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IEEE协议性能分析+文献综述(3)
图1-4 无线网桥模式
1.1.5 无线中继器模式
无线中继器用来在通信路径的中间转发数据,从而延伸系统的覆盖范围。无线
中继器模式组网如图1-5所示。
图1-5无线中继器模式
这五种结构统称为WLAN,本文研究重点限于对点对点架构模式下无线网络MAC层DCF协议进行性能分析。
1.2 IEEE802.11系列标准概述
作为全球公认的局域网权威,IEEE802工作组建立的标准在过去二十年在局域网领域内独领风骚。在1997年IEEE发布了802.11协议,这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。经过二十年的发展, IEEE802.11逐渐形成了一个家族,其中既有正式标准,又有对标准的修正案。 IEEE802.11标准依靠修订案来进行持续更新。802.11标准主要是对网络的
物理
层(PHY)和媒质访问控制(MAC)层进行了规定,其中对MAC层的规定是重点。
已经发布的标准和修正案的发展轨迹和层次模型如图1-6所示,其中,IEEE802.11a和 IEEE802.11b是两种互不兼容的高速物理层扩展。IEEE802.11h和IEEE802.11j主要是在IEEE802.11a的基础上进行修改,使之适应各国和地区的需要; IEEE802.11g主要是在IEEE802.11b的基础上进行修改,满足更高速率的需要;IEEE802.11n向下兼容IEEE802.11b、IEEE802.11g标准,速率更高。
图 1-6 已经发布的IEEE802.11标准和修正案的发展轨迹和层次模型
1.2.1 几种常见的 IEEE802.11标准
1.IEEE 802.11
802.11[2]是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,其工作于2.4 GHZ至2.4835 GHZ。MAC层主要引入了带冲突避免的载波侦听多址接入(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)协议和请求发送/允许发送(Ready To Send/Clear To send,RTS/CTS)协议等。现在它的速率和传输距离上都已经不能满足日益增长的需求。
2.IEEE802.11b
IEEE802.11b[3]工作于2.4 GHz频带,采用直序扩频方式(DSSS)和补码键控(Complementary Code Keying,CCK),物理层支持5.5 Mbps和11 Mbps两个新速率。它的传输速率可因环境干扰或传输距离而变化,在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps和1 Mbps之间切换,而且在2 Mbps、1 Mbps速率时与IEEE802.11直接序列扩频系统交互操作,但不能与1Mbps和2Mbps的802.11 FHSS(跳频扩频)系统交互操作,除此之外,IEEE802.11b还为潜在的增强性能提供了一个可选组二进制卷积码(Paeket Binary Convolutional Coding ,PBCC)。
3.IEEE802.11a
IEEE802.11a[4]核心协议与IEEE802.11相同,工作于5GHz的频带,由于处于不同的频段和IEEE802.11b标准不兼容。IEEE802.11a在物理层采用OFDM(正交频分复用)技术,速率可达54Mbps,基本满足了现行局域网绝大多数应用的速度要求。而在数据加密方面,采用了更为严密的算法。但是,IEEE802.11a穿透力不强、有效覆盖范围小、点对点连接很不
经济
。
4.IEEE802.11g
2002年11月15日,IEEE试验性地批准一种新技术IEEE802.11g[5],使无线网络传输速率可达54Mbps。802.11g是对802.11b的一种高速物理层扩展,同802.11b一样,802.11g工作于2.4GHz ISM频带,但采用了OFDM技术,可以实现最高54Mbps的数据速率,它保留了CCK技术并且较好地解决了WLAN与蓝牙的干扰问题。与802.11a 相比,802.11g与已经得到广泛使用的802.11b是兼容的有更大的优势,它具有高速性和兼容性两大特点。
5. IEEE802.11n
IEEE802.11n[6]采用了多种先进技术,在物理层综合采用了OFDM调制和多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)等先进技术并加以融合,使传输速率可以达到108Mbps,甚至可达到600Mbps;采用独特的双频带工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段),使得能够与以往IEEE802.11a/b/g等标准兼容。在MAC层,IEEE802.11n采用了A-PSDU,M-PSDU数据帧结构,提高了系统吞吐量。
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