adhoc第二章_adhoc网络中的MAC协议教程.ppt

《无线自组织网络》;*;*;*;无中心控制设备：无法使用传统的（最优的）集中控制式的分配策略 ;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;IEEE 802.11协议的诞生 1990年，IEEE 802标准化委员会成立了IEEE 802.11无线局域网标准工作组。 1997年，IEEE发布了802.11协议，这是无线局域网领域内第一个在国际上被认可的协议。 该标准包括了物理层及媒质访问控制（MAC）层的规范。物理层规约包括直序扩频、跳频以及红外三种，其中直序扩频和跳频采用2.4GHz频段。 传输速率最高只能达到2Mbps，因而主要被用于数据的存取。 ;IEEE 802.11协议的演化 1999年，IEEE又提出了802.11b协议，用来对802.11协议进行补充，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率的基础上，又增加了5.5Mbps和11Mbps两个新网络传输速率。 此后，802.11系列协议不断演化，网络吞吐率不断提高，2009年正式批准的802.11n可提供300Mbps的传输速率，从而使无线局域网达到以太网的性能水平。 ;IEEE 802.11协议的演化 IEEE 802.11a：规定无线局域网工作频段在5GHz，数据传输速率达到54 Mbps/72 Mbps，传输距离控制在10～100米。 IEEE 802.11b：又称Wi-Fi标准。规定无线局域网工作频段在2.4GHz，数据传输速率达到11 Mbps。由于价格低廉，802.11b产品已经被广泛地投入市场。 IEEE 802.11e：支持多媒体传输，从而提供所有无线局域网无线广播接口的服务质量保证QoS机制。 IEEE 802.11f：定义访问节点之间的通信，支持IEEE 802.11的接入点互操作协议（IAPP） IEEE 802.11h：用于802.11a的频道管理技术。 IEEE 802.11g：可以看作对802.11b标准的提速（速度从802.11b的11 Mb/s提高到54Mb/s，仍然工作在2.4G频段）。 IEEE 802.11i：结合IEEE 802.1x中的用户端口身份验证和设备验证，对无线局域网MAC层进行修改与整合，定义了严格的加密格式和鉴权机制，以改善无线局域网的安全性。 IEEE 802.11n：可以看作对802.11g标准的提速（速度达到300Mb/s，理论最高速率可达600Mb/s）。 ;DCF协议与ad hoc网络 802.11提供了两类MAC协议： （1）分布式接入协议DCF（Distributed Coordination Function） 基于CSMA/CA，主要应用于独立的基本服务集合（IBSS）--不包含接入点（AP）。 （2）集中式接入协议PCF（Point Coordination Function） 由一个集中的决策模块来控制发送。采用非对等网络配置，提供无竞争接入服务。主要应用在基本服务集合（BSS）的接 入点（AP）。;DCF与PCF ;DCF协议与ad hoc网络 Ad hoc网络是一种新型的无线网络，它由一系列地位完全平等的移动节点组成，无需任何固定或预设的网络设施。网络中的每个节点既是终端又是路由器，它们在MAC协议的控制下，以多跳共享的方式接入无线信道。 IEEE 802.11中的DCF协议已被广泛应用于ad hoc网络的各种仿真和测试平台，成为了事实上的ad hoc网络MAC协议规范。 Ad hoc网络并不等同于独立的基本服务集合（IBSS）。;Bit Stream (PMD-SDU);802.11协议中的IFS（帧间间隔：Inter Frame Space） 通过4类IFS决定节点发送帧的优先级： SIFS：Short IFS 应用场合：收发转换时间。 PIFS：PCF IFS 应用场合：PCF中的站点获取接入权。 DIFS：DCF IFS 应用场合：DCF中尝试接入信道前必须等待信道空闲的时间。 EIFS：Extended IFS 应用场合：DCF中MAC帧传输出错。 大小关系：EIFS DIFS PIFS SIFS;DCF协议中的两种发送模式 基本模式。 发送节点直接向接收节点发送数据帧，接收节点成功收到数据帧后向发送节点应答ACK帧，即采用两次握手的发送机制。 RTS/CTS模式。 发送节点在发送数据帧以前，先向接收节点发送RTS帧预约信道；接收节点收到RTS帧后，向发送节点应答CTS帧；发送节点成功接收到CTS帧后，向接收节点发送数据帧；接收节点正确接收数据帧后，向发送节点应答ACK帧。即采用四次握手的发送机制。 ;发送模式的选择。 DCF协议规定，当网络层队