無線網絡技術基礎第1章 緒論課件

無線網絡技術基礎無線網絡技術基礎第1章-緒論1聯(lián)系方式岳學軍Email:

Mobile:(6896938)QQ：267499358無線網絡技術基礎第1章-緒論1教師簡介副教授碩士生導師項目主持：國家級2項、省級2項、橫向1項；研究方向：通信、電子、自動化、機電工程

1.高光譜檢測、信息采集與傳送；

2.滴灌：控制器、傳感器、控制平臺；

3.物聯(lián)網：硬件研發(fā)（識別、感知）、軟件（架構、組網、優(yōu)化、智能）

4.模式識別：建模、智能

5.機電工程：運輸機械、滴灌、噴霧電控無線網絡技術基礎第1章-緒論1聯(lián)系與合作1.畢業(yè)設計2.碩士研究生3.感興趣，學習和思考無線網絡技術基礎第1章-緒論1本課程的安排與建議教材與參考書學時的安排：考試的安排：1.2.3.考試的時間：11、12考試得分的途徑：1.2.3.其他的：無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線網絡的作用網絡技術快速發(fā)展，人們的需求不斷提高，移動計算技術更加得到青睞。構造無處不在的計算環(huán)境，真正實現(xiàn)6A：任何人(anyone)在任何時候(anytime)、任何地點(anywhere)可以采用任何方式(anymeans)與其他任何人(anyother)進行任何通信(anything)。無線網絡技術是實現(xiàn)6A夢想/移動計算/普適計算(UbiquitousComputing)的核心技術。無線網絡技術基礎第1章-緒論1現(xiàn)狀新技術層出不窮、新名詞是應接不暇從無線局域網、無線個域網、無線體域網、無線城域網到無線廣域網從移動AdHoc網絡到無線傳感器網絡、無線Mesh網絡從Wi-Fi到WiMedia、WiMAX從IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.16到IEEE802.20從固定寬帶無線接入到移動寬帶無線接入從藍牙到紅外、HomeRF，從UWB到ZigBee從GSM、GPRS、CDMA到3G、超3G、4G......技術主線？無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線網絡的技術主線從無線網絡覆蓋范圍的角度看，有無線個域網、無線局域網、無線城域網、無線廣域網和移動AdHoc網絡(可以歸到無線局域網范疇)從無線網絡應用的角度看，有無線傳感器網絡、無線Mesh網絡等無線網絡技術基礎第1章-緒論1教材:《無線網絡技術導論》

汪濤主編，清華大學出版社，2008.2無線網絡技術基礎第1章-緒論1章節(jié)安排第1章緒論第2章無線傳輸技術基礎第3章無線局域網第4章無線個域網第5章無線城域網第6章無線廣域網第7章移動Adhoc網絡第8章無線傳感器網絡第9章無線Mesh網絡無線網絡技術基礎第1章-緒論1第1章緒論1．1計算機網絡的發(fā)展歷程 1．2無線網絡的興起1．3網絡體系結構1．4協(xié)議參考模型1．5與網絡相關的標準化組織1．6本書結構無線網絡技術基礎第1章-緒論11．1計算機網絡的發(fā)展歷程 第一階段：誕生階段第二階段：形成階段第三階段：互聯(lián)互通階段第四階段：高速網絡技術階段無線網絡技術基礎第1章-緒論1第一階段：誕生階段20世紀50年代中后期，許多系統(tǒng)都將地理上分散的多個終端通過通信線路連接到一臺中心計算機上，這樣就出現(xiàn)了第一代計算機網絡。一直到20世紀60年代中期，第一代計算機網絡都是以單個計算機為中心的遠程聯(lián)機系統(tǒng)。無線網絡技術基礎第1章-緒論1第二階段：形成階段20世紀60年代中期至70年代的第二代計算機網絡是以多個主機通過通信線路互聯(lián)起來，典型代表是美國的ARPANET。（現(xiàn)在意義的計算機網絡形成）提出資源子網和通信子網的概念。無線網絡技術基礎第1章-緒論1第三階段：互聯(lián)互通階段20世紀70年代末至90年代的第三代計算機網絡是具有統(tǒng)一的網絡體系結構并遵循國際標準的開放式和標準化的網絡，實現(xiàn)互聯(lián)互通。典型代表：ISO-OSI/RM和TCP/IP無線網絡技術基礎第1章-緒論1第四階段：高速網絡技術階段20世紀90年代末至今的第四代計算機網絡，伴隨局域網技術發(fā)展成熟，出現(xiàn)光纖及高速網絡技術、多媒體網絡、智能網絡等，整個網絡就像一個對用戶透明的大的計算機系統(tǒng)，發(fā)展為以Internet為代表的互聯(lián)網。無線網絡技術基礎第1章-緒論11.2無線網絡的興起無線網絡最大的優(yōu)點是可以讓人們擺脫有線的束縛，更便捷、更自由的溝通。無線網絡的歷史起源可以追朔到五十年前的第二次世界大戰(zhàn)期間。1971年時，夏威夷大學的研究員創(chuàng)造了第一個基于封包式技術的無線電通訊網絡ALOHANET，可以算是相當早期的無線局域網絡(WLAN)。無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線網絡分類從無線網絡覆蓋范圍看系統(tǒng)內部互連/無線個域網無線局域網無線城域網/廣域網從無線網絡的應用角度看，還可以劃分出無線傳感器網絡、無線Mesh網絡、無線穿戴網絡、無線體域網等，這些網絡一般是基于已有的無線網絡技術，針對具體的應用而構建的無線網絡。無線網絡技術基礎第1章-緒論1系統(tǒng)內部互連/無線個域網系統(tǒng)內部互連是指通過短距離的無線電，將一臺計算機的各個部件連接起來。藍牙(BlueTooth)是一種典型的短距離無線網絡，將這些部件以無線的方式連接起來。除藍牙外，傳統(tǒng)的紅外無線傳輸技術、家庭射頻和目前最新的Zigbee、超寬帶無線技術UWB都可以用于無線系統(tǒng)內部互連，構建無線個域網、無線體域網等。無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線局域網第一類是有固定基礎設施的:802.11WLAN第二類是無固定基礎設施的:自組織網絡/移動Adhoc網絡無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線城域/廣域網絡蜂窩電話所使用的無線電網絡就是一個低帶寬無線系統(tǒng)的例子高帶寬廣域無線網絡正在迅速發(fā)展,。相應的標準有的已經開發(fā)出來，如IEEE802.16，有的正在制訂完善中，如IEEE802.20。無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線傳感器網絡

無線傳感網絡(WSN，wirelesssensornetworks)是當前在國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，這些信息通過無線方式被發(fā)送，并以自組多跳的網絡方式傳送到用戶終端，從而實現(xiàn)物理世界、計算世界以及人類社會三元世界的連通。無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線Mesh網絡

無線Mesh網絡(無線網狀網絡)是一種與傳統(tǒng)無線網絡完全不同的新型無線網絡，是由移動AdHoc網絡順應人們無處不在的Internet接入需求演變而來，被形象稱為無線版本的Internet。在無線Mesh網絡中，任何無線設備節(jié)點都可以同時作為AP和路由器，網絡中的每個節(jié)點都可以發(fā)送和接收信號，每個節(jié)點都可以與一個或者多個對等節(jié)點進行直接通信。這種結構的最大好處在于：如果最近的AP由于流量過大而導致?lián)砣脑?，那么數據可以自動重新路由到一個通信流量較小的鄰近節(jié)點進行傳輸。依此類推，數據包還可以根據網絡的情況，繼續(xù)路由到與之最近的下一個節(jié)點進行傳輸，直到到達最終目的地為止。無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線穿戴網絡

無線穿戴網絡是基于短距離無線通信技術(藍牙和ZigBee技術等)與可穿戴式計算機(wearcomp)技術、穿戴在人體上、具有智能收集人體和周圍環(huán)境信息的一種新型個域網(PAN)。無線網絡技術基礎第1章-緒論11．3網絡體系結構計算機分為硬件和軟件兩部分，二者缺一不可。簡單的說，計算機網絡就是計算機的集合，不管是有線網絡還是無線網絡，和計算機系統(tǒng)一樣，計算機網絡也是由這兩部分構成，沒有網絡軟件支持的網絡硬件無法真正成為能夠向人們提供服務的系統(tǒng)。網絡體系結構研究的對象就是網絡軟件。無線網絡技術基礎第1章-緒論1協(xié)議分層相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調工作才行，而這種“協(xié)調”是相當復雜的。為了降低網絡設計的復雜性，絕大多數網絡采用了分層的思想，網絡軟件被組織成一堆相互疊加的層(layer或者level)，每一層都建立在其下一層的基礎之上。每一層對等實體采用協(xié)議進行通信。下層通過層間接口為上層提供服務。分層和協(xié)議的集合就是網絡的體系結構。無線網絡技術基礎第1章-緒論1五層模型實例無線網絡技術基礎第1章-緒論1服務的類型面向連接的服務連接就是兩個對等實體為進行數據通信而進行的一種結合。面向連接服務具有連接建立、數據傳輸和連接釋放這三個階段，是一種可靠的服務。無連接服務兩個實體之間的通信不需要先建立好一個連接。是一種不可靠的服務，常被描述為“盡最大努力交付”(besteffortdelivery)或“盡力而為”。無線網絡技術基礎第1章-緒論1

協(xié)議和服務的關系無線網絡技術基礎第1章-緒論1協(xié)議參考模型OSI模型：法定標準，無人遵守。TCP/IP模型：事實標準，全球遵守。無線網絡技術基礎第1章-緒論1OSI參考模型無線網絡技術基礎第1章-緒論1TCP/IP參考模型無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線網絡的協(xié)議模型（1）不同類型的無線網絡所重點關注的協(xié)議層次是不一樣的。無線局域網、無線個域網和無線城域網一般不存在路由的問題，所以它們沒有制定網絡層的協(xié)議，主要采用傳統(tǒng)的網絡層的IP協(xié)議無線網絡存在共享訪問介質的問題，所以和傳統(tǒng)有線局域網一樣，MAC協(xié)議是所有無線網絡協(xié)議的重點無線網絡技術基礎第1章-緒論1無線網絡的協(xié)議模型（2）無線頻譜管理的復雜性，也導致無線網絡物理層協(xié)議也是一個重點。對于傳輸層協(xié)議來說，雖然大多數TCP都已經小心地作了優(yōu)化，而優(yōu)化的基礎是一些假