❶ 异构网络的网络选择算法的研究
异构网络中无线资源管理的一个重要研究方向就是网络选择算法,网络选择算法的研究很广泛,这里给出了几个典型的无线网络选择算法的类别。 预切换可以有效的减少不必要的切换,并为是否需要执行切换做好准备。通常情况下可以通过当前接收信号强度来预测将来接收信号强度的变化趋势,来判断是否需要执行切换。
文献 中利用多项式回归算法对接收信号的强度进行预测,这种方法的计算复杂度较大。文献 中,利用模糊神经网络来对接收信号强度进行预测,模糊神经网络的算法最大的问题,收敛较慢,而且计算的复杂度高。文献 中,利用的是最小二乘算法(LMS)来预测接收的信号强度,通过迭代的方法,能够达到快收敛,得到较好的预测。还有在文献 中,直接采用接收信号强度的斜率来预测接收信号强度,用来估计终端在该网络中的生存时间,但是这种方法太简单,精度不是很高。 在垂直切换的过程中,对于相同的切换场景,通常会出现现在的已出现过的切换条件,对于其垂直切换的结果,可以应用到当前条件下,这样可以有效避免的重新执行切换决策所带来的时延。
文献[33]中,提出利用用户连接信息(User Connection Profile,UCP)数据库用来存储以前的网络选择事件。在终端需要执行垂直切换时,首先检查数据库中是否存在相同的网络选择记录,如果存在可以直接接入最合适的网络。在文献[34]中,提出了将切换到该网络的持续服务时间和距离该网络的最后一次阻塞时间间隔作为历史信息记录下来,根据这些信息,选择是否有必要进行切换。 由于用户对网络参数的判断往往是模糊的,而不是确切的概念,所以通常采用模糊逻辑对参数进行定量分析,将其应用到网络选择中显得更加合理。模糊系统组成通常有3个部分组成,分别是模糊化、模糊推理和去模糊化。对于去模糊化的方法通常采用中心平均去模糊化,最后得到网络性能的评价值,根据模糊系统所输出的结果,选择最适合的网络。
通常情况下,模糊逻辑与神经网络是相互结合起来应用的,通过模糊逻辑系统的推理规则,对神经网络进行训练,得到训练好的神经网络。在垂直切换的判决的时候,利用训练好的神经网络,输入相应网络的属性参数,选择最适合的网络接入。
基于模糊逻辑和神经网络的策略,可以对多种因素(尤其动态因素)进行动态地控制,并做出自适应的决策,可以有效提高网络选择的合理性,但该策略最大的缺点是,算法的实现较为复杂,在电池容量和处理能力均受限的移动设备上是不合适的。 在异构网络选择中,博弈论是一个重要的研究方向。在博弈论的模型中,博弈中的参与者在追求自身利益最大化的同时,保证自身付出的代价尽量小。参与者的这两种策略可以通过效用函数和代价函数来衡量。因此通过最大化效用函数和最小化代价函数,来追求利益的最大化。
文献[36]中提出一种基于博弈论的定价策略和网络选择方案,该方案中服务提供商(Service Providers,SPs)为了提高自己的利润需要面临竞争,它是通过用户间的合作或者非合作博弈来获得,在实际的异构网络场景下,用户和服务提供商SPs之间可以利用博弈模型来表示。Dusit Niyato在文献[37]中,通过竞价机制来进行异构网络资源的管理,这里将业务分成两种类型,一种是基本业务,另一种类似高质量业务,基本业务的价格是固定的,而高质量业务的价格是动态变化的,它是随着服务提供商的竞争和合作而变化的。因此这里从合作博弈和非合作博弈两方面来讨论定价机制。Dusit Niyato在文献[38]中基于进化博弈理论,来解决在带宽受限情况下,用户如何在重叠区域进行网络选择。 网络选择的目标通常是通过合理分配无线资源来最大化系统的吞吐量,或者最小化接入阻塞概率等,这样就会涉及网络优化问题。
网络选择算法往往是一种多目标决策,用户希望得到好的服务质量、价格便宜的网络、低的电池功率消耗等。对于多目标决策算法,通常是不可能使得每个目标同时达到最优,通常的有三种做法:其一,把一些目标函数转化为限制条件,从而减少目标函数数目;其二,将不同的目标函数规范化后,将规范化后的目标函数相加,得到一个目标函数,这样就可以利用最优化的方法,得到最优问题的解;其三,将两者结合起来使用。例如文献[39]中,采用的是让系统的带宽受限,最大化网络内的所有用户的手机使用时间,即将部分目标函数转化为限制条件。文献[40]中,采用的是让用户的使用的费用受限,最大化用户的利益和最小化用户的代价,这里采用的是上面介绍的第三种方法。 基于策略的网络选择指的是按照预先规定好的策略进行相应的网络操作。在网络选择中,通常需要考虑网络负荷、终端的移动性和业务特性等因素。如对于车载用户通常选择覆盖范围大的无线网络,如WCDMA、WiMAX等;对于实时性要求不高的业务,并且非车载用户通常选择WLAN接入。这些均是通过策略来进行网络选择。
文献[41, 42]提出了基于业务类型的网络选择算法,根据用户的业务类型为用户选择合适的网络。文献[35]提出基于负载均衡的网络选择算法,用户选择接入或切换到最小负载因子的网络。[43]提出了一种考虑用户移动性和业务类型的网络选择算法。 多属性判决策略(Multiple Attribute Decision Making,MADM)是目前垂直切换方面研究最多的领域。多属性判决策略主要分为基于代价函数的方法和其他方法。
基于代价函数的方法
代价函数一般有两种构造形式,一种是多属性参数值的线性组合,如(2.1)式所示;另一种是多属性参数值的权重指数乘积或者是属性参数值的对数线性组合,如(2.2)式所示。
(2.1)
(2.2)
其中代表规范化的第个网络的第个属性值,代表第个属性的权值。对于属性的规范化,首先对属性进行分类,分为效益型、成本型等,然后根据不同的类型的,对参数进行归一化,采用最多的是线性规范化、极差规范化和向量变换法。关于权值的确定可以分为简单赋权法(Simple Additive Weighting,SAW)、层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)、熵权法、基于方差和均值赋权法。
(1) SAW:用户根据自己的偏好,确定每个属性的重要性,通常给出每个参数取值的具体参数值。
(2) AHP:首先分析评价系统中各要素之间关系,建立递阶层次结构;其次对同一层次的各要素之间的重要性进行两两比较,构造判断矩阵;接着由每层判断矩阵计算相对权重;最后计算系统总目标的合成总权重。
(3) 熵权法:通过求解候选网络中的同一属性的熵值,熵值的大小表明网络同一属性的参数值的差异,差别越大,说明该属性对决策影响越大,相应权值的取值就越大。
(4) 基于方差和均值赋权法:通过求解候选网络中同一属性参数的均值和方差,结合这两个参数确定该属性的重要性程度值,然后再对其进行归一化,得到每个属性的参数值。
其他方法
(1) 基于方差和均值赋权法:通过求解候选网络中同一属性参数的均值和方差,结合这两个参数确定该属性的重要性程度值,然后再对其进行归一化,得到每个属性的参数值。
(2) 逼近理想解排序法(TOPSIS):首先对参数进行归一化,从网络的每组属性参数值里选择最好的参数组成最优的一组属性参数,同样也可以得到最差的一组属性参数。将每个网络与这两组参数比较,距离最优参数组越近,并且与最差组越远,该网络为最合适的网络。
(3) 灰度关联分析法(GRA):首先对参数进行归一化,再利用GRA方法,求得每个网络的每个属性的关联系数,然后求出每个网络总的关联系数。根据每个网络总的关联系数,选择最适合的网络。
(4) 消去和选择转换法(ELECTRE):首先对参数进行归一化,构造加权的规范化矩阵,确定属性一致集和不一致集。然后计算一致指数矩阵和劣势矩阵,最后得到一致指数矩阵和不一致指数矩阵。根据这两个矩阵,确定网络的优劣关系,选择最适合的网络。
VIKOR:首先对参数进行归一化,首先确定最优和最差属性参数组,然后计算得到每个网络属性的加权和属性中最大的参数值,然后利用极差规范化对网络的加权和以及最大属性值进行归一化,最后利用归一化的参数进行加权求和,依据这个值,选择最合适的网络。
❷ 无线网络技术及特点
无线网络技术及特点
无线网络因其灵活性强、可扩展、可移动等优势,被广泛应用于社会生活的诸多领域,可以说现阶段人们的日常生活已经无法离开无线网络系统。下面我为大家搜索整理了关于无线网络技术及特点,欢迎参考阅读,希望对您有所帮助!
一、无线网络的分类
1.无线个域网
无线个人区域网(或无线个域网)。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,整个网络的范围大约为10米。
2.无线局域网
无线局域网络是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
3.无线城域网
无线城域网络是指用户在一定的城区多个场所之间建立无线连接,不必花费很高的费用铺设光缆、电缆和对外租用线路。此外,在有线网络宽带的租赁线路不能完好使用时,WMAN可以充当备用网络使用。WMAN 的使用是通过无线电波、红外线光波传送数据。尽管目前我们正在使用的各种不同技术,如多路多点分布式服务 (MMDS) 和本地多点分布式服务 (LMDS),但负责制定网络宽带无线访问标准的 IEEE 802.16 技术人员仍在开发规范以便实现这些技术的标准化。
4.无线广域网络
无线广域网络是指用户通过远程公用网络或者专用用户网络建立的无线网络技术。其主要是通过使用由无线服务供应商负责维护的若干天线基站或者卫星系统,可以覆盖广大的地理区域。目前的无线网络技术被称为第二代系统(我们俗称为2G)。第二代系统(2G)包括移动通信全球系统(GSM)、蜂窝式数字分组数据(CDPD) 和码分多址 (CDMA)。目前正努力从 第二代(2G )网络向第三代 (3G) 技术过渡。
二、无线网络的特点分析
1.更具灵活性
无线网络可以更方便地照顾到有线网络不能顾及的地方,而且架设很方便。对经常需要变动网络布线结构和用户需要更大范围移动计算机的地方,使用无线局域网可以克服线缆限制引起的不便性,对于时间紧、需要迅速建立通讯而使用有线网架设不便、成本高或耗时长的情况也可使用无线局域网。
2.速度只有百兆,但使用更方便
千兆有线网虽然在骨干网络中早已跨入应用主流,但在实际家庭或小型办公应用中,百兆有线网络仍是绝对主流。所以从实际应用来看,目前的无线网络已能提供接近与有线网络的速度。虽然这种速度的保障对距离的要求更为苛刻,但便利性和性能间的矛盾对目前的整个网络技术来说,都是需要突破的。
3.安全性已能保障普通应用
现在的无线产品已能提供多重安全防护。支持64/128/152位WEP数据加密,同时支持WPA、IEEE 802.1X、TKIP、AES等加密与安全机制。支持SSID广播控制,支持基于MAC地址的访问控制,再配合强大的防火墙特性,可有效防止入侵,为无线通信提供强大的安全保护。
4.价格虽高于有线,但已可接受
对于普通的家庭用户和小型办公用户来说,无线的主要比较对象就是百兆有线家庭网络。同样以组建一个4台电脑的小型家庭无线网络为例,其投入可分为两类。组建Ad-Hoc对等网络,不需要投入无线AP,只需要购买无线网卡。以已有笔记本电脑集成有两块无线网卡为例,还需要为其它电脑购买两块网卡。虽然一些11M的产品60-80元就能拿下,但54M产品仍需要100元以上。
如果组建Infrastructure中心式无线网络,那么无线AP就是必需。由于市场中单纯性SOHO级无线AP已被淘汰,所于集无线AP和宽带路由器与一身的无线路由器成为必选。
三、无线网络主流技术及特点分析
1.无线宽带
Wi-Fi俗称为无线宽带,就是IEEE 802.11b的别称,它是一种短程的无线传输技术,能够在几百米的地理范围内支持互联网接入的一种无线电信号。随着网络技术的发展,以及IEEE 802.11a 和IEEE 802.11g等标准的出现, IEEE 802.11 这个标准已被统称作无线宽带(即Wi-Fi)。从实际应用上来说,要使用无线宽带(Wi-Fi),用户先要有 与Wi-Fi 相互兼容的用户端装置。
1.前言
通信网络随着INTERNET的飞速发展,从传统的布线网络发展到了无线网络,作为无线网络之一的无线局域网WLAN(WirelessLocalArea Network),满足了人们实现移动办公的梦想,为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。
2.WLAN的概念
WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网LAN(LocalAreaNetwork)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
3.WLAN的特点
WLAN开始是作为有线局域网络地延伸而存在的,各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步发展,WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为“公共无线局域网”,成为国际互联网INTERNET宽带接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。
4.WLAN的标准
由于WLAN是基于计算机网络与无线通信技术,在计算机网络结构中,逻辑链路控制(LLC)层及其之上的应用层对不同的物理层的要求可以是相同的,也可以是不同的,因此,WLAN标准主要是针对物理层和媒质访问控制层(MAC),涉及到所使用的无线频率范围、空中接口通信协议等技术规范与技术标准。
4.1IEEE802.11X
(1)IEEE802.11
1990年IEEE802标准化委员会成立IEEE802.11WLAN标准工作组。IEEE802.11(别名:Wi-Fi(WirelessFidelity) 无线保真)是在1997年6月由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准,该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范。物理层定义了数据传输的信号特征和调制,定义了两个RF传输方法和一个红外线传输方法,RF传输标准是跳频扩频和直接序列扩频,工作在2.4000~2.4835GHz频段。
IEEE802.11是IEEE最初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,业务主要限于数据访问,速率最高只能达到2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,所以IEEE802.11标准被IEEE802.11b所取代了。
(2)IEEE802.11b
1999年9月IEEE802.11b被正式批准,该标准规定WLAN工作频段在2.4-2.4835GHz,数据传输速率达到11Mbps,传输距离控制在50-150英尺。该标准是对IEEE 802.11的一个补充,采用补偿编码键控调制方式,采用点对点模式和基本模式两运作模式,在数据传输速率方面可以根据实际情况在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率间自动切换,它改变 了WLAN设计状况,扩大了WLAN的应用领域。
IEEE802.11b已成为当前主流的WLAN标准,被多数厂商所采用,所推出的产品广泛应用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合,但是由于许多WLAN的新标准的出现,IEEE802.11a和IEEE802.11g更是倍受业界关注。
(3)IEEE802.11a
1999年,IEEE802.11a标准制定完成,该标准规定WLAN工作频段在5.15-8.825GHz,数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo),传输距离控制在10-100米。该标准也是IEEE 802.11的一个补充,扩充了标准的物理层,采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术,采用QFSK调制方式,可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,支持多种业务如话音、数据和图像等,一个扇区可以接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。
IEEE802.11a标准是IEEE802.11b的后续标准,其设计初衷是取代802.11b标准,然而,工作于2.4GHz频带是不需要执照的,该频段属于工业、教育、医疗等专用频段,是公开的,工作于5.15-8.825GHz频带需要执照的。一些公司仍没有表示对802.11a标准的`支持,一些公司更加看好最新混合标准――802.11g。
(4)IEEE802.11g
目前,IEEE推出最新版本IEEE802.11g认证标准,该标准提出拥有IEEE802.11a的传输速率,安全性较IEEE802.11b好,采用2种调制方式,含802.11a中采用的OFDM与IEEE802.11b中采用的CCK,做到与802.11a和802.11b兼容。
虽然802.11a较适用于企业,但WLAN运营商为了兼顾现有802.11b设备投资,选用802.11g的可能性极大。
(5)IEEE802.11i
IEEE802.11i标准是结合IEEE802.1x中的用户端口身份验证和设备验证,对WLANMAC层进行修改与整合,定义了严格的加密格式和鉴权机制,以改善WLAN的安全性。IEEE802.11i新修订标准主要包括两项内容:“Wi-Fi保护访问”(Wi-Fi Protected Access:WPA)技术和“强健安全网络”(RSN)。Wi-Fi联盟计划采用 802.11i标准作为WPA的第二个版本,并于2004年初开始实行。
IEEE802.11i标准在WLAN网络建设中的是相当重要的,数据的安全性是WLAN设备制造商和WLAN网络运营商应该首先考虑的头等工作。
(6)IEEE802.11e/f/h
IEEE802.11e标准对WLANMAC层协议提出改进,以支持多媒体传输,以支持所有WLAN无线广播接口的服务质量保证QOS机制。
IEEE802.11f,定义访问节点之间的通讯,支持IEEE802.11的接入点互操作协议(IAPP)。
IEEE802.11h用于802.11a的频谱管理技术。
4.2HIPERLAN
欧洲电信标准化协会(ETSI)的宽带无线电接入网络(BRAN)小组着手制定Hiper(HighPerformanceRadio)接入泛欧标准,已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HIPERLAN1推出时,数据速率较低,没有被人们重视,在2000年,HIPERLAN2标准制定完成,HIPERLAN2标准的最高数据速率能达到54Mbit/s,HIPERLAN2标准详细定义了WLAN的检测功能和转换信令,用以支持许多无线网络,支持动态频率选择、无线信元转换、链路自适应、多束天线和功率控制等。该标准在WLAN性能、安全性、服务质量QOS等方面也给出了一些定义。
HiperLAN1对应1EEE802.11b,HiperLAN2与1EEE082.11a具有相同的物理层,他们可以采用相同的部件,并且,HiperLAN2强调与3G整合。HIPERLAN2标准也是目前较完善的WLAN协议。
4.3HomeRF
HomeRF工作组是由美国家用射频委员会领导于1997年成立的,其主要工作任务是为家庭用户建立具有互操作性的话音和数据通信网,2001年8月推出HomeRF2.0版,集成了语音和数据传送技术,工作频段在10GHz,数据传输速率达到10Mbps,在WLAN的安全性方面主要考虑访问控制和加密技术。
HomeRF是针对现有无线通信标准的综合和改进:当进行数据通信时,采用IEEE802.11规范中的TCP/IP传输协议;进行语音通信时,则采用数字增强型无绳通信标准。
除了IEEE802.11委员会、欧洲电信标准化协会和美国家用射频委员会之外,无线局域网联盟WLANA(WirelessLAN Association)在WLAN的技术支持和实施方面也做了大量工作。WLANA是由无线局域网厂商建立的非营利性组织,由3Com、Aironet、Cisco、Intersil、Lucent、Nokia、Symbol和中兴通讯等厂商组成,其主要工作验证不同厂商的同类产品的兼容性,并对WLAN产品的用户进行培训等。 4.4 中国WLAN规范
中华人民共和国国家信息产业部正在制订WLAN的行业配套标准,包括:《公众无线局域网总体技术要求》和《公众无线局域网设备测试规范》。该标准涉及的技术体制包括IEEE802.11X系列(IEEE802.11、802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、 IEEE802.11h、 IEEE802.11i)和HIPERLAN2。信息产业部通信计量中心承担了相关标准的制订工作,并联合设备制造商和国内运营商进行了大量的试验工作,同时,信息产业部通信计量中心和中兴通讯股份有限公司等联合建成了WLAN的试验平台,对WLAN系统设备的各项性能指标、兼容性和安全可靠性等方面进行全方位的测评。
此外,由信息产业部科技公司批准成立的“中国宽带无线IP标准工作组(www.chinabwips.org)”在移动无线IP接入、IP的移动性、移动IP的安全性、移动IP业务等方面进行标准化工作。2003年5月,国家首批颁布了由“中国宽带无线IP标准工作组”负责起草的WLAN两项国家标准:《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规范》、《信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网特定要求 第11部分:无线局域网媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规范:2.4GHz频段较高速物理层扩展规范》。这两项国家标准所采用的依据是ISO/IEC8802.11和ISO/IEC8802.11b,两项国家标准的发布,将规范WLAN产品在我国的应用。
5.WLAN网络结构
一般地,WLAN有两种网络类型:对等网络和基础结构网络。
对等网络:由一组有无线接口卡的计算机组成。这些计算机以相同的工作组名、ESSID和密码等对等的方式相互直接连接,在WLAN的覆盖范围的之内,进行点对点与点对多点之间的通信通信。
基础结构网络:在基础结构网络中,具有无线接口卡的无线终端以无线接入点AP为中心,通过无线网桥AB、无线接入网关AG、无线接入控制器AC和无线接入服务器AS等将无线局域网与有线网网络连接起来,可以组建多种复杂的无线局域网接入网络,实现无线移动办公的接入。
6.WLAN应用
作为有线网络无线延伸,WLAN可以广泛应用在生活社区、游乐园、旅馆、机场车站等游玩区域实现旅游休闲上网;可以应用在政府办公大楼、校园、企事业等单位实现移动办公,方便开会及上课等;可以应用在医疗、金融证券等方面,实现医生在路途中对病人在网上诊断,实现金融证券室外网上交易。
对于难于布线的环境,如老式建筑、沙漠区域等,对于频繁变化的环境,如各种展览大楼;对于临时需要的宽带接入,流动工作站等,建立WLAN是理想的选择。
6.1销售行业应用
对于大型超市来讲,商品的流通量非常大,接货的日常工作包括定单处理、送货单、入库等需要在不同地点的现场将数据录入数据库中。仓库的入库和出库管理,物品的搬动较多,数据在变化,目前,很多的做法是手工做好记录,然后再将数据录入数据库中,这样费时而且易错,采用WLAN,即可轻松解决上面两个问题,在超市的各个角落,在接货区、在发货区、货架、中仓库中利用WLAN,可以现场处理各种单据。
6.2物流行业应用
随着我国WTO的加入,各个港口、储存区对物流业务的数字化提出了较高的要求。一个物流公司一般都有一个网络处理中心,还有些办公地点分布在比较偏僻的地方,对于那些运输车辆、装卸装箱机组等的工作状况,物品统计等等,需要及时将数据录入并传输到中心机房。部署WLAN是物流业的一项现代化必不可少的基础设施。
6.3电力行业应用
如何对遥远的变电站进行遥测、遥控、遥调,这是摆在电力系统的一个老问题。WLAN能监测并记录变电站的运行情况,给中心监控机房提供实时的监测数据,也能够将中心机房的调控命令传入到各个变电站。这是WLAN在电力系统遍布到千家万户,但又无法完全用有线网络来检测与控制的一个潜在应用。
6.4服务行业应用
由于PC机的移动终端化、小型化,一个旅客在进入一个酒店的大厅要及时处理邮件,这时酒店大堂的InternetWLAN接入是必不可少的;客房Internet无线上网服务也是需要的,尤其是星级比较高的酒店,客人可能在床上躺着上网,客人希望无线上网无处不在,由于WLAN的移动性、便捷性等特点,更是受到了一些大中型酒店的青睐。
在机场和车站是旅客候机候车的一段等待时光,这时打开笔记本电脑来上上网,何尝不是高兴的事儿,目前,在北美和欧洲的大部分机场和车站,都部署了WLAN,在我国,也在逐步实施和建设中。
6.5教育行业应用
WLAN可以让教师和学生对教与学的时时互动。学生可以在教师、宿舍、图书馆利用移动终端机向老师问问题、提交作业;老师可以时时给学生上辅导课。学生可以利用WLAN在校园的任何一个角落访问校园网。WLAN可以成为一种多媒体教学的辅助手段。
6.6证券行业应用
有了WLAN,股市有了菜市场般的普及和活跃。原来,很多炒股者利用股票机看行情,现在不用了,WLAN能够让您实现实时看行情,时时交易。股市大户室也可以不去了,不用再为大户室交纳任何费用。
6.7展厅应用
一些大型展览的展厅内,一般都布有WLAN,服务商、参展商、客户走入大厅内可以随时接入Internet。WLAN的可移动性、可重组性、灵活性为会议厅和展会中心等具有临时租用性质的服务行业提供了盈利的无限空间。
6.8中小型办公室/家庭办公应用
WLAN可以让人们在中小型办公室或者在家里任意的地方上网办公,收发邮件,随时随地可以连接上Internet,上网资费与有线网络一样,有了WLAN,我们的自由空间增大了。
6.9企业办公楼之间办公应用
对于一些中大型企业,有一个主办公楼,还有其他附属的办公楼,楼与楼之间、部门与部门之间需要通信,如果搭健有限网络,需要支付昂贵的月租费和维护费,而WLAN不需要,也不需要综合布线,一样能够实现有限网络的功能。
7.WLAN安全
WLAN应用中,对于家庭用户、公共场景安全性要求不高的用户,使用VLAN(VirtualLocalAreaNetworks)隔离、MAC地址过滤、服务区域认证ID(ESSID)、密码访问控制和无线静态加密协议WEP(Wired Equivalent Privacy)可以满足其安全性需求。但对于公共场景中安全性要求较高的用户,仍然存在着安全隐患,需要将有线网络中的一些安全机制引进到WLAN中,在无线接入点AP(Access Point)实现复杂的加密解密算法,通过无线接入控制器AC,利用PPPoE或者DHCP+WEB认证方式对用户进行第二次合法认证,对用户的业务流实行实时监控。这方面的WLAN安全策略有待于实践与进一步探讨并完善。
;❸ 无线wifi什么原理是什么
Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟所持有。我为大家整理了无线WiFi的相关内容,供大家参考阅读!
无线WiFi的技术原理
无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”,实质上是一种商业认证,同时也是一种无线联网技术,以前通过网线连接电脑,而Wi-Fi则是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为热点。
无线WiFi的主要功能
无线网络上网可以简单的理解为无线上网,几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网,是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号,就如在开头为大家介绍的一样,使用无线路由器供支持其技术的相关电脑,手机,平板等接收。手机如果有Wi-Fi功能的话,在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网,省掉了流量费。
无线网络无线上网在大城市比较常用,虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进,但传输速度非常快,可以达到54Mbps,符合个人和社会信息化的需求。Wi-Fi最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,并且由于发射信号功率低于100mw,低于手机发射功率,所以Wi-Fi上网相对也是最安全健康的。
但是Wi-Fi信号也是由有线网提供的,比如家里的ADSL,小区宽带等,只要接一个无线路由器,就可以把有线信号转换成Wi-Fi信号。国外很多发达国家城市里到处覆盖着由政府或大公司提供的Wi-Fi信号供居民使用,我国也有许多地方实施”无线城市“工程使这项技术得到推广。在4G牌照没有发放的试点城市,许多地方使用4G转Wi-Fi让市民试用。
无线WiFi的应用领域
网络媒体
由于无线网络的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的,因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的,费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。用户可以在Wi-Fi覆盖区域内快速浏览网页,随时随地接听拨打电话。而其它一些基于WLAN的宽带数据应用,如流媒体、网络游戏等功能更是值得用户期待。有了Wi-Fi功能我们打长途电话(包括国际长途)、浏览网页、收发电子邮件、音乐下载、数码照片传递等,再无需担心速度慢和花费高的问题。Wi-FiWi-Fi技术与蓝牙技术一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。
掌上设备
无线网络在掌上设备上应用越来越广泛,而智能手机就是其中一份子。与早前应用于手机上的蓝牙技术不同,Wi-Fi具有更大的覆盖范围和更高的传输速率,因此Wi-Fi手机成为了2010年移动通信业界的时尚潮流。
日常休闲
2010年无线网络的覆盖范围在国内越来越广泛,高级宾馆、豪华住宅区、飞机场以及咖啡厅之类的区域都有Wi-Fi接口。当我们去旅游、办公时,就可以在这些场所使用我们的掌上设备尽情网上冲浪了。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样,由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方,用户只要将支持Wi-Fi的笔记本电脑或PDA或手机或psp或ipodtouch等拿到该区域内,即可高速接入因特网。
在家也可以买无线路由器设置局域网然后就可以痛痛快快的无线上网了。
无线网络和3G技术的区别就是3G在高速移动时传输质量较好,但静态的时候用Wi-Fi上网足够了。
无线网络的规模商业化应用,在世界范围内罕见成功先例。问题集中在两个方面:一是大型运营商对这一模式的不认可;二是本身缺乏有效的商业模式。但基于无线网络技术的无线局域网已经日趋普及,这意味将来可以十分方便的应用。一旦存在Wi-Fi网络的公众场合,解决了运营商的互联互通、高收费、漫游性的问题,Wi-Fi将来从一个成功的技术转化为成功的商业。
客运列车
2014年11月28日14时20分,中国首列开通WiFi服务的客运列车——广州至香港九龙T809次直通车从广州东站出发,标志中国铁路开始WiFi(无线网络)时代。
列车WiFi开通后,不仅可观看车厢内部局域网的高清影院、玩社区游戏,还能直达外网,刷微博、发邮件,以10-50兆的带宽速度与世界联通。
公共厕所
公厕免费WIFI
重庆南岸区2016年将修建20座带有免费WIFI功能的公厕 。
无线WiFi的产生背景
无线网络是IEEE定义的无线网技术,在1999年IEEE官方定义802.11标准的时候,IEEE选择并认定了CSIRO发明的无线网技术是世界上最好的无线网技术,因此CSIRO的无线网技术标准,就成为了2010年Wi-Fi的核心技术标准。
无线网络技术由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利。(US Patent Number 5,487,069)发明人是悉尼大学工程系毕业生Dr John O'Sullivan领导的一群由悉尼大学工程系毕业生组成的研究小组 。IEEE曾请求澳洲政府放弃其无线网络专利,让世界免费使用Wi-Fi技术,但遭到拒绝。澳洲政府随后在美国通过官司胜诉或庭外和解,收取了世界上几乎所有电器电信公司(包括苹果、英特尔、联想、戴尔、AT&T、索尼、东芝、微软、宏碁、华硕,等等)的专利使用费。2010年我们每购买一台含有Wi-Fi技术的电子设备的时候,我们所付的价钱就包含了交给澳洲政府的Wi-Fi专利使用费。
2010年全球每天估计会有30亿台电子设备使用无线网络技术,而到2013年底CSIRO的无线网专利过期之后,这个数字预计会增加到50亿。
无线网络被澳洲媒体誉为澳洲有史以来最重要的科技发明,其发明人John O'Sullivan被澳洲媒体称为”Wi-Fi之父“并获得了澳洲的国家最高科学奖和全世界的众多赞誉,其中包括欧盟机构,欧洲专利局,European Patent Office(EPO)颁发的European Inventor Award 2012,即2012年欧洲发明者大奖。
无线WiFi的组成结构
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称,一般翻译为“无线访问接入点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用,Wi-Fi更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网。
硬件设备
随着无线网络的不断兴起和发展,2010年无线网络模块的应用领域相当广泛!
但是Wi-Fi模块毕竟是一高频性质的产品,它不象普通的消费类电子产品,生产设计的时候会有一些莫名其妙的现象和问题,让一些没有高频设计经验的工程师费劲心思,有相关经验的从业人员,往往也是需要借助昂贵的设备来协助分析。
对于无线网络部分的处理,有直接把Wi-Fi部分Layout到PCB主板上去的设计,这种设计,需要勇气和技术,因为本身模块的价格不高,主板对应的产品价格不菲,当有Wi-Fi部分产生的问题,调试更换比较麻烦,直接报废可惜;所以很多设计都愿意采用模块化的Wi-Fi部分,这样可以直接让Wi-Fi部分模块化,处理起来方便,而且模块可以直接拆卸,对于产品的设计风险和具体的耗损也有很大帮助。
具体的硬件设计应该和相关Wi-Fi模块咨询时,要考虑清楚以下方面:
通信接口方面:2010年基本是采用USB接口形式,PCIE和SDIO的也有少部分,PCIE的市场份额应该不大,多合一的价格昂贵,而且实用性不强,集成的很多功能都不会使用,其实也是一种浪费。
供电方面:多数是用5V直接供电,有的也会利用主板设计中的电源共享,直接采用3.3V供电。
天线的处理形式:可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线;也可以通过I-PEX接头,连接天线延长线,然后让天线外置。
规格尺寸方面:这个可以根据具体的设计要求,最小的有nano型号(可以直接做nano无线网卡);有可以做到迷你型的12*12左右(通常是外置天线方式采用);通常是25*12左右的设计多点(基本是板载天线和陶瓷天线多,也有外置天线接头)。
跟主板连接的形式:可以直接SMT,也可以通过2.54的排针来做插件连接(这种组装/维修方便)。
软件的调试要结合具体的方案主控,毕竟Wi-Fi部分仅仅是一个无线的收发而已。很多用户在咨询的时候,很容易混淆!可以说,2013年Wi-Fi模块应用最火爆的领域就是MID市场,同时传统的一些网络领域应用市场也有渗透,比如一些工业控制领域/网络播放领域/甚至一些遥控领域也有在考虑的,基本上是能用到网络的部分都希望尝试无线化!
无线WiFi的网络协议
一个Wi-Fi联接点网络成员和结构站点(Station),网络最基本的组成部分。
基本服务单元(Basic Service Set,BSS)是网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态地联结(Associate)到基本服务单元中。
分配系统(Distribution System,DS)。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium)逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的,尽管它们物理上可能会是同一个媒介,例如同一个无线频段。
接入点(Access Point,AP)。接入点既有普通站点的身份,又有接入到分配系统的功能。
扩展服务单元(Extended Service Set,ESS)。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上,并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。
关口(Portal),也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。
这儿有3种媒介,站点使用的无线的媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。
IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service)。整个无线局域网定义了9种服务,5种服务属于分配系统的任务,分别为,联接(Association),结束联接(Diassociation),分配(Distribution),集成(Integration),再联接(Reassociation)。
4种服务属于站点的任务,分别为,鉴权(Authentication),结束鉴权(Deauthentication),隐私(Privacy), MAC数据传输(MSDU delivery)。
无线WiFi的认证种类
前Wi-Fi联盟所公布的认证种类有:
*WPA/WPA2:WPA/WPA2是基于IEEE802.11a、802.11b、802.11g的单模、双模或双频的产品所建立的测试程序。内容包含通讯协定的验证、无线网络安全性机制的验证,以及网络传输表现与相容性测试。
*WMM(Wi-Fi MultiMedia):当影音多媒体透过无线网络的传递时,要如何验证其带宽保证的机制是否正常运作在不同的无线网络装置及不同的安全性设定上是WMM测试的目的。
* WMM Power Save:在影音多媒体透过无线网络的传递时,如何透过管理无线网络装置的待命时间来延长电池寿命,并且不影响其功能性,可以透过WMM Power Save的测试来验证。
*WPS(Wi-Fi Protected Setup):这是一个2007年年初才发布的认证,目的是让消费者可以透过更简单的方式来设定无线网络装置,并且保证有一定的安全性。当前WPS允许透过Pin Input Config(PIN)、Push Button Config(PBC)、USB Flash Drive Config(UFD)以及Near Field Communication 、Contactless Token Config(NFC)的方式来设定无线网络装置。
*ASD(Application Specific Device):这是针对除了无线网络存取点(Access Point)及站台(Station)之外其他有特殊应用的无线网络装置,例如DVD播放器、投影机、打印机等等。
*CWG(Converged Wireless Group):主要是针对Wi-Fi mobile converged devices 的RF 部分测量的测试程序。
无线WiFi的发展前景
融合3G
从覆盖范围、传输速率、基本业务类别、可移动速率、前向扩展、演进走向等多方面综合分析,3G与WLAN是一种可以扬长避短的互补关系。
对于GPRS、CDMA1x、1xRTT、EV-DO、EV-DV等技术而言,上下链路数据业务的对称性是Wi-Fi的一个明显优势。对于3G室内的2Mbit数据速率,Wi-Fi也具有绝对的优势,它当前采用的是802.11b标准,理论数据速率可达11Mbit,实际的物理层数据速率支持1、2、5.5、11Mbit可调,覆盖范围从100-300m。随着802.11g/a、802.16e、802.11i、WiMAX等技术、协议标准的制定和完善,加上Wi-Fi联盟对市场快速的反应能力,Wi-Fi正在进入一个快速发展的阶段。其中,作为802.11b发展的后继标准802.16(WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作性),已经在2003年1月正式获得批准,虽然它采用了与802.11b不同的频段(10-66GHz),但是作为一项无线城域网(WMAN)技术,它可以和802.11b/g/a无线接入热点互为补充,构筑一个完全覆盖城域的宽带无线技术。Wi-Fi/WiMAX作为Cable和DSL的无线扩展技术,它的移动性与灵活性为移动用户提供了真正的无线宽带接入服务,实现了对传统宽带接入技术的带宽特性和QoS服务质量的延伸。
对于Wi-Fi技术而言,漫游、切换、安全、干扰等方面都是运营商组网时需考虑的重点。随着骨干传输网容量和传输速率的提高,无论采用平面或者两层的架构都不会影响到用户的宽带快速接入;随着IAPP以及MobileIP技术的完善、IPv6的发展也可以最终解决漫游和切换的问题;802.11i标准的产生将提供更多的包括WPA2、多媒体认证等安全策略;不断成熟的组网方案和干扰预检测机制都可以减少频率资源开发带来的干扰。
Wi-Fi/WiMAX的市场目标是成为宽带无线接入城域网技术,基本目标是要提供一种城域网领域点对多点的多厂商环境下可有效地互操作的宽带无线接入手段,以实现满足3G标准的以无线广域网WWAN为基本模式、以公众语音及多媒体数据为内容、在全球范围内漫游的个人手机终端的基本市场定位。Wi-Fi/WiMAX也可以作为3G无线广域/城域、多点基站互联支持手段的补充。
Wi-Fi/WiMAX的发展方向包括:网络技术,覆盖更大的范围,从热点到热区到整个城市;Wi-Fi手持终端和VoWLAN业务必然成为潜在的应用模式;基于IP的Wi-Fi/WiMAX的交换技术和开放的业务平台,将使WLAN网络更智能、更易管理;基于多层次的安全策略(WEP、WPA、WPA2、AES、等)提供不同等级的安全方案,将使企业、个人用户可以根据不同的性价比来选择满足自己需要的安全策略。
1.基于全IP的网络架构
不管是商用的还是正在试验的(CDMA2000/WCDMAR99/R4/TD-SCDMA)3G标准都不是基于全IP的网络,比如CDMA2000是基于ANSI-41;WCDMA99/TD-SCDMA是基于传统的GSM-MAP、R4软交换的承载和控制分离方式,而直到R5引入了IMS才实现全IP的核心网。显然全IP的核心网络也是3G发展的方向,采用基于全IP的核心网不但可以与无线接入方式独立地发展,还可以支持包括Wi-Fi/WiMAX、WCDMA、Bluetooth等多种无线接入方式。在3G的R6中已经开始把WLAN和3G一同考虑了。
2.共用开放的业务平台和运营支撑系统
Wi-Fi/WiMAX和3G不同的承载特性(吞吐量、延时、QoS、对称性等)为用户享受语音、数据、多媒体业务提供更多的接入方式选择;它们可通过共用开放的业务平台融合不同的业务引擎实现网络间互通;根据网络服务区内的性能,用户可以手工或者自动选择接入那个网络;同时支持WLAN和3G网络的运营支撑系统,可以对双网实现统一的运营管理、计费、甚至用户身份认证,最大限度降低网络建设、维护成本。
❹ 无线链路预算是什么
链路预算(link budget),是在一个通信系统中对发送端、通信链路、传播环境(大气、同轴电缆、波导、光纤等)和接收端中所有增益和衰减的核算。其通常用来估算信号能成功从发射端传送到接收端之间的最远距离。
链路预算(如图所示)是通过对系统中下行(或前向)和上行(或反向)信号传播途径中各种影响因素进行考察,对系统的覆盖能力进行估计,获得保持一定通信质量下链路所允许的最大传播损耗。
表1列出了以语音业务为例的3G四种制式的链路预算结果。从中可以看出,TD-SCDMA、cdma20001x、WCDMA以及802.16e的语音覆盖能力相差不大,802.16e的覆盖能力有些弱势,而802.16d的覆盖能力则优势较大。这是由于802.16d的终端采用定向天线,并且终端可以挂得很高(可以高达10m以上),能够视距传输。 类别 参数 TD-SCDMA WCDMA cdma20001x 802.16d 802.16e 备注 系统参数 工作带宽(MHz) 1.6 5.0 1.28 3.5 10 A 扩频带宽(MHz) 1.28 3.84 1.2288 − − B 发射端参数 终端最大发射功率(dBm) 24 21 23 23 23 C 天线个数 − − − 2 2 D 合并增益(dB) − − − 3 3 E 天线增益(dBi) 0 0 0 9 −1 F 发射端参数 人体损耗(dB) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 G 连接器损耗(dB) 0 0 0 0 0 H 等效发射功率(dBm) 21 18 20 32 22 I=C+E+F−G−H 接收端参数 热噪声密度(dBm/Hz) −174 −174 −174 −174 −174 J 接收机噪声系数(dB) 4.0 2.5 4.0 4 3 K 接收机噪声密度(dBm/Hz) −170 −171.5 −170 −170 −171 L=J+K 接收机噪声功率(dBm) −108.9 −105.7 −109.1 − − M=L+60+10logB 干扰余量(dB) 0.87 3.0 3.0 3.0 3.0 N 噪声+干扰(dB) −108.1 −102.7 −106.1 − − O=M+N 处理增益(dB) 10.4 25 20 − − P 业务解调门限(dB) 10 4.8 4.5 9.4 5.0 Q 接收机灵敏度(dBm) −108.5 −122.8 −121.6 −99.6 −105.4 R=Q−P+O 天线增益(dBi) 15 15 15 15 15 S 天线赋形增益(dB) 7.5 − − − − T 天线分集增益(dB) − − − 3 3 U 馈线损耗(dB) 1.0 3.0 3 5 5 V 其他余量
或增益 快衰落余量(dB) 1.0 3.0 3.0 2 2 W 阴影衰落余量(dB) 8.4 8.4 8.4 8.4 8.4 X 切换增益(dB) 0.0 3.0 3.0 0.0 0.0 Y 墙体损耗 穿透损耗(dB) 20.0 20.0 20.0 0 20.0 Z 结果 最大允许路径损耗(dB) 121.5 124.4 125.2 134.2 110.0 PL=I−R+S+T+U−V−W−X+Y−Z 此外,在实施链路预算时,需要注意以下因素。
(1)解调门限是链路预算的重要参数之一,需要结合规划地区的具体场景采用链路级仿真或设备实际测试的方法获取。
(2)从上/下行(或前/反向)链路的覆盖能力来看,由于受手机发射功率的限制,3G系统的覆盖通常由上行(或反向)链路决定。相对而言,WiMAX系统在上行链路采用了子信道化技术,从而部分弥补了上行链路的覆盖不足。
(3)从不同业务的覆盖能力来看,在密集城区和一般市区,通常受限于CS64kbit/s业务,因而无线网络规划时往往将CS64kbit/s业务定为目标业务。
❺ 计算机网络(三)数据链路层
结点:主机、路由器
链路:网络中两个结点之间的物理通道,链路的传输介质主要有双绞线、光纤和微波。分为有线链路、无线链路。
数据链路:网络中两个结点之间的逻辑通道,把实现控制数据传输协议的硬件和软件加到链路上就构成数据链路。
帧:链路层的协议数据单元,封装网络层数据报。
数据链路层负责通过一条链路从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报。
数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能,将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为 逻辑上无差错的数据链路 ,使之对网络层表现为一条无差错的链路。
封装成帧就是在一段数据的前后部分添加首部和尾部,这样就构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后,就能根据首部和尾部的标记,从收到的比特流中识别帧的开始和结束。首部和尾部包含许多的控制信息,他们的一个重要作用:帧定界(确定帧的界限)。
帧同步:接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始和终止。
组帧的四种方法:
透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送。因此,链路层就“看不见”有什么妨碍数据传输的东西。
当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时,就必须采取适当的措施,使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输是透明的。
概括来说,传输中的差错都是由于噪声引起的。
数据链路层编码和物理层的数据编码与调制不同。物理层编码针对的是单个比特,解决传输过程中比特的同步等问题,如曼彻斯特编码。而数据链路层的编码针对的是一组比特,它通过冗余码的技术实现一组二进制比特串在传输过程是否出现了差错。
较高的发送速度和较低的接收能力的不匹配,会造成传输出错,因此流量控制也是数据链路层的一项重要工作。数据链路层的流量控制是点对点的,而传输层的流量控制是端到端的。
滑动窗口有以下重要特性:
若采用n个比特对帧编号,那么发送窗口的尺寸W T 应满足: 。因为发送窗口尺寸过大,就会使得接收方无法区别新帧和旧帧。
每发送完一个帧就停止发送,等待对方的确认,在收到确认后再发送下一个帧。
除了比特出差错,底层信道还会出现丢包 [1] 问题
“停止-等待”就是每发送完一个分组就停止发送,等待对方确认,在收到确认后再发送下一个分组。其操作简单,但信道利用率较低
信道利用率是指发送方在一个发送周期内,有效地发送数据所需要的时间占整个发送周期的比率。即
GBN发送方:
GBN接收方:
因连续发送数据帧而提高了信道利用率,重传时必须把原来已经正确传送的数据帧重传,是传送效率降低。
设置单个确认,同时加大接收窗口,设置接收缓存,缓存乱序到达的帧。
SR发送方:
SR接收方:
发送窗口最好等于接收窗口。(大了会溢出,小了没意义),即
传输数据使用的两种链路
信道划分介质访问控制将使用介质的每个设备与来自同一通信信道上的其他设备的通信隔离开来,把时域和频域资源合理地分配给网络上的设备。
当传输介质的带宽超过传输单个信号所需的带宽时,人们就通过在一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率,这就是所谓的多路复用,也是实现信道划分介质访问控制的途径。多路复用技术把多个信号组合在一条物理信道上进行传输,使多个计算机或终端设备共享信道资源,提高了信道的利用率。信道划分的实质就是通过分时、分频、分码等方法把原来的一条广播信道,逻辑上分为几条用于两个结点之间通信的互不干扰的子信道,实际上就是把广播信道转变为点对点信道。
频分多路复用是一种将多路基带信号调制到不同频率载波上,再叠加形成一个复合信号的多路复用技术。在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽的情况下,可将该物理信道的总带宽分割成若千与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子信道,每个子信道传输一种信号,这就是频分多路复用。
每个子信道分配的带宽可不相同,但它们的总和必须不超过信道的总带宽。在实际应用中,为了防止子信道之间的千扰,相邻信道之间需要加入“保护频带”。频分多路复用的优点在于充分利用了传输介质的带宽,系统效率较高;由于技术比较成熟,实现也较容易。
时分多路复用是将一条物理信道按时间分成若干时间片,轮流地分配给多个信号使用。每个时间片由复用的一个信号占用,而不像FDM那样,同一时间同时发送多路信号。这样,利用每个信号在时间上的交叉,就可以在一条物理信道上传输多个信号。
就某个时刻来看,时分多路复用信道上传送的仅是某一对设备之间的信号:就某段时间而言,传送的是按时间分割的多路复用信号。但由于计算机数据的突发性,一个用户对已经分配到的子信道的利用率一般不高。统计时分多路复用(STDM,又称异步时分多路复用)是TDM 的一种改进,它采用STDM帧,STDM帧并不固定分配时隙,面按需动态地分配时隙,当终端有数据要传送时,才会分配到时间片,因此可以提高线路的利用率。例如,线路传输速率为8000b/s,4个用户的平均速率都为2000b/s,当采用TDM方式时,每个用户的最高速率为2000b/s.而在STDM方式下,每个用户的最高速率可达8000b/s.
波分多路复用即光的频分多路复用,它在一根光纤中传输多种不同波长(频率)的光信号,由于波长(频率)不同,各路光信号互不干扰,最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。由于光波处于频谱的高频段,有很高的带宽,因而可以实现多路的波分复用
码分多路复用是采用不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式。与FDM和 TDM不同,它既共享信道的频率,又共享时间。下面举一个直观的例子来理解码分复用。
实际上,更常用的名词是码分多址(Code Division Multiple Access.CDMA),1个比特分为多个码片/芯片( chip),每一个站点被指定一个唯一的m位的芯片序列,发送1时发送芯片序列(通常把o写成-1) 。发送1时站点发送芯片序列,发送o时发送芯片序列反码。
纯ALOHA协议思想:不监听信道,不按时间槽发送,随机重发。想发就发
如果发生冲突,接收方在就会检测出差错,然后不予确认,发送方在一定时间内收不到就判断发生冲突。超时后等一随机时间再重传。
时隙ALOHA协议的思想:把时间分成若干个相同的时间片,所有用户在时间片开始时刻同步接入网络信道,若发生冲突,则必须等到下一个时间片开始时刻再发送。
载波监听多路访问协议CSMA(carrier sense multiple access)协议思想:发送帧之前,监听信道。
坚持指的是对于监听信道忙之后的坚持。
1-坚持CSMA思想:如果一个主机要发送消息,那么它先监听信道。
优点:只要媒体空闲,站点就马上发送,避免了媒体利用率的损失。
缺点:假如有两个或两个以上的站点有数据要发送,冲突就不可避免。
非坚持指的是对于监听信道忙之后就不继续监听。
非坚持CSMA思想:如果一个主机要发送消息,那么它先监听信道。
优点:采用随机的重发延迟时间可以减少冲突发生的可能性。
缺点:可能存在大家都在延迟等待过程中,使得媒体仍可能处于空闲状态,媒体使用率降低。
p-坚持指的是对于监听信道空闲的处理。
p-坚持CSMA思想:如果一个主机要发送消息,那么它先监听信道。
优点:既能像非坚持算法那样减少冲突,又能像1-坚持算法那样减少媒体空闲时间的这种方案。
缺点:发生冲突后还是要坚持把数据帧发送完,造成了浪费。
载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection)
CSMA/CD的工作流程:
由图可知,至多在发送帧后经过时间 就能知道所发送的帧有没有发生碰撞。因此把以太网端到端往返时间为 称为争周期(也称冲突窗口或碰撞窗口)。
截断二进制指数规避算法:
最小帧长问题:帧的传输时延至少要两倍于信号在总线中的传播时延。
载波监听多点接入/碰撞避免CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance)其工作原理如下
CSMA/CD与CSMA/CA的异同点:
相同点:CSMA/CD与CSMA/CA机制都从属于CSMA的思路,其核心是先听再说。换言之,两个在接入信道之前都须要进行监听。当发现信道空闲后,才能进行接入。
不同点:
轮询协议:主结点轮流“邀请”从属结点发送数据。
令牌:一个特殊格式的MAC控制帧,不含任何信息。控制信道的使用,确保同一时刻只有一个结点独占信道。每个结点都可以在一定的时间内(令牌持有时间)获得发送数据的权利,并不是无限制地持有令牌。应用于令牌环网(物理星型拓扑,逻辑环形拓扑)。采用令牌传送方式的网络常用于负载较重、通信量较大的网络中。
轮询访问MAC协议/轮流协议/轮转访问MAC协议:基于多路复用技术划分资源。
随机访问MAC协议: 用户根据意愿随机发送信息,发送信息时可独占信道带宽。 会发生冲突
信道划分介质访问控制(MAC Multiple Access Control )协议:既要不产生冲突,又要发送时占全部带宽。
局域网(Local Area Network):简称LAN,是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组,使用广播信道。其特点有
决定局域网的主要要素为:网络拓扑,传输介质与介质访问控制方法。
局域网的分类
IEEE 802标准所描述的局域网参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层,它将数据链路层划分为逻辑链路层LLC子层和介质访问控制MAC子层。
以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带总线局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术。 以太网只实现无差错接收,不实现可靠传输。
以太网两个标准:
以太网提供无连接、不可靠的服务
10BASE-T是传送基带信号的双绞线以太网,T表示采用双绞线,现10BASE-T 采用的是无屏蔽双绞线(UTP),传输速率是10Mb/s。
计算机与外界有局域网的连接是通过通信适配器的。
在局域网中,硬件地址又称为物理地址,或MAC地址。MAC地址:每个适配器有一个全球唯一的48位二进制地址,前24位代表厂家(由IEEE规定),后24位厂家自己指定。常用6个十六进制数表示,如02-60-8c-e4-b1-21。
最常用的MAC帧是以太网V2的格式。
IEEE 802.11是无线局域网通用的标准,它是由IEEE所定义的无线网络通信的标准。
广域网(WAN,Wide Area Network),通常跨接很大的物理范围,所覆盖的范围从几十公里到几千公里,它能连接多个城市或国家,或横跨几个洲并能提供远距离通信,形成国际性的远程网络。
广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网,它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来,达到资源共享的目的。如因特网(Internet)是世界范围内最大的广域网。
点对点协议PPP(Point-to-Point Protocol)是目前使用最广泛的数据链路层协议,用户使用拨号电话接入因特网时一般都使用PPP协议。 只支持全双工链路。
PPP协议应满足的要求
PPP协议的三个组成部分
以太网交换机
冲突域:在同一个冲突域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧。简单的说就是同一时间内只能有一台设备发送信息的范围。
广播域:网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。简单的说如果站点发出一个广播信号,所有能接收收到这个信号的设备范围称为一个广播域。
以太网交换机的两种交换方式:
直通式交换机:查完目的地址(6B)就立刻转发。延迟小,可靠性低,无法支持具有不同速率的端口的交换。
存储转发式交换机:将帧放入高速缓存,并检查否正确,正确则转发,错误则丢弃。延迟大,可靠性高,可以支持具有不同速率的端口的交换。
❻ 无线网络规划中,通过链路预算能得到什么
链路预算:通过对系统中上、下行信号传播途径中各种影响因素的考察和分析,对系统的覆盖能力进行估计,获得保持一定呼叫质量下,链路所允许的最大传播损耗。 链路预算的目的: 1)获得基站的可用的最大发射功率,避免无效的下行覆盖,减小干扰和系统噪声,是获得良好的网络服务质量的基础。 2)得到上/下行的室内(室外)允许的最大路损。链路预算的作用就是信号从基站发出,计算到每个覆盖点的电平值大小,最终能够得到基站的覆盖面积,确认是否存在上下行不平衡,主要用于覆盖规划中。