[정보통신공학] Week 14. Wireless LANs

전. 단일 셀 WLAN

엑세스포인트가 Ethernet switch에 연결되어있고, 이더넷 스위치는 다른 이더넷 스위치에 합쳐지거나 bridge/router/switch로 연결될 수 있음.

CM: 제어 모드, UM: 사용자 모드

 

다중 셀 WLAN

같은 주파수대역 쓰면 interference. 주파수를 잘 정해서 써야함.

- 여러 CM들이 Ethernet Switch에 연결됨. 

 

Ad Hoc WLAN: central AP가 없음. 

 

Wireless LAN에서 중요한 것들: throughput, 하나의 ap에 몇개의 노드 연결할 수 있는지, 백본 LAN에 연결, 얼마만큼 커버? 배터리? 전송? 보안?  옆에 있는 타 네트워크와의 operation은 어떤지. 라이센스 FREE이다. handoff/roaming 필요. dynamic configuration 지원해야 함.

 

IEEE 802.11 Standard - 출처 https://itwiki.kr/w/IEEE_802.11

 

 

순서는 cbad ghern ac ad ah 

 

IEEE 802.11 용어

• Access point (AP): station 기능을 갖추고 관련 stations에 대해 무선 매체를 통해 distribution system에 대한 액세스를 제공하는 모든 엔티티
• Basic Service Set (BSS): 단일 조정 기능으로 제어되는 (한 AP로 관리되는)  stations 집합.
• Coordination function 조정 기능: BSS 내에서 동작하는 스테이션이 언제 전송이 허용되고 PDU를 수신할 수 있는지를 결정하는 논리 함수.
• Distribution system 분산 시스템: 일련의 BSS와 통합 LAN을 상호 연결하여 ESS를 생성하는 데 사용되는 시스템
• Extended Service Set (ESS): 하나 이상의 상호 연결된 BSS들 및 통합된 LAN들의 세트
• Frame: MPDU 하나
• MAC protocol data unit (MPDU): 물리 계층의 서비스를 사용하여 두 개의 피어 MAC 엔티티 간에 교환되는 데이터의 단위
• MAC service data unit (MSDU): MAC 사용자 간에 하나의 단위로 전달되는 정보
• Station:  IEEE 802.11 호환 MAC을 포함하는 모든 장치

IEEE 802.11 서비스

Distruibution System이 하는 기능들: MSDU delivery를 위해

-

결합, 분리, 분배, 통합, 재결합

Station이 하는 기능들: LAN access와 security를 위해

-

인증, 비인증, MSDU 전달, 개인정보 보호

Integration과 Distribution이 있다.

 

DS 내의 메시지 배포

* integration service: wireless LAN에서 wired LAN으로 넘어갈때의 data transfer를 허용

* distribution service: wireless LAN에서 다른 wireless LAN으로 frame 전달. (한 BSS에서 다른 BSS로. 또는 한 BSS (한AP))

 

협회 관련 서비스

DS는 stations에 대한 정보를 요구한다. DS와 정보를 주고받기 전에 association 되어있었어야 한다.

- 이동 유형: (1) 한 BSS에 계속 머무는 경우 (2) 같은 ESS의 BSS 간에  이동 (3) 서로 다른 EDD의 BSS 간에 이동 

AP의 identity를 알아야 함

* Association: 첫 연결 설정

* reassociation: 다른 AP로 이동했을 때 연결 재설정 허용

* Disassociation: station이나 AP와 존재하던 연결이 종료되었다고 알림

 

Layer 2의 매체 접근 제어

3가지 기능: (1) Reliable data delivery (2) Access conrol (3) Security

(1) MAC 수준에서도 에러 검사. frame exchange protocol을 포함한다. 무선상황이라 unreliable하므로.

 

4개 프레임 교환

RTS: 내 주변에 요청 다 뿌림

CTS: 나 누구랑 연결한다고 주변에 다 뿌림

other stations는 충돌 나지 않기 위해 전송하지 않음

* src가 RTS 전송 -> dest가 CTS 전송 -> src가 data 전송 -> dest가 ACK 응답

* RTS/CTS 교환이 요구되지만 비활성화될수도 있음

 

IEEE 802.11 프로토콜 아키텍처

Layer 2: Logical Link Control(LLC)와 MAC Lyer로 나뉘는데 MAC Layer는 PCF와 DCF로 나뉜다.

PCF는 contention-free service (station들을 polling)

DCF는 contention service.

-> PCF가 우선순위O 무경쟁. PCF부터 다 보내고 남는 시간에 DCF 보낸다.

(physical layer 여러 표준들... 속도, 처리량 다름)

 

Distributed Coordination Function (DCF)

- CSMA를 쓴다. 잘 listen했다가 idle하면 보내고 그렇지 않으면 기다림.

- DIFS 단위로 기다린다. 한번 wait했었던 경우에 exponential backoff time을 기다린후 전송해야 한다.

Priority IFS values

SIFS: 바로 response action

PIFS: centralized controller에 의해 PCF 사용시 issue polling할때 쓰임

DIFS:액세스를 위해 경쟁하는 비동기 프레임에 대한 최소 지연으로 사용됨

 

Basic Access Method

PCF Superframe 구성

 

SIFS: 가장 높은 우선순위. ACK, CTS, Poll response에 쓰인다.

 

PCF 더 잘 알아보기

- AP가 point coordinator가 되어서 polling을 한다. issing polls 할땐 PIFS를 쓴다.

 

Control Frames

- Power Save-Poll (PS-Poll) : 스테이션이 깨어난후 power-saving mode에 있을 때 AP에게 buffered된 frame을 전송 요청하는 것

- Request to Send (RTS) 

- Clear to Send (CTS)

- ACK

- Contention-Free (CF)-end: contention-free 끝났을 때 빨리 보내라고 알려주는거

- CF-End + CF-Ack

 

Data Frames

Eight data frame subtypes – Organized in two groups (First four carry upper-level data  | Remaining do not carry any user data)

• Data
– 데이터 (경쟁/무경쟁)
• Data + CF-Ack
– Carries data + contention-free 때 AP로부터 받은 데이터에 대한 ACK
• Data + CF-Poll // AP만 쓸 수 있음
– point coordinator가 data를 보내면서 polling요청을 보낼 때
• Data + CF-Ack + CF-Poll // AP만 쓸 수 있음
– Combines Data + CF-Ack and Data + CF-Poll

 

Management Frames

association 관리. stations와 APs 사이 커뮤니케이션 관리.

Multiplication Gain: 처리량 높임

Diversity Gain: 신뢰성 높임

802.11n은 채널 대역폭 20, 40MHz 지원하고 4x4 MIMO -> high throughput.

802.11ac는 채널 대역폭 40, 80, 160MHz이고 8x8 MIMO, MU-MIMO(각 유저별로)

802.11ad는 주파수대역 60GHz, 채널 대역폭 2160MHz. 

 

 

 

이 뒤에 특징들있는데 아직 안적음