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4.10 无线局域网及IEEE 802.11协议WLAN在无线网络中的位置WWAN：Wireless WAN WMAN：Wireless MANWLAN：Wireless LAN WPAN：Wireless PANWLANWLAN (Wireless Local Area Network ) 是指传输范围在100米左右的无线网络，它的推动联盟为Wi-Fi Alliance （目前都以Wi-Fi 产品的称呼来形容802.11 的产品），可用于单一建筑物或办公室之内，需要使用WLAN的场合主要包括：(1)不方便架设有线网络的环境;(2)使用者时常需要移动位置;(3)临时性的网络。
802.11 WLAN主要面向两种应用类型：(1) 接入：无线站点通过无线接入设备访问企业网络(2) 中继：利用无线信道作为企业网的干线，用于大楼(LAN)与大楼(LAN)之间的数据传输WLAN 协议----IEEE 802.11在实际使用上，通常会将WLAN和现有的有线局域网结合，不但增加原本网络的使用弹性，也可扩大无线网络的使用范围，目前最热门的WLAN 技术就是IEEE的802.11及其相关标准。
❑IEEE 802.11(1997.6)，1或2Mbps，工作在2.4GHz频段或使用红外(IR)❑IEEE 802.11a(1999), 54Mbps，12个信道，最多8个互不重叠，工作在5GHz频段❑IEEE 802.11b(1999.9), 11Mbps ，11个信道，最多3个互不重叠，工作在2.4GHz频段❑IEEE 802.11g(2003.6), 54Mbps，11个信道，最多3个互不重叠，工作在2.4GHz频段（802.11g兼容802.11b）同一空间多信道的使用增加了带宽Blue = 11Mb/s(channel 1)Total Bandwidth=33Mb/s!!Green = 11Mb/s(channel 6)Red = 11Mb/s(channel 11)无线局域网WLAN 的组成两种类型的WLAN ：1. Infrastructured 网（有固定基础设施的网络）2. Ad Hoc 网（特定网络，或称自组网络，无固定基础设施）BSS （基本服务集）Infrastructured 网(基础设施网)有AP(Access Point, 接入点)，无线站点通信首先要经过APAd Hoc 网（无线自组网）IBSS (Independent BSS ，独立基本服务集)，无AP ，站点间直接通信）IBSSBSSESS（扩展服务集）属Infrastructured 网( DS:分配系统，AP：接入点，SSID：ESS扩展服务集标识符。
无线局域网MAC层QoS机制论述摘要：无线局域网由于技术简单、成本低廉并能提供高速率的数据传输而得到广泛的应用，如何在有限的网络资源和不稳定的物理介质前提下在MAC层提供有效QoS服务,成了无线网络研究界的一个新的课题。
本文分析并总结了当前在无线局域网提供QoS的技术难点和主要的QoS提供策略,对现存的QoS提供机制从两个角度进行了分类和概括,最后指明了MAC层QoS研究的发展方向。
关键字：无线局域网，QoS，802.11，802.11eAbstract WLAN is widely applied due to its simplicity, low-cost and high-speed data transmission. what we can do to provide effective QoS support at MAC layer is an important research issue. In the light of recent QoS research on WLAN at MAC layer, this paper summarizes the difficulties and principles of QoS provisioning for WLAN. Taxonomy of the existing QoS schemes is given which guides the analysis of various QoS protocols and mechanisms. Finally, this paper pointed out the research trend of QoS MAC schemes for WLAN.Keywords WLAN, QoS, 802.11, 802.11e引文由IEEE组织制定的802.11标准体系是当前最为广泛使用的WLAN技术,但是就802.11协议本身来说并不直接对QoS具有支持,这已经成为802.11网络不能被QoS要求高的多媒体无线应用(如VOIP, DTV)所接受的主要原因。
无线局域网的效劳质量保障随着无线网络上流量的剧增，用户在享受宽带无线接入的同时，对于有效、鲁棒的效劳质量〔QoS〕保障的需求也越来越突出。
QoS的实现首先要精确区别每个网络应用的类型，其次要恰当地分配网络资源，如带宽和相对优先级等。
早期的QoS研究主要针对有线网络，在网络层以上提供效劳质量保障。
如综合效劳/资源预约〔IntServ/RSVP〕、区分效劳〔DiffServ〕、多协议标签交换(MPLS)、流量工程(Traffic Engineering)、约束路由(CBR)、子网带宽管理(SBM)等。
但是上述的QoS机制并不能直接应用于无线网络中，主要有2个原因：首先，无线传输与有线传输有很大区别，在无线传输中，串扰和多径传播将导致衰落和色散，因此无线网络具有数据传输率低而误码率高的特点。
而WLAN为了保证灵活性和兼容性，协议标准只制订MAC层和PHY层标准，从而造成网络上层的QoS与无线链路层的别离，最终导致QoS无法得到充分发挥；其次，随着无线接入技术的开展，异质网络的应用将越来越普及，各种应用一般会经过无线接入、有线骨干网传输、无线接入的传输途径，在这种情况下，紧紧依靠传统的有线网络QoS机制已经无法提供端到端的效劳质量保障，迫切需要一种能够针对无线信道的特点，在无线链路层媒体访问控制〔MAC〕子层提供网络业务的区分、优先级控制、资源分配等的QoS控制和保障，从而使无线网络和有线网络的QoS进行整体规划。
为无线网络添加QoS的802.11e标准迟迟没有在IEEE获得批准，虽然很多厂家声称支持802.11e，但是由于没有统一的标准，设备间的互通性很难保证，使得部署具有QoS保障的WLAN网络非常困难。
Wi-Fi联盟从IEEE 802.11e无线局域网QoS标准草案中提取出一局部创立了无线多媒体WMM〔Wireless MultiMedia〕标准，为Wi-Fi联盟的设备提供互通性认证，对于WLAN QoS网络的部署发挥了积极的作用。
CSMA／CA的MAC(多址接入)部分又可以分为两类：基本方案和RTS／CTS (Request To Send／Clear To Send)方案。
下面讨论RTS／CTS方案。
当采用RTS／CTS方案时，如果一个节点有数据需要发射，首先检测信道是否空闲：
(1)如果信道空闲且空闲持续时间的长度达到DIFS(分布式的帧间间隔)，节点则首先发射一个RTS分组来预约信道，然后目标接收节点应答一个CTS组。
(2)如果信道非空闲，或空闲持续时间小于DIFS，则节点进入冲突避免(CA)状态。
当节点接收到CTS 分组后，开始发射DATA分组，最后目标接收节点再应答一个ACK分组。
由于RTS分组(长度为44字节)之间的冲突对网络性能造成的损害要远远小于DATA分组(长度为2346字节)之间的冲突所造成的损害，因此，采用RTS／CTS方案可以提高网络的性能。
但是，当DA TA分组的长度较小时，就需要考虑发射RTS ／CTS所造成的开销。
CSMA／CA的CS(载波检测)部分包括物理层的载波检测和MAC层的虚拟载波检测。
前者主要是检测其他节点造成的信道物理状态的变化。
后者则通过使每个节点都各自维持一个NA V(网络分配矢量)参数来实现。
当一个节点(如A)收到其他节点发射的RTS、CTS和DATA分组时，从这些分组的头部提取出该数据交换序列剩余的持续时间来更新A自己的NA V。
根据NA V的值，A的MAC层就能够知道当前的数据传送活动将在什么时候结束。
因此，采用虚拟载波检测的主要目的是为了在多跳Ad hoc网络中防止出现隐终端问题。
此外，在许多节省能量消耗的方案中，虚拟载波检测机制对于确定节点应该何时从“睡眠"状态“醒来"而进入到“活跃”状态也是非常重要的。
CSMA／CA中的CA(冲突避免)部分比较简单：当节点接收到新的数据发送任务时，首先检查载波检测的结果，如果信道空闲且持续时间超过DIFS时间，则立即发送该分组；如果信道非空闲或空闲持续时间小于DIFS时间，则随机选择一个退避时间之后执行随机退避；在退避的过程中如果信道非空闲则暂停随机退避过程，而当信道转为空闲且持续时间超过DIFS时间之后再恢复随机退避过程，并在随机退避计数器的数值递减为O时立即发送RTS分组。
当RTS-CTS握手失败或DA TA-ACK握手失败时，发射节点则认为发生了分组接收冲突事件，进而执行冲突解决：增大随机退避窗口的数值，随机选择退避时间并执行随机退避过程。
如果RTS-CTS连续握手失败的次数达到一定的数值，则认为目标节点已不可达，此时发射节点丢弃分组并向路由层报告链路失效。
