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WLAN技術(shù)專輯：IEEE802.11協(xié)議簡(jiǎn)述( 二 )

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為了支持在有噪音的環(huán)境下能夠獲得較好的傳輸速率，802.11b采用了動(dòng)態(tài)速率調(diào)節(jié)技術(shù)，來答應(yīng)用戶在不同的環(huán)境下自動(dòng)使用不同的連接速度來補(bǔ)充環(huán)境的不利影響 。在理想狀態(tài)下，用戶以11M的全速運(yùn)行，然而，當(dāng)用戶移出理想的11M速率傳送的位置或者距離時(shí)，或者潛在地受到了干擾的話，這把速度自動(dòng)按序降低為5.5Mbps、2Mbps、1Mbps 。同樣，當(dāng)用戶回到理想環(huán)境的話，連接速度也會(huì)以反向增加直至11Mbps 。速率調(diào)節(jié)機(jī)制是在物理層自動(dòng)實(shí)現(xiàn)而不會(huì)對(duì)用戶和其它上層協(xié)議產(chǎn)生任何影響 。
4. 802.11數(shù)字鏈路層
802.11的MAC和802.3協(xié)議的MAC非常相似，都是在一個(gè)共享媒體之上支持多個(gè)用戶共享資源，由發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)前先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的可用性 。在802.3協(xié)議中，是由一種稱為CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的協(xié)議來完成調(diào)節(jié)，而在802.11無線局域網(wǎng)協(xié)議中，沖突的檢測(cè)存在一定的問題，這個(gè)問題稱為"Near/Far"現(xiàn)象，這是由于要檢測(cè)沖突，設(shè)備必須能夠一邊接受數(shù)據(jù)信號(hào)一邊傳送數(shù)據(jù)信號(hào)，而這在無線系統(tǒng)中是無法辦到的 。鑒于這個(gè)差異，在802.11中對(duì)CSMA/CD進(jìn)行了一些調(diào)整，采用了新的協(xié)議CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)或者DCF(Distributed Coordination Function) 。CSMA/CA利用ACK信號(hào)來避免沖突的發(fā)生，也就是說，只有當(dāng)客戶端收到網(wǎng)絡(luò)上返回的ACK信號(hào)后才確認(rèn)送出的數(shù)據(jù)已經(jīng)正確到達(dá)目的 。CSMA/CA通過這種方式來提供無線的共享訪問，這種顯式的ACK機(jī)制在處理無線問題時(shí)非常有效 。然而不管是對(duì)于802.11還是802.3來說，這種方式都增加了額外的負(fù)擔(dān)，所以802.11網(wǎng)絡(luò)和類似的Ethernet網(wǎng)比較總是在性能上稍遜一籌 。
另一個(gè)的無線MAC層問題是"hidden node"問題 。兩個(gè)相反的工作站利用一個(gè)中心接入點(diǎn)進(jìn)行連接，這兩個(gè)工作站都能夠"聽"到中心接入點(diǎn)的存在，而互相之間則可能由于障礙或者距離原因無法感知到對(duì)方的存在 。為了解決這個(gè)問題，802.11在MAC層上引入了一個(gè)新的Send/Clear to Send(RTS/CTS)選項(xiàng)，當(dāng)這個(gè)選項(xiàng)打開后，一個(gè)發(fā)送工作站傳送一個(gè)RTS信號(hào)，隨后等待訪問接入點(diǎn)回送RTS信號(hào)，由于所有的網(wǎng)絡(luò)中的工作站能夠"聽"到訪問接入點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)，所以CTS能夠讓他們停止傳送數(shù)據(jù)，這樣發(fā)送端就可以發(fā)送數(shù)據(jù)和接受ACK信號(hào)而不會(huì)造成數(shù)據(jù)的沖突，這就間接解決了"hidden node"問題 。由于RTS/CTS需要占用網(wǎng)絡(luò)資源而增加了額外的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，一般只是在那些大數(shù)據(jù)報(bào)上采用(重傳大數(shù)據(jù)報(bào)會(huì)耗費(fèi)較大) 。
最后，802.11MAC子層提供了另兩個(gè)強(qiáng)壯的功能，CRC校驗(yàn)和包分片 。在802.11協(xié)議中，每一個(gè)在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報(bào)都被附加上了校驗(yàn)位以保證它在傳送的時(shí)候沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤，這和Ethernet中通過上層TCP/IP協(xié)議來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)有所不同 。包分片的功能答應(yīng)大的數(shù)據(jù)報(bào)在傳送的時(shí)候被分成較小的部分分批傳送 。這在網(wǎng)絡(luò)十分擁擠或者存在干擾的情況下(大數(shù)據(jù)報(bào)在這種環(huán)境下傳送非常輕易遭到破壞)是一個(gè)非常有用的特性 。這項(xiàng)技術(shù)大大減少了許多情況下數(shù)據(jù)報(bào)被重傳的概率，從而提高了無線網(wǎng)絡(luò)的整體性能 。MAC子層負(fù)責(zé)將收到的被分片的大數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行重新組裝，對(duì)于上層協(xié)議這個(gè)分片的過程是完全透明的 。
5. 聯(lián)合結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和漫游
802.11的MAC子層負(fù)責(zé)解決客戶端工作站和訪問接入點(diǎn)之間的連接 。當(dāng)一個(gè)802.11客戶端進(jìn)入一個(gè)或者多個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋范圍時(shí)，它會(huì)根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱以及包錯(cuò)誤率來自動(dòng)選擇一個(gè)接入點(diǎn)來進(jìn)行連接，一旦被一個(gè)接入點(diǎn)接受，客戶端就會(huì)將發(fā)送接受信號(hào)的頻道切換為接入點(diǎn)的頻段 。這種重新協(xié)商通常發(fā)生在無線工作站移出了它原連接的接入點(diǎn)的服務(wù)范圍，信號(hào)衰減后 。其他的情況還發(fā)生在建筑物造成的信號(hào)的變化或者僅僅由于原有接入點(diǎn)中的擁塞 。在擁塞的情況下，這種重新協(xié)商實(shí)現(xiàn)quot;負(fù)載平衡"的功能，它將能夠使得整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的利用率達(dá)到最高 。802.11的DSSS中一共存在著相互覆蓋的14個(gè)頻道，在這14個(gè)頻道中，僅有三個(gè)頻道是完全不覆蓋的，利用這些頻道來作為多蜂窩覆蓋是最合適的 。假如兩個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋范圍互相影響，同時(shí)他們使用了互相覆蓋的頻段，這會(huì)造成他們?cè)谛盘?hào)傳輸時(shí)的互相干擾，從而降低了他們各自網(wǎng)絡(luò)的性能和效率 。

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