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1、Wi-fi同步一、同步的意義1.1什么是同步時(shí)鐘同步的目的是維護(hù)一個(gè)全局一致的物理或邏輯時(shí)鐘，時(shí)鐘同步廣義上稱為時(shí)間同步，狹義上稱為頻率同步。時(shí)間同步：指在對(duì)比時(shí)刻求得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘與本地時(shí)鐘的頻率和相位偏移，并通過(guò)修正使本地時(shí)鐘與參考時(shí)鐘保持同步。頻率同步：指信號(hào)之間的頻率或相位保持某種嚴(yán)格的特定關(guān)系，通信網(wǎng)絡(luò)中頻率同步用來(lái)保證所有的設(shè)備以相同的速率運(yùn)行。頻率同步一般采用鎖相環(huán)技術(shù)，頻率調(diào)節(jié)具有連續(xù)性和周期性；而時(shí)間同步可以是非連續(xù)性的調(diào)控。1.2WiFi同步的意義數(shù)字通信網(wǎng)中傳遞的信號(hào)是對(duì)源信息，比如模擬的語(yǔ)音信息，進(jìn)行
2、采樣編碼后得到的PCM（pulseCodeModulation）離散脈沖。如果兩數(shù)字交換設(shè)備之間的時(shí)鐘頻率不一致產(chǎn)生采樣時(shí)刻的偏差，或者由于數(shù)字比特流在傳輸中因碼間干擾和各種噪聲干擾的疊加產(chǎn)生相位偏移和頻率偏移，接收端就會(huì)出現(xiàn)碼元的丟失或重復(fù)，導(dǎo)致傳輸?shù)谋忍亓髦谐霈F(xiàn)滑碼的現(xiàn)象。Wifi作為無(wú)線接入技術(shù)承載3G基站業(yè)務(wù)時(shí)，由于3G基站業(yè)務(wù)，例如一些基于WLAN的寬帶數(shù)據(jù)應(yīng)用，流媒體、網(wǎng)絡(luò)游戲等均需要優(yōu)于50ppb的頻率同步，其中有些制式，如CDMA2000、TS-SCDMA，WiMAX等還有高精度的時(shí)間同步需求，所以要求
3、WIFI能夠?qū)r(shí)間和頻率信號(hào)進(jìn)行高精度穩(wěn)定地傳送，因此研究WIFI時(shí)間同步有其必要性和迫切性。二、802.11鏈路時(shí)鐘同步層2.1概述根據(jù)WiFi的機(jī)制，在BSS中利用TSF來(lái)保證STAs同步于一個(gè)時(shí)鐘。2.2AP與AC的同步AP與AC的時(shí)間同步是基于的CAPWAP協(xié)議，該協(xié)議主要包括了AP自動(dòng)發(fā)現(xiàn)AC，AC對(duì)AP進(jìn)行安全認(rèn)證，AP從AC獲取軟件映像，AP從AC獲得初始和動(dòng)態(tài)配置等。2.2.1CAPWAP協(xié)議CAPWAP協(xié)議由Discovery階段開(kāi)始。WTPs發(fā)送DiscoveryRequest消息，誘發(fā)任何收到該消
4、息的AC用DiscoveryResponse消息響應(yīng)。根據(jù)收到的DiscoveryResponse消息，WTP用與其建立安全的DTLS會(huì)話來(lái)選擇一個(gè)AC。一旦WTP和AC完成DTLS會(huì)話建立，開(kāi)始配置交換其間兩個(gè)設(shè)備對(duì)采用的版本達(dá)成一致。在這個(gè)交換中，WTP可以接收配置設(shè)置。然后，WTP開(kāi)始運(yùn)行。當(dāng)WTP和AC完成版本和配置交換并啟動(dòng)WTP后，CAPWAP協(xié)議用于封裝在WTP和AC間發(fā)送的無(wú)線數(shù)據(jù)幀。如果被封裝的無(wú)線用戶數(shù)據(jù)(Data)幀或協(xié)議控制(Management)幀的長(zhǎng)度引起最終的CAPWAP協(xié)議分組超過(guò)WTP
5、和AC間支持的MTU，CAPWAP協(xié)議將分段第2層幀。為了重建原始封裝的凈荷，分段的CAPWAP分組被重組。2.2.2AC的timestamp傳遞ACTimestamp消息要素由AC發(fā)送，用于同步WTP時(shí)鐘。除非另有規(guī)定由AC發(fā)送給WTP的任何配置信息可以保存到非易失性存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)信息要素格式使用下圖所示的TLV格式TypeLength012301234567890123456789012345678901Value...消息要素用于攜帶控制消息中需要的信息。每個(gè)消息要素由TypeValue字段標(biāo)識(shí)，如上面定義。在消
6、息要素的長(zhǎng)度字段指出消息要素的總長(zhǎng)度。16位Type字段標(biāo)識(shí)Value字段攜帶的信息，Length(16位)指出Value字段的字節(jié)數(shù)。0值保留并且不能使用。字段值其余部分分配如下：用途類型值CAPWAPProtocolMessageElements1-1023IEEE802.11MessageElements1024–2047保留將來(lái)使用2048–3071EPCGlobalMessageElements3072–4095保留將來(lái)使用4096–6553516位Type字段標(biāo)識(shí)Value字段攜帶的信息，Length(16
7、位)指出Value字段的字節(jié)數(shù)。0值保留并且不能使用。AC時(shí)間戳要素的格式如下圖所示。Timestamp012301234567890123456789012345678901ACtimestamp消息格式Type:ACTimestamp為6Length:4Timestamp:AC的目前時(shí)間，讓所有WTPs采用NTR(NetworkTimeProtocal)[RFC1305]中定義的格式，實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。僅NTP時(shí)間的最高有效32位包括在這個(gè)字段中。NTR的時(shí)間戳由一個(gè)64位的無(wú)符號(hào)定點(diǎn)數(shù)組成，前32位表示整數(shù)部分，后3
8、2位表示分?jǐn)?shù)部分。NTR的相關(guān)信息將會(huì)在下一節(jié)介紹。2.3NTR協(xié)議中的時(shí)間同步NTP（NetworkTimeProtocol）以GPS時(shí)間代碼傳送的時(shí)間消息為參考標(biāo)準(zhǔn)，采用了Client/Server結(jié)構(gòu)，具有相當(dāng)高的靈活性，可以適應(yīng)各種互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。NTP除了可以估算封包在網(wǎng)絡(luò)上的往返延遲外，還可獨(dú)立地估算計(jì)算機(jī)時(shí)鐘偏差，從而實(shí)
