【大學(xué)】研究生信息通信：無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)概要_信息通信網(wǎng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、2022-2-4整理課件整理課件1無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)概要 信息通信網(wǎng)課程報(bào)告2022-2-42報(bào)告提綱o 概述o 無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）標(biāo)準(zhǔn) o 無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)o 無線城域網(wǎng)（WMAN）標(biāo)準(zhǔn)o 無線廣域網(wǎng)（WWAN）標(biāo)準(zhǔn)o 無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用2022-2-43概述概述IEEE的無線標(biāo)準(zhǔn)可以分為四個(gè)層次：o 面向個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（Personal Area Network，PAN）的o 面向局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）的o 面向城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，MAN）的o 面向廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）的。 2022

2、-2-44無線標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)層次返回2022-2-45無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）標(biāo)準(zhǔn)o WPAN：Wireless Personal Area Networko 在個(gè)人活動(dòng)范圍內(nèi)所使用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)o 用途：讓個(gè)人使用的手持式信息裝置(如PDA、手機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)等)可以互相通訊2022-2-46無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）標(biāo)準(zhǔn)o IEEE 把WPAN 領(lǐng)域的技術(shù)歸類到802.15 規(guī)格 o WPAN主要技術(shù)：n 藍(lán)牙(Bluetooth)n UWBn Zigbee2022-2-47無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）標(biāo)準(zhǔn)o 性能比較BluetoothZigbeeUWBIEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.1802.15.4802.

3、15.3a頻段2.4GHz868MHz、915MHz、2.4GHz3.1-10.6GHz傳輸速度1-4Mbps20/40/250Kbps110/220/480Mbps范圍10M10-75M10M耗電量100mW1mW100mW2022-2-48無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）標(biāo)準(zhǔn)n第一個(gè)取代有線的WPAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),藍(lán)牙技術(shù)n解決WPAN與WLAN之間的共存的標(biāo)準(zhǔn)n更高的數(shù)據(jù)傳輸率,UWBn低電能消耗, Zigbeen格狀網(wǎng)（mesh network）的MAC層返回2022-2-49無線局域網(wǎng)（無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)2022-2-410無線局域網(wǎng)（無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)o 的比較802

4、.11 802.11b802.11a 802.11g 制定時(shí)間 97年6月 99年9月 99年9月 01年11月 工作頻段 2.4GHz 2.4GHz 5GHz 2.4GHz 帶寬 2/1Mbps 11/5.5/2/1Mbps 可達(dá)54 Mbps 可達(dá)54 Mbps 傳輸距離 100米 50150米 1030米 50150米 業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)、圖像 語音、數(shù)據(jù)、圖像 語音、數(shù)據(jù)、圖像 2022-2-411無線局域網(wǎng)（無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)o WLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)nAd hoc WLAN模式o僅提供端到端的通信o設(shè)備構(gòu)成獨(dú)立基本服務(wù)集（IBSS）nInfrastructure WLAN模式

5、o沒有端到端的通信，總是通過APo通過分布式系統(tǒng)連接多個(gè)BSS2022-2-412無線局域網(wǎng)（無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)o WiFi是無線保真（Wireless fidelity）的縮寫，WiFi技術(shù)包括已經(jīng)批準(zhǔn)的IEEE802.11 a、b 和g 規(guī)范以及等待批準(zhǔn)的802.11n 規(guī)范。o WiFi能夠支持的范圍非常有限：用戶只有保持在距離無線接入點(diǎn)設(shè)備（AP）300 英尺的范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)高速連接2022-2-413無線局域網(wǎng)（無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)o 標(biāo)準(zhǔn)對無線局域網(wǎng)MAC層協(xié)議提出改進(jìn)，以支持多媒體傳輸，以支持所有無線局域網(wǎng)無線廣播接口的服務(wù)質(zhì)量保證QoS機(jī)制o ，定義訪

6、問節(jié)點(diǎn)之間的通信，支持的接入點(diǎn)互操作協(xié)議（IAPP）o 用于的頻譜管理技術(shù)o 標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)合中的用戶端口身份驗(yàn)證和設(shè)備驗(yàn)證，對無線局域網(wǎng) MAC層進(jìn)行修改與整合，定義了嚴(yán)格的加密格式和鑒權(quán)機(jī)制，以改善無線局域網(wǎng)的安全性。返回2022-2-414無線城域網(wǎng)（無線城域網(wǎng)（WMAN）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)n正式名稱是“定點(diǎn)寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口（Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems）”，又稱為IEEE WirelessMAN空中接口，n為了解決在WMAN特殊環(huán)境下無線接入的特殊問題而制定的。n是的擴(kuò)展，也叫WiMax。n非視距性能（no

7、n line-of-Sight）n支持低速移動(dòng)下的寬帶無線接入2022-2-415無線城域網(wǎng)（無線城域網(wǎng)（WMAN）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)和的比較802.16 802.16a 制定時(shí)間 2001年12月 2003年1月 頻譜范圍 10-66GHz 2-11GHz 信道條件 僅在可視距離之內(nèi) 為非視距所設(shè)計(jì) 原始比特速率 32.0-134.4Mbps 1.0-75.0Mbps 調(diào)制方式 QPSK, 16QAM, 64QAM單一載波 QPSK,16QAM,64QAM,(256QAM)單一載波OFDM 256個(gè)子載波OFDMA 2048個(gè)子載波 上行/下行鏈路復(fù)用方式 TDD/FDD TDD/FDD 信道帶寬

8、20,25和28MHz 1.25到20MHz間靈活的信道帶寬 小區(qū)范圍 典型：2-5km(1-3miles) 典型：6-9km(4-6miles) 應(yīng)用系統(tǒng) LMDS（本地多點(diǎn)分布式系統(tǒng)）工作頻段高、容量大、覆蓋范圍小、成本高 MMDS（多路多點(diǎn)分布式系統(tǒng)）工作頻段低、容量小、覆蓋范圍大、成本低 2022-2-416標(biāo)準(zhǔn) 家庭用戶商業(yè)用戶基站交換中心ISP(1)(2)(3)標(biāo)準(zhǔn)定義了無線傳輸流怎樣在用戶與核心網(wǎng)絡(luò)之間傳遞，其工 作原理如圖所示：2022-2-417標(biāo)準(zhǔn)工作原理圖 2022-2-418無線城域網(wǎng)（無線城域網(wǎng)（WMAN）標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)2022-2-419WiMAX和WiMAX論壇oWi

9、MAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，將此技術(shù)與需要授權(quán)或免授權(quán)的微波設(shè)備相結(jié)合之后，由于成本較低，將擴(kuò)大寬帶無線市場，改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認(rèn)知度。o一如當(dāng)年對提升使用率有功的Wi-Fi 聯(lián)盟，WiMAX 也成立了論壇，將提高大眾對寬頻潛力的認(rèn)識(shí)，并力促供應(yīng)商解決設(shè)備兼容問題，借此加速WiMAX 技術(shù)的使用率，讓W(xué)iMAX 技術(shù)成為業(yè)界使用IEEE802.16 系列寬頻無線設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。oWiMAX論壇2001年由眾多無線通信設(shè)備器件供應(yīng)商發(fā)起組成，是一個(gè)非盈利性組織，其目標(biāo)是促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的寬帶無線網(wǎng)

10、絡(luò)的應(yīng)用推廣，保證采用相同標(biāo)準(zhǔn)的不同廠家寬帶無線接入設(shè)備之間的互通性或互操作性。 2022-2-420WiMAX與Wi-Fi技術(shù)比較o 頻段使用適應(yīng)面更廣o 伸縮性更強(qiáng)o QoS和安全性能更優(yōu)2022-2-421WiMAX與3G技術(shù)比較o單鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率、頻譜效率：WiMax 3Go移動(dòng)臺(tái)高速大范圍移動(dòng)、基站廣域覆蓋、高質(zhì)量的語音及中低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)： WiMax WiMax2022-2-426無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用一種未來無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用模型o 采用現(xiàn)有的多種無線接入技術(shù)進(jìn)行混合組網(wǎng)n標(biāo)準(zhǔn)n標(biāo)準(zhǔn)n標(biāo)準(zhǔn)n3G標(biāo)準(zhǔn)的無線接入技術(shù)nPSTN電話網(wǎng)。o 這樣做是為了滿足各類用戶的不同

11、需求，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)提供的靈活性。 2022-2-427無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用2022-2-428無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展前景：o WiFi可以提供熱點(diǎn)覆蓋、低移動(dòng)性和高數(shù)據(jù)傳輸速率；WPAN可以提供超近距離的無線高速率連接；WiMAX可以提供城域覆蓋和高數(shù)據(jù)傳輸速率；WBMA則可以提供廣覆蓋、高移動(dòng)性和高數(shù)據(jù)傳輸速率o 標(biāo)準(zhǔn)可以作為WLAN熱點(diǎn)的骨干網(wǎng)絡(luò)，也可作為線纜和DSL等有線接入方式的無線擴(kuò)展o 主要針對的客戶群是高速移動(dòng)用戶2022-2-429參考文獻(xiàn)oWhite Paper, IEEE 802.16 and WiMAX, Broadband Wireless Access, Intel Corporation, 2003.oMark Davis. The 802.11 Family of WLAN Standards, IEEE_Talk in School of Electronic and Communications Engineering, March 4, 2004.oHassan Yaghoobi. 802.16 Broadband Wireless Access: the next big thing in wireless, Intel Developer Forum, September 16,2003.oMark Kle