WLAN体系结构和关键技术
无线局域网关键技术与发展综述
2.MAC帧的主要3种帧类型
为了实现介质服务数据单元(MSDU)在对等逻辑链路层(LLC)之间的传送,MAC层用到了多种帧类型,每种帧类型都有其特殊的用途"
(1)管理帧,负责在工作站和AP之间建立初始的通信,提供连接和认证等工作"
互通信息而形成纯WLAN,即自组无线局域网(Ad-hoc),也可以与原有的有线网络相结合;再次,WLAN的长期费用少"有线网络需要安装高成本费用的线缆,租用线缆的费用也较高,从长远来看,WLAN从安装到Ri后维护都有很大的经济优势;最后,WLAN性能可靠"有线网络有一个很大的弱点,就是线路本身容易遭到破坏,因此抗毁性较差"WLAN采用直接序列技术和跳频技术,提高了系统的抗干扰能力"当然,WLAN也不是十全十美的"如它采用无
(1)基本结构单元(BSS)
它是WLAN的最基本也是最小构成单元,至少由2个工作站组成"独立的BSS即IBSS是WLAN的基本组成类型,它自成网络,其中的站点可以互通
信息,即俗称的Ad-Hoc网"
(2)分布系统(DS)它是用来连接多个BSS的体系结构成分,不同的BSS之间需要通过它才能通信"
1)确认:不同于有线网络,WLAN不能通过物理连接阻止非法访问,所有站点必须与通信对方建立身份确认"
2)确认失效发生于已存在的确认终止时,随之断开连接"
3)不同于有线网络,合法及非法的用户都能接收到WLAN中的信息,为了取得与有线网络同等的保密性,所有的站点都对信息进行了加密"
4)MSDU传送即MAC层业务数据单元的传送"DSS及SS都指定为MAC子层实体所使用"
5G系统无线网络核心技术
5G系统无线网络核心技术了解5G 系统关键无线技术特征 熟悉5G 系统关键无线技术优势 掌握5G 系统超大规模天线技术 掌握5G 系统关键无线传输技术 掌握5G 系统密集组网 相关策略✓无线通信系统原理 ✓LTE 网络原理与技术 ✓通信工程与网络技术先修课程• 用户体验速率100Mbps• 用户体验速率1Gbps • 用户峰值速率数十Gbps • 流量密度数十Tbps/km^2• 低功耗/低成本/广覆盖• 海量连接（1e6-1e7/km^2）• 空口时延：1ms• 端到端时延：ms级• 可靠性：接近100%体技术带来✓海量设备带来的能耗增加为绿色通信的要求带来⏹技术原理–当基站侧天线数远大于用户天线数时，基站到各个用户的信道将趋于正交。
–用户间干扰将趋于消失，而巨大的阵列增益将能够有效地提升每个用户的信噪比，从而能够在相同的时频资源共同调度更多用户。
⏹功能和优势–若基站配置400根天线，在20MHz带宽的同频复用TDD系统中，每小区用MU-MIMO方式服务42个用户时，即使小区间无协作，且接收/发送只采用简单的MRC/MRT时，每个小区的平均容量也可高达1800Mbps。
⏹应用场景–城区宏覆盖、高层建筑、室内外热点、郊区、无线回传链路⏹技术方案–面向异构和密集组网的massive MIMO网络构架与组网方案–Massive MIMO物理层关键技术–大规模有源阵列天线技术–大规模天线与高频段的结合4G ：3GPP LTE-A 标准4G ：3GPP LTE 标准5G3G ：WCDMA HSPA+标准大规模天线：基站使用大规模天线阵列（几十甚至上百根天线）支持SISO ，2×2MIMO ，4×4MIMO 。
下行峰值速率100Mb/s 。
支持2×2MIMO ，下行峰值速率42Mb/s最多支持8×8MIMO ，下行峰值速率1Gb/s3G ：WCDMA HSPA 标准只能使用SISO ，下行峰值速率7.2Mb/sMIMO C-RAN 分布MIMOMIMO 技术的演进用户水平+垂直分布•大规模天线应用场景：中心式天线系统–适用于宏蜂窝小区，中心基站使用大规模天线–微小区为大部分用户提供服务，而大规模天线基站为微小区范围外的用户提供服务，同时对微小区进行控制和调度256(8*32)MRT ZF天线数频谱效率•大规模天线应用场景：分布式天线系统–多根天线分布在区域内联合处理(C-RAN)–适用于高用户密度或者室内场景室外密集小小区部署分布式大规模天线阵列理想回程理想回程室内密集小小区理想回程室外密集小小区非理想回程室内密集小小区非理想回程VS三维立体信号可扩展高层楼宇室内覆盖的深度和广度三维立体信号可针对不同用户实现垂直面空分，显著提升频谱效率三维立体信号波束更窄，降低对邻区的干扰平面信号可实现高层楼宇的室内覆盖无法实现垂直面空分平面信号无法在垂直面跟踪用户传统MIMO 3D-MIMO扇区天线3D MIMO 天线3D MIMO每个垂直的天线阵子分割成多个阵子（天线数目大幅增加），大规模天线阵列正是基于多用户波束成形的原理，在基站端布置多根天线，对几十个目标接收机调制各自的波束多天线技术的标准化现状LTE Rel-8LTE Rel-9LTE Rel-10LTE Rel-11DL MIMO EnhancementUL MIMOCoMPSU-MIMOMU-MIMO & Beamforming Dual-layer Beamforming最多 4 层最多8层最多2层 最多4层 (rank1-2/UE)SU 维度MU 维度 优先级 SU-MIMO MU-MIMO Network MU-MIMO• MIMO 技术的性能增益来自于多天线信道的空间自由度 • 维度扩展始终是MIMO 技术演进的重要方向大规模天线核心技术CSI-1CSI-2 CSI-3 CSI-4 CSI measurement &feedbackTransmission3D-GoBActive Antenna System (AAS)•更多的基带可控通道，维度扩展成为可能•2D AAS阵列中的水平/垂直基带可控通道•UE-specific 3D-MIMO•垂直扇区化•灵活的 RET•多RAT独立tilt调整•降低功率损耗，更高的最大发射功率•顺应C-RAN趋势：云计算+AAS•降低维护成本3D MIMO有利于：☐在密集的城市环境中对不同楼层的室内覆盖☐降低对邻小区干扰☐实现小区内多用户干扰协调BBUAAS峰速：4Gbps⏹技术原理–PDMA图样分割多址接入（Pattern Division Multiple Acess）是一种基于多用户通信系统整体优化的新型非正交多址接入技术，通过发送端和接收端的联合设计，在发送端采用功率/空间/编码等多种信号域的单⏹技术方案–发射端图样设计–导频设计–与MIMO结合–低复杂度检测算法⏹应用场景–宏蜂窝及宏微蜂窝异构网络图样分割多址接入1G2G3G 4G正交多址接入技术−已有通信标准都采用正交接入技术发端非正交传输，接收端串行干扰抵消检测，能够达到多用户信道容量。
计算机网络应用 WLAN的主要标准
计算机网络应用WLAN的主要标准随着无线局域网的发展，1997年美国电气与电子工程师协会（IEEE）推出了IEEE 802.11标准。
它定义了无线局域网的访问方法和物理层规范，是第一个在国际上认可的无线局域网协议。
在IEEE 802.11体系结构中，定义了包括无线站点（Station，STA）、无线接入点（Access Point，AP）、独立基本服务组（Independent Basic Service Set，IBSS）、基本服务组（Basic Service Set，BSS）、分布式系统（Distributed System，DS），和扩展服务组（Expand Service Set，ESS）在内的六大无线局域网组成部分，如图5-14所示。
扩展服务组（ESS）图5-14 IEEE 802.11体系结构在该体系结构中，各部分●无线站点（STA）STA通常是由一台计算机或笔记本加上一块无线网卡（Wireless LAN Card）构成。
无线网卡分为台式计算机所使用的PCI插槽的网卡、集成主板的网卡和笔记本所使用PCMCIA网卡。
此外，无线终端还可以是非计算机终端上的能提供无线连接的嵌入式设备，如支持无线上网的手机等。
●无线接入点（Access Point，AP）AP通常由一个无线输出口和一个以太网接口（802.3接口）构成，是用于无线局域网的无线交换机，它是无线局域网的核心。
AP的主要作用是提供STA和现有骨干网络（有线网络或无线网络）的桥接，主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，其典型覆盖范围为几十米至几百米，大多数AP还带有接入点客户端模式（AP client），可以和其它AP进行无线连接，以延展网络的覆盖范围。
●独立基本服务组（Independent Basic Service Set，IBSS）独立基本服务组（IBSS）是指一个基本服务组就构成了一个独立的网络（像一个特殊网络），其中并没有通向访问点的通路。
计算机网络(第2版)无线网络
输损伤、扩频技术等。
计算机网络（第2版）
6
8.1 无线网络的概述
无线通信的发展 无线传输技术基础
天线
天线是实现无线传输最基本设备，用于辐射或收集电磁波。 天线类型：主要有偶极天线和抛物反射天线。 天线具有方向性：天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力。
➢ 根据辐射方向性不同，天线分为全向（无方向）和定向（有方向）。 天线增益：增加在某一特定方向上的功率输出。目的是增强天线的定向性。
联结等过程的管理。 站管理子层是协调物理层和MAC层之间的交互作用。
计算机网络（第2版）
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8.2 无线局域网
WLAN概述 WLAN体系结构 WLAN协议体系 WLAN标准
Hiper LAN 协议体系结构
HiperLAN协议体系包括物理层（PHY）、数据链 路控制层（DLC）和汇聚层（CL）。
DSSS
PLCP PMD
计算机网络（第2版）
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8.2 无线局域网
WLAN概述 WLAN体系结构 WLAN协议体系 WLAN标准
IEEE 802.11协议体系结构说明
LLC层与其他IEEE 802局域网相同且共用，MAC子层为多种物理层标准所共用。 PLCP子层（物理会聚过程）将MAC帧映射到媒体上，主要进行载波侦听的分析和针对不同的物
➢ 4G核心技术为接入方式和多址方案、调制与编码、软件无线电、OFDM、MIMO、智能天线、基于IP的 核心网、多用户检测技术等。
第五代(5G)：5G网络架构的目标是虚拟化和模块化功能。支持集成、共享、平稳、协作、用户为中心的云 功能，可编程支持多种垂直的服务和智能云等。 ➢ 5G频率范围：FR1（450~6000Mhz）、FR2（24250~52600MHz）。 ➢ 5G技术关键绩效指标：主要包括增强的LTE技术、20Gbp的下行链路峰值数据速率、10Gbps上行链路峰 值数据速率、100Mbps的移动数据速率等。
无线通信网络蜂窝结构体系和关键技术(上载版)
过高速总线或网络互联互通。
无线通信网络终端
终端概述
无线通信网络终端是指各种接入网络的设备，如手机、平板电脑、 笔记本电脑等。
终端分类
根据不同的应用场景和需求，终端可以分为多种类型，如智能手机、 平板电脑、智能家居终端等。
终端功能
终端的主要功能包括信号接收和发送、数据处理和显示、用户界面 操作等。
无线通信网络传输设备
传输设备概述
01
无线通信网络传输设备是指用于数据传输的设备和系
统，如光纤传输设备、微波传输设备等。
传输设备分类
02 根据不同的传输介质和方式，传输设备可以分为多种
类型，如光纤传输设备、无线微波传输设备等。
传输设备功能
03
传输设备的主要功能包括数据传输、信号处理、路由
交换等。
03
无线通信网络蜂窝结构 体系关键技术
03
工业自动化
蜂窝网络为工业自动化提供可靠 的数据传输和设备连接解决方案
。
02
物联网
蜂窝网络支持各种物联网设备接 入，如智能家居、智能交通等领
域的设备。
04
公共安全
蜂窝网络在公共安全领域用于应 急通信和指挥调度。无线通信网络蜂窝结构体系发展来自势5G及未来技术的发展
随着5G技术的不断演进，蜂窝网络将进一步提高传输速率、降低延迟 和提升可靠性。
数据完整性保护
对传输的数据进行完整性保护，确保数据在 传输过程中没有被篡改。
访问控制
对用户的访问权限进行控制，防止未经授权 的用户访问网络资源。
04
无线通信网络蜂窝结构 体系应用和发展趋势
无线通信网络蜂窝结构体系应用领域
01
移动通信
蜂窝网络是移动通信的基础，为 手机、平板电脑等移动终端提供
无线局域网
3．跳频技术
• 跳 频 技 术 （ FREQUENCY-HOPPING SPREAD SPECTRUM，FHSS）快速地转换传输的频率，每个 时间段内使用的频率和前后时间段的都不一样，所以发 送端和接收端必须保持跳变频率一致，这样才能保证正 确地接收信号。跳频原理框图如图7-6所示。
AP
支持3600个AP间的无缝漫游
漫游能力
支持2、3层无缝漫游，3层无缝 漫游必须通过WLSM或Mobile IP技术 实现
图7-11 基于中心控制的网络
AP有两种架构类型：
（1）胖AP架构 •在自治架构中，AP完全部署和端接802.11功能。它可以 作为网络中的一个单独节点，起交换机或路由器的作用。 （2）瘦AP架构 •通常又将该架构称为“智能天线”，其主要功能是接收 和发送无线流量。它将无线数据帧送回控制器，然后对 这些数据帧进行处理，再接入有线网络。
联络线由一位标识码“5”和两位路线顺序号构成： G508：赤峰—曹妃甸
一、我国主要国道
其他公路：
以“X”开头的县道 以“Y”开头的乡道
其他编码规则一样
一、我国主要国道
公路网国道主干线规划情况
“五纵”路线是
同江--三亚； 北京－福州； 北京--珠海； 二连浩特－河口； 重庆－湛江
“七横”路线是
图7-6 跳频原理框图
4．正交频分复用技术
• 正 交 频 分 复 用 （ ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING，OFDM）技术是一种基 于正交多载波的频分复用技术。OFDM传输的基本思 路是将高速串行数据流经串并转换后，分割成大量的低 速数据流，每路数据再采用独立载波调制并叠加发送， 接收端依据正交载波特性分离出多路信号。
WiFi技术简介
IEEE802. 根据各国无线电规定做了调整，所用频率的物理层电平配置、功率电平、信号带宽可 11d 遵从当地RF规范，有利于国际漫游业务。
IEEE802. 增强了802.11的MAC层，规定所有IEEE802.11无线接口的服务质量（Quality of Service， 11e QoS）要求，能保证提供网络电话（Voice over Internet Protocol，VoIP）等业务。提供 TDMA的优先权和纠错方法，从而提高时延敏感型应用的性能。
-6-
4.1 WiFi技术概述
802.11的技术转变
-7-
4.2 WiFi系统组成
WiFi是用无线通信技术将计算机设备互联 WiFi局域网的本质特点：不再使用通信电缆将计算机与网络进行连接，而
是用无线的方式，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。
-8-
4.2 WiFi系统组成
网络拓扑结构 协议架构
4.7 WiFi应用开发
-3-
4.1 WiFi技术概述
WiFi是一个国际无线局域网（WLAN）标准，全称为 Wireless Fidelity，又称IEEE802.11b标准。
WiFi最早是基于IEEE802.11协议，发表于1997年， 定义了WLAN的MAC层和物理层标准。
继802.11协议之后，相继有众多版本被推出，最典型 的是IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、 IEEE802.11n
果距离稍远，性能会严重降低。
- 27 -
4.4 TCP/IP协议
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/因特网互联协议)
WLAN组网介绍
WLAN组网介绍摘要无线局域网（wlan）是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，从wlan的概念、特点、组网结构全面地介绍对于wlan组网的建设有重要的作用。
关键词wlan 组网局域网1、概述通信网络随着internet的飞速发展, 从传统的布线网络发展到了无线网络，作为无线网络之一的无线局域网wlan（wireless local area network），满足了人们实现个人移动数据通信的梦想，为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。
无线局域网（wlan）是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网lan（local area network）的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
简单地说，wlan就是指利用rf（radio frequency）或ir（infrared ray）等无线互连方式构建起来的局域网。
2、无线局域网的主要技术和标准目前wlan主要技术包括基于ieee802.11标准的wi-fi技术和基于ieee802.16标准的wimax技术，wi-fi技术1、基于802.11标准；2、每个ap覆盖范围100米；3、最大带宽54m；4、设备价格低廉；5、需要大量ap；wimax技术：1、基于ieee802.16标准；2、最大覆盖范围50公里；3、最大接入带宽70m；4、设备价格高昂；5、设备数量少。
由于无线网络的传输介质是空气，因此信息随处都可能被窃取，存在着严重的安全隐患，要设计安全的无线网络，在架设无线网络环境时，需要考虑到以下因素：注意ap 摆放的物理位置、ap 的控制和管理、用户身份验证和计费管理、简化网络安全管理、不能让非专业人员构建网络。
13、wlan组网结构无线局域网网络的拓扑结构可分为五个层次，下面列出这五个层次概念和主要设备：一、用户层：用户层是wlan业务的享用层，主要的设备是安装有无线网卡或读卡器的pda和便携机等移动终端设备，以及台式机。
WiFi技术
WiFi IEEE 802.11标准的分层结构
IEEE 802.11 标准的内容
物理层 ◆点对点的无线传输。 ◆根据无线传输介质的 特点设计合适的方案。 ◆为上层提供高速可靠 的数据传输通道。
媒体接入控制层 ◆在多个站点共享通道的情况下，将 全部的信道资源分配给各个站点。 ◆保证传输不碰撞或者少碰撞。 ◆保证在相对公平的情况下，尽可能 大地提高系统的吞吐量和服务质量。
传输速度高 无需布线
节省成本，适合 复杂空间应用
发射功率低
辐射剂量很小 使用安全
WiFi技术的特点
WiFi技术的劣势
◆早期版本的通信质量不佳，数据安全性处于蓝牙技术。目前应用 较广的802.11n版本在上述两方面都有一定的改善。
◆抗干扰能力差，大量WiFi设备间存在干扰的问题；在2.4GHz的开放 频段，WiFi设备也易受到其他通信设备的干扰。
IEEE 802.11n 是一个高速无线局域网标准，使用2.4GHz和5GHz频段， 核心是多入多出(MIMO)和OFDM技术，传输速度300Mbps，最高达 600Mbps，可向下兼容802.11b、802.11g。
WiFi网络的体系结构
WiFi无中心网络
◆无中心网络又称对等网络，属 于Ad Hoc网络形态，特点多跳自 组织。 ◆一组无线终端组成一个独立基 本服务集(IBSS),终端具有相同权 限，可直接通信。 ◆只有一个公共广播信道，信道 接入采用CSMA机制。 ◆优点：健壮性好、易建网、成本低。缺点：网络布局复杂，终端数 量(不超过15个)和距离受限。
◆缺乏完善的QoS以及商业模式，由于WiFi设备制造的门槛较低，产 品质量参差不齐，造成部分产品的QoS不佳；目前采用802.11n标准 的设备，已可以保证较稳定的完成语音、视频实时任务。
第3章 无线局域网
电源管理很重要：当某站不处于数据收发状态时，使机内 收发处于休眠状态；当要收发数据时，再激活收发信机；
(8)多业务与多媒体：发展方向； (9)移动性：目前还不能支持高速移动，即使在小范围 的低速移动过程中，性能还要受到影响； (10)小型化、低价格
9
3.1.3 无线局域网的发展历程与相关标准化活动 无线局域网的发展经历了四代: (1)第一代无线局域网：1985年，FCC颁布的电波法 规为无线局域网的发展扫清了道路。
如灾难恢复、临时商用系统和大型会议、军事临时组网等
17
3.1.5 无线局域网的需求（1）
吞吐量(throughput)
为了使容量最大化，媒体接入控制协议应尽可能高效地 利用无线媒体。
节点数(number
of nodes)
可能需要在多个蜂窝区中支持上百个节点。
与骨干LAN的连接(connection
3．无线接入点
无线接入点类似蜂窝结构中的基站，是无线局域网的
重要组成单元。它是一种特殊的站，通常处于BSA的 中心，固定不动。
无线接入点是具有无线网络接口的网络设备，其至少
应包括：
与分布式系统的接口（至少一个） 无线网络接口（至少一个）和相关软件 桥接软件、接入控制软件、管理软件等AP软件和网络软件
power consumption)
当使用无线网卡时，要求移动节点不间断地监视接入点 或不停地与基站频繁握手的MAC协议是不适当的。 因此，在不使用网络时，无线LAN应具有减少功率消耗 的功能，如进入睡眠模式等。
传输的安全性(transmission
security)
无线LAN在传输中可能很容易被干扰和被窃听。 要求无线LAN的设计必须达到即使在噪音环境下仍有可 靠的传输及应提供一些安全级别以避免被窃听。
WLAN_体系结构讲解
WLAN_体系结构讲解WLAN（无线局域网）是一种基于无线通信技术的局域网，它允许用户通过无线方式访问网络以及与其他设备进行通信。
WLAN的体系结构是指WLAN网络中各个组成部分之间的关系和功能。
下面将详细讲解WLAN的体系结构。
WLAN体系结构主要由以下几个部分组成：1.无线客户端：无线客户端是使用WLAN网络的终端设备，如手机、平板电脑、笔记本电脑等。
无线客户端通过无线适配器实现与无线接入点的通信，并通过无线接口连接到网络。
2.无线接入点（AP）：无线接入点是WLAN网络中的核心设备，它是无线客户端与有线网络之间的桥梁。
无线接入点通过无线信号与无线客户端进行通信，并通过有线接口连接到有线网络。
无线接入点通常由无线电发射器、接收器和网络接口组成。
大型WLAN网络中通常有多个无线接入点互相连接，形成无线网络的覆盖范围。
3.网络服务器：网络服务器是WLAN网络中的核心系统，负责管理和控制整个网络的运行。
网络服务器通常包括认证服务器、DHCP服务器、网关和DNS服务器等。
认证服务器负责验证用户身份，DHCP服务器分配IP地址，网关提供网络与外部网络的接口，DNS服务器解析域名等。
4.有线网络：有线网络是WLAN网络的基础设施，通过有线网络提供可靠的连接和高速数据传输。
有线网络通常由以太网交换机、路由器和服务器等组成。
无线接入点通过有线网络与其他设备进行通信，将无线客户端的数据流量转发到有线网络中。
5.安全机制：安全机制是保障WLAN网络安全的重要部分。
由于WLAN网络的无线传输特性，容易受到未经授权的接入和数据窃听的攻击。
因此，WLAN网络中常使用WEP、WPA和WPA2等加密协议来确保数据的安全传输。
此外，还可以使用VPN（虚拟私人网络）等技术来增强安全性。
总结起来，WLAN的体系结构包括无线客户端、无线接入点、网络服务器、有线网络和安全机制。
无线客户端通过无线接入点连接到网络服务器，而无线接入点通过有线网络与其他设备进行通信。
无线网络技术要点
一.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WLAN②无线个域网WPAN③无线城域网/广域网WMAN/WWAN④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，radio communication，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：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。
无线网络的结构
网络中要求有一个无线站点充当中心站，所有站 点对网络的访问均由其控制。
结构化网络就是有中心拓扑。
有中心拓扑
接入点方式：主要用于室内环境 无线分布系统：主要用于室外环境
点对点型
点对多点型 混合型
有中心拓扑 ——接入点方式
AP
Internet
路由器
无线工作站
有中心拓扑
接入点方式：主要用于室内环境 无线分布系统：主要用于室外环境
机
ESS2
AP
本讲小结
1.WLAN的基本结构分类及相关术语 ——AP,BSS,ESS,SSID
掌 2.根据拓扑结构，WLAN的分类
3.WLAN的工作过程 ——扫频的分类
握 ——漫游的过程
难 1. WLAN的结构分类 点 2. WLAN的工作过程
谢谢！
在关联过程中，无线工作站与AP之间要根据信号的 强弱协商速率。
WLAN主要工作过程
重关联：当无线工作站从一个扩展服务区中的一个基 本服务区移动到另外一个基本服务区时，与新的AP建 立关联的过程。
漫游：指无线工作站在一组无线AP之间移动，并提供 对于用户透明的无缝连接，包括基本漫游和扩展漫游 。
工作站逐渐远离原AP,对原AP的接收信号变差；
传输频带是在接入设备AP上设置的，工作站不须设 置固定频带，并且工作站具有自动识别功能。工作 站动态调频到AP设定的频带，这个过程称之为扫描 。
扫频的分类：
被动扫描：工作站侦听AP发出的指示信号，并切换到给 定的频带。
主动扫描：工作站提出一个探试请求，接入点AP回送一 个含频带信息的响应包，工作站就切换到给定的频带。
11 Mbps
公共区域网 PWLAN
企业无线局域网 移动办公
无线局域网的介绍
HomeRF标准,用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通 信,是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准(DECT)相结合的 一种开放标准.HomeRF标准采用扩频技术,工作在2.4GHz频带, 可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点,适合用于 笔记本电脑. 4.HyperLAN/2标准 2002年2月,ETI的宽带无线接入网络(Broadband Radio Access Networks,BRAN)小组公布了HiperLAN/2标准. HiperLAN/2标准由全球论坛(H2GF)开发并制定,在5GHz的频 段上运行,并采用OFDM调制方式,物理层最高速率可达54Mbit/s, 是一种高性能的局域网标准.HyperLAN/2标准定义了动态频率选 择,无线小区切换,链路适配,多波束天线和功率控制等多种信 令和测量方法,用来支持无线网络的功能.基于HyperRF标准的 网络有其特定的应用,可以用于企业局域网的最后一部分网段, 支持用户在子网之间的IP移动性.在热点地区,为商业人士提供 远端高速接入因特网的服务,以及作为W-CDMA系统的补充,用 于3G的接入技术,使用户可以在两种网络之间移动或进行业务的 自动切换,而不影响通信.
(5)易于扩展.无线局域网有多种配置方式,可以很快从只 有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络,并且能 够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性. 由于无线局域网有以上诸多优点,因此其发展十分迅速.最近 几年,无线局域网已经在企业,医院,商店,工厂和学校等场 合得到了广泛的应用. 2.无线局域网的理论基础 目前,无线局域网采用的传输媒体主要有两种,即红外线和 无线电波.按照不同的调制方式,采用无线电波作为传输媒体 的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式. (1)红外线(Infrared Rays,IR)局域网 采用红外线通信方式与无线电波方式相比,可以提供极高的 数据速率,有较高的安全性,且设备相对便宜而且简单.但由 于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差,使得传输距离和覆 盖范围都受到很大限制,通常IR局域网的覆盖范围只限制在一 间房屋内.
WLAN无感知认证关键技术探讨
（ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｌ ａ ｂ ， Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５１ ０ ６ ３ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
研究与开发
ＷＬ Ａ Ｎ 无 感 知 认 证 关 键 技 术 探 讨
李 林 江
（ 中 国电信 股份 有 限公 司广 东研 究 院艾特 实验 室 广 州 ５ １ ０ ６ ３ ０ ）
摘 要： ＷＬ Ａ Ｎ 无 感 知 认 证 是 一 种 由 终 端 自动 识 别 的 接 人 认 证 方 式 ， 为 用 户 提 供 方 便 快 捷 的 ＷＬ Ａ Ｎ 接 人 服
ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｒ ｐ ｅ ｒ ｃ ｅ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｉ ｎ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｕ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＷＬ ＡＮ ｓ ｅ ｖｉ ｒ ｃ ｅ ｗｅ ｒ ｅ
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无线局域网
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
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☆无线接入点(BS) ●无线AP类似于移动通信网络的基站，通常处于 BSA的中心，固定不动 ●无线AP是具有无线网络接口的网络设备 ☆分布式系统(DS) 连接多个BS的系统称为DS 详细内容见教材第62-62页
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无线局域网的特点
☆无线局域网的优点 移动性,灵活性,可伸缩性,经济性 ☆无线局域网的局限性 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,节能管理,多业务与多媒体,移 动性,小型化和低成本 详细内容见教材第59-61页
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无线局域网概述
无线电话 PDA 无线打印机 笔记本
PC
服务器
笔记本
PC
典型WLAN和LAN集成部署示意图
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(a)PCMCIA无线局域网卡
(b)USB无线局域网卡
(c)室内AP
(d)室外AP
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无线局域网的组成与服务
无线局域网的组成
☆站(STA) 站也称主机或终端，是WLAN的基本组成单元。 站一般作为客户端，是具备无线网络接口的计算 机设备，通常包括终端用户设备、无线网络接口 和网络软件三部分。 ☆无线介质(WM) 无线介质是WLAN中站或AP间通信的传输介质， 空气是无线电波和红外线传播的良好介质。
01-什么是WLAN
无线局域网 用户手册目 录目 录第 1 章 什么是 WLAN..............................................................................................................1-11.1 WLAN 简介......................................................................................................................... 1-1 1.1.1 概述 ......................................................................................................................... 1-1 1.1.2 WLAN 特点 .............................................................................................................. 1-2 1.1.3 WLAN 结构拓扑简介 ............................................................................................... 1-3 1.1.4 WLAN 部件介绍....................................................................................................... 1-4 1.1.5 WLAN 关键原理简介 ............................................................................................... 1-7i无线局域网 用户手册第 1 章 什么是 WLAN第1章 什么是 WLAN1.1 WLAN 简介1.1.1 概述WLAN（Wireless Local Area Network）是指利用 RF（Radio Frequency）或 IR（Infrared Ray）等无线互连方式，构建起来的局域网。
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1.公共频段，信号干扰带来 的影响不确定. 2.802.11b和802.11g混合接 入时，性能降低到802.11b
优势
技术成熟，信道多，干扰 少；速率高。
技术成熟、成本低，终端 支持普及
技术成熟，兼容性好；成本 接近802.11b，终端支持普及
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WLAN 其他主要组织
WI-FI 联盟
3
IEEE 802
802.1 ：高层局域网协议Higher Layer LAN Protocols 802.2 ：逻辑链路控制Logical Link Control 802.3 ：以太网Ethernet 802.4 ：令牌总线Token Bus 802.5 ：令牌环Token Ring 802.11：无线局域网Wireless LAN 802.15：无线个域网 Wireless Personal Area Network 802.16：宽带无线接入 Broadband Wireless Access 802.17：弹性分组环 Resilient Packet Ring 802.18：无线管制 Radio Regulatory TAG 802.19：共存 Coexistence TAG 802.20：移动宽带无线接入 (MBWA) 4 802.21：媒质无关切换 Media Independent Handoff
ETSI 组织 WLANA 联盟 MMAC
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WI-FI 联盟
目前以IEEE 802.11b 的产品为主流，国际性组织 WECA “无线以太网兼容性联盟” (Wireless Ethernet Compatibility Alliance)提出WiFi (Wireless Fidelity)认证标准，只要厂商的无线产 品符合此 WiFi 标准（也就是符合IEEE 802.11b 规格）就一定可以和不同厂商的 WiFi产品进行互 通操作。
WLAN 的标准体系
IEEE 802.11 系列到目前为止主要包括下列21个 标准：
标准编号 负责的技术领域
无线局域网物理层和媒质接入控制层规范 无线局域网物理层和媒质接入控制层规范（5ghz高速物理层规范） 无线局域网物理层和媒质接入控制层规范（2.4ghz高速物理层扩展） 物理层方面的特殊要求 IEEE 802.11 MAC 曾拿增强－服务质量保证 支持IEEE 802.11 的接入点互操作协议（IAPP） 2.4ghz 频段高速物理层（20Mbps以上）扩展
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ETSI 组织
WLAN标准的开发主要有两大组织机构。一个是IEEE的 802.11工作组，一个是欧洲ETSI的RES10工作组。 HIPERLAN(High Performance European Radio LAN， 高性能欧洲无线LAN)，是由ETSI(European Telecommunications Standards Institute，欧洲电信 标准化协会)的RES10小组开发的，是高速WLAN的泛欧 标准。 标准HIPERLAN与802.11相似，覆盖了物理和 MAC层，通过在5GHz波段内使用传统的无线调制技术， 提供2～2E 802.11 IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11d IEEE 802.11e IEEE 802.11f IEEE 802.11g
WLAN 的标准体系
标准编号
IEEE 802.11h
IEEE 802.11i IEEE 802.11j IEEE 802.11k IEEE 802.11m IEEE 802.11n IEEE 802.11o
802.11b
2.4G 物理层速率达到11Mbps 应用速率达到约5－6Mbps 与老式DSSS系统后向兼容 较大
802.11g
2.4G 物理层速率达到54Mbps 应用速率达到约20Mbps 向后兼容802.11b 较大
1.公共频段，信号干扰带 来的影响不确定 2.当前终端普及性低，成 本较高
公共频段，信号干扰带来 的影响不确定
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WLANA 联盟
除了IEEE 802.11委员会以外，其他一些组织在推 动无线局域网市场方面也做了许多工作。无线局 域网联盟(WLANA)是由无线局域网厂商建立的非 营利性组织，它主要是进行无线局域网市场和产 品使用方面的培训等工作。由3Com、Aironet、 Intersil、朗讯科技、诺基亚以及Symbol科技公 司等厂商组建的无线以太网兼容联盟(WECA)则 主要通过在同一无线结构内对不同厂商的产品进 行验证，以实现真正意义上的多厂商产品的互操 作。
负责的技术领域
额外定义了物理层方面的要求
无线局域网媒质接入控制层安全性增强规范 日本采用的等同于802.11h 的协议 射频资源管理 对IEEE 802.11 规范体系进行维护，修正和改进 高速物理层和MAC 层规范 vowlan
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WLAN 的标准体系
标准编号
IEEE 802.11p
IEEE 802.11q IEEE 802.11r IEEE 802.11s IEEE 802.11t IEEE 802.11u IEEE 802.11v
负责的技术领域
车载环境下的无线通信
VLAN 的支持机制 快速漫游 MESH 网状网 无线网络性能预测 和其他网络的交互性 无线网络管理
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目前802.11 广泛应用标准
标准系 列 频段 容量 兼容性 覆盖范 围 缺点 802.11a
5.8G 物理层速率达到54Mbps 应用速率达到约20Mbps 802.11a与802.11b不兼容 较小
WLAN 培训之二
WLAN 体系结构和关键技术
内容纲要
无线局域网的标准体系
无线局域网的关键技术
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IEEE 组织
IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers），电气和电子工程师协会是世界上著名的专 业组织，每年出版大量的技术杂志并召开很多会议。 IEEE 802又称为LMSC（LAN /MAN Standards Committee，局域网/城域网标准委员会），致力于研究 局域网和城域网的物理层和MAC层规范，对应OSI参考模 型的下两层。 LMSC执行委员会（Executive Committee）下设工作组 （Working Group）、研究组（Study Group）、技术 顾问组（Technical Advisory Group）。曾经设立的多 个SG已经合并到WG中，目前活跃的WG和TAG如下：