WIFI全技术

WIFI技术介绍WLAN系统技术介绍1.WLAN基本原理14.专项工作进度情况42.WLAN关键技术21.WLAN的基本结构13.WLAN物理层32.WLAN的技术标准21.媒体接入方式12.调制方式24.RTS/CTS机制43.WLAN安全机制35.QOS技术56.射频管理与负载均衡6802.11组网模式–Adhoc802.11网络的基本元素-BSS•能互相进行无线通信的STA可以组成一个BSS•BSS是802.11网络的基本结构BSS1BSS2STA1STA2STA3STA5STA6STA4802.11网络的基本元素–DS和AP•DS(DistributionSystem):分发系统•AP(AccessPoint):一种特殊的STADSBSS2APBSS1AP1208E1208E802.11网络的基本元素–ESS•ESS(ExtendedServiceSet)是采用相同的SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSSDSESSBSS2AP2Servicesetidentify(SSID1)BSS1AP1Servicesetidentify(SSID1)1208E•具备网桥功能的AccessPoint•根据需要使用2.4或5.8GHz信号放大器；•根据需要使用各类2.4或5.8GHz天线•具备网桥功能的AccessPoint•根据需要使用2.4或5.8GHz信号放大器；•根据需要使用各类2.4或5.8GHz天线有效距离可以大于10KM甚至更多(无障碍物)无线网桥无线覆盖模型AccessPointSwitch移动用户固定网络无线网络覆盖区域INTERNETWLAN系统技术介绍1.WLAN基本原理14.专项工作进度情况42.WLAN关键技术21.WLAN的基本结构13.WLAN物理层32.WLAN的技术标准21.媒体接入方式12.调制方式24.RTS/CTS机制43.WLAN安全机制35.QOS保证56.射频管理与负载均衡6网络层传输层会话层表示层应用层数据链路层物理层IEEE802.11系列标准WLAN定义范围WLAN物理层定义标准802.11b802.11g802.11a网络拓扑adhoc,InfrastructureLLC协议802.2LLCMAC协议802.11MAC：CSMA/CA(DCF和PCF(可选)，RTS/CTS)安全机制IEEE802.11WEP协议、WPA、WPA2、WAPI工作频段2.4GHz，ISM频段(83.5MHz)5GHz，UNII频段(300MHz)抗干扰通信机制DSSS/FHSS/IRDSSS(CCK)，OFDMOFDM信道带宽FHSSDSSS14个信道，每个22MHz20MHz,16.6MHz(-3dB)75个信道，每个1MHz14个信道，每个22MHz调制方式GFSKBPSK/QPSKBPSK,QPSK,16-QAM,64-QAMBPSK,QPSK,16-QAM,64-QAM数据速率1,2,5,11Mbps1,2,5,11Mbps1,2,.5,11Mbps/6,9,12,18,24,36,48和54Mbps6,9,12,18,24,36,48和54Mbps编码CCITTCRC-1/6卷积码，码率1/2，2/3，3/4K=7卷积码，码率1/2，2/3，3/4发射功率20dBm16dBm覆盖范围室内：150m；室外：300m室内：50m室外：150m无线局域网的技术标准PowerRangeBatteriesFrequencySpeedRange802.11bSpeed:11MbpsFrequency:2.4GHzTechnology:DSSS802.11aHiperLAN/2Speed:54MbpsFrequency:5GHzTechnology:OFDM802.11gSpeed:54MbpsFrequency:2.4GHzTechnology:OFDMIntranet无线局域网的技术标准•IEEE802.11n–传输速率方面，802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps，甚至高达500Mbps。这得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMOOFDM技术，这个技术不但提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。–在覆盖范围方面，802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。无线局域网的技术标准•802.11e–无线网络的QoS标准•802.11h–802.11a的补充，确保其符合关于5GHz无线局域网的欧洲标准。DFS机制也根据该标准指定。•802.11i–WLAN安全标准，实际上是把IEEE802.1x安全标准引入了WLAN。•802.11f–解决漫游问题而制订的接入点之间的协议无线局域网的技术标准WLAN系统技术介绍1.WLAN基本原理14.专项工作进度情况42.WLAN关键技术21.WLAN的基本结构13.WLAN物理层32.WLAN的技术标准21.媒体接入方式12.调制方式24.RTS/CTS机制43.WLAN安全机制35.QOS技术56.射频管理与负载均衡6频段：2.4GHz~2.4835GHz采用DSSS(直接序列扩频技术)扩频技术、调制方式、传输速率：Barker列+BPSK-----1MbpsBarker列+QPSK-----2MbpsCCK+BPSK-----5.5MbpsCCK+QPSK-----11Mbps技术特点：用伪随机码调制载波，使难于被解码将83.5MHz带宽划分为13个宽22MHz的子信道最多三个相互不重叠的信道802.11b物理层相关技术131167•使用频带为2.4~2.4835GHz•使用OFDM(正交频分复用)调变技术•802.11g其实是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4GHz频率下提供每秒11Mbps数据传输率，也符合802.11a数据传输率标准在2.4GHz频率下提供54Mbps数据传输率•可兼容802.11,802.11b802.11g物理层相关技术•帧结构802.11MAC帧介绍•帧类型802.11MAC帧介绍LowbandwidthPollutedbycellular&cordlessAbandforthefutureNocosteffectivetechnologyyet123456FREQUENCY(GHz)26MHz83.5MHz125MHz2.400to2.4835GHz902to928MHz5.725to5.850GHzRelativelycleanspectrumDSradiosgoodatrejectingmicrowaveinterferenceCanfitseveral(11)WLANChannelsHFA3824ABRAShievesupto4MbpsperchannelHFA3860ABRAShieves11MbpsperchannelInstrumentation,Scientific&Medical(UnlicensedBand)IEEE802.11a/b/g的无线频段信道标号中心频率信道低端/高端频率12412MHz2401/2423MHz22417MHz2406/2428MHz32422MHz2411/2433MHz42427MHz2416/2438MHz52432MHz2421/2443MHz62437MHz2426/2448MHz72442MHz2431/2453MHz82447MHz2436/2458MHz92452MHz2441/2463MHz102457MHz2446/2468MHz112462MHz2451/2473MHz122467MHz2456/2478MHz132472MHz2461/2483MHz信道频率的划分2400MHz124122401242322417240624283242224112433424272416243852432242124436243724262448724422431245382447243624589245224412463102457244624681124622451247312246724562478132472246124832483.5MHzISM-bandwidthChannelnumberHighestfrequencyAveragefrequencyLowestfrequencyIEEE802.11b无线信道的划分124122401242322417240624283242224112433424272416243852432242124436243724262448724422431245382447243624589245224412463102457244624681124622451247312246724562478132472246124832400MHz2483.5MHzISM-bandwidthChannelnumberHighestfrequencyAveragefrequencyLowestfrequencyIEEE802.11g无线信道的划分WiredLANEthernetChannel1/2(11Mbps)Channel6/7(11Mbps)Channel11/13(11Mbps)Channel11/13(11Mbps)Channel1(11Mbps)频段的划分及覆盖WLAN系统技术介绍1.WLAN基本原理14.专项工作进度情况42.WLAN关键技术21.WLAN的基本结构13.WLAN物理层32.WLAN的技术标准21.媒体接入方式12.调制方式24.RTS/CTS机制43.WLAN安全机制35.QOS技术56.射频管理与负载均衡6媒体接入控制MAC在IEEE802.11中媒体接入控制方式有PCF和DCF两种方式。这种MAC的结构如下图所示：•DCF（分布式协调功能）是IEEE802.11MAC的基本接入方法，通过载波侦听多路复用/冲突避免（CSMA/CA）来完成接入，控制共享媒介，DCF在所有的终端中实现，用在IBSS和ESS网络中。•PCF（点协调功能）是IEEE802.11MAC的可选接入方法，只用在ESS网络中，这种方法采用轮询的方式决定哪个终端有权利使用媒介来传输数据。–不同类型的报文可以通过采用不同IFS时长来区分访问媒体的优先级•SIFS：用于优先级最高的时间敏感的控制报文(例如CTS，RTS,ACK)•PIFS：用于AP发送报文•DIFS：用于一般的STA发送报文–最终的效果是控制报文比数据报文优先获得媒体发送权，AP比STA优先获得媒体发送权SIFSBusyFrameTimePIFSDIFSContentionwindow802.11MAC访问机制–DCF方式802.11MAC访问机制–DCF方式IFSIFS推迟发送直到媒体空闲IFS时间长度BusyFrameContentionwindowback-off定时启动MediumbusySendframeTimeDCF方式基于CSMA/CA原理CSMA/CA（载波侦听多路复用/碰撞避免）终端传送数据单元时，它首先检测媒介是否空闲，如果空闲，它将占用媒介传送数据，同时将媒介标志为忙状态；如果媒介忙，它将采用一种随机退避算法，等待一段时间后再次检测媒介是否空闲。开始退避过程时，终端将它的退避定时器设置为一个随机退避时间，终端在退避结束时用载波监听机制来判断媒介是否可用，如果不可用，退避过程将采用一种算法来减少它的退避等待时间，再次进入退避过程。这种处理过程的效果是：当多个终端进入随机退避状态，具有最短退避时间的终端将在竞争中获胜，使用媒介。WLAN系统技术介绍1.WLAN基本原理14.专项工作进度情况42.WLAN关键技