第7章_无线宽带网络v1.1 物联网 教学课件.pptVIP

第6章介绍了互联网的基础知识 互联网的基本元素和常见接入方式 互联网的分层体系结构 应用层、传输层和网络层的常见协议 本章重点介绍无线网络的组成元素和特点，着重以IEEE802.11和IEEE802.16为例介绍无线局域网技术和无线城域网技术两种无线宽带网络技术的架构和特点。 多径传播 无线信号由于阻挡物的反射和折射，到达接收端的时间可能略微不同。 无线广域网 连接信号可以覆盖整个城市甚至国家 当前主要广域网 2G：GSM,CDMA 2.5G: GPRS,EDGE 3G: CDMA2000(电信),TD-SCDMA(移动),WCDMA(联通) 4G:数据通信速率可超过100M 3G的起源 1940年，美国女演员海蒂·拉玛和她的丈夫提出一个Spectrum（频谱）的技术概念，被称为展布频谱技术（也称码分扩频技术），最终演变成我们今天的3G技术，展布频谱技术就是3G技术的根本基础原理。 2000年5月，国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准，中国的TD-SCDMA、欧洲的WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术。 2008年5月24日，工业和信息化部、国家发改委、财政部联合发布《关于深化电信体制改革的通告》，鼓励中国电信收购中国联通CDMA网，中国联通与中国网通合并，中国铁通并入中国移动，国内电信运营商由5家变为3家。 2008年12月31日，国务院常务会议通过决议，同意启动3G牌照发放工作。 CDMA (Code Division Multiple Access，码分多址) 技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信 。 CDMA通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分。 IEEE （Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会）是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，是世界上最大的专业技术组织之一（成员人数），拥有来自175个国家的36万会员（到2005年）。该组织在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域中都是主要的权威。 IEEE被国际标准化组织授权为可以制定标准的组织，设有专门的标准工作委员会，有30000义务工作者参与标准的研究和制定工作，每年制定和修订800多个技术标准。 IEEE的标准制定内容有：电气与电子设备、试验方法、原器件、符号、定义以及测试方法等。 IEEE802.11是IEEE制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入。由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，IEEE小组相继推出了一系列802.11标准。不同802.11协议的差异主要体现在使用频段，调制模式和信道差分等物理层技术上。 用户与接入点关联（基站模式）： 接入点广播的“识别帧”（包含了接入点的MAC地址和服务集表示符） 用户根据收到的“识别帧”选择与其中一个接入点建立关联 识别帧扫描方式： 被动扫描，接入点周期性广播“识别帧”。 主动扫描，首先无线用户主动广播“探测帧”，然后收到“探测帧”的接入点以“回应帧”响应，最后用户根据“回应帧”选择接入点。 CSMA/CA：信道访问机制 传输端： 空闲信道 若等待DIFS(分布帧间隔）后信道仍空闲，开始传输数据。 繁忙信道 随机退避 若侦测到信道空闲，减少退避数值 当退避时间结束后开始发送 若没有收到ACK，增大退避间隔 接收端： 接收到数据 等待SIFS（短帧间隔）后发送ACK RTS和CTS机制：预留信道 为了避免冲突和“隐藏终端”，发送端可以请求预留信道而不是随机访问，通过RTS（Request to Send）和CTS（Clear to Send）实现。 发送端 使用CSMA/CA向接入点发送RTS 接入点 广播CTS 接收到CTS的用户 RTS发送者发送数据 其它用户延后其发送 RTS和CTS机制：预留信道（续） 虽然RTS可能会冲突，但由于RTS很短，冲突概率较小。但是同时会增加传输延时和降低信道利用率。 RTS和CTS机制适用于冲突发生概率较高的情境中，如无线网络用户每次都需传输较长数据帧时。 接入点 A B RTS(A) RTS(B) RTS(A) CTS(A) CTS(A) 数据 (A) ACK(A) ACK(A) RTS冲突 延后时间 802.11数据帧结构 802.11数据帧结构（续） 三个