‘壹’ 无线通信和移动通信的区别
广义上说无线通信是移动通信的其中一种,无线通信指基站与移动台之间的上下行通信,说白了就是用户使用终端,例如手机,无线上网卡等与基站之间的数据传输,相比之下,移动通信则更讲究整体,即整个通信网络,涵盖有无线,交换,传输,数据,动力等个专业的整合,才构成一套完整的移动网,更何况,移动通信还包含有线的部分,例如数据传输还得靠地下光缆或光纤来实现。
‘贰’ 无线通信当前的研究方向
研究方向的重点研究范围是多域协同宽带大容量无线通信、短距离微功率无线通信和无线电频谱资源的相关理论与技术。其主要研究内容包括:基于多域协同逼近香农容量界的宽带无线通信理论与技术,无线电频谱理论与技术;通信频谱资源规划及其开发使用;无线电管理理论与技术;无线通信中的电磁兼容理论与技术;短距离宽带高速无线通信理论与技术;宽带无线接入技术;面向泛在服务的异构多域协同无线通信技术;多天线与MIMO技术;虚拟多天线理论与技术;分布式协同无线通信网络理论与技术,无线MESH技术;无线通信网络优化技术;电波传播与电磁干扰;微波通信与卫星移动通信技术;软件无线电技术;认知无线电技术;无线通信系统的电磁防护技术等。
‘叁’ 无线与移动网络
1. 无线主机:就是我们所用的终端,如手机、电脑等
2. 无线链路:主机通过无线通信链路连接到一个基站
3. 基站 :负责协调无线主机和网络基础设施之间的通讯,比如交换机、信号塔
4. 网络基础设施
5. 自组织网络(Ad Hoc网络):是一种没有有线基础设施支持的 移动网络 ,网络中的 节点 均由移动主机构成。
无线链路与有线链路的主要区别:
1. 信号强度的衰减:随着阻碍物和距离的增加,信号的强度会衰减
2. 干扰:无线信号会被其他源的无线信号干扰,比如电磁炉
3. 多径传播:从发射机天线发射的无线电波(信号),沿两个或多个路径到达接收机天线的传播现象。
4. 隐藏终端:在通信领域,基站A向基站B发送信息,基站C未侦测到A也向B发送,故A和C同时将信号发送至B,引起信号冲突,最终导致发送至B的信号都丢失了。
1. 不同的移动性需求
2. 网络层地址保持不变的重要性
3. 有线基础设施的支持
永久地址和转交地址
对每一个可移动的终端来说,它所在的网络会分配一个 Ip 地址,这个地址就是 永久地址 ,比如终端所在的网络为 ,给它分配了一个网络为 ,该地址即为永久地址。通信者要和这个移动端通信的话,就是和这个永久地址建立通信,但是这个节点有可能发生移动,进入到另一个网络,进入到另一个网站之后,会给重新分配一个地址,使用新分配的那个 Ip 地址进行通信,这个网络就称为 被访网络 ,获得的这个地址,我们称为 转交地址 。
由于通信者始终是和永久地址进行通信的,但节点移动后,通信者并不知道,通信者依然会把数据发送给归属网络,路由器里的路由表记录的就是归属网络,所以在归属网络中,需要一个归属代理,把接收的数据转发给新的网络中的路由器,这个路由器叫做外部代理,按照新的转交地址交给移动节点,移动节点在响应数据时,不需要再通过原来的归属代理,直接发送给通信者。
1. 间接路由选择:由归属代理转发数据给外部代理。
:隧道技术
2. 直接路由选择:由通信代理通过归属代理获得转交地址,直接发送到外部代理。
1. 基站AP
2. 基本服务集BSS
AP发现:
1)主动扫描:探测帧
2)被动扫描:信标帧
CSMA/CA——带碰撞避免的CSMA:
CSMA/CA通过RTS和CTS帧的交换,可以实现信道的预约占用,避免数据帧传输过程中的冲突。
1. IEEE 802.11的帧类型:
控制帧、数据帧和管理帧。
2. MAC首部:
长度30字节;包括4个地址字段(主要使用目的地址、源地址、AP地址)
基站系统BSS:基站控制器、收发基站
移动交换中心
网关MSC
间接路由选择 方法
1. 2G网络
信令和语音信道 都是数字式的。
2. 3G网络
无线通信与互联网等 多媒体通信 结合。
3. 4G网络
高速率 数据业务,不同频段、不同业务环境间的无缝漫游。
4. 5G网络
超高容量 、 超可靠性 、 随时随地可接入性 。
1. 代理通告
外部代理或归属代理使用一种现有路由器发现协议的扩展协议来通告其服务。
周期性地在所有连接的链路上广播一个类型字段为 9 (路由器发现)的 ICMP报文。
2. 代理请求
移动结点 广播一个代理请求报文,该报文是一个类型值为 10 的 ICMP报文 。
收到该请求的代理将直接向该移动结点单播一个 代理通告 。
移动结点和/或外部代理向一个移动结点的归属代理 注册 或 注销 COA所使用的协议。
1. 移动结点向外部代理发送一个 移动IP注册报文 ;
2. 外部代理记录移动结点的永久IP地址,并 发送注册请求给归属代理 ;
3. 归属代理接收注册请求并 发送注册应答 ;
4. 外部代理接收注册应答,然后将其 转发给移动结点 。
1. WiMax
IEEE 802.16,城域网技术,传输距离更远,接入带宽更高。
2. 蓝牙
IEEE 802.15.1,小范围,低功率,低成本,自组织。
3. ZigBee
IEEE 802.15.4,低功率,低数据速率,低工作周期。
‘肆’ 第三课预习zigbee无线通信的特点和常用的使用场景,以及名字的来源
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、廉价、便携等;常用的使用场景主要是工业、汽车农业、医疗、智能家居;这一名称来源于蜜蜂的八字舞
ZigBee技术是一种短距离、低功耗、便宜的无线通信技术,它是一种低速短距离传输的无线网络协议。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀(bee)的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
在实现物联网的通讯技术里面,蓝牙、zigbee、Wi-Fi、GPRS、NFC等是应用最为广泛的无线技术。除了这些,还有很多无线技术,它们在各自适合的场景里默默耕耘,扮演着不可或缺的角色。现在随着物联网解决方案供应商云里物里科技一起来看下常见的十大无线通讯技术优劣及应用场景。
‘伍’ 无线通信技术里WiMAX、Wi—Fi和3G这3种技术的概念、定义以及他们的区别比较
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入。WiMAX的另一个名字是802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。“3G”(英语 3rd-generation)或“三代”是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。 相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机 (2G),第三代手机(3G)一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合,WAP与web的结合是一种趋势。WiMAX与WiFi技术进行对比分析,这里从两者的传输范围、传输速度、网络安全性以及标准竞争方面进行分析。传输范围:WiMAX的设计可以在需要执照的无线频段,或是公用的无线频段进行网络运作。只要系统企业拥有该无线频段的执照,而让WiMAX在授权频段运作时,WiMAX便可以用更多频宽、更多时段与更强的功率进行发送。一般来说,只有无线IS/7.企业才会使用授权频宽的WiMAX技术。至于Wi—Fi的设计则只在公用频段中的2.4 GHz到5 GHZ之间工作。美国的联邦通讯委员会(FCC)规定Wi—Fi一般的传输功率要在1毫瓦到100毫瓦之间。一般的WiMAX的传输功率大约100千瓦,所以WiFi的功率大约是WiMAX的一百万分之一。使用WiFi基地台一百万倍传输功率的WiMAX基地台,会有比WiFi终端更大的传输距离,这也是显而易见的了。虽然WiMAX显然有较长的传输范围,在使用WiMAX基地台时必须注意,要有一个授权的无线电频段才能使用。而如果WiMAX跟Wi—Fi一样都使用未授权的工作频段,则它的传输优势就消失了。WiMAX跟WiFi都是基于无线频段传输的技术,所以受同样的物理定律限制。反之,如果在同样的条件下,让Wi—Fi使用授权频带,WiFi同样也可以跟WiMAX一样有较大的传输范围。另外,虽然WiMAX可以利用较新的多径处理技术,目前新推出的pre—NMIMO(多天线双向传输)技术Wi—Fi产品也使用了该技术。传输速度分析:WiMAX的技术优势大多数人都看好是传输速度的优势。虽然WiMAX声称最高速度每秒70Mbyte,然而最新的Wi—FiMIMO理论上也有每秒108Mbyte的最高速度,而实际环境下也有45 mbps的速度,已经是经过实验验证确认其速度约为45Mbps。而WiMAX 的商用产品目前很少。而WiMAX技术也会受技术问题与物理定律所限制。无线ISP企业在组建WiMAX网络的时候,同样会遇到现今其他无线企业会遇到的频宽竞争的难题。授权频段的WiMAX系统涵盖范围极大,约数十公里,其组建的困难可说是一把两刃剑。这是因为无线覆盖范围非常大,里面会有极多的使用者同时竞争同样的频宽。即使无线ISP企业使用多个独立的频道来运作,在同一个频道中,还是会有数倍于Wi—Fi的使用人数。一般来说,一家无线ISP企业,不管是无线微波企业、3G行动企业,到卫星电话企业,同样都会遇到频宽竞争与QoS(服务品质)管控的问题。如果网络的延迟在大约200到2000毫秒间,这种网络很难使用VoIP、视讯会议、网络游戏,或任何其他的即时应用。理论上可以在WiMAX加上QoS机制,以供VoIP使用,知识目前仍然没有商用的产品出现。而在WiFi技术方面,Spectralink上的QoS运作效果已被证实,同时802.1le的无线QoS标准也将要推出。无线ISP企业的WiMAX组建一般会比非授权的WiMAX或Wi—Fi基地台组建要慢一些,因为对无线ISP企业不太可能会去让少数用户使用整个频段。使用公用频段的WiMAX基地台,与WiFi基地台的设置两者哪一个速率更快,在实际应用上取决于商用产品的推出。由于理论上他们的传输功率与频段大致相同,而市场上已经有大量而且成熟的WiFi产品。WiFi在非授权频段这一边已经领先一大步,因此WiMAX多是往无线ISP企业的方向来推动发展。安全性:WiMAX与WiFi从安全性的角度来说,实际上WiMAX使用的是与WiFi的WPA2标准相似的认证与加密方法。其中的微小区别在于WiMAX的安全机制使用3DES或AES加密,然后再加上EAP,这种方法叫PKM—EAP.而另一方面WiFi的WPA2则是用典型的PEAP认证与AES加密。两者的安全性都是可以保证的,因此在实际中网络的安全性一般取决于实际组建方式的正确合理性。WiMAX技术与802.16标准是十分重要的,因为他是无线ISP企业未来合理的演进方向。但它不是无线网络技术的终极解决方案。WiMAX或其他的无线网络技术将会是互补的,同时这些无线技术也不可能取代有线技术的需求。无线的连线方式必定更有行动力、更方便。而有线的连线方式,一般传输速度更快,更可靠。移动性:从移动业务能力上看,WiMAX标准之一802.16 e提供的主要是具有一定移动特性的宽带数据业务,面向的用户主要是笔记本终端和802.16 e终端持有者。802.16 e接入IP核心网,也可以提供VoIP业务。但是从覆盖范围上看,802.16 e为了获得较高的数据接入带宽(30 Mbit/s),必然要牺牲覆盖和移动性,因此802.16 e在相当长的时间内将主要解决热点覆盖,网络可以提供部分的移动性,主要应用会集中在游牧或低速移动状态下的数据接人。在移动性方面WiFi技术也是支持的,但是不支持两个Wi—Fi基地台之间的终端的切换。当在两个WiFi基地台之间移动时是一个重新接入的过程。网络对比:WiMAX在整合与标准化无线微波ISP市场的过程中,将会有自己的发展空间,但它并不会直接与大多数的Wi—Fi组建竞争。WiMAX将会聚焦于授权频段的无线ISP市场,而Wi—Fi将会继续主导私用的无照无线市场,如公司或家用的无线网络。 WiMAX与 WiFi唯一会重叠的地方,就是收费的WiFi存取点。由于WiMAX连线的涵盖面积较大,以数十公里计,而WiFi存取点是由数十米的小片面积所组成,所以WiMAX在全球涵盖上会占有优势。但是因为目前的市场占有率较高,以及因为小范围、同时竞争的用户人数较少,造成 WiFi较快、延迟较小的特性,WiFi的收费存取点仍可能持续流行。因此,WiMAX竞争的关键因素将是WiMAX的QoS机制良好地运作,以及解决过多使用者的问题。
‘陆’ 什么是5G无线通信网络呀,与4G信息网络一样么
5G 是 4G 的延伸,是第五代移动通信标准,也称第五代移动通信技术。5G具有高速率、低时延、大容量等特征。
在高速率方面,5G 的网络速度是4G 的10倍以上。在5G网络环境比较好的情况下,1G的电影1-3秒就能下完,基本上不会超过10秒。
在低时延方面,人类眨眼的时间为 100 毫秒,而 5G 的时延已达到毫秒级别,仅为4G的十分之一,您在网络购票、抢红包时都能比普通4G客户更快一步,视频通话时也会有更好的交互体验。
在大容量方面,5G 网络连接容量更大,即使50个客户在一个地方同时上网,也能有100Mbps以上的速率体验。