研究生信息通信：無線網絡標準概要-信息通信網課程設計報告課件

1、2022/8/71無線網絡標準概要 信息通信網課程報告2022/8/72報告提綱概述無線個域網（WPAN）標準 無線局域網（WLAN）標準無線城域網（WMAN）標準無線廣域網（WWAN）標準無線網絡的系統(tǒng)應用2022/8/73概述IEEE的無線標準可以分為四個層次：面向個人區(qū)域網（Personal Area Network，PAN）的IEEE 802.15面向局域網（Local Area Network，LAN）的IEEE 802.11面向城域網（Metropolitan Area Network，MAN）的IEEE 802.16面向廣域網（Wide Area Network，WAN）的IEE

2、E 802.20。 2022/8/74無線標準的四個層次返回2022/8/75無線個域網（WPAN）標準WPAN：Wireless Personal Area Network在個人活動范圍內所使用的無線網絡技術用途：讓個人使用的手持式信息裝置(如PDA、手機、筆記型計算機等)可以互相通訊2022/8/76無線個域網（WPAN）標準IEEE 把WPAN 領域的技術歸類到802.15 規(guī)格 WPAN主要技術：藍牙(Bluetooth) UWBZigbee2022/8/77無線個域網（WPAN）標準性能比較BluetoothZigbeeUWBIEEE標準802.15.1802.15.4802.15.

3、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100mW1mW100mW2022/8/78無線個域網（WPAN）標準802.15802.15.1第一個取代有線的WPAN技術標準,藍牙技術802.15.2解決WPAN與WLAN之間的共存的標準802.15.3更高的數(shù)據傳輸率,UWB802.15.4低電能消耗, Zigbee802.15.5格狀網（mesh network）的MAC層返回2022/8/79無線局域網（WLAN）標準2022/8/710無

4、線局域網（WLAN）標準IEEE 802.11/11b/11a/11g的比較802.11 802.11b802.11a 802.11g 制定時間 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54 Mbps 可達54 Mbps 傳輸距離 100米 50150米 1030米 50150米 業(yè)務 數(shù)據 數(shù)據、圖像 語音、數(shù)據、圖像 語音、數(shù)據、圖像 2022/8/711無線局域網（WLAN）標準WLAN網絡結構Ad hoc WLAN模式僅提供端到端的通信設備構成獨立基本服務集（

5、IBSS）Infrastructure WLAN模式沒有端到端的通信，總是通過AP通過分布式系統(tǒng)連接多個BSS2022/8/712無線局域網（WLAN）標準WiFi是無線保真（Wireless fidelity）的縮寫，WiFi技術包括已經批準的IEEE802.11 a、b 和g 規(guī)范以及等待批準的802.11n 規(guī)范。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設備（AP）300 英尺的范圍內才能實現(xiàn)高速連接2022/8/713無線局域網（WLAN）標準IEEE 802.11e標準對無線局域網MAC層協(xié)議提出改進，以支持多媒體傳輸，以支持所有無線局域網無線廣播接口的服務質量保

6、證QoS機制IEEE 802.11f，定義訪問節(jié)點之間的通信，支持IEEE 802.11的接入點互操作協(xié)議（IAPP）IEEE 802.11h用于802.11a的頻譜管理技術IEEE 802.11i標準是結合IEEE 802.1x中的用戶端口身份驗證和設備驗證，對無線局域網 MAC層進行修改與整合，定義了嚴格的加密格式和鑒權機制，以改善無線局域網的安全性。返回2022/8/714無線城域網（WMAN）標準IEEE 802.16正式名稱是“定點寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口（Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems）”，又稱為I

7、EEE WirelessMAN空中接口，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。IEEE 802.16a是IEEE 802.16的擴展，也叫WiMax。非視距性能（non line-of-Sight）IEEE 802.16e支持低速移動下的寬帶無線接入2022/8/715無線城域網（WMAN）標準IEEE 802.16和802.16a的比較802.16 802.16a 制定時間 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 為非視距所設計 原始比特速率 32.0-134.4Mbps 1.0-75.0Mbps 調制方式

8、QPSK, 16QAM, 64QAM單一載波 QPSK,16QAM,64QAM,(256QAM)單一載波OFDM 256個子載波OFDMA 2048個子載波 上行/下行鏈路復用方式 TDD/FDD TDD/FDD 信道帶寬 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) 應用系統(tǒng) LMDS（本地多點分布式系統(tǒng)）工作頻段高、容量大、覆蓋范圍小、成本高 MMDS（多路多點分布式系統(tǒng)）工作頻段低、容量小、覆蓋范圍大、成本低 2022/8/716IEEE 802.16標準 IEEE 802.16標準定義

9、了無線傳輸流怎樣在用戶與核心網絡之間傳遞，其工 作原理如圖所示：2022/8/717IEEE 802.16a標準802.16a工作原理圖 2022/8/718無線城域網（WMAN）標準2022/8/719WiMAX和WiMAX論壇WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，將此技術與需要授權或免授權的微波設備相結合之后，由于成本較低，將擴大寬帶無線市場，改善企業(yè)與服務供應商的認知度。一如當年對提升802.11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識，并力促供應商

10、解決設備兼容問題，借此加速WiMAX 技術的使用率，讓WiMAX 技術成為業(yè)界使用IEEE802.16 系列寬頻無線設備的標準。WiMAX論壇2001年由眾多無線通信設備器件供應商發(fā)起組成，是一個非盈利性組織，其目標是促進IEEE 802.16標準規(guī)定的寬帶無線網絡的應用推廣，保證采用相同標準的不同廠家寬帶無線接入設備之間的互通性或互操作性。 2022/8/720WiMAX與Wi-Fi技術比較頻段使用適應面更廣伸縮性更強QoS和安全性能更優(yōu)2022/8/721WiMAX與3G技術比較單鏈路的數(shù)據傳輸速率、頻譜效率：WiMax 3G移動臺高速大范圍移動、基站廣域覆蓋、高質量的語音及中低速數(shù)據業(yè)務

11、： WiMax 802.20WiMax802.16e2022/8/726無線網絡的系統(tǒng)應用一種未來無線網絡的系統(tǒng)應用模型采用現(xiàn)有的多種無線接入技術進行混合組網IEEE 802.11標準IEEE 802.16/802.16a標準IEEE 802.20標準3G標準的無線接入技術PSTN電話網。這樣做是為了滿足各類用戶的不同需求，實現(xiàn)業(yè)務提供的靈活性。 2022/8/727無線網絡的系統(tǒng)應用2022/8/728無線網絡的系統(tǒng)應用發(fā)展前景：WiFi可以提供熱點覆蓋、低移動性和高數(shù)據傳輸速率；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)據傳輸速率；WBMA則可以提供廣覆蓋、

12、高移動性和高數(shù)據傳輸速率IEEE 802.16/802.16a標準可以作為WLAN熱點的骨干網絡，也可作為線纜和DSL等有線接入方式的無線擴展IEEE 802.20主要針對的客戶群是高速移動用戶2022/8/729參考文獻White Paper, IEEE 802.16 and WiMAX, Broadband Wireless Access, Intel Corporation, 2003.Mark Davis. The 802.11 Family of WLAN Standards, IEEE_Talk in School of Electronic and Communications Engineering, March 4, 2004.Hassan Yaghoobi. 802.16 Broadband Wireless Access: the next big thing in wireless, Intel Developer Forum, September 16,2003.M