无线网络技术要点.docx
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无线网络技术要点
1.无线通信和无线网络技术概述
1.无线网络分类.
1.从覆盖范围分类
① 无线局域网 WLAN
② 无线个域网 WPAN
③ 无线城域网/广域网 WMAN/WWAN
④ 卫星网络：
最大的无线广域网
2. 从应用目的分类
1.无线互联接入网络
2.物联传感网络
3.无线传感网 （WSN）
4.无线体域网（WBAN）和可穿戴设备
二.无线通信系统
1.无线电通信定义
无线电通信，radiocommunication，利用无线电波的辐射和传播，经过空间传送信息
的通信方式，简称无线通信
2.无线电通信组成
① 发射机：
信源，发送设备
② 接收机：
信宿，接收设备
③ 传输介质：
信道，天线
3.无线电通信过程：
1
4.无线电通信类型
① 按技术体制分类：
模拟、数字、数模兼容等
② 按工作波长分类：
中波、超短波、短波、微波等
③ 按无线传输方式分类：
微波中继、卫星等
④ 按工作状态分类：
固定、移动等
⑤ 按在通信网中的位置分类：
无线传输、无线接入
5.无线电通信传播方式
① 按传播空间划分
1.天波传播：
通过高空电离层反射传播，短波适用
2.空间波传播：
通过直线传播和地面反射传播
3.表面波传播：
地波传播，以绕射方式，沿着地球表面传播，中长波适用
4.散射传播：
利用大气对流层和电离层的不均匀性来散射传播
② 按波长方式划分
1.长波：
表面波传播
2.中、短波：
表面波、天波传播，短波电离层通信用于海外使馆、远洋船队、边
防哨所、应急通信；短波/超短波地面通信用于陆军电台、对空电台、特种通信（武警、公
安）、无绳电话
3. 微波：
空间波、散射波传播
③ 按传播行为方式划分
1. 绕射：
当接收机和发射机间的无线路径被尖利的边缘阻挡时发生
2.反射：
当电波遇到比波长大得多的物体时发生
2
3. 散射：
当波穿行的介质存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个
数非常大时，发生散射
6.无线传输介质
无线传输介质：
数据传输系统中发送方和接收方之间物理路径，可分导向和非导向两
类
1.导向传输介质：
有线通信，包括双绞线、同轴电缆（粗缆和细缆）、光纤、电力线
等
2.非导向传输介质：
无线通信和无线网络，如无线电波、微波、红外线等
7.损耗
1. 传输过程中的损耗
1.模拟信号损耗引发的随机改动降低了信号质量，数字信号损耗将导致位差错
2.通信损耗：
衰减和衰减失真、自由空间损耗、噪声、大气吸收、多径、折射等
2.自由空间损耗
3. 大气吸收
4. 噪声
5. 多径
6. 折射
8.衰减和衰减失真
含义：
信号强度随传输介质距离而下降。
有线介质衰减为指数值：
每单位距离一个
固定分贝数。
无线介质衰减是更复杂的距离函
9.调制
调制：
将输入信息变换为适于信道传输形式
信号源信息通常包含直流分量和频率较低频率分量，称为基带信号。
基带信
号一般不能直接用于传输，需变换为一个远高于基带频率的信号，即已调信号
解调; 将基带信号从载波中提取出来，使接收方能正确处理
10. 常用调制方式
3
1.模拟调制：
连续变化的信号调制一个高频正弦波。
调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）
2.数字调制：
用数字信号对正弦或余弦高频振荡进行调制。
振幅键控（ASK）、频率键控
（FSK）、移相键控（PSK）
3.脉冲调制：
用脉冲序列作为载波
脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PDM）、脉位调制（PPM）、脉码调制（PCM）、脉频调制
（PFM）
11.扩频（ Spread Spectrum，SS ）技术
1.是什么：
扩频技术将信号扩展到较宽频带中，
2.分类：
主要有跳频扩频（FHSS）和直接序列扩频两种（DSSS）
3.特点：
① 对各类噪声如多径失真具有免疫性
② 可隐藏和加密信号，接收方须知道扩频码，才可恢复原始信息
③ 多个用户可独立使用同样较高带宽，几乎无干扰
12.复用和多址
定义：
两点间信道中同时传输互不干扰多个信号称信道复用，而多点间实现互不干扰
多边通信称多址接入。
复用方式：
频分 FDM、时分 TDM、码分 CDM、空分 SDM 复用等
MINO 技术
1. 含义：
Multiple Input Multiple Output，多入多出
利用多发射、多接收天线进行空间和时间分集，利用多天线抑制信道衰落。
发送
收方均采用多根天线或天线阵列，构成无线 MIMO 系统
三.无线局域网
1. 定义
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WLAN，计算机网络与无线通信技术相结合的产物，通常指采用无线传输介质的计算机
局域网
2.典型标准
① IEEE802.11：
常见 IEEE 802.11a/b/g/n/ac 等，WiFi 是 IEEE802.11 的商业名称
②HiperLAN：
由欧洲 ETSI 开发，包括 HiperLAN1、HiperLAN2、室内无线骨干网
HiperLink 室外接入有线基础设施 HiperAccess 四种标准。
3.无线局域网的特点
1. 优点
移动性、灵活性、可伸缩性、经济性
2. 局限性
可靠性、兼容性与共存性、带宽与系统容量、覆盖范围、干扰、安全性、能耗、多
业务与多媒体、移动性、小型化和低成本等
4. 分类（了解）
根据网络拓扑和应用要求分：
对等、基础架构、接入和中继等
5.无线局域网的组成
1. 站（STA）：
主机或终端，WLAN 基本组成单元，客户端，具备无线网络接口的计算机
设备，包括终端用户设备、无线网络接口和网络软件三部分
按移动性分为固定站、半移动站和移动站
服务区（SA） ：
WLAN 能覆盖的区域范围
2.无线介质（WM）：
WLAN 中站或 AP 间通信传输介质，空气是无线电波和红外线传播
的良好介质，由物理层标准定义
3. 无线接入点（AP）
有胖 AP、瘦 AP 两大类
4. 分布式系统（DS）
6. 拓朴结构的类型
根据逻辑拓扑分：
对等式、基础架构式和线型、星型、环型等
根据控制方式分：
无中心分布式、有中心集中控制式
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802.11b
802.11a
802.11g
802.11n
802.11ac
2.4 2.483GHz
5.1 5.350GHz
5.4 5.725GHz
5.7 5.850GHz
2.4 2.483GHz
2.4 2.485GHz
5.1 5.850GHz
5GHZ
3
24
3
15
109
Mbps
6
24
24
100
300
CCK/DSSS
OFDM
CCK/DSSS/OF
DM
MIMO-
OFDM/DSSS/CC
K
MU-
MIMO/OFDM
－
7. 无线局域网的体系结构
8. IEEE 802.11
9. CSMA/CA 机制不能解决问题原因
1.无线传输时信号有衰减
2.无线信号覆盖范围有限
五.无线城域网和广域网概述
1.无线城域网概述
含义：
Wireless Metropolitan Area Network，WMAN，覆盖一个城市区域范围内的无线
网络，提供较大范围内的无线接入
2.IEEE 802.16（WiMax）
1. IEEE 802.16 标准的类型
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① 固定宽带无线接入空中接口标准：
802.16a、802.16d
② 移动宽带无线接入空中接口标准：
802.16e、 802.16m
2. 无线工作特性
可工作在频分双工或时分双工模式
规定了两种调制方式：
单载波和 OFDM
3.2G 移动通信技术
1. 定义：
第二代手机通信技术规格，以数字语音传输技术为核心，无法直接传送如子
邮件、软件等信息，以通话，短信，日期等传送功能为主
4.3G 移动通信技术
2. 1. 定义
第三代移动通信技术，支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，将无线通信与国
际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，能够同时传送声音及数据信息
下行速度峰值理论可达 3.6Mbit/s，上行速度峰值可达 384kbit/s
2. 技术标准
中国电信 CDMA2000、中国联通 WCDMA，中国移动 TD-SCDMA
美国 CDMA2000，欧洲 WCDMA，中国 TD-SCDMA
5.4G 移动通信技术
1. 定义
第四代移动通信技术，基于 IP 协议的高速蜂窝移动网，各种移动通信技术从现有 3G 演
进，在 LTE（Long Term Evolution）阶段完成统一，传输速率达到 100Mbps 或更高集 3G 与
WLAN 于一体，能快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等，以 100Mbps 以上的速度
下载
2. 技术标准:
2010 年 ITU 确定 LTE-Advanced 和 WirelessMAN-Advanced（IEEE802.16m）
2G，3G，4g 特点
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六.无线个域网概述
1.无线个域网的定义
定义：
无线个人区域网，WirelessPersonal Area Network，WPAN，
一种范围较小的、采用无线连接的个人信息网络
2.无线个域网的分类
低速 WPAN
通信速率：
0.25Mbps
通信距离：
10m
工作频率：
2.4GHz
高速 WPAN
通信速率：
55Mbps
通信距离：
10m
工作频率：
2.4GHz
超高速 WPAN
通信速率：
110/200/480Mbps
通信距离：
10m、4m 和 4m 以下
工作频率：
3.1GHz~10.6GHz
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3.无线个域网的关键技术
1. IrDA（红外）技术
概述：
利用红外线（波长 850~900nm）通信
2. 超宽带（UWB）技术
概述：
Ultra Wide Band，超宽带，一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的
非正弦波窄脉冲传输数据。
基于 IEEE 802.15.3a，超高速、短距离无线接入技术，较宽
频谱上传输极低功率信号
3. HomeRF 技术（家庭射频）
4. 蓝牙技术
5. ZigBee 技术
4.不同技术的特点
5.Zigbee 标准
1. 什么是 ZigBee？
一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术
近距离无线连接，依据 IEEE 802.15.4 标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实
现通信
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主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、
医用设备控制等
2. 技术特点
速率低、 功耗低、 成本低、 网络容量大、 时延短、 安全、有效范围小
3. ZigBee 网络的拓朴结构
①星型结构：
一个协调点+若干终端节点。
协调点 FFD，位于网络中心，负责建
立维护整个网络
② 网状型结构：
冗余度较高，每个节点均可与其它节点通信，一个会被推荐为协
调点，如首个在信道中通信的节点
③树型结构：
节点可采用 Cluster-Tree 路由传输数据和控制信息，末端叶节点一
般为 RFD
4. ZigBee 网络协议
为达到低成本、低功耗、可靠性高等设计目标，采用 Cluster-Tree（簇树）与按需距
离矢量（AODV）路由相结合的路由算法
七.卫星通信网络
1.卫星网络分类
从轨道高度分类：
低地球轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）、静止轨道（GEO）和高椭圆
轨道（HEO）
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2.Ad Hoc 网络概述
定义义：
无线自组织网络，又称无线对等网络、多跳网、无基础设施网，由若干无线
终端构成的一个临时性、无中心的网络，不需要任何基础设施
3.MANET 的拓朴结构
1.对等式网络结构
所有节点完全对等，源节点与目标节点通信时存在多条路径，健壮性好，相对比较
安全
缺点是可扩充性略差
分级结构网络
1. 单频分级：
所有节点使用同一频率通信，需要网关节点支持
2.多频分级网络：
不同级采用不同通信频率，簇成员的功能较简单，不需维护复杂
的路由信息。
较高的系统吞吐量，节点定位简单
4.MANET 网络的典型路由协议
1.DSDV（ Destination Sequenced Distance Vector ）
目标序列距离向量路由协议，基于 Bellman Ford 算法，距离向量协议的改进
路由表通过序列号区分路由的新旧，路由表项包括：
目标地址、到达目标节点的量
值（最小跳数）、去往目标节点的下一跳、目标节点相关序列号
使用两类更新报文：
完全转存（通告全部信息）、递增更新（仅通告更新信息）
2. AODV（Ad Hoc On-demand Distance Vector）
自组织按需距离向量
基于传统距离向量路由机制，算法简单清晰
使用目标序列号防止循环发生，解决了无穷计数问题，易于编程实现
支持中间主机回答，能使源主机快速获得路由，但可能会有过时路由
周期性广播报文，需要消耗一定的能量和网络带宽
5.无线局域网的安全技术
1.MAC 地址过滤
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2.服务标识符（SSID）匹配（没有安全或低级别）：
隐藏 AP 及 SSID 区域划分和权限控
制
3.有线等效保密（Wired Equivalent Privacy）WEP 协议，RC4 算法，密钥长度 64 和
128 位。
系统生成 24 位的初始向量 IV），AP 和终端配置密钥为 40 和 104 位
4. IEEE 802.1X 端口访问控制协议
5.WPA:
Wi-Fi 联盟，WEP 到 IEEE 802.11i 的过渡方案，包括临时密钥完整性协议 TKIP 和
IEEE802.1X，主要解决 WEP 的脆弱性问题
6.IEEE 802.11i
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升级会员 