❶ 无线网络技术论文三篇
以下就是我为大家带来的无线 网络技术 论文三篇。
无线网络 技术论文一
试想一下,在有线网络时代,用户的活动范围受限于网线,无论到哪里必须要拖着长长的缆线,为寻找宽带接口而苦恼。为此,无线网络应运而生。和有线网络相比,虽然无线网络的带宽较小;相对目前的有限网络有较多的等待延迟;稳定性较差;无线接入设备的CPU、内存以及显示屏幕等资源有限等 缺陷。但无线网络可适应复杂的搭建环境,搭建简单,经济性价比强,并且最大的优点是可以让人们摆脱网线的束缚,更便捷,更加自由的沟通。故自开发之初,就迅速抢占着市场。目前无线网络从覆盖范围上可以大致分成以下三大类:(1)系统内部互联/无限个域网(2)无线局域网(3)无限城域网/广域网。故本文就此介绍各类无线网络的的应用现状。
一、无限个域网(WPAN)
无线个域网主要采用IEEE802.15标准。无限个域网可以看成是无线局域网的一个特例。其覆盖半径只有几米。其主要应用范围包括:语音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。WPAN通常采用微微蜂窝或毫微微蜂窝结构。WPAN是当前发展最迅速的领域之一,相应的新技术也层出不穷,主要包括蓝牙技术、IrDA、Home RF、超宽带技术和ZigBee技术等,具体介绍如下:
(一)蓝牙技术 是一种支持点对点,点对多点语音和数据业务的短距离无线通信技术。其基本网络结构是微微网。其优点在于低功耗、具有很强的可移植性,集成电路简单,易于推广等。蓝牙技术工作在全球通用的2.45GHz ISM频段,消除了国界的限制,可在短距离中互相连接,实现即插即用,在无线电环境非常嘈杂的环境下,其优势更加明显。目前在为3个使用短距离无线连接的通用应用领域提供支持,分别是数据和语音接入点、电缆替代和自组网络。
(二)IrDA技术 是目前几种技术中市场份额最大的,它采用红外线作为通信媒介,支持各种速率的点对点的语音和数据业务,主要应用在嵌入式系统和设备中。
(三) Home RF 用于在家庭区域内,在PC和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放式工业标准。
(四)超宽带技术 是一种新技术,其概念类似于雷达,它的高性能和低功耗的优点将使它成为未来市场的强有力的竞争者之一。
(五)ZigBee技术 是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术。它是一种介于无限标记技术和蓝牙之间的技术提案,主要用于近距离无线连接。
二、无线局域网(WLAN)
无线局域网主要采用IEEE802.11标准。通过利用空中的电磁波代替传统的缆线进行信息传输,可以作为有线网络的延伸、补充或代替。相比较而言,无线局域网具有以下优点,
(一)移动性:通信范围不在受环境条件的限制,可以为用户提供实时的无处不在的网络接入 功能,使用户可以很方便地获取信息。
(二)灵活性:无线局域网的组网方式灵活多样,可方便的增减、移动、修改设备。
(三)经济型:无线局域网可用于物理布线困难或不适合进行物理布线的地方,可将网络快速投入使用节省人缘费用。
它是目前发展最热的无线网络类型,具体应用非常广泛,应用方式也很多,但目前还只能用于不移动或慢速移动的用户或业务,可能会在不久的将来开发出适合高速移动的无线局域网。按应用类型分为两大类,一类是有固定基础设施的,一类是无固定基础设施。无固定基础设施无线局域网又叫自组网络(Ad Hoc),其中最突出的是移动Ad Hoc网络,它在军用和民用领域有很好的应用前景,它可在任意通信环境下迅速展开使用、能够对网络拓扑变化做出及时响应。是目前和未来发展前景看好的一种组网技术。
三、无限广域网(WWAN)
无线广域网主要采用IEEE802.20标准。它更强调快速移动性,其连接能力可覆盖相当广泛的地理区域。但其信息速率通常不是很高,只有115kb/s。当前无线广域网多是移动电话及数据服务所使用的数字移动通信网络,常用的有GSM移动通信系统和卫星通信系统,而3G、4G技术也都属于无限广域网技术。该技术是使得 笔记本 计算机或者其他的设备装置在蜂窝网络覆盖范围内可以在任何地方连接到互联网。
四、结束语
基于Wi-Fi技术的无线网络不但在带宽、覆盖范围等技术上均取得了极大提升,同时在应用上,基于Wi-Fi无线应用也已从当初“随时、随地、随心所欲的接入”服务转变成车载无线、无线语音、无线视频、无线校园、无线医疗、无线城市、无线定位等诸多丰富的无线应用。以后,无线网络在学术界、制造业、仓库业、医疗界等扮演着至关重要的角色。但对于无线网络来说,在应优先解决以下问题:(1)加强移动设备管理(MDM)和安全系统;(2)部署大规模语音和视频无线局域网;(3)无线局域网控制器安装在企业内部还是外部? 这些问题是最迫切需要解决的,也是决定未来无线网络所扮演的角色。
无线网络技术论文二
说到无线网络的历史起源,可以追朔到五十年前的第二次世界大战期间,当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。他们研发出了一套无线电传输科技,并且采用相当高强度的加密技术,得到美军和盟军的广泛使用。这项技术让许多学者得到了一些灵感,在1971年时,夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络。这被称作ALOHNET的网络,可以算是相当早期的无线局域网络(WLAN)。它包括了7台计算机,它们采用双向星型拓扑横跨四座夏威夷的岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛上。从这时开始,无线网络可说是正式诞生了。
从最早的红外线技术到被给予厚望的蓝牙,乃至今日最热门的IEEE 802.11(wifi),无线网络技术一步步走向成熟。然而,要论业界影响力,恐怕谁也比不上WiFi。
Wi-Fi (wireless fidelity(无线保真) 的缩写)为IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准(IEEE802.11)。 Wi-Fi第一个版本发表于1997年,其中定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式,总数据传输速率设计为2Mbits。两个设备之间的通信可以自由直接(ad hoc)的方式进行,也可以在基站(Base Station, BS)或者访问点(Access Point,AP)的协调下进行。
下面介绍一下Wi-Fi联接点网络成员和结构:
站点(Station) ,网络最基本的组成部分。
基本服务单元(Basic Service Set, BSS) 。网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态的联结(associate)到基本服务单元中。
分配系统(Distribution System, DS) 。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium) 逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的,尽管它们物理上可能会是同一个媒介,例如同一个无线频段。
接入点(Acess Point, AP) 。接入点即有普通站点的身份,又有接入到分配系统的功能。
扩展服务单元(Extended Service Set, ESS) 。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上,并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。
关口(Portal) ,也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或 其它 网络联系起来。
这儿有3种媒介,站点使用的无线的媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重迭。IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service) 。整个无线局域网定义了9种服务,5种服务属于分配系统的任务,分别为,联接(Association), 结束联接(Diassociation), 分配(Distribution), 集成(Integration), 再联接(Reassociation) 。4种服务属于站点的任务,分别为,鉴权(Authentication), 结束鉴权(Deauthentication), 隐私(Privacy), MAC数据传输(MSDU delivery) 。
简单而言,WIFI是由AP(Access Point)和无线网卡组成的网络。AP一般称为网络桥接器或接入点,它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,也是无线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原理相当于一个内置无线发射器的hub或者是路由,而无线网卡则是负责接受由AP所发射信号的CLIENT端设备。
虽然WIFI无线技术在前进的路上遇到了很多困难,但是随着产品技术的进步和技术标准的统一,WIFI一定会带给人们更大的便利和更光明的前景,无线网络技术也会向着更主流的方向发展。
无线网络技术论文三
一、引言
在人们即将迈入21世纪的时候,网络不知不觉成为每个人生活当中不可或缺的一部分,每天用它来查询所需的资料、浏览各方面的新闻、甚至查询当天出行的路线等等。 然而人们想要完成所有这些事情,基本上都是通过有线网络。对于慢慢发展起来的无线网络,大多数人都对它很陌生,而且目前在国内,如果你要使用它的话,费用还挺贵,因此,一些客观的原因导致大部分人远离它,甚至都从不过问它。
其实,无线网络是网络时代的一种进步、一种改革。它可以让生活变得更便捷,并且也推动着整个社会的进步;所以,为了让那些不懂它或者不想接近它的人,更多地知道、了解它,让它们去接触、甚至慢慢使用上它,下面就从五个方面简单地介绍一下无线网络。
二、无线网络的诞生
从1969年因特网诞生于美国开始至今,网络的历史并不算长;下面可以通过一个小小的 故事 来说明,故事开始于当年的8月30日,由BBN公司制造的第一台“接口信息处理机”简称IMP1,在预定日期的前两天抵达了加利福尼亚大学。克兰罗克是当时进行这次实验的教授,还有他的40多名工程技术人员和研究生。然而就在10月初的时候,第二台IMP2运到了阿帕网试验的第二节点,即斯坦福研究院(简称:SRI)。
经过数百人一年多时间的紧张研究,阿帕网远程联网试验即将正式实施。那台由IMP1联接的大型主机叫做Sigma-7,已运至加利福尼亚大学,与它通讯的那台SRI大型主机叫作SDS 940的机器,也在同一时间到达,经过一到两个月的准备工作,于10月29日晚上,在全球首次实现两台机器之间的通信实验,克兰罗克教授立即命令他的研究助理、加利褔尼亚大学学生名叫查理·克莱恩(英文名:C. Kline),坐在一台名叫IMP1的终端前面,吩咐他要戴上耳机和麦克风,通过长途电话随时与另外一名负责SRI终端操作的技术员保持密切联系。
实验就这样开始了,据当时克莱恩的回忆,是他的教授让他首先传输5个字母,分别为:L、O、G、I、N。用它们来确认分组交换技术的传输效果。并且教授指导它,只需要键入其中的L、O、G三个字母,使IMP1机器传送出去,再由SRI机器自动产生“IN”,最后合成为前面要实现的五个字母组合,即:LOGIN。经过教授指导及克莱恩与SRI终端操作员的配合,就在22点30分的时候,带着激动的心情,C.Kline就开始在键盘上敲入第一个字母“L",然后对着麦克风喊:“请问您收到‘L’了吗?” 另外一头的回答是:“是的,我收到了‘L’。”
他继续做着同样的工作……
“你收到O吗?
“是的,我收到了‘O’了,
就这样一步接着一步地继续下去,突然出现了一个出乎意料的结果,IMP1仪表显示传输系统崩溃,通讯无法继续进行下去。克兰罗克教授与他的四十名学生在世界上的第一次互联网络的通讯试验宣告结束,当时仅仅传送成功两个字母L、与O、,也就这次字母传送实验真真切切地标志着网络的真正诞生;历史上把这一次事件的发生作为了互联网诞生的见证。
无线网络的诞生呢?那要追溯到第二次世界大战,那时的美国在科技方面领先于其他国家,不管是在通信还是网络方面,因此美国的陆军就采用了无线电信号,利用一套无线电传输技术,此技术具有高强度的加密保护功能,开始了他们在战场上的技术突破。从这一刻起,无线网络也算是正式诞生了。
三、无线网络的概念与安全
(一)概念
所谓无线网络,顾名思义,就是一种不需要通过线缆这种介质来做传输而已,另外用户可以建立远距离无线连接的一种全球语音和数据的网络,它与有线网络的用途十分类似,最大的不同除了传输介质:无线电技术取代网线之外,在分类上和有线网络也稍有区别,分无线个人网、无线局域网、无线城域网。
在一个无线局域网内,常见的设备有:无线网卡、无线网桥、无线天线、和无线路由器等等无线设备。一旦建立起一个局域网之后,无线网络就会存在着一定的辐射危险,甚至可以说比有线网络在时间以及范围上显得更加强烈,所以,为了尽少量地受到辐射,应该把常用的无线路由、无线AP摆放在离我们人体和离卧室远一些的地方,还要注意避免把一些无线产品过分靠近音响、电视等电子产品,防止它们之间互相的干扰产生的其它辐射。总之,只要我们与它保持较远的距离,避免长时间呆在无线网络环境中所产生的累积效应,养成一种良好的习惯,那么无线网络的辅射就对人类构不成多大的威协。
(二)安全
在使用无线网络的时候,安全性固然重要,在安全防范方面,与有线网络存在非常大的区别,无线网络的安全主要可以从以下六个方面进行把握:
1.采用强力的密码。谈到密码,是一个让人非常敏感的东西,足够强大的密码可以让暴力解除成为不可能实现的情况。相反,如果密码强度不够,几乎可以肯定会让你的系统受到损害。所以,不但要设密码,而且还要足够强力才行。
2.严禁广播服务集合标识符(简称:SSID)。SSID其实就是给无线网络的一种重命名,假如不能对它进行保护的话,带来的安全隐患是非常严重的。同时在对无线路由器配置的时候,须禁止服务集合标识符的广播,尽管不能带来真正的安全,但至少可以减轻威胁程度,因为很多初级的恶意攻击者都是采用扫描的方式寻找一些有漏洞的系统作为它们的突破口。一旦隐藏了服务集合标识符这项功能,也就大大降低了破坏程度。
3.采用有效的无线加密方式。相反,另一种动态有线保密方式其实并不算很有效。使用象aircrack等类似的免费工具,就可以在短短的几分钟里找出动态有线等效保密模式加密过的无线网络的漏洞;无线网络保护访问是目前通用的加密标准,当然,你也可以选择使用一些更强大有效的方式。毕竟,加密和解密的斗争是无时无刻不在进行的。
4.采用不同类型的加密。不要仅仅依靠以上谈到的无线加密手段来保证无线网络的整体安全。不同类型的加密可以在系统层面上提高安全的可靠性。例如:OpenSSH就是一个不错的加密选择,它可以在同一网络内的系统提供安全通讯,即使需要经过因特网也没有问题。与采用了SSL加密技术的电子商务网站是有着异曲同工之妙的。实际上,为了达到更安全的效果,建议不要总更换加密方式。
5.控制介质访问控制地址层。即我们所说的MAC地址,单独对其限制是不会提供真正的保护。但是,像隐藏无线网络的服务集合标识符、限制介质访问控制(MAC)地址对网络的访问,是可以确保网络不会被初级的恶意攻击者骚扰的。另外此种 方法 对于整个系统来说,无论是新手的恶意攻击还是专家的强烈破坏,都能起到全面的防护,保证整个系统的安全。
6.监控网络入侵者的活动。众所周知,人类无时无刻不在使用着网络。所以入侵者也随时会攻击到你的网络中来,那么你就需要对攻击的发展趋势以及了解它们是如何连接到你的网络上来的进行一定的跟踪,为了提供更好的安全保护依据,你还需要对日志里扫描到的相关信息进行分析,找出其中更有利的部分,以备在以后出现异常情况的时候给予及时的通知。总之,在随着社会的进步、科技的不断更新,未来,我们更需要对以上十点进行理解性地记忆与灵活性地变通使用。
四、无线网络的技术与应用
目前,在国内无线网络的技术并不算很盛行,与有线网络相比,它还不是很成熟,可是,发展至今,在无线的世界内,新技术层出不穷、新名词是应接不暇。例如:从无线局域网、无线个域网、无线体域网、无线城域网到无线广域网;从移动AdHoc网络到无线传感器网络、无线 Mesh网络;从Wi-Fi到WiMedia、WiMAX;从IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.16到IEEE802.20;从固定宽带无线接入到移动宽带无线接入;从蓝牙到红外、HomeRF,从UWB到ZigBee;从GSM、GPRS、CDMA到3G、超3G、4G等等。
在应用方面,其中两种主要的方式分为:GPRS手机无线网络和无线局域网。从某种意义上来说,GPRS手机无线网可称作是目前社会上一种真正意义的网络,它主要是通过移动电话网络来接入Internet的,所以只要你所在的区域开通了GPRS业务,那么不管在任何一个角落都可以实现上网;后者呢,主要是与有线网络作比较,突出它的便捷性,因为它是利用射频技术(即:Radio Frequency简称:RF)来实现的一种数据传输系统, RF取代了旧式的那种通过双绞铜线来实现上网的烦索性;另外,除了以上谈到两种主流方式,在当今快速发展的科技形势下,我国通信方面出现了移动的TD-SCDMA和电信的CDMA2000以及联通的WCDMA三种无线网络通信方式,所以,未来只要有3G网络信号存在的地方,便可以实现上网。
五、就业前景
一种新型的产业必定会为社会带来不小的影响,并且推动整个社会走上更稳健的步伐 。例如:在就业方面,它产生了一批新型的就业岗位,比如:3G网络工程师、无线网络优化岗位等等,通信方面,出现堪察、无线网络测试等等,因此而减轻了整个社会在就业上不少的压力,再者,在另外一种无线局域网标准下生产出的产品技术应用逐渐成为无线网络市场主流的情况下,基于Wi-Fi技术的无线网不但在带宽以及覆盖范围等技术上取得了极大突破,而且在应用上,如今的无线网络也不再只是单纯地满足用户随时随地接入网络,甚至已经能更多地参于到行业信息化的服务中来,可想而知,将来出现无线医辽、无线校园、无线城市等其他行业应用成为无线网络市场的主流也不是梦想。
六、结束语
随着科技的不断演进与无线行业的飞速发展,无线网络将成为推动整个网络市场前进的新生力量,并且在不可预见的未来,纷繁多样、永远在线的智能终端技术将会把娱乐、办公、消费、医辽、 文化 教育 、生活服务等多种行业区域的全部功能融会贯通,一起服务于我们的工作和生活,使之变得更轻松、更智能。使智能技术与无线网络更好地密切结合,让越来越多的创新应用和新的生活方式进入到未来的社会当中。最后,让我们迎接一个“网聚万物”、“网随人动”的无线时代。
❷ GSM主要接口的协议分层结构
楼上的答的牛头不对马嘴,抄书,不是这么抄滴。
不过楼主的这个问题确实问的比较大。在整个GSM网络结构中,接口很多。有
--手机到BTS(基站发射器)的空中接口-Um itf;
--BTS到BSC(基站控制器)的Abis接口;
--BSC到MSC(移动交换中心)的A接口;
--MSC到VLR(访问位置寄存器)直接的B接口;
--MSC到HLR(归属位置寄存器)之间的C接口;
--HLR和VLR之间的D接口;
--各MSC之间的E接口;
--MSC到EIR(电子设备寄存器)之间的F接口;
--各VLR之间的G接口;
--HLR和AC(鉴权中心)之间的H接口等。
上述接口中,Abis,B,H接口一般为设备中的内部接口,不开放,其余都是开放接口。一律采用的CCITT的七号信令。
7号信令采用的也是IT通用OSI的7层协议栈,从承载,到链路,一直到应用。只不过电信的7号信令在链路层以上采用了一些专用的定义。在承载以上,分别为MTP,SCCP,以及上层应用的BSSAP,TUP,ISUP,MAP等。当然,有些协议,主要是TUP是直接建立在MTP层上的,并不通过SCCP。类似的信令还有随路信令CAS,也就是R2信令。
这个问题实在是比较专业,我也想不出有什么很简单的办法可以讲的特别清楚,就只能这样了。多包涵。
❸ 关于WiFi 6技术,这篇说得最详细
12 个空间流与 256-QAM 调制。
2 2 个空间流与 256-QAM 调制。
3 3 个空间流与 64-QAM 调制。
Wi-Fi 已成为当今世界无处不在的技术,为数十亿设备提供连接,也是越来越多的用户上网接入的首选方式,并且有逐步取代有线接入的趋势。为适应新的业务应用和减小与有线网络带宽的差距,每一代 802.11 的标准都在大幅度的提升其速率。
1997 年 IEEE 制定出第一个无线局域网标准 802.11,数据传输速率仅有 2Mbps,但这个标准的诞生改变了用户的接入方式,使人们从线缆的束缚中解脱出来。
随着人们对网络传输速率的要求不断提升,在 1999 年 IEEE 发布了 802.11b 标准。802.11b 运行在 2.4 GHz 频段,传输速率为 11Mbit/s,是原始标准的 5 倍。同年,IEEE 又补充发布了 802.11a 标准,采用了与原始标准相同的核心协议,工作频率为 5GHz,最大原始数据传输率 54Mbit/s,达到了现实网络中等吞吐量(20Mbit/s)的要求,由于 2.4GHz 频段已经被到处使用,采用 5GHz 频段让 802.11a 具有更少冲突的优点。
2003 年,作为 802.11a 标准的 OFDM 技术也被改编为在 2.4 GHz 频段运行,从而产生了 802.11g,其载波的频率为 2.4GHz(跟 802.11b 相同),原始传送速度为 54Mbit/s, 净传输速度约为 24.7Mbit/s(跟 802.11a 相同)。
对 Wi-Fi 影响比较重要的标准是 2009 年发布的 802.11n,这个标准对 Wi-Fi 的传输和接入进行了重大改进,引入了 MIMO、安全加密等新概念和基于 MIMO 的一些高级功能 (如波束成形,空间复用......),传输速度达到 600Mbit/s。 此外,802.11n 也是第一个同时工作在 2.4 GHz 和 5 GHz 频段的Wi-Fi 技术。
然而,移动业务的快速发展和高密度接入对 Wi-Fi 网络的带宽提出了更高的要求,在2013 年发布的 802.11ac 标准引入了更宽的射频带宽(提升至 160MHz)和更高阶的调制技术(256-QAM),传输速度高达 1.73Gbps,进一步提升 Wi-Fi 网络吞吐量。另外,在 2015 年发布了 802.11ac wave2 标准,将波束成形和 MU-MIMO 等功能推向主流,提升 了系统接入容量。但遗憾的是 802.11ac 仅支持 5GHz 频段的终端,削弱了 2.4GHz 频段下的用户体验。
然而,随着视频会议、无线互动 VR、移动教学等业务应用越来越丰富,Wi-Fi 接入终端越来越多,IoT 的发展更是带来了更多的移动终端接入无线网络,甚至以前接入终端较少的家庭 Wi-Fi 网络也将随着越来越多的智能家居设备的接入而变得拥挤。因此 Wi-Fi 网络仍需要不断提升速度,同时还需要考虑是否能接入更多的终端,适应不断扩大的客户端设备数量以及不同应用的用户体验需求。
下一代Wi-Fi 需要解决更多终端的接入导致整个Wi-Fi 网络效率降低的问题,早在2014 年 IEEE 802.11 工作组就已经开始着手应对这一挑战, 预计在 2019 年正式推出的802.11ax(下个章节介绍为什么叫 Wi-Fi 6)标准将引入上行 MU-MIMO、OFDMA 频分复用、1024-QAM 高阶编码等技术,将从频谱资源利用、多用户接入等方面解决网络容量和传输效率问题。目标是在密集用户环境中将用户的平均吞吐量相比如今的 Wi-Fi 5 提高至少4 倍,并发用户数提升 3 倍以上,因此,Wi-Fi 6(802.11ax)也被称为高效无线(HEW)。
Wi-Fi 6 是下一代 802.11ax 标准的简称。随着 Wi-Fi 标准的演进,WFA 为了便于 Wi- Fi 用户和设备厂商轻松了解其设备连接或支持的 Wi-Fi 型号,选择使用数字序号来对 Wi- Fi 重新命名。另一方面,选择新一代命名方法也是为了更好地突出 Wi-Fi 技术的重大进步, 它提供了大量新功能,包括增加的吞吐量和更快的速度、支持更多的并发连接等。根据 WFA 的公告,现在的 Wi-Fi 命名分别对应如下 802.11 技术标准:
和以往每次发布新的 802.11 标准一样,802.11ax 也将兼容之前的 802.11ac/n/g/a/b 标准,老的终端一样可以无缝接入 802.11ax 网络。
4G 是移动网络高速率的代名词,同样,Wi-Fi 6 是无线局域网高速率的代名词,但这个高速率是怎么来的,由以下几个因素决定。
1.空间流数量 空间流其实就是 AP 的天线,天线数越多,整机吞吐量也越大,就像高速公路的车道一样,8 车道一定会比 4 车道运输量更大。
表 2 不同 802.11 标准对应的空间流数量 2.Symbol 与 GI Symbol 就是时域上的传输信号,相邻的两个Symbol 之间需要有一定的空隙(GI),以避免 Symbol 之间的干扰。就像中国的高铁一样,每列车相当于一个 Symbol, 同一个车站发出的两列车之间一定要有一个时间间隙,否则两列车就可能会发生碰撞。不同 Wi-Fi 标准下的间隙也有不同,一般来说传输速度较快时 GI 需要适当增大,就像同一车道上两列 350KM/h 时速的高铁发车时间间隙要比时速 250KM/h 时速的高铁发车间隙要大一些。
表 3 802.11 标准对应的 Symbol 与GI 数据
3.编码方式 编码方式就是调制技术,即 1 个 Symbol 里面能承载的 bit 数量。从 Wi-Fi 1 到 Wi-Fi 6,每次调制技术的提升,都能至少给每条空间流速率带来 20%以上的提升。
表 4 802.11 标准对应的 QAM 4.码率 理论上应该是按照编码方式无损传输,但现实没有这么美好。传输时需要加入一些用于纠错的信息码,用冗余换取高可靠度。码率就是排除纠错码之后实际真实传输的数据码占理论值的比例。
表 5 802.11 标准对应的码率 5.有效子载波数量 载波类似于频域上的 Symbol,一个子载波承载一个 Symbol,不同调制方式及不同频宽下的子载波数量不一样。
表6.802.11 标准对应的子载波数量
至此,我们可以计算一下 802.11ac 与 802.11ax 在 HT80 频宽下的单条空间流最大速率:
Wi-Fi 6(802.11ax)继承了Wi-Fi 5(802.11ac)的所有先进 MIMO 特性,并新增了许多针对高密部署场景的新特性。以下是Wi-Fi 6 的核心新特性:
下面详细描述这些核心新特性。
图 2-1 OFDM 工作模式 802.11ax 中引入了一种更高效的数据传输模式,叫 OFDMA(因为 802.11ax 支持上下行多用户模式,因此也可称为 MU-OFDMA),它通过将子载波分配给不同用户并在OFDM 系统中添加多址的方法来实现多用户复用信道资源。迄今为止,它已被许多无线技术采用,例如 3GPP LTE。此外,802.11ax 标准也仿效 LTE,将最小的子信道称为“资源单位(Resource Unit,简称 RU)”,每个 RU 当中至少包含 26 个子载波,用户是根据时频资源块 RU 区分出来的。我们首先将整个信道的资源分成一个个小的固定大小的时频资源块 RU。在该模式下,用户的数据是承载在每一个 RU 上的,故从总的时频资源上来看,每一个时间片上,有可能有多个用户同时发送(如下图)。
图 2-2 OFDMA 工作模式 OFDMA 相比 OFDM 一般有三点好处:
图 2-3 不同子载波频域上的信道质量
因为 802.11ac 及之前的标准都是占据整个信道传输数据的,如果有一个 QOS 数据包需要发送,其一定要等之前的发送者释放完整个信道才行,所以会存在较长的时延。在OFDMA 模式下,由于一个发送者只占据整个信道的部分资源,一次可以发送多个用户的数据,所以能够减少 QOS 节点接入的时延。
表 7不同频宽下的 RU 数量
图 2-4RU 在 20MHz 中的位置示意图 RU 数量越多,发送小包报文时多用户处理效率越高,吞吐量也越高,下图是仿真收益:
图 2-5 OFDMA 与 OFDM 模式下多用户吞吐量仿真
图 2-6 SU-MIMO 与 MU-MIMO 吞吐量差异
图 2-7 8x8 MU-MIMO AP 下行多用户模式调度顺序
图 2-8 多用户模式上行调度顺序 虽然 802.11ax 标准允许OFDMA 与 MU-MIMO 同时使用,但不要 OFDMA 与 MU- MIMO 混淆。OFDMA 支持多用户通过细分信道(子信道)来提高并发效率,MU-MIMO 支持多用户通过使用不同的空间流来提高吞吐量。下表是 OFDMA 与 MU-MIMO 的对比:
表 8 OFDMA 与 MU-MIMO 对比
图 2-9 256-QAM 与 1024-QAM 的星座图对比 需要注意的是 802.11ax 中成功使用 1024-QAM 调制取决于信道条件,更密的星座点距离需要更强大的 EVM(误差矢量幅度,用于量化无线电接收器或发射器在调制精度方面的性能)和接受灵敏度功能,并且信道质量要求高于其他调制类型。
图 2-10 802.11 默认 CCA 门限
例如图 12,AP1 上的 STA1 正在传输数据,此时,AP2 也想向 STA2 发送数据,根据Wi-Fi 射频传输原理,需要先侦听信道是否空闲,CCA 门限值默认-82dBm,发现信道已被STA1 占用,那么 AP2 由于无法并行传输而推迟发送。实际上,所有的与 AP2 相关联的同信道客户端都将推迟发送。引入动态 CCA 门限调整机制,当 AP2 侦听到同频信道被占用时,可根据干扰强度调整 CCA 门限侦听范围(比如说从-82dBm 提升到-72dBm),规避干扰带来的影响,即可实现同频并发传输。
图 2-11 动态 CCA 门限调整 由于 Wi-Fi 客户端设备的移动性,Wi-Fi 网络中侦听到的同频干扰不是静态的,它会随着客户端设备的移动而改变,因此引入动态 CCA 机制是很有效的。802.11ax 中引入了一种新的同频传输识别机制,叫 BSS Coloring 着色机制,在 PHY 报文头中添加 BSS color 字段对来自不同BSS 的数据进行“染色”,为每个通道分配一种颜色,该颜色标识一组不应干扰的基本服务集(BSS),接收端可以及早识别同频传输干扰信号并停止接收,避免浪费收发机时间。如果颜色相同,则认为是同一 BSS 内的干扰信号, 发送将推迟;如果颜色不同,则认为两者之间无干扰,两个 Wi-Fi 设备可同信道同频并行传输。以这种方式设计的网络,那些具有相同颜色的信道彼此相距很远,此时我们再利用动态CCA 机制将这种信号设置为不敏感,事实上它们之间也不太可能会相互干扰。
图 2-12 无BSS Color 机制与有BSS Color 机制对比
图 2-13 Long OFDM symbol 与窄带传输带来覆盖距离提升
前面的几大核心技术已经足够证明 802.11ax 带来的高效传输和高密容量,但802.11ax 也不是 Wi-Fi 的最终标准,这只是高效无线网络的开始,新标准的 802.11ax 依然需要兼容老标准的设备,并考虑面向未来物联网络、绿色节能等方向的发展趋势。以下是 802.11ax 标准的其他新特性:
下面详细描述这些新特性。
我们都知道 2.4GHz 频宽窄,且仅有 3 个 20MHz 的互不干扰信道(1,6 和 11),在 802.11ac 标准中已经被抛弃,但是有一点不可否认的是 2.4GHz 仍然是一个可用的 Wi-Fi 频段,在很多场景下依然被广泛使用,因此,802.11ax 标准中选择继续支持 2.4GHz,目的就是要充分利用这一频段特有的优势。
无线通信系统中,频率较高的信号比频率较低的信号更容易穿透障碍物,而频率越低, 波长越长,绕射能力越强,穿透能力越差,信号损失衰减越小,传输距离越远。虽然 5GHz 频段可带来更高的传播速度,但信号衰减也越大,所以传输距离比 2.4GHz 要短。因此,我们在部署高密无线网络时,2.4GHz 频段除了用于兼容老旧设备,还有一个很大的作用就是边缘区域覆盖补盲。
现阶段仍有数以亿计的 2.4GHz 设备在线使用,就算如今成为潮流的 IoT 网络设备也使用的 2.4GHz 频段,对有些流量不大的业务场景(如电子围栏、资产管理等),终端设备非常多,使用成本更低的仅支持 2.4GHz 的终端是一个性价比非常高的选择。
图 2-14 广播目标唤醒时间操作
为什么要 Wi-Fi 6(802.11ax)
802.11ax 设计之初就是为了适用于高密度无线接入和高容量无线业务,比如室外大型公共场所、高密场馆、室内高密无线办公、电子教室等场景。
图 3-1 高密高带宽应用场景 在这些场景中,接入Wi-Fi 网络的客户端设备将呈现巨大增长,另外,还在不断增加的语音及视频流量也对 Wi-Fi 网络带来调整,根据预测,到 2020 年全球移动视频流量将占移动数据流量的 50%以上,其中有 80%以上的移动流量将会通过 Wi-Fi 承载。我们都知道 4K 视频流(带宽要求 30Mbps/人)、语音流(时延小于 30ms)、VR 流(带宽要求 50Mbps/人,时延 10~20ms)对带宽和时延是十分敏感的,如果网络拥塞或重传导致传输延时,将对用户体验带来较大影响。而现有的Wi-Fi 5(802.11ac)网络虽然也能提供大带宽能力,但是随着接入密度的不断上升,吞吐量性能遇到瓶颈。而Wi-Fi 6 (802.11ax)网络通过 OFDMA、UL MU-MIMO、1024-QAM 等技术使这些服务比以前更可靠,不但支持接入更多的客户端,同时还能均衡每用户带宽。比如说电子教室,以前如果是 100 多位学生的大课授课形式,传输视频或是上下行的交互挑战都比较大,而802.11ax 网络将轻松应对该场景。
5G 与 Wi-Fi 6(802.11ax)的共存关系
这不是一个新颖的话题,在 1999 年~2000 年间,就有人提出 2G 将替代 Wi-Fi 的观点;2008 年~2009 年也出现了 4G 将代替 Wi-Fi 的猜测;现在又有人开始讨论 5G 代替 Wi- Fi 的话题了。可是,5G 与 Wi-Fi 的应用场景模式是不相同的。Wi-Fi 主要用于室内环境, 而 5G 则是一种广域网技术,它在室外的应用场景更多。所以我们相信 Wi-Fi 和 5G 将长期共存下去。我们从以下几个角度进一步分析:
假设 5G 技术取代 Wi-Fi,那么就必须推出无限流量的套餐,否则费用会远远大于宽带的使用的费用,更何况目前宽带的价格一年比一年低,谁也不会去选择更贵的 5G。在目前的 4G 时代无限流量的套餐就是个噱头,三大运营商都纷纷推出过无限流量的套餐,当时流量超出套餐的流量之后,网络会自动将为 2G 模式,最高速度只有 128Kbps,这个速度看视频不如看漫画,因此所谓的无限流量只是个无稽之谈。
5G 网络技术采用的是超高频频谱(5G 网络频段: 24GHz~52GHz;4G 网络频段:1.8GHz~2.6GHz,不包括 2.4GHz),前面已经提到,频率越高衍射现象越弱,穿越障碍的 能力也就越弱,所以 5G 信号是很容易衰弱的。如果保持 5G 信号的覆盖需要比 4G 建设更多的基站。而且由于信号的衰减,如果在大楼的内部,隔着几道墙,信号衰减就更加严重了。 再有个极端的例子就是地下室,Wi-Fi 网络可以将路由器通过有线连接放入地下室产生信号, 但是 5G 网络是不可能覆盖到所有大楼的地下室的,单就这一个弊端,5G 也无法取代 Wi- Fi。另外,现在几乎所有智能设备都有 Wi-Fi 模块,大多数物联网设备也配备了 Wi-Fi 模块, 出口只用一个公网 IP 地址,局域网内部占用大量地址也没关系,用户在自己的 Wi-Fi 网络下管理这些设备都很方便,而用 5G 势必会占用更多公网的 IP 地址。
带宽 x 频谱效率 x 终端数量 = 总容量。
5G 的优点在于它的载波聚合技术,提升了频谱利用率,大大提升了网络容量。在 3G/4G 时代,当用户在人群密集的场所如地铁、车站等地方使用手机上网时,可以明显感觉到上网延迟变大,网速变慢。而在 5G 时代,随着网络容量大幅提升上述现象带来的影响明显降低。也正是这样的特性,让人们觉得 5G 网络下可以无限量接入,但很多人忽视了一点,那就是随着物联网时代的到来,入网设备的数量也在大幅提升,如果真的所有的上网设备都直连区域内的基站,这条 5G 高速路再宽也得堵死啊!而要想降低基站塔的负担,就必须依靠Wi-Fi 来做分流。
移动设备厂商宣传的 5G 最重要的 3 个特征是高速度、大容量、低时延,其实最新一代的 Wi-Fi 速率比 5G 还要快,最新的 802.11ax(Wi-Fi 6)单流峰值速率 1.2Gbps(5G 网络峰值速率 1Gbps),平均来看,Wi-Fi 每升级一代所用的时间大约只是移动网络的一半左右,所以从最新的Wi-Fi 6 开始,速率会持续领先于移动网络。
办公、物流、商业、智能家居等各行各业都在走向无线化,首先要做的就是把设备、人员、终端等全部联网使用。假设 5G 替代了 Wi-Fi 的存在,那么未来的所有联网终端都需要配备一张类似手机 SIM 卡的东西才可以上网。这一个理由也注定了目前在室内场景 5G 是不可能取代Wi-Fi 的。类似的设备还有 VR、游戏机、电子阅读器、机顶盒等等……
大家都知道手机、pad 等移动终端都是用的电池,大家通常都认为电池的耐用性与安装的业务,和使用频率有关,但人们往往忽略了一点,终端的各种移动信号接入质量好与差也 与电池耗电量有关。当信号变差时,移动终端为了确保给用户提供一个良好的体验,会自动增加发射功率来提升信号质量,这就导致电池耗电量增加。由于 Wi-Fi 的信号源基本是在室内范围,而 5G 信号在室外几十公里外的基站,这样就导致移动终端上传数据时,Wi-Fi 的传送距离远远小于 5G 信号。通常情况下 5G 的通信距离是 Wi-Fi 的几千倍以上,这样就需要手机的信号发射强度大大增加,这就增加了耗电量。曾经有人做过实验,以 4G 为例,使用网络数据半小时,Wi-Fi 会比移动网络节省 5%的电量。另外,最新一代的 Wi-Fi 6 (802.11ax)支持 TWT 功能,可以在业务需要时自动唤醒,在业务不适用时自动休眠,进一步节省了电量。
因此,目前所面临的这些问题使得 5G 还无法彻底取代 Wi-Fi,更多的是与 Wi-Fi 进行深度融合,因此使用 Wi-Fi 的企业和用户并不用过于慌张。今天的 Wi-Fi 已不再是一个提供无线网络的设备,更多的应该被视为企业数字化转型的必备设施或中央枢纽。例如目前绝大部分的智慧零售、智慧物流、智慧办公等解决方案的中央枢纽就是 Wi-Fi 网络。
参考:
关于WiFi 6技术,这篇说得最详细
不同的 Wi-Fi 协议和数据速率
HZ (物理单位
❹ 手机是怎么与基站通信的
基站发射的微波始终跟踪着手机,当用户从一区域过渡到另一区域时,手机自动进行切换。也就是说,手机始终在基站的“监视”之中,这就有点象处在雷达监视中的飞机。基站只是起着发射信号的作用,而进行数据处理、转换的中心则是网络运营商的中央机房计算机系统,计算机担负着数据的处理、传输,计算费用等任务。基站与系统也是时刻保持联系的,基站将用户的信息及时反馈给系统,而且将用户在进行数据业务的同时将数据传输给系统,然后系统再进行中转。因此,我们不难发现手机用户、基站、中央计算机系统之间的关系。
这就是手机通信的基本原理,当然在实际操作中绝对没有这么简单,但是如果我们明白了这个基本原理以后,我们可以解释许多平时遇到过的现象。
就象前面所说的当你的手机处于信号盲区别人打你的手机的时候,这时候系统自动给予用户不在服务区的提示。原因很简单,当用户处在信号盲区,这时候用户和基站暂时脱离联系,基站寻找不到用户,所以就给中央系统反馈信息,系统记录下来,认为此用户脱离服务区,当别人拨打此用户的时候,系统自动播放事先录制好的语音提示,所以就能听到“您所拨叫的用户不在服务区……”的提示。当用户再次进入网络服务区内,重新进入基站的“监视”中,基站又给中央系统反馈信息,系统记录下来,重新接通,于是用户恢复到了正常通信状态。
有这样一种有趣的现象不知道大家是否发现过没有,当手机开机的时候强行取下电池后,然后拨打该手机,仍然会听到用户不在服务区的语音提示,这又是为什么呢?(开机的时候强行取下电池有损手机寿命,强烈建议大家不要去试,否则后果自负哦)我们已经知道,手机是时刻与基站保持联系的.当我们关机的时候,手机向基站发出退网信息,然后基站将信息反馈给中央系统。关机后,系统自动记录该用户的关机信息.所以当我们关机以后,别人再打你的电话,就听到的是'您所拨叫的用户已关机,请稍后再拨'的语音提示.当我们开机的时候,手机又向基站发出登陆网络信息,然后寻网,待登陆好网络以后我们就可以使用手机进行通话等业务了.那为什么手机在开机状态取下电池,然后如果别人再打就认为你的手机不在服务区了呢?当我们在开机状态取下电池,这个时候手机是被强行关机的,并没有来得及给基站发送关机信息的,但是这个时候,手机关机了,与基站突然脱离联系,基站不能正常跟踪手机,基站将信息反馈给中央系统,系统就认定此用户进入信号盲区,所以系统自动记录此用户不在服务区。
❺ GSM无线UM空口通信协议有哪些层
Um接口是GSM的空中接口(基站与移动台间的接口)。
Um接口上的通信协议有5层,自下而上依次为物理层、MAC(Media Access Control)层、LLC(Logical Link Control)层、SNDC层和网络层。Um接口的物理层为射频接口部分,而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。GSM空中接口的载频带宽为200KHZ,一个载频分为8个物理信道。
如果8个物理信道都分配为传送GPRS数据,则原始数据速率可达200Kbps。考虑前向纠错码的开销,则最终的数据速率可达164kbps左右;MAC为媒质访问控制层。MAC的主要作用是定义和分配空中接口的GPRS逻辑信道,使得这些信道能被不同的移动终端共享;LLG层为逻辑链路控制层。
它是一种基于高速数据链路规程HDLG的无线链路协议;SNDC被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包,确定TCP/IP地址和加密方式;网络层的协议目前主要是Phasel阶段提供的 TCP/IP和L25协议。TCP/IP和X.25协议对于传统的GSM网络设备(如:BSS、NSS等设备)是透明的。
❻ 什么是无线网
无线网络指的是任何型式的无线电计算机网络,普遍和电信网络结合在一起,不需电缆即可在节点之间相互链接。无线电信网络一般被应用在使用电磁波的摇控信息传输系统,像是无线电波作为载波和物理层的网络。
无线网络的发展方向之一是“通用无线网络技术”,即在单个设备下统一各种无线网络。英特尔正在开发一种芯片,该芯片使用软件无线电技术在同一芯片上处理不同的无线技术,如wifi、wimax和dvb-h数字电视。无线网络的发展方向之一是“通用无线网络技术”,即在单个设备下统一各种无线网络。英特尔正在开发一种芯片,该芯片使用软件无线电技术在同一芯片上处理不同的无线技术,如wifi、wimax和dvb-h数字电视。
(6)bss和无线网络发射器扩展阅读:
无线网络比较容易受到攻击,因为任何人都可以尝试去入侵无线网络的信号。许多网络提供有线等效加密(WEP)防护系统,但它其实也相当容易受到攻击。虽然WEP能够挡掉一些入侵者,但许多公司基于安全性考量,仍坚持使用有线网络直到问题改善为止。另一种无线网络防护系统为WPA(Wi-Fi Protected Access)。WPA提供了比WEP更安全的无线网络环境,而这道防火墙可以帮助易受入侵的无线网络修补漏洞。