电分AI光泛

出现前：电话网络

分时系统

形成阶段：ARPANET，接口信息处理器(Interface Message Processor,IMP)代表着ARPANET被视为现代计算机网络诞生的象征

互联互通阶段：Internet,TCP/IP标准化标志着Internet的正式诞生

• 无线域网：蓝牙，zigbee，无线超宽带
• 无线局域网(802.11）：wifi(需要基础设施)
• 无线城域网(802.16）：wimax
• 无线广域网:蜂窝网络(需要基础设施)

几种结构可以在同一网络中共存，大宏微微

大蜂窝：以卫星为基站，单个基站覆盖距离可达数公里；

宏蜂窝:基站放置在高层建筑上，单个基站覆盖距离为1-10km；

微蜂窝：基站放置在几米到几十米高度上，覆盖范围为几百米至1km

微蜂窝:室内常布置基站，改善室内移动信号覆盖弱的问题

• ITU：国际电信联盟，International Telecommunication Union
• ISO：国际标准化组织，International Organization for Standardization
• IEC：国际电工委员会,International Electrical Commission
• IEEE：电气与电子工程师协会，Institute of Electrical and Electronics Engineers
• IAB：Internet制度结构委员会，Internet Architecture Board
• MIMO：多输入多输出系统，Multi-input Multi-output

发送机与接收器之间的物理路径

• 导向型:电磁波沿固定媒体引导。信号传输的质量受传输媒体的影响

• 非导向型：提供传输电磁波信号的介质，但不指导电磁波传输的方向。信号传输质量受信号带宽的影响

  与波长相比，高频信号损耗与距离成正比

将电磁波辐射到空间或收集电磁波

用人单位外，通电雷短超微，全线固定

• 用途:通信天线、电视天线、雷达天线
• 工作频段：短波天线、超短波天线、微波天线
• 方向性：全向天线，定向天线
• 外观：线性天线，面部天线

长度是波长的一半

c = λ ? f c = λ * f c=λ?f

电磁波传播速度 c = 3 e 8 m / s c = 3e8 \ m/s c=3e8m/s

λ = c m / s f H z = m λ = \frac{c \ m/s}{f Hz} = m λ=fHzc m/s​=m

半波天线长度$ = \frac{λ}{2}$

方效增辐高

• 方向性系数
• 天线效率
• 增益系数
  1. 与有效面积成正比，与波长成反比
  2. 天线不能放大输入功率（更改天线不能改变设备的发射功率），增加某个方向功率则会降低某个方向功率，只是为了获得定向性
• 辐射电阻
• 天线有效高度

1. 地波（ground wave）
2. 天波（sky wave）
3. 直线波（line of sight）：信号频率 ≥ 30 M H z \ge 30MHz ≥30MHz时，必须直线波

1. 信号强度足够大
2. 信噪比(SINR Signal to Interference Noise Ratio)足够大
3. 信号不失真

波源移向观察者时频率变高，远离观察者时频率变低

多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括光波、电磁波

1. 前向纠错
   1. 差错检测码：奇偶校验；循环冗余校验
   2. 差错纠错码(前向纠错码)：海明码
2. 自适应均衡
3. 分集技术：MIMO是分集技术的应用实例

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扩频(扩展频谱通信)：将携带信息的信号扩展到较宽的带宽中，以加大干扰和窃听的难度

两种扩频方式：

1. 跳频（frequency-hopping spread spectrum，fhss）

2. 直接序列扩频（Direct-sequence spread spectrum，dsss）

   码分多址（CDMA）是基于DSSS的具有扩频功能的多路技术

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VOIP：IP语音输入

1. 幅移键控(ASK)
2. 频移键控(FSK)
3. 相移键控(PSK)

PCM:脉码调制

PAM:脉幅调制

采样定理

采样频率 ≥ \ge ≥信号最高频率的2倍时，数字信号可完整保留原始信号

1. 采样
2. 量化
3. 编码

1. 调频
2. 调幅
3. 调相

• 复用：多个信号使用同一信道互不干扰的同时传输
• 多址：多点间进行多边通信

分类：

• 频分复用（多址）
• 时分
• 码分
• 空间

多址必复用，复用不一定多址

多个人势必涉及到多个信号在同一信道传输，即多址必复用

但是一个人也可以在同一信道上发送多个信号，此时无需多址区分不同用户，但是涉及到信道复用

• 复用是对资源来说的，复用分时分、频分、码分等，复用是把资源分割供用户使用的方式
• 多址的对象是用户，是区分用户和用户的方式，每个用户使用不同的‘址’来区分

1. 流氓AP：未经授权或许可随意接入有线骨干网络的AP
2. 隐蔽终端：节点间处于彼此通信半径外，无法监听对方消息发送，同时发送消息，在接收端产生冲突，造成信号冲突
3. 暴露终端：节点间处于彼此通信半径内，可以监听对方消息发送，使得原本可以进行的数据传输被取消，造成信道资源浪费

dBm:增益，是功率单位

dBi/dBd:是功率增益单位。dBi参考全向天线；dBd参考偶极天线

d B m = 10 l o g 10 ( m w ) dBm = 10log_{10}(mw) dBm=10log10​(mw)

1 m w = 0 d B m , 10 l o g 10 ( 1 ) = 0 1mw = 0dBm, 10log_{10}(1) = 0 1mw=0dBm,10log10​(1)=0

1000 m w = 30 d B m , 10 l o g 10 ( 1000 ) = 30 1000mw = 30dBm, 10log_{10}(1000) = 30 1000mw=30dBm,10log10​(1000)=30

Industrial Scientific Medical Band）

工业的(Industrial)、科学的(Scientific)和医学的(Medical)频段

• MIMO：Multiple In Multiple Out

  1. 采用空间复用技术，增加天线数量，在不增加系统带宽和发送功率情况下，提高传输速率，减少信号覆盖盲点。使用MIMO不能改变信号覆盖范围，与能够“穿墙”无关
  2. 多入多出要求有多根天线，同频天线不能超过4根

• SISO：Single In Single Out

• MU-MIMO：多用户-多输入多输出

  老标准中，AP一次只能和一个客户端通信，MU-MIMO可以一次和多个客户端通讯

• MU-SISO：多用户-多输入多输出

• 红外线
• 无线电波（应用最多的）

站无基分

1. 站(Station，STA)

   主机(Host)或终端（Terminal）

2. 无线介质(Wireless Media，WM)

3. 基站(Base Station，BS)或接入点(Access Point，AP)

4. 分布式系统(Distribution System，DS)

• 基本服务集BSS(Basic Service Set)

  无线局域网的最小构件

  组成：1个基站+若干无线终端 / 只有若干无线终端

  BSS覆盖区域成为基本服务区域(Basic Service Area，BSA)

  同一个BSS中，站点间无法直接通信，需要借助AP中转实现站点间通信

• 扩展服务集ESS（Extended Service Set）

  多个BSS通过有线、无线的方式组成多区网（更大的服务集）

  所有AP必须共享同一个扩展服务区标识符（ESSID）

独立基本服务集（Independent Basic Service Set，IBSS）应该算是BSS的子集吧，站点间可以相互通信，无需第3方转发

1. 无AP存在
2. 站与站直接连接
3. 无法接入分布式系统DS

两种服务均由MAC层使用

• STA服务（站服务）

  运行在：站，AP

  用途：认证/解除认证/保密/数据传输(认解保输)

• DSS（Distributed System Service）分布式系统服务

  运行在：AP

  用途：联接/重新联接/解除联接/分布(AP间无线互联)/集成（AP与有线局域网(LAN)互联）(3联接分集)

AP隔离开启后同一无线网络内的电脑间不能互相访问

1. SSID：(Service Set Identity)无线网络名称，无线网络的唯一标识
2. 信道：AP工作的频率，如2.4GHz，5GHz
3. 工作模式：AP运行支持的802.11版本
4. 频段带宽：即信道带宽，802.11支持22MHz和40MHz，信道带宽增大可提高传输速率
5. WDS功能：Wireless Distribution System，分布式系统，实现两台AP无线连接

• wep(Wired Equivalent Privacy)，有线等效加密技术

  802.11b中最基本的加密技术，多用于小型的、对安全性要求不高的场合

• wpa（Wi-Fi Protected Access），Wi-Fi保护接入

4加密，1校验，1认证

1. 对称加密RC4算法存在漏洞
2. 24位IV(Initial Vector)以明文形式传输
3. 密钥长度为64，128，256位，长度较短
4. 设置的4个密钥无法自动轮换，只有1个生效
5. 完整性校验码采用CRC生成，没有采用密码学方法，易遭受到arp重放攻击
6. 认证类型分为开放系统认证和共享密钥认证，开放系统认证存在风险

• 预共享密钥（Pre-shared Key，PSK）模式

  认证过程参与方：站STA 和 接入点AP

  特点：不同用户同一个密码，家里那种形式

  认证过程中涉及到的几个关键值：

  1. PSK(PMK)：网络连接密码+ssid->每次生成的psk是相同的
  2. PTK：由psk和一大堆数据计算得到，用于STA和AP间通信数据的加密和完整性校验
  3. MIC：消息完整性验证（Message Integrity Check），由ptk和一个数据计算得到
  4. GTK：AP生成的临时密钥，用于AP向已认证客户端加密组播或广播

• 认证服务器（Authentication Server，AS）模式

  认证过程参与方：站STA，接入点AP 和 Radius认证服务器AS

  特点：不同用户有各自的账号和密码，校园网这种认证类型

  涉及到的几个关键值：

  AS模式与PSK相比，只是修改了最初PSK(PMK)的生成数据，其余数据计算方法相同

  1. MK：主密钥，取代了网络连接密码，用于生成PSK(PMK)。STA通过用户名和密码向AS表明身份，认证通过后由AS生成MK。MK是动态生成，因此不同STA每次连接的MK均不同，即PSK不同

密支使完避

1. 密钥长度增加
2. 支持认证服务器模式
3. 使用了动态加密密钥和临时密钥
4. 完整性校验不再使用CRC，采用密码学方法生成的MIC
5. 避免了碰撞攻击，降低了重放攻击的可能性

1. 加密算法：wpa采用RC4，TKIP模式；wpa2采用AES，CCMP模式
2. 密钥生成：wpa的PTK为512bits，wpa2取消了数据完整性验证密钥，为384bits
3. 完整性校验方法：wpa采用MIC+ICV，wpa2仅采用MIC

TKIP(Temporary Key Integrity Protocol，临时密钥完整性)

CCMP（Counter mode-CBC MAC Protocol）

MIC（Message Integrity Check）

ICV（Integrity Check Value）

QSS：Quick Secure Setup

是一种安全无线连接的配置方式

并不涉及复杂的密钥生成、协商过程

通过PIN码来验证设备合法性，若合法则建立WPA2-PSK级别的安全连接

8位数字，7位 + 前7位检验和（1位）

前7位划分为前4位和后3位

破解仅需要尝试 1 0 4 + 1 0 3 = 11000 10^4 + 10^3 = 11000 104+103=11000

QSS的安全等级和WPA2一致【对】

QSS需要软件支持【对】

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MAC层功能：

1. 可靠的数据传输
2. 访问控制
3. 安全

可靠的数据传输

1. 要求：顺序不变/内容正确/成功接收(顺内成，顺你一程)
2. 机制：接收确认（ACK）与重传/帧编号/校验码

接入控制

1. 常用：

   • RTS（请求发送）控制帧/ CTS（准许发送）

     站A在发送数据帧之前发送控制帧，请求发送RTS

     目的站空闲则发送响应控制帧CTS

     A收到CTS后开始发送

     RTS/CTS可以解决隐蔽终端，无法解决暴露终端

   • DCF（分布式协调）

     将CSMA/CA技术和确认（ACK）技术相结合。采用二进制指数回退策略来避免冲撞

     • 有线局域网802.3：CSMA/CD（载波侦听多路访问，冲突检测，边发送边检测）
     • 无线局域网802.11：CSMA/CA（载波侦听多路访问，冲突避免，利用RTS和CTS）

2. 不常用：

   PCF（点协调）：要求网络中存在一个中心节点AP，由中心节点决定哪个终端可以进行数据发送，AP轮询终端是否有数据发送需求

   PCF机制中的P就是指无线路由器【错】，AP！=Router，接入点和路由器是两个概念

   HCF（混合协调）：主要应用在需要QoS机制的场合

1. 确定基本退避时间t，以太网是51.2μs
2. 定义重传次数k，k=min（重传次数，10）
3. 从 [ 0 , 2 k − 1 ] [0, 2^k- 1] [0,2k−1]中选取随机数r，退避时间=rt
4. k到达16时，丢弃该帧，传输失败

监听模式下能够接收局域网内目的地址不是本机的数据包【错】

混杂模式下能够不连接任何无线网络即可获取无线数据包【错】

区别在于底层，上层是一样的，因为可能802.11就只是对物理层和链路层进行了新得规定，其余层和OSI是一样得

• 802.16网络组成

  用户设备，用户站，基站，核心网

• 802.16拓扑结构

  集中式网络拓扑（点到多点）（PMP），网格（Mesh）结构

• 802.16的qos

  Quality of Service：质量服务，用于解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术

  模式：主动授予服务（带宽固定，VoIP）、实时查询服务（带宽可变，视频流)、非实时查询服务（带宽可变但有最低速率要求，FTP)、尽力而为（无质量保证，网络浏览，电子邮件）

• 功率区别：wifi（1~100mW），WiMax（100kW）
• 覆盖范围：wifi（几十到几千米），WiMax（Los：6~10km，频率66GHz；NLos：50km，频率2 ~11GHz）
• 信道带宽：wifi（20/40MHz），WiMax（1.5MHz~20MHz）

监听请求寻呼通话切换

1. 首先，用户设备会监听周边基站的信号强度，并从中选择信号强度最强的基站接入
2. 其次，用户设备通过基站发出连接请求，请求将会发送到移动电话交换局(Mobile Telecommunication Switching Office)MTSO
3. 随后，MTSO会向辖区内基站发出寻呼请求，被呼叫用户将通过所在基站进行应答
4. 然后，双方借助各自所在基站，以MTSO作为连接中介，建立连接并进行通话
5. 若用户移动进入另外基站，移出基站将向移入基站转移用户通信

1. 数字对比Numeric Comparison：配对设备都支持输出
2. 密码接入Passkey Entry：配对设备一个支持输入，一个支持输出
3. 仅工作Just Works：配对设备，其中一个既不支持输出，也不支持输入
4. 带外Out of Band：配对设备通过其它通道来传递密钥

• 网络结构：散布式网络和微微网

  微微网：

  （基本联网单元）（皮克网，1主7从）

  从设备仅可与主设备通信

  仅能在主设备授权时间片内通信

• 总宽带79MHz，分为79个1MHz的信道跳频

• 跳频序列由主设备决定

zigbee是一种不依赖于基础设施的无线网络

• 网络节点

  • 中心节点（网络协调器）
  • 路由或中继（全功能设备）
  • 终端节点（精简功能设备）

• 拓扑结构

  • 网状拓扑（Mesh）
  • 星形拓扑
  • 树形拓扑

• 路由协议

  网络层定义的2种路由协议：树形路由，ZigBee距离矢量路由协议

  响应式路由，按需路由

  混合式路由：区域外按需，区域内采用表驱动方式

无线USB采用的是超宽带无线技术UWB

甚小孔径