Wlan的基础知识
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Wlan的基础知识
wlan简介
Wlan是Wireless Local Area Networks的 缩写，无线局域网。 wlan是相当便利的数据传输系统，它利用 射频(Radio Frequency RF)的技术，取代 旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成 的局域网络 。
Wlan的扩频和调制方式
802.11n协议中的主要技术
MIMO (多进多出)技术优点： 充分利用多径效应，非常适用于室内环境 下的无线局域网系统使用。 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，增加系统的数据 传输速率。
802.11n协议中的主要技术
MIMO-OFDM
MIMO与OFDM技术的结合，产生了 MIMO OFDM 技术， 它通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间 分集，提高了信号质量，并增加了多径的容限， 使无线网络的有效传输速率有质的提升。 通过多只天线同时进行收发，增加无线网络的涵 盖范围； 利用多重路径的设计方式，不仅可以增加资料传 输率，也能够增加无线网络客户端服务数量。
802.11n协议中的主要技术
short gi（short guard interval 短防护 间隔） 802.11a/g采用的800ns的GI，在802.11n模 式中，提供了一种Short GI特性。将GI时 长减少至400ns，从而可以提高数据传输速 率百分之十左右。
802.11n协议中的主要技术
Wlan的扩频和调制方式
无线局域网络在性能和能力上的差异，主 要是取决于所采用的是FHSS还是DSSS来实 现、以及所采用的调制方式。 FHSS技术IEEE 802.11草案规定要使用 GFSK。至于DSSS则使用可变相位调变 (如： PSK、QPSK、DQPSK)，可以得到最高的可靠 性以及比较高的数据速率性能。
无线帧的分类
1。控制帧 2。管理帧 3Leabharlann Baidu数据帧
无线帧的分类
管理帧，可以分为如下几类： Beacon Probe Auth/deauth Associate/reassoc Action
帧结构
802.11n协议中的主要技术
1。MIMO 2。AMPDU/AMSDU 3。BANDWIDTH 4。Short gi 5。Block ack
产品中的参数配置
2。DTIM=Delivery Traffic idnication Map 要讨论DTIM 之前，要先了解TIM（Traffic idnication Map） 当初设计无线网络时就考虑到sta的省电问题 省电原理如下：进入省电模式时，ap会为sta暂存发送帧， 然后sta就进入sleep状态。Sta利用和ap的时间同步，会 很准确的“醒来”，醒来后接收beacon，如果检查到 beacon frame里面含有TIM如同ap告诉sta有数据要传输给 他，而现在sta会彻底清醒，发送PS-POLL frame，告知ap， sta准备好了，你扔数据过来了吧。 这是用于单点传输.DTIM则试用于多点,广播信息。 DTIM=Delivery Traffic idnication Map ap 所定义的dtim 是指间隔多少becaon 才含dtim信息 DTIM 高=因为sta sleep时间比较长，比较省电，缺点是吞 吐量会变差 DTIM低 =提升性能,降低ap 缓存帧的负担,缺点是sta不省 电
802.11n协议中的主要技术
AMPDU/AMSDU 802.11MAC层协议耗费了相当的效率用作链路的维 护，如在数据之前添加PLCP Preamble、PLCP Header、MAC头，同时为解决冲突而引入的退避机 制都大大降低了系统的吞吐量。802.11n引入帧聚 合技术，提高了MAC层效率。报文聚合技术包括针 对MSDU的聚合和MPDU的聚合。采用A-MPDU技术，多 个MPDU聚合到一起，只用抢占一次信道，减少了因 竞争信道而产生冲突的概率，提高了信道利用率。 A-MSDU，是具有相同的DA和SA的MSDU报文聚合成一 个较大的载荷，减少物理和MAC层的开销，提高链 路效率。
产品中的参数配置
3。RTS/CTS协议 RTS/CTS协议(Request To Send/Clear To Send)即 请求发送/允许发送协议，相当于一种握手协议， 主要用来解决"隐藏终端"问题。"隐藏终端" （Hidden Stations）是指，基站A向基站B发送信 息，基站C未侦测到A也向B发送，故A和C同时将信 号发送至B，引起信号冲突，最终导致发送至B的 信号都丢失了。"隐藏终端"多发生在大型单元中 （一般在室外环境），这将带来效率损失，并且 需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时， 尤其需要杜绝"隐藏终端"现象的发生。
802.11n协议中的主要技术
MIMO (多进多出)技术 由贝尔实验室提出的多天线通信系统，在发射端 和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道。 将需要传输的数据先进行多重切割，利用多重天 线进行同步传送；充分利用了传输过程的多路径 效应，在接收端也采用多重天线来接收数据，并 依靠频谱相位差等方式来解算出正确的原始数据。
Wlan的组网方式
Wlan的组网方式常见的主要是如下三种： 1。Ad-hoc方式 2。infrastructure 方式 3。WDS 无线分布系统
Wlan的组网方式
Ad-Hoc（点对点）模式：ad-hoc模式就和 以前的直连双绞线概念一样，是P2P的连接。 在家庭无线局域网的组建，最简单的莫过于 两台安装有无线网卡的计算机实施无线互联， 其中一台计算机连接Internet就可以共享带 宽。Ad-Hoc结构是一种省去了无线AP而搭建 起的对等网络结构，只要安装了无线网卡的 计算机彼此之间即可实现无线互联。 其原理是网络中的一台电脑主机建立点对 点连接相当于虚拟AP，而其它电脑就可以直 接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。
802.11发展史
IEEE 802.11 ，1997年，原始标准（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。 IEEE 802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，工作在5GHz）。 IEEE 802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。 IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接（MAC Layer Bridging）。 IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。 IEEE 802.11e，对服务等级（Quality of Service, QoS）的支持。 IEEE 802.11f，基站的互连性（IAPP，Inter-Access Point Protocol），2006 年2月被IEEE批准撤销。 IEEE 802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）。 IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内（indoor）和室外 （outdoor）信道（5GHz频段）。 IEEE 802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。(WPA2) IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。 IEEE 802.11l，预留及准备不使用。 IEEE 802.11m，维护标准；互斥及极限。 IEEE 802.11n，更高传输速率的改善，支持多输入多输出技术（Multi-Input Multi-Output，MIMO）。 IEEE 802.11k，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订 体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
Wlan的扩频和调制方式
OFDM （正交频分复用）调制技术 OFDM是MCM(Multi-Carrier Modulation, 多载波调制）的一种。其主要思想是：将 信道分成许多正交子信道，在每个子信道 上进行窄带调制和传输。
Wlan的扩频和调制方式
802.11 FHSS DSSS 802.11b DSSS CCK 802.11a/g OFDM QPSK/16QAM/64QAM
802.11n协议中的主要技术
BANDWIDTH 40 MHz channels技术 以前的Wi-Fi标准中，只使用20MHz通道， 802.11n可以使用40MHz通道。通过将相邻的
两个20MHz信道绑定成40MHz，使传输速率成倍提 高。在实际工作中，将两个相邻的20MHz信道绑定 使用，一个为主带宽，一个为次带宽，收发数据 时既可以40MHz的带宽工作，也可以单个20MHz带 宽工作。同时为避免相互干扰，原本每20MHz信道 之间都会预留一小部分的带宽，当采用信道绑定 技术工作在40MHz带宽时，这一部分预留的带宽也 可以被用来通信，进一步提高了吞吐量。
Block ack 为保证数据传输的可靠性，802.11协议规 定每收到一个单播数据帧，都必须立即回应 ACK帧。A-MPDU的接收端在收到A-MPDU后， 需要对其中的每一个MPDU进行处理，因此同 样需要对每一个MPDU发送应答帧。Block Acknowledgement机制通过使用一个ACK帧来 完成对多个MPDU的应答，以降低这种情况下 的ACK帧的数量。
Wlan的组网方式
infrastructure”模式：所谓infrastructure 是在一种整合有线与无线局域网架构的应用 模式，与ad- hoc不同的是配备无线网卡的电 脑必须通过ap来进行无线通讯，设臵后，无 线网络。通过这种架构模式，即可实现网络 资源的共享。 “infrastructure”模式其实还可以分为 “无线AP+无线网卡”模式和“无线路由器+ 无线网卡”模式两种。
产品中的参数配置
产品中的参数配置
1。Beacon Interval (信标间隔) 一般无线网卡都是做被动式扫描(passive scanning) 操作系统的无线网卡管理软件一直在扫描ap的beacon，扫 描后显示在对话框中，这样就能看到当前区域中有哪些 ssid。 ap的beacon发送的太频繁，会比较占用无线的资源。 Beacon Interval调高有助于无线网络的性能，无线sta 省电 Beacon Interval调低，可以加快无线sta发现ap的时间， 在漫游或者无线sta处于移动状态，使用beacon interval 调低
目前厂商在设计无线局域网络产品时，有相 当多种存取设计方式，大致可分为三大类： 窄频微波(Narrowband Microwave)技术、 展频(Spread Spectrum)技术及红外线 (Infrared)技术 展频(Spread Spectrum)技术主要又分为跳频 技术(FHSS)及直接序列(DSSS)和现在比较 流行的OFDM（正交频分复用）
Wlan的组网方式
WDS 无线分布系统 最简单地说：无线分布式系统(WDS)的无线中继 模式，就是在WDS上可以让无线AP之间通过无线进 行桥接（中继），在这同时并不影响其无线AP覆 盖的功能。 无线分布系统 (WDS) 通过无线接口在两个 AP 设备之间创建一个链路。此链路可以将来自一个 不具有以太网连接的 AP 的通信量中继至另一具 有以太网连接的 AP。WDS最多允许在访问点之间 配臵四个点对点链路。
产品中的参数配置
RTS threshold RTS /CTS功用和CSMA/CA载波侦听差不多 因为大封包碰撞的可能性更大，所以以ap和sta可以设定 多少大小frame ,才启用rts/cts功能 1.rts/cts 会影响性能2312 所以2312-2346等于是“不启 用 ”RTS/ CTS 2.处在 sta分布散乱和rf干扰严重的情况，启用rts/cts 3.RTS Length (RTS Threshold) RTS 高(2312 -到2346)=不启用 RTS 低 =sta之间距离长,或sta处于运动状态以及干扰比较 大的时候 这个数据可以结合分片大小一起看。 一般家庭使用影响不大。 在查找吞吐量瓶颈的时候会有帮助
频道分布
802.11b 和 802.11g 将2.4 GHz 的频段区分为 14个重复，标记的频道，每个频道的中心频率相 差 5 兆赫兹(MHz).一般常常被误认的是频道1，6 和11（还有有些地区的频道14）是互不重迭所以 利用这些不重迭的频道，多组无线网络的互相涵 盖，互不影响，这种看法太过简单。802.11b和 802.11g并没有规范每个频道的频宽，规范的是中 心频率和频谱屏蔽（spectral mask）。802.11b 的频谱屏蔽需求为：在中心频率±11 MHz处，至 少衰减30 dB，±22 MHz 处要衰减50 dB.
wlan简介
Wlan是Wireless Local Area Networks的 缩写，无线局域网。 wlan是相当便利的数据传输系统，它利用 射频(Radio Frequency RF)的技术，取代 旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成 的局域网络 。
Wlan的扩频和调制方式
802.11n协议中的主要技术
MIMO (多进多出)技术优点： 充分利用多径效应，非常适用于室内环境 下的无线局域网系统使用。 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，增加系统的数据 传输速率。
802.11n协议中的主要技术
MIMO-OFDM
MIMO与OFDM技术的结合，产生了 MIMO OFDM 技术， 它通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间 分集，提高了信号质量，并增加了多径的容限， 使无线网络的有效传输速率有质的提升。 通过多只天线同时进行收发，增加无线网络的涵 盖范围； 利用多重路径的设计方式，不仅可以增加资料传 输率，也能够增加无线网络客户端服务数量。
802.11n协议中的主要技术
short gi（short guard interval 短防护 间隔） 802.11a/g采用的800ns的GI，在802.11n模 式中，提供了一种Short GI特性。将GI时 长减少至400ns，从而可以提高数据传输速 率百分之十左右。
802.11n协议中的主要技术
Wlan的扩频和调制方式
无线局域网络在性能和能力上的差异，主 要是取决于所采用的是FHSS还是DSSS来实 现、以及所采用的调制方式。 FHSS技术IEEE 802.11草案规定要使用 GFSK。至于DSSS则使用可变相位调变 (如： PSK、QPSK、DQPSK)，可以得到最高的可靠 性以及比较高的数据速率性能。
无线帧的分类
1。控制帧 2。管理帧 3Leabharlann Baidu数据帧
无线帧的分类
管理帧，可以分为如下几类： Beacon Probe Auth/deauth Associate/reassoc Action
帧结构
802.11n协议中的主要技术
1。MIMO 2。AMPDU/AMSDU 3。BANDWIDTH 4。Short gi 5。Block ack
产品中的参数配置
2。DTIM=Delivery Traffic idnication Map 要讨论DTIM 之前，要先了解TIM（Traffic idnication Map） 当初设计无线网络时就考虑到sta的省电问题 省电原理如下：进入省电模式时，ap会为sta暂存发送帧， 然后sta就进入sleep状态。Sta利用和ap的时间同步，会 很准确的“醒来”，醒来后接收beacon，如果检查到 beacon frame里面含有TIM如同ap告诉sta有数据要传输给 他，而现在sta会彻底清醒，发送PS-POLL frame，告知ap， sta准备好了，你扔数据过来了吧。 这是用于单点传输.DTIM则试用于多点,广播信息。 DTIM=Delivery Traffic idnication Map ap 所定义的dtim 是指间隔多少becaon 才含dtim信息 DTIM 高=因为sta sleep时间比较长，比较省电，缺点是吞 吐量会变差 DTIM低 =提升性能,降低ap 缓存帧的负担,缺点是sta不省 电
802.11n协议中的主要技术
AMPDU/AMSDU 802.11MAC层协议耗费了相当的效率用作链路的维 护，如在数据之前添加PLCP Preamble、PLCP Header、MAC头，同时为解决冲突而引入的退避机 制都大大降低了系统的吞吐量。802.11n引入帧聚 合技术，提高了MAC层效率。报文聚合技术包括针 对MSDU的聚合和MPDU的聚合。采用A-MPDU技术，多 个MPDU聚合到一起，只用抢占一次信道，减少了因 竞争信道而产生冲突的概率，提高了信道利用率。 A-MSDU，是具有相同的DA和SA的MSDU报文聚合成一 个较大的载荷，减少物理和MAC层的开销，提高链 路效率。
产品中的参数配置
3。RTS/CTS协议 RTS/CTS协议(Request To Send/Clear To Send)即 请求发送/允许发送协议，相当于一种握手协议， 主要用来解决"隐藏终端"问题。"隐藏终端" （Hidden Stations）是指，基站A向基站B发送信 息，基站C未侦测到A也向B发送，故A和C同时将信 号发送至B，引起信号冲突，最终导致发送至B的 信号都丢失了。"隐藏终端"多发生在大型单元中 （一般在室外环境），这将带来效率损失，并且 需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时， 尤其需要杜绝"隐藏终端"现象的发生。
802.11n协议中的主要技术
MIMO (多进多出)技术 由贝尔实验室提出的多天线通信系统，在发射端 和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道。 将需要传输的数据先进行多重切割，利用多重天 线进行同步传送；充分利用了传输过程的多路径 效应，在接收端也采用多重天线来接收数据，并 依靠频谱相位差等方式来解算出正确的原始数据。
Wlan的组网方式
Wlan的组网方式常见的主要是如下三种： 1。Ad-hoc方式 2。infrastructure 方式 3。WDS 无线分布系统
Wlan的组网方式
Ad-Hoc（点对点）模式：ad-hoc模式就和 以前的直连双绞线概念一样，是P2P的连接。 在家庭无线局域网的组建，最简单的莫过于 两台安装有无线网卡的计算机实施无线互联， 其中一台计算机连接Internet就可以共享带 宽。Ad-Hoc结构是一种省去了无线AP而搭建 起的对等网络结构，只要安装了无线网卡的 计算机彼此之间即可实现无线互联。 其原理是网络中的一台电脑主机建立点对 点连接相当于虚拟AP，而其它电脑就可以直 接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。
802.11发展史
IEEE 802.11 ，1997年，原始标准（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。 IEEE 802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，工作在5GHz）。 IEEE 802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。 IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接（MAC Layer Bridging）。 IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。 IEEE 802.11e，对服务等级（Quality of Service, QoS）的支持。 IEEE 802.11f，基站的互连性（IAPP，Inter-Access Point Protocol），2006 年2月被IEEE批准撤销。 IEEE 802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）。 IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内（indoor）和室外 （outdoor）信道（5GHz频段）。 IEEE 802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。(WPA2) IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。 IEEE 802.11l，预留及准备不使用。 IEEE 802.11m，维护标准；互斥及极限。 IEEE 802.11n，更高传输速率的改善，支持多输入多输出技术（Multi-Input Multi-Output，MIMO）。 IEEE 802.11k，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订 体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
Wlan的扩频和调制方式
OFDM （正交频分复用）调制技术 OFDM是MCM(Multi-Carrier Modulation, 多载波调制）的一种。其主要思想是：将 信道分成许多正交子信道，在每个子信道 上进行窄带调制和传输。
Wlan的扩频和调制方式
802.11 FHSS DSSS 802.11b DSSS CCK 802.11a/g OFDM QPSK/16QAM/64QAM
802.11n协议中的主要技术
BANDWIDTH 40 MHz channels技术 以前的Wi-Fi标准中，只使用20MHz通道， 802.11n可以使用40MHz通道。通过将相邻的
两个20MHz信道绑定成40MHz，使传输速率成倍提 高。在实际工作中，将两个相邻的20MHz信道绑定 使用，一个为主带宽，一个为次带宽，收发数据 时既可以40MHz的带宽工作，也可以单个20MHz带 宽工作。同时为避免相互干扰，原本每20MHz信道 之间都会预留一小部分的带宽，当采用信道绑定 技术工作在40MHz带宽时，这一部分预留的带宽也 可以被用来通信，进一步提高了吞吐量。
Block ack 为保证数据传输的可靠性，802.11协议规 定每收到一个单播数据帧，都必须立即回应 ACK帧。A-MPDU的接收端在收到A-MPDU后， 需要对其中的每一个MPDU进行处理，因此同 样需要对每一个MPDU发送应答帧。Block Acknowledgement机制通过使用一个ACK帧来 完成对多个MPDU的应答，以降低这种情况下 的ACK帧的数量。
Wlan的组网方式
infrastructure”模式：所谓infrastructure 是在一种整合有线与无线局域网架构的应用 模式，与ad- hoc不同的是配备无线网卡的电 脑必须通过ap来进行无线通讯，设臵后，无 线网络。通过这种架构模式，即可实现网络 资源的共享。 “infrastructure”模式其实还可以分为 “无线AP+无线网卡”模式和“无线路由器+ 无线网卡”模式两种。
产品中的参数配置
产品中的参数配置
1。Beacon Interval (信标间隔) 一般无线网卡都是做被动式扫描(passive scanning) 操作系统的无线网卡管理软件一直在扫描ap的beacon，扫 描后显示在对话框中，这样就能看到当前区域中有哪些 ssid。 ap的beacon发送的太频繁，会比较占用无线的资源。 Beacon Interval调高有助于无线网络的性能，无线sta 省电 Beacon Interval调低，可以加快无线sta发现ap的时间， 在漫游或者无线sta处于移动状态，使用beacon interval 调低
目前厂商在设计无线局域网络产品时，有相 当多种存取设计方式，大致可分为三大类： 窄频微波(Narrowband Microwave)技术、 展频(Spread Spectrum)技术及红外线 (Infrared)技术 展频(Spread Spectrum)技术主要又分为跳频 技术(FHSS)及直接序列(DSSS)和现在比较 流行的OFDM（正交频分复用）
Wlan的组网方式
WDS 无线分布系统 最简单地说：无线分布式系统(WDS)的无线中继 模式，就是在WDS上可以让无线AP之间通过无线进 行桥接（中继），在这同时并不影响其无线AP覆 盖的功能。 无线分布系统 (WDS) 通过无线接口在两个 AP 设备之间创建一个链路。此链路可以将来自一个 不具有以太网连接的 AP 的通信量中继至另一具 有以太网连接的 AP。WDS最多允许在访问点之间 配臵四个点对点链路。
产品中的参数配置
RTS threshold RTS /CTS功用和CSMA/CA载波侦听差不多 因为大封包碰撞的可能性更大，所以以ap和sta可以设定 多少大小frame ,才启用rts/cts功能 1.rts/cts 会影响性能2312 所以2312-2346等于是“不启 用 ”RTS/ CTS 2.处在 sta分布散乱和rf干扰严重的情况，启用rts/cts 3.RTS Length (RTS Threshold) RTS 高(2312 -到2346)=不启用 RTS 低 =sta之间距离长,或sta处于运动状态以及干扰比较 大的时候 这个数据可以结合分片大小一起看。 一般家庭使用影响不大。 在查找吞吐量瓶颈的时候会有帮助
频道分布
802.11b 和 802.11g 将2.4 GHz 的频段区分为 14个重复，标记的频道，每个频道的中心频率相 差 5 兆赫兹(MHz).一般常常被误认的是频道1，6 和11（还有有些地区的频道14）是互不重迭所以 利用这些不重迭的频道，多组无线网络的互相涵 盖，互不影响，这种看法太过简单。802.11b和 802.11g并没有规范每个频道的频宽，规范的是中 心频率和频谱屏蔽（spectral mask）。802.11b 的频谱屏蔽需求为：在中心频率±11 MHz处，至 少衰减30 dB，±22 MHz 处要衰减50 dB.