無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用學(xué)習(xí)筆記
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間學(xué)習(xí)無(wú)線局域網(wǎng),于是和大家分享一下,看完本文你肯定有不少收獲,希望本文能教會(huì)你更多東西。建自組織網(wǎng)絡(luò)不需要增添任何網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,僅需要移動(dòng)節(jié)點(diǎn)及配置一種普通的協(xié)議。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,不需要有中央控制器的協(xié)調(diào)。因此,自組織網(wǎng)絡(luò)使用非集中式的MAC協(xié)議,例如CSMA/CA。但由于該協(xié)議所有節(jié)點(diǎn)具有相同的功能性,因此實(shí)施復(fù)雜并且造價(jià)昂貴。
自組織WLAN另一個(gè)重要方面,在于它不能采用全連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。原因是對(duì)于兩個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)而言,某一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能會(huì)暫時(shí)處于另一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸范圍以外,它接收不到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸信號(hào),因此無(wú)法在這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間直接建立通信。
基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型WLAN利用了高速的有線或無(wú)線局域網(wǎng)骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在基站(BS)的協(xié)調(diào)下接入到無(wú)線局域網(wǎng)信道,基站的另一個(gè)作用是將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。當(dāng)基站執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)時(shí),它被稱為接入點(diǎn)(AP)?;A(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)雖然也會(huì)使用非集中式MAC協(xié)議,如基于競(jìng)爭(zhēng)的802.11協(xié)議可以用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,但大多數(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)都使用集中式MAC協(xié)議,如輪詢機(jī)制。由于大多數(shù)的協(xié)議過(guò)程都由接入點(diǎn)執(zhí)行,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)只需要執(zhí)行一小部分的功能,所以其復(fù)雜性大大降低。
在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)路中,存在許多基站及基站覆蓋范圍下的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)形成的蜂窩小區(qū)。基站在小區(qū)內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋。在目前的實(shí)際應(yīng)用中,大部分無(wú)線局域網(wǎng)WLAN都是基于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
一個(gè)用戶從一個(gè)地點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)地點(diǎn),應(yīng)該被認(rèn)定為離開(kāi)一個(gè)接入點(diǎn),進(jìn)入另一個(gè)接入點(diǎn),這種情形稱為“漫游”。漫游功能要求小區(qū)之間必須有合理的重疊,以便用戶不會(huì)中斷正在通信的鏈路連接。接入點(diǎn)之間也需要相互協(xié)調(diào),以便用戶透明地從一個(gè)小區(qū)漫游到另一個(gè)小區(qū)。發(fā)生漫游時(shí),必須執(zhí)行切換操作。切換既可以通過(guò)交換局,以集中的方式來(lái)控制,也可以通過(guò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn),監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,也就是非集中式切換。
在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)中,小區(qū)一般都比較小。小區(qū)半徑的減小,意味著移動(dòng)節(jié)點(diǎn)傳輸范圍的縮短,這樣可以減少功率損耗。并且,小的蜂窩小區(qū)可以采用頻率復(fù)用技術(shù),從而提高系統(tǒng)頻譜利用率。目前,提高頻譜利用率的常用策略有:固定信道分配(FCA)、動(dòng)態(tài)信道分配(DCA)和功率控制(PC)等。
在使用FCA策略時(shí),每個(gè)小區(qū)分配有固定的資源,但與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量無(wú)關(guān)。這種策略的問(wèn)題在于,它沒(méi)有充分考慮移動(dòng)用戶的分布。在人口稀少的地區(qū),同樣分配相同數(shù)量的帶寬資源給小區(qū),但小區(qū)可能僅包含幾個(gè)或者是根本不包含任何移動(dòng)節(jié)點(diǎn),使資源被浪費(fèi)。因此,在這種情況下,頻譜的利用率并不是最優(yōu)的。在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用DCA、PC技術(shù),或者是集成DCA和PC的技術(shù),可以提高整個(gè)蜂窩系統(tǒng)的容量,減少信道干擾,并減少發(fā)射功率。DCA技術(shù)將所有可用的信道放置在一個(gè)公共信道池中,并根據(jù)小區(qū)當(dāng)前的負(fù)載,將這些信道動(dòng)態(tài)地分配給小區(qū)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向基站報(bào)告其干擾水平,基站以最小干擾方式實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。
PC方案通過(guò)減小發(fā)送功率的方法,來(lái)減少系統(tǒng)中干擾,并減少移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的電池能量消耗。當(dāng)某一個(gè)小區(qū)內(nèi)受到的干擾增加時(shí),PC方案通過(guò)增加發(fā)送節(jié)點(diǎn)的功率,來(lái)提高接收信號(hào)的信噪比(SIR)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)受到的干擾減小時(shí),發(fā)送節(jié)點(diǎn)通過(guò)降低發(fā)送功率來(lái)節(jié)約能量。
除以上兩種應(yīng)用比較廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外,還有另外一種正處于理論研究階段的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即完全分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)要求,相關(guān)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中完成一定的功能,類似于分組無(wú)線局域網(wǎng)的概念。對(duì)每一節(jié)點(diǎn)而言,它可能只知道網(wǎng)絡(luò)的部分拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(也可通過(guò)安裝專門(mén)軟件獲取全部拓?fù)渲R(shí)),但它可與鄰近節(jié)點(diǎn)按某種方式共享對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),來(lái)完成分布路由算法,即路由網(wǎng)絡(luò)上的每一節(jié)點(diǎn)要互相協(xié)助,以便將數(shù)據(jù)傳送至目的節(jié)點(diǎn)。
分布式結(jié)構(gòu)抗損性能好,移動(dòng)能力強(qiáng),可形成多跳網(wǎng),適合較低速率的中小型網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于用戶節(jié)點(diǎn)而言,它的復(fù)雜性和成本較其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高,并存在多徑干擾和“遠(yuǎn)—近”效應(yīng)。同時(shí),隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,其性能指標(biāo)下降較快。但分布式WLAN將在軍事領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。