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wlan技术解决方案

技术解决方案

一．WLAN工作原理及网络特点

工作原理

WLAN概述

无线局域网是以无线信道做传输媒介的运算机局域网（WirelessLocalAreaNetwork，以下简称为WLAN），运算机无线连网能够在以无穷方式相连的运算机之间实现资源共享，并具有目前网络操作系统所支持的各类效劳功能。

运算机无线连网常见的形式是把一个（远程）运算机以无穷方式连入一个运算机网络中，使其作为网络中的一个节，具有网上工作站一样的功能，以取得网络上所有的效劳，或把数个（有线或无线）局域网连成一个区域网；同时，也可采纳全无线方式组成一个局域网或在一个局域网混合利用有线和无线方式。

现在，在无线方式入网的运算机具有可移动性，能在制定的区域移动并随时和网络维持联系。

运算机无线连网方式是有线连网方式的一种补充，是在有线网的基础上进展起来的，使网上的运算机终端具有可移动性，能快速、方便的解决以有线方式不易实现的网络信道在移动中联通的问题。

WLAN的关键技术

工作组b于1999年年末制定标准，以直序扩频（又称DSSS；DirectSequenceSpreadSpectrum）作为调制技术，此标准工作于频段，该频段属于ISM频段，即工业、科学、医疗公共频段。

◆直接序列展频技术

直接序列展频技术（DirectSequenceSpreadSpectrum；DSSS）是将原先的讯号「1」或「0」，利用10个以上的chips来代表「1」或「0」位，使得原先较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率。

而每一个bit利用多少个chips称做Spreadingchips，一个较高的Spreadingchips能够增加抗噪声干扰，而一个较低SpreadingRation能够增加用户的利用人数。

大体上，在DSSS的SpreadingRation是相当少的，例如在几乎所有的无线局域网络产品所利用的SpreadingRation皆少于20。

而在的标准内，其SpreadingRation大约在100左右。

◆工作频段及子频道配置

依照WLAN的国际标准和国际无线电治理委员会的标准，中国移动集团公司WLAN的无线设备的工作频段为：

。

工作频率带宽为MHz,划分为14个子信道，每一个子频道贷款为22MHz,自频道分派如图1所示：

图1频道分派

如上图所示，最多有13个信道可用，13个信道的标号及所用中心频率的情形见下表一

表一信道标号及中心频率

信道标号

中心频率

信道低端/高端频率

1

2412MHz

2401/2423MHz

2

2417MHz

2411/2433MHz

3

2422MHz

2416/2438MHz

4

2427MHz

2421/2443MHz

5

2432MHz

2426/2448MHz

6

2437MHz

2431/2453MHz

7

2442MHz

2431/2453MHz

8

2447MHz

2436/2458MHz

9

2452MHz

2441/2463MHz

10

2457MHz

2446/2468MHz

11

2462MHz

2451/2473MHz

12

2467MHz

2456/2478MHz

13

2472MHz

2461/2483MHz

在多个频道同时工作的情形下，为保证频道之间不相互干扰，要求两个频道的中心频率距离不能低于25MHz。

因此上图能够看出，在一个WLAN系统的AP工作区内，直序扩频技术最多能够提供3个不重叠的频道同时工作，提供高达33Mbps的吞吐量。

◆CSMA/CA协议

总线型局域网在MAC层的标准协议是载波监听多点接入/冲突检测（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）协议。

由于无穷产品的适配器不易检测信道是不是存在冲突，因此概念了载波监听多点接入/冲突幸免CSMA/CA（withCollisionAvoidance）。

利用载波监听观察介质是不是空闲；通过随机的时刻等待以幸免冲突，使信号冲突发生的概率减到最小。

但在蒙受其他噪声干扰，或由于监听失败是，信号冲突就有可能发生，由此还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA，这种工作于MAC层的ACK现在能够提供快速的恢复能力。

◆RTS/CTS协议

RTS/CTS协议即请求发送/许诺发送协议，是一种握手协议，要紧用来解决“隐藏终端”问题。

举例来讲：

终端A向终端B发送信息，终端C未监测到A也向B发送，故A和C同时将信号发送到B，引发信号冲突，最终致使发送至B的信号丢失了，如此就致使了“隐藏终端”问题，“隐藏终端”多发生在大型单元中，这将带来效率损失，而且需要错误恢复机制。

当需要传送大容量文件时，尤其需要杜绝“隐藏终端”现象发生。

利用CSMA/CA协议时，同时设置传送上限字节数，一旦待传送的数据大于此上限值，即启动CSMA/CA握手协议；第一，A向B发送RTS信号提出会话请求，B受到RTS后，向所有的终端发送CTS信号，说明已就绪，A能够发送，其余终端临时不能发送，现在A向B发送数据，B接收完数据后，即向所有终端广播ACK确认帧，现在，所有终端从头进行平等监听、竞争信道。

◆依照接收频率动态调整速度

图2场强与速度关系示用意

依照接收场强的不同，数据传输的速度能够动态调整，AP设备遵循标准适用相应的编码技术，依照数据速度利用补充编码键控CCK方式，并利用DQPSK和DBPSK作为调制方式。

接收城墙与速度的关系和具体编码和调制方式参见表二：

表二接收场强、数据速度、标码与调制关系表

接收场强

数据速率

码长

调制方式

比特/符号

-90dBm

1Mbps

11（Barker序列）

DBPSK

1

-87dBm

2Mbps

11（Barker序列）

DQPSK

2

-84dBm

Mbps

8（CCK）

DQPSK

4

-81dBm

11Mbps

8（CCK）

DQPSK

8

◆信包重整

当传送帧受到严峻干扰时需要进行重传。

一个信包越大，所需要传的花费（时刻、操纵信号、恢复机制）也就越大。

现在，若是减小帧尺寸，即把大信包分割为假设干小信包，即便重传，也只是重传一个小信包，花费相对小得多。

采纳此方式能够大大提高产品在噪声干扰地域的抗干扰能力。

在信包情形较好的地域，作为一个可选项，该项功能也可关闭。

◆漫游

随着移动计算设备的日趋普及，网络接入设备应具有漫游功能。

传输信道在接入设备AP（Accesspoint）上进行设置，而终端卡不需要设置固定信道，终端卡就具有自动识别功能，能够动态调频到AP设定的信道， 该进程称为扫描（SCAN）。

概念了两种模式：

被动扫描和主动扫描。

被动扫描是指终端卡侦听AP发出的指示信号,并换到给定的信道;主动扫描是指无线网卡收到响应后,切换到给定的信道.同时,当用户在AP无缝覆盖区域移动时,WLAN无线网卡能够在具有相同网络名的不同AP之间切换（Handoff）,保证数据通信不中断.

◆平安技术

标准采纳直扩技术和码分多址技术,发射功率很小,小于35mW,且被扩展到22MHz带宽.平均能量很低（15dBm）,而且不存在频率单一的载波,很难被扫描跟踪及干扰,因此此项技术一直用于军事上,具有靠得住的平安性能,除物理上的确平安机制之外,在软件上,还采纳了域名操纵,在有线一样保密（WEP）方面,关于特殊用户,可选以下附件,基于RC4的加密（1988RSA运算法那么）和密码（40位密钥）.

WLAN组成------大体效劳区（BSA）

WLAN由无线网卡、无线接入点（AP）运算机和有关设备组成,采纳单元结构,将整个系统分成许多单元,每一个单元成为一个大体效劳组（BSS），BSS的组成有以下三种方式：

一是集中操纵方式，每一个单元由一个中心站操纵,网中的终端在该中心站的操纵下与其它终端通信.尽管BSS区域较大,但其所建中心站的费用昂贵.二是散布对等式,BSS中任意两个终端可直接通信,无需中心站转接.尽管BSS区域较小,可是这种方式的结构简单,利用方便.三是集中操纵式与散布式相结合的方式.

WLAN通过AC与城域网等外部网络相联， AC与城域网之间的连接数据速度一样为1个E1或几个E1,AC与AP之间的连接数据速度为10/100Mbps（参见图4），1个理论上能够带30个用户，但为保证WLAN网络的较为理想的利用成效，通常1个可带20个用户。

WLAN一个可由一个大体效劳区（BSA）组成，一个BSA通常包括假设干个单元，这些单元通过AP与散布式系统相连（参见图3BSA示用意）.

图3BSA示用意

WLAN接入方式

将接入internet的网络结构参见图4.

图4WLAN接入方式

WLAN优势

◆移动性

在有WLAN网络覆盖的地域，终端用户能够在移动中利用网络，幸免了有线局网只能在特定区域内利用网络的局限性。

◆弹性及可扩展性

在已有无线网络的基础上，只需通过增加AP（无线接入点）及相应的软件设置即可对现有网络进行有效扩展。

WLAN的组建、配置、和保护也都较为容易。

◆传输量大

资料传输速度高达11Mbps以上。

◆安装容易

安装无线网络是超级快速且容易，而且免去从墙壁、天花板拉线的困难。

◆较低的安装及保护本钱

长期而言，无线网络在安装上、效率上、和保护的本钱上是交节省的。

◆与布线网络具等同的平安性

网络安满是超级重要的，在进展网络基础建设上，无线网络在网络治理方面与有线网络提供相同之网络平安选择。

二．WLAN组网方式

依照接入点AP的功用不同，WLAN能够实现不同的组网方式。

目前有基础架构模式、点对点模式、多AP模式，无线网桥模式和无线中继器模式等五种组网模式。

1．基础架构模式

◆由AP和客户终端组成

◆所有无线通信都通过AP完成

◆AP能够连接到有线网络，实现无线网络和有线网络的互联

◆无线网络和有线网络能够利用不同的IP网络，通过网络地址转换（NAT）实现网络互通

基础架构模式的组网如以下图5：

图5基础构架模式

2．点对点模式

◆有无线工作站组成

◆无需AP

◆能够进行文件和打印共享

◆平安性由各个客户端自行保护

点对点模式的组网如以下图6：

图6点对点模式

3．多AP漫游模式

◆每一个AP都是一个独立的无线网络

◆相同网络名的无线网络间能够进行漫游

◆不同网络名的无线网络形成逻辑子网

多AP模式的组网如图7：

图7多AP模式

4．无线网桥模式

◆利用一个AP连接两个局域网网段

无线网桥模式的组网如图8：

图8无线网桥模式

5．无线中继器模式

◆无线中继器用来在通信途径的中间转发数据，从而延伸系统的覆盖范围

无线中继器模式的组网如图9：

图9无线中继器模式