第一篇:家用无线局域网的组建 (3论文)
家用无线局域网的组建
班
级
09计算机网络
专
业
计算机网络技术
教 学 系
信息工程系
指导老师
完成时间 2011年 10月 10日至 2011年 11 月 30 日
目录
宣城职业技术学院毕业设计论文
【摘要】........................................................................................................................2 【关键词】....................................................................................................................2
一、家用无线局域网概述...........................................................................................2
(一)无线局域网的含义.....................................................................................................................................2
(二)组建家庭无线局域网的意义...................................................................................................................2
二、家用无线局域网的组建.......................................................................................3
(一)组建无线家用局域网的准备...................................................................................................................3 1.相关设备和选购.............................................................................................................................................3 2.网络接入方式的选择.....................................................................................................................................3 3.无线AP的安放................................................................................................................................................4
(二)家用无线局域网的具体组建方案..........................................................................................................4 1.无线接入点的配置.........................................................................................................................................4 2.上网主机的配置.............................................................................................................................................7
三、家用无线局域网的安全.......................................................................................8
(一)修改用户名和密码(不使用默认的用户名和密码)...........................................................................8
(二)使用加密......................................................................................................................................................8
(三)修改默认的服务区标识符(SSID)..........................................................................................................9
(四)禁止SSID广播...........................................................................................................................................9
(五)设置MAC地址过滤.....................................................................................................................................9
(六)分配静态IP.................................................................................................................................................9
(七)确定位置,隐藏好网络设备.................................................................................................................10
【结束语】.................................................................................................................10 【致谢】.....................................................................................................................10 【参考文献 】...........................................................................................................10
家用无线局域网的组建
宣城职业技术学院毕业设计论文
【摘要】
计算机局域网是把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起,在网络软件的支持下可以相互通讯和资源共享的网络系统。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联结起来时,敷设专用通讯线路布线施工难度之大,费用、耗时之多,实是令人生畏。这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞,限制了用户联网。
【关键词】
WLAN、无线局域网、安全、配置
一、家用无线局域网概述
(一)无线局域网的含义
无线局域网络(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)组建家庭无线局域网的意义
无线联网方式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、方便的解决以有线方式不易实现的网络联通问题。1.安装便捷
一般在网络建设当中,施工周期最长、对周边环境影响最大的就是网络布线的施工了。在施工过程时,往往需要破墙掘地、穿线架管。而WLAN最大的优势就是免去或减少了这部分繁杂的网络布线的工作量,一般只要在安放一个或多个接入点(Access Point)设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。2.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WLAN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。3.经济节约
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由于有线网络中缺少灵活性,这就要求网络的规划者尽可能地考虑未来的发展的需要,这就往往导致需要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时的预期,又要花费较多费用进行网络改造。而WLAN可以避免或减少以上情况的发生。4.易于扩展
WLAN又多种配置方式,能够根据实际需要灵活选择。这样,WLAN能够胜任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。
二、家用无线局域网的组建
(一)组建无线家用局域网的准备
1.相关设备和选购
1台台式机电脑、2台笔记本电脑、AVATYA 1000无线AP、NETGEAR无线pc卡、NETGEAR USB网卡。
2.网络接入方式的选择
申请一条入户的宽带线路,将入户线路接入无线接入点(AP,类似于有线网络集线器的设备),然后在需要上网的计算机(台式机和笔记本电脑)上安装相应类型接口的无线网卡(分别是USB接口和PCMCIA接口),形成一个以AP为中心辐射各个上网计算机的家庭无线局域网。
图2-1 以无线AP为中心的无线局域网
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3.无线AP的安放
家庭环境中,距离都较短,一般的无线局域网设备都号称传输距离在100米以上,所以信号的传输距离都不是问题。但是家庭环境却带来一个新的问题,那就是家庭的空间都比较拥挤,空间不够开阔,其中房间中的墙壁、天花板是最主要的障碍物。由于无线局域网采用的是无线微波频段。微波的最大特点就是近乎直线传播,绕射能力非常弱,因此身处在障碍物后面的无线接收设备会被障碍物给阻挡。
这个放置点的要求如下:
(1)位置应偏高一些,以便在较高地方向下辐射,减少障碍物的阻拦,尽量减少信号盲区;(2)位置点选择应是使信号尽量少地穿越隔墙数,最好是房间中的无线客户端能与无线设备之间可视。
所以无线设备在家中的最佳放置点应选择在客厅当中,并能最好与房间中的电脑主机可视,或者能“穿过木板门隐性可视”。
(二)家用无线局域网的具体组建方案
1.无线接入点的配置
在考虑性价比后,我们选用AVAYA的AP产品RG-1000,它采用OR Manager作为管理软件,其出厂时的默认口令为public。
图2-2 OR Manager管理软件
第1步依次单击“开始→程序→ORiNOCO→OR Manager”,显示所示“OR Manager”窗口。
图2-3 OR Manager窗口
第2步在“File”菜单中单击“Open Remote Config”,显示如图(2.4)所示“Enter IP
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Address”对话框。
图2-4 IP Address对话框
第3步如果预先知道AP的IP地址和密码,可在“Remote IP”框中键入欲设置的AP的IP地址,在“Read/Write”框中键入有权限管理该AP的密码。如果是第一次设置AP,也可保持两个文本框为空。
图2-5 IP地址
第4步单击“Scan”按钮,显示所示“Scan”对话框,并列出管理系统扫描到的AP。
图2-6 Scan对话框
第5步在列表中选择欲配置的AP,单击“OK”按钮,显示如图2-6所示提示框。
第6步单击“确定”按钮,返回“Enter IP Address”对话框。在“Read/Write”框中
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键入拥有修改权限的密码,单击“OK”按钮,返回配置主窗口。
图2-7 配置主窗口
第7步在“Setup”菜单中选择“Intrface Setup”,显示如图2-7所示“Interface Setup”对话框,设置相关的网络接口。
第8步在“ORiNOCO”栏中“Enabled”复选框,启用AVAYA无线AP的无线网卡。
图2-8 启用无线AP的无线网卡
第9步单击与“ORiNOCO”相对应的“Setup3”按钮,显示如图2-8所示对话框。选中“IEEE 802.11b Access Point”选项,将该AP作为接入点。在“ORiNOCO Network Name”文本框中键入网络名称。单击“OK”按钮,返回主窗口。
第10步在“Setup”菜单中选择“SNMP Setup”,显示如图2-9所示“SNMP Setup”对话框。若欲修改该AP的默认密码,可分别在“Read Password”和“Read/Write Password”框中键入访问口令和修改口令。在“System Name”框中键入该AP的新名称,用于区别于其他AP。单击“OK”按钮,返回主窗口。
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图2-9 SNMP Setup对话框
第11步在“File”菜单中选择“Save Config”,保存设置。然后,再在“File”菜单中选择“Reboot Remote”,重新启动AP,使配置生效。
注意:若欲长期保存该配置,可在“File”菜单中选择“Save Config File As”,将该配置保存为文件,以备将来需要时通过“File-〉Import config file”导入。2.上网主机的配置 Windows XP客户端的设置
图2-10 客户端的设置
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有接入点的无线网络覆盖范围更大,而且借助于有线网络作为骨干,可实现无线用户的无缝漫游。在访问点无线网络中,无线站(具有无线电网络卡的设备,例如便携式计算机或PDA)可连接到无线访问点。
第1步在“无线网络连接属性”对话框“无线网络连接”选项卡中单击“高级”按钮,显示如图2-10所示“高级”对话框。
第2步选择“仅访问点(结构)网络”选项。若欲保留计算机之间直接连接的可能,可选择“任何可用的网络(首选访问点)”选项。需要注意的是,要自动连接到“首选网络”列表中没有出现的可用网络,应选中“自动连接到非首选网络”复选框。
第3步依次单击“关闭”和“确定”按钮,无线网络设置完成。
注意:如果在用第三方无线网络软件,请清除“使用Windows配置我的无线网络设置”复选框。如果无法连接到现有无线网络,并且要连接到的网络的名称出现在“首选网络”列表下,应单击首选网络名称,然后单击“属性”。在“无线网络属性”中,检查设置并确保其正确。如果“首选网络”列表中同时包含访问点(基础)和计算机到计算机(特别)网络,就 不能在列表中将计算机到计算机网络移动到比访问点网络更高的位置。
第4步设置无线网卡的IP地址,并将其与接入点置于同一IP地址段。
三、家用无线局域网的安全
原则上,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网线设备上的连接,他只要在你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,访问的的资源,如果你在内部网络传输的数据并未加密的话,更有可能被人家窥探你的数据隐私。此外,无线网络就其发展的历史来讲,远不如有线网络长,其安全理论和解决方案远不够完善。所有的这些都讲导致无线网络的安全性教有线网络差。那么如何通过一些安全措施来让你的无线网络变的更安全、更可靠。
(一)修改用户名和密码(不使用默认的用户名和密码)市场上的无线设备,制造商给每一个型号的设备提供的默认用户名和密码都是一样,不幸的是,很多家庭用户购买这些设备回来之后,都不会去修改设备的默认的用户名和密码。这就使得黑客们有机可乘。他们只要通过简单的扫描工具很容易就能找出这些设备的地址并尝试用默认的用户名和密码去登陆管理页面,如果成功则立即取得该路由器/交换机的控制权。所以必须修改用户名跟密码,才能防范外人的入侵。
(二)使用加密
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所有的无线网络都提供某些形式的加密。攻击端电脑只要在无线路由器/中继器的有效范围内的话,那么它很大机会访问到该无线网络,一旦它能访问该内部网络时,该网络中所有是传输的数据对他来说都是透明的。如果这些数据都没经过加密的话,黑客就可以通过一些数据包嗅探工具来抓包、分析并窥探到其中的隐私。开启你的无线网络加密,这样即使你在无线网络上传输的数据被截取了也没办法(或者是说没那么容易)被解读。目前,无线网络中已经存在好几种加密技术。通常我们选用能力最强的那种加密技术。此外要注意的是,如果你的网络中同时存在多个无线网络设备的话,这些设备的加密技术应该选取同一个。
(三)修改默认的服务区标识符(SSID)
通常每个无线网络都有一个服务区标识符(SSID),无线客户端需要加入该网络的时候需要有一个相同的SSID,否则将被“拒之门外”。通常路由器/中继器设备制造商都在他们的产品中设了一个默认的相同的SSID。例如linksys设备的SSID通常是“linksys”。如果一个网络,不为其指定一个SSID或者只使用默认SSID的话,那么任何无线客户端都可以进入该网络。无疑这为黑客的入侵网络打开了方便之门。
(四)禁止SSID广播
在无线网络中,各路由设备有个很重要的功能,那就是服务区标识符广播,即SSID广播。最初,这个功能主要是为那些无线网络客户端流动量特别大的商业无线网络而设计的。开启了SSID广播的无线网络,其路由设备会自动向其有效范围内的无线网络客户端广播自己的SSID号,无线网络客户端接收到这个SSID号后,利用这个SSID号才可以使用这个网络。但是,这个功能却存在极大的安全隐患,就好象它自动地为想进入该网络的黑客打开了门户。在商业网络里,由于为了满足经常变动的无线网络接入端,必定要牺牲安全性来开启这项功能,但是作为家庭无线网络来讲,网络成员相对固定,所以没必要开启这项功能。
(五)设置MAC地址过滤
众所周知,基本上每一个网络接点设备都有一个独一无二的标识称之为物理地址或MAC地址,当然无线网络设备也不例外。所有路由器/中继器等路由设备都会跟踪所有经过他们的数据包源MAC地址。通常,许多这类设备都提供对MAC地址的操作,这样我们可以通过建立我们自己的准通过MAC地址列表,来防止非法设备(主机等)接入网络。
(六)分配静态IP
由于DHCP服务越来越容易建立,很多家庭无线网络都使用DHCP服务来为网络中的客户端动态分配IP。这导致了另外一个安全隐患,那就是接入网络的攻击端很容易就通过DHCP服务来得到一个合法的IP。然而在成员很固定的家庭网络中,我们可以通过为网络成员设
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备分配固定的IP地址,然后再再路由器上设定允许接入设备IP地址列表,从而可以有效地防止非法入侵,保护网络。
(七)确定位置,隐藏好网络设备
无线网络路由器或中继器等设备,都是通过无线电波的形式传播数据,而且数据传播都有一个有效的范围。当你的设备覆盖范围,远远超出你家的范围之外的话,那么你就需要考虑一下你的网络安全性了,因为这样的话,黑客可能很容易再你家外登陆到你的家庭无线网络。此外,如果你的邻居也使用了无线网络,那么你还需要考虑一下你的路由器或中继器的覆盖范围是否会与邻居的相重叠,如果重叠的话就会引起冲突,影响你的网络传输,一旦发生这种情况,你就需要为你的路由器或中继器设置一个不同于邻居网络的频段(也称Channel)。选择好合适有效范围的路由器或中继器,并选择好其安放的位置,在本例,安置再家庭最中间的位置是最合适的。
【结束语】
无线局域网技术以其自身独特的优势被越来越多的家庭用户所使用。虽然这种网络技术发展得还不是很成熟,还有很多问题尚待人们去解决,但无线技术将来一定会成为网络技术的主流,给人们的生活带来越来越多的便捷。
【致谢】
在本论文的写作过程中,我的指导老师刘训星倾注了大量的心血,从选题到开题报告,从写作提纲到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题,严格把关,循循善诱,在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的同学。写作毕业论文是一次再系统学习的过程,毕业论文的完成,同样也意味着新的学习生活的开始。
【参考文献 】
【1】郑惠娟.《计算机组装与维护》.中国劳动社会保障出版社 【2】张浩军.《计算机网络操作系统》.中国水利水电出版社出版的 【3】牛伟.《无线局域网》.中国邮电出版社
【4】张殿明 杨辉.《计算机网络安全》.清华大学出版社
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第二篇:无线局域网组建与应用论文
石家庄信息工程职业学院
毕业设计(论文)
学生姓名 李永宁 学生学号 30841400314 专 业 网络技术专业 系 别 微软IT学院 指导教师 张晓蕾 指导系部 网络教研室
2011年3月22日
河北省石家庄市信息工程职业学院毕业论文
无线局域网组建与应用
校园无线局域网
专业:网络技术专业 班级:网络一班 姓名:李永宁 指导教师:张晓蕾
摘要:
有线计算机网络已经在教育领域得到了广泛的应用,它对教育事业起到了非常巨大的作用。当今时代计算机网络已经在校园中得到广泛应用,并产生了新的教学方式——数字化教学。近年来,随着无线网络协议标准的进一步完善和无线产品性价比的提高,无线网络逐渐走入了校园并在校园网的建设中起到越来越大的作用,同样也扮演着越来越重要的角色。可以说,无线网络已经在校园中得到广泛的应用,对校园里的学生、老师也产生了很大的影响。同样也产生了无线教学模式,无线教学模式的出现可以使无线网络在校园中得到更广泛的应用。
Abstract: Cable computer network has been in education field have been extensively applied, it to education career has played a very important role.Nowdays computer network has been widely applied on campus, and has produced new teaching mode-digital teaching.In recent years, along with the wireless network protocol standards of further perfecting and wireless products ratio of performance to improve, wireless networks gradually into the campus and in the construction of network plays a more and more major role, also play an increasingly important role.Can say, wireless network has been widely applied on campus of campus, the students, the teacher also produced great impact.Likewise also produced a wireless teaching mode, wireless teaching mode emerges can make wireless network on campus get more extensive application.关键词:无线局域网、校园网、无线接入站
Keywords: Wireless LAN、Campus network、Wireless access station
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无线局域网组建与应用
目 录
摘要、关键词„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 目 录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1.引言...................................................................................................................................3 2.无线局域网的概述和优点:...........................................................................................4 3.无线局域网的基础知识...................................................................................................5
3.1无线局域网的理论基础..........................................................................................5 3.2无线局域网的基础设备..........................................................................................7 3.3无线网络协议:......................................................................................................8 3.4无线安装模式..........................................................................................................9 3.5校园无线局域网的组建。....................................................................................10 4无线局域网的设置....................................................................................................14 4.1.1—安装无线网卡.................................................................................................14 4.1.2—安装无线网上驱动程序.................................................................................14 4.1.3—配置Ad-Hoc无线网络模式...........................................................................15 4.2配置网络核心AP...................................................................................................17 5.无线局域网的安全技术...........................................................................................21 5.1扩展频谱技术........................................................................................................21 5.2用户认证———口令控制....................................................................................21 5.3数据加密................................................................................................................21 5.4其他无线网络方面的考虑....................................................................................22 6.无线局域网的应用...................................................................................................22 谢辞„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 23 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 1.引言
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,第 3 页
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无线局域网组建与应用
于是无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)应运而生,且发展迅速。尽管目前无线局域网还不能完全独立于有线网络,但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟,正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。
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。2.无线局域网的概述和优点:
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。无线局域网具有以下显著特点:简易性:WLAN网桥传输系统的安装快速简单,可极大的减少敷设管道及布线等繁琐工作;灵活性:无线技术使得WLAN设备可以灵活的进行安装并调整位置,使无线网络达到有线网络不易覆盖的区域;综合成本较低:一方面WLAN网络减少了布线的费用,另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网技术可以更好地保护已有投资。同时,由于WLAN技术本身就是面向数据通信领域的IP传输技术,因此可直接通过百兆白适应网口和企业、学校内部Intranet相连,从体系结构上节省了协议转换器等相关设备;扩展能力强:WLAN网桥系统支持多种拓扑结构及平滑扩容,可以十分容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统。
无线局域网,也被称为WLAN(Wireless LAN),一般用于宽带家庭,大楼内部以及园区内部,典型距离覆盖几十米至几百米,目前采用的技术主要是802.11a/b/g系列。WLAN利用无线技术在空中传输数据、话音和视频信,作为传统布线网络的一种替代方案或延伸,无线局域网把个人从办公桌边解放了出来,使他们可以随时随地获取信息,提高了员工的办公效率。无线局域网(Wireless LAN)技术是相对有线网络的局域网组建技术, 在网络的灵活性和可扩展性等方面显示出无可替代的优越性。
1、独一无二的特征
无线局域网是利用电磁波发送和接受数据的非线缆介质型局部区域网络。无线局域网的数据传输速率现在已达到108Mbps, 传输距离可达20km 以上。它是对有线组网方式的补充和扩展, 实现了网络内计算机的便携性和可移动性。
2、便捷的安装
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无线局域网组建与应用
通常有线网络的布线施工工程在网络建设中施工周期较长、对周边环境影响较大, 而无线局域网则避免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(Access Point)设备, 就可以建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。由于不需要布线,消除了穿墙或过天花板布线的繁琐工作,因此安装容易,建网时间可大大缩短。
3、灵活使用
有线网络中设备的安放位置受网络信息点位置的限制, 而无线局域网在信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。由于没有线缆的限制,户可以在不同的地方移动工作,网络用户不管在任何地方都可以实时地访问信息。
4、节约成本
求网络规划尽可能地考虑未来发展的需要, 缺少灵活性, 不可避免地导致预设大量利用率较低的信息点, 一旦网络的发展超出了设计要求,就需要花费较多费用进行网络改造, 而无线局域网技术可以避免或减少这种现象。这种优势体现在用户网络需要租用大量的电信专线进行通信的时候,自行组建的WLAN会为用户节约大量的租用费用。在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网的投资更有回报。
5、扩展容易
能够根据需要进行灵活、多样的配置, 能够胜任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。
6、可以实现安全
内部网络可以不允许任何来自内网、外网的安全威胁。WEP的设定为手工配置到AP和无线网卡中,管理员同时要将密码通知所有的用户,实现密钥共享。如果要更换WEP密码,则需要重复上面的过程。
3.无线局域网的基础知识
3.1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
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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。
3.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。
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3.2无线局域网的基础设备
STA(Station,工作站):是一个配备了无线网络设备的网络节点。具有无线网络适配器的个人计算机称为无线客户端。无线客户端能够直接相互通信或通过AP进行通信。
Wireless LAN Card(无线网卡):一般有PCMCIA、USB、PCI等几种,主要有用于便携机的PCMCIA无线网卡,和用于台式机的USB无线终端安装到PC上。
AP(Access Point 无线接入点):AP相当于基站,主要作用将无线网络接入以太网,其次要将各无线网络客户端连接到一起,相当于以太网集线器,使装有无线网卡的PC,通过AP共享有线局域网络甚至广域网络的资源,一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。
室内无线接入点:
Wireless Bridge(无线桥接器):主要是用来进行长距离传输(如两栋大楼间连
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无线局域网组建与应用
接)时使用,由AP和高增益定向天线组成。无线局域网AP天线可选择定向型(Uni-diretcion)和全向型(Omni-direction)两种。
室外型无线接入点/网桥
室内型无线宽带路由器
3.3无线网络协议:
802.11a 高速WLAN协议,使用5G赫兹频段。最高速率54Mbps,实际使用速率约为22-26Mbps 与802.11b不兼容,是其最大的缺点。也许会因此而被802.11g淘汰。
802.11b 目前最流行的WLAN协议,使用2.4G赫兹频段。最高速率11Mbps,实际使用速率根据距离和信号强度可变(150米内1-2Mbps,50米内可达到11Mbps)802.11b的较低速率使得无线数据网的使用成本能够被大众接受(目前接入节点的成本仅为10-30美元)。
802.11e 基于WLAN的QoS协议,通过该协议802.11a,b,g能够进行VoIP。也就是说,802.11e是通过无线数据网实现语音通话功能的协议。该协议将是无线数据网
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无线局域网组建与应用
与传统移动通信网络进行竞争的强有力武器。
802.11g是802.11b在同一频段上的扩展。支持达到54Mbps的最高速率。兼容802.11b。该标准已经战胜了802.11a成为下一步无线数据网的标准。802.11h是802.11a的扩展,目的是兼容其他5G赫兹频段的标准,如欧盟使用的HyperLAN2。
802.11i是新的无线数据网安全协议,已经普及的WEP协议中的漏洞,将成为无线数据网络的一个安全隐患。802.11i提出了新的TKIP协议解决该安全问题
802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准,但采用 MIMO OFDM技术的厂商已经很多,包括D-Link,Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等,产品包括无线网卡、无线路由器等,而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。
3.4无线安装模式
第一种:Ad-Hoc(对等模式)
配备无线网卡的电脑间组成的独立无线局域网。在AD-HOC模式里,客户机是点对点的,在信号可达的范围内,都可以进入其他客户机获取资源,而不需要接ACCESS POINT。对SOHO建立无线网络来说,这是最简单而且最实惠的方法。
第二种:INFRASTRUCTURE(接入模式)
使用ACCESS POINT(AP)。两台电脑间的所有无线连接都必须通过AP,不管AP是有线连接在以太网或者是独立的。AP可以扮演中继器的角色,扩展独立无线局域网的工作范围,这样可以有效地使无线工作站间的距离翻倍。
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无线局域网组建与应用
第三种:桥接模式
用无线AP来连接两个网络(有线网或无线网)。AP在其覆盖范围内,连接无线网络适配器,与“CLIENT”模式工作的无线访问节点进行通信。设置要求:相同的ESSID、相同网段(IP地址不同)、相同信道(CHANNEL)。
3.5校园无线局域网的组建。
学院是一个很大的校园,可以不同的区域用途为单位进行区划分,可划分为办公区、教学区、住宿区以及室外区等四个大的区划如图所示。
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无线局域网组建与应用
设计原则:无线覆盖设计将无线覆盖设计将遵循按照信号范围最人化原则,在全校全面覆盖的前提下,重点选择部分区域进行更加细腻的覆盖。并且,保证无线网络稳定性并与绝人多数主流无线网卡兼容,同时兼顾考虑网络扩容,为令后网络扩容做好预留。一般来讲室内容许最人覆盖距离为35、100米,室外容许最人距离100~400米;要观测无线覆盖周啊的障碍物确定AP的数最和放置位置。2.4G电磁波对于各种建筑材质的穿透损耗的经验值如下: 1)水泥墙(15、25cm):衰减10~12dB 2)木板墙(5、10cm):衰减5~6dB 3)玻璃窗(3~5cm):衰减5“7clB
3、各种建筑材料对无线讯号的影响如下:
1)当AP与终端隔一座水泥墙时,AP的可传送覆盖距离约剩下<15米有效距离。2)当AP与终端中问隔一座木板墙时,AP的传送距离约剩下<15米有效距离。3)当AP与终端中问隔一座玻璃墙时,AP的传送距离约剩下<15米有效距离。所以在安装选点时。定要注意以避开墙、柱子等。设计方案
根据无线校同网的设计原则,对各场所需采用不同的设计方案:
l、教室和图书馆是教师和学生的主要活动场所,最适宜采用无线局域网覆盖方式。根据室内面积及容景,确定AP的数日及位置。
2、行政楼及实验室都是相对独立的,根据实际需要,可以在楼道中或每个房间内设
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置一定数目的AP。特别是在会议室、报告厅内,由于容景较人、用户相对密集,可以采用蜂窝网络结构和微蜂窝网络结构来保证符区域宪全得到网络覆盖。
3、由于学生公寓内房问数较多、面积相对较小,不适宜在室内布置AP,可以采用在公寓四周或走廊架设AP的方法,让AP的信号透过玻璃窗覆盖符房问。
4、运动场等室外场所网络用户稀疏且地带空旷,布置无线局域网时主要考虑覆盖面积的因素。为扩大单个AP的覆盖范围,可以为每个AP安装功率放大器以及大功率天线。为更好地实现室内符个角落的信号覆盖,可以采用室内天馈系统。整网拓朴图
整个校吲具体拓朴结构图如图所示。
工程施工解决方案:
从整体的统计看来,此次的无线覆盖设计基本上可以分为以下几种类型:包括图书馆所有的空间及办公楼所有的空间;根据实际丁勘的结果来看,可以归纳为四大类:AP室内无障碍覆盖、AP室内穿越障碍覆盖、室外开阔空间覆盖,下面则对这三类覆盖分别进行描述:
1、AP室内无障碍覆盖:主要应用于空间较人的阶梯教室等重点室内区域,此时主要信号进行此空间内覆盖,无需要考虑到穿越墙壁、地板等障碍物对隔壁空间的覆盖;此时义分二种情况,划分原则主要要看是否要使用吸顶天线的问题,根据实现工程勘测情况来看,室内部分都可以采用吸顶天线的方式进行操作。
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2、AP室内穿越障碍覆盖:主要应用于各办公楼、图书馆、各教学楼等中间走廊两边房间结构室内区域,因为无线信号穿越墙壁、地板等障碍物会存在衰减,但在走廊式结构的室内区域具备一定的穿越障碍的能力,一般是穿越一道墙壁之后信号效果较好。因此这样的结构适合在走廊中布置AP,来覆盖两边的房间区域:并且根据实现工程勘测情况来看,室内走廊部分都可以采用吸顶天线的方式进行操作。如两图所示。
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3、室外开阔空间覆盖:上要应用于各教学楼、宿舍楼门前空地这样的室外开阔区域,在室外开阔空间中AP的覆盖能力比室内半开阔空间要远,但为了保证效果通常是添加室外天线使用。考虑到AP的有线端需要接入到有线网络,这就存在两种办式:在附近具备有线网络建筑物的情况,往往考虑通过将AP安装在具嵛有线网络的建筑物的楼顶或是侧壁上通过室外定向火线对室外开阔空间进行覆盖。4无线局域网的设置 4.1.1—安装无线网卡
4.1.2—安装无线网上驱动程序
1、把RG-WG54U适配器插入到计算机空闲的USB端口,系统会自动搜索到新硬件,并且提示安装设备的驱动程序。
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2、选择“从列表或指定位置安装”,并插入驱动光盘或软盘,选择驱动所在的相应位置(软驱或者指定的位置),选择驱动所在的相应位置(软驱或者指定的位置),然后再点击“下一步”
3、计算机将会找到设备的驱动程序,按照屏幕指示安装54MBPS无线USB适配器,再点击“下一步”。
4、点击“完成”结束安装,屏幕的右下角出现无线网络已连接的,包括速率和信号强度。
4.1.3—配置Ad-Hoc无线网络模式
配置AD-HOC无线网络属性
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SSID是用户连接到无线网络的第一步,用户要连接某一个无线网络首先必须要得到这个无线网络的SSID,因为无线网络的信号都是广播的,所以存在无线信号的地方都可以接受到广播SSID,用户可以接入网络。
配置网络名(SSID)为RUIJIE;网络验证:开放式;数据加密:已禁用;连接模式为:仅计算机到;无线网卡地址为:192.168.1.1 255.255.255.0
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安装无线网络(4)——配置AP无线网络模式
4.2配置网络核心AP
1、连接好AP设备
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2、配置连接AP仿真终端,PC的以太网接口地址为192.168.1.23/24,网关配置为连接的AP的地址192.168.1.1,因为一般新习来的AP的管理地址都默认为192.168.1.1/24。
3、从管理PC登陆到AP设备,输入AP的管理地址:HTTP://192.168.1.1登陆到APR 的管理界面,输入默认密码为DEFAULT。
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4、选择AP管理界面左侧的“常规”菜单设置。在常规项修改:接入点名称为AP-TEST(此名称为任意设置),设置无线模式为AP,ESSID为ruijie(ESSID名称可任意设置),信道/频段为01/2412MHz,模式为混合模式(此模式可根据无线网卡类型进行具体设置)。
5、启动客户端机器上的连接AP软件,配置管理:设置SSID为ruijie,无线网络连
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接模式为Infrastuctur。
6、将客户计算机上的选择连接AP网络软件上的“SITE SURVEY”项上,选择ESSID标识为“ruijie”,把它加入到管理中。选中ruijie,然后右下角的Join。
7、配置管理客户机上的无线网络地址。
配置PC1地址为1.1.1.2/24,PC2地址为1.1.1.36/24,保证在同一网段即可。
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5.无线局域网的安全技术 5.1扩展频谱技术
扩展频谱技术在50年前第一次被军方公开介绍,它用来保密传输。从一开始就设计成抗噪音,干扰,阻塞和未授权检测。扩展频谱发送器用一个非常弱的信号在一个很宽的频率范围内发射,与窄带射频相反,它将所有的能量集中到一个单一的频点。扩展频谱的实现方式很多,最常用的两种是直接序列和跳频序列。5.2用户认证———口令控制
在无线网的站点上使用口令控制,当然为必要局限于无线网,诸如NovellNetWare和Microsoft NT等网络操作系统和服务器提供了包括管理在内的内建多级安全服务。口令应处于严格的控制下并经常予以变更。由于无线网的用户要包括移动用户,而移动用户又倾向于把他们的笔记本移来移去,因此,严格的口令策略等于增加了一个安全级别,它有助于确认网站是否被合法的用户使用。5.3数据加密
数据要求极高的安全性,如果是商用网或军用网上的数据,那么就可能会采取一
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些特殊的措施。最高级别的安全措施就是在网络上整体使用加密产品。数据包中的数据在发送到之前要用硬件或软件的方法进行加密。只有那些拥有正确密匙的站点才可能读到这些数据。如果需要全面的安全保障,加密是最好的办法。一些网络操作系统具有加密功能。基于每个用户或者服务器,价位较低的第三方加密产品也可以胜任。5.4其他无线网络方面的考虑
无线局域网还有其他的安全特性。首先,无线网接入点会滤过那些相关网点而言毫无用处的网络数据,这就意味着大部分的无线网络数据根本不会以电波的形式发送出去;其次,无线网的接点和接入点由于环境有关的转发范围限制,这个范围一般是几英尺。这是窃听者必须处于节点或接入点附近。最后,无线用户具有流动性,可能在一次上网时间内有一个接入点移到另一个接入点,与之对应,进行网络通信所使用的跳频序列也会发生变化,这使得窃听者几乎毫无可能。
无论是否有无限网段,大多数的局域网都必须有一定级别的安全措施。而且,如果数据相当机密,比如是银行网或军用网上的数据,为了确保机密,必须采取特殊措施。
6.无线局域网的应用
无线技术给人们带来的影响是无可争议的。如果每天大约有15万人成为新的无线用户,全球范围的无线用户目前已经超过2亿。这些人包括大学教授,仓库管理员,护士,商店负责人,办公室经理和卡车司机等。他们使用无线技术的方式和他们自身的工作一样在不断的更新。
无线局域网的应用非常广泛,如果将他们的应用划分室内和室外的话,室内应包括大型办公室,车间,酒店,宾馆,智能仓库,临时办公室,会议室,证券市场等,室外应用包括城市建筑群间通信,学校校园网络,工矿企业厂区自动化控制和网络,矿山,水利,油田,港口,码头野外勘探实验,军事流动网,公安流动网等。目前无线技术正处于高速发展阶段,相信不久的将来无线局域网技术将更加完善。尤其是无线信号接入技术将更强,安全性将更高。
结束语
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无线局域网组建与应用
通过最后几个多月的毕业设计,我对无线局域网、AP、以及无线设备以安全防范等系列知识都有了一定的了解。
由于在此之前对于无线网络组建和无线设备知识的了解都比较片而,学到的也只是片而知识,并不能很好的运用到实际操作中去,所以从一开始就碰到许多困难。在整个方案设计阶段感受最为深刻的是掌握学习的方式和解决问题的方法。首先是解决问题的方式,虽然面临的信息很多,但是如何从大量的信息中筛选出所需的信息,有用的信息,才是解决问题的关键。随着无线技术的不断更新给无线局域网的发展带来了很大的发展,也对无线局域网的安全带来了前所未有的挑战。随着IPV6的发展趋势,无线局域冈的发展也得随着IPV6的发展而发展。
谢 辞
本论文是在老师的悉心指导下完成的,论文的顺利完成,也离不开其它各位同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中,老师、各位同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见,在他们的帮助下,论文得以不断的完善,最终帮助我完整的写完了整个论文。
参考文献
[1] 麻信洛 李晓中 董建宁《无线局域网构建及应用》 国防工业出版社 [2] 王祥仲 郑少京《局域网组建与维护实用教程》清华大学出版社 [3] 杨威,刘彦宏《网络工程设计与安装》电子工业出版社
[4] 王顺满,(美)西恩帕(Ciampa)《无线局域网的设计与实现》科学出版社 [5] 牛伟,郭世泽,吴志军《无线局域网》人民邮电出版社
[6] Cisco System.思科网络技术学院教程《无线局域网基础》 人民邮电出版社 [7] 《固定宽带无线接入技术》吴彦文,刘方,周光明 北京邮电大学出版社 [8]《项目六构建无线局域网》百度文库
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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
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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
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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
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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!