WirelessLAN培訓(xùn)無線局域網(wǎng)原理及標(biāo)準(一)(共110張)

第四章信息傳輸技術(shù)與系統(tǒng)第4章信息傳輸技術(shù)與系統(tǒng)4.2數(shù)字微波中繼通信4.3衛(wèi)星通信4.4移動通信第四章信息傳輸技術(shù)與系統(tǒng)4.2數(shù)字微波中繼通信4.2.1概述微波中繼通信是無線電通信手段中的一種。它適用于城市與城市之間、地區(qū)與地區(qū)之間、部門與部門之間信息的傳輸。通常根據(jù)傳輸信號的波形，微波中繼通信系統(tǒng)可分為兩大類。一類是模擬微波中繼通信系統(tǒng)，最典型的系統(tǒng)為FDM/FM制模擬微波中繼通信系統(tǒng)，該類系統(tǒng)主要傳輸電話信號與電視信號。它較廣泛地應(yīng)用于除電信部門以外的電力、鐵路、石油等系統(tǒng)，主要用來建立專線，供傳輸遙控、遙測及遙訊信號。另一類是數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)，其基帶信號的幅度是離散的，并且只能取有限個數(shù)值。與模擬微波傳輸相比，數(shù)字微傳輸具有如下的特點：數(shù)字信號可以“再生”，因此中繼段上的噪聲、干擾等引起的信號失真在再生時可以消除，線路噪聲不會隨中繼站數(shù)的增加而積累。由于數(shù)字微波傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，便于數(shù)字程控交換機連接，不需數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，可組成傳輸與交換一體化的綜合數(shù)字通信網(wǎng)。數(shù)字微波的終端設(shè)備便于采用大規(guī)模集成電路，因而體積小、重量輕、功耗低、設(shè)計調(diào)整方便，價格也比模擬微波終端設(shè)備便宜。保密性強，易于進行加密處理。傳輸話音信號時，數(shù)字微波系統(tǒng)占用頻帶較寬。4.2.2微波中繼通信的特點微波波段的頻帶寬適于傳輸寬頻帶信號天線增益高、方向性強外界干擾小投資少、建設(shè)快、通信靈活性大中繼傳輸方式4.2.3數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的組成1.數(shù)字微波中繼通信線路圖4.12數(shù)字微波中繼通信線路示意圖4.2.3數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的組成圖4.13數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)組成4.2.3數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的組成圖4.14數(shù)字微波發(fā)信設(shè)備方框圖4.2.3數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的組成圖4.15數(shù)字微波收信設(shè)備的組成方框圖4.2.3數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的組成圖4.16中繼站的轉(zhuǎn)接方式4.2.4數(shù)字微波中常用的調(diào)制技術(shù)基本概念和模擬信號調(diào)制一樣，數(shù)字信號調(diào)制也有三種基本方式：調(diào)幅、調(diào)相和調(diào)頻。在數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，目前較常用的是數(shù)字調(diào)相數(shù)字調(diào)相又稱移相鍵空（PSK），這種調(diào)制方式具有頻帶利用率較高、抗干擾能力較強（優(yōu)于ASK、FSK）等優(yōu)點，因而在數(shù)字通信中得到廣泛利用。移相鍵控是利用載波的相位變化來傳遞信息的，其數(shù)學(xué)表達式為

Ｓ（ｔ）＝Ａ·ｃｏｓ［ω０＋φ（ｔ）］（4.5）

其中φ（ｔ）是載波的相位，它隨碼元而變化。數(shù)字調(diào)相又分為絕對移相和相對移相兩種。利用未調(diào)載波相位作為基準的調(diào)相，稱為絕對移相；利用前后兩個碼元的載波相位的相對變化（即它們的差）來傳送數(shù)字信息的調(diào)相稱為相對移相。相對移相要求在發(fā)送端采用差分碼，即利用碼變換器把絕對碼變成相對碼然后對載波進行絕對調(diào)相，從而得到相對調(diào)相碼的輸出。4.2.4數(shù)字微波中常用的調(diào)制技術(shù)差分編碼的碼變換器的邏輯關(guān)系為：bi=ai⊕bｉ－1圖4.17碼變換器組成4.2.4數(shù)字微波中常用的調(diào)制技術(shù)從調(diào)相信號頻譜分析可知，它有如下特點：二相PSK信號是一種線性調(diào)制信號，其頻譜結(jié)構(gòu)與ASK信號一樣。因此，分析起來較為簡單。二相數(shù)字調(diào)相信號帶寬為基帶信號帶寬的二倍，最高頻帶利用率為1波特/赫。對離散相位取值等概率二相PSK信號的頻譜與抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波一樣，其頻譜不包含載波分量。根據(jù)這個特點，可以用平衡調(diào)幅器構(gòu)成二相數(shù)字調(diào)幅器或二相數(shù)字調(diào)相器。相對移相除相位變化與絕對移相不同外，可用同樣的數(shù)學(xué)表達式來表示相對移相波形。在具體設(shè)計與調(diào)整數(shù)字調(diào)相器時，要注意以下幾項性能指標(biāo)：工作頻帶、調(diào)制碼速、相位誤差、寄生調(diào)幅、調(diào)制損耗、承受功率。第四章信息傳輸技術(shù)與系統(tǒng)4.3衛(wèi)星通信4.3.1概述衛(wèi)星通信，簡單而言就是地球上（包括陸地、水面和低層大氣層）的無線電通信站之間利用人造地球衛(wèi)星作中繼站而進行的通信。衛(wèi)星通信的頻段：C波段：3.7~4.2GHz作為上行頻段，5.925~6.425作為下行頻段Ku波段：11.7~12.2GHz作為上行頻段，14~14.5作為下行頻段Ka波段：17.7~21.7GHz作為上行頻段，27.5~30.5作為下行頻段，一般政府和軍隊使用圖4.24衛(wèi)星通信示意圖4.3.1概述當(dāng)衛(wèi)星的軌道在赤道平面內(nèi)，其高度為35860km時，衛(wèi)星的運行周期正好與地球自轉(zhuǎn)周期相同，方向也一致，則衛(wèi)星的位置相對地面來說呈靜止?fàn)顟B(tài)，這種衛(wèi)星稱之為靜止衛(wèi)星。有時也叫同步衛(wèi)星（或靜止同步衛(wèi)星），利用這種衛(wèi)星進行通信的系統(tǒng)稱為同步衛(wèi)星中繼通信系統(tǒng)。圖4.２６

靜止衛(wèi)星配置幾何關(guān)系圖4.3.1概述與其他通信手段相比，衛(wèi)星通信的主要優(yōu)點是：通信距離遠，而投資費用和通信距離無關(guān)；工作頻帶寬、通信容量大，適用于多種業(yè)務(wù)傳輸；通信線路穩(wěn)定可靠，通信質(zhì)量高；以廣播方式工作，具有大面積覆蓋能力，可以實現(xiàn)多址通信和信道按需分配，因而通信靈活機動；可以自發(fā)自收進行監(jiān)測。2．地球衛(wèi)星的軌道分類4.3.2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和功能衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空間分系統(tǒng)、通信地球站分系統(tǒng)、跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理分系統(tǒng)等４大分系統(tǒng)組成，如圖4.29所示。圖4.29衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成4.3.2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和功能圖4.30衛(wèi)星通信地球站的組成4.3.3VSAT簡述VSAT是VerySmallApertureTerminal的縮寫，直譯為“甚小口徑（天線）數(shù)據(jù)終端”，可意譯為“超小型地球站”，或簡稱“小站”，它是一種具有甚小口徑天線的智能化的衛(wèi)星通信地球站。圖4.31典型的VSAT系統(tǒng)組成示意圖4.3.4移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)簡介圖4.32全球星移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)多址技術(shù)與信道分配技術(shù)的概念頻分多址技術(shù)時分多址技術(shù)隨機多址和可控多址訪問方式補充：衛(wèi)星通信的多址方式多址技術(shù)與信道分配技術(shù)的概念多址技術(shù)是指在衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)的多個地球站，通過同一顆衛(wèi)星的中繼建立兩址和多址之間的通信技術(shù)。信道分配方式實際上就是指如何進行信道分配。所采用的多址方式不同，其信道的內(nèi)含不同。1.1信道分配方式1.1.1.預(yù)分配（PA）方式

預(yù)分配（PA）方式又分為固定預(yù)分配（FPA）和按時預(yù)分配（TPA）方式，具體如下。固定預(yù)分配方式：是指按事先規(guī)定半永久性地分配給每個地球站固定數(shù)量的信道，這樣各地球站只能各自在特定的信道上完成與其他地球站的通信，其他地球站不得占用。按時預(yù)分配（TPA）方式：根據(jù)統(tǒng)計，事先知道了各地球站間業(yè)務(wù)量隨時間的變化規(guī)律，因而在一天內(nèi)可按約定對信道做幾次固定的調(diào)整，這種方式就是按時預(yù)分配（TPA）方式。1.1信道分配方式1.1.2．按需分配方式

按需分配（DA）方式是一種分配可變的制度，這個可變是按申請進行信道分配變化的，通話完畢之后，系統(tǒng)信道又收歸公有。收端可變、發(fā)端固定的DA方式收端固定、發(fā)端可變的DA方式收、發(fā)可變DA方式1.1.3．隨機分配

它是指通信中各種終端隨機地占用衛(wèi)星信道的一種多址分配制度。1.2多址技術(shù)在衛(wèi)星通信中的信號分割和識別是以載波頻率出現(xiàn)的時間或空間位置為參量實現(xiàn)的，歸納起來可分為：頻分多址（FDMA）時分多址（TDMA）碼分多址（CDMA）空分多址（SDMA）1.2多址技術(shù)頻分多址訪問（FDMA）方式是衛(wèi)星通信多址技術(shù)中的一種比較簡單的多址訪問方式。在FDMA中是以頻率來進行分割的，其在時間和空間上無法分開，故此不同的信道占用不同的頻段，互不重疊。時分多址訪問（TDMA）方式是以時間為參量來進行分割的，其頻率和空間是無法分開的，那么不同的信號占據(jù)不同時間段，彼此互不重疊。空分多址訪問（SDMA）方式是以空間作為參量來進行分割的，其頻率和時間無法分開，因而不同的信道占據(jù)不同的空間，這樣衛(wèi)星可根據(jù)空間位置接收相應(yīng)覆蓋區(qū)域中的各地球站發(fā)送的上行鏈路信號。碼分多址訪問（CDMA）方式是以信號的波形、碼型為參量來實現(xiàn)多址訪問的，其頻率、時間和空間上均無法分開，因而不同的地球站使用不同的碼型作為地址碼，并且這些碼型相互正交或準正交。2.1頻分多址技術(shù)原理與應(yīng)用特點工作原理：在以此種方式工作的衛(wèi)星通信網(wǎng)中，每個地球站向衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射一個或多個載波，每個載波都具有一定的頻帶，它們互不重疊地占用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬。FDMA的應(yīng)用特點：頻分多址方式是最基本的多址方式，也是最古老的多址方式，其最突出的特點是簡單、可靠和易于實現(xiàn)。其特點可進一步歸納如下：要求解決好衛(wèi)星的功率和帶寬之間的關(guān)系。必須嚴格控制功率。設(shè)置適當(dāng)?shù)谋Ｗo頻帶。盡量減少互調(diào)的影響。2頻分多址技術(shù)2.2.FDMA的分類每載波多路MCPC-FDMA方式如果按所采用的基帶信號類型，MCPC又可劃分為FDM-FM-FDMA和TDM-PSK-FDMA方式。在FDM-FM-FDMA方式中，首先基帶模擬信號以頻分復(fù)用方式復(fù)用在一起，然后以調(diào)頻方式調(diào)制到一個載波頻率上，最后再以FDMA方式發(fā)射和接收。在TDM-PSK-FDMA方式中，首先將多路數(shù)字基帶信號用時分復(fù)用方式復(fù)用在一起，然后以PSK方式調(diào)制到一個載波上，最后再以FDMA方式發(fā)射和接收。2頻分多址技術(shù)2.2.FDMA的分類每載波單路SCPC-FDMA方式每個載波僅傳送一路信號（SingleChannelPerCarrier）由于SCPC方式主要應(yīng)用于業(yè)務(wù)量較小的、同時通信路數(shù)最多只有幾條甚至一條的地球站，顯然采用固定分配載波的MCPC方式會造成頻帶的浪費。星上交換SS-FDMASubchannelSwitchedFDMA如圖1，衛(wèi)星上的每個濾波器都與每個上行鏈路中的載波相對應(yīng)。這樣能夠?qū)⒅付ㄉ闲墟溌分械膶?yīng)載波的帶通信號提取出來，并在星上進行選路操作，然后將其送往覆蓋接收地球站的下行鏈路波束中。在圖2中給出SS-FDMA衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器方框圖。從圖中可以看出，上行鏈路和下行鏈路各包含3個波束（空分頻率復(fù)用）。其星上交換功能是由一組濾波器和一個由微波二極管門電路組成的交換矩陣完成的。圖1SS-FDMA系統(tǒng)模型圖2SS-FDMA衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器方框圖3.1時分多址的概念及其應(yīng)用特點TDMA的基本概念：如圖3所示的是TDMA系統(tǒng)模型。從中可以清楚地看出，在按時分多址方式工作的系統(tǒng)中，由于分配給各地球站的是特定的時隙，而不是特定的頻帶，因而每個地球站必須在分配給自己的時隙中用相同的載波頻率向衛(wèi)星發(fā)射信號，并經(jīng)放大后沿下行鏈路重新發(fā)回地面。TDMA技術(shù)的優(yōu)點不存在FDMA中的互調(diào)問題。系統(tǒng)容量大，衛(wèi)星功率利用率高。提高信號傳輸質(zhì)量，有利于綜合業(yè)務(wù)的接入。使用靈活。TDMA技術(shù)的應(yīng)用特點缺點必須保持各地球站之間的同步，才能讓所有用戶實現(xiàn)共享衛(wèi)星資源的目的。要求采用突發(fā)解調(diào)器（系統(tǒng)中各站在規(guī)定的時隙內(nèi)以突發(fā)的形式發(fā)射其已調(diào)信號）。模擬信號需轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。初期的投資較大，系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜。圖3TDMA系統(tǒng)模型4隨機多址和可控多址訪問方式4.1隨機多址訪問方式在以隨機多址訪問方式工作的系統(tǒng)中，每個用戶都可以訪問一條共享信道，而無需事先與系統(tǒng)中的其他用戶進行協(xié)商。常用的隨機多址方式有：ALOHA，S-ALOHA等，下面逐一進行介紹。4.1隨機多址訪問方式ALOHAALOHA是最早的隨機多址訪問方式。工作過程：如圖4所示的是一個數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。首先，在各地球站按一定長度將數(shù)據(jù)分成若干段。然后在每一個數(shù)據(jù)段前加一個報頭，即分組頭。在分組頭中包含了收、發(fā)兩端地球站的地址及某些控制比特，同時在數(shù)據(jù)段的后面還加上具有較強檢錯能力的檢錯碼，以此構(gòu)成一個數(shù)據(jù)分組。如圖5所示。由于在ALOHA方式中對用戶發(fā)送數(shù)據(jù)分組的時間未加以任何限制，因此對任一分組而言，只要有其他站發(fā)射分組，便會在信道上發(fā)生碰撞現(xiàn)象。圖4衛(wèi)星分組通信原理圖5數(shù)據(jù)分組格式4.1隨機多址訪問方式ALOHA從上面的介紹可以清楚地看到，ALOHA系統(tǒng)具有以下特點。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，用戶入網(wǎng)方便，無需協(xié)調(diào)。當(dāng)業(yè)務(wù)量較小時具有良好的通信性能。存在碰撞現(xiàn)象，其吞吐量（即某段時間內(nèi)成功接收信息的比特平均數(shù)與所發(fā)送的總比特數(shù)之比）較低，最高吞吐量也只能達到18.4%。存在信道不穩(wěn)定性。即當(dāng)信道業(yè)務(wù)量增大到一定的程度時，分組在信道上發(fā)生碰撞的概率也隨之增加，此時信道上的吞吐量不再隨業(yè)務(wù)量的增加而增加，反之減小，此時要求重發(fā)的分組數(shù)也隨之增多，信道的利用率（信道上有信息傳輸?shù)臅r間占總的可用時間之比）加大。極限情況下，信道內(nèi)充斥的都是重發(fā)分組，此時的吞吐量降為零?？梢娦诺劳掏铝康秃筒环€(wěn)定性是ALOHA的主要缺點。4.1隨機多址訪問方式S-ALOHA由上面的分析可以看出，在ALOHA系統(tǒng)中，由于各站可以隨時發(fā)送信息。因而在一個分組的受損時間內(nèi)，如果其他站也正隨機地發(fā)送信息的話，那么很容易出現(xiàn)碰撞，導(dǎo)致分組丟失。在S-ALOHA方案中是以衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的輸入端為參考點的，在時間上等間隔地劃分為若干時隙(slot，也稱為時槽)，而每個站所發(fā)射的分組必須進入指定的時隙，每個分組的持續(xù)時間將占滿一個時隙?？梢娫谑褂肧-ALOHA方式時，要求在一個特定的時刻進行分組發(fā)送，使S-ALOHA的受損間隔限制在一個時隙長度之內(nèi)，而不會出現(xiàn)首尾碰撞的情況。這樣便能減少信道上出現(xiàn)碰撞的概率，提高衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的使用效率。4.1隨機多址訪問方式SREJ-ALOHA（SelectiveRejectALOHA）在SREJ-ALOHA中，仍采用ALOHA方式進行分組發(fā)送，并在此基礎(chǔ)上加以改進。即將每個分組細分為若干個小分組(Subpacket)，而且每個小分組均配有自己的報頭和前同步碼，因而在接收端可以對每個小分組進行檢測。這樣當(dāng)兩個分組發(fā)生碰撞時，就可能只是其中的幾個小分組出現(xiàn)彼此重疊的現(xiàn)象，而其他的未遇到碰撞的小分組仍能夠被接收端正確接收。與ALOHA方式相同，SREJ-ALOHA系統(tǒng)無需提供全網(wǎng)定時與同步功能。另外一個分組可以被劃分為多個小分組，因而在系統(tǒng)中適于采用可變長度分組，從而增加了使用靈活性。同時也提高了系統(tǒng)的吞吐量，但同樣也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。4.1隨機多址訪問方式C-ALOHAC-ALOHA稱為具有捕獲效應(yīng)的ALOHA，它是改善系統(tǒng)吞吐量的一種方式。在ALOHA方式中，由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器所接收的兩個分組功率相同，因而發(fā)生碰撞情況下，接收端無法正常接收分組。但如果兩個分組功率不同，一個較大，一個較小，這樣即使這兩個分組彼此發(fā)生碰撞，相對功率較大的分組而言，功率較小的分組也只視為一種干擾，功率較大的分組仍可能被接收端正確接收。從理論上講，C-ALOHA的吞吐量為P-ALOHA的三陪。4.2可控多址訪問方式可控多址訪問方式又稱為預(yù)約（reservation）協(xié)議R-ALOHA通常一個發(fā)送周期即為一個幀長，每幀中又包含若干個時隙。其中一部分時隙用于發(fā)送短報文和預(yù)約申請信息，這部分時隙被稱為競爭時隙，它是采用S-ALOHA方式工作的。而另一部分時隙則由用戶獨自掌握，主要用于發(fā)送長報文，這部分時隙稱為預(yù)約時隙。它們之間不存在碰撞問題4.2可控多址訪問方式R-ALOHA當(dāng)某地球站要發(fā)送長報文時，該站必須首先進行申請預(yù)約，即在競爭時隙中發(fā)送申請預(yù)約消息，表明所需使用的預(yù)約時隙長度。如果沒有發(fā)生碰撞，則在一定時間之后，全網(wǎng)中各各地球站，包括發(fā)送申請預(yù)約消息的地球站都會收到一個信息，根據(jù)當(dāng)時的排隊情況確定報文應(yīng)出現(xiàn)的預(yù)約時隙位置，這樣其他站就不會再去使用這些預(yù)約時隙了。同時發(fā)送地球站也可以計算出其應(yīng)該發(fā)射的時隙，以便準時發(fā)射。對于短報文，既可以直接利用競爭時隙發(fā)射，也可以像長報文一樣通過預(yù)約申請，利用預(yù)約時隙發(fā)射。4.2可控多址訪問方式4.2可控多址訪問方式AA-ALOHA當(dāng)網(wǎng)中的業(yè)務(wù)量很小或者所傳送的多為短報文時，系統(tǒng)中的所有站多數(shù)情況是以S-AlOHA方式工作的；這時每幀中的時隙均為競爭時隙。當(dāng)長報文業(yè)務(wù)增多時，則分出一部分時隙作為預(yù)約時隙，為提出申請預(yù)約的各站傳輸長報文業(yè)務(wù)之用。另一部分時隙仍作為競爭時隙，各站可以按S-ALOHA方式共享使用這些競爭時隙。實際上，這是—種競爭預(yù)約的TDMA/DA方式。當(dāng)長報文業(yè)務(wù)量進一步加大時，只有一小部分時隙為競爭時隙，而大部分時隙則變成預(yù)約時隙?？梢?，極限情況下，所有時隙均變?yōu)轭A(yù)約時隙，供一個大業(yè)務(wù)量的站在一段時間內(nèi)利用整個信道傳輸其長報文。這時系統(tǒng)就工作于一個預(yù)分配的TDMA方式。第四章信息傳輸技術(shù)與系統(tǒng)4.3移動通信無線局域網(wǎng)基本原理及技術(shù)內(nèi)容1.無線局域網(wǎng)的概念2.無線局域網(wǎng)的標(biāo)準3.無線局域網(wǎng)的技術(shù)4.無線局域網(wǎng)的應(yīng)用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)：雙絞線，同軸電纜，光纖，或是別的有線介質(zhì)。無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)：紅外線，無線電微波，或是其它無線介質(zhì)。信號在空氣中傳播，可以被任何人接收。1.無線網(wǎng)絡(luò)的概念無線數(shù)據(jù)網(wǎng)分類無線數(shù)據(jù)網(wǎng)的種類

無線個人網(wǎng)（WPAN）、無線局域網(wǎng)（WLAN）、無線網(wǎng)橋、無線城域網(wǎng)（WMAN）和無線廣域網(wǎng)（WWAN）。*無線個人網(wǎng)主要用于個人用戶工作空間，典型距離覆蓋幾米，可以與計算機同步傳輸文件，訪問本地外圍設(shè)備，如打印機等。目前主要技術(shù)包括藍牙（Bluetooth）和紅外（IrDA）。*無線局域網(wǎng)主要用于寬帶家庭、大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部，典型距離覆蓋幾十米至上百米。目前主要技術(shù)為802.11系列。*無線網(wǎng)橋主要用于大樓之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，典型距離幾公里。*無線城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)覆蓋城域和廣域環(huán)境，主要用于Internet/email訪問，但提供的帶寬比無線局域網(wǎng)技術(shù)要低很多。目前典型的技術(shù)是GRPS和CDMA。什么是ISM該頻段是依據(jù)全球性國際組織美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)所定義出來，適用于全球各地來使用，無需授權(quán)使用。ISM

工業(yè)（Industrial）、科學(xué)（Scientific）與醫(yī)療（Medical）ISM頻段歐美日IEEE802.11的無線局域網(wǎng)標(biāo)準802.11a802.11b802.11g標(biāo)準確立日期1999．91999．9仍在開發(fā)工作頻段5.150-5.350GHz5.470-5.850GHz2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz頻寬580MHz83.5MHz83.5MHz互不重迭頻道數(shù)量13（U.S）19（Europe）33數(shù)據(jù)速率6，9，12，18，24，36，48，54Mbps1，2，5.5，11Mbps6，9，12，18，24，36，48，54MbpsUDP數(shù)據(jù)吞量30.9Mbps7.1Mbps16.4Mbps無線局域網(wǎng)模型IEEE802LAN標(biāo)準系列PHYMACOSI層2OSI層1IEEE802.3Ethernet以太網(wǎng)IEEE802.4TokenBus令牌總線IEEE802.5TokenRing令牌環(huán)IEEE802.15WPAN藍牙IEEE802.16BWA寬帶無線IEEE802.2邏輯鏈路控制(LLC)IEEE802.11WLAN無線局域網(wǎng)定義了介質(zhì)訪問控制(MAC)和物理層的操作，包括MAC子層、MAC服務(wù)和協(xié)議以及三個物理層infrastructure

網(wǎng)絡(luò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)APAPAP有線網(wǎng)絡(luò)AP:AccessPoint無線局域網(wǎng)基本構(gòu)架IBSSIBSS

(IndependentBasicServiceSet)由數(shù)個無線工作站所級組成做點對多點運用的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。BSSBSS(BasicServiceSet)同一臺AP及數(shù)臺無線工作站所組成的局域網(wǎng)ESSESS(ExtendedServiceSet)一個或多個以上的BSS即可被定義成一個ExtendedServiceSet(ESS)，用戶可在ESS上漫游及存取BSS系統(tǒng)中的任何資料，其中AccessPoints必須設(shè)定相同的ESSID才能允許漫游。加入網(wǎng)絡(luò)在一個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，如果一個新的站點想要加入該BSS，則需要獲取該BSS的ID、TSF等參數(shù)兩種獲取參數(shù)的方法被動掃描：站點對每一個信道進行監(jiān)聽，尋找其希望加入的BSS的AP發(fā)出的信標(biāo)幀主動掃描：站點發(fā)送包含有該站希望加入的SSID信息的探詢幀發(fā)現(xiàn)了希望加入的BSS的AP后，進行認證和其他連接工作802.11物理層802.11最初定義的三個物理層包括了兩個擴散頻譜技術(shù)和一個紅外傳播規(guī)范，無線傳輸?shù)念l道定義在2.4GHz的ISM波段內(nèi)，這個頻段，在各個國際無線管理機構(gòu)中，例如美國的USA，歐洲的ETSI和日本的MKK都是非注冊使用頻段。802.11無線標(biāo)準定義的傳輸速率是1Mbps和2Mbps，可以使用FHSS(frequencyhoppingspreadspectrum)和DSSS(directsequencespreadspectrum)技術(shù)，需要指出的是，F(xiàn)HSS和DHSS技術(shù)在運行機制上是完全不同的，所以采用這兩種技術(shù)的設(shè)備沒有互操作性。3.802.11b在無線局域網(wǎng)協(xié)議中最大的貢獻就在于它在802.11協(xié)議的物理層增加了兩個新的速度：5.5Mbps和11Mbps。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，DSSS被選作該標(biāo)準的唯一的物理層傳輸技術(shù)，這個決定使得802.11b可以和1Mbps和2Mbps的802.11DSSS系統(tǒng)互操作。4.802.11b采用了動態(tài)速率調(diào)節(jié)技術(shù)，來允許用戶在不同的環(huán)境下自動使用不同的連接速度來補充環(huán)境的不利影響。在理想狀態(tài)下，用戶以11M的全速運行，然而，當(dāng)用戶移出理想的11M速率傳送的位置或者距離時，或者潛在地受到了干擾的話，這把速度自動按序降低為5.5Mbps、2Mbps、1Mbps。同樣，當(dāng)用戶回到理想環(huán)境的話，連接速度也會以反向增加直至11Mbps。速率調(diào)節(jié)機制是在物理層自動實現(xiàn)而不會對用戶和其它上層協(xié)議產(chǎn)生任何影響。802.11物理層示意圖物理層紅外技術(shù)IRPHY跳頻展頻FHSSPHY直序展頻DSSSPHY高速DSHR/DS正交頻分多路技術(shù)OFDMFor802.11aFor802.11bPHY層MAC層調(diào)制技術(shù)

IEEE802.11:DBPSK、DQPSK、FSKIEEE802.11b:DBPSK、DQPSK、CCKIEEE802.11a:QAM/OFDMIEEE802.11g:DBPSK、DQPSK、QAM/OFDM、PBCC、CCK什么是展頻擴頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼進行相關(guān)同步接收、解擴及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)

擴頻技術(shù)主要又分為頻率跳頻技術(shù)（FHSS）及直接序列擴頻技術(shù)（DSSS）兩種方式。而此兩種技術(shù)起源于第二次世界大戰(zhàn)中軍隊所使用的通訊技術(shù)，其目的是希望在惡劣的戰(zhàn)爭環(huán)境中，依然能保持通信信號的穩(wěn)定性及保密性。跳頻技術(shù)FHSS跳頻技術(shù)是依靠快速地轉(zhuǎn)換傳輸?shù)念l率來實現(xiàn)的，每一個時間段內(nèi)使用的頻率和前后時間段的都不一樣，所以發(fā)送者和接收者必須保持一致的跳變頻率，這樣才能保證接受的信號正確。跳頻技術(shù)可以避開許多干擾的出現(xiàn)，包括某些工作在特定頻率下的信號，這樣采用跳頻后的802.11無線信號就只會丟失這個頻率下的信息，損失不大；如果想分享帶寬，也可以采用不同的調(diào)頻次序來實現(xiàn)。弱點：速度慢，只能達到1Mbps。TimeslotFrequencyslot012345678Signal1{2,7,4,5}Work1{6………}Signal2{4,3,1,7}直接序列擴頻技術(shù)DSSS直擴技術(shù)是把使用11位的chipping－Barker序列來將數(shù)據(jù)編碼并發(fā)送的技術(shù)。發(fā)送端通過spreader把chips（就是一串的二進制碼）添加入要傳輸?shù)腷it流中，稱為編碼；然后在接受端用同樣的chips進行解碼，就可以得到原始數(shù)據(jù)了。802.11協(xié)議中是使用Barker序列號來作為這個chips的，規(guī)定為10110111000，在編碼過程，如果要傳送的數(shù)據(jù)是0的話，數(shù)列不變；如果傳送的數(shù)據(jù)是1的話，數(shù)列就相反。在相同的吞吐量下，直擴技術(shù)需要比跳頻技術(shù)更多的能量；但以消耗能量為代價，它也能達到比跳頻技術(shù)更高的吞吐量，802.11b能達到5.5Mbps和11Mbps就就是采用HR/DSSS技術(shù)。ScrambleddataBarkersequence0111011100010110110010011101110000100100110101Transmitteddata802.11MAC層802.11的MAC和802.3協(xié)議的MAC非常相似，都是在一個共享媒體之上支持多個用戶共享資源，由發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)前先進行網(wǎng)絡(luò)的可用性。802.3協(xié)議沖突的檢測采用CSMA/CD方式，而在802.11無線局域網(wǎng)協(xié)議中，采用了新的協(xié)議

CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)2.另一個的無線MAC層問題是“隱藏終端”問題。為了解決這個問題，802.11在MAC層上引入了一個新的Send/CleartoSend(RTS/CTS)選項，間接解決了“hiddennode”問題。由于RTS/CTS需要占用網(wǎng)絡(luò)資源而增加了額外的網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)，一般只是在那些大數(shù)據(jù)報上采用(重傳大數(shù)據(jù)報會耗費較大)。802.11MAC子層提供了另兩個強壯的功能，CRC校驗和包分片。

CRC校驗是指在802.11協(xié)議中，每一個在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報都被附加上了校驗位，這和Ethernet中通過上層TCP/IP協(xié)議來對數(shù)據(jù)進行校驗有所不同。包分片的功能允許大的數(shù)據(jù)報在傳送的時候被分成較小的部分分批傳送。這項技術(shù)大大減少了許多情況下數(shù)據(jù)報被重傳的概率，從而提高了無線網(wǎng)絡(luò)的整體性能。4.另外幾個部分：a.802.11e

提高和管理網(wǎng)絡(luò)的QoS的能力；

b.802.11f

采用IAPP協(xié)議，可以在不同的廠商的無線局域網(wǎng)內(nèi)

實現(xiàn)訪問互操作，保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)訪問點之間信息的互換。

c.802.11i

增強WLAN的安全和鑒別機制。

無線介質(zhì)訪問DCF：分布式訪問控制方式，類似于IEEE802.3以太網(wǎng)的線路爭用協(xié)議PCF：中心網(wǎng)絡(luò)控制方式，一個無競爭訪問協(xié)議，適用于訪問節(jié)點安裝有點控制器的網(wǎng)絡(luò)DCF和PCF能夠在同一個基本服務(wù)組（BSS）中提供并行的可選的競爭和無競爭訪問期IEEE802.11幀間隔IEEE802.11幀間隔為了盡量避免沖突，IEEE802.11標(biāo)準規(guī)定了不同的IFS（InterFrameSpace，幀間間隔），分別是SIFS（ShortInterFrameSpace，短幀間隔）、PIFS（PCFInterFrameSpace，PCF幀間隔）和DIFS（DCFInterFrameSpace，DCF幀間隔）。各種IFS的長短各不相同，它們之間的關(guān)系滿足：DIFS>PIFS>SIFS。各種IFS的作用也不相同。SIFS是IEEE802.11中規(guī)定的最小的IFS，用于滿足所有需要立即響應(yīng)的服務(wù)，如發(fā)送ACK幀、CTS（CleartoSend）幀以及主機對PCF機制中的輪詢作出的應(yīng)答幀。PIFS用于PCF機制中，無線接入點AP在媒體空閑達到PIFS時間以后，獲得媒體的控制權(quán)，宣布CFP（ContentionFreePeriod，無競爭期間）的開始。在無競爭期間，AP監(jiān)聽到媒體空閑時間達到PIFS時間以后，可以繼續(xù)發(fā)送下一幀。DIFS用于DCF機制中，是發(fā)送數(shù)據(jù)幀和管理幀時使用的時間間隔。CSMA/CA協(xié)議以DCF中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送為例，CSMA/CA協(xié)議的算法過程如下：發(fā)送主機監(jiān)聽媒體，如果媒體空閑達到DIFS時間，主機立即發(fā)出數(shù)據(jù)幀。如果媒體忙，則等待媒體空閑時間達到DIFS以后，進入避退過程。主機根據(jù)避退算法選擇一個避退時間，并設(shè)置避退時間計數(shù)器。媒體空閑時避退時間計數(shù)器做減1計數(shù)，媒體忙時則停止計數(shù)。在避退時間計數(shù)器減到零后，主機立即發(fā)出數(shù)據(jù)幀。發(fā)出數(shù)據(jù)幀后，如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到ACK，表明數(shù)據(jù)幀發(fā)送失敗，進入重傳退避過程，回到2）。如果在規(guī)定的時間內(nèi)收到ACK，表明數(shù)據(jù)幀發(fā)送成功。將退避窗口恢復(fù)為默認值。在步驟3中提到的避退算法由如下公式?jīng)Q定：其中，CW是避退窗口大小，random()是在(0,1)之間的一個隨機數(shù)，代表小于等于x的最大整數(shù)，aSlotTime是時隙長度。設(shè)W是避退窗口的初始值，m是避退級數(shù)，m∈[1,mmax]，mmax是最大避退級數(shù)，則退避窗口由下式?jīng)Q定：在CSMA/CA協(xié)議的算法中，如果是第一次進入避退過程，避退窗口CW和退避基數(shù)采用的是默認值。如果是重傳避退過程，避退窗口CW采用的值是由以上公式計算出的新值，直到其達到最大值。CW值呈指數(shù)增長。退避窗口ACK確認機制在DCF機制中，為了增強CSMA/CA算法對異步數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)目煽啃裕琁EEE802.11協(xié)議建議在CSMA/CA算法基礎(chǔ)上采用ACK確認機制。在上圖中可以看出，在源主機成功發(fā)送數(shù)據(jù)幀以后，經(jīng)過SIFS時間，目的主機發(fā)回一個ACK幀。這里要注意的是ACK幀在發(fā)送前沒有監(jiān)聽信道的狀態(tài)。如果源主機沒有收到ACK消息，就表明數(shù)據(jù)幀發(fā)送出錯，必需重新發(fā)送。DCF基本接入機制的改進DCF基本接入機制的改進源主機在發(fā)送數(shù)據(jù)以前先發(fā)送RTS幀，發(fā)送規(guī)則和數(shù)據(jù)幀一樣，在監(jiān)聽信道空閑DIFS時間以后傳輸。RTS幀中說明將要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的長度。目的主機收到RTS幀以后，只需監(jiān)聽信道空閑SIFS時間就發(fā)回CTS幀，CTS幀中也包括了源主機想發(fā)送的數(shù)據(jù)的長度（由RTS幀中復(fù)制到CTS幀中）。如果CTS幀沒有收到，表明發(fā)送出錯，必需重發(fā)RTS幀。在RTS/CTS幀交換成功以后，經(jīng)過SIFS時間，源主機就可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀，后續(xù)操作和基本的接入方法一樣。其基本過程上圖所示，在該圖中我們忽略了無線信號由源主機傳播到目的主機的時延。在RTS和CTS幀包含一個duration字段，其指明了源和目的主機為傳輸數(shù)據(jù)將要占用信道的時間長度。其它所有的主機都可以用這個信息來設(shè)置其MAC參數(shù)NAV（NetworkAllocationVector，網(wǎng)絡(luò)分配矢量），以確定信道將要被占用的時間。NAV的值隨著時間的流逝不斷減少，在NAV值減到零之前，主機不會發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸。這種用NAV值來判斷信道忙/閑狀態(tài)的方法叫做虛擬載波檢測（VirtualCarrierSense）機制。PCF（PointCoordinationFunction）在這種工作模式下，置于訪問節(jié)點的中心控制器控制來自工作站的幀的傳送。所有工作站均服從中心控制器的控制。在無競爭期開始，中心控制器首先獲得介質(zhì)的控制權(quán)，并遵循PIFS對介質(zhì)進行訪問中心控制節(jié)點向某個特定的工作站發(fā)送CF輪詢幀，授權(quán)該工作站可以向任何目的端發(fā)送一個幀。中心控制器發(fā)送CF結(jié)束幀來確定無競爭期的結(jié)束移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議什么是移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)MANETs（MobileAdhocNETworks）網(wǎng)絡(luò)是一個由移動節(jié)點或終端組成的自治系統(tǒng)，這些節(jié)點之間裝備有無線收發(fā)裝置，其天線設(shè)備可以是全向天線也可以是點到點的定向天線。在任何時刻，由于節(jié)點的地理位置、收發(fā)裝置的覆蓋范圍、傳輸功率電平和鄰信道干擾的不同，組成一個隨機多跳的無線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。這種拓撲結(jié)構(gòu)由于節(jié)點的移動和發(fā)送和接收參數(shù)的調(diào)整而動態(tài)變化。因為Adhoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信范圍的限制，兩個要交換信息的主機可能不能直接進行通信，因而需要其他節(jié)點幫助轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，通過多跳路徑到達目的節(jié)點。MANETs的特點自組織性：MANETs可以在任何時刻任何地點構(gòu)建，而不需要現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下常用的基站等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持，形成一個自治無線通信網(wǎng)絡(luò)。分布式控制：Adhoc網(wǎng)絡(luò)中所有的網(wǎng)絡(luò)行為包括拓撲結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和消息的傳遞都必須由節(jié)點自己來完成，也就是說，路由功能必須集成到移動節(jié)點中，不存在類似基站的集中網(wǎng)絡(luò)中心控制點，因而是一種分布式控制網(wǎng)絡(luò)。動態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)：節(jié)點間通過無線信道連接形成一個任意的網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)，節(jié)點之間的連接由于節(jié)點的離開和新的節(jié)點的到達以及節(jié)點的任意移動，可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈動態(tài)變化，而且這種變化是不可預(yù)測。MANETs的特點（續(xù)）終端資源受限：通常Adhoc網(wǎng)絡(luò)的終端都是依靠蓄電池等可耗盡能源供電的手持設(shè)備，其CPU處理能力和可用內(nèi)存都受到嚴格的限制，因而在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計是必須考慮如何節(jié)省信令開銷和能源消耗。節(jié)點的通信距離受限：由于終端的能源受限導(dǎo)致發(fā)射功率的減小，因而網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點并不一定可以收到某節(jié)點發(fā)出的信號。安全保密性差：由于Adhoc網(wǎng)絡(luò)的自組性和分布式控制方式導(dǎo)致易受到竊聽、攔截和拒絕服務(wù)等各種網(wǎng)絡(luò)攻擊。MANETs面臨的問題信道接入?yún)f(xié)議

Adhoc網(wǎng)絡(luò)的無線信道是一個共享的廣播信道，但它不是一跳共享的。因為當(dāng)一個結(jié)點發(fā)送報文時，只有在它覆蓋范圍內(nèi)的結(jié)點（稱為鄰居）才能夠收到，而覆蓋范圍外的結(jié)點則感知不到任何通信的存在。這恰恰也是Adhoc網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢所在，發(fā)送結(jié)點覆蓋范圍外的結(jié)點不受發(fā)送結(jié)點的影響，它們也可以同時發(fā)送報文。我們稱Adhoc網(wǎng)絡(luò)的共享信道為多跳共享廣播信道。多跳共享廣播信道帶來的直接影響就是報文沖突與結(jié)點所處的位置相關(guān)。即會產(chǎn)生“隱藏終端”和“暴露終端”的問題。路由的問題

Adhoc網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點不僅可以自由移動，還可以隨時開機和關(guān)機。這將造成網(wǎng)絡(luò)拓撲的動態(tài)變化?？紤]到Adhoc網(wǎng)絡(luò)的多跳特性，結(jié)點要有報文轉(zhuǎn)發(fā)功能，這要求結(jié)點實現(xiàn)相應(yīng)的路由協(xié)議。傳統(tǒng)的基于因特網(wǎng)的路由協(xié)議是為相對穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)拓撲而設(shè)計的，它們無法滿足快速變化拓撲網(wǎng)絡(luò)的需要。因此，路由協(xié)議也成了Adhoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點。MANETs面臨的問題（續(xù)）安全問題

Adhoc網(wǎng)絡(luò)面臨的安全性威脅來自無線信道和網(wǎng)絡(luò)。無線信道容易被竊聽和干擾。此外，無中心和自組織的網(wǎng)絡(luò)組織形式不僅容易遭受冒充、欺騙等形式的攻擊，還對網(wǎng)絡(luò)的安全體系結(jié)構(gòu)提出了新的要求。需要研究適用于Adhoc網(wǎng)絡(luò)的安全體系結(jié)構(gòu)和用戶認證、加密等安全技術(shù)。目前，針對Adhoc網(wǎng)絡(luò)安全的問題已開展了一些研究，但還沒有較完善的解決方案。電源問題

作為移動終端的Adhoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)點一般采用電池供電，這與普通的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用電源線供電有著顯著的差異。為了延長電池的使用時間，在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時，要盡量節(jié)約電池的電能。這可以通過功率控制和在適當(dāng)?shù)臅r候關(guān)閉發(fā)射機來實現(xiàn)協(xié)議設(shè)計

Adhoc網(wǎng)絡(luò)使用無線通信技術(shù)。與有線信道相比，帶寬窄，信道質(zhì)量差。這對協(xié)議的設(shè)計提出了新的要求。為了節(jié)約有限的帶寬，Adhoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計的原則是要盡量減少結(jié)點間交互的信息量。此外，由于無線信道的衰落、結(jié)點移動等因素會造成報文沖突和丟失，這將嚴重影響TCP的性能。因此，在Adhoc網(wǎng)絡(luò)中要對TCP的傳輸層服務(wù)進行改進，以滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰ANETs的隱藏終端問題“隱藏終端”（HiddenStation）是指在接收者的通信范圍內(nèi)而在發(fā)送者通信范圍外的終端。隱藏終端問題包括隱發(fā)送終端問題和隱接收終端問題。如圖1所示，當(dāng)節(jié)點A向B發(fā)送數(shù)據(jù)時，C不知道A的發(fā)送，如果C向B發(fā)送數(shù)據(jù)就會產(chǎn)生碰撞，C成了隱發(fā)送終端。RTS-CTS握手信號可以解決這一問題，即每次發(fā)送數(shù)據(jù)之前通信雙方先使用RTS、CTS控制報文進行握手。MANETs的暴露終端問題暴露終端是指在發(fā)送者的通信范圍之內(nèi)而在接收者通信范圍之外的終端。暴露終端因聽到發(fā)送者的發(fā)送而延遲發(fā)送，但因為它在接收者的通信范圍之外，它的發(fā)送并不會造成沖突，因而引入了不必要的延遲。如下圖所示，當(dāng)B向A發(fā)送報文時，C成了暴露終端。如果采用握手機制，當(dāng)B向A發(fā)送數(shù)據(jù)時，C聽到B發(fā)送的RTS但聽不到A發(fā)送的CTS，C就知道自己是暴露終端。常規(guī)路由協(xié)議在MANETs中的問題Adhoc網(wǎng)絡(luò)中主機間的無線信道可能存在單向信道。常規(guī)路由協(xié)議設(shè)計中常常沒有考慮這個問題或者必須以雙向鏈路作為工作的前提，由此它們計算出來的路由可能不能準確反映Adhoc網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，也沒有利用單向信道的特性。無線信道的廣播特性使得常規(guī)路由的網(wǎng)絡(luò)選路過程中產(chǎn)生許多冗余路由。Adhoc網(wǎng)絡(luò)中的一個主機通常能覆蓋周圍多個主機，有線環(huán)境下的常規(guī)路由協(xié)議會在各個主機之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時產(chǎn)生過多的冗余路由。常規(guī)路由協(xié)議在選路過程中，需要路由器定期發(fā)送路由更新消息，而路由器之間是通過交換路由消息進行鄰節(jié)點檢測的，這將消耗大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，對有限的無線信道帶寬帶來更多的壓力。常規(guī)路由協(xié)議周期性的路由更新報文會消耗大量的主機能源。MANETs路由協(xié)議的分類Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議可以分為Table-DrivenRouting和On-DemandRouting兩種路由協(xié)議。Table-DrivenRouting路由協(xié)議通過連續(xù)地檢測鏈路質(zhì)量，時刻維護準確的網(wǎng)絡(luò)拓撲和路由信息。其優(yōu)點是發(fā)送報文時可以立即得到正確的路由，缺點是開銷太大。而on-DemandRouting，并不時刻維護準確的路由信息，僅當(dāng)需要時才查找路由。其優(yōu)點是降低了路由維護的開銷。缺點是查找路由會引入較大的時延。 結(jié)合Table-DrivenRouting和On-DemandRouting特點的路由協(xié)議稱為混合式路由協(xié)議。它在局部范圍內(nèi)使用Table-Driven路由協(xié)議，以縮小路由控制消息傳播的范圍。當(dāng)目標(biāo)結(jié)點較遠時。通過查找發(fā)現(xiàn)路由。這樣既可以減少路由協(xié)議的開銷，時延特性也得到了改善。AODV協(xié)議AODV（AdhocOnDemandDistanceVectorRouting）是基于距離矢量算法的一種路由協(xié)議，它只在必要時請求路由，而且不要求節(jié)點維持當(dāng)前通信中不使用的路由，也就是說，只要通信連接的節(jié)點之間有可用路由，AODV不起任何作用。AODV中的兩個重要協(xié)議規(guī)程是路由發(fā)現(xiàn)和路由維護AODV協(xié)議——路由發(fā)現(xiàn)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點要發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果沒有到達目的節(jié)點的路由，就要采用路由發(fā)現(xiàn)規(guī)程來尋找路由。路由發(fā)現(xiàn)規(guī)程廣播一個RREQ（RouteRequest，路由請求），給它所有的鄰節(jié)點，并等待RREP（RouteReply，路由應(yīng)答）。RREQ包含了source_addr和broadcast_id，用來唯一標(biāo)志這個RREQ。每當(dāng)一個節(jié)點發(fā)送了一個新的RREQ，broadcast_id就會增加。每個收到RREQ的節(jié)點都回記錄source_addr和broadcast_id，并以此來判斷是否是重復(fù)的RREQ。如果一個中間節(jié)點接收到一個新的RREQ消息，但是它既不是目的節(jié)點又沒有到目的節(jié)點的可達路由時，必須重新廣播該RREQ消息，并將RREQ中的hop_cnt加1。廣播的同時還要通過在它的路由表中建立一個到源節(jié)點的臨時路由表項。這樣做的目的是跟蹤到達源節(jié)點的路由，為發(fā)送RREP消息提供返回路由。若路由請求消息到達目的節(jié)點或者一個可以直接到達該目的節(jié)點的中間節(jié)點時，該節(jié)點產(chǎn)生一個路由應(yīng)答消息并以單播的方式發(fā)送回請求路由消息的源節(jié)點，路由應(yīng)答消息到達源節(jié)點后就建立了新路由。AODV協(xié)議——路由發(fā)現(xiàn)RREQ最終會到達包含有到達目的節(jié)點的路由的節(jié)點。當(dāng)RREQ到達這種節(jié)點以后，就對RREQ中的dest_sequence_#和節(jié)點本身所維護著的目的序列號進行比較。如果自己的目的序列號小于RREQ的目的序列號，節(jié)點就會繼續(xù)向其鄰居廣播這個RREQ。如果自己的目的序列號大于或者等于RREQ的目的序列號，并且在此之前還沒有處理過由（source_addr，broadcast_id）唯一標(biāo)志的RREQ，節(jié)點就會向原來把這個RREQ廣播給它的節(jié)點單播一個RREP。在RREP返回源節(jié)點時，路徑上經(jīng)過的節(jié)點都會將上級節(jié)點記錄下來，并且更新這條路由有關(guān)timeout信息，記錄最新的目的序列號。路徑上的中繼節(jié)點會轉(zhuǎn)發(fā)收到的第一個RREP。當(dāng)收到更多的RREP的時候，如果新的RREP的目的序列號大于節(jié)點所保存的目的序列號，或者兩者的目的序列號相等，但是新的RREP所記錄的hop_count比原來的小，節(jié)點就會轉(zhuǎn)發(fā)新的RREP，并更新自己的有關(guān)信息。否則，節(jié)點會丟棄這個RREP。AODV協(xié)議——路由維護當(dāng)一個節(jié)點檢測到其鄰節(jié)點的路由不再有效時，觸發(fā)路由修復(fù)規(guī)程。路由修復(fù)規(guī)程刪除路由表中的無效路由項，發(fā)送一個鏈路失敗消息，通知正在使用該路由的鄰節(jié)點該路由也不可用。當(dāng)源節(jié)點在傳輸過程中移動了，它就會重新發(fā)起一次路由發(fā)現(xiàn)過程。當(dāng)某個中繼節(jié)點發(fā)現(xiàn)下一個節(jié)點不可達時，本節(jié)點就會發(fā)送一個主動生成的RREP，該RREP的目的序列大于原來所維護著的目的序列號（一般時增加1），hopcount為∞。這條路徑上所有這個節(jié)點的后繼節(jié)點都會將此RREP進行相同的轉(zhuǎn)發(fā)，直至所有活動的源節(jié)點都被通知到為止。如果需要，源節(jié)點會在收到這類RREP以后，重新發(fā)起一次路徑發(fā)現(xiàn)過程（目的序列號增加1）。DSR路由協(xié)議DSR（DynamicSourceRouting）允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點動態(tài)多跳路由，其最重要的特點是利用了源路由。也就是說，發(fā)送方的數(shù)據(jù)包頭的源路由項中包含它必須要經(jīng)過的所有節(jié)點的完整地址列表。DSR不使用周期性的路由廣播消息，所有操作都是按需進行的，因而可以有效的減少網(wǎng)絡(luò)帶寬的開銷和主機的電源消耗，并可以有效的避免網(wǎng)絡(luò)中大面積的路由更新。DSR協(xié)議包含路由發(fā)現(xiàn)和路由維護兩個重要規(guī)程。DSR路由發(fā)現(xiàn)過程源節(jié)點廣播帶有路由請求選項的數(shù)據(jù)包來尋找路由。每一個中間節(jié)點接收到該數(shù)據(jù)包后搜尋其路由緩沖區(qū)看是否有到達目的節(jié)點的路由信息，如果沒有找到合適的路由，則要轉(zhuǎn)發(fā)該路由請求數(shù)據(jù)包，同時將自己的地址寫入源路由項中。到達目的節(jié)點或者和目的節(jié)點之間有可達路由的節(jié)點時才停止轉(zhuǎn)發(fā)路由請求數(shù)據(jù)包。此時接收到路由請求數(shù)據(jù)包的節(jié)點發(fā)送一個帶有路由應(yīng)答選項的數(shù)據(jù)包到請求路由的源節(jié)點，該路由應(yīng)答數(shù)據(jù)包中包含了可以到達目的節(jié)點的逐跳源路由（即接收到的路由請求選項中的源路由加上該節(jié)點到目的節(jié)點的路由組合而成的完整的源路由），DSR路由發(fā)現(xiàn)過程為了防止路由請求消息在網(wǎng)絡(luò)中不停傳播所造成的巨大開銷，DSR為每個路由請求消息提供一個TTL（TimetoLive，生存時間）值，中間節(jié)點重復(fù)接收到的路由請求消息或者TTL值已經(jīng)為零的路由請求消息都要丟棄。為了減少路由發(fā)現(xiàn)規(guī)程調(diào)用的次數(shù)，每個節(jié)點都要緩存所有路由。每個節(jié)點都可以通過路由發(fā)現(xiàn)規(guī)程、探測路由應(yīng)答消息和數(shù)據(jù)包中的源路由以及偵聽本地廣播消息等途徑來學(xué)習(xí)新路由。DSR路由維護過程數(shù)據(jù)包在傳輸?shù)倪^程中，如果網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而不能使用原先的路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時需要啟動路由維護規(guī)程。這種情況的發(fā)生可能是因為源路由項中的某個節(jié)點移出了其他節(jié)點的覆蓋范圍，或者是關(guān)閉電源使得該路由不可用。當(dāng)路由維護規(guī)程檢測到正在使用的路由有問題時發(fā)送一個錯誤報文給源節(jié)點，通知源節(jié)點停止使用該路由。發(fā)現(xiàn)路由失效的節(jié)點除了發(fā)送錯誤報告外還有查找其緩沖區(qū)看是否有緩存的備用路由，盡量使用緩存的備用路由，否則丟棄數(shù)據(jù)包。接收到錯誤報文以后，源節(jié)點將該節(jié)點從源路由選項中刪除。倘若還有數(shù)據(jù)包要發(fā)送，則源節(jié)點必須重新啟動路由發(fā)現(xiàn)規(guī)程尋找新路由。藍牙技術(shù)（BlueTooth）什么是藍牙藍牙（Bluetooth）是一種短距離的無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范。藍牙技術(shù)能為個人和商業(yè)的移動設(shè)備的無線連接帶來一次革命，它不需要電纜，能通過短距離的無線鏈路使得用戶將多種設(shè)備方便快速連接起來進行無縫的語音和數(shù)據(jù)通信。藍牙區(qū)別于其它無線技術(shù)的一個典型特征是它能基于各設(shè)備各自的功能提供“聯(lián)合使用模型”。通過數(shù)據(jù)訪問點DAP，藍牙還可將個人網(wǎng)絡(luò)連接到有線的基礎(chǔ)設(shè)施上。藍牙技術(shù)的特點藍牙使用國際上無需授權(quán)的2.4Ghz的ISM頻段。藍牙設(shè)備之間可互相探查，進行連接形成Ad-hoc自組網(wǎng)，而不需人為設(shè)置。每個設(shè)備都是對等的，具有相同的硬件和軟件配置，并以48