无线局域网(WLAN)的MAC协议探讨

无线域网局W（AN）L的MA协C议探讨

胡 萍王长林

　　　　　　　　　　　　　　　（西交南大通学算机计通与工信程学 院川，成都 四610031

摘） 要 ：无线域局网(Wrelise sAL,N下以简称LANW)近年是发展迅速来无线数据通的讯。MAC网作为无线局网域的关键技之术一决，定LWAN的络网性能。本文讨了探WANL中AMC协的议络工作方网,式介绍了MA典型C技CSM术/ASC，后提出最WLNA中MA发展趋势。

关 键 C：词 体访媒控问制 无 线域网局 EIEE8201.1

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sract： tWirleess ocll aara network eWirele(s LsA) Ni she twrielse satad ocmumncaiion tetwnor wkichh ha been srpaidlyd velepoe dni reenctye ra.s ACM as,one f tohepi vtolate cnhlogioe, sedidcs ehetq auitylof W LNA. Frstil ytish apperd icsssuset henet wroko pretaig mnde of oACMi nW AL. SeNocnldyC MS/AA, tChe ypicta ltehnclogy ofoMAC is anayledz. Fnaill,y th teerd of developmnnet o MfCA i nWAL Nis poitnde out.

Ke yworsd： MCA LWAN EIE80E2.11

　　　随着息信技术的飞速发，展们对人网络通的信求不断需提高无线局，域（W网LN）作A计为机算络网无线通信技与相术合的结产，物用无线多址信利道一的种效有方来法持支计算机间的之信通，并通信让的动化移、性化和多媒个体用应得实现以。媒

访体问控制（AC）M作局为网的域关键术技之一完全,决局定网的网络性能（诸如吞吐域能性与迟性能延等等。）而无局域线网WL（NA由于其传输介）质以及移动性等点，特采与用线局有域网所有区的M别A协议。C

1 OS七I层议协中数链据路层DLL）内LLC（和MAC层层O

S将I络网信通议协体区分系为7个层，系体的底层称为物最理，网络层采用的不同的所传介质，输对应同的物不层，理双绞如线同或轴线体。系第内层为数据链路层二（ata Dlink ubSl-yar）e数据链,层路上的半部为LCLL(oigca liLnk Conrot Slbula-yer)逻链路辑控制子层负责，将数正据确的发送到理层，在物数据路层的下链半为M部ACMed(a AicecssContr l)子层，o负控责制连与物接理层的理介物质

　　。当发送数据时M，C层A完要以成任务下：先首它规则从L按LC接收数据，然层执行后媒体问访规程，看查网是络否可发以；送一旦络网以可送发它，将给据数加附上些控制信一息把，数及控制信据以规定的格息（一般称做式帧）送物理层。

当接收往数时，据AMC要层成以下任务：首先完它物理从接层到数据收帧检并数查帧据的中控制信息从，而判是断否生发传错误输如。数正确据，去则掉制控息信后把其至送LC层L 。 　　MA

层C送和发收数接

据流程如下所示：图

　　　　　　　图1 MCA送数发流程 据 图2M CA收数接据程流

　　　　　　　

2 统传有局域线网(LA)的NMCA议协

在网标络内准各种传，介质输物的层理应对相对的到MAC层，例如同以轴线传输为介时质对，应M的A层标C为准820.41,各个算机连接计成状时，环对应AMC标为802.5。准目，前普最及网络的标准称以为太网其，M在A层定C为义082.。380.2的MAC3层定对传义输介质的问控制访式方C为MA/CSD。

各不种同传介输质的物层对应的理同不M的CA，如图3层示：所

　　　　　图3　 同传输不介质物理层对应的的AMC层2．1

CS MA/DC体访问控媒制议协　

　由以太于（网tEhrnet）e成现为存域网络结构局的大绝形式，多SMCAC/（DarCirr eenSs Meulitlpe ccAes/CollsiisonDe tcetoi）n载波监测多接入协议址成为局也网域用最采多M的C协议。ASMC/CAD适于宜线总局型网域拓结构朴随机竞的争型体媒访问制。控线型网络允总同一许刻时只一个有节（N点oed发送数）据一旦两个，以上或节点时发同送数据则，发会数生据碰撞数，据不能正常发送和接。收SMCAC/协D就是议尽能可证保网络上同时只一有节点个送数发，减小据据"碰撞数"概率。

SMA/CD工作C过程：

M当CA收到LL（LCgicao linkL ontrClo ubSLa-yre发）的数据以后，首来先测监网络电缆是否具有上数据即，载传波送如。果络空闲网即，没有波传送，刚载将据装帧数经物理，层送发出。去果如网繁忙，络则测监网直络网络到空闲再将数据装，帧送。发2.2

EEEI8 02.3 MAC帧格式

MCA层在发送据数时数据将装交帧理层发物，送图4出绘了EEEI80 23. ACM帧式格。

P

ramblee SF D eDst ourcSe Len th g ata D CFS

62b 2 b 6B 6B 2B 46 ~B150B0 4B　　　　　　　　　图　4 EIE E82.3帧0结构

Prembal:前导e序列由6。2特交替比现的"0出"1""序列组。成设目置的：接收物端层同步理时位。

SF钟:起D域始"。1"1表有示用数开始据。D

st:目的e地址。域6由节组字。成目表的点地址。节S

ursoe:源址域地由6。节组成。字源节表地点。

Le址ntgh:度长域由。2节字成组表数。域长度据

。aDta:数域。46据字节1~50字0节之间。F

CS：校验。4域节组成字。

.32 C SA/MCD基为础的ACM展方向发　

　着10 BA随SET-和10 ABESF-等L技的出现术I，EEE 02.38标准局域拓朴结构网经开已由总始线型构向树型结构结发。因展，C此MA/CD为基S础的MAC层子也需要被改以适应双工工作模修式域网局发展。的

3 无局线网域（LWAN的M）CA网络作工方式

无线局网（W域AL）中MANC所应的对标准为EIE 8E20.1，1EEI E82011 .MA综合了两种工C作方: 分式

布控制(CDF和)心中控(P制CF)两工种方式：作

1分布.制控方式(DF)，C类C似MA/CD，利用D波载听监制，机用于分适布式网，传络输有具发性突随机和性的通分普组据数 支,无竞持型实争业时及务竞型争实时非务业

。2中.控心制式(PCF方，)建在立DF工C作式之上方且并仅支竞持争非实型业时务适,于用具备中央控器的制网。络3

1.分布制控方(式DF)

　C　DFC机制是AMC中层最本基媒体接的控入制制机D。F机C基于制SMA/CA(CSCMA/oClliisno voAiande载波c听多址监入/碰接避免) , 撞并以TSR/CST息交消换机制为辅助的介质作问方访式

3.1. 1CS A/CAM协议

SCM作A随机竞争为类MAC议，协算简法单而且能丰富，所以性在际实局域的网使用得中了到泛的应广用。但是无在局线网域中由，无线于输媒体固有的特性传移动及性影的响无，局线域网M的C在差A错控、制解决藏终端等隐方面在存有应于别有线域局网。因W此AL与N线有域网局采用所CS的M具备一A定差的异WLAN采。用SMAC/C（ACMA/SoCllsiio Anoivadnec）议协其与，SMA/CCD大最不的点在于其采取同避冲突工免作式方。

　　与SCAM/C不同，DWAN媒L访问控制(体AMC)层采用CS的M/AAC（SMA/CCloislio Avoinance）协d议，于在由R传F输网中络冲检测突较比困，难以所该议协避免冲突检用代替8测0.32议协用的冲突使测，检采冲用避免机制尽量减突冲突小碰发生撞的概，率以提网高吞络性吐能与迟延能性。议使用信协道空闲估评(CAC)法算决定信来是否空道，通闲测试天线能量过决和接定信号收度强RSS来完成I。且并用RTS使CTS和、AKC减少帧冲突。数加密据与通局域网的等同加普(W密PE)算一样法使，6用4位钥和RC4加密密法算。

31.2.C SAMC/A作过程工：如图所示

：5图 带RTS/CT S的CD机制F工作程过

当发端希射发望送数时据，先首检测介是否空闲，质是若介为质空时闲，出R送T（ReSuesq To Stned求请发）送R，S信号包括T发射的地端址接收端、地址的、下笔数据将持续一送的时发间等信，息接收端到RT收信号后S将，应短响信CT号(SClaer oTSen d)CTS信号上也RT，内S记的录续发持的时间送当，射发端收到TCS包，后随开始即送发数包据如，图 所5示接，收端收数到据包，将以后内的包RCC(yClcic edRudancyn Ceckh，环循冗余验)校数的值来检包验数据否正是，确是若验结果检确时，接正收端将应ACK响，告包发知端数射据已被经成功地接。收发当射没有端到接收端的ACK包收时，将认为包在输过传中丢程，而失一重新发送包直

3.1。.3 SCA/MA与CSMCA/C的D区别

　　1载.检测方波：式传输介质因不同C，MS/ADCCS与MACA/检测的方也不式。CS同M/CD通A电缆中电压的过变

化来检测，数据发当碰生时撞电，缆的中电压就随会发生变着化；C而MS/CAA用采量能检测E()D载、波检测(CS)能和量载混合波测检种三检信测道空的闲式。方2.

道利用信率较：比SCMA/C协S议道信用率利低于SMA/CCD协议信道利率用但是由于。无线输的传性，特无线在局网域能采用有不线域局的网CMA/CSD议。协信利道率受传输用离距和旷程空的影度响，距当离或远者有障碍物响时影存在会藏终端隐题，问降信低利用道率 。

　　具体最高的信道利用与传输率速有关率。在EEEI082.1ｂ无线局域1网，中1在Mbtis速/时率最信高利用率可到90％，而在1道M1bi/ts最高信时利用率道只6有5％右左。3

..4 1拟介虚检质机测(制CVS)

80在2.11标网准络，所内有接到R收S与CTST号信无的线备设，都采用虚拟介将检质（V测rtial Caurrie Senrse机制，）置N设V(NAtewor Alkolcaito nectoVr网，络分配量)，矢使用并在RT和SCT中S包含d的uraiotn字信息段设来置AC参M数NAVdu，arton字段i指了明和源的目机为传主数据输要占将用信道时的长间度当。物层理的NAV内针打开时指设备，将为认此时的物理介正质为他设其备占所而用停发送止与收数据接。NVA的值随时间推移着断不减小在，NV值减A到零之，前机主会不发传起尝试输。虚

介质拟测（VC检）机制设S置使它其机主先预知信道中道在正行的进传输情，况从有而提高了效数据帧功成传输的概率但是。VS机制C加了增RS和TTSC的销开降低了，有效据传输速数率。

ANV设的有计于助决无解局线域网隐内藏节点的题。

问32 .心控制方式中(CF)P　　

CP(PFiot Conroidntian oFnutiocn机)基于轮询机制，可制用于支持无以争型竞实时业。务

3.2.1 PC工作F程：过

　希　望发数送的据机主首先向A（AcPsse oPin）发送tsAsoiactoin equRse（t连请接）帧，求在并帧功的能能性段的C字FP-lolale(b轮询可C)F字段中表明子望希加入轮表。询在收A到的APKC信以后，息主机被入轮询列表列。询列表中的轮机主连按接识(A标sosciatoi InD:AD I)升排列序。ADI由是A主机P配的1分b6i标识t。

　　符A发PB出econa帧明表FPC期间的开。然后始P依A向轮次列表中的询主机发Poll帧给AP出，或发送atDa给帧它非其P主机；如A在P果FI时间间S隔内有没响，则应明表主无数据要发，机AP续继出发下个Po一ll帧

　。轮询　特殊情况中：　　

在一个CP期间F，果轮询列表中的主机如没轮询完有那，在下么C次F期间将从P未轮询机开主始询；如轮果轮列询表的主机已经中询轮，还完剩有段一间时A，将P机随择主机选出发询轮。帧

　　轮询束结过程A：发出PndE，表明C帧PF期的结间，C束P间期开的始。下为图CP中F传输的一帧个子：

　　例　

　　　　　

　图6 PF中帧C输的传个例一子

4结论前与：

景　I　EE 80E2.11的MC主A有要两工作种方式：CDF和PFCD。CF是分布以控式方式实制介质访现问控制，CS以A/CM为A主D(TA-AACK两次握的手过程)以，TS/RCTS消交换息制机辅为(RS-CTST-ADA-ATKC四握次手的程)。过CF是P网络中靠控心制站(PA实)中现控制心式方由。于无环线难境检以到冲测突IEE，E 80.112的突冲检由测物理的载波层冲突检测媒和访问体控制层(MAC)的虚拟波监载实现。听虚载波拟听监用使的时间预留的是方法测预信的忙闲道况状网络在。知得络忙闲信息网通过后机退避算随法小冲突减。　

　目前I，EEE80.211委会员经成已立专了门的作工，组研究IEEE02.11MA8对C各业种务的oQS求。这一要工作组的究目研正在进前中，行相不久以信后会将更有完备加的MCA协议准出台。

　　标WAL已经越N越多的来用于种各实际应用例如，览展和议，工会车间厂，公场所，其在城办轨道交通中也市已投使用入，着MAC协议的随不发断，WL展NA在将其中得到更加广泛的应。用

参文献考：

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[2 ]W ilres sLA NroPudt Lcits.aDa tCmmo.A iasPac-fii.c2000[3

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[4 郭峰,]曾兴雯等.线局无网.域子工电出版社业.1997

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