Классификация беспроводных сетей. Методы доступа в беспроводных сетях к среде передачи данных

1.

Дисциплина «Защита информации в системах
беспроводной связи»
Тема «Классификация беспроводных сетей.
Методы доступа в беспроводных сетях
к среде передачи данных»
Лектор и разработчик: профессор департамента
радиоэлектроники и связи
д.т.н., доцент Манохин А.Е.

2.

Цель занятия
• ознакомление с классификацией
беспроводных сетей;
• изучение методов доступа в беспроводных
сетях к среде передачи данных
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
2

3.

Содержание лекции
• Классификация беспроводных
сетей;
• МДЧРК;
• МДВРК;
• МДЧВРК;
• МДКРК;
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа
...
3

4.

Классификация беспроводных сетей
• персональные и локальные беспроводные
сети;
• транковые сети;
• сотовые сети;
• спутниковые сети
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей.
Методы доступа ...
4

5.

Классификация беспроводных сетей
Спутниковые
сети
Транковые
сети
Рис. 5.1. Беспроводные технологии малого, среднего и дальнего радиуса действия
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
5

6.

Способы объединения абонентских
станций в сеть
АС – абонентская станция
РТР - ретранслятор
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
6

7.

Методы многостанционного доступа (Division
Multiple Access)
Многостанционный доступ на основе
частотного разделения каналов
(МДЧРК);
(FDMA);
Многостанционный доступ на основе
временного разделения каналов
(МДВРК);
(TDMA);
Многостанционный доступ на основе
частотно-временного разделения каналов
(МДЧВРК);
(FTDMA);
Многостанционный доступ на основе
кодового разделения каналов
(МДКРК)
(CDMA)
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
7

8.

МДЧРК (FDMA)
АС2 (MS2)
АС4 (MS4)
АС3 (MS3)
Ретранслятор БС (BS)
АС1 (MS1)
F, Гц (Hz)
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа
...
8

9.

МДЧРК (FDMA)
Обратные (восходящие)
каналы (MS BS)
Прямые (нисходящие)
каналы (MS BS)
дуплексный разнос
шаг сетки частот
простота реализации (отсутствуют требования к единой синхронизации в сети)
ограниченность частотного ресурса (неоптимальное его использование)
Гц (Hz)
«экстенсивность» развития при увеличении абонентской емкости и пропускнойF,
способности
зависимость шага сетки частот от скорости манипуляции (значений максимальной
девиации частоты)
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
9

10.

МДВРК (TDMA)
АС2 (MS2)
Ретранслятор БС (BS)
F, Гц (Hz)
АС4 (MS4)
АС3 (MS3)
Корреспондент,
абонентская станция – АС1 (MS1)
…
t, сек (sec)
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа
...
10

11.

МДВРК (TDMA)
s
f
F, Гц (Hz)
к
Та
оптимальное использование частотного ресурса
…
развитие абонентской емкости и пропускной способности сети за счет увеличения f
увеличение f ограничивается энергетическими характеристиками канала связи
t, сек(с/ш)
(sec)
сложность реализации (жесткие требования к единой синхронизации в сети)
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
11

12.

МДЧВРК (FTDMA)
АС4 (MS4)
АС2 (MS2)
Ретранслятор БС (BTS)
Корреспондент,
абонентская станция – АС1 (MS1)
F, Гц (Hz)
…
…
АС3 (MS3)
…
…
ППРЧ,
СИЧ
t, сек (sec)
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
12

13.

МДКРК (CDMA)
на основе ортогональных последовательностей
АС2 (MS2)
Ретранслятор БС (BS)
Корреспондент,
абонентская станция – АС1 (MS1)
АС4 (MS4)
АС3 (MS3)
fнес
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
F, Гц (Hz)
13

14.

МДКРК (CDMA)
Формирование ортогональных последовательностей Уолша (W)
H1 =
H2 =
H4 =
H2n =
0 – ортогональная матрица Адамара
H8 =
00000000
00 W0=00
01010101
01 W1=01
00110011
0000 W0=0000
01100110
0101 W1=0101
00001111
0011 W2=0011
01011010
0110 W3=0110
00111100
HnHn
в общем случае:
01101001
HnHn
n = 2k; k=0,1 …
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
14

15.

МДКРК (CDMA)
Ортогональность
передается «0»
передается «1»
0⊕01010101= 01010101
1⊕01010101= 10101010
⊕
⊕
01010101
01010101
=
=
00000000
11111111
∑00000000=0
∑11111111=8
Сравнение по порогу 0.5 от максимума (8), т.е. если больше 4,
то принимается решение в пользу «1», если меньше, то в
пользу «0»
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
15

16.

МДКРК (CDMA)
Ортогональность
передается «0»
передается «1»
0⊕00110011= 00110011
1⊕00110011= 11001100
⊕
⊕
01010101
01010101
=
=
01100110
10011001
∑01100110=4
∑10011001=4
Сравнение по порогу 0.5 от максимума (8): ни один бит
сообщения не превысит порог
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
16

17.

МДКРК (CDMA)
Формирование группового сигнала в БС
1 0 1 0 0 1
1 1 0 0 0 0
1 1 0 0 1 1
результат
1 1 0 0 0 1
W0
I0
W1
Мажоритарный
сумматор
I1
W2
МОДУЛЯТОР
fнес
0
1
1
1
В канал
связи
I2
fнес
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
F, Гц (Hz)
17

18.

МДКРК (CDMA)
Прием группового сигнала в АС
∑м00010010=2
∑м11101101=6
∑м01001000=2
Мажоритарный
накопитель
Демодулятор
0
1
0
Решающее устройство
< 4 → «0»; > 4 → «1»
W1
fнес
F, Гц (Hz)
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
18

19.

МДКРК (CDMA)
на основе ортогональных последовательностей
I0
W1
+
mod2
I1
0
1
0
1
01010101
01010101
01010101
10101010
01010101
01010101
01010101
10101010
0
1
1
0
mod2
01100110
01100110
01100110
10011001
01100110
10011001
01100110
01100110
I2
1
0
0
1
W6
+
00111100
11000011
00111100
00111100
00111100
00111100
00111100
11000011
м 01000111
10111000
00011101
11100010
W3
+
mod2
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
19

20.

МДКРК (CDMA)
на основе ортогональных последовательностей
м
01000111
10111000
00011101
11100010
W1
01010101
01010101
01010101
01010101
+
mod2
00010010
11101101
01001000
10110111
I0
0
1
0
1
- устойчивость к длительным замираниям;
- помехозащищенность;
- возможность функционирования на уровне шумов;
- скрытность;
- канальная криптостойкость
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
20

21.

Выводы по лекции
• Беспроводные сети обеспечивают
блуждание абонентских станций из сети в
сеть.
• Методы многостанционного доступа
обеспечивают рациональное разделение
кодо-частотно-временного ресурса
• Кодовое разделение предотвращает
несанкционированный доступ к каналу
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа ...
21

22.

Использованные источники
• Васин, В.А. Радиосистемы передачи
информации : учебное пособие для вузов /
В.А. Васин, В.В. Калмыков, Ю.Н. Себекин,
А.И. Сенин, И.Б. Федоров ; под ред. И.Б.
Федорова и В.В. Калмыкова. – М. : Горячая
линия – Телеком, 2017. – 472 с. : ил.
• Манохин А.Е. Многоканальные и
многостанционные радиосистемы передачи
информации: учебное пособие / А.Е. Манохин.
– Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та,
2013. – 81 с.
Защита информации в системах беспроводной связи. Классификация беспроводных сетей. Методы доступа
...
22