Frequenzen von Funknetzen Genereller Aufbau von Funknetzen

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Kapitel 3: Lokale Netze / Weitverkehrsnetze Seite 155 Frequenzen von Funknetzen Europe USA Japan Cellular Phones GSM 450-457, 479- 486/460-467,489- 496, 890-915/935- 960, 1710-1785/1805- 1880 UMTS (FDD) 1920- 1980, 2110-2190 UMTS (TDD) 1900- 1920, 2020-2025 AMPS, TDMA, CDMA 824-849, 869-894 TDMA, CDMA, GSM 1850-1910, 1930-1990 PDC 810-826, 940-956, 1429-1465, 1477-1513 Cordless Phones CT1+ 885-887, 930- 932 CT2 864-868 DECT 1880-1900 PACS 1850-1910, 1930- 1990 PACS-UB 1910-1930 PHS 1895-1918 JCT 254-380 Wireless LANs IEEE 802.11 2400-2483 HIPERLAN 2 5150-5350, 5470- 5725 902-928 IEEE 802.11 2400-2483 5150-5350, 5725-5825 IEEE 802.11 2471-2497 5150-5250 Frequenzen liegen im MHz-Bereich: Kapitel 3: Lokale Netze / Weitverkehrsnetze Seite 156 Entwurfsziele für drahtlose Netze (WLAN/WPAN) weltweite Funktion möglichst geringe Leistungsaufnahme wegen Batteriebetrieb Betrieb ohne Sondergenehmigungen bzw. Lizenzen möglich robuste Übertragungstechnik Vereinfachung der (spontanen) Zusammenarbeit bei Treffen einfache Handhabung und Verwaltung Schutz bereits getätigter Investitionen im Festnetzbereich Sicherheit hinsichtlich Abhören vertraulicher Daten und auch hinsichtlich der Emissionen Transparenz hinsichtlich der Anwendungen und Protokolle höherer Schichten Kapitel 3: Lokale Netze / Weitverkehrsnetze Seite 157 Genereller Aufbau von Funknetzen 1. Netze mit fester Infrastruktur Infrastruktur bedeutet: feststehendes Netz, z.B. Ethernet oder Satellitenstrecken Zentraler Access Point (AP), drahtlose Geräte kommunizieren nur mit dem AP Kontrollfunktionalitäten (Medienzugriff, Mobilitätsmanagement, Authentisierung, …) sind in der Infrastruktur realisiert Komplexität liegt in den Infrastrukturkomponenten, drahtlose Geräte brauchen nur ein Minimum an Funktionalität zu realisieren 2. Ad-hoc-Netze Keine Infrastruktur – die drahtlosen Geräte kommunizieren direkt Höhere Komplexität der Geräte, da jedes Gerät alle Zugriffs- und Kontrollmechanismen implementieren muss Infrastruktur AP AP AP Kapitel 3: Lokale Netze / Weitverkehrsnetze Seite 158 WPAN Kleinstes Funknetz: Wireless Personal Area Network (WPAN) • Beispiel: Bluetooth 1998: Gründung der Bluetooth Special Interest Group (Ericsson, Intel, IBM, Nokia, Toshiba) Später hinzugekommene Förderer: 3Com, Agere (früher: Lucent), Microsoft, Motorola 2001: Erste Produkte für den Massenmarkt, Verabschiedung des Standards 1.1 Übernommen von IEEE WPAN Working Group zur Integration in 802.15- Standard. Dabei mehrere Varianten: höhere Übertragungsraten niedrige Übertragungsraten bei sehr geringem Stromverbrauch Mehr Stationen pro Netz

Transcript of Frequenzen von Funknetzen Genereller Aufbau von Funknetzen

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itel 3

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itel 3

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itel 3

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Lap

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top

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Kap

itel 3

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ale

Net

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Wei

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kehr

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zeS

eite

175

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hen

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Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

176

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Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

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kehr

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177

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SS

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802.

11 L

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11 L

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Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

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Wei

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kehr

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eite

178

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gere

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Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

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179

802.

11 -

Ph

ysik

alis

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Sen

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ng: 1

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US

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mW

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Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

195

Ko

llisi

on

sver

mei

du

ng

Kol

lisio

nsve

rmei

dung

dur

ch C

ontr

olH

ands

haki

ngau

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gle

iche

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, auf

dem

au

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kter

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gerä

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•S

igna

lisie

rung

spak

ete

bein

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n S

ende

r-un

d E

mpf

änge

radr

esse

sow

ie P

aket

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Sen

der

send

et k

urze

s R

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stto

Sen

d (R

TS

) P

aket

•E

mpf

änge

r an

wor

tetm

it C

lear

to S

end

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S)

Pak

et•

Sen

der

send

et D

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Mu

ltip

le a

cces

sw

ith

colli

sio

nav

oid

ance

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(MA

CA

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A, d

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enig

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igna

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den

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der

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zen

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Sen

der

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pfän

ger

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dyto

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S

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uis

itio

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ult

iple

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MA

)•

Mis

chun

g au

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SM

A u

nd M

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A: V

erm

eide

Kol

lisio

nen

durc

h S

igna

lisie

rung

spak

ete

durc

h da

uerh

afte

s S

ende

n ei

nes

Sig

nals

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

196

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mei

dung

des

Pro

blem

s „H

idde

nS

tatio

n“

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C w

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n an

B s

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n•

A s

ende

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S-C

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-Han

dsh

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AB

C

RT

S

CT

SC

TS

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C

RT

S

CT

S

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S

Ver

mei

dung

des

Pro

blem

s „E

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tatio

n“

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will

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ende

n, C

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D

•C

war

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un n

icht

meh

r un

nötig

, da

sie

nich

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TS

von

A e

mpf

ängt

D

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

197

Wei

tere

Ver

fah

ren

zu

r K

olli

sio

nsv

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un

gK

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ions

verm

eidu

ng d

urch

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lisie

rung

•V

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endu

ng e

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iche

n K

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s zu

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rung

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rtra

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Dat

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send

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yT

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auf

ein

em a

nder

en Ü

bert

ragu

ngsk

anal

(K

ontr

ollk

anal

)

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lle G

erät

e im

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mkr

eis

eine

s ak

tiven

Kno

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ten

•K

eine

Hid

den

Sta

tions

, abe

r vi

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Exp

osed

Sta

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Rec

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itia

ted

bu

syto

ne

mu

ltip

le a

cces

s(R

I-B

TM

A)

•N

ur d

er E

mpf

änge

r se

ndet

„B

usy

Ton

e“

•K

aum

Exp

osed

Sta

tions

, abe

r de

r B

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e ka

nn e

rst g

esen

det w

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n, w

enn

der

Em

pfän

ger

den

Übe

rtra

gung

swun

sch

deko

dier

t hat

Wir

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sC

olli

sio

nD

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MA

und

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MA

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von

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usy

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es“

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hst w

ie B

TM

A: K

note

n se

nden

Bus

yT

one

„col

lisio

nde

tect

•E

mpf

änge

r se

ndet

dan

n „f

eedb

ack-

tone

“, s

obal

d er

Übe

rtra

gung

swun

sch

erka

nnt

hat

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

198

802.

11 -

MA

C-S

chic

ht:

DF

WM

AC

•V

erke

hrsa

rten

�A

sync

hron

er D

aten

dien

st (

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ndar

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von

Dat

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f „be

st-e

ffort

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asis

•U

nter

stüt

zung

von

Bro

adca

stun

d M

ultic

ast

�Z

eitb

egre

nzte

Die

nste

(op

tiona

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•im

plem

entie

rt ü

ber

PC

F (

Poi

nt C

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ion

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ctio

n)

•Z

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MA

C-D

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/CA

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MA

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nW

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AC

•K

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CK

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DF

WM

AC

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F m

it R

TS

/CT

S (

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nal)

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erm

eidu

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der

Hid

den

Sta

tions

�D

FW

MA

C-P

CF

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lisio

nsfr

eies

, zen

tral

isie

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Pol

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Ver

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enm

it ei

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List

e im

AP

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

199

802.

11 -

MA

C-S

chic

ht

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nzug

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en

•S

IFS

(S

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ram

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paci

ng)

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µs

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chst

e P

riorit

ät, f

ür A

CK

, CT

S, A

ntw

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ollin

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IFS

(P

CF

IFS

) –

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�m

ittle

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riorit

ät, f

ür z

eitb

egre

nzte

Die

nste

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els

PC

F

•D

IFS

(D

CF

, Dis

trib

uted

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rdin

atio

nF

unct

ion

IFS

) –

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�ni

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Prio

rität

, für

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nchr

one

Dat

endi

enst

e

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Med

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bel

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SP

IFS

DIF

SD

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näch

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Rah

men

Wet

tbew

erb

dire

kter

Zug

riff,

Med

ium

frei

≥D

IFS

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

200

t

Med

ium

bel

egt

SIF

SP

IFS

DIF

SD

IFS

näch

ster

Rah

men

Wet

tbew

erbs

fens

ter

(zuf

ällig

er B

acko

ff-M

echa

nism

us)

802.

11 -

CS

MA

/CA

-Ver

fah

ren

•V

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emen

tieru

ngen

zu

unte

rstü

tzen

•S

ende

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ige

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Med

ium

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t das

Med

ium

für

min

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ens

die

Dau

er e

ines

Inte

r-F

ram

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pace

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S)

frei

, w

ird n

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Abl

auf v

on D

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ges

ende

t •

Ist d

as M

ediu

m b

eleg

t, w

ird a

uf e

inen

frei

en D

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arte

t und

dan

n zu

sätz

lich

um e

ine

zufä

llige

Bac

koff-

Zei

tver

zöge

rt (

Kol

lisio

nsve

rmei

dung

, in

Vie

lfach

en

eine

r S

lot-

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t). D

abei

wird

wei

terh

in d

as M

ediu

m a

bgeh

ört.

•W

ird d

as M

ediu

m w

ähre

nd d

er B

acko

ff-Z

eitv

on e

iner

and

eren

Sta

tion

bele

gt,

blei

bt d

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acko

ff-T

imer

so la

nge

steh

en. N

ach

erne

utem

Fre

iwer

den

wird

w

iede

r fü

r di

e D

auer

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DIF

S g

ewar

tet,

dann

läuf

t der

Bac

koff-

Tim

erw

eite

r.

•A

uch

verw

endb

ar fü

r B

road

cast

Zei

tsch

litz

(20

µs)

War

teze

it

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

201

t

busy

boe

Sta

tion 1

Sta

tion 2

Sta

tion 3

Sta

tion 4

Sta

tion 5

Pak

etan

kunf

t am

MA

C-S

AP

DIF

Sbo

e

boe

boe

busy

vers

tric

hene

Bac

koff-

Zei

t

bor

verb

leib

ende

Bac

koff-

Zei

t

busy

Med

ium

bel

egt (

Fra

me,

ack

, etc

.)

borbo

r

DIF

S

boe

boe

boe

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S

busy

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Sbo

ebu

sy

boe

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bor

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Sta

tio

nen

im W

ettb

ewer

b

Die

Grö

ße

des

Wet

tbew

erbs

fens

ters

(C

onte

ntio

nW

indo

w, C

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beei

nflu

sst d

ie

Leis

tung

sfäh

igke

it. D

aher

(an

alog

Eth

erne

t) s

tart

e m

it C

W=7

und

ver

dopp

le b

ei K

ollis

ion

bis

CW

max

=25

5K

apite

l 3: L

okal

e N

etze

/ W

eitv

erke

hrsn

etze

Sei

te 2

02

802.

11 -

CS

MA

/CA

-Ver

fah

ren

Uni

cast

-Übe

rtra

gung

: der

Em

pfan

g w

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usät

zlic

h be

stät

igt

•D

aten

kön

nen

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Abw

arte

n vo

n D

IFS

ges

ende

t wer

den

•E

mpf

änge

r an

twor

ten

sofo

rt (

nach

SIF

S, o

hne

zusä

tzlic

he B

acko

ff-Z

eit)

, fal

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das

Pak

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orre

kt e

mpf

ange

n w

urde

(C

RC

)•

Im F

ehle

rfal

l wird

das

Pak

et a

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atis

ch w

iede

rhol

t. K

eine

S

onde

rbeh

andl

ung

eine

r Ü

bert

ragu

ngsw

iede

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ung,

gle

iche

r Z

ugrif

fsm

echa

nism

us w

ie z

uvor

t

SIF

S

DIF

S

Dat

en

Ack

War

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it

wei

tere

Sta

tione

n

Em

pfän

ger

Sen

der

Dat

en

DIF

S

Wet

tbew

erb

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

203

802.

11 –

DF

WM

AC

mit

RT

S/C

TS

Opt

iona

le E

rwei

teru

ng z

ur V

erm

eidu

ng d

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den

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RT

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r al

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kan

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DIF

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lus

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B

acko

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•B

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CT

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ach

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urch

Em

pfän

ger

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tiges

Sen

den

der

Dat

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öglic

h, B

estä

tigun

g w

ie g

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t

•A

nder

e S

tatio

nen

spei

cher

n di

e B

eleg

ungs

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r, d

ie im

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S u

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CT

S

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m N

AV

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Vec

tor)

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S/C

TS

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r er

hebl

iche

r O

verh

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durc

h R

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/CT

S-

Nac

hric

hten

tW

arte

zeit

wei

tere

Sta

tione

n

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pfän

ger

Sen

der

Wet

tbew

erb

SIF

S

DIF

S

data

AC

K

data

DIF

S

RT

S

CT

SS

IFS

SIF

S

NA

V (

RT

S)

NA

V (

CT

S)

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

204

802.

11 –

DF

WM

AC

mit

RT

S/C

TS

t

SIF

S

DIF

S

data

AC

K1

frag

1

DIF

S

Wet

tbew

erb

RT

S

CT

SS

IFS

SIF

S

NA

V (

RT

S)

NA

V (

CT

S)

NA

V (

frag

1)N

AV

(A

CK

1)

SIF

SA

CK

2

frag

2

SIF

S

wei

tere

Sta

tione

n

Em

pfän

ger

Sen

der

•F

ragm

entie

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der

Dat

en z

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geru

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bei

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•S

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asse

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e de

r F

ragm

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an

derz

eitig

eF

ehle

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s M

ediu

ms

an•

Zun

ächs

t nor

mal

e R

eser

vier

ung

mit

RT

S/C

TS

•F

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ente

und

AC

KS

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s au

f jew

eils

letz

tes)

bei

nhal

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auch

R

eser

vier

ungs

daue

rn

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

205

DF

WM

AC

-PC

F

PIF

SD

1

U1

SIF

S

NA

V

SIF

SD

2

U2

SIF

S

SIF

S

Sup

erra

hmen

t 0t 1

•P

CF

für

Gar

antie

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gl. B

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/Zug

riffs

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teue

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nen

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Pol

ling)

•N

icht

für

Ad-

hoc-

Net

ze

•S

uper

rahm

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it w

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ewer

bsfr

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Per

iode

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Wet

tbew

erbs

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de(w

ie v

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Wird

das

Med

ium

nac

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s S

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rahm

ens

wie

der

frei

, fra

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er

Koo

rdin

ator

run

dum

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tione

n x

ab (

Dx)

. Die

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ntw

orte

n be

i Bed

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it U

x

•W

ird d

ie P

hase

ehe

r be

ende

t als

gep

lant

(t 2

stat

t t3)

, ble

ibt m

ehr

Zei

t für

die

W

ettb

ewer

bsph

ase

t

D3

PIF

SD

4

U4

SIF

S

SIF

SC

Fen

d

Wet

tbew

erb

wet

tbew

erbs

frei

e P

erio

de

t 2t 3

t 4

Kap

itel 3

: Lok

ale

Net

ze /

Wei

tver

kehr

snet

zeS

eite

206

802.

11 -

Rah

men

form

at

Fra

me

Con

trol

•P

roto

kollv

ersi

on, R

ahm

enty

p (V

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Fra

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tieru

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schl

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atio

nen,

Bed

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den

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Dur

atio

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um S

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Adr

esse

n•

Jew

eils

48-

Bit-

IEE

E-8

02-M

AC

-Adr

esen

. MA

C-R

ahm

enkö

nnen

zw

isch

en z

wei

S

tatio

nen,

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en S

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n un

d A

P o

der

zwis

chen

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ei A

Ps

durc

h da

s D

istr

ibut

ion

Sys

tem

übe

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den.

In F

ram

e C

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olle

gen

zwei

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(von

DS

, na

ch D

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fest

, auf

wel

cher

Str

ecke

übe

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gen

wird

. Adr

essa

ten

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: Em

pfän

ger

[1],

Tra

nsm

itter

(phy

sika

lisch

) [2

], B

SS

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tifie

r[3

], S

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r (lo

gisc

h)[4

]S

eque

nce

Con

trol

•E

rken

nung

von

dup

lizie

rten

Rah

men

Fra

me

Con

trol

Dur

atio

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