第八章 无线通信网.docx

1、第八章 无线通信网第八章 无线通信网1. 在IEEE 802.11标准中使用了扩频通信技术, 下面选项中有关扩频通信技术说法正确的是()。 (2009年上半年试题)单选题 *扩频技术是一种带宽很宽的红外线通信技术扩频技术就是用伪随机序列对代表数据的模拟信号进行调制(正确答案)扩频通信系统的带宽随着数据速率的提高而不断扩大扩频技术就是扩大了频率许可证的使用范围答案解析：扩展频谱通信技术起源于军事通信网络, 其主要想法是将信号散布到更宽的带宽上以减少发生阻塞和干扰的机会。早期的扩频方式是频率跳动扩展频谱(Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS),更新的版本是

2、直接序列扩展频谱(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)。下图表示了各种扩展频谱系统的共同特点。输入数据首先进入信道编码器, 产生一个接近某中央频谱的较窄带宽的模拟信号。再用一个伪随机序列对这个信号进行调制。调制的结果是大大拓宽了信号的带宽, 即扩展了频谱。在接收端, 使用同样的伪随机序列来恢复原来的信号, 最后再进入信道解码器来恢复数据。伪随机序列由一个使用初值(称为种子seed)的算法产生。算法是确定的, 因此产生的数字序列并不是统计随机的。但如果算法设计得好, 得到的序列能够通过各种随机性测试, 这就是被叫做伪随机序列的原因。重要的是, 除非你知道算

3、法与种子, 否则预测序列是不可能的。因此, 只有与发送器共享同一伪随机序列的接收器才能成功地对信号进行解码。2. 下面关于WLAN安全标准IEEE 802.11i的描述中, 错误的是()。 (2009年上半年试题)单选题 *采用了高级加密标准AES定义了新的密钥交换协议TKIP采用802.1x实现访问控制提供的加密方式为有线等价协议WEP(正确答案)答案解析：原来的IEEE 802.11标准提供的加密方式是有线等价协议(Wired Equivalency Protocol, WEP), WEP包括共享密钥认证和数据加密两个过程。共享密钥认证使得没有WEP密钥的用户无法访问网络, 而加密则要求所

4、有数据必须用密文传输。认证采用了标准的询问和响应帧格式。执行过程中, AP根据RC4算法运用共享密钥对128字节的随机序列进行加密后作为询问帧发给用户, 用户将收到的询问帧进行解密后以明文形式响应AP, AP将明文与原始随机序列进行比较, 如果两者一致, 则通过认证。2004年6月公布的IEEE 802.11i标准是对WEP协议的改进, 为无线局域网提供了全新的安全技术。802.11i定义了新的密钥交换协议(Temporal Key Integrity Protocol,TKIP)和高级加密标准(Advanced Encryption Standard, AES)。TKIP提供了报文完整性检查

5、, 每个数据包使用不同的混合密钥(per-packet key mixing),每次建立连接时生成一个新的基本密钥(re-keying),这些手段的采用使得诸如密钥共享、碰撞攻击和重放攻击等无能为力, 从而弥补了WEP协议的安全隐患。另外, IEEE 802.11还采用802.lx实现访问控制, 根据用户端的MAC地址进行认证, 从而防止了非法访问。3. 对于选择重发ARQ协议, 如果帧编号字段为k位, 则窗口大小为()。 (2009年下半年试题)单选题 *W2k-1W2(k-1)(正确答案)W=2kW2(k-1)答案解析：如果顿编号字段为k位, 对于选择重发ARQ协议, 发送窗口大小为W2(

6、k-1) ;对于后退N帧ARQ协议, 则窗口大小为W2k-1。4. IEEE 802.11标准定义的Peer to Peer网络是()。 (2010年上半年试题)单选题 *一种需要AP支持的无线网络一种不需要有线网络和接入点支持的点对点网络(正确答案)一种采用特殊协议的有线网络一种高速骨干数据网络答案解析：IEEE 802.11标准定义了两种无线网络拓扑结构, 一种是基础设施网络(Infrastructure Networking),另一种是特殊网络(Ad Hoc Networking)。在基础设施网络中, 无线终端通过接入点(Access Point, AP)访问骨干网设备, 或者互相访问。

7、接入点如同一个网桥, 它负责在802.11和802.3之间进行转换。Ad hoc网络是一种点对点网络, 不需要有线网络和接入点的支持, 以无线网卡连接的终端设备之间可以直接通信。这种拓扑结构适合在固定或移动情况下快速部署网络。802.11支持单跳的Ad hoc网络, 当一个无线终端接入时首先寻找来自AP或其他终端的信标信号, 如果找到了信标, 则AP或其他终端就宣布新的终端加入了网络。如果没有检测到信标, 该终端就自行宣布存在于网络之中。5. IEEE 802.11g标准支持的最高数据速率可达()Mb/s。 (2010年上半年试题)单选题 *51154(正确答案)100答案解析：IEEE802

8、.11B是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，传送速度为11Mbit/s。IEEE 802.11b在2.4-GHz-ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。IEEE 802.11g和802.11n是其后续标准，其中802.11g的传送速度为54Mb/s, 802.11n理论上可以达到600Mbps的速度。6. IEEE 802.11i所采用的加密算法为()。 (2010年下半年试题)单选题 *DES3DESIDEAAES(正确答案)答案解析：本题考查加密算法的应用。IEEE 802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能(WEP)而制定的修正案, 于2

9、004年7月完成。其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP(CTR with CBC-MAC Protocol)。7. 用于工业、科学和医疗方面的免许可证的微波频段有多个, 其中世界各国通用的ISM频段是()。 (2010年下半年试题)单选题 *902908MHz868915MHz57255850MHz24002483.5MHz(正确答案)答案解析：本题考查无线通信的基础知识。世界各国都划出一些无线频段, 用于工业、科学研究和微波医疗方面。应用这些频段无需许可证, 只要低于一定的发射功率(一般为1w)即可自由使用。美国有3个ISM频段(902928MHz、24002483.5MHz、5725

10、5850MHz), 2.4GHz为各国共同的ISM频段。频谱越高, 潜在的带宽也越大。另外, 还要考虑可能出现的干扰。有些设备(例如无绳电话、无线麦克、业余电台等)的工作频率为900MHz。还有些设备运行在2.4GHz上, 典型的例子就是微波炉, 它使用久了会泄露更多的射线。目前看来, 在5.8GHz频带上还没有什么竞争。但是频谱越高, 设备的价格就越贵。8. 2009年发布的()标准可以将WLAN的传输速率由54Mb/s提高到300600Mb/S。 (2010年下半年试题)单选题 *IEEE802.11n(正确答案)IEEE802.11aIEEE802.11bIEEE802.11g答案解析：

11、本题考查WLAN的基础知识。自从1997年IEEE 802.11标准实施以来, 先后有二十多个标准出台, 其中802.11a、802.11b和802.11g采用了不同的通信技术, 使得数据传输速率不断提升, 但是与有线网络相比仍然存在一定差距。随着2009年9月11日IEEE802.11n标准的正式发布, 这一差距正在缩小, 有望使得一些杀手级的应用能够在WLAN平台上畅行无阻。802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a/802.11g的54Mb/s提高到300Mb/s,甚至600Mb/s。这个成就主要得益于MIMO与OFDM技术的结合。应用先进的无线通信技术, 不但提高了传输

12、速率, 也极大地提升了传输质量。9. IEEE802.11采用了CSMA/CA协议, 下面关于这个协议的描述中错误的是()。 (2011年上半年试题)单选题 *各个发送站在两次帧间隔（IFS）之间进行竞争发送每一个发送站维持一个后退计数器并监听网络上的通信各个发送站按业务的优先级获得不同的发送机会(正确答案)CSMA/CA协议适用于突发性业务答案解析：CSMA/CA类似于802.3的CSMA/CD协议, 这种访问控制机制叫做载波监听多路访问/冲突避免协议。在无线网中进行冲突检测是有困难的。例如两个站由于距离过大或者中间障碍物的分隔从而检测不到冲突, 但是位于它们之间的第三个站可能会检测到冲突,

13、 这就是所谓隐蔽终端问题。采用冲突避免的办法可以解决隐蔽终端的问题。802.11定义了一个帧间隔(Inter Frame Spacing, IFS)时间。另外还有一个后退计数器, 它的初始值是由随机数发生器设置的, 递减计数直到0。基本的操作过程是: 如果一个站有数据要发送并且监听到信道忙, 则产生一个随机数设置自己的后退计数器并坚持监听。听到信道空闲后等待一个IFS时间, 然后开始计数。最先计数完的站开始发送。其他站在听到有新的站开始发送后暂停计数, 在新的站发送完成后再等待一个IFS时间继续计数, 直到计数完成后开始发送。分析这个算法发现, 两次IFS之间的间隔是各个站竞争发送到时间。这个

14、算法对参与竞争的站是公平的, 基本上是按先来先服务的顺序获得发送的机会。10. 在IEEE 802.11标准中使用了扩频通信技术, 下面选项中有关扩频通信的说法中正确的是()。 (2011年上半年试题) 单选题 *扩频技术是一种带宽很宽的红外线通信技术扩频技术就是用伪随机序列对代表数据的模拟信号进行调制(正确答案)扩频通信系统的带宽随着数据速率的提高而不断扩大扩频技术扩大了频率许可证的使用范围答案解析：IEEE 802.11 WLAN中使用扩展频谱通信技术, 这种技术的特点是将信号散布到更宽的频带上以减少发生阻塞和干扰的机会。有两种扩频方式, 一种是频率跳动扩频(Frequency Hoppi

15、ng Spread Spectrum, FHSS), 另外一种是直接序列扩频(Direct SequenceSpread Spectrum, DSSS)。下图表示各种扩展频谱系统的共同特点。输入数据首先进入信道编码器, 产生一个接近某中央频谱的较窄带宽的模拟信号。再用一个伪随机序列对这个信号进行调制。调制的结果是大大拓宽了信号的带宽, 即扩展了频谱。在接收端, 使用同样的伪随机序列来恢复原来的信号, 最后再进入信道解码器来恢复数据。伪随机序列由一个使用初值(称为种子)的算法产生。算法是确定的, 因此产生的数字序列并不是统计随机的。但如果算法设计得好, 得到的序列还是能够通过各种随机性测试的,

16、这就是被叫做伪随机序列的原因。除非你知道算法与种子, 否则预测序列是不可能的。因此只有与发送器共享一个伪随机序列的接收器才能对信号进行解码。11. Wi-Fi联盟制定的安全认证方案WPA(Wi-Fi Protected Access)是()标准的子集。 (2011年上半年试题)单选题 *IEEE802.11IEEE802.11aIEEE802.11bIEEE802.11i(正确答案)答案解析：Wi-Fi(Wireless Fidelity)是无线通信技术的商标, 由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有, 使用在经过认证的IEEE 802.11产品上, 其目的是改善基于IEEE

17、802.11标准的网络产品之间的兼容性。无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当长的时间。这期间, Wi-Fi联盟的厂商们迫不及待地以802.11i草案的一个子集为蓝图制定了称为WPA(Wi-Fi Protected Access)的安全认证方案, 以便在市场上及时推出新的无线网络产品。在WPA的设计中包含了认证、加密和数据完整性校验三个组成部分。首先是WPA使用了802.1X协议对用户的MAC地址进行认证; 其次是WEP增大了密钥和初始向量的长度, 以128比特的密钥和48位的初始向量(IV)用于RC4加密。WPA还采用了可以动态改密钥的临时密钥完整性协议(Temporary Key

18、Integrity Protocol, TKJP),以更频繁地变换密钥来减少安全风险。最后, WPA强化了数据完整性保护。在IEEE 802.11标准中定义的WEP协议使用的循环冗余校验方法具有先天性缺陷, 在不知道WEP密钥的情况下, 要篡改分组和对应的CRC也是可能的。WPA使用报文完整性编码来检测伪造的数据包, 并且在报文认证码中包含有帧计数器, 还可以防止重放攻击。IEEE 802.lli标准正式发布后, Wi-Fi联盟就按照新的安全标准对无线产品进行认证, 并且把这种认证方案称为WPA2。12. IEEE802.11采用了类似于802.3 CSMA/CD协议的CSMA/CA协议, 之

19、所以不采用CSMA/CD协议的原因是()。 (2011年下半年试题)单选题 *CSMA/CA协议的效率更高为了解决隐蔽终端问题(正确答案)CSMA/CD协议的开销更大为了引进其他业务答案解析：CSMA/CA叫做载波监听多路访问/冲突避免协议, 与CSMA/CD协议的区别是不再使用冲突检测技术。在无线网中进行冲突检测是困难的。例如两个站由于距离过大或者中间障碍物的分隔从而检测不到冲突, 但是位于它们之间的第三个站可能会检测到冲突, 这就是所谓隐蔽终端问题。采用冲突避免的办法可以解决隐蔽终端的问题。802.11定义了一个帧间隔(Inter Frame Spacing, IFS)时间。另外还有一个后

20、退计数器, 它的初始值是随机设置的, 递减计数直到0。基本的操作过程是: 如果一个站有数据要发送并且监听到信道忙, 则产生一个随机数设置自己的后退计数器并坚持监听。听到信道空闲后等待IFS时间, 然后开始计数。最先计数完的站可以开始发送。其他站在听到有新的站开始发送后暂停计数, 在新的站发送完成后再等待一个IFS时间继续计数, 直到计数完成开始发送。分析这个算法发现, 两次IFS之间的间隔是各个站竞争发送到时间。这个算法对参与竞争的站是公平的, 基本上是按先来先服务的顺序获得发送的机会。13. 无线局域网(WLAN)标准IEEE802.11g规定的最大数据速率是()。 (2011年下半年试题)

21、单选题 *1Mb/s11Mb/s5Mb/s54Mb/s(正确答案)答案解析：IEEE 802.11标准的制定始于1987年。1997年颁布的IEEE 802.11标准运行在2.4GHz的ISM(Industrial Scientific and Medical)频段, 釆用扩频通信技术, 支持1Mb/s和2Mb/s数据速率随后又出现了两个新的标准,1998年推出的IEEE 802.11b标准也是运行在ISM频段, 采用CCK(Complementary Code Keying)技术, 支持11Mb/s的数据速率.1999年推出的IEEE 802.11a标准运行在U-NII(Unlicensed

22、National Information Infrastructure)频段, 采用OFDM调制技术, 支持最高达54Mb/s的数据速率。2003年推出的IEEE 802.11g标准运行在ISM频段, 与IEEE 802.11b兼容, 数据速率提高到54Mb/s。下表列出了目前广泛使用的4种WLAN标准。14. IEEE 802.11在MAC层采用了()协议。 (2012年上半年试题)单选题 *CSMA/CDCSMA/CA(正确答案)DQDB令牌传递答案解析：IEEE 802.11在MAC层采用了CSMA/CA协议, 即载波监听多路访问/冲突避免协议。其所以不使用CSMA/CD是因为在无线传输

23、的情况下会出现隐蔽终端的问题, 使得冲突检测不可行。15. 在无线局域网中, AP的作用是( 65 )。 (2012年上半年试题)单选题 *无线接入(正确答案)用户认证路由选择业务管理答案解析：在无线局域网中, AP的作用是无线接入, 但通常使用的无线路由器则增加了路由等更加复杂的功能。新标准IEEE 802.11n提供的最高数据速率可达到300Mb/s, 这也是目前市售的无线接入设备提供的最高数据速率。16. 在无线局域网中, AP的作用是无线接入。新标准IEEE 802.11n提供的最高数据速率可达到()。 (2012年上半年试题) 单选题 *54Mb/s100Mb/s200Mb/s300

24、Mb/s(正确答案)答案解析：在无线局域网中, AP的作用是无线接入, 但通常使用的无线路由器则增加了路由等更加复杂的功能。新标准IEEE 802.11n提供的最高数据速率可达到300Mb/s, 这也是目前市售的无线接入设备提供的最高数据速率。17. IEEE 802.16工作组提出的无线接入系统中接口标准是()。 (2012年上半年试题)单选题 *GPRSUMBLTEWIMAX(正确答案)答案解析：IEEE 802.16工作组提出的无线接入系统空中接口标准是一种无线城域网技术许多网络运营商都加入了支持这个标准的行列。WiMAX(World Interoperability for Micro

25、wave Access)论坛是由Intel等芯片制造商于2001年发起成立的财团, 其任务是对IEEE 802.16产品进行一致性认证, 促进标准的互操作性, 其成员囊括了超过500家通信行业的运营商和组件/设备制造商。目前已推出的比较成熟的标准有两个: 一个是2004年颁布的IEEE 802.16d, 这个标准支持无线固定接入, 也叫做固定WiMAX;另一个是2005年颁布的IEEE802.16e, 是在前一标准的基础上增加了对移动性的支持, 所以也称为移动WiMAX。WiMAX技术主要有两个应用领域: 一个是作为蜂窝网络、Wi-Fi热点和Wi-Fi Mesh的回程链路; 另一个是作为最后一

26、公里的无线宽带接入链路。在无线宽带接入方面, WiMAX比Wi-Fi的覆盖范围更大, 数据速率更高。同时, WiMax较之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性, 从而能够实现电信级的多媒体通信服务。高带宽可以补偿IP网络的缺陷, 从而使VoIP的服务质量大大提高。移动WiMAX(IEEE 802.16e)向下兼容IEEE 802.16d,在移动性方面定位的目标速率为车速, 可以支持120km/h的移动速率。当移动速度较高时, 由于多谱勒频移造成系统性能下降, 因此必须在移动速率、带宽和覆盖范围之间进行权衡折衷。3G技术强调地域上的全覆盖和高速的移动性, 强调无所不在的服务, 而IEEE 802

27、.16则牺牲了全覆盖, 仅保证在一定区域内实现连续覆盖, 从而换取了数据传输速率的提高。18. 关于无线网络中使用的扩频技术, 下面描述中错误的是()。 (2012年下半年试题)单选题 *用不同的频率传播信号扩大了通信的范围(正确答案)扩频通信减少了干扰并有利于通信保密每一个信号比特可以用N个码片比特来传输信号散布到更宽的频带上降低了信道阻塞的概率答案解析：扩展频谱通信技术起源于军事通信网络, 其主要想法是将信号散布到更宽的带宽上以减少发生阻塞和干扰的机会。早期的扩频方式是频率跳动扩展频谱(Frequency-Hopping Spread Spectrum, FHSS),更新的版本是直接序列扩

28、展频谱(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS),这两种技术在IEEE 802.11定义的WLAN中都有应用。下图表示了各种扩展频谱通信系统的共同特点。输入数据首先进入信道编码器, 产生一个接近某中央频谱的较窄带宽的模拟信号。再用一个伪随机序列对这个信号进行调制。调制的结果大大拓宽了信号的带宽, 即扩展了频谱。在接收端, 使用同样的伪随机序列来恢复原来的信号, 最后再进入信道解码器来恢复数据。伪随机序列由一个使用初值(称为种子seed)的算法产生。算法是确定的, 因此产生的数字序列并不是统计随机的。但如果算法设计得好, 得到的序列还是能够通过各种随机性测试,

29、 这就是被叫做伪随机序列的原因。重要的是除非你知道算法与种子, 否则预测序列是不可能的。因此只有与发送器共享一个伪随机序列的接收器才能成功地对信号进行解码。19. 物联网中使用的无线传感网络技术是()。 (2012年下半年试题)单选题 *802.15.1蓝牙个域网802.11n无线局域网802.15.4ZigBee微微网(正确答案)802.16m无线城域网答案解析：IEEE802.15工作组负责制定无线个人网(WPAN)的技术规范。这是一种小范围的无线通信系统, 覆盖半径仅10米左右, 可用来代替电脑、手机、PDA、数码相机等智能设备的通信电缆, 或者构成无线传感器网络和智能家庭网络等。WPA

30、N并不是一种与无线局域网(WLAN)竞争的技术, WLAN可替代有线局域网, 而WPAN无须基础网络连接的支持, 只能提供少量小型设备之间的低速率连接。IEEE 802.15工作组划分成四个任务组, 分别制定适合不同应用环境的技术标准。802.15.1采用了蓝牙技术规范, 这是最早实现的面向低速率应用的WPAN标准, 主要开发工作由蓝牙专业组(SIG)来做, 其研究成果由IEEE LAN/MAN标准委员会颁布为正式标准。802.15.2对蓝牙网络与802.11b网络之间的共存提出了建议。这两种网络都采用了免许可证的2.4GHz频段, 它们之间会产生通信干扰, 要在共享环境中协同工作, 必须采用

31、802.15.2提出的交替无线介质访问(AWMA)和分组通信仲裁(PTA)方案。802.15.3把目标瞄准了低复杂性、低价格、低功耗的消费类电子设备, 为其提供至少20Mb/s的高速无线连接。2003年8月批准的IEEE 802.15.3采用64-QAM调制, 数据速率高达55Mb/s,适合于短时间内传送大量的多媒体文件。在人手可及的范围内, 多个电子设备可以组成一个无线Ad Hoc网络, 802.15把这种网络叫做piconet, 通常翻译为微微网。802.15.3给出的piconet网络模型的特点是, 各个电子设备(DEV)可以独立地互相通信, 其中一个设备可以作为通信控制的协调器PNC,负责网络定时和向DEV发放令牌, 获得令牌的DEV才可以发送通信请求。PNC还具有管理QoS需求和调节电源功耗的功能。IEEE 802.15.3定义了微微网的介质访问控制协议和物理层技术规范, 适合于多媒体文件传输的需求。与802_15.3相反, 802.15.4则瞄准了速率更低距离更近的无线个人网。802.15.4标准适合于固定的、手持的、或移动的电子设备, 这些设备的特点是使用电池供电, 电池寿命可以长达几年时间, 通信速率可以低至9.6Kb/s, 从而实现低成本的无线通信。802.15.4标准的研发工作主要