无线局域网练习题

第一篇：无线局域网练习题

： 号 学 ： 名 姓 ： 级 班 无锡工艺职业技术学院14／15学年第二学期

《 无线局域网技术 》课程考试卷

一、填空题：(每空 1 分，30分)1．IEEE802.11标准按出现的时间分别是IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g、__ IEEE802.11n__________。

2．IEEE802.11标准规定了两种认证机制：开放系统论证、______________和_______共享密钥论证_______。

3．为便于无线工作站在不同的蜂窝之间做无缝漫游，一般建议有___15______%的无线覆盖重叠范围。

4．_____接入点（AP）__________是一种提供到无线工作站通信支持的WLAN设备，并且在某些情况下，也提供到有线网络的接口。

5．无线局域网的安全措施主要体现在信息过滤、用户访问控制和数据加密三个方面。

6．为提高无线局域网接入的安全性，一般采用_身份论证________和___加密技术______二者结合的技术方式。

7．IEEE802.11n采用的_MIMO_______系统在发送端和接收端均采用多天线和多通道。

8．为了保证足够的带宽以供应用，通常建议每个无线AP连接的用户数量不超过___30______个。

9．在单极化天线和双极化天线中，最常用的是____双极化_____。10．为防止无线设备对人体造成损害或对其他设备造成干扰，目前国际标准规定无线产品的最大发射功率为__20dBm（即100mW）_______。11．ISM是指工业、科学、医疗领域的频段，工作在__2.4GHZ_______频段。12．按照不同的调制方式，采用微波作为传输媒体的无线局域网可分为___扩展频谱方式、窄带调制方式

13．IEEE802.11g有_3_________个互不重叠的信道。

14．红外线是波长_______在750nm至1mm_____________之间的电磁波。15．IEEE802.11帧分为3种类型： __控制帧________、__管理帧 ________和数据帧。

16．IEEE 802.11标准采用______ CSMA/CA_____机制，可在所有站支持竞争型异步业务，从而使信号冲突概率减少到最小。

17．无线局域网有两种类型的扫描 _主动扫描、_________和_被动扫描____。18．无线路由器通过___ WAN _______口用于连接Internet。

19．通常情况下，小增益天线适合于___无线漫游____等需要大覆盖范围的应用。

20．2004年6月，IEEE批准了____802.11i（Wi-Fi）__________作为WLAN安全标准。

21．IEEE802.11b最高传输速度可达11Mb/s，实际吞吐量约6Mb/s。对于用户浏览所需带宽约100kb/s，高质量视频流所需带宽约2Mb/s。因此，从理论上，一个IEEE802.11b无线AP可支持浏览用户____60_____个或视频用户_____3____个。

22．大功率的AP首选___本地_____供电方式。23．室内覆盖，为了美观可以采用__吸顶 ____天线。

24．对于一个区域内存在多个AP，由于AP设备虽然支持十几个信道，但相互无干扰的信道间至少需要间隔5个载频，因此覆盖同一区域内的AP数量最好不要超过____3__个。

二、单项选择题(每小题 1 分，30分)1.（D）以下哪个缩略语用于表示可为单个用户提供10米覆盖范围的网络？ A、WWAN B、WLAN

C、WMAN

D、WPAN 2．天线主要工作在OSI参考模型的哪一层？（A）

A．第1层

B．第2层

C、第3层

D、第4层 3．WEP采用的加密算法是_______。（C）

A、AES

B、DES

C、RC4

D、CRC 4．根据FCC管制域，哪3个不重叠信道可用于2.4GHz的WLAN设计方案？（C）

A、信道3、5和7

B、信道2、6和11 C、信道1、6和11

D、信道1、5和9 5．无线桥接可做到点到_______。（D）A、2点

B、3点

C、4点

D、4点以上 6．下列哪种不属于无线网卡的接口类型？（C）

A、PCI

B、PCMCIA

C、IEEE1394

D、USB 7．可扩展认证协议为IEEE802.11i中的核心的用户审核机制，其缩写为_______。（B）

A、WPA

B、EAP

C、PAD

D、EDI 8．WEP加密过程中，通过在在无线帧的加密部分加入_______来提供数据完整性的验证。（D）

A、CRC

B、MAC

C、IV

D、ICV 9．目前主流的WiFi协议802.11g的物理层传输带宽是54Mbps，但其实际传输层以上的可用带宽约为（B）

A、16M

B、24M

C、32M

D、40M 10．如果AP发射功率为100mw，那么对应的dbm值是（A）

A、20dBm

B、18dBm

C、16dBm

D、10dBm 11．下列哪种材料对2.4GHz的RF信号的阻碍作用最小（D）

A、混凝土

B、金属

C、钢

D、木墙 12．关于室内AP的安装，建议安装在高度为（C）以上。A、1米

B、1.2米

C、1.5米

D、1.8米

13．一个学生在自习室里使用无线连接到他的实验合作者的笔记本电脑，他正在使用的是（A）无线模式？

A、ad-hoc模式（点对点模式）

B、基础结构模式 C、固定基站模式

D、漫游模式

14．当一台无线设备想要与另一台无线设备关联时，必须在这两台设备之间使用相同的（D）。

A、BSS

B、ESS

C、IBSS

D、SSID 15．（C）允许无线局域网节点在WLAN外共享一个共同的公共IP地址的因特网网关服务是什么？

A、DHCP

B、IP

C、NAT

D、TCP 16．（D）当规划一个无线局域网时，以下哪个特性明确了每个接入点所支持的节点数以及WLAN的带宽？ A、容量

B、覆盖范围

C、深度

D、拓扑结构

17．对于室外天线必须要求防雷，即在天线、馈线、网桥间必须加接避雷器，避雷器的接地电阻要求不大于（B）。A、5Ω

B、10Ω

C、15Ω

18.在点到点(PtP)的无线传输中，最适合的天线类型是（A）。A、两端定向天线

B、一端全向天线，一端定向天线

C、两端全向天线

D、以上都不是

19.在场强信噪比检测中，信号强度大于（C）。A、-70dBm

B、-75dBm

C、-80dBm

D、-85dBm 20．用来描述天线对发射功率的汇聚程度的指标是（D）。A、极性

B、功率

C、带宽

D、增益

21．确定无线设备间信号传播距离的最优方法是（C）。A、目测距离

B、使用强烈直线光源来估算RF信号

C、进行彻底的站点勘查 D、使用路径损耗计算公式 22．以下采用OFDM调制技术的802.11协议是（B）

A、802.11i

B、802.11a

C、802.11b

D、802.11e 23．以下不产生2.4GHz电磁波的设备是（C）

A、蓝牙手机

B、微波炉

C、传统固定电话

D、AP 24．以下为中国电信WLAN热点SSID的是（B）。A、CMCC-EDU

B、ChinaNet

C、ChinaTelecom-EDU

D、ChinaUnicom 25．当无线客户端检测不到信号时，不太可能的原因是（D）。A、可能是配置问题，配置有误可能导致 AP 没有发射信号

B、可能信号弱问题，信号弱可能导致覆盖不到

C、可能是客户端问题，客户端错误设置可能导致搜索不到信号 D、信号相互干扰的问题

26．WiMax是采用哪种技术标准来构建宽带无线网络的？（D）A、IEEE802.11

B、IEEE802.11s

C、IEEE802.15

D、IEEE802.16 27．针对QoS的问题，IEEE推出了（B）标准，以便无线链路 MAC提供QoS控制和保障机制。A、IEEE802.11 d

B、IEEE802.11 e

C、IEEE802.11 f

D、IEEE802.11 r 28．由于无线通信过程中信号强度太弱、错误率较高，无线客户端切换到其它无线AP的信道，这个过程称为（B）。A、关联

B、重关联

C、漫游

D、负载平衡

29．STA以WPA模式与AP建立关联后，如果网络中有RADIUS认证服务器，则STA使用（B）方式进行认证。

A、EAP

B、IEEE802.1x

C、PSK

D、开放系统认证 30．以下无线局域网相关国际标准中由我国提出的是（D）A、WPA

B、IEEE802.1x

C、WEP

D、WAPI 参考答案：

一、1、IEEE802.11n

2、开放系统论证、共享密钥论证 3、15

4、接入点(AP)

5、用户访问控制

6、身份论证、加密技术

7、MIMO系统8、30

9、双极化天线10、20dBm（即100mW）11、2.4GHz

12、扩展频谱方式、窄带调制方式 13、3

14、在750nm至1mm

15、控制帧、管理帧

16、CSMA/CA

17、主动扫描、被动扫描

18、WAN

19、RC4对称加密算法20、802.11i（Wi-Fi）21、60、3

22、本地

23、吸顶24、3

二、DACCD CBDBA DCADC DBACD CBCBD DBBBD

第二篇：无线局域网组网浅析

无线局域网组网浅析

【摘要】 无线局域网（WLAN）技术实现数据传输，具有简易灵活、综合成本低、扩展能力强的特点，在多种行业和领域有着广阔的应用空间，拥有良好的市场需求。本文详细阐述了无线局域网络组建的规划设计原则、覆盖方案以及网管、计费认证系统的网络结构部署方法和经验。

【关键词】 无线 WLAN 规划 设计

Analysis of WLAN Networking Construction

He Qun（China Unicom Co.Ltd Fujian branch，Fuzhou，350007，China）

ABSTRACT：Wireless local area network（WLAN）technology to achieve data transmission，has the advantages of simple，flexible，low comprehensive cost，expansion ability，in a variety of industries and areas has a broad application space，has a good market.In this paper，the design principle，coverage scheme and network structure deployment method and experience of network management and billing authentication system for wireless local area network are described in detail..KEY WORDS：WLAN，data transmission；Networking Construction，Optimization

一、概述

无线局域网（WLAN）技术于20世纪90年代逐步成熟并投入商用，既可以作传统有线网络的延伸，在某些环境也可以替代传统的有线网络。对比传统的有线传输解决方案，使用WLAN网络实现数据传输具有简易灵活、综合成本较低、扩展能力强等显著特点。

无线局域网技术经过十几年的发展，已经历了三代技术及产品的发展。第一代无线局域网主要是采用Fat AP，每一台AP都要单独进行配置，费时、费力、费成本；第二代无线局域网融入了无线网关功能但还是不能集中进行管理和配置，其管理性和安全性以及对有线网络的依赖成为了第一代和第二代WLAN产品发展的瓶颈，由于这一代技术的AP储存了大量的网络和安全的配置，包括加密的钥匙，Radius client的安全密码（secret）等，而AP又是分散在建筑物中的各个位置，一旦AP的配置被盗取读出并修改，其无线网络系统就失去了安全性。另外由于AC或无线网关的硬件多数是基于Pentium架构的，所以当用户接入数量（IP sessions）增多时，无线网的性能会急剧下降，时常会发生掉线或死机情况。在这样的环境下，基于无线交换机技术的第三代WLAN产品应运而生。第三代无线局域网采用无线交换机和FIT AP的架构，对传统WLAN设备的功能做了重新划分，将密集型的无线网络和安全处理功能转移到集中的 WLAN 交换机中实现，同时加入了许多重要新功能，诸如无线网管、AP间自适应、无线安管、RF监测、无缝漫游以及Qos。，使得无线局域网的网络性能、网络管理和安全管理能力得以大幅提高。

二、无线局域网设计与规划

2.1设计原则

依照无线局域网的国际规范和国家无线电管理委员会的标准，在进行实际的网络设计时，遵循先进性、开放性、可伸展性、安全性、可靠性、可管理性等原则

2.2频率规划

目前针对WLAN来讲，2.4G具有3条不重叠的信道，主要采用1、6、11三个信道交错使用，具体的面覆盖逻辑示意图如下：

在多个频道同时工作的情况下，为保证频道之间不相互干扰，标准要求两个频道的中频间隔不能低于25MHz。因此从上图可以看出，在一个蜂窝区内，直序扩频技术最多可以提供3个不重叠的频道同时工作，提供高达33Mbps的吞吐量。

2.3频率复用

针对频率复用的设计与实现主要侧重于重叠区域，考虑到802.11技术中目前业界主要采用DCF的仲裁，这样会导致从网络实施的角度出发，没有办法做到像GSM、3G网络的控制力度，从技术原理的角度出发，没有办法实现很好的频率复用，只能被动做些负载均衡的功能。每个AP具有54Mbps、48Mbps、36Mbps、18Mbps等的覆盖范围，对于54Mbps的覆盖范围不重叠，对于54Mbps与18Mbps就可能进行重叠，可以根据网络侧的负载功能实现一定程度的频率复用功能，从网络规划的角度出发，WLAN基本上、下行无线链路复用的处理问题，目前都是DCF方式，从而只能结合业务网络覆盖目标效果，使用负载均衡功能进行实现。

2.4容量规划

从业界实现的DCF方式来看，没有一个最大用户数的限制，但业界各个厂商进行实现时都基于一定理解的前提下进行默认限制，目前每个AP最大的用户默认限制为256个用户。AP的最大吞吐量为：23Mbps，用户的增加总带带下降量不大，100kbps/用户，按128用户进行规划；300kbps/用户按64用户进行规划；1Mbps/用户按22用户进行规划；2Mbps/用户按11用户进行规划。

三、WLAN覆盖方案建议

3.1室内放装式覆盖

适合于尚无室内分布系统的中小规模室内覆盖、小面积盲点覆盖或重要的公用场所的覆盖及容量需求，如宾馆、酒店、会议中心等地区。系统结构简单，由独立AP布点覆盖。

一般来说，普通办公环境，要求中等密度连续覆盖时；或用户只对若干单个房间实现覆盖的情况下，比如，酒店的公共休息区，小酒吧，会议室，西餐厅等区域，通常面积都不大（小于100平方米），每个场所放一个AP即可满足覆盖需求。对于大面积区域稍复杂的应用环境，且用户对传输速率和信号质量要求较高时，建设WLAN时需要对AP的架设位置、AP采用频点、AP隔离距离等进行专门的规划。使用室内直放AP布点覆盖，需考虑及遵循以下几个问题和原则：1）需要有入户线缆资源（双绞线或五类线）。2）如果在一个大厅里只安装一个AP，则尽量把AP安放在大厅的中央位置，而且最好是放置于大厅天花板上；如果同一空间安装两个AP，则可以放在两个对角上。3）保持信号穿过墙壁和天花板的数量最小。2.4G信号能够穿透墙壁和天花板，然而，每一面墙壁和天花板都将使AP信号的覆盖范围减少1到30米。应放置AP与计算机于合适的位置，使墙壁和天花板阻碍信号的路径最短，损耗最小。4）考虑AP和覆盖区域之间直线连接。注意AP的放置位置，要尽量使信号能够垂直的穿过（90°角）墙壁或天花板。5）不同的建筑材料产生不同的传输效果。由金属的框架或门构成的建筑物会使WLAN无线信号的传输距离变小。放置AP的位置应使信号通过干燥的墙壁或敞开的门，避免放置在使信号必须通过金属材料的位置。6）AP天线方向可调，安装AP的位置应确保天线主波束方向正对覆盖目标区域，保证良好的覆盖效果。7）AP安装位置需远离电子设备（起码1～2米），例如微波炉、监视器、电机等。

3.2室内分布式覆盖

适用中大规模的室内覆盖，系统结构较复杂。主要用于中等面积的盲区覆盖或重要的公用场所，满足如宾馆、酒店、机场、会议中心等地区的覆盖要求，但不适合有较高容量需求的网络。室内分布式AP专为室内分布式组网方式设计，AP本身内置功率放大器，射频口发射功率可达500毫瓦。

使用要求：该系统为室内覆盖系统，要求设备安装在室内运行。

来自不同系统基站的下行信号，经过多通道滤波合路器合路，然后通过低损耗电缆、耦合器、功分器等到达终端天线进行室内覆盖，根据每层所需终端天线的数量，选用不同耦合度的耦合器来确定功率分配，形成一定区域的覆盖，对于狭长形状（如地铁、隧道），也可以使用泄露电缆替代室内小天线进行覆盖。由于CDMA、GSM、PHS、WLAN的工作频段差异较大，发射功率和接收灵敏度不同，电缆损耗差异，因此每个系统的覆盖能力和范围差异较大。

利用原有室内分布系统承载WLAN业务时，对原有系统的设计要求及相关改动如下：1）确定原有室分系统规模，估算出每个接入节点间的馈线/分配损耗；2）了解原有功率分配器/定向耦合器的工作频带，保证其在WLAN频段的可用性。若器件工作频段不包括WLAN 2.4G频段，则需要更换；3）了解原有终端天线的工作频带，保证其在WLAN频段的可用性，原则上天线在WLAN频段的VSWR不能大于2.5：1，超过该指标时，建议更换；4）WLAN系统接入时，必须使用滤波合路器，使原有和新接入系统损耗最小，根据需要选择滤波合路器的类型；只要滤波合路器指标合适，CDMA/GSM/PHS与WLAN之间的干扰可以有效控制；5）原有室内分布系统的天线分布位置大多数没有考虑WLAN的覆盖能力/范围要求，因此对于不符合WLAN覆盖要求的天线应当适当移动或通过改变功率分配器增加1-2个终端天线，这样对原有覆盖影响很小，但可以有效改善WLAN信号覆盖；6）明确原有室内覆盖系统为何种信号源接入设备，由于直放站和基站的发射带外信号质量有差异，在接入WLAN时，滤波合路器的端口隔离指标有较大差别，前者80dB，后者只需50dB。

根据实际的工程得到如下经验：1）一般情况下，如果天线口辐射功率为10dBmW，使用2dBi全向室内小天线，则每离天线30米范围内，在空旷的会议中心、没有砖隔墙情况下，覆盖电平可以达到-75dBm/WLAN；2）对于酒店客房密集隔墙结构，如果天线口辐射功率为10dBmW，使用2dBi全向室内小天线，则每离天线8-10米范围内，客房内信号可以达到-70～-85dBm。一般来说，信号到达客房门距离应控制在4m以内；3）在进行能量分配时，尽量使信号分布均匀；4）在设计中，从基站到每个天线的路径中尽量避免出现两个以上功分器件（或耦合器），以保证上行信号的有效接入。5）通过利用原CDMA/GSM/PHS室内分布系统，对不符合频段和隔离等要求的硬件进行更换。对不满足WLAN网络良好覆盖的小天线布点进行调整，以达到AP信号良好覆盖的效果。对类似酒店大厅等于较开阔空间，适于采用此方案进行覆盖，可在保证覆盖和容量需求的情况下，降低AP资源投入，并有效避免AP频率干扰。

采用室内分布式覆盖，存在以下问题：1）对没有室内分布系统的环境，为WLAN新建室内分布系统成本高于AP直接布放。2）在较为复杂的环境优化天馈部分，增加或调整天线角度，工程难度仍较大，有的甚至综合成本高于直接布放多AP的成本。

3.3室内补点覆盖

当利用原有室分系统进行WLAN覆盖时，对于工程改造量较大、天线位置改动多、功分负载匹配难度大的情况，可适当采用独立AP覆盖盲点、热点，辅助原室内分布系统，在空间内交叠覆盖达到良好效果。这样做，在室内分布系统硬件基本可满足接入AP信号源的情况下，尽量减少了工程改造量，而通过适当增加单个AP，在空间内适度的交叠覆盖，满足区域覆盖需求，同时可缓解容量需求。

适用范围：进行中大规模的室内覆盖，系统结构设计较复杂，工程改造量相对较小，采用WLAN信号源接入室内分布系统，辅以独立AP布点覆盖少数盲点，最终达到无缝覆盖的良好效果。既可满足公用场所开阔地带，如机场的覆盖需求，又可兼顾如酒店、会议中心等存在中度容量需求。

需注明的是，当原有CDMA、GSM、PHS室内系统的天线分布位置不满足WLAN的覆盖能力/范围要求时，可不考虑对天线做移动或通过改变功率分配器增加终端天线，而是采用独立AP规划方法，对少量热点进行覆盖补盲。

3.4室外立体覆盖

在室外AP部署上，为体现“以线带面”的覆盖策略，应通过在区域内道路两侧部署室外型AP来实现高速无线宽带接入，在站址选择上以满足业务发展的需要为前提，以运营商已有物业中的高度较低的物业为首选，在条件允许的情况下，可以通过合理的方式新建站址。

在建设实施步骤上，以主干道→干道→其余街道→向内延伸的顺序完成广覆盖的建设，在建设完成后可满足大部分用户的无线宽带上网需求。同时，在办公楼宇、大型茶楼、会所、休闲娱乐场所等数据业务需求较高的热点区域进行深度覆盖来提高区域内无线宽带网络品质。

覆盖效果理论计算可依据信号强度和传输距离的换算公式：

1）AP加卡的信号总强度公式：Gt-Gr+AP天线增益+终端天线增益=L信号总强度（dB）

Gt（AP或终端功率，单位dB），Gr（终端或AP灵敏度，单位dB）

2）距离产生的信号衰减公式：40+20lgd=L1（dB）d（距离，单位m）

工程中最大传输距离以45m计算，所以L1=72dB

建筑无线传输损耗=穿透损耗中值+偏差+慢衰落余量。各种材料的无线传输损耗参数如下图所示：

四、网管系统部署

无线网络管理系统针对各种规模和应用的WLAN/WAPI网络环境，提供一整套的网络管理解决方案，实现了TMN建议的系统管理（安全管理）、网络拓扑管理、配置管理、故障管理和性能管理等重要的网络管理功能。主要功能应包括：拓扑管理、配置管理、故障管理、性能管、安全管理、日志管理。其逻辑结构如下图所示。

无线网络管理系统可以采用为分布式结构部署，小型规模的系统可以部署在一台服务器上，中大型系统可以根据需要部署在2台以上的服务器上。

1）单机部署。适用较小的网络规模，网元数小于200；服务器上安装网管管理平台所有部件。采集程序/数据库/Web服务等。服务器推荐配置：PC 服务器 P4 2.8G/2G Memory/160G HD/19” LCD/56K/10/100/1000M

2）多机部署。适用中等的网络规模，网元数200～600；在多台服务器上部署网管管理平台，采集程序、数据库、Web服务分别部署在2台或2台以上的服务器上。服务器推荐配置：PC 服务器 P4 2.8G/2G Memory/160G HD/19”LCD/56K/10/100/1000M。

3）集中部署。适用较大的网络规模，网元数大于600；所有WLAN网段管理单元的采集机都部署在网管管理中心；在多台服务器上部署网管管理平台，采集程序、数据库、Web服务分别部署在2台或2台以上的服务器上，根据具体网管结构和规模推荐PC服务器或小型机。（图4.2）

4）集中分布式部署。适用较大的网络规模，网元数大于600；在一个或多个WLAN网段管理单元部署独立采集机，采集机与网管中心通信，实现采集分部署，管理数据集中。在多台服务器上部署网管管理平台，采集程序、数据库、Web服务分别部署在2台或2台以上的服务器上。根据具体网管结构和规模推荐PC服务器或小型机。（图4.3）

五、认证计费系统

认证计费管理系统的功能模块组成如下图所示：

无线网络建设对认证计费管理系统有以下要求：

1）应支持标准的RADIUS协议，可以全面兼容不同厂家的BRAS产品并已经成功和国内外主流以太网交换机实现802.1X对接。2）支持各种用户计费安全措施，能够实现帐户、MAC、IP、VLAN、接入服务器和服务器端口的绑定或者上述多种要素的绑定。3）丰富的计费策略，可实现时长、流量、包时长、包流量、普通包天、动态包天、分层、包月和包年预付费和后付费等计费策略。4）多样化数据库支持功能，支持Oracle，MS SQL，Postgre等多种流行的数据库系统。5）用户管理功能，能够提供用户开户、用户注销、变更受理、用户查询、用户在线、专线用户管理、停机用户管理、公免帐号管理和广播信息等功能。6）费用管理功能，提供帐单确认、费用预缴、用户充值、用户销帐、批量销帐、银行托收功能。7）齐全的报表管理功能，提供用户清单查询、帐单查询、充值报表、预缴报表、收费报表、欠费报表功能等各种查询、统计功能。8）多样化的卡类管理功能，提供上网卡、充值卡、卡查询等各类卡业务。9）系统设置功能，提供营业区设置、费率设置、策略管理、时段管理、Radius监控、银行托收等功能。10）可靠的安全设计，支持系统角色分配、操作员管理、备份管理、日志记录等功能。

六、结束语

WLAN是无线宽带网络的重要组成部分，主要承载PC、手机及第三方WiFi终端的互联网数据业务，是无线蜂窝网络承载移动数据业务的重要补充。WLAN作为支撑无线宽带接入的有效手段，规划建设的核心目标是实现对蜂窝网络数据流量的有效分流。WLAN网络将与GPRS/EDGE和WCDMA、TD-SCDMA等移动蜂窝网络互为补充，共同构成未来数据业务承载网。因此，WLAN网络的建设对于各运营商来说具有特殊意义。

第三篇：无线局域网论文

山西职业技术学院08届毕业设计论文

`目录

一、无线局域网...................................................................1

二、无线局域网概述...............................................................1

1、无线局域网的优点...........................................................1

2、无线局域网的应用...........................................................1 3．无线局域网的理论基础.......................................................2 4．无线局域网的不足之处.......................................................2

三、无线局域网协议标准...........................................................2

1．IEEE802.11系列协议........................................................2 3．HomeRF标准................................................................3 4．HyperLAN/2标准............................................................3 5．无线局域网标准的比较.......................................................4

四、无线局域网的体系架构.........................................................4

1．无线局域网的主要组件.......................................................4

2、无线局域网的结构...........................................................4 3．无线局域网的配置方式.......................................................4

五、未来的研究方向...............................................................5

1．安全性问题.................................................................5 2．漫游切换问题...............................................................5 3．无线网络管理问题...........................................................5 4．无线局域网与3G............................................................5

六、致谢.........................................................................6 参考文献：.......................................................................7

山西职业技术学院08届毕业设计论文

一、无线局域网

随着无线通信技术的广泛应用，传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求，于是无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）应运而生，且发展迅速。无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。无线局域网(Wireless LAN,WLAN)是使用无线连接的局域网。它使用无线电波作为数据传送的媒介。传送距离一般为几十米。无线局域网的主干网路通常使用电缆（CABLE），无线局域网用户通过一个或更多无线接取器(wireless access points,WAP）接入无线局域网。线局域网络(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio Frequency； RF)的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到「信息随身化、便利走天下」的理想境界。

二、无线局域网概述

无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时，美国陆军研发出了一套无线电传输技术，采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年，夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络，称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机，采用双向星型拓扑连接，横跨夏威夷的四座岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛上。从此，无线网络正式诞生。

1、无线局域网的优点

（1）灵活性和移动性。在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。

（2）安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。

（3）易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。（4）故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。

（5）易于扩展。无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间“漫游”等有线网络无法实现的特性。

由于无线局域网有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。

（6）经济节约。由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造,而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生

2、无线局域网的应用

基于无线局域网的优点，它可广泛应用于下列领域：

（1）接入网络信息系统：电子邮件、文件传输和终端仿真。

（2）难以布线的环境：老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。（3）频繁变化的环境：频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商，以及野外勘测、试验、军事、公安和银行等。

（4）使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。

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（5）用于远距离信息的传输：如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输；公安交通管理部门进行交通管理等。

（6）专门工程或高峰时间所需的暂时局域网：学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方；利用无线局域网进行信息的交流；零售商、空运和航运公司高峰时间所需的额外工作站等。（7）流动工作者可得到信息的区域：需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者。

（8）办公室和家庭办公室（SOHO）用户，以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。3．无线局域网的理论基础 目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即红外线和无线电波。按照不同的调制方式，采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。（1）红外线（Infrared Rays，IR）局域网

采用红外线通信方式与无线电波方式相比，可以提供极高的数据速率，有较高的安全性，且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差，使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制，通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。（2）扩频（Spread Spectrum，SS）局域网

如果使用扩频技术，网络可以在ISM（工业、科学和医疗）频段内运行。其理论依据是，通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）两种方式。

所谓直接序列扩频，就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。而跳频技术与直序扩频技术不同，跳频的载频受一个伪随机码的控制，其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化，并保持与发射端的变化规律一致。跳频的高低直接反映跳频系统的性能，跳频越高，抗干扰性能越好，军用的跳频系统可达到每秒上万跳。（3）窄带微波局域网

这种局域网使用微波无线电频带来传输数据，其带宽刚好能容纳信号。但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照，其它方式则可使用无需执照的ISM频带。4．无线局域网的不足之处

无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时，也存在着一些缺陷。无线局域网的不足之处体现在以下几个方面：

（1）性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射，而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输，所以会影响网络的性能。

（2）速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前，无线局域网的最大传输速率为54Mbit/s，只适合于个人终端和小规模网络应用。

（3）安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道，无线信号是发散的。从理论上讲，很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号，造成通信信息泄漏。

三、无线局域网协议标准

无线局域网技术（包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等）将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。以IEEE（电气和电子工程师协会）为代表的多个研究机构针对不同的应用场合，制定了一系列协议标准，推动了无线局域网的实用化。1．IEEE802.11系列协议

作为全球公认的局域网权威，IEEE 802工作组建立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。这些协议包括802.3以太网协议、802.5令牌环协议和802.3z100BASE-T快速以太网协议等。IEEE于1997年发布了无线局域网领域第一个在国际上被认可的协议——802.11协议。1999年9月，IEEE提出802.11b协议，用于对802.11协议进行补充，之后又推出了802.11a、802.11g等一

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系列协议，从而进一步完善了无线局域网规范。IEEE802.11工作组制订的具体协议如下：（1）802.11a 802.11a采用正交频分（OFDM）技术调制数据，使用5GHz的频带。OFDM技术将无线信道分成以低数据速率并行传输的分频率，然后再将这些频率一起放回接收端，可提供25Mbit/s的无线ATM接口和10Mbit/s的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口。在很大程度上可提高传输速度，改进信号质量，克服干扰。物理层速率可达54Mbit/s，传输层可达25Mbit/s，能满足室内及室外的应用。（2）802.11b 802.11b也被称为Wi-Fi技术，采用补码键控（CCK）调制方式，使用2.4GHz频带，其对无线局域网通信的最大贡献是可以支持两种速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率机制的介质访问控制可确保当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限值时，传输速率能够从11Mbit/s自动降到5.5Mbit/s，或根据直序扩频技术调整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不违反FCC规定的前提下，采用跳频技术无法支持更高的速率，因此需要选择DSSS作为该标准的惟一物理层技术。（3）802.11g 2001年11月，在802.11 IEEE会议上形成了802.11g标准草案，目的是在2.4GHz频段实现802.11a的速率要求。该标准将于2003年初获得批准。802.11g采用PBCC或CCK/OFDM调制方式，使用2.4GHz频段，对现有的802.11b系统向下兼容。它既能适应传统的802.11b标准(在2.4GHz频率下提供的数据传输率为11Mbit/s)，也符合802.11a标准(在5GHz频率下提供的数据传输率56Mbit/s)，从而解决了对已有的802.11b设备的兼容。用户还可以配置与802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式无线局域网，有利于促进无线网络市场的发展。（4）其他相关协议

IEEE802工作组今后将继续对802.11系列协议进行探讨，并计划推出一系列用于完善无线局域网应用的协议，其中主要包括802.11e（定义服务质量和服务类型）、802.11f（AP间协议）、802.11h（欧洲5GHz规范）、802.11i（增强的安全性&认证）、802.11j（日本的4.9GHz规范）、802.11k（高层无线/网络测量规范）以及高吞吐量研究工作组的相关协议。2．蓝牙规范（Bluetooth）

蓝牙规范是由SIG（特别兴趣小组）制定的一个公共的、无需许可证的规范，其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段，基带部分的数据速率为1Mbit/s，有效无线通信距离为10~100m，采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保证传输的可靠性，具有全向传输能力，但不需对连接设备进行定向。其是一种改进的无线局域网技术，但其设备尺寸更小，成本更低。在任意时间，只要蓝牙技术产品进入彼此有效范围之内，它们就会立即传输地址信息并组建成网，这一切工作都是设备自动完成的，无需用户参与。3．HomeRF标准

在美国联邦通信委员会（FCC）正式批准HomeRF标准之前，HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范，即共享无线访问协议（SWAP）。该协议主要针对家庭无线局域网，其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。之后，HomeRF工作组又制定了HomeRF标准，用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信，是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准（DECT）相结合的一种开放标准。HomeRF标准采用扩频技术，工作在2.4GHz频带，可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点，适合用于笔记本电脑。4．HyperLAN/2标准

2002年2月，ETI的宽带无线接入网络（Broadband Radio Access Networks，BRAN）小组公布了HiperLAN/2标准。HiperLAN/2标准由全球论坛（H2GF）开发并制定，在5GHz的频段上运行，并采用OFDM调制方式，物理层最高速率可达54Mbit/s，是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多

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种信令和测量方法，用来支持无线网络的功能。基于HyperRF标准的网络有其特定的应用，可以用于企业局域网的最后一部分网段，支持用户在子网之间的IP移动性。在热点地区，为商业人士提供远端高速接入因特网的服务，以及作为W-CDMA系统的补充，用于3G的接入技术，使用户可以在两种网络之间移动或进行业务的自动切换，而不影响通信。5．无线局域网标准的比较

802.11系列协议是由IEEE制定的，目前居于主导地位的无线局域网标准。HomeRF主要是为家庭网络设计的，是802.11与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHz ISM频段，并且都采用跳频扩频（FHSS）技术。因此，HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。蓝牙技术适用于松散型的网络，可以让设备为一个单独的数据建立一个连接，而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。组建HomeRF网络前，必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码，因而比蓝牙技术更安全。802.11使用的是TCP/IP协议，适用于功率更大的网络，有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。

四、无线局域网的体系架构

1．无线局域网的主要组件

（1）无线网卡。提供与有线网卡一样丰富的系统接口，包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有线局域网中，网卡是网络操作系统与网线之间的接口。在无线局域网中，它们是操作系统与天线之间的接口，用来创建透明的网络连接。

（2）接入点。接入点的作用相当于局域网集线器。它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲存储和传输数据，以支持一组无线用户设备。接入点通常是通过标准以太网线连接到有线网络上，并通过天线与无线设备进行通信。在有多个接入点时，用户可以在接入点之间漫游切换。接入点的有效范围是20~500m。根据技术、配置和使用情况，一个接入点可以支持15~250个用户，通过添加更多的接入点，可以比较轻松地扩充无线局域网，从而减少网络拥塞并扩大网络的覆盖范围。

2、无线局域网的结构

根据不同局域网的应用环境与需求的不同，无线局域网可采取不同的网络结构来实现互联。常用的具体有如下几种：

（1）网桥连接型：不同的局域网之间互联时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。

（2）基站接入型：当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互联的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。

（3）HUB接入型：利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub组网方式相类似的优点。在该结构基础上的WLAN，可采用类似于交换型以太网的工作方式，要求Hub具有简单的网内交换功能。

（4）无中心结构：要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。

无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站（AP）、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现，其中以无线网卡最为普遍，使用最多。无线局域网的关键技术，除了红外传输技术、扩频技术、网同步技术外还有一些其他技术，如：调制技术、加解扰技术、无线分集接收技术、功率控制技术和节能技术。3．无线局域网的配置方式

（1）对等模式。Ad-hoc模式。这种应用包含多个无线终端和一个服务器，均配有无线网卡，但不连接到接入点和有线网络，而是通过无线网卡进行相互通信。它主要用来在没有基础设施的地方快速而轻松地建无线局域网。

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（2）基础结构模式。Infrastructure模式。该模式是目前最常见的一种架构，这种架构包含一个接入点和多个无线终端，接入点通过电缆连线与有线网络连接，通过无线电波与无线终端连接，可以实现无线终端之间的通信，以及无线终端与有线网络之间的通信。通过对这种模式进行复制，可以实现多个接入点相互连接的更大的无线网络。

五、未来的研究方向

如上所述，无线局域网技术的研究和应用方兴未艾，是目前无线通信领域乃至整个通信行业的研究热点。从无线局域网的进一步推广应用来看，未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其他移动通信系统之间的关系上。1．安全性问题

IEEE802.11协议标准建议使用两种安全解决方案。一种是IEEE 802.11安全任务组（TGi）构建的安全框架--鲁棒型安全网络（RSN）。这种网络用IEEE 802.1x提供基于端口的接入控制、鉴权和密钥管理。该标准用可扩展鉴权协议（EAP）实现对用户的鉴权。鉴权服务器和用户之间使用远程鉴权拨入用户服务协议（RADIUS）进行通信，RADIUS协议在网络接入的鉴权、授权和计费（AAA）中得到广泛采用。由于IEE802.1x主要是针对有线局域网设计的，在无线局域网中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以，尽管它对无线局域网的安全性能有很大改善，802.1x和802.11的结合仍然不能提供足够的安全。

另一种方式则是目前广泛应用于局域网络及远程接入等领域的虚拟专用网（VPN）安全技术。与802.11b标准所采用的安全技术不同，在IP网络中，VPN主要采用IPSec技术来保障数据传输的安全。对于安全性要求更高的用户，将现有的VPN安全技术与802.11b安全技术结合起来，是目前较为理想的无线局域网络的安全解决方案。2．漫游切换问题

无线局域网的漫游问题是继安全问题之后的一个至关重要的问题。在无线网络中，如果一边使用无线局域网接入服务，一边移动接入位置，那么一旦移动终端超越子网覆盖范围，IP数据包就无法到达移动终端，正在进行的通信将被中断。为此，IETF制定了扩展IP网络移动性的系列标准。所谓移动IP，就是指在IP网络上的多个子网内均可使用同一IP地址的技术。这种技术是通过使用被称为本地代理（Home Agent）和外地代理（Foreign Agent）的特殊路由器对网络终端所处位置的网络进行管理来实现的。在移动IP系统中，可保证用户的移动终端始终使用固定的IP地址进行网络通信，不管在怎样的移动过程中皆可建立TCP连接并不会发生中断。在无线局域网系统中，广泛的应用移动IP技术可以突破网络的地域范围限制，并可克服在跨网段时使用动态主机配置协议（DHCP）方式所造成的通信中断、权限变化等问题。3．无线网络管理问题

相对于有线网络，无线局域网具有非常独特的特性，因此必须建立相应的无线网络管理系统。除了系统结构、用户需求和典型应用等模块之外，一个好的无线网络管理系统还必须考虑以下因素：

（1）标准的网管通信方式。网管子系统通常与中央主机相连。网管子系统必须基于工业标准的管理协议(比如SNMP)，这样才能监视主机和子系统之间每条链路上的状态信息，并可根据状态信息快速分析和解决出现的问题。

（2）网络监视和报告。主机必须能够监视无线网络系统中所有单元。考虑到无线网络的连接性不如有线网络那样稳定，无线网络管理系统必须监视和报告无线信号的变化以及接入点的业务类型和负载情况，还须能自动发现进入无线网络体系结构的新设备。

（3）有效地利用带宽。尽管随着新技术的发展，无线网络的可用带宽逐步增大，但还是远远小于有线局域网的带宽。因此，在实际应用中必须考虑带宽的合理使用。4．无线局域网与3G 无线局域网不否会对第三代移动通信系统构成威胁是近年来业界关心的一个问题。实际上，无线局域网与3G采用的是截然不同的两种技术，用于满足不同的需要。与3G不同的是，无线

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局域网并不是一个完备的全网解决方案，而只用于满足小型用户群的需求。无线局域网与3G可以互补，因此不会对3G运营商造成威胁，运营商还可以从无线局域网和3G的共存中获得好处。NorthStream的研究表明，无线局域网与3G和GPRS的结合可增加用户的满意程度和业务量，从而增加移动运营商的利润。作为3G的一个重要补充，无线局域网可用于在诸如机场候机厅、宾馆休息室和咖啡厅等地方建立无线Internet连接。

六、致谢

本论文是在导师刘佳的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！

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参考文献：

1、金纯,陈林星,杨吉云.《IEEE802.11无线局域网》.电子工业出版社,2004.2、赵红礼,吴昊,黄清.《21世纪高等院校教材--无线局域网》.科学出版社2004.3、刘元安,翟明岳,吴惠兰.《宽带无线接入和无线局域网》..上海：北京邮电大学出版社,2000.

第四篇：无线局域网论文

扩频通信在无线局域网中的应用

Spectrum Spreading Technology for Wireless LAN 摘 要：无线局域网是计算机通信来统中的一个重要的组成部分，具有传输速率高、安

全保密性强、使用灵活方便等特点。扩频技术不仅具有很强的抗干扰性能，而且其多址功 能、安全保密、杭多径干扰等功能也备受人们青睐，把扩频技术用于无线局网中.必将使无 线局域网的整体性能大大提高，满足各种情况下对系统的要求。本文介绍了无线局域网调制方式及扩频技术的理论基础和工作方式，并对常见的两种扩频技术的性能进行分析比较，进而说明扩频技术是未来无线通信技术中必不可少的一种重要技术。关键字：扩频；抗干扰；无线局域网；频带；调制；解调

Abstract:Wireless LAN is an important communication system.which is charac-terized by high transmission speed，strong security and easy use.Spectrum sprea-ding is quite attractive for not only its strong anti-jamming ability but also its multi-address functionality，security and performance of antimultipath interfe-rence.Using spectrum spreading technology in wireless LAN would result in great improvement of wireless LAN's overall performance and thus meet the re-Quirements for the system under various conditions.Keyword: spread spectrum;anti-jamming;wireless LAN;band;modulation;demodulation

引言

无线局域网(WLAN—WirelessLoealAreaNetwork)是一种高速计算机通信网，也是全球个人通信的一个重要组成部分。无线局域网是在有线局域网的基础上发展起来的。近年来，有线局域网(如以太网)的使用已非常普及，世界各国联入局域网的微机数量巨大，大大提高了工作效率和生产效率。但有线局域网有其本质的缺陷:网中的站不可移动，布线、改线不易，抗毁性差等。无线局域网采用无线方式传输，正好克服了有线局域网的本质的不足，且无线局域网具有传输速率高(可一与有线局域网相比拟)、安全保密性好、抗干扰能力强、使用灵活等优点。

扩展频谱技术具有很强的抗干扰性能，多址能力强、频谱利用率高和安全保密性好也是扩频技术固有的优点，因而被广泛地应用于通信的各个领域，发展非

常迅速。将扩频技术用干无线局域网中，必将大大提高系统性能，满足各种情况下对系统提出的要求。

1.扩频通信技术

扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据.扩频通信的产生也是通信的需要，主要是出于对无线通信安全性的考虑，于是，产生了以拓宽带宽来为代价的扩频通信技术.1.1扩频技术的理论基础

1.1.1仙农公式

信息论中关于信息容量的仙农(Shannon)公式为: C=WLog2(1十P/N)(1-1)

式中: C—信道容量(用传输速率度量)，W—信号频带宽度，P—信号功率，N—白噪声功率。式(1-1)说明，在给定的传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比P/N是可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比P/N(S/N)情况下，传输信息。扩展频谱换取信噪比要求的降低，正是扩频通信的重要特点，由此为扩频通信的应用奠定了基础。

1.2扩频技术的主要工作方式

目前，扩频通信技术的扩频方式主要有:直接序列扩频(DS)、跳频(FH)、跳时(TH)、线性调频(CHIRP)，此外，还有这些扩频方式的各种组合方式，如FH/DS、TH/DS、FH/TH等。各种扩频方式都有自己的特点和共性，在无线通信中不同程 度

2．扩频技术在无线局域网中的应用

无线局域网扩频技术目前已有直接序列扩频、跳频、跳时三种基本方式。

2.1直接序列扩频

图 2-1 直扩系统组成框图

如2-1所述，直接序列扩频(Direct Se-quence Spread Spectrum)是直接利用具有高码率的扩频码序列，在发射端采用各种调制方式扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列去进行解码，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。它是一种数字调制方法，其原理如图2-2所示，具体地说，就是将信源与一定的PN码(伪噪声码)进行模二加。

由信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流，伪随机码产生器产生伪随机码c(t)，每一伪随机码宽度或切普(chip)宽度为Tc。将信息码a(t)与伪随机码c(t)进行相乘或模二加，产生一速率与伪随机码速率相同的信频序列d(t)，然后用信频序列d(t)去调制载波，这样就可以得到已扩频调制的射频信号s(t)，即s(t)=a(t)c(t)cos(w0t)。而直扩信号的接收一般采用相关接收，通过解扩和解调两步进行。

图 2-2 直接序列扩频原理图

2.2跳频扩频

跳频扩频技术(Frequency Hopping)是通过伪随机码的调制，使载波工作的 中心频率不断跳跃改变，而噪音和干扰信号的中心频率却不会改变。这样，只要收、发信机之间按照固定的数字算法产生相同的伪随机码，就可以达到同步，排除噪音和其他干扰信号。跳频技术用一定码序列进行选择的多频率频移键控，也就是用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断地跳变，所以称为跳频，图4-3为跳频系统的组成。发射端信息码序列与扩频码序列组合以后按照不同的码

图 2-3 跳频扩频系统(FH)原理图

字去控制频率合成器，其输出的频率根据码字的改变而改变，从而形成了频率的跳变。从图2-4我们可以看到横轴为时间，纵轴为频率。这个时间与频率的平面叫做时-频域，它表明了什么时间采用什么频率进行通信，时间不同频率也不同。

2.3跳时扩频

跳时是使发射信号在时间轴上跳变。先把时间轴分成许多时片。在一帧内哪个时片发射信号由扩频码序列进行控制。可以把跳时理解为用一定码序列进行选择的多时片的时移键控。由于采用窄得很多的时片去发送信号，相对说来，信号

图 2-4 时-频域上的调频序列 的频谱也就展宽了。在发射端，输入的数据先存储起来，由扩频码发生器的扩频码序列去控制通-断开关，经二相或四相调制后再经射频调制后发射。在接收端，4

由射频接收机输出的中频信号经本地产生的与发射端相同的扩频码序列控制通-断开关，再经二相或四相解调器，送到数据存储器后再定时后输出数据。只要收、发两端在时间上严格同步进行，就能正确地恢复原始数据。Internet无线局域网扩频技术的特点

扩展频谱技术具有抗干扰性强、信息保密性好、易于实现码分多址和抗多径干扰四个特点，下面主要论述它的抗干扰性。扩频通信系统扩展的频谱越宽，处理增益越高，抗干扰能力就越强。另外，由于接收端采用扩频码序列进行相关检测，空中即使有同类信号进行干扰，如果不能检测出有用信号的码序列，干扰也起不了太大作用，因此抗干扰性能强是扩频通信的最突出的优点。

3.1抗干扰性强

扩频本身具有一定的抗干扰能力，用“扩频处理增益Gp”来表示，即Gp=W /F;其中，W是扩频信号带宽，F是信息带宽。它表示了扩频系统信噪比改善的程度，Gp越大，则抗干扰能力越强，其代价是带宽的增加。受器件水平、捕获同步和宽带均衡等实际条件的限制，其带宽不能无限制地增加。提高增益的方法有以下几种:(1)混合扩频系统。

在直接序列扩频的基础上增加了载波频率跳变的功能组成直扩/跳频(DS/FH)混合扩频技术，综合了DS和FH两种扩频方式的优点，能更有效地对抗干扰。由于DS/FH系统的处理增益是两种处理增益(dB)之和，可以采用相对简单的技术实现高的处理增益。通过理论分析和仿真研究表明，在干扰和噪声低于直扩信号的噪声容限时，混合系统的误码性能优于纯跳频系统;在干扰和噪声高于直扩的噪声容限时，纯跳频系统的误码性能优于混合系统。(2)高效扩频技术。

即利用编码扩频理论和正交多载波理论，实现高效扩频。高效编码扩频是一种(N，k)编码的直序扩频，把k位信息码由长为N的伪随机码来代替。k位信息码有2k个状态，则需2k条长为N的伪随机码来代表k位信息码的2k个状态，其扩频带宽为传输数据速率的N/k倍。

3.2信息保密性好

由于扩频信号在很宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率就很小，即信号的功率谱密度很低，所以应用扩频码序列扩展频谱的直接序列扩频系统，可在信道噪声和热噪声的背景下，在很低的信号功率谱密度上进行通信。信号被湮没在噪声里，很不容易被发现，想进一步检测出信号的参数就更加困难了。

3.3易于实现码分多址

由于扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制，可充分利用各种不同码型扩频序列之间优良的自相关特性和互相关特性，在接收端利用相关检测技术进行解扩，则在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样在同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

3.4抗多径干扰

在无线电通信的各个频段，短波、超短波、微波和光波中存在大量的多径干扰。一般方法是采用分集接收技术，或设法把不同路径的不同延迟信号在接收端从时间上对齐相加，合并成较强的有用信号，这两种基本方法在扩频通信中都是很容易实现的。

4.总结

本文就无线局域网和扩频技术进行了基本的介绍，重点介绍了用于无线局域网的扩频通信技术，并给出了无线局域网中扩频通信技术中几种实现方式的特点和其中的不足，就扩频技术在无线局域网中的应用进行了详细的讨论，总结了用于无线局域网的扩频通信技术的的常见几种方法并简要分析了各自的优缺点和应用的场合。基于扩频技术抗干扰性强、信息保密性好、易于实现码分多址和抗多径干扰四个特点，探讨了扩频技术在无线局域网中应用的可行性。

目前，无限局域网的发展方兴未艾，组网技术也有多种。对于无限局域网来说，抗干扰性和保密性的好坏应该是最主要衡量指标。扩频通信抗干扰性和保密性好的特点使其在无线局域网中的应用前景十分广阔。

由于时间所限，本文对无线局域网的扩频通信技术的研究没有做更深入的探讨，同时对系统设计没能进行仿真设计。这些不足需要在以后的研究工作中完善。

参考文献

[l]IEEE Std 802.lla.High一speed Physical layer in the 5GHZband，1999.[2]陈雁，叶凌伟.wLAN运营分析.电信技术，2003 [3]夏俊杰，周雪峥.WLAN标准于系统建设.电信技术，2003 [4]季硕.公众wLAN组网方案介绍.电信技术，2003.[5]邓庆林.WLAN接人技术在机场侯机厅的应用方案.电信技术，2003 [6]沈允春.扩谱技术[M].北京:国防工业出版社，1995.

第五篇：无线局域网论文

局域网无线

在这个“网络就是计算机”的时代，伴随着有线网络的广泛应用，以快捷高效，组网灵活为优势的无线网络技术也在飞速发展。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网（Wireless local-area network，WLAN）就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点连接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。无线局域网就是解决有线网络以上问题而出现的。

无线局域网的历史

说到无线网络的历史起源，可能比各位想像的还要早。无线网络的初步应用，可以追溯到五十年前的第二次世界大战期间，当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。他们研发出了一套无线电传输科技，并且采用相当高强度的加密技术。当初美军和盟军都广泛使用这项技术。这项技术让许多学者得到了灵感，在1971年时，夏威夷大学（University of Hawaii）的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络，这被称作ALOHNET的网络，可以算是相当早期的无线局域网络（WLAN）。这最早的WLAN包括了7台计算机，它们采用双向星型拓扑（bi-directional star topology）,横跨四座夏威夷的岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛（Oahu Island）上。从这时开始，无线网络可说是正式诞生了。虽然目前几乎所有的局域网络（LAN）都仍旧是有线的架构，不过近年来无线网络的应用却日渐增加，主要应用在学术界（像是大学校园）、医疗界、制造业和仓储业等，而且相关的技术也一直在进步，对企业而言要转换到无线网络也更加容易、更加便宜了。

无线局域网的技术特点

无线局域网利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无需线缆介质。无线局域网的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps，传输距离可远至20km以上。它是对有线联网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。

1.无线局域网的优点

与有线网络相比，无线局域网具有以下优点：

安装便捷

一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP(Access Point)设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

使用灵活

在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。

经济节约

由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造,而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

易于扩展

无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。由于无线局域网具有多方面的优点，所以发展十分迅速。在最近几年里，无线局域网已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛应用。

2．无线局域网的相关技术

1).IEEE 802.11标准

IEEE 802.11是在1997年由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。IEEE 802.11规定了无线局域网在2.4GHz波段进行操作，这一波段被全球无线电法规实体定义为扩频使用波段。

1999年8月，802.11标准得到了进一步的完善和修订，包括用一个基于SNMP的MIB来取代原来基于OSI协议的MIB。另外还增加了两项内容，一是802.11a，它扩充了标准的物理层，频带为5GHz，采用QFSK调制方式，传输速率为6Mb/s－54Mb/s。它采用正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术，可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，并支持语音、数据、图像业务。这样的速率完全能满足室内、室外的各种应用场合。但是，采用该标准的产品目前还没有进入市场。另一种是802.11b标准，在2.4GHz频带，采用直接序列扩频（DSSS）技术和补偿编码键控(CCK)调制方式。该标准可提供11Mb/s的数据速率，还能够根据情况的变化，在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之间自动切换。它从根本上改变无线局域网设计和应用现状，扩大了无线局域网的应用领域，现在，大多数厂商生产的无线局域网产品都基于802.11b标准。

2).无线局域网的相关概念

在一个典型的无线局域网环境中，有一些进行数据发送和接收的设备，称为接入点(AP)。通常，一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。在同时具有有线和无线网络的情况下，AP可以通过标准的Ethernet电缆与传统的有线网络相联，作为无线网络和有线网络的连接点。无线局域网的终端用户可通过无线网卡等访问网络。

无线局域网在室外主要有以下几种结构：点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型。

● 点对点型

该类型常用于固定的要联网的两个位置之间，是无线联网的常用方式，使用这种联网方式建成的网络，优点是传输距离远，传输速率高，受外界环境影响较小。

● 点对多点型

该类型常用于有一个中心点，多个远端点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单；其次，由于中心使用了全向天线，设备调试相对容易。该种网络的缺点也是因为使用了全向天线，波束的全向扩散使得功率大大衰减，网络传输速率低，对于较远距离的远端点，网络的可靠性不能得到保证。

● 混合型

这种类 型适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点，还有建筑物或山脉阻挡的点。在组建这种网络时，综合使用上述几种类型的网络方式，对于远距离的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式，有阻挡的点采用中继方式。

无线局域网的室内应用则有以下两类情况

● 独立的无线局域网

这是指整个网络都使用无线通信的情形。在这种方式下可以使用AP，也可以不使用AP。在不使用AP时，各个用户之间通过无线直接互联。但缺点是各用户之间的通信距离较近，且当用户数量较多时，性能较差。

● 非独立的无线局域网

在大多数情况下，无线通信是作为有线通信的一种补充和扩展。我们把这种情况称为非独立的无线局域网。在这种配置下，多个AP通过线缆连接在有线网络上，以使无线用户即能够访问网络的各个部分。

其他相关概念

● 微单元和无线漫游

无线电波在传播过程中会不断衰减，导致AP的通讯范围被限定在一定的范围之内，这个范围被称为微单元。当网络环境存在多TAP，且它们的微单元互相有一定范围的重合时，无线用户可以在整个无线局域网覆盖区内移动，无线网卡能够自动发现附近信号强度最大的AP，并通过这个AP收发数据，保持不间断的网络连接，这就称为无线漫游。

● 扩频

大多数的无线局域网产品都使用了扩频技术。扩频技术原先是军事通讯领域中使用的宽带无线通信技术。使用扩频技术，能够使数据在无线传输中完整可靠，并且确保同时在不同频段传输的数据不会互相干扰。

● 直序扩频

所谓直接序列扩频，就是使用具有高码率的扩频序列，在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。

● 跳频扩频

跳频技术与直序扩频技术完全不同，是另外一种扩频技术。跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其工作带宽范围内，其频率按随机规律不断改变频率。接收端的频率也按随机规律变化，并保持与发射端的变化规律一致。

跳频的高低直接反映跳频系统的性能，跳频越高，抗干扰的性能越好，军用的跳频系统可以达到每秒上万跳。实际上移动通信GSM系统也是跳频系统。出于成本的考虑，商用跳频系统跳速都较慢，一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳频系统实现简单，因此低速无线局域网常常采用这种技术。

无线局域网的应用

基于无线局域网具有的诸多优点，它可广泛应用于下列领域：

1.接入网络信息系统：电子邮件、文件传输和终端仿真。

2.难以布线的环境：老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。

3.频繁变化的环境：频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商，以及野外勘测、试验、军事、公安和银行等。

4.使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。

5.用于远距离信息的传输：如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输；公安交通管理部门进行交通管理等。

6.专门工程或高峰时间所需的暂时局域网：学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方；利用无线局域网进行信息的交流；零售商、空运和航运公司高峰时间所需的额外工作站等。

7.流动工作者可得到信息的区域：需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者。

8.办公室和家庭办公室（SOHO）用户，以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。

结束语

无线网络的出现就是为了解决有线网络无法克服的困难。虽然无线网络有诸多优势，但与有线网络相比，无线局域网也有很多不足。无线网络速率较慢、价格较高，因而它主要面向有特定需求的用户。目前无线局域网还不能完全脱离有线网络，无线网络与有线网络是互补的关系，而不是竞争；目前还只是有线网络的补充，而不是替换。但也应该看到，近年来，随着适用于无线局域网产品的价格正逐渐下降，相应软件也逐渐成熟。此外，无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。相信在未来，无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性发挥更加重要的作用！