短距离无线通信技术简介专业知识讲座.ppt

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Networks the global goal,regional,metropolitan area,campus-based,in-house,vertical,hand-over,horizontal,hand-over,integration of heterogeneous fixed andmobile networks with varyingtransmission characteristics,Global Star,-Mobile Phone,GSM CDMA 3G,CT2-DECT-PHS,Wireless LAN,Bluetooth/ZigBee(WPAN),短距离无线通信,一般意义上，只要通信收发双方通过电磁波（红外、无线电微波）传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常是几十米以内，都可以称之为短距离无线通信。,短距离无线通信,通信距离短，覆盖距离一般在,10200m,无线发射器的发射功率较低，发射功率一般小于,100mW,工作频率多为免付费、免申请的全球通用的工业、科学、医学频段,三个重要特征和优势：,低成本,低功耗,对等通信：终端之间对等通信，无须网络设备进行中转，因此空中接口设计和高层协议都相对比较简单,几种常见的短距离无线通信,蓝牙（,Bluetooth,）,红外（,IrDA,）,ZigBee,Wi-Fi,技术,NFC,技术,UWB,（超宽带）,无线自组织网络,高速短距离无线通信,最高数据速率高于,100Mb/s,，通信距离小于,10m,。,低速短距离无线通信,最低数据速率低于,1Mb/s,，通信距离小于,100m,。,蓝牙通信技术,Wireless Personal Area Network(WPAN),无线个人局域网,蓝牙通信技术,蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般,10m,内）的无线电技术。能在包括移动电话、,PDA,、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。,蓝牙的发展和目标,由,Ericsson,、,Nokia,、,Intel,、,Toshiba,和,IBM,共同建立特别兴趣小组，,SIG,（,special interest group,）,现已有,2000,多家公司加入,。,用无线技术联结所有的移动电子设备,蓝牙的基本功能及性能指标,基本功能：利用嵌入式芯片，实现短距离无线连接，替代现有电缆,工作频段：,24002483.5 MHz,之间的,ISM,频带,调制方式：,GFSK,调制指数：,0.28-0.35,扩频方式：跳频扩频,79,个跳频信道,双工方式：时分双工,蓝牙的基本功能及性能指标,无线传输距离：,10,米,100,米,发射功率：,1mW,，,2.5mW,，,100mW,传输类型：数据信息、语音信息,传输速率：,1Mbps,、,2Mbps,、,3Mbps,通信方式和组网方式：点对点、点对多点、微微网,piconet,、散射网,scatternet,蓝牙的优势,开放性优势,低成本,低功耗,芯片尺寸小,点对多点连接,语音和数据混合传输,高抗干扰能力,蓝牙技术的应用,语音,/,数据接入：将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上完成与广域网的连接,外围设备互联：将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上,个人局域网：主要用于个人网络与信息的共享与交换,规格,蓝牙,红外,无线传输媒介,射频无线电波,红外线,标称传输速率(,Mbit/s),1,2,3,1.521,，,4,，,16,数据,/,语音支持,支持语音和数据,只支持数据,传输距离,10100,m,20,cm10m,移动能力,极佳,差,方向性,全向,(360,度，中间可以有障碍,),窄角(30度，中间不能有障碍,),最大功耗,通信30,mA，,待机0.3,mA,数,mA,传输方式,点到点，点到多点,点到点,连接设备数,8,个,2,个,安全措施,鉴权：128,bit,密钥,加密：8128,bit,密钥,靠短距离、小角度传输保证,安全，无其他安全措施,支持组织,SIG,IrDA,主要用途,个人区域网,透明可见范围内的数据传输，近距离遥控,ZigBee,技术,IEEE 802.15.4,协议,ZigBee,技术,Zigbee,是,IEEE 802.15.4,协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。,其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。,主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。,简而言之，,ZigBee,就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。,ZigBee,的起源,工业自动化和家庭智能化对无线数据通信的需求越来越强烈，而蓝牙技术对于这一领域显然有一定的局限。,2002,年,zigbee Alliance,成立。,Zigbee,协议在,2003,年正式问世。,2004,年,zigbee V1.0,诞生。,2006,年,推出,zigbee 2006,比较完善。,2007,年底,zigbee PRO,推出。,ZigBee,的技术优势,数据传输速率低：,10KB/,秒,-250KB/,秒，专注于低传输应用,功耗低：,在低功耗待机模式下，两节普通,5,号电池可使用,6-24,个月,成本低：,ZigBee,数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本,网络容量大：,网络可容纳,65000,个设备,ZigBee,的技术优势,时延短：,典型搜索设备时延为,30ms,，休眠激活时延为,15ms,，活动设备信道接入时延为,15ms,。,网络的自组织、自愈能力强，通信可靠,数据安全：,ZigBee,提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用,AES-128,加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一），各个应用可灵活确定其安全属性,工作频段灵活：,使用频段为,2.4GHz,、,868MHz,（欧洲）和,915MHz,（美国），均为免执照（免费）的频段,ZigBee,的应用,低速无线设备,TV,VCR,DVD,CD,保安,HVAC,照明,门禁,玩具,游戏器具,监视,诊断,传感器,监视,传感器,自动化,控制,工业、农业和商业,消费电子,PC,机的,外围设备,玩具和游戏,个人,健康监护,家庭,自动化,鼠标,键盘,操作杆,ZigBee,的应用实例,结合,ZigBee,和,GPRS,的无线数据传输网络,ZigBee,的应用实例,基于,ZigBee,的油田油井遥测遥控无线通信,Wi-Fi,技术,WLAN,无线局域网,Wi-Fi,技术,Wi-Fi,实际上为制定,802.11,无线网络的组织,，并非代表无线网络。但是后来人们逐渐习惯,用,Wi-Fi,来称呼,802.11b,协议,。它的最大优点就是传输速度较高，另外它的有效距离也很长，同时也与已有的各种,802.11 DSSS,设备兼容。笔记本电脑,上的,迅驰技术就是基于该标准的。,目前无线局域网（,WLAN,）,主流采用,802.11,协议。故常直接称为,WIFI,网络。,Wi-Fi,技术的来源,（,Wireless Fidelity,）俗称无线宽带,1999年时各个厂商为了统一兼容802.11标准的设备而结成了一个标准联盟，称为Wi-Fi Alliance，而Wi-Fi这个名词，也是他们为了能够更广泛的为人们接受而创造出的一个商标类名词,，,也有人把它称作无线保真。,802.11,协议发展历程,过去,未来,现在,802.11ac,802.11ad,IEEE,推出的第一代,WLAN,标准,2.4G,频段传输速率,1M,11b 2.4G频段,，,传输速率提高,到,5.5M,和,11M,11a 5.8G频段传输速率提高到,54M,传输速率提高到,54M,2.4G,频段,兼容,11b,2.4G,频段和,5.8G,频段,传输速率提高到,300M,兼容,11a/11b/11g,6G,以下频段和,60G,频段,传输速率不小于,1Gbit/s,协议正在制定和完善之中,802.11,协议比较,标准号,IEEE 802.11b,IEEE 802.11a,IEEE 802.11g,IEEE 802.11n,标准发布时间,1999,年,9,月,1999,年,9,月,2003,年,6,月,2009,年,9,月,工作频率范围,2.4,2.4835GHz,5.150,5.350GHz,5.475,5.725GHz,5.725,5.850GHz,2.4,2.4835GHz,2.4,2.4835GHz,5.150,5.850GHz,非重叠信道数,3,24,3,15,物理速率（,Mbps,）,11,54,54,600,实际吞吐量（,Mbps,）,6,24,24,100,以上,频宽,20MHz,20MHz,20MHz,20MHz/40MHz,调制方式,CCK/DSSS,OFDM,CCK/DSSS/OFDM,MIMO-OFDM/DSSS/CCK,兼容性,802.11b,802.11a,802.11b/g,802.11a/b/g/n,Wi-Fi,技术特点,优势,无线电波的覆盖范围,相对,广,传输速度非常快，符合个人和社会信息化的需求。,厂商进入该领域的门槛比较低，设备价格低廉,。,信号功率小,，,绿色健康。,工作在,2.4GHz,的,IMS,频段,，,全球统一。,Wi-Fi,技术特点,弊端,工作在,2.4GHz,的,IMS,频段,，,容易受干扰,覆盖范围有限,安全性有待提高,缺乏完善的,QoS,与商业模式,Wi-Fi,技术的应用,手持设备（大部分）,PC,小型办公网络,智能家居,物联网,美国密歇根州运输研究所,(UMTRI),联合汽车厂家和各种机构，准备推出一个基于专用短,程通讯,(DSRC),的云平台，利用,Wi-Fi,技术连接车载电脑和远程交通安全管理平台，在汽,车有可能发生事故前发出警告信息，提醒司机注意安全驾驶，从而减少交通事故的发生。,NFC,技术,Near Field Communication,近距离无线通信,NFC,技术,NFC英文全称Near Field Communication，即近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许在多个电子设备之间实现简单而安全的双向交互。,NFC技术的基本功能是：允许某种设备（通常是手机）在限定范围内从另一种设备或NFC标签中收集数据。,NFC,技术的由来,NFC是由Philips公司和Sony公司在2002年共同联合开发的新一代无线通信技术，并被ECMA和ISO/IEC接收为标准。2004年，Nokia、Philips、Sony公司成立NFC论坛，共同制定了行业应用的相关标准，推广近场通信技术。,NFC技术由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来,在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。,NFC,技术规格,频段：,13.56MHz,通讯距离：约,10,厘米,标准规格：符合国际标准化组织的,ISO18092,、,ISO21481,标准，兼容现有非接触智能卡,ISO14443,标准,传输速度：,106kbps,、,212kbps,、,424kbps,等三种（被动）,846kbps,、,1695kbps,（主动）,NFC,技术特点,近距离无线通讯技术（Near Field Communication）,短距离无线通信（使用范围：一般1-4cm，理论最大10cm）,较低的传输速率（106kbps 414kbps）,非接触式点对点连接（无需发现，无需配对）,多以被动连接方式（反应时间只需0.1s，几乎不消耗电量）,NFC,技术优势,与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为越来越多主要厂商支持的正式标准；,与其他无线连接方式相比，,NFC,是一种近距离的私密通信方式，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信；,相对于,RFID,来说具有距离近、带宽高、能耗低等特点；,比红外更快、更可靠而且简单得多；,与蓝牙相比，,NFC,面向近距离交易，适用于交换财务信 息或敏感的个人信息等重要数据。,NFC,工作模式,类似,IC,卡，保存了,ID,需要刷卡、验票场合,通过读卡器供电,手机没电不影响,和蓝牙、红外似,数据交换、短距离,速度快、功耗低,不同种类设备间交换,声音、图片、视频,一台标准的读卡器,读取其他,NFC,标签,写入其他,NFC,设备,工作模式,卡模式,点对点,读卡器,NFC,技术应用实例,电子钱包,NFC,技术应用实例,广告、信息查询,智能海报,NFC,终端,WAP/Web URL,内容（,audio,video,applet,picture,text),识读标签内容,浏览促销信息,试听，购买，下载,NFC,技术应用实例,游戏共享数据,NFC,版,愤怒的小鸟,，可通过,NFC,技术共享游戏数据,UWB,（超宽带）技术,WPAN,无线个人局域网,UWB,技术,UWB(Ultra Wideband),超宽带是一种不用载波，而采用时间间隔极短,(,小于,1ns),的脉冲进行通信的技术，也称做脉冲无线电,(Impulse Radio),、时域,(Time Domain),或无载波,(Carrier Free),通信。,UWB(Ultra Wide-band)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbits至数Gbits的数据传输速率。,UWB,技术的发展,UWB,（超宽带）概念在,1960,年就被提出,1973,年，第一个,UWB,系统的专利被授予,从其出现到,20,世纪,90,年代之前，,UWB,技术主要用于军事上的雷达系统,1993,年，,R.A.Scholtz,在军事通信会议上发表,论证,IR,进行调时,/,调位多址技术,的论文开辟了将,IR,（脉冲无线电）作为无线通信载体的新途径,随着微电子器件的高速发展，,UWB,技术开始应用于民用领 域，在国际上掀起了研究和应用的热潮，被认为是下一代无线通信的革命性技术,UWB,技术的特点,抗干扰性能强,UWB,采用跳时扩频信号，系统具有 较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与,IEEE802,11a,、,IEEE802,11b,和蓝牙相比，在同等码速条件下，,UWB,具有更强的抗干扰性。,传输速率高,UWB,的数据速率可以达到几十,Mbit,s,到几百,Mbit,s,，有望高于蓝牙,100,倍，也可以高于,IEEE802,11a,和,IEEE802,11b,。,UWB,技术的特点,带宽极宽,UWB,使用的带宽在,1GHz,以上，高达几个,GHz,。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天，开辟了一种新的时域无线电资源。,消耗电能小,通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而,UWB,不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按,0,和,1,发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。,UWB,技术的特点,保密性好,一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；,另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。,发送功率非常小,UWB,系统发射功率非常小，通信设备可以用小于,1mW,的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且，发射功率小，其电磁波辐射对人体的影响也会很小。,UWB,技术的特点,定位精确,冲激脉冲具有很高的定位精确，采用超宽带无线电通信，很容易将定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。超宽带无线电具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，而,GPS,定位系统只能工作在,GPS,定位卫星的可视范围之内；与,GPS,提供绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相对位置，其定位精度可达厘米级，此外，超宽带无线电定位器更为便宜。,工程简单造价便宜,在工程实现上，,UWB,比其它无线技术要简单得多，可以全数字化实现。它只需要以一种数学方式产生脉冲，并对脉冲产生调制，而这些电路都可以被集成到一个芯片上，设备的成本将很低。,UWB,技术的应用,军事方面,UWB,雷达,UWB L PI/D,无线内通系统,(,预警机、舰船等,),战术手持和网络的,PL I/D,电台,警戒雷达,UAV/UGV,数据链,探测地雷,检测地下埋藏的军事目标或以叶簇伪装的物体,UWB,技术的应用,民用方面,地质勘探及可穿透障碍物的传感器,(imaging system),汽车防冲撞传感器等,(vehicle radar system),家电设备及便携设备之间的无线数据通信,(communication and measurements,system),家庭数字娱乐中心,UWB,技术的应用,无线通信系统方面,LAN,和,PAN,短距离无线（,WSN,）,规范,Zigbee,红外,蓝牙,802.11,系列,工作频率,868/915/2.4G,820nm,2.4G,2.4G/5.2G,传输速率,Mb/s,0.25,1.521/4/16,1/2/3,11/54,数据,/,话音,数据,数据,语音,/,数据,数据,最大功耗,mW,13,数个,1100,100,传输方式,点到多点,点到点,点到多点,点到多点,连接设备数,216264,2,7,255,安全措施,32/64/128,位密钥,靠短距离、小角度传输保证,1600,次,/s,调频、,128,位密钥,Wep,加密,支持组织,Zigbee,联盟,IrDA,Bluetooth,IEEE 802.11,主要用途,控制网络,家庭网络,传感器网络,透明可见范围、近距离遥控,个人网络,无线局域网,几种短距离无线通信组网技术的比较,无线自组织网络,Ad Hoc Network,无线自组织（,Ad Hoc,）网络,可看做是一组带有无线收发装置的移动终端所组成的一个临时性多跳自治系统,又称无线对等网，是临时的、无中心的网络，网络中也不需要任何基础设施。,移动终端具有路由功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，这种网络可以独立工作，也可以与,Internet,或蜂窝无线网络连接,又称多跳无线网（,Multi-hop Wireless Network,）,Ad Hoc,网络的背景,Ad Hoc,网络源于军事通信的需要，其前身是分组无线网,(Packet Radio Network),1972,年美国国防部高级研究计划署（,DARPA,）启动分组无线网项目，主要研究分组无线网的应用,1993,年，,DAPRA,启动可存活性自适应网络项目,20,世纪,90,年代开始，,Ad Hoc,网络的研究得到长足进展,Ad Hoc,网络的研究成果,新的路由协议：,主要以广播或组播方式建立网络路由，基本原则是尽量避免广播风暴。例如自组织按需距离向量协议,AODV,、目标序列距离向量协议,DSDV,、区域路由协议,ZRP,等路由协议。,介质访问控制,(MAC),协议：,主要解决隐藏和暴露节点问题，包括,RTS/CTS,方案、控制信道和数据信道分裂的双信道方案、基于定向天线的,MAC,协议等。,Ad Hoc,网络的研究成果,Ad Hoc,网络,与蜂窝网络相结合,，拓展其应用范围，提高系统吞吐量；,其他相关技术，多播或组播协议、地址分配、,TCP,协议、节能控制、安全性、分布式算法、,QoS,等；,用蓝牙节点组建,Ad Hoc,网络,：应用蓝牙技术可组成微微网（,Piconet,），再通过桥（,Bridge,）节点互联，即可形成多跳,Ad Hoc,网络，可称为蓝牙散射网（,Scatternet,）。,Ad Hoc,网络的特点,动态变化的网络拓扑结构,无中心网络的自主性,多跳组网方式,有限的无线传输带宽,移动终端的自主性和局限性,分布式控制网络,安全性差的网络,网络的可扩展性不强,存在单向的无线信道,生存时间短,Ad Hoc,网络的特点,自组织功能,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Ad Hoc,网络的特点,动态变化的网络拓扑,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Ad Hoc,网络的特点,自动最佳路由选择,最佳路由,备选替换路由,有线回传,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Ad Hoc,网络的特点,无缝漫游,最佳路由,备选替换路由,有线回传,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,支持移动,IP,功能,Ad Hoc,网络的特点,方便扩展,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Wi-Fi,Ad Hoc,网络的分类,节点是否移动：,a,、无线传感器网络：各个无线节点静态地随机分布在某一区域；,b,、移动,Ad Hoc,网络：各个无线节点都可以自由移动。很多时候，常把无线,Ad Hoc,网络等同于移动,Ad Hoc,网络。,网络协议分层模型,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,网络层,数据链路层,物理层,表示层,会话层,传输层,Ad hoc,协议层次,ISO/OSI,层次结构,应用服务,传输服务,分组转发和路由,链路控制,/,信道接入,无线信道,网络协议分层模型,ad hoc,物理层,是一组低功率、高能力、能在运动中工作的物理传输设备，提供无线传输能力、完成无线信号编码译码、发送和接收等工作，以支持移动组网。,根据实际应用需要设计,ad hoc,物理层。首先是通信频段的选择，目前通常采用,2.4GHz,的,ISM,免许可的频段。其次，物理层必须选择相应的无线通信机制，以实现良好的收、发信功能。物理层设备可使用多频段、多模式的无线传输方式。,研究重点是软件无线电和超宽带无线电技术。,网络协议分层模型,ad hoc,数据链路层,数据链路层控制对共享无线信道的访问以及对逻辑链路的控制，提供可靠的无线通信的逻辑链路层，以支持有效的介质访问。,数据链路层，分为,MAC,子层和,LLC,子层。,MAC,子层决定了链路层的绝大部分功能。多跳无线网络基于共享访问传输介质，需要,MAC,层利用,CSMA/CA,和,RTS/CTS,机制解决隐藏节点和暴露节点问题。,LLC,子层负责向网络提供统一服务，以屏蔽底层不同的,MAC,方法。,主要研究方向是把多址协议与,CDMA,相结合。,网络协议分层模型,ad hoc,网络层,网络层是,ad hoc,的重点，也是它与其他现有网络的主要区别所在，支持网络工作的传输协议、移动组网算法和动态路由协议。主要进行邻居发现、分组路由、拥塞控制、网络互联等。,一个好的网络层路由协议应该满足以下要求：分布式运行方式；提供无环回路由；按需进行协议操作；可靠的安全性；提供休眠操作和单向链路的支持。,主要任务是研究,ad hoc,网络的路由协议选择。,ad hoc,的路由协议,ad hoc,的路由协议通常分为两大类：表驱动路由协议、按需路由协议。,表驱动路由协议,又称先验式，每个节点维护一张包含到达其它节点路由信息的路由表。,代表性的有：无线路由协议,WRP,、目标序列距离向量协议,DSDV,、鱼眼域状态路由协议,FSR,、优化链路状态路由协议,OLSR,等。,ad hoc,的路由协议,按需路由协议,也称反应式，需发送数据时才查找路由。节点平时不维护路由信息，只有需向目标发送报文时，源节点才会在网络中发起路由查找，找到相应路由。,常用的按需路由协议有：自组织按需距离向量协议,AODV,、时间序列路由协议,TORA,、动态源路由协议,DSRP,、信号稳定路由协议,SSR,等。,按需路由较表驱动路由的开销小，但传输延迟大,网络协议分层模型,ad hoc,传输层,传输层，主要完成端到端通信的建立，目前一般是对有线网中的,TCP/UDP,进行改造，使之适应无线环境。,传输层，为应用层提供可靠的端到端服务，隔离上层与通信子网，并根据网络层特性来高效利用网络资源，包括寻址、复用、流控、按序交付、重传控制、拥塞控制等。,主要需要解决的问题是链路的不稳定性,。,网络协议分层模型,ad hoc,应用层,应用层主要包括建立在,ad hoc,之上的无线应用以及接入移动通信核心网的各种业务。,应用层，提供面向用户的各种应用服务，包括有严格时延和丢包率要求的实时应用（紧急控制信息）、基于,RTP/RTCP,（实时传输协议,/,实时传输控制协议）的音视频应用、无任何服务质量保障的数据包业务等。,ad hoc,的关键技术问题,自组网,特殊的信道共享方式：专用的信道接入协议,动态变化的网络拓扑结构：路由算法和协议,有限的无线传输带宽：网络协议设计,节能问题：电池供电,网络管理：解决移动性管理、节点定位及地址配置等特殊问题,安全问题：用户认证、加密，防窃听、欺骗等抗干扰技术,ad hoc,的关键技术问题,ad hoc,网络设计因素,无线通信技术：数字无线通信技术，最大数据传输速度、端对端的传输延迟及网络的吞吐量等,节点密度：,ad hoc,网络拓扑结构的复杂程度,节点移动速度：相邻节点间相对网络拓扑结构的变化,通信负荷和通信模式：节点的源端流量特性和流量分布将直接影响到网络的吞吐性能,ad hoc,的关键技术问题,ad hoc,网络实现技术,路由协议：有效找到节点问路由的动态路由协议,服务质量,(QoS),：端对端的延迟、带宽和分组丢失率,MAC,协议：隐藏终端和暴露终端问题,功率控制,安全问题：抗干扰技术,Ad hoc,网络的互联：网关节点能运行多种路由协议,Ad hoc,网络的资源管理,这种未能检测出媒体上已存在的信号的问题叫做,隐蔽站问题,(hidden station problem),A,的作用范围,C,的作用范围,A,B,C,D,当,A,和,C,检测不到无线信号时，都以为,B,是空闲的，因而都向,B,发送数据，结果发生碰撞。,其实,B,向,A,发送数据并不影响,C,向,D,发送数据这就是,暴露站问题,(exposed station problem),B,的作用范围,C,的作用范围,A,D,C,B,？,B,向,A,发送数据，而,C,又想和,D,通信。,C,检测到媒体上有信号，于是就不敢向,D,发送数据。,ad hoc,的应用,城域无线通信（无线宽带接入、小区覆盖等）,企业局域网：展览中心、体育场、旅游区、港口、建筑,.,战场侦察网络、战地监测网络、信息中继,各种远程监测,/,监控系统（如环保、水文、地质等）,应急,/,救援通信系统,工业自动化控制,智能交通,传感器监测网络,家庭安全监测系统,公安,/,交警,/,消防,.,ad hoc,的发展趋势,相应标准的制定,:,主要是物理层到网络层,层间信息共享：分层协议的完善,基于可自适应策略控制的自组网：可适应多种环境（大规模、高速网络等）的控制协议,多种无线网络的融合：多频段、多模式,谢谢！,