无线局域网
一、无线局域网
WLAN利用无线多址通道和宽带调制技术来提供统一的物理层平台，以此来支持节点间的数据通信。WLAN能在几十到几千米范围内支持较高数据率，可采用微蜂窝、微微蜂窝或非蜂窝结构。
目前WLAN领域主要有两个典型标准：IEEE802.11和HiperLAN。
IEEE802.11指的是IEEE（1980年2月成立）下属的第11工作委员会。IEEE802.11系列标准由IEEE802.11工作组提出，包括如a/b/g/n/ac/i/k等子标准。WiFi是IEEE802.11的商业名称，由WiFi联盟持有，很多场合下WiFi和IEEE802.11概念相同。
二、无线局域网的组成与服务
WLAN由站、无线介质、无线接入点、分布式系统组成。
站（STA）
站也称为主机或终端，一般作为客户端。如一台笔记本电脑或一部手机可以称作站，其他具备接受信号的同时予以发送信号的设备也可以称作站。
WLAN能覆盖的区域范围称为服务区（SA），由移动站的无线收发信机及地理环境确定的通信覆盖区域称为基本服务区（BSA）或小区（cell），是网络的最小单元。一个BSA内相互联系、相互通信的一组主机组成基本服务集（BSS）。
无线介质（WM）
无线介质是WLAN中站或AP间通信的传输介质，由物理层标准定义。
无线接入点（AP）
AP常处于BSA的中心固定不动。如一台无线路由器就是一个AP。
分布式系统（DS）
将多个BSA通过DS连接，形成一个扩展服务区（ESA），通过DS互连的属于同一ESA的所有主机组成一个扩展服务集（ESS）。
无线局域网的拓扑结构
BSS是WLAN的基本构造模块，有两种基本拓补结构：分布对等式拓扑结构和基础架构集中式拓扑。单个BSS称单区网，多个BSS通过DS互连构成多区网。
分布对等式拓扑是独立BSS，任意站之间可以直接通信而无须依赖AP转接。
基础架构集中式拓扑则是我们日常生活中使用WiFi的结构模式，即Internet→路由器→（集线器）→AP→客户终端。
三、IEEE802.11协议体系结构
IEEE802.11若干子标准简介
IEEE802.11ac标准的物理层规范
1.信道频段
IEEE802.11ac标准使用较为广泛，其载波频率为2.4GHz/5GHz，单天线传输速率最高可达867Mbps，8天线传输速率最高可达6.77Gbps，结合了MIMO与OFDM技术。
2.4GHz频段作为世界通用的ISM频段，被各国广泛使用，但具体可用的信道互不相同。2.4GHz频段包括14个载波频道，每个占用22MHz，中国、欧洲和澳大利亚允许使用1~ 13信道，美国允许使用 1~ 11信道。但由于该频段日趋拥挤，互扰日益严重，我国开放了5.8GHz频段共5个信道和5.150~5.350GHz共8个信道（仅限于室内使用）。在同等发射功率前提下，5GHz频段更适合室内的高密度部署场景。
2.信道带宽
数字信道吞吐量可由香农公式进行计算，信道带宽与信道吞吐量间呈线性相关性。
IEEE802.11ac采用了物理层OFDM技术，将给定信道分成许多正交子信道，每个子信道使用子载波调制，并行传输，频谱可互相重叠，减小子载波间互扰，提高了频谱利用率。
3.下行多用户MIMO
IEEE802.11ac最高可支持8×8的MIMO天线架构，当信道带宽和信噪比一定时，多天线可以提高信道吞吐量。
IEEE802.11ac标准的MAC层规范
MAC子层协议对网络吞吐率、时延等性能有重要影响，还会影响小区结构、频谱利用率、系统容量、设备成本和复杂度等。合理选择MAC子层规范，并根据网络业务特征有效配置信道资源，以提高无线信道效率、系统吞吐量和传输质量。
1.分布式协调功能（DCF）和帧间间隔
MAC子层的功能首先是提供可靠的数据传输。MAC子层实现共享介质访问的公平控制，通过两种访问机制来实现：基本访问控制，即分布式协调功能（Distributed Coordination Function，DCF）；集中控制访问机制，即点协调功能（Point Coordination Function，PCF）。
DCF是基础协议，核心是载波监听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，CSMA/CA），包括载波检测、帧间间隔和随机退避。
为避免冲突，MAC子层规定所有站在完成发送后必须等待一个短时间才能发送下一帧，这段时间称为帧间间隔（InterFrame Space，IFS）。IEEE802.11规定了4种IFS，以实现不同的访问优先级别，按时间间隔长短由小到大排序分别为：SIFS（Short IFS）、PIFS（PCF IFS）、DIFS（DCF IFS）、EIFS（Extended IFS）。
DCF有两种工作模式：CSMA/CA和RTS/CTS，本文主要介绍前者。
2.CSMA/CA
CSMA/CA方式中，检测到信道空闲期间大于某一IFS后立即开始发送帧，否则延迟发送直到检测到所需IFS，然后选择退避时间进入退避，结束后重新开始上述过程。
CSMA/CA的基础是载波侦听，存在两种不同的侦听机制：虚拟载波侦听（virtual Carrier Sense，VCS）和物理载波侦听（Physical Carrier Sense，PCS）。
CSMA/CA传输时序如下：
3.IEEE802.11ac的MAC层机制特点
MAC层中有三种帧格式：管理帧、数据帧、控制帧，三种帧格式相同。
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