详述802.11协议

在这里插入图片描述
1、这里IEEE802.11分为PHY和MAC两个部分;
2、WLAN传输技术有:
红外线:不受无线电的干扰、穿透性弱 无线电射频技术(采用扩频技术)
扩频技术分为:调频技术和直接序列扩频技术
3、802.11物理层的分配:
在这里插入图片描述
PLCP:物理层汇聚过程子层,用于结合MAC与空气传输的无线电波;
PMD:物理媒体相关子层,将PLI传送的每个位利用天线传送到空中;
3、频宽:有效的通过该信道信号最大的频道宽度,单位赫兹(HZ);
频宽的大小依据要传送的信息量而定的,802.11信号(20M)、
TV信号(4500K)、FM信号(175K)。
4、扩频技术的目的:
在这里插入图片描述
利用直方图解释:当没有使用扩频技术时,用户的窄频率信号是有限的,干扰信号频宽很容易高于用户信号;扩频技术将用户信号将窄频率信号扩展成更宽频率的信号,接收端只需要用反向操作就可以收集到原本的信号,而这时候干扰信号只能干扰某段频率,对整体干扰并不大;
5、扩频技术频段:
在这里插入图片描述
6、跳频扩频(FHSS):通过不断的变换频率,需要发送端和接收端同步,效率低下已经不常用了;
7、直接序列扩频传输技术(DSSS):通过精确的控制将RF能量分散至某个宽频带;
当无线电载波的变动被分散至较宽的频带时,接收器可以通过相关处理找出变动。
在这里插入图片描述
优点:可以充分利用整个带宽进行传输;
DSSS编码方式:
1)采用11chip barker编码方式
2)只要11位中的2位正确就能识别原来的数据
3)防止干扰
在这里插入图片描述
补码键控(CCK):
1)补码键控编码方式能有效的防止噪声及多径干扰;
2)802.11b使用补码键控来提高传输速率,最高可达11Mbps;
3)缺点:补码键控为了对抗多径干扰,技术复杂,实现困难;
DSSS调制方式:
BPSK: QPSK:
在这里插入图片描述
BPSK:每180°传递两位;
QPSK:每180°传递四位。
在这里插入图片描述
8、正交频分复用技术OFDM:多载波调制技术
将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道进行传输;
在这里插入图片描述
将20M的频宽5g信道划分为52个子信道,4个信道用来相位标识:
在这里插入图片描述
正交幅度调制QAM:
同时利用了载波的振幅和相位来传递信息;OFDM结合QAM调制方式让速率到达了54Mbps。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
16QAM:使用44振幅和相位变化;
64QAM:使用8
8振幅和相位变化;
256QAM:使用1616振幅和相位变化。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
9、MIMO技术:利用发射端的多个天线各自独立发送信号,同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息;
在这里插入图片描述
优点:MIMO 技术的应用,使空间成为一种可以用于提高性能的资源,并能够增加无线系统的覆盖范围。
10、简述802.11协议:
在这里插入图片描述
1)802.11a:
54Mbps吞吐能力,采用正交频分复用(OFDM),支持6,9,12,18,24,36,48&54Mbps数据速率;
工作在无需许可的5GHz频段(U-NII)频段,23个非重叠信道。
2)803.11b:
11Mbps吞吐能力,采用直序扩频(DSSS),支持1,2,5.5&11Mbps数据速率;
工作在2.4GHz非许可频段(ISM)频段,支持14个信道,3个信道不重叠。
在这里插入图片描述
3)802.11g:
54Mbps最高传输速度,采用正交频分复用(OFDM),支持6,9,12,18,24,36,48&54Mbps数据速率以及802.11b速率,兼容802.11b终端;工作在2.4GHz非许可频段(ISM)频段,支持13个信道,3个不重叠信道。
4)802.11n:
最高速率可达600Mbps,双频工作模式,支持2.4GHz和5GHz,采用MIMO和OFDM相结合,传输距离大大增加,提高网络吞吐量。
优势:传输速率提升至600M,无线链接可靠性更高,兼容802.11a/b/g;
在这里插入图片描述
1)更多子载波:
802.11a/g在20M模式下有52个子载波,48个可用子载波,速度可达54M;
802.11n在20M模式有56个子载波,52个可用子载波,速度可达58.5M;
在这里插入图片描述
2)编码率:
802.11n实质传输比率从3/4提升到5/6;
802.11g编码比率为3/4(实质资料占3/4,更错码占1/4);
物理连接速率提升11%,58.5
(1+11%)=64.935M;
3)Short GI(1/2)更短的保护间隔:
在无线收发过程中收/发间或多次传发过程中,需要若干间隔时间,而这个间隔时间称之为GUARD INTERVAL(GI)。
在这里插入图片描述
注意:主要用于射频环境较好的环境下,默认不开启;如果间隔过短那么会导致前一个数据还没传完后者就传过来了。
4)信道绑定技术:
802.11n同时定义了2.4GHz频段和5GHz频段的WLAN标准,与802.11a/b/g每信道只用20MHz频宽不同的是802.11n定义了两种频带宽度:20MHz,40MGHz;
采用40MHz频宽模式可以让无线网络获得高于两倍的传输速率,相当马路加宽了。
在这里插入图片描述
5)MIMO技术:
采用802.11a/b/g技术的无线接入点和客户端是通过单个天线单个空间信道(siso)来实现数据传送的。
采用802.11n技术的无线接入点和客户端可以利用两个或者更多的空间分信道同时传送数据,如果终端也支持MIMO技术的话,能够采用多个接收天线和高级信号处理技术来重建从多个信道发送来的数据。
MIMO技术就是利用其它技术来改进接收端的信噪比。
在这里插入图片描述
注意:需要发送和接收端同时支持MIMO技术。
MIIMO-波束成形:当发射端有多个发射天线时,调整从各个天线发出的信号使得接收端信号强度有显著的改善技术。
在这里插入图片描述
当接收端发现接收端的信号变弱了,那么会向发射端提醒将发射信号调大,用来达到最优传输。
“M*N”:M:表示传输天线数量 N:表示接收天线数量
6)802.11nMAC层改进技术
帧聚合技术:
MAC服务数据单元聚合(A-MSDU):将多个目的相同的帧封装成一个MAC头部(多帧变一帧);
在这里插入图片描述
MAC协议数据单元聚合(A-MPDU):对目的地相同,应用不同的帧聚合在一起;
在这里插入图片描述
两种聚合都有不同的速率提升。
块聚合技术:
为保证数据传输的可靠性,802.11协议规定每收到一个单播数据帧,都必须立即回应ACK帧;
块确认技术是通过使用一个ACK帧来完成对多个MPDU的应答,以降低这种情况下的ACK帧的数量;
在这里插入图片描述
802.11ac技术;
工作在5GHz频率;
保持与旧协议的兼容性,改进了无论层结构,考虑的不通信道带宽共存时的信道管理等;
安全方面,它将完全遵循802.11i安全标准的所有内容;
帮助企业或家庭实现无缝漫游。
优点:更好的吞吐率(wave2最大可以支持3.47Gbps)、更少的干扰(主流承载频率5G频段)、更多的接入(提供更大的吞吐率和多用户MIMO在客观上提高了更多用户接入能力)
支持MU-MIMO技术:
多用户——多输入多输出,其采用显式波束成形技术,实现信号的传播方向和接收控制,向多个终端发送数据,同时保证终端彼此不受干扰;
可以将AP空间流量灵活的分配给多个终端进行数据传送,缓解了AP和终端空间流能力不匹配的问题,充分发挥了AP的性能。
在这里插入图片描述
802.11ac只支持A-MPDU(长度限制从64k到1M)效率更高。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_43166593/article/details/84845028