計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與構(gòu)建

1、摘 要隨著校園網(wǎng)的的不斷普及，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成為了有線網(wǎng)絡(luò)的有益補(bǔ)充。根據(jù)學(xué)校目前的有線校園網(wǎng)絡(luò)和校區(qū)環(huán)境布局的情況，確定室內(nèi)、樓宇間、操場(chǎng)等無(wú)線覆蓋區(qū)內(nèi)的ap最佳定位，對(duì)實(shí)訓(xùn)樓、圖書(shū)館和操場(chǎng)等有線盲區(qū)分別進(jìn)行無(wú)線ap的接入覆蓋。隨著以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用,因特網(wǎng)的日益普及,以及移動(dòng)終端的不斷增加,人們對(duì)移動(dòng)ip接入的需求迅速增長(zhǎng).無(wú)線局域網(wǎng)wlan作為有線以太網(wǎng)的延伸,一定程度上滿足了這種需求。無(wú)線局域網(wǎng)采用射頻技術(shù)構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò),是一種便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。由于無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備一般工作于免授權(quán)頻段,在頻段的使用上無(wú)需高昂的許可費(fèi)用,加之wlan技術(shù)的日趨成熟,使得wlan的應(yīng)用已經(jīng)從單純的有線網(wǎng)絡(luò)的延伸拓展

2、開(kāi)來(lái),成為小區(qū)尤其是熱點(diǎn)地區(qū)重要的高速無(wú)線數(shù)據(jù)接入手段之一,應(yīng)用潛力巨大.同時(shí)wlan的先期部署將促進(jìn)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長(zhǎng)和相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用的成熟。今天,無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用范圍已經(jīng)非常廣泛,如果將其應(yīng)用劃分為室內(nèi)和室外的話,室內(nèi)應(yīng)用包括大型辦公室,車間,會(huì)議室,證券市場(chǎng),體育館,會(huì)展中心,飛機(jī)場(chǎng),醫(yī)院,等;室外應(yīng)用包括城市建筑群間通信,學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò),工礦企業(yè)廠區(qū)自動(dòng)化控制與管理網(wǎng)絡(luò),銀行金融證券城區(qū)網(wǎng),軍事,公安流動(dòng)網(wǎng)等。可以預(yù)見(jiàn),憑借無(wú)線接入技術(shù)本身具有的應(yīng)用靈活,安裝速度快,建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì),以及地理應(yīng)用環(huán)境的無(wú)限制特性,wlan必將作為一種高速無(wú)線數(shù)據(jù)接入手段與有線網(wǎng)絡(luò)一起,構(gòu)成靈活,高效,

3、完善的寬帶網(wǎng)絡(luò)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題將主要以校園無(wú)線網(wǎng)的建設(shè)來(lái)展開(kāi)論證，從中可能用到各種技術(shù)資料及實(shí)施方案為設(shè)計(jì)導(dǎo)向，為校園無(wú)線網(wǎng)的建設(shè)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。關(guān)鍵字：無(wú)線局域網(wǎng),無(wú)線接入技術(shù)，有線網(wǎng)絡(luò)，ap目 錄摘 要1引 言4第一章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本概念5第二章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)52.1 wimax即全球微波接入互操作性。52.2 wifi(wireless fidelity)即無(wú)線保真62.2.1 ieee 802.1162.2.2 ieee802.a72.2.3 ieee802.llb72.2.4 ieee802.ll82.2.5 ieee802.ll102.3 3g即第三代移動(dòng)通信技術(shù)。1

4、32.3.1 3g技術(shù)簡(jiǎn)介132.3.2 主流技術(shù)-cdma2000142.3.3 主流技術(shù)-wcdma142.3.4主流技術(shù)-td-scdma152.4 lte(long term evolution,長(zhǎng)期演進(jìn))項(xiàng)目152.4.1 lte的主要技術(shù)特征：162.4.2 lte的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)16第三章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用173.1 無(wú)線局域網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)173.2無(wú)線校園網(wǎng)在教育中的發(fā)展與應(yīng)用183.3無(wú)線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)203.3.1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式 ad-hoc (peer-to-peer)203.3.2 基礎(chǔ)架構(gòu)模式 infrastructure203.3.3多 ap 模式213.3.4 無(wú)線網(wǎng)橋模

5、式213.3.5無(wú)線中繼器模式22第四章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備224.1 無(wú)線網(wǎng)卡224.2 無(wú)線ap224.3無(wú)線路由244.4無(wú)線網(wǎng)橋244.5無(wú)線天線25第五章 校園網(wǎng)中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)275.1無(wú)線校園網(wǎng)概述275.2校園網(wǎng)應(yīng)用需求分析275.3無(wú)線校園網(wǎng)方案產(chǎn)品選擇285.4 無(wú)線校園網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)295.4.1微蜂窩覆蓋及漫游295.4.2無(wú)線中繼點(diǎn)295.4.3覆蓋開(kāi)闊區(qū)域305.4.4無(wú)線網(wǎng)橋305.5無(wú)線校園網(wǎng)可行性分析315.6網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則315.7無(wú)線校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D325.8無(wú)線校園網(wǎng)實(shí)施方案325.8.1室內(nèi)方案325.8.2室外方案35第六章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全部署376.1無(wú)線局域網(wǎng)的

6、安全認(rèn)證376.1.1 開(kāi)放認(rèn)證386.1.2共享密鑰認(rèn)證386.2無(wú)線局域網(wǎng)的加密技術(shù)386.2.1選擇無(wú)線局域網(wǎng)安全策略的原則39總 結(jié)40參 考 文 獻(xiàn)41引 言無(wú)線局域網(wǎng)（wireless local area network）是指去除了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸線纜，利用微波等無(wú)線技術(shù)進(jìn)行信息傳遞的局域網(wǎng)。無(wú)線局域網(wǎng)是90年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它提供了使用無(wú)線多址信道的一種有效方法來(lái)支持計(jì)算機(jī)之間的通信，并為通信的移動(dòng)化、個(gè)人化和多媒體應(yīng)用提供了潛在的手段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的日漸發(fā)達(dá)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。作為與有線網(wǎng)絡(luò)的相互補(bǔ)充相得益彰的新型技術(shù)，無(wú)線

7、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至今日，技術(shù)已日漸成熟。在我國(guó)，越來(lái)越多的學(xué)校開(kāi)始在校園中構(gòu)建和鋪設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展與應(yīng)用，將對(duì)學(xué)校的教學(xué)模式、教學(xué)理念及教學(xué)管理產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，也將對(duì)學(xué)校教師、學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活方式產(chǎn)生積極影響。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)不僅可以覆蓋課堂、教室、宿舍、閱覽室等經(jīng)常使用網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)所，除此之外，校園的草坪、樹(shù)林更是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮功效的場(chǎng)所。由于以往室外環(huán)境無(wú)法提供上網(wǎng)條件，因此許多教學(xué)活動(dòng)受到限制，而無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)恰巧彌補(bǔ)了這些環(huán)節(jié)的不足，把課堂延伸到易于激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的廣闊空間上。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備移動(dòng)漫游的功能，因此，在整個(gè)校園內(nèi)，同一個(gè)設(shè)備可以在任何時(shí)候、任何地方與校園網(wǎng)絡(luò)

8、連接，不間斷地訪問(wèn)校園網(wǎng)絡(luò)資源。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特征是以一個(gè)固定的信息點(diǎn)為基礎(chǔ)，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，將校園網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面滲透到校園的任何地方，因而使網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不在。對(duì)于終端用戶而言，直接能夠感受到的是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的便捷性。第一章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本概念wlan是wireless local area network的縮寫，指應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)將計(jì)算機(jī)設(shè)備互聯(lián)起來(lái)，構(gòu)成可以互相通信和實(shí)現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系。無(wú)線局域網(wǎng)本質(zhì)的特點(diǎn)是不再使用通信電纜將計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，而是通過(guò)無(wú)線的方式連接，從而使網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和終端的移動(dòng)更加靈活。 無(wú)線局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。從專業(yè)角度講，無(wú)線局域網(wǎng)利用了

9、無(wú)線多址信道的一種有效方法來(lái)支持計(jì)算機(jī)之間的通信，并為通信的移動(dòng)化、個(gè)性化和多媒體應(yīng)用提供了可能。通俗地說(shuō)，無(wú)線局域網(wǎng)（wireless local-area network，wlan）就是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時(shí)，提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡(luò)的功能。 但是，僅僅從纜線這個(gè)角度來(lái)看待無(wú)線局域網(wǎng)是不夠的無(wú)線局域網(wǎng)已經(jīng)重新定義了局域網(wǎng)。聯(lián)接不僅僅是連接，“本地”的計(jì)量單位也從米延伸到了公里。基礎(chǔ)設(shè)施不需要再埋在地下或隱藏在墻里，它已經(jīng)能夠隨著公司的發(fā)展而移動(dòng)或變化。第二章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)2.1 wimax即全球微波接入互操作性。 wimax全稱world interoperability for mic

10、rowave access(全球微波接入互操作性)是一項(xiàng)基于ieee 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線接入城域網(wǎng)技術(shù)，是針對(duì)微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標(biāo)準(zhǔn)。 wimax系統(tǒng)主要有兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是指滿足固定寬帶無(wú)線接入的wimax80216d標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是滿足固定和移動(dòng)的寬帶無(wú)線接入技術(shù)wimax80216e標(biāo)準(zhǔn)。 作為線纜和xdsl的無(wú)線擴(kuò)展技術(shù)，802.16a規(guī)范于2003年1月29日被ieee通過(guò)。這是一種全新的寬帶fwa技術(shù)，是為解決寬帶接入最后一公里的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。在亞洲，目前xdsl是wimax在最后一公里接入市場(chǎng)主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，因此，通常也將wimax稱為無(wú)線dsl。 實(shí)現(xiàn)更

11、遠(yuǎn)的傳輸距離：wimax所能實(shí)現(xiàn)的50km的無(wú)線信號(hào)傳輸距離是無(wú)線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3g發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。 提供更高速的寬帶接入。據(jù)悉，wimax所能提供的最高接入速度是70mbit/s，這個(gè)速度是3g所能提供的寬帶速度的30倍。 提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。作為一種無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)，它可以將wi-fi連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為dsl等有線接入方式的無(wú)線擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。用戶無(wú)需線纜即可與基站建立寬帶連接。 提供多媒體通信服務(wù)。由于wimax較wi-fi具有更好的可擴(kuò)展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電

12、信級(jí)的多媒體通信服務(wù)。 2.2 wifi(wireless fidelity)即無(wú)線保真目前，wlan的推廣和認(rèn)證工作主要由產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織wifi（wireless fidelity,無(wú)線保真）聯(lián)盟完成，所以wlan技術(shù)常常被稱之為wifi。wlan通過(guò)空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，工作在2.4ghz5.8ghz頻段。用戶可以在wlan覆蓋范圍內(nèi)任意地點(diǎn)以無(wú)線方式連接到網(wǎng)絡(luò)上。根據(jù)目前普遍采用的技術(shù)，wlan的數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到54mbps，傳輸距離可以遠(yuǎn)至20km以上，可以基本滿足目前網(wǎng)絡(luò)資源的無(wú)線傳輸需求。wlan技術(shù)目前的四種標(biāo)準(zhǔn)： ieee 802.11協(xié)議、藍(lán)牙（bluetooth）、home

13、rf和紅外線（infrared）。2.2.1 ieee 802.11 1990年ieee(國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì))802標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)成立ieee802.n無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作組，主要研究無(wú)線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的全球標(biāo)準(zhǔn)，該組織于1997年6月頒布的 ieee802.n標(biāo)準(zhǔn)是第一代無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一，ieee802.11作在2.4ghz的ism即工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)用開(kāi)放頻段，支持imbps和zmbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。無(wú)線局域網(wǎng)只涉及osi/rm模型中的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層兩層協(xié)議(如圖2.3所示)，沒(méi)有復(fù)雜的中轉(zhuǎn)、路由等網(wǎng)絡(luò)控制，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單。根據(jù)局域網(wǎng)的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)鏈路層又可進(jìn)一步劃分為邏輯鏈路控制層

14、(llg)與媒體訪問(wèn)控制層(mac)，各層中無(wú)線局域網(wǎng)相關(guān)的協(xié)議簇如圖1一2所示。ieee802.u協(xié)議定義了物理層(phy)和媒體訪問(wèn)控制層規(guī)范，物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)特征和調(diào)制方法，允許無(wú)線局域網(wǎng)及無(wú)線設(shè)備制造商建立互操作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。為了盡量減少數(shù)據(jù)的傳輸碰撞和重試發(fā)送，防止各站點(diǎn)無(wú)序地爭(zhēng)用信道，有線局域網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制中采用了csma/cd(載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè))協(xié)議，由于無(wú)線局域網(wǎng)征沖突檢測(cè)較困難，無(wú)線局域網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制中使用csma/ca(載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突防止)協(xié)議，csma/ca通信方式將時(shí)間域的劃分與幀格式緊密聯(lián)系起來(lái)，保證某一時(shí)刻只有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集

15、中控制。2.2.2 ieee802.a ieee802.a工作在sghzu一nll頻帶，從而避開(kāi)了擁擠的2.4ghz頻段，所以相對(duì)802.llb來(lái)說(shuō)幾乎是沒(méi)有干擾。物理層速率可達(dá)54mbps，傳輸層可達(dá)25mbps，基本上滿足現(xiàn)行局域網(wǎng)絕大多數(shù)應(yīng)用的速度要求，采用正交頻分復(fù)用(ofdm)的獨(dú)特?cái)U(kuò)頻技術(shù);可提供25mbps的無(wú)線atm接口、10mbps以太網(wǎng)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)接口和 tdd/tdma的空中接口，支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)，一個(gè)扇區(qū)可接入多個(gè)用戶，每個(gè)用戶可帶多個(gè)用戶終端。ieeeso2.lla在使用頻率的選擇和數(shù)據(jù)傳輸速率上都優(yōu)于ieee802.llb，不過(guò)其不兼容ieee802.llb、

16、空中接力不好、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接很不經(jīng)濟(jì)，不適合小型設(shè)備，另外由于技術(shù)成本過(guò)高，缺乏價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，經(jīng)濟(jì)規(guī)模始終無(wú)法擴(kuò)大，加上sghz并非免費(fèi)頻段，在部分地區(qū)面臨頻譜管制的問(wèn)題，市場(chǎng)銷售情況一直不理想。相比而言，業(yè)界非?？春胕eee802.llb。2.2.3 ieee802.llb ieee802.llb工作于開(kāi)放的2.4ghz頻段，支持最高11mbps的傳輸帶寬，無(wú)需直線傳播。其實(shí)際的傳輸速率在5砒ps左右，與普通的 10base一t規(guī)格有線局域網(wǎng)處于同一水平。使用動(dòng)態(tài)速率轉(zhuǎn)換，傳輸速率可因環(huán)境干擾或傳輸距離而變化，可將數(shù)據(jù)傳輸速率降低為5.smbps、zmbps和imbps。且當(dāng)工作在zmbps、im

17、bps速率時(shí)可向下兼容ieee802.11。ieee802.llb的使用范圍在室外為300米，在辦公環(huán)境中則最長(zhǎng)為100米，信號(hào)傳輸不受墻壁的阻擋。使用與以太網(wǎng)類似的連接協(xié)議和數(shù)據(jù)包確認(rèn)，來(lái)提供可靠的數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效使用。而隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中視頻、語(yǔ)音等關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸需求越來(lái)越多，速率問(wèn)題將會(huì)成為 802.llb進(jìn)一步發(fā)展的主要障礙。目前，借助于先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，ieee802.llb產(chǎn)品完全可以提供高達(dá)22mbps和44mbps的傳輸速率，成為無(wú)線產(chǎn)品市場(chǎng)的新寵。此外802.llb在安全問(wèn)題也不容忽視，目前主要通過(guò)wep加密協(xié)議來(lái)彌補(bǔ)這一缺陷，不過(guò)ieee已經(jīng)出臺(tái)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)802.hi來(lái)

18、專門解決wlan中的安全問(wèn)題。ieee802.llb+是一個(gè)非正式的標(biāo)準(zhǔn)，稱為增強(qiáng)型ieee802.llb，與ieee802.llb完全兼容，只是采用了特殊的數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)22mbps的通訊速率，比ieee802.llb標(biāo)準(zhǔn)快一倍。同時(shí)，由于ieee802.llb+產(chǎn)品在價(jià)格上與ieee802.llb相差無(wú)幾，因此，具有很好的市場(chǎng)前景。2.2.4 ieee802.llieee802.11工作組近年來(lái)開(kāi)始定義新的物理層標(biāo)準(zhǔn)ieee802.11。與以前的ieee802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)相比，ieee802.11草案有以下兩個(gè)特點(diǎn)：在24ghz頻段使用正交頻分復(fù)用（ofdm）調(diào)制技術(shù)，

19、使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到20mbit/s以上；能夠與ieee802.11的wi-fi系統(tǒng)互聯(lián)互通，可共存于同一ap的網(wǎng)絡(luò)里，從而保障了后向兼容性。這樣原有的wlan系統(tǒng)可以平滑地向高速wlan過(guò)渡，延長(zhǎng)了ieee80211b產(chǎn)品的使用壽命，降低了用戶的投資。2003年7月ieee802.11工作組批準(zhǔn)了ieee802.11草案，該標(biāo)準(zhǔn)成為人們關(guān)注的新焦點(diǎn)。ieee 802.11g在現(xiàn)行wlan技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)還是相當(dāng)明顯的。ofdm技術(shù)具備的高數(shù)據(jù)率和極強(qiáng)的多路徑冗余能力，使得遵循802.11g協(xié)議技術(shù)的無(wú)線設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)高數(shù)據(jù)率傳輸和遠(yuǎn)距離地域覆蓋。ofdm緩解信號(hào)衰耗 。 在當(dāng)今wlan應(yīng)用中，of

20、dm被認(rèn)為是最佳波形技術(shù)。眾所周知，對(duì)wlan設(shè)備設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，要解決的最大難題是多路徑傳輸中的信號(hào)衰耗問(wèn)題。在室內(nèi)環(huán)境，信號(hào)可從多個(gè)方向抵達(dá)天線。由于每條傳輸路徑的距離不一樣最大可達(dá)數(shù)百英尺（近百米），因而不同信號(hào)從發(fā)送器到接收器會(huì)有特定的時(shí)間延遲和相移，這會(huì)造成信號(hào)嚴(yán)重失真。信號(hào)帶寬中一些頻率干涉使信號(hào)增強(qiáng)；而有些頻率產(chǎn)生相消干涉，使得特定頻率的信號(hào)減弱，甚至有可能消失。 在室內(nèi)環(huán)境下，載波經(jīng)由不同延遲路徑到達(dá)接收天線會(huì)導(dǎo)致信號(hào)“溢出”。多路徑引發(fā)的信號(hào)間沖突（isi）會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的信號(hào)失真；更有甚者，在單一信號(hào)周期內(nèi)失真情況會(huì)不一樣。ieee 802.11b協(xié)議技術(shù)采用波形稱為補(bǔ)充代碼鍵控（

21、cck），調(diào)制實(shí)質(zhì)是單載波正交相移鍵控（qpsk），因而也存在多路徑延遲問(wèn)題。802.11b 采用信道均衡技術(shù)解決多路徑引發(fā)的isi問(wèn)題，但要增加信號(hào)中繼，而且其中復(fù)雜的均衡器設(shè)計(jì)會(huì)影響到系統(tǒng)性能。 相對(duì)于單載波系統(tǒng)，ofdm系統(tǒng)不采用補(bǔ)償辦法來(lái)消除多路徑引發(fā)的isi問(wèn)題。ofdm脈沖具備保護(hù)間隔，可將其視為包含冗余信息的信號(hào)前綴，在接收器一方可丟棄而不影響正常的信號(hào)解碼。設(shè)置此保護(hù)間隔為ofdm系統(tǒng)的最重要特性。保護(hù)間隔比一般延遲路徑的時(shí)間都要長(zhǎng)，802.11 a/g為800納秒，接收器很容易在信號(hào)內(nèi)容中識(shí)別并將其舍棄。而且，ofdm原來(lái)應(yīng)用于802.11a系統(tǒng)中，“移植”到2.4ghz頻段

22、將有利于保持與傳統(tǒng)802.11b設(shè)備間的兼容性。 802.11 wlan系統(tǒng)采用的主要信道共享機(jī)制為csma/ca（載波監(jiān)聽(tīng)多路接入/沖突檢測(cè)），即“會(huì)話前監(jiān)聽(tīng)”機(jī)制。其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)傳輸，它處于基本服務(wù)集（bss）中，服務(wù)集包含一個(gè)接入點(diǎn)（ap）和所有相關(guān)客戶端。這就引發(fā)一個(gè)問(wèn)題，802.11b無(wú)線信號(hào)將無(wú)法監(jiān)聽(tīng)到采用ofdm的802.11g信號(hào)。 802.11g采用所有802.11信號(hào)都能識(shí)別的傳統(tǒng)rts/cts（請(qǐng)求發(fā)送/允許發(fā)送）應(yīng)答方式解決了這一問(wèn)題。在802.11網(wǎng)中，所有節(jié)點(diǎn)應(yīng)在ap接收范圍內(nèi)，但有可能無(wú)法相互識(shí)別，這時(shí)采用rts-cts機(jī)制能明顯減少?zèng)_突。802.11g正是

23、采用這類機(jī)制實(shí)現(xiàn)與802.11b間的互操作。運(yùn)用rts/cts機(jī)制，802.11g ap能對(duì)傳統(tǒng)無(wú)線設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)802.11b設(shè)備，則舍棄rts/cts信號(hào)，吞吐率隨之提高。 遠(yuǎn)距離地域覆蓋 。如上所述，ofdm波形技術(shù)特別適合于室內(nèi)wlan應(yīng)用。從物理學(xué)角度來(lái)說(shuō)，傳輸距離跟波長(zhǎng)是成正比的，因而采用工作于2.4ghz頻段（波長(zhǎng)較長(zhǎng)）的ofdm技術(shù)，傳輸距離比工作于5ghz（波長(zhǎng)較短）頻段的類似系統(tǒng)要遠(yuǎn)。當(dāng)然這是在自由空間的情形，在應(yīng)用于室內(nèi)如家庭或辦公室時(shí)，情況會(huì)略有不同，但低頻率仍有傳輸距離優(yōu)勢(shì)。從無(wú)線頻率傳輸角度看，可將任何物體量化為具備特定波長(zhǎng)。但在多數(shù)室內(nèi)wlan應(yīng)用

24、系統(tǒng)中，大部分無(wú)線信號(hào)得穿透墻壁，并繞過(guò)家具或其它障礙物。2.2.5 ieee802.ll802.11n主要是結(jié)合物理層和mac層的優(yōu)化來(lái)充分提高wlan技術(shù)的吞吐。主要的物理層技術(shù)涉及了mimo、mimo-ofdm、40mhz、short gi等技術(shù),從而將物理層吞吐提高到600mbps。如果僅僅提高物理層的速率，而沒(méi)有對(duì)空口訪問(wèn)等mac協(xié)議層的優(yōu)化，802.11n的物理層優(yōu)化將無(wú)從發(fā)揮。就好比即使建了很寬的馬路，但是車流的調(diào)度管理如果跟不上，仍然會(huì)出現(xiàn)擁堵和低效。所以802.11n對(duì)mac采用了block確認(rèn)、幀聚合等技術(shù)，大大提高mac層的效率。802.11n對(duì)用戶應(yīng)用的另一個(gè)重要收益是

25、無(wú)線覆蓋的改善。由于采用了多天線技術(shù)，無(wú)線信號(hào)(對(duì)應(yīng)同一條空間流)將通過(guò)多條路徑從發(fā)射端到接收端，從而提供了分集效應(yīng)。在接收端采用一定方法對(duì)多個(gè)天線收到信號(hào)進(jìn)行處理，就可以明顯改善接收端的snr，即使在接受端較遠(yuǎn)時(shí)，也能獲得較好的信號(hào)質(zhì)量，從而間接提高了信號(hào)的覆蓋范圍。其典型的技術(shù)包括了mrc等。除了吞吐和覆蓋的改善，11n技術(shù)還有一個(gè)重要的功能就是要兼容傳統(tǒng)的802.11 a/b/g，以保護(hù)用戶已有的投資。802.11n的關(guān)鍵技術(shù)：(1).mimo：mimo是802.11n物理層的核心，指的是一個(gè)系統(tǒng)采用多個(gè)天線進(jìn)行無(wú)線信號(hào)的收發(fā)。它是當(dāng)今無(wú)線最熱門的技術(shù)，無(wú)論是3g、ieee 802.16

26、e wimax，還是802.11n，都把mimo列入射頻的關(guān)鍵技術(shù)。圖1 mimo架構(gòu)通過(guò)多條通道，并發(fā)傳遞多條空間流，可以成倍提高系統(tǒng)吞吐。通過(guò)多條通道，無(wú)線信號(hào)通過(guò)多條路徑從發(fā)射端到達(dá)接收端多個(gè)接收天線。由于經(jīng)過(guò)多條路徑傳播，每條路徑一般不會(huì)同時(shí)衰減嚴(yán)重，采用某種算法把這些多個(gè)信號(hào)進(jìn)行綜合計(jì)算，可以改善接收端的snr。需要注意的是，這里是同一條流在多個(gè)路徑上傳遞了多份，并不能夠提高吞吐。在mrc部分將有更多說(shuō)明。(2)sdm：當(dāng)基于mimo同時(shí)傳遞多條獨(dú)立空間流(spatial streams)，如下圖中的空間流x1,x2，時(shí)，將成倍地提高系統(tǒng)的吞吐。圖2 通過(guò)mimo傳遞多條空間流mim

27、o系統(tǒng)支持空間流的數(shù)量取決于發(fā)送天線和接收天線的最小值。如發(fā)送天線數(shù)量為3,而接收天線數(shù)量為2，則支持的空間流為2。mimo/sdm系統(tǒng)一般用“發(fā)射天線數(shù)量接收天線數(shù)量”表示。如上圖為2*2 mimo/sdm系統(tǒng)。顯然，增加天線可以提高mimo支持的空間流數(shù)。但是綜合成本、實(shí)效等多方面因素，目前業(yè)界的wlan ap都普遍采用33的模式。mimo/sdm是在發(fā)射端和接收端之間，通過(guò)存在的多條路徑(通道)來(lái)同時(shí)傳播多條流。有意思的事情出現(xiàn)了：一直以來(lái)，無(wú)線技術(shù)(如ofmd)總是企圖克服多徑效應(yīng)的影響，而mimo恰恰是在利用多徑來(lái)傳輸數(shù)據(jù)圖3 mimo利用多徑傳輸數(shù)據(jù)(3)mimo-ofdm：在室內(nèi)

28、等典型應(yīng)用環(huán)境下，由于多徑效應(yīng)的影響，信號(hào)在接收側(cè)很容易發(fā)生(isi)，從而導(dǎo)致高誤碼率。ofdm調(diào)制技術(shù)是將一個(gè)物理信道劃分為多個(gè)子載體(sub-carrier),將高速率的數(shù)據(jù)流調(diào)制成多個(gè)較低速率的子數(shù)據(jù)流，通過(guò)這些子載體進(jìn)行通訊，從而減少isi機(jī)會(huì)，提高物理層吞吐。ofdm在802.11a/g時(shí)代已經(jīng)成熟使用，到了802.11n時(shí)代，它將mimo支持的子載體從52個(gè)提高到56個(gè)。需要注意的是，無(wú)論802.11a/g，還是802.11n，它們都使用了4個(gè)子載體作為pilot子載體，而這些子載體并不用于數(shù)據(jù)的傳遞。所以802.11n mimo將物理速率從傳統(tǒng)的54mbps提高到了58.5 m

29、bps(即54*52/48)。(4). fec (forward error correction) ：按照無(wú)線通信的基本原理，為了使信息適合在無(wú)線信道這樣不可靠的媒介中傳遞，發(fā)射端將把信息進(jìn)行編碼并攜帶冗余信息，以提高系統(tǒng)的糾錯(cuò)能力，使接收端能夠恢復(fù)原始信息。802.11n所采用的qam-64的編碼機(jī)制可以將編碼率(有效信息和整個(gè)編碼的比率)從3/4 提高到5/6。所以，對(duì)于一條空間流，在mimo-ofdm基礎(chǔ)之上，物理速率從58.5提高到了65mbps(即58.5乘5/6除以3/4)。(5). short guard interval (gi) ：由于多徑效應(yīng)的影響，信息符號(hào)(inform

30、ation symbol)將通過(guò)多條路徑傳遞，可能會(huì)發(fā)生彼此碰撞，導(dǎo)致isi干擾。為此，802.11a/g標(biāo)準(zhǔn)要求在發(fā)送信息符號(hào)時(shí)，必須保證在信息符號(hào)之間存在800 ns的時(shí)間間隔，這個(gè)間隔被稱為guard interval (gi)。802.11n仍然使用缺省使用800 ns gi。當(dāng)多徑效應(yīng)不是很嚴(yán)重時(shí)，用戶可以將該間隔配置為400，對(duì)于一條空間流，可以將吞吐提高近10%，即從65mbps提高到72.2 mbps。對(duì)于多徑效應(yīng)較明顯的環(huán)境，不建議使用short guard interval (gi)。(6). 40mhz綁定技術(shù)：這個(gè)技術(shù)最為直觀：對(duì)于無(wú)線技術(shù)，提高所用頻譜的寬度，可以最為

31、直接地提高吞吐。就好比是馬路變寬了，車輛的通行能力自然提高。傳統(tǒng)802.11a/g使用的頻寬是20mhz，而802.11n支持將相鄰兩個(gè)頻寬綁定為40mhz來(lái)使用，所以可以最直接地提高吞吐。需要注意的是：對(duì)于一條空間流，并不是僅僅將吞吐從72.2 mbps提高到144.4(即72.22 )mbps。對(duì)于20mhz頻寬，為了減少相鄰信道的干擾，在其兩側(cè)預(yù)留了一小部分的帶寬邊界。而通過(guò)40mhz綁定技術(shù)，這些預(yù)留的帶寬也可以用來(lái)通訊，可以將子載體從104(522)提高到108。按照72.2*2*108/104進(jìn)行計(jì)算，所得到的吞吐能力達(dá)到了150mbps。(7). mcs (modulation

32、coding scheme)：在802.11a/b/g時(shí)代，配置ap工作的速率非常簡(jiǎn)單，只要指定特定radio類型(802.11a/b/g)所使用的速率集，速率范圍從1mbps到54mbps,一共有12種可能的物理速率。到了802.11n時(shí)代，由于物理速率依賴于調(diào)制方法、編碼率、空間流數(shù)量、是否40mhz綁定等多個(gè)因素。這些影響吞吐的因素組合在一起，將產(chǎn)生非常多的物理速率供選擇使用。比如基于short gi,40mhz綁定等技術(shù)，在4條空間流的條件下，物理速率可以達(dá)到600mbps(即4*150)。為此，802.11n提出了mcs的概念。mcs可以理解為這些影響速率因素的完整組合，每種組合用整

33、數(shù)來(lái)唯一標(biāo)示。對(duì)于ap，mcs普遍支持的范圍為0-15。(8). mrc (maximal-ratio combining)：mrc和吞吐提高沒(méi)有任何關(guān)系，它的目的是改善接收端的信號(hào)質(zhì)量。基本原理是：對(duì)于來(lái)自發(fā)射端的同一個(gè)信號(hào)，由于在接收端使用多天線接收，那么這個(gè)信號(hào)將經(jīng)過(guò)多條路徑(多個(gè)天線)被接收端所接收。多個(gè)路徑質(zhì)量同時(shí)差的幾率非常小，一般地，總有一條路徑的信號(hào)較好。那么在接收端可以使用某種算法，對(duì)這些各接收路徑上的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)匯總(顯然，信號(hào)最好的路徑分配最高的權(quán)重)，實(shí)現(xiàn)接收端的信號(hào)改善。當(dāng)多條路徑上信號(hào)都不太好時(shí)，仍然通過(guò)mrc技術(shù)獲得較好的接收信號(hào)。2.3 3g即第三代移動(dòng)通信技術(shù)

34、。 2.3.1 3g技術(shù)簡(jiǎn)介 國(guó)際電信聯(lián)盟(itu)在2000年5月確定w-cdma、cdma2000和td-scdma三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入3g技術(shù)指導(dǎo)性文件2000年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃(簡(jiǎn)稱imt-2000)。為了提供3g服務(wù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2mbps(兆字節(jié)每秒)、384kbps(千字節(jié)每秒)以及144kbps的傳輸速度3g標(biāo)準(zhǔn)組織主要由3gpp、3gpp2組成，以cdma碼分多址技術(shù)為核心。其中td-scdma、wcdma由3gpp負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作；而cdma2000由3gpp2負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作2.3.2

35、 主流技術(shù)-cdma2000 cdma2000是由is-95a/b標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來(lái)的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，由3gpp2負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前cdma2000有由3gpp2制定的release 0、a、b、c和d五個(gè)支持cdma2000 1x及其增強(qiáng)型技術(shù)的版本，以及由eia/tia發(fā)布的支持cdma2000 1x ev-do的is-856和is-856a標(biāo)準(zhǔn)。 cdma2000 1x ev-do定位于internet的無(wú)線延伸，能以較少的網(wǎng)絡(luò)和頻譜資源（在1.25mhz標(biāo)準(zhǔn)載波中）支持平均速率為：(1)靜止或慢速移動(dòng)：1.03mbps（無(wú)分集）和 1.4mbps（分集接收）(2)中高速移動(dòng)：700

36、kbps（無(wú)分集）和 1.03mbps（分集接收）(3)其峰值速率可達(dá)2.4mbps，而且在is-856版本a中可支持高達(dá)3.1m的峰值速率。2.3.3 主流技術(shù)-wcdmawcdma是一種由3gpp具體制定的，基于gsm map核心網(wǎng)，utran（umts陸地?zé)o線接入網(wǎng)）為無(wú)線接口的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前wcdma有release 99、release 4、release 5、release 6等版本。 w-cdma2（寬帶碼分多址）是一個(gè)itu(國(guó)際電信聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)，它是從碼分多址（cdma）演變來(lái)的，從官方看被認(rèn)為是imt-2000的直接擴(kuò)展，與現(xiàn)在市場(chǎng)上通常提供的技術(shù)相比，它能夠?yàn)橐苿?dòng)

37、和手提無(wú)線設(shè)備提供更高的數(shù)據(jù)速率。wcdma采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址（ds-cdma）、頻分雙工（fdd）方式，碼片速率為3.84mcps，載波帶寬為5mhz.基于release 99/ release 4版本，可在5mhz的帶寬內(nèi)，提供最高384kbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。w-cdma能夠支持移動(dòng)/手提設(shè)備之間的語(yǔ)音、圖象、數(shù)據(jù)以及視頻通信，速率可達(dá)2mb/s（對(duì)于局域網(wǎng)而言）或者384kb/s（對(duì)于寬帶網(wǎng)而言）。輸入信號(hào)先被數(shù)字化，然后在一個(gè)較寬的頻譜范圍內(nèi)以編碼的擴(kuò)頻模式進(jìn)行傳輸。窄帶cdma使用的是200khz寬度的載頻，而w-cdma使用的則是一個(gè)5mhz寬度的載頻。2.3.4主流技

38、術(shù)-td-scdmatd-scdma為tdd模式，在應(yīng)用范圍內(nèi)有其自身的特點(diǎn)：一是終端的移動(dòng)速度受現(xiàn)有dsp運(yùn)算速度的限制只能做到240km/h；二是基站覆蓋半徑在15km以內(nèi)時(shí)頻譜利用率和系統(tǒng)容量可達(dá)最佳，在用戶容量不是很大的區(qū)域，基站最大覆蓋可達(dá)304km。td-scdma的無(wú)線傳輸方案綜合了fdma，tdma和cdma等基本傳輸方法。智能天線憑借其定向性降低了小區(qū)間頻率復(fù)用所產(chǎn)生的干擾，并通過(guò)更高的頻率復(fù)用率來(lái)提供更高的話務(wù)量?；诟叨鹊臉I(yè)務(wù)靈活性，td-scdma無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（rnc）連接到交換網(wǎng)絡(luò)，如同三代移動(dòng)通信中對(duì)電路和包交換業(yè)務(wù)所定義的那樣。在最終的版本里，計(jì)

39、劃讓td-scdma無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與internet直接相連。td-scdma所呈現(xiàn)的先進(jìn)的移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)是針對(duì)所有無(wú)線環(huán)境下對(duì)稱和非對(duì)稱的3g業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)的，它運(yùn)行在不成對(duì)的射頻頻譜上。td-scdma傳輸方向的時(shí)域自適應(yīng)資源分配可取得獨(dú)立于對(duì)稱業(yè)務(wù)負(fù)載關(guān)系的頻譜分配的最佳利用率。因此，td-scdma通過(guò)最佳自適應(yīng)資源的分配和最佳頻譜效率，可支持速率從8kbps到2mbps的語(yǔ)音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3g業(yè)務(wù)。2.4 lte(long term evolution,長(zhǎng)期演進(jìn))項(xiàng)目lte是英文long term evolution的縮寫。lte也被通俗的稱為3.9g，具有100mbps的數(shù)據(jù)下載能力，被視作

40、從3g向4g演進(jìn)的主流技術(shù)。lte(long term evolution,長(zhǎng)期演進(jìn))項(xiàng)目是3g的演進(jìn)，始于2004年3gpp的多倫多會(huì)議。lte并非人們普遍誤解的4g技術(shù)，而是3g與4g技術(shù)之間的一個(gè)過(guò)渡，是3.9g的全球標(biāo)準(zhǔn),它改進(jìn)并增強(qiáng)了3g的空中接入技術(shù)，采用ofdm和mimo作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在20mhz頻譜帶寬下能夠提供下行326mbit/s與上行86mbit/s的峰值速率。改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。2.4.1 lte的主要技術(shù)特征：(1)通信速率有了提高，下行峰值速率為100mbps、上行為50mbps。(2)提高了頻譜效率，下行鏈路5(b

41、it/s)/hz，(3-4倍于r6版本的hsdpa);上行鏈路2.5(bit/s)/hz，是r6版本hsu-pa的2-3倍。(3)以分組域業(yè)務(wù)為主要目標(biāo)，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。(4)qos保證，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的qos機(jī)制，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(如voip)的服務(wù)質(zhì)量。(5)系統(tǒng)部署靈活，能夠支持1.25mhz-20mhz間的多種系統(tǒng)帶寬，并支持“paired”和“unpaired”的頻譜分配。保證了將來(lái)在系統(tǒng)部署上的靈活性 (6)降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延：子幀長(zhǎng)度0.5ms和0.675ms，解決了向下兼容的問(wèn)題并降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，時(shí)延可達(dá)u-plan5ms，c-plan100ms。(7)增加了小區(qū)

42、邊界比特速率，在保持目前基站位置不變的情況下增加小區(qū)邊界比特速率。如mbms(多媒體廣播和組播業(yè)務(wù))在小區(qū)邊界可提供1bit/s/hz的數(shù)據(jù)速率。(8)強(qiáng)調(diào)向下兼容，支持已有的3g系統(tǒng)和非3gpp規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。2.4.2 lte的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)lte采用由nodeb構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)和減小延遲，實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延，低復(fù)雜度和低成本的要求。與傳統(tǒng)的3gpp接入網(wǎng)相比，lte減少了rnc節(jié)點(diǎn)。名義上lte是對(duì)3g的演進(jìn)，但事實(shí)上它對(duì)3gpp的整個(gè)體系架構(gòu)作了革命性的變革，逐步趨近于典型的ip寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)。3gpp初步確定lte的架構(gòu)如圖1所示，也叫演進(jìn)型utran結(jié)構(gòu)(e-u

43、tran)3。接入網(wǎng)主要由演進(jìn)型nodeb(enb)和接入網(wǎng)關(guān)(agw)兩部分構(gòu)成。agw是一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，若將其視為核心網(wǎng)的一部分，則接入網(wǎng)主要由enb一層構(gòu)成。enb不僅具有原來(lái)nodeb的功能外，還能完成原來(lái)rnc的大部分功能，包括物理層、mac層、rrc、調(diào)度、接入控制、承載控制、接入移動(dòng)性管理和inter-cellrrm等。node b和node b之間將采用網(wǎng)格(mesh)方式直接互連，這也是對(duì)原有utran結(jié)構(gòu)的重大修改。第三章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用3.1 無(wú)線局域網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)與有線校園網(wǎng)相比，無(wú)線校園網(wǎng)具有很人的優(yōu)勢(shì)：(1)移動(dòng)性強(qiáng)。無(wú)線校園網(wǎng)吸引人的一個(gè)特點(diǎn)是移動(dòng)性用戶可以在教室、辦公室

44、、實(shí)驗(yàn)室、圖書(shū)館之間自由移動(dòng)并和網(wǎng)絡(luò)保持持續(xù)連接。并且傳輸范圍大大拓寬，最大傳輸范圍可達(dá)到數(shù)50km。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的終端通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行通信，在任何地方都能提供實(shí)時(shí)的信息服務(wù)，擺脫了線纜的束縛，增強(qiáng)了可移動(dòng)性。同時(shí)，無(wú)線局域網(wǎng)不僅支持移動(dòng)終端之間的通信，還允許無(wú)線設(shè)備接入有線網(wǎng)絡(luò)。在有線局域網(wǎng)中，兩個(gè)站點(diǎn)的距離在使用銅纜（粗纜）時(shí)被限制在500m，即使采用單模光纖也只能達(dá)到3km，而無(wú)線局域網(wǎng)中兩個(gè)站點(diǎn)間的距離，目前可達(dá)到50km。受環(huán)境條件的限制小，擺脫了線纜的約束，師生在校園內(nèi)可以直接使用帶有wlan接口的終端設(shè)備“隨時(shí)隨地”訪問(wèn)校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。(2).靈活性高。無(wú)線網(wǎng)組網(wǎng)靈活，易于擴(kuò)展，能

45、滿足具體的應(yīng)用和安裝需要，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以適用于小數(shù)量用戶的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，也可以適用于幾千名移動(dòng)用戶的完整基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。可以以一種獨(dú)立于有線網(wǎng)絡(luò)的形式存在，在需要時(shí)可以隨時(shí)建立臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)，而不依賴有線骨干網(wǎng)。在無(wú)線局域網(wǎng)中增加或減少移動(dòng)主機(jī)都是相當(dāng)容易的，增加無(wú)線接入點(diǎn)就可以增大用戶數(shù)量和覆蓋范圍，并且允許在較大范圍內(nèi)進(jìn)行漫游。(3)投資回報(bào)快。在許多情況下，安裝一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)比常規(guī)的有線網(wǎng)絡(luò)要便宜，特別是現(xiàn)在許多高校有多個(gè)校區(qū)，校區(qū)如果通過(guò)光纖連接的話，費(fèi)用相當(dāng)高，而通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)則可以節(jié)約一部分費(fèi)用。并且在兩個(gè)不同大樓內(nèi)的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，樓間的電纜價(jià)格昂貴，有時(shí)還受施工和其他方面的限制，而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以提供一個(gè)

46、簡(jiǎn)單直接的解決方案；從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，單位改組、內(nèi)部調(diào)整、人才更變、新配辦公室、新增辦公大樓、加強(qiáng)部分職能等，節(jié)省大量資金。相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線局域網(wǎng)的安裝工作非常簡(jiǎn)單，它無(wú)需施工許可證，不需要布線或開(kāi)挖溝槽，它的組建、配置和維護(hù)較為容易，一般計(jì)算機(jī)工作人員都可以勝任網(wǎng)絡(luò)的管理工作。同時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以隨辦公環(huán)境的變化而輕松轉(zhuǎn)移和布置，有效提高設(shè)備的利用率并保護(hù)用戶的設(shè)備投資。(4)傳輸速率高，碼分多址能力強(qiáng)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的速度可達(dá)108m，可支持300個(gè)用戶連接，且易于擴(kuò)展，以適應(yīng)更大量的讀者需求。(5)可靠性強(qiáng)。有線網(wǎng)絡(luò)線路由于金屬接頭生銹、滲水、人為地意外地切斷或者網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接不良而造成中斷，線路

47、失效，可能破壞網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換，檢查問(wèn)題往往需要很長(zhǎng)時(shí)間。而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)則不存在這些問(wèn)題。同時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不易受自然環(huán)境、地形及災(zāi)害影響。(6). 維護(hù)成本低。由于后期維護(hù)方便，維護(hù)成本比有線網(wǎng)絡(luò)可減少50左右，而且對(duì)于經(jīng)常移動(dòng)、增加和變更的動(dòng)態(tài)環(huán)境，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)遠(yuǎn)投資收益就更加明顯。同時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以隨辦公環(huán)境的變化而輕松轉(zhuǎn)移和布置，有效的提高了設(shè)備的利用率。(7)便于教學(xué)。校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能提供對(duì)整個(gè)校園網(wǎng)用戶的無(wú)線上網(wǎng)服務(wù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)師生可以在學(xué)校任何地方很方便地連入校園網(wǎng)，進(jìn)行信息的查詢，并且馬上可以得到數(shù)字化的全文信息，方便地進(jìn)行學(xué)習(xí)。以一節(jié)體育課為例，我們可以在學(xué)校體育場(chǎng)任何位置通過(guò)無(wú)線

48、網(wǎng)絡(luò)查找到相關(guān)的信息，并進(jìn)行精確的內(nèi)容檢索，然后，利用這些內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。3.2無(wú)線校園網(wǎng)在教育中的發(fā)展與應(yīng)用無(wú)線校園網(wǎng)的建立發(fā)展不斷地改變我們學(xué)生老師的日常學(xué)習(xí)生活各個(gè)方面都有典型的應(yīng)用比如:(1)提供教學(xué)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)覆蓋教學(xué)樓及些校內(nèi)公共課教學(xué)環(huán)境，如計(jì)算機(jī)公共機(jī)房、電教樓公共教室等。為廣大師生提供了一個(gè)更為有效的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)，加強(qiáng)了學(xué)習(xí)生活的交流，同時(shí)為學(xué)生在教室內(nèi)的自習(xí)提供一個(gè)方便的查詢資料的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。(2)提供圖書(shū)館無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)無(wú)線校園網(wǎng)覆蓋整個(gè)圖書(shū)館內(nèi)所有的區(qū)域，教師和學(xué)生可以很方便地利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用圖書(shū)館提供的各種數(shù)字化服務(wù)，能夠了解查閱各類信息知識(shí)。(3)提供行政

49、辦公網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)無(wú)線校園網(wǎng)覆蓋學(xué)校的各系、院辦公樓和行政辦公區(qū)，通過(guò)對(duì)辦公區(qū)域提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，提高了各職能部門的效率，滿足了教職員工的在線查詢能力，大大提高了各職能部門的服務(wù)質(zhì)量。(4)提供教工、學(xué)生宿舍網(wǎng)絡(luò)。在部分的教工宿舍和大部分的校內(nèi)宿舍提供了無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)限覆蓋，滿足了教工和學(xué)生臨時(shí)上網(wǎng)的要求。(5)無(wú)線應(yīng)急系統(tǒng)。在出現(xiàn)需要突發(fā)性大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)服務(wù)要求的場(chǎng)合，提供臨時(shí)性的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，滿足用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。3.3無(wú)線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.3.1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式 ad-hoc (peer-to-peer) 由無(wú)線工作站組成，用于一臺(tái)無(wú)線工作站和另一臺(tái)或多臺(tái)其他無(wú)線工作站的直接通訊，該網(wǎng)絡(luò)無(wú)法接入到有線網(wǎng)絡(luò)中

50、，只能獨(dú)立使用。無(wú)需 ap ，安全由各個(gè)客戶端自行維護(hù)。3.3.2 基礎(chǔ)架構(gòu)模式 infrastructure 由無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)（ ap ）、無(wú)線工作站（ sta ）以及分布式系統(tǒng)（ dss ）構(gòu)成，覆蓋的區(qū)域稱基本服務(wù)區(qū)（ bss ）。無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)也稱無(wú)線 hub ， 用于在無(wú)線 sta 和有線網(wǎng)絡(luò)之間接收、緩存和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，所有的無(wú)線通訊都經(jīng)過(guò) ap 完成。無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)通常能夠覆蓋幾十至幾百用戶，覆蓋半徑達(dá)上百米。 ap 可以連接到有線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。3.3.3多 ap 模式 是指由多個(gè) ap 以及連接它們的分布式系統(tǒng) ( ds ) 組成的基礎(chǔ)架構(gòu)模式網(wǎng)絡(luò)，也稱為擴(kuò)展服務(wù)區(qū)（ e

51、ss ）。擴(kuò)展服務(wù)區(qū)內(nèi)的每個(gè) ap 都是一個(gè)獨(dú)立的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基本服務(wù)區(qū)（ bss ），所有 ap 共享同一個(gè)擴(kuò)展服務(wù)區(qū)標(biāo)示符（ essid ）。分布式系統(tǒng) ( ds ) 在 802.11 標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有定義，但是目前大都是指以太網(wǎng)。相同 essid 的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)間可以進(jìn)行漫游，不同 essid 的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)形成邏輯子網(wǎng)。3.3.4 無(wú)線網(wǎng)橋模式 利用一對(duì)ap連接兩個(gè)有線或者無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)段。3.3.5無(wú)線中繼器模式 無(wú)線中繼器用來(lái)在通訊路徑的中間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，從而延伸系統(tǒng)的覆蓋范圍。第四章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備4.1 無(wú)線網(wǎng)卡無(wú)線網(wǎng)卡的作用類似于以太網(wǎng)中的網(wǎng)卡,作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接口,實(shí)現(xiàn)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接.無(wú)線網(wǎng)卡根據(jù)

52、接口類型的不同,主要分為三種類型,即pcmcia無(wú)線網(wǎng)卡,pci無(wú)線網(wǎng)卡和usb無(wú)線網(wǎng)卡. pcmcia無(wú)線網(wǎng)卡僅適用于筆記本電腦,支持熱插拔,可以非常方便地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式無(wú)線接入. pci接口無(wú)線網(wǎng)卡適用于普通的臺(tái)式計(jì)算機(jī)使用.其實(shí)pci接口的無(wú)線網(wǎng)卡只是在pc轉(zhuǎn)接卡上插入一塊普通的pc卡. usb接口無(wú)線網(wǎng)卡適用于筆記本電腦和臺(tái)式機(jī),支持熱插撥.不過(guò),由于usb網(wǎng)卡對(duì)筆記本而言是個(gè)累贅,因此,usb網(wǎng)卡通常被用于臺(tái)式機(jī).4.2 無(wú)線ap無(wú)線ap（access point）:即無(wú)線接入點(diǎn)，它是用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線交換機(jī)，也是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心。無(wú)線ap是移動(dòng)計(jì)算機(jī)用戶進(jìn)入有線網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)，主要用于寬帶

53、家庭、大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部，典型距離覆蓋幾十米至上百米，目前主要技術(shù)為802.11系列。大多數(shù)無(wú)線ap還帶有接入點(diǎn)客戶端模式（ap client），可以和其它ap進(jìn)行無(wú)線連接，延展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。 無(wú)線ap（ap，access point，無(wú)線訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)、會(huì)話點(diǎn)或存取橋接器）是一個(gè)包含很廣的名稱，它不僅包含單純性無(wú)線接入點(diǎn)（無(wú)線ap），也同樣是無(wú)線路由器（含無(wú)線網(wǎng)關(guān)、無(wú)線網(wǎng)橋）等類設(shè)備的統(tǒng)稱。 各種文章或廠家在面對(duì)無(wú)線ap時(shí)的稱呼目前比較混亂，但隨著無(wú)線路由器的普及，目前的情況下如沒(méi)有特別的說(shuō)明，我們一般還是只將所稱呼的無(wú)線ap理解為單純性無(wú)線ap，以示和無(wú)線路由器加以區(qū)分。它主要是提供無(wú)線工作

54、站對(duì)有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對(duì)無(wú)線工作站的訪問(wèn)，在訪問(wèn)接入點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的無(wú)線工作站可以通過(guò)它進(jìn)行相互通信。 單純性無(wú)線ap就是一個(gè)無(wú)線的交換機(jī)，僅僅是提供一個(gè)無(wú)線信號(hào)發(fā)射的功能。單純性無(wú)線ap的工作原理是將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過(guò)雙絞線傳送過(guò)來(lái)，經(jīng)過(guò)ap產(chǎn)品的編譯，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為無(wú)線電訊號(hào)發(fā)送出來(lái)，形成無(wú)線網(wǎng)的覆蓋。根據(jù)不同的功率，其可以實(shí)現(xiàn)不同程度、不同范圍的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，一般無(wú)線ap的最大覆蓋距離可達(dá)300米。 多數(shù)單純性無(wú)線ap本身不具備路由功能，包括dns、dhcp、firewall在內(nèi)的服務(wù)器功能都必須有獨(dú)立的路由或是計(jì)算機(jī)來(lái)完成。目前大多數(shù)的無(wú)線ap都支持多用戶（30-100臺(tái)電腦）接入，數(shù)據(jù)加

55、密，多速率發(fā)送等功能，在家庭、辦公室內(nèi)，一個(gè)無(wú)線ap便可實(shí)現(xiàn)所有電腦的無(wú)線接入。 單純性無(wú)線ap亦可對(duì)裝有無(wú)線網(wǎng)卡的電腦做必要的控制和管理。單純性無(wú)線ap即可以通過(guò)10base-t（wan）端口與內(nèi)置路由功能的adsl modem或cable modem（cm）直接相連，也可以在使用時(shí)通過(guò)交換機(jī)/集線器、寬帶路由器再接入有線網(wǎng)絡(luò)。 無(wú)線ap跟無(wú)線路由器類似，按照協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)本身來(lái)說(shuō)ieee 802.11b和ieee 802.11g的覆蓋范圍是室內(nèi)100米、室外300米。這個(gè)數(shù)值僅是理論值，在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)碰到各種障礙物，其中以玻璃、木板、石膏墻對(duì)無(wú)線信號(hào)的影響最小，而混凝土墻壁和鐵對(duì)無(wú)線信號(hào)的屏蔽

56、最大。所以通常實(shí)際使用范圍是：室內(nèi)30米、室外100米（沒(méi)有障礙物）。 因此，作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中重要的環(huán)節(jié)無(wú)線接入點(diǎn)、無(wú)線網(wǎng)關(guān)也就是無(wú)線ap（access point），它的作用其實(shí)就類似于我們常用的有線網(wǎng)絡(luò)中的集線器。在那些需要大量ap來(lái)進(jìn)行大面積覆蓋的公司使用得比較多，所有ap通過(guò)以太網(wǎng)連接起來(lái)并連到獨(dú)立的無(wú)線局域網(wǎng)防火墻。4.3無(wú)線路由無(wú)線路由器：就是帶有無(wú)線覆蓋功能的路由器，它主要應(yīng)用于用戶上網(wǎng)和無(wú)線覆蓋。市場(chǎng)上流行的無(wú)線路由器一般都支持專線xdsl/ cable，動(dòng)態(tài)xdsl，pptp四種接入方式，它還具有其它一些網(wǎng)絡(luò)管理的功能，如dhcp服務(wù)、nat防火墻、mac地址過(guò)濾等等功能。無(wú)線

57、路由器（wireless router）好比將單純性無(wú)線ap和寬帶路由器合二為一的擴(kuò)展型產(chǎn)品，它不僅具備單純性無(wú)線ap所有功能如支持dhcp客戶端、支持vpn、防火墻、支持wep加密等等，而且還包括了網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（nat）功能，可支持局域網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)連接共享。可實(shí)現(xiàn)家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的internet連接共享，實(shí)現(xiàn)adsl和小區(qū)寬帶的無(wú)線共享接入。無(wú)線路由器可以與所有以太網(wǎng)接的adsl modem或cable modem直接相連，也可以在使用時(shí)通過(guò)交換機(jī)/集線器、寬帶路由器等局域網(wǎng)方式再接入。其內(nèi)置有簡(jiǎn)單的虛擬撥號(hào)軟件，可以存儲(chǔ)用戶名和密碼撥號(hào)上網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)為撥號(hào)接入internet的adsl、cm等提供自動(dòng)撥號(hào)功能，而無(wú)需手動(dòng)撥號(hào)或占用一臺(tái)電腦做服務(wù)器使用。此外，無(wú)線路由器一般還具備相對(duì)更完善的安全防護(hù)功能。此外，大多數(shù)無(wú)線路由器還包括一個(gè)4個(gè)端口的交換機(jī)，可以連接n臺(tái)使用有線網(wǎng)卡的電腦