無線與流動網路

2021-10-02 06:03:28 字數 4158 閱讀 6527

無線網路基本組成主要包括以下幾個部分:

(1)無線主機。主機是執行應用程式的端系統裝置。

(2)無線鏈路。主機通過無線通訊鏈路連線到乙個基站或者另一台無線主機,不同的無線鏈路技術具有不同的傳輸速率和不同的傳輸距離。

(3)基站。基站通常負責協調與之相關聯的多個無線主機的傳輸。

(4)網路基礎設施。通常是大規模有線網路,如internet、公司網路或**網路等。

無線主機不通過基站(即沒有基站),直接與另乙個無線主機直接通訊的無線網路模式稱為自組織網路,或稱為特定網路,也稱為ad hoc網路。

無線鏈路有別與有線鏈路的主要表現在以下方面:

(1)訊號強度的衰減。訊號強度隨著傳送方和接收方距離的增加而衰弱,有時稱其為路徑損耗。

(2)干擾。在同乙個頻段傳送訊號的電波源將相互干擾。

(3)多徑傳播。多徑傳播使得接收方收到的訊號變得模糊。

無線網路不一定是流動網路,但流動網路一定是無線網路。

流動網路基本原理的主要內容有:

(1)從網路層的角度分析使用者的移動性。

(2)移動結點的位址始終保持不變的重要性。

(3)可用的有線基礎設施的支援。

外部網路可以通過向所有網路發通告,告訴他們該移動結點正在它的網路中。這通常可通過交換域內與域間路由選擇資訊來實現,而且只需對現有路由選擇基礎設施做的很少的改動即可。

將移動性功能從網路核心搬到網路邊緣,有該移動點的歸屬網路來實現。在移動結點的歸屬網路中的歸屬**也能跟蹤該移動結點的外部網路。

支援移動性所需要的網路層新功能有:

(1)移動結點到外部**的協議。當移動結點連線到外部網路時,他向外部**註冊。類似地,當乙個移動結點離開該外部網路時,他將向外部**取消註冊。

(2)外部**到歸屬**的註冊協議。外部**將向歸屬**註冊移動結點的coa。當某移動結點離開其網路時,外部**不需要顯式地向歸屬**登出coa,因為當移動結點移動到乙個新網路時,隨之而來的就要註冊乙個新的coa,這將完成源coa的登出。

(3)歸屬**資料報封裝協議。將通訊者的原始資料報封裝在乙個目的位址為coa的資料報內,並**出去。

(4)外部**拆封協議。從封裝好的資料報中取出通訊者的原始資料報,然後再將該原始資料報**給移動結點。

間接路由原則方法存在乙個低效的問題,即三角路由選擇問題。

1. ieee 802.11a、ieee 802.11b、ieee 802.11g 和 ieee 802.11n 標準具有以下共同特徵:(1)都使用相同的介質訪問控制協議 csma/ca。

(2)鏈路層幀使用相同的幀格式。

(3)都具有降低傳輸速率以傳輸更遠距離的能力。

(4)都支援「基礎設施模式」和「自組織模式」兩種模式。

2. ieee 802.11 體系結構的基本構件由兩部分組成:

(1)基站,又稱為接入點(ap)。

(2)基本服務集(bss)。乙個bss包含乙個或多個無線站點和乙個接入點的**基站。

每個ieee 802.11 無線站點都具有乙個6位元組的mac位址,該位址儲存在該站介面卡的韌體中。每個ap的無線介面也具有乙個mac位址。與乙太網類似,這些mac位址由ieee管理,理論上是全球唯一的。

多個站點(無線站點或ap)可能同時經相同通道傳輸資料幀,因此需要乙個多路訪問控制協議來協調傳輸。ieee802.11的mac協議採用csma/ca協議,又稱為帶碰撞避免的csma。

支援通道預約的csma/ca協議的原理:源站在傳送資料之前,必須先監聽通道,若通道空閒,則等待乙個分布式幀間間隔(difs)的短時間後,傳送乙個很短的請求傳送(rts)控制幀。rts幀包括源位址、目的位址和本次通訊所需的持續時間等資訊。

ieee 802.11 幀共有3種型別:控制幀、資料幀和管理幀。其中資料幀,mac首部共30位元組;幀主體,也就是幀的資料部分,不超過2312位元組,不過ieee 802.11幀的長度通常都是小於1500位元組;尾部是幀檢驗序列fcs,共4位元組。

蜂窩是指由乙個蜂窩網覆蓋的區域被分成許多稱作小區的地理覆蓋區域。每個小區包含乙個收發基站(bts),負責向位於其小區內的移動站點傳送或接收訊號。乙個小區的覆蓋區域取決於許多因素,包括bts的發射功率、使用者裝置的傳輸功率、小區中的障礙建築物以及基站天線的高度等。

1. 2g網路

gsm即全球移動通訊系統。gsm系統的業務,即為使用者提供的服務,可以分為承載業務、電信業務和附加業務三大類。gsm系統採用的是fdma和tdma混合接入的方式。

2. 3g網路

imt2000系統由終端(uim+mt)、無線接入網(ran)與核心網(cn)三部分組成。

3. 4g/lte網路

lte系統架構分為兩部分,即演進後的核心網(epc)和演進後的接入網(e-utran)。其中,epc又可分為兩部分:乙個是移動管理實體(mme),負責移動性控制;另乙個是服務閘道器(s-gw),負責資料分組的路由與**。

lte系統支援頻分雙工(fdd)和時分雙工(tdd)以及半雙工fdd(h-fdd)方式。fdd方式是指上行和下行訊號分別在兩個不同的頻帶上傳送,且上下行頻帶間必須留有一定的保護間隔,以避免上下行訊號間的干擾。tdd方式與fdd方式不同,傳送和接收訊號在相同的頻帶內,依據不同時隙區分上下行訊號。相對而言,tdd更適合在以ip分組業務為主要特徵的移動蜂窩通訊系統中使用。

lte系統中,ofdm稱為主要的多址技術。ofdm頻譜效率高,各載波部分重疊,且保持良好的正交性,避免了使用者之間的干擾,實現了較大的小區容量,ofdm頻寬擴充套件性強,其頻寬取決於使用的子載波數量,ofdm具有很好的抗多徑衰落能力。

4. 5g網路

第五代移動通訊技術(5g)是4g之後的延伸,目前正在研究中。5g技術的目的是構建網路社會,意味著除滿足超高速率傳輸需求外,還需滿足超高容量、超可靠性、隨時隨地可接入性等要求,以解決未來移動網際網路的流量風暴、網路阻塞等問題。

移動ip標準由3部分組成:**發現,向歸屬**註冊以及資料報的間接路由選擇。

**發現指的是當某移動ip站點到達乙個新網路時,不管是連到乙個外部網路還是返回其歸屬網路,他都必須知道相應的外部**或歸屬**的身份。這是新外部**的發現,通過乙個新的網路位址,才使移動結點中的網路層知道它已進入乙個新的外部網路。**發現可以通過以下兩種方式實現:**通告或**請求。

一旦某個移動ip結點收到乙個coa,則該位址必須要向歸屬**註冊。這可通過外部**(由它向歸屬**註冊該coa)或直接通過移動ip結點自己來完成。

通過外部**向歸屬**註冊共涉及4個步驟:

(1)當收到乙個外部**通告後,移動結點立即向外部**傳送乙個移動ip註冊報文。

(2)外部**收到註冊報文並記錄移動結點的永久ip位址。

(3)歸屬**接收註冊請求並檢查真實性和正確性。歸屬**把移動結點的永久ip位址與coa繫結。

(4)外部**接收註冊應答,然後將其**給移動焦點。

全球微波互聯接入(wimax)又稱為ieee 802.16 標準,其目的是在更大範圍內為使用者提供可以媲美有線網路的無線通訊解決方案。

在「最後一公里」無線寬頻接入方面,wimax相比無線區域網和傳統的蜂窩流動網路具有非常鮮明的優勢:更遠的傳輸距離,可以達到50km;更高速的寬頻接入,最高可達300mbit/s。

ieee 802.15.1 網路以小範圍、低功率和低成本執行。他本質上是乙個低功率、小範圍、低速率的「電纜替代」技術,用於互聯筆記本、序列裝置、蜂窩**和智慧型手機。ieee 802.15.1 網路優勢被稱為無線個人區域網路(wpan)標準。ieee 802.15.1 的鏈路層和物理層基於早期用於個人區域網路的藍芽(bluetooth)規範,所以通常也將ieee 802.15.1網路稱為藍芽網路。ieee 802.15.1 網路以tdm方式工作於無需許可的2.4ghz無線電波段,每個時隙長度為625 繆s。

ieee的第二個個人區域網路標準是ieee 802.15.4,被稱為zigbee。zigbee較之藍芽仍有其獨特目標,即zigbee主要以低功率、低資料速率、低工作週期應用為目標。

zigbee網路結點可以分兩類:「簡化功能裝置」和「全功能裝置」。

無線與流動網路 計算機網路原理(本科)

一 無線網路基本結構 1 無線主機 2 無線鏈路 3 基站 4 網路基礎設施 5 自組織網路 二 無線鏈路與無線網路特性 無線和有線區別 1 訊號強度的衰減 2 干擾 3 多徑傳播 4 隱藏終端 一 流動網路基本原理 1 不同移動性需求 2 網路層位址保持不變的重要性 3 有線基礎設施的支援 二 定...

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