP(AccessPoint)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。課件制作人：謝希仁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(DistributionSystem)，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(ExtendedServiceSet)。課件制作人：謝希仁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。課件制作人：謝希仁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。課件制作人：謝希仁與接入點AP

建立關(guān)聯(lián)(association)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)。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。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。課件制作人：謝希仁移動站與AP建立關(guān)聯(lián)的方法被動掃描，即移動站等待接收接入站周期性發(fā)出的信標幀(beaconframe)。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）。主動掃描，即移動站主動發(fā)出探測請求幀(proberequestframe)，然后等待從AP發(fā)回的探測響應(yīng)幀(proberesponseframe)。課件制作人：謝希仁熱點(hotspot)現(xiàn)在許許多地地方，，如辦辦公室室、機機場、、快餐餐店、、旅館館、購購物中中心等等都能能夠向向公眾眾提供供有償償或無無償接接入Wi-Fi的的服服務(wù)。。這樣樣的地地點就就叫做做熱點。由許多多熱點點和AP連連接起起來的的區(qū)域域叫做做熱區(qū)(hotzone)。。熱點點也就就是公公眾無無線入入網(wǎng)點點?，F(xiàn)在也也出現(xiàn)現(xiàn)了無線因因特網(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無無線信信道接接入到到WISP，，然后后再經(jīng)經(jīng)過無無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.移移動動自組組網(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)點點目的結(jié)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)結(jié)點自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是是沒有有固定定基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施施（即即沒有有AP））的無無線局局域網(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)的移移動站站之間間相互互通信信組成成的臨臨時網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。。課件制制作人人：謝謝希仁仁移動自自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的應(yīng)用用前景景在軍事事領(lǐng)域域中，，攜帶帶了移移動站站的戰(zhàn)戰(zhàn)士可可利用用臨時時建立立的移移動自自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進進行通通信。。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、空中的的機群。當出現(xiàn)自然然災(zāi)害時，，在搶險救救災(zāi)時利用用移動自組組網(wǎng)絡(luò)進行行及時的通通信往往很很有效的，，課件制作人人：謝希仁仁無線傳感器器網(wǎng)絡(luò)WSN(WirelessSensorNetwork)由大量傳感器結(jié)點通過無無線通信技技術(shù)構(gòu)成的的自組網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。無線傳感器器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)應(yīng)用是進行行各種數(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。由于無線傳傳感結(jié)點的的存儲容量量受限，因因此對協(xié)議議棧的大小小有嚴格的的限制。無線傳感器器網(wǎng)絡(luò)還對對網(wǎng)絡(luò)安全全性、結(jié)點點自動配置置、網(wǎng)絡(luò)動動態(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)點點的形狀(a)和組組成(b)存儲器CPU傳感器硬件電池無線收發(fā)器(a)(b)課件制作作人：謝謝希仁無線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)主要的的應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測測與保護護（如洪洪水預(yù)報報、動物物棲息的的監(jiān)控））；戰(zhàn)爭中對對敵情的的偵查和和對兵力力、裝備備、物資資等的監(jiān)監(jiān)控；醫(yī)療中對對病房的的監(jiān)測和和對患者者的護理理；在危險的的工業(yè)環(huán)環(huán)境（如如礦井、、核電站站等）中中的安全全監(jiān)測；；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：謝謝希仁移動自組組網(wǎng)絡(luò)和和移動動IP并不不相同移動IP技技術(shù)使漫漫游的主主機可以以用多種種方式連連接到因因特網(wǎng)。。移動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。。移動自組網(wǎng)絡(luò)絡(luò)是將移動性性擴展到無線線領(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。移動接入(mobilityaccess)——用戶戶設(shè)置能夠以以車輛速度移移動時進行網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信。當當發(fā)生切換時時，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時時進行網(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行網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信時時保持不變變。如用戶戶設(shè)備移動動了位置，，則再次進進行通信時時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無線線局域網(wǎng)可可再細分為為不同的類類型。現(xiàn)在最流行行的無線局局域網(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實現(xiàn)方法：：直接序列擴擴頻DSSS正交頻分復(fù)復(fù)用OFDM跳頻擴頻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無無線局域域網(wǎng)標準頻段數(shù)據(jù)速率物理層優(yōu)缺點802.11b2.4GHz最高為11Mb/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802.11a5GHz最高為54Mb/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802.11g2.4GHz最高為54Mb/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)議議無線局域網(wǎng)網(wǎng)卻不能簡簡單地搬用用CSMA/CD協(xié)議。這里主主要有兩個個原因。CSMA/CD協(xié)協(xié)議要求一一個站點在在發(fā)送本站站數(shù)據(jù)的同同時，還必必須不間斷斷地檢測信信道，但在在無線局域域網(wǎng)的設(shè)備備中要實現(xiàn)現(xiàn)這種功能能就花費過過大。即使我們能能夠?qū)崿F(xiàn)碰碰撞檢測的的功能，并并且當我們們在發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)時檢測測到信道是是空閑的，，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：：謝謝希希仁仁無線線局局域域網(wǎng)網(wǎng)的的特特殊殊問問題題當A和和C檢檢測測不不到到無無線線信信號號時時，，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測出出媒媒體體上上已已存存在在的的信信號號的的問問題題叫做做隱蔽蔽站站問問題題(hiddenstationproblem)A的作作用范圍圍C的作作用范圍圍ABCD課件制作作人：謝謝希仁無線局域域網(wǎng)的特特殊問題題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檢測測到媒體體上有信信號，于于是就不不敢向D發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)。其實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)這就是暴露站問問題(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)議議無線局域域網(wǎng)不能能使用CSMA/CD，而而只能使使用改進進的CSMA協(xié)議議。改進的辦辦法是把把CSMA增增加一一個碰撞避免免(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，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層層無爭用服服務(wù)（選選用）爭用服務(wù)務(wù)（必須實實現(xiàn)）分布協(xié)調(diào)調(diào)功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)功功能PCF(PointCoordinationFunction)物理層MAC層層通過過協(xié)調(diào)功功能來確確定在基基本服務(wù)務(wù)集BSS中中的移動站站在什么么時間能能發(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層層無爭用服服務(wù)爭用服務(wù)務(wù)分布協(xié)調(diào)調(diào)功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點協(xié)調(diào)調(diào)功能能PCF(PointCoordinationFunction)物理層層DCF子子層在在每一一個結(jié)結(jié)點使使用CSMA機機制的的分布布式接接入算算法，，讓各各個站站通過過爭用用信道道來獲獲取發(fā)發(fā)送權(quán)權(quán)。因因此DCF向向上上提供供爭用用服務(wù)務(wù)。課件制制作人人：謝謝希仁仁MAC層層無爭用用服務(wù)務(wù)爭用服服務(wù)分布協(xié)協(xié)調(diào)功功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)點協(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。。這段段時間間的通通稱是是幀間間隔IFS(InterFrameSpace)。幀間間隔長長度取決于于該站欲發(fā)發(fā)送的幀的的類型。高高優(yōu)先級幀幀需要等待待的時間較較短，因此此可優(yōu)先獲獲得發(fā)送權(quán)權(quán)。若低優(yōu)先級級幀還沒來來得及發(fā)送送而其他站站的高優(yōu)先先級幀已發(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)生碰撞的的機會。課件制作作人：謝謝希仁三種幀間間間隔時間SIFSPIFSDIFS媒體空閑閑發(fā)送第1幀幀SIFSPIFS時間NAV（（媒體忙忙）DIFS爭用窗口口發(fā)送下一一幀推遲接入入等待重試試時間有幀要發(fā)發(fā)送源站時間目的站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，，用來分分隔開屬屬于一次次對話的的各幀。。一個站站應(yīng)當能能夠在這這段時間間內(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、由由過長長的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點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間SIFSPIFSDIFS媒體空空閑發(fā)送第第1幀幀SIFSPIFS時間NAV（媒媒體忙忙）DIFS爭用窗窗口發(fā)送下下一幀幀推遲接接入等待重重試時時間有幀要要發(fā)送送源站時間目的站站ACKSIFS其他站站有幀要要發(fā)送送PIFS，，即點點協(xié)調(diào)調(diào)功能能幀間間間隔隔，它它比SIFS長長，是是為了了在開開始使使用PCF方方式式時（（在PCF方方式式下使使用，，沒有有爭用用）優(yōu)優(yōu)先獲獲得接接入到到媒體體中。。PIFS的的長度度是SIFS加加一個個時隙隙(slot)長度度。時隙隙的的長長度度是是這這樣樣確確定定的的：：在在一一個個基基本本服服務(wù)務(wù)集集BSS內(nèi)內(nèi)當當某某個個站站在在一一個個時時隙隙開開始始時時接接入入到到媒媒體體時時，，那那么么在在下下一一個個時時隙隙開開始始時時，，其其他他站站就就都都能能檢檢測測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間間SIFSPIFSDIFS媒體體空空閑閑發(fā)送送第第1幀幀SIFSPIFS時間間NAV（（媒媒體體忙忙））DIFS爭用用窗窗口口發(fā)送送下下一一幀幀推遲遲接接入入等待待重重試試時時間間有幀幀要要發(fā)發(fā)送送源站站時間間目的的站站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（（最最長長的的IFS）），，在在DCF方方式式中中用用來來發(fā)發(fā)送送數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)幀幀和和管管理理幀幀。。DIFS的的長長度度比比PIFS再再增增加加一一個個時時隙隙長長度度。。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)的站先檢檢測信道。。在802.11標準中中規(guī)定了在在物理層的的空中接口口進行物理理層的載波波監(jiān)聽。通過收到的的相對信號號強度是否否超過一定定的門限數(shù)數(shù)值就可判判定是否有有其他的移移動站在信信道上發(fā)送送數(shù)據(jù)。當源站發(fā)送它它的第一個MAC幀幀時，若檢測測到信道空閑閑，則在等待待一段時間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)先先級的幀要發(fā)發(fā)送。如有，就要讓讓高優(yōu)先級幀幀先發(fā)送。課件制作人：：謝希仁假定沒有高優(yōu)優(yōu)先級幀要發(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)過時間間間隔SIFS后，，向源站發(fā)送送確認幀ACK。若源站在規(guī)定定時間內(nèi)沒有有收到確認幀幀ACK（（由重傳計時時器控制這段段時間），就就必須重傳此此幀，直到收收到確認為止止，或者經(jīng)過過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)的機制制是讓源站將將它要占用信信道的時間（（包括目的站站發(fā)回確認幀幀所需的時間間）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會?！疤摂M載波監(jiān)監(jiān)聽”是表示示其他站并沒沒有監(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字段““持續(xù)時間””中填入了在在本幀結(jié)束后后還要占用信信道多少時間間（以微秒為為單位），包包括目的站發(fā)發(fā)送確認幀所所需的時間。。課件制作人：：謝希仁網(wǎng)絡(luò)分配向量量當一個站檢測測到正在信道道中傳送的MAC幀幀首部的“持持續(xù)時間”字字段時，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)過過多多少少時時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閑時時，，任任何何一一個個站站要要發(fā)發(fā)送送數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)幀幀時時，，不不僅僅都都必必須須等等待待一一個個DIFS的的間間隔隔，，而而且且還還要要進進入入爭爭用用窗窗口口，，并并計計算算隨隨機機退退避避時時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)為為空空閑閑時時，，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使使用用二二進進制制指指數(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時間間幀幀幀幀幀DIFSDIFSDIFSDIFS爭用用窗窗口口爭用用窗窗口口爭用用窗窗口口爭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的的退退避避機機制制課件制作人：：謝希仁二進制指數(shù)退退避算法第i次退避就在在22+i個時隙中隨隨機地選擇擇一個，即即：第I次退避是在在時隙{0,1,…,22+i–1}中隨機機地選擇一一個。。。第1次次退避是在在8個個時隙（而而不是2個）中中隨機選擇擇一個。第2次次退避是在在16個個時隙（（而不是4個））中隨機選選擇一個。。課件制作人人：謝希仁仁退避計時器器(backofftimer)站點每經(jīng)歷歷一個時隙隙的時間就就檢測一次次信道。這這可能發(fā)生生兩種情況況。若檢測到信信道空閑，，退避計時時器就繼續(xù)續(xù)倒計時。。若檢測到信信道忙，就就凍結(jié)退避避計時器的的剩余時間間，重新等等待信道變變?yōu)榭臻e并并再經(jīng)過時時間DIFS后，，從剩余時時間開始繼繼續(xù)倒計時時。如果退退避計時器器的時間減減小到零時時，就開始始發(fā)送整個個數(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：：檢測到信信道是空閑閑的，并且且這個數(shù)據(jù)據(jù)幀是要發(fā)發(fā)送的第一一個數(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)送第一一個幀之前前檢測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.對對信信道道進進行行預(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)的的站站對對信信道道進進行行預(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)送送一一個個短短的的控控制制幀幀，，叫做請求發(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)的的確認幀幀）所需的持持續(xù)時間間。課件制作作人：謝謝希仁A的作用范圍B的作用范圍2.對對信道進進行預(yù)約約802.11允允許要要發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)的站站對信道道進行預(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)時間（（從RTS幀幀中將將此持續(xù)續(xù)時間復(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幀幀的傳輸輸時間關(guān)關(guān)系時間DIFSRTSSIFS時間NAV（（RTS）DIFS爭用窗口口推遲接入入源站時間目的站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2312字字節(jié)。。這個數(shù)數(shù)值比以以太網(wǎng)的的最大長長度長很很多。不不過802.11幀幀的長長度通常常都是小小于1500字節(jié)節(jié)。幀檢驗序序列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個地址字段。。地址4用用于自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。我們在在這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：：謝謝希希仁仁序號控制字段段、持續(xù)期字字段

和幀控控制字段序號控制字段段占16位位，其中序序號子字段占占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區(qū)分幀的的功能。更多分片字段段置為1時時表明這個個幀屬于一個個幀的多個分分片之一。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)長的幀劃分為為許多分片課件制作人：：謝希仁9.2無無線個人區(qū)域域網(wǎng)WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork)在個人工作地地方把屬于個個人使用的電電子設(shè)備用無無線技術(shù)連接接起來自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，不需要要使用接入點點AP。整個網(wǎng)絡(luò)的范范圍大約在10m左左右。無線個人區(qū)域域網(wǎng)WPAN和和個人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)并不完全全等同，因為為PAN不不一定都是是使用無線連連接的。課件制作人：：謝希仁WPAN和和WLAN并不一樣樣。WPAN是是以個人為中中心來使用的的無線人個區(qū)區(qū)域網(wǎng)，它實實際上就是一一個低功率、、小范圍、低低速率和低價價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卻卻是是同同時時為為許許多多用用戶戶服服務(wù)務(wù)的的無無線線局局域域網(wǎng)網(wǎng)，，它它是是一一個個大大功功率率、、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.藍藍牙牙系系統(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藍牙牙系系統(tǒng)統(tǒng)，，其其標標準準是是IEEE802.15.1。。藍牙牙的的數(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。。藍牙牙使使用用TDM方方式式和和擴擴頻頻跳跳頻頻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)”，表表示這種種無線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的覆覆蓋面積積非常小小。每一個皮皮可網(wǎng)有有一個主設(shè)備(Master)和最最多7個個工作的的從設(shè)備(Slave)。通過共享享主設(shè)備備或從設(shè)設(shè)備，可可以把多多個皮可可網(wǎng)鏈接接起來，，形成一一個范圍圍更大的的擴散網(wǎng)(scatternet)。。這種主從從工作方方式的個個人區(qū)域域網(wǎng)實現(xiàn)現(xiàn)起來價價格就會會比較便便宜。課件制作作人：謝謝希仁藍牙系統(tǒng)統(tǒng)中的皮皮可網(wǎng)和和擴散網(wǎng)網(wǎng)MMSSPSSSSSP皮可可網(wǎng)網(wǎng)2擴散散網(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)、、辦辦公公自自動動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的的標準是IEEE802.15.4。最近近新修訂的的標準是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、便便攜的或移移動的）之之間的無線線通信，其其主要特點點是通信距距離短（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的特特點功耗非常低低。在工作作時，信號號的收發(fā)時時間很短；；而在非工工作時，ZigBee結(jié)點點處于休眠眠狀態(tài)，非非常省電。。對于某些些工作時間間和總時間間之比小于于1%的的情況，，電池的壽壽命甚至可可以超過10年。。網(wǎng)絡(luò)容量大大。一個ZigBee的的網(wǎng)絡(luò)最多多包括有255個個結(jié)點，其其中一個是是主設(shè)備，其余則是是從設(shè)備。若是通過過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器器，整個網(wǎng)絡(luò)絡(luò)最多可以以支持超過過64000個個結(jié)點。課件制作人人：謝希仁仁ZigBee的標標準在IEEE802.15.4標標準基礎(chǔ)上上發(fā)展而來來的。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)狀拓拓撲，或兩兩者的組合合FFDFFDFFDFFDFFDRFD端設(shè)備路由器FFDFFD協(xié)調(diào)器有一個全