| 11基本规范涵盖了IEEE802.11MAC以及两种物理层（physical layer）：一种是跳频扩频（frequency-hopping spread-spectrum，简称FHSS）物理层，另外一种是直接序列扩频（direct-sequence spread-spectrum，简称DSSS）物理层。IEEE802.11b规范了高速直接序列扩频（HR/DSSS）物理层。IEEE802.11a所规范的物理层主要是以正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，简称OFDM）技术为基础。
3.1.2 IEEE802.11网络的基本组件
IEEE802.11网络的基本组件，如图3.2所示：
图3.2 IEEE802.11LAN的组件
这些组件包括：
工作站（Station）：构建网络的目的是为了在工作站间传送数据。所谓的工作站，是指配置无线接口的计算设备。通常，工作站是以电池供电的膝上型（laptop）或手持式（handheld）计算机。
接入点（Access Point）IEEE 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（wireless-to-wired）桥接功能的设备称为接入点（access point，简称AP），接入点的功能不仅于此，但桥接（bridging）最为重要。
无线媒介(Wireless medium) IEEE802.11标准以无线媒介（wireless medium）在工作站之间传递帧。其所定义的物理层不只是一种，这种架构允许多种物理层同时支持IEEE 802.11MAC。IEEE802.11最初标准化了两种射频（radio frequency，简称RF）物理层以及一种红外线（infrared）物理层。
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（distribution system）属于IEEE802.11的逻辑组件，负责将帧（frame）转送至目的地。IEEE802.11并未规范分布式系统的技术细节。大多数商用产品是以桥接引擎（bridging engine）和分布式系统媒介（distribution system medium）共同组成分布式系统。分布式系统是接入点间转发帧的骨干网络，因此通常称为骨干网络（backbone network）[12]。
3.1.3网络类型
基本服务集（basic service set ，简称BSS）是IEEE802.11网络的基本组件（building block），由一组相互通信的工作站所构成。工作站之间的通信在某个模糊地带进行着，称为基本服务区域（basic service area），此区域受限于所使用的无线媒介的传播特性。只要位于基本服务区域，工作站就可以根同一个BSS的其他成员通信。BSS分为两种，分别是独立基本服务集（Independent BSS） 和基础结构型服务集（Infrastructure BSS）。如图3.3所示
图3.3 独立型与基础结构型网络的基本服务集
1.独立型网络
在IBSS中，工作站相互之间可以直接通信，但两者间的距离必须在可以直接通信的范围内。最低限度的IEEE802.11网络是由两个工作站所组成的IBSS。通常，IBSS是由少数几个工作站为了特定的目的而组成的暂时性网络。
基础结构网络
图3.3中右侧为基础结构型基本服务集。判断是否为基础结构型网络，只要查看是否有接入点（AP）参与其中即可。接入点(AP)负责基础结构型网络所有的通信，包括同一服务区域中所有移动节点之间的通信。位于基础结构型基本服务集中的移动式工作站如有必要根其他移动工作站通信，必须经过两个步骤。首先，由初始对话的工作站将帧传递给接入点。其次，由接入点将此帧转送至目的地。所有的通信都必须经过接入点，基础结构型网络所对应的基本服务区域就相当于接入点的传送范围，此种结构比直接传送耗费较多的资源，不过他们有两个主要的优点：
（1）基础结构型基本服务集被界定在接入点的传输范围内。所有移动式工作站都必须位于接入点的传输范围之内，不过移动式工作间之间的距离则无限制。允许移动式工作站彼此直接通信虽然可以节省一些带宽，但是每个工作站都必须维持与服务区域中的其他工作站的邻接关系，提高了物理层的复杂度。
（2）接入点在基础机构型网络里的作用是协助工作站节省电力。接入点可以记住有哪些工作站处于省电状态并且为之暂存帧。以电池供电的工作站可以关闭无线收发器，只有在传输或接收来自接入点的暂存帧时才会加以开启。
在基础结构型网络里，工作站必须先与接入点建立关联（associate），才能取得网络服务，所谓的关联是指移动式工作站加入某个IEEE802.11网络的过程。
2.扩展服务区域
BSS的服务范围可以涵盖整个小型办公室或家庭，不过无法服务较广的区域。IEEE802.11允许我们将几个BSS串联为扩展服务集（extended service，简称ESS），借此扩展无线网络的覆盖区域。所谓的ESS，就是利用骨干网络将几个BSS串联在一起。所有位于同一个ESS的接入点将会使用相同的服务组标识符（service set identifier，简称SSID）。图3.4所示的ESS是四个BSS的联合。
图3.4 扩展服务集
隶属于同一个ESS的工作站可以相互通信，即使这些工作站位于不同的基本服务区域时在这些基本服务区域中移动。为了让ESS里的工作站能够相互通信，无线媒介必须能够在第二层（链路层）进行连接。由于接入点扮演着桥接器的角色，因此ESS里的工作站若要相互通信，则骨干网也必须能够在第二层进行连接。
3.3 IEEE 802.11 MAC基础
3.3.1 IEEE 802.11 MAC 面临的问题
在无线通信中同一频段（及同一信道频率）上相互通信的多个站点可能存在信道争用问题。影响争用的因素，在元线环境下存在一些非常特殊的场景，其中最为特殊的场景效应就是隐藏和暴露效应。
1. 站点隐藏
当两个互不可见（即无线信号互不能达）的站点（比如A和B）同时向一个双方都可见的第三站点（比如C，一般位于两个发送站点中间位置处）发送信号时，由于A和B都无法检测到对方信号，于是都认为可向C发送信号。如果C收到两个发送站点送来的信号互相干扰，将元法正确接收到A和B的信息。图3.5给出了两种站点隐藏的场景示例[13]。
图3.5 无线通信中的站点隐藏示意图
2. 站点暴露
在图3.6的场景中，两对站点独自进行通信，中间两个相邻站（B和C）存在信道争用冲突。这是由于从C发送到D的射频信号也送到了B站；同样从B向A发送的信号，C也能接收到。 7/15 首页 上一页 5 6 7 8 9 10 下一页 尾页 |
