一、無線局域網

??WLAN利用無線多址通道和寬帶調制技術來提供統一的物理層平臺，以此來支持節點間的數據通信。WLAN能在幾十到幾千米范圍內支持較高數據率，可采用微蜂窩、微微蜂窩或非蜂窩結構。
??目前WLAN領域主要有兩個典型標準：IEEE802.11和HiperLAN。
??IEEE802.11指的是IEEE（1980年2月成立）下屬的第11工作委員會。IEEE802.11系列標準由IEEE802.11工作組提出，包括如a/b/g/n/ac/i/k等子標準。WiFi是IEEE802.11的商業名稱，由WiFi聯盟持有，很多場合下WiFi和IEEE802.11概念相同。

二、無線局域網的組成與服務

??WLAN由站、無線介質、無線接入點、分布式系統組成。

?站（STA）

??站也稱為主機或終端，一般作為客戶端。如一臺筆記本電腦或一部手機可以稱作站，其他具備接受信號的同時予以發送信號的設備也可以稱作站。
??WLAN能覆蓋的區域范圍稱為服務區（SA），由移動站的無線收發信機及地理環境確定的通信覆蓋區域稱為基本服務區（BSA）或小區（cell），是網絡的最小單元。一個BSA內相互聯系、相互通信的一組主機組成基本服務集（BSS）。

?無線介質（WM）

??無線介質是WLAN中站或AP間通信的傳輸介質，由物理層標準定義。

?無線接入點（AP）

??AP常處于BSA的中心固定不動。如一臺無線路由器就是一個AP。

?分布式系統（DS）

??將多個BSA通過DS連接，形成一個擴展服務區（ESA），通過DS互連的屬于同一ESA的所有主機組成一個擴展服務集（ESS）。

?無線局域網的拓撲結構

??BSS是WLAN的基本構造模塊，有兩種基本拓補結構：分布對等式拓撲結構和基礎架構集中式拓撲。單個BSS稱單區網，多個BSS通過DS互連構成多區網。
??分布對等式拓撲是獨立BSS，任意站之間可以直接通信而無須依賴AP轉接。
??基礎架構集中式拓撲則是我們日常生活中使用WiFi的結構模式，即Internet→路由器→（集線器）→AP→客戶終端。

三、IEEE802.11協議體系結構

?IEEE802.11若干子標準簡介

?IEEE802.11ac標準的物理層規范

??1.信道頻段
??IEEE802.11ac標準使用較為廣泛，其載波頻率為2.4GHz/5GHz，單天線傳輸速率最高可達867Mbps，8天線傳輸速率最高可達6.77Gbps，結合了MIMO與OFDM技術。
??2.4GHz頻段作為世界通用的ISM頻段，被各國廣泛使用，但具體可用的信道互不相同。2.4GHz頻段包括14個載波頻道，每個占用22MHz，中國、歐洲和澳大利亞允許使用1~ 13信道，美國允許使用 1~ 11信道。但由于該頻段日趨擁擠，互擾日益嚴重，我國開放了5.8GHz頻段共5個信道和5.150~5.350GHz共8個信道（僅限于室內使用）。在同等發射功率前提下，5GHz頻段更適合室內的高密度部署場景。
??2.信道帶寬
??數字信道吞吐量可由香農公式進行計算，信道帶寬與信道吞吐量間呈線性相關性。
??IEEE802.11ac采用了物理層OFDM技術，將給定信道分成許多正交子信道，每個子信道使用子載波調制，并行傳輸，頻譜可互相重疊，減小子載波間互擾，提高了頻譜利用率。
??3.下行多用戶MIMO
??IEEE802.11ac最高可支持8×8的MIMO天線架構，當信道帶寬和信噪比一定時，多天線可以提高信道吞吐量。

?IEEE802.11ac標準的MAC層規范

??MAC子層協議對網絡吞吐率、時延等性能有重要影響，還會影響小區結構、頻譜利用率、系統容量、設備成本和復雜度等。合理選擇MAC子層規范，并根據網絡業務特征有效配置信道資源，以提高無線信道效率、系統吞吐量和傳輸質量。
??1.分布式協調功能（DCF）和幀間間隔
??MAC子層的功能首先是提供可靠的數據傳輸。MAC子層實現共享介質訪問的公平控制，通過兩種訪問機制來實現：基本訪問控制，即分布式協調功能（Distributed Coordination Function，DCF）；集中控制訪問機制，即點協調功能（Point Coordination Function，PCF）。
??DCF是基礎協議，核心是載波監聽多路訪問/沖突避免（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，CSMA/CA），包括載波檢測、幀間間隔和隨機退避。
??為避免沖突，MAC子層規定所有站在完成發送后必須等待一個短時間才能發送下一幀，這段時間稱為幀間間隔（InterFrame Space，IFS）。IEEE802.11規定了4種IFS，以實現不同的訪問優先級別，按時間間隔長短由小到大排序分別為：SIFS（Short IFS）、PIFS（PCF IFS）、DIFS（DCF IFS）、EIFS（Extended IFS）。
??DCF有兩種工作模式：CSMA/CA和RTS/CTS，本文主要介紹前者。
??2.CSMA/CA
??CSMA/CA方式中，檢測到信道空閑期間大于某一IFS后立即開始發送幀，否則延遲發送直到檢測到所需IFS，然后選擇退避時間進入退避，結束后重新開始上述過程。
??CSMA/CA的基礎是載波偵聽，存在兩種不同的偵聽機制：虛擬載波偵聽（Virtual Carrier Sense，VCS）和物理載波偵聽（Physical Carrier Sense，PCS）。
??CSMA/CA傳輸時序如下：

??3.IEEE802.11ac的MAC層機制特點
??MAC層中有三種幀格式：管理幀、數據幀、控制幀，三種幀格式相同。

總結

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