第四章信息傳輸技術與系統第四章信息傳輸技術與系統第4章信息傳輸技術與系統4.2數字微波中繼通信4.3衛星通信4.4移動通信第4章信息傳輸技術與系統4.2數字微波中繼通信第四章信息傳輸技術與系統4.2數字微波中繼通信第四章信息傳輸技術與系統4.2數字微波中繼通信4.2.1概述微波中繼通信是無線電通信手段中的一種。它適用于城市與城市之間、地區與地區之間、部門與部門之間信息的傳輸。通常根據傳輸信號的波形，微波中繼通信系統可分為兩大類。一類是模擬微波中繼通信系統，最典型的系統為FDM/FM制模擬微波中繼通信系統，該類系統主要傳輸電話信號與電視信號。它較廣泛地應用于除電信部門以外的電力、鐵路、石油等系統，主要用來建立專線，供傳輸遙控、遙測及遙訊信號。另一類是數字微波傳輸系統，其基帶信號的幅度是離散的，并且只能取有限個數值。與模擬微波傳輸相比，數字微傳輸具有如下的特點：數字信號可以“再生”，因此中繼段上的噪聲、干擾等引起的信號失真在再生時可以消除，線路噪聲不會隨中繼站數的增加而積累。由于數字微波傳輸的是數字信號，便于數字程控交換機連接，不需數/模、模/數轉換設備，可組成傳輸與交換一體化的綜合數字通信網。數字微波的終端設備便于采用大規模集成電路，因而體積小、重量輕、功耗低、設計調整方便，價格也比模擬微波終端設備便宜。保密性強，易于進行加密處理。傳輸話音信號時，數字微波系統占用頻帶較寬。4.2.1概述微波中繼通信是無線電通信手段中的一種。它4.2.2微波中繼通信的特點微波波段的頻帶寬適于傳輸寬頻帶信號天線增益高、方向性強外界干擾小投資少、建設快、通信靈活性大中繼傳輸方式4.2.2微波中繼通信的特點微波波段的頻帶寬4.2.3數字微波中繼通信系統的組成1.數字微波中繼通信線路圖4.12數字微波中繼通信線路示意圖4.2.3數字微波中繼通信系統的組成1.數字微波中繼通4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.13數字微波中繼通信系統組成4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.13數字微4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.14數字微波發信設備方框圖4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.14數字微4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.15數字微波收信設備的組成方框圖4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.15數字微4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.16中繼站的轉接方式4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.16中繼站4.2.4數字微波中常用的調制技術基本概念和模擬信號調制一樣，數字信號調制也有三種基本方式：調幅、調相和調頻。在數字微波通信系統中，目前較常用的是數字調相數字調相又稱移相鍵空（PSK），這種調制方式具有頻帶利用率較高、抗干擾能力較強（優于ASK、FSK）等優點，因而在數字通信中得到廣泛利用。移相鍵控是利用載波的相位變化來傳遞信息的，其數學表達式為

Ｓ（ｔ）＝Ａ·ｃｏｓ［ω０＋φ（ｔ）］（4.5）

其中φ（ｔ）是載波的相位，它隨碼元而變化。數字調相又分為絕對移相和相對移相兩種。利用未調載波相位作為基準的調相，稱為絕對移相；利用前后兩個碼元的載波相位的相對變化（即它們的差）來傳送數字信息的調相稱為相對移相。相對移相要求在發送端采用差分碼，即利用碼變換器把絕對碼變成相對碼然后對載波進行絕對調相，從而得到相對調相碼的輸出。4.2.4數字微波中常用的調制技術基本概念4.2.4數字微波中常用的調制技術差分編碼的碼變換器的邏輯關系為：bi=ai⊕bｉ－1圖4.17碼變換器組成4.2.4數字微波中常用的調制技術差分編碼的碼變換器的邏4.2.4數字微波中常用的調制技術從調相信號頻譜分析可知，它有如下特點：二相PSK信號是一種線性調制信號，其頻譜結構與ASK信號一樣。因此，分析起來較為簡單。二相數字調相信號帶寬為基帶信號帶寬的二倍，最高頻帶利用率為1波特/赫。對離散相位取值等概率二相PSK信號的頻譜與抑制載波的雙邊帶調幅波一樣，其頻譜不包含載波分量。根據這個特點，可以用平衡調幅器構成二相數字調幅器或二相數字調相器。相對移相除相位變化與絕對移相不同外，可用同樣的數學表達式來表示相對移相波形。在具體設計與調整數字調相器時，要注意以下幾項性能指標：工作頻帶、調制碼速、相位誤差、寄生調幅、調制損耗、承受功率。4.2.4數字微波中常用的調制技術從調相信號頻譜分析可知第四章信息傳輸技術與系統4.3衛星通信第四章信息傳輸技術與系統4.3衛星通信4.3.1概述衛星通信，簡單而言就是地球上（包括陸地、水面和低層大氣層）的無線電通信站之間利用人造地球衛星作中繼站而進行的通信。衛星通信的頻段：C波段：3.7~4.2GHz作為上行頻段，5.925~6.425作為下行頻段Ku波段：11.7~12.2GHz作為上行頻段，14~14.5作為下行頻段Ka波段：17.7~21.7GHz作為上行頻段，27.5~30.5作為下行頻段，一般政府和軍隊使用圖4.24衛星通信示意圖4.3.1概述衛星通信，簡單而言就是地球上（包括陸地4.3.1概述當衛星的軌道在赤道平面內，其高度為35860km時，衛星的運行周期正好與地球自轉周期相同，方向也一致，則衛星的位置相對地面來說呈靜止狀態，這種衛星稱之為靜止衛星。有時也叫同步衛星（或靜止同步衛星），利用這種衛星進行通信的系統稱為同步衛星中繼通信系統。圖4.２６

靜止衛星配置幾何關系圖4.3.1概述當衛星的軌道在赤道平面內，其高度為3584.3.1概述與其他通信手段相比，衛星通信的主要優點是：通信距離遠，而投資費用和通信距離無關；工作頻帶寬、通信容量大，適用于多種業務傳輸；通信線路穩定可靠，通信質量高；以廣播方式工作，具有大面積覆蓋能力，可以實現多址通信和信道按需分配，因而通信靈活機動；可以自發自收進行監測。2．地球衛星的軌道分類4.3.1概述與其他通信手段相比，衛星通信的主要優點是4.3.2衛星通信系統的組成和功能衛星通信系統由空間分系統、通信地球站分系統、跟蹤遙測及指令分系統和監控管理分系統等４大分系統組成，如圖4.29所示。圖4.29衛星通信系統的基本組成4.3.2衛星通信系統的組成和功能衛星通信系統由空間分系4.3.2衛星通信系統的組成和功能圖4.30衛星通信地球站的組成4.3.2衛星通信系統的組成和功能圖4.30衛星通信4.3.3VSAT簡述VSAT是VerySmallApertureTerminal的縮寫，直譯為“甚小口徑（天線）數據終端”，可意譯為“超小型地球站”，或簡稱“小站”，它是一種具有甚小口徑天線的智能化的衛星通信地球站。圖4.31典型的VSAT系統組成示意圖4.3.3VSAT簡述VSAT是VerySmallA4.3.4移動衛星通信系統簡介圖4.32全球星移動通信系統的結構4.3.4移動衛星通信系統簡介圖4.32全球星移動通多址技術與信道分配技術的概念頻分多址技術時分多址技術隨機多址和可控多址訪問方式補充：衛星通信的多址方式多址技術與信道分配技術的概念補充：衛星通信的多址方式多址技術與信道分配技術的概念多址技術是指在衛星覆蓋區內的多個地球站，通過同一顆衛星的中繼建立兩址和多址之間的通信技術。信道分配方式實際上就是指如何進行信道分配。所采用的多址方式不同，其信道的內含不同。多址技術與信道分配技術的概念多址技術是指在衛星覆蓋區內的多個1.1信道分配方式1.1.1.預分配（PA）方式

預分配（PA）方式又分為固定預分配（FPA）和按時預分配（TPA）方式，具體如下。固定預分配方式：是指按事先規定半永久性地分配給每個地球站固定數量的信道，這樣各地球站只能各自在特定的信道上完成與其他地球站的通信，其他地球站不得占用。按時預分配（TPA）方式：根據統計，事先知道了各地球站間業務量隨時間的變化規律，因而在一天內可按約定對信道做幾次固定的調整，這種方式就是按時預分配（TPA）方式。1.1信道分配方式1.1.1.預分配（PA）方式

預分配（1.1信道分配方式1.1.2．按需分配方式

按需分配（DA）方式是一種分配可變的制度，這個可變是按申請進行信道分配變化的，通話完畢之后，系統信道又收歸公有。收端可變、發端固定的DA方式收端固定、發端可變的DA方式收、發可變DA方式1.1.3．隨機分配

它是指通信中各種終端隨機地占用衛星信道的一種多址分配制度。1.1信道分配方式1.1.2．按需分配方式

按需分配1.2多址技術在衛星通信中的信號分割和識別是以載波頻率出現的時間或空間位置為參量實現的，歸納起來可分為：頻分多址（FDMA）時分多址（TDMA）碼分多址（CDMA）空分多址（SDMA）1.2多址技術在衛星通信中的信號分割和識別是以載波頻率出現1.2多址技術頻分多址訪問（FDMA）方式是衛星通信多址技術中的一種比較簡單的多址訪問方式。在FDMA中是以頻率來進行分割的，其在時間和空間上無法分開，故此不同的信道占用不同的頻段，互不重疊。時分多址訪問（TDMA）方式是以時間為參量來進行分割的，其頻率和空間是無法分開的，那么不同的信號占據不同時間段，彼此互不重疊。空分多址訪問（SDMA）方式是以空間作為參量來進行分割的，其頻率和時間無法分開，因而不同的信道占據不同的空間，這樣衛星可根據空間位置接收相應覆蓋區域中的各地球站發送的上行鏈路信號。碼分多址訪問（CDMA）方式是以信號的波形、碼型為參量來實現多址訪問的，其頻率、時間和空間上均無法分開，因而不同的地球站使用不同的碼型作為地址碼，并且這些碼型相互正交或準正交。1.2多址技術頻分多址訪問（FDMA）方式是衛星通信多址技2.1頻分多址技術原理與應用特點工作原理：在以此種方式工作的衛星通信網中，每個地球站向衛星轉發器發射一個或多個載波，每個載波都具有一定的頻帶，它們互不重疊地占用衛星轉發器的帶寬。FDMA的應用特點：頻分多址方式是最基本的多址方式，也是最古老的多址方式，其最突出的特點是簡單、可靠和易于實現。其特點可進一步歸納如下：要求解決好衛星的功率和帶寬之間的關系。必須嚴格控制功率。設置適當的保護頻帶。盡量減少互調的影響。2.1頻分多址技術原理與應用特點工作原理：在以此種方式工作2頻分多址技術2.2.FDMA的分類每載波多路MCPC-FDMA方式如果按所采用的基帶信號類型，MCPC又可劃分為FDM-FM-FDMA和TDM-PSK-FDMA方式。在FDM-FM-FDMA方式中，首先基帶模擬信號以頻分復用方式復用在一起，然后以調頻方式調制到一個載波頻率上，最后再以FDMA方式發射和接收。在TDM-PSK-FDMA方式中，首先將多路數字基帶信號用時分復用方式復用在一起，然后以PSK方式調制到一個載波上，最后再以FDMA方式發射和接收。2頻分多址技術2.2.FDMA的分類2頻分多址技術2.2.FDMA的分類每載波單路SCPC-FDMA方式每個載波僅傳送一路信號（SingleChannelPerCarrier）由于SCPC方式主要應用于業務量較小的、同時通信路數最多只有幾條甚至一條的地球站，顯然采用固定分配載波的MCPC方式會造成頻帶的浪費。星上交換SS-FDMASubchannelSwitchedFDMA如圖1，衛星上的每個濾波器都與每個上行鏈路中的載波相對應。這樣能夠將指定上行鏈路中的對應載波的帶通信號提取出來，并在星上進行選路操作，然后將其送往覆蓋接收地球站的下行鏈路波束中。在圖2中給出SS-FDMA衛星轉發器方框圖。從圖中可以看出，上行鏈路和下行鏈路各包含3個波束（空分頻率復用）。其星上交換功能是由一組濾波器和一個由微波二極管門電路組成的交換矩陣完成的。2頻分多址技術2.2.FDMA的分類圖1SS-FDMA系統模型圖1SS-FDMA系統模型圖2SS-FDMA衛星轉發器方框圖圖2SS-FDMA衛星轉發器方框圖3.1時分多址的概念及其應用特點TDMA的基本概念：如圖3所示的是TDMA系統模型。從中可以清楚地看出，在按時分多址方式工作的系統中，由于分配給各地球站的是特定的時隙，而不是特定的頻帶，因而每個地球站必須在分配給自己的時隙中用相同的載波頻率向衛星發射信號，并經放大后沿下行鏈路重新發回地面。TDMA技術的優點不存在FDMA中的互調問題。系統容量大，衛星功率利用率高。提高信號傳輸質量，有利于綜合業務的接入。使用靈活。TDMA技術的應用特點缺點必須保持各地球站之間的同步，才能讓所有用戶實現共享衛星資源的目的。要求采用突發解調器（系統中各站在規定的時隙內以突發的形式發射其已調信號）。模擬信號需轉換成數字信號才能在網絡中傳輸。初期的投資較大，系統實現復雜。3.1時分多址的概念及其應用特點TDMA的基本概念：如圖圖3TDMA系統模型圖3TDMA系統模型4隨機多址和可控多址訪問方式4.1隨機多址訪問方式在以隨機多址訪問方式工作的系統中，每個用戶都可以訪問一條共享信道，而無需事先與系統中的其他用戶進行協商。常用的隨機多址方式有：ALOHA，S-ALOHA等，下面逐一進行介紹。4隨機多址和可控多址訪問方式4.1隨機多址訪問方式4.1隨機多址訪問方式ALOHAALOHA是最早的隨機多址訪問方式。工作過程：如圖4所示的是一個數據衛星通信系統的結構示意圖。首先，在各地球站按一定長度將數據分成若干段。然后在每一個數據段前加一個報頭，即分組頭。在分組頭中包含了收、發兩端地球站的地址及某些控制比特，同時在數據段的后面還加上具有較強檢錯能力的檢錯碼，以此構成一個數據分組。如圖5所示。由于在ALOHA方式中對用戶發送數據分組的時間未加以任何限制，因此對任一分組而言，只要有其他站發射分組，便會在信道上發生碰撞現象。4.1隨機多址訪問方式ALOHA圖4衛星分組通信原理圖5數據分組格式圖4衛星分組通信原理圖5數據分組格式4.1隨機多址訪問方式ALOHA從上面的介紹可以清楚地看到，ALOHA系統具有以下特點。系統結構簡單，用戶入網方便，無需協調。當業務量較小時具有良好的通信性能。存在碰撞現象，其吞吐量（即某段時間內成功接收信息的比特平均數與所發送的總比特數之比）較低，最高吞吐量也只能達到18.4%。存在信道不穩定性。即當信道業務量增大到一定的程度時，分組在信道上發生碰撞的概率也隨之增加，此時信道上的吞吐量不再隨業務量的增加而增加，反之減小，此時要求重發的分組數也隨之增多，信道的利用率（信道上有信息傳輸的時間占總的可用時間之比）加大。極限情況下，信道內充斥的都是重發分組，此時的吞吐量降為零。可見信道吞吐量低和不穩定性是ALOHA的主要缺點。4.1隨機多址訪問方式ALOHA4.1隨機多址訪問方式S-ALOHA由上面的分析可以看出，在ALOHA系統中，由于各站可以隨時發送信息。因而在一個分組的受損時間內，如果其他站也正隨機地發送信息的話，那么很容易出現碰撞，導致分組丟失。在S-ALOHA方案中是以衛星轉發器的輸入端為參考點的，在時間上等間隔地劃分為若干時隙(slot，也稱為時槽)，而每個站所發射的分組必須進入指定的時隙，每個分組的持續時間將占滿一個時隙。可見在使用S-ALOHA方式時，要求在一個特定的時刻進行分組發送，使S-ALOHA的受損間隔限制在一個時隙長度之內，而不會出現首尾碰撞的情況。這樣便能減少信道上出現碰撞的概率，提高衛星轉發器的使用效率。4.1隨機多址訪問方式S-ALOHA4.1隨機多址訪問方式SREJ-ALOHA（SelectiveRejectALOHA）在SREJ-ALOHA中，仍采用ALOHA方式進行分組發送，并在此基礎上加以改進。即將每個分組細分為若干個小分組(Subpacket)，而且每個小分組均配有自己的報頭和前同步碼，因而在接收端可以對每個小分組進行檢測。這樣當兩個分組發生碰撞時，就可能只是其中的幾個小分組出現彼此重疊的現象，而其他的未遇到碰撞的小分組仍能夠被接收端正確接收。與ALOHA方式相同，SREJ-ALOHA系統無需提供全網定時與同步功能。另外一個分組可以被劃分為多個小分組，因而在系統中適于采用可變長度分組，從而增加了使用靈活性。同時也提高了系統的吞吐量，但同樣也增加了系統的復雜程度。4.1隨機多址訪問方式SREJ-ALOHA（Select4.1隨機多址訪問方式C-ALOHAC-ALOHA稱為具有捕獲效應的ALOHA，它是改善系統吞吐量的一種方式。在ALOHA方式中，由于衛星轉發器所接收的兩個分組功率相同，因而發生碰撞情況下，接收端無法正常接收分組。但如果兩個分組功率不同，一個較大，一個較小，這樣即使這兩個分組彼此發生碰撞，相對功率較大的分組而言，功率較小的分組也只視為一種干擾，功率較大的分組仍可能被接收端正確接收。從理論上講，C-ALOHA的吞吐量為P-ALOHA的三陪。4.1隨機多址訪問方式C-ALOHA4.2可控多址訪問方式可控多址訪問方式又稱為預約（reservation）協議R-ALOHA通常一個發送周期即為一個幀長，每幀中又包含若干個時隙。其中一部分時隙用于發送短報文和預約申請信息，這部分時隙被稱為競爭時隙，它是采用S-ALOHA方式工作的。而另一部分時隙則由用戶獨自掌握，主要用于發送長報文，這部分時隙稱為預約時隙。它們之間不存在碰撞問題4.2可控多址訪問方式可控多址訪問方式又稱為預約（rese4.2可控多址訪問方式R-ALOHA當某地球站要發送長報文時，該站必須首先進行申請預約，即在競爭時隙中發送申請預約消息，表明所需使用的預約時隙長度。如果沒有發生碰撞，則在一定時間之后，全網中各各地球站，包括發送申請預約消息的地球站都會收到一個信息，根據當時的排隊情況確定報文應出現的預約時隙位置，這樣其他站就不會再去使用這些預約時隙了。同時發送地球站也可以計算出其應該發射的時隙，以便準時發射。對于短報文，既可以直接利用競爭時隙發射，也可以像長報文一樣通過預約申請，利用預約時隙發射。4.2可控多址訪問方式R-ALOHA4.2可控多址訪問方式4.2可控多址訪問方式4.2可控多址訪問方式AA-ALOHA當網中的業務量很小或者所傳送的多為短報文時，系統中的所有站多數情況是以S-AlOHA方式工作的；這時每幀中的時隙均為競爭時隙。當長報文業務增多時，則分出一部分時隙作為預約時隙，為提出申請預約的各站傳輸長報文業務之用。另一部分時隙仍作為競爭時隙，各站可以按S-ALOHA方式共享使用這些競爭時隙。實際上，這是—種競爭預約的TDMA/DA方式。當長報文業務量進一步加大時，只有一小部分時隙為競爭時隙，而大部分時隙則變成預約時隙。可見，極限情況下，所有時隙均變為預約時隙，供一個大業務量的站在一段時間內利用整個信道傳輸其長報文。這時系統就工作于一個預分配的TDMA方式。4.2可控多址訪問方式AA-ALOHA第四章信息傳輸技術與系統4.3移動通信第四章信息傳輸技術與系統4.3移動通信無線局域網基本原理及技術無線局域網基本原理及技術內容1.無線局域網的概念2.無線局域網的標準3.無線局域網的技術4.無線局域網的應用內容1.無線局域網的概念2.無線局域網的標準3.無線局傳統有線網絡數據傳輸的介質：雙絞線，同軸電纜，光纖，或是別的有線介質。無線網絡數據傳輸的介質：紅外線，無線電微波，或是其它無線介質。信號在空氣中傳播，可以被任何人接收。1.無線網絡的概念傳統有線網絡1.無線網絡的概念無線數據網分類無線數據網的種類

無線個人網（WPAN）、無線局域網（WLAN）、無線網橋、無線城域網（WMAN）和無線廣域網（WWAN）。*無線個人網主要用于個人用戶工作空間，典型距離覆蓋幾米，可以與計算機同步傳輸文件，訪問本地外圍設備，如打印機等。目前主要技術包括藍牙（Bluetooth）和紅外（IrDA）。*無線局域網主要用于寬帶家庭、大樓內部以及園區內部，典型距離覆蓋幾十米至上百米。目前主要技術為802.11系列。*無線網橋主要用于大樓之間的聯網通訊，典型距離幾公里。*無線城域網和廣域網覆蓋城域和廣域環境，主要用于Internet/email訪問，但提供的帶寬比無線局域網技術要低很多。目前典型的技術是GRPS和CDMA。無線數據網分類無線數據網的種類*無線個人網*無線局域網*無線什么是ISM該頻段是依據全球性國際組織美國聯邦通訊委員會(FCC)所定義出來，適用于全球各地來使用，無需授權使用。ISM

工業（Industrial）、科學（Scientific）與醫療（Medical）ISM頻段歐美日什么是ISM該頻段是依據全球性國際組織美國聯邦通訊委員會(FIEEE802.11的無線局域網標準802.11a802.11b802.11g標準確立日期1999．91999．9仍在開發工作頻段5.150-5.350GHz5.470-5.850GHz2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz頻寬580MHz83.5MHz83.5MHz互不重迭頻道數量13（U.S）19（Europe）33數據速率6，9，12，18，24，36，48，54Mbps1，2，5.5，11Mbps6，9，12，18，24，36，48，54MbpsUDP數據吞量30.9Mbps7.1Mbps16.4MbpsIEEE802.11的無線局域網標準802.11a80無線局域網模型IEEE802LAN標準系列PHYMACOSI層2OSI層1IEEE802.3Ethernet以太網IEEE802.4TokenBus令牌總線IEEE802.5TokenRing令牌環IEEE802.15WPAN藍牙IEEE802.16BWA寬帶無線IEEE802.2邏輯鏈路控制(LLC)IEEE802.11WLAN無線局域網定義了介質訪問控制(MAC)和物理層的操作，包括MAC子層、MAC服務和協議以及三個物理層無線局域網模型IEEE802LAN標準系列PHYMACOinfrastructure

網絡ad-hoc網絡APAPAP有線網絡AP:AccessPoint無線局域網基本構架infrastructure

網絡ad-hoc網絡APAPIBSSIBSS

(IndependentBasicServiceSet)由數個無線工作站所級組成做點對多點運用的區域網絡。IBSSIBSS(IndependentBasicSeBSSBSS(BasicServiceSet)同一臺AP及數臺無線工作站所組成的局域網BSSBSS(BasicServiceSet)ESSESS(ExtendedServiceSet)一個或多個以上的BSS即可被定義成一個ExtendedServiceSet(ESS)，用戶可在ESS上漫游及存取BSS系統中的任何資料，其中AccessPoints必須設定相同的ESSID才能允許漫游。ESSESS(ExtendedServiceSet)加入網絡在一個基礎結構網絡中，如果一個新的站點想要加入該BSS，則需要獲取該BSS的ID、TSF等參數兩種獲取參數的方法被動掃描：站點對每一個信道進行監聽，尋找其希望加入的BSS的AP發出的信標幀主動掃描：站點發送包含有該站希望加入的SSID信息的探詢幀發現了希望加入的BSS的AP后，進行認證和其他連接工作加入網絡在一個基礎結構網絡中，如果一個新的站點想要加入該BS802.11物理層802.11最初定義的三個物理層包括了兩個擴散頻譜技術和一個紅外傳播規范，無線傳輸的頻道定義在2.4GHz的ISM波段內，這個頻段，在各個國際無線管理機構中，例如美國的USA，歐洲的ETSI和日本的MKK都是非注冊使用頻段。802.11無線標準定義的傳輸速率是1Mbps和2Mbps，可以使用FHSS(frequencyhoppingspreadspectrum)和DSSS(directsequencespreadspectrum)技術，需要指出的是，FHSS和DHSS技術在運行機制上是完全不同的，所以采用這兩種技術的設備沒有互操作性。3.802.11b在無線局域網協議中最大的貢獻就在于它在802.11協議的物理層增加了兩個新的速度：5.5Mbps和11Mbps。為了實現這個目標，DSSS被選作該標準的唯一的物理層傳輸技術，這個決定使得802.11b可以和1Mbps和2Mbps的802.11DSSS系統互操作。4.802.11b采用了動態速率調節技術，來允許用戶在不同的環境下自動使用不同的連接速度來補充環境的不利影響。在理想狀態下，用戶以11M的全速運行，然而，當用戶移出理想的11M速率傳送的位置或者距離時，或者潛在地受到了干擾的話，這把速度自動按序降低為5.5Mbps、2Mbps、1Mbps。同樣，當用戶回到理想環境的話，連接速度也會以反向增加直至11Mbps。速率調節機制是在物理層自動實現而不會對用戶和其它上層協議產生任何影響。802.11物理層802.11最初定義的三個物理層包括了兩個802.11物理層示意圖物理層紅外技術IRPHY跳頻展頻FHSSPHY直序展頻DSSSPHY高速DSHR/DS正交頻分多路技術OFDMFor802.11aFor802.11bPHY層MAC層802.11物理層示意圖物理層紅外技術IRPHY跳頻展頻調制技術

IEEE802.11:DBPSK、DQPSK、FSKIEEE802.11b:DBPSK、DQPSK、CCKIEEE802.11a:QAM/OFDMIEEE802.11g:DBPSK、DQPSK、QAM/OFDM、PBCC、CCK調制技術IEEE802.11:什么是展頻擴頻通信技術是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼及調制的方法來實現的，與所傳信息數據無關；在接收端則用同樣的碼進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數據

擴頻技術主要又分為頻率跳頻技術（FHSS）及直接序列擴頻技術（DSSS）兩種方式。而此兩種技術起源于第二次世界大戰中軍隊所使用的通訊技術，其目的是希望在惡劣的戰爭環境中，依然能保持通信信號的穩定性及保密性。什么是展頻跳頻技術FHSS跳頻技術是依靠快速地轉換傳輸的頻率來實現的，每一個時間段內使用的頻率和前后時間段的都不一樣，所以發送者和接收者必須保持一致的跳變頻率，這樣才能保證接受的信號正確。跳頻技術可以避開許多干擾的出現，包括某些工作在特定頻率下的信號，這樣采用跳頻后的802.11無線信號就只會丟失這個頻率下的信息，損失不大；如果想分享帶寬，也可以采用不同的調頻次序來實現。弱點：速度慢，只能達到1Mbps。TimeslotFrequencyslot012345678Signal1{2,7,4,5}Work1{6………}Signal2{4,3,1,7}跳頻技術FHSS跳頻技術是依靠快速地轉換傳輸的頻率來實現的直接序列擴頻技術DSSS直擴技術是把使用11位的chipping－Barker序列來將數據編碼并發送的技術。發送端通過spreader把chips（就是一串的二進制碼）添加入要傳輸的bit流中，稱為編碼；然后在接受端用同樣的chips進行解碼，就可以得到原始數據了。802.11協議中是使用Barker序列號來作為這個chips的，規定為10110111000，在編碼過程，如果要傳送的數據是0的話，數列不變；如果傳送的數據是1的話，數列就相反。在相同的吞吐量下，直擴技術需要比跳頻技術更多的能量；但以消耗能量為代價，它也能達到比跳頻技術更高的吞吐量，802.11b能達到5.5Mbps和11Mbps就就是采用HR/DSSS技術。ScrambleddataBarkersequence0111011100010110110010011101110000100100110101Transmitteddata直接序列擴頻技術DSSS直擴技術是把使用11位的chipp802.11MAC層802.11的MAC和802.3協議的MAC非常相似，都是在一個共享媒體之上支持多個用戶共享資源，由發送者在發送數據前先進行網絡的可用性。802.3協議沖突的檢測采用CSMA/CD方式，而在802.11無線局域網協議中，采用了新的協議

CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)2.另一個的無線MAC層問題是“隱藏終端”問題。為了解決這個問題，802.11在MAC層上引入了一個新的Send/CleartoSend(RTS/CTS)選項，間接解決了“hiddennode”問題。由于RTS/CTS需要占用網絡資源而增加了額外的網絡負擔，一般只是在那些大數據報上采用(重傳大數據報會耗費較大)。802.11MAC子層提供了另兩個強壯的功能，CRC校驗和包分片。

CRC校驗是指在802.11協議中，每一個在無線網絡中傳輸的數據報都被附加上了校驗位，這和Ethernet中通過上層TCP/IP協議來對數據進行校驗有所不同。包分片的功能允許大的數據報在傳送的時候被分成較小的部分分批傳送。這項技術大大減少了許多情況下數據報被重傳的概率，從而提高了無線網絡的整體性能。4.另外幾個部分：a.802.11e

提高和管理網絡的QoS的能力；

b.802.11f

采用IAPP協議，可以在不同的廠商的無線局域網內

實現訪問互操作，保證網絡內訪問點之間信息的互換。

c.802.11i

增強WLAN的安全和鑒別機制。

802.11MAC層802.11的MAC和802.3協議的M無線介質訪問DCF：分布式訪問控制方式，類似于IEEE802.3以太網的線路爭用協議PCF：中心網絡控制方式，一個無競爭訪問協議，適用于訪問節點安裝有點控制器的網絡DCF和PCF能夠在同一個基本服務組（BSS）中提供并行的可選的競爭和無競爭訪問期無線介質訪問DCF：分布式訪問控制方式，類似于IEEE80IEEE802.11幀間隔IEEE802.11幀間隔IEEE802.11幀間隔為了盡量避免沖突，IEEE802.11標準規定了不同的IFS（InterFrameSpace，幀間間隔），分別是SIFS（ShortInterFrameSpace，短幀間隔）、PIFS（PCFInterFrameSpace，PCF幀間隔）和DIFS（DCFInterFrameSpace，DCF幀間隔）。各種IFS的長短各不相同，它們之間的關系滿足：DIFS>PIFS>SIFS。各種IFS的作用也不相同。SIFS是IEEE802.11中規定的最小的IFS，用于滿足所有需要立即響應的服務，如發送ACK幀、CTS（CleartoSend）幀以及主機對PCF機制中的輪詢作出的應答幀。PIFS用于PCF機制中，無線接入點AP在媒體空閑達到PIFS時間以后，獲得媒體的控制權，宣布CFP（ContentionFreePeriod，無競爭期間）的開始。在無競爭期間，AP監聽到媒體空閑時間達到PIFS時間以后，可以繼續發送下一幀。DIFS用于DCF機制中，是發送數據幀和管理幀時使用的時間間隔。IEEE802.11幀間隔為了盡量避免沖突，IEEE8CSMA/CA協議以DCF中的數據幀發送為例，CSMA/CA協議的算法過程如下：發送主機監聽媒體，如果媒體空閑達到DIFS時間，主機立即發出數據幀。如果媒體忙，則等待媒體空閑時間達到DIFS以后，進入避退過程。主機根據避退算法選擇一個避退時間，并設置避退時間計數器。媒體空閑時避退時間計數器做減1計數，媒體忙時則停止計數。在避退時間計數器減到零后，主機立即發出數據幀。發出數據幀后，如果在規定的時間內沒有收到ACK，表明數據幀發送失敗，進入重傳退避過程，回到2）。如果在規定的時間內收到ACK，表明數據幀發送成功。將退避窗口恢復為默認值。CSMA/CA協議以DCF中的數據幀發送為例，CSMA/CA在步驟3中提到的避退算法由如下公式決定：其中，CW是避退窗口大小，random()是在(0,1)之間的一個隨機數，代表小于等于x的最大整數，aSlotTime是時隙長度。設W是避退窗口的初始值，m是避退級數，m∈[1,mmax]，mmax是最大避退級數，則退避窗口由下式決定：在CSMA/CA協議的算法中，如果是第一次進入避退過程，避退窗口CW和退避基數采用的是默認值。如果是重傳避退過程，避退窗口CW采用的值是由以上公式計算出的新值，直到其達到最大值。CW值呈指數增長。退避窗口在步驟3中提到的避退算法由如下公式決定：退避窗口ACK確認機制在DCF機制中，為了增強CSMA/CA算法對異步數據業務傳輸的可靠性，IEEE802.11協議建議在CSMA/CA算法基礎上采用ACK確認機制。在上圖中可以看出，在源主機成功發送數據幀以后，經過SIFS時間，目的主機發回一個ACK幀。這里要注意的是ACK幀在發送前沒有監聽信道的狀態。如果源主機沒有收到ACK消息，就表明數據幀發送出錯，必需重新發送。ACK確認機制在DCF機制中，為了增強CSMA/CA算法對異DCF基本接入機制的改進DCF基本接入機制的改進DCF基本接入機制的改進源主機在發送數據以前先發送RTS幀，發送規則和數據幀一樣，在監聽信道空閑DIFS時間以后傳輸。RTS幀中說明將要發送的數據幀的長度。目的主機收到RTS幀以后，只需監聽信道空閑SIFS時間就發回CTS幀，CTS幀中也包括了源主機想發送的數據的長度（由RTS幀中復制到CTS幀中）。如果CTS幀沒有收到，表明發送出錯，必需重發RTS幀。在RTS/CTS幀交換成功以后，經過SIFS時間，源主機就可以發送數據幀，后續操作和基本的接入方法一樣。其基本過程上圖所示，在該圖中我們忽略了無線信號由源主機傳播到目的主機的時延。在RTS和CTS幀包含一個duration字段，其指明了源和目的主機為傳輸數據將要占用信道的時間長度。其它所有的主機都可以用這個信息來設置其MAC參數NAV（NetworkAllocationVector，網絡分配矢量），以確定信道將要被占用的時間。NAV的值隨著時間的流逝不斷減少，在NAV值減到零之前，主機不會發起數據傳輸。這種用NAV值來判斷信道忙/閑狀態的方法叫做虛擬載波檢測（VirtualCarrierSense）機制。DCF基本接入機制的改進源主機在發送數據以前先發送RTS幀，PCF（PointCoordinationFunction）在這種工作模式下，置于訪問節點的中心控制器控制來自工作站的幀的傳送。所有工作站均服從中心控制器的控制。在無競爭期開始，中心控制器首先獲得介質的控制權，并遵循PIFS對介質進行訪問中心控制節點向某個特定的工作站發送CF輪詢幀，授權該工作站可以向任何目的端發送一個幀。中心控制器發送CF結束幀來確定無競爭期的結束PCF（PointCoordinationFunctio移動Adhoc網絡的路由協議移動Adhoc網絡的路由協議什么是移動Adhoc網絡MANETs（MobileAdhocNETworks）網絡是一個由移動節點或終端組成的自治系統，這些節點之間裝備有無線收發裝置，其天線設備可以是全向天線也可以是點到點的定向天線。在任何時刻，由于節點的地理位置、收發裝置的覆蓋范圍、傳輸功率電平和鄰信道干擾的不同，組成一個隨機多跳的無線網絡拓撲結構。這種拓撲結構由于節點的移動和發送和接收參數的調整而動態變化。因為Adhoc網絡節點通信范圍的限制，兩個要交換信息的主機可能不能直接進行通信，因而需要其他節點幫助轉發數據包，通過多跳路徑到達目的節點。什么是移動Adhoc網絡MANETs（MobileAdhMANETs的特點自組織性：MANETs可以在任何時刻任何地點構建，而不需要現有移動通信網絡環境下常用的基站等網絡基礎設施的支持，形成一個自治無線通信網絡。分布式控制：Adhoc網絡中所有的網絡行為包括拓撲結構的發現和消息的傳遞都必須由節點自己來完成，也就是說，路由功能必須集成到移動節點中，不存在類似基站的集中網絡中心控制點，因而是一種分布式控制網絡。動態網絡拓撲結構：節點間通過無線信道連接形成一個任意的網狀拓撲結構，節點之間的連接由于節點的離開和新的節點的到達以及節點的任意移動，可能導致網絡拓撲結構發生劇烈動態變化，而且這種變化是不可預測。MANETs的特點自組織性：MANETs可以在任何時刻任何MANETs的特點（續）終端資源受限：通常Adhoc網絡的終端都是依靠蓄電池等可耗盡能源供電的手持設備，其CPU處理能力和可用內存都受到嚴格的限制，因而在網絡協議設計是必須考慮如何節省信令開銷和能源消耗。節點的通信距離受限：由于終端的能源受限導致發射功率的減小，因而網絡中的其他節點并不一定可以收到某節點發出的信號。安全保密性差：由于Adhoc網絡的自組性和分布式控制方式導致易受到竊聽、攔截和拒絕服務等各種網絡攻擊。MANETs的特點（續）終端資源受限：通常Adhoc網絡的MANETs面臨的問題信道接入協議

Adhoc網絡的無線信道是一個共享的廣播信道，但它不是一跳共享的。因為當一個結點發送報文時，只有在它覆蓋范圍內的結點（稱為鄰居）才能夠收到，而覆蓋范圍外的結點則感知不到任何通信的存在。這恰恰也是Adhoc網絡的優勢所在，發送結點覆蓋范圍外的結點不受發送結點的影響，它們也可以同時發送報文。我們稱Adhoc網絡的共享信道為多跳共享廣播信道。多跳共享廣播信道帶來的直接影響就是報文沖突與結點所處的位置相關。即會產生“隱藏終端”和“暴露終端”的問題。路由的問題

Adhoc網絡中的結點不僅可以自由移動，還可以隨時開機和關機。這將造成網絡拓撲的動態變化。考慮到Adhoc網絡的多跳特性，結點要有報文轉發功能，這要求結點實現相應的路由協議。傳統的基于因特網的路由協議是為相對穩定的網絡拓撲而設計的，它們無法滿足快速變化拓撲網絡的需要。因此，路由協議也成了Adhoc網絡的研究熱點。MANETs面臨的問題信道接入協議

Adhoc網絡的無MANETs面臨的問題（續）安全問題

Adhoc網絡面臨的安全性威脅來自無線信道和網絡。無線信道容易被竊聽和干擾。此外，無中心和自組織的網絡組織形式不僅容易遭受冒充、欺騙等形式的攻擊，還對網絡的安全體系結構提出了新的要求。需要研究適用于Adhoc網絡的安全體系結構和用戶認證、加密等安全技術。目前，針對Adhoc網絡安全的問題已開展了一些研究，但還沒有較完善的解決方案。電源問題

作為移動終端的Adhoc網絡結點一般采用電池供電，這與普通的網絡設備使用電源線供電有著顯著的差異。為了延長電池的使用時間，在設計網絡協議時，要盡量節約電池的電能。這可以通過功率控制和在適當的時候關閉發射機來實現協議設計

Adhoc網絡使用無線通信技術。與有線信道相比，帶寬窄，信道質量差。這對協議的設計提出了新的要求。為了節約有限的帶寬，Adhoc網絡協議設計的原則是要盡量減少結點間交互的信息量。此外，由于無線信道的衰落、結點移動等因素會造成報文沖突和丟失，這將嚴重影響TCP的性能。因此，在Adhoc網絡中要對TCP的傳輸層服務進行改進，以滿足數據傳輸的需要。MANETs面臨的問題（續）安全問題

Adhoc網絡面臨的MANETs的隱藏終端問題“隱藏終端”（HiddenStation）是指在接收者的通信范圍內而在發送者通信范圍外的終端。隱藏終端問題包括隱發送終端問題和隱接收終端問題。如圖1所示，當節點A向B發送數據時，C不知道A的發送，如果C向B發送數據就會產生碰撞，C成了隱發送終端。RTS-CTS握手信號可以解決這一問題，即每次發送數據之前通信雙方先使用RTS、CTS控制報文進行握手。MANETs的隱藏終端問題“隱藏終端”（HiddenStaMANETs的暴露終端問題暴露終端是指在發送者的通信范圍之內而在接收者通信范圍之外的終端。暴露終端因聽到發送者的發送而延遲發送，但因為它在接收者的通信范圍之外，它的發送并不會造成沖突，因而引入了不必要的延遲。如下圖所示，當B向A發送報文時，C成了暴露終端。如果采用握手機制，當B向A發送數據時，C聽到B發送的RTS但聽不到A發送的CTS，C就知道自己是暴露終端。MANETs的暴露終端問題暴露終端是指在發送者的通信范圍之內常規路由協議在MANETs中的問題Adhoc網絡中主機間的無線信道可能存在單向信道。常規路由協議設計中常常沒有考慮這個問題或者必須以雙向鏈路作為工作的前提，由此它們計算出來的路由可能不能準確反映Adhoc網絡的拓撲結構，也沒有利用單向信道的特性。無線信道的廣播特性使得常規路由的網絡選路過程中產生許多冗余路由。Adhoc網絡中的一個主機通常能覆蓋周圍多個主機，有線環境下的常規路由協議會在各個主機之間轉發數據時產生過多的冗余路由。常規路由協議在選路過程中，需要路由器定期發送路由更新消息，而路由器之間是通過交換路由消息進行鄰節點檢測的，這將消耗大量的網絡帶寬，對有限的無線信道帶寬帶來更多的壓力。常規路由協議周期性的路由更新報文會消耗大量的主機能源。常規路由協議在MANETs中的問題Adhoc網絡中主機間MANETs路由協議的分類Adhoc網絡路由協議可以分為Table-DrivenRouting和On-DemandRouting兩種路由協議。Table-DrivenRouting路由協議通過連續地檢測鏈路質量，時刻維護準確的網絡拓撲和路由信息。其優點是發送報文時可以立即得到正確的路由，缺點是開銷太大。而on-DemandRouting，并不時刻維護準確的路由信息，僅當需要時才查找路由。其優點是降低了路由維護的開銷。缺點是查找路由會引入較大的時延。 結合Table-DrivenRouting和On-DemandRouting特點的路由協議稱為混合式路由協議。它在局部范圍內使用Table-Driven路由協議，以縮小路由控制消息傳播的范圍。當目標結點較遠時。通過查找發現路由。這樣既可以減少路由協議的開銷，時延特性也得到了改善。MANETs路由協議的分類Adhoc網絡路由協議可以分為TAODV協議AODV（AdhocOnDemandDistanceVectorRouting）是基于距離矢量算法的一種路由協議，它只在必要時請求路由，而且不要求節點維持當前通信中不使用的路由，也就是說，只要通信連接的節點之間有可用路由，AODV不起任何作用。AODV中的兩個重要協議規程是路由發現和路由維護AODV協議AODV（AdhocOnDemandDiAODV協議——路由發現當網絡節點要發送數據時，如果沒有到達目的節點的路由，就要采用路由發現規程來尋找路由。路由發現規程廣播一個RREQ（RouteRequest，路由請求），給它所有的鄰節點，并等待RREP（RouteReply，路由應答）。RREQ包含了source_addr和broadcast_id，用來唯一標志這個RREQ。每當一個節點發送了一個新的RREQ，broadcast_id就會增加。每個收到RREQ的節點都回記錄source_addr和broadcast_id，并以此來判斷是否是重復的RREQ。如果一個中間節點接收到一個新的RREQ消息，但是它既不是目的節點又沒有到目的節點的可達路由時，必須重新廣播該RREQ消息，并將RREQ中的hop_cnt加1。廣播的同時還要通過在它的路由表中建立一個到源節點的臨時路由表項。這樣做的目的是跟蹤到達源節點的路由，為發送RREP消息提供返回路由。若路由請求消息到達目的節點或者一個可以直接到達該目的節點的中間節點時，該節點產生一個路由應答消息并以單播的方式發送回請求路由消息的源節點，路由應答消息到達源節點后就建立了新路由。AODV協議——路由發現當網絡節點要發送數據時，如果沒有到達AODV協議——路由發現RREQ最終會到達包含有到達目的節點的路由的節點。當RREQ到達這種節點以后，就對RREQ中的dest_sequence_#和節點本身所維護著的目的序列號進行比較。如果自己的目的序列號小于RREQ的目的序列號，節點就會繼續向其鄰居廣播這個RREQ。如果自己的目的序列號大于或者等于RREQ的目的序列號，并且在此之前還沒有處理過由（source_addr，broadcast_id）唯一標志的RREQ，節點就會向原來把這個RREQ廣播給它的節點單播一個RREP。在RREP返回源節點時，路徑上經過的節點都會將上級節點記錄下來，并且更新這條路由有關timeout信息，記錄最新的目的序列號。路徑上的中繼節點會轉發收到的第一個RREP。當收到更多的RREP的時候，如果新的RREP的目的序列號大于節點所保存的目的序列號，或者兩者的目的序列號相等，但是新的RREP所記錄的hop_count比原來的小，節點就會轉發新的RREP，并更新自己的有關信息。否則，節點會丟棄這個RREP。AODV協議——路由發現RREQ最終會到達包含有到達目的節點AODV協議——路由維護當一個節點檢測到其鄰節點的路由不再有效時，觸發路由修復規程。路由修復規程刪除路由表中的無效路由項，發送一個鏈路失敗消息，通知正在使用該路由的鄰節點該路由也不可用。當源節點在傳輸過程中移動了，它就會重新發起一次路由發現過程。當某個中繼節點發現下一個節點不可達時，本節點就會發送一個主動生成的RREP，該RREP的目的序列大于原來所維護著的目的序列號（一般時增加1），hopcount為∞。這條路徑上所有這個節點的后繼節點都會將此RREP進行相同的轉發，直至所有活動的源節點都被通知到為止。如果需要，源節點會在收到這類RREP以后，重新發起一次路徑發現過程（目的序列號增加1）。AODV協議——路由維護當一個節點檢測到其鄰節點的路由不再有DSR路由協議DSR（DynamicSourceRouting）允許網絡節點動態多跳路由，其最重要的特點是利用了源路由。也就是說，發送方的數據包頭的源路由項中包含它必須要經過的所有節點的完整地址列表。DSR不使用周期性的路由廣播消息，所有操作都是按需進行的，因而可以有效的減少網絡帶寬的開銷和主機的電源消耗，并可以有效的避免網絡中大面積的路由更新。DSR協議包含路由發現和路由維護兩個重要規程。DSR路由協議DSR（DynamicSourceRoutDSR路由發現過程源節點廣播帶有路由請求選項的數據包來尋找路由。每一個中間節點接收到該數據包后搜尋其路由緩沖區看是否有到達目的節點的路由信息，如果沒有找到合適的路由，則要轉發該路由請求數據包，同時將自己的地址寫入源路由項中。到達目的節點或者和目的節點之間有可達路由的節點時才停止轉發路由請求數據包。此時接收到路由請求數據包的節點發送一個帶有路由應答選項的數據包到請求路由的源節點，該路由應答數據包中包含了可以到達目的節點的逐跳源路由（即接收到的路由請求選項中的源路由加上該節點到目的節點的路由組合而成的完整的源路由），DSR路由發現過程源節點廣播帶有路由請求選項的數據包來尋找路WirelessLAN培訓無線局域網原理及標準(一)WirelessLAN培訓無線局域網原理及標準(一)DSR路由發現過程為了防止路由請求消息在網絡中不停傳播所造成的巨大開銷，DSR為每個路由請求消息提供一個TTL（TimetoLive，生存時間）值，中間節點重復接收到的路由請求消息或者TTL值已經為零的路由請求消息都要丟棄。為了減少路由發現規程調用的次數，每個節點都要緩存所有路由。每個節點都可以通過路由發現規程、探測路由應答消息和數據包中的源路由以及偵聽本地廣播消息等途徑來學習新路由。DSR路由發現過程為了防止路由請求消息在網絡中不停傳播所造成DSR路由維護過程數據包在傳輸的過程中，如果網絡的拓撲結構發生變化而不能使用原先的路由轉發數據包時需要啟動路由維護規程。這種情況的發生可能是因為源路由項中的某個節點移出了其他節點的覆蓋范圍，或者是關閉電源使得該路由不可用。當路由維護規程檢測到正在使用的路由有問題時發送一個錯誤報文給源節點，通知源節點停止使用該路由。發現路由失效的節點除了發送錯誤報告外還有查找其緩沖區看是否有緩存的備用路由，盡量使用緩存的備用路由，否則丟棄數據包。接收到錯誤報文以后，源節點將該節點從源路由選項中刪除。倘若還有數據包要發送，則源節點必須重新啟動路由發現規程尋找新路由。DSR路由維護過程數據包在傳輸的過程中，如果網絡的拓撲結構發藍牙技術（BlueTooth）藍牙技術（BlueTooth）什么是藍牙藍牙（Bluetooth）是一種短距離的無線數據與語音通信的開放性全球規范。藍牙技術能為個人和商業的移動設備的無線連接帶來一次革命，它不需要電纜，能通過短距離的無線鏈路使得用戶將多種設備方便快速連接起來進行無縫的語音和數據通信。藍牙區別于其它無線技術的一個典型特征是它能基于各設備各自的功能提供“聯合使用模型”。通過數據訪問點DAP，藍牙還可將個人網絡連接到有線的基礎設施上。什么是藍牙藍牙（Bluetooth）是一種短距離的無線數據與藍牙技術的特點藍牙使用國際上無需授權的2.4Ghz的ISM頻段。藍牙設備之間可互相探查，進行連接形成Ad-hoc自組網，而不需人為設置。每個設備都是對等的，具有相同的硬件和軟件配置，并以48位的設備地址BD_ADDR來區別。主單元發起并控制連接，從單元被暫時分配一個3位的活躍成員地址AM_ADDR以減少通信過程中的信息流量。一個主單元和一個或多個從單元組成自組網——微微網（piconet），一個微微網最多只可以有7個從單元。多個微微網結合形成了散射網（scatternet）。為了避免ISM頻帶的干擾，藍牙采用了多種技術自動重傳應答（ARQ）循環冗余校驗”（CRC）前向糾錯（FEC）時分雙工和分組交換技術。跳頻技術藍牙技術的特點藍牙使用國際上無需授權的2.4Ghz的ISM頻藍牙技術的特點傳輸距離為10m采用FHSS，1600hops/sec，支持720kbps的最大數據速率藍牙基帶技術支持兩種連接方式：面向連接(SCO)方式：主要用于話音傳輸；無連接(ACL)方式：主要用于分組數據傳輸。藍牙技術的特點傳輸距離為10m藍牙協議棧藍牙協議棧藍牙網絡通信過程藍牙設備沒有建立連接的時，處于睡眠狀態——待機模式（Standby）。這種模式下，它將每1.28s或2.56s醒過來一次，選擇一個信道偵聽發送給它的信息。由一個設備發起連接，這個設備以后就成為微微網的主單元。發起連接時，主單元可能并不知道其余設備的存在以及它們的地址。這時主單元需要先執行查詢（Inquiry）操作。有了其它各設備的地址，就可進行尋呼（Page），真正建立起連接。連接完成后，就可通信進行數據傳輸。通信時，主單元和從單元交替進行收和發。主單元根據從單元的數據流量來決定從單元何時收發。如果從單元暫時不需收發數據，它就切換入保持模式（Hold）直到主單元下次發信息給它，在這期間主單元定期給它發送信息以使得從單元對跳頻信道同步，其余時間它不需要偵聽信道。數據傳輸完成后，可使用斷連（Detach）命令來結束連接，這樣，單元又回到待機模式。藍牙網絡通信過程藍牙設備沒有建立連接的時，處于睡眠狀態——待連接狀態轉移圖沒有連接的待機狀態連接進行中狀態活躍狀態低能耗狀態釋放成員地址保持成員地址查詢(不知道地址時)尋呼(知道地址時)建立連接停靠保持嗅探待機傳輸數據斷開連接連接狀態轉移圖沒有連接的連接進行活躍低能耗釋放保持查詢(不知藍牙設備連接狀態下的三種低能耗模式嗅探（Sniff）模式

該模式下從單元收發信息的周期變長，主單元只在指定的時隙才能發送信息。保持（Hold）模式

該模式下從單元只有內部時鐘在運行，但一旦切換出該模式，從單元能立即開始收發信息。處于該模式時，從單元可以參加別的微微網，所以可用來連接幾個微微網。停靠（Park）模式

當從單元不參與通信，但仍想保持和跳頻信道的同步時，就進入該模式。藍牙設備連接狀態下的三種低能耗模式嗅探（Sniff）模式

該藍牙技術的優缺點藍牙技術的優點可以消除不同數字裝置之間的界限。當藍牙設備在10米之內并滿足一定要求時，它們就能快速建立可靠的無線聯系。消除千頭萬緒的電纜線。使用國際上無需授權的ISM頻段，可以在全世界范圍內建立一個統一的標準，使藍牙設備在全世界通用。“自組網”——“即連即用”。采用跳頻技術，具有擴頻通信的優點，抗干擾能力強。藍牙技術的缺點成本問題不支持漫游ISM頻段帶來的麻煩藍牙技術的優缺點藍牙技術的優點GPRS概述GPRS概述GPRS概述GPRS：GeneralPacketRadioServiceGPRS架構在現有的GSM系統上，是GSM網絡提供的無線點對點分組交換服務。GSRS使用的物理無線信道與GSM完全相同，但是定義了新的邏輯GPRS無線信道。GPRS可提供以下兩類服務：點-點（PTP）服務和點-多點（PTM）服務。GPRS的標準化工作分3個階段。目前的標準是1999年底完成的GPRSPhase2。GPRS概述GPRS：GeneralPacketRadiGPRS的系統結構GPRS的系統結構GPRS網絡結構GPRS網絡是基于現有的GSM網絡來實現的。在現有的GSM網絡中需要增加一些節點GGSN（GatewayGPRSSupportingNode，網關GPRS支持節點）SGSN（ServingGSN，服務GPRS支持節點）。SGSN的主要作用是記錄移動臺的當前位置信息，并且在移動臺和GGSN之間完成移動分組數據的發送和接收。GGSN主要是起網關作用，它可以和多種不同的數據網絡連接，如ISDN、PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM網中的GPRS分組數據包進行協議轉換，從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的TCP／IP或X.25網絡。GPRS網絡結構GPRS網絡是基于現有的GSM網絡來實現的。GPRS協議棧GPRS協議棧GPRS的傳輸過程從移動臺到公用數據網當移動臺產生了一個PDU，這個PDU經過SNDC層處理，稱為SNDC數據單元。然后經過LLC層處理為LLC幀通過空中接口送到GSM網絡中移動臺所處的SGSNSGSN把數據送到GGSNGGSN把收到的消息進行解裝處理，轉換為可在公用數據網中傳送的格式，最終送給公用數據網的用戶。從公用數據網到移動臺首先通過數據網的標準協議建立數據網和GGSN之間的路由通過建立好的路由把數據單元PDU送給GGSNGGSN再把PDU送給移動臺所在的SGSN上GSN把PDU封裝成SNDC數據單元再經過LLC層處理為LLC幀單元，最終通過空中接口送給移動臺。GPRS的傳輸過程從移動臺到公用數據網演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第四章信息傳輸技術與系統第四章信息傳輸技術與系統第4章信息傳輸技術與系統4.2數字微波中繼通信4.3衛星通信4.4移動通信第4章信息傳輸技術與系統4.2數字微波中繼通信第四章信息傳輸技術與系統4.2數字微波中繼通信第四章信息傳輸技術與系統4.2數字微波中繼通信4.2.1概述微波中繼通信是無線電通信手段中的一種。它適用于城市與城市之間、地區與地區之間、部門與部門之間信息的傳輸。通常根據傳輸信號的波形，微波中繼通信系統可分為兩大類。一類是模擬微波中繼通信系統，最典型的系統為FDM/FM制模擬微波中繼通信系統，該類系統主要傳輸電話信號與電視信號。它較廣泛地應用于除電信部門以外的電力、鐵路、石油等系統，主要用來建立專線，供傳輸遙控、遙測及遙訊信號。另一類是數字微波傳輸系統，其基帶信號的幅度是離散的，并且只能取有限個數值。與模擬微波傳輸相比，數字微傳輸具有如下的特點：數字信號可以“再生”，因此中繼段上的噪聲、干擾等引起的信號失真在再生時可以消除，線路噪聲不會隨中繼站數的增加而積累。由于數字微波傳輸的是數字信號，便于數字程控交換機連接，不需數/模、模/數轉換設備，可組成傳輸與交換一體化的綜合數字通信網。數字微波的終端設備便于采用大規模集成電路，因而體積小、重量輕、功耗低、設計調整方便，價格也比模擬微波終端設備便宜。保密性強，易于進行加密處理。傳輸話音信號時，數字微波系統占用頻帶較寬。4.2.1概述微波中繼通信是無線電通信手段中的一種。它4.2.2微波中繼通信的特點微波波段的頻帶寬適于傳輸寬頻帶信號天線增益高、方向性強外界干擾小投資少、建設快、通信靈活性大中繼傳輸方式4.2.2微波中繼通信的特點微波波段的頻帶寬4.2.3數字微波中繼通信系統的組成1.數字微波中繼通信線路圖4.12數字微波中繼通信線路示意圖4.2.3數字微波中繼通信系統的組成1.數字微波中繼通4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.13數字微波中繼通信系統組成4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.13數字微4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.14數字微波發信設備方框圖4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.14數字微4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.15數字微波收信設備的組成方框圖4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.15數字微4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.16中繼站的轉接方式4.2.3數字微波中繼通信系統的組成圖4.16中繼站4.2.4數字微波中常用的調制技術基本概念和模擬信號調制一樣，數字信號調制也有三種基本方式：調幅、調相和調頻。在數字微波通信系統中，目前較常用的是數字調相數字調相又稱移相鍵空（PSK），這種調制方式具有頻帶利用率較高、抗干擾能力較強（優于ASK、FSK）等優點，因而在數字通信中得到廣泛利用。移相鍵控是利用載波的相位變化來傳遞信息的，其數學表達式為

Ｓ（ｔ）＝Ａ·ｃｏｓ［ω０＋φ（ｔ）］（4.5）

其中φ（ｔ）是載波的相位，它隨碼元而變化。數字調相又分為絕對移相和相對移相兩種。利用未調載波相位作為基準的調相，稱為絕對移相；利用前后兩個碼元的載波相位的相對變化（即它們的差）來傳送數字信息的調相稱為相對移相。相對移相要求在發送端采用差分碼，即利用碼變換器把絕對碼變成相對碼然后對載波進行絕對調相，從而得到相對調相碼的輸出。4.2.4數字微波中常用的調制技術基本概念4.2.4數字微波中常用的