无线网络仪器系统结构与功能特征

1. 无线网络的传输方式，要具体，详细的。每种传输的特点及作用。麻烦了~

无线传输分为：模拟微波传输和数字微波传输。

一、模拟微波传输

模拟微波传输系统原理图
模拟微波传输就是把视频信号直接调制在微波的信道上（微波发射机，HD-630），通过天线（HD-1300LXB）发射出去，监控中心通过天线接收微波信号，然后再通过微波接收机（Microsat 600AM）解调出原来的视频信号。如果需要控制云台镜头，就在监控中心加相应的指令控制发射机（HD-2050），监控前端配置相应的指令接收机（HD-2060），这种监控方式图像非常清晰，没有延时，没有压缩损耗，造价便宜，施工安装调试简单，适合一般监控点不是很多，需要中继也不多的情况下使用。其弱点是：抗干扰能力较差，易受天气、周围环境的影响，传输距离有限。目前，已逐步被数字微波、COFDM、3G、CDMA等取代。

二、数字微波传输

数字微波传输系统原理图
数字微波传输就是先把视频编码压缩(HD-6001D)，然后通过数字微波(HD-9500)信道调制，再通过天线发射出去，接收端则相反，天线接收信号，微波解扩，视频解压缩，最后还原模拟的视频信号，也可微波解扩后通过电脑安装相应的解码软件，用电脑软解压视频，而且电脑还支持录像，回放，管理，云镜控制，报警控制等功能；现在随着数字存储方式的普及，接收下的来的信号可以直接通过NVR存储显示或者直接进存储服务器，配合磁盘阵列存储；这种监控方式图像有720*576、352*288或更高的的分辨率选择，通过解码的存储方式，视频有0.2-0.8秒左右的延时。数字视频监控价根据实际情况差别很大，但也有一些模拟微波不可比的优点，如监控点比较多，环境比较复杂，需要加中继的情况多，监控点比较集中它可集中传输多路视频，抗干扰能力比模拟的要好一点，等等优点，适合监控点比较多，需要中继也多的情况下使用，客观地讲，前期投资较高。
无线图像传输系统从应用层面来说分为两大类，一是固定点的图像监控传输系统，二是移动视频图像传输系统。

1.固定点的图像监控传输系统

固定点的无线图像监控传输系统，主要应用在有线闭路监控不便实现的场合，比如港口码头的监控系统、河流水利的视频和数据监控、森林防火监控系统、城市安全监控、建筑工地等。下面按频段由低到高对不同的图像传输技术进行介绍。

1.1--2.4 GHz ISM频段的多种图像传输技术

2.4 GHz的图像传输设备采用扩频技术，有跳频和直扩两种工作方式。跳频方式速率较低，吞吐速率在2 Mbit/s左右，抗干扰能力较强，还可采用不同的跳频序列实现同址复用来增加容量。直扩方式有较高的吞吐速率，但抗干扰性能较差，且多套系统同址使用受限制。

2.4 GHz图像传输可基于IEEE802.11b协议，传输速率为11 Mbit/s，去掉传输过程中的开销，实际有效速率为5.5-6 Mbit/s左右。后来制订的IEEE802.11g标准，速率上限达到54 Mbit/s，在特殊模式下可达108Mbps,该标准互通性高，点对点可传输几路MPEG-4的压缩图像。

应用在2.4 GHz频段的还有蓝牙技术、HomeRF技术、MESH、微蜂窝技术等。随着应用范围的逐渐扩大，2.4 GHZ这个频段处于满负荷工作状态，其速率问题、安全问题、干扰问题值得进一步研究。

1.2--3.5 GHz频段的无线接入系统

3.5 GHz的无线接入系统是一种点对多点微波通信技术，采用FDD双工方式，用16QAM、64QAM调制方式，基于DOCSOS协议。其工作频段相对较低，电波自由空间损耗小，传播雨衰性能好，接入速率足够高，且设备成本相对较低。该系统具有相对良好的覆盖能力，通常达到5 km～10 km，适合地县市级单位低价位、较大面积覆盖的应用场合;还可与WLAN、LMDS互为补充，形成覆盖面积大小配合、用户密度稀密配合的多层运行的有机互补模式。目前存在的问题是带宽不足，只有上下行各30 MHz，难以大规模使用。

1.3--5.8 GHz WLAN产品

5.8 GHz的WLAN产品采用OFDM正交频分复用技术，在此频段的WLAN产品基于IEEE802.11a协议，传输速率可以达到54 Mbit/s，在特殊模式下可达108Mbps。根据WLAN的传输协议，在点对点应用的时候，有效速率为20 Mbit/s;点对六点的情况下，每一路图像的有效传输速率为500 kbit/s左右，也就是说总的传输数据量为3 Mbit/s左右。对于无线图像的传输而言，基本上解决了“高清晰度数字图像在无线网络中的传输”问题，使得大范围采用5.8 GHz频段传输数字化图像成为现实，尤其适用于城市安全监控系统。

ZWD-2422无线高清传输器

图册无线传输设备(10张)
的工作频率4.9GHz-5.9GHz，当它收到其它RF设备或讯号干扰时能自动调整至适当的频率，所以一般不在5G左右频段的2.4G，3G不会干扰到ZWD-2422的无线高清传输。

WLAN传输监控图像，目前比较成熟的是采用MPEG-4图像压缩技术。这种压缩技术在500 kbit/s速率时，压缩后的图像清晰度可以达到1CIF(352×288像素)～2CIF。在2 Mbit/s的速率情况下，该技术可以传输4CIF（702×576像素，DVD清晰度）清晰度的图像。采用MPEG-4压缩以后的数字化图像，经过无线信道传输，配合相应的软件，很容易实现网络化、智能化的数字化城市安全监控系统。

2.4/5.8GHz 基于802.11n的产品，11n产品分为AN和GN分别工作于5.8GHz和2.4GHz，传输速率可达150、300、600Mbps,有效传输速率分别为60、160、300Mbps.随着高清摄像机的发展，这种高带宽的11N模式非常适合高清摄像机的传输。高清摄像机和高带宽无线传输设备的配合会逐渐成为无线视频监控的趋势。

1.4--26 GHz频段的宽带固定无线接入系统

LMDS系统是典型的26 GHz无线接入系统，采用64QAM、16QAM和QPSK三种调制方式。LMDS具有更大的带宽以及双向数据传输能力，可提供多种宽带交互式数据以及多媒体业务，解决了传统本地环路的瓶颈问题，能够满足高速宽带数据、图像通信以及宽带internet业务的需求。LMDS系统覆盖范围3公里～5公里，适用于城域网。由于世界各国对LMDS的工作频段规划不同，所以其兼容性较差、雨衰性能差，成本也较高。

2.移动视频图像传输系统

除了对固定点的图像监控的需求外，移动图像传输的需求也相当旺盛。移动视频图像传输，广泛用于公安指挥车、交通事故勘探车、消防武警现场指挥车和海关、油田、矿山、水利、电力、金融、海事，以及其它的紧急、应急指挥系统，主要作用是将现场的实时图像传输回指挥中心，使指挥中心的指挥决策人员如身临其境，提高决策的准确性和及时性，提高工作效率。富士达就移动视频图像传输采用公网和专用技术两种情况作相关介绍。

2.1 利用CDMA、GPRS、3G公众移动网络传输图像

CDMA无线网络的移动传输技术具有很多优点:保密性好、抗干扰能力强、抗多径衰落、系统容量的配置灵活、建网成本低等。CDMA采用MPEG-4压缩方式，用MPEG-4的CIF格式压缩图像，可以达到每秒2帧左右的速率;如果将图像调整到QCIF格式，则可以达到每秒10帧以上。但是，对于安全防范系统来说，一般采用低传输帧率而保证传输的清晰度，因为只有CIF以上的图像清晰度才可以满足调查取证的需要。如果希望进一步提高现场图像的实时传输速率，一个简单的方案是采用多个CDMA网卡捆绑使用的方式，用来提高无线信道的传输速率。目前市场上有2～3个网卡捆绑方式的路由器，增加网卡的代价是增加设备成本和使用成本。随着视频压缩技术的不断发展，单个网卡上3～4帧/秒图像传输速率是可以实现的，如果每秒钟可以传输3～4帧CIF格式的图像，可以满足一般移动公共交通设施的安全监控的要求。

GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，支持特定的点对点和点对多点服务，以“分组”的形式传送数据。GPRS峰值速率超过100 kbit/s，网络容量只在所需时分配，这种发送方式称为统计复用。GPRS最主要的优势在于永远在线和按流量计费，不用拨号即可随时接入互联网，随时与网络保持联系，资源利用率高。

3G技术目前已经取代GPRS和CDMA逐渐，目前可以实现的有效速率达384 kbit/s，在网络部署的城区，可以实时传输一路CIF图像，每秒可达到20帧。但需要注意的是，即使速率提高了很多，也不要认为所有的移动交通设施可以同时将图像传输回监控中心，因为同时概念对于公网图像传输来说几乎是不可能的。

2.2 用于应急突发事件的专用图像传输技术

对于一些应急指挥中心的图像传输系统，往往要求将突发事件现场的图像传输回指挥中心。例如遇到重大自然灾害，水灾、火灾现场，群众的大型集会和重要安全保卫任务现场等。这类应急图像传输系统不宜使用公众网络传输，最好采用专业的移动图像传输设备。但目前我国对此尚未专门规划频率。可用于移动视频图像传输的技术有以下几种。

2.2.1 WiMAX

WiMAX是点对多点的宽带无线接入技术，WiMAX采取了动态自适应调制、灵活的系统资源参数及多载波调制等一系列新技术，并兼具较高速率传输能力(可达70 Mbit/s～100 Mbit/s)及较好的QoS与安全控制。WiMAX802.16e覆盖范围可以达到1～3英里，主要定位在移动无线城域网环境。然而802.16e获得足够的全球统一频率存在一定难度，且建设成本和设备价格较高。

2.2.2无线网格（MESH）技术

无线“网格（MESH）”技术，可以实现较近范围内的高速数据通信。利用2.4 GHz频段，有效带宽可以达到6 Mbit/s，这种技术链路设计简单、组网灵活、维护方便。支持MeshController集中方式管理，终端数据无需配置，自动生成解决方案。支持MeshController热备份链路、自动漫游切换等功能。支持MeshController用户终端集中管理、多种验证方式使系统更安全。支持MeshController用户流量控制功能，可根据用户类型自由分配流量，支持限速，限流量，限制上网时间等功能。

对于固定无线图像传输可以采用成本较低的WLAN技术产品；对于移动视频图像传输可以采用公众移动网络或专用无线图像传输技术。希望有更多的同行能再进一步关注无线图像传输问题，以促进该行业的发展。

传输方式

视频基带传输

是最为传统的电视监控传输方式，对0～6MHz视频基带信号不作任何处理，通过同轴电缆（非平衡）直接传输模拟信号。其优点是：短距离传输图像信号损失小，造价低廉,系统稳定。缺点：传输距离短，300米以上高频分量衰减较大，无法保证图像质量；一路视频信号需布一根电缆，传输控制信号需另布电缆；其结构为星形结构，布线量大、维护困难、可扩展性差，适合小系统。

光纤传输

常见的有模拟光端机和数字光端机，是解决几十甚至几百公里电视监控传输的最佳解决方式，通过把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。其优点是：传输距离远、衰减小，抗干扰性能好，适合远距离传输。其缺点是：对于几公里内监控信号传输不够经济；光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理，维护技术要求高，不易升级扩容。

网络传输

是解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式，采用MPEG2/4、H.264音视频压缩格式传输监控信号。其优点是：采用网络视频服务器作为监控信号上传设备，只要有Internet网络的地方，安装上远程监控软件就可监看和控制。其缺点是：受网络带宽和速度的限制，目前的ADSL只能传输小画面、低画质的图像；每秒只能传输几到十几帧图像，动画效果十分明显并有延时，无法做到实时监控。

微波传输

是解决几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式之一。采用调频调制或调幅调制的办法，将图像搭载到高频载波上，转换为高频电磁波在空中传输。其优点是：综合成本低，性能更稳定，省去布线及线缆维护费用；可动态实时传输广播级图像，图像传输清晰度不错，而且完全实时；组网灵活，可扩展性好，即插即用；维护费用低。其缺点是：由于采用微波传输，频段在1GHz以上，常用的有L波段（1.0～2.0GHz）、S波段（2.0～3.0GHz）、Ku波段（10～12GHz）,传输环境是开放的空间，如果在大城市使用，无线电波比较复杂，相对容易受外界电磁干扰；微波信号为直线传输，中间不能有山体、建筑物遮挡；如果有障碍物，需要加中继加以解决，Ku波段受天气影响较为严重，尤其是雨雪天气会有比较严重的雨衰现象。不过现在也有数字微波视频传输产品，抗干扰能力和可扩展性都提高不少。

双绞线传输

（平衡传输）：也是视频基带传输的一种，将75Ω的非平衡模式转换为平衡模式来传输的。是解决监控图像1Km内传输，电磁环境相对复杂、场合比较好的解决方式，将监控图像信号处理通过平衡对称方式传输。其优点是：布线简易、成本低廉、抗共模干忧性能强。其缺点是：只能解决1Km以内监控图像传输，而且一根双绞线只能传输一路图像，不适合应用在大中型监控中；双绞线质地脆弱抗老化能力差，不适于野外传输；双绞线传输高频分量衰减较大，图像颜色会受到很大损失。

宽频共缆传输

视频采用调幅调制、伴音调频搭载、FSK数据信号调制等技术，将数十路监控图像、伴音、控制及报警信号集成到“一根”同轴电缆中双向传输。其优点是：充分利用了同轴电缆的资源空间，三十路音视频及控制信号在同一根电缆中双向传输、实现 “一线通”；施工简单、维护方便，大量节省材料成本及施工费用；频分复用技术解决远距传输点位分散，布线困难监控传输问题；射频传输方式只衰减载波信号，图像信号衰减比较小，亮度、色度传输同步嵌套，保证图像质量达到4级左右；采用75Ω同轴非平衡方式传输使其具有很强抗干扰能力，电磁环境复杂场合仍能保证图像质量。其缺点是：采用弱信号传输，系统调试技术要求高，必须使用专业仪器，如果干线线路有一台设备有问题，可能导致整个系统没图像，另外宽频调制端需外加AC220V交流电源供电（但目前大多监控点都具备AC220V交流电源这个条件）。

无线SmartAir传输

SmartAir技术是目前通信业界唯一的单天线模式千兆级无线高速传输技术。其采用多频带OFDM空口技术，TDMA的低延时调度技术，以及低密度奇偶校验码LDPC，自适应调制编码AMC和混合自动重传HARQ等高级无线通信技术，实现到达1Gbps的传输速率

优势

1、 综合成本低，性能更稳定。只需一次性投资，无须挖沟埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合；在许多情况下，用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制，例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境，对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便，采用有线的施工周期将很长，甚至根本无法实现。这时，采用无线监控可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便、扩容能力强，迅速收回成本的优点。

2、组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。

3、 维护费用低。无线监控维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、免维护系统。

4、无线监控系统是监控和无线传输技术的结合，它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心，并且自动形成视频数据库便于日后的检索。

5、 在无线监控系统中，无线监控中心实时得到被监控点的视频信息，并且该视频信息是连续、清晰的。在无线监控点，通常使用摄像头对现场情况进行实时采集，摄像头通过无线视频传输设备相连，并通过由无线电波将数据信号发送到监控中心。

2. 无线传感器网络体系结构包括哪些部分

传感器网络系统通常包括传感器节点（sensor）、汇聚节点（sink node）和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域（sensor field）内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。 传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元：传感单元（由传感器和模数转换功能模块组成）、处理单元（由嵌入式系统构成，包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等）、通信单元（由无线通信模块组成）、以及电源部分。此外，可以选择的其它功能单元包括：定位系统、运动系统以及发电装置等。

3. 无线网络技术及特点

无线网络技术及特点

无线网络因其灵活性强、可扩展、可移动等优势，被广泛应用于社会生活的诸多领域，可以说现阶段人们的日常生活已经无法离开无线网络系统。下面我为大家搜索整理了关于无线网络技术及特点，欢迎参考阅读，希望对您有所帮助!

无线网络技术及特点 篇1

一、无线网络的分类

1.无线个域网

无线个人区域网(或无线个域网)。就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来，整个网络的范围大约为10米。

2.无线局域网

无线局域网络是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

3.无线城域网

无线城域网络是指用户在一定的城区多个场所之间建立无线连接，不必花费很高的费用铺设光缆、电缆和对外租用线路。此外，在有线网络宽带的租赁线路不能完好使用时，WMAN可以充当备用网络使用。WMAN 的使用是通过无线电波、红外线光波传送数据。尽管目前我们正在使用的各种不同技术，如多路多点分布式服务 (MMDS) 和本地多点分布式服务 (LMDS)，但负责制定网络宽带无线访问标准的 IEEE 802.16 技术人员仍在开发规范以便实现这些技术的标准化。

4.无线广域网络

无线广域网络是指用户通过远程公用网络或者专用用户网络建立的无线网络技术。其主要是通过使用由无线服务供应商负责维护的若干天线基站或者卫星系统，可以覆盖广大的地理区域。目前的无线网络技术被称为第二代系统(我们俗称为2G)。第二代系统(2G)包括移动通信全球系统(GSM)、蜂窝式数字分组数据(CDPD) 和码分多址 (CDMA)。目前正努力从 第二代(2G )网络向第三代 (3G) 技术过渡。

二、无线网络的特点分析

1.更具灵活性

无线网络可以更方便地照顾到有线网络不能顾及的地方，而且架设很方便。对经常需要变动网络布线结构和用户需要更大范围移动计算机的地方，使用无线局域网可以克服线缆限制引起的不便性，对于时间紧、需要迅速建立通讯而使用有线网架设不便、成本高或耗时长的情况也可使用无线局域网。

2.速度只有百兆，但使用更方便

千兆有线网虽然在骨干网络中早已跨入应用主流，但在实际家庭或小型办公应用中，百兆有线网络仍是绝对主流。所以从实际应用来看，目前的无线网络已能提供接近与有线网络的速度。虽然这种速度的保障对距离的要求更为苛刻，但便利性和性能间的矛盾对目前的整个网络技术来说，都是需要突破的。

3.安全性已能保障普通应用

现在的无线产品已能提供多重安全防护。支持64/128/152位WEP数据加密，同时支持WPA、IEEE 802.1X、TKIP、AES等加密与安全机制。支持SSID广播控制，支持基于MAC地址的访问控制，再配合强大的防火墙特性，可有效防止入侵，为无线通信提供强大的安全保护。

4.价格虽高于有线，但已可接受

对于普通的家庭用户和小型办公用户来说，无线的主要比较对象就是百兆有线家庭网络。同样以组建一个4台电脑的小型家庭无线网络为例，其投入可分为两类。组建Ad-Hoc对等网络，不需要投入无线AP，只需要购买无线网卡。以已有笔记本电脑集成有两块无线网卡为例，还需要为其它电脑购买两块网卡。虽然一些11M的产品60-80元就能拿下，但54M产品仍需要100元以上。

如果组建Infrastructure中心式无线网络，那么无线AP就是必需。由于市场中单纯性SOHO级无线AP已被淘汰，所于集无线AP和宽带路由器与一身的无线路由器成为必选。

三、无线网络主流技术及特点分析

1.无线宽带

Wi-Fi俗称为无线宽带，就是IEEE 802.11b的别称，它是一种短程的无线传输技术，能够在几百米的地理范围内支持互联网接入的一种无线电信号。随着网络技术的发展，以及IEEE 802.11a 和IEEE 802.11g等标准的出现， IEEE 802.11 这个标准已被统称作无线宽带(即Wi-Fi)。从实际应用上来说，要使用无线宽带(Wi-Fi)，用户先要有 与Wi-Fi 相互兼容的用户端装置。

无线网络技术及特点 篇2

1．前言

通信网络随着INTERNET的飞速发展,从传统的布线网络发展到了无线网络，作为无线网络之一的无线局域网WLAN（WirelessLocalArea Network），满足了人们实现移动办公的梦想，为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。

2．WLAN的概念

WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网LAN（LocalAreaNetwork）的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

3．WLAN的特点

WLAN开始是作为有线局域网络地延伸而存在的，各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步发展，WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为“公共无线局域网”，成为国际互联网INTERNET宽带接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。

4．WLAN的标准

由于WLAN是基于计算机网络与无线通信技术，在计算机网络结构中，逻辑链路控制（LLC）层及其之上的应用层对不同的物理层的要求可以是相同的，也可以是不同的，因此，WLAN标准主要是针对物理层和媒质访问控制层(MAC)，涉及到所使用的无线频率范围、空中接口通信协议等技术规范与技术标准。

4.1IEEE802.11X

（1）IEEE802.11

1990年IEEE802标准化委员会成立IEEE802.11WLAN标准工作组。IEEE802.11（别名：Wi-Fi(WirelessFidelity) 无线保真）是在1997年6月由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准，该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范。物理层定义了数据传输的信号特征和调制，定义了两个RF传输方法和一个红外线传输方法，RF传输标准是跳频扩频和直接序列扩频，工作在2.4000～2.4835GHz频段。

IEEE802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据访问，速率最高只能达到2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，所以IEEE802.11标准被IEEE802.11b所取代了。

（2）IEEE802.11b

1999年9月IEEE802.11b被正式批准，该标准规定WLAN工作频段在2.4-2.4835GHz，数据传输速率达到11Mbps,传输距离控制在50-150英尺。该标准是对IEEE 802.11的一个补充，采用补偿编码键控调制方式，采用点对点模式和基本模式两运作模式，在数据传输速率方面可以根据实际情况在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率间自动切换，它改变 了WLAN设计状况，扩大了WLAN的应用领域。

IEEE802.11b已成为当前主流的WLAN标准，被多数厂商所采用，所推出的产品广泛应用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合，但是由于许多WLAN的新标准的出现，IEEE802.11a和IEEE802.11g更是倍受业界关注。

（3）IEEE802.11a

1999年，IEEE802.11a标准制定完成，该标准规定WLAN工作频段在5.15-8.825GHz，数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo),传输距离控制在10-100米。该标准也是IEEE 802.11的一个补充，扩充了标准的物理层，采用正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术，采用QFSK调制方式，可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，支持多种业务如话音、数据和图像等，一个扇区可以接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。

IEEE802.11a标准是IEEE802.11b的后续标准，其设计初衷是取代802.11b标准，然而，工作于2.4GHz频带是不需要执照的，该频段属于工业、教育、医疗等专用频段，是公开的，工作于5.15-8.825GHz频带需要执照的。一些公司仍没有表示对802.11a标准的`支持，一些公司更加看好最新混合标准――802.11g。

（4）IEEE802.11g

目前，IEEE推出最新版本IEEE802.11g认证标准,该标准提出拥有IEEE802.11a的传输速率，安全性较IEEE802.11b好，采用2种调制方式，含802.11a中采用的OFDM与IEEE802.11b中采用的CCK，做到与802.11a和802.11b兼容。

虽然802.11a较适用于企业，但WLAN运营商为了兼顾现有802.11b设备投资，选用802.11g的可能性极大。

（5）IEEE802.11i

IEEE802.11i标准是结合IEEE802.1x中的用户端口身份验证和设备验证，对WLANMAC层进行修改与整合,定义了严格的加密格式和鉴权机制，以改善WLAN的安全性。IEEE802.11i新修订标准主要包括两项内容：“Wi-Fi保护访问”(Wi-Fi Protected Access：WPA)技术和“强健安全网络”(RSN)。Wi-Fi联盟计划采用 802.11i标准作为WPA的第二个版本，并于2004年初开始实行。

IEEE802.11i标准在WLAN网络建设中的是相当重要的，数据的安全性是WLAN设备制造商和WLAN网络运营商应该首先考虑的头等工作。

（6）IEEE802.11e/f/h

IEEE802.11e标准对WLANMAC层协议提出改进，以支持多媒体传输，以支持所有WLAN无线广播接口的服务质量保证QOS机制。

IEEE802.11f，定义访问节点之间的通讯，支持IEEE802.11的接入点互操作协议（IAPP）。

IEEE802.11h用于802.11a的频谱管理技术。

4．2HIPERLAN

欧洲电信标准化协会(ETSI)的宽带无线电接入网络(BRAN)小组着手制定Hiper(HighPerformanceRadio)接入泛欧标准，已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HIPERLAN1推出时，数据速率较低，没有被人们重视，在2000年，HIPERLAN2标准制定完成，HIPERLAN2标准的最高数据速率能达到54Mbit/s，HIPERLAN2标准详细定义了WLAN的检测功能和转换信令，用以支持许多无线网络，支持动态频率选择、无线信元转换、链路自适应、多束天线和功率控制等。该标准在WLAN性能、安全性、服务质量QOS等方面也给出了一些定义。

HiperLAN1对应1EEE802.11b，HiperLAN2与1EEE082.11a具有相同的物理层，他们可以采用相同的部件，并且，HiperLAN2强调与3G整合。HIPERLAN2标准也是目前较完善的WLAN协议。

4．3HomeRF

HomeRF工作组是由美国家用射频委员会领导于1997年成立的，其主要工作任务是为家庭用户建立具有互操作性的话音和数据通信网，2001年8月推出HomeRF2.0版，集成了语音和数据传送技术，工作频段在10GHz，数据传输速率达到10Mbps，在WLAN的安全性方面主要考虑访问控制和加密技术。

HomeRF是针对现有无线通信标准的综合和改进：当进行数据通信时，采用IEEE802.11规范中的TCP/IP传输协议；进行语音通信时，则采用数字增强型无绳通信标准。

除了IEEE802.11委员会、欧洲电信标准化协会和美国家用射频委员会之外，无线局域网联盟WLANA（WirelessLAN Association）在WLAN的技术支持和实施方面也做了大量工作。WLANA是由无线局域网厂商建立的非营利性组织，由3Com、Aironet、Cisco、Intersil、Lucent、Nokia、Symbol和中兴通讯等厂商组成，其主要工作验证不同厂商的同类产品的兼容性，并对WLAN产品的用户进行培训等。 4．4 中国WLAN规范

中华人民共和国国家信息产业部正在制订WLAN的行业配套标准，包括：《公众无线局域网总体技术要求》和《公众无线局域网设备测试规范》。该标准涉及的技术体制包括IEEE802.11X系列(IEEE802.11、802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、 IEEE802.11h、 IEEE802.11i)和HIPERLAN2。信息产业部通信计量中心承担了相关标准的制订工作，并联合设备制造商和国内运营商进行了大量的试验工作，同时，信息产业部通信计量中心和中兴通讯股份有限公司等联合建成了WLAN的试验平台，对WLAN系统设备的各项性能指标、兼容性和安全可靠性等方面进行全方位的测评。

此外，由信息产业部科技公司批准成立的“中国宽带无线IP标准工作组（www.chinabwips.org）”在移动无线IP接入、IP的移动性、移动IP的安全性、移动IP业务等方面进行标准化工作。2003年5月，国家首批颁布了由“中国宽带无线IP标准工作组”负责起草的WLAN两项国家标准：《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规范》、《信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网特定要求 第11部分：无线局域网媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规范：2.4GHz频段较高速物理层扩展规范》。这两项国家标准所采用的依据是ISO/IEC8802.11和ISO/IEC8802.11b，两项国家标准的发布，将规范WLAN产品在我国的应用。

5．WLAN网络结构

一般地，WLAN有两种网络类型：对等网络和基础结构网络。

对等网络：由一组有无线接口卡的计算机组成。这些计算机以相同的工作组名、ESSID和密码等对等的方式相互直接连接，在WLAN的覆盖范围的之内，进行点对点与点对多点之间的通信通信。

基础结构网络：在基础结构网络中，具有无线接口卡的无线终端以无线接入点AP为中心，通过无线网桥AB、无线接入网关AG、无线接入控制器AC和无线接入服务器AS等将无线局域网与有线网网络连接起来，可以组建多种复杂的无线局域网接入网络，实现无线移动办公的接入。

6．WLAN应用

作为有线网络无线延伸，WLAN可以广泛应用在生活社区、游乐园、旅馆、机场车站等游玩区域实现旅游休闲上网；可以应用在政府办公大楼、校园、企事业等单位实现移动办公，方便开会及上课等；可以应用在医疗、金融证券等方面，实现医生在路途中对病人在网上诊断，实现金融证券室外网上交易。

对于难于布线的环境，如老式建筑、沙漠区域等，对于频繁变化的环境，如各种展览大楼；对于临时需要的宽带接入，流动工作站等，建立WLAN是理想的选择。

6.1销售行业应用

对于大型超市来讲，商品的流通量非常大，接货的日常工作包括定单处理、送货单、入库等需要在不同地点的现场将数据录入数据库中。仓库的入库和出库管理，物品的搬动较多，数据在变化，目前，很多的做法是手工做好记录，然后再将数据录入数据库中，这样费时而且易错，采用WLAN，即可轻松解决上面两个问题，在超市的各个角落，在接货区、在发货区、货架、中仓库中利用WLAN，可以现场处理各种单据。

6.2物流行业应用

随着我国WTO的加入，各个港口、储存区对物流业务的数字化提出了较高的要求。一个物流公司一般都有一个网络处理中心，还有些办公地点分布在比较偏僻的地方，对于那些运输车辆、装卸装箱机组等的工作状况，物品统计等等，需要及时将数据录入并传输到中心机房。部署WLAN是物流业的一项现代化必不可少的基础设施。

6.3电力行业应用

如何对遥远的变电站进行遥测、遥控、遥调，这是摆在电力系统的一个老问题。WLAN能监测并记录变电站的运行情况，给中心监控机房提供实时的监测数据，也能够将中心机房的调控命令传入到各个变电站。这是WLAN在电力系统遍布到千家万户，但又无法完全用有线网络来检测与控制的一个潜在应用。

6.4服务行业应用

由于PC机的移动终端化、小型化，一个旅客在进入一个酒店的大厅要及时处理邮件，这时酒店大堂的InternetWLAN接入是必不可少的；客房Internet无线上网服务也是需要的，尤其是星级比较高的酒店，客人可能在床上躺着上网，客人希望无线上网无处不在，由于WLAN的移动性、便捷性等特点，更是受到了一些大中型酒店的青睐。

在机场和车站是旅客候机候车的一段等待时光，这时打开笔记本电脑来上上网，何尝不是高兴的事儿，目前，在北美和欧洲的大部分机场和车站，都部署了WLAN，在我国，也在逐步实施和建设中。

6.5教育行业应用

WLAN可以让教师和学生对教与学的时时互动。学生可以在教师、宿舍、图书馆利用移动终端机向老师问问题、提交作业；老师可以时时给学生上辅导课。学生可以利用WLAN在校园的任何一个角落访问校园网。WLAN可以成为一种多媒体教学的辅助手段。

6.6证券行业应用

有了WLAN，股市有了菜市场般的普及和活跃。原来，很多炒股者利用股票机看行情，现在不用了，WLAN能够让您实现实时看行情，时时交易。股市大户室也可以不去了，不用再为大户室交纳任何费用。

6.7展厅应用

一些大型展览的展厅内，一般都布有WLAN，服务商、参展商、客户走入大厅内可以随时接入Internet。WLAN的可移动性、可重组性、灵活性为会议厅和展会中心等具有临时租用性质的服务行业提供了盈利的无限空间。

6.8中小型办公室/家庭办公应用

WLAN可以让人们在中小型办公室或者在家里任意的地方上网办公，收发邮件,随时随地可以连接上Internet,上网资费与有线网络一样，有了WLAN，我们的自由空间增大了。

6.9企业办公楼之间办公应用

对于一些中大型企业，有一个主办公楼，还有其他附属的办公楼，楼与楼之间、部门与部门之间需要通信，如果搭健有限网络，需要支付昂贵的月租费和维护费，而WLAN不需要，也不需要综合布线，一样能够实现有限网络的功能。

7．WLAN安全

WLAN应用中，对于家庭用户、公共场景安全性要求不高的用户，使用VLAN（VirtualLocalAreaNetworks）隔离、MAC地址过滤、服务区域认证ID（ESSID）、密码访问控制和无线静态加密协议WEP(Wired Equivalent Privacy)可以满足其安全性需求。但对于公共场景中安全性要求较高的用户，仍然存在着安全隐患，需要将有线网络中的一些安全机制引进到WLAN中，在无线接入点AP（Access Point）实现复杂的加密解密算法，通过无线接入控制器AC，利用PPPoE或者DHCP+WEB认证方式对用户进行第二次合法认证，对用户的业务流实行实时监控。这方面的WLAN安全策略有待于实践与进一步探讨并完善。

4. 论述网络中处于不同层次的网络连接设备的功能和特点

1、物理层：中继器(Repeater)和集线器(Hub)。用于连接物理特性相同的网段，这些网段，只是位置不同而已。Hub
的端口没有物理和逻辑地址。

2、逻辑链路层：网桥(Bridge)和交换机(Switch)。用于连接同一逻辑网络中、物理层规范不同的网段，这些网段的拓扑结构和其上的数据帧格式，都可以不同。Bridge和Switch的端口具有物理地址，但没有逻辑地址。

3、网络层：路由器(Router)。用于连接不同的逻辑网络。Router的每一个端口都有唯一的物理地址和逻辑地址。

4、应用层：网关(Gateway)。用于互连网络上，使用不同协议的应用程序之间的数据通信，目前尚无硬件产品。

前两者属于OSI和TCP/IP模型的最低层，即物理层，起到数字信号放大和中转的作用。

中继器(REPEATER)，用来延长网络距离的互连设备。(局域网络互连长度是有限制，不是无限，例如在10M以太网中，任何两个数据终端设备允许的传输通路最多为5个中继器、4个中继器组成)。REPEATER可以增强线路上衰减的信号，它两端即可以连接相同的传输媒体，也可以连接不同的媒体，如一头是同轴电缆另一头是双绞线。

集线器(HUB)实际上就是一个多端口的中继器，它有一个端口与主干网相连，并有多个端口连接一组工作站。它应用于使用星型拓扑结构的网络中，连接多个计算机或网络设备。集线器又分成：1
能动式，2 被动式，3 混合式。1
动能式：对所连接的网络介质上的信号有再生和放大的作用，可使所连接的介质长度达到最大有效长度，需要有电源才能工作，目前多数HUB为此类型。2
被动式只充当连接器，其不需要电源就可以工作，市场上已经不多见。3 混合式：可以连接多种类型线缆，如同轴和双绞线。

集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。

网桥和交换机属于OSI和TCP/IP的第二层，即数据链路层。数据链路层的作用包括数据链路的建立、维护和拆除、帧包装、帧传输、帧同步、帧差错控制以及流量控制等。

网桥(BRIDGE)工作在数据链路层，将两个局域网(LAN)连起来，根据MAC地址(物理地址)来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”(路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发)。它可以有效地联接两个LAN，使本地通信限制在本网段内，并转发相应的信号至另一网段，网桥通常用于联接数量不多的、同一类型的网段。

网桥通常有透明网桥和源路由选择网桥两大类。 1、透明网桥

简单的讲，使用这种网桥，不需要改动硬件和软件，无需设置地址开关，无需装入路由表或参数。只须插入电缆就可以，现有LAN的运行完全不受网桥的任何影响。

2、源路由选择网桥

源路由选择的核心思想是假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一局域网(LAN)上。当发送一帧到另外的网段时，源机器将目的地址的高位设置成1作为标记。另外，它还在帧头加进此帧应走的实际路径。

交换机(SWITCH)是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。

使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。

总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。

其实SWITCH的前身就是网桥。交换机是使用硬件来完成以往网桥使用软件来完成过滤、学习和转发过程的任务。SWITCH速度比HUB快，这是由于HUB不知道目标地址在何处，发送数据到所有的端口。而SWITCH中有一张路由表，如果知道目标地址在何处，就把数据发送到指定地点，如果它不知道就发送到所有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量，提高效率。但是交换机的功能还不止如此，它可以把网络拆解成网络分支、分割网络数据流，隔离分支中发生的故障，这样就可以减少每个网络分支的数据信息流量而使每个网络更有效，提高整个网络效率。目前有使用SWITCH代替HUB的趋势。

路由器(ROUTER)位于网络层，用于连接多个逻辑上分开的网络，几个使用不同协议和体系结构的网络。当一个子网传输到另外一个子网时，可以用路由器完成。它具有判断网络地址和选择路径的功能，过滤和分隔网络信息流。一方面能够跨越不同的物理网络类型(DDN、FDDI、以太网等等)，另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位，使网络具有一定的逻辑结构。

对于不同规模的网络，路由器作用的侧重点有所不同：

1、在主干网上，路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器，必须知道到达所有下层网络的路径。这需要维护庞大的路由表，并对连接状态的变化作
出尽可能迅速的反应。路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。

2、在地区网中，路由器的主要作用是网络连接和路由选择，即连接下层各个基层网络单位——园区网，同时，负责下层网络之间的数据转发。

3、在园区网内部，路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网(LAN)，其中所有主机处于同一个逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大，局域网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中，各个子网在逻辑上独立，而路由器就是唯一能够分隔它们的设备，它负责子网间的报文转发和广播隔离，在边界上的路由器则负责与上层网络的连接

5. Wi-Fi的组成结构

一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称，一般翻译为“无线访问接入点”，或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用，无线保真更显优势，有线宽带网络(ADSL、小区LAN等）到户后，连接到一个AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。 随着无线网络的不断兴起和发展，2010年无线网络模块的应用领域相当广泛！
但是无线保真模块毕竟是一高频性质的产品，它不象普通的消费类电子产品，生产设计的时候会有一些莫名其妙的现象和问题，让一些没有高频设计经验的工程师费劲心思，有相关经验的从业人员，往往也是需要借助昂贵的设备来协助分析。
对于无线网络部分的处理，有直接把无线保真部分Layout到PCB主板上去的设计，这种设计，需要勇气和技术，因为本身模块的价格不高，主板对应的产品价格不菲，当有无线保真部分产生的问题，调试更换比较麻烦，直接报废可惜；所以很多设计都愿意采用模块化的无线保真部分，这样可以直接让Wi-Fi部分模块化，处理起来方便，而且模块可以直接拆卸，对于产品的设计风险和具体的耗损也有很大帮助。
具体的硬件设计应该和相关无线保真模块咨询时,要考虑清楚以下方面：
通信接口方面：2010年基本是采用USB接口形式，PCIE和SDIO的也有少部分，PCIE的市场份额应该不大，多合一的价格昂贵，而且实用性不强，集成的很多功能都不会使用，其实也是一种浪费。
供电方面：多数是用5V直接供电，有的也会利用主板设计中的电源共享，直接采用3.3V供电。
天线的处理形式：可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线；也可以通过I-PEX接头，连接天线延长线，然后让天线外置。
规格尺寸方面：这个可以根据具体的设计要求，最小的有nano型号（可以直接做nano无线网卡）；有可以做到迷你型的12*12左右（通常是外置天线方式采用）；通常是25*12左右的设计多点（基本是板载天线和陶瓷天线多，也有外置天线接头）。
跟主板连接的形式:可以直接SMT,也可以通过2.54的排针来做插件连接（这种组装/维修方便）。
软件的调试要结合具体的方案主控，毕竟无线保真部分仅仅是一个无线的收发而已。很多用户在咨询的时候，很容易混淆！可以说，2013年无线保真模块应用最火爆的领域就是MID市场，同时传统的一些网络领域应用市场也有渗透，比如一些工业控制领域/网络播放领域/甚至一些遥控领域也有在考虑的，基本上是能用到网络的部分都希望尝试无线化！ 一个无线保真联接点网络成员和结构站点（Station），网络最基本的组成部分。
基本服务单元（Basic Service Set,BSS）是网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态地联结（Associate）到基本服务单元中。
分配系统（Distribution System,DS）。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介（Medium）逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介，例如同一个无线频段。
接入点（Access Point,AP）。接入点既有普通站点的身份，又有接入到分配系统的功能。
扩展服务单元（Extended Service Set,ESS）。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上，并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。
关口（Portal），也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。
这儿有3种媒介，站点使用的无线的媒介，分配系统使用的媒介，以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。
IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址（Addressing）。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统，只是定义了分配系统应该提供的服务（Service）。整个无线局域网定义了9种服务，
5种服务属于分配系统的任务，分别为，联接（Association），结束联接（Diassociation），分配（Distribution），集成（Integration），再联接（Reassociation）。
4种服务属于站点的任务，分别为，鉴权（Authentication），结束鉴权（Deauthentication），隐私（Privacy）， MAC数据传输（MSDU delivery）。

6. 无线传感器网络体系结构包括哪些部分，各部分的

结构
传感器网络系统通常包括传感器节点EndDevice、汇聚节点Router和管理节点Coordinator。
大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

传感器节点
处理能力、存储能力和通信能力相对较弱，通过小容量电池供电。从网络功能上看，每个传感器节点除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合，并与其他节点协作完成一些特定任务。

汇聚节点
汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强，它是连接传感器网络与Internet 等外部网络的网关，实现两种协议间的转换，同时向传感器节点发布来自管理节点的监测任务，并把WSN收集到的数据转发到外部网络上。汇聚节点既可以是一个具有增强功能的传感器节点，有足够的能量供给和更多的、Flash和SRAM中的所有信息传输到计算机中，通过汇编软件，可很方便地把获取的信息转换成汇编文件格式，从而分析出传感节点所存储的程序代码、路由协议及密钥等机密信息，同时还可以修改程序代码，并加载到传感节点中。

管理节点
管理节点用于动态地管理整个无线传感器网络。传感器网络的所有者通过管理节点访问无线传感器网络的资源。
无线传感器测距
在无线传感器网络中，常用的测量节点间距离的方法主要有TOA（Time of Arrival），TDOA（Time Difference of Arrival）、超声波、RSSI（Received Sig nalStrength Indicator）和TOF（Time of Light）等。

7. 简述无线网的5大特点

1.传输距离远，覆盖范围大。单个AP覆盖范围可达到10000平方米

2、传输速率高。速率可达到11M。

3、系统传输容量满足要求。Wi-Fi技术特别适合于POS系统这种需要传输大量突发性数据的场合。

4、安全性高。提供“安全多模”能力，支持WAPI/WEP/WPA/WPA2 安全标准，安全标准可以通过软件进行配置。

5 良好的扩展性。

考虑到未来业务的增长和变化，应具备充分的可扩展性，包括多种接入方式的提供和接入的可扩展性，带宽的扩展与速率的平滑升级以及处理能力的可扩展性，依托正在被大规模部署的Wi-Fi网络所带来的成熟的技术、各种层出不穷的Wi-Fi设备、既有的网络设施、架构支持、丰富的网络知识，使用Wi-Fi可最大程度地减少对网络架构和现有设备的调整。

8. 无线传感器网络的特点及关键技术

无线传感器网络的特点及关键技术

无线传感器网络被普遍认为是二十一世纪最重要的技术之一，是目前计算机网络、无线通信和微电子技术等领域的研究热点。下面我为大家搜索整理了关于无线传感器网络的特点及关键技术，欢迎参考阅读！

一、无线传感器网络的特点

与其他类型的无线网络相比，传感器网络有着鲜明的特征。其主要特点可以归纳如下：

（一）传感器节点能量有限。当前传感器通常由内置的电池提供能量，由于体积受限，因而其携带的能量非常有限。如何使传感器节点有限的能量得到高效的利用，延长网络生存周期，这是传感器网络面临的首要挑战。

（二）通信能力有限。无线通信消耗的能量与通信距离的关系为E=kdn。其中，参数n的取值为2≤n≤4，n的取值与许多因素有关。但是不管n具体的取值，n的取值范围一旦确定，就表明，无线通信的能耗是随着距离的增加而更加急剧地增加的。因此，在满足网络连通性的要求下，应尽量采用多跳通信，减少单跳通信的距离。通常，传感器节点的通信范围在100m内。

（三）计算、存储和有限。一方面为了满足部署的要求，传感器节点往往体积小；另一方面出于成本控制的目的`，节点的价格低廉。这些因素限制了节点的硬件资源，从而影响到它的计算、存储和通信能力。

（四）节点数量多，密度高，覆盖面积广。为了能够全面准确的监测目标，往往会将成千上万的传感器节点部署在地理面积很大的区域内，而且节点密度会比较大，甚至在一些小范围内采用密集部署的方式。这样的部署方式，可以让网络获得全面的数据，提高信息的可靠性和准确性。

（五）自组织。传感器网络部署的区域往往没有基础设施，需要依靠传感器节点协同工作，以自组织的方式进行网络的配置和管理。

（六）拓扑结构动态变化。传感器网络的拓扑结构通常是动态变化的，例如部分节点故障或电量耗尽退出网络，有新的节点被部署并加入网络，为节约能量节点在工作和休眠状态间进行切换，周围环境的改变造成了无线通信链路的变化，以及传感器节点的移动等都会导致传感器网络拓扑结构发生变化。

（七）感知数据量巨大。传感器网络节点部署范围大、数量多，且网络中的每个传感器通常都产生较大的流式数据并具有实时性，因此网络中往往存在数量巨大的实时数据流。受传感器节点计算、存储和带宽等资源的限制，需要有效的分布式数据流管理、查询、分析和挖掘方法来对这些数据流进行处理。

（八）以数据为中心。对于传感器网络的用户而言，他们感兴趣的是获取关于特定监测目标的真实可靠的数据。在使用传感器网络时，用户直接使用其关注的事件作为任务提交给网络，而不是去访问具有某个或某些地址标识的节点。传感器网络中的查询、感知、传输都是以数据为中心展开的。

（九）传感器节点容易失效。由于传感器网络应用环境的特殊性以及能量等资源受限的原因，传感器节点失效（如电池能量耗尽等）的概率远大于传统无线网络节点。因此，需要研究如何提高数据的生存能力、增强网络的健壮性和容错性以保证部分传感器节点的损坏不会影响到全局任务的完成。此外，对于部署在事故和自然灾害易发区域的无线传感器网络，还需要进一步研究当事故和灾害导致大部分传感器节点失效时如何最大限度地将网络中的数据保存下来，以提供给灾害救援和事故原因分析等使用。

二、关键技术

无线传感器网络作为当今信息领域的研究热点，设计多学科交叉的研究领域，有非常多的关键技术有待研究和发现，下面列举若干。

（一）网络拓扑控制。通过拓扑控制自动生成良好的拓扑结构，能够提高路由协议和MAC协议的效率，可为数据融合、时间同步和目标定位等多方面奠定基础，有利于节省能量，延长网络生存周期。所以拓扑控制是无线传感器网络研究的核心技术之一。目前，拓扑控制主要研究的问题是在满足网络连通度的前提下，通过功率控制或骨干网节点的选择，剔除节点之间不必要的通信链路，生成一个高效的数据转发网络拓扑结构。

（二）介质访问控制（MAC）协议。在无线传感器网络中，MAC协议决定无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来构建传感器网络系统的底层基础结构。MAC协议处于传感器网络协议的底层部分，对传感器网络的性能有较大影响，是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。传感器网络的强大功能是由众多节点协作实现的。多点通信在局部范围需要MAC协议协调其间的无线信道分配，在整个网络范围内需要路由协议选择通信路径。

在设计MAC协议时，需要着重考虑以下几个方面：

（1）节省能量。传感器网络的节点一般是以干电池、纽扣电池等提供能量，能量有限。

（2）可扩展性。无线传感器网络的拓扑结构具有动态性。所以MAC协议也应具有可扩展性，以适应这种动态变化的拓扑结构。

（3）网络效率。网络效率包括网络的公平性、实时性、网络吞吐量以及带宽利用率等。

（三）路由协议。传感器网络路由协议的主要任务是在传感器节点和Sink节点之间建立路由以可靠地传递数据。由于传感器网络与具体应用之间存在较高的相关性，要设计一种通用的、能满足各种应用需求的路由协议是困难的，因而人们研究并提出了许多路由方案。

（四）定位技术。位置信息是传感器节点采集数据中不可或缺的一部分，没有位置信息的监测消息可能毫无意义。节点定位是确定传感器的每个节点的相对位置或绝对位置。节点定位分为集中定位方式和分布定位方式。定位机制也必须要满足自组织性，鲁棒性，能量高效和分布式计算等要求。

（五）数据融合。传感器网络为了有效的节省能量，可以在传感器节点收集数据的过程中，利用本地计算和存储能力将数据进行融合，取出冗余信息，从而达到节省能量的目的。

（六）安全技术。安全问题是无线传感器网络的重要问题。由于采用的是无线传输信道，网络存在偷听、恶意路由、消息篡改等安全问题。同时，网络的有限能量和有限处理、存储能力两个特点使安全问题的解决更加复杂化了。

9. 无线通信系统由哪几部分组成，各部分起什么作用

无线通信系统（Wireless Communication System）：也称为无线电通信系统，是由发送设备、接收设备、传输媒体（无线信道）三大部分组成的，利用无线电磁波，以实现信息和数据传输的系统。其各部分的作用如下：

1、发送设备

（1）变换器（换能器）：将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音变为电信号。

（2）发射机：将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。

（3）天线：将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。

2、传输媒体——电磁波

在自由空间中, 波长与频率存在以下关系: c = f λ式中: c为光速, f 和λ分别为无线电波的频率和波长, 因此, 无线电波也可以认为是一种频率相对较低的电磁波。 对频率或波长进行分段, 分别称为频段或波段。

不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同, 传播的能力和方式也不同, 因而它们的分析方法和应用范围也不同。无线电波只是一种波长比较长的电磁波, 占据的频率范围很广。

电磁波从发射机天线辐射后，不仅电波的能量会扩散，接收机只能收到其中极小的一 部分，而且在传播过程中，电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射；或在大气层中产生折射或散射，从而造成强度的衰减。

根据无线电波在传播过程所发生的现象 , 电波的传播方主要有绕射（地波），反射和折射（天波），直射（空间波） 。决定传播方式的关键因素是无线电信号的频率。

沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。绕射传播。传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。但地波不受气候影响，可靠性高。

超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。

天波：利用天空的电离层折射和反射而传播的电波，也叫天空波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。

两个突出特点：一是传播距离远，同时产生中间静区地带，二是传播不稳定，随昼夜和季节的变化而变化。因此，短波通信要经党更换波段，以保证质量。

空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的。

在地面进行直射波通信，其接收点的场强由两路组成：一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。

限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物，因此超短波和微波天线要求尽量高架。

3、接收设备

接收是发射的逆过程

（1）接收天线：将空间传播到其上的电磁波→高频电振荡。

（2）接收机：高频电振荡 电信号。

（3）变换器（换能器）：将电信号 所传送信息。

(9)无线网络仪器系统结构与功能特征扩展阅读

无线通信系统按照无线通信系统中关键部分的不同特性，主要有以下一些类型：

1、按照工作频段或传输手段分类

有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。所谓工作频率，主要指发射与接收的射频（RF）频率。射频实际上就是“高频” 的广义语，它是指适合无线电发射和传播的频率。无线通信的一个发展方向就是开辟更高的频段。

2、按照通信方式来分类

主要有（全） 双工、半双工和单工方式。所谓单工通信，指的是只能发或只能收的方式；半双工通信是一种既可以发也可以收但不能同时收发的通信方式；而双工通信是一种可以同时收发的通信方式。第一个图的例子是半双工方式，将天线开关换成双工器就成了双工方式。

3、按照调制方式的不同来划分

有调幅、调频、调相以及混合调制等。

4、按照传送的消息的类型分类

有模拟通信和数字通信，也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。

各种不同类型的通信系统，其系统组成和设备的复杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路及其原理都是相同的，遵从同样的规律。本书将以模拟通信为重点来研究这些基本电路，认识其规律。这些电路和规律完全可以推广应用到其他类型的通信系统。