目錄

• 1.移動通信網(wǎng)
• • 1.1第一代蜂窩通信系統(tǒng)
  • 1.2第二代移動通信系統(tǒng)
  • 1.3第三代移動通信系統(tǒng)
  • 1.4第四代移動通信系統(tǒng)
  • 1.5第五代移動通信系統(tǒng)
• 2.無線局域網(wǎng)
• • 2.1 WLAN基本概念
  • 2.2 WLAN通信技術(shù)
  • • 2.2.1 紅外通信
    • 2.2.2 擴展頻譜通信
    • 2.2.3 窄帶微波通信
  • 2.3 IEEE802.11體系結(jié)構(gòu)
  • 2.4 Adhoc網(wǎng)絡(luò)
• 3.無線個人網(wǎng)
• • 3.1 802.15技術(shù)規(guī)范
  • 3.2 藍牙技術(shù)
  • 3.3 ZigBee技術(shù)
• 4.無線城域網(wǎng)
• • 4.1 802.16標準
  • 4.2 關(guān)鍵技術(shù)
  • 4.3 MAC子層
• 參考文獻

---

無線通信網(wǎng)包含面向語音通信的移動電話系統(tǒng)以及面向數(shù)據(jù)傳輸的無線局域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，目前移動電話網(wǎng)也向語音和數(shù)據(jù)綜合傳輸?shù)囊苿油ㄐ啪W(wǎng)轉(zhuǎn)變，二者融合使得Internet無所不在，也更加方便快捷。

無線通信網(wǎng)：一類用無線電技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的總稱。及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男诺啦捎脽o線電。

信道：數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇椤Ρ瘸鲂薪煌üぞ哌x擇
出行選擇的交通工具（或道路）：汽車，貨車、船、飛機。。。
數(shù)據(jù)傳輸選擇媒介：同軸電纜、雙絞線、光纖、無線電、紅外線。。。

按使用方向分類：

• 面向語音通信
• 面向數(shù)據(jù)通信

按網(wǎng)絡(luò)類型分類

• 移動通信網(wǎng)
• 無線局域網(wǎng)
• 無線個人網(wǎng)
• 無線城域網(wǎng)

該章完整思維導圖可以前往下載：
網(wǎng)絡(luò)工程師思維導圖-第五章：無線通信網(wǎng)

---

---

1.移動通信網(wǎng)

移動通信網(wǎng)主要服務(wù)對象是移動電話，從第一代（1G）到第三代（3G）都是針對語音通信設(shè)計，4G開始與Internet無縫對接，開始普及移動互聯(lián)網(wǎng)。

---

1.1第一代蜂窩通信系統(tǒng)

第一代移動蜂窩系統(tǒng)是1978年美國貝爾實驗室開發(fā)的高級移動電話系統(tǒng)（AMPS）。采用模擬制式的頻分雙工（FDD） 技術(shù)。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)：

把一個地理區(qū)域劃分成若干個成為蜂窩的小區(qū)。

使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的目的:

不同小區(qū)之間實現(xiàn)頻率復用。相鄰小區(qū)用不同頻率分隔。
圖1.1 蜂窩通信系統(tǒng)頻率復用與小區(qū)分隔

---

1.2第二代移動通信系統(tǒng)

第二代移動通信技術(shù)是數(shù)字蜂窩電話，世界不同地方采用了不同的數(shù)字調(diào)制方式，如歐洲電信的GSM系統(tǒng)和美國高通公司的碼分多址（CDMA）系統(tǒng)。

• 全球移動通信系統(tǒng)GSM
  GSM系統(tǒng)無線接口采用TDMA技術(shù)（及時分多址技術(shù)），在200KHz單工信道中采用TDMA可支持8個用戶會話，規(guī)定同一用戶上下行之間相差3個時槽。

小知識:
TDM與TDMA區(qū)別:
TDM: Time Division Multiplex 時分多路復用
TDMA: Time Division Multiple Access 時分多址接入

• 相同點：將時間分為小的片段及time slot。
• 不同點：應(yīng)用場景不同，TDM是將多路信號通過分配不同時隙一起傳輸。TDMA是將時隙分配給不同的地址與其通信。
  

• 碼分多址技術(shù)-CDMA
  碼分多址（CDMA）是一種擴頻多址數(shù)字通信技術(shù)，相當于為不同用戶分配不同的地址碼（不同的碼片序列）。

CDMA通信系統(tǒng)既不分頻道、又不分時隙，無論傳輸何種信息的信道都采用不同的碼型來區(qū)分。

• 2.5G通信技術(shù)
  2.5G系統(tǒng)能提供分組交換業(yè)務(wù)，及分組無線業(yè)務(wù)GPRS。利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道為用戶提供移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

---

1.3第三代移動通信系統(tǒng)

六個國際標準：

• IMT-DS:W-CDMA,采用頻分雙工（FDD)，屬于歐洲、日本制定。
• IMT-MC:CDMA200,采用頻分雙工(FDD)，屬于美國高通制定，CDMA繼承者。
• IMT-TC:TD-SCDMA,采用時分雙工(TDD)，中國提出。
• IMT-SC:EDGE,一種2.75技術(shù).
• IMT-FT:DECT.
• WiMAX: IMT-2000 OFDMA TDD WMAN,及無線城域網(wǎng)技術(shù)。

---

1.4第四代移動通信系統(tǒng)

4G的傳輸速率可達到100Mbps，關(guān)鍵技術(shù)包含：OFDM,MIMO,智能天線，軟件無線電技術(shù)。

主要制式有：

• TD-LTE
• FDD-LTE

---

1.5第五代移動通信系統(tǒng)

5G是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)。目標是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。

5G三大應(yīng)用場景：

• eMMB： 增強移動寬帶，空口速率：10Gbps。
• uRLLC： 超高可靠超低時延通信，空口時延：1ms。
• mMTC： 海量機器通信，連接數(shù)：每平方公里支持1百萬個連接。

---

---

2.無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)及WLAN技術(shù)，本節(jié)需要掌握以下知識點：

• 什么是WLAN,有哪些標準？
• WLAN通過什么技術(shù)實現(xiàn)？
• WLAN的協(xié)議棧及80.11的體系結(jié)構(gòu)是怎么構(gòu)成的？
• Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是怎么工作的？
• IEEE802.11發(fā)展的新進展有哪些？

---

2.1 WLAN基本概念

無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)分為兩大陣營：

• IEEE802.11標準體系—面向數(shù)據(jù)發(fā)展而來，基于無連接。
• HIPERLAN標準體系 —面向語音發(fā)展而來，基于有連接。

目前市場上的大部分產(chǎn)品都是根據(jù)802.11標準開發(fā)。

IEEE802.11標準：

802.11簡介

工作在2.4G頻段或5G頻段，采用擴頻通信技術(shù)。

802.11定義的兩種拓撲結(jié)構(gòu)

• 基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)
  基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中無線終端通過接入點（AP）訪問骨干網(wǎng)設(shè)備。
  BSA： 一個接入點（AP）覆蓋區(qū)域，叫做基本服務(wù)區(qū)。
  BSS： 接入點控制的所有終端組成一個基本服務(wù)集。
  DS： 多個基本服務(wù)集互聯(lián)就形成了分布式系統(tǒng)。
  ESS： DS支持的所有服務(wù)叫做擴展服務(wù)集。

• 特殊網(wǎng)絡(luò)(Ad Hoc)
  Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種能點對點網(wǎng)絡(luò)，不需要有線網(wǎng)絡(luò)和接入點的支持，終端設(shè)備間通過無線網(wǎng)卡直接通信。

---

2.2 WLAN通信技術(shù)

現(xiàn)有無線網(wǎng)按技術(shù)分類主要使用3中通信技術(shù):

• 紅外通信
• 擴展頻譜通信
• 窄帶微波通信

2.2.1 紅外通信

紅外（IR）通信相對于無線電波通信有一些優(yōu)點：比如頻譜無限可提供較高速率，且頻譜不收管制，設(shè)備簡單等等。但也存在一定的缺點：比如受光線干擾，通信范圍小。

IR通信分為三種技術(shù)：

• 定向紅外光束—建立點對點鏈路
• 全方向廣播紅外線
• 漫反射紅外線—采用線性編碼的基帶傳輸模式

小知識:
電磁波頻譜:

圖片來源網(wǎng)絡(luò)，原網(wǎng)頁404，侵權(quán)請聯(lián)系刪除。

2.2.2 擴展頻譜通信

擴展頻譜通信技術(shù)起源于軍事，主要想法是：將信號散布到更寬的寬帶上以減少發(fā)生阻塞和干擾的機會。
主要思想： 香農(nóng)定理 $C=Wlon{g}_2(1+S/N)$, 在信道容量?一定的情況下，可以用帶寬（W）換取信噪比（S/N）。

• 頻率跳動擴頻 (FHSS)
  信號按照看似隨機的無線電頻譜發(fā)送，每一個分組都采用不同的頻率傳輸。
  802.11標準中規(guī)定每一跳最長時間未400ms，分組的最大長度為30ms，FHSS使用的頻點間隔為1MHz。
• 直接序列擴頻 (DSSS)
  信號源中的每一位用稱為碼片的N個位來傳輸。

2.2.3 窄帶微波通信

窄帶微波（RF）是指使用微波無線電頻帶進行數(shù)據(jù)傳輸。

• 申請許可證的窄帶RF
• 免許可證的窄帶RF—Radio LAN是一種對等配置網(wǎng)絡(luò)。使用5.8GHz頻帶，數(shù)據(jù)速率為10Mbps。

---

2.3 IEEE802.11體系結(jié)構(gòu)

802.11WLAN的協(xié)議主要定義了MAC層和物理層，協(xié)議模型如下：

數(shù)據(jù)鏈路層	LLC		站管理
	MAC	MAC管理
物理層PHY	PLCP	PHY管理
	PMD

2.3.1 數(shù)據(jù)鏈路層

• LLC子層
  功能： 負責邏輯鏈路控制，識別網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，為第三次提供服務(wù)點，同802.3.
• MAC子層
  功能： 訪問控制，分組拆裝。
  定義了三種訪問控制機制：

1.CSMA/CA支持競爭訪問
功能：解決隱蔽終端問題
過程：
（1）監(jiān)聽忙——隨機后退計數(shù)器并堅持監(jiān)聽。
（2）空閑后——等待IFS時間開始計數(shù)，計數(shù)完開始發(fā)送。
（3）其他站聽到有新站發(fā)送暫停計數(shù)，新站發(fā)送完后重復（2）

2.RTS/CTS無競爭訪問
交替出現(xiàn)DFC和PFC
DFC數(shù)據(jù)的基本傳輸方式，作用于信道競爭期。
PFC工作用信道非競爭期。

3.點協(xié)調(diào)功能支持無競爭訪問
AP集中輪詢所有終端。

• MAC管理子層
  功能：登記過程、ESS漫游、安全管理、電源管理等。
  登記過程： 管理方式是發(fā)送信標（一種管理幀），由AP定期發(fā)送，用于時間同步。
  ESS漫游： 定義了三種移動方式：固定，ESS內(nèi)BSS轉(zhuǎn)移，ESS與ESS轉(zhuǎn)移。
  安全管理： 進行認證和加密，加密是802.11提供了有線等效保密（WPE）技術(shù)；認證是采用詢問/響應(yīng)，運用共享秘鑰對128字節(jié)的隨機序列進行加密。

2.3.2 物理層

• 物理匯聚層（PLCP）
  功能：提供載波監(jiān)聽和物理層分組建立，定義了三種幀格式對應(yīng)PMD層子層通信技術(shù)。
• 物理介質(zhì)相關(guān)層（PMD）
  功能：用戶傳輸信號的調(diào)制和編碼
  三種技術(shù)：
  FHSS:
  DSS:
  DFIR:
• PHY管理子層
  功能：負責選擇物理信道和調(diào)諧。

---

2.4 Adhoc網(wǎng)絡(luò)

Adhoc網(wǎng)絡(luò)又稱無線對等網(wǎng)，基于多跳無線連接的分組數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。常用MANET（無線自組織網(wǎng)絡(luò)）協(xié)議。具有以下特點：

• 無中心
• 自組織
• 多跳路由
• 動態(tài)路由

• MANET協(xié)議

扁平路由協(xié)議

特點：參與路由的各個節(jié)點所起的作用相同

• 先驗式/表驅(qū)動路由
  先驗式/表驅(qū)動路由的中心思想：周期性地交換路由信息，每個節(jié)點保持完整的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，基于鏈路狀態(tài)算法。
• 反應(yīng)式/按需分配路由
  反應(yīng)式/按需分配路由的中心思想：移動節(jié)點只是在需要通信時才發(fā)送路由請求分組，基于距離矢量算法。
• 目標排序的距離矢量協(xié)議DSDV
  中心思想：利用序列號解決路由環(huán)路問題
• 按需分配的距離矢量協(xié)議（AODDV）

分層路由協(xié)議
主要協(xié)議是：集群網(wǎng)關(guān)路由交換協(xié)議

基于地理信息的路由協(xié)議
中心思想：固定坐標系確定地理位置。
路由協(xié)議的構(gòu)成：地理路由器,地理節(jié)點，地理主機。

---

---

3.無線個人網(wǎng)

3.1 802.15技術(shù)規(guī)范

• 802.15.1藍牙技術(shù)
• 802.15.2與802.11b共享環(huán)境AWMA/PTA
• 802.15.3低價高速
• 802.15.4低速無線

---

3.2 藍牙技術(shù)

3.2.1. 核心體系結(jié)構(gòu)

IEEE802.15.1藍牙技術(shù)物理層技術(shù)才有FHSS,擁有79個頻率。通信方式采用時分多路。

• IEEE802.15.1網(wǎng)絡(luò)分層（從下至上）

網(wǎng)絡(luò)層功能

物理信道
物理鏈路
邏輯傳輸
邏輯鏈路
L2CAP信道

3.2.2 核心功能模塊

• 信道管理器
• L2CAP資源管理器
• 設(shè)備管理器
• 鏈路管理器
• 鏈路控制器
• RF

---

3.3 ZigBee技術(shù)

zigbee技術(shù)采用的是IEEE802.15.4標準，

• 設(shè)備分類
  全功能設(shè)備（FFE）
  簡單功能設(shè)備（RFD）
• 物理層技術(shù)
  868/915MHz直接序列擴頻DSSS,BPSK調(diào)制
  868/915MHz直接序列擴頻DSSS，O-QPSK調(diào)制
  868/915MHz并行序列擴頻DSSS，BPSK調(diào)制
  2.45GHz直接序列擴頻DSSS,O-QPSK調(diào)制

---

---

4.無線城域網(wǎng)

無線城域網(wǎng)主要使用IEEE802.16標準

4.1 802.16標準

4.1.1 無線城域網(wǎng)分類

• IEEE802.16d，無線固定接入，WiMAX
• IEEE802.16e，移動接入，最大速度120km/h
  4.1.2 IEEE802.16協(xié)議模型

MAC層	面向服務(wù)匯聚子層
	公共部分子層
	安全子層
物理層

---

4.2 關(guān)鍵技術(shù)

• 物理信道
  10-66GHz視距傳輸
  2-11GHz非視距傳輸
• 復用技術(shù)
  OFDM/OFDMA
• 天線技術(shù)
  MIMO
• 雙工方式
  FDD
  TDD

---

4.3 MAC子層

MAC子層提供面向連接的服務(wù)

• 業(yè)務(wù)分配
  非請求的帶寬分配業(yè)務(wù)
  實時輪詢業(yè)務(wù)
  非實時輪詢業(yè)務(wù)
  盡力而為業(yè)務(wù)

申明：本文為個人整理，歡迎廣大網(wǎng)友予以指正。

參考文獻

[1] 雷震甲.網(wǎng)絡(luò)工程師教程（第5版）.清華大學出版社

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的网络工程师知识点整理—第五章：无线通信网的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。