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无线局域网的应用与发展
CompanyDocumentnumber：
WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
无线局域网的应用与发展
北京大学毕业设计论文
无线局域网的应用与发展
（以为讨论重点）
TheDevelopmentandApplicationofWirelessLAN
（Focusin
班级：
G0122193
学号：
导师：
吴增德
姓名：
白方
北京大学计算机科学与技术网络学院
2010年4月
摘要
本次本科毕业设计的要求是为跟踪目前无线上网技术并探讨以后无线数据传输的发展方向,相信随着科技的不断进步,数据传输无线技术的应用会为个人带来更为方便的处理信息的方式.无线上网是无线数据传输目前应用最为广泛且最基本的一种模式.其中又以WLAN（无线局域网）的技术为主,另外还有通过GPRS或者CDMA1X等各种不同的无线接入模式.
在具体设计中，会为分为几大部分.1,概述.无线宽带接入技术国内外目前状况2,无线宽带技术与设备总述.3,无线宽带技术解决方案.4,WLAN网络管理与认证计费系统.5,WLAN的应用方案分析。
6,总结与展望7,参考资料..
Abstract
Themainissueforthisarticleisdiscussingthefutureexpendingofwirlessdatainternetworking.Bytheimprovementoftechnology,theapplicationofwirelessdatatransmissionwillbringmoreconvienceofdatatransaction.Wirelessdatainternetworkingapplicationcurrentlyisthebasicandthewildestusedconcept,andespeciallyinWLANtechnology,GPRSorCDMAIXwirelessmode.
Thereareseveraltopicsinthefollowingarticle:
1.Thedevelopmentactualityandtrendofwirelessbroadbandcommunications
2.Thetechandequipmentofwirelessbroadbandcommunications
3.Wirelessbroadbandcommunicationssolution
4.WLANmanagementandbilling
5.AnalysisofWLANapplication
6.Conclusion
7.Reference
第一部分：
概述
一,WLAN目前的国内外发展现状.
在美国，300多家星巴克咖啡连锁店已经为客人提供无线接入服务，今年年底这个数字将变成2000；在日本，随处可见年轻人拿彩色屏幕的3G手机下载信息，拨打可视电话；在新加坡，用户通过手机、PDA或者笔记本电脑连接到UOB网络银行，可以查询他们的个人银行账户、支付账单、买卖信贷或者预定宾馆。
在我国，信息产业部最近发出通知，今后，无线局域网、无线宽带、蓝牙设备和交通无线电台等将共同使用的频段。
在清除了无线上网政策上的屏障之后，相关投资者都开始相继出手——5月中旬，中国网通集团首先在上海推出“天翼通”无线宽带业务，随后福建、广东等地也都陆续推出这项新业务，并大加推广；5月17日世界电信日，中国移动也宣布其GPRS网络正式投入商业运营，覆盖全国138个城市，中国移动甚至宣称，他们将从第四季度开始建设无线局域网；而中国联通大规模建设CDMA1X网络的工作也已全面展开。
一切表明，我国无线已越来越近，触手可及。
GartnerGroup指出，2002年时全球工作人口中将会有超过25%的移动工作者，为数将高达亿人;而从研究机构Ovum的调查中得知，在2004年之前，全球移动办公室的使用者将会达到1370万人；但是无线上网稳定吗与有线相比，无线的安全问题是不是更难解决还有，正因无线更加自由，而在某些地点随意地通过无线局域网上网的又如何计费呢新技术引发新应用，新技术同样带来新问题。
无线市场：
商机无限
互联网向无线连接的延伸为中国带来了许多机会。
运营商、网络设备提供商、移动终端厂商、网络接入服务商和内容提供商可以向企业和最终用户提供各种解决方案。
而无线运营和无线网络设备市场的风生水起，也使无线终端产品市场需求激增，众多终端设备厂商已瞄准了无线上网这个大市场的机会。
自由借助于能无线上网的手机、PDA和笔记本电脑等无线终端产品是迈入无线应用的第一步，而这样的需求正是移动终端再次高速增长的巨大契机。
到2004年，可移动上网的笔记本和掌上电脑将达到2000万台，如果其中10%~20%的人每年花费1000元移动上网，2004年无线移动宽带服务的市场规模就是20亿~40亿。
在《激情“无线”2002》会场，Avaya为现场提供了自己的WLAN解决方案，Acer、IBM、HP、NEC、三星、方正、紫光、京东方和友邦等厂商都在真实无线环境中展示了各自具有无线功能的笔记本，在这些移动终端产品中，的无线接口或者无线模块几乎成了标配，而像NEC、京东方、方正、紫光等厂商的部分产品更是可以通过与手机或者手机SIM卡相连，直接登录GPRS网络——这也是国内目前正火的无线广域网上网方案，就连国内笔记本市场龙头联想也隆重推出其“移动之翼”GPRS无线广域网方案。
其实，国内外IT企业正是根据用户的种种需求（包括普遍需求和特殊需求）来制定自己的发展方向和发展策略，这谁能最早得到最前沿的需求刺激，谁就有可能最早提出创新的构思。
无线上网发展的历史性机遇已经来到，一个庞大的市场正在形成中，吸引着产业链的各个环节全情投身其中。
二.无线宽带接入技术分析
无线接入技术区别于有线接入的特点之一是标准不统一，不同的标准有不同的应用。
正因为此，使得无线接入技术出现了百家争鸣的局面。
在众多的无线接入标准中，无线局域网标准更成为人们关注的焦点。
家族
是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。
由于在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又相继推出了和两个新标准。
三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
物理层支持Mbps和11Mbps两个新速率。
标准在扩频时是一个11位调制芯片，而标准采用一种新的调制技术CCK完成。
使用动态速率漂移，可因环境变化，在11Mbps、Mbps、2Mbps、1Mbps之间切换,且在2Mbps、1Mbps速率时与兼容。
工作在5GHzU-NII频带，物理层速率可达54Mb/s，传输层可达25Mbps。
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，以及TDD/TDMA的空中接口；支持语音、数据、图像业务；一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。
蓝牙
蓝牙（IEEE）是一项最新标准，对于来说，它的出现不是为了竞争而是相互补充。
蓝牙比更具移动性，比如，限制在办公室和校园内，蓝牙能把一个设备连接到LAN和WAN，甚至支持全球漫游。
此外，蓝牙成本低、体积小，可用于更多的设备。
但是，蓝牙主要是点对点的短距离无线发送技术，本质上要么是RF要么是红外线。
而且，蓝牙被设计成低功耗、短距离、低带宽的应用，严格来讲，不算是真正的局域网技术。
家庭网络的HomeRF
HomeRF主要为家庭网络设计，是IEEE与DECT的结合，旨在降低语音数据成本。
HomeRF也采用了扩频技术，工作在频带，能同步支持4条高质量语音信道。
但目前HomeRF的传输速率只有1~2Mbps，FCC建议增加到10Mbps。
有关问题
自从标准草案技术确定后，某些观察家就质疑是否有必要继续发展在GHz频带上的技术，主要理由是这个频带日益拥挤，反倒是使用的GHz频带有更多空间可供运用。
另一方面，现有网络的传输效能非常杰出，证明GHz频带非常适合无线网络联机，而且在干扰逐渐增加的情形下，装置仍可提供强大效能。
此之，世界各地都已开放GHzISM频带，管制非常少或是完全没有管制；相形之下，许多军事设备也使用GHz频带，例如高功率雷达，因此包括西欧与日本在内，全球多个主要市场都对此频带的商业应用有所限制。
就算在美国，也有人关心让标准使用GHz频带后，是否会造成某些安全顾虑。
无线局域网络由于使用GHz频带，因此可避免将来可能出现的规定限制，并能与目前使用中的系统兼容。
成本是某些业者关心的事，详细成本分析结果显示，符合标准草案的产品成本会与产品成本非常接近；此外，建置双频带的无线网络，让它兼容于、和规格，其成本也与网络的建置费用相彷，这表示使用者只须负担「a标准」专用网络的成本，即可建置一套多模式无线局域网络。
若要让无线局域网络同时支持「a」、「b」与「g」标准，就必须使用一组双频带无线电或是两组无线发射机，分别负责GHz与GHz频带的通信作业，但其成本不会高于只支持标准的产品。
TI相信的成本优势必然会带动无线局域网络市场持续发展，因为它把两种目前不相同也不兼容的技术成功整合在一起。
影响
随着技术选择在2001年尘埃落定，无线局域网络市场经过长久等待后，终于获得一套完整规格，让厂商能以它为基础，发展新世代产品与多模式系统。
标准草案虽是一项折衷结果，但工作效能并未受到规格折衷的影响，它仍提供GHz频带所能达到的更高数据产出率与联机范围。
在此之前，无线局域网络有两种标准，它们彼此不兼容，却又竞相吸引使用者，造成市场前景不明，解决了这个问题，它同时包含与的精华，可带领整个产业迈向未来。
由于同时包含与标准的基本特色，故可用来发展无线局域网络装置，让它们与采用这两种规格的产品相互运作；在此之前，许多使用者已经安装了局域网络，并有意升级至更高数据速率，但都因为与他们现有网络不兼容而不敢做最后决定，的出现让这些问题获得解决。
这与有线以太网络技术的发展过程非常类似，当时以太网络装置也是透过10/100双模式操作，同时支持10/100-Mbps以太网络规格，以便在任一种模式下顺利工作，完全不需要使用者介入。
的下一步为何？
在成为正式标准之前，任务小组必须透过通信投票，完成标准草案的技术评论解答程序（technicalcommentresolutionprocess）；此时，会员的技术问题必须获得解答，实作细节也必须澄清。
预计最慢到2003年初，这项标准就会获得通过。
对TI及其客户的意义为何
长期以来，TI一直相信多模式无线网络具有许多优点，可在任一个环境内提供行动联机能力，新制订的标准草案也明确支持这种看法。
由于PBCC-22也同时获得任务小组采用，采用TI现有ACX100基频／媒体存取控制技术的制造商将取得领先地位，可立刻开始发展建置往前兼容的产品。
CahnersIn-Stat/MRD资深分析师表示，IEEE已为标准定义一条明确路径，从11与22Mbps往上延伸至54Mbps，让采用单一标准的多模式产品成为事实。
由于ACX100已经支持22Mbps传输能力，TI及其客户正居于有利地位，可率先提供符合标准的产品。
TI计划以装置和产品的现有成果为基础，发展兼容装置，预计到2002年中，即可依据目前的标准草案推出样品组件。
结论
通过比较分析可以看出，各种标准都是根据不同的使用场合，不同的用户需求而制定的。
有的是为了增加带宽和传输距离，有的则是考虑移动性和经济性，局部最优不等于全局最优。
因此，用户应视实际需求选择适合自己的标准。
三,WLAN行业应用
在国内，WLAN的技术和产品在实际应用领域还是比较新的。
但是，无线由于其不可替代的优点，将会迅速地应用于需要在移动中连网和在网间漫游的场合，并在不易布线的地方和远距离的数据处理节点提供强大的网络支持。
特别是在一些行业中，WLAN将会有更大的发展机会：
移动办公系统
在办公环境中使用WLAN，可以使办公用计算机具有移动能力，在网络范围内可实现计算机漫游。
各种业务人员、部门负责人和工程技术专家，只要有移动终端或笔记本电脑，无论是在办公室、资料室、洽谈室，甚至在宿舍都可通过WLAN随时查阅资料、获取信息。
领导和管理人员可以在网络范围的任何地点发布指示，通知事项，联系业务。
也就是说可以随时随地进行移动办公。
展览和会议
在大型会议和展览等临时场合，WLAN可使工作人员在极短的时间内，方便地得到计算机网络的服务，和Internet连接并获得所需要的资料，也可以使用移动计算机互通信息、传递稿件和制作报告。
金融服务
银行和证券、期货交易业务可以通过无线网络的支持将各机构相连。
即使已经有了有线计算机网，为了避免由于线路等出现的故障，仍需要使用无线计算机网做备份。
在证券和期货交易业务中的价格以及“买”和“卖”的信息变化极为迅速频繁，利用手持通信设备输入信息，通过计算机无线网络迅速传递到计算机、报价服务系统和交易大厅的显示板，管理员、经纪人和交易者可以迅速利用信息进行管理或利用手持通信设备直接进行交易。
避免了由于手势、送话器、人工录入等方式而产生的不准确信息和时间延误所造成的损失。
旅游服务
旅馆采用WLAN，可以做到随时随地为顾客进行及时周到的服务。
登记和记账系统一经建立，顾客无论在区域范围内的任何地点进行任何活动，比如在酒吧、健身房、娱乐厅或餐厅等，都可以通过服务员的手持通讯终端来更新记账系统，而不必等待复杂的核算系统的结果。
石油工业
无线网连接可提供从钻井台到压缩机房的数据链路，以便显示和输入由钻井获取的重要数据。
海上钻井平台由于宽大的水域阻隔，数据和资料的传输比较困难，敷设光缆费用很高，施工难度很大。
使用无线网技术，费用不及敷设光缆的十分之一，效率高，质量好。
医护管理
现在很多医院都有大量的计算机病人监护设备、计算机控制的医疗装置和药品等库存计算机管理系统。
利用WLAN，医生和护士在设置计算机专线的病房、诊室或急救中进行会诊、查房、手术时可以不必携带沉重的病历，而可使用笔记本电脑、PDA等实时记录医嘱，并传递处理意见，查询病人病历和检索药品。
工厂车间
工厂往往不能敷设连到计算机的电缆，在加固混凝土的地板下面也无法敷设电缆，空中起重机使人很难在空中布线，零备件及货运通道也不便在地面布线。
在这种情况下，应用WLAN,技术人员在进行检修、更改产品设计、讨论工程方案，并可在任何地方查阅技术档案、发出技术指令、请求技术支援，甚至和厂外专家讨论问题。
库存控制
仓库零备件和货物的发送和贮存注册可以使用无线链路直接将条形码阅览器、笔记本计算机和中央处理计算机连接，进行清查货物、更新存储记录和出具清单。
第二部分：
无线宽带技术与设备总述
一,无线局域网标准
●1997年6月定义,用于解决办公室局域网和校园网中用户终
端的无线接入,速率最高到2Mbps
●1999年9月定义,主导厂家3COM,Intersil,Lucent,Nokia,
SymbolTechnologies,速率最高到11Mbps,认定标记为Wi-Fi
●无线联网标准的后续标准,速率最高到54Mbps,
认定标记为Wi-Fi5
●适应传统的及标准,解决Bluetooth,
（蓝牙）技术之间的干扰问题
●WECA1999年8月,推动无线局域网标准化的组织,Wireless
EthernetCompatibilityAlliance,无线以太网兼容联盟
●AdditionalRegulatoryDomains
●QualityofService（QoS）,为因应整合资料、语音与视
●讯的网络多媒体应用风潮而研拟。
内容根基于既有的DCF与PCF架构，包含QoS、服务等级制定、网络安
◆全、网络
交易认证等机制.
●Inter-AccessPointProtocol（IAPP）主要系解决无线
⏹局域网络桥接器的互通问题。
由于各厂商均对其无线局域网络桥接器设计专属网络配置系统Distribution
◆System），IEEE依据直接序列展频技术制定
●IAAP（Inter-Access
PointProtocol）
定义桥接器所
●需的参数与资料格式，作为网络联系的平台基础
●DynamicChannelSelectionandTransmissionPower
●AuthenticationandSecurity
二.无线局域网技术规范
重要规格
●使用频带为~GHz,速率最高只能达到2Mbps
●定义有FHSS及DSSS调变方式,但大部分采用FHSS调变技术
●FHSS使用FrequencyShiftKeying,FSK调变技术
●传输1Mbps时使用secondlevelGaussFSK（GFSK）
●传输2Mbps时使用fourthonelevelGaussFSK
●使用CSMA/CA（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionAvoidan
◆载波监听多路访问/冲突防止之MediaAccessControl
●CSMA/CA采用能量检测（ED）、载波检测（CS）和能量载波混合检测三种测信道空闲的方式
●2侦测目前是否有资料在传送
●2利用NAV（NetAllocationVector），告知会有多久的时间要传资料，以避免网络上的封包产生碰撞
●与一样使用相同LLC,亦为48-bitaddress
b重要规格
●亦称为High-Rate或Wi-Fi（WirelessFidelity）
●使用频带为~GHz,速率最高达到11Mbps
●只使用DSSS调变
●传输1Mbps时使用DBPSK,DifferentialBinaryPhaseShiftKeyin
●传输2Mbps时使用DQPSK,DifferentialQuartPhaseShiftKeying
●传输/11Mbps时使用补偿编码键控ComplementaryCodeKeying,CCK调变技术
●使用rate-switchingprocedure以自动调整传输速率为11/2/1Mbps
●无线网的封包技术和传统以太网的封包技术不同
●而AP是无线网和传统以太网连接的桥梁，在其中要执行封包转换功能目前多数无线网产品普遍依据RFC1042标准
a重要规格
●使用OFDM调变技术
●CFR（CodeofFederalRegulation）Title47Section
●工作在5GHzU-NII（UnlicensedNationalInformationInfrastructure）频带,物理层速率可达54Mbps,传输层可达25Mbps
●可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口以及TDD/TDMA空中接口
●使用BPSK,QPSK,16-QAM（Quadratureamplitudemodulation）编码调变技术
●支持速率为6,9,12,18,24,36,48,54Mbps,其中6,12,24Mbps为必备速率
●使用ForwardErrorCorrection,FEC校正技术
●传输距离较短,与,不兼容
g重要规格
●使用频带为~GHz
●a使用OFDM调变技术
●其实是一种混合标准
●它既能适应传统的标准，在频率下提供11Mbps数据传输率
●也符合数据传输率标准在频率下提供54Mbps数据传输率
●可兼容,
三.无线局域网的拓扑结构
拓扑结构Topology
●由无线网卡、无线接入点（AP）、计算机和有关设备组成，采用单元结构
●每个单元称为一个基本服务组（BasicServiceSet,BSS）
●BSS的组成有以下三种方式
集中控制方式（InfrastructureTransferMode）：
每个单元由一个中心站控制（AP），网中的终端在该中心站的控制下与其他终端通信。
尽管BSS区域较大，但其所建中心站的费用较昂贵.
分布对等式（AdHocTransferMode）：
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，但这种方式的结构简单，使用方便
●.
集中控制式与分布对等式相结合的方式
●一个无线局域网可由一个基本服务区（BSA）组成，一个BSA通常包含若干个单元，这些单元通过AP与某骨干网相连。
骨干网可以是有线网，也可以是无线网
TransferMode
●IndependentBasicServiceSetNetwork;IBSSNetwork
●同处於一个小区域,彼此以点对点（peertopeer）方式通讯,而不必透过有线或无线之主干
●使用公用广播信道,网中任意两点均可直接通信
●aMAC协议多采用载波监测多址接入（CSMA/CA）类型的多址接入协议
TransferMode（Client/ServerMode）
●包含有线或无线主干（Backbone）的网络通讯
●网络交通可分为两种:
uplink（stationtobackbone）and
◆downlink（backbonetostation）
●通往backbone的接点称之为Accesspoint或BaseStation
●aAccesspoint最多可支持256多个用户的接入
TransferMode（漫游模式）
●以InfrastructureMode为基础建构多个AP互相涵盖服务范,但须有
●相同ESSID（ExtendedServiceSetID）才能漫游
●使用SpanningTreeProtocol（SPT）以解决loop-freebridging
●因每个AccessPointDomain可能使用不同的频率,故使用beacon
●frame取得漫游区之频率
●定为activemode之设备会定期发送beaconframe
TransferMode（桥接模式）
●
将2段或多段AccessPoint桥接
四.WLAN天馈线系统
天线系列
WLAN为了增加信号的覆盖，需要通过天线用于连接无线网卡及接入点，以增加传输距离。
此天线与一般电视，火腿族，大哥大所用之天线不同，原因是因为频率不同所致，WLAN所用之频率为较高的之频段。
天线的功能是将源端信号，藉由天线本身的增益特性而传送至远处，至于能传多远，一般除了考虑源端的输出功
升级会员 