无线局域网技术简介论文

无线局域网技术简介论文（精选12篇）

无线局域网技术简介论文 篇1

无线局域网WLAN (wireless local area network) 是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它以无线多址信道作为传输媒介, 利用电磁波完成数据交互, 实现传统有线局域网的功能。

一、无线局域网的优点

1. 安装便捷。

无线局域网免去了大量的布线工作, 只需要安装一个或多个无线访问点 (access point, AP) 就可覆盖整个建筑的局域网络, 而且便于管理、维护。

2. 高移动性。

在无线局域网中, 各节点可随意移动, 不受地理位置的限制。目前, AP可覆盖10 m~100 m。在无线信号覆盖的范围内, 均可以接入网络, 而且WLAN能够在不同运营商、不同国家的网络间漫游。

3. 易扩展性。

无线局域网有多种配置方式, 每个AP可支持100多个用户的接入, 只需在现有无线局域网基础上增加AP, 就可以将几个用户的小型网络扩展为几千用户的大型网络。

4. 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, 这样往往可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。

二、无线局域网的相关技术

1. 蓝牙技术。

蓝牙技术是一种短距的无线通讯技术, 工作在2.4 GHz ISM频段, 其面向移动设备间的小范围连接, 通过统一的短距离无线链路, 在各种数字设备间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音以及数据通信。主要技术特点如下:

(1) 蓝牙的指定范围是10 m, 在加入额外的功率放大器后, 可以将距离扩展到100 m。辅助的基带硬件可以支持4个或者更多的语音信道。

(2) 提供低价、大容量的语音和数据网络, 最高数据传输速率为723.2 kb/s。

(3) 使用快速跳频 (1600跳/s) 避免干扰, 在干扰下, 使用短数据帧来尽可能增大容量。

(4) 支持单点和多点连接, 可采用无线方式将若干蓝牙设备连成一个微波网, 多个微波网又可互连称特殊分散网, 形成灵活的多重微波网的拓扑结构, 从而实现各类设备之间的快速通信。

(5) 任一蓝牙设备, 都可根据IEEE 802标准得到一个唯一的48 bit的地址码, 保证完成通信过程中设备的鉴权和通信的保密安全。

(6) 采用TDD方案来实现全双工传输。蓝牙的一个基带帧包括两个分组, 首先是发送分组, 然后是接收分组。蓝牙系统既支持电路交换, 也支持分组交换, 支持实时同步定向联接和非实时的异步不定向联接。

2. Home RF。

Home RF技术是由HRFWG (home RF working group) 工作组开发的, 该工作组1998年成立, 主要由Intel、IBM、Companq、3com、Philips、Microsoft、Motorola等几家大公司组成, 旨在制定PC和用户电子设备之间无线数字通信的开放性工业标准, 为家庭用户建立具有互操作性的音频和数据通信网, Home RF采用了IEEE 802.11标准的CSMA/CA模式, 以竞争的方式来获取信道的控制权, 在一个时间点上只能有一个接入点在网络中传输数据, 提供了对“流业务”的真正意义上的支持, 规定了高级别的优先权并采用了带有优先权的重发机制, 确保了实时性“流业务”所需的带宽 (2 mh/s~11 mh/s) 和低干扰、低误码。

Home RF是针对现有无线通信标准的综合和改进, 当进行数据通信时, 采用IEEE 802.11规范中的TCP/IP传输协议;进行语音通信时, 则采用数字增强型无绳通信标准。因此, 接收端必须捕获传输信号的数据头和几个数据包, 判断是音频还是数据包, 进而切换到相应的模式。

Home RF采用对等网的结构, 每一个节点相对独立, 不受中央节点的控制。因此, 任何一个节点离开网络都不会影响其他节点的正常工作。

3. Hiper LAN。

Hiper LAN (high performance radio LAN) 是由欧洲电信标准化协会 (ETSI) 的宽带无线电接入网络 (BRAN) 小组制定的无线局域网标准, 已推出Hiper LAN1和Hiper LAN2两个版本。Hiper LAN1由于数据传输速率较低, 没有流行推广。Hiper LAN2在欧洲得到了比较广泛的支持, 是目前比较完善的WLAN协议标准。

4.IEEE 802.11x。

(1) IEEE 802.11

(2) IEEE 802.11b

(3) IEEE 802.11a

(4) IEE 802.11g

(5) IEEE 802.11i

(6) IEEE 802.11e/f/h

三、无线局域网的相关概念

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。

1. 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。

2. 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。

3. 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。

四、无线局域网的室内应用

1. 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, 其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。

2. 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, 以使无线用户能够访问网络的各个部分。

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:一是接入网络信息系统:电子邮件、文件传输和终端仿真。二是难以布线的环境: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。三是频繁变化的环境: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。四是使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。五是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。六是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。七是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。八是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。

五、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。

以上介绍了无线局域网的概念、特点, 以及无线局域网的协议标准和安全技术。无线局域网把网络和移动应用有机地结合在一起, 克服了有线局域网的不足。随着各种技术、标准的完善, 无线局域网将越来越成熟, 为人们提供一个高速、灵活的多媒体网络。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!

无线局域网技术简介论文 篇2

前言

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(Wirelesslocal-areanetwork，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

论校园无线局域网技术 篇3

关键词:无线局域网;应用;展望

一、校园无线局域网的概述

校园无线局域网络的基本技术倾向于采用IEEE802.11b技术建设,802.11b宽带无线技术较成熟的,并随着技术的进步,平滑过渡到802,11g,逐步增加网络带宽。LMDS(Loca1Mu1tipoint DistribtIteservice区域多点传输服务)是点对多点无线连接技术,可以提供大带宽、远距离、高可靠性的无线连接,特别适台大的校园内多栋楼之间的连接以及不同校区之间的连接。LMDS和802.11b这两种技术结合使用,可以实现整个校园无线连接,所提供的带宽能够毫无障碍的运行一般的多媒体课件。在校园内设置无线接入基站,在一定范围内用户可以通过无线网卡自由上网,没有任何束缚,如果再配合笔记本电脑、掌上电脑,完全可以实现随时随地学习的目标。与光纤加五类线这种有线组网方式相比,通过基站和无线网卡组网所需投资较少。当前的技术背景下,采用LNlEls等无线技术手段是较适台我国高等教育应用的接入技术,它具有宽带、可靠、接入方式灵活机动,初期组网投资少、使用和维护费用合理等特点,几乎能完美的满足各高校对于接入技术的要求。

二、无线局域网在校园的应用及展望

随着教育信息化、校园数字化进程的加快,教育部对高等学校应用现代教育技术提出了具体要求,出台了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》,明确提出各高校使用现代化教育技术、提升教学水平,要求各高校加强校园网、电子图书馆、多媒体教室等数字化教学环境的建设。国家对信息技术等新的教育技术手段的应用非常重视。研究无线接入技术在高校应用的可能性和前景具有重要意义和紧迫性。因特网接入方面存在的限制和缺陷,影响了教育信息化的进程,必须寻找符合教育需求特点的新的接入方式。无线网络技术具有无缝覆盖,可移动通讯等许多有线网络系统不具备的优点,把它引入到教育系统中,为我们开辟了一条新的途径,弥补了有线网路的不足。无线接入技术可以满足建设校园网、接入因特网、开展远程(网络)教育等一系列需求。无线局域网络在教学中的应用。由于高校条件所限,大部分教室不具各上网条件,通过无线网络的建设,可以使多数教室具各无线上网条件,教师只需携带便携电脑和相关设各,就能在任意教室中连接校园网、因特网,播放多媒体课件、从网上展示与课堂相关的资料、向学生推荐参考网站及资料,或者直接从网上使用原版最新资料。借助无线网络辅助听课,学生可以配备便携电脑在课堂上使用,通过无线网络连接校园网、囚特网,跟着教师的思路,查找和访问与课堂相关的网站、资料,提高信息接受度,有效提高听课质量,便于参考教师指定的网上资料,便于师生之间联系,激发研究式学习,培养创新能力。无线局域网络在校园公共服务体系中的应用。

目前,多数高校的图书馆、运动场、礼堂、体育馆、食堂、空旷场地等公共场所未铺设有线网络,有了无线网络,当师生在这些场所活动时,可以通过无线网络上网获取信息,充分利用时间,提高效率,方便师生快速、及时获取信息。无线网络有力的补充了学生宿舍、教室、办公场所、教职工宿舍等网络服务,提升公共服务体系的档次。学生们在無线网络环境的教室、宿舍、图书馆等场所进行复习、自学时,及时方便的利用无线网络与教师或其他同学联系,提出问题,获得解答,有助于研究式学习氛围的形成。高教系统经常召开各种校内、校际会议,有了无线网络,无线用户可以在校园内漫游上网,甚至异地漫游上网,在任意校区方便的连接网络,从而提高工作效率。传统的有线网用户从一处到达另一处后往往很难立即接入网络,而使用无线网,用户可以在无线网络基站覆盖的区域内漫游使用,如同在同t个接入点上网一样。无线网络有助于提升高校的高科技形象。通过无线网络的建设,学校拥有国际先进水平的无线校园网络,能够提升学校的信息化程度,促使“便携电脑型大学”的出现,更多的师生配备便携电脑,在无线网络环境中,实现移动教育,随时随地开展教学和学术活动。无线网络促进网络教育的发展。在无线网络教学环境下,师生将会更加注重各种先进的网络教育手段的采用,研究型学习方式将成为未来高校学生的主流学习方式,这对于培养具有创新精神的人才有着重大意义。无线网络促使网络IP电话的发展,特使得远程或异地师生之间交流、答疑变得简单、低成本。网络建设采用无线网络技术这种先进的现代教育技术手段,极大的提升中国的教育水平,促进中国教育的发展,加快教育目标的实现。

三、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,也存在着一些缺陷如下:

1.性能。无线局域网依靠无线电波进行传输,电波通过无线发射装置进行发射时,建筑物、车辆、树木等障碍物都可能阻碍电磁波的传输,影响网络的性能。

2.速率。目前无线信道的传输速率比有线信道低。

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,可被监听,造成通信信息

泄漏。校园无线局域网作为有线网络的必要补充而建立起来,由于它依托有线网络的构架,可较好地解决性能、速率的问题,随着无线网络的发展,无线技术日益精熟,安全性更有保障,人们可以安全地遨游网络,充分享受“无限”的便利和自由。

四、结束语

无线局域网技术概述 篇4

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、1Mbps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,

I实NTE践LL与IGE探NC索E························

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。

3) 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。

3. 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。

4. 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。

结束语

无线局域网标准、技术及应用 篇5

WLAN标准的最新进展

WLAN标准的开发主要有两大组织机构。一个是IEEE的802.11工作组，一个是欧洲ETSI的RES10工作组。第一个802.11标准是完成的，它通过在ISM频段内使用扩频调制技术，提供高达2Mbit/s的数据传输速率。9月，IEEE标准委员会又通过了两项对最初标准的附录。第一个标准802.11b，扩展了已存的2.4GHz物理层性能，使它的数据传送速率可以达到11Mbit/s。第二个标准802.11a，致力于在5GHz频段内的物理层中提供新的、更高的数据传送速率(20～54Mbit/s)。另外一个WLAN标准HIPERLAN(HighPerformanceEuropeanRadioLAN，高性能欧洲无线LAN)，是由ETSI(EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute，欧洲电信标准化协会)的RES10小组开发的，是高速WLAN的泛欧标准。标准HIPERLAN与802.11相似，覆盖了物理和MAC层，通过在5GHz波段内使用传统的无线调制技术，提供2～25Mbit/s的数据传输速率。

WLAN的最新技术

目前，基于WLAN的先进关键技术主要有：OFDM、MIMO以及这两项技术的融和。

◆OFDM(正交频分复用)技术

新一代WLAN技术标准均采用了OFDM技术。较传统的WLAN技术，OFDM具有更高的频谱利用率，以及良好的抗多径干扰能力。它不仅增加了系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求。OFDM技术实际上是MCM(Multi-CarrierModulation，多载波调制)的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，然后将高速数据信号，转换成并行的低速子数据流，并调制到每个子信道上进行传输。在接收端采用相关技术，分开正交信号，可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。在每个子信道上，由于信号带宽小于信道的相关带宽，从而消除了符号间的干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。OFDM允许各载波间频率互相混叠，并采用了基于载波频率正交的FFT调制。由于在各个载波的中心频点处，没有其它载波的频谱分量，所以能够实现各个载波的正交。尽管还是频分复用，但OFDM不再通过很多带通滤波器来实现，而是直接在基带处理，这也是OFDM有别于其它系统的优点之一。OFDM的接收机实际上是一组解调器，它将不同载波搬移至零频，然后在一个码元周期内积分。其它载波由于与所积分的信号正交，因此不会对这个积分结果产生影响。OFDM的高数据速率与子载波的数量有关，增加子载波数目，能够提高数据的传送速率。OFDM每个频带的调制方法可以不同，这增加了系统的灵活性。OFDM适用于多用户的高灵活度、高利用率的通信系统。同其它的通信方法一样，OFDM的应用也有缺陷。首先，多载波的使用使得这种通信技术，相对于单一载波系统来说，对载频的偏移和抽样时钟的失配变得更加敏感。其次，OFDM在相对较高的5GHz频带，在FCC功率限制下使用时，其覆盖范围会受到限制。

◆MIMO(多入多出)技术

MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多入多出)是指在发射端和接收端，分别使用多个发射天线和接收天线，

传统的通信系统是单进单出SISO(Single-InputSingle-Output)系统，基于发射分集和接收分集的多进单出MISO(Multiple-InputSingle-Output)方式、单进多出SIMO(Single-InputMultiple-Output)方式也是MIMO的一部分。利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。目前，MIMO技术领域，另一个研究热点就是空时编码。常见的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是，利用空间和时间上的编码，实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。MIMO天线阵列，是一种开环的MIMO技术，M个发送天线，使用编码重用技术，将同样码集的每个码重复使用M次,每个码用来调制不同的数据子流，这样在不增加码资源的基础上，提高了原始数据的传输速率。为了分辨M个数据子流，在接收端，需要使用多天线和空间信号处理。MIMO是一种能使HSDPA增加容量、提高峰值速率的技术，但受限于物理信道模型，会增加射频的复杂性，是HSDPA进一步发展的技术。MIMO解调解扩接收机主要分2个部分，一是空时RAKE接收机，主要功能是分离不同的扩频码扩频的信号，合并多径信号;二是VBLAST，即对垂直空时码进行译码,分离出不同天线发送的空间叠加信号。为充分利用MIMO信道的容量，人们提出了不同的空时处理方案。贝尔实验室的Foschini等人，提出了一种分层空时结构(BLAST：BellLaboratoriesLayeredSpace-Time)，它将信源数据分成几个子数据流，独立进行编码/调制。ATT的Tarokh等人在发射延迟分集的基础上，正式提出了基于发射分集的空时编码。同时，Alamouti提出了一种简单的发送分集方案，Tarokh等把它进一步推广，提出了空时分组编码。由于它具有很低的译码复杂度，因而，可以尽早应用于WLAN中。

◆MIMO+OFDM技术

MIMO+OFDM技术通过在OFDM传输系统中，采用阵列天线实现空间分集，以提高信号质量，是OFDM与MIMO相结合而产生的一种新技术。它采用了时间、频率和空间三种分集技术，使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加。

图1、图2分别为MIMO和OFDM系统的发送、接收方案框图。

从图中可以看出，MIMO+OFDM系统，有Nt个发送天线和Nr个接收天线，提供多个空间信道，不会全部同时遭受到衰落的影响。

MIMO和OFDM技术在各自的领域，都发挥了巨大的作用，将二者相结合并应用到下一代无线局域网中，正在成为无线通信的一个研究热点。

WLAN的应用

作为有线网络无线部分的延伸，WLAN广泛应用在各个领域中，比如医院、大学、酒店、机场、培训中心等。

无线局域网应用在医院中，医生和护士可以迅速获得病人的相关病历报告。而且，医院环境中的无线局域网，在药品的分发方面也具有优势。

在大学环境中，无线局域网能够经济灵活地对特殊活动进行技术支持。

酒店通过无线局域网，在公共场合或会议室，提供因特网接入服务。

另一个经常用作因特网接口的地点是机场。世界各地的大型机场都有航空公司和私人机构提供因特网接入。

公司培训是一项耗资巨大的工程。在此，使用无线局域网再一次提供了组网结构，这种组网结构能够快速构建一个教室，并且不用考虑布线就能够提供组网能力。

基于无线局域网技术的校园网建设 篇6

1 无线局域网技术

(1) 无线局域网

无线局域网是指利用微波等无线技术进行信息传递的局域网。无线网络和有线网络一样，同样需要传送介质，常见的传送介质有射频系统、红外线、微波以及激光，无线局域网主要采用射频系统。

(2) 无线校园网关键技术

微蜂窝覆盖及漫游：无线微蜂窝覆盖，就是将多个无线接入点AP形成的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖，各覆盖区域之间无缝连接。所有AP通过双绞线与有线骨干网络相连，形成以固定有线网络为基础，无线覆盖为延伸的大面积服务区域。无线终端通过就近的AP接入网络。微蜂窝覆盖大大扩展了单个AP的覆盖范围。

无线中继点：由于微蜂窝覆盖技术中，每个AP需要与有线网络相连，学校面积较大的场所如大礼堂、室内体育场等可能无法全面覆盖，这时就需要采用无线中继的方式，通过无线中继点来进行网络接力，进一步扩大无线网络的覆盖范围。中继点的构建，需将AP互联，从而达到无线信号覆盖全场的目的。

无线网桥：利用无线桥接设备，可以为两个或者多个独立的局域网络建立空中连接。无线网桥的构成包括：无线桥接器、2.4GHz WLAN专用天线、信号放大器以及分配器和避雷器等附件设备。无线网桥支持点对点方式以及单点对多点的方式。

(3) 无线网络的拓扑结构

无线网络通常使用两种拓扑结构：一种为对等网，每台装有无线网卡的PC机同距其300英尺内的装有无线网卡的PC机发送和接收数据；另一种拓扑结构中， PC机接收和发送数据则要通过一个接入点。当接入点接收到数据后，能够更大范围地将信号通过无线频率传送到所覆盖区域的其他PC机上去，或者传送到有线的以太网络上。

(4) 无线网络设备

①无线网卡。无线网卡有适用于便携机的内置PCMCIA卡、台式机的内置PCI＋PCMCIA卡，以及外接USB适配器等种类。

②无线基站AP。无线接入点 AP是无线子网的基站，同时也实现WLAN和LAN之间的桥接。通常一个AP最多可支持80台计算机接入，数量为20~30台时工作状态最佳，典型室内覆盖范围是30~100m。

2 无线校园网的优点

与有线校园网相比，无线校园网具有很大的优势：

移动性强：摆脱了线缆的约束，师生可以在教室、办公室、实验室、图书馆之间自由移动并和网络保持持续连接，在校园内“随时随地”访问校园网和互联网。

灵活性高：组网灵活，易于扩展，用户可以随心所欲地增加工作站或重新配置工作站，通信范围受环境条件的限制小，拓宽了网络的传输范围。

传输速率高：随着技术的发展，无线网络带宽目前可达108Mbps甚至更高，能充分满足校园网用户对网络速度的要求。

维护成本低：由于后期维护方便，维护成本比有线网络可减少50％左右，而且对于经常移动、增加和变更的动态环境，无线网络的长远投资收益就更加明显。例如单位改组、内部调整、新配办公室、新增办公大楼时，无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松转移和布置，有效提高设备的利用率，并保护用户的设备投资。

3 无线校园网组建方案

在原有的有线校园网基础上构建无线校园网，可以分为室内和室外两个部分进行。

(1) 室内指原先没有安装有线网络的教室、会议室等房间。首先要确定AP的数量和安装位置，可根据实际环境（如教室的面积等）、教学环境对网络带宽、速度的要求、覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等来确定AP的数量和安装位置。AP通过线缆与有线骨干网络相连，无线终端通过就近的AP接入网络，访问整个网络资源。

(2) 室外指校园操场及其他公共场所等。室外的情况要比室内复杂一些，采用的设备主要有：AP、无线全向天线、无线定向天线。全向天线在所有水平方位上信号的发射和接收都相等，而定向天线在一个方向上发射和接收大部分的信号。

室外无线架设的关键是通过配置无线接入点，把距离较远的局域网连接起来。具体的实施过程是：在网络的每一端即每一栋楼房或建筑物上接入AP，并在距离远或信号弱的地方外接高增益天线，以实现几公里以内的两个网段之间的互联。具体操作时，要根据实际情况（如各栋楼之间的实际距离以及障碍物等）来考虑选择设备。在楼房上架设无线网络设备时还需加装避雷器、防潮箱等设备，防止无线网络设备的损坏。

通过有线和无线的有机结合,将使学校校园网发挥更大的作用。一个覆盖校园每个角落的安全、便捷、高质量、高效率的校园网将对学校的教学模式、教学理念及教学管理产生深远影响，也将对师生的学习、工作、生活方式产生积极影响。最后需要强调的是无线校园网建设必须考虑数据的安全性，因为无线网络覆盖范围中任何人都可以监听网络的通信，所以必须建立可靠的网络安全机制和提供完善的支持服务。

参考文献

[1]校园无线网络解决方案.中国教育科研和计算机网.

无线局域网技术的应用 篇7

1 无线局域网技术优势

一般情况下铜缆和光缆是计算机网络传输的主要媒介。有线网络就要布线, 这就受到了制约、而且工程量大[2]。线路电缆易损坏, 电缆不可移动, 特别是在两个地点距离较远时, 很难将其连接起来, 铺设工程难度大而且费用高, 耗时耗力, 对社会发展造成阻碍甚至是一个瓶颈。

无线局域网技术的出现解决了以上问题。无线局域网技术是运用了空气传播接受信号的技术, 不需要电缆做媒介。这样的传输速度很快, 而且距离远, 这是对有限方法的一种发展, 解决了计算机移动的问题, 高效的解决了有线传输的一些联络问题。

2 无线网局域网的架设优势

相比有线局域网, 无线局域网具有安装便捷, 使用灵活, 经济节约, 易于扩展等优点。首先一般的网络建设中施工周期都比较长而且对环境造成污染, 需要破墙掘地穿线加管, 耗时耗力[3]。然而无线局域网免去了很多工作量, 通常只需要几个接入点就可以解决问题, 就可以实现区域全覆盖。

如图1所示, 有线网络的安装受到地理位置的限制, 接入点受到限制, 然而无线局域网无固定接入点, 任意位置都可以接入网络, 实现灵活性。因为有限网络的繁琐, 不易接入, 这样就需要建立更多的接入点, 费时费财, 一旦发生接入点超规划, 再次改造又要花费很多。无线局域网就不会发生上述问题。有着根据需要灵活变换的无线局域网络有着多种配置。可以根据自己的方式灵活选择配置, 由于以上这些优点, 无线局域网近年来发展很迅速。

3 无线局域网数据传输

通常在一个无线局域网中, 有一些进行数据接收的设备, 叫做接入点。这个接入点可以在几十甚至几百米的范围内连接。当同时有无线和局域网的时候, 无线局域网的总段可以通过其他方式进行访问。点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型组成了无线局域网的形式[4]。点对点主要是固定的, 在两个位置之间的常用的连接方式, 不受传输距离、传输率和外界环境的影响。该种情况大多用于一个中心点对应很多个远端点的情况, 低成本组建, 维护简单, 还有全向天线, 设备调试容易的优点。因为使用了全向天线, 功率有所减小, 网络传输较低, 对于比较远的端点, 这种可靠性不能得到保障。混合型适合于所见的网络距离很远的情况, 或者有障碍物阻拦的情况, 综合以上几种类型, 点对点或者点对其他, 都是采用中继方式。在整个网络都采用无线的情况, 叫做独立无线局域网。用户之间还可以进行直接互联, 当用户数量多的时候就导致性能差。

4 结束语

无线网络的出现就解决有限网络的一些难题。尽管无线网络有很多优势, 也有很多的不足。无线网络的网速慢, 价格相对高, 因为特定的需求, 目前还不能脱离有限网络的依靠。近年来, 无线产品价格降低, 技术日渐成熟, 相信在未来无线网络会将灵活性发挥的更好, 更加普及。

参考文献

[1]周海波.基于协作的无线网络资源动态共享技术研究[D].上海:上海交通大学, 2014.

[2]吴宗哲.无线网络技术在船舶导航系统中的应用研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2013.

[3]吴晓华.无线局域网安全接入技术研究[D].西安:西安电子科技大学, 2011.

无线局域网安全技术研究 篇8

关键词：WLAN,802.11,标准,安全机制

随着Internet的发展和以快捷方便、组网灵活为特点的无线网络技术的普及, 无线网络的安全问题越来越受到人们的关注。无线局域网的安全最大问题是在于传输信道采用公用的电磁波作为载体在自由空间中进行传输, 而不像有线网络那样是在一定的物理电缆上进行传输, 因此无法对传输媒介的控制来保证数据会被未经授权的用户窃取[1]。所以, 无线网络面临一系列问题, 而许多问题在有线网络中并不存在。

1、无线网络安全面临的问题

无线局域网采用公共的电磁波作为载体, 电磁波能够穿过天花板、玻璃、楼层等物体, 因此在一个无线局域网接入点 (Access Point) 所服务的区域中, 任何一个无线客户端都可以接受到此接入点的电磁波信号, 这样就可能包括一些非法用户也能接收到其他无线数据信号。这样非法用户在无线局域网中相对于在有线局域网当中, 去窃听或干扰信息就来得容易得多。

WLAN所面临的安全威胁主要有以下几类:

1.1 窃听报文

通常, 大多数网络通信都是以明文 (非加密) 格式出现的, 攻击者使用报文获取设备, 从传输的数据流中获取数据并进行分析, 以获取用户名/口令或者是敏感的数据信息。因而这类攻击是企业管理员面临的最大安全问题。如果没有基于加密的强有力的安全服务, 数据就很容易在空气中传输时被非法用户读取并利用。

1.2 AP中间人欺骗

在没有足够的安全防范措施的情况下, 是很容易受到利用非法AP进行的中间人欺骗攻击。解决这种攻击的通常做法是采用双向认证方法 (即网络认证用户, 同时用户也认证网络) 。

1.3 WEP破解

在Internet上有一些程序能够捕捉位于AP信号覆盖区域内的数据包, 收集到足够的WEP密钥加密的包, 并进行分析以恢复WEP密钥。根据监听无线通信的机器速度、WLAN内发射信号的无线主机数量, 以及由于802.11帧冲突引起的IV重发数量, 最快可以在两个小时内攻破WEP密钥。

1.4 MAC地址欺骗

在无线局域网中即使AP起用了MAC地址过滤, 使未授权的黑客的无线网卡不能连接AP, 但这不意味着能阻止黑客进行无线信号侦听。通过某些软件分析截获的数据, 能够获得AP允许通信的STA MAC地址, 这样黑客就能利用MAC地址伪装等手段入侵网络。

2、无线网络安全的基本技术

2.1 访问控制

利用ESSID、MAC限制, 防止非法无线设备入侵。其主要利用ESSID的认证和MAC地址一一对应性来限制非法用户访问, 起到了在网络入口处把关的作用[2]。其原理利用IEEE802.11协议。在IEEE802.11b协议中包含了一些基本的安全措施, 包括:无线网络设备的服务区域认证ID (ESSID) 、MAC地址访问控制以及WEP加密等技术。

(1) IEEE802.11b利用设置无线终端访问的ESSID来限制非法接入。在每一个AP内都会设置一个服务区域认证ID, 每当无线终端设备要连上AP时, AP会检查其ESSID是否与自己的ID一致, 只有当AP和无线终端的ESSID相匹配时, AP才接受无线终端的访问并提供网络服务, 否则拒绝给予接通服务。利用ESSID, 可以很好地进行用户群体分组, 避免任意漫游带来的安全和访问性能的问题。

(2) 另一种限制访问的方法就是限制接入终端的MAC地址以确保只有经过注册的设备才可以接入无线网络。由于每一块无线网卡拥有唯一的MAC地址, 在AP内部可以建立一张"MAC地址控制表" (Access Control) , 只有在表中列出的MAC才是合法可以连接的无线网卡, 否则将会被拒绝连接。MAC地址控制可以有效地防止未经过授权的用户侵入无线网络。

以上两种安全措施适用于组建小型无线局域网。使用上述方法组建网络简单、快捷, 网络管理员只需要通过简单的配置就可以完成访问权限的设置, 十分经济有效。

2.2 数据加密

数据加密是基于WEP的安全解决方案。可以通过WEP Wired Equivalent Privacy) 协议来进行[3]。WEP是IEEE802.11b协议中最基本的无线安全加密措施。WEP是所有经过Wi Fi-TM认证的无线局域网络产品所支持的一项标准功能, 由国际电子与电气工程师协会 (IEEE) 制定, 其主要用来:

(1) 提供接入控制, 防止未授权用户访问网络。

(2) WEP加密算法对数据进行加密, 防止数据被攻击者窃听;防止数据被攻击者中途恶意更改。

(3) WEP加密采用静态的保密密钥, 各WLAN终端使用相同的密钥访问无线网络。WEP也提供认证功能, 当加密机制功能启用, 客户端要尝试连接上AP时, AP会发出一个Challenge Packet给客户端, 客户端再利用共享密钥将此值加密后送回存取点以进行认证对比, 如果正确无误, 才能获准存取网络的资源。Above Cable所有型号的AP都支持64位或 (与) 128位的静态WEP加密, 有效地防止数据被窃听盗用。

由于WEP密钥必须通过人工手动设置, 因此Above Cable建议在无线覆盖范围不是很大, 终端用户数量不是很多, 且对安全要求不是很高的应用环境下使用。该技术是最经济且方便的。

无线安全基本技术特别适合一些小型企业、家庭用户等无线网络应用, 无需额外的设备支出, 配置方便, 且安全防护性好从终端的访问控制到数据链路中的数据加密都提供了了有效的解决方案。有了这些技术, 用户可以快速地建立起一个安全的无线网络环境, 即节约了成本又可达到预计的安全目标, 使无线网络的使用价值大大提高。

3、WLAN安全的增强性技术

为了提高无线局域网的安全性, 必须引入更加安全的认证机制、加密机制以及控制机制。

3.1 虚拟专用网络 (VPN)

目前已广泛应用于广域网络及远程接入等领域的VPN (Virtual Private Networking) 安全技术也可用于无线局域网。与IEEE802.11b标准所采用的安全技术不同, VPN主要采用DES、3DES等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IEEE802.11b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之一。与WEP机制和MAC地址过滤接入不同, VPN方案具有较强的扩充、升级性能, 可应用于大规模的无线网络。

3.2 802.1x扩展认证协议

IEEE 802.1x使用标准安全协议 (如RADIUS) 提供集中的用户标识、身份验证、动态密钥管理[4]。基于802.1x认证体系结构, 其认证机制是由用户端设备、接入设备、后台RADIUS认证服务器三方完成。IEEE 802.1x通过提供用户和计算机标识、集中的身份验证以及动态密钥管理, 可将无线网络安全风险减小到最低程度。在此执行下, 作为RADIUS客户端配置的无线接入点将连接请求发送到中央RADIUS服务器。中央RADIUS服务器处理此请求并准予或拒绝连接请求。如果准予请求, 根据所选身份验证方法, 该客户端获得身份验证, 并且为会话生成唯一密钥。然后, 客户机与AP激活WEP, 利用密钥进行通信。

为了进一步提高安全性, IEEE 802.1x扩展认证协议采用了WEP2算法, 即将启动源密钥由64位提升为128位。

移动节点可被要求周期性地重新认证以保持一定的安全级。

3.3 WPA保护机制

Wi-Fi Protected Access (WPA, Wi-Fi保护访问) 是Wi-Fi联盟提出的一种新的安全方式, 以取代安全性不足的WEP。WPA采用了基于动态密钥的生成方法及多级密钥管理机制, 方便了WLAN的管理和维护。WPA由认证、加密和数据完整性校验三个部分组成。

(1) 认证

WPA要求用户必须提供某种形式的证据来证明它是合法用户, 才能拥有对某些网络资源的访问权, 并且这是是强制性的。WPA的认证分为两种:第一种采用802.1x+EAP (Extensible Authentication Protocol) 的方式, 用户提供认证所需的凭证, 如用户名密码, 通过特定的用户认证服务器来实现。另一种为WPA预共享密钥方式, 要求在每个无线局域网节点 (AP、STA等) 预先输入一个密钥, 只要密钥吻合就可以获得无线局域网的访问权。

(2) 加密

WPA采用TKIP (Temporal Key Integrity Protocol, 临时密钥完整性协议) 为加密引入了新的机制, 它使用一种密钥构架和管理方法, 通过由认证服务器动态生成、分发密钥来取代单个静态密钥、把密钥首部长度从24位增加到128位等方法增强安全性[5]。而且, TKIP利用了802.1x/EAP构架。认证服务器在接受了用户身份后, 使用802.1x产生一个唯一的主密钥处理会话。然后, TKIP把这个密钥通过安全通道分发到AP和客户端, 并建立起一个密钥构架和管理系统, 使用主密钥为用户会话动态产生一个唯一的数据加密密钥, 来加密每一个无线通讯数据报文。

(3) 消息完整性校验

除了保留802.11的CRC校验外, WPA为每个数据分组又增加了一个8个字节的消息完整性校验值, 以防止攻击者截获、篡改及重发数据报文。

4、结束语

无线网络安全是一个不断改善和升级的过程, 当前WLAN所使用的主要安全机制包括SSID、物理地址 (MAC) 过滤、有线对等保密机制 (WEP) 都已经在实际使用中显露出弊端。将802.1x端口控制技术、EAP认证机制和AES加密算法相结合, 可以使WLAN安全性能得到较大提高。随着无线技术迅猛发展, 无线通信安全尚待进一步发展和完善, 将用户的认证和传输数据的加密等多种措施结合起来, 才能构筑安全的无线局域网。

参考文献

[1].蒋先华.校园网络组建与应用[M].北京:科学出版社, 2003.

[2].孙锐.信息安全原理及应用[M].北京:清华大学出版社, 2003.

[3].潘爱民.计算机网络[M].北京:清华大学出版社, 2004.

[4].王群.无线局域网[M].北京:人民邮电出版社, 2001.

浅谈无线局域网技术 篇9

关键词：无线局域网,IEEE802.11,AP

在当今网络的时代, 伴随着有线介质网络的广泛应用, 以高效快捷、组网灵活存在的无线网络技术在飞速发展。无线局域网 (WLAN) 是计算机网络技术与无线通信技术相结合的产物, 是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网, 在有线网的基础之上发展起来的。无线局域网可移动, 能快速、方便地解决有线网络不易实现的网络信道的联通问题。

1 无线局域网技术概述

自1971年夏威夷大学的研究员创造早期的无线局域网以来, 无线局域网具有广阔的发展空间。无线局域网络并不是用来取代有线局域网络, 而是用来弥补有线局域网络得不足, 从而达到网络延伸的目的。

在一个典型的无线局域网环境中, 对进行数据发送和接收的设备, 称为接入点 (AP) 。一般, 一个接入点能够在几十到上百米的范围内连接多个无线用户。无线局域网络由无线网卡、无线接入点、计算机和相关设备组成, 无需通过物理线路连接, 其不受空间、地点、通信电缆的限制, 在不具备架构有线网络的场所, 如难以实现传统布线的区域, 或需要临时建立设置通讯的地方, 能发挥其特有的功能, 灵活地应付各种网络环境的变化, 为用户提供更好的移动性、灵活性和扩展性。传统的有线网络因通信电缆的限制, 只能在固定地点上网, 而无线局域网则可以在其信号所覆盖范围内为不同用户提供高质量的上网服务。

2 无线局域网的优点

无线局域网利用电磁波在空气中发送和接收数据, 不需线缆介质, 是对有线联网方式的一种补充和扩展, 使连接的计算机具有可移动性, 与有线网络相比, 无线局域网的优点有以下几点。

2.1 高移动性

在有线介质接入网络中, 用户只能在具有信息点的固定位置上网, 限制了终端用户的活动范围, 局限在某一小区域内。而无线局域网建成后, 在无线网信号覆盖区域内的任意位置都可以接入网络, 使通信范围不受环境条件的限制, 拓宽了网络的使用范围。而在有线局域网中, 两个站点的距离在使用铜缆 (粗缆) 时被限制在500m, 使用双绞线是100m, 即使采用单模光纤也只能达到3000m, 而无线局域网中两个站点间的距离目前可达到50km。

2.2 安装简单, 建设周期短

与有线网络相比, 无线局域网在组建、配置和维护上比较容易, 一般计算机工作人员都可以胜任无线网络的管理工作。WLAN省去了网络布线等工作。一般只需安装一个或多个接入点设备, 就可以解决一个区域内的上网问题。对于那些宽带接入业务需求急迫的情况, 使用WLAN更具有无可比拟的优势。

2.3 易扩展、易管理

有线网络的固有缺点就是缺乏灵活性, 不易增减。在有线介质网络规划中, 考虑到未来的发展, 往往会进行大量的超前投资, 从而出现线路利用率低的情况。而WLAN的规划就可以随着用户的增加而逐步扩展, 在建设初期根据用户的需要布置少量的点, 当用户数量增加时, 可在已有无线网络的基础上, 只需通过增加AP及相应的软件设置就可对现有网络进行有效扩展, 而不需要重新布线。无线网络的易扩展性是有线网络所不能比拟的, 这也使得在网络运营初期的投资较少, 同时也易于管理。

2.4 安全性能强

无线扩频通信起源于军事上的防窃听技术, 扩频无线传输技术使盗听者难以捕捉到有用的数据, 无线局域网采取网络隔离及网络认证措施, 设置有严密的用户口令及认证措施, 防止非法用户入侵。无线局域网设置附加的第三方数据加密方案, 即使信号被盗听也难以理解其中的内容。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。

2.5 灵活性强

在有线局域网络中, 网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制, 用户上网受固定位置的限制。而一旦无线局域网建成后, 在无线网络的信号覆盖区域内, 任何一个位置都可以接入网络, 具有很强的灵活性。

3 无线局域网的连接方式与结构

3.1 无线局域网常用连接方式有3种:点对点型、点对多点型和混合型

(1) 点对点型:该类型常用于固定的联网的两个位置之间, 是无线联网的常用方式, 其优点是传输距离远, 传输速率高, 受外界环境影响较小。

(2) 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, 设备调试也相对容易。该种网络的缺点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, 受距离的影响, 网络的可靠性不能得到保证。

(3) 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, 综合使用上述多种的网络方式, 对于远距离的点使用点对点方式, 近距离的采用点对多点方式, 有阻挡的点采用中继方式。

3.2 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, 无线局域网采取不同的网络结构来实现互联, 常用的有如下4种。

(1) HUB接入型:利用无线集线器可以组建星型结构的无线局域网, 具有与有线集线器组网方式相类似的优点。在该结构基础上的无线局域网, 可采用类似于交换型以太网的工作方式, 要求集线器具有简单的网内交换功能。

(2) 网桥连接型:不同的局域网之间互联时, 由于物理上的原因, 若采取有线连接不方便, 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, 还为两个网间的用户提供较高层的路由与协议转换。

(3) 无中心结构:要求网中任意两个站点均可进行直接通信。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。

(4) 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无线工作网络。

4 结语

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, 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, 目前无线网络还只是有线网络的补充, 而不是替换。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!

参考文献

[1]无线局域网测试与维护[M].高等教育出版社.

[2]无线局域网 (WLAN) 设计与实现[M].浙江大学出版社.

无线局域网攻击技术分析 篇10

1 黑客侵入无线局域网的手段

1.1 当前最常见的无线攻击手段

为了区别不同的无线局域网, 所有无线局域网都存在一个服务集标识符 (Service Set Identifier, SSID) 。为给无线客户端识别和接入无线局域网的客户提供方便, 大多数无线网络设备在默认情况下创建的无线局域网, 其服务集标识符处于开放的状态, 然后不断向周围的无线客户端广播其SSID。最早的无线网络设备中, 有一种加强无线网络安全的手段是隐藏无线局域网的SSID, 然而当前也有一部分用户仍然认为要确保无线局域网安全, 就要隐藏SSID, 其实这一做法是非常错误的, 因为在目前的大环境中, 最常见的无线攻击手段就是搜索隐藏的SSID, 同时也成为了一种攻击无线局域网的先决条件。

工具分析法和Deauth攻击法, 是搜索隐藏SSID的方法中最常用的两种, 以下具体分析。

1.1.1 工具分析法

此类工具的主要软件有Net Stumber、Omni Peek、Ethereal、Wireshark、Tcpdump等。其通信的方式是由无线网络设备与客户端以数据包的形式进行的, 其与无线网络设备的SSID相关的系列信息有关, 也是数据包中所包含的信息, 所以, 要想得到无线网络中的SSID, 只要分析无线网络数据包即可, 这些定量的无线网络数据包就是通过无线抓包工具捕获所得到的。

1.1.2 Deauth攻击法

在无线网络攻击中被广泛使用的就是Deauth攻击法, 然而由于Deauth攻击法的使用, 促使无线网络设备与客户端已断开。无线网络设备接入点与客户端的连接之所以能够断开, 是在发送Deauth攻击数据包之后被迫断开的, 对于已关闭SSID广播的无线网络设备, 断开连接的客户端会再次尝试与无线网络设备接入点建立原来的连接, 要想捕获无线数据包中的SSID信息, 在建立连接的过程中使用类似airodump-ng的无线探测工具是可以得到的。

按照以上的方法, 一般情况下可以搜索到隐藏的SSID, 所以, 采取关闭无线网络设备的SSID广播功能的方法, 只是在一定程度上确保无线网络的安全, 并无法从根本上解决其安全问题。

1.2 黑客侵入的攻击的主要原因

MAC (Media Access Control, 介质访问控制) 地址, 又被称为硬件地址, 互联网上每一个站点的标识符都是由它来表示的, 其是由16进制的数字组成的, 所以一般都采用十六进制数来表示。一般情况下有前24位和后24位之分, 每块无线网卡的MAC地址都不相同, 都是独一无二的, 因为MAC地址是网卡出厂时设定的, 网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM, 换言之, MAC地址与人类的身份证号码是相似的, 每人只有一个, 绝对不会有相同的。

众多的网络设备在系统配置中集成MAC地址过滤功能, 是为了进一步确保无线局域网的安全性, 这是因为MAC地址过滤功能具备三个优势: (1) 其过滤功能方便实用; (2) 可以指定特定的MAC地址计算机接入无线局域网; (3) 可以阻止特定的MAC地址计算机接入, 进而设置了一定的使用权限, 这样可以进一步确保自己无线设备的安全性, 因为可以限制不属于自己的客户端接入无线局域网。

MAC地址过滤功能虽然强大, 但是并不是没有一点漏洞与破绽的, 仅仅可以阻止水平一般的黑客, 对于黑客水平高的攻击入侵率还是比较高的, 主要原因是水平高的黑客是可以伪造MAC地址的。为了方便通过无线网络设备的MAC地址的验证, 进而连接到无线设备与无线局域网络相连, 水平高的黑客一般情况下借助类似于airodump-ng的工具来捕抓无线网络数据包, 通过数据包进一步分析侵入客户端的MAC地址, 进而将MAC地址改成新的MAC地址。黑客侵入可能性较大的另一个原因是, 当前市场上流通的能够买到的无线网卡绝大多部分都已经被制造商植入了MAC地址修改软件, 而且带有MAC修改功能。

1.3 WEP具有保密特性但也有一定破绽

Wired Equivalent Privacy的简称是WEP, 它的主要目的就是确保无线网络的正常运行, 因此, 通过加密在两台设备间无线传输的数据, 进而防止非法用户入侵自己的无线网络。WEP有两方面的作用:一是通过RC4 (Rivest Cipher) 串流加密技术保证机密性;二是通过CRC-32验保证资料正确性。虽然WEP具有保密特性, 但是随着信息技术的发展、科技水平的进步, 仍然有缺陷存在, 而且已被密码分析学家找到。早在2003年就被Wi-Fi Pro-tected Access (WPA) 淘汰, 接着又在2004年被完整的IEEE802.11i标准 (又称为WPA2) 所取代。WEP有两种认证方式, 分别是开放式系统认证与共有健认证, 开放式系统认证比较简单, 不需要密钥验证就可以与网络进行连接;共有健认证虽然设有密钥, 但是仍然存在众多缺点, 具体如下:

(1) 之所以易被破解, 是因为其认证机制过于简单, 加密和解密共用了一个秘钥;

(2) 由于认证属于单向认证, 换言之就是无线设备可以认证客户端, 导致客户端无法认证无线网络设备;

(3) 由于IV类同可能性比较大, 所以最终导致重复使用的频率比较高。

WEP的保密性再强, 也存在漏洞与破绽, 所以并不是钥匙密码足够长就可以解决根本问题。因为只要通过airsnort、aircrack-ng等相关的工具一定会发现它能捕获大量的数据包, 所以不管密码怎么设置, 用不了多长的时间就可以破解WEP密钥。

2 无线局域网中安全监测技术

2.1 预先定义的行为

根据预先定义的模式搜寻事件的数据, 见识系统的运行, 最后从中找出符合预先定义规则的入侵行为被称为误用检测, 它是一种通过某种方式预先定义的行为。在执行误用检测的过程中, 它主要是依附于可靠的用户活动记录和分析事件的方法来完成的。

2.2 异常检测的使用方法

网络入侵的行为有一般行为与正常行为, 但是两者之间有很大区别, 只要检查出这些差异便可以检测出入侵行为。检测系统内容错误一般采用的是异常检测, 只要系统内容发生错误, 便会发出执行异常事件。 (1) 在“检测执行内容”事件中, 设置所要执行的命令; (2) 执行其方法“检测执行”, 如果发现命令错误时, 就会发出执行异常事件。以上是其具体使用的方法。

2.3 近期发展的新型使用技术

虽然误用检测与异常检测在使用方面仍然存在众多的缺点, 因为误用检测只能发现已知的攻击, 对未知的攻击无能为力, 而异常检测也有其局限性, 但是由于不是所有的入侵都会变得异常, 而且系统的轨迹在计算域更新比较困难。近期使用的一种新型的入侵技术检测叫做协议分析技术, 其是最近才发展起来的, 因为它的两个优势可以便于管理者管理无线网络: (1) 可以在网络遭到入侵时检测出病毒的存在; (2) 可以指出当前网络出现的故障属于什么类型。

3 结语

由于无线网络已渗入到人们的日常生活当中, 所以, 为了确保用户数据信息的安全性, 用户是有必要知道一些常见的网络使用技术的, 这样以便于对网络进行管理, 也可针对其存在的问题采取相应的保护措施。

摘要：随着科技的飞速发展, 现已进入信息时代, 由于信息技术的广泛应用以及技术的快速发展, 无线局域网被广泛应用在人们的日常生活当中, 而且已渗入到人们的生活、学习、工作当中。由于无线局域网的广泛使用, 人们对其依赖的程度也在逐步加深, 随之各种问题渐渐出现, 无线局域网逐步进入了黑客的视线并成为他们的攻击目标, 这意味着无线攻击事件随时都有发生的可能性。确保无线局域网安全使用成为首要任务。笔者就无线局域网的优、缺点, 结合黑客常见攻击无线局域网的手段进行了分析, 并提出相应的解决方案, 以确保无线网络的安全使用。

关键词：攻击目标,搜索隐藏,安全监测

参考文献

[1]孙士潮.无线网络的攻击技术与安全防护研究[J].电子技术应用, 2007 (5) :133-134.

无线局域网技术简介论文 篇11

基金项目：教育部重点科技项目(206055)

3802.22系统共存及认知无线电的应用

IEEE 802.22同其他标准不同的是，其他标准中不同系统共存问题往往是在标准完成后再作讨论，而802.22工作组制订的无线区域网(WRAN)标准，却是工作在已经有固定用户的频段，所以首先就要求空中接口协议和算法把共存作为标准定义的一部分，可见系统共存问题在802.22空中接口中占据非常重要的地位。另一方面，认知无线电作为未来的智能通信方式和技术，将会扩展到各个通信网络中被广泛应用，目前无线通信系统中实现的还只是它的基本功能，可以期待认知无线电(CR)技术将更广泛地被应用到通信系统的各个层面，大大改善通信系统性能。

3.1 802.22系统与其他系统的共存

802.22WRAN所工作的电视广播频带已经被电视广播、无线麦克风等所使用，导致在同一个频段存在不同的通信方式和空中接口，因此共存技术在802.22空中接口中占据非常重要的地位，同其他的IEEE无线标准不同，需要在标准概念建立的初始阶段就加入共存机制。

3.1.1 天线

802．22最基本的目的是找到一种不仅可以提供潜在业务而且保证现存授权业务不受干扰的技术。为了达到这个目标满足不同系统共存的需求，802.22中每个用户驻地设备(CPE)需要两个独立的天线：定向天线和全向天线。

定向天线作为工作天线，主要用于用户驻地设备和基站之间通信。定向天线可以保证能量不向其他不需要的方向发射从而降低干扰。而且这些天线具有提高功率控制效率的能力，从而保证了系统共存的实现。

全向天线基本上用于感知和测量。因此为了实现可靠感知，这种天线一般都安装在户外。有了全向天线，用户驻地设备可以在它所有方向的邻居节点中寻找授权的原有主用户的信号，而不只是单个方向寻找，这样可以尽可能避免系统冲突。

3.1.2 电视和无线麦克风用户的感知及保护

802.22中，基站和用户驻地设备均有责任义务保护主用户(PU)的授权业务。由于单个用户驻地设备的感知可能不可靠，基站采用周期性分布式感知机制、数据融合和获取技术来获得可靠的频谱占用数据。

(1)感知门限

802.22中，基站和用户驻地设备利用全向天线在每个方向和极化方向来感知授权用户的传输即主用户的检测。如果探测到的授权信号高于预先假定的门限，基站将空出信道。

(2)响应时间

响应时间是指在802.22系统空出信道前，电视广播和无线麦克风能够承受的干扰时间。考虑到一般电视和广播电台通常通宵工作，所以响应时间稍长些并不是十分重要。如果考虑采用分布式感知机制来完成电视台的检测，可以忍受的响应时间是数分钟到数十分钟。然而，当电台不是工作在连续模式(例如夜间关闭时)而处于时开时关的模式时，就需要有更快的感知速度，响应时间就越短越好。

(3)频谱使用表

802.22标准中要求基站维持一个信道可用性分类的表格。这个功能表中，将信道按可用状态分类，比如被占用(如正在传输PU信号)，可用(可被802.22用户占用)，禁止使用(不能被802.22使用)。这张表可以被系统操作员更新(例如设定某些信道为禁用)或者由802.22感知机制来控制。

(4)最大功率限制

在802.22系统中，研究基站和用户驻地设备可能给数字电视接收机带来的干扰问题很重要，IEEE 802.22工作组为之作了许多的假设，读者可以参考相关文献。基于假设可以得出一个结论：802.22基站需要控制用户驻地设备以保证其传输功率不超过表1中最后一列所示的值。因此，用户驻地设备必须依照图9中所示的等效全向辐射功率(EIRP)限制，同样，表2和图10给出了802.22系统基站发射功率的限制。

(5)带外发射屏蔽

为了保护数字电视和无线麦克风的正常工作，802.22标准要求EIRP数值达到4 W的基站和用户驻地设备必须满足表3中的规定，以降低频带外的干扰。

3.2 认知无线电的应用和频谱共享

认知无线电技术通过多种方式被应用于802.22系统中，包括分布式频谱感知、测量、探测算法和频谱管理。认知无线电作为极具潜力的未来的通信方式，早在美国联邦通信委员会FCC03-322的建议制订规则通告(NPRM)中就提到了它用于频谱管理的好处和4个具体应用：乡村市场和未注册设备、公共频谱租借、动态频谱共享以及通信系统和无线网状网(Mesh)之间的交互。认知无线电技术在无线通信领域有巨大的发展潜力，比如CR用户可以与其他用户协商实现更有效的频谱共享，可用于不同频段通信系统之间的交互，作为两个系统之间的桥梁。同样认知无线电可推进频谱资源二级市场的开发使用和乡村地区的频谱接入。认知无线电可以在有中心的网络、分布式网络、自组网(Ad Hoc)和Mesh架构中展示其应用潜力，满足授权用户和未授权用户的需要。

3.2.1 无线环境的场景分析和干扰抑制

认知无线电系统传输信号时，首先要分析无线传输场景，由无线发射机产生的激励是非平稳、空时信号，因为它们的统计特性依赖于时间和空间。对无线场景分析的任务涉及到空时处理，包含如下操作：自适应地对频谱检测的各种相关功能，比如干扰温度的估计和频谱空穴的检测；用于干扰抑制的自适应波束形成。

(1)干扰温度的定义和测量

当前无线环境是以发射机为中心的，距离发射机一定距离的信号功率在设计中要求达到一个噪声底限以降低可能的干扰，可是，由于新的不可预料的新的干扰源的出现，射频噪声底限可能升高，因而引起信号覆盖范围衰减。为防止这种可能性，FCC推荐了一种对干扰的评价方法，也就是从单纯的接收机对干扰进行测量向发射机和接收机之间自适应实时交互测量的方向转变，这种变化导致对干扰给出了一个新的度量，叫做干扰温度(IT)，如图11所示，其中干扰温度Ti公式化为Ti =Pi /kB，k为波尔兹曼常数，等于1.38×10-23J/K，B为相应带宽，Pi为干扰功率(由于内部噪声源和外部射频能量累加产生)，用于量化和管理无线环境的干扰源，而且干扰温度界限提供了特定频段和特定地理位置射频环境的最恶劣情形的描述。在干扰温度界限内，接收机能满意地工作。给定任一个频带，测得通信系统接收处干扰温度不超过一定界限，等待服务的用户就能使用它，干扰温度界限将作为该频带的无线电频率功率的上限。

对于认知无线电，接收机提供可靠的干扰温度的谱估计非常重要，可以使用多窗方法来估计干扰温度的功率谱，多窗谱估计联合奇异值分解为估计射频环境中噪声低限的功率谱提供了有效的方法。

(2)频谱空穴感知

频谱空穴是指被分配给某初始授权用户但在特定时间和具体位置该用户并没有使用的频带。首先，将频谱区域分成3种类型：

黑色区域，常被高能量的局部干扰占用。

灰色区域，有部分时间被低能量干扰占用。

白色区域，只有环境噪声而没有射频干扰的占用。

一般情况，白色区域和有限度的灰色区域可被等待服务的用户使用。在认知无线电系统中，频谱空穴检测的可靠方案对于系统的设计和实现是极其重要的。目前针对主用户的(有主用户意味着频谱空穴不存在)感知和检测主要采用两种方法：基于能量的感知和基于波形的感知。相比之下，基于波形的感知(比如循环平稳谱估计和特征检测等)性能要比单纯的能量感知好。但无论使用哪种方法，检测过程不得不在某个具体的地点进行，另外检测应足够灵敏。

(3)基于自适应天线波束形成技术的干扰抑制

为了优化射频激励信号的空间特性，可以采用自适应天线波束形成技术，对认知无线电接收端的干扰进行抑制。这样做是为了在认知无线电接收机中进行干扰抑制，通过以下两个阶段来完成：

在认知无线电发射机上采用定向发射天线，避免信号向各个方向传播，还可以节省功率。

假定每个认知无线电发射机都有固定的发射方向，则由其他发射机产生的干扰最小化。

在接收机上采用波束成形对来自已知发射机的干扰进行自适应的残余干扰对消。和其他未知发射机产生的干扰一样，可以设计使用一个具有鲁棒性的通用旁瓣对消器，来保护目标射频信号并沿着干扰方向置零、空信号。

3.2.2 信道状态估计及其容量预测

为了解决信道状态估计问题，传统上采用如下两种方法：差分检测、导频传输。差分检测法提供了鲁棒性和实现的简单性，但是代价是接收机端帧差错率(FER)对信噪比(SNR)性能的显著下降；导频传输提高了接收机的性能，但是使用导频在发射功率和信道带宽方面是要付出代价的。基于上述两种方法的结合，可以使用半盲训练的方法达到性能和带宽资源的折衷，它既不同于全盲处理的差分检测法，也不同于指导处理的训练序列传输法。

信道状态信息是随时间变化的，可由状态空间模型表述。动态噪声和度量噪声的特征决定了使用怎样的状态空间模型。

高斯噪声环境下，使用高斯状态空间模型，可用传统的卡尔曼滤波器进行信道状态的跟踪；非高斯噪声环境下，使用非高斯状态空间模型，可用粒子滤波器进行跟踪。

信道估计的结果可用来计算信道容量，用于控制发送端的信号能量，可使用香农定理对信道容量进行计算。另外在信道容量分析过程中，系统反馈时延的影响和高阶马尔可夫模型的使用也是两个值得考虑的问题，一定条件下会影响到通信系统的性能。

3.2.3 功率控制

在传统的围绕基站建立的无线通信系统中，功率控制通过基站实现，因此可以提供必要的覆盖范围和比较理想的接收机性能。对于一个认知无线电系统，也可以采用这种功率控制技术。不过，还是有必要考虑它也可以工作在无中心方式，因而可以拓宽它的应用范围，这种情形下，应找到某些可选的方式来控制发射功率。多用户CR系统的功率控制问题可看作是一个对策论的问题，不考虑竞争现象，可看作合作对策，该问题就简化为一个最优控制理论问题。对策论方法研究的功率控制问题中每个用户最大化自己的效用，则功率控制问题被归结为一个非合作对策。博弈论和信息论中的注水法可以用来解决功率控制的问题，迭代的注水法有很多方法可以用来处理多用户的场景，两者可相互结合来提高性能。

3.2.4 动态频谱接入和频谱共享

动态频谱管理也称为动态频谱分配，如图12所示。简单地说，结合功率控制，频谱管理的主要目的在于发展一个自适应的策略用于有效的利用射频(RF)频谱。特别的频谱管理算法设计如下：通过无线场景分析器建立的频谱空穴检测各个发射功率控制器的输出，选择合适的调制策略以自适应时变的无线射频环境，始终确保在信道上保持可靠的通信。通过适当的频谱分配实现认知无线电系统与授权用户之间的频谱共享。

调制技术方面，可以考虑采用正交频分复用调制(OFDM)技术，灵活而高效，这也是移动通信中B3G/4G网络将要采用的技术。OFDM使用一组正交的载波频率集合，信息被分别调制到各个载波上，特别适合频率选择性信道或者可变信道的信息传递。

通信业务量方面的考虑，如果在一个码分多址(CDMA)系统中，通信业务量和干扰等级是相关的，在一个认知无线电系统中，基于CDMA则动态频谱管理算法自然集中在用户的分配上，首先是分配较低干扰级的白色频谱空间，其次是有较高干扰级的灰色频谱空间。当使用其他的多址技术时，例如OFDM，同信道干扰必须避免。为了满足要求，动态频谱管理算法必须包括占用黑色空间的主用户的通信业务量模型。

认知无线电是未来无线通信新时代的希望。特别地，通过频谱共享过程的动态协调，可以创造重要的“白色空间”，使得系统可以在不断改变的动态无线环境下实现频谱利用率的大幅度提高。

4 结束语

802.22工作组正在制订第一个基于感知无线电技术的全球性的空中接口标准。这个新的将在电视频段进行操作的标准将采用诸如频谱感知、授权业务检测和冲突避免、频谱管理等技术来实现有效的业务共存以及在现有的授权服务中共享无线资源。本讲座中对802.22工作组所做工作的现状作了一个比较全面而深入的介绍，并得出基于认知无线电的无线通信技术将会有很大发展的结论。总之通过802.22标准的制订，认知无线电技术将对WRAN及其他网络的发展产生巨大的推动作用，而WRAN也必将对未来的通信业务和市场带来深远的影响。认知无线电技术必将是未来无线通信的一个重要发展方向。

5 参考文献

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[10] LAN/MAN Standards Commiutee

802.22 Working Group on wireless regional area network [EB/OL].

http://www.IEEE 802.org/22/.

(续完)

收稿日期：2006-03-23

作者简介

田峰，南京邮电大学信号与信息处理专业在读博士研究生，研究方向为无线通信与网络信号处理。

程世伦，南京邮电大学信号与信息处理专业在读博士研究生，研究方向为无线通信与网络信号处理。

无线局域网技术现状及前景 篇12

一、无线局域网的应用

要探讨无线局域网的应用, 应先分析无线局域网的技术特点, 因为正是无线局域网的技术特点决定了无线局域网的应用范围。通过将无线局域网与蜂窝移动通信网络 (如2.5代的GPRS和3G) 进行一下比较, 就可以找出无线局域网的应用定位。

首先从工作频段来看, 蜂窝移动通信网络的频率均需许可、需支付费用、政府管制严格。而无线局域网的工作频段则是另一种情况。

802.11b工作的2.4GHz ISM频段为国际上通用的免许可证频段。在我国, 2001年信息产业部颁布了信部无[2001]653号通知, 明确了在2400～2483.5MHz这83.5MHz频段内, 室内WLAN可以无需审批地使用。

802.11a工作的5GHz频段在美国为U-NII频段, 也是免许可证频段。在我国情况有所不同。2002年7月信息产业部颁布了信部无[2002]277号通知, 明确在5725～5850MHz这125MHz频段内, 高速无线局域网与点对点或点对多点扩频通信系统、宽带无线接入系统、蓝牙技术设备及车辆无线自动识别系统等无线电台站共用这一频段。设置使用5.8GHz频段无线电发射台站, 必须报所在省、自治区、直辖市无线电管理机构批准。室外设置的无线局域网需领取电台执照。同时, 5725～5850MHz这一频段原则上用于公众网无线接入通信, 运营企业须取得相应的基础电信业务经营许可。

比较2.4GHz频段与5.8GHz频段在我国的这些政策, 2.4GHz频段以其免许可性将在今后很长时间内被企业、家庭等用户广泛使用。而5.8GHz频段, 随着802.11a设备的成熟和市场规模的扩大, 相信在今后一两年内基础电信运营商将会启动这一频段上802.11a无线局域网的建设。

从覆盖范围来看, 无线局域网通常只能覆盖几十米到百来米这样的距离。因此, 无线局域网比较适合于做小范围的覆盖, 覆盖机场、咖啡店、写字楼等所谓的“热点”地区;而并不适合进行跨城市的、连续的广域覆盖。而蜂窝移动通信网络可进行全球覆盖。

从数据速率来看, 无线局域网可提供11Mbps～54Mbps的速率, 这远高于GPRS所能提供的数据速率, 也将高于3G移动网络支持的数据速率。从这一点来看, 无线局域网具有高数据速率的优势, 适合于对数据速率要求高的应用。

WLAN目前主要是提供数据应用 (如互联网接入、企业网接入等) 。与之功能相似的, 存在有线网络 (如有线局域网) 和蜂窝数据网络。比较它们的差异, 就可以分析WLAN的应用场合和发展前景。与有线网络相比, WLAN在接入带宽和网络可靠性上并没有什么优势;但WLAN的便携性、安装简易性使得WLAN非常适合于由于种种原因不易安装有线网络的地方, 如受保护的建筑物、机场等, 或者经常需要变动布线结构的地方, 如展览馆等;同样, WLAN支持的便携性使它非常适于在宾馆、写字楼、机场等移动办公者密集的地区向携带笔记本电路或PDA等便携设备的用户提供方便、快速的数据业务。

WLAN与蜂窝数据网络相比, 便携性要弱, 但其接入带宽高得多;WLAN适于向带宽要求高的移动商务办公者提供这类服务, 而蜂窝数据网络则只能向接入带宽要求很低的数据用户提供服务。

从WLAN的实际应用场景来看, 目前大致有两类:一类是企业自己建立的面向企业内部用户的WLAN网络, 以替代企业有线网或作为有线网的补充。比如一个大型超市, 通过WLAN网络, 可以在超市内的任何柜台, 通过手持终端, 统计存货情况, 交由中央系统处理, 就可以快速、高效地掌握销售情况, 适时进货。这类应用可以显著提高企业的信息化程度, 促进企业的发展。随着企业对信息化的重视, 这类应用必将得到迅速发展;另一类是无线ISP在诸如写字楼、宾馆、机场等所谓的“热点”地区, 建设的WLAN网络, 向公众移动数据用户提供互联网接入服务, 并向用户收取网络接入费。这类WLAN网络一般还比较分散、独立。要建设可运营、可广域漫游的电信级WLAN网络, 需解决诸如鉴权、计费等问题。

目前, 在技术上主要有两种解决方案:一种是基于SIM卡的方案, 以GSM、CDMA网络成功的漫游方案为基础, 适合于拥有GSM或CDMA网络的运营商;另一种是基于用户名/密码的方案, 以互联网上成功应用的RADIUS协议为基础, 可针对WLAN的特性做相应扩展, 这种方案比较适合于有ISP运营经验的运营商。对这两种方案的可靠性、稳定性, 还需在实际运营中进行检验。随着互联网的发展, 移动办公、移动商务的快速普及, WLAN的这类应用存在很大的市场潜力和发展机遇。

二、发展前景

随着标准的发展与无线网络产品的成熟, 无线局域网已经能够覆盖有线网络所无法顾及的领域, 主要用于不能或不方便架设电缆、频繁更换工作场地、终端变动频繁、业务成长快速、突发性强的场合。无线局域网通信作为一种成熟的技术广泛应用于金融、企业、医疗、教育等系统的主干/备份通信网络, 使信息电子化更加完善。有关专家还提到, 无线局域网的前景是无线互联网。

参考文献