无线通信 - 广域网



在计算机领域,广泛使用群组连接已成为不可避免的趋势,这导致了**局域网 (LANs)**(Local Area Networks)的出现。这些局域网属于单一建筑物或校园内的小型网络。

**广域网 (WANs)**(Wide Area Networks)覆盖更广的区域,例如城市或比局域网更大的有限区域。**无线个人局域网 (PANs)**(Wireless Personal Area Networks)比 WLAN 更小,覆盖范围更小,传输功率更低,用于连接便携式和移动计算设备,例如 PC 和个人数字助理 (PDA)。

WLAN 基础知识

为了理解有线网络和无线网络之间的区别,必须了解 WLAN 中的技术问题。然后研究 WLAN 的用途及其设计目标。还详细介绍了 WLAN 的类型、组件及其基本功能。

IEEE 802.11 标准

本节介绍 WLAN 中一个重要的标准,即 IEEE 802.11 标准。解释了媒体访问控制 (MAC) 层和物理层机制。本节还介绍了一些可选功能,例如安全性和服务质量 (QoS)。

HIPERLAN 标准

本节介绍另一个 WLAN 标准,即 HIPERLAN 标准,这是一个基于无线电访问的欧洲标准。

蓝牙

本节介绍蓝牙标准,它使个人设备能够在没有基础设施的情况下相互通信。

WLAN 基础知识

便携式终端和移动终端都可以从一个地方移动到另一个地方,但便携式终端只有在静止时才能访问。

另一方面,**移动终端 (MTs)**功能更强大,可以在移动时访问。WLAN 旨在支持真正的移动工作站。

WLAN 用途

无线计算机网络能够提供多功能的功能。WLAN 非常灵活,可以根据应用程序配置各种拓扑结构。下面描述了一些 WLAN 的可能用途。

  • 用户能够在移动中浏览互联网、查看电子邮件和接收即时消息。

  • 在地震或其他灾害影响的地区,现场可能没有合适的可用基础设施。WLAN 在此类地点非常方便,可以即时建立网络。

  • 许多历史建筑都需要建立计算机网络。在这些地方,可能不允许布线,或者建筑设计不利于高效布线。WLAN 在此类场所是很好的解决方案。

设计目标

以下是设计 WLAN 时必须实现的一些目标:

  • **操作简易性** - 无线局域网的设计必须包含使移动用户能够快速、简单且高效地设置和访问网络服务的功能。

  • **节能运行** - 笔记本电脑和 PDA 等移动计算设备的电源受限特性使得 WLAN 以**最低功耗**运行这一重要要求成为必要。因此,WLAN 的设计必须包含节电功能,并使用适当的技术和协议来实现这一点。

  • **免许可证运行** - 影响无线接入成本的主要因素之一是特定无线接入技术运行频谱的许可证费用。**低接入成本**是推广 WLAN 技术的一个重要方面。因此,WLAN 的设计应考虑其运行所需的频谱部分,**无需**明确的

  • **抗干扰性** - 民用和军事应用中各种无线网络技术的激增导致无线电频谱的**干扰水平显著增加**。

    WLAN 设计应考虑到这一点,并通过选择可在存在干扰的情况下运行的技术和协议来采取适当的措施。

  • **全球可用性** - WLAN 的设计、技术的选取和工作频谱的选择应考虑世界各国现行的**频谱限制**。这确保了该技术在世界范围内的可接受性。

  • **安全性** - 无线介质固有的广播特性增加了在 WLAN 技术设计中包含安全功能的要求。

  • **安全要求** - WLAN 技术的设计应符合安全要求,这些安全要求可分为以下几类:

    • 对医疗和其他仪器设备的干扰。
    • 发射机的功率水平增加可能导致健康危害。

    设计良好的 WLAN 应遵循给定频谱中适用的功率发射限制。

  • **服务质量要求** - 服务质量 (**QoS**) 指的是为多媒体流量提供指定的性能水平。WLAN 的设计应考虑支持各种流量(包括多媒体流量)的可能性。

  • **与其他技术和应用程序的兼容性** - 不同局域网之间的互操作性对于不同局域网技术主机之间的有效通信非常重要。

网络架构

网络架构描述了 WLAN 的类型、典型 WLAN 的组件以及 WLAN 提供的服务。

基于基础设施的局域网与自组织局域网

根据底层架构,WLAN 可以大致分为两种类型,即**基础设施网络**和**自组织局域网 (Ad hoc LANs)**。

基础设施网络

基础设施网络包含称为**接入点 (APs)**的特殊节点,这些节点通过现有网络连接。

  • AP 的特殊之处在于它们可以与无线节点以及现有有线网络交互。
  • 其他无线节点(也称为移动站 (STAs))通过 AP 通信。
  • AP 也充当与其他网络的桥梁。

自组织局域网

自组织局域网不需要任何固定的基础设施。这些网络可以在任何地方即时设置。节点直接相互通信,通过其他可以直接访问的节点转发消息。

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