无线网络原理

• 无线网络传输技术
• WLAN的MAC层关键技术
• WLAN的组建
• IEEE802.11协议
• WLAN的勘测与规划
• WLAN的安装与部署
• 蓝牙技术与组网
• 无线MESH技术
• MANET路由协议
  
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无线网络传输技术

天线
按照方向性分类：全向天线和定向天线
区别：发送的能量相同，聚集电波的方式不同
主要指标：增益、方向图和极化
天线分集技术、波束赋形技术

扩频传输技术
用比信号带宽宽的多的频带宽带来传输信息的技术

一般扩频通信系统进行三次调制和相应的解调：信息调制、扩频调制和射频调制

DSSS是一个宽带频率技术

FHSS是一个基于时间的窄宽带频率跳跃技术，用的能量高一些
应用在蓝牙802.11b上是跳频扩频技术


OFDM正交频复用
将信道分成若干个正交子信道，然后将高速数据信号转成并行的低速的子数据流，并调制到每个子信道上进行传输，在接收端采用相关技术，分开正交信号，可以减少子信道之间的相互干扰

MIMO多入多输出
利用多发射、多接收天线进行空间和时间分集，利用多天线来抑制信道衰落

信道估计：导频或训练序列、盲方法辨别信道

时空信号处理：从时间和空间同时进行信号处理，分为时空编码和空间复用

时空编码：分层时空编码、空时格形码、空时分组码和空时频编码

空间复用：通过天线尽可能在空间信道上传输独立的数据

同步：帧同步、载波同步、符号同步

分集：为了克服多路径衰退

MIMO利用时间、频率和空间三种分集技术，有效增加了对噪声、干扰和多级的容忍

MIMO-OFDM相结合的技术，支持更多子载波，可实现20MHz，下单个流达到65Mbps

WLAN的MAC关键技术

共享信道方式
把单信道分配给多个竞争信道的用户使用

静态分配方法、动态分配方法

MAC子层的功能
提供可靠的数据传输、实现共享介质访问的公平控制

分布式协调功能（DCF）：用于竞争服务CSMA/CA

点协调功能（PCF）：用于无竞争服务

CSMA/CD
带有冲突避免的载波监听多路访问，可以检测冲突，但是不能避免

CSMA/CA
带有冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能经量避免

RTS（Rquest to send）
请求发送
CTS（Clear to send）
清除发送

使用RTS/CTS解决隐藏节点问题
隐藏节点：A和C同时将数据发送给B，使得数据在B处产生冲突，最终导致发送的数据不可用。

• WLAN室内规划一般只考虑在同一楼层区域内通过WLAN方式接入该区域的数据用户
• 楼内不同楼层应该分别考虑进行覆盖计划
• 在规划WLAN网络时，应该首先考虑的是AP与无线终端之间无线信号的有效交互，齐次是接入用户的有效带宽

半径小、并发用户多区域的覆盖规划

• 使用多个AP进行覆盖，此类区域一般有开放式办公区域、大型阶梯教室、大型会议中心
• 确定覆盖范围外，还要保证各用户的有效带宽，故需部署多个AP
• 在部署AP时，应考虑信道划分
  

WLAN安装部署

WLAN安装部署
漫游主要针对无线移动客户端，实际上就是整个园区无线局域网的部署过程，整个部署过程中部分AP时需要采用有线连接到三层交换机或者中心路由器，边缘AP可以采用无线桥接等其它方式来连接

注意事项

设置每个AP管理IP地址为不同的值，避免IP地址冲突。注意设置在同一网段内

如果AP运行在AP配置模式下，需要设置相同的SSID，加密方式和验证方式，设置相同的验证密码。

相邻的区域的AP设置为不同的频段，且相距5各频段以上，避免相互间干扰，如1，6，11

调整AP摆放位置与调节AP发射功率，使相邻AP覆盖范围适当重叠，减少信号盲区

局域网只开启一个DHCP服务器

无线AP最好采用同品牌同型号同版本的产品，方便实现网络的构建

无线部署-室内覆盖

• AP部署在楼道位置，通过功分器将天线引入宿舍内，注意信道划分
• 适用同一楼层寝室数量较多、各寝室间墙体对信号衰减较小的情况

• AP部署在楼道位置，通过功分器将天线引入宿舍内，注意信道划分
• 适用同一楼层寝室数量较多、各寝室墙体对信号衰减较大的情况
  
• AP部署在宿舍内，注意信道划分，适用同一楼层寝室数量较多、用户数量较多的情况

蓝牙技术及组网

蓝牙的网络拓扑结构
微微网（Piconet）
类似于802.11b Ad hoc模式。所有蓝牙设备都是对等，以同样的方式工作。

• 有一台为主设备，其它为从设备
• 可以连接7台活跃的设备
• 可以连接200多台不活跃的设备
• 最大1Mbps
• 所有用户均在同一跳频序列同步

• 相邻或相近的不同的微微网采用不同的跳频序列以避免互相干扰

分布式网络（Scatternet）
由多个独立的微微网组成

• 各微微网由不同的跳频序列来区分

没有父子关系，只要在无线发射功率可及范围之内的节点都可以直接通讯，一个节点故障只会影响到与它相关的无线链路，其它链路可以正常通讯


AC无线控制器
管理控制所有的无线接入点
MPP网关节点
网关作用；路由作用
MP路由节点
路由作用
MAP无线接入点和工作站
接入无线网络

MANET网络路由协议

DSDV路由协议（目的序列距离矢量协议）
基于Rellman Ford算法

• 路由表项
  目的地址、距离、下一跳、目标节点序列号
• 使用两类更新报文
  完全转存（通知全部信息）
  递增更新（仅通知更新信息）
• 路由表选择依据
  序列号或度量值

序号的更新来解决环回现象
序列号相同时，则会采取DV算法来判断是否更新路由

DSDV路由协议优点

• 序列号，区分路由的新旧，消除路由环路，提高算法效率，能够快速反应拓扑变化
• 当路由表发生变化，法广播路由通告
• 为避免路由振荡，延迟了对不稳定路由节点的广播通告

缺点：不能适应快速变化的网络，资源开销可能会被浪费，多数路由信息可能从来未使用，源和目标之间只提供一条不支持单向连接的路由

• 被动路由协议： AODV（Ad Hoc On-demand Distance Vector），自组织按需距离向量协议
• 路由过程： 路由请求、路由响应和路由维护三个过程 依赖路由请求、路由响应、路由错误、Hello共四类报文
• 各节点维护路由表，分别对不同报文进行处理，维护路由信息的正确有效

AODV路由请求过程

• 首先查看自身路由表，查找去往目标的路由表条目
• 其它节点收到路由请求后，先判断自身是否目标节点

AODV路由响应与维护

• 路由响应
  节点收到路由请求后，发现自身为目标节点或自身路由表中有去往目标的有效路由，则产生路由响应，并沿反向路径返回给请求节点
• 路由维护
• 路由中断时，节点先启动本地路由修复，若无效，则向相关邻节点发送路由错误，告知路由中断
• 此外，路由缓存计时器会周期性把超时路由条目从路由表中删除，邻近节点计时器也会周期性广播HELLO报文检测临近节点的连通性，及时清除中断路由

协议特点：

• 基于传统距离向量路由机制，算法简单清晰
• 使用目标序列号防止循环发生，解决了无穷计数问题，易于编程实现
• 支持中间主机回答，能使源主机快速获得路由，但可能会有过时路由
• 周期性广播报文，需要消耗一定的能量和网络带宽

A向G发送一个报文过程





DSR动态源路由协议

• 节点维护一个路由快速缓冲区

• 节点发送分组，先查询本地缓冲区确定是否存在可用路由

• 中间节点收到请求后，查询本地缓冲区

• 协议特点

• 仅在需要通信的节点间维护路由，减少路由维护代价

• 路由缓冲可以进一步减少了路由发现的开销

• 路由缓冲使得在一次路由发现过程中，产生多个到达目标的路径

• 支持非对称传输信道模式