Tìm hiểu về Wireless Lan

ăng di động của các trạm một cách trong suốt với các lớp cao hơn. Các mạng WLAN có thể đưa ra hai kiến trúc hệ thống cơ bản khác nhau mạng cơ sở hạ tầng hoặc đặc biệt. Hình dưới đây cho thấy các thành phần của một cơ sở hạ tầng và một phần không dây như đã đặc tả cho chuẩn IEEE802.11. Một vài nút, gọi là các trạm (Stations - STAi) được kết nối tới các điểm truy cập (AP - Access Point). Các trạm là các thiết bị cuối với các cơ chế truy cập tới môi trường truyền thông không dây và liên lạc sóng radio tới điểm truy cập (AP). Các trạm và điểm truy cập (AP) chúng ở bên trong vùng phủ sóng radio giống nhau từ một tập hợp dịch vụ cơ sở (BSSi - Basic Service Set). Tập hợp dịch vụ cơ sở là một khối xây dựng cơ bản của WLAN. Có thể xem như hình oval sử dụng để minh hoạ một BSS là vùng bao phủ trong đó các trạm thành phần của BSS có thể duy trì liên lạc. Nếu một trạm di chuyển ra ngoài BSS của nó, nó sẽ không liên lạc trực tiếp được với các thành viên khác của BSS. Liên lạc giữa STA và BSS là hoàn toàn động, các STA có thể bật máy tắt máy, chạy trong một khoảng nào đó hoặc chạy ra ngoài vùng phục vụ. Để trở thành một thành viên của một BSS cơ sở một trạm sẽ được đưa vào trạng thái “liên lạc” (“associated”). Các trạng thái liên lạc này là động và liên quan tới việc sử dụng các dịch vụ hệ thống phân phối DS (Distribution system). 3.1.1. Khái niệm hệ thống phân phối Những giới hạn của lớp vật lý PHY quyết định khoảng cách liên lạc trực tiếp giữa các trạm mà nó hỗ trợ. Với một vài mạng khoảng cách này là đủ, với các mạng khác thì phải tăng phạm vi bao phủ. Thay vì tồn tại một cách độc lập, một BSS cũng có thể trở thành một thành phần của một mạng mở rộng được xây dựng bởi nhiều BSS khác nhau. Thành phần kiến trúc sử dụng để kết nối các BSS với nhau là hệ thống phân phối DS (Distribution System). WLAN phân tách một cách logic môi trường vô tuyến (WM: Wireless Medium). Với môi trường hệ thống phân phối DSM. Mỗi môi trường logic được sử dụng cho các mục đích khác nhau bởi một thành phần kiến trúc khác nhau. WLAN không đòi hỏi các môi trường này là giống nhau hay khác nhau. Nhận biết được các môi trường khác biệt một cách logic là vấn đề chính để hiểu được sự linh hoạt của kiến trúc. Kiến trúc WLAN là hoàn toàn độc lập với các tính chất vật lý của lớp vật lý triển khai. Một DS cho phép hỗ trợ các thiết bị di động bằng cách cung cấp các dịch vụ logic cần thiết giám sát điạ chỉ để chuyển đổi đích và tích hợp nhiều BSS. Một điểm truy nhập là một STA cung cấp khả năng truy nhập tới DS bằng cách cung cấp các dịch vụ bổ xung để nó hoạt động như là một STA. Dữ liệu di chuyển giữa một BSS và một DS qua một AP. Chú ý rằng tất cả các AP cũng là các STA, do vậy chúng là các thực thể có thể đánh địa chỉ. Các địa chỉ được AP sử dụng để trao đổi thông tin trên môi trường vô tuyếnVM và trên môi trường hệ thống phân phối DSM không nhất thiết phải giống nhau. Một ví dụ đã cho thấy hai BSSs - BSS1 and BSS2 chúng được kết nối qua một hệ thống phân phối. Một hệ thống phân phối kết nối một vài BSSs qua điểm truy cập (AP) tạo thành một mạng đơn giản và theo cách đó mở rộng vùng phủ không dây. Mạng này bây giờ được gọi là một tập hợp dịch vụ mở rộng (Extended Service Set - ESS). Hơn nữa, hệ thống phân phối kết nối các mạng không dây qua các điểm truy cập (APs) với một cổng, nó tạo thành một đơn vị hoạt động liên mạng tới các LAN khác. Cụ thể hơn về nhóm dịch vụ mở rộng ESS: Một DS và BSS cho phép WLAN tạo ra một mạng vô tuyến không bị bó buộc về kích thước và linh hoạt hơn. WLAN gọi loại mạng này là mạng nhóm dịch vụ mở rộng ESS. Điều quan trọng là mạng ESS đối với lớp LLC không khác gì mạng IBSS (Independent Basic Service Set). Các trạm trong cùng một ESS có thể liên lạc với nhau và các trạm di động có thể di chuyển từ một BSS tới một BSS khác trong cùng một ESS một cách trong suốt với lớp LLC. WLAN không bó buộc các vị trí vật lý tương đối của các BSS. Có thể có các trường hợp sau: Các BSS có thể chồng một phần lên nhau. Điều này được sử dụng phổ biến để sắp xếp vùng bao phủ liền kề trong một diện tích vật lý. Các BSS có thể tách rời về mặt vật lý. Về mặt logic không có giới hạn về khoảng cách giữa các BSS. Các BSS có thể đặt cùng một vị trí về mặt vật lý. Điều này nhằm cung cấp dự phòng Một hoặc nhiều IBSS hoặc các mạng ESS có thể hiện diện về mặt vật lý trong cùng một không gian đóng vai trò một hoặc nhiều mạng ESS. Điều này có thể phát sinh do một vài lý do. Hai trong số các lý do phổ biến nhất là khi mạng Adhoc hoạt động trong vị trí đã có một mạng ESS và khi có sự chồng lấn về mặt vật lý giữa các mạng WLAN giữa các tổ chức khác nhau. Distribution system 802.11 LAN AP 802.11 LAN AP 802.x LAN Portal STA3 STA2 STA1 Hình3.1. Kiến trúc của cơ sở hạ tầng IEEE 802.11 Kiến trúc của hệ thống phân phối không được đặc tả thêm nữa trong chuẩn 802.11. Nó có thể gồm có : cầu nối các LAN công nghệ IEEE, các liên kết không dây hoặc bất kỳ các mạng nào. Tuy nhiên, các dịch vụ hệ thống phân phối được định nghĩa trong chuẩn. Các trạm (Station) có thể lựa chọn một điểm truy cập và kết hợp với nó. Các điểm truy cập (APs) hỗ trợ trôi nổi (roaming) tức là thay đổi các điểm truy cập, hệ thống phân phối sau đó điều khiển truyền dữ liệu giữa các điểm truy cập (Aps) khác nhau. Hơn nữa, các điểm truy cập (APs) cung cấp sự đồng bộ hoá bên trong một tập hợp dịch vụ cơ sở (BSS - Basic Service Set), hỗ trợ quản lý nguồn điện và có thể điều khiển truy cập môi trường truyền dẫn để hỗ trợ dịch vụ giới hạn thời gian. Để thêm vào các mạng hạ tầng cơ sở. Chuẩn IEEE 802.11 cho phép xây dựng các mạng đặc biệt (ad hoc) giữa các trạm, do đó sự tạo thành một hoặc nhiều hơn một tập hợp các dịch vụ cơ sở (BSS - Basic Service Set) như đã thấy trong hình dưới đây. Trong trường hợp này, một tập hợp các dịch vụ cơ sở (BSS) bao gồm một nhóm của các trạm sử dụng một tần số sóng radio giống nhau. Các trạm STA1, STA2 và STA3 ở trong BSS1 ; STA4 và STA5 ở trong BSS2. Điều này có nghĩa là với ví dụ đó trạm STA3 có thể truyền thông trực tiếp với trạm STA2 nhưng không thể truyền thông trực tiếp với trạm STA5. Một vài tập hợp dịch vụ cơ sở (BSS) có thể được tạo thành qua khoảng cách giữa Hình 3.2. Kiến trúc của mạng LANs không dây đặc biệt IEEE 802.11 các tập hợp dịch vụ cơ sở (BSS) hình 3.2 hoặc bằng cách sử dụng các tần số sóng mang khác nhau (sau đó các tập hợp dịch vụ cơ sở (BSS) có thể chồng lấp vật lý). Chuẩn IEEE802.11 không đặc tả bất kỳ nút đặc biệt nào mà hỗ trợ định tuyến (routing), chuyển tiếp dữ liệu (forwarding of data) hoặc trao đổi thông tin cấu trúc liên kết mạng (exchange of topology infomation). 3.1.2. Tích hợp với LAN hữu tuyến Để tích hợp kiến trúc WLAN với LAN hữu tuyến truyền thống, một thành phần kiến trúc logic được đưa ra là thành phần cổng (Port). Cổng là một điểm logic tại đó MSDU từ một mạng tích hợp không phải là WLAN đi vào hệ thống phân tán DS của WLAN. Tất cả dữ liệu từ một mạng LAN truyền thống đi vào kiến trúc mạng WLAN qua thiết bị cổng. Cổng cung cấp khả năng tích hợp logic giữa một kiến trúc WLAN và các mạng LAN truyền thống đã có. Có thể một thiết bị cung cấp cả hai chức năng AP và cổng. Điều này xảy ra trong trường hợp khi một DS được thực thi từ các thành phần của mạng LAN 802. Trong IEEE 802.11, kiến trúc ESS (Các AP và DS) cung cấp phân đoạn lưu lượng và mở rộng khoảng cách. Các kết nối logic giữa WLAN và các mạng LAN khác qua cổng. Các cổng kết nối giữa môi trường hệ thống phân phối DSM và môi trường LAN được tích hợp với nhau. 3.1.3. Các giao diện dịch vụ LOGIC Kiến trúc IEEE 802.11 cho phép DS có thể không đồng nhất với LAN hữu tuyến hiện tại. Một DS có thể được xây dựng từ nhiều công nghệ khác nhau bao gồm cả công nghệ LAN hữu tuyến hiện tại. WLAN không bắt buộc là các DS phải dựa trên lớp mạng hoặc lớp liên kết dữ liệu. Cũng vậy WLAN không bắt các DS là tập trung hay phân tán. IEEE 802.11 không qui định chi tiết về các cách triển khai hệ thống phân phối DS. Thay vào đó nó chỉ định các dịch vụ. Các dịch vụ được kết hợp với các thành phần khác nhau của kiến trúc. Có hai loại dịch vụ chính là dịch vụ trạm và dịch vụ hệ thống phân phối (DSS). Cả hai loại dịch vụ đều được sử dụng ở lớp MAC WLAN. Tập hợp các dịch vụ kiến trúc WLAN như sau: Dịch vụ nhận thực (Authentication). Dịch vụ liên lạc (Association). Dịch vụ ngừng nhận thực (DeAuthentication). Dịch vụ ngừng liên lạc (Deassociation). Dịch vụ phân phối (Distribution). Dịch vụ tích hợp (Intergration). Dịch vụ bảo mật (Privacy). Dịch vụ tái liên lạc (Reassociation). Dịch vụ phân phối MSDU (MSDU Delivery). 3.1.4. Các không gian địa chỉ logic ghép Kiến trúc IEEE 802.11 không những cho phép khả năng tất cả WM, DSM, LAN hữu tuyến tích hợp có thể là các môi trường vật lý khác nhau, mà nó còn cho phép khả năng mỗi một môi trường này có thể hoạt động trong các khoảng không gian khác nhau. IEEE 802.11 chỉ sử dụng và xác định không gian địa chỉ WM (Môi trường vô tuyến). Hình 3.3. Kiến trúc hệ thống WLAN hoàn thiện Mỗi lớp vật lý WLAN IEEE 802.11 hoạt động trong môi trường riêng. Phân lớp MAC WLAN IEEE 802.11 hoạt động trong không gian địa chỉ riêng. Các địa chỉ MAC được sử dụng trong môi trường vô tuyến WM trong kiến trúc WLAN IEEE 802.11. Do vậy, không cần thiết phải có một tiêu chuẩn để chỉ định chính xác rằng các địa chỉ này là địa chỉ môi trường vô tuyến. Điều này được xem như hiển nhiên. WLAN IEEE 802.11 được lựa chọn để sử dụng không gian địa chỉ IEEE 802 48 bít. Do vậy các địa chỉ WLAN IEEE 802.11 tương thích với không gian địa chỉ sử dụng họ LAN IEEE 802. Sự lựa chọn không gian địa chỉ WLAN 802.11 cho không gian địa chỉ MAC LAN hữu tuyến và không gian địa chỉ MAC WLAN 802.11 có thể là giống nhau. Trong những trường hợp ở đâu DS sử dụng cách đánh địa chỉ IEEE 802.11 mức MAC là phù hợp, thì tất cả 3 không gian địa chỉ Logic sử dụng trong một hệ thống có thể là đồng nhất. Đây là trường hợp trung nhưng không phải là cách kết hợp duy nhất mà kiến trúc WLAN IEEE 802.11 cho phép. Kiến trúc WLAN cho phép 3 không gian địa chỉ logic là khác nhau. Ví dụ về không gian địa chỉ ghép là một ví dụ trong đó triển khai DS sử dụng đánh địa chỉ phân lớp mạng. Trong trường hợp này, không gian địa chỉ WM và không gian địa chỉ DS có thể khác nhau. Khả năng của kiến trúc để sử lý nhiều không gian địa chỉ và nhiều môi trường logic là phần chính trong khả năng của IEEE 802.11 cho phép độc lập triển khai DS và giao diện với tính dễ thay đổi của phân lớp mạng. 3.2. Kiến trúc giao thức IEEE 802.11 là cấu trúc giao thức thành viên của chuẩn giao thức 802.X. Tập này bao gồm một chuỗi các đặc tả về các kỹ thuật cho mạng LAN. Hình dưới đây thể hiện vị trí và mối liên hệ giữa các thành phần của họ giao thức trong mô hình OSI. Hình 3.4. Họ IEEE 802 và mối liên hệ với mô hình OSI Chuẩn IEEE 802.11 là một lớp liên kết có thể sử dụng gói 802.2/LLC. Đặc tả cơ bản của IEEE 802.11 bao gồm 802.11 MAC và lớp vậtt lý thực hiện trải phổ nhảy tần FHSS và lớp trải phổ dãy trực tiếp DSSS hoặc ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM. Như đã cho biết bằng con số chuẩn, chuẩn IEEE802.11 hoàn toàn phù hợp trong các chuẩn 802.x khác cho các mạng LAN có dây (xem Halsall, 1996). 802.3 PHY 802.3 PHY 802.11 PHY 802.11 PHY 802.3 MAC 802.3 MAC 802.11 MAC 802.11 MAC LLC LLC IP IP TCP TCP Application Application LLC BRIDGE Hình 3.5. Kiến trúc giao thức chuẩn IEEE 802.11 và thiết lập cầu nối Hình 3.5 cho thấy hầu hết kịch bản phổ biến: một mạng LAN không dây IEEE 802.11 kết nối tới một mạng Ethernet 802.3 (mạng sử dụng kỹ thuật truy cập đường truyền bằng cảm nhận sóng mang và có dò xung đột) qua một cầu nối. Các ứng dụng không nên thông báo thành từng mảnh khác nhau từ độ rộng băng thông thấp hơn và có lẽ thời gian truy cập cao hơn mạng LAN không dây. Kết quả, các tầng cao hơn (tầng ứng dụng, TCP, IP) nhìn nút mạng không dây giống như nút mạng có dây. Phần cao hơn của tầng điều khiển liên kết dữ liệu, điều khiển liên kết logic (LLC - Logical Link Control) bao bọc các sự khác nhau của các tầng điều khiển truy cập môi trường truyền thông (MAC - Medium Access Control) cần thiết cho các môi trường khác nhau. Trong nhiều mạng hiện nay, các tầng điều khiển liên kết logic (LLC) không nhìn thấy được. Chi tiết hơn nữa giống như Ethertype hoặc giao thức truy cập mạng cấp dưới (SNAP - Sub Network Access Protocol) và công nghệ cài đặt cầu nối được giải thích trong Perlman (1992). Chuẩn IEEE 802.11 chỉ bao trùm tầng vật lý (PHY) và tầng truy cập môi trường truyền thông (MAC) giống như các chuẩn 802.x khác. Tầng vật lý được chia nhỏ thành tầng vật lý hội tụ giao thức (PLCP - Phyiscal Layer Convergence Protocol) và Môi trường vật lý phụ thuộc tầng dưới (PMD - Physical Medium Dependent) vật lý. PMD PLCP MAC management MAC LLC PHY management Station management DLC PHY Hình 3.6. Chi tiết kiến trúc giao thức và quản lý IEEE 802.1 Các nhiệm vụ cơ bản của tầng điều khiển truy cập môi trường truyền thông (MAC) bao gồm: truy cập môi trường truyền thông, phân mảnh (phân đoạn) dữ liệu của người dùng và mã hoá. Giao thức tầng dưới (PLCP) cung cấp một tín hiệu cảm nhận sóng mang, gọi là sự đánh giá kênh sạch (CCA - Clear Channel Assessment) và cung cấp một điểm truy cập dịch vụ (SAP - Service Access Point) vật lý chung không phục thuộc công nghệ truyền. Cuối cùng, tầng dưới phụ thuộc môi trường (PMD) điều khiển sự điều biến và mã hoá/giải mã tín hiệu. Tầng vật lý (bao gồm: tầng dưới phụ thuộc môi trường - PMD và tầng vật lý hội tụ giao thức - PLCP) và tầng điều khiển truy cập môi trường truyền thông (MAC) sẽ được giải thích chi tiết hơn trong các phần tiếp theo. Riêng từ giao thức các tầng dưới, chuẩn đặc tả quản lý các tầng và quản lý các trạm cuối. Quản lý điều khiển truy cập môi trường truyền thông (MAC) hỗ trợ sự kết hợp và không kết hợp của một trạm cuối tới một điểm truy cập và trôi nổi giữa các điểm truy cập khác nhau. Hơn nữa, nó kiểm soát cơ chế xác thực quyền, mã hoá, đồng bộ của một trạm cuối liên quan tới một điểm truy cập và quản lý nguồn điện để lưu trữ năng lượng pin. Quản lý điều khiển truy cập môi trường truyền thông (MAC) cũng duy trì cơ sở thông tin quản lý (MIB - Management Infomation Base) điều khiển truy cập môi trường truyền thông (MAC). Các nhiệm vụ chính của quản lý tầng vật lý bao gồm: Đổi hướng kênh và sự duy trì cơ sở thông tin quản lý tầng vật lý. Cuối cùng, quản lý trạm cuối tương tác với cả hai tầng quản lý và có nhiệm vụ quan trọng ủng hộ thêm các chức năng tầng cao hơn (ví dụ: điều khiển cầu nối và sự tương tác với một hệ thống phân tán trong trường hợp của một điểm truy cập). Những lớp MAC của lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý PHY tương ứng với các lớp thấp nhất trong mô hình tham chiếu cơ bản ISO/IEC của OSI (Open System InterConnection). Các lớp và các phân lớp được biểu diễn dựa theo hình dưới đây: H ình 3.7. Mô hình tham chiếu ISO/ICE 3.2.1. Tầng vật lý Chuẩn IEEE802.11 hỗ trợ ba tầng vật lý khác nhau: một tầng trên cơ sở tia hồng ngoại và hai tầng trên cơ sở truyền tải sóng radio (Chủ yếu trong băng tần ISM ở tần số 2.4MHz, nó có hiệu lực trên toàn thế giới). Tất cả các biến thể tầng vật lý bao gồm: cung cấp tín hiệu đánh giá kênh sạch (CCA - Clear Channel Assessment). Tín hiệu này cần thiết cho các cơ chế điều khiển truy cập môi trường truyền thông (MAC) điều khiển truy cập môi trường truyền thông và cho biết nếu môi trường hiện thời nhàn rỗi. Công nghệ truyền tải (nó sẽ được thảo luận sau) quyết định chính xác như thế nào chăng nữa tín hiệu này vẫn được sử dụng Hơn nữa, tầng vật lý cung cấp một điểm truy cập dịch vụ (SAP) với tốc độ 1 hoặc 2Mbit/s tới tầng điều khiển truy cập môi trường truyền thông (MAC). Phần còn lại của đoạn này bàn tới ba thế hệ (version) của tầng vật lý đã được định nghĩa trong chuẩn. 3.2.1.1. Kỹ thuật trải phổ nhẩy tần Phân lớp vật lý FHSS PHY gồm 2 chức năng sau: Chức năng hội tụ lớp vật lý: Chức năng này sắp xếp thích ứng các khả năng của hệ thống phụ thuộc môi trường vật lý (PMD) vào dịch vụ lớp vật lý PHY. Chức năng này được hỗ trợ bởi thủ tục hội tụ lớp vật lý (PLCP), thủ tục này định nghĩa phương pháp sắp xếp các đơn vị dữ liệu giao thức phân lớp MAC (MPDU) IEEE 802.11vào định dạng khung phù hợp cho việc gửi và nhận dữ liệu người sử dụng và thông tin quản lý giữa các trạm STA sử dụng hệ thông PMD kết hợp. Chức năng hệ thống PMD định nghĩa các đặc tính và phương thức truyền phát dữ liệu qua môi trường vô tuyến (WM) giữa hai hay nhiều STA. Trải phổ nhảy tần (Frequency Hopping Spread Spectrum - FHSS) là một kỹ thuật trải phổ nó cho phép nhiều mạng cùng tồn tại trong cùng một vùng (area) bằng cách tách rời các mạng khác nhau sử dụng các trình tự (sequences) nhảy tần khác nhau. Chuẩn định nghĩa 79 kênh nhẩy tần cho bắc Mỹ và châu Âu và 23 kênh nhẩy tần cho Nhật Bản (mỗi kênh với độ rộng băng thông 1MHz trong băng tần ISM có dải tần số 2.4GHz). Việc lựa chọn một kênh riêng biệt đạt được bằng cách sử dụng một mẫu nhảy ngẫu nhiên giả. Nhiều hạn chế quốc gia cũng quyết định các thông số xa hơn nữa, ví dụ : công suất (power) phát cực đại là 1W - EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power - Công suất phát đẳng hướng tương đương) ở Mỹ và 100 mW ở châu Âu. Chuẩn đặc tả hình dạng vật lý (Gaussian shaped) FSK (Frequency Shift Keying - khoá dịch chuyển tần số), hình dạng vật lý khoá dịch chuyển tần số (GFSK - Gaussian shaped Frequency Shift Keying) như là sự điền biến cho trải phổ nhảy tần (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum) vật lý. Để được tốc độ 1Mbit/s một khoá dịch chuyển tần số (GFSK) 2 mức được sử dụng (tức là 1 bit được ánh xạ tới một tần số); một khoá dịch chuyển tần số (GFSK) 4 mức cho 2Mbit/s (tức là 2 bits được ánh xạ tới một tần số). Trong khi phát và nhận, tốc độ 1Mbit/s là bắt buộc đối với tất cả các thiết bị, việc hoạt động ở tốc độ 2Mbit/s là tuỳ chọn. Điều này tạo điều kiện giảm chi phí sản xuất các thiết bị chỉ cho tốc độ chậm hơn và các thiết bị mạnh mẽ hơn cho cả hai tốc độ truyền. Khuôn dạng của một Frame tầng vật lý được mô tả trong hình 3.8. 80 16 12 4 16 Số bít thay đổi bits Synchronization SFD PLW PSF HEC Payload PLCP preamble PLCP header Hình 3.8. Khuôn dạng của một frame tầng vật lý IEEE 802.11 dùng FHSS Hình 3.8 cho thấy một frame của tầng vật lý được sử dụng với trải phổ nhảy tần (FHSS). Một frame gồm cố hai phần cơ sở, phần PLCP (gồm có Preamble and Header - phần mở đầu và phần đầu) và bộ làm trắng dữ liệu PLCP. Trong khi phần PLCP luôn luôn được truyền ở tốc độ 1Mbit/s, bộ làm trắng dữ liệu PLCP, tức là dữ liệu MAC, có thể sử dụng tốc độ 1 hoặc 2Mbit/s. Thêm nữa, dữ liệu MAC được đổi tần số dùng đa thức sinh s(z) = z7 + z4 + 1 cho kết khối một chiều và làm trắng phổ. Trong đó bộ làm trắng phổ sử dụng một bộ trộn đồng bộ khung chiều dài 127 bit, tiếp theo đó là mã hoá nén dịch 32/33 để ngẫu nhiên hoá dữ liệu và để giảm thiểu thế hiệu dịch DC dữ liệu. Các octet dữ liệu được đặt vào dòng bit truyền nối tjiếp với bit bắt đầu là lsb và bit cuối cùng là msb. Như minh hoạ ở hình 3.9. Dãy 127 bit tuần tự được phát lặp đi lặp lại bởi bộ trộn (bit đầu tiên bên trái được sử dụng trước): 00001110 11110010 11001001 00000010 00100110 0010111010110110 00001100 11010100 11100111 10110100 00101010 11111010 01010001 10111000 1111111. Một bộ trộn như vậy được sử dụng để trộn dữ liệu phát đi và tách dữ liệu nhận về. Quá trình làm trắng phổ với bit đầu tiên của PSDU, tức là bit tiếp theo bit cuối cùng của mào đầu PLCP. Phương pháp mã hoá và giải mã nén dịch được mô tả trong hình C. Định dạng gói dữ liệu sau quá trình làm trắng dữ liệu được chỉ ra trong hình 3.9. Các trường của frame hoàn thành các chức năng sau : Đồng bộ hoá (Synchronization): Phần mở đầu PLCP bắt đầu với 80 bits đồng bộ hoá, chúng là một chuỗi mẫu bít có dạng 010101...Mẫu bít này được sử dụng cho đồng bộ hoá điện thế thực thể nhận (receiver) và tín hiệu dò tìm bởi CCA. Được sử dụng để phát hiện tín hiệu có thể nhận được một cách tốt nhất, lựa chon ăngten đa năng, sửa lỗi lệch tần số trạng thái bền và đồng bộ định thời gian gói nhận. Danh giới bắt đầu khung (Start Frame Delimiter - SFD): 16 bits tiếp theo cho biết bắt đầu của frame và như thế cung cấp đồng bộ hoá frame ( bít đầu tiên của SFD theo sau bit cuối cùng của mẫu Sync). Mẫu danh giới bắt đầu khung (SFD) là 0000 1100 1011 1101 (truyền từ trái sang phải). Từ độ dài PLCP_PDU (PLCP_PDU length word - PLW): Trường đầu tiên này của PLCP header cho biết độ dài của trường tải (payload) tính bằng byte gồm có 32 bits CRC ở cuối trường tải. Từ độ dài PLCP_PDU (jPLW) có thể nằm trong khoảng từ 0 đến 4096. Trường báo hiệu PLCP (PLCP Signalling Field - PSF): Về lý thuyết chỉ có duy nhất 1 bit trong 4 bits của trường cho biết tốc độ dữ liệu của trường tải (payload) là 1 hoặc 2Mbits/s. Kiểm tra lỗi phần đầu (Header Error Check - HEC): Cuối cùng, phần PLCP header được bảo vệ bởi 16 bits tổng kiểm tra (checksum) với đa thức sinh ITU-T chuẩn G(x) = x16 + x12 + x5 + 1. 3.2.1.2. Trải phổ liên tục trực tiếp Trải phổ liên tục trực tiếp (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS) là phương pháp trải phổ lựa chọn nhiều khả năng riêng biệt bằng mã hoá và không mã hoá tần số. Lớp DSSS PHY gồm có hai chức năng giao thức: Chức năng hội tụ lớp vật lý: Chức năng này sắp xếp thích ứng các khả năng của hệ thống phụ thuộc môi trường vật lý (PMD) vào dịch vụ lớp vật lý PHY. Chức năng này được hỗ trợ bởi thủ tục hội tụ lớp vật lý (PLCP), thủ tục này định nghĩa phương pháp sắp xếp các đơn vị dữ liệu giao thức phân lớp MAC (MPDU) IEEE 802.11 vào định dạng khung phù hợp cho việc gửi và nhận dữ liệu người sử dụng và thông tin quản lý giữa các trạm STA sử dụng hệ thông PMD liên kết. Chức năng hệ thống PMD định nghĩa các đặc tính và phương thức truyền phát dữ liệu qua môi trường vô tuyến (WM) giữa hai hay nhiều STA, mỗi STA sử dụng hệ thống DSSS. Trong trường hợp của trải phổ trực tiếp (DSSS) IEEE 802.11. Việc phân bố đạt được sử dụng trình tự 11 xung (+1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1) cũng được gọi là mã Barker. Những đặc điểm then chốt của phương pháp này là tính kháng nhiễu cao và không nhậy cảm của nó tới truyền tải đa đường (truyền trì hoãn thời gian - Time Delay Spread) Trải phổ trực tiếp (DSSS) tầng vật lý (PHY) của chuẩn IEEE 802.11 cũng sử dụng băng tần ISM 2.4 GHz và cung cấp cả hai tốc độ dữ liệu 1 hoặc 2 Mbit/s. Hệ thống DSSS cung cấp cho mạng LAN vô tuyến khả năng truyền thông tải tin ở cả hai tốc độ 1 Mbps và 2 Mbps. Theo các quy tắc của FCC, thì hệ thống DSSS sẽ cung cấp khả năng xử lý ít nhất là 10 dB. Điều này sẽ được thực hiện bằng cách nhận tín hiệu băng gốc ở tần số 11 MHz với mã số giả ngẫu nhiên PN Chip. Hệ thống DSSS sử dụng các phương pháp điều chế băng cơ sở DBIT/SK và DQPSK để cung cấp tốc độ dữ liệu 1 Mbps và 2 Mbps tương ứng. Bằng cách sử dụng khoá dịch pha nhị phân vi sai (Differential Binary Phase Shift Keying - DBPSK) cho truyền tốc độ 1 Mbit/s và khoá dịch pha cầu phương vi sai (Differential Quadrature Phase Shift Keying - DQPSK) cho truyền tốc độ 2Mbit/s như các lược đồ điều biến. Mặt khác (Again), công suất phát cực đại là 1W EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power - Công suất phát đẳng hướng tương đương) ở Mỹ và 100mW EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power - Công suất phát đẳng hướng tương đương) ở châu Âu. Tốc độ ký hiệu là 1 MHz, kết quả trong một chuỗi xung tốc độ 11 MHz. Tất cả các bit đã truyền bằng trải phổ trực tiếp tầng vật lý được đổi tần với đa thức s(z) = z7 - z4 + 1 cho kết khối một chiều và làm trắng phổ. 128 16 8 8 16 16 Variable bits Synchronization SFD Signal Service Length HEC Payload PLCP preamble PLCP header Hình 3.11. Khuôn dạng của một frame tầng vật lý IEEE 802.11 sử dụng DSSS Hình 3.11 cho biết một frame của tầng vật lý sử dụng DSSS (trải phổ liên tục trực tiếp). Frame gồm có hai phần cơ sở, phần PLCP (phần mở đầu PLCP và phần đầu PLCP) và trường tải (payload). Trong khi phần PLCP luôn luôn được truyền với tốc độ 1 Mbit/s, trường tải tức là dữ liệu MAC có thể sử dụng tốc độ 1 hoặc 2 Mbit/s. Chức năng của các trường trong frame: Đồng bộ hoá (Synchronization): 128 bit đầu tiên không những được dùng cho đồng bộ hoá mà còn được thiết lập năng lực dò tìm (cho CCA) và tần số dịch bù. Trường đồng bộ hoá chỉ có duy nhất 1 bit đổi tần. Danh giới khung bắt đầu (Start frame delimiter): 16 bit của trường này được sử dụng cho đồng bộ hoá ở phần đầu của một khung (frame) và có mẫu là 1111 0011 1010 0000. Tín hiệu (Signal): Cho tới tận bây giờ, chỉ có 2 giá trị được định nghĩa cho trường này cho biết tốc độ của trường tải. Giá trị 0x0A cho biết tốc độ 1 Mbit/s (và theo cách DBPSK), giá trị 0x14 cho biết tốc độ 2 Mbit/s (và theo cách DQPSK). Các giá trị khác được dành riêng cho tương lai, tức là tốc độ bit cao hơn. Dịch vụ (Service): Trường này được dành riêng cho tương lai sử dụng. Tuy nhiên, giá trị 0x00 cho biết một frame tuân theo chuẩn IEEE 802.11. Độ dài (Length): Về phần hệ thống khác, 16 bit được sử dụng trong trường hợp này để cho biết độ dài của trường tải (payload). Kiểm tra lỗi phần đầu (Header Error Check - HEC): Tín hiệu, dịch vụ, và độ dài các trường được b