IEEE 802.11-2012 WiFi标准详解
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更新于2024-07-17
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"802.11 2012版是Wi-Fi联盟制定的一项无线局域网（WLAN）标准，主要规范了无线介质访问控制（MAC）层和物理层（PHY）的详细技术要求。这个标准是对2007年版本的更新，旨在提升Wi-Fi网络的性能、稳定性和安全性。对于Wi-Fi驱动的开发人员、移植工作者以及wpa_supplicant和hostapd等应用开发者来说，深入理解802.11标准有助于优化网络性能和实现更高效的网络管理。"
802.11标准是IEEE（电气和电子工程师协会）为了规范局域网和城域网中的信息交换而设立的一系列标准，其中802.11系列专注于无线局域网的通信。2012版的802.11标准在原有的基础上进行了多项改进，包括：
1. **增强的数据传输速度**：引入了新的调制编码方案（MCS），如256-QAM，提高了数据传输速率，使Wi-Fi网络的理论最高速度得到显著提升。
2. **多用户MIMO（MU-MIMO）**：允许路由器同时与多个设备进行数据传输，提高了网络效率，尤其是在高密度用户环境中。
3. **效率提升**：优化了信道利用率，减少了网络拥堵，通过更好的信道选择和切换策略来提高网络性能。
4. **安全增强**：更新了安全协议，如WPA2，提供了更强大的加密机制，增强了网络安全。
5. **频谱扩展**：支持5GHz频段的更多频道，提供了更大的带宽和更少的干扰，尤其是在2.4GHz频段拥挤的情况下。
6. **设备功耗管理**：改善了设备的功耗控制，有利于电池供电设备的长时间使用。
7. **网络管理**：对网络发现、连接和漫游过程进行了优化，确保了更好的用户体验。
8. **QoS（服务质量）**：强化了对不同类型流量的优先级处理，如视频流、语音通话等实时应用，保证了服务质量。
对于开发人员而言，理解802.11 2012版标准的细节至关重要，这包括MAC层的CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）机制、PHY层的不同调制方式、信道管理和干扰规避策略，以及安全协议的实施等。这些知识将帮助他们在设计和优化Wi-Fi产品时做出正确的决策，确保其产品能够兼容并充分利用最新的Wi-Fi标准，提供高性能、高安全性的无线连接。
xiv Copyright © 2012 IEEE. All rights reserved.
5.1.4 MSDU format .......................................................................................................... 95
5.1.5 MAC data service architecture ................................................................................ 95
5.2 MAC data service specification...............................................................................................97
5.2.1 General..................................................................................................................... 97
5.2.2 MA-UNITDATA.request ........................................................................................ 97
5.2.2.1 Function ................................................................................................ 97
5.2.2.2 Semantics of the service primitive........................................................ 97
5.2.2.3 When generated..................................................................................... 97
5.2.2.4 Effect of receipt..................................................................................... 98
5.2.3 MA-UNITDATA.indication .................................................................................... 99
5.2.3.1 Function ................................................................................................ 99
5.2.3.2 Semantics of the service primitive........................................................ 99
5.2.3.3 When generated................................................................................... 100
5.2.3.4 Effect of receipt................................................................................... 100
5.2.4 MA-UNITDATA-STATUS.indication.................................................................. 101
5.2.4.1 Function .............................................................................................. 101
5.2.4.2 Semantics of the service primitive...................................................... 102
5.2.4.3 When generated................................................................................... 103
5.2.4.4 Effect of receipt................................................................................... 103
6. Layer management............................................................................................................................. 104
6.1 Overview of management model........................................................................................... 104
6.2 Generic management primitives ............................................................................................ 105
6.3 MLME SAP interface ............................................................................................................ 105
6.3.1 Introduction............................................................................................................ 105
6.3.2 Power management................................................................................................ 106
6.3.2.1 Introduction......................................................................................... 106
6.3.2.2 MLME-POWERMGT.request............................................................ 106
6.3.2.3 MLME-POWERMGT.confirm........................................................... 106
6.3.3 Scan........................................................................................................................ 107
6.3.3.1 Introduction......................................................................................... 107
6.3.3.2 MLME-SCAN.request ........................................................................ 107
6.3.3.3 MLME-SCAN.confirm ....................................................................... 109
6.3.4 Synchronization ..................................................................................................... 115
6.3.4.1 Introduction......................................................................................... 115
6.3.4.2 MLME-JOIN.request .......................................................................... 115
6.3.4.3 MLME-JOIN.confirm......................................................................... 117
6.3.5 Authenticate ........................................................................................................... 117
6.3.5.1 Introduction......................................................................................... 117
6.3.5.2 MLME-AUTHENTICATE.request .................................................... 117
6.3.5.3 MLME-AUTHENTICATE.confirm ................................................... 118
6.3.5.4 MLME-AUTHENTICATE.indication................................................ 119
6.3.5.5 MLME-AUTHENTICATE.response.................................................. 120
6.3.6 Deauthenticate ....................................................................................................... 121
6.3.6.1 Introduction......................................................................................... 121
6.3.6.2 MLME-DEAUTHENTICATE.request............................................... 121
6.3.6.3 MLME-DEAUTHENTICATE.confirm.............................................. 122
6.3.6.4 MLME-DEAUTHENTICATE.indication .......................................... 123
6.3.7 Associate................................................................................................................ 123
6.3.7.1 Introduction......................................................................................... 123
6.3.7.2 MLME-ASSOCIATE.request............................................................. 123
6.3.7.3 MLME-ASSOCIATE.confirm............................................................ 125
6.3.7.4 MLME-ASSOCIATE.indication ........................................................ 128
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