第一章“三網”融合：計算機網絡、電信網絡、廣播電視網絡無線網絡分類（從覆蓋范圍）

無線個域網(WPAN)無線局域網(WLAN)無線城域網(WMAN)衛星網絡【堪稱最大的無線廣域網WWAN】基于短距離無線通信技術(藍牙和ZigBee技術等)電信領域中的標準化組織ITUISO/IEC網絡和通信領域的權威組織 IEEE和IEEE802委員會ISOC/IAB/IETFACM3GPP有線網絡和無線網絡的區別有線網絡中，當發送方檢測到丟包時，會判斷為網絡擁塞，降低發送速率，而無線網絡中當發送方檢測到數據丟包時，發送方應盡力重發。第二章聯邦通信委員會FCC

ISM(工業科學醫療)頻段，即2.4~2.4835GHz主要開放給這三類機構使用，該頻段是依據FCC的定義無線傳輸介質傳輸介質可分導向和非導向兩類⑴導向傳輸介質用于有線通信，包括雙絞線、同軸電纜(粗纜和細纜)、光纖等。⑵無線通信和無線網絡則使用非導向傳輸介質，包括無線電、微波、紅外線、毫米波、光波等。無線通信的主要方式包括無線電波、微波、紅外線通信損耗：衰減和衰減失真、自由空間損耗、噪聲、大氣吸收、多徑、折射等衛星通信中自由空間損耗是主要的傳播損耗。藍牙用在10m范圍內構建ad-hocPAN的射頻通信標準。網絡仿真工具：OPENT【大型復雜網絡】、NS2【多種網絡】、MATLAB【數據計算和圖像處理】解決損耗：天線增益跳頻擴頻(FHSS)是用一定的擴頻碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控調制，使載波頻率不斷跳變。發送方用看似隨機的無線電頻率序列廣播信息，并在固定間隔里從一頻率跳至另一頻率。接收方接收消息時，也同步跳轉頻率。直接序列擴頻(DSSS)用具有高碼率的擴頻碼序列在發送方直接擴展信號頻譜，而接收方則用相同擴頻碼序列進行解擴，即把拓寬的擴頻信號還原成原始信息。第三章WLAN兩個典型標準IEEE802.11：IEEE802.11工作組提出，包括多個子標準如目前常見的IEEE802.11g/n等。

IEEE802.11g工作于2.4GHz，

IEEE802.11n進一步使用MIMO和OFDM等，

WiFi是IEEE802.11的商業名稱。HiperLAN：采用移動通信廣泛使用的高斯最小頻移鍵控調制。無線局域網的組成結構及功能站：也稱主機或終端，是無線局域網的最基本組成單元，一般作為客戶端，是具有無線網絡接口的計算機設備。無線介質(WM)：無線局域網中站與站之間、站與接入點之間通信的傳輸介質無線接入點(基站)(AP)：作為接入點，完成其他非AP的站對分DS的接入訪問和同一BSS中不同站間的通信聯結作為無線網絡和分布式系統的橋接點完成WLAN與DS間的橋接功能。作為BSS的控制中心完成對其他非AP的站的控制和管理。分布式系統(DS)：把多個BSA通過分布式系統連接起來，形成一個擴展業務區ESA，通過DS互相連接起來的屬于同一個ESA的所有主機組成一個擴展業務組ESS。無線局域網的拓撲結構分布對等式拓撲(IBSS)和基礎架構集中式拓撲(基礎架構BSS)分布對等式拓撲（IBSS）優：不需要預先計劃，可按需隨時構建；典型的自治方式單區網，不需依賴AP，任意兩站間可直接通信缺：各站競爭公用信道，站點數過多，競爭會影響網絡性能；另IBSS不能接入DS基礎架構集中式網絡（基礎架構BSS）缺：與IBSS相比基礎架構BSS的可靠性較差，如AP出故障或遭破壞，整個BSS就會癱瘓；AP的復雜度較高，成本也較高；另外兩站通信需AP轉接，占用鏈路，增加傳輸時延；優：各站布局受環境限制小；AP可實現對各站同步、移動和節能管理等，可控性好；有接入DS或骨干網的邏輯接入點，可伸縮性較強；網絡業務量增大時，網絡吞吐和時延性能惡化并不劇烈；各站不需保持鄰居關系，路由復雜性和物理層實現復雜度較低隱藏終端是指在接收節點的覆蓋范圍內而在發送節點覆蓋范圍外的節點。因偵聽不到發送節點的發送而可能向同樣的接收節點發送分組，造成接收節點處的分組碰撞暴露終端指在發送節點的偵聽范圍之內,而在接收節點的干擾范圍之外的節點。隱藏終端”和“暴露終端”的存在，會造成adhoc網絡時隙資源的無序爭用和浪費，增加數據碰撞的概率，嚴重影響網絡的吞吐量、容量和數據傳輸時延。RTS/CTS協議即請求發送/允許發送協議，相當于一種握手協議，主要用來解決“隱藏終端”，解決暴露終端問題也采用RTS/CTS，但并不能完全解決。IEEE802.11若干子標準比較IEEE802.11物理層組成及各功能物理匯聚子層：偵聽載波和對不同物理層形成不同格式分組物理介質相關子層：識別相關介質傳輸信號使用的調制與編碼技術物理管理子層：為不同物理層選擇信道物理層優化：使用雙頻多模技術MAC層優化：1》IEEE802.11分布式協調功能【DCF】兩種工作模式：CSMA/CA和RTS/CTSCSMA/CA工作機制：檢測到信道空閑期大于某一IFS后立即開始發送幀，否則延遲發送至到檢測到所需的IFS，然后選擇退避時間進行退避，結束后重新開始上述過程RTS/CTS：主要解決隱藏終端問題【4次握手】2》IEEE802.11e增強分布式通道存取【EDCA】藍牙：支持點對點及點對多點通信，2.4GHz頻段，數據速率為1Mbps，采用時分傳輸方案實現全雙工傳輸。第四章WMAN【城域網】解決城域網最后一公里接入問題IEEE802.16標準為基礎的無線城域網IEEE802.16，也稱WiMax，移動性優于WiFi。IEEE802.20【無線廣域網WWAN】無線局域網【WLAN】——WiFi——IEEE802.11無線個域網【WPAN】——IEEE802.15無線城域網【WMAN】——WiMax——IEEE802.16無線廣域網【WWAN】——Mobile-Fi——IEEE802.20第六章移動AdHoc網絡定義：由一組無線移動節點組成，是一種不需要依靠現有固定通信網絡基礎設施的、能夠迅速展開使用的網絡體系，所需人工干預最少，是沒有任何中心實體、自組織、自愈的網絡。移動AdHoc網絡中，每個節點既可作為主機，也可作為中間路由設備MANET的特點拓撲結構動態變化：無固定通信設施，網絡節點隨機移動資源有限：節點的能量和網絡帶寬有限多跳通信：實現不同覆蓋網絡間的源與目標主機間的通信安全性較低：無線信道易受竊聽、篡改、偽造等攻擊的威脅MANET的拓撲結構分兩種：對等式結構和分級結構分級結構網絡分單頻分級和多頻分級【分層/分簇結構】單頻分級中所有節點使用同一頻率通信，需要網關節點支持多頻分級網絡中，不同級采用不同通信頻率對等式網絡結構【平面結構】所有節點完全對等，源節點與目標節點通信時存在多條路徑，健壯性好，相對比較安全缺點是可擴充性略差網絡規模較小時采用平面式結構，規模較大時采用分級結構。無線自組織網絡==AdHoc網絡==MANET網絡==無線對等網絡AdHoc路由協議分類表格驅動類路由協議(又稱主動式路由協議)源節點初始化按需驅動類路由協議(又稱反應式路由協議)表格驅動路由反應式路由主動式路由協議：DSDV【表格驅動】反應式路由協議：AODV【按需驅動】DSDV實例分析ACBD(a)ACBD(b)DSDV路由協議示例DSDV實例分析圖(a)中節點A和節點B起始路由表節點A的路由表節點B的路由表圖(b)中節點D移動到新位置，節點B的路由更新更新后節點B的路由表路由環回現象產生，即A或B想要向D發送的數據會在A和B之間來回轉發，無法到達真正的目標。

DSDV實例分析包含序號的路由更新，解決環回現象(a)中節點A初始路由表(a)中節點B初始路由表DSDV實例分析節點D移動到(b)圖所示位置(b)中節點A路由表更新(b)中節點B路由表更新(b)中節點C路由表更新AODV路由示例典型按需路由協議實例ABCEFDGAODV示例網絡拓撲AODV路由示例ABFDGRREQ逆向路徑CEB接收RREQ并創建逆向路由

AODV路由示例ABCEFDGRREQ逆向路徑D接收RREQ并創建逆向路由

AODV路由示例BCEFDGRREQ逆向路徑AF接收RREQ并創建逆向路由

AODV路由示例BCEFDGRREQRREPAG返回RREP給A

第七章無線傳感器網絡【WSN】定義：由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中感知對象的信息，并發送給觀察者。WSN的特點網絡規模大、低速率、低功耗、低成本、短距離、高可靠、動態性無線傳感器網絡與傳統無線網絡區別：傳統無線網絡首要目標是提供高質量服務和高效帶寬利用，其次才考慮節能；而無線傳感器網絡的首要目標就是能源的高效利用。WSN面臨的技術挑戰 通信能力有限 電源能量有限 傳感器計算能力有限 傳感器數量大、分布范圍廣 網絡動態性 大規模的分布式觸發器 感知數據流巨大 以數據為中心傳感器、感知對象和用戶是WSN的三個基本要素。傳感器節點包含傳感模塊、計算模塊、通信模塊、存儲模塊、電源模塊和嵌入式軟件組成傳感模塊負責探測目標的物理特征和現象。計算模塊負責處理數據和系統管理。存儲模塊負責存放程序和數據。通信模塊負責發送和接收網絡管理和探測數據電源模塊負責節點供電。嵌入式軟件系統運行網絡的五層協議。造成網絡能量浪費主要原因：(1)如果MAC協議采用競爭方式使用共享無線信道，可能會引起多個節點之間發送的數據產生碰撞，導致重傳消耗節點更多的能量。(2)節點接收并處理不必要的數據。(3)節點在不需要發送數據時一直保持對無線信道的空閑偵聽，以便接收可能傳輸給自己的數據。過度的空閑偵聽或者沒必要的空閑偵聽同樣會造成節點能量的浪費。(4)在控制節點之間的信道分配時，如果控制消息過多，也會消耗較多的網絡能量。MAC協議分類標準采用分布式控制還是集中控制使用單一共享信道還是多個信道采用固定分配信道方式還是隨機訪問信道方式(1)采用無線信道的時分復用方式(2)采用無線信道的隨機競爭方式(3)其他MAC協議，如通過采用頻分復用或者碼分復用等方式定向擴散路由協議梯度Internet源源源事件事件事件SinkSinkSink(a)查詢擴散(b)梯度建立(c)路徑加強興趣擴散、梯度建立和路徑加強的各個階段的示意圖定向擴散(DD)是以數據為中心、查詢驅動的經典路由協議匯聚節點周期性向鄰居節點廣播興趣消息能量感知路由:－能量路由（1）能量路由：基于節點的可用能量（PowerAvailable）或傳輸路徑上鏈路的能量需求選擇數據的發送路徑

最大PA路由：選取從數據源到匯聚點所有路徑中節點PA之和最大的路徑最小能量路由：選取從數據源到匯聚點所有路徑中節點耗能之和最少的路徑最大最小PA節點路由：選取從數據源到匯聚點所有路徑中包含最小節點PA最大的路徑能量感知路由:－能量路由（2）路徑1：匯聚點-A-B-源節點，總PA為4，總a為3；路徑2：匯聚點-A-B-C-源節點，總PA為6，總a為6路徑3：匯聚點-D-源節點，總PA為3，總a為4；路徑4：匯聚點-E-F-源節點，總PA為5，總a為6；最大PA路由：路徑2最大的，但包含路徑1，因不高效而排除，選擇路徑4；最小能量路由：路徑1最大最小PA節點路由：路徑3評價：全網信息理想路由SensorMAC【S-MAC】協議【休眠時間大于工作時間】主要機制：周期性偵聽/睡眠的工作方式（能量）一致性的睡眠調度機制（空閑偵聽）流量自適應的偵聽機制（減少延遲）消息分割和突發傳遞（控制消息和消息延遲）節點四種狀態：發送，接收，休眠，空閑第八章無線個域網【WPAN】被看作是最后一米的解決方案。四種無線網絡之間的關系與通信范圍WPAN按傳輸速率分為低速、高速和超高速三類WPAN(802.15)10米以內

WLAN(802.11)100米以內WMAN(802.16)十千米WWAN(802.20)50千米無線個域網低速WPAN802.15.4高速WPAN802.15.3超高速WPAN802.15.3a通信速率：0.25Mbps通信距離：10m工作頻率：2.4GHz通信速率：55Mbps通信距離：10m工作頻率：2.4GHz通信速率：110/200/480Mbps通信距離：10m、4m和4m以下工作頻率：3.1GHz~10.6GHz30藍牙核心協議(coreprotocol)形成五層棧(1)無線電(radio)：確定包括頻率、跳頻的使用、調制模式和傳輸功率在內的空中接口細節。(2)基帶(baseband)：考慮一個微微網中的連接建立、尋址、分組格式、計時和功率控制。(3)鏈路管理器協議(linkmanagerprotocol，LMP)：負責在藍牙設備和正在運行的鏈路管理之間建立鏈路。這包括諸如認證、加密及基帶分組大小的控制和協商等安全因素。(4)邏輯鏈路控