移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)：原理、技術(shù)與應(yīng)用 第3版 課件 CH2 無(wú)線接入技術(shù)

無(wú)線接入技術(shù)1課程大綱引言IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族802.11(WiFi)802.15(Bluetooth,UWB)802.16(WiMax)802.20802.22

蜂窩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3G4G及5G技術(shù)發(fā)展22無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一種將無(wú)線電波作為傳播媒介的網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)最后一跳使用無(wú)線的方式連接，這就使得在建筑物或校園中的各處都可以連接上網(wǎng)絡(luò)主干網(wǎng)通常使用有線連接3部署無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建筑物4無(wú)線通信的歷史古列爾莫-馬可尼于1896發(fā)明無(wú)線電報(bào)通過(guò)使用模擬信號(hào)編碼字母數(shù)字字符的方式來(lái)進(jìn)行通信跨大西洋發(fā)送電報(bào)信號(hào)1914–首次使用無(wú)線電波進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)20世紀(jì)60年代發(fā)射通信衛(wèi)星無(wú)線技術(shù)的進(jìn)步收音機(jī)，電視，移動(dòng)電話(huà)，通信衛(wèi)星最近衛(wèi)星通信，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，蜂窩網(wǎng)技術(shù)5發(fā)展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的原因移動(dòng)通信的需求無(wú)線通信使用在采用有線比較困難或完全無(wú)法實(shí)現(xiàn)的地方一種通信系統(tǒng)必須能快速部署通信設(shè)備必須以較低的初始成本進(jìn)行安裝相同的信息必須被廣播到許多地方6無(wú)線通信的類(lèi)型蜂窩網(wǎng)無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線廣播7無(wú)線應(yīng)用8無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題在一個(gè)不受控的環(huán)境中運(yùn)營(yíng),所以更容易受到干擾,造成信號(hào)損失、噪音，更容易被竊聽(tīng)通常，無(wú)線設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率低于有線設(shè)備相對(duì)于無(wú)線傳輸媒介，在有線傳輸媒介中更容易實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用9如何使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)?

想要解決無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題，首先要為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)制定各種標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族802.1x

蜂窩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3G、4G、5G10課程大綱引言IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族802.11(WiFi)802.15(Bluetooth,UWB)802.16(WiMax)802.20802.22

蜂窩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3G4G及5G技術(shù)發(fā)展1111處理局域網(wǎng)和城域網(wǎng)限制網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)可變大小的數(shù)據(jù)包規(guī)定IEEE802底層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層

LLC子層

MAC子層

物理層IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族

12IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族

13IEEE802.22RAN“RegionalAreaNetwork”30-100km54-862MHz18MbpsBW=6,7,8MHz課程大綱引言IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族802.11(WiFi)802.15(Bluetooth,UWB)802.16(WiMax)802.20802.22

蜂窩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3G4G及5G技術(shù)發(fā)展1414AP關(guān)聯(lián)場(chǎng)景(日常生活中)15多個(gè)接入點(diǎn)（在圖中用圓標(biāo)注出來(lái)）提供大量帶寬，用戶(hù)必須從中選擇一個(gè)“最好”的接入點(diǎn)。AP關(guān)聯(lián)場(chǎng)景(在WMN)用戶(hù)會(huì)連接哪個(gè)AP?

左邊的AP:信號(hào)強(qiáng),

但負(fù)載重并且遠(yuǎn)離主干網(wǎng)絡(luò)

右邊的AP:信號(hào)弱,

但負(fù)載輕并且靠近主干網(wǎng)絡(luò)16802.11WLAN類(lèi)型依賴(lài)基礎(chǔ)設(shè)施自組織優(yōu)勢(shì)部署靈活最大化降低布線難度應(yīng)對(duì)災(zāi)難時(shí)具有更好的魯棒性(例如,地震)不足相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)帶寬較低需要遵循無(wú)線頻譜規(guī)律17網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施自組織網(wǎng)絡(luò)APAPAPwirednetworkAP:AccessPoint802.11WLAN(待續(xù))工作組18802.11802.11802.11a802.11b802.11g802.11nProtocolReleasedateOp.FrequencyDatarate(Max)Range(indoor)Range(outdoor)Legacy19972.5~2.5GHz2Mbit/s802.11a19995.15~5.35/5.47~5.725/5.725~5.875GHz54Mbit/s~25m~75m802.11b19992.4~2.5GHz11Mbit/s~35m~100m802.11g20032.4~2.5GHz54Mbit/s~25m~75m802.11n20072.4GHzor5GHz540Mbit/s~50m~125m關(guān)聯(lián)過(guò)程IEEE802.11協(xié)議的關(guān)聯(lián)過(guò)程掃描被動(dòng)掃描用戶(hù)掃描監(jiān)聽(tīng)可用AP發(fā)出的信標(biāo)幀主動(dòng)掃描用戶(hù)向AP發(fā)送代理請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀用戶(hù)決定最適合接入的AP用戶(hù)與接收信號(hào)強(qiáng)度指示最強(qiáng)的AP連接用戶(hù)向AP發(fā)送連接請(qǐng)求AP回復(fù)連接請(qǐng)求，開(kāi)始權(quán)限認(rèn)證19MAC(媒體訪問(wèn)控制)層基本接入機(jī)制:CSMA/CA半雙工信道，沖突無(wú)法避免先偵聽(tīng)再發(fā)送，一旦信道空閑且節(jié)點(diǎn)完成一個(gè)隨機(jī)時(shí)間段的等待就嘗試發(fā)送使用ACK信息保證可靠性存在隱藏站點(diǎn)和暴露站點(diǎn)問(wèn)題20隱藏站點(diǎn)問(wèn)題A向B發(fā)送數(shù)據(jù)，C接收不到A發(fā)送的數(shù)據(jù)

C想要向B發(fā)送數(shù)據(jù)，監(jiān)聽(tīng)到的信道是空閑的在B處發(fā)生沖突，但A并不知道A對(duì)于C來(lái)說(shuō)就是隱藏站點(diǎn)

BAC15暴露站點(diǎn)問(wèn)題B向A發(fā)送數(shù)據(jù)，C想向D發(fā)送數(shù)據(jù)C在B的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，所以C必須要等待，因?yàn)閭陕?tīng)到的信道是忙碌的因?yàn)锳不在C的信號(hào)覆蓋范圍，所以C的等待是不必要的C對(duì)于B來(lái)說(shuō)就是暴露站點(diǎn)BACD16避免隱藏站點(diǎn)問(wèn)題A和C想要向B發(fā)送數(shù)據(jù)A首先發(fā)送RTS幀C接收到B發(fā)送的CTS就先不會(huì)發(fā)送避免暴露站點(diǎn)問(wèn)題B想要向A發(fā)送數(shù)據(jù)，C想要向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)現(xiàn)在C不需要再等待，因?yàn)樗粫?huì)收到從A發(fā)送過(guò)來(lái)的CTS幀解決方案ABCRTSCTSCTSABCRTSCTSRTS17

協(xié)調(diào)功能分布式和集中式無(wú)線介質(zhì)訪問(wèn)協(xié)調(diào)功能分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PCF)24分布式協(xié)調(diào)功能DCF通過(guò)動(dòng)態(tài)的選擇競(jìng)爭(zhēng)窗口CW來(lái)實(shí)現(xiàn)沖突避免機(jī)制使用BEB(二進(jìn)制指數(shù)后退算法):傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)，在[0,CW]之間選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)執(zhí)行后退算法

當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTS幀之后沒(méi)有收到回復(fù)的CTS幀,它就會(huì)增加競(jìng)爭(zhēng)窗口大小CW加倍(直到上限)當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)傳輸，它就將當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)窗口大小存儲(chǔ)為CWmin25分布式協(xié)調(diào)功能DCF(待續(xù))26點(diǎn)協(xié)調(diào)功能PCF駐留在AP(接入點(diǎn))來(lái)協(xié)調(diào)通信

AP等待PIFS時(shí)長(zhǎng)后占用信道AP發(fā)送CF-Poll幀通知接收PCF管理的站點(diǎn)允許其進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸PCF的優(yōu)先權(quán)優(yōu)于DCF27幀的類(lèi)型協(xié)議類(lèi)型幀類(lèi)型和子類(lèi)型與DS之間交互更多片段

重操作

能源管理

更多數(shù)據(jù)

WEP次序

FCDuration/IDAddress1Address2Address3SequenceControlAddress4DATAFCS2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4

bytesNAV信息

或者PS-Poll幀BSSID–BSS標(biāo)識(shí)TA–發(fā)送者

RA–接收者SA–源DA–目的IEEE48bit地址個(gè)體/群組

全局/本地46bit地址MSDU序列號(hào)分片號(hào)CCITCRC-32多項(xiàng)式上層數(shù)據(jù)最大2048byte256byte上層數(shù)據(jù)包頭28物理層直序擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)2.4GHz:1–2Mbps跳頻技術(shù)(FHSS)2.4GHz:2Mbps紅外線技術(shù)(IR)2.4GHz:1and2Mbps正交頻分多路復(fù)用技術(shù)（OFDM）–IEEE802.11a5.0GHz:6-54Mbps高速DSSS技術(shù)–IEEE802.11b2.4GHz:5.5Mbps–11Mbps多輸入多輸出技術(shù)（MIMO）–IEEE802.11n2.4GHz/5GHz:300Mbps29選擇一個(gè)AP:

什么是用戶(hù)想要的?接入合適的資源接入一個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)(適當(dāng)?shù)?因特網(wǎng)接入低延遲如果用戶(hù)之前沒(méi)有與該AP連接過(guò)，則應(yīng)最小化配置和建立連接的時(shí)間合理的價(jià)格(最好免費(fèi))30提出新關(guān)聯(lián)方法的原因接收信號(hào)強(qiáng)度不是最適宜決定用戶(hù)建立連接的因素較高的接收信號(hào)強(qiáng)度并不表示有高吞吐量接收信號(hào)強(qiáng)度反映下行鏈路狀況但并不反映上行鏈路狀況吞吐量大小取決于AP服務(wù)的用戶(hù)數(shù)量31提出新關(guān)聯(lián)方法的原因(待續(xù))用戶(hù)無(wú)法感知網(wǎng)絡(luò)性能在傳統(tǒng)方法中，用戶(hù)在掃描接入點(diǎn)的過(guò)程中無(wú)法獲取其通信信道品質(zhì)、干擾情況或者傳輸功率等相關(guān)的信息。為了優(yōu)化接入和重接入過(guò)程上行和下行鏈路狀況、用戶(hù)數(shù)量等情況需要應(yīng)用到關(guān)聯(lián)機(jī)制中用戶(hù)需要將自身與AP關(guān)聯(lián)起來(lái)，以獲得連接互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的最佳路徑32AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL33AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL34基于全局優(yōu)化的方法在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)做全局優(yōu)化對(duì)所有AP和用戶(hù)的關(guān)聯(lián)進(jìn)行全局考慮

容易得到一個(gè)全局最優(yōu)解，但難以具體實(shí)現(xiàn)35AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL36AP選擇和優(yōu)化信道分配問(wèn)題創(chuàng)新點(diǎn)AP選擇的優(yōu)化可以平衡整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載通過(guò)最小化瓶頸AP，使全網(wǎng)可以獲得更高的帶寬利用率，進(jìn)而獲得更高的吞吐量RAkl,SPark@WMSCI200537用戶(hù)需求分布圖AP信號(hào)強(qiáng)度圖優(yōu)化函數(shù)和約束條件xij

=abinaryvariable;1whendemandclusteriisassignedtoAPj

and0otherwise

Ci=thecongestionfactor

Bj=themaximumbandwidthofAPjTi=theaveragetrafficloadofademandclusteri

L=totalnumberofdemandcluster

M=totalnumberofcandidateAPs38AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL39在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中使用關(guān)聯(lián)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)公平和負(fù)載均衡YigalBejerano@MOBICOM2004創(chuàng)新點(diǎn)數(shù)學(xué)公式建模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用戶(hù)-AP關(guān)聯(lián)問(wèn)題考慮公平性和負(fù)載均衡的結(jié)合提出保證解有界的近似算法提供最大最小公平性40最大最小公平的帶寬分配方案是指在該方案的基礎(chǔ)上提升某用戶(hù)吞吐量只能通過(guò)削弱和它吞吐量相等或比其小的用戶(hù)。問(wèn)題:如何通過(guò)最大最小公平性的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與AP的關(guān)聯(lián)?最大最小公平性：運(yùn)行實(shí)例

B:帶寬向量41Y:AP負(fù)載向量42最大最小負(fù)載均衡：運(yùn)行實(shí)例

最小最大化負(fù)載均衡，最大最小公平43瓶頸鏈路的檢測(cè)-例子44取整方法-例子45AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL46改進(jìn)關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)的基本方法更改IEEE802.11協(xié)議信標(biāo)幀在信標(biāo)幀中，除了傳統(tǒng)的信號(hào)強(qiáng)度以外，增加我們自己的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)用戶(hù)根據(jù)這些參數(shù)選擇AP動(dòng)態(tài)分布式方法47AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL48在基于802.11的mesh網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)提出兩種新的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)方法Airtime關(guān)聯(lián)方法端對(duì)端QoS感知關(guān)聯(lián)方法創(chuàng)新點(diǎn)關(guān)聯(lián)架構(gòu)符合IEEE802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)考慮信道狀況和備選AP的負(fù)載Georgeathanasiou@INFOCOM200749提出的方法:airtime關(guān)聯(lián)方法關(guān)聯(lián)基于airtime參數(shù)來(lái)做決定Airtime參數(shù)提供包含忙碌信道數(shù)量信息的STAAP上行鏈路負(fù)載下行鏈路負(fù)載

:Channelaccessoverhead:Protocoloverhead:Numberofbitsintestframe:Frameerrorrate:Bitrate

:Averageuplinkerrorprobability:Averageuplinktransmissionrate:NumberofSTAsassociatedwithAP50提出的方法:端對(duì)端Qos感知關(guān)聯(lián)機(jī)制根據(jù)airtime關(guān)聯(lián)方法,STA1關(guān)聯(lián)提供最小airtime值的MAP但是，根據(jù)QoS感知跨層方法STA1的關(guān)聯(lián)決定受自己的路由的影響<無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)>綠線:ExpectedtotalroutingairtimecosttoMAP2紅線:數(shù)據(jù)流(airtime關(guān)聯(lián)方法)51提出的方法:端對(duì)端QoS感知關(guān)聯(lián)機(jī)制(待續(xù))基于關(guān)聯(lián)airtime值和路由airtime值來(lái)做關(guān)聯(lián)決定端對(duì)端QoS感知關(guān)聯(lián)方法的主要步驟STA計(jì)算幀錯(cuò)誤率并發(fā)送探測(cè)響應(yīng)請(qǐng)求，其中包含想要接收

該請(qǐng)求的接收者的地址

關(guān)聯(lián)用戶(hù)的數(shù)量，路由airtime值和STA計(jì)算為每一個(gè)備選MAP計(jì)算STA計(jì)算

并選擇airtime值最小的MAP

:TotalweightedcostcalculatedforMAPi:Associationairtimecostsforuplink:Associationairtimecostsfordownlink:Routingairtimecost52AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL53基于網(wǎng)絡(luò)特征感知的AP選擇用戶(hù)不僅僅只基于AP信號(hào)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇，考慮的因素還包括:互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的可用性接入開(kāi)銷(xiāo)注冊(cè)難度關(guān)聯(lián)/授權(quán)然后發(fā)現(xiàn)這些因素是耗時(shí)和麻煩的，而且很低效，并帶有不確定性RMahy,ASlide@IEEEContributionDoc54選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò):

目前糟糕的現(xiàn)狀

要選擇一個(gè)曾經(jīng)訪問(wèn)過(guò)并確定能正常工作的熟知的SSID，而對(duì)未知的SSID的選擇，仍然存在很多問(wèn)題…用戶(hù)無(wú)法確定哪個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)可用，直到：

關(guān)聯(lián)上注冊(cè)上支付后互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)相關(guān)的一些疑問(wèn):互聯(lián)網(wǎng)接入完全可用嗎?IPv6網(wǎng)絡(luò)可用嗎?(例如:3GPP的需求)可以用諸如VoIP、Email、IPsecVPNs、流媒體之類(lèi)應(yīng)用嗎?其他人可以連接我的主機(jī)嗎？(例如:遠(yuǎn)程桌面)55方法使這些信息可以在關(guān)聯(lián)之前被獲取互聯(lián)網(wǎng)接入可用性的一般范疇接入開(kāi)銷(xiāo)使用EAP進(jìn)行自動(dòng)注冊(cè)這一功能的可用性…和用于注冊(cè)的憑證類(lèi)型方法：把信息單元(IE，1字節(jié)凈荷/總共3字節(jié))加入到信標(biāo)中加入其它新的IE到探測(cè)響應(yīng)中56服務(wù)特性IE在信標(biāo)信息中攜帶占用單字節(jié)表示互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)可用性的類(lèi)別標(biāo)識(shí)服務(wù)是否是付費(fèi)的標(biāo)識(shí)注冊(cè)是否可以57接入開(kāi)銷(xiāo)IE當(dāng)有需要時(shí)加入到探測(cè)響應(yīng)幀中

一系列8位元組.每一個(gè)具有均等優(yōu)先級(jí)現(xiàn)在是一種ISO42173字符的字符串持續(xù)時(shí)間為分鐘級(jí)價(jià)格是尾數(shù)(mantissa)乘以10的指數(shù)(exp)58該方法如何解決自動(dòng)登記問(wèn)題使功能可以被發(fā)現(xiàn),同時(shí)提供一種方法，用以發(fā)現(xiàn)什么類(lèi)型的證書(shū)是目標(biāo)WLAN可接受的，什么類(lèi)型的證書(shū)又是供移動(dòng)基站使用的希望實(shí)際的注冊(cè)過(guò)程中使用EAPBeaconProbeRequestProbeResponseAuthenticateAssociateAAA

ServerEAPIdentityEAPTLS(expected)SpecificEnrollmentMessagesoverEAP59注冊(cè)實(shí)例:信用卡的新ISP賬戶(hù)基站通過(guò)信標(biāo)幀得知AP支持自動(dòng)注冊(cè)基站使用請(qǐng)求信息元素IE來(lái)獲取更多的憑證信息AP和移動(dòng)基站支持一種通用的注冊(cè)方法，

所以基站連接，然后再使用802.1x/EAPTTLS與AAA服務(wù)器建連基站通過(guò)EAP信道提供信用卡信息AAA服務(wù)器返回未來(lái)基站用來(lái)進(jìn)行802.1x授權(quán)的可長(zhǎng)期使用的用戶(hù)名/密碼

BeaconProbeRequestProbeResponseAuthenticateAssociateAAA

ServerEAPIdentityEAPTTLS(expected)SpecificEnrollmentMessagesoverEAP60接受憑證IE和提供憑證IE接受憑證IE

(被WLAN接受)不需要證書(shū)

(開(kāi)放注冊(cè))一次性PIN碼

長(zhǎng)期的共享密碼

用戶(hù)名/密碼組合

來(lái)自于某一受信證書(shū)發(fā)放機(jī)構(gòu)的X.509證書(shū)鏈自簽發(fā)的X.509證書(shū)

附加PIN碼的自簽發(fā)X.509證書(shū)

附加用戶(hù)名/密碼的自簽發(fā)X.509證書(shū)信用卡物理位置

提供憑證IE

(由WLAN提供)無(wú)長(zhǎng)期的共享密碼

用戶(hù)名/密碼

X.509證書(shū)PKCS12數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成一次性密碼(OTP)當(dāng)加入新的EAP方法時(shí)這兩列應(yīng)該是可以擴(kuò)展的61AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL62基于掃描和測(cè)試的方法

用戶(hù)自己來(lái)控制AP關(guān)聯(lián)掃描可用AP來(lái)獲取AP列表通過(guò)測(cè)試列表上的AP來(lái)選擇一個(gè)合適的AP輕量級(jí)AP關(guān)聯(lián)方法63AP關(guān)聯(lián)方法AP關(guān)聯(lián)方法全局優(yōu)化改進(jìn)的關(guān)聯(lián)選擇參數(shù)掃描和測(cè)試優(yōu)化信道分配動(dòng)態(tài)跨層關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)特征感知關(guān)聯(lián)優(yōu)化公平性VIRGIL64VIRGIL:

改進(jìn)的接入點(diǎn)選擇方法什么是VIRGIL一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行AP發(fā)現(xiàn)和選擇的系統(tǒng)快速連接

運(yùn)行一系列的測(cè)試通過(guò)估計(jì)帶寬和往返周期

尋找阻塞和重定向端口AnthonyJ.Nicholson@MobiSys200665VIRGIL操作過(guò)程掃描所有可用AP測(cè)試掃描列表里的每個(gè)未加密AP獲取AP性能參數(shù)(SSID,MAC地址,信號(hào)強(qiáng)度等等.)嘗試從AP獲取DHCP地址如果成功，探測(cè)AP在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)測(cè)試結(jié)果基于測(cè)試結(jié)果選擇最優(yōu)AP66VIRGIL:探測(cè)AP“Quality”是一個(gè)高度主觀的概念帶寬端口流量往返周期67VIRGIL:探測(cè)AP(待續(xù))68AP的基本信息ESSID,MAC地址和信道號(hào)加密(開(kāi)啟或關(guān)閉)信號(hào)強(qiáng)度,噪聲級(jí),發(fā)射功率DHCP成功(由AP分配IP地址？)上次掃描的時(shí)刻從上次掃描開(kāi)始被發(fā)現(xiàn)的次數(shù)對(duì)于通過(guò)DHCP分配IP地址的AP

往返周期估計(jì)(ms)帶寬估計(jì)(比特/秒)加密(開(kāi)啟或關(guān)閉)每個(gè)掃描端口的端口狀態(tài)(開(kāi)放,關(guān)閉,或重定向)VIRGIL:探測(cè)AP(待續(xù))通過(guò)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)提升性能，但不做重復(fù)掃描更新時(shí)間戳字段每30分鐘，但這是一個(gè)可以配置的值69VIRGIL:選擇最優(yōu)的AP基于測(cè)試結(jié)果通過(guò)“開(kāi)放端口”AP給用戶(hù)分配一個(gè)DHCP地址

至少會(huì)有一個(gè)端口是開(kāi)放的70仿真:連接時(shí)間和連接質(zhì)量71實(shí)驗(yàn)：Virgil優(yōu)于SSS。Virgil發(fā)現(xiàn)可用AP的頻率比基于信號(hào)強(qiáng)度來(lái)選擇發(fā)現(xiàn)AP的方案提升了22%-100%。Virgil發(fā)現(xiàn)的AP的性能質(zhì)量也更好（基于網(wǎng)絡(luò)帶寬）。課程大綱引言IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族802.11(WiFi)802.15(Bluetooth,UWB)802.16(WiMax)802.20802.22

蜂窩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3G4G7272802.15WPAN無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPANs)短距功率低成本低小型網(wǎng)絡(luò)在單人可操作空間中通信73802.15WPAN(待續(xù))802.15802.15.1802.15.2802.15.4b802.15.3a802.15.3b802.15.4802.15.3802.15.4a74

工作組總結(jié)802.15.1:WPAN/藍(lán)牙802.15.2:共存工作組802.15.3:高速(HR)WPAN工作組

802.15.3a:WPAN高速可選物理層工作組

802.15.3b:MAC修改工作組

802.15.4:低速(LW)WPAN工作組(Zigbee)802.15.4a:WPAN低速可選物理層802.15.4b:修訂和增強(qiáng)UWB論壇藍(lán)牙什么是藍(lán)牙?工作在2.45GHz頻段在10米范圍內(nèi)互聯(lián)，速度可達(dá)1Mbps預(yù)計(jì)藍(lán)牙芯片成本為5美元低能耗可采用報(bào)文交換和分組交換兩種模式提供同步和異步的數(shù)據(jù)服務(wù)BluetoothIEEE802.11AUWBfrequency2.4Ghz5GHz3.1~10.6GHzMAXdatarate1Mbps54Mbps100Mbps~1GbpsRange5~10m35~50m10~30mThenumberofchannel7912…..75超寬帶(UWB)什么是UWB?使用較大帶寬傳輸數(shù)據(jù)(>500MHz)對(duì)稀缺的無(wú)線帶寬利用率高

在無(wú)線個(gè)域網(wǎng)連接中傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)2002年2月14日FCC的報(bào)告指令授權(quán)使用未經(jīng)許可的UWB2005年11月ITU-R就UWB提交了一份建議報(bào)告UWB的優(yōu)勢(shì)利用距離和吞吐量的反比關(guān)系高帶寬:超大吞吐量低能耗輕便靈活無(wú)干擾76超帶寬(UWB)(待續(xù))WirelesstechnologyPowermWRagemeterBW/channelRatebpsCDMA1xEVDO600~20001.25MHz2.4M802.16(WiMAX)250~400025MHz120M802.11g(WiFi)50~10025MHz54MBluetooth1~101MHz<1MUWB<3010~30500MHz100M~1G77現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)比主要應(yīng)用無(wú)線USB玩具和游戲消費(fèi)電子產(chǎn)品位置跟蹤手機(jī)課程大綱引言IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族802.11(WiFi)802.15(Bluetooth,UWB)802.16(WiMax)802.20802.22

蜂窩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3G4G及5G技術(shù)發(fā)展787879802.16WMAN

城域網(wǎng)

(WMAN)能夠通過(guò)連接802.11協(xié)議熱點(diǎn)接入互聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍可達(dá)31英里提出一種工作在10-66GHz和2-11GHz兩個(gè)頻段的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)寬帶無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了MAC子層和物理層802.16WMAN(待續(xù))工作組總結(jié)80802.16802.16.g802.16.h802.16.k802.16.j802.16.f802.16.m802.16.i802.16f:空中接口管理信息庫(kù)

802.16g:空中接口管理流程和服務(wù)要求

802.16h:優(yōu)化在免執(zhí)照的頻帶上運(yùn)作的共存機(jī)制

802.16i:移動(dòng)管理信息庫(kù)

802.16j:多跳中繼規(guī)范

802.16k:802.16橋接

802.16m:增強(qiáng)的空中接口.移動(dòng)應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)100Mbps固定應(yīng)用速率達(dá)1GbpsWiMax技術(shù)全球微波接入的互操作性(WiMax)提供固定的，移動(dòng)的，便攜的移動(dòng)無(wú)線寬帶連接以75Mb/s的速率連接

工作組

WiMAX10-66GHz技術(shù)工作組

兩份MAC系統(tǒng)配置文件

兩份初級(jí)的物理層配置文件

WiMAX2-11GHz技術(shù)工作組

定義MAC層和物理層系統(tǒng)配置文件

IEEE802.16e和HiperMAN標(biāo)準(zhǔn)

81課程大綱引言IEEE802標(biāo)準(zhǔn)族802.11(WiFi)802.15(Bluetooth,UWB)802.16(WiMax)802.20802.22

蜂窩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3G4G8282802.20MBWA

MBWA工作組于2002年12月11日批準(zhǔn)成立

為基于IP的服務(wù)設(shè)計(jì)一套基于數(shù)據(jù)包的正式的空中接口規(guī)范，單用戶(hù)的峰值速率超過(guò)1Mbps將在低于3.5GHz的已授權(quán)頻段上發(fā)布MBWA可以在時(shí)速高達(dá)250km/h(155miles/h)的火車(chē)或汽車(chē)上為上班族提供可靠的高速無(wú)線語(yǔ)音服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸83802.20特性CharacteristicTargetValueMobilityVehicularmobilityclassesupto250km/hr(asdefinedinITU-RM.1034-1)Sustainedspectralefficiency>1b/s/Hz/cellPeakuserdatarate(Downlink(DL))>1Mbps*Peakuserdatarate(Uplink(UL))>300kbps*Peakaggregatedataratepercell(DL)>4Mbps*Peakaggregatedataratepercell(UL)>800kbps*AirlinkMACframeRTT<10msBandwidthe.g.,1.25MHz,5MHzCellSizesAppropriateforubiquitousmetropolitanareanetworksandcapableofreusingexistinginfrastructure.Spectrum(Maximumoperatingfrequency)<3.5GHzSpectrum(FrequencyArrangements)SupportsFDD(FrequencyDivisionDuplexing)andTDD(TimeDivisionDuplexing)frequencyarrangementsSpectrumAllocationsLicensedspectrumallocatedtothemobileserviceSecuritySupportAES(AdvancedEncryptionStandard)84課程大綱引言IEEE