计算机网络ppt教程第9章..优秀PPT.ppt

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1、Nankai University计算机网算机网络技技术教程教程自自顶向下的分析与向下的分析与设计方法方法吴功宜吴功宜 吴英吴英编著著1Nankai University第第9章章 无无线网网络技技术的探的探讨、应用与用与发展展2Nankai University3主要内容主要内容Nankai University9.1 无无线线网网络络的基本概念的基本概念9.1.1 无无线线网网络络技技术术的分的分类类4Nankai University9.1.2 无无线分分组网与无网与无线自自组网网1972年在年在DARPA在启在启动动ARPANET的探的探讨讨支配支配后，后，又启又启动动将分将分组组交交

2、换换技技术术移植到移植到军军用无用无线线分分组组网（网（PRNET）的）的项项目；目；DARPA在在1983年启年启动动残存性自适残存性自适应应网网络络（SURAN）项项目，探目，探讨讨如何将无如何将无线线分分组组网技网技术术用于支持更大用于支持更大规规模的网模的网络络；20世世纪纪70年年头头末，美国海末，美国海军军探探讨试验讨试验室完成短室完成短波自波自组织组织网网络络系系统统的探的探讨讨；无无线线分分组组网的探网的探讨讨成果成果为为无无线线自自组组网的网的发发展奠展奠定良好的基定良好的基础础。5Nankai University9.1.3 无无线自自组网与无网与无线传感器网感器网络IEE

3、E将无将无线线自自组组网网网网络络定定义为义为一种特殊一种特殊的自的自组织组织、对对等式、多跳、无等式、多跳、无线线移移动动网网络络，称称为为移移动动无无线线自自组组网网络络（MANET）；）；无无线线自自组组网技网技术术向两个方向向两个方向发发展的展的趋势趋势已已经经明晰：一个方向是向明晰：一个方向是向军军事和特定行事和特定行业发业发展和展和应应用的无用的无线传线传感器网感器网络络；另一个方向；另一个方向是向民用的接入网是向民用的接入网领领域域发发展的无展的无线线网状网。网状网。6Nankai University无无线自自组网与无网与无线传感器网感器网络、无、无线网状网的关系网状网的关系7

4、Nankai University9.2 无无线线局域网与局域网与802.11标标准准9.2.1 无无线线局域网的局域网的应应用用领领域与域与协议协议制定的制定的过过程程典型的无典型的无线局域网局域网结构构8Nankai University9.2.2 802.11的的层层次模型次模型结结构构MAC层层支持支持2种种访问访问方式方式：无争用服无争用服务务争用服争用服务务9Nankai University9.2.3 802.11的的CSMA/CA基本工作原理基本工作原理802.11结结点点发发送数据送数据帧帧的的过过程程10Nankai UniversityCSMA/CA冲突避开的工作原理冲突

5、避开的工作原理11Nankai University帧间间隔的隔的类型型短短帧间间隔隔点点协调功能功能帧间间隔隔分布分布协调功能功能帧间间隔隔短短帧间间隔（隔（SIFS）短短帧间间隔用于分隔属于一次隔用于分隔属于一次对话的各的各帧，如，如确确认ACK帧；SIFS的的值与物理与物理层相关，如相关，如红外无外无线IR的的SIFS值为7s，干脆序列，干脆序列扩频通信通信DSSS的的SIFS值为10s，跳，跳频扩频通信通信FHSS的的SIFS值为28s。12Nankai University点点协调协调功能功能帧间间帧间间隔（隔（PIFS）点点协调协调功能功能帧间间帧间间隔的隔的长长度等于度等于SIF

6、S值值加一个加一个50s的的时间时间片片值值，跳，跳频扩频频扩频通信通信FHSS的的PIFS值为值为78s；分布分布协调协调功能功能帧间间帧间间隔（隔（DIFS）分布分布协调协调功能功能帧间间帧间间隔最隔最长长，它等于在，它等于在PIFS值值加一个加一个50s的的时间时间片片值值，跳，跳频扩频频扩频通信通信FHSS的的DIFS值为值为128s。13Nankai University退避算法退避算法802.11接受的是二接受的是二进进制指数退避算法；制指数退避算法；在第在第i次退避在次退避在22+i个个时间时间片中随机片中随机选择选择一个，一个，如第如第1次退避是在次退避是在8个个时间时间片中随

7、机片中随机选择选择5个个时时间间片，第片，第2次退避是在次退避是在16个个时间时间片中随机片中随机选择选择12个个时间时间片；片；当一个当一个结结点运用退避算法点运用退避算法进进入争用窗口入争用窗口时时，它，它将启将启动动一个退避一个退避计时计时器，按二器，按二进进制指数退避算制指数退避算法随机法随机选择选择退避退避时间时间片的片的值值；当退避当退避计时计时器的器的时间为时间为0时时，结结点起先点起先发发送；送；假如此假如此时时信道已信道已经转经转入忙，入忙，则结则结点将退避点将退避计时计时器复位后，重新器复位后，重新进进入退避争用状入退避争用状态态。14Nankai University9.

8、2.4 无无线局域网的物理局域网的物理层传输技技术按无按无线信道的特点，无信道的特点，无线局域网局域网可以分可以分为：红外局域网外局域网扩频局域网局域网窄窄带微波局域网微波局域网15Nankai University红外局域网外局域网红外外传播的基本特点播的基本特点红外无外无线信号是按信号是按视距方式距方式传播的，播的，发送送结点与接收点与接收结点之点之间不能有阻不能有阻挡。红外局域网的外局域网的优点：点：红外外线频谱很很宽，可以供，可以供应高数据高数据传输速速率；率；红外通信平安性高；外通信平安性高；红外局域网外局域网设备简洁，易于管理。，易于管理。16Nankai University红外

9、局域网数据方式外局域网数据方式定向光束定向光束红外外传输全方位全方位红外外传输漫反射漫反射红外外传输典型的多种典型的多种红外局域网外局域网应用系用系统的的结构构：17Nankai University扩频无无线局域网局域网扩频通信是通信是军事事电子子对抗中常常运用的一种方抗中常常运用的一种方法，它是以法，它是以牺牲通信牲通信频带宽度度为代价，提高无代价，提高无线通信系通信系统的抗干的抗干扰性与平安性；性与平安性；无无线局域网主要接受跳局域网主要接受跳频扩频与干脆序列与干脆序列扩频技技术；扩频数字通信系数字通信系统的基本的基本结构：构：18Nankai University跳跳频扩频频扩频通信（

10、通信（FHSS）跳跳频扩频通信的技通信的技术特点：特点：将可利用的将可利用的频带划分成划分成带宽相同的多个子相同的多个子信道；信道；每个信道的中心每个信道的中心频率由率由伪随机数随机数发生器的生器的随机数确定，随机数确定，变更的更的频率率值称称为跳跳动系系列；列；发送端与接收端接受相同的跳送端与接收端接受相同的跳动系列。系列。19Nankai University跳跳频扩频频扩频通信工作原理示意通信工作原理示意图图20Nankai University工工业业、科学与医、科学与医药专药专用用ISM频频段段IEEE 802.11标标准准规规定跳定跳频频通信运用免于申通信运用免于申请请的的2.4G

11、Hz的工的工业业、科学与医、科学与医药专药专用的用的ISM频频段；段；跳跳频扩频频扩频通信数据通信数据传输传输速率速率为为1Mbps或或2Mbps；发发送信号送信号频频率按固定的率按固定的时间间时间间隔从一个隔从一个频频率跳率跳动动，这这个个时间间时间间隔称隔称为驻为驻留留时间时间；802.11标标准准规规定定驻驻留留时间为时间为400ms；由于由于Ethernet最大最大长长度度为为1526字字节节，假如，假如发发送速送速率率为为1Mbps，发发送一送一帧须帧须要的要的时间为时间为12.208ms，因此在因此在驻驻留留时间为时间为400ms内，可以内，可以发发送大送大约约32个个最大最大长长

12、度的度的Ethernet帧帧；21Nankai University干脆序列干脆序列扩频扩频通信（通信（DSSS）干脆序列干脆序列扩频通信的技通信的技术特点：特点：待待发送的数据送的数据经过伪随机数随机数发生器生器产生的生的伪随机随机码进行异或操作，再将异或操作行异或操作，再将异或操作结果的数据果的数据调制后制后发送；送；全部接收全部接收结点运用相同的点运用相同的频段。段。发送端与接收端是用相同的送端与接收端是用相同的伪随机随机码。22Nankai University干脆序列干脆序列扩频通信的工作原理示意通信的工作原理示意图23Nankai University9.3 无无线线城域网与城域网

13、与802.16协议协议宽带宽带无无线线接入的基本概念接入的基本概念1999年年7月，月，802委委员员会成立一个工作会成立一个工作组组，特地探特地探讨宽带讨宽带无无线线城域网城域网标标准准问题问题；2002年公布的年公布的 802.16标标准全称是准全称是“固定固定带宽带宽无无线访问线访问系系统统空空间间接口接口”；802.16协议标协议标准也称准也称为为无无线线城域网城域网（WMAN）或无）或无线线本地本地环环路（路（wireless local loop）标标准。准。24Nankai University802.16宽带宽带城域网城域网结结构构25Nankai UniversityIEEE

14、 802.16标标准体系准体系802.16标标准的重点是解决城市范准的重点是解决城市范围围内建筑物之内建筑物之间间的数据通信的数据通信问题问题；802.16标标准制定了工作在准制定了工作在266GHz频频段的无段的无线线接接入系入系统统的物理的物理层层与介与介质访问质访问限制限制MAC层规层规范；范；按按802.16标标准建立的无准建立的无线线网网络络覆盖一个城市的部覆盖一个城市的部分区域，它分区域，它须须要在每个建筑物上建立基站，基站要在每个建筑物上建立基站，基站之之间间接受全双工、接受全双工、宽带宽带通信方式工作；通信方式工作；802.16标标准有两个物理准有两个物理层标层标准准802.1

15、6d与与802.16e；802.16d主要主要针对针对固定的无固定的无线线网网络络部署，部署，802.16e针针对对火火车车、汽、汽车车等移等移动动物体的无物体的无线线通信通信标标准准问题问题。26Nankai University9.4 蓝蓝牙、牙、ZigBee与与协议标协议标准准9.4.1 蓝蓝牙技牙技术术与与协议协议1999年年7月，月，SIG公布公布蓝蓝牙牙规规范范1.0版，卷版，卷1是核心是核心规规范，卷范，卷2是是协议协议子集；子集；蓝蓝牙技牙技术术最初的目最初的目标标只是解决近距离数只是解决近距离数字字设备设备之之间间的无的无线连线连接，但是很快接，但是很快扩扩大大到无到无线线局

16、域网的工作局域网的工作领领域中；域中；这样这样的的转变转变使使标标准更有准更有应应用价用价值值，但是，但是也造成与也造成与IEEE 802.11标标准准竞竞争的局面。争的局面。27Nankai University在在蓝蓝牙牙规规范范1.0版版发发表后不久，表后不久，IEEE 802.15标标准准组组确定接受确定接受蓝蓝牙牙规规范作范作为为基基础础，并起先并起先对对它它进进行修行修订订；蓝蓝牙牙规规范已范已经经有有细细致的致的规规范，而且它是范，而且它是针对针对整个系整个系统统的。从网的。从网络络体系体系结结构的角构的角度来看，它覆盖从物理度来看，它覆盖从物理层层到到应应用用层层的全的全部内容

17、；部内容；IEEE 802.15标标准准组仅对组仅对物理物理层层和数据和数据链链路路层进层进行行标标准化，准化，蓝蓝牙牙规规范的其它部分范的其它部分并没有被并没有被纳纳入入该标该标准。准。28Nankai University蓝牙系牙系统的体系的体系结构构蓝蓝牙系牙系统统的基本的基本单单元是微微网（元是微微网（piconet）；）；每个微微网都包含一个主每个微微网都包含一个主结结点，在点，在10米距离内米距离内最多最多7个活个活动动的从的从结结点，以及可以多达点，以及可以多达255个静个静观结观结点（点（parked node）；）；静静观设备观设备除了响除了响应应主主结结点的激活或指示信号之

18、点的激活或指示信号之外，不做其它任何事情；外，不做其它任何事情；在同一房在同一房间间中可以同中可以同时时存在多个微微存在多个微微络络，它，它们们可以通可以通过过一个一个桥结桥结点点连连接起来。两个相互接起来。两个相互连连接接的微微网成的微微网成为为一个分散网（一个分散网（scatternet）。）。29Nankai University由两个微微网由两个微微网组成的分散网成的分散网结构构30Nankai University9.4.2 无无线线个人区域网与个人区域网与标标准准无无线线个人区域网的基本概念个人区域网的基本概念用无用无线线方法方法连连接人接人们们自身旁自身旁边边几米范几米范围围内内

19、的手机、便携式的手机、便携式计计算机和移算机和移动办动办公公设备设备的网的网络络叫做个人区域网叫做个人区域网络络（PAN）或无）或无线线个人区域网个人区域网络络（WPAN）；）；IEEE 802.15.4标标准是低速无准是低速无线线个人区域网个人区域网络络（LR-WPAN）不同）不同设备设备之之间间低速互低速互连连的的标标准。准。31Nankai University协议协议的特点的特点：在不同的在不同的载载波波频频率下率下实现实现20kbps、40kbps和和250kbps三种不同三种不同传输传输速率；速率；支持星形和点到点两种网支持星形和点到点两种网络络拓扑拓扑结结构；构；运用运用16位和

20、位和64位两种地址格式，其中位两种地址格式，其中64位位地址是全球惟一的地址是全球惟一的扩扩展地址；展地址；支持冲突避开的支持冲突避开的载载波多路波多路侦侦听听CSMA/CA 技技术术；支持确支持确认认(ACK)机制，保机制，保证传输证传输牢靠性。牢靠性。32Nankai UniversityLR-WPAN网网络络的主要特点的主要特点LR-WPAN网网络络是指在一个个人操作空是指在一个个人操作空间间POS内运用相同无内运用相同无线线信道，并通信道，并通过过802.15.4标标准通准通信的一信的一组设备组设备的集合的集合;在在LR-WPAN网网络络中，依据中，依据设备设备具有的通信具有的通信实实

21、力分力分为为2种种类类型：型：简简易功能易功能设备设备（RFD）和全）和全功能功能设备设备（FFD）;RFD设备设备主要用于主要用于简洁简洁的限制的限制应应用，例如用，例如电电灯灯开关、被开关、被动动式式红红外外线传线传感器等，它感器等，它须须要要传输传输的的数据量数据量较较少，少，对传输资对传输资源和通信源和通信资资源占用不多，源占用不多，可以接受特可以接受特别别廉价的廉价的实现实现方案方案;33Nankai UniversityFFD与与FFD、RFD之之间间可以干脆通信，可以干脆通信，而而RFD与与RFD之之间间不能干脆通信不能干脆通信;RFD与与RFD之之间间通信通信须须要由要由FFD

22、转发转发;为为RFD转发转发数据的数据的FFD称称为为RFD协调协调器器;在在IEEE 802.15.4标标准中，将准中，将这这种种FFD设设备备称称为为PAN网网络协调络协调器器;网网络协调络协调器是器是LR-WPAN网网络络主限制器主限制器;网网络协调络协调器除了干脆参与器除了干脆参与应应用以外，用以外，负负责责成成员员身份管理、身份管理、链链路状路状态态管理及分管理及分组组转发转发等任等任务务。34Nankai UniversityFFD、RFD与网与网络协调络协调器的关系示意器的关系示意图图35Nankai UniversityLR-WPAN的网的网络络拓扑拓扑LR-WPAN网网络络拓

23、扑分拓扑分为为两种两种类类型：星型与点型：星型与点-点拓扑点拓扑结结构；构；36Nankai University802.15.4标标准的准的协议结协议结构构37Nankai University9.4.3 ZigBee技技术术与与协议协议ZigBee是一种面是一种面对对自自动动限制的低速、低功限制的低速、低功耗、低价格的无耗、低价格的无线线网网络络技技术术；ZigBee无无线设备线设备工作在公共工作在公共频频道，在道，在2.4GHz时传输时传输速率速率为为250kbps，在，在915Mbps时为时为40kbps。ZigBee的的传输传输距离距离为为1075m。ZigBee在家庭网在家庭网络络

24、、平安、平安监监控、医控、医疗疗保健、保健、工工业业限制、无限制、无线线定位等方面呈定位等方面呈现现重要的重要的应应用前景。用前景。38Nankai UniversityZigBee技技术术的特点的特点ZigBee网网络结络结点工作周期短、收点工作周期短、收发发数据量小，数据量小，不不传输传输数据数据时处时处于于“睡眠状睡眠状态态”。传输传输数据数据时时由由担当担当“协调协调器器”的的结结点点唤唤醒。醒。实实行行这这种工作模式种工作模式的的优优点是点是节约电节约电能，延能，延长长网网络络工作工作时间时间；ZigBee接受碰撞避开机制并接受碰撞避开机制并为须为须要固定要固定带宽带宽的的通信通信业

25、务预业务预留留专专用用时间时间片，以避开片，以避开发发送数据的送数据的冲突。由于在冲突。由于在MAC层层接受确接受确认认机制，保机制，保证结证结点点之之间间通信的牢靠性；通信的牢靠性；ZigBee协议结协议结构构简洁简洁，实现协议实现协议的的专专用芯片价用芯片价格低廉，系格低廉，系统软统软件件结结构力求构力求简洁简洁，从而降低系，从而降低系统统的造价。的造价。39Nankai UniversityZigBee标标准与准与蓝蓝牙牙标标准的延准的延时时参数相比，参数相比，ZigBee结结点的休眠点的休眠/工作状工作状态转换须态转换须要要15ms，入网入网时间须时间须要要30ms，而，而蓝蓝牙牙结结

26、点的入网点的入网时间须时间须要要310s；1个个ZigBee网网络络最多容最多容纳纳1个主个主结结点和点和254个从个从结结点，点，1个区域中可以有个区域中可以有100个个ZigBee网网络络；ZigBee供供应应了数据完整性了数据完整性检查检查与加密算法，以与加密算法，以保障网保障网络络的平安。的平安。40Nankai UniversityZigBee协议结协议结构构41Nankai UniversityZigBee的的协议协议特点特点应应用用层层定定义义各种各种类类型的网型的网络应络应用；用；应应用用汇汇聚聚层层将不同的网将不同的网络应络应用用汇汇聚到网聚到网络层络层，并并负责负责用用户户

27、身份身份识别识别与网与网络络数据平安；数据平安；网网络层负责络层负责拓扑管理、路由管理、拓扑管理、路由管理、MAC管理；管理；数据数据链链路路层层分分为为两个子两个子层层：LLC与与MAC子子层层；MAC子子层层接受接受SSCS协议协议，完成各，完成各结结点之点之间间的无的无线链线链路的建立、路的建立、维护维护、释释放，确放，确认认模式模式帧帧的的发发送和接收，信道的接入限制，送和接收，信道的接入限制，帧帧校校验验，预预留留时时间间片的管理，以及广播通信管理等功能；片的管理，以及广播通信管理等功能；42Nankai University物理物理层层接受干脆序列接受干脆序列扩频扩频（DSSS）技

28、）技术术，定，定义义3种种传输传输速率：速率：2.4GHz的的16信道，信道，传输传输速率速率为为250kbps；915MHz的的10信道，信道，传输传输速率速率为为40kbps；868Mbps的的单单信道，信道，传输传输速率速率为为20kbps。43Nankai University9.5 无无线线自自组组网技网技术应术应用用领领域与关域与关键键技技术术的的发发展展9.5.1 无无线线自自组组网的特点网的特点无无线线自自组组网是由一网是由一组组移移动结动结点点组组成的多跳、成的多跳、临时临时和无中心的自治系和无中心的自治系统统；移移动结动结点具有路由和分点具有路由和分组转发组转发的功能，可以

29、通的功能，可以通过过无无线线方式自方式自组组成随意的拓扑；成随意的拓扑；无无线线自自组组网可以独立工作，也可以接入移网可以独立工作，也可以接入移动动无无线线网网络络或互或互联联网；网；无无线线自自组组网接入移网接入移动动无无线线网网络络或互或互联联网网时时不会作不会作为为中中间间的承的承载载网网络络，而是作，而是作为为末端的子网出末端的子网出现现。44Nankai University无无线自自组网的主要特点网的主要特点：自自组织与独立与独立组网网无中心无中心多跳路由多跳路由拓扑拓扑动态变更更无无线传输的局限与的局限与结点能量的限制点能量的限制网网络生存生存时间的限制的限制45Nankai U

30、niversity9.5.2 无无线自自组网的主要网的主要应用用领域域军事事领域域办公公环境的境的应用用灾灾难环境中的境中的应用用特殊特殊环境的境的应用用个人区域网个人区域网络中的中的应用用家庭无家庭无线网网络的的应用用46Nankai University9.5.3 无无线线自自组组网关网关键键技技术术的探的探讨讨47Nankai University9.6 无无线传线传感器网感器网络应络应用用领领域与关域与关键键技技术术的探的探讨讨9.6.1 无无线传线传感器网感器网络发络发展的背景展的背景无无线传线传感器网感器网络络是由部署在是由部署在监测监测区域内大量的、区域内大量的、廉价的微型廉价的

31、微型传传感器感器结结点点组组成，通成，通过过无无线线通信方通信方式形成的一个多跳的、自式形成的一个多跳的、自组织组织的无的无线线自自组组网系网系统统，其目的是将网，其目的是将网络络覆盖区域内感知覆盖区域内感知对对象的信象的信息息发发送送给视给视察者；察者；假如假如说说互互联联网网变变更人与人之更人与人之间间的沟通方式，无的沟通方式，无线线传传感器网感器网络络将将变变更人更人类类与自然界的交互方式。与自然界的交互方式。人人们们可以通可以通过过无无线传线传感网感网络络干脆感知客干脆感知客观观世界，世界，扩扩呈呈现现有网有网络络功能和人功能和人类类相相识识世界世界实实力。力。48Nankai Uni

32、versity9.6.2 无无线传感器网感器网络的特点的特点网网络规络规模模 无无线传线传感器网感器网络规络规模大与它的模大与它的应应用目的相关；用目的相关；自自组织组织网网络络 无无线传线传感器网感器网络络是一种典型的无是一种典型的无线线自自组组网，网，结结点数量点数量动态动态增减增减带带来拓扑来拓扑结结构的构的动态变动态变更；更；拓扑拓扑结结构的构的动态变动态变更更 对传对传感器感器结结点最主要的限制是点最主要的限制是结结点携点携带带的的电电源能量有限；源能量有限；传传感器感器结结点作点作为为一种微型嵌入式一种微型嵌入式系系统统，结结点的点的CPU处处理器理器实实力比力比较较弱，存弱，存储

33、储器器容量比容量比较较小。小。49Nankai University9.6.3 无无线传感器网感器网络的的应用前景用前景在在军事事应用用领域的域的应用用在在环境境监测和和预报中的中的应用用在医在医疗系系统和健康和健康护理中的理中的应用用在信息家在信息家电设备中的中的应用用在建筑物状在建筑物状态监控中的控中的应用用在空在空间探究中的探究中的应用用在特殊在特殊环境中的境中的应用用50Nankai University9.6.4 无无线传感器网感器网络的基本的基本结构构51Nankai University无无线传感器感器结点点结构构52Nankai University传感器感器结点各部分能量消耗

34、状况点各部分能量消耗状况53Nankai University无无线传感器网感器网络参考模型的参考模型的结构构54Nankai University无无线传感器网感器网络参考模型中各参考模型中各层的主要功能的主要功能物理物理层供供应牢靠的信号牢靠的信号调制与无制与无线发送、送、接收功能；接收功能；数据数据链路路层负责数据成数据成帧、信道接入限、信道接入限制、制、帧检测与差与差错限制功能；限制功能；网网络层负责路由生成与路由路由生成与路由选择功能；功能；传输层负责数据流的数据流的传输限制功能；限制功能；应用用层负责基于任基于任务的信息采集、的信息采集、处理、理、监控等控等应用服用服务功能。功能。

35、55Nankai University无无线传感器网感器网络参考模型各平台主要功能参考模型各平台主要功能能量管理平台能量管理平台负责完成完成监控控传感器感器系系统能量运用的功能；能量运用的功能；移移动管理平台管理平台负责实现监测与注册与注册传感器感器结点的移点的移动，维护汇聚聚结点点的路由，以及的路由，以及动态追踪追踪邻接点位置接点位置的功能；的功能；任任务管理平台管理平台负责实现在在给定的区定的区域内任域内任务的平衡和的平衡和调度度监控功能。控功能。56Nankai University基于功能的无基于功能的无线传感器网感器网络结构模型构模型57Nankai University9.6.5

36、无无线传线传感器感器网网络络关关键键技技术术探探讨讨58Nankai University9.7 无无线线网状网网状网应应用用领领域与关域与关键键技技术术的探的探讨讨9.7.1 无无线网状网网状网发展的背景展的背景WMN与与WLAN、WBAN的关系的关系59Nankai University9.7.1 无无线网状网的特点网状网的特点无无线网状网的定网状网的定义无无线网状网是在无网状网是在无线自自组网技网技术基基础上上发展起来展起来的一种基于多跳路由、的一种基于多跳路由、对等等结构、高容量的网构、高容量的网络，本身可以，本身可以动态扩展，具有自展，具有自组网、自配置、网、自配置、自修复的特征；自

37、修复的特征；无无线网状网支持分布式限制，以及网状网支持分布式限制，以及Web、VoIP与与多媒体等无多媒体等无线通信通信业务；无无线网状网作网状网作为对无无线局域网、无局域网、无线城域网技城域网技术的的补充，成充，成为解决无解决无线接入接入“最最终一公里一公里”问题的新方案。的新方案。60Nankai University9.7.3 无无线网状网的网网状网的网络结构构平面平面结构的无构的无线网状网网状网61Nankai University多多级结构的无构的无线网状网网状网62Nankai University混合混合结构的无构的无线网状网网状网63Nankai University一种更一种

38、更为优化的网化的网络结构构64Nankai University本章本章总结（1 1）无无线线网网络络是网是网络络技技术术探探讨讨与与发发展的另一条主展的另一条主线线，它的探它的探讨讨、发发展与展与应应用将用将对对21世世纪纪信息技信息技术术与与产业发产业发展展产产生重要的影响；生重要的影响；802.11定定义义了无了无线线局域网局域网WLAN的物理的物理层层跳跳频频扩频扩频与干脆序列与干脆序列扩频扩频的数据的数据传输标传输标准，以及准，以及MAC层层支持多个接入点的漫游，以及数据支持多个接入点的漫游，以及数据验证验证与保密服与保密服务务；无无线线自自组组网网Ad hoc是一种特殊的自是一种特

39、殊的自组织组织、对对等等式、多跳、无式、多跳、无线线移移动动网网络络。无。无线线自自组组网探网探讨讨的的关关键键技技术术探探讨讨主要集中：在信道接入、路由主要集中：在信道接入、路由协协议议、QoS、多播与广播、平安等方面；、多播与广播、平安等方面；65Nankai University本章本章总结（2 2）无无线传线传感器网感器网络络WSN能广泛能广泛应应用于用于军军事、事、环环境境监测监测和和预报预报等等领领域，其探域，其探讨讨主要集中在网主要集中在网络络拓拓扑限制、网扑限制、网络协议络协议、网、网络络平安、平安、时钟时钟同步、同步、结结点定位、数据融合、数据并行点定位、数据融合、数据并行处处理、无理、无线传输线传输、嵌入式操作系嵌入式操作系统统和和应应用用层协议层协议等方面；等方面；无无线线网状网网状网WMN是在无是在无线线自自组组网技网技术术基基础础上上发发展起来，并作展起来，并作为对为对无无线线局域网、无局域网、无线线城域网城域网技技术术的的补补充，成充，成为为解决无解决无线线接入的新的技接入的新的技术术手手段；段；IEEE 802.15.4为为低速无低速无线线个人区域网个人区域网设备设备的近的近距离、低速互距离、低速互连连供供应统应统一的一的标标准。准。66