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2 IEEE802.11無線局域網(wǎng)研究及發(fā)展報告( 二 )

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移IP的無線局域網(wǎng)
移動主機（MN）在外地通過外地代理（FA）向位于家鄉(xiāng)的家鄉(xiāng)代理（HA）注冊,從而使HA得知MN當前的位置，從而實現(xiàn)了移動性 。有了移動IP，主機就可以跨越IP子網(wǎng)實現(xiàn)漫游 。如圖１所示，ＩＰ子網(wǎng)的網(wǎng)關路由器旁連接一個FA，F(xiàn)A負責其下無線網(wǎng)段用戶的注冊認證 。FA不斷地向本地子網(wǎng)發(fā)送代理通告，當移動終端進入子網(wǎng)Ａ時，接收到ＦＡ的代理廣播，獲得當?shù)谾A的信息，通過當?shù)谾A向HA注冊,經(jīng)過認證后可以被授權接入，訪問Internet 。終端在本子網(wǎng)內部移動時，不斷監(jiān)測AP和FA的信號質量，通過一定的算法得出當前所有FA的優(yōu)先級，再根據(jù)指定的切換策略適時發(fā)起切換 。假如只是在同一網(wǎng)段的AP間切換，因所處IP子網(wǎng)未變，不需要重新注冊，AP的功能可以支持這種二層的漫游 。當終端在跨網(wǎng)段的AP間切換時，所處IP子網(wǎng)發(fā)生改變,此時必須通過新的FA向HA重新注冊，告知當前位置,以后的數(shù)據(jù)就會被ＨＡ轉發(fā)至新的位置 。移動IP技術大大擴展了WLAN接入方案的覆蓋范圍,提供大范圍的移動能力，使用戶在移動中時刻保持Internet連接 。
　
圖1.7 無線局域網(wǎng)移動IP的網(wǎng)絡結構
WLAN實現(xiàn)移動IP的問題
為實現(xiàn)移動IP，無線局域網(wǎng)要解決一些技術問題：
IP地址分配：用戶將獲得唯一的IP地址，如同使用移動電話時有一個唯一號碼 。
應用透明性：無論上層應用采用何種上層協(xié)議都感覺不到移動的影響，這要求無縫移動
性在IP層實現(xiàn) 。
基礎設施：為保證服務品質不受影響，用戶在漫游時，帶寬和服務質量要有保證 。
協(xié)議軟件：包括網(wǎng)絡側和用戶側的軟件，客戶端軟件須向服務器端軟件報告自己的信
息，網(wǎng)絡側軟件則負責解析用戶的實際位置，鑒定用戶身份、分配權限，并
提供預定的業(yè)務 。
5.2 MAC層優(yōu)化：IEEE802.11e協(xié)議
概述
隨著用戶的增多，有線網(wǎng)絡中提出的業(yè)務要求，如視頻、語音等實時業(yè)務在WLAN中也將得到滿足 。這些實時業(yè)務要求WLAN的MAC層能夠提供可靠的分組傳輸，傳輸時延低且抖動小 。為此，IEEE 802.11工作組的媒體訪問控制(MAC-Medium Access Control)改進任務組(即E任務組)著手對目前802.11 MAC協(xié)議進行改進，使其可以支持具有QoS(Quality of Service)要求的應用 。
IEEE802.11MAC協(xié)議
普通的802.11無線局域網(wǎng)MAC層有兩種通訊方式，一種叫分布式協(xié)同式（DCF），另一種叫點協(xié)同式 。分布式協(xié)同（DCF）基于具有沖突檢測的載波偵聽多路存取方法(CSMA/CA)，無線設備發(fā)送數(shù)據(jù)前，先探測一下線路的忙閑狀態(tài)，假如空閑，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)，并同時檢測有無數(shù)據(jù)碰撞發(fā)生 。這一方法能協(xié)調多個用戶對共享鏈路的訪問，避免出現(xiàn)因爭搶線路而誰也無法通信的情況 。它對所有用戶都一視同仁，在共享通訊介質時沒有任何優(yōu)先級的規(guī)定 。
點協(xié)同方式（PCF）是指無線接入點設備周期性地發(fā)出信號測試幀，通過該測試幀與各無線設備就網(wǎng)絡識別、網(wǎng)絡治理參數(shù)等進行交互 。測試幀之間的時間段被分成競爭時間段和無競爭時間段，無線設備可以在無競爭時間段發(fā)送數(shù)據(jù) 。由于這種通訊方式無法預先估計傳輸時間，因此，與分布式協(xié)同相比，目前用得還比較少 。
IEEE802.11e的EDCF機制
無論是分布式協(xié)同還是點協(xié)同，它們都沒有對數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)類型進行區(qū)分 。因此，IEEE對分布式協(xié)同和點協(xié)同在QoS的支持功能方面進行增補，通過設置優(yōu)先級，既保證大帶寬應用的通訊質量，又能夠向下兼容普通802.11設備 。
對分布式協(xié)同（DCF）的修訂標準稱為增強型分布式協(xié)同（EDCF） 。增強型分布式協(xié)同（EDCF）把流量按設備的不同分成8類，也就是8個優(yōu)先級 。當線路空閑時，無線設備在發(fā)送數(shù)據(jù)前必須等待一個約定的時間，這個時間稱為"給定幀間時隙"(AIFS)，其長短由其流量的優(yōu)先級決定：優(yōu)先級越高，這個時間就越短 。不難看出，優(yōu)先級高的流量的傳輸延遲比優(yōu)先級低的流量小得多 。為了避免沖突，在8個優(yōu)先級之外還有一個額外的控制參數(shù)，稱為競爭窗口，實際上也是一個時間段，其長短由一個不斷遞減的隨機數(shù)決定 。哪個設備的競爭窗口第一個減到零，哪個設備就可以發(fā)送數(shù)據(jù)，其它設備只好等待下一個線路空閑時段，但決定競爭窗口大小的隨機數(shù)接著從上次的剩余值減起 。

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