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1、 第1章 绪论1 1971年时，夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络ALOHANET，可以算是相当早期的无线局域网络(WLAN)，标志着无线网络的诞生。2从无线网络覆盖范围看分成3大类 系统内部互连/无线个域网 无线局域网（主要采用的是IEEE802.11标准） 无线城域网/广域网3 无线局域网可以分为两大类：一，有固定基础设施的：802.11WLAN。特点：802.11标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集（basic service set，BBS）一个基本服务集包括一个基站和若干移动站，所有的站在本BBS以内都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信时都必须通过
2、本BSS基站。一个基本服务集BSS所覆盖的地理范围个基本服务区（basic service area，BBA），基本服务区BSA和 无线通信的蜂窝小区相似，在无线局域网中基本服务区BSA的范围可以有几十米直径。二，无固定基础设施的：自组织网络/移动Ad hoc网络（移动分组无线网络）特点：这种自组网络没有基本服务集中的接入点AP，而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。4 每一层对等实体采用协议进行通信。下层通过层间接口为上层提供服务。分层和协议的集合就是网络的体系结构。 5 从通信的角度看各层所提供的服务可以分为两类：面向连接的和无连接的面向连接的特点：连接就是两个对等实体
3、为进行数据通信而进行的一种结合。 面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段，是一种可靠的服务。 无连接服务特点：两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接。是一种不可靠的服务，常被描述为“尽最大努力交付”(best effort delivery)或“尽力而为”6 协议参考模型：OSI模型和TCP/IP模型OSI模型：法定标准，无人遵守。 TCP/IP模型 ：事实标准，全球遵守共同点：两者都是以协议栈的概念为基础并且协议栈的协议皮此相互独立两个模型中各个层的功能也大体相似不同点：O SI有7层，而TCP/IP只有4层都有网络层，传输层和应用层。OSI有三个概念是它的核心：服务，接口
4、，协议。而TCP/IP没有明确区分这三者的差异。因此OSI模型中的协议比TCP/IP模型中的协议具有更好的隐蔽性。OSI 模网络层同时支持无连接和面向连接的通信，而传输层只支持面向连接的通信，这是由传输服务对用户是可见的特点决定。TCP/IP模型网络层只支持无连接通信但在传输层上同时支持两种通信模式，可以给用户一个选择的机会。无线网络的协议模型：无线网络的协议模型也是基于分层体系结构的不同类型的无线网络所重点关注的协议层次是不一样的。无线局域网、无线个域网和无线城域网一般不存在路由的问题，所以它们没有制定网络层的协议，主要采用传统的网络层的IP协议。无线网络存在共享访问介质的问题，所以和传统有
5、线局域网一样，MAC协议是所有无线网络协议的重点 。第二章 无线传输技术基础1，传输媒体是指数据传输系统中发送器和接受器之间的物理路径。分为两类：导向的和非导向的。对导向媒体而言，电磁波被引导沿某一固定媒体前进，例如双绞线、同轴电缆和光纤。对于非导向媒体，发送和接收都是通过天线实现的。 无线网络的介质是什么？ 在自由空间利用电磁波发送和接收信号进行通信就是无线传输。 地球上的大气层为大部分无线传输提供了物理通道。 大气和外层空间，提供了传输电磁波信号的手段，但不引导它们的传播方向，这种传输形式通常称为无线传播(wireless transmission)。 无线传输所使用的频段很广，人们现在已
6、经利用了好几个波段进行通信。紫外线和更高的波段目前还不能用于通信。无线通信的方法有无线电波、微波、蓝牙和红外线。 2，数据的传输特性以及传输质量取决于传输媒体的性质和传输信号的特性。3，无线传输有两个构造类型：定向的和全向的。在定向结构中发送天线将电磁波聚集成波束后发射出去，发射和接收天线线必须精确校准。在全向的情况下发射信号沿所有方向传输出去。4，常见的用于传输的频率范围为2GHz40GHz。频率越高，可能的带宽就越宽，因此可能的数据传输速率也就越高。 5，微波传输的主要损耗来源于衰减，干扰也可以是微波产生损失。微波(以及无线电广播频段)的损耗公式（微波的损耗随距离的平方而变化 ） d表示距
7、离，表示波长其单位是一样的 单位是分贝(dB)描述6，理想辐射模型：7，天线增益天线增益(antenna gain)是天线定向性的度量。与由理论的全向天线(各向同性天线)在各个方向所产生的输出相比，天线增益定义为在一特定方向上的功率输出。天线增益与有效面积的关系： G：天线增益 Ae：有效面积 f：载波频率 ：光速 3108m/s ：载波波长C=f 分贝(dB)描述8，直线传输系统中损伤的类别： 衰减和衰减失真(attenuation and attenuation distortion) 自由空间损耗(free space loss) 噪声(noise) 大气吸收(atmospheric a
8、bsorption) 多径(multi path) 折射(refraction) 9，10，移动环境中的衰退效果可以分为快速或慢速 衰退效果也可以分为平面的或选择性的。 平面衰退(flat fading)或称非选择性的衰退，接收到的信号的所有频率成分同时按相同的比例波动。 选择性衰退(selective fading)无线电信号的不同光谱成分的影响是不相等的。 11，扩频技术：基本思想是将携带信息的信号扩展到较宽的带宽中，以加大干扰和窃听的难度。第一种扩频技术称为跳频(frequency hopping spread spectrum，FHSS)：在固定间隔里从一个频率跳到另一个频率。更新的一
9、种技术是直接序列(direct sequence spread spectrum，DSSS)：原始信号中的每一个位在传输信号中以多个位表示，此技术使用了扩展编码(spreading code)。这种扩展编码将信号扩展到更宽的频带范围上，而这个频带范围与使用的位数成正比。码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)是一种基于DSSS的具有扩频功能的多路技术。 第三章 无线局域网（WLAN）1，无线局域网两个典型的标准：IEEE802.11系列标准 HiperLAN系列标准2，隐藏终端，暴露终端，插入终端影响系统的可靠性。3，FCC（美国联邦通信委员会）为无线局
10、域网系统分配了两种频段：专用频段：避开了比较拥挤的用于蜂窝电话和个人通信服务的1-2GHz的频段，采用了更高的频段。免费许可的频段：ISM 2.4GHz U-NII5.4GHz4，无线局域网的分类：按频段分：专用频段和自由频段不需要执照的自由频段主要分为红外和主要2.4GHz和5GHz频段的无线电两种。按业务类型：面向连接的业务和面向非连接的业务面向连接的业务主要是为了传输语音等实时性较强的业务技术：TDMA（时分多址）和ATM（异步时分复用Asynchronous Transfer Mode,）主要标准：HiperLAN2和BlueTooth蓝牙面向非连接的主要用于高速数据传输技术：基于分组
11、和Ip的技术标准：IEEE802.11.x5，无线局域网的物理结构：站（station，STA），基站（Base Station，BS）无线介质（wireless medium，WM），接入点（access point，AP）分布式系统（distribution system，DS）站(点)也称主机(Host)或终端(Terminal)，是无线局域网的最基本组成单元,网络是进行数据传输的，人们把连接在无线局域网中的设备称为站，站在无线局域网中成为客户端，它是具有无线网络接口的计算设备包括以下几部分： (1)终端用户设备(2)无线网络接口 (3)网络软件无线局域网中站之间可以直接通信也可以通过基
12、站或接入点进行通信。把无线局域网所能覆盖的区域称为服务区域（service area，SA）把由无线局域网中移动的无线收发机及地理环境所确定的通信覆盖区域称为基本服务区，也常称为小区（cell）它是构成无线局域网的最小单元在一个BSA内彼此之间相互联系，相互通信的一组主机组成了一个基本业务组（basic service set，BSS），BSS不可能太大，通常在100米以内。无线接入点类似蜂窝结构中的基站，是无线局域网的重要组成单元。是一种特殊的站，通常处于BSA的中心，固定不动。AP的功能：(1)作为接入点，完成其他非AP的站对分布式系统的接入访问和同一BSS中的不同站间的通信联结。 (2)
13、作为无线网络和分布式系统的桥接点完成无线局域网与分布式系统间的桥接功能。 (3)作为BSS的控制中心完成对其他非AP的站的控制和管理。 6，无线局域网的拓扑结构： 从物理拓扑分类看:单区网SCN和多区网MCN 从逻辑上看:对等式、基础结构式和线型、星型、环型 从控制方式方面来看:无中心分布式（自组织网络）、有中心集中控制式 从与外网的连接性来看：独立WLAN和非独立WLAN 7，BSS是无线局域网的基本构造模块，两种几本拓扑结构或组网方式：分布对等式拓扑和基础结构集中式拓扑单个BSS称为单区网。多个BSS通过DS互联构成多区网。分布对等式拓扑：分布对等式网络是一种独立的(Independent
14、) BSS(IBSS)，它至少有两个站。是一种典型的、以自发方式构成的单区网，该工作模式被称作特别网络或自组织网络(Ad Hoc Network)。对于IBSS注意：一是IBSS是单区网但单区网比ing不一定是IBSS。二，IBSS不能接入DS；基础结构集中式拓扑：在一个基础结构中如果一个站想要和同一BSS内的另一个站通信必须经过源站到AP和AP到宿站的两跳过程并由AP进行转接。8，IEEE 802.11a使用通用网络信息基础结构（universal networking information infrastructure，UNII）的频带。UNII-1频段(5.155.25GHz)用于室内
15、；UNII-2频段(5.255.35GHz)用于室内或者室外；UNII-3频段(5.7255.825GHz)用于室外9，IEEE 802.11使用帧交换协议实现可靠传输。四帧交换：源站点首先向目的站点发布一个请求发送帧（request to send，RTS）目的站点用一个清除发送帧（clear to send，CTS）响应收到CTR之后源站点发送数据帧而目的站点以一个ACK响应10，IEEE 802.11i定义了MAC层的安全和认证机制。该标准致力于解决有线等效加密机制中安全性的缺陷问题。IEEE 802.11i着重三个主要的安全性领域：认证、密钥管理和数据传递的保密性。首先，在移动站点和之间的一次交换是双方在将要使用的安全能力集合上达到一致。接下来涉及AP和移动站点之间的一次交换提供了安全认证。AS负责向AP分发密钥，AP在依次向移动站点管理和分发密钥。在移动站点和之间的数据采用强加密 来保护数据的传递
