80211协议

802.11b/g/n协议

一、符合IEEE的移动通信技术

二、802.11四种主要物理组件

1.工作站(Station)

构建网络的主要目的是为了在工作站间传送数据。所谓工作站，是指配备无线网络接口的计算设备，即支持802.11的终端设备。如安装了无线网卡的PC，支持WLAN的手机等。

2.接入点(Access Point)

802.11网络所使用的帧必须经过转换，方能被传递至其他不同类型的网络。具备无线至有线的桥接功能的设备称为接入点，接入点的功能不仅于此，但桥接最为重要。为STA提供基于802.11的接入服务，同时将802.11mac帧格式转换为以太网帧，相当于有限设备和无线设备的桥接器。

3.无线媒介(Wireless Medium)

802.11标准以无线媒介在工作站之间传递帧。其定义的物理层不只一种，802.11最初标准化了两种射频物理层(2.4GHz和5GHz)以及一种红外线物理层。

4.分布式系统(Distribution System)

当几个接入点串联以覆盖较大区域时，彼此之间必须相互通信以掌握移动式工作站的行踪。

分布式系统属于802.11的逻辑组件，负责将帧传送至目的地，将各个AP连接起来的骨干网络。

三、无线局域网的网络类型

Infrastructure网络架构可以实现多终端共用一个AP。需要AP提供接入服务，AP负责基础结构型网络的所有通信。这种网路可以提供丰富的应用，较多的STA接入数量。

Ad-hoc网络没有有线基础设施，网络节点由移动主机构成，无线网卡之间的通讯，不需要通过AP。一般是少数几个STA为了特定目的而组成的一种暂时性网络，又称特设网络。

802.11-基础结构网络的架构

注意：

◆BSS(basic service set)基本服务集由能互相通信的STA组成，是802.11

网络提供服务的基本单元；

◆ESS扩展网络由多个BSS构成，是采用相同SSID的多个BSS形成的更大规模

的虚拟BSSS，是为了解决单个BSS覆盖范围小的问题而定义的；

◆SSID（服务集标识），标识一个ESS网络，相当于网络的名称；

◆BSSID是AP的MAC地址，用来标识AP管理的BSS。

BSS和ESS的关系如下图：

802.11-自组织网络的架构

四、802.11-层次和功能

各种PHY层技术的区别在于不同的编码调制方式、不同的速率以及不同的PHY 层帧格式。

●802.11基本物理层（2.4 GHz频段）

⏹DSSS：1, 2 Mbps

⏹FHSS：1, 2 Mbps

⏹IR：1, 2 Mbps

●802.11b （2.4 GHz频段）

⏹HR/DSSS：DBPSK：1, DQPSK ：2 Mbps，CCK：5.5，11 Mbps

●802.11g （2.4GHz频段）--ERP（Extended Rate PHY）

⏹ERP-DSSS/CCK：1, 2, 5.5, 11 Mbps

⏹ERP-OFDM：6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps

⏹ERP-PBCC(可选)：22, 33 Mbps

⏹DSSS-OFDM(可选)：6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps

●802.11n （2.4GHz 、5GHz频段）

⏹MIMO-OFDM

802.11与ISO对比

802．11协议主要工作在ISO协议的最低两层上。

802.11 PHY分层结构

物理层管理实体PLME（Physical Layer Management Entity）

与MAC层管理相连，上层通过该模块对PHY进行管理、控制，主要是PHY MIB寄存器。

物理层汇聚过程PLCP（Physical Layer Convergence Procedure）子层

规定如何将MAC层协议数据单元(MPDU)映射为合适的物理层帧格式，可以理解为PHY 层的编码和封包过程。

物理媒介相关PMD（Physical Medium Dependent）子层

直接与无线媒介发生关联，主要是最底层涉及编码、调制和无线收发的部分。

MSDU：MAC Service Data Unit，MAC层业务数据单元。这是最原始的待发数据信息；MPDU：MAC Protocol Data Unit，MAC层协议数据单元。将MSDU按一定帧结构包装后的待发数据信息；

PSDU：PLCP Service Data Unit，PLCP子层业务数据单元。实际就是从MAC层传来的MPDU 信息

PPDU：PLCP Protocol Data Unit，PLCP子层协议数据单元。将PSDU按照特定的帧格式进行数据封装后的数据包，这也是最终将经由物理介质发送出去的数据封装。

PLCP子层将MAC层传来的数据MPDU转换为PSDU，然后，加上PLCP头（PLCP Header）信息和前导码（Preamble Code）就构成了PPDU数据帧结构。IEEE定义了两种前导码和头信息组成的PPDU帧结构：长前导码（Long Preamble）和头信息组成的长PPDU帧以及短前导码（Short Preamble）和头信息组成的短PPDU帧。

802.11的物理帧结构分为前导信号（Preamble）、信头Header和负载Payload。Preamble 主要用于确定移动台和接入点之间何时发送和接收数据，传输进行时告知其它移动台以免冲突，同时传送同步信号及帧间隔。Preamble完成，接收方才开始接收数据。Header 在Preamble 之后用来传输一些重要的数据比如负载长度、传输速率、服务等信息。由于数据率及要传送字节的数量不同，Payload的包长变化很大，可以十分短也可以十分长。

在一帧信号的传输过程中，Preamble和Header所占的传输时间越多，Payload用的传输时间就越少，传输的效率越低。

在接收PPDU数据包时，需要CCA（Clear Channel Assessment）：空闲信道评估，它的作用是PHY根据某种条件来判断当前无线介质是处于忙还是空闲状态，并向MAC通报。高速