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無線網絡的體系結構

下圖4給出的是完整的IEEE802.11標準的協議實體。IEEE802的一些子標準中定義的傳統簡單的MAC層和物理層在IEEE802標準中細分為更多的子層，這樣可以使進程的規范化更為容易。MAC層分為MAC管理子層，MAC子層主要負責訪問機制的實現和分組的拆分和重組。MAC層的管理層主要負責ESS漫游管理、電源管理，還有登記過程中的關聯、消去關聯以及要求重新關聯等過程的管理。802.11的物理層分成三個子層：PLCP（物理層會聚協議）、PMD協議（物理介質相關協議）和物理層管理層。PLCP子層主要進行載波偵聽的分析和針對不同的物理層形成相應格式的分組。PMD子層用于識別相關介質傳輸的信號所使用的調制編碼技術。物理層管理子層為不同的物理層進行信道選擇和調諧。除此之外，IEEE802.11還定義了一個站管理層，它的主要任務是協調物理層和MAC層之間的交互作用。

圖4  完整的IEEE 802.11協議實體

一、無線局域網物理層

1、物理層三種接口方式

無線局域網的物理層共有三種接口方式，如下所示：

□ 跳頻擴頻（FHSS）子層物理層接口。FHSS規范定義了物理層幀的格式，通過跳頻功能和頻移鍵控調制技術（PMD）利用它們將二進制數據幀轉換為適合無線電波傳播的信號，通過PMD使用FHSS發送數據幀。

□ 直接序列擴頻（DSSS）物理接口。DSSSPLCP規范定義了物理層幀的格式。DSSSPMD解釋工作站如何利用DSSS發送幀。通過PMD將二進制數據幀轉換成適合無線波傳播的信號。

□ 紅外線（IR）物理層接口。通過對PMD工作站利用紅外線物理層發送幀以及PMD利用調制技術將二進制數據幀轉換成適合紅外線光傳播的信號。

為了能夠說明這種物理接口，還需要介紹物理層結構和物理層操作。

二、物理層結構與功能

1.物理層結構組成

物理層（PhysicalLayer）與MAC層管理相連，為物理提供管理功能。物理層結構由三部分組成，如圖5所示。

圖5 物理層結構

1)物理層會聚過程子層(PhysicalLayer ConvergenceProcedure,PLCP):MAC層和PLCP通過物理層服務訪問點(SAP)利用原語進行通信。MAC層發出指示后，PLCP就開始準備需要傳輸的介質協議數據單元(MPDU)。PLCP也從無線介質向MAC層傳遞引入幀。

PLCP為MPDU附加字段，字段中包含物理層發送器和接收器所需的信息。802.11標準稱這個合成幀為PLCP協議數據單元(PPDU)OPPDU的幀結構提供了工作站之間MPDU的異步傳輸，因此，接收工作站的物理層必須同步每個單獨的即將到來的幀。

2)物理介質依賴(PMD)子層：在PLCPT,PMD支持兩個工作站之間通過無線介質實現物理層實體的發送和接收。為了實現以上功能，PMD需直接面向無線介質(空氣)，并向幀傳送提供調制和解調。PLCP和PMD之間通過原語通信，控制發送和接收功能。

3)三種物理介質接口：FHSS物理介質依賴(PMD)子層接口、DSSS物理介質依賴(PMD)子層接口和IR物理介質依賴(PMD)子層接口。

2.物理層接口操作與功能

物理層的三種接口操作基本相近。為了實現PLCP功能，802.11標準規范了狀態機的使用。

每種狀態實現下面的一種功能：

□ 載波偵聽：判斷介質的狀態。

□ 傳送：發送數據幀的單個字節。

□ 接收：接收數據幀的單個字節。

這些功能的實現離不開物理層服務原語現對于原語作簡要介紹。

物理層是通過12條服務原語與MC層通信的。

1)PHY-DATA.request:從MAC層向物理層傳送數據的一個字節。這個原語只有在物理層發出PHY-TXSTART.confirm原語后，才有可能出現。

2)PHY-DATA.indication：從物理層向MAC層傳送接收到的數據的一個字節。

3)PHY-DATA.confirm:一條物理層發向MAC層的原語，用于確認數據從MAC層傳送到了物理層。

4)PHY-TXSTART.request:從MAC層發往物理層的請求原語，請求開始一個MPDU的傳送。

5)PHY-TXSTART.confirm:從物理層發往MAC層一條原語，用于確認一個MPDU傳送的開始。

6)PHY-TXEND.request:一條從MAC層發往物理層的請求原語，請求結束一個MPDU的傳送。當MAC層接收MPDU的最后一條PHY-DATA.confirm原語后，就發布

PHY-TAEND.requesto

7)PHY-TXEND.confirm:一條從物理層發往PAC層原語，用于確認一個MPDU傳送的結束。

8)PHY-CCARESET.request:一條從MAC層發往物理層的請求原語，用于確認信道評價狀態機的復位。

9)PHY-CCARESET.confirm:一條物理層發往MAC層的原語，用于確認信道狀態機的復位。