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无线网络概念无线网络是利用无线电射频（RadioFrequency－RF）或红外线（Infrared－IR）等无线传输媒体与技术构成的通信网络系统。无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork－WLAN）是利用无线媒体构成的局部区域网络。按照国际相关标准，目前的无线局域网产品的单小区（CELL）覆盖直径在几十米到二、三百米（特殊情况下加功率放大和外接天线可增大覆盖范围）。无线网络概况无线网络概况一、无线网络技术1、蓝牙技术蓝牙（BlueTooth）技术是目前一项十分先进的无线网络技术，它以低成本、短距离的无线连接为基础，取代电缆把一定范围内的通讯设备连接起来，实现不同设备之间的快速通信。具有蓝牙功能的产品有手机、PDA、手表、家用电器、数据网络产品等，这些产品可以非常容易的组成一个小范围的临时专用无线网络，实现数据传送的速率可以达到721Kb/s。2、红外线通讯技术红外线（IR）通讯技术：以红外线为传输介质无线网络技术。不受无线电干扰，而且红外线不受无线管理委员会的限制。但是红外线的穿透性很差，因此只适合于没有障碍物的环境。目前主要应用于家庭中，比如说大多数家庭遥控器就采用红外线通讯。无线网络概况3、无线局域网技术无线局域网（WLAN）是以无线电波作为传输介质，使用射频技术实现与设备位置无关的网络数据传输系统。有线网络因为传输速度高、产品众多、技术发展快，成为市场上主要采用的连网方式，但随着网络在各行各业中应用越来越广，有线网络的弊端也日益显露出来；无线网络技术的不断完善，产品的增加和成本的下降，无线局域网成为目前发展最迅速的领域之一，相应的技术层出不穷，应用日益广泛。二、无线网络的特点1、无线网络传输方式无线局域网的传输方式与其所采用的传输媒体、所选择的载频波段及所使用的调制方式有关。目前有两种无线传输媒体：●无线电波传媒●红外线传媒在无线电波传媒下的调制方式有两种：●窄带调制方式●扩展频谱方式无线电波传媒下的调制方式1●窄带调制方式基带信号射频调制发射利用无线电波作为传输媒体，窄带调制把欲发送数据的基带数字序列经过射频调制器，将其频谱搬移到一个便于无线发射的很高的载频上。所谓窄带，是指经过调制后的信号（已调波）的占有频带的宽度相对很高的载频来说是很窄的。窄带调制的无线局域网一般选用专用微波波段，须先提出申请，经过国家无线电管理部门的许可才能使用。窄带调制设备一般发射信号功率（或能量）较大，会对其他系统中的同频接收设备形成干扰。无线电波传媒下的调制方式2●扩展频谱方式基带信号射频调制发射扩展频谱扩展频谱方式也是利用无线电波作为传输媒体的一种传输信号形成方式。它是在将基带数字序列信号进行射频调制之前，先进行频谱的扩展。扩展频谱过程一般将原基带数字序列信号的频谱扩展几倍到几十倍，经过射频调制后的发射信号的频带宽度也比窄带调制要宽得多。扩展频谱方式可以用比窄带调制方式低得多的信号功率来发送，可在比信号还要强的噪声环境下保证信息的正确接收。扩展频谱方式不怕同频干扰，因此可以在同一频段上靠选择不同的扩频伪随机码来进行多路复用，这种多路复用称作码分多址（CDMA）。扩展频谱方式使用无须申请许可的ISM（工业，科研，医疗设备）波段。ISM波段：902M—928M2.4G——2.484G5.725G——5.850G2、无线网络拓扑结构无线网络以无线介质为传输媒体，提供的是一种广播信道。目前无线联网在应用上有多种形式，就无线局域网的拓扑结构（是一种逻辑拓扑）而言，典型的有“无中心分布对等拓扑”和“有中心集中控制拓扑”两种。无线网络拓扑结构●无中心分布对等拓扑WLAN移动站图1无中心分布对等拓扑结构（Ad－hoc应用模式）这种拓扑结构的优点是建网容易、费用较低，且抗毁性能好（一个站的故障，不影响其它站的通信）；它的缺点是采用竞争信道的机制，在网络业务量重时会导致系统性能（吞吐量、延迟等）急剧下降。因此，网内站点的数量不宜太多。无线网络拓扑结构●有中心拓扑结构WLAN中心站(AP)有线骨干网图2有中心拓扑结构(Hub－based应用模式)中心站的主要作用：一是对所有网内用户的通信要求进行控制，减小业务量过大时由于信道竞争带来的系统性能的恶化；二是为移动用户访问外部网络（其它有线局域网或公共网）提供接口。此外中心站还可对移动站的信号进行中继，扩大移动站间的通信距离。有中心拓扑结构的主要缺点是抗毁性能较差，尽管只是中心站的故障也会导致全网通信瘫痪。1.无线局域网的组成•有固定基础设施的无线局域网基本服务集BSS扩展的服务集ESS基本服务集BSSAB漫游接入点AP接入点AP分配系统DSPortal802.x局域网因特网Portal•有固定基础设施的无线局域网基本服务集BSS扩展的服务集ESS基本服务集BSSAB接入点AP接入点AP分配系统DS802.x局域网因特网一个基本服务集BSS包括一个基站和若干个移动站，所有的站在本BSS以内都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信时都要通过本BSS的基站。PortalPortal•有固定基础设施的无线局域网基本服务集BSS扩展的服务集ESS基本服务集BSSAB接入点AP接入点AP分配系统DS802.x局域网因特网基本服务集中的基站叫做接入点AP(AccessPoint)其作用和网桥相似。PortalPortal扩展的服务集ESS基本服务集BSS基本服务集BSSAB接入点AP接入点AP分配系统DS802.x局域网因特网一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点AP连接到一个主干分配系统DS(DistributionSystem)，然后再接入到另一个基本服务集，构成扩展的服务集ESS(ExtendedServiceSet)。PortalPortal扩展的服务集ESS基本服务集BSS基本服务集BSSAB接入点AP接入点AP分配系统DS802.x局域网因特网ESS还可通过Portal为无线用户提供到非802.11无线局域网（例如，到有线连接的因特网）的接入。Portal的作用就相当于网桥。PortalPortal扩展的服务集ESS基本服务集BSS基本服务集BSSAB接入点AP接入点AP分配系统DS802.x局域网因特网移动站A从某一个基本服务集漫游到另一个基本服务集，而仍然可保持与另一个移动站B进行通信。PortalPortal无固定基础设施的无线局域网自组网络(adhocnetwork)自组网络AEDCBF源结点目的结点转发结点转发结点转发结点•自组网络没有上述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。移动自组网络的应用前景•在军事领域中，携带了移动站的战士可利用临时建立的移动自组网络进行通信。•这种组网方式也能够应用到作战的地面车辆群和坦克群，以及海上的舰艇群、空中的机群。•当出现自然灾害时，在抢险救灾时利用移动自组网络进行及时的通信往往很有效的2.802.11标准中的物理层•1997年IEEE制订出无线局域网的协议标准的第一部分，802.11。在1999年又制订了剩下的两部分，802.11a和802.11b。•802.11的物理层有以下三种实现方法：–跳频扩频FHSS–直接序列扩频DSSS–红外线IR802.11标准中的物理层（续）•802.11a的物理层工作在5GHz频带，采用正交频分复用OFDM，它也叫做多载波调制技术（载波数可多达52个）。可以使用的数据率为6,9,12,18,24,36,48和56Mb/s。•802.11b的物理层使用工作在2.4GHz的直接序列扩频技术，数据率为5.5或11Mb/s。3.802.11标准中的MAC层1.CSMA/CA协议无线局域网却不能简单地搬用CSMA/CD协议，主要有两个原因：1.CSMA/CD协议要求一个站点在发送本站数据的同时还必须不间断地检测信道，但在无线局域网的设备中要实现这种功能就花费过大。2.即使我们能够实现碰撞检测的功能，并且当我们在发送数据时检测到信道是空闲的，在接收端仍然有可能发生碰撞。A的作用范围无线局域网的特殊问题C的作用范围ABCD当A和C检测不到无线信号时，都以为B是空闲的，因而都向B发送数据，结果发生碰撞。这种未能检测出媒体上已存在的信号的问题叫做隐蔽站问题(hiddenstationproblem)B的作用范围无线局域网的特殊问题C的作用范围ADCB？B向A发送数据，而C又想和D通信。C检测到媒体上有信号，于是就不敢向D发送数据。其实B向A发送数据并不影响C向D发送数据这就是暴露站问题(exposedstationproblem)CSMA/CA协议无线局域网不能使用CSMA/CD，而只能使用改进的CSMA协议。•改进的办法是将CSMA增加一个碰撞避免(CollisionAvoidance)功能。•802.11使用CSMA/CA协议，而在使用CSMA/CA的同时还增加使用确认机制。802.11的MAC层MAC层无争用服务争用服务分布协调功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)点协调功能PCF(PointCoordinationFunction)物理层2.4GHzFHSS1Mb/s2Mb/s2.4GHzDSSS1Mb/s2Mb/sIR1Mb/s2Mb/s5GHzOFDM6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s2.4GHzDSSS5.5Mb/s11Mb/s802.11b802.11aIEEE802.11MAC层通过协调功能来确定在基本服务集BSS中的移动站在什么时间能发送数据或接收数据。802.11的MAC层在物理层之上包括两个子层MAC层无争用服务争用服务分布协调功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)点协调功能PCF(PointCoordinationFunction)物理层2.4GHzFHSS1Mb/s2Mb/s2.4GHzDSSS1Mb/s2Mb/sIR1Mb/s2Mb/s5GHzOFDM6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s2.4GHzDSSS5.5Mb/s11Mb/s802.11b802.11aIEEE802.11DCF子层在每一个结点使用CSMA机制的分布式接入算法，让各个站通过争用信道来获取发送权。因此DCF向上提供争用服务。MAC层无争用服务争用服务分布协调功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)点协调功能PCF(PointCoordinationFunction)物理层2.4GHzFHSS1Mb/s2Mb/s2.4GHzDSSS1Mb/s2Mb/sIR1Mb/s2Mb/s5GHzOFDM6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s2.4GHzDSSS5.5Mb/s11Mb/s802.11b802.11aIEEE802.11PCF子层使用集中控制的接入算法,将发送数据权轮流交给各个站从而避免了碰撞的产生MAC层无争用服务争用服务分布协调功能DCF(DistributedCoordinationFunction)(CSMA/CA)点协调功能PCF(PointCoordinationFunction)物理层2.4GHzFHSS1Mb/s2Mb/s2.4GHzDSSS1Mb/s2Mb/sIR1Mb/s2Mb/s5GHzOFDM6,9,12,18,24,36,48,54Mb/s2.4GHzDSSS5.5Mb/s11Mb/s802.11b802.11aIEEE802.11帧间间隔IFS—控制PCF与DCF同时运行机制所有的站在完成发送后，必须再等待一段很短的时间（继续监听）才能发送下一帧。这段时间的通称是帧间间隔IFS(InterFrameSpace)。帧间间隔长度取决于该站欲发送的帧的类型。高优先级帧需要等待的时间较短，因此可优先获得发送权，但低优先级帧就必须等待较长的时间。若低优先级帧还没来得及发送而其他站的高优先级帧已发送到媒体，则媒体变为忙态因而低