无线论文作业

第一篇：无线论文作业

论校园无线网络的构建及安全 ——校园无线网络安全技术

姓名：钱志杰班级：专业：网络系统管理学号：课程：无线网络

09软件3班 009120333

2011年1月3日星期一

日期：

内容提要

该文简述学校无线网络存在的安全隐患，列举了保护无线网络安全多种策略和相关技术。并对这些技术进行分析和总结，提出了一个综合性的校园无线网络安全方案。

关键词

WPA； 网络安全； SSID； MAC过滤；安全隐患;wep;

目录

校园无线网络安全

一、校园无线网络的安全隐患..........................................4

二、无线网络安全技术分析............................................4

（一）、完善连线保密协议........................................4

（二）、WEP(Wired Equivalent Privacy)保密协议...................4

（三）、WAH是国家强制标准的技术核心部分.........................5

三、万方数据........................................................5

（一）、设置SSID坚固网络.......................................5

（二）、VPN技术增强安全性能....................................5

（三）、MAC过滤防不速之客......................................6

（四）、禁用动态主机配置协议’..................................6

（五）、端口访问控制技术(802．Ix)控制网络接入...................6

四、校园无线网络安全任重道远........................................7

（一）、在校园网络构建之前要考虑从前期设计与规划人手............7

（二）、在无线网络运行过程中，自身的健壮性建设..................7

（三）、安全技术手段要在充实考虑自身条件下做到最佳的配置........7

1、先进的网络架设技术；......................................7

2、微机的安装、保养与故障维护；..............................7

3、网络管理维护和故障维修。..................................7

4、软件管理系统..............................................7

五、要包括以下4个内容：............................................8

1、软件开发平台与开发工具的培训；............................8

2、数据库技术的学习与应用；..................................8

3、系统设计的原理和故障的排除与维护管理。....................8

六、对网络使用者的培训..............................................8

七、结束语..........................................................8

校园无线网络安全

目前．很多学校应用无线网络进行校园网络组建，无线网络具有组网简单、安装容易、移动方便等特点，给学校组网带来极大方便。但由于无线局域网应用具有信号的开放性、数据传播范围很难控制等特点也带来安全的隐患，给校园网建设带来不稳定因素。

本文对无线网络安全技术进行列举和分析，希望通过这些分析对相关从业人员有所启发。

一、校园无线网络的安全隐患

无线局域网(WLAN)m广泛应用于单位、校园、公司内部及家用网络等场所。另一方面，由于无线网络信号由于传送的数据是利用无线电波在空中辐射传播，发射的数据可能到达预期之外接收设备，这些外部接收设备给网络带来不安全因素。因为外部可以利用这些广播的信号进行对网络发起攻击，无线网络比有线网络更容易受到入侵，因为被攻击端的电脑与攻击端的电脑并不需要物理上的连接，攻击者只要在网域的无线路由器或中继器的有效范围内，就可以进入你的内部网络，访问你的资源。常有的无线网线络攻击包括有非法的AP、经授权使用服务、地址欺骗和会话拦截、流量分析与流量侦听、高级入侵等。

二、无线网络安全技术分析

目前，无线网络安全技术有很多，但由于无线网络存在较大安全隐患，单一的技术不能完全解决问题。我们必须明白：只有结合多种安全设置和技术才能构建安全的无线网络。下面是对这些安全技术进行列举及分析。

（一）、完善连线保密协议

在链路层采用对称加密技术，让用户的加密钥必须与AP的密钥相同时才能使用网络的资源，从而防止非授权用户监听以及非法用户访问。目前有多种的无线网络加密算法，我们简单介绍一下：

（二）、WEP(Wired Equivalent Privacy)保密协议

WEP(Wired Equivalent Privacy)保密协议，是一种数据加密算法，用于提供等同于有线局域网的保护能力，密钥的长度有40位或128位两种。WEP编码的弱点在于IV实作的基础过于薄弱，只要将将两个使用同样IV的封包记录起来，再施以互斥运算，就能得到IV的值。然后算出RC4的值，最后得到整组数据，从而造成密码的泄密。

WPA(Wi—Fi Protected Access)是继承了WEP基本原理而又解决了WEP缺点的 一种新技术。其原理为根据通用密钥，配合表示电脑MAC地址和分组信息顺序号的编号，分别为每个分组信息生成不同的密钥。然后与WEP一样将此密钥用于RC4加密处理。通过这种处理。所有客户端的所有分组信息所交换的数据将由各不相同的密钥加密而成。WPA包含了认证、加密和数据完整性校验三个组成部分，是一个完整的安全方案。

（三）、WAH是国家强制标准的技术核心部分

WAH是国家强制标准的技术核心部分。其全称为WLAN Authentication and Privacy Infrastructure，这种安全机制由WAI(WLAN Authentication Infrastructure)和WH(WLAN Privacy Infrastmc—ture)两部分组成，WAI和WPl分别实现对用户身份的鉴别和对传输的数据加密，一同为用户的无线网络系统提供全面的安全保护。不过由于种种原因，WAPI最终没能成为强制执行的标准，其普及度还不高。在802．1li颁布之后，Wi—Fi联盟推出了WPA2，它支持AES(高级加密算法)，WPA2需要新的硬件支持，它使用CCMP(计数器)。

三、万方数据

模式密码块链消息完整码协议)。在WPA／WPA2中，PTK的生成依赖PMK，而PMK获的有两种方式，一个是PsK的形式就是预共享密钥，在这种方式中PMK=PSK，而另一种方式中，需要认证服务器和站点进行协商来产生PMK。

WPA-IEEE 802．1 li draft 3=IEEE802．1X／EAP+WEP(选择性项目)／TKIP WPA2=IEEE 802．1li=IEEE 802．1X／EAP+WEP(选择性项目1／TKIP／CCMP 目前最广为使用的就是WPA—PSK(TKIP)和WPA2一PSK(AES)两种加密模式。WPA2加密非常安全，但是WPA2协议许多硬件商还不支持，因此采取WPA加密也是一种适当的选择。而WEP加密由于是一种很不安全加密方式，只是在没有其他加密协议选择情况下才使用。．

（一）、设置SSID坚固网络

SSID(Setrice Set Identifier)也可以写为ESSIDj是无线访问点应用的辨认字符串，最多可以有32个字符，客户端利用它就能建立连接。选择难于猜中的SSID字符并禁止通过天线向外广播SSID的措施可以隐藏无线网络却不会影响网络的正常使用，而且可以增加无线网络的坚固性。

通过对多个无线接入点AP(Access Point)设景不同的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人．并对资源访问的权限进行区别限制也一样增加安全系数。

（二）、VPN技术增强安全性能

VPN(Virtual Private Network)虚拟私人网络，又称为虚拟专用网络，指在 一个公共IP网络平台上通过隧道以及加密技术保证专用数据的网络安全性．它是一种常用于连接中、大型企业或团体与团体间的私人网络的通讯方法。

将WLAN设置成单独的局域网部分，VPN所有无线用户在得到许可访问校园局域网之前首先由VPN网关进行鉴权。VPN网关只向拥有机器中所具有的有效软件证书或令牌的用户授权。客户机到VPN服务器的数据包使用安全协议IPSCc(IP Security)力。

因此黑客将无法破解专用网络，让所有的无线客户机使用虚拟专用网软件，无线网络会更安全。

（三）、MAC过滤防不速之客

MAC过滤技术是在路由设置中只允许特定MAC网卡访问路由的方法。它拒绝了使用其他MAC地址的设备发送过来的连接请求，客观上就起到防止外部非法访问的作用。

要限制非法用户设备与本地无线路由器建立连接，我们可以启用无线路由器设备自带的MAC地址过滤功能，让本地无线路由器设备只允许本地工作站的无线网卡设备与之建立网络连接，而其他的无线网卡尝试与之建立网络连接时，都会被无线路由器拒绝掉。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。

MAC过滤要求AP中的MAC地址列表必需随时更新，可扩展性差，无法实现机器在不同AP之间的漫游；而且MAC地址在理论上可以伪造，因此MAC过滤在使用中最好能结合WPA等安全协议一起使用。

（四）、禁用动态主机配置协议’

采用这项措施对无线网络安全很有意义。你将迫使黑客去破解你的IP地址，子网掩码和其它必需的TCP／IP参数。增加了入侵的难度，令他们知难而退。

（五）、端口访问控制技术(802．Ix)控制网络接入

802．1X认证是采用IEEE802．1X协议的认证方式的总称，EEE 802．1X协议由IEEE于2001年6月提出，是一种基于端口的访问控制协议(Port Based Network Access Control Protoc01)，能够实现对局域网设备的安全认证和授权。当无线工作站STA与无线访问点AP关联后，是否可以使用AP的服务要取决于802．1x的认证结果。如果认证通过，则AP为STA打开这个逻辑端口，否则不允许用户上网。

802．1x要求无线工作站安装802．1x客户端软件，无线访问点要内嵌802．1x认证代理，同时它还作为Radius客户端，将用户的认证信息转发给Radius服务器。802．1x除提供端口访问控制能力之外，还提供基于用户的认证系统及计费，特别适合于公共无线接人解决方案，在一个802．1X的无线局域网认证系统中，认证不是由接入点AP完成，而是由一个专门的中心服务器完成。如果服务器使用Radius协议时，则称为Radius服务器。用户可以通过任何一台PC登陆到网络上，而且很多AP可以共享一个单独的Radius服务器来完成认证，这使得网络管理者能更容易控制网络接入。

四、校园无线网络安全任重道远

从上面的简述我们可以知道，校园无线网络安全不能依赖单一的安全技术手段，必须要构建一个从管理上和技术上都比较完整的方案才能真正维护好学校的网络环境。

（一）、在校园网络构建之前要考虑从前期设计与规划人手

在校园网络构建之前要考虑从前期设计与规划人手，认真准备考虑整个网络环境的设计如设备的购置与更新、AP的布嚣、服务器与网关的管理、技术人员的培训等。

（二）、在无线网络运行过程中，自身的健壮性建设

在无线网络运行过程中，整了自身的健壮性建设之外，也要考虑整个互联网的大环境，经常警惕防范黑客的攻击，建立起有效的安全检查机制。’

（三）、安全技术手段要在充实考虑自身条件下做到最佳的配置

安全技术手段要在充实考虑自身条件下做到最佳的配置，如上面提到的加密协议最好能用WPA2的协议，设置隐藏SSID的广播、启用MAC物理过滤、禁用动态主机配置协议等都要根据学校网络现有的硬件条件做好工作，以熟悉整个网络线路的结构和布局。因而，对硬件维修人员的培训主要包括下面几个内容：

1、先进的网络架设技术；

2、微机的安装、保养与故障维护；

3、网络管理维护和故障维修。

4、软件管理系统

软件管理系统则是运行在校园网络上、对校园网络进行扩展与深化的重要应用。同样，多校区校园网络的软件管理系统也不可能长期依赖于软件公司的售后服务，学校自身也必须培训相应的软件维护人员来保证校园网络软件管理系统的正常运作，使软件维护人员参与到网络软件系统的安装和开发的全过程中，熟悉整个网络软件系统的原理和部署结构。而对软件维护人员的培训主

五、要包括以下4个内容：

1、软件开发平台与开发工具的培训；

2、数据库技术的学习与应用；

3、系统设计的原理和故障的排除与维护管理。

六、对网络使用者的培训

多校区网络使用者主要包括学校的全体教师、行政管理人员和一般的网络使用者。对于他们来说，校园网只是他们工作的工具，因此。对他们的培训内容只要涉及到电脑操作的熟悉与常用软件的使用、学校办公系统与办公软件的使用、及常见的软硬件故障的解决方法。

针对以上三类网络使用人员的培训工作，前两类使用人员一般可以由为学校铺设校园网络的厂商和为学校编写软件管理系统的软件公司或程序员共同负责；对第三类人员的培训由学校安排合适的计算机专业技术人员来承担。学校只有在完成了对使用者的培训工作以后，才能最大效率的使用校园网络资源。

七、结束语

跨多校区的校园网络构建和管理，到目前为止还没有一个对所有院校都适用的通用模式，即使是在同一所院校，只可能有较好的方案，而不可能有最好的方案。为更好地适应网络时代发展的需要，我们必须对多校区校园网络的建设采用“统一规划，分阶段实 施，逐步到位”的战略。各院校也可以在这些基础上与本身实际建设情况相结合，一边探索，一边实践，逐步优化，努力寻求出一条适合自己学校具体实际的多校区校园网建设之路。

第二篇：无线网络技术论文

无线局域网技术应用

摘要：无线网络是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，本文对无线网络，尤其是无线局域网的组成、技术标准、传输方式及技术特点进行了论述。并介绍了无线网络的应用情况。关键词：无线局域网；无线网络的应用。

Abstract：Wireless computer network is a technology hybrid of the traditional cabled computer network and the wireless communication.This article has descripts the constitation of wireless local area network, Standard of Technology, the way of transmission and technology of characteristic.finally ,this article introduces the situation of the using for wireless local area network.Key words：wirelesslan;plication prospects.1、前言

随着信息技术与信息产业飞速发展,人们对网络通信的要求也不断提高,无线电技术能实现远距离的通信,即使在室内或相距咫尺的地方, 无线电也可发挥巨大作用。于是无线网络技术随之应运而生, 它克服了传统网络技术的不足, 真正体现了5W的要求。由于网络一般分为局域网和广域网（即因特网）两种,但本文将着重对局域网部分进行阐述。无线网络技术主要包括IEEE802.11、Hiper2.LAN2、HomeRF、蓝牙等。它使人们彻底摆脱了线缆的束缚,在整个区域内实现随时随地的无线连接。

2、无线局域网所采用的技术

无线局域网（wireless local-aero network,简称wlan）是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。通俗点说,无线局域网就是在不采用传统电缆线的同时提供传统有线局域网的所有功能。网络所需的基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里，网络却能够随着你的需要移动或变化。

2.1 无线局域网的优势

无线局域网技术具有传统局域网无法比拟的灵活性。无线局域网的通信范围不受环境条件的限制，网络的传输范围大大拓宽，两个站点间的最大传输范围目前可达到50公里。此外,无线局域网的抗干扰性强,网络保密性好, 对于有线局域网中的诸多安全问题,在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络,无线局域网的组建,配置和维护较为容易,一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。

2.2 无线局域网的技术分析

无线局域网的基础还是传统的有线局域网, 是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB,无线访问节点(AP),无线网桥,无线网卡等设备使无线通信得以实现。与有线网络一样,无线局域网同样也需要传送介质。只是无线局域网采用的传输媒体不是双绞线或者光纤, 而是红外线(IR),或者无线电波(RF)，微波。以无线电波（RF）使用居多。2.2.1红外(IR)系统

红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输媒体,有较强的方向性。它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质，红外线辐射的电磁频率范围在可见光和微波之间，激光和微波激射都可以发出单色的红外线，这些是不可见的。但它们同无线电和微波一样，可以不需要空气介质就能传播。而且使用不受无线电管理部门的限制。红外信号要求视距传输。并且窃听困难。对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。红外无线lan是目前100mbit/s以上,性能价格比高的网络唯一可行的选择。2.2.2无线电波（RF）

采用无线电波作为无线局域网的传输介质是目前应用最多的。这主要是因为无线电波的覆盖范围较广,应用较广泛。使用扩频方式通信时, 特别是直接序列扩频调制方法因发射功率低于自然的背景噪声,具有很强的抗干扰抗噪声能力,抗衰落能力.这一方面使通信非常安全。基本避免了通信信号的偷听和窃取。具有很高的可用性。另一方面无线局域使用的频段主要是s频段(2.4GHZ-2.483GHZ)这个频段也叫:ISM(Industrial、Scientific及Medical)即工业科学医疗频段。该频段属于工业自由辐射频段,不会对人体健康造成伤害。所以无线电波成为无线局域网最常用的无线传输媒体。2.2.3 微波传输

微波具有短的波长和很高的频率，象其它电磁波一样，微波可以通过空间进行扩散和传播，在局域网应用中，这些微波必须使用天线定向或引导才能进行传输。由于微波的频率很高，所以它能用从发射机天线到接收机天线很窄的波束准确地定向。微波技术解决了红外线技术只能在可视距离内传输的问题，所提供的带宽超过红外线和扩频通信的带宽。由于具有很高的频率，应此能承载更多的信息。

3、无线局域网的主要协议标准

无线接入技术区别于有线接入的特点之一就是标准不统一。不同的标准有不同的应用。目前比较流行的有：IEEE802.11标准，蓝牙（BLUETOOTH）标准以及家庭网络(HOMERF)标准。

3.1 IEEE 802.11标准

IEEE 802.11 无线局域网标准的制定是无线网络技术发展的一个里程碑。IEEE 802.11 标准的颁布,使得无线局域网在各种有移动要求的环境中被广泛接受。它是无线局域网目前最常用的传输协议。由于IEEE 802.11的传输速率最高只能达到2mbps。在传输速率上不能满足人们的需要。因此IEEE小组又相继推出了IEEE 802.11a 和IEEE 802.11b 两个新标准。IEEE 802.11b 标准采用一种新的调制技术,传输速率最大可达到11mbps。而IEEE 802.11a标准的传输速度可达25Mbps。

3.2 实现IEEE802.11WLAN的关键技术

3.2.1 CSMA/CA IEEE802.11不采用有线网络中的带碰撞检测的载波监听的多址接入（CSMA/CD）技术，而采用了带碰撞避免的载波监听多址接入技术（CSMA/CA），它是WLAN MAC层最基本的接入方法。是分布协调功能（DCF）的基础。下图所示的是信号的发送流程：

CSMA/CA的信号发送流程

具体描述如下：某工作（STA）站在发送信息之前，检测信道是否空闲以及空闲的时间是否大于IEEE802.11规定的帧间隔时间---IFS。如果否，该STA就延迟接入，直到当前的传输结束。之后，也就是一次成功的传输刚结束，这时碰撞发生率最高，因为所有的STA都延迟等待这一时刻的到来，为进一步减少碰撞，STA选择随机退避（BACKOFFTIME）再次延迟接入。在检测信道的同时倒数BACKOFFTIME计数器，直到其值为0。这时，如果其它的BACKOFFTIME计时器的数值更短，它就赢得了信道的占用权。其他的STA检测到信道忙，只有再次延迟接入。否则，如果信道空闲，则发送信息。

[1]其中,工作站检测信道是否空闲有2 种方法:虚拟载波检测和物理载波检测。前者由代表将来信道占用情况的信息来完成,一种方法是在信息数据传输前交换RTS/CTS 帧,即下文要讲述的4 次握手协议。RTS/CTS 帧包含DurationPID 域,它定义了下一时刻信道空闲时间间隔, 这就是网络分配矢量(NAV),它宣布了将来信道占用的情况。另一种方法是由点对点发送帧的DurationPID 域来确定;后者通过接收信号的能量强弱来确定,每当信道由空闲转为忙或由忙转为空闲时,物理层子层都产生一种基单元-PHY-CCA.indication(STATE),它有2 个参

数值:BUSY和IDLE。当物理子层检测到信道忙,其值为BUSY,反之,为IDLE。

[5]

[1]IEEE802.11 对Backoff Time 的确定专门规定了计算方程:

[5] Backoff Time = Random()3 aSlotTime PHY 子层的服务基单元-PLME – CHARAC-TERISTICS 提供了很多PHY 子层特征值, aCWmin、aCWmax、aSlotTime 就是其中的3 个,在DSSS WLAN中分别为31、1023、20μm。其中,Random()是均匀分布于[0 ,CW]中的随机整数,竞争窗口CW 介于aCWmin 和aCWmax 之间。CW 参数的初始值取为aC-Wmin ,每次不成功发送,CW值都双倍增加,直到aC-Wmax。这提高了重负荷条件下接口协议的稳定性。3.2.2四次握手协议

IEEE 802.11 在CSMA/CA 的基础上提供了确认帧ACK(Acknowlegement),保证在MAC 层对帧丢失予以检测并重新发送。为了进一步避免碰撞,解决隐藏终端问题,又加入了RTS/CTS + ACK协议。工作站在发送信息之前先发送一“发送请求”控制包,即RTS 给目的站。如果信道空闲,目的站回发一“发送响应”控制包,即CTS ,如果检信道忙,不发送CTS ,这样可避免不同工作站同时向同一目的站发送信息。如果源站收到CTS 帧,证明信道空闲,它就可以继续发送有用数据(DATA)。如果该DATA 需要,目的站在成功接收后,经过最短帧间隔时间后就回发确认帧(ACK),如果在规定的时间间隔后,源站未能收到ACK,那么它就可判断出信息发送失败,可根据需要重发,这样可避免信息丢失。

[1]下图显示出了Src(源站)和Dest(目的站)之间通信的过程,以及其它站点设置NAV 的情况。[1]

四次握手协议的时序图

3.3 蓝牙(bluetooth)

蓝牙(IEEE 802.15)是一项最新标准。对于802.11来说,它的出现不是为了竞争而是相互补充"蓝牙”是一种极其先进的大容量近距离无线数字通信的技术标准。其目标是实现最高数据传输速度1Mbps（有效传输速率为72kbps)。最大传输距离10厘米---10米。通过增加发射功率可达到100米.蓝牙比IEEE 802.11更具移动性。比如IEEE 802.11 限制在办公室和校园内,而蓝牙却能把一个设备连接LAN(局域网),WAN(广域网)。甚至支持全球漫游。此外,蓝牙成本低,体积小,可用于更多的设备。”蓝牙”最大的优势还在于,在更新网络骨干时,如果搭配”蓝牙”架构进行。使用整体网路的成本肯定比铺设线缆低。

3.4 红外线技术

IEEE802.11 标准有3 种物理层规范,其中之一是红外线局域网,其它两种是采用扩频技术的局域网。红外线系统采用低于可见光的频率来传输数据。波长介于850 nm 和950 nm 之间、不能穿透不透明的物体,支持1～2 Mbps 的数据速率,适于近距离通信。目前,红外线技术已很少使用,扩频技术已成为WLAN 技术的发展主流。

4、网络拓扑结构

无线局域网的扩扑结构可归结为两类：无中心或对等式（Peer to Peer）拓扑和有中心（HUB-Based）拓扑。

5、无线局域网的结构 无线局域网的结构分为室内和室外两种类型。无线局域网在室外主要有点对点型，点对多型，多点对点型和混合型；在室内主要有独立的无线网络和非独立的无线局域网。

6、网络接口

一般来讲，网络接口可以选择在OSI参考模型的物理层或数据链路层或从数据链路层接入网络。目前，大部分无线局域网厂商都采用数据链路层接口方法。

7、无线局域网设备的种类

要组建无线局域网，必须要有相应的无线网设备，这些设备主要包括：无线网卡wnic，无线访问接入点AP，无线路由器（WIRELESS ROUTE），无线hub和无线网桥。几乎所有的无线网络产品中都自含无线发射/接收功能；且通常是一机多用。

8、结束语

随着人们对随时随地接入互联网或企业网路获取信息的需求逐渐增大，随着无线局域网技术和产品的成熟与发展，无线局域网将会得到越来越广泛的使用。由于电信运营商的参与，无线局域网将逐步从面向高端商务人士向面向普通消费者发展。无线局域网必将在社会的信息化进程中扮演重要的角色。

参考文献 Michael Palmer , Robert Bruce Sinclair ,局域网与广域网设计与实现[M].清华大学出版社,2003 ,10 2 李少谦等,无线局域网:标准、应用与发展[J ].电信技术,2003.10 3 娄绍明等,无线局域网标准与应用[J ].移动通信,1999.04 4 毛玉明等,802.11 无线局域网组网方式与移动性分析[J ].电信技术,2003.10 5 [美]Jim Geier 著.王群,李馥娟,叶清扬译.无线局域网[M].人民邮电出版社,2001.6 文光斌.无线局域网的发展趋势及应用[J ].互联网世界,2001 ,(5).

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！