無線數(shù)據(jù)通信技術(shù).ppt

第3章 無線數(shù)據(jù)通信技術(shù),第1節(jié) 無線數(shù)據(jù)通信概述 第2節(jié) 紅外無線數(shù)據(jù)通信 第3節(jié) 藍(lán)牙技術(shù)Bluetooth 第4節(jié) 基于802.11的無線局域網(wǎng) 第5節(jié) 紫蜂技術(shù)ZigBee 課后作業(yè),第1節(jié) 無線數(shù)據(jù)通信概述,3.1.1 概念 3.1.2 主要類別 3.1.3 特點和應(yīng)用 3.1.4 網(wǎng)絡(luò) 3.1.5 發(fā)展趨勢,無線數(shù)據(jù)通信（廣義）,指在無線終端與中心主機(jī)或無線終端之間采用無線連接，通過無線方式傳輸數(shù)據(jù)。,無線數(shù)據(jù)通信的主要類別,移動數(shù)據(jù)通信 固定或半固定無線數(shù)據(jù)通信,移動數(shù)據(jù)通信,指通信客戶端常處于移動狀態(tài)，其位置具有不確定性的數(shù)據(jù)通信方式。 特點： 所處環(huán)境較差，技術(shù)實現(xiàn)難度較大，數(shù)據(jù)傳輸率較低。,固定或半固定無線數(shù)據(jù)通信（狹義）,指通信雙方位置變化不大，無線傳輸距離較短的數(shù)據(jù)通信方式。 特點： 通信環(huán)境條件較好，技術(shù)上實現(xiàn)相對容易，有利于形成高速數(shù)據(jù)傳輸。,無線數(shù)據(jù)通信的特點,方便地擴(kuò)展了現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò) 受物理線路的限制較小，可擴(kuò)展性好，具有較強(qiáng)的獨立性 接入與傳輸方式靈活，性價對較高,無線數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用,個人通信 電子商務(wù)應(yīng)用 專用系統(tǒng)調(diào)度與定位 遙感遙測 家庭網(wǎng)絡(luò),3.1.4 無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),無線廣域網(wǎng)（WWAN） 無線局域網(wǎng)（WLAN） 無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN） 無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WRAN）,無線廣域網(wǎng)（WWAN）,Wireless Wide Area Network 一般指對公眾運(yùn)營的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 主要應(yīng)用 公共接入網(wǎng)絡(luò)：蜂窩技術(shù) 專用無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)：集群技術(shù) 主要問題：速度慢、安全性差、費(fèi)用高 主要技術(shù)： GPRS、3G、WAP、WiMAX,無線局域網(wǎng)（WLAN）,Wireless Local Area Network 有限范圍內(nèi)（傳送距離一般為幾十米），可移動、高速率的無線通信網(wǎng)。 主要應(yīng)用：有線局域網(wǎng)的擴(kuò)展和補(bǔ)充 主要技術(shù)：IEEE定義的802.11系列標(biāo)準(zhǔn),無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）,Wireless Personal Area Network 10米范圍內(nèi)，帶寬在1Mbps以下的個人網(wǎng)絡(luò)。 目標(biāo)：低功耗、小尺寸、低成本 主要技術(shù)：視距紅外、藍(lán)牙、ZigBee,IEEE與WPAN,IEEE 802.15工作組主要致力于研究個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和短程無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化問題。它定義了3種不同類型的WPAN標(biāo)準(zhǔn) HR-WPAN：高速無線個域網(wǎng)，傳輸速率高于20Mbps，標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.3 MR-WPAN：中速無線個域網(wǎng)，傳輸速率1Mbps ，標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.1 HR-WPAN：低速無線個域網(wǎng)，傳輸速率比較低，標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.4,無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)WRAN,Wireless Regional Area Network 傳輸范圍可達(dá) 100km ，非視距(NLOS) 使用 TV 廣播頻帶作為免許可執(zhí)照(LE)頻譜。 面向無線寬帶（遠(yuǎn)程）接入、面向獨立分散的、人口稀疏的區(qū)域。 解決特定授權(quán)頻帶頻譜利用率低的問題，最大限度地提高頻譜的利用率 技術(shù)： IEEE802.22,3.1.5 無線數(shù)據(jù)通信的發(fā)展趨勢,無線移動終端的智能化和普及 無線通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶化 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),第2節(jié) 紅外無線數(shù)據(jù)通信,3.2.1 概述 3.2.2 系統(tǒng)組成、原理及分類 3.2.3 特點 3.2.4 主要協(xié)議IrDA協(xié)議集 3.2.5 紅外數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),紅外無線數(shù)據(jù)通信概述,已主宰低速遙控市場 在無線多信道室內(nèi)話音系統(tǒng)、無繩電話、計算機(jī)外設(shè)短距離無線連接等方面得到應(yīng)用 高帶寬、高速率的紅外無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)也得到迅速發(fā)展,紅外無線數(shù)據(jù)通信的 系統(tǒng)組成、原理及分類,紅外線 系統(tǒng)組成 調(diào)制技術(shù) 分類,紅外線,紅外線波長范圍：700nm1300nm 紅外線LED通常工作在近紅外區(qū)，即700nm950nm 理想波長：820nm，空氣在這個數(shù)值點所產(chǎn)生的衰減最小。,紅外發(fā)射器 傳輸信道 紅外接收器,系統(tǒng)組成,紅外發(fā)射器,功能：完成信號的電光轉(zhuǎn)換，向空間發(fā)射紅外脈沖。 關(guān)鍵部件：紅外發(fā)光二極管和相應(yīng)的驅(qū)動電路。,傳輸信道,主要問題：光信號的反射、散射及背景光噪聲與干擾 常用元件：光學(xué)濾光片、聚光鏡等 作用： 整形、濾波、視場變換、頻段劃分,紅外接收器,主要問題：紅外發(fā)射器的發(fā)射功率較小，且是無線傳輸，易受外界環(huán)境影響。 組成： 光接收機(jī)（光電轉(zhuǎn)換） 采樣、濾波、判決、量化、均衡和解碼部分,調(diào)制技術(shù),基帶調(diào)制 ASK（幅度鍵控，即調(diào)幅） PSK（移相鍵控，即調(diào)相） MSK（多路副載波調(diào)制） PPM（脈位調(diào)制）：將二進(jìn)制數(shù)字信號調(diào)制成某一頻率的脈沖序列 其中，PPM在功能效率和頻帶利用率之間，折中較好。,紅外無線數(shù)據(jù)通信分類,按發(fā)射器/接收器的布局不同，紅外無線通信系統(tǒng)的工作方式可分為： 直視 定向，信道特性好，但難于實現(xiàn)漫游 漫射 非方向性，易于實現(xiàn)漫游，但信道質(zhì)量不如直視方式,紅外無線數(shù)據(jù)通信分類,按應(yīng)用分為： 點對點無線數(shù)據(jù)傳輸 紅外無線局域網(wǎng) 按工作環(huán)境分為： 室外：即激光通信 室內(nèi)：應(yīng)用更廣泛，更具有實用價值,紅外無線數(shù)據(jù)通信的優(yōu)點,體積小、重量輕、成本低 頻帶寬、使用范圍靈活、不受無線電管制 不能穿透墻壁，傳輸視距，難以被干擾和竊聽，安全保密性強(qiáng)，容易管理,紅外無線數(shù)據(jù)通信的局限性,幾乎沒有繞射能力，反射能力也較弱，不能穿透墻壁，僅用于視距數(shù)據(jù)傳輸 易受陽光和熒光燈（噪聲）、水蒸氣和二氧化碳（吸收作用）、霧雪云煙（散射作用）影響。 接收紅外線的點和波長都是由器件所固定，實現(xiàn)全雙工鏈路困難。,紅外無線數(shù)據(jù)通信的主要協(xié)議 IrDA協(xié)議集,IrDA協(xié)議是一種點對點的半雙工技術(shù)，采用分層結(jié)構(gòu)，IrDA協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如下：,IrDA,Infrared Data Association，紅外數(shù)據(jù)協(xié)會，1993年成立的標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體。 工作目標(biāo)：制定低功率、定向型、短距離、點對點或點對多點的紅外線數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)。 主要成員：AT&T、Apple、DEC、HP、IBM、Intel、Microsoft、NTT等 發(fā)布的IrDA協(xié)議集已成為事實工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),IrDA的主要技術(shù)參數(shù),通常采用850nm的紅外光 無障礙直線信道 通信距離一般不超過10m 通信角度不能超過30,IrDA的主要技術(shù)參數(shù),物理層規(guī)范(Ir PHY)*,制定了紅外通信硬件設(shè)計上的目標(biāo)和要求，包括： 紅外的光特性 數(shù)據(jù)編碼 各種波特率下的幀等。 為達(dá)到兼容，硬件平臺以及硬件接口設(shè)計必須符合紅外協(xié)議制定的規(guī)范。,鏈路接入?yún)f(xié)議(IrLAP)*,制定了底層連接建立的過程規(guī)范，描述了在紅外信道上建立一個基本可靠連接的過程和要求。 要實現(xiàn)尋址、沖突處理、恢復(fù)、站點的發(fā)現(xiàn)/識別、連接建立、主站競爭、媒體接入控制等功能。 可選數(shù)據(jù)塊大?。?4 2048 字節(jié) 可選比特率：9.6k 4M bps,鏈路管理協(xié)議(IrLMP)*,制定了在單個IrLAP連接的基礎(chǔ)上復(fù)用多個服務(wù)和應(yīng)用的規(guī)范。 一旦通過IrLAP建立了鏈路連接，鏈路的使用和應(yīng)用參數(shù)的設(shè)定將由IrLMP軟件來管理。,高層協(xié)議,IrLAN：（紅外局域網(wǎng)）支持IrDA與其它已有局域網(wǎng)互連。 TingTP：（流傳輸協(xié)議）在傳輸數(shù)據(jù)時進(jìn)行流控制。制定把數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分、重組、重傳等的機(jī)制。 IrMC：（紅外移動通信）定義了無線通信設(shè)備利用IR進(jìn)行傳輸?shù)姆椒?，及利用光接口進(jìn)行語音通信和呼叫控制的規(guī)程。 IrCOMM （模擬串口層協(xié)議）允許已存在的使用串口通信的應(yīng)用，象使用串口那樣使用紅外進(jìn)行通信。,紅外數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),主要實現(xiàn)方法 給計算機(jī)接口配置紅外收發(fā)器 專用紅外網(wǎng)卡 給現(xiàn)有網(wǎng)卡增加紅外收發(fā)端口 紅外漫反射器 紅外HUB,第3節(jié) 個人區(qū)域無線數(shù)據(jù)通信藍(lán)牙技術(shù),3.3.1 概述 3.3.2 技術(shù)簡介,3.3.1 藍(lán)牙技術(shù)概述,什么是藍(lán)牙技術(shù) 名字的由來 特點 發(fā)展歷程 Bluetooth SIG 產(chǎn)品,什么是藍(lán)牙技術(shù),藍(lán)牙技術(shù)目標(biāo)：建立通用的無線電空中接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，使通信和計算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)可相互作用的操作 即藍(lán)牙技術(shù)是一種短距離無線電技術(shù),藍(lán)牙名字的由來,藍(lán)牙的名字來源于10世紀(jì)丹麥國王Harald Blatand。Blatand國王口齒伶俐，善于交際，將現(xiàn)在的挪威，瑞典和丹麥統(tǒng)一起來 意在 統(tǒng)一無線局域網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn) 允許不同工業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)工作,藍(lán)牙的特點,采用無線接口來代替有線電纜連接，具有很強(qiáng)的移植性，并且適用于多種場合 不限制直線范圍，可鏈接多個設(shè)備 藍(lán)牙技術(shù)的無線電收發(fā)器芯片很小 功耗低、對人體危害小 應(yīng)用簡單、容易實現(xiàn)，所以易于推廣 藍(lán)牙手機(jī)存在著一定的安全問題,藍(lán)牙的發(fā)展歷程,1998年5月，五大公司Ericsson、Nokia、Toshiba、 IBM和Intel聯(lián)合宣布了一項叫做“Bluetooth(藍(lán)牙)”的計劃。 1999年7月26日推出了藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范1.0版 1999年底，藍(lán)牙產(chǎn)品開始進(jìn)入市場 2005年，有1800多家公司加盟該組織 現(xiàn)在已擁有了近3000個企業(yè)成員,Bluetooth SIG,Bluetooth Special Interest Group藍(lán)牙特殊興趣小組 是藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟，是一家貿(mào)易協(xié)會，由電信、計算機(jī)、汽車制造、工業(yè)自動化和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的領(lǐng)先廠商組成。 該小組致力于推動藍(lán)牙無線技術(shù)的發(fā)展，為短距離連接移動設(shè)備制定低成本的無線規(guī)范，并將其推向市場。,藍(lán)牙產(chǎn)品,藍(lán)牙傳輸使用的電力很低，有效范圍約為十米，因此，支持藍(lán)牙傳輸技術(shù)的產(chǎn)品，大多屬于便攜式的電子裝置，或是放在電腦附近的設(shè)備。例如筆記本電腦、PDA、手機(jī)、耳機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)、數(shù)碼相機(jī)、DV攝像機(jī)等等,藍(lán)牙接口,用藍(lán)牙接口(BlueTooth)可以與其它同樣具有藍(lán)牙接口的設(shè)備實現(xiàn)無線連接 沒有藍(lán)牙接口的電腦可通過加裝藍(lán)牙適配器來實現(xiàn)藍(lán)牙接口功能，這些藍(lán)牙適配器一般都是USB接口的，可以插在電腦的USB接口上使用，而且只有閃盤大小，攜帶遠(yuǎn)比數(shù)據(jù)線要方便。,藍(lán)牙耳機(jī),藍(lán)牙耳機(jī)是一種基于藍(lán)牙技術(shù)的一種小型設(shè)備，只需要把這種輕巧的設(shè)備藏在耳機(jī)邊而不需要直接使用通訊設(shè)備（手機(jī)、電腦等）就可以實現(xiàn)自由通話。,3.3.2 藍(lán)牙技術(shù)簡介,主要技術(shù)指標(biāo) 系統(tǒng)組成 協(xié)議棧,藍(lán)牙的主要技術(shù)指標(biāo),傳輸距離：10cm10m，如果增加功率或是加上某些外設(shè)可達(dá)到100m 工作頻段：2.4GHz ISM (工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段 調(diào)制和編碼技術(shù)： GFSK調(diào)頻、跳頻技術(shù) 前向糾錯編碼、ARQ TDD ，TDMA每時隙為0.625s 基帶協(xié)議，基帶符合速率為1Mb/s 。,藍(lán)牙的主要技術(shù)指標(biāo),藍(lán)牙支持64kb/s實時語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，語音編碼為CVSD 發(fā)射功率分別為1mW、2.5mW和100mW 使用全球統(tǒng)一的48比特的設(shè)備識別碼,藍(lán)牙系統(tǒng)組成,藍(lán)牙系統(tǒng)連接分為 點對點連接 點對多點連接* 藍(lán)牙系統(tǒng)包括 無線單元 鏈路控制單元 支持單元（鏈路管理、主機(jī)終端接口）,藍(lán)牙技術(shù)點對多點連接,多個藍(lán)牙設(shè)備共享信道，形成一個微微網(wǎng) 多個微微網(wǎng)交迭覆蓋形成一個散射網(wǎng) 一個微微網(wǎng)中包括 一個主設(shè)備單元 最多七個從設(shè)備單元 設(shè)備狀態(tài)：激活、泊停、保持、監(jiān)聽,藍(lán)牙協(xié)議棧結(jié)構(gòu)*,藍(lán)牙協(xié)議棧*,整個協(xié)議體系結(jié)構(gòu)分三大部分： 底層硬件模塊 中間協(xié)議層 高層應(yīng)用,底層硬件模塊*,無線跳頻(Radio Frequency，RF)： RF層通過2.4GHz 無需授權(quán)的ISM頻段的微波，實現(xiàn)數(shù)據(jù)位流的過濾和傳輸，本層協(xié)議主要定義了藍(lán)牙收發(fā)器在此頻帶正常工作所需滿足的要求 基帶(Baseband，BB): BB負(fù)責(zé)跳頻和藍(lán)牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸。 鏈路管理(Link Manager，LM)：LM負(fù)責(zé)連接的建立和拆除以及鏈路安全和控制。,藍(lán)牙協(xié)議無線射頻結(jié)構(gòu)*,智能天線 射頻前端 電源控制器 GPSK調(diào)制解調(diào)器 收發(fā)開關(guān),藍(lán)牙系統(tǒng)的基帶部分*,采用時分雙工TDD方式 主設(shè)備總是從奇數(shù)時隙開始傳輸，從設(shè)備總是從偶數(shù)時隙開始傳輸 兩種類型的鏈路 異步無連接ACL 同步面向連接SCO ：主要承載語音信息,藍(lán)牙系統(tǒng)的頻段分配,2.4GHzISM頻段 美國和歐洲：可用頻段共83.5，定義成79個間隔為1MHz的射頻通道 日本、西班牙和法國：只有23個1MHz 通道：一個偽隨機(jī)跳頻序列跳頻的79個或23個射頻信道,中間協(xié)議層*,邏輯鏈路控制和適應(yīng)協(xié)議(Logical Link Control and Adaptation Protocol ，L2CAP)：完成數(shù)據(jù)的拆裝、服務(wù)質(zhì)量和協(xié)議復(fù)用等功能，是其他上層協(xié)議實現(xiàn)的基礎(chǔ) 服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(Service Discovery Protocol，SDP)：為上層應(yīng)用程序提供一種機(jī)制來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可用的服務(wù)及其特性 串口仿真協(xié)議RFCOMM：基于ETSI標(biāo)準(zhǔn)TS07.10在L2CAP上仿真9針RS232串口的功能,高層應(yīng)用,在藍(lán)牙協(xié)議棧的最上部是各種高層應(yīng)用框架(Profiles)。其中較典型的有: 撥號網(wǎng)絡(luò)(Dialup Networking) 耳機(jī)(Headset) 局域網(wǎng)訪問(LAN Access) 文件傳輸(File Transfer)等 分別對應(yīng)一種應(yīng)用模式。各種應(yīng)用程序可以通過各自對應(yīng)的Profile(應(yīng)用模式)實現(xiàn)無線通信,第4節(jié) 基于802.11的無線局域網(wǎng),3.4.1 無線局域網(wǎng)概述 3.4.2 無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)硬件 3.4.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3.4.4 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11 3.4.5 無線局域網(wǎng)的頻段分配 3.4.6 無線局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢 3.4.7 Wi-Fi新聞,無線局域網(wǎng)概述,用無線電波、激光、紅外線等來代替部分或全部電纜，成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間主要的通信傳輸介質(zhì)，就構(gòu)成了無線局域網(wǎng) 特點：保密性強(qiáng)、高移動性、抗干擾性好、架設(shè)與維護(hù)容易,與有線局域網(wǎng)的區(qū)別,主要體現(xiàn)在底層的連接方式 連接設(shè)備不同（網(wǎng)卡、網(wǎng)橋、集線器） 是否需要天線 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議不同,無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)硬件,由多個節(jié)點依據(jù)某種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成 一個基本的節(jié)點包括： 計算機(jī)或數(shù)據(jù)終端 終端節(jié)點控制器 調(diào)制解調(diào)器（Modem) 無線收發(fā)設(shè)備,是最關(guān)鍵的設(shè)備，把終端與Modem和無線電臺連接起來,無線局域網(wǎng)的節(jié)點組成圖,3.4.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),點對點型 視距下傳輸可達(dá)8km，功率損失小 可用于連接兩個有線網(wǎng) HUB型 典型的集中控制式，可有效利用信號發(fā)射功率，用戶設(shè)備簡單，網(wǎng)絡(luò)管理單一，易于與現(xiàn)有有線局域網(wǎng)相連。一般用于將無線終端（筆記本電腦、PDA等）接入網(wǎng)中 全分布型（Ad Hoc） 分布式結(jié)構(gòu)連通性好，移動能力強(qiáng)，適合在軍事領(lǐng)域應(yīng)用。但用戶節(jié)點結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11,IEEE制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中，用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取 覆蓋范圍可達(dá)300英尺左右(約合90米) 下行數(shù)據(jù)傳輸速率最高54Mbps。,802.11協(xié)議族,802.11，1997年，原始標(biāo)準(zhǔn)（2Mbit/s，2.4GHz） 802.11a，1999年，物理層補(bǔ)充（54Mbit/s，5GHz） 802.11b，1999年，物理層補(bǔ)充（11Mbit/s，2.4GHz） 802.11g，物理層補(bǔ)充（54Mbit/s，2.4GHz） 802.11h，無線覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)(indoor) 和室外(outdoor) 信道(5GHz) 。 802.11i，安全和鑒權(quán)方面的補(bǔ)充 802.11n，導(dǎo)入多重輸入輸出 (MIMO) 技術(shù)，基本上是802.11a的延伸版。,Wi-Fi,Wireless Fidelity，無線保真 是無線局域網(wǎng)聯(lián)盟（WLANA）的一個商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作 Wi-Fi聯(lián)盟所公布的認(rèn)證種類有： WPA/WPA2，WPA/WPA2是基于IEEE 802.11a、802.11b、802.11g的單模、雙?；螂p頻的產(chǎn)品所建立的測試程序,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11,IEEE802.11的體系結(jié)構(gòu)及與IEEE802其它標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11協(xié)議模型,IEEE802.11的物理層,定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)制方法。 三種物理層規(guī)范： 紅外線LAN DSSS直接序列擴(kuò)頻LAN FSSS跳頻擴(kuò)頻LAN,IEEE802.11的MAC層,兩種訪問控制方式 DCF分布式 使用CSMA/CA實現(xiàn)分布接入控制 PCF集中式 由中心控制節(jié)點進(jìn)行輪詢，某一時刻僅允許一個站點發(fā)送，實現(xiàn)PCF控制。,CSMA/CA算法,CSMA/CA：載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免 欲傳輸幀的無線工作站若監(jiān)聽到信道有某一幀間隔IFS長的空閑后，立即發(fā)送幀。 若監(jiān)聽到信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽到信道空閑后一個IFS，若信道仍閑，再按二進(jìn)制指數(shù)退避算法繼續(xù)監(jiān)聽，信道仍閑，發(fā)送幀。,CSMA/CA算法,（三種IFS（幀間隔）實現(xiàn)三種訪問優(yōu)先權(quán) SIFS DIFS PIFS 等待時間更短，即可有更高的優(yōu)先權(quán)） 若目地站接收到一個幀，在等待SIFS后發(fā)出一個ACK幀；源站接收到ACK后，也只等一個SIFS發(fā)出下一幀。即一個站一旦爭到通道，將繼續(xù)控制通道直到發(fā)送完全部LLC PDU幀。,3.4.5 無線局域網(wǎng)的頻段分配,選用FCC開放的三個頻段 902 928MHz 2.4 2.4835 GHz 5.725 5.850 GHz 使用時無需申請。 我國一般使用2.4 2.4835 GHz頻段。,無線局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢,網(wǎng)絡(luò)配置趨向智能化 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨向標(biāo)準(zhǔn)化 位置感知趨向精確化 網(wǎng)絡(luò)漫游趨向廣泛化,Wi-Fi新聞,據(jù)委內(nèi)瑞拉國民報2007-08-06日報道，委內(nèi)瑞拉科學(xué)家近日刷新了Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用距離的世界紀(jì)錄，將距離382公里的兩臺電腦用Wi-Fi技術(shù)連接起來。 報道說，委內(nèi)瑞拉安第斯大學(xué)拉美網(wǎng)絡(luò)學(xué)院教授埃爾曼諾彼得羅塞莫里和他領(lǐng)導(dǎo)的一個20人的工作團(tuán)隊近日成功地將這兩臺被分別放置在委西南部梅里達(dá)州和中部瓜里科州兩座山峰上的計算機(jī)用Wi-Fi無線技術(shù)連接起來。,Wi-Fi新聞,香港無線城市計劃之一的“香港政府Wi-Fi通”于2008年4月3日正式開通，涉及公共圖書館、體育場館、文化康樂中心、就業(yè)中心、社區(qū)會堂、大型公園和政府大樓等地點，不包括住宅和商業(yè)街區(qū)。采用802.11b/g技術(shù)。 在已經(jīng)布設(shè)熱點的場所，用戶的上網(wǎng)(筆記本、手機(jī)、相機(jī)等)終端會搜索到“freegovwifi”并自動聯(lián)通；如需加密則選擇“freegovwifi-e”的熱點名稱，用戶和密碼均為“govwifi”。使用時限為1小時，如需繼續(xù)使用再次登陸即可。,Wi-Fi新聞,自2005年底開始，很多手機(jī)廠商，特別是以生產(chǎn)智能手機(jī)為主的品牌便開始將WiFi作為一種標(biāo)配。WiFi具有的傳輸速率快和覆蓋滲透程度高的特性，符合校園等相對封閉的區(qū)域，因此有利于WiFi智能手機(jī)在大學(xué)校園的傳播和拓展。 多所美國高校贈送iphone和iPOD給校園新生。校方認(rèn)為，可隨時隨地上網(wǎng)的智能手機(jī)將成為有用的上課輔助工具，同時“方便”校方找到學(xué)生聚會的地點。 由于接受能力強(qiáng)，各高校正在成為各運(yùn)營商WiFi布局的重點。,Wi-Fi新聞,沈陽免費(fèi)無線熱點 來源：wifi wlan熱點查詢網(wǎng) 遼寧移動通信有限責(zé)任公司 遼寧移動培訓(xùn)中心 新港澳大廈 三經(jīng)街營業(yè)廳 友誼賓館 興華移動營業(yè)廳 南順城移動營業(yè)廳 十一緯路移動綜合樓 七寶山飯店 麗晶大酒店 金都飯店 高登大酒店 南十馬路移動綜合樓 格林飯店,Wi-Fi新聞,中國移動WLAN：CMCC 中國移動遼寧公司W(wǎng)LAN覆蓋地區(qū)查詢 /whatsnew/ 中國電信WLAN：ChinaNet 中國電信天翼寬帶WiFi熱點覆蓋查詢平臺/ 中國聯(lián)通WLAN：China unicom,第5節(jié) 紫蜂技術(shù)ZigBee,3.5.1 簡介 3.5.2 協(xié)議套件 3.5.3 技術(shù)特點 3.5.4 主要應(yīng)用領(lǐng)域,3.5.1 ZigBee簡介,ZigBee概述 ZigBee聯(lián)盟 ZigBee發(fā)展,ZigBee概述,是一種短距離、低功耗、低速率的雙向無線通信技術(shù) 名稱來源于蜜蜂的八字舞 是一組基于IEEE 802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的，有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。,ZigBee聯(lián)盟（ZigBee Alliance）,2002年，ZigBee聯(lián)盟成立，由英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國Motorola公司及荷蘭Philips公司組成 該聯(lián)盟大約已有150家成員企業(yè)，并在迅速發(fā)展壯大。 聯(lián)盟成員涵蓋了半導(dǎo)體生產(chǎn)商、IP服務(wù)提供商、消費(fèi)類電子廠商及OEM商等。所有這些公司都參加了負(fù)責(zé)開發(fā)ZigBee物理和媒體控制層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.15.4工作組。,ZigBee發(fā)展,2004年，ZigBee V1.0誕生.它是ZigBee的第一個規(guī)范.但由于推出倉促，存在一些錯誤. 2006年，推出ZigBee 2006，比較完善. 2007年底，ZigBee 2007 被推出，也出現(xiàn)了一些新特性.,3.5.2 ZigBee協(xié)議套件,完整的ZigBee協(xié)議套件組成： 高層應(yīng)用規(guī)范 應(yīng)用會聚層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層（LLC層和MAC層） 物理層 網(wǎng)絡(luò)層以上協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟制定，IEEE負(fù)責(zé)物理層和鏈路層標(biāo)準(zhǔn)。,ZigBee協(xié)議套件（圖）,ZigBee應(yīng)用會聚層,主要負(fù)責(zé)把不同的應(yīng)用映射到ZigBee網(wǎng)絡(luò)上，具體包括： 安全與鑒權(quán)； 多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的會聚； 設(shè)備發(fā)現(xiàn)； 業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)。,ZigBee網(wǎng)絡(luò)層,主要考慮采用基于ad hoc技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，應(yīng)包含以下功能： 通用的網(wǎng)絡(luò)層功能：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的搭建和維護(hù)，命名和關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)，包含了尋址、路由和安全； 同IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)一樣，非常省電； 有自組織、自維護(hù)功能，以最大程度減少消費(fèi)者的開支和維護(hù)成本,IEEE802.15.4的MAC層,IEEE802.15.4的MAC層能支持多種LLC標(biāo)準(zhǔn)，通過SSCS（Service-Specific Convergence Sublayer，業(yè)務(wù)相關(guān)的會聚子層）協(xié)議承載IEEE802.2類型一的LLC標(biāo)準(zhǔn)，同時也允許其他LLC標(biāo)準(zhǔn)直接使用IEEE802.15.4 的MAC層的服務(wù)。,IEEE802.15.4的MAC層,IEEE802.15.4的MAC協(xié)議包括以下功能： 設(shè)備間無線鏈路的建立、維護(hù)和結(jié)束； 確認(rèn)模式的幀傳送與接收； 信道接入控制； 幀校驗； 預(yù)留時隙管理； 廣播信息管理。,IEEE802.15.4物理層,定義了兩個物理層標(biāo)準(zhǔn) 2.4GHz物理層 868/915MHz物理層 相同點： 都基于DSSS 使用相同的物理層數(shù)據(jù)包格式,區(qū)別 工作頻率 調(diào)制技術(shù) 擴(kuò)頻碼片長度 傳輸速率,IEEE802.15.4 2.4GHz物理層,2.4GHz：全球統(tǒng)一的ISM頻段 傳輸速率：250kb/s 調(diào)制技術(shù)：OQPSK 信道帶寬：5MHz；信道數(shù)：16個 更高的吞吐量、更小的通信時延和更短的工作周期，從而更加省電,IEEE802.15.4 868/915MHz物理層,868MHz：歐洲的ISM頻段 傳輸速率：20kb/s 調(diào)制技術(shù)：BPSK 信道帶寬：0.6MHz；信道數(shù)：1個,IEEE802.15.4 868/915MHz物理層,915MHz：美國的ISM頻段 傳輸速率：40kb/s 調(diào)制技術(shù)：BPSK 信道帶寬：2MHz；信道數(shù)：10個 這兩個頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無線通信設(shè)備的相互干擾。 這兩個頻段上無線信號傳播損耗較小，可以降低對接收機(jī)靈敏度的要求，獲得較遠(yuǎn)的有效通信距離，可以用較少的設(shè)備覆蓋給定的區(qū)域。,3.5.3 ZigBee的技術(shù)特點,低功耗 低復(fù)雜度 低成本 低速率 近距離,短時延 高容量 高安全 免執(zhí)照頻段,ZigBee的性能低功耗,在不需要通信時,節(jié)點可以進(jìn)入很低功耗的休眠狀態(tài),此時能耗可能只有正常工作狀態(tài)下的千分之一 在低耗電待機(jī)模式下，2 節(jié)5 號干電池可支持1個節(jié)點工作624個月，甚至更長。這是ZigBee的突出優(yōu)勢。 相比較，藍(lán)牙能工作數(shù)周、WiFi可工作數(shù)小時。,ZigBee的性能 低復(fù)雜度、低成本,通過大幅簡化協(xié)議(不到藍(lán)牙的1/10) ，降低了對通信控制器的要求 ZigBee免協(xié)議專利費(fèi) 每塊芯片的價格大約為2 美元。,ZigBee協(xié)議套件的需求估計,8位處理器，如80c51； 全協(xié)議套件軟件需要32kbytes的ROM； 最小協(xié)議套件軟件大約4kbytes的ROM； 網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點需要更多的RAM，以容納網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點的設(shè)備信息、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)