第1章 无线技术体系与理论_V1.0
1_概述_四系(第一章)
• EDA工具处于发展阶段
– 分析和综合的结果只起参考作用
• Spice, ADS, Cadence
– 在射频器件的非线性、时变特性、电路的分布参数、不稳定性等方 面缺乏精确的模型，设计是否成功在很大程度上取决于设计师的经 验
• • • • •
第一章
前仿真 后仿真：版图参数提取，连线R、L、C提取 低温、高温、Slow、Fast、Typical 集成电路制造（流片） 测试
第一章
Z. Q. LI
20
无线通信系统举例 — GPS射频芯片
第一章
Z. Q. LI
21
无线通信系统举例 — WSN射频芯片
2.4 GHz IEEE 802.15.4 / ZigBee RF Transceiver CC2420 频率范围：2400 – 2483.5 MHz
• Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) transceiver • 250 kbps data rate, 2 MChip/s chip rate • O-QPSK with half sine pulse shaping modulation • Very low current consumption (RX: 18.8 mA, TX: 17.4 mA) • High sensitivity (-95 dBm) • High adjacent channel rejection (30/45 dB)
第一章
Z. Q. LI
10
无线通信系统举例
RF section of a cellphone
第一章 Z. Q. LI 11
无线通信系统举例 — 数字电视芯片
数字电视按传输方式分为地面、卫星和有线三种。 ASTC(美国) (Advanced Television System Committee，先进电视制式委员会) ISDB-T(日本) (Integrated Services Digital Broadcasting，综合业务数字广播) DVB(欧洲) (Digital Video Broadcasting，数字视频广播) CMMB/TMMB (中国，广电/电信，新岸线 )
无线通信系统与技术(中国通信学会普通高等教育“十二五”规划教材立项项目)
4 无线通信系统与技术 9
7．其他 业余无线电是无线电爱好者参与的无线电台通信，受到广大无线电爱好者的喜爱，在全 世界总共大约有三百万人以上。业余无线电台可以使用整个频谱上很多开放的频带，爱好者 使用不同的编码方式和技术。有些后来商用的技术，比如调频、单边带调幅、数字分组无线 电和卫星信号转发器，都是由业余爱好者首先应用的。 无线电还广泛应用于导航、雷达和天文学等其他领域。
第 章 无线通信概述 3
1
政府、消防、警察和商业使用的专用电台通常在专用频段上采用窄带调频技术，这些应 用通常使用 5kHz 的带宽。相对于调频广播或电视伴音的 16kHz 带宽，保真度上不得不作出 牺牲。 短波频段的民用或军用语音通信通常用于船舶、飞机或孤立地点间的通信。大多数情况 下，都采用单边带（SSB）调制技术，可以节省带宽，并且可以更有效地利用发射功率。 陆地集群无线电（TETRA）是一种为军队、警察、急救及交通等特殊部门设计的数字集 群电话系统，采用集群调度通信的方式，可以更有效地利用有限的频率资源。 2．电视 通常的模拟电视信号采用将图像调幅、伴音调频合并成在同一信号中传播。 数字电视采用 MPEG-2 图像压缩技术，由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。 3．移动通信 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个 小区。每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上，小区的形状为蜂窝状六边形，这也是蜂窝 电话名称的来源。运营商已经开始提供第三代移动通信系统（3G）服务，其主导标准为基于 码分多址（CDMA）技术的各类标准。 卫星电话系统存在两类形式：一类是基于地球同步卫星的电话系统，例如国际海事卫星 （Inmarsat）系统，使用地球同步卫星，用户端采用定向的高增益天线通过卫星接入公众业务 电话网络。 另一类是基于低轨道卫星系统的电话系统， 例如铱 （Iridium） 系统 、全 球 星 （Global Star）系统，直接使用手机天线可以进行双向通信。这两类系统都能够提供全球覆盖服务。 4．数据传输 数字微波、卫星等通信通常采用正交幅度调制（QAM） 。QAM 调制方式是同时利用信号 的幅度和相位加载信息。这样，可以在同样的带宽上传递更大的数据量。 IEEE 802.11 是当前无线局域网（WLAN）的标准。它采用 2GHz 或 5GHz 频段，数据传 输速率为 11Mbit/s 或 54Mbit/s。 蓝牙（Bluetooth）是一种短距离无线通信的技术。 全球微波互联接入（WiMAX） ，是一项高速无线数据网络标准，能提供许多种应用服务， 包括最后一千米无线宽带接入、热点（hotspot） 、小区回程线路以及作为商业用途在企业间的 高速连接，在概念上类似 WLAN，但 WiMAX 改善了性能，并允许更大的传送距离。 5．紧急服务 无线电紧急定位信标 （EPIRBs）是用来在紧急情况下对人员、车辆、船舶等通过卫星 进行定位的小型无线电发射机。它的作用是为救援人员提供目标的精确位置，以便提供及时 的救援。 6．辨识 利用主动和被动无线电装置，可以辨识以及表明物体身份。
经典著作：无线通信与网络技术(第2版)
第1章引言本书介绍了有关无线通信和网络技术方面的内容，包括加剧的竞争和数字技术的引进在内的诸多因素给无线应用市场带来了空前发展。
本章，我们将讨论驱动这一新兴的电信革命的几个关键性因素。
本书连同本书的Web站点，为读者提供了诸多的材料。
按照讨论惯例，这一章仅对全书做一个概述。
1.1无线通信时代的到来古列尔默·马可尼在1896年发明了无线电报1。
他在1901年把长波无线电信号从康沃尔(Cornwall，位于英国的西南部)跨过大西洋传送到3200公里之外的圣约翰(St.John，位于加拿大)的纽芬兰岛(Newfoundland)。
他的发明使双方可以通过彼此发送用模拟信号编码的字母数字符号来进行通信。
一个世纪以来，无线技术的发展为人类带来了无线电、电视、移动电话和通信卫星。
现在，几乎所有类型的信息都可以发送到世界的各个角落。
近年来，更为引人关注的是卫星通信、无线网络和蜂窝技术。
通信卫星是在20世纪60年代首次发射的，那时它们仅能处理240路语音话路。
今天的通信卫星承载了大约所有语音流量的1/3，以及国家之间的所有电视信号[EVAN98]。
现代通信卫星对所处理的信号一般都会有1/4 s的传播延迟。
新型的卫星是运行在低地球轨道上的，因而其固有的信号延迟会较小，这类卫星已经发射用于提供诸如Internet接入这样的数据服务。
无线网络技术使商业企业能够发展广域网(WAN)、城域网(MAN)和局域网(LAN)而无需电缆设备。
IEEE开发了作为无线局域网标准的802.11，蓝牙(Bluetooth)工业联盟也在致力于能提供一个无缝的无线网络技术。
蜂窝或移动电话是马可尼无线电报的现代对等技术，它提供了双方的、双向的通信。
第一代无线电话使用的是模拟技术，这种设备笨重且覆盖范围是不规则的，然而它们成功地向人们展示了移动通信的固有便捷性。
现在的无线设备已经采用了数字技术。
与模拟网络相比，数字网络可以承载更高的信息量并提供更好的接收和安全性。
ZigBee技术
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ZigBee技术体系
ZigBee的网络架构-媒体接入控制层
网络协调器：包含所有的网络消息，是3种设备类型中最复杂的一种，存储容量最大、计算能 力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节 点间的路由消息、丌断地接收信息。 全功能设备(FFD)：可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD） 连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。 附带由标准指定的全部 802.15.4 功能和所有特征 更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用。 也能用作终端设备 精简功能设备(RFD)：RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。 附带有限的功能来控制成本和复杂性 在网络中通常用作终端设备。 ZigBee相对简单的实现自然节省了费用。RFD由于省掉了内存和其他电路，降 低了ZigBee 部件的成本，而简单的8位处理器和小协议栈也有劣于降低成本。
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ZigBee技术体系
Zigbee路由
为了达到低成本,低功耗,可靠性高等设计目标,ZigBee网络中采用了Cluster一Tree不 按需距离矢量路由(Ad一hocon一DemarldDistanceVectorRotlting,AODV)相结合 的路由算法,但zigBee中所使用的AODV不自组网中的经典AODV协议并丌完全相同, 准确地说是一种简化版本的AODV一AODVjr(AODVJunior). 因此在ZigBee路由中,可以将节点分为两类:RN十和RN一。
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ZigBee技术体系
Zigbee地址分配
如果一个路由节点的CskiP(d)大于O,它则可以接受其它节点为它的子节点,并为其 子节点分配网络地址.它会为第一个与它关联的路由节点分配比自己大l的地址,之后与 之关联的路由节点的地址之间都相隔偏移量CskiP(d)
HCNA-WLAN学习指南
03
7.3 无 线分布 式系统
7 WLAN拓扑介绍
7.1.2 基本服 务集
1
2
3
7.1.1 WLAN 组成结构
7.1.3 服务集 标识
7.1 WLAN组成原理
7.2.1 基础架构基 本服务集
7.2.3 独立基本服 务集
7 WLAN拓扑介绍
7.2 WLAN拓扑结构
7.2.2 扩展服务集
7.2.4 Mesh基本 服务集
8.2.2 DSSS
8.2.5 MIMOOFDM
8.2.4 MIMO
8.2.3 OFDM
11
Part One
9 IEEE 802.11协议介绍
9 IEEE 802.11协议介绍
9.1 IEEE 802.11a/b/g协议
9.1.1 IEEE 802.11-1997 9.1.2 IEEE 802.11a 9.1.3 IEEE 802.11b 9.1.4 IEEE 802.11g
4.3 5GHz频段
4.3.2 国际5GHz频段使用 情况
4.3.4 5GHz频段信道绑定
07
Part One
5 华为WLAN产品介绍
5 华为WLAN产品介绍
5.3 华为WLAN产品供 电方式
5.2 华为WLAN产品应 用
5.1 华为WLAN产品介 绍
5.1.1 华为无线接入控制器 5.1.2 华为无线接入点
7 WLAN拓扑介绍
01
02
03
7.3.1 应 7.3.2 工 7.3.3 组 用场景 作原理 网模式
7.3 无线分布式系统
10
Part One
8 802.11物理层技术
8 802.11物理层技术
《RFID原理及应用》教学大纲
《RFID原理及应用》教学大纲二、教学目标本课程是为物联网工程专业的本科生开设的一门专业核心课程。
通过本课程的学习，使学生掌握低频、高频、超高频、微波射频识别技术的基本概念和工作原理，熟悉无源、有源、半有源射频识别系统的组成及其应用，从而为物联网工程专业后续课程的学习及将来从事物联网工程领域的开发应用工作奠定基础。
三、教学内容及基本要求第一章无线射频识别技术介绍（3/0）（一）教学目标1.掌握射频、射频识别技术概念2.掌握射频识别技术的发展史（二）重点、难点重点：射频、射频识别技术概念及应用领域难点：射频、射频识别技术（三）教学内容1.什么是无线射频识别技术2.RFID 的应用实例3.RFID 的发展过程第二章无线射频识别系统的组成和原理（6/2）（一）教学目标1.了解RFID的基本原理2.掌握RFID的硬件和软件的系统组成（二）重点、难点重点：RFID的硬件和软件的系统组成难点：RFID识读器RS232接口的编程方法（三）教学内容1.无线射频识别系统的基本原理2.RFID系统中的硬件组件（1）RFID标签（2）识读器（3）天线（4）主机3.RFID系统中的软件组件（1）RFID系统软件（2）RFID中间件（3）主机应用程序（4）EPCGlobal网络4.RFID识读器简单应用示第三章无线射频识别技术在应用方面的限制（4/0）（一）教学目标掌握无线射频识别技术在应用方面的限制（二）重点、难点重点：无线射频识别技术在应用方面的限制难点：无线射频与材料对无线射频识别技术影响（三）教学内容1.RFID技术在应用中受到的限制2.影响无线射频识别系统工作的因素（1）开放电磁环境的影响（2）材料对RFID应用的影响（3）识读器之间的相互影响（4）标签识读率问题（5）技术不成熟的影响第四章 RFID相关标准（4/2）（一）教学目标理解RFID国际标准（二）重点、难点重点：标准的作用，了解RFID国际标准难点：RFID国际标准（三）教学内容1. RFID 标准体系与相关组织标准体系2.ISO/IEC 相关标准3.EPC Global 相关标准4.泛在ID 中心相关标准5.国内相关标准6. RFID 频率使用现状第五章标签与标签协议（6/2）重点：标签的基本功能，物理特性和空中接口难点: 标签的物理特性和空中接口（一）教学目标1. 了解电子标签的物理特2.了解标签内的数据，单一化和防冲突（二）重点、难点重点：标签的基本功能，标签的物理特性和空中接口难点：标签的物理特性和空中接口（三）教学内容1.标签功能、特性与接口（1）标签的基本功能（2）物理特性（3）电源（4）空中接口（5）信息存储和处理能力2.标签协议（1）标签内的数据（2）单一化和防冲突过程（3）标签的安全与隐私功能（4）标签通信的故障定位第六章识读器和识读器协议（8/2）（一）教学目标1.了解识读器的协议2.理解识读器的物理组成和逻辑组成（二）重点、难点重点：识读器的物理组成和逻辑组成难点：识读器的逻辑组成和天线与识读器的布局（三）教学内容1. RFID识读器的组成与配置（1）RFID识读器的物理组件（2） RFID识读器逻辑部件（3）识读器的类型（4）识读器和天线的布局（5）配置识读器2.识读器协议（1）识读器的组成部分（2）开发商协议（3） EPC Global协议概况（4）未来的协议第七章中间件与信息服务（6/2）（一）教学目标1.了解RFID中间件的功能、组成2.了解ALE服务接口的通信模式（二）重点、难点重点：RFID中间件的功能、组成，ALE服务接口难点：ALE服务接口的通信模式（三）教学内容1.RFID中间件（1）使用RFID中间件的原因（2）中间件的逻辑结构（3）ALE规范说明书2.信息服务（1）RFID数据（2）EPC Global网络（3）对象名服务(ONS)（4）EPC信息服务3.系统的配置方式（1）3种配置方式的选择（2）周边管理的能力需求（3）标准和技术第八章射频识别系统技术实施（5/2）（一）教学目标1.掌握RFID定义指导方案2.掌握RFID解决方案3.能分析RFID成本的组成（二）重点、难点重点：RFID定义指导方案和RFID解决方案的几个方面，RFID 成本的组成难点：定义指导方案，制定解决方案与实施，成本的组成（三）教学内容1.RFID实施框架（1）RFID实施框架介绍（2）确定商业性问题（3）定义指导方案（4）制定解决方案与实施（5）维护与改进2.成本效益分析（1）效益类型与获益水平（2）成本的组成（3）特定应用的成本效益描述第九章射频识别应用的设计与实现（6/5）（一）教学目标掌握RFID的设计与实现技术（二）重点、难点重点：RFID业务分析，RFID应用系统的设计与实现难点：RFID应用系统的设计与实现（三）教学内容1.RFID业务分析（1）贴-发类型应用（2）构造业务案例（3）制订实施方案（4）射频识别应用技术选择的考虑2.RFID 应用系统的设计与实现（1）系统结构（2）技术因素（3）经验与建议3.案例分析第十章无线射频识别技术的应用与发展（3/0）（一）教学目标1.了解制约发展的瓶颈与技术的发展动向2.掌握隐私保护措施及隐私保护技术（二）重点、难点重点：隐私保护措施及隐私保护技术，保障RFID的安全难点：保障RFID的安全（三）教学内容1.无线射频识别技术的应用实例2.制约发展的瓶颈与技术的发展动向3.个人隐私与系统安全四、考核形式及成绩评定（一）考核形式：本课程为考试课程，期末考核为闭卷笔试。
第1章无线传感器网络概述
第1章 无线传感器网络概述
1.2.2 传感器节点的限制
传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在以 下一些实现的约束。 1．电源能量有限 传感器节点体积微小，通常只能携带能量十分有限的电 池。由于传感器节点个数多、成本要求低廉、分布区域广， 而且部署区域环境复杂，有些区域甚至人员不能到达，所以 传感器节点通过更换电池的方式来补充能源是不现实的。如 何高效地使用能量来最大化网络生命周期是传感器网络面临 的首要挑战。
第1章 无线传感器网络概述
4．可靠性高
传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的 区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒 或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点 往往采取随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域 进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，能 适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感 器节点数目巨大，不可能人工“照顾”到每一个传感器节点， 因此网络的维护十分困难，甚至不可能。传感器网络的通信 保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取 伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒
第1章 无线传感器网络概述
2．通信能力有限
无线通信的能量消耗与通信距离的关系为 E = k· dn 其中，参数n满足关系2 < n < 4。n的取值与很多因素有关， 例如传感器节点部署贴近地面时，障碍物多、干扰大，n的 取值就大；天线质量对信号发射的影响也很大。考虑诸多因 素，通常n取3，即通信消耗与距离的三次方成正比。随着通 信距离的增加，能耗将急剧增加，因此，在满足通信连通度 的前提下应尽量减少通信距离。一般而言，传感器节点的无 线通信半径在100 m以内比较合适。
第1章 无线传感器网络概述
《物联网技术及应用》最新版教学大纲课程简介
《物联网技术及应用》课程教学大纲课程名称：物联网技术及应用课程编码：暂不填写学分： 2.0 总学时：32理论学时： 32 实验学时： 0 上机学时： 0 实践学时：0开设实验（上机）项目总数 0 个，其中，必修（0）个，选修（0）个开课单位：物联网工程学院自动化系适用专业：自动化一、课程的性质、目的该课程是物联网学院自动化专业的专业选修课，旨在帮助学生对物联网有一个整体认识，掌握其体系结构和相关技术。
通过对自动识别技术与RFID、传感技术、定位系统、智能信息设备的学习，掌握感知识别层的基本知识；通过对无线宽带网、无限低速网、移动通信网的学习，掌握网络构建层的基本知识；通过对大数据与海量信息存储、数据库系统、物联网中的信息安全与隐私保护的学习，掌握管理服务层的基本知识；通过对智能交通、智能物流、智能建筑等系统的学习，了解物联网技术在多个领域中的应用；最后还应将物联网前沿状况介绍给学生。
在这个过程中强调掌握物联网涉及的基本概念和知识，提高自身对不断变化的物联网的适应能力。
二、课程培养目标1.立德树人通过课程学习了解物联网技术的发展历史以及其应用成果，明确科技进步和科技创新对国民经济的发展、国家军事力量的进步所发挥的作用，引领学生树立为中华民族伟大复兴的中国梦努力奋斗的信念。
通过介绍国家在物联网领域所取得的进步和发展，培养学生的民族自豪感和民族自信心。
通过介绍我国物联网领域的前沿发展，引导学生树立家国情怀、民族精神以及敢为人先、开拓创新、追究卓越的科学精神。
同时要意识到我国在一些领域与国外还存在较大差距，激发学生承担社会责任，以国家富强、民族复兴为己任，努力学习。
2.课程目标通过本课程的学习，学生所具备的素质、掌握的技能、知识和能力如下：课程目标1. 使学生了解一定的物联网相关技术。
掌握低频、高频、超高频和2.4G 有源RFID 读写器的原理及应用；了解低功耗WiFi、ZigBee、Bluetooth 4.0 BLE等多种无线传感网络。
H3C无线组网 WLAN培训资料
终端与设备之间 不方便通过线缆
连接
地理环境不适合 布设有线网络
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无线让工作更高效
不受限于时间和地点的无线网络，满足各行各业对于网络应用的需求。
体育场馆新闻中心
展馆与证券大厅
制造车间
物流运输
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主流的WLAN技术
802.11 802.11b 802.11a 802.11g
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802.11协议的发展进程
标准发布时间 合法频宽
802.11 July 1997 83.5MHz
802.11b Sept 1999 83.5MHz
802.11a Sept 1999 325MHz
802.11g June 2003 83.5MHz
很多的研究已经证明，WLAN产品可以在家庭及商业中使用， 对人体来说是安全。
典型的WLAN产品，如AP（Access Point，接入点），输出功 率为100mw，对于网卡来说，通常只有10mw至50mw。相比较 来说，手机的发射功率在通话时可以超过1W，而无线对讲机甚 至可以达到5 W。
政府有相关的法令对发射功率进行严格的限制，因此通过政府 相关部门认证过的无线设备对人体是无害的。
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蜂窝式无线覆盖
任意相邻区域使用无频率 交叉的频道，如：1、6、11 频道 ； 适当调整发射功率，避免 跨区域同频干扰； 蜂窝式无线覆盖实现无交 叉频率重复使用。
无线网络ppt第一章
（6）表示层 表示层（Presentation Layer）是OSI模型的第六层，它为上层用户 提供共同的数据或信息的语法表示变换。它代表应用进程协商数据表 示，完成数据转换、格式化和文本压缩等功能。表示层处理交换信息 的表示方式，包括数据加密与解密、数据压缩与解压缩等。
（7）应用层 应用层（Application Layer）是OSI模型的最高层，它直接为 最终用户服务。其主要功能是为软件提供接口以使程序能使用 网络服务。应用层是面向用户服务的层次，它的协议很多，使 用不同的网络协议来提供相关网络服务。
卫星
地球
地面站（接收）
图1-5 卫星微波通信的基本原理
卫星微波通信是指利用人 造卫星进行中转的通信方式。 卫星通信系统由卫星和地球站 两部分组成。卫星在空中起中 继站的作用，把地球站发上来 的电磁波放大后回送另一地球 站。如图1-5所示是卫星微波 通信的基本原理。
1.3.4 卫星微波通信
地球站是卫星系统形成的 链路。由于每一颗通信卫星可 俯视地球1/3的面积，所以利 用在定点同步轨道上等距离分 布的三颗卫星，就能同全球进 行通信，如图1-6所示。
1.2.1 无线电的管理机构
无线通信采用电磁波 进行信号的传输。电磁波 可运载的信息量与它的带 宽有关。但电磁波难以生 成和调制，穿过建筑物的 特性不好，且对生物有害。 如图1-1所示的电磁波的 2.1 无线电的管理机构
在真空中，所有的 电磁波以相同的速度传播， 与频率无关，大约为 3×108m/s。电磁波可运 载的信息量与它的带宽有 关。在无线网络中，通常 采用微波进行信息传输， 表1-1列出了无线通信中 常见的频谱划分。
通信卫星
通信卫星 地球
通信卫星
图1-5 基于卫星微波的全球通信
工业无线通信技术——第一章 背景与优势
主讲人简介 ：
徐皑冬 ，１ ６ 年生 ，工学硕士 ，中国科 学院沈 阳 自动化研 究所研 究 员，自动控制 ９ ９ 系统研 究室副主任 。全国工业过程 测量和控制标 准化技术委 员会 第四分技 术委 员会（ 现 场总 线） 员， 委 国际电工委 员会／ 工业过程测量 与控 制／ 工业 网络（ ｃ 丁 ６／ ｃ ５） 旧 ／ ｃ５ ｓ ６ｃ专家。
第一章 背景与优势
Ｃｈ ｐｔ ｒ１： ｃ ｒ ｕｎ ｎｄＡｄ ｎ ａ ｅ ａ ｅ Ｂａ ｋｇ ｏ ｄ ａ ｖａ ｔ ｇ
曾鹏 徐 皑冬
（ 中科院沈阳 自动化研究所 ，沈阳市
Ｚｅ ｇＰｅ ｇ ＸｕＡ ｉｏ ｇ ｎ ｎ ｄｎ
ｌ０ １ ） １０ ６
（ｈｎ ａ ｇ ｎｔｕ ｆ ｕｏ ｔ ｎ Ｃ ｉｅｅ ｃｄｍｙｏ ｉ ｃ ｓＳ ｅｙｎ ０ ６ Ｓ ｅｙ ｎ ｓｔ ｅ Ａ ｔｍａ ｏ ， ｈｎ ｓ Ａ ａｅ ｆ ｃ ｎ ｅ， ｈ ｎ ａｇ ｌ０ １） Ｉ ｉｔｏ ｉ Ｓｅ １
【 关键词ｌ 无线通信 工业控制
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｕ ｅ ｏ ｗｉ ｌｓ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆ ｒ ｅ ｉ ｅｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ ｉ ｄ ｓ ｉ ｌ ｅ ｄ ｌｖ ｌ ｓｉ ｃ ｅ ｓ ｎ ｒ ｗｉ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｓ ｆ ｒ ｅ ｓｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｖ ｃ ｏ ｅ ｏ ｄ ｎ ｃ ｔ ｉ ｕ ｔ ａ ｌ ｅ ｒ ａ ｉ ｇ ｗｏ ｌ ｄ ｏ ｎ ｎ ｒ ｆ ｉ ｅ ｉ ｎ ｄ
ｐ ｏ ｕ ｔ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｆ ｌｓｗｅ ｅｐ ｅ ｅ ｔ ｄ Ｗ ｉ ｅｃ ｒｅ ｔ ｒ ｌｓ ｏ ｒ ｄ ｃｓ ｎ ｐ ｌ ｔ ｅ ｄ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ｔ ｔ ｕ ｒ ｎ ｅｅ ｓ ｍ ｃ ｏ ｉ ｈ ｈ ｗｉ ｃ
《无线网络技术》课程教学大纲
无线网络技术课程教学大纲（Wire1essNetworkTechnoIogy）学时数：32其中：实验学时：0课外学时：40学分数：2适用专业：计算机网络工程（本科）一、课程的性质、目的与任务本课程为计算机网络工程专业计算机网络技术及应用方向的选修课，适合于这个专业方向的本科生。
课程教学目的是要求学生掌握无线网络的基本传输技术、无线局域网、无线个人网、adhoc网、移动网络、传感器网络等网络技术及其基本原理。
初步学会分析和研究这些网络中存在的问题，并运用网络仿真等方法提出解决问题方案，且加以验证。
无线网络技术是计算机网络发展的新技术，要求能追踪前沿技术并培养创造性解决问题的能力。
同时通过授课、作业、案例分析，培养学生思维和能力。
二、课程教学的基本要求《无线网络技术》是日益普及的计算机技术和飞速发展的网络通信技术相结合而产生的一门新兴学科.它的应用领域日渐扩大，它的影响力己经波及到了社会生活的方方面面，它已经成为社会重要的信息基础平台。
无线网络技术课程也随之成为计算机科学与技术专业、网络工程专业及相关专业学生的重要课程之一,开设它主要任务就是培养出一批可以组建无线网络、使用无线网络、维护无线网络的应用型专业人才。
《无线网络技术》是融合无线技术、计算机网络技术和嵌入系统的一门新型课程。
这门课程代表了计算机网络发展的方向。
这门课程包括了无线网络的基本传输技术、各种不同无线网络的架构及其标准协议。
主要是要研究这些网络存在的问题，并提出解决这些问题的方法，且加以验证。
本课程的主要内容包括：（一）基本的无线传输技术；（二）IEEE802.i1无线局域网标准及其应用；（H）无线个人网的基本概念原理及其开发方法；（四）AdHoC网络的体系结构、路由体系、网络和移动管理；（五）mobi1e1P技术（包括mobi1eIPV4和mobi1eIPV6）;（六）传感器网络体系结构，数据溶合、路由、安全等技术；（七）无线网络中的传输协议性能、评价及其改进三、课程的教学内容、重点和难点第一章绪论（2学时）主要讲述计算机网络的发展历程、无线网络的兴起、网络体系结构、协议参考模型、与网络第二章无线传输技术基础（4学时）主要讲述无线传输媒体、天线、传播方式、直线传输系统中的损伤、移动环境中的衰退、多普第三章无线局域网（4学时）讲述无线局域网的特点、无线局域网的体系结构与服务、无线局域网的协议体系、IEEE8O2.11物理层、IEEE8O2.11媒体访问控制层、其他IEEE802.11标准、WiFi保护接入等内第四章无线个域网（4学时）主要讲述IEEE802.15标准、蓝牙技术简介、蓝牙无线电规范、蓝牙基带规范、蓝牙链路管理第五章无线城域网（4学时）主要讲述无线城域网概况、802.16协议体系、802.16的物理层、802.16的MAC层、MAC层的第六章无线广域网（2学时）主要讲述无线广域网概述、802.20技术特性、802.20与其他技术间的关系、802.20展望等内第七章移动AdHoC网络（4学时）主要讲述移动AdHOC网络的定义和特点、AdHOC网络的MAC层、AdHoC网络的网络层、AdHoc 网络的IP地址分配技术、AdHoc网络的QoS问题、AdHoc网络的安全问题、AdHoC网络的应用等第八章无线传感器网络（4学时）主要讲述什么是无线传感器网络、无线传感器网络的体系结构、无线传感器网络的特点、无线传感器网络应用、无线传感器网络的MAe协议、无线传感器网络路由协议、无线传感器网络的拓扑控制、无线传感器网络的定位技术、无线传感器网络的时间同步机制、无线传感器网络的安全技术、无线传感器网络数据管理等知识。
《无线传感器网络技术概论》课程标准
《无线传感器网络技术概论》课程标准无线传感器网络技术概论课程标准课程简介本课程旨在为学生提供有关无线传感器网络的技术基础知识，包括它们的设计、实现和应用。
学生将了解无线传感器网络的特点和应用领域，熟悉无线传感器网络的硬件和软件设计，并研究如何在实际问题中应用无线传感器网络。
研究目标本课程主要目标是让学生熟悉无线传感器网络技术的基本概念和应用，包括：- 理解无线传感器网络的特点、工作原理以及基本组成部分；- 熟悉无线传感器网络的硬件设计、软件设计和通信协议；- 掌握无线传感器网络应用的基本方法和实践技巧；- 能够针对特定需求设计无线传感器网络应用，并具备实际应用能力。
课程内容第一章无线传感器网络的概述1.1 无线传感器网络的概念和特点1.2 无线传感器网络的应用领域1.3 无线传感器网络的组成部分第二章无线传感器网络的硬件设计2.1 无线传感器网络的节点2.2 无线传感器网络的传感器2.3 无线传感器网络的能量管理第三章无线传感器网络的软件设计3.1 无线传感器网络的操作系统3.2 无线传感器网络的编程语言3.3 无线传感器网络的仿真软件第四章无线传感器网络的通信协议4.1 无线传感器网络的协议栈4.2 无线传感器网络的MAC协议4.3 无线传感器网络的路由协议第五章无线传感器网络应用的基本方法和实践技巧5.1 无线传感器网络应用的实验平台5.2 无线传感器网络应用的程序设计5.3 无线传感器网络应用的实际应用案例教学方式本课程采用课堂讲授、实验、讨论等多种教学方式，强调理论与实践相结合，注重学生的探究与实践能力培养。
考核方式学生的考核将包括课堂表现、实验报告、设计案例报告以及课程论文等形式。
其中，实验和设计部分的考核占主要比重。
参考书目- 《无线传感器网络技术》- 《无线传感器网络与物联网》- 《无线传感器网络的设计与实现》。
计算机网络技术(第4版)
3 5.6常见的
Internet接入 方式
4
本章小结
5
习题
6.1网络应用概述 6.2 DNS服务
6.3 WWW服务 6.4 FTP服务
6.5邮件服务 6.6 DHCP服务
本章小结 习题
1
7.1 WLAN概念 及其协议标准
2
7.2 WLAN网络 拓扑结构
3
7.3 WLAN应用
4
7.4 WLAN常见 设备
03
9.3网络扫 描工具的使 用
04
9.4网络监 听工具 Wireshar k的使用
06
9.6拒绝服 务攻击
05
9.5木马的 配置与防范
1
9.7计算机病 毒防治
2
9.8 PGP加密/ 解密系统
3 9.9 CCProxy
代理防火墙软 件的使用
4
本章小结
5
习题
10.1网络互联基础
10.2网络传输介质 的使用
12.1综合实训网络 拓扑结构图
12.3综合实训项目 实施
本章小结
习题
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01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
实践
结构
技术
通信工程师基础知识试题库
通信工程师习题集目录上篇新技术、新业务知识 (6)第一章基础知识 (6)第二章现代电信网 (15)第三章现代电信技术 (33)第四章电信业务 (48)第五章电信市场营销................................................................................... 错误!未定义书签。
下篇通信专业知识 .. (66)一、无线通信专业 .............................................. 错误!未定义书签。
第一章无线通信概述................................................................................... 错误!未定义书签。
第二章微波通信 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
第三章卫星通信 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
第四章无线市话通信................................................................................... 错误!未定义书签。
二、移动通信专业 (66)第一章移动通信概述 (66)第二章移动通信网 (76)第三章移动通信的无线覆盖技术 (84)第四章干扰和噪声 (91)第五章移动通信的电波传播 (97)第六章基站控制器（BSC） (102)第七章GPRS系统介绍 (111)第八章WCDMA系统介绍 (125)三、有线传输专业 .............................................. 错误!未定义书签。
2.4G无线技术入门知识 免费下载
2.4G无线技术详解第一节：2.4G无线技术优势大家所谓的2.4G无线技术，其频段处于2.405GHz-2.485GHz（科学、医药、农业）之间。
所以简称为2.4G无线技术。
这个频段里是国际规定的免费频段，是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。
这就为2.4G 无线技术可发展性提供了必要的有利条件。
而且2.4G无线技术不同于之前的27MHz无线技术，它的工作方式是全双工模式传输，在抗干扰性能上要比27MHz有着绝对的优势。
这个优势决定了它的超强抗干扰性以及最大可达10米的传输距离。
此外2.4G无线技术还拥有理论上2M的数据传输速率，比蓝牙的1M理论传输速率提高了一倍。
这就为以后的应用层提高了可靠的保障。
综合2.4G、蓝牙以及27MHz这三种常用的无线传输技术，2.4G有着自己独到的优势所在。
相比蓝牙它的产品制造成本更低，提供的数据传输速率更高。
相比同样免费的27MHz无线技术它的抗干扰性、最大传输距离以及功耗都远远超出。
2.4G无线鼠标2.4G无线键鼠套装已经出现有一段时间了，而且一直稳定占据着中低端无线键鼠的市场。
蓝牙目前还是被作为高端无线技术应用在键鼠之上。
市场份额相对较少但是却不可或缺，因为蓝牙有本身相对开放的连接协议。
而不是2.4G无线的通过兑码实现的点对点连接。
不过，因为键鼠的身份比较特殊，一台电脑一套键鼠已经足以应付。
不像PSP或是手机那样本身就是一个载体可以利用蓝牙的点对面功能收发数据，这就决定了2.4G无线技术在键鼠产品上是未来的发展趋势所在。
2.4G无线键盘既然是未来的发展趋势，被用户广泛应用是时间迟早的问题。
讲究便携、抗干扰、以及传输距离的HTPC用户恰好和2.4G无线技术的诸多特点相融合。
如今很多知名的键鼠厂商已经把未来的无线技术产品发展方向对准了2.4G。
有了大的厂商带动，相信越来越多的用户会对2.4G 无线键鼠产品产生浓厚的兴趣。
第二节：2.4G无线键鼠收发模块介绍通过我们一直以来对市场中大部分品牌的资料收集，基本目前市场中的2.4G无线键鼠产品所用到的无线收发模块都是NRF24L01芯片，此款芯片出自挪威著名IC芯片公司Nordic。
第1章 从计算机网络到无线网络答辩
无线通信和无线网络简史
1993-1999年，DARPA资助加州大学洛杉矶分校首个大规模无线 传感器网络项目。
1997年，IEEE发布802.11无线局域网标准。 1990年代末，移动自组织网络(MANET)的研究逐渐兴起。 2000年，ITU批准WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA作为3G国
无线网络：从覆盖范围分类
无线个域网(WPAN) 通过短距离无线电，连接PC各部 件如显示器、键盘和鼠标等。典型蓝牙技术，可将这些 部件，或手机、相机、耳机、音箱、扫描仪、打印机等 其它外设连接到PC。
无线局域网(WLAN) 分两大类：固定基础设施——预先 建立且能覆盖一定范围的固定基站；无固定基础设施— —自组织网络(Ad hoc Network)，移动自组织网络简称 MANET。
3
计算机网络的功能
信息时代特征：数字化、网络化。计算机提高效率、降 低成本，网络实现信息互通。网络成为信息社会技术命 脉和知识经济的发展基础，影响不可估量。
三网：计算机网络，Internet/小范围LAN等，传输数据， 搜索文字/图像/声音/视频；电信网络，固定/移动电话； 广电网络，传输广电节目。三网互联互通，更大网络， 更强传输服务，更丰富应用。
无线城域网，IEEEE 802.16为代表，得到迅速发展。 单个基站覆盖范围可达几十公里，传输速率接近无线局 域网，移动性、高效切换等功能特点。
卫星网络，堪称最大的无线广域网。
无线网络：从应用目的分类
互联接入：WLAN、WMAN、卫星网络等，主 要应用目的是为用户访问因特网提供信息服务 ，属于互联接入。
验。 1920年，世界上第一个无线广播电台诞生于美国匹兹堡。 1947年，贝尔实验室提出蜂窝通信的概念。 1957年，前苏联成功地发射第一颗人造卫星。 1971年，横跨4个岛屿的分组无线电网络ALOHAnet诞生于夏威夷
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第一章无线技术体系与理论ISSUE 1.0日期：引入n 了解WLAN 的的基础知识n 了解802.11协议族标准n 了解主流WLAN 设备及天线n 了解几种WLAN 典型部署课程目标目录n WLAN基础知识n802.11协议族n WLAN设备n WLAN的典型部署WLAN基础知识n为什么要使用WLAN网络n什么是WLANn WLAN技术的发展进程凡是自由空间均可连接网络，不受限于线缆和端口位置。
办公大楼候机大厅渡假山庄商务酒店无线让网络使用更自由无线让网络建设更经济，通信更便利l 终端与交换设备之间省去布线，有效降低布线成本。
l 适用于特殊地理环境下的网络架设，如隧道、港口码头、高速公路。
无线让工作更高效不受限于时间和地点的无线网络，满足各行各业对于网络应用的需求。
体育场馆新闻中心展馆与证券大厅制造车间物流运输几种主要的WLAN技术l BlueToothl802.11l802.11bl802.11al802.11g802.11协议的发展进程无需授权使用的无线频率(ISM)l902MHzà26MHz BW àCrowdedàWorldwide limited l2.4GHzà83.5MHz BWàAvailable worldwide àIEEE802.11 WLANs l 5.1GHzà300MHz BWdiscontinuous àDeveloping902928North & South America902MHz2.4GHz *Frequency Allocations are pendingU-NII: Unlicensed National Information Infrastructure5.1GHz各个国家授权使用的频段802.11b/g工作频段划分图2.422 2.432 2.442 2.452 2.462 2.472 2.484蜂窝式无线覆盖l任意相邻区域使用无频率交叉的频道，如：1、6、11频道。
l适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰。
l蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用。
其他WLAN相关组织和标准l Wi-Fi联盟à成立于1999年的Wi-Fi联盟是一个非牟利国际协会，旨在认证基于IEEE 802.11规格的无线局域网产品的互操作性和推动wireless新标准的制定à目前已知的相关标准WPA：802.11i的子集，支持802.1x认证以及TKIP加密算法WPA2：802.11iWMM：802.11e的子集，支持EDCA方式l CAPWAPàIETF目前有关于无线交换机和FIT AP间控制和管理标准化的工作组à比较重要的标准Architecture Taxonomy for CAPWAP (RFC 4118)LWAPP (最新的草案更名为CAPWAP specification)l WAPIà中国无线网络产品国标中安全机制的标准，包括无线局域网鉴别（WAI）和保密基础结构（WPI）两部分。
WLAN产品对人体的电磁辐射是安全的l很多的研究已经证明，WLAN产品可以在家庭及商业中使用，对人体来说是安全。
l典型的WLAN产品，如AP（Access Point，接入点），输出功率为100mw，对于网卡来说，通常只有10mw至50mw。
相比较来说，手机的发射功率在通话时可以超过1W，而无线对讲机甚至可以达到5 W。
l政府有相关的法令对发射功率进行严格的限制，因此通过政府相关部门认证过的无线设备对人体是无害的。
目录n WLAN基础知识n802.11协议族n WLAN设备n WLAN的典型部署802.11协议族n802.11协议族成员n WLAN网络基本概念和组网模式n WLAN网络接入访问机制n WLAN网络接入漫游与加密n WLAN网络的QoS功能IEEE 802.11无线局域网工作组PHY802.11b(5.5/11 Mbps)802.11g(54 Mbps)802.11a(54 Mbps)MAC802.11/11a/11b/11g MAC802.11e —QoS802.11i —安全增强802.11n(600 Mbps)802.11s —mesh 802.11r—快切802.11网络的基本元素——BSSl Stations (STA)：任何的无线终端设备。
l AP （Access Point ）：一种特殊的STA l BSS ：BasicService SetBSS1BSS2STA1STA2STA3STA5STA6STA4APAP802.11网络的基本元素——DSl DS（Distribution System）：分布式系统AP1SSID ＝“marketing ”SSID ：Service Set ID 服务集识别码STASTASTAl ESS （Extended Service Set ）是采用相同的SSID 的多个BSS 形成的更大规模的虚拟BSS 。
AP2Service set identify802.11 组网模式——Ad hocSTASTASTASTASTA以太网APSTASTASTA以太网APAPSTASTASTASTACSMA/CA （载波侦听多点接入／避让机制）DIFSDIFSDIFSSTA 1STA 2STA 3STA 4退避窗口退避窗口退避窗口分布式帧间隔（DCF interframe space ，简称DIFS ）802.11MAC层工作原理——概述l802.11MAC层负责客户端与AP之间的通讯。
主要功能包括：扫描、接入、认证、加密、漫游和同步。
l802.11MAC 报文分类：à数据帧用户的数据报文à控制帧协助发送数据帧的控制报文，例如：RTS、CTS、ACK等à管理帧负责STA和AP之间的能力级的交互，认证、关联等管理工作例如：Beacon、Probe、Association及Authentication等802.11MAC 层工作原理——用户接入管理过程STAAP1234802.11MAC层工作原理——Scanningl802.11MAC 使用Scanning功能来完成Discovery à寻找和加入一个网络à当STA漫游时寻找一个新的APl Passive Scanning通过侦听AP定期发送的Beacon帧来发现网络。
l Active Scanning在每个信道上发送Probe request报文，从Probe Response中获取BSS的基本信息。
802.11 MAC 层工作原理——Authentication预置Key用Key 加密明文密文解密和明文比较预置Key Open-system Authentication 过程Shared-Key Authentication 过程121234802.11MAC 层工作原理——AssociationAssociation requestSTANew APOld AP检测到New AP 信号强R e a s s o c i a t i on 请求(SS I D )R eas s oc i a t i on 应答Association 过程Reassociation 过程12d ea s s oc i a t i on什么是漫游l STA可以在属于同一个ESS的AP接入点接入；l STA可以在Wireless网络中任意移动；l保证已有的业务不中断，用户的标识（IP地址）不改变。
STA漫游的分类l 二层漫游在同一个子网内的AP 间漫游l 三层漫游在不同子网内的AP 间漫游VLAN1IP:1.0.0.1VLAN1APAPVLAN1STA移动二层漫游VLAN1IP:1.0.0.1VLAN1APAPVLAN2STA移动三层漫游802.11WEP 加密STAIV ：initialization Vender初始向量WEP ：Wired Equivalent Privacy有线对等私有协议从加密到安全l WEP够了吗？l整个网络共用一个共享密钥，一旦丢失，整个网络都很危险l IV向量太短，大量监听用户数据报文后，WEP加密很容易被破解l RC4加密算法过于简单l解决办法？à增加一种密钥管理机制à采用更强壮的加密算法802.11i协议——安全认证和加密l增强了STA和AP的认证机制à支持802.1x认证方式à支持Pre-shared key认证方式l增加了Key的生成、管理以及传递的机制à每用户使用独立的Keyà通过安全的传递方法传递用户数据加密使用的Keyl增加了两类对称加密算法，加密强度大大增强àTKIP（临时密钥完整性协议）：核心仍然是RC4算法àCCMP（计数器模式CBC-MAC 协议）：核心为AES（Advanced Encryption Standard，先进加密标准）算法802.11 i 协议——802.1x 认证接入过程Radius Server验证服务器证书用公钥加密Master Key生成PMK验证STA 证书用私钥解密MasterKey生成PMKPMK 一致性检查生成其他Key基于EAP －TLS 的802.1x 认证过程802.11技术在QOS方面存在的缺陷最初的802.11技术是为满足用户的数据传输而设计的，根本没有考虑多业务承载。
l802.11采用的DCF(（distributed coordination function，分布式协调功能）调度模式是基于CSMA/CA原理，最终的效果是所有用户发送的报文平等地竞争无线资源。
l由于没有区分业务优先级的机制，造成AP和终端在对外发送报文时对报文按同等优先级对待。
当发生流量拥塞时，需要优先处理的报文（例如语音报文）和普通的报文（例如浏览网页的报文）会按相同的概率被丢弃。
l和有线网络相对完善的QOS机制无法很好地衔接。
802.11e 协议——QOS保证802.11e针对DCF模式进行了改进，支持EDCA（Enhanced Distribution Coordinate Acess，增强型分布式协调访问机制）的媒体访问机制l支持8个业务优先级的报文标记(类似于有线网络中的802.1P)l业务优先级可被映射到4个输出队列l高优先级的报文优先获取无线空口的访问能力802.11e 协议——EDCA 调度模式优先级队列1优先级队列2优先级队列3优先级队列4AP 和用户等待发送的数据的调度机制：目录n WLAN基础知识n802.11协议族n WLAN设备n WLAN的典型部署WLAN设备n什么是FAT（胖）APn什么是无线网桥n什么是无线交换机和FIT（瘦）AP n天线工作原理及参数介绍FAT AP设备功能FAT AP 设备的典型组网l 企业网络的组网模式：……AP1APnSTAsl 家庭或soho 网络的组网模式：APADSL Modem以太交换机PCSTAs企业核心网802.11无线网桥l无线网桥是一种采用无线技术进行网络互连的特殊功能的AP。