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1、毕业设计可联系 QQ:3568494790第一章 无线网络概述1.1 前言中国教育和科研计算机网 CERNET在 2005年 5月 27日举行的 2005中国无线校园网建设与发展论坛上宣布，将利用在下一代互联网上的领先优势，联合各大厂商，通过贷款方式打造 300笔记本大学的宏伟计划，2005 年将优先建设 100所无线校园网及笔记本大学。无线局域网（Wireless Local Area Network） 1 是指去除了传统网络中的网络传输线缆，利用微波等无线技术进行信息传递的局域网。无线局域网是 90年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用无线多址通道的一种有效方法来支持计算机
2、之间的通信，并为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段。随着计算机技术与通信技术的日渐发达，无线网络的应用范围也越来越广。作为与有线网络的相互补充相得益彰的新型技术，无线网络发展至今日，技术已日渐成熟。在我国，越来越多的学校开始在校园中构建和铺设无线网络。无线校园网络的快速发展与应用，将对学校的教学模式、教学理念及教学管理产生深远的影响，也将对学校教师、学生的学习、生活方式产生积极影响。1.2 无线局域网的优势与有线校园网相比，无线校园网具有很大的优势：(1)灵活性高。无线网组网灵活，易于扩展，能满足具体的应用和安装需要，系统结构可以适用于小数量用户的对等网络，也可以适用于几千名移动
3、用户的完整基础网络。可以以一种独立于有线网络的形式存在，在需要时可以随时建立临时网络，而不依赖有线骨干网。在无线局域网中增加或减少移动主机都是相当容易的，增加无线接入点就可以增大用户数量和覆盖范围，并且允许在较大范围内进行漫游。(2)移动性强。无线校园网吸引人的一个特点是移动性用户可以在教室、办公室、实验室、图书馆之间自由移动并和网络保持持续连接。并且传输范围大大拓宽，最大传输范围可达到数 50km。无线网络中的终端通过无线方式进行通信，在任何地方都能提供实毕业设计可联系 QQ:3568494791时的信息服务，摆脱了线缆的束缚，增强了可移动性。(3)传输速率高，码分多址能力强。无线网络的速度
4、可达 108M，可支持 300个用户连接，且易于扩展。(4)维护成本低。由于后期维护方便，维护成本比有线网络可减少 50左右，而且对于经常移动、增加和变更的动态环境，无线网络的长远投资收益就更加明显。同时，无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松转移和布置，有效的提高了设备的利用率。(5)便于教学。校园无线网络能提供对整个校园网用户的无线上网服务，通过无线网络师生可以在学校任何地方很方便地连入校园网，进行信息的查询，并且马上可以得到数字化的全文信息，方便地进行学习。1.3 无线校园网在教育中的发展与应用无线校园网的建立发展不断地改变我们学生老师的日常学习生活各个方面都有典型的应用比如:图 1-1
5、 无线校园网的应用(1)提供教学无线网络。通过无线校园网络覆盖教学楼及些校内公共课教学环境，如计算机公共机房、电教楼公共教室等。为广大师生提供了一个更为有效的网络互动平台，加强了学习生活的交流，同时为学生在教室内的自习提供一个方便的查询数据的网络环境。毕业设计可联系 QQ:3568494792(2)提供图书馆无线网络。通过无线校园网覆盖整个图书馆内所有的区域，教师和学生可以很方便地利用无线网络使用图书馆提供的各种数字化服务，能够了解查阅各类信息知识。(3)提供行政办公网络。通过无线校园网覆盖学校的各系、院办公楼和行政办公区，通过对办公区域提供无线网络，提高了各职能部门的效率，满足了教职员工的在
6、线查询能力，大大提高了各职能部门的服务质量。(4)提供教工、学生宿舍网络。在部分的教工宿舍和大部分的校内宿舍提供了无线局域网无限覆盖，满足了教工和学生临时上网的要求。(5)无线应急系统。在出现需要突发性大规模网络服务要求的场合，提供临时性的无线网络服务，满足用户对网络的需求。毕业设计可联系 QQ:3568494793第二章 无线网络接入技术2.1 WiMAX即全球微波接入互操作性WiMAX全称 World Interoperability for Microwave Access(全球微波接入互操作性)是一项基于 IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术，是针对微波和毫米波频段提出的
7、一种空中接口标准。 WiMAX系统主要有两个技术标准，一个是指满足固定宽带无线接入的 WiMAX80216d标准，另一个是满足固定和移动的宽带无线接入技术 WiMAX80216e 标准。 为了实现更远的传输距离：WiMAX 所能实现的 50km的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是 3G发射塔的 10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。提供更高速的宽带接入。据悉，WiMAX 所能提供的最高接入速度是 70Mbit/s，这个速度是 3G所能提供的宽带速度的 30倍。 提供多媒体通信服务。由于 WiMAX较 Wi-Fi具有更好的可扩展性和
8、安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。 2.2 WIFI(Wireless Fidelity)即无线保真目前，WLAN 的推广和认证 2 工作主要由产业标准组织 Wi-Fi（Wireless Fidelity,无线保真）联盟完成，所以 WLAN技术常常被称之为 Wi-Fi。WLAN 通过空气发送和接收数据，工作在 2.4GHz5.8GHz频段。用户可以在 WLAN覆盖范围内任意地点以无线方式连接到网络上。根据目前普遍采用的技术，WLAN 的数据传输速率可以达到 54Mbps，传输距离可以远至 20KM以上，可以基本满足目前网络资源的无线传输需求。WLAN 技术目前的四种标准： IEEE
9、802.11 协议、蓝牙（Bluetooth）、Home RF 和红外线（Infrared）。2.2.1 IEEE 802.111990年 IEEE(国际电气电子工程师协会)802 标准化委员会成立 IEEE802.n无线局域网标准工作组，主要研究无线设备和网络发展的全球标准，该组织于 1997年 6月颁布的 毕业设计可联系 QQ:3568494794IEEE802.n标准是第一代无线局域网标准之一，IEEE802.11 作在 2.4GHz的 ISM即工业，科学和医用开放频段，支持 1Mbps和 2Mbps的数据传输速率。无线局域网只涉及 OSI/RM模型中的数据链路层与物理层两层协议，没有复
10、杂的中转、路由等网络控制，网络结构也相对简单。根据局域网的特点，数据链路层又可进一步划分为逻辑链路控制层(LLG)与媒体访问控制层(MAC)，各层中无线局域网相关的协议簇。IEEE802.u协议定义了物理层(PHY)和媒体访问控制层规范，物理层定义了数据传输的信号特征和调制方法，允许无线局域网及无线设备制造商建立互操作网络设备。为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送，防止各站点无序地争用通道，有线局域网媒体访问控制中采用了 CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测)协议，由于无线局域网中冲突检测较困难，无线局域网媒体访问控制中使用 CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突防止)协议，CSMA/C
11、A 通信方式将时间域的划分与帧格式紧密联系起来，保证某一时刻只有一个站点发送，实现了网络系统的集中控制。2.2.2 IEEE802.aIEEE802.a工作在 5GHzU频带，从而避开了拥挤的 2.4GHz频段，所以相对 802.llb来说几乎是没有干扰。物理层速率可达 54MbPs，传输层可达 25Mbps，基本上满足现行局域网绝大多数应用的速度要求，采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术;可提供 25MbPs的无线 ATM接口、10MbPs 以太网无线帧结构接口和 TDD/TDMA的空中接口，支持语音、数据、图像业务，一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。IEEE8O2.l
12、la在使用频率的选择和数据传输速率上都优于 IEEE802.llb，不过其不相容 IEEE802.llb、空中接力不好、点对点连接很不经济，不适合小型设备，另外由于技术成本过高，缺乏价格竞争力，经济规模始终无法扩大，加上 5.8GHz并非免费频段，在部分地区面临频谱管制的问题，市场销售情况一直不理想。相比而言，业界非常看好IEEE802.llb。2.2.3 IEEE802.llb IEEE802.llb3 工作于开放的 2.4GHz频段，支持最高 11MbPs的传输带宽，无需直线传播。其实际的传输速率在 5Mbps左右，与普通的 10BaseT规格有线局域网处于同毕业设计可联系 QQ:3568
13、494795一水平。使用动态速率转换，传输速率可因环境干扰或传输距离而变化，可将数据传输速率降低为 5.8Mbps、2Mbps 和 1Mbps。且当工作在 2Mbps、1Mbps 速率时可向下兼容IEEE802.11。IEEE802.llb 的使用范围在室外为 300米，在办公环境中则最长为 100米，信号传输不受墙壁的阻挡。使用与以太网类似的连接协议和数据包确认，来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。而随着网络应用中视频、语音等关键数据传输需求越来越多，速率问题将会成为 802.llb进一步发展的主要障碍。目前，借助于先进的调制解调技术，IEEE802.llb 产品完全可以提供高达 22
14、MbPs和 44MbPs的传输速率，成为无线产品市场的新宠。此外 802.llb在安全问题也不容忽视，目前主要通过 WEP加密协议 4 来弥补这一缺陷，不过 IEEE已经出台了一个标准 802.Hi来专门解决 WLAN中的安全问题。IEEE802.llb+是一个非正式的标准，称为增强型 IEEE802.llb，与 IEEE802.llb完全兼容，只是采用了特殊的数据调制技术，所以，能够实现高达 22MbPs的通讯速率，比IEEE802.llb标准快一倍。同时，由于 IEEE802.llb+产品在价格上与 IEEE802.llb相差无几，因此，具有很好的市场前景。2.2.4 IEEE802.ll
15、IEEE802.11工作组近年来开始定义新的物理层标准 IEEE802.11 5 。与以前的IEEE802.11协议标准相比，IEEE802.11草案有以下两个特点：在 24GHz 频段使用正交频分复用（OFDM） 6 调制技术，使数据传输速率提高到 20Mbit/s以上；能够与IEEE802.11的 Wi-Fi系统互联互通，可共存于同一 AP的网络里，从而保障了后向兼容性。这样原有的 WLAN系统可以平滑地向高速 WLAN过渡，延长了 IEEE80211b 产品的使用寿命，降低了用户的投资。2003 年 7月 IEEE802.11工作组批准了 IEEE802.11草案，该标准成为人们关注的新
16、焦点。IEEE 802.11g在现行 WLAN技术中的优势还是相当明显的。OFDM 技术具备的高数据率和极强的多路径冗余能力，使得遵循 802.11g协议技术的无线设备能够实现高数据率传输和远距离地域覆盖。OFDM缓解信号衰耗 。 在当今 WLAN应用中，OFDM 被认为是最佳波形技术。众所周知，对 WLAN设备设计者来说，要解决的最大难题是多路径传输中的信号衰耗问题。在室内环境，信号可从多个方向抵达天线。由于每条传输路径的距离不一样最大可达数百毕业设计可联系 QQ:3568494796英尺（近百米），因而不同信号从发送器到接收器会有特定的时间延迟和相移，这会造成信号严重失真。信号带宽中一些频率干涉使信号增强；而有些频率产生相消干涉，使得特定频率的信号减弱，甚至有可能消失。 802.11 WLAN系统采用的主要信道共享机制为 CSMA/CA（载波监听多路接入/冲突检测） 7 ，即“会话前监听”机制。其中每个节点负责监听传输，它处于基本服务集（BSS）中，服务集包
