计算机网络 第七章无线和移动网络 PPT精品课件

移动性
7.5 原理：寻址和路由选择 到移动节点
7.6 移动IP 7.7 管理蜂窝网中的移动性 7.8 移动性和高层协议
无线和移动网络 7-11
无线链路特性（1）
与有线链路的重要区别……。
递减的信号强度：无线电信号通过物质传播时会衰
减（路径损耗）
来自其他源的干扰：其他设备（例如电话）共享的
标准化无线网络频率（例如2.4 GHz）；设备（电 机）也会干扰
无线和移动网络 7-2
无线网络的要素
网络 基础设施
无线和移动网络 7-3
无线网络的要素
网络 基础设施
无线主机
手提电脑，智能手机
运行应用程序
可能是固定的（非移动） 或移动的
• 无线性不总意味着移动 性
无线和移动网络 7-4
无线网络的要素
网络 基础设施
基站
通常连接到有线网络 中继-负责在其范围内有
CDMA：俩个发送方干扰
数据 比特
发送方1 编码
发送方2
接收方1
编码
时隙1接 时隙2接 收的输入 收的输入
信道将发送方1和2的传 输汇总在一起
无线和移动网络 7-15
CDMA编码/解码
发送方
数据 比特wenku.baidu.com
d1 = -1
d0 = 1
Zi,m= di.cm
编码 1 1 1 1
11 1 1
-1 -1 -1 -1
-1 -1 -1 -1
时隙1 时隙0
信道输出Zi，m
1 11 1 11 1 1
-1 -1 -1 -1
-1 -1 -1 -1
时隙1 信道 输出
无线和移动网络 7-14
码分多址（CDMA）
独特“码” 分配给每个用户；编码集划分
• 所有用户共享相同的频率，但是每个用户都有自己 的“码片”序列 进行编码
• 允许多个用户“共存”并以最小的干扰同时传输（ 如果编码为“正交的”）
编码信号 =（原始数据）X（码片序列） 解码： 编码信号和码片序列的内积
网状网络
无基站，无连接到更大 的网络。可能要 中继到其他 给定的无线节点
移动自组织网络，车载自 组织网络
无线和移动网络 7-10
第7章概述
7.1概述
无线性：
7.2 无线链路，特征
• 码分多址
7.3 IEEE 802.11无线局域 网（“Wi-Fi”)
7.4 蜂窝因特网接入
• 结构概述 • 标准（例如3G，LTE）
无线网络特性
多个无线发送器和接收器会带来其他问题（多路访问除 外）：
C
B A
隐藏终端问题
B，A互相听见 B，C互相听见 A，C无法听到对方的声音意味
A，C无意识它们对B的干扰
A
A 的信号 强度
B
C
C的信号 强度
空间
信号衰减：
B，A互相听见 B，C互相听见 A，C在B处听不到对方的干扰
时隙0 信道 输出
收到的 输入
M
S Di = m =Z1 i,m.cm
M
1 11 1 11 1 1
-1 -1 -1 -1
-1 -1 -1 -1
d1 = -1
接收者
编码 1 1 1 1
11 1 1
-1 -1 -1 -1
-1 -1 -1 -1
时隙1
时隙0
时隙1 信道 输出
d0 = 1
时隙0 信道 输出
无线和移动网络 7-16
节点将自组织成一个网 络：彼此之间的路由
无线和移动网络 7-9
无线网络分类
单跳
基础设施 （例如，APs）
主机连接到 基站（WiFi， WiMAX，蜂窝网络）
并连接到 更大的网络
无 基础设施
无基站，没有 连接到更大 因特网（蓝牙， 自组织网络）
多跳
主机可能需要通过 几个中继无线节点 连接到更大的网络：
室外
50-200m
室外中等距离 室外长距离
200m – 4000m
5 – 20 Km
无线和移动网络 7-7
无线网络的要素
网络 基础设施
基础设施模式
基站将移动设备连接到有 线网络
切换：超出覆盖范围改变 其接入到更大网络的连接 点
无线和移动网络 7-8
无线网络的要素
自组织网络
没有基站
节点只能在链路覆盖范 围内传输到其他节点
802.11ac 802.11n
802.11a，g 802.11b
802.15
802.11a，g point to point 4G：LTWE WIMAX
3G：UMTS / WCDMA-HSPDA，CDMA2000-1xEVDO
.384 .056
室内
10-30m
2.5G：UMTS / WCDMA，CDMA2000 2G：IS-95，CDMA，GSM
增加SNR->降低BER
• 给定SNR： 选择符合BER要求 10-5
的物理层，以提供最高的吞吐
量
10-6
• SNR可能随移动性而变化： 10-7 动态适应物理层（调制技 术，速率）
10
20
30
40
SNR（dB）
QAM256（8 Mbps） QAM16（4 Mbps） BPSK（1 Mbps）
无线和移动网络 7-13
Ch7: 无线和移动网络
背景：
#无线（移动）电话用户现在超过有线电话用户（5 比1）！
＃无线互联网连接设备等于＃有线互联网连接设备
• 笔记本电脑，支持Internet的电话允许随时随地访问 Internet
两个重要（但又不同）的挑战
• 无线性： 无线链路通信 • 移动性： 处理更改网络连接点的移动用户
线网络和无线主机之间 发送数据
例如，蜂窝塔
802.11接入点
无线和移动网络 7-5
无线网络的要素
网络 基础设施
无线链路
通常用于将移动设备连 接到基站
也用作主干链路
多路访问协议协调链路 访问
各种数据传输速率，传 输距离
无线和移动网络 7-6
部分无线链路的特征
传输速率（Mbps）
1300 450 54 5-11 4 1
无线和移动网络 7-1
第7章概述
7.1简介
无线性：
7.2 无线链路，特征
• 码分多址
7.3 IEEE 802.11无线局域 网（“Wi-Fi”)
7.4 蜂窝因特网接入
• 结构概述 • 标准（例如3G，LTE）
移动性
7.5 原理：寻址和路由选择 到移动节点
7.6 移动IP 7.7 管理蜂窝网中的移动性 7.8 移动性和高层协议
多径传播：无线电信号反射离开地面，到达目的地
的时间略有不同 ...使得通信通过（甚至是点对点）无线链路进行更加
“困难”
无线和移动网络 7-12
无线链接特性（2）
SNR：信噪比
10-1
• 更大的SNR –更容易从噪
10-2
声中提取信号
比特差错率
SNR与BER的权衡
10-3
• 给定的物理层： 增加功率-> 10-4