IEEE 802.11 无线局域网

(1)无线通信的两个重要特征html

——Hidden node problemnode

  双方虽然听不到对方的讯号,但同时传送给相同的对象致使了碰撞(这个时候双方都不知道发生了碰撞)算法

——Exposed node problem网络

  双方均可以听获得对方的讯号,但同时能够传送给不一样的对象(不会发生碰撞)异步

(2)不能像CSMA/CD有冲撞的侦察,就算是碰撞了,发送数据的节点也不知道。一个IEEE 802.11最大能够传输2000多个字节,为了让长分组在送的时候能够减小碰撞的概率,减小浪费的带宽,因此设计一个比较小的RTS帧和CTS帧做为先导(RTS帧以及CTS帧都比较小),RTS帧是广播说我要发送数据了,CTS帧广播说我要接收数据了。——举个例子(来自百度百科)RTS CTS  (这是为了解决没法侦测的碰撞,利用这个可让其余站点不要来干扰我收发数据)url

① 在图中,.net

● 站B、站C、站E在站A 的无线信号覆盖的范围内。而站D不在其内。
● 站A、站E、站D在站B 的无线信号覆盖的范围内,但站C不在其内。
② 若是站A要向站B发送数据,那么,站A在发送 数据帧以前,要先向站B发送一个 请求发送帧 RTS(Request To Send)。在RTS帧中已说明将要发送的数据帧的长度。站B收到RTS帧后就向站A回应一个 容许发送帧 CTS(Clear To Send)。在CTS帧中也附上A欲发送的数据帧的长度(从RTS帧中将此数据复制到CTS帧中)。站A收到CTS帧后就可发送其数据帧了。如今讨论在A和B两个站附近的一些站将作出什么反应。
● 对于站C,站C处于站A的 无线传输范 围内,但不在站B的无线传输范围内。所以站C可以收听到站A发送的RTS帧,但通过一小段时间后,站C收听不到站B发送的CTS帧。这样,在站A向站B发 送数据的同时,站C也能够发送本身的数据而不会干扰站B接收数据(注意:站C收听不到站B的信号代表,站B也收听不到站C的信号)。
● 对于站D,站D收听不到站A发送的RTS帧,但能收听到站B发送的CTS帧。所以,站D在收到站B发送的CTS帧后,应在站B随后接收 数据帧的时间内关闭数据发送操做,以免干扰站B接收自A站发来的数据。
● 对于站E,它能收到RTS帧和CTS帧,所以,站E在站A发送数据帧的整个过程当中不能发送数据。
③ 虽然使用RTS和CTS帧会使整个网络的效率有所降低。但这两种控制帧都很短,它们的长度分别为20和14字节。而数据帧则最长可达2346字节,相比之下的开销并不算大。相反,若不使用这种 控制帧,则一旦发生冲突而致使数据帧重发,则浪费的时间就更大。虽然如此,但协议仍是设有三种状况供用户选择:
● 使用RTS和CTS帧;
● 当 数据帧的长度超过某一数值时才使用RTS和CTS帧;(若是过小就不必用这个了,反而增长了Media的Load)
● 不使用RTS和CTS帧。
④ 尽管协议通过了精心设计,但冲突仍然会发生。
例如:站B和站C同时向站A发送RTS帧。这两个RTS帧发生冲突后,使得站A收不到正确的RTS帧于是站A就不会发送后续的CTS帧。这时,站B和站C像 以太网发生冲突那样,各自随机地推迟一段时间后从新发送其RTS帧。推迟时间的算法也是使用二进制指数退避。
 
 
(3)由于没法知道本身的数据是否发送成功,因此接收方收完数据后,须要接受方发送一个ACK帧告诉接收方已经收到。
 
(4)如何侦听是否繁忙
   ——直接经过天线去听 physical
   ——经过RTS,CTS的预定(由于RTS,CTS携带数据帧的大小,这个发送这个时间内,都是繁忙的) 经过NAV -duration field
 
(5)CSMA/CA
 原理
  1首先检测信道是否有使用,若是检测出信道繁忙,则等待一段随机时间后(等到空闲后的时间+DIFS+一个随机退避时间【跟这个数据重送次数有关】),才送出数据。
  2接收端若是正确收到此帧,则通过一段时间间隔后,向发送端发送确认帧ACK。
  3源STA收到ACK帧,肯定数据正确传输,在经历DIFS时间间隔后,会出现一段空闲时间,叫作争用窗口,代表会出现各STA争用信道的状况。若是检测信道时发现信道正在使用,STA使用CSMA/CA协议的退避算法。冻结退避计时器。只要信道空闲,退避计时器就进行倒计时。当退避计时器减小到零时,STA就发送帧并等待确认。若是没有收到ACK帧,必须重传次帧。
 
(6)优先权
  SIFS<PIFS<DIFS(时间大小)   最高优先级SIFS最高
  SIFS(包括收到RTS回复CTS,发送ACK,发送POLLING的回复)最快发生
  PIFS(免竞争,被AP问到就能够立刻送,通常送一些实时数据)
  DIFS(竞争,主要是采用CSMA/CA,主要是一些通常的数据传输)
 
(7)DCF的执行。
  因为信道忙而使无竞争期的起点和长度都发生变化,并引发超帧的扩展,但不管如何,DCF异步业务都要等到PCF完成以后才能得到访问信道的权利。(使用DIFS)
 

 

 

 

 
(8)AP的轮询(PCF的执行)。
  AP以PCF优先级向参与无竞争业务的站发送下行数据帧(CF- Down,ContentFrameofDown-link),使用帧头的控制域轮询比特进行轮询,若被轮询到的站有缓冲数据,则检测到SIFS后当即发 送。若AP发出轮询后PIFS内没有响应,AP恢复控制信道,发送下一个轮询。被轮询的站无须对CF-Down进行确认。
 
 
主要内容就是这张图

 

感受比CSMA/CD可贵多
可见参考
CSMA/CA协议分析
以及
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