【正文】 基站接入。 由多個 BSS通過一個分布式系統(tǒng)互聯(lián)而成，像一個單一的邏輯局域網(wǎng)。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 54 (2) 物理層 ，主要采用擴(kuò)頻 (spread spectrum)技術(shù)進(jìn)行通信。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 55 ? OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交頻分復(fù)用 1999年提出的 ，工作在 5GHz頻段 ，傳輸速率最高為 54Mbps。 ? HRDSSS High Rate DSSS 高速直接序列擴(kuò)頻 1999年提出的 ，工作在 ISM頻段，傳輸速率最高為 11Mbps。 ISM Industrial、 Scientific、 Medical 工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué) 該頻段不需經(jīng)許可就可以使用。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 57 1) FHSS Frequenc Hopping Spread Spectrum 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 58 擴(kuò)頻技術(shù)簡介 擴(kuò)頻技術(shù)最初是為軍事及情報部門的需求而開發(fā)的。擴(kuò)頻技術(shù)的基本思想是將攜帶信息的信號擴(kuò)散到較寬的頻譜帶寬上，接收端必須知道所傳播的擴(kuò)頻信號相關(guān)參數(shù)才能正確地恢復(fù)發(fā)送信號，如果接收端沒有調(diào)整到正確的頻率，它收到的擴(kuò)頻信號將是一片噪聲。輸入的數(shù)據(jù)首先進(jìn)入信道編碼器，并產(chǎn)生模擬信號，這個模擬信號具有圍繞某個中心頻率的、相對較窄的帶寬。在接收端，使用相同的數(shù)字序列對擴(kuò)頻信號進(jìn)行解調(diào)。 偽隨機(jī)數(shù)使用一些被稱為種子(seed)的初始值通過某個算法得到。因此，只有與發(fā)送方共享信息的接收器才能夠成功地將信號解碼。 這種切片編碼將信號擴(kuò)展到較寬的頻帶范圍，而這個頻帶范圍與使用的比特數(shù)成正比。 52個頻率，其中 48個用于傳送數(shù)據(jù)， 4個用于同步。 從而存在兩種錯誤的判斷，即： ? 隱藏站點(diǎn) ? 暴露站點(diǎn) 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 64 Hidden station problem A發(fā)送報文給 B，但因 C在 A的信號范圍之外，C沒有察覺 A的發(fā)射信號，如果 C也發(fā)報文給 B，則會造成 C和 A信號的重疊，使此次發(fā)送失效 。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 66 Exposed station problem 在圖 411(b)中，如果 B發(fā)送報文給 A，但 C暴露在 B的發(fā)送信號范圍之內(nèi)， C檢測到有信號，它就不會發(fā)報文。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 67 在圖 426中， A發(fā)報文給其它主機(jī)，但 B正好位于 A的信號范圍之內(nèi)， B因檢測到 A的信號，B將不會發(fā)報文給 C。 PCF： Point Coordination Function 點(diǎn)協(xié)調(diào)功能 由點(diǎn)協(xié)調(diào)器采用輪詢的方法，所以沒有競爭問題。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 70 ① CSMA/CA CSMA with Collision Avoidance ? 如檢測到信道空閑，則主機(jī)發(fā)送報文，不管發(fā)送過程中是否發(fā)生沖突，發(fā)送站都將報文發(fā)送完畢。 如果發(fā)生沖突，則各站等待一個隨機(jī)時間 (使用以太網(wǎng)的二進(jìn)制指數(shù)后退算法 )后再次嘗 試。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 72 任何移動主機(jī) (A)在發(fā)送報文前先發(fā)一個 RTS，接收主機(jī) (B)如果同意接收，則送回一個 CTS，見圖 427。 B正確地收到數(shù)據(jù)幀后發(fā)一個確認(rèn)幀 ACK， A收到 ACK，則此次發(fā)送即告結(jié)束。 這個方法的基本思想是：在通信之前發(fā)送方和接收方之間互發(fā)短幀 (RTS和 CTS)，發(fā)送和接收方周圍的站點(diǎn)就會監(jiān)測到這些短幀，從而不會在即將到來的數(shù)據(jù)幀期間發(fā)送自己的幀。所有檢測到 CTS幀的站點(diǎn)均向 B關(guān)閉，并在后繼數(shù)據(jù)到來期間保持沉默。 暴露站點(diǎn)問題的解決： 在圖 412(a)中， C位于 A的范圍之內(nèi)，但在B的范圍之外，在 A發(fā)數(shù)據(jù)時存在暴露站點(diǎn)問題。同時 C只要不和 CTS產(chǎn)生干擾，就可以隨意地在 A發(fā)送數(shù)據(jù)幀時向除 A以外的其它站點(diǎn)發(fā)送自己的幀。這種情況下， D聽不到 A發(fā)出的 RTS，但是卻能聽到 CTS，此時 D在內(nèi)部產(chǎn)生 NAV信號，告訴它不能向 B發(fā)數(shù)據(jù)幀，直到 A向 B發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束為止。 另外又加入載波偵聽，當(dāng)有其它站點(diǎn)發(fā) RTS時，自己就不發(fā) RTS。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 79 ③ 通過幀分段降低出錯率 無線網(wǎng)存在的一個嚴(yán)重問題是它的噪聲干擾遠(yuǎn)大于有線網(wǎng)，因而通信不可靠，出錯率高。對于一個標(biāo)準(zhǔn)的最大長度以太網(wǎng)幀 (12,144bits)來說，當(dāng) p = 106 時，有超過 1%的幀出錯。 將長幀的發(fā)送轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮處陌l(fā)送，稱為 fragment burst。它們是： ? SIFS ? PIFS ? DIFS ? EIFS 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 82 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 83 ? SIFS Short InterFrame Spacing 最短的 IFS。在 fragment bust傳輸時，發(fā)送站每收到 1個 ACK后間隔 SIFS再發(fā)下一個短幀。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 84 ? PIFS PCF InterFrame Spacing 在 PCF模式中基站發(fā)送 beacon frame (該幀包含系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)如站跳順序、 dwell time、時鐘同步等，定時發(fā)送 )或輪詢幀的時間間隔。 其值與物理層有關(guān)。如果發(fā)生沖突，則應(yīng)用二進(jìn)制指數(shù)后退算法解決。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 86 (4) 幀結(jié)構(gòu) MAC幀： ?數(shù)據(jù)幀 ?控制幀 ?管理幀 各類幀格式有所不同 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 87 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 88 ? 幀控制域 (Frame control) ? 協(xié)議版本 (Version) 允許在同一個蜂窩內(nèi)同時運(yùn)行兩個版本的協(xié)議。 ? 子類型 (subtype) 三種類型中的一些特定要求。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 89 ? 去分布式系統(tǒng) (ToDS) ? 來自分布式系統(tǒng) (FromDS) 將幀轉(zhuǎn)發(fā)到 DS或接收來自 DS的幀。 ? 多段 (MF) 表示后面跟隨多個段。 ? 電源管理 基站將接收站置成睡眠狀態(tài)或從睡眠狀態(tài)被喚醒。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 90 ? 有線等效保密 (W) 表示該幀已采用 WEP算法加密。這是一種流加密方式，就是將一個短密鑰擴(kuò)展成一個無窮偽隨機(jī)密鑰流，發(fā)送端將密鑰流和明文進(jìn)行異或運(yùn)算，生成加密后的密文。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 91 ? 持續(xù)時間 (Duration) 數(shù)據(jù)幀、確認(rèn)幀和 NAV占用信道的時間。如果 ToDS置 “ 1”，則指 DS的接入點(diǎn)地址，如果 ToDS置 “ 0”，則是接收站點(diǎn)地址。如果 FromDS置 “ 1”，則指 DS的接入點(diǎn)地址，如果 FromDS置 “ 0”，則是接收站點(diǎn)地址。用于蜂窩間的通信。用于蜂窩間的通信。其中 12位用于幀序號，4位用于幀內(nèi)的分段號。 ? 校驗域 (Checksum) 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 93 (5) 服務(wù) 9項服務(wù)。另外 4項為站點(diǎn)安全可靠服務(wù)，用于單個蜂窩內(nèi)的工作。在請求連接時向基站報告自已的身份及需求，如數(shù)據(jù)傳輸速率，需要的 PCF服務(wù)，能源管理等。 ③ 重新關(guān)聯(lián) (Reassociation) 移動站在不同的蜂窩之間移動時改變所連接的基站，并且在移動過程中不應(yīng)丟失數(shù)據(jù)。如果在基站的信號范圍之內(nèi)，則可直接送給基站。 ⑤ 整合 (Integration) 用于 址和報文格式轉(zhuǎn)換。在移動站已與基站關(guān)聯(lián)進(jìn)入所屬蜂窩后，基站向移動站發(fā)出一個特殊的查詢幀，通過核對分配給移動站的密鑰 (或 password)來確認(rèn)該站的合法性，并最終同意該站在蜂窩注冊。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 96 ③ 保密 (Privacy) 處理信息的加密與解密。 ④ 數(shù)據(jù)的遞交 (Data delivery) ，當(dāng)需經(jīng)過Ether通信時， Ether也不提供可靠性保證，所以必須由高層協(xié)議來負(fù)責(zé)檢查和校正差錯，以保證最終遞交的正確性。 ? 正式名稱是 “ Air interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”， 或稱為 “ Wireless Metropolitan Area Network”、 “ wireless local loop”。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 99 另外二種無線接入方式： ? LMDS(Local Multipoint Distribution Service) 工作在 24G～ 38GHz頻譜，利用高容量點(diǎn)對多點(diǎn)微波傳輸。速率從 64kbps到 2Mbps，最高達(dá) 155Mbps。 ? MMDS(Multichannel Multipoint Distribution Service) 工作在 ～ ，可為用戶提供點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)服務(wù)，還支持用戶終端業(yè)務(wù)、GSM短消息、 GPRS電信業(yè)務(wù)。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 100 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 101 1. Comparison of with 標(biāo)準(zhǔn)，而 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 102 2. The Protocol Stack ? IEEE : MAC及 10～ 66 GHz PHY； ? : 增補(bǔ)方案 ,需申請許用執(zhí)照的頻段， 2～ 11 GHz； ? : 增補(bǔ)方案， WirelessHUMAN,無需申請許用執(zhí)照的頻段， 5～ 6 GHz； ? : 增加了系統(tǒng)的互操作性； ? : 2～ 11 GHz互操作性規(guī)范； ? : 移動無線城域網(wǎng)的方案 。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 105 ? 工作在 1066GHz，采用毫米波 (millimeter wave)。而蜂窩通信無線電波是無方向性的。 但距離愈遠(yuǎn)，其傳輸速率愈低。 25MHz時 50bps 3. The Physical Layer 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 106 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 107 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 108 ? 物理層（ PHY層）被設(shè)計成具有高度的靈活性，以利于優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能配置。這兩種方式均使用突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸格式，該傳輸機(jī)制支持自適應(yīng)的突發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。按需分配多路尋址DAMA技術(shù)是一種根據(jù)多個站點(diǎn)之間的容量需要的不同而動態(tài)地分配信道容量的技術(shù)。時分多路技術(shù)可以根據(jù)每個站點(diǎn)的需要為其在每個幀中分配一定數(shù)量的時隙來組成每個站點(diǎn)的邏輯信道。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 110 ? Hamming碼作前向糾錯 。加密只針對 MAC PDU中的載荷部分， MAC頭不被加密， MAC層中的所有管理信息在傳輸過程中也不被加密。 2022/1/4 上海交通大學(xué)計算機(jī)系 112 2) 密鑰管理協(xié)議 (PKM)