優(yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）：無(wú)線寬帶接入技術(shù)應(yīng)用分析與研究（可編輯）

優(yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）：無(wú)線寬帶接入技術(shù)應(yīng)用分析與研究畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)設(shè)計(jì)(論文)題目:無(wú)線寬帶接入技術(shù)應(yīng)用分析與研究系別:_電子信息工程系___學(xué)生姓名:__XXXXx_____專業(yè):__通信工程______班級(jí):01110701_學(xué)號(hào):___011170120_______指導(dǎo)教師:__XXXXX______答辯組負(fù)責(zé)人:___________________重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文任務(wù)書主要研究?jī)?nèi)容、方法和要求 主要研究?jī)?nèi)容:首先介紹無(wú)線寬帶接入技術(shù)的相關(guān)概念、特征及對(duì)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。然后介紹無(wú)線寬帶接入網(wǎng)的需求、總體結(jié)構(gòu)、基本功能。最后進(jìn)行總結(jié)。研究方法:1.通過(guò)因特網(wǎng)、圖書館、期刊等查詢和學(xué)習(xí)各種有關(guān)無(wú)線寬帶接入技術(shù)的知識(shí);2.定期與導(dǎo)師見(jiàn)面、學(xué)習(xí)、交流;3.同學(xué)間相互討論,學(xué)習(xí)有關(guān)無(wú)線寬帶接入技術(shù)的知識(shí)。要求:1.收集相關(guān)資料,通過(guò)閱讀資料了解無(wú)線寬帶接入技術(shù)的原理。2.與指導(dǎo)老師和同學(xué)進(jìn)行交流,以保證設(shè)計(jì)的進(jìn)度以進(jìn)行分析探討,對(duì)相關(guān)學(xué)科、資料來(lái)源、制作方案等制訂切實(shí)可行的計(jì)劃。進(jìn)度計(jì)劃 第6-7周:查閱相關(guān)資料,了解需掌握的內(nèi)容,完成開題報(bào)告;第8-10周:學(xué)習(xí)有關(guān)無(wú)線寬帶接入技術(shù)的相關(guān)知識(shí),掌握有關(guān)無(wú)線寬帶接入網(wǎng)的原理;第11周:翻譯相關(guān)參考資料,進(jìn)行整理;第12-14周:完成論文的撰寫和修改;第15周:畢業(yè)答辯。主要參考文獻(xiàn) [1]李建宇張輝王彬著寬帶無(wú)線接入技術(shù)及應(yīng)用-Wi與WiFi電子工業(yè)出版社2006[2]郭世滿馬蘊(yùn)穎郭蘇寧著寬帶接入技術(shù)及應(yīng)用北京郵電大學(xué)出版社2006[3]吳彥文著固定寬帶無(wú)線技術(shù)北京郵電大學(xué)出版社2003指導(dǎo)教師簽字:年月日教研室主任簽字:年月日備注:此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫,并于畢業(yè)設(shè)計(jì)論文開始前下達(dá)給學(xué)生。可加附頁(yè)。重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文開題報(bào)告設(shè)計(jì)論文題目無(wú)線寬帶接入技術(shù)及應(yīng)用研究基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題 研究基本內(nèi)容:首先介紹無(wú)線寬帶接入技術(shù)的相關(guān)概念、特征及對(duì)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。然后介紹無(wú)線寬帶接入網(wǎng)的需求、總體結(jié)構(gòu)、基本功能。最后進(jìn)行總結(jié)。擬解決的主要問(wèn)題:研究方法、步驟及措施 研究方法:從書籍、網(wǎng)上收集無(wú)線寬帶接入技術(shù)相關(guān)資料研究步驟:1、閱讀無(wú)線寬帶接入相關(guān)書籍,在網(wǎng)上搜索無(wú)線寬帶接入技術(shù)相關(guān)信息2、學(xué)習(xí)無(wú)線寬帶接入技術(shù)相關(guān)內(nèi)容3、整理資料4、撰寫論文研究措施:從書籍、網(wǎng)上收集無(wú)線寬帶接入技術(shù)相關(guān)資料研究進(jìn)度計(jì)劃 2周:1、收集資料2、填寫開題報(bào)告1個(gè)月:理解,分析,總結(jié)2周:寫論文2周:準(zhǔn)備答辯5月中旬:論文初稿、終稿6月初:答辯學(xué)生意見(jiàn) 學(xué)生簽字年月日指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字:年月日摘要對(duì)無(wú)線寬帶網(wǎng)的研究有利于對(duì)通信行業(yè)技術(shù)進(jìn)行更加全面的了解和認(rèn)識(shí),在以前寬帶無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)被廣泛且基本只應(yīng)用于“最后一公里”的接入。但是隨著更多機(jī)遇的介入,使得無(wú)線寬帶接入網(wǎng)利用其傳統(tǒng)的MMDS和LMDS技術(shù)應(yīng)用于了移動(dòng),無(wú)線,寬帶城域網(wǎng)絡(luò)中。并且許多技術(shù)研究組織對(duì)其進(jìn)行完善和修改,不斷推出新的協(xié)議,使其在物理層,接入規(guī)范,媒體接入控制層,安全保密等方面都進(jìn)行了擴(kuò)展和規(guī)范。所以在此論文中對(duì)其無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù),WI,IEEE802.16-2004和IEEE802.16-2005接口和新的無(wú)線接入技術(shù)進(jìn)行了研究,在研究之中我發(fā)現(xiàn)許多技術(shù)之間的相互彌補(bǔ)或相互制約都會(huì)給無(wú)線寬帶技術(shù)帶來(lái)實(shí)際性的變化,例如想要高質(zhì)量的通信,無(wú)疑對(duì)傳輸距離,環(huán)境要求會(huì)造成損失和影響,對(duì)其的研究應(yīng)考慮多方面條件,在不同情況之下采取的不同技術(shù)和設(shè)備,所以在此研究之中采取了從結(jié)構(gòu),規(guī)格,技術(shù),應(yīng)用原理上進(jìn)行了解。通過(guò)對(duì)其多方面的研究,越發(fā)的認(rèn)為無(wú)線寬帶技術(shù)是以后一種必不可少,更加重要的技術(shù),越來(lái)越深入生活,并會(huì)從中給大家?guī)?lái)方便,作為以后長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展,低成本,高效率,易維護(hù)將成為關(guān)鍵,所以對(duì)其的分析望大家予以指導(dǎo)和思考。關(guān)鍵詞Wi無(wú)線寬帶接入網(wǎng)IEEE802.16媒質(zhì)接入控制層物理層AbstractTheresearchonwirelessbroadbandcommunicationsindustrycanpromoteamorecomprehensiveunderstandingandlearningofthetechnologies.Previously,wirelessaccessnetworkisonlyappliedtothe"lastonemile"accessextensivelyandfundamentally.However,withtheinterventionofmoreopportunities,wirelessbroadbandaccessnetworkisapplyingitstraditionalMMDSandLMDStechnologiestothemobile,wireless,broadbandmetropolitannetworks.Withtheimprovementandmodificationofnumberoftechnicalresearchorganizationsandnewprotocolsintroduced,thephysicallayer,accessspecification,themediaaccesscontrollayer,securityandotheraspectsareextendedandstandardized.SotheWirelessLANtechnology,WI,IEEE802.16-2004,IEEE802.16-2005Interfaceandothernewwirelessaccesstechnologieswasmainlystudiedinthepaper.Themutualcomplementsorrestraintsbetweenthesetechnologieswillleadsubstantialchangestowirelessbroadbandtechnology.Forexample,thereisnodoubtthatitwillhavegreatlossandimpactontransmissiondistanceandenvironmentalrequirementsifhigh-qualitycommunicationsarerequired.Thestudyshouldbeconsideredmanyofitsconditions.Differenttechniquesandequipmentsshouldbetakenunderdifferentconditions.Thestructures,formats,technologiesandapplicationprinciplesmainlywerestudiedtounderstanditmorecomprehensively.Throughtheextensiveresearch,thewirelessbroadbandtechnologyisanessentialandimportanttechnologyinfuture.Themorecloselyitgrowstoourdailylife,themoreconvenienceswewillget.Consideringalong-termdevelopment,low-cost,highefficiencyandeasymaintenancewillbethekey.Onceagainalloftheanalysisandreflectioncanbetakenintoconsiderationandmakeadifference.KeywordWiBroadbandWirelessAccessTechnologyIEEE802.16MACPhysicalLayer目錄前言 1第1章寬帶無(wú)線接入技術(shù)概述 21.1基本概念 21.2分類 21.3BWA傳統(tǒng) 31.4傳統(tǒng)BWA技術(shù)發(fā)展 3第2章WLAN技術(shù) 52.1無(wú)線局域網(wǎng)特點(diǎn) 52.2無(wú)線局域網(wǎng)體系 52.3IEEE802.11b的體系結(jié)構(gòu) 72.4無(wú)線局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 142.6無(wú)線局域網(wǎng)場(chǎng)景的應(yīng)用 172.7中國(guó)無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 172.8無(wú)線局域網(wǎng)未來(lái)趨勢(shì) 18第3章IEEE802.16無(wú)線城域網(wǎng)(WLAN) 193.1概述 193.2主要標(biāo)準(zhǔn) 19第4章IEEE802.16-2004空中接口規(guī)范 224.1IEEE802.16-2004協(xié)議參考模型 224.2總體技術(shù)要求 224.3網(wǎng)絡(luò)共享機(jī)制及尋址和連接 274.4物理層規(guī)范 284.5MAC層公共部分子層規(guī)范 3144.6MAC層服務(wù)匯聚子層規(guī)范 394.7MAC層安全子層規(guī)范 41第5章Wi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 435.1Wi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究現(xiàn)狀 435.3Wi網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要求 465.4Wi網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)性管理 495.41ASN內(nèi)移動(dòng)性管理 49第6章無(wú)線寬帶接入新技術(shù)和關(guān)鍵問(wèn)題 516.1iBurst技術(shù) 516.2Wi熱點(diǎn)問(wèn)題 52結(jié)論 53致謝 54參考文獻(xiàn) 55一.英語(yǔ)原文 56二.英文翻譯 60三.附錄A縮略語(yǔ) 63前言在此我對(duì)無(wú)線寬帶網(wǎng)的研究是為了對(duì)無(wú)線寬帶接入技術(shù)有更深的了解和認(rèn)識(shí),研究主要針對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù),WI,IEEE802.16-2004和IEEE802.16-2005接口和新的無(wú)線接入技術(shù)。在此前以后人們對(duì)其進(jìn)行過(guò)研究,但在此我將借鑒前人的的研究,對(duì)其進(jìn)行一次更加升入全面的分析。在此研究之中我們將認(rèn)識(shí)到更多有關(guān)于無(wú)線寬帶的知識(shí),對(duì)其有更為深刻的了解,希望以此使得大家更加關(guān)注無(wú)線寬帶網(wǎng)技術(shù),使其在未來(lái)通信行業(yè)之中獲得更多重視。因?yàn)槠浼夹g(shù)日益的成熟,將會(huì)逐步改變我們的生活,給我們帶來(lái)更多方便和驚喜。第1章寬帶無(wú)線接入技術(shù)概述1.1基本概念從電信角度:全網(wǎng)分為:公眾網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)(cpn)。其中公眾網(wǎng)又可以分為長(zhǎng)途網(wǎng),中繼網(wǎng),接入網(wǎng),長(zhǎng)途網(wǎng)和中繼網(wǎng)組成為核心網(wǎng)。接入網(wǎng):業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI),用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI),傳送實(shí)體(線路和傳輸設(shè)施)所組成的實(shí)施系統(tǒng),用Q3接口進(jìn)行配置。從市話端局(本地交換機(jī))至用戶終端之間的部分屬于接入網(wǎng)[1]。接入網(wǎng)分為:有線和無(wú)線。其中有線接入網(wǎng)中有:光纖接入網(wǎng),銅纜接入網(wǎng),混合光纖/同軸電纜網(wǎng)。無(wú)線接入網(wǎng)有:集群通信網(wǎng),蜂窩移動(dòng)網(wǎng),微波通信網(wǎng),衛(wèi)星通信網(wǎng),。交換節(jié)點(diǎn)到用戶終端采用無(wú)線技術(shù)。1.覆蓋:單基站:幾十米到幾千米,應(yīng)用于局域網(wǎng)到城域網(wǎng)。2.應(yīng)用頻率:2GHZ~幾十GHZ。3.頻譜利用率高:采用OFDM/OFDMA技術(shù)。4.靈活的鏈路自適應(yīng)技術(shù)。5.MAC層具備調(diào)度機(jī)制。6.動(dòng)態(tài)寬帶分配能力。7.安全性。8.承載業(yè)務(wù)正從話音及數(shù)據(jù)兼顧的業(yè)務(wù)向純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)。9.應(yīng)用模式從固定向移動(dòng)方向轉(zhuǎn)。1.2分類1.按照覆蓋區(qū)域劃分:個(gè)域網(wǎng),局域網(wǎng),城域網(wǎng),廣域網(wǎng),2.針對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用需求進(jìn)行劃分:WLAN(無(wú)線局域網(wǎng)),FBWA(固定無(wú)線接入),MBWA(移動(dòng)無(wú)線接入)1.3BWA傳統(tǒng)屬于“最后一公里”技術(shù):高頻段的LMDS,低頻段的MMDS。LMDS(本地多點(diǎn)系統(tǒng)):26GHZ,28GHZ,36GHZ和38GHZ。特點(diǎn)在于帶寬大,覆蓋在5km以內(nèi),適于商務(wù)熱點(diǎn)。第二代LMDS工作原理:通過(guò)基站式扇形區(qū)域?qū)TM骨干網(wǎng)基帶信號(hào)調(diào)制為射頻信號(hào)發(fā)射。在覆蓋區(qū)內(nèi)的許多用戶終端設(shè)備將接收并把射頻信號(hào)還原為ATM信號(hào),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高寬帶無(wú)線傳輸。LMDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu):優(yōu)點(diǎn):提供35~58Mbps下行,而商用戶高達(dá)51.85~155.52Mbps,成本低,項(xiàng)目啟動(dòng)快,建設(shè)周期短,維護(hù)成本低。面臨問(wèn)題:1.政策方面:運(yùn)營(yíng)商和廠商的每一實(shí)施步驟都必須得到政府許可。例如頻率申請(qǐng)和實(shí)驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)。2.技術(shù)方面:沒(méi)有統(tǒng)一的接口和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),視距傳輸受雨率效應(yīng)明顯。缺點(diǎn):局限性:帶寬有限,僅200MHz。信道不足,限制MMDS在大型商業(yè)區(qū)應(yīng)用且大范圍也容易引起小區(qū)間干擾,而3.5G無(wú)線技術(shù)屬于MMDS。1.4傳統(tǒng)BWA技術(shù)發(fā)展由于LMDS和MMDS并沒(méi)有形成FBWA領(lǐng)域的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),所以要想使BWA發(fā)展下去,就需要成熟技術(shù),統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),以及有效成本降低機(jī)制構(gòu)成的良性循環(huán),到目前為止,發(fā)展較好,廣泛接受的為IEEE的802.16標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.16:既考慮了LMDS系統(tǒng)的兼容,又考慮了LMDS技術(shù)發(fā)展。其大力推廣FBWA發(fā)展。IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PMP)寬帶固定無(wú)線接入系統(tǒng)的權(quán)威規(guī)范,最初為10~66GHz規(guī)范,之后又對(duì)2~11GHz頻段進(jìn)行了規(guī)范。BWA是各種無(wú)線通信領(lǐng)域新技術(shù)和各類計(jì)算機(jī)領(lǐng)域齊心合力,發(fā)揮新思路智慧的“結(jié)晶”。是IT與CT技術(shù)的融合第2章WLAN技術(shù)2.1無(wú)線局域網(wǎng)特點(diǎn)WLAN:是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物,特點(diǎn):安裝便捷移動(dòng)性好:支持室外300m,辦公環(huán)境10~100m。易擴(kuò)展性:每個(gè)AP支持100多個(gè)用戶。可靠性:使用以太網(wǎng)類似的連接協(xié)議和數(shù)據(jù)包確認(rèn)。2.2無(wú)線局域網(wǎng)體系其中IEEE802.11:工作于2.4GHz,物理層采用紅外,DSSS(直接序列擴(kuò)頻)或FSSS(跳頻擴(kuò)頻)技術(shù),共享速率高達(dá)2Mbps。主要解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶端的無(wú)線接入問(wèn)題[1]。IEEE802.11G:工作在5GHz頻段上,使用OFDM調(diào)制技術(shù),可支持54Mbps速率傳輸。優(yōu)點(diǎn)在于傳速高,干擾小。優(yōu)點(diǎn):價(jià)格低,速率低。IEEE802.11d:定義了一些物理層方面要求,以適應(yīng)IEEE802.11設(shè)備在國(guó)家無(wú)線電管制上的要求。IEEE802.11f:定義了一套稱為IAPP協(xié)議,以實(shí)現(xiàn)不同供應(yīng)商的接入點(diǎn)間的互操作性。IEEE802.11g:為新的物理OFDM調(diào)制技術(shù),速率提高到20Mbps以上,與IEEE802.11b系統(tǒng)互通,共存一個(gè)AP網(wǎng)絡(luò)里,保障了后向兼容性,使原有WLAN系統(tǒng)向高速WLAN過(guò)渡,延長(zhǎng)了IEEE802.11b的壽命,降低了投資。IEEE802.11j:為適應(yīng)在5GHz以上應(yīng)用不同而制定的標(biāo)準(zhǔn),在5.15~5.25GHz之間,歐洲允許200mw功率,日本僅允許160mw。IEEE802.11k:為WLAN應(yīng)該如何進(jìn)行信道選擇,漫游服務(wù)和傳輸功率控制提供了標(biāo)準(zhǔn)。在WLAN中,每個(gè)設(shè)備通常會(huì)連接到提供信號(hào)最強(qiáng)的接入點(diǎn),這樣會(huì)導(dǎo)致其他接入點(diǎn)利用率低,對(duì)一個(gè)接入點(diǎn)利用過(guò)度,為此用IEEE802.11k來(lái)規(guī)范。IEEE802.11m:對(duì)IEEE802.11家族規(guī)范進(jìn)行維護(hù),修改,改進(jìn),以及解釋。IEEE802.11n:為新的高速無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),其將IEEE802.11a的速度從56Mbps提升到108Mbps以上,最高可達(dá)320Mbps,共采用雙頻工作模式(2.4GHz和5GHz),保障了IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)的兼容,還用MIMO與OFDM技術(shù)相結(jié)合,使速率成倍提升,另外采用智能無(wú)線技術(shù)極高性能的傳輸技術(shù),使傳輸距離大大加長(zhǎng),可達(dá)到幾千米(并保證100Mbps的傳輸速率),其全面改進(jìn)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)從物理層標(biāo)準(zhǔn),采用新的高性能天線傳輸技術(shù),優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),提高網(wǎng)絡(luò)吞吐性能。IEEE802.11o:針對(duì)VoWLAN制定,實(shí)現(xiàn)更快的無(wú)限跨區(qū)切換,以及讀取語(yǔ)音比數(shù)據(jù)有更高的傳輸優(yōu)先權(quán)。IEEE802.11p:針對(duì)汽車通信的特殊環(huán)境而制定的。IEEE802.11q:通過(guò)將虛擬LAN映像到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上,實(shí)現(xiàn)WLAN上對(duì)VLAN的支持。IEEE802.11r:立足進(jìn)行FBT(快速切換)的研究,目的是為了研究實(shí)現(xiàn)支持時(shí)延敏感業(yè)務(wù)的快速切換技術(shù)。IEEE802.11s:建立在a,b,g,i上,兼容這些標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)具有“自動(dòng)發(fā)現(xiàn)”和“自愈”功能。IEEE802.11t:定義了測(cè)試WLAN的量度和方法。IEEE802.11u:定義了WLAN與其他網(wǎng)絡(luò)的交互性,讓更多產(chǎn)品將兼具WiFi與其他無(wú)線協(xié)議。IEEE802.11v:在k的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步向運(yùn)營(yíng)商增強(qiáng)由WLAN提供的服務(wù)。其他標(biāo)準(zhǔn):FliperLAN1/HiperLAN2,MMAC標(biāo)準(zhǔn)。為了推動(dòng)3G和WLAN兩種技術(shù)的協(xié)議發(fā)展,目前重點(diǎn)研究如何利用3G網(wǎng)絡(luò)能力,向WLAN系統(tǒng)提供用戶接入認(rèn)證和計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)。2.3IEEE802.11b的體系結(jié)構(gòu)無(wú)線局域網(wǎng)由端站(STA),接入點(diǎn)(AP),接入控制器(AC),AAA服務(wù)器以及網(wǎng)元管理單元組成。圖2-1無(wú)線局域網(wǎng)參考模型接口定義:WA接口:空中接口。WB接口:為邏輯接口,可以不對(duì)應(yīng)具體的物理接口。WT接口:為邏輯接口,可以不對(duì)應(yīng)具體的物理接口。WU接口:公眾無(wú)線局域網(wǎng)(PWLAN)和Internet之間的接口。WS接口:為邏輯接口,可以不對(duì)應(yīng)具體的物理接口。WP接口:AC與Portal服務(wù)器之間接口,也為為邏輯接口,可以不對(duì)應(yīng)具體的物理接口。WM接口:PWLAN與網(wǎng)元管理單元之間的接口,該接口為為邏輯接口,可以不對(duì)應(yīng)具體的物理接口。網(wǎng)絡(luò)單元功能:STA:無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的終端,可以通過(guò)不同接口接入計(jì)算機(jī)終端。也可以是非計(jì)算機(jī)終端上的嵌入式設(shè)備。AP:通過(guò)無(wú)線鏈路和STA通信,AP上行方向通過(guò)WB接口采用有線方式與AC連接。AC:在無(wú)線局域網(wǎng)和外部網(wǎng)之間充當(dāng)網(wǎng)關(guān)功能。AAA服務(wù)器具備認(rèn)證,授權(quán)和計(jì)費(fèi)(AAA)功能。Portal服務(wù)器負(fù)責(zé)完成PWLAN用戶門戶網(wǎng)站的推送,為必選網(wǎng)絡(luò)單元。接口要求:1.空中接口:(1)物理層:2.4GHz下,可用帶寬83.5MHz,劃分為13個(gè)信道,每個(gè)信道帶寬22MHz。5.8GHz下:1信道劃分:可用帶寬125MHz,分為5個(gè)信道,每個(gè)信道帶寬為20MHz。信道中心頻率為:5000+5*n(MHz),其中n149,153,157,161,165。3MAC層要求:必須符合IEEE802.11規(guī)定。支持分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)。支持點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PCF)。支持虛擬載波偵聽機(jī)制。支持節(jié)電模式和激活模式,并能相互轉(zhuǎn)換。支持MSDU和MMPDU的分段和重組功能。支持基于SSID和WEP加密的安全服務(wù)。B:MAC幀幀結(jié)構(gòu)(1)幀控制域(Framecontrol):由多個(gè)子域構(gòu)成,每個(gè)子域?qū)?yīng)不同的比特?cái)?shù)。協(xié)議版本(ProtocolVersion):2比特,MAC協(xié)議的版本號(hào),類型(TYPE):2比特,標(biāo)識(shí)了幀的類型,包含管理幀,數(shù)據(jù)幀和控制幀。子類型(Subtype):4比特,和類型域共同標(biāo)識(shí)了特定幀的類型。ToDS:1比特,在所有發(fā)送DS給數(shù)據(jù)幀中,該域置1,其他幀中置為0.FromDS:1比特,在所有DS發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中,該域置1,其他幀中置為0.更多分段(MoreFragment):1比特,標(biāo)識(shí)該幀之后是否有當(dāng)前MSDU或MMPDU的分段。重傳(Retry):1比特,標(biāo)識(shí)該幀是否為重傳幀。功率管理(PowerManagement):1比特,標(biāo)識(shí)STA的功率管理狀態(tài)。更多數(shù)據(jù)(MoreData):1比特,用于通知處于節(jié)電模式的STA,AP緩沖區(qū)中有待的MSDU或MMPDU。WEP:1比特,標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)是否進(jìn)行了WEP加密。Order:1比特,在任何包含MSDU或分段的數(shù)據(jù)幀中,該域置為1其他幀置為0.(2)Duration/ID域:長(zhǎng)度16比特,在不同類型的幀中,該域代表關(guān)聯(lián)ID或持續(xù)時(shí)間。(3)地址域:MAC幀格式中包含4個(gè)地址域,這4個(gè)域共同標(biāo)明了BSSID。(4)順序控制域:由順序號(hào)(12比特)和分段序號(hào)(4比特)。(5)數(shù)據(jù)域:是可變長(zhǎng)度域,對(duì)應(yīng)高層協(xié)議數(shù)據(jù)。(6)幀校驗(yàn)域:幀校驗(yàn)(FCS)域位于MAC幀尾,是32比特,CRC校驗(yàn)碼,FCS校驗(yàn)范圍覆蓋MAC幀頭和數(shù)據(jù)域。其他MAC層功能MAC層應(yīng)支持自動(dòng)信道探索(Probe),認(rèn)證(Authentication)和關(guān)聯(lián)(Association)過(guò)程。3.兼容性要求4.安全性要求5.服務(wù)質(zhì)量保證認(rèn)證要求:有3種認(rèn)證:基于IEEE802.1x的認(rèn)證,基于PPPOE的認(rèn)證和基于WEB的認(rèn)證[1]。1基于WEB的認(rèn)證要求A:認(rèn)證系統(tǒng)架:圖2-2基于WEB的系統(tǒng)認(rèn)證架構(gòu)基于WEB的認(rèn)證系統(tǒng)功能尸體協(xié)議棧:圖2-3基于web的認(rèn)證系統(tǒng)功能實(shí)體協(xié)議棧B:基于WEB的認(rèn)證流程用戶WEB接入流程-正常下線流程2基于PPPOE的認(rèn)證要求:A:認(rèn)證系統(tǒng)架構(gòu):STA到AC之間為二層網(wǎng)絡(luò),AC負(fù)責(zé)終結(jié)STA發(fā)起的PPPOE協(xié)議,并利用PPP協(xié)議中支持的認(rèn)證方法對(duì)STA的PPP連接請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證基于PPOE的認(rèn)證系統(tǒng)功能實(shí)體協(xié)議棧圖2-4基于PPoE的認(rèn)證系統(tǒng)架構(gòu)B:認(rèn)證流程用戶主動(dòng)下線流程3基于IEEE802.1x的認(rèn)證基于IEEE802.1x的認(rèn)證系統(tǒng)架構(gòu)在此架構(gòu)下,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)IEEE802.1x中定義的認(rèn)證請(qǐng)求者,認(rèn)證點(diǎn)和認(rèn)證服務(wù)器的三元結(jié)構(gòu),認(rèn)證請(qǐng)求者對(duì)應(yīng)STA,認(rèn)證點(diǎn)對(duì)應(yīng)AP或AC,認(rèn)證服務(wù)器對(duì)應(yīng)AS。AP作為認(rèn)證點(diǎn)圖2-5基于IEEE802.1x的認(rèn)證系統(tǒng)功能實(shí)體協(xié)議棧(AP為認(rèn)證點(diǎn))2.計(jì)費(fèi)要求:在用戶接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中,認(rèn)證點(diǎn)(AP或AC)應(yīng)作為計(jì)費(fèi)信息采集前端,負(fù)責(zé)采集PWLAN用戶的計(jì)費(fèi)原始數(shù)據(jù)信息,通過(guò)RADIUS協(xié)議接口傳送給認(rèn)證服務(wù)器AS。每隔一段時(shí)間,認(rèn)證點(diǎn)應(yīng)向RADIUS認(rèn)證服務(wù)器上報(bào)一個(gè)實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)消息,包括用戶身份信息,當(dāng)前用戶連接時(shí)長(zhǎng),連接會(huì)話標(biāo)識(shí)和用戶流量信息等,RADIUS認(rèn)證服務(wù)器回應(yīng)實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)確認(rèn)報(bào)文。3.切換要求(1)AP為認(rèn)證點(diǎn)時(shí)的切換:圖2-6AP為認(rèn)證時(shí)的切換流程(2)AC為認(rèn)證點(diǎn)時(shí)的切換:圖2-7AC為認(rèn)證點(diǎn)時(shí)的切換流程4.漫游要求:對(duì)于WLAN終端在不同認(rèn)證區(qū)域的漫游,STA需要重新進(jìn)行認(rèn)證,漫游地AAAServer作為RADIUS代理,歸屬地AAAServer互相交換信息。漫游流程:1STA發(fā)起認(rèn)證請(qǐng)求,認(rèn)證點(diǎn)通過(guò)RADIUS協(xié)議接口向漫游地AAAServer發(fā)送認(rèn)證相關(guān)信息。2漫游地AAAServer將認(rèn)證請(qǐng)求和用戶相關(guān)信息轉(zhuǎn)發(fā)給歸屬地AAAServer,歸屬地AAAServer將認(rèn)證結(jié)果返回給漫游地AAAServer。3用戶認(rèn)證成功或失敗。4共用戶認(rèn)證成功,認(rèn)證點(diǎn)向漫游地AAAServer上報(bào)計(jì)費(fèi)消息,漫游地AAAServer應(yīng)同時(shí)將計(jì)費(fèi)信息轉(zhuǎn)發(fā)給歸屬地AAAServer。2.4無(wú)線局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)DSSS技術(shù)DSSS調(diào)制技術(shù)分為3種:IEEE802.11下在1Mbps下的DBPSK和2Mbps下的DQPSK,第三種為基于CCK的QPSK,由于CCK為了對(duì)抗多徑干擾,需要更復(fù)雜的均衡及調(diào)制(速率超過(guò)11Mbps時(shí))實(shí)現(xiàn)起很難,所以引入了一些新的調(diào)制技術(shù)[4]。PBCC調(diào)制技術(shù):一種單載波的調(diào)制,但它與CCK不同,它使用更多復(fù)雜的信號(hào)星座圖,PBCC采用8PSK,而CCK使用BPSk/QPSk,PBCC使用卷積碼,而CCK使用區(qū)塊碼,PBCC可以完成更高速率的速率傳輸,11,22,33Mbps。OFDM技術(shù):OFDM技術(shù)是一種無(wú)線環(huán)境下的高速多載波傳輸技術(shù),OFDM主要思想為:在頻域內(nèi)將給定信道分為許多正交子信道,在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制,各子載波并行傳輸,從而能有效地抑制無(wú)線信道的時(shí)間彌散所帶來(lái)的符號(hào)間干擾(ISI)。但其也有不足:如易受到頻率偏差的影響存在較高的PAR,OFDM技術(shù)很有前景,已成為第四代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。MIMOOFDM技術(shù):能在不增加帶寬下,成倍的提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。1.CSMA/CA協(xié)議問(wèn)題:(1)在無(wú)線環(huán)境中,因?yàn)榘l(fā)送設(shè)備的功率通常要比接收設(shè)備的功率強(qiáng)得多,檢測(cè)沖突困難,因此,不可能終止互相沖突的傳輸。(2)無(wú)線LAN存在隱藏站點(diǎn)問(wèn)題。(3)大多數(shù)無(wú)線電都是半雙工,它們不能在同一頻率上發(fā)送并同時(shí)監(jiān)聽突發(fā)噪聲,所以CA表示沖突避免,這種協(xié)議實(shí)際上實(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前需要對(duì)信道進(jìn)行預(yù)約。2.BTMA(忙音多路訪問(wèn))協(xié)議(1)暴露終端問(wèn)題BTMA就是解決暴露終端問(wèn)題的?？刂茻o(wú)線客戶機(jī),實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)卡的標(biāo)準(zhǔn)化,防止WLAN網(wǎng)卡。采取這些措施,將WLAN安全風(fēng)險(xiǎn)大大降低。在WLAN和有線網(wǎng)絡(luò)之間安裝防火墻,阻止非授權(quán)的WLAN用戶向有線網(wǎng)發(fā)送第二層數(shù)據(jù)包。保護(hù)接入點(diǎn):將接入點(diǎn)隱藏在不易發(fā)現(xiàn)的地方,防止被非法篡改,防止無(wú)線電波“泄漏”到站點(diǎn)之外。不要僅依靠WPA,這里因?yàn)閃PA仍然使用密碼加密數(shù)據(jù)流,而沒(méi)有使用更安全的分組密碼。使用VPN,IPSEC,VPN或SSLVPN仍被視為最佳保護(hù)技術(shù)。利用第三方無(wú)線安全控制器完善VPN。選擇合適的EAP方式。監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。1.網(wǎng)絡(luò)層:(1)移動(dòng)IP:引入解決了WLAN跨IP自網(wǎng)慢有問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案[5]。(2)無(wú)線局域網(wǎng)與移動(dòng)IP移動(dòng)主機(jī)(MN)在外地通過(guò)外地代理(FA)向位于家鄉(xiāng)的家鄉(xiāng)代理(HA)注冊(cè),從而使得HA得知MN當(dāng)前位置,從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性。有了移動(dòng)IP,主機(jī)可以跨越IP子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)漫游。(3)在無(wú)線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)IP存在的問(wèn)題IP地址的分配,應(yīng)用透明性,基礎(chǔ)設(shè)施,協(xié)議軟件。2.MAC層:IEEE802.11e協(xié)議1一些如視頻和語(yǔ)音等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)要求WLAN的MAC層能夠提供可靠的分組傳輸,傳輸時(shí)延低且抖動(dòng)小,所以對(duì)IEEE802.11MAC協(xié)議進(jìn)行改進(jìn),使其支持具有QOS要求的運(yùn)用。2IEEE802.11MAC協(xié)議普通的IEEE802.11無(wú)線局域MAC層有兩種通信方式:一種叫分布式協(xié)議(DCF),另一種叫點(diǎn)協(xié)調(diào)式(PCF)。DFC基于具有沖突檢測(cè)的載波偵聽叫多路存取方法(CSMALCA),無(wú)線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)前,先探一下線路的忙閑狀態(tài),若空閑,則立即發(fā)送數(shù)據(jù),并同時(shí)檢測(cè)有無(wú)數(shù)據(jù)碰撞發(fā)生。PCF是指無(wú)線接入點(diǎn)設(shè)備周期性地發(fā)出信號(hào)測(cè)試幀,通過(guò)該測(cè)試幀與個(gè)無(wú)線設(shè)備就網(wǎng)絡(luò)識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)管理參數(shù)等進(jìn)行交互。(3)IEEE802.11e的EDCF機(jī)制對(duì)分布式協(xié)同(DFC)的修訂標(biāo)準(zhǔn)稱為增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)(EDCF)。EDCF把流量設(shè)備分為8個(gè)優(yōu)先級(jí),當(dāng)線路空閑時(shí),無(wú)線設(shè)備在發(fā)送數(shù)據(jù)前必須等待一個(gè)約定時(shí)間,這個(gè)時(shí)間稱為“給定幀間時(shí)隙(AIFS)”,優(yōu)先級(jí)越高,這個(gè)時(shí)間越短。優(yōu)先極高的流量的傳輸延遲比低的流量小得多。為了避免沖突,在8個(gè)優(yōu)先級(jí)之外還有一個(gè)額外的控制參數(shù),稱為競(jìng)爭(zhēng)窗口,實(shí)際為下一個(gè)時(shí)間段,其長(zhǎng)短有一個(gè)不斷遞減的隨機(jī)數(shù)決定。PCF的改良稱為混合協(xié)同(HCF),混合查詢控制器在競(jìng)爭(zhēng)時(shí)段探測(cè)線路情況,確定發(fā)送數(shù)據(jù)的起始時(shí)刻,并爭(zhēng)取最大的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。3.物理層:雙頻多模無(wú)線局域網(wǎng)1雙頻多模WLAN引入2雙頻多模WLAN接收發(fā)端:圖2-8雙頻多模WLAN接收發(fā)送端組成框圖3雙頻多模WLAN應(yīng)用熱點(diǎn)地區(qū),解決小區(qū)間無(wú)縫切換的問(wèn)題。2.6無(wú)線局域網(wǎng)場(chǎng)景的應(yīng)用2.7中國(guó)無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀1.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供應(yīng)不足,競(jìng)爭(zhēng)激烈。2.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用。3.1國(guó)內(nèi)無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用。2國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要產(chǎn)品和用戶選擇。3國(guó)內(nèi)無(wú)線局域網(wǎng)的局限。2.8無(wú)線局域網(wǎng)未來(lái)趨勢(shì)1.網(wǎng)絡(luò)配置趨向智能化2.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨向標(biāo)準(zhǔn)化3.位置感知趨向精確化4.網(wǎng)絡(luò)漫游趨向廣泛化WLAN在克服種種困難,推出各種協(xié)議優(yōu)化自我性能的同時(shí),其技能和應(yīng)用已上升到一個(gè)更高的層次,更好地造福于我們大眾的生活。第3章IEEE802.16無(wú)線城域網(wǎng)(WLAN)3.1概述3.2主要標(biāo)準(zhǔn)1.固定無(wú)線接入。使用10~66GHz頻段,而此頻段:波長(zhǎng)短,只實(shí)現(xiàn)視距傳播,典型的信道寬為25MHz或28MHz,當(dāng)采用高階調(diào)制方式時(shí),數(shù)據(jù)速率能超過(guò)120Mbps[3]。使用11GHz以下許可頻段:由于波長(zhǎng)長(zhǎng),因此能支持非視距傳播,此時(shí)會(huì)產(chǎn)生多晶效應(yīng),需要采用一些增強(qiáng)的物理層技術(shù),使用11GHz以下非許可頻段:該頻段的傳播特性與11GHz以下的許可頻段一樣,存在較大干擾,需采用動(dòng)態(tài)頻率選擇(DFS)等技術(shù)解決。在IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)中,定義了4種物理層實(shí)現(xiàn)方式:SC,SCa,,ODFM和ODFMA,其中,單載波(SC)調(diào)制于10~66GHz,增強(qiáng)單載波(SCa)調(diào)制于2~11GHz,OFDM/OFDMA是IEEE802.16中典型的物理層方式,也應(yīng)用于2~11GHz,OFDM/OFDMA方式具有高頻帶利用率,可提高相同載波帶寬下提供更高的傳輸速率,同時(shí)也在抵抗多徑效應(yīng),頻率選擇性衰落或窄帶干擾上有明顯優(yōu)勢(shì),已成為B3G主要研究技術(shù)之一。IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)中,在MAC層定義了較為完整的QOS機(jī)制,MAC層針對(duì)每個(gè)鏈接可以分別設(shè)置不同的QOS參數(shù),包括速率和延時(shí)等指標(biāo),為了更好控制上行帶寬,還定義了4種不同的上行帶寬調(diào)度模式,分別為:非請(qǐng)求的寬帶分配業(yè)務(wù),實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù),非實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù),盡力而為業(yè)務(wù)。1移動(dòng)性2寬帶接入3城域覆蓋范圍4主要提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)表3-1IEEE802.16-2004和IEEE802.16e-2005空中接口標(biāo)準(zhǔn)特征的比較IEEE802.16 IEEE802.16a IEEE802.16-2004 IEEE802.16e-2005表中情況 2001年12月發(fā)布 2003年一月發(fā)布 2004年10月發(fā)布 2006年2月28日發(fā)布使用頻段10-66GHz11GHz 10-66GHz11GHz6GHz信到條件 視距 非視距 視距+非視距 非視距固定/移動(dòng)性 固定 固定 固定 移動(dòng)+漫游調(diào)測(cè)方式 QPSK,16QAM和64QAM 256OFDMBPSK/QPSK/16QAM/64QAM 256OFDMBPSK/QPSK/16QAM/64QAM2048OFDMA 256OFDMBPSK/QPSK/16QAM/64QAM/2048OFDMA128/512/1024/2048OFDMA信道帶寬 25/28MHz 1.25~20MHz 1.25~20MHz 1.25~20MHz傳輸速率 32~134Mbps以20MHz為載波寬帶 在20MHz信道上提供約75Mbps的速率 在20MHz信道上提供約75Mbps的速率 在10MHz信道上提供約30Mbps的速率額定小區(qū)半徑 5km 5~10km 5~10km 幾km技術(shù)參數(shù) IEEE802.16-2004 IEEE802.16e-2005子載波數(shù) 256OFDM/2048OFDMA 256OFDM/128、512、1024、2048(OFDMA)帶寬/MHz 1.25~20 1.25~20頻段/GHz 2~11 6移動(dòng)性 固定或便攜 中低車速峰值速率(單基站吞吐量) 75Mbps20MHz信道 15Mbps5MHz信道調(diào)制方式 BPSK、QPSK、6QAM和64QAM信道編碼 卷積碼、快Turbo碼、卷積Turbo碼和LDPC碼鏈路自適應(yīng) AMC、功率控制和HARQ小區(qū)間切換 不支持 支持增強(qiáng)型技術(shù) 智能天下、空時(shí)編碼、空分多、Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜秃攴旨?IEEE802.16e-2005)接入控制 主動(dòng)寬大分配、輪詢、競(jìng)爭(zhēng)接入相結(jié)合QoS UGS、nrtPS、mrtPsBE和E-rtPS(IEEE802.16e-2005)省電模式 不支持 支持空閑(idle)模式1.物理層關(guān)鍵技術(shù)1自適應(yīng)調(diào)至編碼:支持BPSK,QPSK,16QAM調(diào)制方式以及前向糾錯(cuò)碼FEC。2