# 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

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

    • 802.1a
    • 802.1b
    • 802.1g
    • 802.1n
  3. IEEE802.11 采用 CSMA/CA 协议,采用这个协议的原因是

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

    • FHSS
    • DSSS
    • CDMA
    • IR
    • 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

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

    • GPRS
    • WiMAX
    • LTE
    • UMB