无线网络的体系结构

下图4给出的是完整的IEEE802.11标准的协议实体。IEEE802的一些子标准中定义的传统简单的MAC层和物理层在IEEE802标准中细分为更多的子层，这样可以使进程的规范化更为容易。MAC层分为MAC管理子层，MAC子层主要负责访问机制的实现和分组的拆分和重组。MAC层的管理层主要负责ESS漫游管理、电源管理，还有登记过程中的关联、消去关联以及要求重新关联等过程的管理。802.11的物理层分成三个子层：PLCP（物理层会聚协议）、PMD协议（物理介质相关协议）和物理层管理层。PLCP子层主要进行载波侦听的分析和针对不同的物理层形成相应格式的分组。PMD子层用于识别相关介质传输的信号所使用的调制编码技术。物理层管理子层为不同的物理层进行信道选择和调谐。除此之外，IEEE802.11还定义了一个站管理层，它的主要任务是协调物理层和MAC层之间的交互作用。

图4  完整的IEEE 802.11协议实体

一、无线局域网物理层

1、物理层三种接口方式

无线局域网的物理层共有三种接口方式，如下所示：

□ 跳频扩频（FHSS）子层物理层接口。FHSS规范定义了物理层帧的格式，通过跳频功能和频移键控调制技术（PMD）利用它们将二进制数据帧转换为适合无线电波传播的信号，通过PMD使用FHSS发送数据帧。

□ 直接序列扩频（DSSS）物理接口。DSSSPLCP规范定义了物理层帧的格式。DSSSPMD解释工作站如何利用DSSS发送帧。通过PMD将二进制数据帧转换成适合无线波传播的信号。

□ 红外线（IR）物理层接口。通过对PMD工作站利用红外线物理层发送帧以及PMD利用调制技术将二进制数据帧转换成适合红外线光传播的信号。

为了能够说明这种物理接口，还需要介绍物理层结构和物理层操作。

二、物理层结构与功能

1.物理层结构组成

物理层（PhysicalLayer）与MAC层管理相连，为物理提供管理功能。物理层结构由三部分组成，如图5所示。

图5 物理层结构

1)物理层会聚过程子层(PhysicalLayer ConvergenceProcedure,PLCP):MAC层和PLCP通过物理层服务访问点(SAP)利用原语进行通信。MAC层发出指示后，PLCP就开始准备需要传输的介质协议数据单元(MPDU)。PLCP也从无线介质向MAC层传递引入帧。

PLCP为MPDU附加字段，字段中包含物理层发送器和接收器所需的信息。802.11标准称这个合成帧为PLCP协议数据单元(PPDU)OPPDU的帧结构提供了工作站之间MPDU的异步传输，因此，接收工作站的物理层必须同步每个单独的即将到来的帧。

2)物理介质依赖(PMD)子层：在PLCPT,PMD支持两个工作站之间通过无线介质实现物理层实体的发送和接收。为了实现以上功能，PMD需直接面向无线介质(空气)，并向帧传送提供调制和解调。PLCP和PMD之间通过原语通信，控制发送和接收功能。

3)三种物理介质接口：FHSS物理介质依赖(PMD)子层接口、DSSS物理介质依赖(PMD)子层接口和IR物理介质依赖(PMD)子层接口。

2.物理层接口操作与功能

物理层的三种接口操作基本相近。为了实现PLCP功能，802.11标准规范了状态机的使用。

每种状态实现下面的一种功能：

□ 载波侦听：判断介质的状态。

□ 传送：发送数据帧的单个字节。

□ 接收：接收数据帧的单个字节。

这些功能的实现离不开物理层服务原语现对于原语作简要介绍。

物理层是通过12条服务原语与MC层通信的。

1)PHY-DATA.request:从MAC层向物理层传送数据的一个字节。这个原语只有在物理层发出PHY-TXSTART.confirm原语后，才有可能出现。

2)PHY-DATA.indication：从物理层向MAC层传送接收到的数据的一个字节。

3)PHY-DATA.confirm:一条物理层发向MAC层的原语，用于确认数据从MAC层传送到了物理层。

4)PHY-TXSTART.request:从MAC层发往物理层的请求原语，请求开始一个MPDU的传送。

5)PHY-TXSTART.confirm:从物理层发往MAC层一条原语，用于确认一个MPDU传送的开始。

6)PHY-TXEND.request:一条从MAC层发往物理层的请求原语，请求结束一个MPDU的传送。当MAC层接收MPDU的最后一条PHY-DATA.confirm原语后，就发布

PHY-TAEND.requesto

7)PHY-TXEND.confirm:一条从物理层发往PAC层原语，用于确认一个MPDU传送的结束。

8)PHY-CCARESET.request:一条从MAC层发往物理层的请求原语，用于确认信道评价状态机的复位。

9)PHY-CCARESET.confirm:一条物理层发往MAC层的原语，用于确认信道状态机的复位。