無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要點(diǎn)

1、1. 無(wú)線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述1. 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi). 1.從覆蓋范圍分類(lèi) 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)WLAN 無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)WPAN 無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)WMAN/WWAN 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)：最大的無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng) 2. 從應(yīng)用目的分類(lèi)1.無(wú)線(xiàn)互聯(lián)接入網(wǎng)絡(luò)2.物聯(lián)傳感網(wǎng)絡(luò)3.無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng) (WSN)4.無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)(WBAN)和可穿戴設(shè)備 二.無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)1. 無(wú)線(xiàn)電通信定義無(wú)線(xiàn)電通信，radio communication，利用無(wú)線(xiàn)電波的輻射和傳播，經(jīng)過(guò)空間傳送信息的通信方式，簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)線(xiàn)通信2. 無(wú)線(xiàn)電通信組成 發(fā)射機(jī)：信源，發(fā)送設(shè)備 接收機(jī)：信宿，接收設(shè)備 傳輸介質(zhì)：信道，天線(xiàn)3.無(wú)線(xiàn)電通信過(guò)程：4. 無(wú)線(xiàn)電通信類(lèi)型 按技術(shù)體制分

2、類(lèi)：模擬、數(shù)字、數(shù)模兼容等 按工作波長(zhǎng)分類(lèi)：中波、超短波、短波、微波等 按無(wú)線(xiàn)傳輸方式分類(lèi)：微波中繼、衛(wèi)星等 按工作狀態(tài)分類(lèi)：固定、移動(dòng)等 按在通信網(wǎng)中的位置分類(lèi)：無(wú)線(xiàn)傳輸、無(wú)線(xiàn)接入5. 無(wú)線(xiàn)電通信傳播方式 按傳播空間劃分l 1.天波傳播：通過(guò)高空電離層反射傳播，短波適用l 2.空間波傳播：通過(guò)直線(xiàn)傳播和地面反射傳播l 3.表面波傳播：地波傳播，以繞射方式，沿著地球表面?zhèn)鞑?，中長(zhǎng)波適用l 4.散射傳播：利用大氣對(duì)流層和電離層的不均勻性來(lái)散射傳播 按波長(zhǎng)方式劃分l 1.長(zhǎng)波：表面波傳播l 2.中、短波：表面波、天波傳播，短波電離層通信用于海外使館、遠(yuǎn)洋船隊(duì)、邊防哨所、應(yīng)急通信；短波/超短波地面通

3、信用于陸軍電臺(tái)、對(duì)空電臺(tái)、特種通信(武警、公安)、無(wú)繩電話(huà)l 3. 微波：空間波、散射波傳播 按傳播行為方式劃分l 1. 繞射：當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)間的無(wú)線(xiàn)路徑被尖利的邊緣阻擋時(shí)發(fā)生l 2.反射：當(dāng)電波遇到比波長(zhǎng)大得多的物體時(shí)發(fā)生l 3. 散射：當(dāng)波穿行的介質(zhì)存在小于波長(zhǎng)的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常大時(shí)，發(fā)生散射6. 無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)：數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送方和接收方之間物理路徑，可分導(dǎo)向和非導(dǎo)向兩類(lèi)l 1.導(dǎo)向傳輸介質(zhì)：有線(xiàn)通信，包括雙絞線(xiàn)、同軸電纜(粗纜和細(xì)纜)、光纖、電力線(xiàn)等l 2.非導(dǎo)向傳輸介質(zhì)：無(wú)線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，如無(wú)線(xiàn)電波、微波、紅外線(xiàn)等7.損耗1. 傳輸過(guò)程中的損耗l 1

4、.模擬信號(hào)損耗引發(fā)的隨機(jī)改動(dòng)降低了信號(hào)質(zhì)量，數(shù)字信號(hào)損耗將導(dǎo)致位差錯(cuò)l 2.通信損耗：衰減和衰減失真、自由空間損耗、噪聲、大氣吸收、多徑、折射等2.自由空間損耗3. 大氣吸收4. 噪聲5. 多徑6. 折射8.衰減和衰減失真l 含義：信號(hào)強(qiáng)度隨傳輸介質(zhì)距離而下降。有線(xiàn)介質(zhì)衰減為指數(shù)值：每單位距離一個(gè)固定分貝數(shù)。無(wú)線(xiàn)介質(zhì)衰減是更復(fù)雜的距離函9.調(diào)制l 調(diào)制：將輸入信息變換為適于信道傳輸形式l 信號(hào)源信息通常包含直流分量和頻率較低頻率分量，稱(chēng)為基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)一般不能直接用于傳輸，需變換為一個(gè)遠(yuǎn)高于基帶頻率的信號(hào)，即已調(diào)信號(hào) 解調(diào); 將基帶信號(hào)從載波中提取出來(lái)，使接收方能正確處理10. 常用調(diào)制方

5、式1.模擬調(diào)制：連續(xù)變化的信號(hào)調(diào)制一個(gè)高頻正弦波。調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)、調(diào)相(PM)2.數(shù)字調(diào)制：用數(shù)字信號(hào)對(duì)正弦或余弦高頻振蕩進(jìn)行調(diào)制。振幅鍵控(ASK)、頻率鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)3.脈沖調(diào)制：用脈沖序列作為載波脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制(PDM)、脈位調(diào)制(PPM)、脈碼調(diào)制(PCM)、脈頻調(diào)制(PFM)11. 擴(kuò)頻（ Spread Spectrum，SS ）技術(shù)1.是什么：擴(kuò)頻技術(shù)將信號(hào)擴(kuò)展到較寬頻帶中，2.分類(lèi)：主要有跳頻擴(kuò)頻（FHSS）和直接序列擴(kuò)頻兩種(DSSS)3. 特點(diǎn)： 對(duì)各類(lèi)噪聲如多徑失真具有免疫性 可隱藏和加密信號(hào)，接收方須知道擴(kuò)頻碼，才可恢復(fù)原始信

6、息 多個(gè)用戶(hù)可獨(dú)立使用同樣較高帶寬，幾乎無(wú)干擾12. 復(fù)用和多址定義：兩點(diǎn)間信道中同時(shí)傳輸互不干擾多個(gè)信號(hào)稱(chēng)信道復(fù)用，而多點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)互不干擾多邊通信稱(chēng)多址接入。復(fù)用方式：頻分FDM、時(shí)分TDM、碼分CDM、空分SDM復(fù)用等MINO技術(shù)1. 含義：Multiple Input Multiple Output，多入多出利用多發(fā)射、多接收天線(xiàn)進(jìn)行空間和時(shí)間分集，利用多天線(xiàn)抑制信道衰落。發(fā)送收方均采用多根天線(xiàn)或天線(xiàn)陣列，構(gòu)成無(wú)線(xiàn)MIMO系統(tǒng) 三.無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)1. 定義l WLAN，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，通常指采用無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)2.典型標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.11：常見(jiàn)IEEE 8

7、02.11a/b/g/n/ac等，WiFi是IEEE802.11的商業(yè)名稱(chēng) HiperLAN： 由歐洲ETSI開(kāi)發(fā)，包括HiperLAN1、HiperLAN2、室內(nèi)無(wú)線(xiàn)骨干網(wǎng) HiperLink室外接入有線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施 HiperAccess 四種標(biāo)準(zhǔn)。3. 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的特點(diǎn)1. 優(yōu)點(diǎn)l 移動(dòng)性、靈活性、可伸縮性、經(jīng)濟(jì)性2. 局限性l 可靠性、兼容性與共存性、帶寬與系統(tǒng)容量、覆蓋范圍、干擾、安全性、能耗、多業(yè)務(wù)與多媒體、移動(dòng)性、小型化和低成本等4. 分類(lèi)（了解）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛻?yīng)用要求分：對(duì)等、基礎(chǔ)架構(gòu)、接入和中繼等5. 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的組成1. 站(STA)：主機(jī)或終端，WLAN基本組成單元，客戶(hù)端，

8、具備無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口的計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括終端用戶(hù)設(shè)備、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)軟件三部分按移動(dòng)性分為固定站、半移動(dòng)站和移動(dòng)站服務(wù)區(qū)(SA) ：WLAN能覆蓋的區(qū)域范圍2. 無(wú)線(xiàn)介質(zhì)(WM)：WLAN中站或AP間通信傳輸介質(zhì)，空氣是無(wú)線(xiàn)電波和紅外線(xiàn)傳播的良好介質(zhì)，由物理層標(biāo)準(zhǔn)定義3. 無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(AP)有胖AP、瘦AP兩大類(lèi)4. 分布式系統(tǒng)(DS)6. 拓樸結(jié)構(gòu)的類(lèi)型 根據(jù)邏輯拓?fù)浞郑簩?duì)等式、基礎(chǔ)架構(gòu)式和線(xiàn)型、星型、環(huán)型等 根據(jù)控制方式分：無(wú)中心分布式、有中心集中控制式7. 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)8. IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)號(hào)802.11b802.11a802.11g802.11n802.11ac工作頻率

9、2.42.483GHz5.15.350GHz5.45.725GHz5.75.850GHz2.42.483GHz2.42.485GHz5.15.850GHz5GHZ信道數(shù)量324315109速率Mbps62424100300調(diào)制方式CCK/DSSS OFDMCCK/DSSS/OFDMMIMO-OFDM/DSSS/CCKMU-MIMO/OFDM9. CSMA/CA機(jī)制不能解決問(wèn)題原因 1.無(wú)線(xiàn)傳輸時(shí)信號(hào)有衰減 2.無(wú)線(xiàn)信號(hào)覆蓋范圍有限 五.無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)概述1.無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)概述含義： Wireless Metropolitan Area Network，WMAN，覆蓋一個(gè)城市區(qū)域范圍內(nèi)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

10、，提供較大范圍內(nèi)的無(wú)線(xiàn)接入2. IEEE 802.16（WiMax）1. IEEE 802.16 標(biāo)準(zhǔn)的類(lèi)型 固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)：802.16a、802.16d 移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)：802.16e、 802.16m2. 無(wú)線(xiàn)工作特性l 可工作在頻分雙工或時(shí)分雙工模式l 規(guī)定了兩種調(diào)制方式：?jiǎn)屋d波和OFDM3.2G移動(dòng)通信技術(shù)1. 定義：第二代手機(jī)通信技術(shù)規(guī)格，以數(shù)字語(yǔ)音傳輸技術(shù)為核心，無(wú)法直接傳送如子郵件、軟件等信息，以通話(huà)，短信，日期等傳送功能為主4.3G移動(dòng)通信技術(shù)2. 1. 定義第三代移動(dòng)通信技術(shù)，支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)，將無(wú)線(xiàn)通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信

11、結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息 下行速度峰值理論可達(dá)3.6Mbit/s，上行速度峰值可達(dá)384kbit/s 2. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)電信CDMA2000、中國(guó)聯(lián)通WCDMA，中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA美國(guó)CDMA2000，歐洲WCDMA，中國(guó)TD-SCDMA5.4G移動(dòng)通信技術(shù)1. 定義l 第四代移動(dòng)通信技術(shù)，基于IP協(xié)議的高速蜂窩移動(dòng)網(wǎng)，各種移動(dòng)通信技術(shù)從現(xiàn)有3G演進(jìn)，在LTE（Long Term Evolution）階段完成統(tǒng)一，傳輸速率達(dá)到100Mbps或更高集3G與WLAN于一體，能快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等，以100Mbps以上的速度下載 2. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):

12、 2010年ITU確定LTE-Advanced 和 WirelessMAN-Advanced（IEEE802.16m）2G，3G，4g 特點(diǎn) 六.無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)概述1.無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)的定義定義：無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)，WirelessPersonal Area Network，WPAN，一種范圍較小的、采用無(wú)線(xiàn)連接的個(gè)人信息網(wǎng)絡(luò)2. 無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)的分類(lèi)低速WPAN通信速率：0.25Mbps通信距離：10m工作頻率：2.4GHz 高速WPAN通信速率：55Mbps通信距離：10m工作頻率：2.4GHz超高速WPAN通信速率：110/200/480Mbps通信距離：10m、4m和4m以下工作頻率：3.1GHz10.

13、6GHz3. 無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. IrDA(紅外)技術(shù) 概述：利用紅外線(xiàn)（波長(zhǎng)850900nm）通信2. 超寬帶(UWB)技術(shù) 概述：Ultra Wide Band，超寬帶，一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)?；贗EEE 802.15.3a，超高速、短距離無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，較寬頻譜上傳輸極低功率信號(hào)3. HomeRF技術(shù)（家庭射頻）4. 藍(lán)牙技術(shù)5. ZigBee技術(shù)4.不同技術(shù)的特點(diǎn)5. Zigbee標(biāo)準(zhǔn)1. 什么是ZigBee？l 一種新興的短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)l 近距離無(wú)線(xiàn)連接，依據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)

14、千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信l 主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車(chē)自動(dòng)化、家庭和樓宇自動(dòng)化、醫(yī)用設(shè)備控制等2. 技術(shù)特點(diǎn) 速率低、 功耗低、 成本低、 網(wǎng)絡(luò)容量大、 時(shí)延短、 安全、有效范圍小3. ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu) 星型結(jié)構(gòu)：一個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)+若干終端節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)點(diǎn)FFD，位于網(wǎng)絡(luò)中心，負(fù)責(zé)建立維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)：冗余度較高，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均可與其它節(jié)點(diǎn)通信，一個(gè)會(huì)被推薦為協(xié)調(diào)點(diǎn)，如首個(gè)在信道中通信的節(jié)點(diǎn) 樹(shù)型結(jié)構(gòu)：節(jié)點(diǎn)可采用Cluster-Tree路由傳輸數(shù)據(jù)和控制信息，末端葉節(jié)點(diǎn)一般為RFD4. ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為達(dá)到低成本、低功耗、可靠性高等設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用Clu

15、ster-Tree(簇樹(shù))與按需距離矢量(AODV)路由相結(jié)合的路由算法 七.衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)1.衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)分類(lèi) 從軌道高度分類(lèi)：低地球軌道（LEO）、中地球軌道（MEO）、靜止軌道（GEO）和高橢圓軌道（HEO）2.Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)概述定義義：無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)，又稱(chēng)無(wú)線(xiàn)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)、多跳網(wǎng)、無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)，由若干無(wú)線(xiàn)終端構(gòu)成的一個(gè)臨時(shí)性、無(wú)中心的網(wǎng)絡(luò)，不需要任何基礎(chǔ)設(shè)施3. MANET的拓樸結(jié)構(gòu)1.對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)l 所有節(jié)點(diǎn)完全對(duì)等，源節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)通信時(shí)存在多條路徑，健壯性好，相對(duì)比較安全l 缺點(diǎn)是可擴(kuò)充性略差 分級(jí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)l1. 單頻分級(jí)：所有節(jié)點(diǎn)使用同一頻率通信，需要網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)支持l2.多頻分級(jí)網(wǎng)絡(luò)：

16、不同級(jí)采用不同通信頻率，簇成員的功能較簡(jiǎn)單，不需維護(hù)復(fù)雜的路由信息。較高的系統(tǒng)吞吐量，節(jié)點(diǎn)定位簡(jiǎn)單4. MANET網(wǎng)絡(luò)的典型路由協(xié)議 1.DSDV（ Destination Sequenced Distance Vector ）l 目標(biāo)序列距離向量路由協(xié)議，基于Bellman Ford算法，距離向量協(xié)議的改進(jìn)l 路由表通過(guò)序列號(hào)區(qū)分路由的新舊，路由表項(xiàng)包括：目標(biāo)地址、到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的量值（最小跳數(shù)）、去往目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的下一跳、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)相關(guān)序列號(hào)l 使用兩類(lèi)更新報(bào)文：完全轉(zhuǎn)存（通告全部信息）、遞增更新（僅通告更新信息）2. AODV（Ad Hoc On-demand Distance Vector）l 自組織按需距離向量l 基于傳統(tǒng)距離向量路由機(jī)制，算法簡(jiǎn)單清晰l 使用目標(biāo)序列號(hào)防止循環(huán)發(fā)生，解決了無(wú)窮計(jì)數(shù)問(wèn)題，易于編程實(shí)現(xiàn)l 支持中間主機(jī)回答，能使源主機(jī)快速獲得路由，但可能會(huì)有過(guò)時(shí)路由l 周期性廣播報(bào)文，需要消耗一定的能量和網(wǎng)絡(luò)帶寬5. 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的安全技術(shù)