无线移动通信

各种移动通信标准

  • 1G:
    • 第一代模拟蜂窝;频分双工FDD
  • 2G:
    • 第二代数字蜂窝
      1. GSM全球移动通信,采用TDMA
      2. CDMA码分多址通信
  • 2.5G:
    • 第2.5代通用分组无线业务GPRS
  • 2.75G:
    • 第2.75代增强型GPRS,称作EDGE
  • 3G:
    • 第三代,速率达到 2Mbps
  • 4G:
    • 第四代,速率达到 100Mbps
  • 4G+,4.5G,5G

3G和4G标准汇总

  • 3G(6个)
    • W-CDMA,频分双工
    • CDMA-2000,频分双工
    • TD-SCDMA,时分双工, ==中国技术标准==
    • EDGE
    • DECT
    • WiMAX IEEE 802.16d固定;无线城域网 IEEE802.16e移动
  • 4G(3个)
    • UMB,超移动宽带(已停用)
    • LTE Advanced ,长期演进技术, ==中国技术标准==
    • WIMAX II 全球微博互联接入 IEEE 802.16m

4G标准

  • ==至少100Mbps,下行1Gbps,上行500Mbps==
  • 使用 正交频分多址 ==接入OFDM和MIMO技术==,包含TDD和FDD两种制式

无线局域网WLAN

  • 两大阵营:
    • IEEE802.11,面向数据无连接
    • 欧洲邮电委HIPERLAN,面向语音有连接
名称 发布时间 工作频段 调制技术 数据速率
802.11 1997年 2.4GHz  ISM频段 DB/SK
DQPSK
1Mbps
2Mbps
802.11b 1998年 2.4GHz  ISM频段 CCK 5.5Mbps,11Mbps
802.11a 1999年 5GHz U-NII频段 OFDM 54Mbps
802.11g 2003年 2.4GHz  ISM频段 OFDM 54Mbps
802.11n 2009年 2.4GHz/5GHz  频段 OFDM  MIMO 300Mbps
600Mbps
802.11ac 2012年 5GHz U-NII频段 OFDM  MIMO 500Mbps
1Gbps
  • 两种结构:

    • 基础设施网络
    • 特殊网络Ad  Hoc

    wlanjg

  • 两种AP:

    • ==胖AP(FAT)==
      • 一般指无线路由,胖AP多用于家庭和小型网络,功能比较全,一般一台设备就能实现接入、认证、路由、VPN、地址翻译甚至防火墙功能
    • ==瘦AP(FIT)==
      • 一般指无线网关或网桥,瘦AP多用于要求较高的场合,要实现认证一般需要认证服务器或支持认证功能的交换配合
  • 三种技术:

    • ==红外线==
      • 分为定向光束红外线、全向广播红外线、漫反射红外线
    • ==扩展频谱==
      • 分为频率跳动FHSS、直接序列DSSS
    • ==窄带微波==
      • 分为申请许可证RF、免许可证RE

CSMA/CA:载波监听多路访问冲突避免

  • 与CSMA/CD很像
    • 但是D——检测,A——避免,两者并不同
  • 用于结局隐蔽终端的问题

工作流程

  1. 传数据先检测,如果探测到网络没有数据,则等待一个IFS时间,再随机选择一个时间片继续探测,如果无线网路中还没有活动的话,九江数据发送过去
  2. 发出数据之前,先发送一段小的请求报文给目标端,收到目标端回应后,再传送大量的数据,确保不会碰撞,开销最少

2.2 三种帧间隔IFS

  1. DIFS (分布式协调IFS),最长,优先级最低
  2. PIFS (点协调IFS),中等长度,优先级居中
  3. SIFS (短IFS),最短,运行高立即响应

无线加密协议WEP

  • 用于认证和加密,为明文的

无线保护接入WPA/WPA2

  • 802.1x认证、RC4加密和TKIP数据完整性

Ad Hoc网络

  • 节点之间对等,每个节点既是主机,又是路由器,形成自组织网MANET

MANET的路由协议

  • MANET路由协议
    • 扁平的路由协议
      • 先验式:周期交换,开销大,周期检查身体花销大
      • 反应式:按需分配,开销少,有病再查身体花销小
    • 分层的路由协议
    • 地理信息的路由协议(GPS定位)

DSDV路由协议

  • 目标排序的距离矢量协议,扁平式,先验式,利用 序列号 解决环路

AODV路由协议

  • 按需分配的距离矢量协议,扁平式,反应式,开销少,适合快速变化的网络

无线网的安全

  • 隐藏SSID
  • MAC过滤
  • WEP/WPA/WPA2
  • 802.11i

无线个人网

无线个人网WPAN

  • 小范围,10米左右,手持设备
  • IEEE802.15.1/2/3/4标准

蓝牙技术

  • IEEE 802.15.1标准
  • ==1个主设备,7个从设备==
  • 四个重要协议:
    • RF无线电频率协议
    • 链路控制协议LCP
    • 链路管理协议LMP
    • 链路自适应协议L2CAP

ZigBee(蜜蜂网)技术

  • IEEE 802.15.4标准
  • 全功能设备FFD,简单功能设备RFD,RFD之间不能通信。 一般用于物联网

练习例题

  1. 中国自主研发的4G通信标准是 []{.gap} 。 {.quiz}

    • TD-SCDMA {.options}
    • UMB {.options}
    • LTE {.correct}
    • WiMAX {.options}
      {.options}
  2. IEEE802.11定义了多种WLAN的通信标准,其中 []{.gap} 与其他标准采用频段不同,因而不能兼容。{.quiz}

    • 802.1a {.correct}
    • 802.1b {.options}
    • 802.1g {.options}
    • 802.1n {.options}
      {.options}
  3. IEEE802.11采用CSMA/CA协议,采用这个协议的原因是 []{.gap} 。 {.quiz}

    • 这个协议比CSMA/CD更安全 {.options}
    • 这种协议可以引进更多业务 {.options}
    • 这种协议可以解决隐蔽终端问题 {.correct}
    • 这个协议比其他协议更有效率 {.options}
      {.options}
  4. 以下通信技术中,未在IEEE802.11无线局域网中使用的是 []{.gap} 。 {.quiz}

    • FHSS {.options}
    • DSSS {.options}
    • CDMA {.correct}
    • IR {.options}
      {.options}
      • CDMA是2G无线移动数据,不是局域网
      • IR可通过红外线建立无线局域网
  5. 在Wi-Fi安全协议中,WPA与WEP相比,采用了 []{.gap} 。 {.quiz}

    • 较短的初始化向量 {.options}
    • 更强的加密算法 {.options}
    • 共享密钥认证方案 {.options}
    • 临时密钥以减少安全风险 {.correct}
      {.options}
  6. IEEE802.16工作组提出的无线接入系统中的接口标准是 []{.gap} 。 {.quiz}

    • GPRS {.options}
    • WiMAX {.correct}
    • LTE {.options}
    • UMB {.options}
      {.options}