11、无线网络技术

无线网络技术

1、介绍

无线网络技术分类

扩频技术

  • 扩频传输使用多个频率发送数据
    •发件人跨多个频率传播数据
    •接收器结合了这些频率的信息以重建原始数据
    •不同的技术使用不同的方法
  • 使用扩频的两个替代原因:
    •提高整体表现
    •使传输更抗噪声

无线网络协议标准

  • 许多标准是由IEEE创建的! 
    •适用于不同类型的交流
  • 每个标准都指定:
    • 频率范围
    •调制技术
    •复用技术 
    • 数据速率

2、如何工作的

无线局域网的三个关键部分:

  • 接入点: Aka基站
  • 交换机或路由器: 用于连接接入点
  • 无线主机集: Aka无线节点或无线站

802.11标准(WiFi),可在2种模式下工作:

  • 基础设施 •无线主机仅与接入点通信
    •接入点中继所有数据包
  • Ad hoc •无线主机无需基站即可相互通信

重叠与关联

  • 多个接入点用于覆盖大面积
    网络由多个单元组成
  • 如果客户端在多个访问点范围内,则它必须与单个访问点关联

接入点之间的协调

  • 随着无线设备从一个接入点的区域移动到另一个区域,早期的更复杂的接入点之间相互协调以进行切换
    •例如 有些使用信号强度的量度
  • 或者,低成本接入点独立运行
    •依靠无线设备将其关联从一个接入点更改为另一个

竞争和无竞争访问(802.11)

  • 点协调功能(PCF)
    •无争用服务
  • 分布式协调功能(DCF)
    •基于竞争的服务
  • 定义了三个时序参数:
    •较短的帧间间隔为10μs
    •50μs的分布式帧间空间
    •时隙时间为20μs
  • 因此将CSMA / CA与定时参数一起使用
  • 类似于有线以太网的退避策略

3、无线MAN技术和WiMAX(802.16)

  • 微波访问的全球互操作性
  • 两个主要版本
    •固定WiMAX
    •不进行接入点之间的切换,因此适用于固定连接–例如 在服务提供商和住所之间
    •移动WiMAX
    •接入点之间的切换,因此可用于随身携带的设备,例如 手机,笔记本电脑
  • 使用许可频谱
  • 小区半径3-10Km
  • 使用可缩放的正交FDM
  • 保证语音/视频的服务质量
  • 对于短距离– 70 Mbps,对于长距离(例如10Km)– 10 Mbps

4、无线PAN技术(802.15)

类型 目的
蓝牙 小型外围设备(如耳机或鼠标)与系统(如手机或计算机)之间的短距离通信
红外线 小型设备(通常是手持控制器)与附近的系统(例如计算机或娱乐中心)之间的视线通信
ZigBee 可以进行与住宅一样大的距离的通信,从而使电器可以连接到智能电网
ISM无线 使用为工业科学和医疗设备预留的频率进行通信,该环境可能存在EM干扰

蓝牙

  • 短距离无线连接技术
    •更换电缆,用于在较小区域内链接设备
    •最长5米(变化范围扩展到10或50m)
  • 工作于2.45 GHz
    •扩频跳频
    •在选定的频率上每秒1600跳
  • 语音64 Kbps,数据最高721 Kbps
  • 设备是主设备还是从设备
  • 主设备授予从设备的许可

  • 基本单位–微微网
    •主节点,最多7个活动从节点,最多255个停放节点(低功耗状态)
  • 集中式TDM系统
  • 所有通讯都在主站和从站之间

5、无线广域网技术

  • 蜂窝通信系统
  • 卫星通信系统

蜂窝通信

  • 最初旨在为手机客户提供语音服务,现在也大量用于数据
  • 系统由单元组成,每个单元包含一个发射机(基站控制器(BSC))
    •电池并排放置以覆盖大面积
    •连接到移动交换中心(MSC)的小区组
  • 根据需要覆盖的区域和存在的障碍物,大小不同的牢房

  • 相邻小区使用不同的频率以防止干扰

VSAT卫星技术

  • 小孔径终端Very Small Aperture Terminal
    •使用直径小于3m的碟形天线(抛物线形天线)
  • 用途:
    •企业用于链接其商店
    •客户的娱乐和互联网访问
  • 3个频率范围

GPS卫星

  • 全球定位系统
  • 使用三角剖分获取位置信息
  • 精度:20 – 2米
  • 24颗卫星绕地球运行
  • 6轨道平面

6、阅读

Chapter 16

7、知识点补充

中文介绍:

https://segmentfault.com/a/1190000017182317

4G到5G:

https://www.zhihu.com/question/53878059

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