- •Основы передачи данных в беспроводных сетях Сигналы для передачи информации
- •Передача данных
- •Аналоговые и цифровые данные
- •Аналоговые и цифровые сигналы
- •Модуляция сигналов
- •Амплитудная модуляция
- •Частотная модуляция
- •Фазовая модуляция
- •Квадратурная амплитудная модуляция
- •Пропускная способность канала
- •Методы доступа к среде в беспроводных сетях
- •Уплотнение с пространственным разделением
- •Уплотнение с частотным разделением (Frequency Division Multiplexing - fdm)
- •Уплотнение с временным разделением (Time Division Multiplexing - tdm)
- •Уплотнение с кодовым разделением (Code Division Multiplexing - cdm)
- •Механизм мультиплексирования посредством ортогональных несущих частот (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - ofdm)
- •Технология расширенного спектра
- •Расширение спектра скачкообразной перестройкой частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum - fhss)
- •Прямое последовательное расширение спектра (Direct Sequence Spread Spectrum - dsss)
- •Кодирование и защита от ошибок
- •1) Методы обнаружения ошибок
- •2) Методы коррекции ошибок
- •3) Методы автоматического запроса повторной передачи
- •2) Централизованный режим доступа pcf
- •Кадр мас-подуровня
- •Контрольные кадры
- •Информационные кадры
- •Кадры управления
- •Режимы работы
- •Глушение клиентской станции
- •Глушение базовой станции
- •Угрозы криптозащиты
- •Анонимность атак
- •Физическая защита
- •Основы криптографии Термины и их определения
- •Криптография
- •Симметричное шифрование
- •Асимметричное шифрование
- •Безопасная хэш-функция
- •Цифровая подпись
- •Цифровой сертификат
- •Блочное шифрование
- •Вектор инициализации (Initialization Vector - IV)
- •Обратная связь
- •Уязвимость шифрования wep
- •Пассивные сетевые атаки
- •Активные сетевые атаки
- •2) Манипуляция битами (Bit-Flipping Attacks)
- •Проблемы управления статическими wep-ключами
Передача данных
Определим данные как объекты, передающие смысл, или информацию. Сигналы - это электромагнитное представление данных. Передача - процесс перемещения данных путем распространения сигналов по передающей среде и их обработки.
Аналоговые и цифровые данные
Понятия "аналоговые данные" и "цифровые данные" достаточно просты. Аналоговые данные принимают непрерывные значения из некоторого диапазона. Например, звуковые сигналы и видеосигналы представляют собой непрерывно изменяющиеся величины. Цифровые данные, напротив, принимают только дискретные значения; примеры - текст и целые числа.
Аналоговые и цифровые сигналы
В системе связи информация распространяется от одной точки к другой посредством электрических сигналов. Аналоговый сигнал представляет собой непрерывно изменяющуюся электромагнитную волну, которая может распространяться через множество сред, в зависимости от частоты; в качестве примеров таких сред можно назвать проводные линии, такие как витая пара и коаксиальный кабель, оптоволокно; этот сигнал также может распространяться через атмосферу или космическое пространство. Цифровой сигнал представляет собой последовательность импульсов напряжения, которые могут передаваться по проводной линии; при этом постоянный положительный уровень напряжения может использоваться для представления двоичного нуля, а постоянный отрицательный уровень - для представления двоичной единицы.
В беспроводной технологии используются цифровые данные и аналоговые сигналы, так как цифровые сигналы затухают сильнее, чем аналоговые.
Пример 1.1
Речь представляет собой звуковые волны и содержит частотные составляющие в области 20 Гц - 20 кГц. Однако большая часть энергии речи находится в намного более узком диапазоне. Стандартный спектр речевых сигналов - 300-3400 Гц, и этого диапазона вполне хватает для разборчивой и четкой передачи речи. Именно такой диапазон обрабатывает телефонный аппарат. Все поступающие звуковые колебания в диапазоне 300-3400 Гц преобразуются в электромагнитный сигнал с подобными амплитудами и частотами. В другом аппарате выполняется обратный процесс: электромагнитная энергия преобразуется в звук.
Цифровые данные можно представить аналоговыми сигналами, применив с этой целью модем (модулятор/демодулятор). Модем или беспроводной адаптер преобразует последовательность двоичных (принимающих два значения) импульсов напряжения в аналоговый сигнал, модулируя их несущей частотой. Получившийся в результате сигнал занимает определенный спектр частот с центром на несущей частоте и может распространяться в окружающую среду. На другом конце линии другой модем или беспроводной адаптер демодулирует сигнал и восстанавливает исходные данные.
Модуляция сигналов
Исторически модуляция начала применяться для аналоговой информации, и только потом - для дискретной.
Необходимость в модуляции аналоговой информации возникает, когда нужно передать низкочастотный (например, голосовой) аналоговый сигнал через канал, находящийся в высокочастотной области спектра.
Для решения этой проблемы амплитуду высокочастотного несущего сигнала изменяют (модулируют) в соответствии с изменением низкочастотного сигнала.
В беспроводной технологии в процессе модулирования задействованы одна или несколько характеристик несущего сигнала: амплитуда, частота и фаза. Соответственно, существуют три основные технологии кодирования или модуляции, выполняющие преобразование цифровых данных в аналоговый сигнал (рис. 1.5):
амплитудная модуляция (Amplitude-Shift Keying - ASK);
частотная модуляция (Frequency-Shift Keying - FSK);
фазовая модуляция (Phase-Shift Keying - PSK).
Отметим, что во всех перечисленных случаях результирующий сигнал центрирован на несущей частоте.
увеличить изображение Рис. 1.5. Модуляция цифровых данных аналоговыми сигналами