第10章 多用户通信解析

第9章多用户与无线通信＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝数字基带传输——运用各种基带信号传输数字序列9.1 多址技术9.2 无线通信链路预算分析9.3 *多径衰落与信号分集接收技术＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝9.1多址技术＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝9.1.1 多路复用和多址技术的基本概念多路复用与多址技术：充分利用通信资源为多个用户提供服务早期的问题是如何共同使用一条线路上——多路通信。

多个用户共用同一资源的理论基础是正交分割：正交性信号在混合后还可以彼此区分开来。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝最基本的通信资源——频带、时间与空间（1）频分复用（FDM）：在频域中划分出不重叠的子带；（2）时分复用（TDM）：在时域中把时隙（称为帧）划分为多个子时隙；＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝（3）码分复用（CDM）：借助一组正交编码，使信号之间的码特性彼此正交。

码分多路复用＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝应用于无线通信另外两种体制：（1）空分复用：在空间与地域的不同位置上传输不同信号；（2）极化复用：利用电磁波垂直与水平的两种正交极化方向。

光纤通信中还采用所谓的波分复用（WDM）：按波长的不同来划分，本质上是一种FDM技术。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝多路复用的基本概念：多路复用（Multiplexing）技术使一条通线链路可以划分出多条信道供多个用户同时使用。

多址技术的基本概念：多址（Multiple access）技术指的是位于不同地点的多个用户接入与共用通信系统的技术。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝多路复用和多址技术的异同点：共同点：基于信号的正交分割原理不同点：（1）多址技术侧重于分布于多个地点的多个用户的问题，而多路复用侧重于集中在收、发两个局部区域的用户的问题；（2）多址技术侧重于处理暂时提出的与不易于预先固定的通信需求，必须动态分配；而复用技术侧重于用户需求固定或至多缓慢变化的，可以预先静态分配。

无线通讯安全□无线通信和802.11无线局域网标准□有线等价隐私协议□Wi-Fi访问保护协议□IEEE 802.11I/WPA2□蓝牙安全机制□无线网状网的安全性概论□无线电通信■将需要传送的声音、文字、数据、图像等电信号调制在无线电波上经空间和地面传至对方的通信方式，利用无线电磁波在空间传输信息的通信方式。

□ 攻击者，有一个无线的传送和接受装置，与要攻击的无线网使用相同的无线频率，可以做到：■拦截无线网数据■将其il•算机连接到一个近处的无线网■对一个现有的无线网络插入数据包■用无线电干扰设备对特定无线网通道实施干扰□保密措施■任数据链接层实施加密算法，身份验证算法和完整性检验算法■提供有线方式访问网络的接口■高层协议和应用程序可以直接使用□两种体系结构■固定无线局域网：可与有线网相连■特定无线局域网(点对点)：不与任何固定的有线网相连□含有无线通信设备的装置通常称为移动站STA■根据IEEE 802.11通信标准，每台STA由一个48 比特MAC地址唯一确定□无线接入点(Wireless Access Point , WAP) ■—端：与一个有线局域网建立连接■另一端：在AP和STAs之间建立无线的收、发联系, 实现通信■每个AP由一个服务集标识符(SSID)唯一确定□信标发送：它定时对外公布其SSID及其他信息，为进入其覆盖范围内的STA与其建立连接之用□信标扫描：等待信标发送，确定与哪个AP相连，然后对其发出连接请求，继而建立与无线局域网的连接□不与任何固定的网络基础设施相连□不包含Aps□允许不同的STA直接通信口若目标STA不再通信范围内，可根据情况使用若干其他STA作为中转站建立通信路径□ 802.11是无线局域网通信标准，对应于802.3(Ethernet)和802.5 (Token Ring)通信标准□它规定了无线局域网在MAC子层和物理层的通信及安全保护机制3 -论-编802.11明络昧;8 (»«) 802.11发布⑴第溶旬条淡的速溶■I"支持聊制方式室内室为班®Z时】坊议(CHx) (■Hx)(■bit/s)131(B)(ft) (・)(ft) —199T年6月 2.4 20 1, 2 N/A DSSS, FUSS20 €6100 330潟年9月56, 9, 12, 18. 24, g 48, 54 N/A orai35 115 130 ®o XT U1——5,000 16,000“】b1999年9月 2.4 20 1> 2, 5.5, 11 M/A DSSS35 115 140 460 z次谭6月 2.4 20 6, 9. 12. 18. 24, 38, 48. 54 M/A cm DSSS38 125 140 460，4/R 20 7.2, 14.4, 21. ?, 28.9, 43.3, 6?.8, 66, 72.2〔时4TO 2X 260 820⑴40 15, 30, 45, 阳90, 120, 135, 15O[b3?0 235 250 820⑴30 船加.6⑴OFWI2014* 月 5 40 届大湖⑴8ac80 展大心.脾)100 ■大沮.仲) ad2M也月 2.5烦最大W3□介质访问控制子层(MAC-Media Access Control) □逻辑链路子层LLC(Logical Link Control)osi参考模型局域网参考模型□无线通信更易于被侦听口无线信号比有线信号更容易受干扰，且在无线媒体中更容易注入无线信号□无线计算装置和嵌入式系统的计算功能和电池能源有限，不足以执行复杂运算无线通信的安全性攻击口窃听攻击□服务阻断攻击□消息重放攻击□STA ■诈骗攻击□AP ■诈骗攻击WEP ( Wireless Encryption Protocol )概述□发布于1999, WEP是802.11b无线通信标准在数据链接层使用的安全协议□要求：同一无线局域网中所有的STA's和AP's都共享同一个密钥K （称之为WEP密钥）□ WEP密钥：■40-bit, 104-bit （最通用的）,232-bit■WLAN设备可以共享多个WEP密钥，每个WEP密钥通过一个字节长度的ID唯一表示出来，这个ID成为密钥ID■WEP密钥常常有管理员选取WEP ( Wireless Encryption Protocol )概述 24・bit 初始向量(IV) ] 40・bit WEP Key 卜 而― I I 0 — 2 WEP 加密流程104-bitData 完H 枝检(ICV) WEP seed (RC4 key)RC4算法RC4 KeystreamXOR巳加密法一次2IV 以来保护痍武 未加密移动设备认证和访I、四空制□WEP运用挑战与响应的方式认证移动STA□为了和AP连网，STA必须执行以下步骤：■请求：STA向AP发连接请求■挑战：AP收到请求后，即产生128位的随机数字符串cha并且发送给STA□cha = a1a2...ai6 (where each ai is an 8-bit string)■响应：STA产生一个24位初始向量IV,并对cha用RC4序列加密算法和密钥V| |K加密，如下计算出r P res ,并将res 发送给AP□= a, © k iz for i = 1,2,...,16口res = V 11 rlr2...r16■核实：AP也对V||K用RC4产生相同的子钥序列，并计算ai'=r; © kj 同时核实是否有a/ = a(其中，i = 1,2,...,16, 如果是，则STA被认可为合法用户，并与其相连RC4加密算法是大名鼎鼎的RSA三人组中的头号人物Ron Rivest在1987年设计的密钥长度可变的流加密算法簇。

第九章网络安全网络安全概述网络系统安全网络上系统信息的安全网络上信息内容的安全网络上信息传播安全安全的网络应具有：保密性、完整性、可用性、不可否认性、可控性网络安全威胁无意的威胁：人为操作错误、设备故障、自然灾害等有意的威胁：窃听、计算机犯罪等人为破坏主要的威胁来自以下几个方面：自然灾害、意外事故人为行为黑客行为内部泄密和外部的信息泄密、信息丢失电子间谍活动信息战网络协议中的缺陷实现网络的安全性，不仅靠先进的网络安全技术，而且也要靠严格的安全管理、安全教育和法律规章的约束。

加密和认证技术单钥（对称）密码体制：DES，AES，IDEA双钥（非对称，公钥）密码体制：RSA，EIGamal密码体制，背包密码体制量子密码技术数据加密技术链路加密：常用硬件在物理层实现，链路上为密文，节点中为明文节点加密：运输层上进行加密端端加密：传输层以上的加密，往往以软件方式实现数字签名消息摘要生成技术，通过一个单向函数将消息压缩成一个160bit、128bit或某个固定长度短消息的技术，函数一般称Hash函数或算法，生成的短消息称为消息摘要（Digital Digest）或数字指纹法（Digital Finger Print），也称为散列值。

签名算法只对消息摘要签名。

数字签名基本原理：1、用哈希算法对原始消息运算，得到固定长度的消息摘要2、发送方用私钥对摘要加密进行数字签名3、数字签名作为消息报文附件和消息报文一起发送给接收方4、接收方计算报文摘要，用公钥解密数字签名，比较两个摘要，相同则确认数字签名是发生方的网络防火墙技术按采用技术分为6种基本类型：1、包过滤型防火墙（Packet Filter Firewall）：一般安装在路由器上，工作于网络层，允许内部主机直接访问外部网络，限制外部网络访问，优点是简单、方便、速度快、透明性好，对网络性能影响不大，安全性较差2、代理服务器型防火墙（Proxy Service Firewall）：在主机上运行代理的服务程序，直接对应用层服务，包括代理服务器、代理客户，能完全控制网络信息的交换，控制会话过程，具有灵活性和安全性，可能影响网络性能，对用户不透明，实现较复杂3、电路层网关（Circuit Gateway）：传输层，建立虚拟电路通信4、混合型防火墙（Hybrid Firewall）：结合包过滤和代理服务器等功能，主机称为堡垒主机5、应用层网关（Application Gateway）：使用专用软件来转发和过滤特定的应用服务6、自适应代理技术（Self-adaptive agent Technology）：计算机病毒和黑客防范计算机病毒，是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能、毁坏数据、影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。