《计算机网络与通信 教学课件 ppt 作者 佟震亚 杨风暴 第6章 无线局域网》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络与通信 教学课件 ppt 作者 佟震亚 杨风暴 第6章 无线局域网（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 无线局域网,6.1 无线局域网概述 6.2 无线局域网的调制解调技术 6.3 扩频通信技术,6.4 无线局域网协议 6.5 宽 带 无 线 6.6 蓝 牙 技 术,6.1 无线局域网概述,6.1.1 无线局域网的优点 1移动性 2可靠性 3低成本 4工作效率高,6.1.2 无线网络的技术要求 （1）可靠性： （2）保密性： （3）兼容性： （4）数据传输速率：,（5）频段使用范围： （6）移动性： （7）节能性： （8）小型化,6.1.3 无线信道的若干传输特性 1无线信道的大尺寸衰减 2阴影衰减 3多径衰减,图6.1 多径传输,图6.2 选择性衰减和平衰减,4无线信道时变性和多普勒频
2、移,6.2 无线局域网的调制解调技术,6.2.1 QAM调制,图6.3 QAM矢量端点,图6.4 QAM调制与解调过程,6.2.2 CCK调制 对于一对有两个元素组成的等长序列，如果对应位中相同码的个数和不相同码的个数相等，则这两个序列就是补偿码序列。,表6.1 输入数据与相位的对应关系,图6.5 IEEE 802.11bCCK调制解调过程,6.2.3 PBCC调制,图6.6 11Mbit/sPBCC调制原理图,1OFDM技术的特点 目前在无线宽带接入以及第4代移动通信中，OFDM技术都将成为继CDMA技术之后的又一核心技术。,6.2.4 正交频分多路复用 （OFDM）技术,图6.7 FDM信
3、号与OFDM信号频谱比较,2OFDM子载波的正交性 每个子载波的周期在一个OFDM符号周期内都与其他子载波保持整倍数的关系，每个子载波与相邻子载波正好相差1个周期。,图6.8 3个相邻的子载波,图6.9 OFDM子频带的正交性,图6.10 OFDM发送接收机系统结构,3OFDM调制 设fk是一组载波，各载频的关系为 fkf0k/Ts，k0，1，2，N1 式中，Ts是单码元的持续时间，f0是发送的频率。,作为载波的单元信号组定义为 jj,kgk(tjTs)，j gk(t)ej2pfkt，0tTs,其频谱相互重叠，jj,k(t)满足正交条件,以及,当以一组取自有限集的复数Cj,k表示数字信号对jj
4、,k(t)调制时，则 此即OFDM信号,OFDM通过下式解调,基带OFDM信号可以表示为,式中，N为载波数，Ckakjbk为传输数据，fk为第k个子载波的频率，在tnT时，对上述信号采样可得,上式的右边是复数Ck的IDFT变换的实部，故可以在时域采用IFFT获得基带OFDM信号。中频信号为,xIF(t)XI(t)cos2pfIFtxP(t)sin2pfIFt,图6.11 OFDM传输过程,6.3 扩频通信技术,6.3.1 扩频通信的基本概念 1扩频通信的工作原理 扩频通信（Spread Spectrum Communication）是一种信息传输方式，简称扩频。其是通过注入一个更高频率的信号将
5、基带信号扩展到一个更宽的频带内的射频通信系统，,图6.12 扩频系统示意图,2扩频通信系统的基本工作方式 （1）直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS）工作方式，或称直扩方式：直接用具有高码率的扩频码序列扩展发送信号的频谱，在接收端用相同的扩频序列进行解扩，把展开的扩频信号恢复成原始信号。,（2）跳变频率（Frequency Hopping，FH）工作方式，或称跳频方式 （3）跳变时间（Time Hopping，TH）工作方式，或称跳时方式 （4）宽带线性调频（Chirp Modulation，CM）工作方式，或称Chirp方式,3扩频通信的优点
6、 （1）可以抑制噪声。 （2）交叉抑制。 （3）衰减抑制。,（4）利于重复使用频率，提高频谱利用率。 （5）保密性好 （6）可实现码分多址（CDMA）。 （7）可以精确定时和测距,图6.13 扩频解扩频技术,4扩频码发生器工作原理,图6.14 扩频码发生器工作原理,6.3.2 直接序列扩频（DSSS） 1直接序列扩频的工作原理 在微波应用中，直接序列扩频的收发过程要求经过3次调制解调。,图6.15 直接序列的扩频,2直接序列的扩频技术 有数种扩频技术，常用的技术M序列（最长线性伪随机码），也就是采用模2和异或算法。,直接序列的扩频技术的关键是不同初始位的“0”或“1”都可以用不同的扩频码来表示
7、，方法是对输入信号和伪随机比特流进行异或运算,图6.16 直接序列的扩频技术(a),图6.16 直接序列的扩频技术(b),图6.16 直接序列的扩频技术(c),6.3.3 跳频扩频技术 1跳频技术的特点 跳频本质上就是按照收发双方约定的、对第三者保密的、规律不断变换发射频率。跳频通信具有抗干扰、抗截获的能力，并能做到频谱资源共享。所以在现代化的电子战中跳频通信已显示出巨大的优越性。另外，跳频通信也应用到民用通信中，可以抗衰落、抗多径和抗网间干扰。,图6.17 两种跳频图案,跳频通信中载波频率改变的规律，称为跳频图案。,图6.17（a）所示为快跳频图案，它是在一个时间段内传送一位（比特）的信息。
8、一般称此时间段为跳频的驻留时间，称频率段为信道带宽。图6.17（b）所示则是慢跳频图案，它是在一个跳频驻留时间内传送多位（此处是3位）。,2跳频技术系统结构,图6.18 跳频系统原理图,6.4 无线局域网协议,图6.19 无线局域网的两种结构,6.4.1 802.11物理层,6.4.2 802.11 MAC子层协议,图6.20 站隐藏与站暴露问题,图6.21 CSMA/CA虚拟信道检测,图6.22 碎片串,图6.23 帧时间间隔,6.4.3 802.11帧格式,图6.24 802.11数据帧,6.4.4 服务 802.11标准规定每个无线局域网必须提供9种服务。这些服务分为两类：5个分布服务和
9、4个站点服务。,（1）建立连接： （2）拆除连接： （3）重新连接： （4）分布： （5）综合：,剩下的4种服务用于通信单元内部。 （1）认证： （2）脱离验证： （3）保密服务： （4）数据提交：,6.5 宽 带 无 线,6.5.1 802.16协议,图6.25 802.16协议栈,6.5.2 802.16物理层,图6.26 时分双工通信的帧和时隙,6.5.3 802.16 MAC子层协议 （1）固定位率服务是用来传输未压缩的声音的 （2）实时可变位率服务是为了压缩的多媒体和其他软件实时应用而设计的，它们每个瞬时对带宽的容量需求是变化的。,（3）非实时可变位率服务是为诸如大的文件的传输等传输负载重但不需实时的情况而设计的。 （4）尽力服务是面对其他所有情况的,6.5.4 802.16帧格式,图6.27 802.16的普通帧与带宽请求帧,6.6 蓝 牙 技 术,1蓝牙体系结构,图6.28 两个皮网连接成弥网,2蓝牙协议结构 （1）物理无线电层 （2）基带层 （3）L2CAP层,图6.29 802.15版本的蓝牙协议结构,3蓝牙帧结构,图6.30 典型的蓝牙数据帧结构,4蓝牙技术应用,表6.2 蓝牙技术的应用（profile）,
