无线网络和移动网络

简介

• 无线网络的要素
  • 无线主机
    • 笔记本电脑，智能手机等
    • 运行应用程序的端系统
    • 可能移动，也可能不移动
  • 基站
    • 基站用于协调与之关联的多个无线主机的传输
    • 相关联指的是
      • 主机位于基站的无线通信覆盖范围内
      • 该主机使用该基站中继它和更大网络之间的数据
    • 举个栗子
      • 蜂窝网中的蜂窝塔cell tower
      • WIFI中的接入点access point
  • 无线链路
    • 用于连接主机和基站
• 基础设施模式(infrastructure mode)
  • 与基站关联的主机以基础设施模式运行，因为传统的网络服务（地址分配等）都由网络向通过基站相连的主机提供
  • 切换
    • 离开一个基站的覆盖范围进入另一个基站的覆盖范围，将改变与之相关联的基站
• 自组织模式(ad hoc network)
  • 没有基站
  • 主机本身必须提供地址分配，路由选择等网络服务
  • 节点只能传输到链路覆盖范围内的其他节点
  • 节点组织成网络：在它们之间进行路由
• 无线网络分类(taxonomy) 基于无线网分组跨越的无线跳、是否有基础设施
  • 单跳，基于基础设施
    • 802.11、3G蜂窝网
  • 单跳，无基础设施
    • 蓝牙、自组织模式的802.11
  • 多跳、基于基础设施
    • 无线网状网络
  • 多跳、无基础设施
    • 移动自组织网络，包括车载自组织网络

无线

无线链路和网络特征

• 无线链路的特征
  • 信号强度递减 decreased signal strength
    • 有路径损耗
  • 来自其它源的干扰(interference)
    • 同一频带发送信号的电波源将相互干扰
  • 多径传播(multipath propagation)
    • 电磁波受物体与地面反射产生多径传播，使得接收的信号模糊
• 物理层特征
  • SNR 信噪比
    • 所收到的信号和噪声强度的相对测量
  • 对于给定的调制方案，SNR（信噪比）越高，BER（比特差错率）越低
  • 对于给定的SNR，较高比特传输速率的调制技术具有较高的BER
  • 物理层可以根据信道条件动态选择调制技术
• 无线网络的特征
  • 由于物理阻挡存在隐藏终端问题（hidden terminal problem）
  • 信号衰减（attenuation/fading）
• CDMA码分多路复用
  • 一种信道划分协议
    
    

两种无线网络

WIFI

• IEEE 802.11 无线LAN，也称WiFi，是一种较小范围的接入网技术。
• 体系结构(architecture)
  • 无线主机通过基站进行通信
    • 基站=接入点AP
  • 在基础设施模式中，BBS(基本服务集)包含
    • 无线主机
    • 接入点AP：基站
  • 在自组织模式中，BBS(基本服务集)包含
    • 仅仅只有主机
• 主动扫描与被动扫描
  • 

CSMA/CA(MAC协议)

• 多路访问
  • 主动避免冲突
  • 数据传输之前，进行信道监听
  • 没有冲突检测机制
    • 由于接收信号弱（衰落），发送数据时难以感知冲突
    • 在任何情况下都无法感知所有冲突：由于隐藏终端，衰落
    • 目标：避免碰撞
• CSMA/CA
  • 发送方与接收方
    • 
  • 处理隐藏终端 RTS和CTS
    • 

CSMA/CD和CSMA/CA对比

• CA与CD的对比