畢業(yè)論文--- 校園無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與構(gòu)建

1、<p><b>　　畢業(yè)綜合實(shí)踐項(xiàng)目</b></p><p>　　項(xiàng)目名稱： 校園無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與構(gòu)建 </p><p>　　作 者： 學(xué) 號： </p><p>　　系 別： 信息工程系 </p>&l

2、t;p>　　專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) </p><p>　　指導(dǎo)老師： 專業(yè)技術(shù)職務(wù) </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著校園網(wǎng)的的不斷普及，無線網(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

3、定室內(nèi)、樓宇間、操場等無線覆蓋區(qū)內(nèi)的AP最佳定位，對實(shí)訓(xùn)樓、圖書館和操場等有線盲區(qū)分別進(jìn)行無線AP的接入覆蓋。</p><p>　　隨著以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用,因特網(wǎng)的日益普及,以及移動終端的不斷增加,人們對移動IP接入的需求迅速增長.無線局域網(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,在頻段的使用上無需

4、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)的延伸拓展開來,成為小區(qū)尤其是熱點(diǎn)地區(qū)重要的高速無線數(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)移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長和相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用的成熟。</p><p>　　今天,無線局域網(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,會議室,證券市場,體育館,會展中心,飛機(jī)場,醫(yī)院,等

5、;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,公安流動網(wǎng)等?？梢灶A(yù)見,憑借無線接入技術(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,以及地理應(yīng)用環(huán)境的無限制特性,WLAN必將作為一種高速無線數(shù)據(jù)接入手段與有線網(wǎng)絡(luò)一起,構(gòu)成靈活,高效,完善的寬帶網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題將主要以校園無線網(wǎng)的建設(shè)來展開論證，從中可能用到各種技術(shù)資料及實(shí)施

6、方案為設(shè)計(jì)導(dǎo)向，為校園無線網(wǎng)的建設(shè)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。</p><p>　　關(guān)鍵字：無線局域網(wǎng),無線接入技術(shù)，有線網(wǎng)絡(luò)，AP</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　引 言4</b></

7、p><p>　　第一章 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本概念5</p><p>　　第二章 無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)5</p><p>　　2.1 WiMAX即全球微波接入互操作性。5</p><p>　　2.2 WIFI(Wireless Fidelity)即無線保真6</p><p>　　2.2.1 IEEE 802.116&

8、lt;/p><p>　　2.2.2 IEEE802.a7</p><p>　　2.2.3 IEEE802.llb7</p><p>　　2.2.4 IEEE802.llｇ8</p><p>　　2.2.5 IEEE802.llｎ10</p><p>　　2.3 3G即第三代移動通信技術(shù)。13</p>

9、<p>　　2.3.1 3G技術(shù)簡介13</p><p>　　2.3.2 主流技術(shù)-CDMA200014</p><p>　　2.3.3 主流技術(shù)-WCDMA14</p><p>　　2.3.4主流技術(shù)-TD-SCDMA15</p><p>　　2.4 LTE(Long Term Evolution,長期演進(jìn))項(xiàng)目15&

10、lt;/p><p>　　2.4.1 LTE的主要技術(shù)特征：16</p><p>　　2.4.2 LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)16</p><p>　　第三章 無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用17</p><p>　　3.1 無線局域網(wǎng)的優(yōu)勢17</p><p>　　3.2無線校園網(wǎng)在教育中的發(fā)展與應(yīng)用18</p>&l

11、t;p>　　3.3無線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20</p><p>　　3.3.1點(diǎn)對點(diǎn)模式 Ad-hoc (Peer-to-Peer)20</p><p>　　3.3.2 基礎(chǔ)架構(gòu)模式 Infrastructure20</p><p>　　3.3.3多 AP 模式21</p><p>　　3.3.4 無線網(wǎng)橋模式21</p>

12、;<p>　　3.3.5無線中繼器模式22</p><p>　　第四章 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備22</p><p>　　4.1 無線網(wǎng)卡22</p><p>　　4.2 無線AP22</p><p>　　4.3無線路由24</p><p>　　4.4無線網(wǎng)橋24</p><p>

13、　　4.5無線天線25</p><p>　　第五章 校園網(wǎng)中的無線網(wǎng)絡(luò)27</p><p>　　5.1無線校園網(wǎng)概述27</p><p>　　5.2校園網(wǎng)應(yīng)用需求分析27</p><p>　　5.3無線校園網(wǎng)方案產(chǎn)品選擇28</p><p>　　5.4 無線校園網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)29</p><

14、;p>　　5.4.1微蜂窩覆蓋及漫游29</p><p>　　5.4.2無線中繼點(diǎn)29</p><p>　　5.4.3覆蓋開闊區(qū)域30</p><p>　　5.4.4無線網(wǎng)橋30</p><p>　　5.5無線校園網(wǎng)可行性分析31</p><p>　　5.6網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則31</p>&l

15、t;p>　　5.7無線校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D32</p><p>　　5.8無線校園網(wǎng)實(shí)施方案32</p><p>　　5.8.1室內(nèi)方案32</p><p>　　5.8.2室外方案35</p><p>　　第六章 無線網(wǎng)絡(luò)的安全部署37</p><p>　　6.1無線局域網(wǎng)的安全認(rèn)證37</p>

16、;<p>　　6.1.1 開放認(rèn)證38</p><p>　　6.1.2共享密鑰認(rèn)證38</p><p>　　6.2無線局域網(wǎng)的加密技術(shù)38</p><p>　　6.2.1選擇無線局域網(wǎng)安全策略的原則39</p><p><b>　　總 結(jié)40</b></p><p>　　參

17、 考 文 獻(xiàn)41</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　無線局域網(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，利用微波等無線技術(shù)進(jìn)行信息傳遞的局域網(wǎng)。無線局域網(wǎng)是90年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它提供了使用無線多址信道的一種有效方法來支持計(jì)算機(jī)之間的通信，并為通信的移動化、個(gè)

18、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)，無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍也越來越廣。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)，無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至今日，技術(shù)已日漸成熟。在我國，越來越多的學(xué)校開始在校園中構(gòu)建和鋪設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)。無線校園網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展與應(yīng)用，將對學(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，也將對學(xué)校教師、學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活方式產(chǎn)生積極影響。</p><p>　　無線局域網(wǎng)絡(luò)不僅可以覆蓋課

19、堂、教室、宿舍、閱覽室等經(jīng)常使用網(wǎng)絡(luò)的場所，除此之外，校園的草坪、樹林更是無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮功效的場所。由于以往室外環(huán)境無法提供上網(wǎng)條件，因此許多教學(xué)活動受到限制，而無線校園網(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。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備移動漫游的功能，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)連接，不間斷地訪問校園網(wǎng)絡(luò)資源。</p><p>　　無線網(wǎng)絡(luò)

20、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)無所不在。對于終端用戶而言，直接能夠感受到的是無線網(wǎng)絡(luò)帶來的便捷性。</p><p>　　第一章 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本概念</p><p>　　WLAN是Wireless Local Area Network的縮寫，指應(yīng)用無線通信技術(shù)將計(jì)算機(jī)設(shè)備互聯(lián)起來，構(gòu)成可以互相通信和實(shí)現(xiàn)資源共享的

21、網(wǎng)絡(luò)體系。無線局域網(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，而是通過無線的方式連接，從而使網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和終端的移動更加靈活。 </p><p>　　無線局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。從專業(yè)角度講，無線局域網(wǎng)利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計(jì)算機(jī)之間的通信，并為通信的移動化、個(gè)性化和多媒體應(yīng)用提供了可能。通俗地說，無

22、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。 </p><p>　　但是，僅僅從纜線這個(gè)角度來看待無線局域網(wǎng)是不夠的——無線局域網(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?；A(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)展而移動或變化。</p><p>

23、　　第二章 無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)</p><p>　　2.1 WiMAX即全球微波接入互操作性。</p><p>　　WiMAX全稱World Interoperability for Microwave Access(全球微波接入互操作性)是一項(xiàng)基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術(shù)，是針對微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>

24、　　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線接入的WiMAX802．16d標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是滿足固定和移動的寬帶無線接入技術(shù)WiMAX802．16e標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　作為線纜和xDSL的無線擴(kuò)展技術(shù)，802.16a規(guī)范于2003年1月29日被IEEE通過。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"的問題而設(shè)計(jì)的。在亞洲，目前xDSL是WiMAX在最后

25、一公里接入市場主要的競爭對手，因此，通常也將WiMAX稱為無線DSL。 </p><p>　　實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離：WiMAX所能實(shí)現(xiàn)的50km的無線信號傳輸距離是無線局域網(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，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。</p><p>　　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

26、，這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。 </p><p>　　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線擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。</p><p>　　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)電信級的多媒體通信服務(wù)。

27、 </p><p>　　2.2 WIFI(Wireless Fidelity)即無線保真</p><p>　　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,無線保真）聯(lián)盟完成，所以WLAN技術(shù)常常被稱之為WiFi。WLAN通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，工作在2.4GHz~5.8GHz頻段。用戶可以在WLAN覆蓋范圍內(nèi)任意地點(diǎn)以無線方式連接到網(wǎng)絡(luò)上

28、。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）、HomeRF和紅外線（Infrared）。</p><p>　　2.2.1 IEEE 802.11</p><p>　　1990年IEEE(國際電氣電子工程師協(xié)會)8

29、02標(biāo)準(zhǔn)化委員會成立IEEE802.n無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作組，主要研究無線設(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)用開放頻段，支持IMbps和ZMbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。</p><p>　　無線局域網(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)，沒有復(fù)雜的中轉(zhuǎn)、路由

30、等網(wǎng)絡(luò)控制，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也相對簡單。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(LLG)與媒體訪問控制層(MAC)，各層中無線局域網(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)和媒體訪問控制層規(guī)范，物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)制方法，允許無線局域網(wǎng)及無線設(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)無序地爭用信道，有線局域網(wǎng)媒體訪問控制中采用了CSMA/CD(

31、載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)協(xié)議，由于無線局域網(wǎng)征沖突檢測較困難，無線局域網(wǎng)媒體訪問控制中使用CSMA/CA(載波監(jiān)聽多路訪問/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，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)的集中控制。</p><p>　　2.2.2 IEEE802.a</p><p>　　IEEE802.a工作在SGHzU一Nll頻帶，從而避開了擁

32、擠的2.4GHz頻段，所以相對802.llb來說幾乎是沒有干擾。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的無線ATM接口、10MbPs以太網(wǎng)無線幀結(jié)構(gòu)接口和 TDD/TDMA的空中接口，支持語音、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。</p><p>　　IEEESO2

33、.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，不過其不兼容IEEE802.llb、空中接力不好、點(diǎn)對點(diǎn)連接很不經(jīng)濟(jì)，不適合小型設(shè)備，另外由于技術(shù)成本過高，缺乏價(jià)格競爭力，經(jīng)濟(jì)規(guī)模始終無法擴(kuò)大，加上SGHz并非免費(fèi)頻段，在部分地區(qū)面臨頻譜管制的問題，市場銷售情況一直不理想。相比而言，業(yè)界非?？春肐EEE802.llb。</p><p>　　2.2.3 IEEE802.llb </p&g

34、t;<p>　　IEEE802.llb工作于開放的2.4GHz頻段，支持最高11MbPs的傳輸帶寬，無需直線傳播。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、IMbps速率時(shí)可向下兼容IEEE802.11。IEEE802.llb的使用范圍在室外

35、為300米，在辦公環(huán)境中則最長為100米，信號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)，來提供可靠的數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效使用。</p><p>　　而隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中視頻、語音等關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸需求越來越多，速率問題將會成為 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，成為無線產(chǎn)品市場的新寵。&

36、lt;/p><p>　　此外802.llb在安全問題也不容忽視，目前主要通過WEP加密協(xié)議來彌補(bǔ)這一缺陷，不過IEEE已經(jīng)出臺了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)802.Hi來專門解決WLAN中的安全問題。</p><p>　　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IEEE

37、802.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相差無幾，因此，具有很好的市場前景。</p><p>　　2.2.4 IEEE802.llｇ</p><p>　　IEEE802.11工作組近年來開始定義新的物理層標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11ｇ。與以前的IEEE802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)相比，IEEE802.11ｇ草案有以下兩個(gè)特點(diǎn)：在2．4GHz頻段使

38、用正交頻分復(fù)用（OFDM）調(diào)制技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到20Mbit/s以上；能夠與IEEE802.11ｂ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過渡，延長了IEEE802．11b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IEEE802.11ｇ草案，該標(biāo)準(zhǔn)成為人們關(guān)注的新焦點(diǎn)。</p><p>　

39、　IEEE 802.11g在現(xiàn)行WLAN技術(shù)中的優(yōu)勢還是相當(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。</p><p>　　OFDM緩解信號衰耗 。  在當(dāng)今WLAN應(yīng)用中，OFDM被認(rèn)為是最佳波形技術(shù)。眾所周知，對WLAN設(shè)備設(shè)計(jì)者來說，要解決的最大難題是多路徑傳輸中的信號衰耗問題。在室內(nèi)環(huán)境，信號可從多個(gè)方

40、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），因而不同信號從發(fā)送器到接收器會有特定的時(shí)間延遲和相移，這會造成信號嚴(yán)重失真。信號帶寬中一些頻率干涉使信號增強(qiáng)；而有些頻率產(chǎn)生相消干涉，使得特定頻率的信號減弱，甚至有可能消失。 </p><p>　　在室內(nèi)環(huán)境下，載波經(jīng)由不同延遲路徑到達(dá)接收天線會導(dǎo)致信號“溢出”。多路徑引發(fā)的信號間沖突（ISI）會引發(fā)嚴(yán)重的信號失真；更有甚者，在單一信號周期內(nèi)

41、失真情況會不一樣。IEEE 802.11b協(xié)議技術(shù)采用波形稱為補(bǔ)充代碼鍵控（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題。802.11b 采用信道均衡技術(shù)解決多路徑引發(fā)的ISI問題，但要增加信號中繼，而且其中復(fù)雜的均衡器設(shè)計(jì)會影響到系統(tǒng)性能。 </p><p>　　相對于單載波系統(tǒng)，OFDM系統(tǒng)不采用補(bǔ)償辦法來消除多路徑引發(fā)的ISI問題。OFDM脈沖具備保護(hù)間隔，可將其視為包含冗余

42、信息的信號前綴，在接收器一方可丟棄而不影響正常的信號解碼。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，802.11 a/g為800納秒，接收器很容易在信號內(nèi)容中識別并將其舍棄。而且，OFDM原來應(yīng)用于802.11a系統(tǒng)中，“移植”到2.4GHz頻段將有利于保持與傳統(tǒng)802.11b設(shè)備間的兼容性。      </p><p>　　802.11

43、 WLAN系統(tǒng)采用的主要信道共享機(jī)制為CSMA/CA（載波監(jiān)聽多路接入/沖突檢測），即“會話前監(jiān)聽”機(jī)制。其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)監(jiān)聽傳輸，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)問題，802.11b無線信號將無法監(jiān)聽到采用OFDM的802.11g信號。 </p><p>　　802.11g采用所有802.11信號都能識別的傳統(tǒng)RTS/CTS（請求發(fā)送/允許發(fā)送）應(yīng)答方式解

44、決了這一問題。在802.11網(wǎng)中，所有節(jié)點(diǎn)應(yīng)在AP接收范圍內(nèi)，但有可能無法相互識別，這時(shí)采用RTS-CTS機(jī)制能明顯減少沖突。802.11g正是采用這類機(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能對傳統(tǒng)無線設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，如果沒有發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)802.11b設(shè)備，則舍棄RTS/CTS信號，吞吐率隨之提高。 </p><p>　　遠(yuǎn)距離地域覆蓋 。如上所述，OFDM波形技術(shù)特別適合于室

45、內(nèi)WLAN應(yīng)用。從物理學(xué)角度來說，傳輸距離跟波長是成正比的，因而采用工作于2.4GHz頻段（波長較長）的OFDM技術(shù)，傳輸距離比工作于5GHz（波長較短）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)，情況會略有不同，但低頻率仍有傳輸距離優(yōu)勢。從無線頻率傳輸角度看，可將任何物體量化為具備特定波長。但在多數(shù)室內(nèi)WLAN應(yīng)用系統(tǒng)中，大部分無線信號得穿透墻壁，并繞過家具或其它障礙物。</p><

46、p>　　2.2.5 IEEE802.llｎ</p><p>　　802.11n主要是結(jié)合物理層和MAC層的優(yōu)化來充分提高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，而沒有對空口訪問等MAC協(xié)議層的優(yōu)化，802.11n的物理層優(yōu)化將無從發(fā)揮。就好比即使建了很寬的馬路，但是車流的調(diào)度管

47、理如果跟不上，仍然會出現(xiàn)擁堵和低效。所以802.11n對MAC采用了Block確認(rèn)、幀聚合等技術(shù)，大大提高M(jìn)AC層的效率。</p><p>　　802.11n對用戶應(yīng)用的另一個(gè)重要收益是無線覆蓋的改善。由于采用了多天線技術(shù)，無線信號(對應(yīng)同一條空間流)將通過多條路徑從發(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多個(gè)天線收到信號進(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

48、信號質(zhì)量，從而間接提高了信號的覆蓋范圍。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。</p><p>　　802.11n的關(guān)鍵技術(shù)：</p><p>　　(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)行無線信號的收發(fā)。它是當(dāng)今無線最熱門的技術(shù)，無論是3G、

49、IEEE 802.16e WIMAX，還是802.11n，都把MIMO列入射頻的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p><b>　　圖1 MIMO架構(gòu)</b></p><p>　　通過多條通道，并發(fā)傳遞多條空間流，可以成倍提高系統(tǒng)吞吐。通過多條通道，無線信號通過多條路徑從發(fā)射端到達(dá)接收端多個(gè)接收天線。由于經(jīng)過多條路徑傳播，每條路徑一般不會同時(shí)衰減嚴(yán)重，采用某種算法把這些多個(gè)信號進(jìn)

50、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部分將有更多說明。</p><p>　　(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。</p><p>　　圖2 通過MIMO傳遞多條空間流</p><p>

51、;　　MIMO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M(jìn)IMO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3×3的模式。</p><p>　　MIMO/SDM是在

52、發(fā)射端和接收端之間，通過存在的多條路徑(通道)來同時(shí)傳播多條流。有意思的事情出現(xiàn)了：一直以來，無線技術(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傳輸數(shù)據(jù)</p><p>　　圖3 MIMO利用多徑傳輸數(shù)據(jù)</p><p>　　(3)．MIMO-OFDM：在室內(nèi)等典型應(yīng)用環(huán)境下，由于多徑效應(yīng)的影響，信號在接收側(cè)很容易發(fā)生(ISI)，從而導(dǎo)致高誤碼率。OFDM調(diào)制技

53、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，通過這些子載體進(jìn)行通訊，從而減少ISI機(jī)會，提高物理層吞吐。</p><p>　　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

54、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 Mbps(即54*52/48)。</p><p>　　(4). FEC (Forward Error Correction) ：按照無線通信的基本原理，為了使信息適合在無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-

55、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)。</p><p>　　(5). Short Guard Interval (GI) ：由于多徑效應(yīng)的影響，信息符號(Information Symbol)將通過多條路徑傳遞，可能會發(fā)生彼此碰撞，導(dǎo)致ISI干擾。為此

56、，802.11a/g標(biāo)準(zhǔn)要求在發(fā)送信息符號時(shí)，必須保證在信息符號之間存在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。對于多徑效應(yīng)較明顯的環(huán)境，不建議使用Short Guard Interval (GI)。　　　　　　　　

57、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　(6). 40MHz綁定技術(shù)：這個(gè)技術(shù)最為直觀：對于無線技術(shù)，提高所用頻譜的寬度，可以最為直接地提高吞吐。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來使用，所以可以最直接地提高吞吐。</p>

58、;<p>　　需要注意的是：對于一條空間流，并不是僅僅將吞吐從72.2 Mbps提高到144.4(即72.2×2 )Mbps。對于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40MHz綁定技術(shù)，這些預(yù)留的帶寬也可以用來通訊，可以將子載體從104(52×2)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。</p>

59、<p>　　(7). MCS (Modulation Coding Scheme)：在802.11a/b/g時(shí)代，配置AP工作的速率非常簡單，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。</p><p>　　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

60、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，每種組合用整數(shù)來唯一標(biāo)示。對于AP，MCS普遍支持的范圍為0-15。</p><p>　　(8). MRC (Maximal-Ratio Combinin

61、g)：MRC和吞吐提高沒有任何關(guān)系，它的目的是改善接收端的信號質(zhì)量?；驹硎牵簩τ趤碜园l(fā)射端的同一個(gè)信號，由于在接收端使用多天線接收，那么這個(gè)信號將經(jīng)過多條路徑(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較好。那么在接收端可以使用某種算法，對這些各接收路徑上的信號進(jìn)行加權(quán)匯總(顯然，信號最好的路徑分配最高的權(quán)重)，實(shí)現(xiàn)接收端的信號改善。當(dāng)多條路徑上信號都不太好時(shí)，仍然通過MRC技術(shù)獲得較好的接

62、收信號。</p><p>　　2.3 3G即第三代移動通信技術(shù)。 </p><p>　　2.3.1 3G技術(shù)簡介</p><p>　　國際電信聯(lián)盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件《2000年國際移動通訊計(jì)劃》(簡稱IMT-2000)。</p><p>

63、　　為了提供3G服務(wù)，無線網(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</p><p>　　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</p

64、><p>　　2.3.2 主流技術(shù)-CDMA2000</p><p>　　CDMA2000是由IS-95A/B標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來的第三代移動通信標(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

65、標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　CDMA2000 1x EV-DO定位于Internet的無線延伸，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：</p><p>　　(1)靜止或慢速移動：1.03Mbps（無分集）和 1.4Mbps（分集接收）</p><p>　　(2)中高速移動：700Kbps（無分集）和 1.03Mbps（分集接收）&l

66、t;/p><p>　　(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。</p><p>　　2.3.3 主流技術(shù)-WCDMA</p><p>　　WCDMA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)）為無線接口的第三代移動通信系統(tǒng)。目前WCDMA有Release 99、Releas

67、e 4、Release 5、Release 6等版本。 </p><p>　　W-CDMA[2]（寬帶碼分多址）是一個(gè)ITU(國際電信聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)，它是從碼分多址（CDMA）演變來的，從官方看被認(rèn)為是IMT-2000的直接擴(kuò)展，與現(xiàn)在市場上通常提供的技術(shù)相比，它能夠?yàn)橐苿雍褪痔釤o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

68、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/手提設(shè)備之間的語音、圖象、數(shù)據(jù)以及視頻通信，速率可達(dá)2Mb/s（對于局域網(wǎng)而言）或者384Kb/s（對于寬帶網(wǎng)而言）。輸入信號先被數(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。&

69、lt;/p><p>　　2.3.4主流技術(shù)-TD-SCDMA</p><p>　　TD-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)30－4km。TD-SCDMA的無線傳輸方案綜合了FDMA，TDMA和CDMA等基本

70、傳輸方法。</p><p>　　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，并通過更高的頻率復(fù)用率來提供更高的話務(wù)量。基于高度的業(yè)務(wù)靈活性，TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)可以通過無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）連接到交換網(wǎng)絡(luò)，如同三代移動通信中對電路和包交換業(yè)務(wù)所定義的那樣。在最終的版本里，計(jì)劃讓TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)與INTERNET直接相連。</p><p>　　TD-SCDMA所呈現(xiàn)的

71、先進(jìn)的移動無線系統(tǒng)是針對所有無線環(huán)境下對稱和非對稱的3G業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)的，它運(yùn)行在不成對的射頻頻譜上。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的語音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。</p><p>　　2.4 LTE(Long Term Evolution,長期演進(jìn))項(xiàng)目&

72、lt;/p><p>　　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，被視作從3G向4G演進(jìn)的主流技術(shù)。</p><p>　　LTE(Long Term Evolution,長期演進(jìn))項(xiàng)目是3G的演進(jìn)，始于2004年3GPP的多倫多會議。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)過渡，是3.9G的全

73、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。</p><p>　　2.4.1 LTE的主要技術(shù)特征：</p><p>　　(1)通信速率有了提高，下行峰值速率為100Mbps、上行為50Mbps。<

74、;/p><p>　　(2)提高了頻譜效率，下行鏈路5(bit/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。</p><p>　　(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。</p><p>　　(4)QoS保證，通過系統(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)

75、質(zhì)量。</p><p>　　(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。保證了將來在系統(tǒng)部署上的靈活性 </p><p>　　(6)降低無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延：子幀長度0.5ms和0.675ms，解決了向下兼容的問題并降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，時(shí)延可達(dá)U-plan<5ms，C-p

76、lan<100ms。</p><p>　　(7)增加了小區(qū)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。</p><p>　　(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。</p><p>　　2.4.2 LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)<

77、;/p><p>　　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3G的演進(jìn)，但事實(shí)上它對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)。</p><p>　　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-UTRAN

78、)[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NodeB的功能外，還能完成原來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，這也是對原有UTRAN結(jié)構(gòu)的重大修改。<

79、;/p><p>　　第三章 無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用</p><p>　　3.1 無線局域網(wǎng)的優(yōu)勢</p><p>　　與有線校園網(wǎng)相比，無線校園網(wǎng)具有很人的優(yōu)勢：</p><p>　　(1)．移動性強(qiáng)。無線校園網(wǎng)吸引人的一個(gè)特點(diǎn)是移動性——用戶可以在教室、辦公室、實(shí)驗(yàn)室、圖書館之間自由移動并和網(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)5

80、0km。無線網(wǎng)絡(luò)中的終端通過無線方式進(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)了可移動性。同時(shí)，無線局域網(wǎng)不僅支持移動終端之間的通信，還允許無線設(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”

81、訪問校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　(2).靈活性高。無線網(wǎng)組網(wǎng)靈活，易于擴(kuò)展，能滿足具體的應(yīng)用和安裝需要，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以適用于小數(shù)量用戶的對等網(wǎng)絡(luò)，也可以適用于幾千名移動用戶的完整基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)?？梢砸砸环N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)。在無線局域網(wǎng)中增加或減少移動主機(jī)都是相當(dāng)容易的，增加無線接入點(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。</p

82、><p>　　(3)．投資回報(bào)快。在許多情況下，安裝一個(gè)無線網(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)如果通過光纖連接的話，費(fèi)用相當(dāng)高，而通過無線網(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，而無線網(wǎng)絡(luò)可以提供一個(gè)簡單直接的解決方案；從長遠(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

83、對于有線網(wǎng)絡(luò)，無線局域網(wǎng)的安裝工作非常簡單，它無需施工許可證，不需要布線或開挖溝槽，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。</p><p>　　(4)．傳輸速率高，碼分多址能力強(qiáng)。無線網(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。</p&

84、gt;<p>　　(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，線路失效，可能破壞網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換，檢查問題往往需要很長時(shí)間。而無線網(wǎng)絡(luò)則不存在這些問題。同時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)不易受自然環(huán)境、地形及災(zāi)害影響。</p><p>　　(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，而且對于經(jīng)常移動、增加和變更的動態(tài)環(huán)境，無線網(wǎng)絡(luò)的長

85、遠(yuǎn)投資收益就更加明顯。同時(shí)，無線網(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。</p><p>　　(7)．便于教學(xué)。校園無線網(wǎng)絡(luò)能提供對整個(gè)校園網(wǎng)用戶的無線上網(wǎng)服務(wù)，通過無線網(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)校體育場任何位置通過無線網(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

86、，利用這些內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。</p><p>　　3.2無線校園網(wǎng)在教育中的發(fā)展與應(yīng)用</p><p>　　無線校園網(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:</p><p>　　(1)提供教學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)。通過無線校園網(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)互動平臺，加強(qiáng)

87、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。</p><p>　　(2)提供圖書館無線網(wǎng)絡(luò)。通過無線校園網(wǎng)覆蓋整個(gè)圖書館內(nèi)所有的區(qū)域，教師和學(xué)生可以很方便地利用無線網(wǎng)絡(luò)使用圖書館提供的各種數(shù)字化服務(wù)，能夠了解查閱各類信息知識。</p><p>　　(3)提供行政辦公網(wǎng)絡(luò)。通過無線校園網(wǎng)覆蓋學(xué)校的各系、院辦公樓和行政辦公區(qū)，通過對辦公區(qū)域提供無線網(wǎng)絡(luò)，提高了各

88、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。</p><p>　　(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)宿舍提供了無線局域網(wǎng)無限覆蓋，滿足了教工和學(xué)生臨時(shí)上網(wǎng)的要求。</p><p>　　(5)無線應(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)要求的場合，提供臨時(shí)性的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，滿足用戶對網(wǎng)絡(luò)的需求。</p><p&g

89、t;　　3.3無線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p>　　3.3.1點(diǎn)對點(diǎn)模式 Ad-hoc (Peer-to-Peer) </p><p>　　由無線工作站組成，用于一臺無線工作站和另一臺或多臺其他無線工作站的直接通訊，該網(wǎng)絡(luò)無法接入到有線網(wǎng)絡(luò)中，只能獨(dú)立使用。無需 AP ，安全由各個(gè)客戶端自行維護(hù)。</p><p>　　3.3.2 基礎(chǔ)架構(gòu)模式 Infrastruc

90、ture </p><p>　　由無線訪問點(diǎn)（ AP ）、無線工作站（ 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 ）。無線訪問點(diǎn)也稱無線 hub ， 用于在無線 STA 和有線網(wǎng)絡(luò)之間接收、緩存和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，所有的無線通訊都經(jīng)過 AP 完成。無線訪問點(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)無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。</p>&

91、lt;p>　　3.3.3多 AP 模式 </p><p>　　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)（ ESS ）。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)中并沒有定義，但是目前大都是指以太網(wǎng)。相同 ESSID

92、 的無線網(wǎng)絡(luò)間可以進(jìn)行漫游，不同 ESSID 的無線網(wǎng)絡(luò)形成邏輯子網(wǎng)</p><p><b>　　。</b></p><p>　　3.3.4 無線網(wǎng)橋模式 </p><p>　　利用一對AP連接兩個(gè)有線或者無線局域網(wǎng)網(wǎng)段。</p><p>　　3.3.5無線中繼器模式 </p><p>　　無線中

93、繼器用來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。</p><p>　　第四章 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備</p><p><b>　　4.1 無線網(wǎng)卡</b></p><p>　　無線網(wǎng)卡的作用類似于以太網(wǎng)中的網(wǎng)卡,作為無線網(wǎng)絡(luò)的接口,實(shí)現(xiàn)與無線網(wǎng)絡(luò)的連接.無線網(wǎng)卡根據(jù)接口類型的不同,主要分為三種類型,即PCMCIA無線網(wǎng)卡,PCI無線網(wǎng)卡和USB

94、無線網(wǎng)卡. PCMCIA無線網(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)移動式無線接入. PCI接口無線網(wǎng)卡適用于普通的臺式計(jì)算機(jī)使用.其實(shí)PCI接口的無線網(wǎng)卡只是在PC轉(zhuǎn)接卡上插入一塊普通的PC卡. USB接口無線網(wǎng)卡適用于筆記本電腦和臺式機(jī),支持熱插撥.不過,由于USB網(wǎng)卡對筆記本而言是個(gè)累贅,因此,USB網(wǎng)卡通常被用于臺式機(jī).</p><p><b>

95、　　4.2 無線AP</b></p><p>　　無線AP（Access Point）:即無線接入點(diǎn)，它是用于無線網(wǎng)絡(luò)的無線交換機(jī)，也是無線網(wǎng)絡(luò)的核心。無線AP是移動計(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)行無線連接，延展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍

96、。 無線AP（AP，Access Point，無線訪問節(jié)點(diǎn)、會話點(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線接入點(diǎn)（無線AP），也同樣是無線路由器（含無線網(wǎng)關(guān)、無線網(wǎng)橋）等類設(shè)備的統(tǒng)稱。 各種文章或廠家在面對無線AP時(shí)的稱呼目前比較混亂，但隨著無線路由器的普及，目前的情況下如沒有特別的說明，我們一般還是只將所稱呼的無線AP理解為單純性無線AP，以示和無線路由器加以區(qū)分。它主要是提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局

97、域網(wǎng)對無線工作站的訪問，在訪問接入點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進(jìn)行相互通信。 單純性無線AP就是一個(gè)無線的交換機(jī)，僅僅是提供一個(gè)無線信號發(fā)射的功能。單純性無線AP的工作原理是將網(wǎng)絡(luò)信號通過雙絞線傳送過</p><p><b>　　4.3無線路由</b></p><p>　　無線路由器：就是帶有無線覆蓋功能的路由器，它主要應(yīng)用于用戶上網(wǎng)和無線覆蓋。市場上流行的無線

98、路由器一般都支持專線xdsl/ cable，動態(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地址過濾等等功能。</p><p>　　無線路由器（Wireless Router）好比將單純性無線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

99、能，可支持局域網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)連接共享?？蓪?shí)現(xiàn)家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的Internet連接共享，實(shí)現(xiàn)ADSL和小區(qū)寬帶的無線共享接入。</p><p>　　無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)置有簡單的虛擬撥號軟件，可以存儲用戶名和密碼撥號上網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)為撥號接入Internet的ADSL、CM等提供自動撥號功

100、能，而無需手動撥號或占用一臺電腦做服務(wù)器使用。此外，無線路由器一般還具備相對更完善的安全防護(hù)功能。</p><p>　　此外，大多數(shù)無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臺使用有線網(wǎng)卡的電腦，從而實(shí)現(xiàn)有線和無線網(wǎng)絡(luò)的順利過渡。</p><p>　　在接入速度上，目前符合11Mbps、54Mbps、108Mbps的無線路由器產(chǎn)品皆有。</p><p>　　無

101、線路由器適合于不帶路由的ADSL、CM貓等用戶以及帶路由的ADSL、CM貓。無線路由器將多種設(shè)備合而為一，亦比較適合于初次建網(wǎng)的用戶，其集成化的功能可以使用戶只用一個(gè)設(shè)備而滿足所有的有線和無線網(wǎng)絡(luò)需求。</p><p><b>　　4.4無線網(wǎng)橋</b></p><p>　　無線網(wǎng)橋是為使用無線（微波）進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)la

102、n互聯(lián)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離（可達(dá)20km）、高速（可達(dá)11mbps）無線組網(wǎng)。無線網(wǎng)橋有三種工作方式，點(diǎn)對點(diǎn)，點(diǎn)對多點(diǎn)，中繼連接。特別適用于城市中的遠(yuǎn)距離高以及是否加用雙向放大器。 　　　</p><p>　　從作用上來理解無線網(wǎng)橋，它可以用于連接兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)段，這些獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)段通常位于不同的建筑內(nèi)，相距幾百米到幾十公里。所以說它可以廣泛應(yīng)用在不同建筑物間的互聯(lián)

103、。同時(shí)，根據(jù)協(xié)議不同，無線網(wǎng)橋又可以分為2.4GHz頻段的802.11b或802.11以及采用5.8GHz頻段的802.11a無線網(wǎng)橋。</p><p>　　在無高大障礙（山峰或建筑）的條件下，一對速組網(wǎng)和野外作業(yè)的臨時(shí)組網(wǎng)。其作用距離取決于環(huán)境和天線，現(xiàn)7km的點(diǎn)對點(diǎn)微波互連。一對27dbi的定向天線可以實(shí)現(xiàn)10km的點(diǎn)對點(diǎn)微波互連。12dbi的定向天線可以實(shí)現(xiàn)2km的點(diǎn)對點(diǎn)微波互連；一對只實(shí)現(xiàn)到鏈路層功能的無

104、線網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋，而具有路由等網(wǎng)絡(luò)層功能、在網(wǎng)絡(luò)24dbi的定向天線可以實(shí)層實(shí)現(xiàn)異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的設(shè)備叫無線路由器，也可作為第三層網(wǎng)橋使用。</p><p>　　無線網(wǎng)橋通常是用于室外，主要用于連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，使用無線網(wǎng)橋不可能只使用一個(gè)，必需兩個(gè)以上，而AP可以單獨(dú)使用。無線網(wǎng)橋功率大，傳輸距離遠(yuǎn)（最大可達(dá)約50km），抗干擾能力強(qiáng)等，不自帶天線，一般配備拋物面天線實(shí)現(xiàn)長距離的點(diǎn)對點(diǎn)連接。</p>&l

105、t;p><b>　　4.5無線天線</b></p><p>　　當(dāng)計(jì)算機(jī)與無線AP或其他計(jì)算機(jī)相距較遠(yuǎn)時(shí)，隨著信號的減弱，或者傳輸速率明顯下降，或者根本無法實(shí)現(xiàn)與AP或其他計(jì)算機(jī)之間通訊，此時(shí)，就必須借助于無線天線對所接收或發(fā)送的信號進(jìn)行增益（放大）。</p><p>　　無線設(shè)備本身的天線都有一定距離的限制，當(dāng)超出這個(gè)限制的距離，就要通過這些外接天線來增強(qiáng)無線