六，無線區域網

1，典型的無線區域網結構

無限區域網分為兩種：

• 有固定基礎設施的無線區域網

• 無固定基礎設施的無線區域網自組網路(ad hoc network)

2，有固定基礎設施的無線區域網

一個基本服務集 BSS 包括一個基站和若干個移動站，

所有的站在本 BSS 以內都可以直接通訊，

但在和本 BSS 以外的站通訊時都要通過本 BSS 的基站。

基本服務集中的基站叫做接入點 AP (Access Point),其作用和網橋相似。

一個基本服務集可以是孤立的，也可通過接入點 AP連線到一個主幹分配系統 DS (Distribution System)，然後再接入到另一個基本服務集，構成擴充套件的服務集ESS (Extended Service Set)。

ESS 還可通過叫做門橋(portal)為無線使用者提供到非 802.11 無線區域網（例如，到有線連線的因特網）的接入。門橋的作用就相當於一個網橋。

移動站 A 從某一個基本服務集漫遊到另一個基本服務集，而仍然可保持與另一個移動站 B 進行通訊。

3,無固定基礎設施的無線區域網自組網路(ad hoc network)

自組網路沒有上述基本服務集中的接入點 AP 而是由一些處於平等狀態的移動站之間相互通訊組成的臨時網路。

4，802.11標準中的物理層

1997 年 IEEE 制訂出無線區域網的協議標準的第一部分，802.11。在1999年又制訂了剩下的兩部分，802.11a 和 802.11b。

802.11a 的物理層工作在 5 GHz頻帶，採用正交頻分複用 OFDM，它也叫做多載波調製技術（載波數可多達 52 個）。可以使用的資料率為 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 和 56 Mb/s。

802.11b 的物理層使用工作在 2.4 GHz 的直接序列擴頻技術，資料率為 5.5 或 11 Mb/s。

5，802.11標準中的MAC層

1）CSMA/CA 協議

無線區域網卻不能簡單地搬用 CSMA/CD 協議。這裡主要有兩個原因：

• CSMA/CD 協議要求一個站點在傳送本站資料的同時還必須不間斷地檢測通道，但在無線區域網的裝置中要實現這種功能就花費過大。

• 即使我們能夠實現碰撞檢測的功能，並且當我們在傳送資料時檢測到通道是空閒的，在接收端仍然有可能發生碰撞。

兩個問題：

隱蔽站問題：這種未能檢測出媒體上已存在的訊號的問題叫做隱蔽站問題(hidden station problem)

暴露站問題：B 向 A 傳送資料並不影響 C 向 D 傳送資料這就是暴露站問題(exposed station problem)

無線區域網不能使用 CSMA/CD，而只能使用改進的 CSMA 協議。

改進的辦法是將 CSMA 增加一個碰撞避免(Collision Avoidance)功能。

802.11 就使用 CSMA/CA 協議。而在使用 CSMA/CA 的同時還增加使用確認機制。

下面先介紹 802.11 的 MAC 層

2）802.11的MAC層

MAC 層通過協調功能來確定在基本服務集 BSS 中的移動站在什麼時間能傳送資料或接收資料。

802.11 的 MAC 層在物理層之上包括兩個子層 ：PCF和DCF

DCF 子層在每一個結點使用 CSMA 機制的分散式接入演算法，讓各個站通過爭用通道來獲取傳送權。因此 DCF 向上提供爭用服務。

PCF 子層使用集中控制的接入演算法將傳送資料權輪流交給各個站從而避免了碰撞的產生

幀間間隔 IFS
所有的站在完成傳送後，必須再等待一段很短的時間（繼續監聽）才能傳送下一幀。這段時間的通稱是幀間間隔 IFS (InterFrame Space)。

幀間間隔長度取決於該站欲傳送的幀的型別。高優先順序幀需要等待的時間較短，因此可優先獲得傳送權，但低優先順序幀就必須等待較長的時間。

若低優先順序幀還沒來得及傳送而其他站的高優先順序幀已傳送到媒體，則媒體變為忙態因而低優先順序幀就只能再推遲傳送了。這樣就減少了發生碰撞的機會。

CSMA/CA 協議的原理 ：

欲傳送資料的站先檢測通道。在 802.11 標準中規定了在物理層的空中介面進行物理層的載波監聽。

通過收到的相對訊號強度是否超過一定的門限數值就可判定是否有其他的移動站在通道上傳送資料。

當源站傳送它的第一個 MAC 幀時，若檢測到通道空閒，則在等待一段時間 DIFS 後就可傳送。

為什麼通道空閒還要再等待 ？

這是考慮到可能有其他的站有高優先順序的幀要傳送。如有，就要讓高優先順序幀先發送。

假定沒有高優先順序幀要傳送

源站傳送了自己的資料幀。

目的站若正確收到此幀，則經過時間間隔 SIFS 後，向源站傳送確認幀 ACK。

若源站在規定時間內沒有收到確認幀 ACK（由重傳計時器控制這段時間），就必須重傳此幀，直到收到確認為止，或者經過若干次的重傳失敗

虛擬載波監聽
虛擬載波監聽(Virtual Carrier Sense)的機制是讓源站將它要佔用通道的時間（包括目的站發回確認幀所需的時間）通知給所有其他站，以便使其他所有站在這一段時間都停止傳送資料。這樣就大大減少了碰撞的機會。

“虛擬載波監聽”是表示其他站並沒有監聽通道，而是由於其他站收到了“源站的通知”才不傳送資料。

虛擬載波監聽的效果
這種效果好像是其他站都監聽了通道。
所謂“源站的通知”就是源站在其 MAC 幀首部中的第二個欄位“持續時間”中填入了在本幀結束後還要佔用通道多少時間（以微秒為單位），包括目的站傳送確認幀所需的時間。

二進位制指數退避演算法
第 i 次退避就在 22 + i 個時隙中隨機地選擇一個。
第 1 次退避是在 8 個時隙（而不是 2 個）中隨機選擇一個。
第 2 次退避是在 16 個時隙（而不是 4 個）中隨機選擇一個。

使用退避演算法
僅在下面的情況下才不使用退避演算法：

檢測到通道是空閒的，並且這個資料幀是要傳送的第一個資料幀。

除此以外的所有情況，都必須使用退避演算法。
即：

• 在傳送第一個幀之前檢測到通道處於忙態。
• 在每一次的重傳後。
• 在每一次的成功傳送後。

RTS 和 CTS 幀以及資料幀和ACK 幀的傳輸時間關係 ：

6，其他無線計算機網路

1) 無線個人區域網（或無線個域網）WPAN (Wireless Personal Area Network)

藍芽 (Bluetooth) 系統（802.15）就是早期WPAN的一個例子。另一個重要標準是802.15.3，也稱為超寬頻UWB (Ultra-Wide Band)。

2) 無線都會網路WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)

WMAN的標準有IEEE的802.16和ETSI的HiperMAN。

WiMAX是Worldwide Interoperability for Microwave Access的縮寫（意思是“全球微波接入的互操作性”。按照發音，AX表示Access）。

3）網路拓撲結構

1 、匯流排型拓撲結構

各個節點都連線到單一連續的物理線路上
常見的匯流排結構區域網
Ethernet 、ARCnet 、Token Bus 。
特徵：資訊廣播式傳播
特點：價格低廉，使用者接入靈活，是一種小型、成熟、經濟的解決方案。

2、環型拓撲結構

定義：連續網路中各節點的電纜構成一個封閉的環。
資訊傳遞方式：沿節點單向傳輸。
應用範圍：
一是工廠環境中，環網抗干擾能力強；
二是有許多大型機場合。

3、星形拓撲結構

定義：網路中各節點都連線到一箇中心裝置上，由該中心節點向目標節點傳送資訊。
優點：網路的維護和除錯方便。

7，爭用期