物聯(lián)網(wǎng)與短距離無(wú)線通信技術(shù)[董健]第三章-資料下載頁(yè)
2025-02-21 12:11本頁(yè)面
【正文】 天線選擇、接收天線選擇、接收分集。 ? 發(fā)射功率參數(shù) ：各功率等級(jí)、當(dāng)前發(fā)射功率等級(jí)。 ? 信道 ：當(dāng)前工作信道。 ? 速率 ：支持的接收速率表、支持的發(fā)送速率表。 ? 調(diào)制方法 ：支持的調(diào)制方法。 MAC層 MAC層功能 ：使用物理層的服務(wù)為上層提供類似以太網(wǎng)的 MAC功能，并針對(duì)無(wú)線的特點(diǎn)進(jìn)行了修改。 ? 支持?jǐn)?shù)據(jù)加密 ：因?yàn)闊o(wú)線環(huán)境比有線環(huán)境更容易被偷聽和攻擊。 ? 支持 MAC層的確認(rèn) ：因?yàn)闊o(wú)線鏈路可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以太網(wǎng)， MAC層重傳比上層重傳效率高。 ? CSMA/CA：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法使用 CSMA/CD，因?yàn)闊o(wú)法同時(shí)收發(fā)，且無(wú)線媒介的沖突檢測(cè)很容易遺漏。沖突退避機(jī)制通過(guò)隨機(jī)的退避窗口可將沖突概率將到最低。 ? QoS：支持類似 QoS機(jī)制， 8個(gè)用戶優(yōu)先級(jí)。 ? 排序功能 ：因?yàn)榇嬖谥貍骱蛢?yōu)先級(jí)隊(duì)列，需要接收端進(jìn)行排序來(lái)保證 MAC層的按序傳遞特性。 ? 管理和控制 ：增加了大量的 MAC層管理和控制功能。 AP MAC層 MAC幀 ： MAC幀（ MPDU）包括數(shù)據(jù)幀、控制幀和管理幀。 ? 數(shù)據(jù)幀 ：為上層協(xié)議收發(fā)的 MAC幀。圖中黑色所示。 ? 控制幀 ： MAC層之間為了控制功能收發(fā)的幀。圖中藍(lán)色所示。 ? 管理幀 ： MAC層管理實(shí)體之間交換的幀。圖中紅色所示。 PHY MAC層管理 （ MLME） MAC PHY層管理 （ PLME） Upper Layer STA Upper Layer MAC層管理 （ MLME） PHY層管理 （ PLME） PHY MAC MAC層 MAC數(shù)據(jù)幀 ? 分 QoS幀和非 QoS幀， QoS幀中包括 QoS Control字段。 ? 地址格式包括 3地址格式和 4地址格式。 ADHOC APSTA STAAP WDS MAC層 MAC控制幀 ：因?yàn)榭刂茙莾蓚€(gè) STA之間的協(xié)議交互幀，所以均為 1地址格式和 2地址格式，其中廣播性質(zhì)的控制幀為 1地址格式。 MAC層 MAC管理幀 ：用于完成鑒權(quán)和關(guān)聯(lián)操作，都是 3地址格式。 MAC層 DCF/PCF/HCF ? DCF：基本的媒介協(xié)調(diào)控制功能，即 CSMA/CA。 ? PCF：可選功能，只適合于 AP架構(gòu)。由 AP擔(dān)當(dāng)裁決，將媒介 slot進(jìn)行分配。 ? HCF：支持 EDCA和 HCCA，分別用于基于競(jìng)爭(zhēng)的媒介分配和收控的媒介分配。 MAC層 DCF（ Distributed Coordination Function） ：即 CSMA/CA，其核心是“先聽后說(shuō)”和“隨機(jī)退避”機(jī)制。 ? 媒介空閑： PHY層檢測(cè)到媒介持續(xù) DIFS沒(méi)有使用，則認(rèn)為媒介進(jìn)入空閑狀態(tài)。 ? 隨機(jī)退避：檢測(cè)到媒介處于空閑狀態(tài)，如果需要競(jìng)爭(zhēng)媒介，則在競(jìng)爭(zhēng)窗口 CW內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)退避時(shí)間（ n個(gè) slot單位）。 ? 競(jìng)爭(zhēng)成功：只有媒介空閑時(shí)退避計(jì)數(shù)才遞減，遞減到 0時(shí)即獲得媒介訪問(wèn)權(quán)。 MAC層 DCF中的隨機(jī)回退示例 MAC層 DCF在 MAC重傳時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)窗口 CW隨重傳次數(shù)指數(shù)遞增，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先級(jí)降低。以保證高負(fù)荷情況下性能穩(wěn)定性。 MAC層 DCF中的 RTS/CTS：一種媒介預(yù)留的機(jī)制，該機(jī)制可以代替 PHY層完成載波偵聽（ CS），并讓各 STA生成 NAV（網(wǎng)絡(luò)分配表）。 ? RTS/CTS：可通過(guò) RTS和 CTS控制幀來(lái)進(jìn)行媒介預(yù)留，也可以通過(guò)在數(shù)據(jù)幀中攜帶duration信息的方式來(lái)預(yù)留。 ? RTS/CTS門限：因?yàn)榘l(fā)送較短數(shù)據(jù)幀時(shí)使用 RTS/CTS機(jī)制，會(huì)嚴(yán)重影響效率，只有當(dāng)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度大于該門限時(shí)，才使用 RTS/CTS機(jī)制來(lái)發(fā)送。 ? 隱藏站（ Hidden STA）：當(dāng)存在隱藏站時(shí)（終端能聽到 AP，但某些終端之間互相聽不見），發(fā)生碰撞的概率大大提高，這會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。使用 RTS/CTS機(jī)制能解決隱藏站的問(wèn)題。 ? 多播和廣播幀的發(fā)送不能使用 RTS/CTS機(jī)制。 ? CTStoself：主要用于 b/g混合模式下， AP/STA如果采用 OFDM調(diào)制來(lái)發(fā)送 MAC幀時(shí)。因?yàn)?11b的終端不能對(duì) OFDM調(diào)制進(jìn)行 CS， AP/STA需要發(fā)送 CTStoself來(lái)通知 11b的終端媒介忙。 ? NAV(Network Allocation Vector)：各個(gè) STA維護(hù)的一個(gè)時(shí)間段，該時(shí)間段內(nèi)無(wú)線媒介不允許本 STA使用，即使 PHY檢測(cè)到了媒介空閑。 MAC層 DCF中的 RTS/CTS示例 MAC層管理 掃描 AP ? 通過(guò) Beacon掃描： AP周期性廣播 Beacon消息，內(nèi)容包括 SSID、 BSSID、安全參數(shù)等。 STA偵聽 Beacon消息，收集所有 AP信息，選擇其中一個(gè)進(jìn)行連接。 ? 主動(dòng)掃描： STA在不同信道上主動(dòng)發(fā) Probe Request廣播來(lái)探測(cè) AP，包的內(nèi)容包括 SSID。 STA收聽 AP的 Probe Response，包的內(nèi)容與 Beacon相似。 STA收集到的所有的 AP信息，選擇其中一個(gè)進(jìn)行連接。 MAC層管理 鑒權(quán)和關(guān)聯(lián) AP ? Open System鑒權(quán)： 2次握手 STA給 AP發(fā)鑒權(quán)消息 Authentication發(fā)起 Open System鑒權(quán)。 AP給 STA回 Authentication消息，告知鑒權(quán)結(jié)果。 ? Shared Key鑒權(quán)： 4次握手 STA給 AP發(fā)鑒權(quán)消息 Authentication發(fā)起 Shared Key鑒權(quán)。 AP給 STA發(fā) Authentication消息，帶 challenge text，質(zhì)詢 STA。 STA給 AP發(fā) Authentication消息，帶加密的 chanllenge，回復(fù)質(zhì)詢。 AP給 STA發(fā) Authentication消息，回復(fù)鑒權(quán)結(jié)果。 ? 關(guān)聯(lián)： 2次握手 STA給 AP發(fā) Associate Request，內(nèi)容包括速率、功率、 QoS能力、安全參數(shù)。 AP給 STA發(fā) Associate Response，內(nèi)容包括狀態(tài)、速率集和關(guān)聯(lián) ID。 MAC層管理 電源管理 ： 2種省電模式（ PS mode） ? CAM模式： Continuous Active Mode，射頻接收始終打開。 ? PSP模式： Power Save Polling Mode，設(shè)備通常是關(guān)閉的。 AP緩存 STA的包，如果有包，則通過(guò) Beacon通知終端。 STA定期醒過(guò)來(lái)，收聽 Beacon，如果沒(méi)有自己的緩存包，則繼續(xù)睡眠。 如果有自己的緩存包，則通過(guò) PSpoll幀通知 AP給發(fā)送緩存包。 SUMMARY ? WLAN發(fā)展介紹： ? WLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)： Infrastructure/Adhoc/Mesh/WDS ? WLAN安全架構(gòu)： WEP/WPA/? WLAN協(xié)議框架： PHY/MAC 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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