无线网络技术复习

无线网络技术

第1章绪论

1、无线网络分类

❖从无线网络覆盖范围看

系统内部互连/无线个域网

无线局域网

无线城域网/广域网

❖从无线网络的应用角度看，还可以划分出

无线传感器网络

无线Mesh网络

无线穿戴网络

无线体域网等，这些网络一般是基于已有的无线网络技术，针对具体的应用而构建的无线网络。

2、无线局域网的分类

❖第一类是有固定基础设施的：预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站，采用802.11标准的WLAN。如蜂窝移动电话。

最小构件是基本服务集（BSS），一个BSS包括一个基站和若干个移动站。

❖第二类是无固定基础设施的：没有预先建好的固定接入点（AP），而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成临时网络。自组织网络/移动Ad hoc网络。

服务范围有限，一般也不与外界的其他网络连接。

3、网络协议层次设计应注意的问题

❖分层时应注意使每一层的功能非常明确，层数适当。

层数太少，会使每一层协议太复杂

层数太多，会在描述和综合各层功能时太过分散

❖标识发送方和接收方的机制

❖数据传输的规则——单向、双向、多逻辑信道

❖差错控制问题

❖报文到达顺序问题

❖流量控制问题

❖报文的拆分、传输、重组问题

❖多路复用和多路解复用问题

❖路由选择

4、协议和服务的关系

❖协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

❖服务：由下层向上层通过层间接口（服务访问点，SAP）提供的功能。

❖协议与服务的关系：

协议是水平的，服务是垂直的

服务是某一层内完成的能够被高一层利用的功能

两个对等实体（服务用户）通过协议进行通信，目的是为上一层提供服务

5、无线网络的协议模型研究的重点是什么？

第2章无线传输技术基础

1、相关概念

（1）传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguided)两类。

（2）天线发射的信号重要属性：方向性。

（3）无线传输的两种基本构造类型

定向结构：发射天线将电磁波聚集成波束后发射出去，因此，发射和接收天线必须精确校准。

全向结构：发送信号沿所有方向传播，并能够被多数天线接收到。

（4）通常：低频信号为全向；高频信号为定向。

（5）卫星传输的最佳频率范围为1GHz ～10GHz 。

（6）地面微波频率范围为2GHz ～40GHz

（7）天线有五个基本参数：方向性系数、天线效率、增益系数、辐射电阻和天线有效高度。

（8）天线增益的目的是为了定向性。 （9）天线增益与有效面积的关系：

（10）由天线辐射出去的信号以三种方式传播：

地波(ground wave)：地波传播或多或少要沿着地球的轮廓前行，且可传播相当远的距离，较

好地跨越可视的地平线。

天波(sky wave)：天波信号可以通过多个跳跃，在电离层和地球表面之间前后反弹地穿行。 直线LOS(line of sight) ：当要传播的信号频率在30MHz 以上时，天波与地波的传播方式均

无法工作，通信必须用直线方式。

（11）两个天线（两个天线的高度分别为h 1和h 2）之间直线传播的最大距离是 2、直线传输系统中的损伤

❖ 衰减和衰减失真(attenuation and attenuation distortion)

❖ 自由空间损耗(free space loss)

❖ 噪声(noise)

❖ 大气吸收(atmospheric absorption)

❖ 多径(multi path)

❖ 折射(refraction)

3、差错补偿机制

❖ 补偿因多路径衰退所导致的差错和失真的三种手段：

1．前向纠错（forward error correction ）

2．自适应均衡（adaptive equalization ）

3．分集技术（diversity technology ）

2

2244c A f A G e e πλπ==)

(57.321Kh Kh d +=

❖前向纠错的基本做法

发送器在每一个传输的数据块中添加很多附加的冗余位，形成纠错码，作为数据位的函数进行计算。

对每一个位块（数据加上纠错码），接收端通过数据位计算新的纠错码，与收到的纠错码比较，以判断传输中是否出错，若出错则纠正。

4、分集技术

❖分集技术实现的前提：每个信道的衰退都是独立事件。

❖分集技术是指通过查找和利用自然界无线传播环境中独立的（至少是高度不相关的）多径信号来实现。即如果一条无线传播路径中经历了深度衰退，而另一条相对独立的路径中可能仍包含着较强的信号，因此可以在多个信号中选择两个或更多的信号进行合并，这样可以同时提高接收端的瞬时信噪比和平均信噪比，一般可提高20dB到30dB。

5、常用的分集技术类型

❖频率分集（扩频技术）：指在多于一个频率上传送信号，其原理是基于在信道相干带宽之外的频率上不会出现同样的衰退。

❖空间分集（天线分集）：采用多付接收天线来接收信号，然后进行合并。为保证接收信号的不相关性，要求天线之间的距离足够大，在理想情况下，接收天线之间的距离只需波长λ的一半。

❖时间分集：对于一个随机衰退的信号，若对其振幅进行顺序取样，对时间间隔大于相干时间的两个样点是互不相关的。

6、扩频技术

❖跳频扩频(frequency hopping spread spectrum，FHSS)：信号用看似随机的无线电频率序列进行广播，并在固定间隔里从一个频率跳到另一个频率。接收器在接收消息时，也和发送器同步地从一个频率跳到另一个频率。

❖直接序列扩频(DSSS)：原始信号中的每一个位在传输信号中以多个位表示，该技术使用扩展编码。这种扩展编码将信号扩展到更宽的频带范围上，而这个频带范围与使用的位数成正比。