WLAN设计毕业论文(13版)Word文件下载.doc

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4.3WLAN频率规划 9

第五章WLAN在现实生活中的应用 11

第六章无线网络视频监控系统 12

6.1无线网络视频监控的优点：

12

6.2室外组网方式 12

6.3工程实例 13

第七章实习期间对于WLAN的认识 15

7.1回路数据的技术 15

7.2物联网对媒介研究的影响 16

7.3小结 17

全文总结 18

结束语 19

谢辞 20

参考文献 21

第一章WLAN基本知识

1.1WLAN基本原理

WLAN是WirelessLocalAreaNetwork的缩写，指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。

无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。

无线局域网最通用的标准是IEEE定义的802.11系列标准。

1.2WLAN技术要求

由于无线局域网需要支持高速、突发的数据业务，在室内使用还需要解决多径衰

落预计各子网串扰等问题。

具体来说，无线局域网必须实现以下技术要求：

（1）可靠性：

无线局域网的系统分组丢失率应该低于10-5，误码率应该低于10-8。

（2）兼容性：

对于室内使用的无线局域网，应尽可能使其跟现有的有线局域网在网络操作系统和网络软件上相互兼容。

（3）数据速率：

为了满足局域网业务量的需要，无线局域网的数据传输速率应该在1Mbps以上。

（4）通信保密：

由于数据通过无线介质在空中传播，无线局域网必须在不同层次采取有效的措施以提高通信保密和数据安全性能。

（5）移动性：

支持全移动网络或半移动网络。

（6）节能管理：

当无数据收发时使站点机处于休眠状态，当有数据收发时再激活，从而达到节省电力消耗的目的。

（7）小型化、低价格：

这是无线局域网得以普及的关键。

（8）电磁环境：

无线局域网应考虑电磁对人体和周边环境的影响问题。

1.3WLAN硬件设备

（1）无线网卡。

无线网卡的作用和以太网中的网卡的作用基本相同，它作为无线局域网的接口，能够实现无线局域网各客户机间的连接与通信。

（2）无线AP。

AP是AccessPoint的简称，无线AP就是无线局域网的接入点、无线网关，它的作用类似于有线网络中的集线器。

（3）无线天线。

当无线网络中各网络设备相距较远时，随着信号的减弱，传输速率会明显下降以致无法实现无线网络的正常通信，此时就要借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增强。

第二章WLAN覆盖设计规划

2.1WLAN网络规划流程

WLAN网络规划流程可以分为以下几个步骤：

调研及勘查、覆盖设计、频率规划、容量规划、网络优化几个步骤。

通过调研了解客户需求，明确网络覆盖目标、应用背景，分析用户对象群及数量、业务特征等；

并对WLAN覆盖现场进行勘查，获得现场环境参数、传输及点位等资源情况。

在此基础上制定合理的WLAN网络规划总体原则和策略。

覆盖设计阶段首先确定WLAN网络的覆盖方式，即采用室内还是室外覆盖方式、单独建设还是与移动通信网络合路等。

确定覆盖方式之后根据现场环境参数进行链路预算，在此基础上初步确定AP点位及数量。

在有条件情况下，进行WLAN仿真，预测规划效果，并根据仿真结果进行调整，直到各项参数达到目标值。

覆盖设计之后根据前面确定的AP点位及数量进行合理频率规划，规避频率干扰，力求将干扰降到最小。

若频点始终无法合理规划，需重新调整AP的点位及数量。

目前最流行的无线局域网组建的方式，即“SplicMAC”架构，主要采用LWAPP协议，使用“瘦”AP与WLAN控制器组网的方式，适用于香港总部WLAN组网。

因为AP数量较多，原始的“胖”AP组网方式，管理难度高，工作量大，并且无法保证移动性强的实时数据流通信。

但“胖”AP可以部署在小型WLAN中，

然后根据用户需求进行容量规划。

容量规划与频率规划是相互关联又相互制约的，提升容量将增大干扰，降低干扰又会减少网络容量，容量规划的目的就是找到容量和干扰整体最优的结合点。

最后，在WLAN网络建成之后，进行实际的测试，做相应的优化调整，使网络性能达到最优。

当然，WLAN网络规划的这几个步骤之间是相互关联、不可分割的，进行实际规划设计时应综合考虑这几方面，这样才能减少网络规划往复次数，并使最终的WLAN网络性能接近最优。

2.2WLAN覆盖设计优化时需要注意的几点

（1）优化WLAN网络，首先考虑满足AP与终端设备信号的交互，以及用户有效接入网络。

因此提高信号覆盖范围是优化中必要考虑的因素。

（2）选择天线，需考虑到信号均匀分布，重点区域和信号碰撞点，需考虑调整天线方位角和下倾角。

（3）天线安装位置应确保天线主波束方向正对覆盖目标区域，保证良好覆

盖效果。

（4）相同频点AP的覆盖方向尽可能错开，避免同频干扰。

（5）需室外覆盖的类型较少，基本为居民小区（或结构类似小区的建筑物）室外空旷区域（如高尔夫球场、风景区等）。

（6）当使用自带鞭状天线时，在空旷区域信号最大覆盖距离建议考虑在500m以内，天线增益12dBi的条件下，开阔视距环境中覆盖半径约达到500m，在半开阔环境中能够达到约300m。

（7）从室外透过封闭的混凝土墙后的无线信号几乎不可用，所只考虑利用从门、窗入射信号。

即使无线信号能通过门、窗直射穿透，纵向最多也只能覆盖2个房间。

（8）被覆盖的区域应该尽可能靠近天线，被覆盖区域与天线尽可能直视。

建议每个AP的并发用户不超过20个。

第三章WLAN安全

3.1无线局域网安全发展概况

我国从2001年开始着手制定无线局域网安全标准，经过西安电子科技大学、西安邮电学院、西电捷通无线网络通信有限公司等院校和企业的联合攻关，历时两年多制定了无线认证和保密基础设施WAPI，并成为国家标准，于2003年12月执行。

WAPI使用公钥技术，在可信第三方存在的条件下，由其验证移动终端和接入点是否持有合法的证书，以期完成双向认证、接入控制、会话密钥生成等目标，达到安全通信的目的。

WAPI在基本结构上由移动终端、接入点和认证服务单元三部分组成，类似于802.11工作组制定的安全草案中的基本认证结构。

同时我国的密码算法一般是不公开的，WAPI标准虽然是公开发布的，然而对其安全性的讨论在学术界和工程界目前还没有展开。

3.2无线局域网的安全必要性

WLAN在为用户带来巨大便利的同时，也存在着许多安全上的问题。

由于WLAN 

通过无线电波在空中传输数据，不能采用类似有线网络那样的通过保护通信线路的方式来保护通信安全，所以在数据发射机覆盖区域内的几乎任何一个WLAN用户都能接触到这些数据，要将WLAN发射的数据仅仅传送给一名目标接收者是不可能的。

而防火墙对通过无线电波进行的网络通讯起不了作用，任何人在视距范围之内都可以截获和插入数据。

因此，虽然无线网络和WLAN的应用扩展了网络用户的自由，它安装时间短，增加用户或更改网络结构时灵活、经济，可提供无线覆盖范围内的全功能漫游服务。

然而，这种自由也同时带来了新的挑战，这些挑战其中就包括安全性。

WLAN 

必须考虑的安全要素有三个：

信息保密、身份验证和访问控制。

如果这三个要素都没有问题了，就不仅能保护传输中的信息免受危害，还能保护网络和移动设备免受危害。

难就难在如何使用一个简单易用的解决方案，同时获得这三个安全要素。

国外一些最新的技术研究报告指出，针对目前应用最广泛的802.11bWLAN 

标准的攻击和窃听事件正越来越频繁，故对WLAN安全性研究，特别是广泛使用的IEEE802.11WLAN的安全性研究，发现其可能存在的安全缺陷，研究相应的改进措施，提出新的改进方案，对 

技术的使用、研究和发展都有着深远的影响。

同有线网络相比，无线局域网无线传输的天然特性使得其物理安全脆弱得多，所以首先要加强这一方面的安全性。

无线局域网中的设备在实际通信时是逐跳的方式，要么是用户设备发数据给接入设备，饭由接入设备转发，要么是两台用户设备直接通信，每一种通信方式都可以用链路层加密的方法来实现至少与有线连接同等的安全性。

无线信号可能被侦听，但是，如果把无线信号承载的数据变成密文，并且，如果加密强度够高的话，侦听者获得有用数据的可能性很小。

另外，无线信号可能被修改或者伪造，但是，如果对无线信号承载的数据增加一部分由该数据和用户掌握的某种秘密生成的冗余数据，以使得接收方可以检测到数据是杏被更改，那么，对于无线信号的更改将会徒劳无功。

而秘密的独有性也将使得伪造数据被误认为是合法数据的可能性极小。

这样，通过数据加密和数据完整性校验就可以为无线局域网提供一个类似有线网的物理安全的保护。

对于无线局域网中的主机，面临病毒威胁时，可以用最先进的防毒措施和最新的杀毒工具来给系统增加安全外壳，比如安装硬件形式的病毒卡预防病毒，或者安装软件用来时实检测系统异常。

PC机和笔记本电脑等设备己经和病毒进行了若千年的对抗，接下来的无线设备如何与病毒对抗还是一个待开发领域。

对于DOS攻击或者DDOS攻击，可以增加一个网关，使用数据包过滤或其它路由设置，将恶意数据拦截在网络外部;

通过对外部网络隐藏接入设备的IP地址，可以减小风险。

对于内部的恶意用户，则要通过审计分析，网络安全检测等手段找出恶意用户，并辅以其它管理手段来杜绝来自内部的攻击。

硬件丢失的威胁要求必须能通过某种秘密或者生物特征等方式来绑定硬件设备和用户，并且对于用户的认证也必须基于用户的身份而不是硬件来完成。

例如，用MAC地址来认证用户是不适当的。

除了以上的可能需求之外，根据不同的使用者，还会有不同的安全需求，对于安全性要求很高的用户，可能对于传输的数据要求有不可抵赖性，对于进出无线局域网的数据要求有防泄密措施，要求无线局域网瘫痪后能够迅速恢复等等。

所以，无线局域网的安全系统不可能提供所有的安全保证，只能结合用户的具体需求，结合其它的安全系统来一起提供安全服务，构建安全的网络。

当考虑与其它安全系统的合作时，无线局域网的安全将限于提供数据的机密性服务，数据的完整性服务，提供身份识别框架和接入控制框架，完成用户的认证授权，信息的传输安全等安全业务。

对于防病毒，防泄密，数据传输的不可抵赖，降低Dos攻击的风险等都将在具体的网络配置中与其它安全系统合作来实现。

3.3无线信道上传输的数据所面临的威胁

由于无线电波可以绕过障碍物向外传播，因此，无线局域网中的信号是可以在一定覆盖范围内接听到而不被察觉的。

这如用收音机收听广播的情况一样，人们在电台发射塔的覆盖范围内总可以用收音机收听广播，如果收音机的灵敏度高一些，就可以收听到远一些的发射台发出的信号。

当然，无线局域网的无线信号的接收并不像收音机那么简单，但只要有相应的设备，总是可以接收到无线局域网的信号，并可以按照信号的封装格式打开数据包，读取数据的内容。

另外，只要按照无线局域网规定的格式封装数据包，把数据放到网络上发送时也可以被其它的设备读取，并且，如果使用一些信号截获技术，还可以把某个数据包拦截、修改，然后重新发送，而数据包的接收者并不能察觉。

因此，无线信道上传输的数据可能会被侦听、修改、伪造，对无线网络的正常通信产生了极大的干扰，并有可能造成经济损失。

3.4无线局域网中主机面临的威胁

无线局域网是用无线技术把多台主机联系在一起构成的网络。

对于主机的攻击可能会以病毒的形式出现，除了目前有线网络上流行的病毒之外，还可能会出现专门针对无线局域网移动设备，比如手机或者PDA的无线病毒。

当无线局域网与无线广域网或者有线的国际互联网连接之后，无线病毒的威胁可能会加剧。

对于无线局域网中的接入设备，可能会遭受来自外部网或者内部网的拒绝服务攻击。

当无线局域网和外部网接通后，如果把IP地址直接暴露给外部网，那么针对该IP的Dog或者DDos会使得接入设备无法完成正常服务，造成网络瘫痪。

当某个恶意用户接入网络后，通过持续的发送垃圾数据或者利用IP层协议的一些漏洞会造成接入设备工作缓慢或者因资源耗尽而崩溃，造成系统混乱。

无线局域网中的用户设备具有一定的可移动性和通常比较高的价值，这造成的一个负面影响是用户设备容易丢失。

硬件设备的丢失会使得基于硬件的身份识别失效，同时硬件设备中的所有数据都可能会泄漏。

这样，无线局域网中主机的操作系统面临着病毒的挑战，接入设备面临着拒绝服务攻击的威胁，用户设备则要考虑丢失的后果。

3.5无线局域网安全性

无线局域网与有线局域网紧密地结合在一起，并且己经成为市场的主流产品。

在无线局域网上，数据传输是通过无线电波在空中广播的，因此在发射机覆盖范围内数据可以被任何无线局域网终端接收。

安装一套无线局域网就好象在任何地方都放置了以太网接口。

因此，无线局域网的用户主要关心的是网络的安全性，主要包括接入控制和加密两个方面。

除非无线局域网能够提供等同于有线局域网安全性和管理能力，否则人们还是对使用无线局域网存在顾虑。

3.6无线局域网安全技术的发展趋势

目前无线局域网的发展势头十分强劲，但是起真正的应用前景还不是十分的明朗。

主要表现在：

一是真正的安全保障；

二个是将来的技术发展方向；

三是WLAN有什么比较好的应用模式；

四是WLAN的终端除PCMCIA卡、PDA有没有其他更好的形式；

五是WLAN的市场规模。

看来无线局域网真正的腾飞并非一己之事。

无线局域网同样需要与其他已经成熟的网络进行互动，达到互利互惠的目的。

欧洲是GSM网的天下，而WLAN的崛起使得他们开始考虑WLAN和3G的互通，两者之间的优势互补性必将使得WLAN与广域网的融合迅速发展。

现在国内中兴通讯己经实现了WLAN和CI}IVIA系统的互通，而对于使用中兴设备的WLAN与GSM/GPRS系统的互通也提出了解决方案，这条路必定越走越宽。

互通中的安全问题也必然首当其冲，IEEE的无线局域网工作组己经决定将EAP-SIIVI纳入无线局域网安全标准系列里面，并且与3G互通的认证标准EAP-AID也成为讨论的焦点。

无线局域网的崛起使得人们开始考虑无线局域网和3G的互通，两者之间的优势互补性必将使得无线局域网与广域网的融合迅速发展。

现在国内中兴通讯已经实现了无线局域网和CDMA系统的互通，而对于使用中兴设备的无线局域网与GSM/GPRS系统的互通也提出了解决方案，这条路必定越走越宽。

第四章WLAN分场景覆盖

4.1WLAN主要设计指标

WLAN规划和设计中，各主要指标建议如下表：

WLAN主要设计指标建议

项目

建议指标

AP容量

802.11g标准AP，在接入用户带宽512kbps情况下，单AP并发支持用户按照15～20用户考虑

无线信号场强

建议≥-75dBm

信噪比

≥20dB

网络时延

PingAC时延不高于50ms

丢包率

PingAC丢包率不高于3%

FTP下载速率

≥512kbps

同频干扰

建议任意同频AP信号＜-80dBm

表4-1WLAN主要设计指标建议

4.2WLAN主要建设方案

建设方式

使用场景

优点

缺点

分布系统合路

室内分布系统合路

适用于室内覆盖面积较大，已有或未来需建设分布系统的场景，例如：

宿舍楼、教学楼、机场、写字楼等。

GSM/TD/WLAN共用分布系统基础设施，综合建设投资较小，建设周期短，无线信号覆盖面积较大，信号分布均匀。

需要按GSM/TD/WLAN联合覆盖需求统一规划、设计、优化分布系统，满足各系统的无线覆盖要求；

实现大容量覆盖难度较大。

室外分布系统合路

适用于室外已有或未来需建设室外分布系统的场景，覆盖室内时，一般适合目标覆盖区域的建筑结构简单，穿透损耗较小的建筑物，例如：

建筑结构简单的居民区等；

覆盖室外时，一般适合目标覆盖区域较为空旷的区域，例如：

工业、科技园区等。

同上

同上，另外：

由于2.4GHz频段信号衰减和穿透损耗都较大，实现室内深度覆盖难度大。

室内放装

适用于覆盖区域比较小，室内放装AP即可覆盖整个区域，例如酒店的会议室、商场的咖啡馆等；

或区域内WLAN容量需求比较高，例如宿舍楼等。

AP的部署位置比较灵活，网络容量较高。

工程量较大，后期维护相对复杂。

室外布放

室外型AP+定向天线

适用于用户较为分散、无线环境简单的区域，如公园等；

对单体较小、排列比较整齐的楼宇也可采用该方式，如居民区等。

部署简单，成本较低。

容量较小，一般以信号覆盖为主；

通过室外覆盖室内时，实现室内深度覆盖难度大；

业主协调工作量较大。

AP共用室外基站设施布放

适用于位于基站附近的用户较为分散、无线环境简单的区域，如公园、居民区和乡镇、村庄等开阔区域。

施工简单、投资成本较低，覆盖范围大，建设周期较短。

单AP的容量有限，易出现容量受限等问题，对无线环境的要求较高；

当采用该方案由室外覆盖室内时，覆盖深度有限。

表4-2WLAN主要建设方案使用场景及特点

4.3WLAN频率规划

WLAN802.11b/g工作在2.4GHz频段，频率范围为2.400～2.4835GHz，共83.5M带宽，划分为13个子信道，每个子信道带宽为22MHz。

子信道分配如下图所示。

WLAN802.11a工作在5.8GHz频段，频率范围为5.725GHz~5.850GHz，共125MHz带宽，划分为5个信道，每个信道带宽为20MHz。

在使用2.4GHz频点时，为保证信道之间不相互干扰，要求两个信道之间间隔不低于25MHz。

在一个覆盖区内，最多可以提供3个不重叠的频点同时工作，通常采用1、6、11三个频点。

5.8GHz的5个频点互不重叠，可在同一覆盖区域内使用。

WLAN频率规划需综合考虑建筑结构、穿透损耗以及布线系统等具体情况进行。

室分合路方式原则上只能采用2.4GHz频段；

室内放装和室外布放方式优先采用2.4GHz频段，若无法避免2.4GHz频段同频干扰，或为增加系统容量，可引入5.8GHz频段。

第五章WLAN在现实生活中的应用

WLAN在现实生活中的应用十分广泛，比如：

应用于大楼之间，大楼之间建构网络的连结，取代专线，简单又便宜；

餐饮及零售，餐饮服务业可使用无线局域网络产品，直接从餐桌即可输入并传送客人点菜内容至厨房、柜台。

零售商促销时，可使用无线局域网络产品设置临时收银柜台。

无线局域网

医疗：

使用附无线局域网络产品的手提式计算机取得实时信息，医护人员可藉此避免对伤患救治的迟延、不必要的纸上作业、单据循环的迟延及误诊等，而提升对伤患照顾的品质。

企业：

当企业内的员工使用无线局域网络产品时，不管他们在办公室的任何一个角落，有无线局域网络产品，就能随意地发电子邮件、分享档案及上网络浏览。

仓储管理：

一般仓储人员的盘点事宜，透过无线网络的应用，能立即将最新的资料输入计算机仓储系统。

货柜集散场：

一般货柜集散场的桥式起重车，可于调动货柜时，将实时信息传回office，以利相关作业之逐行。

监视系统：

一般位于远方且需受监控现场之场所，由于布线之困难，可藉由无线网络将远方之影像传回主控站。

展示会场：

诸如一般的电子展，计算机展，由于网络需求极高，而且布线又会让会场显得凌乱，因此若能使用无线网络，则是再好不过的选择。

第六章无线网络视频监控系统

随着视频监控的迅速发展，单纯的有线组网已不能完全满足需求，也不是最经济的途径。

因此，无线网络监控作为无线网络的一个特殊使用方式逐渐被集成商所看好，越来越多的监控系统采用无线的方式，建立起了被监控点和监控中心之间的连接。

　　“无线网络视频监控系统”项目在统一规划、统一管理的基础上，采用固定地点摄像的方式，使用多种视频采集端设备（网络枪式摄像机、数字网络球式摄像机、网络视频服务器、红外夜视摄像机等），在交通环境、山地环境和高楼环境等不同地理位置、不同角度，对社区各区域的重要场景和主要部分进行高质量图像拍摄，并将所拍摄的图像通过无线电波的传输方式传输到监控中心。

（1）安装便捷

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（accesspoint）设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

（2）组网灵活

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。

（3）维护费用低

有线网络缺少灵活性，要求网络规划者尽可能地考虑未来发展需求，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此类情况的发生。

（4）可扩展性好

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功能。

6.2室外组网方式

无线局域网在室外主要有以下几种结构：

点对点型、点对多点型和混合型。

（1）点对点型

点对点型常用于固定的要组网的两个位置之间，是无线组网的常用方式。

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，其模式如图1所示。

（2）点对多点型

点对多点型常用于有一个中心点、多个远端点的情况。

其最大优点是组网成