第一篇：毕业设计论文(校园无线局域网的设计与实现)
XX大学
XX University
本科生毕业设计（论文）
校园无线局域网的设计与实现
学
院：
专
业：
学
号：
学生姓名：
指导教师：
（职称）
二 〇 一 〇
年
六
月
摘 要
无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，采用无线传送方式提供有线局域网的功能，是对有线局域网的一种补充和扩展。目前采用802.11g标准的无线局域网的数据传输速率可达 54Mbps，使得网上的计算机具有可移动性，能够快速方便地解决有线方式不易实现的网络连接问题，具有部署灵活、带宽高、延展性强、维护简单等优势。
本文对无线局域网的特点和技术做了介绍，研究了802.11无线局域网的安全状况，以校园无线网络为背景，提出了基于IEEE802.11g协议的系统网络设计方案，并在此基础上对如何进行网络优化工作进行了详细的探讨。
关键词: 无线局域网； 802.11； AP接入
I
Campus Design and Realization of The Wireless Local Area Network
Xu Rui-tao Abstract Wireless Local-Area Network，or WLAN，is a combination of computer network and wireless telecommunication technology.Since WLAN uses high-frequency radio waves rather than wires as the transmission media, it performs as a supplement and extension of
wire-connected LANs.WLAN is not only broad-band，but also easy to deploy，extend and maintain.，today an 802.11g WLAN can transmit data at a speed of up to 54Mbps while offers the possibility of mobile access，therefore provides a fact and convenient solution for situations where wire-connected LANs are found difficult to handle.In this paper，the characteristics and technology of wireless local area network have been described and researches the 802.11 wireless LAN security situation.Wireless LAN features and techniques are briefly introduced.Campus wireless network as the background, IEEE802.11g protocol proposed system based on network design.On this basis，conducts a detailed study of network optimization.Key words：wireless local area network;
wlan 802.11； ap access
II
目 录
1.绪论....................................................................1 1.1选题背景...............................................................1 1.2课题研究的目的和意义...................................................1 1.3 IEEE802.11系列标准....................................................2 1.4国内相关研究现状.......................................................2 1.5 校园无线网络的发展前景.................................................2 2.无线局域网设计特点、安全状况及方案设计....................................2 2.1 无线局域网的特点.......................................................2 2.1.1 传输方式...........................................................2 2.1.2网络拓扑...........................................................3 2.2几种主要的WLAN技术....................................................6 2.3无线局域网安全状况.....................................................6 2.3.1无线局域网安全技术.................................................7 2.3.2无线局域网安全隐患................................................10 2.4方案设计..............................................................11 2.4.1需求分析..........................................................11 2.4.2对现有校园网络的体系结构进行分析..................................11 2.4.3校园无线网络逻辑结构设计..........................................11 2.4.4校园无线网络物理结构设计..........................................12 2.4.5校本部网络拓扑图设计..............................................14 2.4.6校区间连接........................................................16 2.4.7IEEE802.11无线局域网设备介绍......................................18 2.4.8无线AP的配置.....................................................18 2.4.9无线网卡设置......................................................24 3.无线环境的网络优化.......................................................26 3.1无线设备布局的主要思路................................................26 3.2网络优化中需要测试的一些主要指标......................................27 3.3降低干扰..............................................................28 3.4制定优化方案..........................................................29 4.结论及存在的问题.........................................................29 参考文献....................................................................30 致 谢.....................................................................31
III
校园无线局域网的设计与实现
姓名: 学号： 班级：
1.绪论
1.1选题背景
近些年来,信息技术的发展日新月异,正以不可抗拒的力量改变着人们的生产方式、生活方式, 同时也正在影响并改变着学校的管理模式、教学模式、学习方式乃至师生的生活方式。目前除少数高职院校、民办高校外,国内高校几乎都已建立校园网,随着校园网规模不断扩大,硬件环境逐渐完善,校园网络在高校教学、科研、管理中的应用也在逐步深化。
在校园网(有线网络)建设、运行和维护的实践过程中, 由于众多高校的校园网基本上是通过光纤、网线连接起来的“有线网”,在技术实施、实际应用中不可避免地存在一定弊端,而且随着这种弊端的日益凸现, 在一定程度上困扰甚至阻碍着校园网建设和教育信息化的进程。诸如很多学校只在部分区域接入网络,而无法顾及所有区域;部分学校由于经费紧张导致布置网线的室、图书馆数量有限;学校中有些具有历史意义的或年久失修的建筑物不适合钻孔布线。此外, 在现阶段,高校还有一个显著的特点就是建立分校区,校本部与分校区之间的网络联结就成了一个非常大的工程, 通常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,比如布线、改线工程量大;线路容易损坏;网中的各节点不可移动等等。特别是当要把相离较远的节点联接起来时, 架设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,因此对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。
如何合理的解决此类问题, 已成为高校校园网建设初期必须慎重考虑的问题。传统有线校园网的“网络盲点”问题, 与师生员工“随时随地获取信息”的新需求之间的矛盾一度困扰着高校教育信息化决策和建设人员。如今随着无线技术的快速发展和日趋成熟,无线网络虽然还不能完全脱离有线网络,虽然教育行业的无线网络还未呈普及态势,但无线网络已经成功服务于某些高校, 以它的高速传输能力和灵活性发挥日益重要的作用。1.2课题研究的目的和意义
随着社会对计算机依赖性的迅速增加，用户要求互连的计算机数量更多，类型也更为复杂。但传统有线网络由于受设计或环境条件的制约，在物理、逻辑和资金方面普遍存在着一系列问题，特别是当涉及到网络移动和重新布局时，所以发展一种可行的无线通信网络技术作为现有数据连接的扩充己成为一种需要。自从上个世纪90年代以来，随着个人数据通信的发展，为了实现任何人在任何时间、任何地点均能实现数据通信的目标，要求传统的计算机网络由有线向无线，由固定向移动，由单一业务向多媒体发展，更进一步推动了无线局域网(WirelessLAN，WLAN)的发展。
与有线局域网相比较，无线局域网具有移动性高、传输距离长、网络保密性好、开发运营成本低、易扩展、受自然环境影响小，组网方式灵活、管理方便等特点，弥补了传统有线局域网的不足。1.3 IEEE802.11系列标准
IEEE802.11标准由很多子集构成，它己经历了十多年的发展，目前仍在不断的改进和修订之中，以适应提升网络速度、安全认证、漫游和QoS等方面的要求，它们各有侧重，下面简要介绍这些标准的基本内容。
IEEE802.llb-它是802.11协议1999版的修改与补充，也叫Wi-Fi(Wireless Fidelity)。802.llb工作在2.4GHz频段，建立在直接序列扩频(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)的加强版本CCK(补充编码键控)基础上，它是当前应用最为广泛的WLAN标准。该标准在物理层部分在原来802.11标准的 1Mbit/s，2Mbit/s传输速率之外，增加了5.SMbit/s和 11Mbit/s的高速数据传输速率。
IEEE802.1la协议-它工作在5GHzU-NII频带，物理层速率数据速率从6Mbit/s直到54Mbit/s，传输层可达 25Mbit/s。采用正交频分复用(OFDM)的独特的扩频技术;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;支持语音、数据、图像业务。
IEEE802.11g-该标准于2003年6月16日正式定案，它工作在2.4GHz频段，使用CCK技术以与802.11b标准后向兼容，同时为支持54Mbit/S的高速率，802.11g又采用了OFDM技术。802.11g的兼容性和高数据速率弥补了802.11a和802.11b各自的缺陷，一方面使得802.llb产品可以平稳向高数据速率升级，满足日益增加的带宽需求，另一方面使得802.11a实现与802.11b的互通，克服了802.11a一直难以进入市场主流的难题。1.4国内相关研究现状
目前无线局域网仍处于众多标准共存时期,IEEE发布的最新标准为 802.11g。现在，支持11Mbps以上用户传输速率的系统相当成熟;速率在40MbpS甚至80MbpS及以上的系统实现己在加拿大、美国、欧洲、日本等国家的专门实验室展开。研究的范围从无线电设计、物理层实现、媒体接入控制(MAC)技术直至网络对无线多媒体的支持。根据技术发展趋势和研究情况，在未来10年左右的时间里，为用户提供高达1Gbps速率的系统是可能的。正是这样的发展速度刺激了今天无线网络快速的发展和应用。1.5 校园无线网络的发展前景。
校园无线网络是落实信息化校园的重要一步, 作为对有线网络的补充和扩充,无线网络能够与学校现有的骨干网络实现最大化的兼容。现在无线网络在技术上已日益成熟, 有着非常光明的前途, 在教育中的应用将会有更引人入胜的前景。无线网络为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。目前全世界每天新增无线网用户约3 万人,全球总数量已超过4亿。随着3G技术的成熟与国家产业政策的扶持,我国也正在大规模建设3G无线互联接入网络, 中国电信、中国移动、中国联通相继推出3G 网络应用,今后无线网络将会有更广泛的发展空间并逐步进入家庭。[1]2.无线局域网设计特点、安全状况及方案设计
2.1 无线局域网的特点 2.1.1 传输方式
传输方式涉及无线网采用的传输媒体、选择的频段及调制方式。目前无线网采用的传输媒体主要有两种，即无线电波与红外线。在采用无线电波作为传输媒体的无线网根据调制方式不同，又可分为扩展频谱方式与窄带调制方式。
(1)扩展频谱方式
在扩展频谱方式中，数据基带信号的频谱被扩展至几倍至几十倍后再被搬移至射频发射出去。这一作法虽然牺牲了频带带宽，却提高了通信系统的抗干扰能力和安全性。由于单位频带内的功率降低，对其它电子设备的干扰也减小了。采用扩展频谱方式的无线局域网一般选择所谓ISM频段，这里ISM分别取于Industrial，Scientific及Medical的第一个字母。许多工业、科研和医疗设备辐射的能量集中于该频段，例如美国ISM频段由902MHz-928MHz，2.4GHz-2.48GHZ，5.725GHz-5.850GHz三个频段组成。如果发射功率及带宽辐射满足美国联邦通信委员会(FCC)的要求，则无须向FCC提出专门的申请即可使用ISM频段。
(2)窄带调制方式
在窄带调制方式中，数据基带信号的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去。与扩展频谱方式相比，窄带调制方式占用频带少，频带利用率高。采用窄带调制方式的无线局域网一般选用专用频段，需要经过国家无线电管理部门的许可方可使用。当然，也可选用ISM频段，这样可免去向无线电管理委员会申请。但带来的问题是，当临近的仪器设备或通信设备也在使用这一频段时，会严重影响通信质量，通信的可靠性无法得到保障。
(3)红外线方式
基于红外线的传输技术最近几年有了很大发展。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用红外线传输技术。作为无线局域网的传输方式，红外线的最大优点是这种传输方式不受无线电干扰，且红外线的使用不受国家无线电管理委员会的限制。然而，红外线对非透明物体的透过性极差，这导致传输距离受限。
2.1.2网络拓扑
要组建一个无线局域网，设备是它的重要的硬件基础。然而无线局域网设备有很多，而且在实际的产品设计和发展过程中，产品提供商不断为这些设备提供新的功能。往往一种产品的形态，在不同的环境和配置下会体现不同的功能。在不同的应用中，也会需要不同的设备。就一个简单的无线局域网而言，一般包括无线局域网客户端和无线局域网基站。无线局域网客户端的作用是与无线基站进行管理关联，使设备具有无线接入功能并接入到无线局域网中进行通信。它包含了多种类型的设备，但最常见的是具有各种接口类型的无线网卡。无线局域网基站设备指的是处于网络拓扑中心位置的设备，通常按功能划分为无线局域网接入点、无线局域网桥、无线局域网路由器。这些功能上的划分，有时仅仅是一种工作模式上的划分，设备硬件本身并没有区别，也就是说，在同一设备上有可能实现多种功能。无线网卡包括PCMCIA，ISA，PCI和USB等，提供与有线网卡一样丰富的系统接口。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。在无线局域网中最一般的构成PCMCIA无线网卡，通常被简称为“PC卡”，通常被用在笔一记本计算机上。[2]无线接入点提供一个无线客户端设备进入无线局域网的“接入点”，是协调无线与有线网络之间通信的关键部件。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。
目前无线局域网的组网方式主要有点对点模式、基础架构模式、多AP模式、无线网桥模式和无线中继器模式五种组网方式。
点对点模式也称为 Ad hoC模式，该模式要求网中的任意两个无线客户端之间均可直接通信，网络中的所有无线客户端的地位平等，无需设置任何的中心控制节点。每个无线客户端均配有无线网卡，但不连接到接入点和有线网络，而是通过无线网卡相互间进行通信。点对点中的一个无线客户端必须能同时“看”到网络中的其他无线客户端，否则就认为网络中断。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。点对点模式的组网模式如图2.1所示。
图2-1 点对点模式
基础架构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，接入点一方面可以通过电缆连线与有线网络建立连接，一方面可以通过无线电波与无线终端连接，实现了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。基础架构网络的组网模式如图2-2所示。该图由无线访问点(AP)，无线工作站(STA)以及分布式系统(DSS)构成，覆盖的区域称基本服务区(BSS)[3]。无线访问点也称无线hub，用于在无线STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据，所有的无线通讯都经过AP完成。无线访问点通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径达上百米。AP可以连接到有线网络，实现无线网络和有线网络的互联。
图2-2 基础架构模式
多AP模式是指由多个AP以及连接他们的分布式系统组成的基础勾结模式网络，也称为扩展服务区。扩展服务区中的每个AP都是一个独立的无线网络基本服务区，所有AP共享同一个扩展服务区标示符(ESSID)。虽然在802.11标准中并没有定义分布式系统，但现在大都是指以太网。相同ESSID的无线网络间可以进行漫游，不同ESSID的无线网络形成逻辑子网。该模式的组网模式如图2-3所示。
图2-3 多AP模式
无线网桥模式是利用一对AP连接两个有线或者无线局域网网段。无线网桥模式的组网如图2-4所示。
图2-4 无线网桥模式
无线中继器模式是利用无线中继器在通信路径的中间转发数据，从而延伸系统的覆盖范围。’无线中继器模式组网如图2-5所示。
图2-5 无线中继器模式 2.2几种主要的WLAN技术（1）IrDA IrDA（Infrared Data Association）是一种利用红外线进行点到点通信的技术。
其优点是体积小，功率低，传输速率可达16Mbps，成本低。超过95%的手提电脑安装了IrDA接口。市场上推出了可以通过USB接口与PC相连的USB-IrDA设备。
IrDA是一种视距传输技术，通信设备间不能有阻挡物。不适合多点到点通信。另外IrDA的核心部件——红外线LED还不是一种耐用器件。(2)BlueTooth BlueTooth技术是用于数字设备间的低成本、近距离传输的无线通信连接技术。其程序写在微型芯片上，可以方便地嵌入到设备之中。
BlueTooth技术工作在2.4GHz频率上。采用调频技术，理想连接范围为10cm~10m，带宽为1Mb/s。（3）802.11/802.11a/b/g 采用802.11协议族的WLAN设备以其覆盖距离广，传输速率高的特点，成为了市面上的主流产品，将是本文介绍的重点。2.3无线局域网安全状况
由于无线局域网通过无线电波在空中传输数据，所以在数据发射机覆盖区域内的几乎任何一个无线局域网用户都能接触到这些数据。无论接触数据者是在另外一个房间、另一层楼或是在本建筑之外，无线就意味着会让人接触到数据。与此同时，要将无线局域网发射的数据仅仅传送给一名目标接收者是不可能的。而防火墙对通过无线电波进行的网络通讯起不了作用，任何人都可以截获和插入数据。
因此，虽然无线网络和无线局域网的应用扩展了网络用户的自由，它安装时间短，增加用户或更改网络结构时灵活、经济，可提供无线覆盖范围内的全功能漫游服务。然而，这种自由也同时带来了新的挑战，这些挑战其中就包括安全性。无线局域网必须考虑的安全要素有三个:信息保密、身份验证和访问控制。如果这三个要素都没有问题了，就不仅能保护传输中的信息免受危害，还能保护网络和移动设备免受危害。难就难在如何使用一个简单易用的解决方案，同时获得这三个安全要素。影响无线局域网安全的问题主要在以下方面: 数据保密。无线LAN网络通信安全会受到几方面的危害，例如传输中数据被人查看或捕获，传输中数据被人改动、重新发送。
访问和验证。每个访问点形成了通向网络的一个新的入口。正因为如此就会受到下列漏洞的威胁:首先，未授权实体进入网络，浏览存放在网络上的信息，或者是让网络感染上病毒。其次，未授权实体进入网络，利用该网络作为攻击第三方网络的出发点(致使受危害的网络却被误认为攻击始发者)。第三，入侵者对移动终端发动攻击，或为了浏览移动终端上的信息，或为了通过受危害的移动设备访问网络。
2.3.1无线局域网安全技术
在开始应用无线局域网时，应该充分考虑其安全性。常见的无线局域网安全技术有以下几种: 服务集标识符(SSID)通过对多个无线接入点AP设置不同的SSID，并要求无线工作站出示正确的SSID才能访问AP，这样就可以允许不同群组的用户接入，并对资源访问的权限进行区别限制。
物理地址(MAC)过滤
由于每个无线工作站的网卡都有唯一的物理地址，因此可以在AP中手工维护一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。
有线等效加密(WEP)在链路层采用RC4对称加密技术，用户的密钥必须与AP的密钥相同时才能获准存取网络的资源，从而防止非授权用户的监听以及非法用户的访问。
计算校验和(Check Summing)
（1)对输入数据进行完整性校验和计算。
（2)把输入数据和计算得到的校验和组合起来得到新的加密数据，也称之为明文，明文作为下一步加密过程的输入。
加密。在这个过程中，将第一步得到的数据明文采用算法加密。对明文的加密有两层含义:明文数据的加密，保护未经认证的数据。
(3)将24位的初始化向量和40位的密钥连接进行校验和计算，得到64位的数据。
(4)将这个64位的数据输入到虚拟随机数产生器中，它对初始化向量和密钥的校验和计算值进行加密计算。
(5)经过校验和计算的明文与虚拟随机数产生器的输出密钥流进行按位异或运算得到加密后的信息，即密文。
将初始化向量和密文串接起来，得到要传输的加密数据帧，在无线链路上传输。(如图2-6所示)
P1=（M1，CS)
（2-1）
PRGA=RC4(IV，PASSWORD)
（2-2）ENCRYPTED=P1⊕PRGA
（2-3）
发送时，IV 将以明文形式和密文一起传输，否则接收器无法建立RC4 引擎用于解密。
图2-6 WEP加密过程
解密过程如图2-7 所示。无线设备接收到一个加密数据包ENCRYPTED后，首先会提取出IV，再把它与共享密码合并。其结果值用于重建KSA 中使用的RC4 状态，后者由PRGA 用于创建Keystream。然后这个流与密文进行XOR 运算，从而还原明文P1'，明文中包含数据和数据的CRC-32 值，最后，数据被分离出来，并应用CRC 算法创建一个新的CRC-32 值，与原来的CRC-32值进行比较。若两者相符则数据有效；否则丢弃。
P' =ENCRYPTED⊕ RC4(IV,PASSWORD)=P1（2-4）
图2-7 WEP解密过程
WEP的密钥是可以被解出来的。所以在安全性要求比较高的企业和部门，可以采用802.1X认证或者WPA。
图2-8 基于EAP-MD5的802.1x认证流程
（1)客户端向接入设备发送一个EAPOL-Start 报文，开始802.1x 认证接入；(2)接入设备向客户端发送EAP-Request/Identity 报文，要求客户端将用户名送上来；(3)客户端回应一个EAP-Response/Identity 给接人设备的请求，其中包括用户名；(4)接入设备将EAP-Response/Identity 报文封装到RADIUSAccess．Request 报文中，发 送给认证服务器；
(5)认证服务器产生一个Challenge，通过接人设备将RA DIUSAccess—Challenge 报文发 送给客户端，其中包含有EAP-Request/MD5-Challenge；
(6)接入设备通过EAP-Request/MD5-Challenge 发送给客户端，要求客户端进行认证；(7)客户端收到EAP-Request/MD5-Challenge 报文后，将密码和Challenge 做MD5 算法后 的Challenged-Password，在EAP-Response/MD5-Challenge 回应给接入设备；
(8)接入设备将Challenge，Challenged Password 和用户名一起送到RADIUS 服务器，由 RADIUS 服务器进行认证；
(9)RADIUS 服务器根据用户信息，做MD5 算法，判断用户是否合法，然后回应认证成 功／失败报文到接入设备。如果成功，携带协商参数，以及用户的相关业务属性给用户授权。如果认证失败，则流程到此结束；
(10)如果认证通过，用户通过标准的DHCP 协议(可以是DHCPRelay)，通过接入设备获 取规划的IP 地址；
(11)如果认证通过，接入设备发起计费开始请求给RADIUS 用户认证服务器；(12)RADIUS 用户认证服务器回应计费开始请求报文。用户上线完毕
WPA 显著改善了WEP 的安全性能，并且可以与原有采用WEP 协议的Wi-Fi 产品兼容。Wi-Fi 联盟2003 年4 月在一份文件中为WPA定义了一个公式：
WPA=802.1x+EAP+TKIP+MIC（2-5）
这个公式大致说明了WPA 对原有WEP 协议的主要:引入临时密钥完整性协议TKIP
[4]（Temporal Key Integrity Protocol），加强了密钥破解的难度。TKIP 与WEP 一样基于RC4 流加密算法，但是将密钥位数从40 位增加到128 位，将IV的长度也由24 位加长到48 位，并采用动态生成以及通过认证服务器来分配的多组密钥取代了WEP 的单一静态密钥。TKIP使用一种密钥层以及一套密钥管理方法，去掉了入侵者通过可预测性来破解的部分。
2.3.2无线局域网安全隐患
服务集标识符(SSID)只是一个简单的口令，只能提供一定的安全;而且如果配置AP向外广播其SSID，那么安全程度还将下降。
物理地址(MAC)过滤要求AP中的MAC地址列表必需随时更新，可扩展性差;而且MAC地址在理论上可以伪造，因此这也是较低级别的授权认证。
有线对等加密(WEP)提供了40位(有时也称为64位)或128位长度的密钥机制，但是它仍然存在许多缺陷，例如一个服务区内的所有用户都共享一个密钥，一个用户丢失钥匙将使整个网络不安全。2.4方案设计 2.4.1需求分析
通过征询用户来了解所要建设的网络需要满足的需求,根据校园的特点,一般有如下需求：（1）功能需求
应该能满足校区之间、楼宇之间的通信,师生在移动的情况下可以对校园网、图书馆、Internet 资源进行访问,支持多媒体教室等地的多媒体信息高质传输,这些需求可归纳为:支持教学、提供资源与综合服务。（2）性能要求
性能直接决定了校园无线网络的服务质量，因此必须明确校园无线网络的性能要求,以下即为不同地点局部无线网络的性能要求：
1）校园内部的室外场所（草坪、操场等）:速率要求高，安全要求一般，主要是满足在网络使用人数激增时仍然能够保证服务质量。
2）办公室或会议室：速率要求一般、安全要求高，因为这类场所的网络应用主要是收发邮件、浏览网页、聊天等，对速率要求不高，但涉及个人隐私、账户等信息，因此对安全性要求较高。
3）图书馆、多媒体教室或计算机机房：速率要求高，安全要求低，因为教学信息多以多媒体的形式呈现，只有很高的传输速率才能保证传输的带宽和时延，有效地支持教学活动。（3）网络运行环境的要求
根据具体情况而定，如果对网络安全性和服务性能要求较高，一般选择UNIX 类(含Linux、FreeBSD 等)操作系统，因为该系统比较灵活、安全性好、而且服务质量高；而如果要求不高，则可选择微软的Windows Server 2003或Windows Server 2008。在其他软件的选择上则可根据具体应用需求而定，例如Linux 下，若需提供电子邮件服务可使用Qmail、Sendmail 等，架设Web 服务器可使用Apache，提供DNS 服务一般选择Bind 等。另外还可以根据需要选用账户认证软件、计费软件等。
（4）网络的可扩展性和可维护性要求
校园无线网络在扩展性和维护性上要求较高：在扩展性上，校园内无线网络的用户比较多且访问的人数不确定，因此要求较高；在维护上，校园是从事教学为主的地方，专业维护人员较少，因此网络要便于维护管理。
2.4.2对现有校园网络的体系结构进行分析
如果学校从未建设过任何网络，则可跳过这个过程。目前，大多数院校一般已经建设了以有线传输介质为主的网络，因此在学校经费有限的情况下可以考虑将有线网络与无线网络混合，这样可以最大程度地保护原有投资，降低建设成本。在将无线网络和有线网络混合时，主要是通过双绞线等有线介质将无线网络的AP（无线接入点）、无线交换机、无线路由器等无线设备与有线网络的Hub或者交换机、路由器等连接。
2.4.3校园无线网络逻辑结构设计 对于局部无线网络，主要采用的是以AP 或者无线交换机等为中心结点的星型结构，其目的是为了满足多用户的需求。而如果建设全局无线校园网，可将网络划分为核心层、汇聚层、接入层进行设计，在整体上一般采用以树型和星型混合的拓扑结构。在主要通信接点上采用树型拓扑是为了组网便捷、管理方便，出现故障时可迅速排查，同时在主干通信链路上还要考虑冗余链路设计，不仅可以达到负载均衡的目的，还可以保证网络的可用性。
2.4.4校园无线网络物理结构设计（1）全局无线网络
如果建设全校范围的无线网络,总体上可采用如图2-9所示的物理结构,校园骨干网通过光纤接入高速Internet,并通过有线介质连接到配有各种网络服务器的计算机中心,然后通过无线介质将图书馆子网、教学/办公楼子网、实验楼子网、宿舍子网等连接起来,并为室外的移动用户提供连接。
图2-9 校园全局无线网平面图
（2）局部无线网络
局部无线网络根据校园地点的不同设计不同的网络结构，主要分以下三种类型：
1）室外场所（草坪、操场等）如图2-10所示，通过全向天线，用户在校园内室外用自己的笔记本电脑或PDA等移动设备可接入网络。
图2-10 室外场所
2）办公室或会议室如图2-11所示，寝室内选用的AP通过有线介质与校园骨干网提供的接入层连接，而寝室内的各种设备与AP连接即可。
图2-11 接入校园网骨干网的拓扑图
3）图书馆、多媒体教室或计算机机房如图2-12所示,由于这些场所空间比较大，而AP覆盖的有效范围较小，为了满足更多学生的接入需求必须提供更多的AP，而AP之间的通信则可通过无线交换机进行（在经费不足的情况下可以采用传统的交换机），若需要提供服务，直接将服务器与交换机连接即可
图2-12 图书馆、多媒体教室或计算机机房的拓扑图
4）有别于教室和办公室，宿舍的网络特点是：性能稳定、可靠性高、延迟小、速度快, 符合学生用户对速度的需求。所以若从室外对宿舍楼宿舍覆盖将不能满足学生的要求。所以选择在宿舍楼内进行无线覆盖。参考东三宿舍：每层有3个室，每间宿舍有8人。如果要在没个宿舍中都部署AP的话，成本将会很高，而且很不实际。最合适的方案是在宿舍楼梯安装AP，用功分器通过电缆将天线安装在各宿舍内，如图2-13所示
图2-13 宿舍无线覆盖
2.4.5校本部网络拓扑图设计
图2-14 学校原有线网络拓扑图
信息中心接入Internet服务器群A楼B楼教职工宿舍区教学楼群C楼D楼河北区宿舍E楼F楼西区宿舍图书馆AP行政楼东区宿舍光纤2G Internet 出口三层光纤交换机带光纤模块的三层交换机
图2-15 学校无线网络拓扑图
2.4.6校区间连接
我校分为4个校区：本部、北院、河滨路、同济西路四个校区，鉴于各校区的有线网络已经完善，我们可以以校本部为中心，要在有线网络上扩展无线网络，校区与校区之间通过VPN通信。信息中心教学楼群A楼接入Internet校区与校区间采用VPN通信分支出口路由北院PoE交换机AP有线客户端服务器群无线客户端AC有线客户端教职工宿舍区PoE交换机AP河滨无线客户端河北区宿舍B楼C楼D楼E楼F楼西区宿舍AP行政楼东区宿舍光纤分支出口路由PoE交换机AP有线客户端图书馆同济无线客户端2G Internet 出口三层光纤交换机带光纤模块的三层交换机
图2-16 校区间无线网络拓扑图
图2-17 单一楼宇无线局域网拓扑图 2.4.7IEEE802.11无线局域网设备介绍 无线局域网设备主要有两种，下面分别介绍:(1)无线接入点AP。无线接入点作为无线局域网连接其他有线网络的桥梁，就是一个二端口网桥，这种网桥能把数据从有线网络中继转发到无线网络，也能从无线网络中继转发到有线网络。这种作用使移动设备接收到有线网络里的通信流量，同时也使有线网络上的设备能接收到移动设备的数据。
(2)无线网卡。无线网卡与普通的以太网网卡的作用基本相同，差别是在于前者传送数据是通过无线电波，而后者则是通过一般的网线。无线网卡作为无线局域网的接口，能够实现无线局域网各客户机之间的连接与通讯。目前市场上出现的无线网络卡可根据接目的不同分为 PCMCIA，ISA，PCI，USB四种类型。
在本次规划中，我们建议采用基于802.11g协议为标准的增强型设备，即108Mbps无线设备。该类型设备采用802.11g协议，同时支持802.llb协议，并提供了增压模式，可以在投资不变的前提下，获得信道带宽增大一倍、区域网内并发用户数量增大一倍的能力，将每个区域的并发用户数提高到了80人左右，可以完全满足现有和将来的无线网络的高带宽需求，并为未来的校园无线语音、无线视频等高带宽网络应用提供了基础。
室内型无线接入点AP设备为TL-641G/642G 108M无线宽带路由器，其采用了802.11g协议的增强模式，可以提供高达108MbpS的信道带宽，同时支持802.llb和802.11g协议的用户适配器，并支持先进的WDS(无线分布式网络)技术，可支持AP覆盖和网桥功能。室外型设备采用RG-P-780高性能双路双频三模基站型AP，该设备通过双路 802.11g可支持108MbpS信道带宽，并可提供 802.1la/b/g三频技术，提供基于 802.1Q VLAN划分，同时可适应-40℃一+65℃的高温度范围，可完全提供大量的并发用户流畅的上网访问
2.4.8无线AP的配置
（1）设备的连接: 使用一台笔记本，用一根网线将笔记本的网络接口和无线路由器的LAN接口进行连接。
打开“控制面板”→“网络连接”中，单击右键“本地连接”，在右键菜单中选择“属性”命令，打开“Internet 协议属性”对话框。在此我们对该电脑的“本地连接”进行IP设置，笔记本电脑的IP地址设置为和无线路由器在同一IP段，如，无线路由器默认的IP地址为192.168.1.1，那么该电脑的本地连接的IP地址为192.168.1.2等。在“默认网关”中输入无线路由器的IP地址。随后单击“确定”即可。
设置后，在IE地址栏中键入无线路由器默认IP地址，如http://192.168.1.1，回车后弹出一个用户登陆界面，如图所示。输入用户名和密码即可登录到配置界面。
图2-18 登录无线AP(2)选择上网方式:学校现有网络属于以太网结构，局域网已经存在DHCP(动态IP)服务器，所以这里我们采用“自动从网络服务商获取IP地址”。如图2-19所示：
图2-19 上网方式选择
(3)进一步设置无线局域网:如图2-20所示将无线状态置于开启状态，使得接入该无线网络的主机能够访问到有线网络。SSID我们默认为教室名称的中文拼音，这样的可以让无线用户能够快速的进行上网设置。频段我们选择互不重叠的1，6，11。由于目前部分无线用户的网卡没有支持“速展”功能，所以在这里我们选择使用54Mbps的模式
图2-20 无线设置
(4)LAN口设置:根据学校IP地址的划分，此处无线AP对无线局域网的IP地址为192.168.1.1，(如图2-21)。此处设置完成后，该局域网内所有计算机默认网关必须设置为该IP地址。子网掩码则使用C类地址子网掩码(255.255.255.0)。局域网内所有计算机子网掩码必须与之相同。
图2-21 LAN口设置
(5)WAN口设置:由于学校局域网内采用了动态获取IP地址的方式来获取IP，此处我们同样设置WAN口连接类型为为“动态IP”。此时可以自动从网络服务商获取IP地址，这样我们将看到图2-22所示页面。该页面显示从ISP的DHCP服务器动态的来的IP地址、子网掩码、网关、DNS服务器等设置。
图2-22 WAN口设置
(6)无线网络基本设置:SSID(无线标识符)是用于无线终端与接入点匹配以获得通信的明文密码，对于初级安全防范有一定作用，且配置快速简单，非常适合室外无线覆盖使用。启用了SSID广播禁止功能后，由于空中不再广播明文的SSID号码，使得那些拥有截获SSID密码的无线终端非法访问网络。安全方式我们采用目前最常用WEP128位加密方法，以13个ASCII码字符作为密钥使用。
图2-23 无线网络基本设置
(7)高级安全设置:DoS攻击防范是开启下面几个防范措施的总开关，只有选择此项后，以下的几种防范措施才能生效。下面的几种的防范措施我们全部开启，闭值一般采用了默认值，并且忽略来自WAN口的ping和禁止来自LAN口的ping包通过路由器，使得局域网内的计算机与广域网的计算机不能互相ping通。
图2-24 高级安全设置
（8）控制上网权限：有时候为了控制某些电脑的上网权限，我们可以通过无线路由器来过滤一些局域网内的IP地址和端口方式来达到限制用户的上网权限。
单击“访问控制”命令，打开的设置界面，如图2-25所示。程序提供了IP访问设置、URL访问设置、MAC访问设置三个过滤方式。在“IP地址访问设置”中我们可填写不允许连接Internet的局域网IP地址范围。在该范围内的电脑，均不能够上网。如果我们只想限制一些用户的上网操作，如ftp下载等。也可以通过下面的“禁用的端口范围”填写受限端口，如： 20-80这些端口是常用的上网端口。在此我们根据需要进行设置。
图2-25 访问控制
以下是常见的端口号：
21(FTP)下载文件
23(Telnet)BBS公告版
25(SMTP)发送邮件
53(DNS)域名解析
80(HTTP)浏览网页
110(POP3)接收邮件
2.4.9无线网卡设置
无线网卡设置后，要想正常上网我们还要对无线网卡进行设置。
（1）在笔记本上如果你的无线网卡还没有启用，我们先进行启用。打开“控制面板”→“网络连接”中，单击右键“无线连接”，在右键菜单中选择“启用”，开启无线网卡，如图2-26所示。之后在任务栏中多出一个“无线网卡”的显示图标。
图2-26 无线网卡设置
（2）启用无线网卡后，下面我们还要为无线网卡指定IP地址，设置时按照上面的方法打开无线网卡的“Internet 协议属性”对话框，在此指定该无线网卡的的IP地址、子网掩码、默认网管、默认DNS等项即可。
（3）右键单击系统任务栏中的无线连接的图标，在弹出的右键菜单中选择“查找可用无线网络”（如图2-27所示），在打开的“选择无线连接”窗口中，选择搜索的无线网络，随后单击“连接”，这样该电脑的无线网卡和无线路由已经连接，如图2-28所示。随后按照上面的方法对其他笔记本进行设置。
图2-27 无线网卡设置
图2-28 无线网卡设置
3.无线环境的网络优化
与有线网络相比，WLAN具有安装便捷、移动性好、使用灵活、易于扩展等优点，可以为不易布线的地方和远距离的数据处理节点提供强大的网络支持。由于WLAN具有上述不可替代的优点。但与此同时也给WLAN的优化设计与管理带来了很多新的问题。
WLAN不同于传统的有线网络，噪声和干扰、建筑物结构、无线设备的摆放及其参数的设置都对WLAN的信号质量和传输速率等性能有很大的影响。因此，WLAN的设计也与有线网络不同。WLAN优化设计的目的是:使无线接入设备覆盖所有期望覆盖的区域，并且具有足够承担预期负载的能力。由于环境的复杂性，WLAN的设计必须通过实际的测量才能达到理想效果。其中，AP的定位和频率分配是WLAN优化设计的两个重要方面。3.1无线设备布局的主要思路
WLAN的应用场合主要是在大楼内或大楼间，因此，建筑物的面积、布局、建材以及办公环境内各式各样的干扰源都是影响信号传输质量的因素。实际工程中，同样的一套WLAN设备在一个地方信号有效传输距离可能是100多米，换个地方连50米都不到。所以，在确定接入点位置时，设备的标称值只能作为一个大致的参考，精确的位置必须要通过场地信号强度测试仪和比较试验来定。
802.1lgWLAN上作频带的宽度被划分为11个频道。为了最大限度地利用频带资源，最常见的办法就是选取3个互不重合的频道作为整个系统的上作频段。3个互不重合的频道在实际应用中一般有二种用法。第一种，也是最普遍的一种，就是频道1，频道6，频道11两两相邻，并部分重叠，从而在获得最大的覆盖面积的情况下消除死角，杜绝同一频道的互相干扰，还可以兼顾用户切换。第二种，是在同一地点安装3个接入点，每个接入点分别上作在三个互不重叠的频道，三个频道聚合使用，以获得最大的传输带宽。我们目前采用第一种做法1，6，11相间使用。
信号的完整覆盖与同一频道信号间的干扰是一对矛盾，弄不好，就会顾此失彼。实际的网络环境是立体的，而不是平面的，同一楼层的接入点相安无事，但很可能对另一楼层的接入点造成干扰。一般来说，工作频道越多，这对矛盾就越容易解决。工作在2.4G频段的802.11gWLAN只有3个互不重叠的频道，而工作在5G频段的802.1laWLAN最多有3个互不重叠的频道，接入点的定点工作能因此变得轻松一些，不过，每个接入点的覆盖半径比较小。接入点的实际配置数目估算起来很简单，一般来说，100米左右一个，但精确的数量和摆放位置则要通过实测来定。大楼的结构、布局、办公室是开敞式的还是封闭式的等因素，都会使理论估算与实际情况有些出入。
在热点地区建立完好的覆盖是非常重要的问题，它关系到系统的可用性、用户漫游、客户满意度等多个问题，是我们必须处理好的关键问题。在实际工程中，特别是没有仪表作为测试手段的情况下，模拟用户测试成为工程建设必不可少的环节，只有进行大量的现场测试，才能对热点地区的覆盖情况有比较详细的了解。归纳起来有以下几个步骤:(1)从建筑物内一角或边界处开始勘察;(2)结合室内结构和预计覆盖要求，选择合适地点安放AP;(3)距离AP30米处左右对场强进行测量，可以使用无线网卡软件自带的信号测量软件;(4)调整AP位置，使得建筑物内角落处信号强度在20%(约-75dBm)以上;(5)同时检查这些点信号质量在80%以上，确认不存在干扰。如果不满足条件，可适当调整AP覆盖范围;(6)记录AP点位置;(7)在AP覆盖边界处(可结合信号强度和信号质量来判断)选取多个测试点(要求分布均匀且绕AP旋转一周)进行测量并记录结果。这一步完成后便可在地图上大致得到AP实际覆盖范围，为安放其它AP提供依据;(8)将AP移至下一位置，重复以上步骤(1-7)。重要地点如会议室、图书馆、报告厅、多功能厅、餐厅等覆盖率超过90%，有的可以实现100%覆盖，最大程度满足用户的使用要求。3.2网络优化中需要测试的一些主要指标
网络优化是一个系统的工程，它包含着一系列的优化方式，各种优化方式的综合，形成了网络的整体优化。网络优化更是要贯穿整个网络发展的全过程，因此，从建设网络起直至网络的运行维护、优化始终都是非常重要的，其中最为重要一些参数是不得不注意的:(l)信号场强(Field strength)信号场强标示测试点接收到的某个AP的信号强度。一般电平在-75dBm以上便可保证数据的可靠传输。(2)信号质量
测试软件可以通过连续发送小的脉冲数据包给AP测算出信号的质量。100%表示测试软件发出的所有脉冲数据均无差错地到达了AP。在实际应用中，只要信号足够强(-75dBm)，信号质量均近似于100%。如果信号电平高于-75dBm，但笔记本接收到的信号质量显示却小于90%，则表示该处可能存在干扰。
(3)载波干扰比(C/I)C/I是指接收到的希望信号电平与非希望信号电平的比值，此值与移动用户站(MS)的瞬时位置有关，此指标可衡量工作于其它信道上的相邻AP对服务AP数据流量的干扰程度。目前建网用的是12dB值而不是9dB值。显然，采用空间分集接收将会改善系统的C/I性能，因为陡的衰落得到减少并且衰落得到减少并且衰落发生的次数也变得更少。此外需指出的是:同频道干扰的产生不仅仅是当相同信道被分配给不同的MS，而且要求它们实际上是在同时使用。当然，这就意味着在忙时比其它时间干扰问题将更大，但在业务等级1%到5%时，信道利用仍然仅仅是在70%左右。
(4)接收/发送数据速率
(Rx/Tx Data Rate)测试软件控制AP和无线网卡之间互相发送数据包，测算出上、下行数据传输速率。这是评估一个无线局域网建设质量的重要参数，也是获得最终用户对无线网络真实感受的有效手段。
(5)RxFER 接收误帧率，影响数据传输速率的重要指标之一。(6)TxRetry(Transmit Retries)发送重发次数，单位为每秒重发数据包数。3.3降低干扰
干扰是Wlan设计规划和运行维护过程中始终应予以特殊关注的问题，由于无线网络的信号是用无线方式传输的，极易受到各种其它无线电波的干扰，为了保证网络的通信质量，网络优化的过程中，需要经常的对网络的各种干扰信号详细分析，要分析干扰信号的种类、强度、性质以及来源，一旦发现有其它未知来源的干扰信号，应查找干扰源，保证网内信号的纯洁。同时，也要注意调整好频率规划，避免网内的邻频干扰和越站干扰等。根据成因可分为两大类:(l)物理环境对于WLAN无线信号的干扰
开阔地带有利于无线信号的传输，而热点地区建筑内的不同物质会对WLAN无线信号产生不同的干扰和影响。干燥的墙壁对信号的吸收少;而潮湿和水性物质、金属、有色玻璃、植物、人体等将会大大吸收信号，降低无线信号强度，从而降低WLAN信号覆盖范围，减少无线传输速率。所以，在部署AP时，需要在无线信号容易受到干扰的环境增强AP覆盖的密度。同时，为了减少信号传输的多路径问题，应该消除或者减少信号传输路径上的障碍物。
(2)其他ISM无线设备的信号干扰
由于基于802.11g技术的WLAN工作在开放的2.4GHz ISM频段上，这是工业、科研、医疗公用的频段，因此有可能被工作在同样频段的其他设备如无绳电话，微波基站，蓝牙网络设备等的干扰，影响WLAN网络设备之间的信号传输。所以，AP的部署应该远离这些干扰源，或者增强AP覆盖的密度。干扰将随着测试点距离AP变远而越来越严重，使得 CRC Error增多，数据速率降低，从而减少AP的覆盖范围。
可以为AP设备选择配置不同的天线来克服无线信号干扰带来的不良影响，如多极全向天线能够减少信号传输的多路径问题;当需要增加信号强度时，可以使用高增益天线;也可以使用定向天线来满足适合特定形状的覆盖要求.802.11g作在2.4000GHz到2.4835GHz大约80MHz的频带宽度上，将这个频宽分成11个中央信道，只有其中的3个信道完全没有藕合干扰，因此建议相邻的AP分别分配这3个信道中的信道值。如信道1、6、11。同时，由于无线信号的传播是三维球形的，所以相邻的AP不仅会在同一个楼层，而且会在相邻的楼层。
干扰主要是来自于同频干扰，而这种干扰常常很大地影响着服务的质量，因此对这个问题应该引起相当的重视。3.4制定优化方案
在得到基本测试数据以及分析了原因之后就可以提出一些针对性的方案了。
如果是因为信号太弱，那么我们应该考虑通过加AP，增加AP发射功率，调整AP位置来改善。无线信号对天花板，地板穿透力都较强，而对植物，铝箔，有色玻璃等的穿透力相对弱得多。同时无线信号也有一定的反射和折射能力，在实施过程中应该充分考虑到这些因素。
如果是因为外部干扰，那么我们就让干扰源尽可能地远离AP，同时考虑增强AP的覆盖和密度。
如果是因为内部干扰，那么我们就考虑合理的信道划分和AP信号强度的合理分配。在实际实施过程中这是个比较棘手的问题，因为信道的划分很多时候与信号的覆盖范围以及信号强度大小产生矛盾，这就需要我们根据实际情况，通过不断地尝试找到一种最合理的方案。在规划的时候严格按照相隔5个信道的原则(即使用1、6、11信道)来部署AP，以尽量避免同频和邻频干扰。根据实际情况，参照建筑平面图以及AP的位置和信道在满足覆盖地区的信号质量的前提下做出一个大体的方案，然后根据方案来逐步调整，同时也对方案做才出相应地调整，直至找出一个相对最理想的方案。原则上在满足需覆盖区域信号质量的前提下尽可能减少AP的数量和功率，同时要考虑来自于相邻房间和楼层其他的AP影响。
4.结论及存在的问题
无线网络应用于校园,如同计算机网络应用于校园一样,是一项大的系统工程,是实现校园信息化的有效途径。在校园无线网络建设中,我们可以借鉴已经实现无线网络教学的高校的应用经验力争最大限度的发挥无线网络的功能,使之成为广大师生得心应手的交流平台和应用平台,大力促进现代远程教育信息化水平的发展。虽然无线网络应用广泛，并从根本上解除了网线对电脑的束缚，但是在无线网络的运用过程中，也出现了一些迫切需要解决的问题，其中诸如如何提高无线网络的速率和传输安全性等热点问题。正是由于这些关注，无线网络正朝着更快速、更安全、更廉价的方向发展，参考文献
[1]邓永红.详述无线局域网安全协议.有线电视技术,2004 [2]Kavel Pahlavan，Prashant Krishnamurthy著，刘剑，安晓波，李春生等译.无线网络通信原理与应用.Princeples of Wireless Networks，2002 [3]曹秀英.无线局域网安全技术.电信技术，2003 [4]刘乃安.无线局域网——原理,技术及应用[M].西安电子科技大学出版社,2004.[5]张振川.无线局域网络.沈阳:东北大学出版社，2003 [6]周靖等.无线网络安全.第1版.北京:电子工业出版社，2004 [7]金纯，郑武，陈林星.无线网络安全一一技术与策略.第1版.北京:电子工业出版社，2004 [8]金纯，陈林星，杨吉云.IEEE802.11无线局域网.第1版.北京:电子工业出版社，2004 [9]周贵堂.无线局域网密钥管理机制研究.福州大学硕士研究生学位论文,2005 [10]李翠然，李承恕.浅析无线局域网的主要标准.中国数据通信，2003 [11]黄振海.无线局域网安全和中国产业发展.信息技术与标准化,2003 [12]党三，唐雪飞.无线局域网安全技术和标准的发展与研究.计算机应用，2004 [13]王鹏卓，张尧弼.802.11WLAN的安全缺陷及其对策.计算机工程，2004
致 谢
时间过得很快，几个月来的毕业设计已经接近尾声了，在这个过程中我感受到了艰辛，也感受到了解决问题后的那种成就感与喜悦感。在做毕业设计当中，我充分运用到了大学四年来所积累的知识，同时我也发现自己在很多方面的不足，知识积累还不够全面。
通过此次的毕业设计，我的知识量确实也增加了不少。感谢朱玉玺老师。朱老师学识渊博、治学严谨而又平易近人。老师在我学习、工作研究上给予了无微不至的关心和帮助。对我的耐心指点和不倦教诲，使我加深了对问题的思考，拓宽了对问题的研究思路。同时在此也要感谢机电学院的各位授课老师四年来对我们的关心教导。
第二篇：校园无线局域网论文 知识
摘要：随着无线局域网技术的不断成熟和普及，无线局域网作为有线网络的补充和延伸，对推动高校信息化资源建设的发展起到了重要作用，同时对学校教师、学生的学习、生活方式产生了积极的影响，本文就无线局域网的相关概念和技术和高校内的应用层面进行探讨。
关键词：无线网络 IEEE802.11 无线接入
什么是无线局域网
1.1 无线局域网的概念 无线局域网(Wireless Local Area Networks，简称WLAN)是相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio Frequency； RF)的技术，取代传统双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络，它作为有线局域网的补充和延伸，使得通信的移动化和个性化成为了可能。
1.2 无线局域网的主要标准 常用的计算机无线通信技术有光波和无线电波。光波包括红外线和激光，但由于光波易受天气影响，不具备穿透能力，难以实际应用。无线电波包括短波、超短波和微波等。
扩展频谱通信（Spread Spectrum Communication）简称扩频通信。其基本特征是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率频谱密度的信号来发射。
扩频通信的基本工作方式有4种：直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）工作方式（简称DSSS方式）；跳变频率（Frequency Hopping）工作方式（简称FH方式）；跳变时间（Time Hopping）工作方式（简称TH方式）；线性调频（Chirp Modulation）工作方式（简称Chirp方式）。目前使用最多、最典型的扩频工作方式是直扩式（DSSS方式），在无线网络的通信中，就是采用这种工作方式。
1.3 WLAN的主要技术标准 由于实现无线通信的手段不一，以无线局域网技术和以GPRS/3G为代表的无线上网技术，制定了包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等多项标准和规范，而以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规范和实用化，并在众多厂商的支持下成为目前主流协议标准。
1997年，IEEE发布了802.11协议，1999年IEEE小组相继推出了，802.11b和802.11a协议，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps两个新的网络吞吐速率。802.11a的网络吞吐速率达到了54Mb/s和25Mb/s，但成本过高，使用频段5.2GHz是卫星通信频段，很难大面积投入商用，目前最普及、应用最广泛的是802.11b无线标准，2001年，IEEE通过了802.11g标准，它向下兼容802.11a、802.11b的同时，网络吞吐速率54Mbps，而802.11n标准是IEEE推出的最新标准，它通过采用智能天线技术，可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps，提供到300Mbps甚至是600Mbps，引起了市场很大反响。
为什么要构建无线校园网
无线接入在校园网中的优势 无线校园网与有线校园网相比，无线局域网具有巨大的灵活性，有线网络在很多多场合受到布线的制约；布线、改线工程量大；线路易于损坏；固定的网络各节点无法移动。遇到网络盲点时，须铺设专用通信线路，成本高，难度大、耗时长，线路一旦出现故障排查、维修不便，无线校园网较之有线校园网，具有以下几点优势：
2.1 网络综合成本低，随着近几年无线网络设备不断普及，无线网络成本已经接近甚至低于传统有线网络成本，而在网络施工上，无线网络最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，铺设无须掘沟埋管，省去了大量线路铺设的费用和时间。它的安装周期短，维护方便，同时具有传统有线网无可比拟的可扩容性。
2.2 网络覆盖面广，只要安装了一个或多个无线接入点AP设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络，它不受环境条件制约，网络的传输范围得到了拓宽，借助于外接天线（做链接），传输距离则可以达到30～50公里甚至更远，这要视天线本身的增益而定。
2.3 组网灵活方便，无线局域网可以按当时的需要容量来安装设备，甚至可以“现用现装”而传统有线网络，网络设备的安放位置受到网络信息点位置的限制，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，进行通讯。
2.4 强大的移动性，无线局域网的一个重大特性就是可以“随时、随地”地实现无线通信，VoIP、资源共享、网络教学、视频会议等许许多多基于无线通信的技术将大大方便了师生们工作、学习。
无线校园的应用范围
基础无线应用。目前，多数高校建设无线网的目的，更主要的是解决难于进行综合布线的公共区域（如会议中心、图书馆等）上网问题，无线校园网建成后，除了能满足校内用户对网络的移动性需求外，在出现大规模网络服务需求的场合（如网上考试报名等），提供临时性的无线网络服务，新生报名、注册等工作，财务和学籍管理部门都需要在报到处集中利用计算机录入信息，并通过网络将数据递交到服务器。无线信号覆盖到校园的任何角落，使整个校园变成一个巨大的信息资源空间。
移动VoIP应用。作为最抢眼无线网应用，它已经出现在如北京大学等国内知名院校内，移动VoIP将价格低廉的VoIP技术与灵活的无线技术相结合，同时结合了无线网络的可移动性、隐蔽性和高扩展性的特点及VoIP的实时性、综合性特点，可以根据所传输的图像质量调节占用的带宽。符合目前的低成本需求以及移动性需求的技术趋势。通过无线网络实现低成本VoIP业务，将使多媒体会议、远程教学及网络电话等应用的普及率大幅提高。
链路的冗余备份。目前，大学普遍由多个校区组成，通常采用租用链路的方式将多个校区互连。我们可以利用无线技术来解决这个问题，只需在各校的建筑物顶上旋转一个无线网桥，架设高增益天线和放大器后，在50KM的范围内仍能保证高速数据传输，实现多校区间不同网段的链路，最大程度地降低在城市路网改造过程中，由于光纤被挖断而导致的校区间断网情况的影响。
无线化教学。无线校园网可以对教学资源进行有效地整合和利用，其中包括已经存储在服务器中的资料（网络教学平台、课件下载中心、综合教务系统等），以及正在上的某一节课，从而改变传统的教学方式，解决了很多学校学生多机器少，排课困难的问题。而且可以为学生复习提供第一手资料，可以有更多的交互性，学校精品课程、优秀教师的课堂录像资料等可以通过VOD视频点播、AOD音频点播学生可以分享优秀教学资源外提高了学习的效率和质量。
其他应用。出于网络安全的考虑，各个校园网都建设了自己的用户认证系统。这虽然保证了校园网的安全，却形成了新的问题：校园网信息孤岛。如何打破校园信息孤岛，实现校园无线网之间的互联互通？由各个校园无线网组成一个庞大的无线联盟的设想，出现在我们面前，这个设想一旦实现，大大方便了各校园的教学资源交流和学术交流等各方面合作。
结束语
在国际上，拥有无线校园网，已经成为现代化校园的一个标志。无线校园网的蓬勃发展正是顺应了教育信息化建设的前进步伐，无线局域网正以它的高速传输和很好的灵活性、扩容性在高校的教学、管理等各项应用中发挥着日益重要的作用。
参考文献：
[1]吴海华，孔为民，徐雪梅.无线网络应用实例分析[J].现代情报.2008.(09).[2]应海盛.无线局域网的安全隐患与对策思考[J].浙江海洋学院学报(自然科学版).2008.(01).[3]石火财，孟绘.高校自适应无线网解决方案[J].各界(科技与教育).2008.(03).摘要：随着基于802.11n标准的WLAN技术的日臻完善，许多制约传统WLAN发展的因素得到较大改善。笔记本电脑等无线终端在大学校园的普遍使用，也对无线校园网的建设提出了新的要求。根据802.11n标准的技术特点，针对传统WLAN中存在的突出问题，通过案例研究与文献研究相结合的方式，在无线网络组网方式、网络安全、漫游方式、网络管理及测试方案等方面做了相关的探讨和研究。并结合大学校园网的特征，给出了一个高速、安全、便捷的无线校园网组网参考方案。
随着国家推进教育信息化建设步伐的加快，大学校园对无线网络的应用需求也日益增加，但网络安全、带宽不足等因素依旧制约着无线局域网的发展。本文在汲取国内外无线校园网建设方案中成功之处的同时，较深入地探讨了现阶段无线校园网建设中依旧存在的问题。通过参考相关文献在网络安全、网络管理等方面的研究成果，结合大学校园网的现状及未来的可持续发展，给出了一个基于802.11n标准的校园无线网的规划与设计参考方案。该组网方案具有安装便捷、使用方便、扩展性较好、高速安全等特点。WLAN的现状及其在校园网的实践情况
无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)具有安装便捷、高灵活性、易扩展等有线局域网无法比拟的优点，因此WLAN在学校、医院、机场等公共场所得到越来越广泛的应用。但相较于有线网络，其网络性能、安全性、可管理性却成为阻碍无线局域网发展的重要制约因素。一方面用户对WLAN的需求不断增长，另一方面，WLAN依然面临着诸如带宽
不足、漫游不方便、网络管理困难、系统安全性不高等问题，导致了许多用户对量终是否采用WLAN系统犹豫不决。在国内，相较于使用有线局域网，采用WLAN作为校园网的学校寥寥无几，其中一个比较成功的案例是北京师范大学无线校园网。这个建于2008年的国内最大规模的WLAN完全满足了北师大数据、语音、视频等多方面的网络应用需求，并且实现了无线设备和用户的集中管理、射频的智能控管功能以及无线局域网的安全保障。现阶段，大学校园采用的小型WLAN更多是作为对有线网络的一种延伸。基于802.11n标准的WLAN的特点
从量初的802.11b标准到现在802.11n标准，WLAN在这10年间，无论是在数据的传输速率方面还是在使用的组网技术方面都有了突飞猛进的发展。虽然基于802.11g标准的WLAN其最大传输速率已经达到54Mbps,但依旧不足以完全满足校园网WLAN的应用。基于802.11n标准的WL AN可提供300~600Mb/s的传输速率。使用技术方面，其主要采用的技术是将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMO OFDM技术，有效提高了WLAN的传输速率，同时保证了无线传输质量。在范围覆盖方面，802.11n可采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，动态调整波束，保证了WLAN用户接收信号的稳定性。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，这也极大地提高了WLAN的移动性。在兼容性方面，WLAN不但能实现802.11n向前向后兼容，而且可以实现WLAN与无线广域网的结合。关于WLAN的各种标准的比较如表1所示。
表1 常见WLAN标准的比较 基于802.11n标准的WLAN在校园网实践中的相关设计
3.1 无线组网方式设计
传统的基于AP(Aeeem Point)的WLAN,其无线网络系统的管理主要集中在对每个AP的配置和更新。其工作量随AP数目的增加迅速增长，此时在整个无线局域网系统中，AP之间必须相互协调工作。AP配置等的不统一会引起AP之间的无线电波干扰，用户漫游重认证等问题。中大型无线局域网的组网方式主要有分布式设计和集中式设计2种。分布式设计方案中，采用分布式的管理方式，主要用于规模较小的WLAN;而集中式设计方案，所有的无线设备由网络中心统一管理，适用于较大型的WLAN.在具体的组网方式设计中应综合考虑RF覆盖面，带宽，用户的认证，以及接入的安全性等因素。基于以上因素的考虑，虽然大学校园网的网络规模算不上大型局域网，鉴于校园网的特殊性、管理的复杂性以及学校无线网络的扩展要求，在具体选择组网方式时，建议采用集中式的组网方式。集中式管理方式如图1所示。
图1 无线设备集中管理示意图
该方案中校园网网管人员通过管理放置在网络中心的无线交换机就可以管理整个无线网络系统，包括开通、管理、维护所有AP设备，进而实现无线电波频谱、无线安全、接入认证、移动漫游以及用户接入等的统一管理。
3.2 多业务区分设计
根据校园用户的类型进行无线网络逻辑结构的设计。学校用户主要由以下几部分组成：学校的领导和老师，学校的学生包括各类交流生，参加学校会议或活动的与会人员，学校普通的工作者，网络管理员。在具体实施无线业务设计时，可以设置多个SSID.SSID是对学校网络的逻辑划分，拥有相同SSID的用户位于同一个VIAN中，根据每个VLAN的用户对象赋予不同的访问权限，一定程度上也提高了网络的安全性。SSID可以通过无线AP在全网进行广播，进而满足不同用户的使用需求。用户在网络范围内可以搜索到所有的SSID,然后选择相应的SSID进行用户认证，认证成功即可访问校园网络和Internet.3.3 网络和用户管理
网络管理可采用集中式管理，在管理细节上可以结合相关的网管设备和网管软件进行网络管理，对用户的管理，考虑到实现无线用户的安全接入和易操作，可以通过IMC准入控制软件的设置，对用户的操作进行相应的限制。其具体的配置主要包括以下2个方面：
1)服务器端的设置服务器端的主要功能是创建帐户和密码，在安全性要求较高时，可对用户账户与用户的信息进行绑定。
2)客户端的设置客户端只要下载并安装专用的客户端程序，在使用时双击执行，输入服务器端分配给用户的用户名以及用户自己设置的密码即可连接无线网络。
3.4 无线网络安全性设计
与有线局域网相比，连接局域网的各类线缆一定程度上已经对网络的使用进行了接入控制，而无线网络的信道开放，给无线网络带来了一定的安全隐患。主要包括未经授权使用网络，地址欺骗和会话拦截(中间人攻击)，高级入侵等。基于以上安全隐患必须采用多种安全设计并举的方式来保证整体网络的安全性，主要的安全性设计包括以下几个方面：
1)多SSID机制多个SSID机制对无线网络进行了逻辑上的划分，不仅有利于网络的分块管理，而且实现了对用户的使用权限的控制。
①WEP(Wired Equivalent Privacy)是WLAN的第一个安全协议，WEP使用一个共享的密钥对数据进行加密，密钥的长度为64位或128位。目前IEEE 802.11标准中的WEP安全解决方案，在15分钟内就能被攻破，已被证实不安全。
②)WPA(Wi-Fi Protected Access)加密方式及其加密特性决定了它比WEP更难以入侵。可以说WPA=802.1X+EAP+TKIP+MIC,其中TKIP(Temporal Key Integrity Protocod)成为临时密钥完整性协议，其采用的加密算法是RC4,但在RC4基础上采用了更加复杂的数据封装，密钥长度也提高到了128位且密钥由服务器自动分发。在802.1X/EAP(可扩展的认证协议)的认证支持下，TKIP实现了用户密钥、会话密钥、数据包密钥的分级密钥体系。MIC(Message integrity Check)全称信息完整检查技术，用于防止数据的伪造。由此可知WPA安全性主要体现在身份认证、加密机制和数据包检查等方面，而且它还可以加强无线网络的管理。根据校园网的特点，应采用WPA加密方式为宜。
3)网络带宽的限制、网络带宽的限制主要是对无线网络中重放攻击等安全隐患的预防，给不同权限的用户设定一个最大带宽以有效地保证整个网络带宽的合理使用，对防止病毒在WLAN中的传播也起到一定的遏制作用。
4)病毒防护及入侵检测机 根据WPDRRC安全模型的定义，检测是保证无线网络安全的重要环节，要及时检测网络中存在的异常，尽早把病毒等不安全因素遏制在“摇篮之中”.在病毒防护方面可以通过检测用户的状态并根据准入机制限制病毒等进入网络。
5)设备安全措施保障无线网络设备的安全是保证无线园区网络正常运行的前提，当前无线网络设备的安全主要包括无线设备的物理安全，无线设备的密码安全及安全访问等。与有线网络设备一般放在配线间不同，无线AP等网络设备需要分布在无线网络空问相应的位置
以满足网络覆盖的要求，且无线网络设备常需要暴露在室外，防盗、防雷等在部署园区无线网络时是必须考虑的问题。针对设备的物理安全可以采取警报系统，和安装避雷针等方式解决。在为无线网络设备设置密码时应避免使用无线网络设备的默认密码，创建健全的密码保障无线设备不会被轻而易举地访问。
3.5 移动漫游设计
移动漫游设计中可采用基于二层漫游设计和三层漫游设计2种方式。目前大多数的无线产品都只能支持基于二层的漫游设计，相比三层漫游而言，用户在跨网段访问时需要二次认证，这其中不可避免的会引起丢包或增加网络延时，严格意义上来说，不属于真正的无缝漫游。而基于三层的漫游可以保证用户在AP、WLAN交换机、不同的VLAN之间进行无缝漫游，漫游过程中不会丢失连接也不需要重启DHCP.在具体选择漫游方式时，需要根据用户具体的应用而定，在使用语音等QoS要求较高的业务时，使用三层漫游则更为合理。
3.6 无线设备的相关设计
在无线设备的相关设计中主要包括无线设备的选址和无线设备的选型等。
1)无线设备的选址无线设备的选址应根据一定的原则，即在满足用户需求的前提下要使用最少的设备，在具体设计时可先采用仿真软件模拟现实的环境。控制好无线信号的重叠范围，无线信号的功率，无线信号的辐射方向。过多的无线信号重叠会引起频繁的无线漫游，进而影响服务质量;在靠近校外的建筑物上放置AP最好使用定向天线，尽量减少无线信号辐射到校园外，以及减少因信号辐射到校园外而增加网络管理复杂度和不安全性。
2)无线设备的造型在教室等墙体密集的区域可以通过增强无线信号的辐射功率或采用高灵敏度、穿透能力强的无线AP产品，并配合分离式吸璜天线，以一个AP配合一个天线或一个AP配合多个天线的方式完成室内区域的完全覆盖。室外选用室外无线AP,通过天线聚集信号使无线覆盖范围更大、更远。设备与天线可安置于楼顶或楼底，使无线信号向下或向
上整体覆盖楼宇。具体设计中还应考虑电能的供应情况，在电能供应方便的地方采用电源供电，否则使用带有POE功能的设备，以POE方式供能。
3.7 测试方案的设计
基本的WLAN搭建完成后，应做相应的测试。网络管理是一个不断测试，不断发现并及时解决问题的过程。无线网络的测试主要包括IP联通性的测试、无线网络速率的测试、无线网络的漫游功能的测试以及准入测试等4个方面。IP联通性的测试可通过ping、tracert等网络测试命令实现。无线网络速率的测试可以通过计算机自带的功能进行速率的测试，也可通过相关的测试设备或测试软件进行速率的测试。在进行无线网络漫游功能的测试时，可以利用笔记本电脑连接到无线网络，在不同的两个无线区域之间进行移动，同时使用ping命令ping网关地址，并利用telnet工具登录到无线控制器等设备上，输入相关的命令查看漫游记录。准入测试可以在服务器端配置不同的测试用户和密码，在客户端以不同的用户和密码进行测试，并与预期的设计理念核对。
3.8 其他设计
一个健全的WLAN,要经受不同季节、不同天气的考验，因此，在WLAN的设计中要把天气等环境因素考虑到网络设计中，由于无线网络易受天气、建筑等因素的影响，所以要准备相应的应急预案。另外还要考虑停电等突发情况的影响。结论
随着无线技术的不断发展，制约传统WLAN发展的一些因素正在被新的技术所改善，无线局域网的优势也进一步突显出来，WLAN不仅弥补了有线局域网的不足，而且为局域网开辟了一个崭新的技术和应用领域。WLAN技术在校园网的应用也必将给大学校园的学习、工作、交流带来更大的便捷。
第三篇：无线局域网论文
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`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
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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
山西职业技术学院08届毕业设计论文
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！
山西职业技术学院08届毕业设计论文
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！
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