第一篇：無線論文作業

論校園無線網絡的構建及安全 ——校園無線網絡安全技術

姓名：錢志杰班級：專業：網絡系統管理學號：課程：無線網絡

09軟件3班 009120333

2011年1月3日星期一

日期：

內容提要

該文簡述學校無線網絡存在的安全隱患，列舉了保護無線網絡安全多種策略和相關技術。并對這些技術進行分析和總結，提出了一個綜合性的校園無線網絡安全方案。

關鍵詞

WPA； 網絡安全； SSID； MAC過濾；安全隱患;wep;

目錄

校園無線網絡安全

一、校園無線網絡的安全隱患..........................................4

二、無線網絡安全技術分析............................................4

（一）、完善連線保密協議........................................4

（二）、WEP(Wired Equivalent Privacy)保密協議...................4

（三）、WAH是國家強制標準的技術核心部分.........................5

三、萬方數據........................................................5

（一）、設置SSID堅固網絡.......................................5

（二）、VPN技術增強安全性能....................................5

（三）、MAC過濾防不速之客......................................6

（四）、禁用動態主機配置協議’..................................6

（五）、端口訪問控制技術(802．Ix)控制網絡接入...................6

四、校園無線網絡安全任重道遠........................................7

（一）、在校園網絡構建之前要考慮從前期設計與規劃人手............7

（二）、在無線網絡運行過程中，自身的健壯性建設..................7

（三）、安全技術手段要在充實考慮自身條件下做到最佳的配置........7

1、先進的網絡架設技術；......................................7

2、微機的安裝、保養與故障維護；..............................7

3、網絡管理維護和故障維修。..................................7

4、軟件管理系統..............................................7

五、要包括以下4個內容：............................................8

1、軟件開發平臺與開發工具的培訓；............................8

2、數據庫技術的學習與應用；..................................8

3、系統設計的原理和故障的排除與維護管理。....................8

六、對網絡使用者的培訓..............................................8

七、結束語..........................................................8

校園無線網絡安全

目前．很多學校應用無線網絡進行校園網絡組建，無線網絡具有組網簡單、安裝容易、移動方便等特點，給學校組網帶來極大方便。但由于無線局域網應用具有信號的開放性、數據傳播范圍很難控制等特點也帶來安全的隱患，給校園網建設帶來不穩定因素。

本文對無線網絡安全技術進行列舉和分析，希望通過這些分析對相關從業人員有所啟發。

一、校園無線網絡的安全隱患

無線局域網(WLAN)m廣泛應用于單位、校園、公司內部及家用網絡等場所。另一方面，由于無線網絡信號由于傳送的數據是利用無線電波在空中輻射傳播，發射的數據可能到達預期之外接收設備，這些外部接收設備給網絡帶來不安全因素。因為外部可以利用這些廣播的信號進行對網絡發起攻擊，無線網絡比有線網絡更容易受到入侵，因為被攻擊端的電腦與攻擊端的電腦并不需要物理上的連接，攻擊者只要在網域的無線路由器或中繼器的有效范圍內，就可以進入你的內部網絡，訪問你的資源。常有的無線網線絡攻擊包括有非法的AP、經授權使用服務、地址欺騙和會話攔截、流量分析與流量偵聽、高級入侵等。

二、無線網絡安全技術分析

目前，無線網絡安全技術有很多，但由于無線網絡存在較大安全隱患，單一的技術不能完全解決問題。我們必須明白：只有結合多種安全設置和技術才能構建安全的無線網絡。下面是對這些安全技術進行列舉及分析。

（一）、完善連線保密協議

在鏈路層采用對稱加密技術，讓用戶的加密鑰必須與AP的密鑰相同時才能使用網絡的資源，從而防止非授權用戶監聽以及非法用戶訪問。目前有多種的無線網絡加密算法，我們簡單介紹一下：

（二）、WEP(Wired Equivalent Privacy)保密協議

WEP(Wired Equivalent Privacy)保密協議，是一種數據加密算法，用于提供等同于有線局域網的保護能力，密鑰的長度有40位或128位兩種。WEP編碼的弱點在于IV實作的基礎過于薄弱，只要將將兩個使用同樣IV的封包記錄起來，再施以互斥運算，就能得到IV的值。然后算出RC4的值，最后得到整組數據，從而造成密碼的泄密。

WPA(Wi—Fi Protected Access)是繼承了WEP基本原理而又解決了WEP缺點的 一種新技術。其原理為根據通用密鑰，配合表示電腦MAC地址和分組信息順序號的編號，分別為每個分組信息生成不同的密鑰。然后與WEP一樣將此密鑰用于RC4加密處理。通過這種處理。所有客戶端的所有分組信息所交換的數據將由各不相同的密鑰加密而成。WPA包含了認證、加密和數據完整性校驗三個組成部分，是一個完整的安全方案。

（三）、WAH是國家強制標準的技術核心部分

WAH是國家強制標準的技術核心部分。其全稱為WLAN Authentication and Privacy Infrastructure，這種安全機制由WAI(WLAN Authentication Infrastructure)和WH(WLAN Privacy Infrastmc—ture)兩部分組成，WAI和WPl分別實現對用戶身份的鑒別和對傳輸的數據加密，一同為用戶的無線網絡系統提供全面的安全保護。不過由于種種原因，WAPI最終沒能成為強制執行的標準，其普及度還不高。在802．1li頒布之后，Wi—Fi聯盟推出了WPA2，它支持AES(高級加密算法)，WPA2需要新的硬件支持，它使用CCMP(計數器)。

三、萬方數據

模式密碼塊鏈消息完整碼協議)。在WPA／WPA2中，PTK的生成依賴PMK，而PMK獲的有兩種方式，一個是PsK的形式就是預共享密鑰，在這種方式中PMK=PSK，而另一種方式中，需要認證服務器和站點進行協商來產生PMK。

WPA-IEEE 802．1 li draft 3=IEEE802．1X／EAP+WEP(選擇性項目)／TKIP WPA2=IEEE 802．1li=IEEE 802．1X／EAP+WEP(選擇性項目1／TKIP／CCMP 目前最廣為使用的就是WPA—PSK(TKIP)和WPA2一PSK(AES)兩種加密模式。WPA2加密非常安全，但是WPA2協議許多硬件商還不支持，因此采取WPA加密也是一種適當的選擇。而WEP加密由于是一種很不安全加密方式，只是在沒有其他加密協議選擇情況下才使用。．

（一）、設置SSID堅固網絡

SSID(Setrice Set Identifier)也可以寫為ESSIDj是無線訪問點應用的辨認字符串，最多可以有32個字符，客戶端利用它就能建立連接。選擇難于猜中的SSID字符并禁止通過天線向外廣播SSID的措施可以隱藏無線網絡卻不會影響網絡的正常使用，而且可以增加無線網絡的堅固性。

通過對多個無線接入點AP(Access Point)設景不同的SSID。并要求無線工作站出示正確的SSID才能訪問AP，這樣就可以允許不同群組的用戶接人．并對資源訪問的權限進行區別限制也一樣增加安全系數。

（二）、VPN技術增強安全性能

VPN(Virtual Private Network)虛擬私人網絡，又稱為虛擬專用網絡，指在 一個公共IP網絡平臺上通過隧道以及加密技術保證專用數據的網絡安全性．它是一種常用于連接中、大型企業或團體與團體間的私人網絡的通訊方法。

將WLAN設置成單獨的局域網部分，VPN所有無線用戶在得到許可訪問校園局域網之前首先由VPN網關進行鑒權。VPN網關只向擁有機器中所具有的有效軟件證書或令牌的用戶授權?？蛻魴C到VPN服務器的數據包使用安全協議IPSCc(IP Security)力。

因此黑客將無法破解專用網絡，讓所有的無線客戶機使用虛擬專用網軟件，無線網絡會更安全。

（三）、MAC過濾防不速之客

MAC過濾技術是在路由設置中只允許特定MAC網卡訪問路由的方法。它拒絕了使用其他MAC地址的設備發送過來的連接請求，客觀上就起到防止外部非法訪問的作用。

要限制非法用戶設備與本地無線路由器建立連接，我們可以啟用無線路由器設備自帶的MAC地址過濾功能，讓本地無線路由器設備只允許本地工作站的無線網卡設備與之建立網絡連接，而其他的無線網卡嘗試與之建立網絡連接時，都會被無線路由器拒絕掉。由于每個無線工作站的網卡都有唯一的物理地址，因此可以在AP中手工維護一組允許訪問的MAC地址列表，實現物理地址過濾。

MAC過濾要求AP中的MAC地址列表必需隨時更新，可擴展性差，無法實現機器在不同AP之間的漫游；而且MAC地址在理論上可以偽造，因此MAC過濾在使用中最好能結合WPA等安全協議一起使用。

（四）、禁用動態主機配置協議’

采用這項措施對無線網絡安全很有意義。你將迫使黑客去破解你的IP地址，子網掩碼和其它必需的TCP／IP參數。增加了入侵的難度，令他們知難而退。

（五）、端口訪問控制技術(802．Ix)控制網絡接入

802．1X認證是采用IEEE802．1X協議的認證方式的總稱，EEE 802．1X協議由IEEE于2001年6月提出，是一種基于端口的訪問控制協議(Port Based Network Access Control Protoc01)，能夠實現對局域網設備的安全認證和授權。當無線工作站STA與無線訪問點AP關聯后，是否可以使用AP的服務要取決于802．1x的認證結果。如果認證通過，則AP為STA打開這個邏輯端口，否則不允許用戶上網。

802．1x要求無線工作站安裝802．1x客戶端軟件，無線訪問點要內嵌802．1x認證代理，同時它還作為Radius客戶端，將用戶的認證信息轉發給Radius服務器。802．1x除提供端口訪問控制能力之外，還提供基于用戶的認證系統及計費，特別適合于公共無線接人解決方案，在一個802．1X的無線局域網認證系統中，認證不是由接入點AP完成，而是由一個專門的中心服務器完成。如果服務器使用Radius協議時，則稱為Radius服務器。用戶可以通過任何一臺PC登陸到網絡上，而且很多AP可以共享一個單獨的Radius服務器來完成認證，這使得網絡管理者能更容易控制網絡接入。

四、校園無線網絡安全任重道遠

從上面的簡述我們可以知道，校園無線網絡安全不能依賴單一的安全技術手段，必須要構建一個從管理上和技術上都比較完整的方案才能真正維護好學校的網絡環境。

（一）、在校園網絡構建之前要考慮從前期設計與規劃人手

在校園網絡構建之前要考慮從前期設計與規劃人手，認真準備考慮整個網絡環境的設計如設備的購置與更新、AP的布囂、服務器與網關的管理、技術人員的培訓等。

（二）、在無線網絡運行過程中，自身的健壯性建設

在無線網絡運行過程中，整了自身的健壯性建設之外，也要考慮整個互聯網的大環境，經常警惕防范黑客的攻擊，建立起有效的安全檢查機制?！?/p>

（三）、安全技術手段要在充實考慮自身條件下做到最佳的配置

安全技術手段要在充實考慮自身條件下做到最佳的配置，如上面提到的加密協議最好能用WPA2的協議，設置隱藏SSID的廣播、啟用MAC物理過濾、禁用動態主機配置協議等都要根據學校網絡現有的硬件條件做好工作，以熟悉整個網絡線路的結構和布局。因而，對硬件維修人員的培訓主要包括下面幾個內容：

1、先進的網絡架設技術；

2、微機的安裝、保養與故障維護；

3、網絡管理維護和故障維修。

4、軟件管理系統

軟件管理系統則是運行在校園網絡上、對校園網絡進行擴展與深化的重要應用。同樣，多校區校園網絡的軟件管理系統也不可能長期依賴于軟件公司的售后服務，學校自身也必須培訓相應的軟件維護人員來保證校園網絡軟件管理系統的正常運作，使軟件維護人員參與到網絡軟件系統的安裝和開發的全過程中，熟悉整個網絡軟件系統的原理和部署結構。而對軟件維護人員的培訓主

五、要包括以下4個內容：

1、軟件開發平臺與開發工具的培訓；

2、數據庫技術的學習與應用；

3、系統設計的原理和故障的排除與維護管理。

六、對網絡使用者的培訓

多校區網絡使用者主要包括學校的全體教師、行政管理人員和一般的網絡使用者。對于他們來說，校園網只是他們工作的工具，因此。對他們的培訓內容只要涉及到電腦操作的熟悉與常用軟件的使用、學校辦公系統與辦公軟件的使用、及常見的軟硬件故障的解決方法。

針對以上三類網絡使用人員的培訓工作，前兩類使用人員一般可以由為學校鋪設校園網絡的廠商和為學校編寫軟件管理系統的軟件公司或程序員共同負責；對第三類人員的培訓由學校安排合適的計算機專業技術人員來承擔。學校只有在完成了對使用者的培訓工作以后，才能最大效率的使用校園網絡資源。

七、結束語

跨多校區的校園網絡構建和管理，到目前為止還沒有一個對所有院校都適用的通用模式，即使是在同一所院校，只可能有較好的方案，而不可能有最好的方案。為更好地適應網絡時代發展的需要，我們必須對多校區校園網絡的建設采用“統一規劃，分階段實 施，逐步到位”的戰略。各院校也可以在這些基礎上與本身實際建設情況相結合，一邊探索，一邊實踐，逐步優化，努力尋求出一條適合自己學校具體實際的多校區校園網建設之路。

第二篇：無線網絡技術論文

無線局域網技術應用

摘要：無線網絡是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，本文對無線網絡，尤其是無線局域網的組成、技術標準、傳輸方式及技術特點進行了論述。并介紹了無線網絡的應用情況。關鍵詞：無線局域網；無線網絡的應用。

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

隨著信息技術與信息產業飛速發展,人們對網絡通信的要求也不斷提高,無線電技術能實現遠距離的通信,即使在室內或相距咫尺的地方, 無線電也可發揮巨大作用。于是無線網絡技術隨之應運而生, 它克服了傳統網絡技術的不足, 真正體現了5W的要求。由于網絡一般分為局域網和廣域網（即因特網）兩種,但本文將著重對局域網部分進行闡述。無線網絡技術主要包括IEEE802.11、Hiper2.LAN2、HomeRF、藍牙等。它使人們徹底擺脫了線纜的束縛,在整個區域內實現隨時隨地的無線連接。

2、無線局域網所采用的技術

無線局域網（wireless local-aero network,簡稱wlan）是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。通俗點說,無線局域網就是在不采用傳統電纜線的同時提供傳統有線局域網的所有功能。網絡所需的基礎設施不需要再埋在地下或隱藏在墻里，網絡卻能夠隨著你的需要移動或變化。

2.1 無線局域網的優勢

無線局域網技術具有傳統局域網無法比擬的靈活性。無線局域網的通信范圍不受環境條件的限制，網絡的傳輸范圍大大拓寬，兩個站點間的最大傳輸范圍目前可達到50公里。此外,無線局域網的抗干擾性強,網絡保密性好, 對于有線局域網中的諸多安全問題,在無線局域網中基本上可以避免。而且相對于有線網絡,無線局域網的組建,配置和維護較為容易,一般計算機工作人員都可以勝任網絡的管理工作。

2.2 無線局域網的技術分析

無線局域網的基礎還是傳統的有線局域網, 是有線局域網的擴展和替換。它只是在有線局域網的基礎上通過無線HUB,無線訪問節點(AP),無線網橋,無線網卡等設備使無線通信得以實現。與有線網絡一樣,無線局域網同樣也需要傳送介質。只是無線局域網采用的傳輸媒體不是雙絞線或者光纖, 而是紅外線(IR),或者無線電波(RF)，微波。以無線電波（RF）使用居多。2.2.1紅外(IR)系統

紅外線局域網采用小于1微米波長的紅外線作為傳輸媒體,有較強的方向性。它采用低于可見光的部分頻譜作為傳輸介質，紅外線輻射的電磁頻率范圍在可見光和微波之間，激光和微波激射都可以發出單色的紅外線，這些是不可見的。但它們同無線電和微波一樣，可以不需要空氣介質就能傳播。而且使用不受無線電管理部門的限制。紅外信號要求視距傳輸。并且竊聽困難。對鄰近區域的類似系統也不會產生干擾。紅外無線lan是目前100mbit/s以上,性能價格比高的網絡唯一可行的選擇。2.2.2無線電波（RF）

采用無線電波作為無線局域網的傳輸介質是目前應用最多的。這主要是因為無線電波的覆蓋范圍較廣,應用較廣泛。使用擴頻方式通信時, 特別是直接序列擴頻調制方法因發射功率低于自然的背景噪聲,具有很強的抗干擾抗噪聲能力,抗衰落能力.這一方面使通信非常安全?；颈苊饬送ㄐ判盘柕耐德牶透`取。具有很高的可用性。另一方面無線局域使用的頻段主要是s頻段(2.4GHZ-2.483GHZ)這個頻段也叫:ISM(Industrial、Scientific及Medical)即工業科學醫療頻段。該頻段屬于工業自由輻射頻段,不會對人體健康造成傷害。所以無線電波成為無線局域網最常用的無線傳輸媒體。2.2.3 微波傳輸

微波具有短的波長和很高的頻率，象其它電磁波一樣，微波可以通過空間進行擴散和傳播，在局域網應用中，這些微波必須使用天線定向或引導才能進行傳輸。由于微波的頻率很高，所以它能用從發射機天線到接收機天線很窄的波束準確地定向。微波技術解決了紅外線技術只能在可視距離內傳輸的問題，所提供的帶寬超過紅外線和擴頻通信的帶寬。由于具有很高的頻率，應此能承載更多的信息。

3、無線局域網的主要協議標準

無線接入技術區別于有線接入的特點之一就是標準不統一。不同的標準有不同的應用。目前比較流行的有：IEEE802.11標準，藍牙（BLUETOOTH）標準以及家庭網絡(HOMERF)標準。

3.1 IEEE 802.11標準

IEEE 802.11 無線局域網標準的制定是無線網絡技術發展的一個里程碑。IEEE 802.11 標準的頒布,使得無線局域網在各種有移動要求的環境中被廣泛接受。它是無線局域網目前最常用的傳輸協議。由于IEEE 802.11的傳輸速率最高只能達到2mbps。在傳輸速率上不能滿足人們的需要。因此IEEE小組又相繼推出了IEEE 802.11a 和IEEE 802.11b 兩個新標準。IEEE 802.11b 標準采用一種新的調制技術,傳輸速率最大可達到11mbps。而IEEE 802.11a標準的傳輸速度可達25Mbps。

3.2 實現IEEE802.11WLAN的關鍵技術

3.2.1 CSMA/CA IEEE802.11不采用有線網絡中的帶碰撞檢測的載波監聽的多址接入（CSMA/CD）技術，而采用了帶碰撞避免的載波監聽多址接入技術（CSMA/CA），它是WLAN MAC層最基本的接入方法。是分布協調功能（DCF）的基礎。下圖所示的是信號的發送流程：

CSMA/CA的信號發送流程

具體描述如下：某工作（STA）站在發送信息之前，檢測信道是否空閑以及空閑的時間是否大于IEEE802.11規定的幀間隔時間---IFS。如果否，該STA就延遲接入，直到當前的傳輸結束。之后，也就是一次成功的傳輸剛結束，這時碰撞發生率最高，因為所有的STA都延遲等待這一時刻的到來，為進一步減少碰撞，STA選擇隨機退避（BACKOFFTIME）再次延遲接入。在檢測信道的同時倒數BACKOFFTIME計數器，直到其值為0。這時，如果其它的BACKOFFTIME計時器的數值更短，它就贏得了信道的占用權。其他的STA檢測到信道忙，只有再次延遲接入。否則，如果信道空閑，則發送信息。

[1]其中,工作站檢測信道是否空閑有2 種方法:虛擬載波檢測和物理載波檢測。前者由代表將來信道占用情況的信息來完成,一種方法是在信息數據傳輸前交換RTS/CTS 幀,即下文要講述的4 次握手協議。RTS/CTS 幀包含DurationPID 域,它定義了下一時刻信道空閑時間間隔, 這就是網絡分配矢量(NAV),它宣布了將來信道占用的情況。另一種方法是由點對點發送幀的DurationPID 域來確定;后者通過接收信號的能量強弱來確定,每當信道由空閑轉為忙或由忙轉為空閑時,物理層子層都產生一種基單元-PHY-CCA.indication(STATE),它有2 個參

數值:BUSY和IDLE。當物理子層檢測到信道忙,其值為BUSY,反之,為IDLE。

[5]

[1]IEEE802.11 對Backoff Time 的確定專門規定了計算方程:

[5] Backoff Time = Random()3 aSlotTime PHY 子層的服務基單元-PLME – CHARAC-TERISTICS 提供了很多PHY 子層特征值, aCWmin、aCWmax、aSlotTime 就是其中的3 個,在DSSS WLAN中分別為31、1023、20μm。其中,Random()是均勻分布于[0 ,CW]中的隨機整數,競爭窗口CW 介于aCWmin 和aCWmax 之間。CW 參數的初始值取為aC-Wmin ,每次不成功發送,CW值都雙倍增加,直到aC-Wmax。這提高了重負荷條件下接口協議的穩定性。3.2.2四次握手協議

IEEE 802.11 在CSMA/CA 的基礎上提供了確認幀ACK(Acknowlegement),保證在MAC 層對幀丟失予以檢測并重新發送。為了進一步避免碰撞,解決隱藏終端問題,又加入了RTS/CTS + ACK協議。工作站在發送信息之前先發送一“發送請求”控制包,即RTS 給目的站。如果信道空閑,目的站回發一“發送響應”控制包,即CTS ,如果檢信道忙,不發送CTS ,這樣可避免不同工作站同時向同一目的站發送信息。如果源站收到CTS 幀,證明信道空閑,它就可以繼續發送有用數據(DATA)。如果該DATA 需要,目的站在成功接收后,經過最短幀間隔時間后就回發確認幀(ACK),如果在規定的時間間隔后,源站未能收到ACK,那么它就可判斷出信息發送失敗,可根據需要重發,這樣可避免信息丟失。

[1]下圖顯示出了Src(源站)和Dest(目的站)之間通信的過程,以及其它站點設置NAV 的情況。[1]

四次握手協議的時序圖

3.3 藍牙(bluetooth)

藍牙(IEEE 802.15)是一項最新標準。對于802.11來說,它的出現不是為了競爭而是相互補充"藍牙”是一種極其先進的大容量近距離無線數字通信的技術標準。其目標是實現最高數據傳輸速度1Mbps（有效傳輸速率為72kbps)。最大傳輸距離10厘米---10米。通過增加發射功率可達到100米.藍牙比IEEE 802.11更具移動性。比如IEEE 802.11 限制在辦公室和校園內,而藍牙卻能把一個設備連接LAN(局域網),WAN(廣域網)。甚至支持全球漫游。此外,藍牙成本低,體積小,可用于更多的設備?！彼{牙”最大的優勢還在于,在更新網絡骨干時,如果搭配”藍牙”架構進行。使用整體網路的成本肯定比鋪設線纜低。

3.4 紅外線技術

IEEE802.11 標準有3 種物理層規范,其中之一是紅外線局域網,其它兩種是采用擴頻技術的局域網。紅外線系統采用低于可見光的頻率來傳輸數據。波長介于850 nm 和950 nm 之間、不能穿透不透明的物體,支持1～2 Mbps 的數據速率,適于近距離通信。目前,紅外線技術已很少使用,擴頻技術已成為WLAN 技術的發展主流。

4、網絡拓撲結構

無線局域網的擴撲結構可歸結為兩類：無中心或對等式（Peer to Peer）拓撲和有中心（HUB-Based）拓撲。

5、無線局域網的結構 無線局域網的結構分為室內和室外兩種類型。無線局域網在室外主要有點對點型，點對多型，多點對點型和混合型；在室內主要有獨立的無線網絡和非獨立的無線局域網。

6、網絡接口

一般來講，網絡接口可以選擇在OSI參考模型的物理層或數據鏈路層或從數據鏈路層接入網絡。目前，大部分無線局域網廠商都采用數據鏈路層接口方法。

7、無線局域網設備的種類

要組建無線局域網，必須要有相應的無線網設備，這些設備主要包括：無線網卡wnic，無線訪問接入點AP，無線路由器（WIRELESS ROUTE），無線hub和無線網橋。幾乎所有的無線網絡產品中都自含無線發射/接收功能；且通常是一機多用。

8、結束語

隨著人們對隨時隨地接入互聯網或企業網路獲取信息的需求逐漸增大，隨著無線局域網技術和產品的成熟與發展，無線局域網將會得到越來越廣泛的使用。由于電信運營商的參與，無線局域網將逐步從面向高端商務人士向面向普通消費者發展。無線局域網必將在社會的信息化進程中扮演重要的角色。

參考文獻 Michael Palmer , Robert Bruce Sinclair ,局域網與廣域網設計與實現[M].清華大學出版社,2003 ,10 2 李少謙等,無線局域網:標準、應用與發展[J ].電信技術,2003.10 3 婁紹明等,無線局域網標準與應用[J ].移動通信,1999.04 4 毛玉明等,802.11 無線局域網組網方式與移動性分析[J ].電信技術,2003.10 5 [美]Jim Geier 著.王群,李馥娟,葉清揚譯.無線局域網[M].人民郵電出版社,2001.6 文光斌.無線局域網的發展趨勢及應用[J ].互聯網世界,2001 ,(5).

第三篇：無線局域網論文

山西職業技術學院08屆畢業設計論文

`目錄

一、無線局域網...................................................................1

二、無線局域網概述...............................................................1

1、無線局域網的優點...........................................................1

2、無線局域網的應用...........................................................1 3．無線局域網的理論基礎.......................................................2 4．無線局域網的不足之處.......................................................2

三、無線局域網協議標準...........................................................2

1．IEEE802.11系列協議........................................................2 3．HomeRF標準................................................................3 4．HyperLAN/2標準............................................................3 5．無線局域網標準的比較.......................................................4

四、無線局域網的體系架構.........................................................4

1．無線局域網的主要組件.......................................................4

2、無線局域網的結構...........................................................4 3．無線局域網的配置方式.......................................................4

五、未來的研究方向...............................................................5

1．安全性問題.................................................................5 2．漫游切換問題...............................................................5 3．無線網絡管理問題...........................................................5 4．無線局域網與3G............................................................5

六、致謝.........................................................................6 參考文獻：.......................................................................7

山西職業技術學院08屆畢業設計論文

一、無線局域網

隨著無線通信技術的廣泛應用，傳統局域網絡已經越來越不能滿足人們的需求，于是無線局域網（Wireless Local Area Network，WLAN）應運而生，且發展迅速。無線局域網是無線通信技術與網絡技術相結合的產物。從專業角度講，無線局域網就是通過無線信道來實現網絡設備之間的通信，并實現通信的移動化、個性化和寬帶化。通俗地講，無線局域網就是在不采用網線的情況下，提供以太網互聯功能。無線局域網(Wireless LAN,WLAN)是使用無線連接的局域網。它使用無線電波作為數據傳送的媒介。傳送距離一般為幾十米。無線局域網的主干網路通常使用電纜（CABLE），無線局域網用戶通過一個或更多無線接取器(wireless access points,WAP）接入無線局域網。線局域網絡(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相當便利的數據傳輸系統，它利用射頻(Radio Frequency； RF)的技術，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構成的局域網絡，使得無線局域網絡能利用簡單的存取架構讓用戶透過它，達到「信息隨身化、便利走天下」的理想境界。

二、無線局域網概述

無線網絡的歷史起源可以追溯到50年前第二次世界大戰期間。當時，美國陸軍研發出了一套無線電傳輸技術，采用無線電信號進行資料的傳輸。這項技術令許多學者產生了靈感。1971年，夏威夷大學的研究員創建了第一個無線電通訊網絡，稱作ALOHNET。這個網絡包含7臺計算機，采用雙向星型拓撲連接，橫跨夏威夷的四座島嶼，中心計算機放置在瓦胡島上。從此，無線網絡正式誕生。

1、無線局域網的優點

（1）靈活性和移動性。在有線網絡中，網絡設備的安放位置受網絡位置的限制，而無線局域網在無線信號覆蓋區域內的任何一個位置都可以接入網絡。無線局域網另一個最大的優點在于其移動性，連接到無線局域網的用戶可以移動且能同時與網絡保持連接。

（2）安裝便捷。無線局域網可以免去或最大程度地減少網絡布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點設備，就可建立覆蓋整個區域的局域網絡。

（3）易于進行網絡規劃和調整。對于有線網絡來說，辦公地點或網絡拓撲的改變通常意味著重新建網。重新布線是一個昂貴、費時、浪費和瑣碎的過程，無線局域網可以避免或減少以上情況的發生。（4）故障定位容易。有線網絡一旦出現物理故障，尤其是由于線路連接不良而造成的網絡中斷，往往很難查明，而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網絡則很容易定位故障，只需更換故障設備即可恢復網絡連接。

（5）易于擴展。無線局域網有多種配置方式，可以很快從只有幾個用戶的小型局域網擴展到上千用戶的大型網絡，并且能夠提供節點間“漫游”等有線網絡無法實現的特性。

由于無線局域網有以上諸多優點，因此其發展十分迅速。最近幾年，無線局域網已經在企業、醫院、商店、工廠和學校等場合得到了廣泛的應用。

（6）經濟節約。由于有線網絡缺少靈活性，這就要求網絡規劃者盡可能地考慮未來發展的需要，這就往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網絡的發展超出了設計規劃，又要花費較多費用進行網絡改造,而無線局域網可以避免或減少以上情況的發生

2、無線局域網的應用

基于無線局域網的優點，它可廣泛應用于下列領域：

（1）接入網絡信息系統：電子郵件、文件傳輸和終端仿真。

（2）難以布線的環境：老建筑、布線困難或昂貴的露天區域、城市建筑群、校園和工廠。（3）頻繁變化的環境：頻繁更換工作地點和改變位置的零售商、生產商，以及野外勘測、試驗、軍事、公安和銀行等。

（4）使用便攜式計算機等可移動設備進行快速網絡連接。

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（5）用于遠距離信息的傳輸：如在林區進行火災、病蟲害等信息的傳輸；公安交通管理部門進行交通管理等。

（6）專門工程或高峰時間所需的暫時局域網：學校、商業展覽、建設地點等人員流動較強的地方；利用無線局域網進行信息的交流；零售商、空運和航運公司高峰時間所需的額外工作站等。（7）流動工作者可得到信息的區域：需要在醫院、零售商店或辦公室區域流動時得到信息的醫生、護士、零售商、白領工作者。

（8）辦公室和家庭辦公室（SOHO）用戶，以及需要方便快捷地安裝小型網絡的用戶。3．無線局域網的理論基礎 目前，無線局域網采用的傳輸媒體主要有兩種，即紅外線和無線電波。按照不同的調制方式，采用無線電波作為傳輸媒體的無線局域網又可分為擴頻方式與窄帶調制方式。（1）紅外線（Infrared Rays，IR）局域網

采用紅外線通信方式與無線電波方式相比，可以提供極高的數據速率，有較高的安全性，且設備相對便宜而且簡單。但由于紅外線對障礙物的透射和繞射能力很差，使得傳輸距離和覆蓋范圍都受到很大限制，通常IR局域網的覆蓋范圍只限制在一間房屋內。（2）擴頻（Spread Spectrum，SS）局域網

如果使用擴頻技術，網絡可以在ISM（工業、科學和醫療）頻段內運行。其理論依據是，通過擴頻方式以寬帶傳輸信息來換取信噪比的提高。擴頻通信具有抗干擾能力和隱蔽性強、保密性好、多址通信能力強的特點。擴頻技術主要分為跳頻技術（FHSS）和直接序列擴頻（DSSS）兩種方式。

所謂直接序列擴頻，就是用高速率的擴頻序列在發射端擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號還原成原來的信號。而跳頻技術與直序擴頻技術不同，跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制，其頻率按隨機規律不斷改變。接收端的頻率也按隨機規律變化，并保持與發射端的變化規律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能，跳頻越高，抗干擾性能越好，軍用的跳頻系統可達到每秒上萬跳。（3）窄帶微波局域網

這種局域網使用微波無線電頻帶來傳輸數據，其帶寬剛好能容納信號。但這種網絡產品通常需要申請無線電頻譜執照，其它方式則可使用無需執照的ISM頻帶。4．無線局域網的不足之處

無線局域網在能夠給網絡用戶帶來便捷和實用的同時，也存在著一些缺陷。無線局域網的不足之處體現在以下幾個方面：

（1）性能。無線局域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射，而建筑物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網絡的性能。

（2）速率。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前，無線局域網的最大傳輸速率為54Mbit/s，只適合于個人終端和小規模網絡應用。

（3）安全性。本質上無線電波不要求建立物理的連接通道，無線信號是發散的。從理論上講，很容易監聽到無線電波廣播范圍內的任何信號，造成通信信息泄漏。

三、無線局域網協議標準

無線局域網技術（包括IEEE802.11、藍牙技術和HomeRF等）將是新世紀無線通信領域最有發展前景的重大技術之一。以IEEE（電氣和電子工程師協會）為代表的多個研究機構針對不同的應用場合，制定了一系列協議標準，推動了無線局域網的實用化。1．IEEE802.11系列協議

作為全球公認的局域網權威，IEEE 802工作組建立的標準在局域網領域內得到了廣泛應用。這些協議包括802.3以太網協議、802.5令牌環協議和802.3z100BASE-T快速以太網協議等。IEEE于1997年發布了無線局域網領域第一個在國際上被認可的協議——802.11協議。1999年9月，IEEE提出802.11b協議，用于對802.11協議進行補充，之后又推出了802.11a、802.11g等一

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系列協議，從而進一步完善了無線局域網規范。IEEE802.11工作組制訂的具體協議如下：（1）802.11a 802.11a采用正交頻分（OFDM）技術調制數據，使用5GHz的頻帶。OFDM技術將無線信道分成以低數據速率并行傳輸的分頻率，然后再將這些頻率一起放回接收端，可提供25Mbit/s的無線ATM接口和10Mbit/s的以太網無線幀結構接口，以及TDD/TDMA的空中接口。在很大程度上可提高傳輸速度，改進信號質量，克服干擾。物理層速率可達54Mbit/s，傳輸層可達25Mbit/s，能滿足室內及室外的應用。（2）802.11b 802.11b也被稱為Wi-Fi技術，采用補碼鍵控（CCK）調制方式，使用2.4GHz頻帶，其對無線局域網通信的最大貢獻是可以支持兩種速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率機制的介質訪問控制可確保當工作站之間距離過長或干擾太大、信噪比低于某個門限值時，傳輸速率能夠從11Mbit/s自動降到5.5Mbit/s，或根據直序擴頻技術調整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不違反FCC規定的前提下，采用跳頻技術無法支持更高的速率，因此需要選擇DSSS作為該標準的惟一物理層技術。（3）802.11g 2001年11月，在802.11 IEEE會議上形成了802.11g標準草案，目的是在2.4GHz頻段實現802.11a的速率要求。該標準將于2003年初獲得批準。802.11g采用PBCC或CCK/OFDM調制方式，使用2.4GHz頻段，對現有的802.11b系統向下兼容。它既能適應傳統的802.11b標準(在2.4GHz頻率下提供的數據傳輸率為11Mbit/s)，也符合802.11a標準(在5GHz頻率下提供的數據傳輸率56Mbit/s)，從而解決了對已有的802.11b設備的兼容。用戶還可以配置與802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式無線局域網，有利于促進無線網絡市場的發展。（4）其他相關協議

IEEE802工作組今后將繼續對802.11系列協議進行探討，并計劃推出一系列用于完善無線局域網應用的協議，其中主要包括802.11e（定義服務質量和服務類型）、802.11f（AP間協議）、802.11h（歐洲5GHz規范）、802.11i（增強的安全性&認證）、802.11j（日本的4.9GHz規范）、802.11k（高層無線/網絡測量規范）以及高吞吐量研究工作組的相關協議。2．藍牙規范（Bluetooth）

藍牙規范是由SIG（特別興趣小組）制定的一個公共的、無需許可證的規范，其目的是實現短距離無線語音和數據通信。藍牙技術工作于2.4GHz的ISM頻段，基帶部分的數據速率為1Mbit/s，有效無線通信距離為10~100m，采用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。藍牙技術采用自動尋道技術和快速跳頻技術保證傳輸的可靠性，具有全向傳輸能力，但不需對連接設備進行定向。其是一種改進的無線局域網技術，但其設備尺寸更小，成本更低。在任意時間，只要藍牙技術產品進入彼此有效范圍之內，它們就會立即傳輸地址信息并組建成網，這一切工作都是設備自動完成的，無需用戶參與。3．HomeRF標準

在美國聯邦通信委員會（FCC）正式批準HomeRF標準之前，HomeRF工作組于1998年為在家庭范圍內實現語音和數據的無線通信制訂出一個規范，即共享無線訪問協議（SWAP）。該協議主要針對家庭無線局域網，其數據通信采用簡化的IEEE802.11協議標準。之后，HomeRF工作組又制定了HomeRF標準，用于實現PC機和用戶電子設備之間的無線數字通信，是IEEE802.11與泛歐數字無繩電話標準（DECT）相結合的一種開放標準。HomeRF標準采用擴頻技術，工作在2.4GHz頻帶，可同步支持4條高質量語音信道并且具有低功耗的優點，適合用于筆記本電腦。4．HyperLAN/2標準

2002年2月，ETI的寬帶無線接入網絡（Broadband Radio Access Networks，BRAN）小組公布了HiperLAN/2標準。HiperLAN/2標準由全球論壇（H2GF）開發并制定，在5GHz的頻段上運行，并采用OFDM調制方式，物理層最高速率可達54Mbit/s，是一種高性能的局域網標準。HyperLAN/2標準定義了動態頻率選擇、無線小區切換、鏈路適配、多波束天線和功率控制等多

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種信令和測量方法，用來支持無線網絡的功能?；贖yperRF標準的網絡有其特定的應用，可以用于企業局域網的最后一部分網段，支持用戶在子網之間的IP移動性。在熱點地區，為商業人士提供遠端高速接入因特網的服務，以及作為W-CDMA系統的補充，用于3G的接入技術，使用戶可以在兩種網絡之間移動或進行業務的自動切換，而不影響通信。5．無線局域網標準的比較

802.11系列協議是由IEEE制定的，目前居于主導地位的無線局域網標準。HomeRF主要是為家庭網絡設計的，是802.11與DECT的結合。HomeRF和藍牙都工作在2.4GHz ISM頻段，并且都采用跳頻擴頻（FHSS）技術。因此，HomeRF產品和藍牙產品之間幾乎沒有相互干擾。藍牙技術適用于松散型的網絡，可以讓設備為一個單獨的數據建立一個連接，而HomeRF技術則不像藍牙技術那樣隨意。組建HomeRF網絡前，必須為各網絡成員事先確定一個惟一的識別代碼，因而比藍牙技術更安全。802.11使用的是TCP/IP協議，適用于功率更大的網絡，有效工作距離比藍牙技術和HomeRF要長得多。

四、無線局域網的體系架構

1．無線局域網的主要組件

（1）無線網卡。提供與有線網卡一樣豐富的系統接口，包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有線局域網中，網卡是網絡操作系統與網線之間的接口。在無線局域網中，它們是操作系統與天線之間的接口，用來創建透明的網絡連接。

（2）接入點。接入點的作用相當于局域網集線器。它在無線局域網和有線網絡之間接收、緩沖存儲和傳輸數據，以支持一組無線用戶設備。接入點通常是通過標準以太網線連接到有線網絡上，并通過天線與無線設備進行通信。在有多個接入點時，用戶可以在接入點之間漫游切換。接入點的有效范圍是20~500m。根據技術、配置和使用情況，一個接入點可以支持15~250個用戶，通過添加更多的接入點，可以比較輕松地擴充無線局域網，從而減少網絡擁塞并擴大網絡的覆蓋范圍。

2、無線局域網的結構

根據不同局域網的應用環境與需求的不同，無線局域網可采取不同的網絡結構來實現互聯。常用的具體有如下幾種：

（1）網橋連接型：不同的局域網之間互聯時，由于物理上的原因，若采取有線方式不方便，則可利用無線網橋的方式實現二者的點對點連接，無線網橋不僅提供二者之間的物理與數據鏈路層的連接，還為兩個網的用戶提供較高層的路由與協議轉換。

（2）基站接入型：當采用移動蜂窩通信網接入方式組建無線局域網時，各站點之間的通信是通過基站接入、數據交換方式來實現互聯的。各移動站不僅可以通過交換中心自行組網，還可以通過廣域網與遠地站點組建自己的工作網絡。

（3）HUB接入型：利用無線Hub可以組建星型結構的無線局域網，具有與有線Hub組網方式相類似的優點。在該結構基礎上的WLAN，可采用類似于交換型以太網的工作方式，要求Hub具有簡單的網內交換功能。

（4）無中心結構：要求網中任意兩個站點均可直接通信。此結構的無線局域網一般使用公用廣播信道，MAC層采用CSMA類型的多址接入協議。

無線局域網可以在普通局域網基礎上通過無線Hub、無線接入站（AP）、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現，其中以無線網卡最為普遍，使用最多。無線局域網的關鍵技術，除了紅外傳輸技術、擴頻技術、網同步技術外還有一些其他技術，如：調制技術、加解擾技術、無線分集接收技術、功率控制技術和節能技術。3．無線局域網的配置方式

（1）對等模式。Ad-hoc模式。這種應用包含多個無線終端和一個服務器，均配有無線網卡，但不連接到接入點和有線網絡，而是通過無線網卡進行相互通信。它主要用來在沒有基礎設施的地方快速而輕松地建無線局域網。

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（2）基礎結構模式。Infrastructure模式。該模式是目前最常見的一種架構，這種架構包含一個接入點和多個無線終端，接入點通過電纜連線與有線網絡連接，通過無線電波與無線終端連接，可以實現無線終端之間的通信，以及無線終端與有線網絡之間的通信。通過對這種模式進行復制，可以實現多個接入點相互連接的更大的無線網絡。

五、未來的研究方向

如上所述，無線局域網技術的研究和應用方興未艾，是目前無線通信領域乃至整個通信行業的研究熱點。從無線局域網的進一步推廣應用來看，未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫游、網絡管理以及與3G等其他移動通信系統之間的關系上。1．安全性問題

IEEE802.11協議標準建議使用兩種安全解決方案。一種是IEEE 802.11安全任務組（TGi）構建的安全框架--魯棒型安全網絡（RSN）。這種網絡用IEEE 802.1x提供基于端口的接入控制、鑒權和密鑰管理。該標準用可擴展鑒權協議（EAP）實現對用戶的鑒權。鑒權服務器和用戶之間使用遠程鑒權撥入用戶服務協議（RADIUS）進行通信，RADIUS協議在網絡接入的鑒權、授權和計費（AAA）中得到廣泛采用。由于IEE802.1x主要是針對有線局域網設計的，在無線局域網中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以，盡管它對無線局域網的安全性能有很大改善，802.1x和802.11的結合仍然不能提供足夠的安全。

另一種方式則是目前廣泛應用于局域網絡及遠程接入等領域的虛擬專用網（VPN）安全技術。與802.11b標準所采用的安全技術不同，在IP網絡中，VPN主要采用IPSec技術來保障數據傳輸的安全。對于安全性要求更高的用戶，將現有的VPN安全技術與802.11b安全技術結合起來，是目前較為理想的無線局域網絡的安全解決方案。2．漫游切換問題

無線局域網的漫游問題是繼安全問題之后的一個至關重要的問題。在無線網絡中，如果一邊使用無線局域網接入服務，一邊移動接入位置，那么一旦移動終端超越子網覆蓋范圍，IP數據包就無法到達移動終端，正在進行的通信將被中斷。為此，IETF制定了擴展IP網絡移動性的系列標準。所謂移動IP，就是指在IP網絡上的多個子網內均可使用同一IP地址的技術。這種技術是通過使用被稱為本地代理（Home Agent）和外地代理（Foreign Agent）的特殊路由器對網絡終端所處位置的網絡進行管理來實現的。在移動IP系統中，可保證用戶的移動終端始終使用固定的IP地址進行網絡通信，不管在怎樣的移動過程中皆可建立TCP連接并不會發生中斷。在無線局域網系統中，廣泛的應用移動IP技術可以突破網絡的地域范圍限制，并可克服在跨網段時使用動態主機配置協議（DHCP）方式所造成的通信中斷、權限變化等問題。3．無線網絡管理問題

相對于有線網絡，無線局域網具有非常獨特的特性，因此必須建立相應的無線網絡管理系統。除了系統結構、用戶需求和典型應用等模塊之外，一個好的無線網絡管理系統還必須考慮以下因素：

（1）標準的網管通信方式。網管子系統通常與中央主機相連。網管子系統必須基于工業標準的管理協議(比如SNMP)，這樣才能監視主機和子系統之間每條鏈路上的狀態信息，并可根據狀態信息快速分析和解決出現的問題。

（2）網絡監視和報告。主機必須能夠監視無線網絡系統中所有單元?？紤]到無線網絡的連接性不如有線網絡那樣穩定，無線網絡管理系統必須監視和報告無線信號的變化以及接入點的業務類型和負載情況，還須能自動發現進入無線網絡體系結構的新設備。

（3）有效地利用帶寬。盡管隨著新技術的發展，無線網絡的可用帶寬逐步增大，但還是遠遠小于有線局域網的帶寬。因此，在實際應用中必須考慮帶寬的合理使用。4．無線局域網與3G 無線局域網不否會對第三代移動通信系統構成威脅是近年來業界關心的一個問題。實際上，無線局域網與3G采用的是截然不同的兩種技術，用于滿足不同的需要。與3G不同的是，無線

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局域網并不是一個完備的全網解決方案，而只用于滿足小型用戶群的需求。無線局域網與3G可以互補，因此不會對3G運營商造成威脅，運營商還可以從無線局域網和3G的共存中獲得好處。NorthStream的研究表明，無線局域網與3G和GPRS的結合可增加用戶的滿意程度和業務量，從而增加移動運營商的利潤。作為3G的一個重要補充，無線局域網可用于在諸如機場候機廳、賓館休息室和咖啡廳等地方建立無線Internet連接。

六、致謝

本論文是在導師劉佳的悉心指導下完成的。導師淵博的專業知識，嚴謹的治學態度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向導師表示崇高的敬意和衷心的感謝！

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參考文獻：

1、金純,陳林星,楊吉云.《IEEE802.11無線局域網》.電子工業出版社,2004.2、趙紅禮,吳昊,黃清.《21世紀高等院校教材--無線局域網》.科學出版社2004.3、劉元安,翟明岳,吳惠蘭.《寬帶無線接入和無線局域網》..上海：北京郵電大學出版社,2000.

第四篇：無線局域網論文

擴頻通信在無線局域網中的應用

Spectrum Spreading Technology for Wireless LAN 摘 要：無線局域網是計算機通信來統中的一個重要的組成部分，具有傳輸速率高、安

全保密性強、使用靈活方便等特點。擴頻技術不僅具有很強的抗干擾性能，而且其多址功 能、安全保密、杭多徑干擾等功能也備受人們青睞，把擴頻技術用于無線局網中.必將使無 線局域網的整體性能大大提高，滿足各種情況下對系統的要求。本文介紹了無線局域網調制方式及擴頻技術的理論基礎和工作方式，并對常見的兩種擴頻技術的性能進行分析比較，進而說明擴頻技術是未來無線通信技術中必不可少的一種重要技術。關鍵字：擴頻；抗干擾；無線局域網；頻帶；調制；解調

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

無線局域網(WLAN—WirelessLoealAreaNetwork)是一種高速計算機通信網，也是全球個人通信的一個重要組成部分。無線局域網是在有線局域網的基礎上發展起來的。近年來，有線局域網(如以太網)的使用已非常普及，世界各國聯入局域網的微機數量巨大，大大提高了工作效率和生產效率。但有線局域網有其本質的缺陷:網中的站不可移動，布線、改線不易，抗毀性差等。無線局域網采用無線方式傳輸，正好克服了有線局域網的本質的不足，且無線局域網具有傳輸速率高(可一與有線局域網相比擬)、安全保密性好、抗干擾能力強、使用靈活等優點。

擴展頻譜技術具有很強的抗干擾性能，多址能力強、頻譜利用率高和安全保密性好也是擴頻技術固有的優點，因而被廣泛地應用于通信的各個領域，發展非

常迅速。將擴頻技術用干無線局域網中，必將大大提高系統性能，滿足各種情況下對系統提出的要求。

1.擴頻通信技術

擴頻通信技術是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬;頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼及調制的方法來實現的，與所傳信息數據無關;在接收端則用同樣的碼進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數據.擴頻通信的產生也是通信的需要，主要是出于對無線通信安全性的考慮，于是，產生了以拓寬帶寬來為代價的擴頻通信技術.1.1擴頻技術的理論基礎

1.1.1仙農公式

信息論中關于信息容量的仙農(Shannon)公式為: C=WLog2(1十P/N)(1-1)

式中: C—信道容量(用傳輸速率度量)，W—信號頻帶寬度，P—信號功率，N—白噪聲功率。式(1-1)說明，在給定的傳輸速率C不變的條件下，頻帶寬度W和信噪比P/N是可以互換的。即可通過增加頻帶寬度的方法，在較低的信噪比P/N(S/N)情況下，傳輸信息。擴展頻譜換取信噪比要求的降低，正是擴頻通信的重要特點，由此為擴頻通信的應用奠定了基礎。

1.2擴頻技術的主要工作方式

目前，擴頻通信技術的擴頻方式主要有:直接序列擴頻(DS)、跳頻(FH)、跳時(TH)、線性調頻(CHIRP)，此外，還有這些擴頻方式的各種組合方式，如FH/DS、TH/DS、FH/TH等。各種擴頻方式都有自己的特點和共性，在無線通信中不同程 度

2．擴頻技術在無線局域網中的應用

無線局域網擴頻技術目前已有直接序列擴頻、跳頻、跳時三種基本方式。

2.1直接序列擴頻

圖 2-1 直擴系統組成框圖

如2-1所述，直接序列擴頻(Direct Se-quence Spread Spectrum)是直接利用具有高碼率的擴頻碼序列，在發射端采用各種調制方式擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列去進行解碼，把展寬的擴頻信號還原成原始的信息。它是一種數字調制方法，其原理如圖2-2所示，具體地說，就是將信源與一定的PN碼(偽噪聲碼)進行模二加。

由信源輸出的信號a(t)是碼元持續時間為Ta的信息流，偽隨機碼產生器產生偽隨機碼c(t)，每一偽隨機碼寬度或切普(chip)寬度為Tc。將信息碼a(t)與偽隨機碼c(t)進行相乘或模二加，產生一速率與偽隨機碼速率相同的信頻序列d(t)，然后用信頻序列d(t)去調制載波，這樣就可以得到已擴頻調制的射頻信號s(t)，即s(t)=a(t)c(t)cos(w0t)。而直擴信號的接收一般采用相關接收，通過解擴和解調兩步進行。

圖 2-2 直接序列擴頻原理圖

2.2跳頻擴頻

跳頻擴頻技術(Frequency Hopping)是通過偽隨機碼的調制，使載波工作的 中心頻率不斷跳躍改變，而噪音和干擾信號的中心頻率卻不會改變。這樣，只要收、發信機之間按照固定的數字算法產生相同的偽隨機碼，就可以達到同步，排除噪音和其他干擾信號。跳頻技術用一定碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控，也就是用擴頻碼序列去進行頻移鍵控調制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻，圖4-3為跳頻系統的組成。發射端信息碼序列與擴頻碼序列組合以后按照不同的碼

圖 2-3 跳頻擴頻系統(FH)原理圖

字去控制頻率合成器，其輸出的頻率根據碼字的改變而改變，從而形成了頻率的跳變。從圖2-4我們可以看到橫軸為時間，縱軸為頻率。這個時間與頻率的平面叫做時-頻域，它表明了什么時間采用什么頻率進行通信，時間不同頻率也不同。

2.3跳時擴頻

跳時是使發射信號在時間軸上跳變。先把時間軸分成許多時片。在一幀內哪個時片發射信號由擴頻碼序列進行控制?？梢园烟鴷r理解為用一定碼序列進行選擇的多時片的時移鍵控。由于采用窄得很多的時片去發送信號，相對說來，信號

圖 2-4 時-頻域上的調頻序列 的頻譜也就展寬了。在發射端，輸入的數據先存儲起來，由擴頻碼發生器的擴頻碼序列去控制通-斷開關，經二相或四相調制后再經射頻調制后發射。在接收端，4

由射頻接收機輸出的中頻信號經本地產生的與發射端相同的擴頻碼序列控制通-斷開關，再經二相或四相解調器，送到數據存儲器后再定時后輸出數據。只要收、發兩端在時間上嚴格同步進行，就能正確地恢復原始數據。Internet無線局域網擴頻技術的特點

擴展頻譜技術具有抗干擾性強、信息保密性好、易于實現碼分多址和抗多徑干擾四個特點，下面主要論述它的抗干擾性。擴頻通信系統擴展的頻譜越寬，處理增益越高，抗干擾能力就越強。另外，由于接收端采用擴頻碼序列進行相關檢測，空中即使有同類信號進行干擾，如果不能檢測出有用信號的碼序列，干擾也起不了太大作用，因此抗干擾性能強是擴頻通信的最突出的優點。

3.1抗干擾性強

擴頻本身具有一定的抗干擾能力，用“擴頻處理增益Gp”來表示，即Gp=W /F;其中，W是擴頻信號帶寬，F是信息帶寬。它表示了擴頻系統信噪比改善的程度，Gp越大，則抗干擾能力越強，其代價是帶寬的增加。受器件水平、捕獲同步和寬帶均衡等實際條件的限制，其帶寬不能無限制地增加。提高增益的方法有以下幾種:(1)混合擴頻系統。

在直接序列擴頻的基礎上增加了載波頻率跳變的功能組成直擴/跳頻(DS/FH)混合擴頻技術，綜合了DS和FH兩種擴頻方式的優點，能更有效地對抗干擾。由于DS/FH系統的處理增益是兩種處理增益(dB)之和，可以采用相對簡單的技術實現高的處理增益。通過理論分析和仿真研究表明，在干擾和噪聲低于直擴信號的噪聲容限時，混合系統的誤碼性能優于純跳頻系統;在干擾和噪聲高于直擴的噪聲容限時，純跳頻系統的誤碼性能優于混合系統。(2)高效擴頻技術。

即利用編碼擴頻理論和正交多載波理論，實現高效擴頻。高效編碼擴頻是一種(N，k)編碼的直序擴頻，把k位信息碼由長為N的偽隨機碼來代替。k位信息碼有2k個狀態，則需2k條長為N的偽隨機碼來代表k位信息碼的2k個狀態，其擴頻帶寬為傳輸數據速率的N/k倍。

3.2信息保密性好

由于擴頻信號在很寬的頻帶上被擴展了，單位頻帶內的功率就很小，即信號的功率譜密度很低，所以應用擴頻碼序列擴展頻譜的直接序列擴頻系統，可在信道噪聲和熱噪聲的背景下，在很低的信號功率譜密度上進行通信。信號被湮沒在噪聲里，很不容易被發現，想進一步檢測出信號的參數就更加困難了。

3.3易于實現碼分多址

由于擴頻通信中存在擴頻碼序列的擴頻調制，可充分利用各種不同碼型擴頻序列之間優良的自相關特性和互相關特性，在接收端利用相關檢測技術進行解擴，則在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統可以區分不同用戶的信號，這樣在同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。

3.4抗多徑干擾

在無線電通信的各個頻段，短波、超短波、微波和光波中存在大量的多徑干擾。一般方法是采用分集接收技術，或設法把不同路徑的不同延遲信號在接收端從時間上對齊相加，合并成較強的有用信號，這兩種基本方法在擴頻通信中都是很容易實現的。

4.總結

本文就無線局域網和擴頻技術進行了基本的介紹，重點介紹了用于無線局域網的擴頻通信技術，并給出了無線局域網中擴頻通信技術中幾種實現方式的特點和其中的不足，就擴頻技術在無線局域網中的應用進行了詳細的討論，總結了用于無線局域網的擴頻通信技術的的常見幾種方法并簡要分析了各自的優缺點和應用的場合?；跀U頻技術抗干擾性強、信息保密性好、易于實現碼分多址和抗多徑干擾四個特點，探討了擴頻技術在無線局域網中應用的可行性。

目前，無限局域網的發展方興未艾，組網技術也有多種。對于無限局域網來說，抗干擾性和保密性的好壞應該是最主要衡量指標。擴頻通信抗干擾性和保密性好的特點使其在無線局域網中的應用前景十分廣闊。

由于時間所限，本文對無線局域網的擴頻通信技術的研究沒有做更深入的探討，同時對系統設計沒能進行仿真設計。這些不足需要在以后的研究工作中完善。

參考文獻

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第五篇：無線局域網論文

局域網無線

在這個“網絡就是計算機”的時代，伴隨著有線網絡的廣泛應用，以快捷高效，組網靈活為優勢的無線網絡技術也在飛速發展。無線局域網是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。從專業角度講，無線局域網利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信，并為通信的移動化、個性化和多媒體應用提供了可能。通俗地說，無線局域網（Wireless local-area network，WLAN）就是在不采用傳統纜線的同時，提供以太網或者令牌網絡的功能。通常計算機組網的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜，構成有線局域網。但有線網絡在某些場合要受到布線的限制：布線、改線工程量大；線路容易損壞；網中的各節點不可移動。特別是當要把相離較遠的節點連接起來時，敷設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長,對正在迅速擴大的聯網需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。無線局域網就是解決有線網絡以上問題而出現的。

無線局域網的歷史

說到無線網絡的歷史起源，可能比各位想像的還要早。無線網絡的初步應用，可以追溯到五十年前的第二次世界大戰期間，當時美國陸軍采用無線電信號做資料的傳輸。他們研發出了一套無線電傳輸科技，并且采用相當高強度的加密技術。當初美軍和盟軍都廣泛使用這項技術。這項技術讓許多學者得到了靈感，在1971年時，夏威夷大學（University of Hawaii）的研究員創造了第一個基于封包式技術的無線電通訊網絡，這被稱作ALOHNET的網絡，可以算是相當早期的無線局域網絡（WLAN）。這最早的WLAN包括了7臺計算機，它們采用雙向星型拓撲（bi-directional star topology）,橫跨四座夏威夷的島嶼，中心計算機放置在瓦胡島（Oahu Island）上。從這時開始，無線網絡可說是正式誕生了。雖然目前幾乎所有的局域網絡（LAN）都仍舊是有線的架構，不過近年來無線網絡的應用卻日漸增加，主要應用在學術界（像是大學校園）、醫療界、制造業和倉儲業等，而且相關的技術也一直在進步，對企業而言要轉換到無線網絡也更加容易、更加便宜了。

無線局域網的技術特點

無線局域網利用電磁波在空氣中發送和接受數據，而無需線纜介質。無線局域網的數據傳輸速率現在已經能夠達到11Mbps，傳輸距離可遠至20km以上。它是對有線聯網方式的一種補充和擴展，使網上的計算機具有可移動性，能快速方便地解決使用有線方式不易實現的網絡聯通問題。

1.無線局域網的優點

與有線網絡相比，無線局域網具有以下優點：

安裝便捷

一般在網絡建設中，施工周期最長、對周邊環境影響最大的，就是網絡布線施工工程。在施工過程中，往往需要破墻掘地、穿線架管。而無線局域網最大的優勢就是免去或減少了網絡布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點AP(Access Point)設備，就可建立覆蓋整個建筑或地區的局域網絡。

使用靈活

在有線網絡中，網絡設備的安放位置受網絡信息點位置的限制。而一旦無線局域網建成后，在無線網的信號覆蓋區域內任何一個位置都可以接入網絡。

經濟節約

由于有線網絡缺少靈活性，這就要求網絡規劃者盡可能地考慮未來發展的需要，這就往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網絡的發展超出了設計規劃，又要花費較多費用進行網絡改造,而無線局域網可以避免或減少以上情況的發生。

易于擴展

無線局域網有多種配置方式，能夠根據需要靈活選擇。這樣，無線局域網就能勝任從只有幾個用戶的小型局域網到上千用戶的大型網絡，并且能夠提供像“漫游(Roaming)”等有線網絡無法提供的特性。由于無線局域網具有多方面的優點，所以發展十分迅速。在最近幾年里，無線局域網已經在醫院、商店、工廠和學校等不適合網絡布線的場合得到了廣泛應用。

2．無線局域網的相關技術

1).IEEE 802.11標準

IEEE 802.11是在1997年由大量的局域網以及計算機專家審定通過的標準。IEEE 802.11規定了無線局域網在2.4GHz波段進行操作，這一波段被全球無線電法規實體定義為擴頻使用波段。

1999年8月，802.11標準得到了進一步的完善和修訂，包括用一個基于SNMP的MIB來取代原來基于OSI協議的MIB。另外還增加了兩項內容，一是802.11a，它擴充了標準的物理層，頻帶為5GHz，采用QFSK調制方式，傳輸速率為6Mb/s－54Mb/s。它采用正交頻分復用（OFDM）的獨特擴頻技術，可提供25Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網無線幀結構接口，并支持語音、數據、圖像業務。這樣的速率完全能滿足室內、室外的各種應用場合。但是，采用該標準的產品目前還沒有進入市場。另一種是802.11b標準，在2.4GHz頻帶，采用直接序列擴頻（DSSS）技術和補償編碼鍵控(CCK)調制方式。該標準可提供11Mb/s的數據速率，還能夠根據情況的變化，在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之間自動切換。它從根本上改變無線局域網設計和應用現狀，擴大了無線局域網的應用領域，現在，大多數廠商生產的無線局域網產品都基于802.11b標準。

2).無線局域網的相關概念

在一個典型的無線局域網環境中，有一些進行數據發送和接收的設備，稱為接入點(AP)。通常，一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個無線用戶。在同時具有有線和無線網絡的情況下，AP可以通過標準的Ethernet電纜與傳統的有線網絡相聯，作為無線網絡和有線網絡的連接點。無線局域網的終端用戶可通過無線網卡等訪問網絡。

無線局域網在室外主要有以下幾種結構：點對點型、點對多點型、多點對點型和混合型。

● 點對點型

該類型常用于固定的要聯網的兩個位置之間，是無線聯網的常用方式，使用這種聯網方式建成的網絡，優點是傳輸距離遠，傳輸速率高，受外界環境影響較小。

● 點對多點型

該類型常用于有一個中心點，多個遠端點的情況下。其最大優點是組建網絡成本低、維護簡單；其次，由于中心使用了全向天線，設備調試相對容易。該種網絡的缺點也是因為使用了全向天線，波束的全向擴散使得功率大大衰減，網絡傳輸速率低，對于較遠距離的遠端點，網絡的可靠性不能得到保證。

● 混合型

這種類 型適用于所建網絡中有遠距離的點、近距離的點，還有建筑物或山脈阻擋的點。在組建這種網絡時，綜合使用上述幾種類型的網絡方式，對于遠距離的點使用點對點方式，近距離的多個點采用點對多點方式，有阻擋的點采用中繼方式。

無線局域網的室內應用則有以下兩類情況

● 獨立的無線局域網

這是指整個網絡都使用無線通信的情形。在這種方式下可以使用AP，也可以不使用AP。在不使用AP時，各個用戶之間通過無線直接互聯。但缺點是各用戶之間的通信距離較近，且當用戶數量較多時，性能較差。

● 非獨立的無線局域網

在大多數情況下，無線通信是作為有線通信的一種補充和擴展。我們把這種情況稱為非獨立的無線局域網。在這種配置下，多個AP通過線纜連接在有線網絡上，以使無線用戶即能夠訪問網絡的各個部分。

其他相關概念

● 微單元和無線漫游

無線電波在傳播過程中會不斷衰減，導致AP的通訊范圍被限定在一定的范圍之內，這個范圍被稱為微單元。當網絡環境存在多TAP，且它們的微單元互相有一定范圍的重合時，無線用戶可以在整個無線局域網覆蓋區內移動，無線網卡能夠自動發現附近信號強度最大的AP，并通過這個AP收發數據，保持不間斷的網絡連接，這就稱為無線漫游。

● 擴頻

大多數的無線局域網產品都使用了擴頻技術。擴頻技術原先是軍事通訊領域中使用的寬帶無線通信技術。使用擴頻技術，能夠使數據在無線傳輸中完整可靠，并且確保同時在不同頻段傳輸的數據不會互相干擾。

● 直序擴頻

所謂直接序列擴頻，就是使用具有高碼率的擴頻序列，在發射端擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號還原成原來的信號。

● 跳頻擴頻

跳頻技術與直序擴頻技術完全不同，是另外一種擴頻技術。跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制，在其工作帶寬范圍內，其頻率按隨機規律不斷改變頻率。接收端的頻率也按隨機規律變化，并保持與發射端的變化規律一致。

跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能，跳頻越高，抗干擾的性能越好，軍用的跳頻系統可以達到每秒上萬跳。實際上移動通信GSM系統也是跳頻系統。出于成本的考慮，商用跳頻系統跳速都較慢，一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳頻系統實現簡單，因此低速無線局域網常常采用這種技術。

無線局域網的應用

基于無線局域網具有的諸多優點，它可廣泛應用于下列領域：

1.接入網絡信息系統：電子郵件、文件傳輸和終端仿真。

2.難以布線的環境：老建筑、布線困難或昂貴的露天區域、城市建筑群、校園和工廠。

3.頻繁變化的環境：頻繁更換工作地點和改變位置的零售商、生產商，以及野外勘測、試驗、軍事、公安和銀行等。

4.使用便攜式計算機等可移動設備進行快速網絡連接。

5.用于遠距離信息的傳輸：如在林區進行火災、病蟲害等信息的傳輸；公安交通管理部門進行交通管理等。

6.專門工程或高峰時間所需的暫時局域網：學校、商業展覽、建設地點等人員流動較強的地方；利用無線局域網進行信息的交流；零售商、空運和航運公司高峰時間所需的額外工作站等。

7.流動工作者可得到信息的區域：需要在醫院、零售商店或辦公室區域流動時得到信息的醫生、護士、零售商、白領工作者。

8.辦公室和家庭辦公室（SOHO）用戶，以及需要方便快捷地安裝小型網絡的用戶。

結束語

無線網絡的出現就是為了解決有線網絡無法克服的困難。雖然無線網絡有諸多優勢，但與有線網絡相比，無線局域網也有很多不足。無線網絡速率較慢、價格較高，因而它主要面向有特定需求的用戶。目前無線局域網還不能完全脫離有線網絡，無線網絡與有線網絡是互補的關系，而不是競爭；目前還只是有線網絡的補充，而不是替換。但也應該看到，近年來，隨著適用于無線局域網產品的價格正逐漸下降，相應軟件也逐漸成熟。此外，無線局域網已能夠通過與廣域網相結合的形式提供移動互聯網的多媒體業務。相信在未來，無線局域網將以它的高速傳輸能力和靈活性發揮更加重要的作用！