09 - 无线网络和移动网络

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WLAN - 无线局域网

指采用无线通信技术的局域网

便携站 - 便于移动, 但在工作时其位置是固定不变的

移动站 - 不仅能移动, 还可以在移动过程中进行通信

WLAN的分类

有固定基础设施的WLAN

无固定基础设施的WLAN

固定基础设施 - 预先建立起来的, 能够覆盖一定地理范围的一批固定基站

移动自组网络

又称为自组网络, 是没有固定基础设施的无线局域网, 这些网络是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络

自组网络的服务范围通常是受限的, 而且一般也不和外界的其他网络相连接

移动自组网络也就是移动分组无线网络

WSN - 无线传感器网络

由大量传感器结点通过无线通信技术构成的自组网络

WSN的特点

  1. 不需要很高的带宽, 必须保持低功耗
  2. 对协议栈的大小有严格的限制
  3. 对网络安全性, 结点自动配置, 网络动态重组等方面有一定要求

WSN的应用领域

可以组成各种物联网, 例如

  1. 环境监测与保护
  2. 战争中对矫情的侦查和对兵力, 装备, 物资等监控
  3. 医疗中对病房的监测和对患者的护理
  4. 在工业环境中的安全监测
  5. 城市交通管理, 建筑内的温度/照明/安全控制等

WSN不同的接入

固定接入 - 在作为网络用户期间, 用户设置的地理位置保持不变

移动接入 - 用户设置能够以车辆速度移动时进行网络通信, 当发生切换时, 通信仍然是连续的

便携接入 - 在受限的网络覆盖中, 用户设备能够在以步行速度移动时进行网络通信, 提供有限的切换能力

游牧接入 - 用户设备的地理位置至少在进行网络通信时保持不变. 如果用户设备移动了位置, 则两次进行通信是可能还要寻找最佳的基站

CSMA/CA协议的原理

欲发送数据站先检测信道

通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值就可判定是否有其他的移动站在信道上发送数据

当源站发送它的第一个MAC帧时, 若检测信道空闲, 则在等待一段时间DIFS((分布协调功能帧间间隔)后就可发送

虚拟载波监听

让源站将它要占用信道的时间通知给其他所有站, 以便使其他所有站在这一段时间都停止发送数据.

所谓"源站通知"就是源站在其MAC帧首部中的第二个字段"持续时间"中填入了在本帧结束后还要占用信道多少时间, 包括目的站发送确认帧所需的时间

WPAN - 无线个人局域网

就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来自组网络, 不需要使用接入点AP

无线个人局域网WPAN和个人局域网PAN并不完全等同, 因为PAN不一定都是使用无边拼接的

WPAN和WLAN

WPAN是以个人为中心来使用的无线个人区域网, 它实际上就是一个低功耗, 小范围, 低速率和低价格的电缆替代技术

WLAN却是同时为放多用户服务的无线局域网, 它是一个大功率, 中等范围, 高速率的局域网

ZigBee

ZigBee技术主要用于各种电子设备之间的无线通信, 其主要特点是通信距离短, 传输数据率低, 并且成本低廉

ZigBee的特点

  1. 功能非常低

在工作时, 信号的收发时间很短; 而在非工作时, ZigBee结点处理休眠状态, 非常省电.

  1. 网络容量大

一个ZigBee的网络最多包括有255个结点, 其中一个是主设备, 其余则是从设备. 若是通过网络协调器, 整个网络最多可以支持超过64000个结点

ZigBee的组网方式

在一个ZigBee网络中有一个FFD充当该网络的协调器

协调器负责强烈抗议整个ZigBee网络的结点信息, 同时还可以与其他ZigBee网络的协调器交换数据

通过各网络协调器的互相通信, 可以得到覆盖更大范围, 超过65000个结点的ZigBee网络

蜂窝移动通信网络

第一代(1G)蜂窝无线通信是为话音通信设计的模拟FDM系统

第二代(2G)蜂窝无线通信提供你带数字通信(短信服务), 如GSM系统

2.5G技术是从第二代(2G)向第三代(3G)过渡的衔接性技术, 如GPRS和EDGE等

第三代(3G)移动通信和计算机网络的关系非常密切, 它使用iP的体系结构和混合的交换机制(电路交换和分组交换), 能够提供移动宽带多媒体业务(话音, 数据, 视频等, 可收发电子邮件, 浏览网页, 进行视频会议等), 如CDMA2000, WCDMA和TD-SCDMA

从3G开始以后的我口袋蜂窝移动通信都是以传输数据业务为主的通信系统, 而且必须

兼容2G的功能(即电话和短信), 这就是身后兼容

第四代(4G)高级国际移动通信, 一个重要技术指标是要实现更高的数据率, 目标峰值数据率是: 固定的和低速移动通信时应达到1GBit/s, 在高速移动通信时(在火车, 汽车上)应达到100Mbit/s