Tillfälliga nätverk - Ad Hoc nätverk
Teknik som möjliggör ad hoc

Den mest utbredda tekniken för trådlösa ad hoc-nätverk är WiFi baserat på IEEE 802.11 och Bluetooth baserat på IEEE 802,15.

WiFi

WiFi är trådlös nätverksteknologi som används speciellt för LAN (Local Area Network) över ett litet område (högst hundra meter) och som erbjuder höghastighetsinternet till användare inom hushåll, kontor, köpcentra, etc. Bithastigheterna som uppnås genom WiFi-utrustning beror på den hjälpstandard som finns. De vanligaste bithastigheterna är upp till 54 Mbit per åtkomstpunkt (IEEE 802.11a / IEEE 802.11g) och nyligen upp till 300 Mbps (IEEE 802.11n).

Fördelen med WiFi är speciellt i dess låga kostnader samt att den kan användas licensfritt i ISMs (industri, vetenskapliga och medicinska) frekvensband. För att vara mer specifik, 2,4 GHz- och 5 GHz-banden är oftast avsedda för WiFi.

Eftersom WiFi är vida spridd teknik blir tilldelade radiokanaler ofta överbelastade. Följaktligen, massor av modifieringar vad gäller bästa möjliga fördelning av radiokanaler och tillgång till denna måste specificeras. Det är därför många versioner av WiFi som hittills har godkänts för att undvika kollisioner och för att förbättra dess kapacitet och förmåga.

All utrustning baserad på IEEE 802,11 testas av WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), en organisation som döptes under 2002 på WiFi Alliance. WiFi alliansen testar om utrustningen uppfyller resp. inte uppfyller alla nödvändiga krav.

IEEE 802,11 standard definierar MAC-skiktet som tillsammans med LLC (Logical Link Control) är en del av det andra skiktet av RM-OSI (Reference Model - Open System Interconnection). Syftet med MAC-skiktet är att hantera access (tillträde) till radiokanalen, fragmentering och defragmentering av datapaket, specifikationer av kontrollramar, etc. Dessutom WiFi standard anger flera typer av fysiska lager som skiljer sig. särskilt i olika modulationstekniker (frekvenshoppning , “direct sequence spread spectrum” eller OFDM). Som redan nämnts kan WiFi använda infrastruktur eller ad hoc-topologi (eventuellt också kollektion av nätverk, som det kommer att beskrivas senare).

Bluetooth

Bluetooth är en beteckning på trådlösa korträckviddskommunikatisonsområden. Dessa kännetecknas av låg sändareffekt och lågt pris. Syftet med Bluetooth är att ersätta fasta metallsammankopplingar av olika elektroniska apparater som mobiltelefoner, headset, bärbara datorer, etc.

Grundläggande överföringshastighet för Bluetooth är 1 Mbps, men denna kan höjas upp till 3 Mbps för version 2.0 med EDR (Enhanced Data Rates). Dessutom kan hög överföringshastighet upp till 24 Mbps nås med Bluetooth version 3.0 + HS (High Speed). Denna version gör det möjligt att utnyttja WiFi-band för Bluetooth-kommunikation. Senaste versionen är Bluetooth 4.0 som är fokuserad på att sänka strömförbrukningen. Sålunda är denna version också betecknad som LE (Low Energy).

I alla versioner av Bluetooth, används FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) för att hantera problemet med störningar och fading (blekning). I FHSS, använder alla enheter ett frekvenshoppande mönster av pseudoslumpmässigt valda bärvågsfrekvenser för sändning av ett paket. Bärfrekvensen är hoppande med en hastighet av1600 gånger per sekund.

Fysisk lageröverföring av Bluetooth utförs i licensfria frekvensband på 2,4 GHz med bandbredd 83,5 MHz. Närmare bestämt är frekvenser mellan 2400 MHz och 2483,5 MHz upptagna. I grundläggande överföringshastigheten och EDR är bandbredden uppdelad i 79 transmissionskanaler och två skyddsband. Undre och övre skyddsband har 2 resp. 3,5 MHz bandbredd. Både basnivå och EDR använder full duplex och TDD-överföringssystem.

Data moduleras med en binär GFSK (Gaussisk Frequency Shift Keying) för grundläggande 1 Mbps överföring i Bluetooth version1.0. För högre bithastigheter i senare versioner är PSK (Phase Shift Keying) basmodulationer som används. Moduleringen π/4-DQPSK (pi/4 Rotated Differential Quadrature Phase Shift Keying) och 8 DPSK (8-phase Differential Phase Shift Keying) som används i EDR-läget gör det möjligt att nå 2 respektive 3 Mbps. För att nå 24 Mbps, måste så kallad AMP- (Alternate MAC/PHYs) funktion vara aktiverad. Efter upprättandet av EDR-radiokanal hittar AMP bredare alternativband och skiftar överföringen till detta band.

En annan fysisk kanal och åtkomst till kanalen fastställs för att möjliggöra låg strömförbrukning. I motsats till basnivån och EDR, bara GFSK-modulering behandlas av (beaktas av) Bluetooth LE. Samma bandbredd men med olika delkannalsmönster används. Bandet är uppdelat i 40 kanaler separerade av 2 MHz med 2 och 1,5 MHz i nedre och övre skyddsband. För åtkomst till kanalerna kan antingen TDMA eller FDMA användas. Tre kanaler används för "Annonsering" och 37 kanaler för datakommunikation. I annonseringskanaler kan enheter ange vad de tänker göra (dvs sätta en anslutning eller förbereda för dataöverföring)

Bluetooth stöder direkt punkt-till-punkt såväl som punkt-till-multipunktkommunikation. Alla kommunicerande enheter som delar samma kanal betecknas (benämns) som en piconet. I varje piconet, är en enhet master till alla andra och de andra enheterna är slavar under mastern. Det är master som sätter igång kommunikationen. Alla slavenheter måste synkroniseras med masters klocka och måste följa samma hoppande mönster som master. Kommunikationen kan endast ske mellan master och slav, men inte mellan två slavenheter. Upp till sju slavar kan vara aktiva i varje piconet för grundläggande datahastighet och EDR. Förutom de sju aktiva enheterna, kan ytterligare upp till 255 icke-kommunicerande enheter (i parkerat tillstånd) också ingå i piconet. I Bluetooth-LE, är antalet aktiva enheter begränsat genom mängden av härskarens radioresurser.

En enhet kan ingå i mer än en piconet. I detta fall överlappar piconets varandra och denna topologi betecknas som scatternet. Scatterneten består av flera piconets samtidigt som varje piconet där innehåller fortfarande endast en masterenhet. Varje enhet kan vara master endast i en piconet i scatternetsramen. I alla andra piconets måste enheten ta över rollen som slav. Därför kan rollen av master och slav kopplas mellan enheter i scatternet för att undvika situationen där en enhet är master i två piconets. Om två delvis överlappande piconets har olika masters, används olika mönster av frekvenshoppande i varje piconet. Därför måste en anordning som deltar i mer än en piconet tillämpa ”tidsmultiplexing” och komma åt enskilda piconets en-för-en.

Bluetooth topologi