无线网络技术白皮书
以文本方式查看主题
- 无线网络论坛(https://www.wendangku.net/doc/9b6946649.html,/bbs/index.asp)
-- 无线网络相关(https://www.wendangku.net/doc/9b6946649.html,/bbs/list.asp?boardid=3)
---- 无线局域网技术白皮书(https://www.wendangku.net/doc/9b6946649.html,/bbs/dispbbs.asp?boardid=3&id=266)
无线局域网技术白皮书
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频（RF）技术，取代旧式的双绞铜线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里，也能够随需移动或变化。使得无线局域网络能利用简单的存取构架让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。WLAN是20世纪90年代计算机与无线通信技术相结合的产物，它使用无线信道来接入网络，为通信的移动化，个人化和多媒体应用提供了潜在的手段，并成为宽带接入的有效手段之一。
一、IEEE802.11无线局域网标准
1997年IEEE802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑，它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。IEEE802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理层，其物理层标准主要有IEEE802.11b,a和g。
1.1 IEEE80
2.11b
1999年9月正式通过的IEEE802.11b标准是IEEE802.11协议标准的扩展。它可以支持最高11Mbps的数据速率，运行在2.4GHz的ISM频段上，采用的调制技术是CCK。但是随着用户不断增长的对数据速率的要求，CCK调制方式就不再是一种合适的方法了。因为对于直接序列扩频技术来说，为了取得较高的数据速率，并达到扩频的目的，选取的码片的速率就要更高，这对于现有的码片来说比较困难；对于接收端的RAKE接收机来说，在高速数据速率的情况下，为了达到良好的时间分集效果，要求RAKE接收机有更复杂的结构，在硬件上不易实现。
1.2 IEEE80
2.11a
IEEE802.11a工作5GHz频段上，使用OFDM调制技术可支持54Mbps的传输速率。802.11a与802.11b两个标准都存在着各自的优缺点，802.11b的优势在于价格低廉,但速率较低（最高11Mbps）；而802.11a优势在于传输速率快（最高54Mbps）且受干扰少，但价格相对较高。另外，11a与11b工作在不同的频段上,不能工作在同一AP的网络里，因此11a 与11b互不兼容。
1.3 IEEE80
2.11g
为了解决上述问题，为了进一步推动无线局域网的发展，2003年7月802.11工作组批准了802.11g标准，新的标准终于浮出水面成为人们对无线局域网关注的焦点。IEEE802.11
工作组开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。该草案与以前的802.11协议标准相比有以下两个特点：其在2.4G频段使用OFDM调制技术，使数据传输速率提高到20Mbps以上；IEEE802.11g标准能够与802.11b的WIFI系统互相连通，共存在同一AP的网络里，保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑的向高速无线局域网过渡，延长了IEEE802.11b产品的使用寿命，降低用户的投资。
1.4 IEEE80
2.11n
IEEE已经成立802.11n工作小组，以制定一项新的高速无线局域网标准802.11n。802.11n 工作小组是由高吞吐量研究小组发展而来的，由802.11g工作小组主席Matthew B. Shoemaker担任主席一职。该工作小组计划在2003年9月召开首次会议。
IEEE802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps 以上，最高速率可达320Mbps，成为802.11b、802.11a、802.11g之后的另一场重头戏。和以往地802.11标准不同，802.11n协议为双频工作模式（包含2.4GHz和5GHz两个工作频段）。这样11n保障了与以往的802.11a b, g标准兼容。
IEEE802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合，使传输速率成倍提高。另外，天线技术及传输技术，使得无线局域网的传输距离大大增加，可以达到几公里（并且能够保障100Mbps的传输速率）。IEEE802.11n标准全面改进了802.11标准，不仅涉及物理层标准，同时也采用新的高性能无线传输技术提升MAC层的性能，优化数据帧结构，提高网络的吞吐量性能。
二、IEEE802.11无线局域网的物理层关键技术
随着无线局域网技术的应用日渐广泛，用户对数据传输速率的要求越来越高。但是在室内，这个较为复杂的电磁环境中，多经效应、频率选择性衰落和其他干扰源的存在使的实现无线信道中的高速数据传输比有线信道中困难，WLAN需要采用合适的调制技术。
IEEE802.11无线局域网络是一种能支持较高数据传输速率（1-54Mbit/s），采用微蜂窝，微微蜂窝结构的自主管理的计算机局域网络。其关键技术大致有三种：DSSS、CCK技术，和PBCC，和OFDM。每种技术皆有其特点，目前，扩频调制技术正成为主流，而OFDM 技术由于其优越的传输性能成为人们关注的新焦点。
2.1 DSSS调制技术
基于DSSS的调制技术有三种。最初IEEE802.11标准制定在1Mbps数据速率下采用DBPSK。如提供2Mbps的数据速率，要采用DQPSK，这种方法每次处理两个比特码元，成为双比特。第三种是基于CCK的QPSK，是11b标准采用的基本数据调制方式。它采用了补码序列与直序列扩频技术，是一种单载波调制技术，通过PSK方式传输数据，传输速率分为1，2,5.5和11Mbps。CCK通过与接收端的Rake接收机配合使用，能够在高效率的传输数据的同时有效的克服多径效应。IEEE802.11b使用了CCK调制技术来提高数据传输速率，最高可达11Mbps。但是传输速率超过11Mbps，CCK为了对抗多径干扰，需要更复杂的均衡及调制，实现起来非常困难。因此，802.11工作组，为了推动无线局域网的发展，又引入新的调制技术。
2.2 PBCC调制技术
PBCC调制技术是由TI公司提出的，已作为802.11g的可选项被采纳。PBCC也是单载波调制，但它与CCK不同，它使用了更多复杂的信号星座图。PBCC采用8PSK，而CCK使用BPSK/QPSK；另外PBCC使用了卷积码，而CCK使用区块码。因此，它们的解调过程是十分不同的。PBCC可以完成更高速率的数据传输，其传输速率为11，22和33Mbps。
2.3 OFDM技术
OFDM技术是一种无线环境下的高速多载波传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想：就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，从而有效的抑制无线信道的时间弥散所带来的ISI。这样就减少了接收机内均衡的复杂度，有时甚至可以不采用均衡器，仅通过插入循环前缀的方式消除ISI的不利影响。
由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。（如图1.1所示）在各个子信道中的这种正交调制和解调可以采用IFFT和FFT方法来实现，随着大规模集成电路技术与DSP技术的发展，IFFT和FFT都是非常容易实现的。FFT的引入，大大降低了OFDM 的实现复杂性，提升了系统的性能。（如图1.2所示OFDM发送接收机系统结构）
图1.1 FDM信号与OFDM信号频谱比较
无线数据业务一般都存在非对称性，即下行链路中传输的数据量要远远大于上行链路中的数据传输量。因此无论从用户高速数据传输业务的需求，还是从无线通信自身来考虑，都希望物理层支持非对称高速数据传输，而OFDM容易通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率。
由于无线信道存在频率选择性，所有的子信道不会同时处于比较深的衰落情况中，因此可以通过动态比特分配以及动态子信道分配的方法，充分利用信噪比高的子信道，从而提升系统性能。由于窄带干扰只能影响一小部分子载波，因此OFDM系统在某种程度上抵抗这种干扰。
图1.2 OFDM系统结构框图
另外，同单载波系统相比，OFDM还存在一些缺点，易受频率偏差的影响，存在较高的PAR。
OFDM技术有非常广阔的发展前景，已成为第4带移动通信的核心技术。IEEE802.11a g 标准为了支持高速数据传输都采用了OFDM调制技术。目前，OFDM结合时空编码、分集、干扰（包括符号间干扰ISI和邻道干扰ICI）抑制以及智能天线技术，最大程度的提高物理层的可靠性。如再结合自适应调制、自适应编码以及动态子载波分配、动态比特分配算法等技术，可以使其性能进一步优化。
2.4 MIMO OFDM技术
MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。它可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道，也就是说天线单元之间存在充分的间隔，因此消除了天线间信号的相关性，提高信号的链路性能增加了数据吞吐量。
图1.3 MIMO系统原理框图
现代信息论表明：对于发射天线数为N，接收天线数为M的多入多出（MIMO）系统，假定信道为独立的瑞利衰落信道，并设N、M很大，则信道容量C近似为公式
(2.1)
（其中B为信号带宽，ρ为接收端平均信噪比，min(M,N)为M，N的较小者）。
上式表明，MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。研究表明，在瑞利衰落信道环境下，OFDM系统非常适合使用MIMO技术来提高容量。采用多输入多输出（MIMO）系统是提高频谱效率的有效方法。我们知道，多径衰落是影响通信质量的主要因素，但MIMO系统却能有效地利用多径的影响来提高系统容量。系统容量是干扰受限的，不能通过增加发射功率来提高系统容量。而采用MIMO结构不需要增加发射功率就能获得很高的系统容量。因此将MIMO技术与OFDM技术相结合是下一代无线局域网发展的趋势。
在OFDM系统中采用多发射天线实际上就是根据需要在各个子信道上应用多发射天线技术。每个子信道都对应一个多天线子系统。一个多发射天线的OFDM系统。目前正在开发的设备由2组IEEE802.11a收发器、发送天线和接收天线各2个（2×2）和负责运算处理过程的MIMO系统组成，能够实现最大108Mbit/秒的传输速度。支持AP和客户端之间的传输速度为108Mbit/秒，客户端不支持该技术时（IEEE802.11a客户端的情况），通信速度为54Mbit/秒。
三、IEEE802.11无线局域网的网络构成
WLAN网络产品的多种使用方法可以组合出适合各种情况的无线联网设计，可以方便地解决许多以线缆方式难以联网的用户需求。例如，数十公里远的两个局域网相联：其间或有河流、湖泊相隔，拉线困难且线缆安全难保障，或在城市中敷设专线要涉及审批复杂，周期很长的市政施工问题，WLAN能以比线缆低几倍的费用在几天内实现，WLAN也可方便地实现不经过大的施工改建而使旧式建筑具有智能大厦的功能。
WLAN的设备主要包括：无线网卡、无线访问接入点、无线集线器和无线网桥，几乎所有的无线网络产品中都自带无线发射/接收功能，且通常是一机多用。WLAN的网络结构主要有两种类型：无中心网络和有中心网络。 3.1 无中心网络
无中心网络(无AP网络)也称对等网络或Ad-hoc网络，它覆盖的服务区称IBSS。对等网络用于一台无线工作站（STA, Station）和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯，该网络无法接入有线网络中，只能独立使用。这是最简单的无线局域网结构。(如图1.4所示)一个对等网络由一组有无线接口的计算机组成。这些计算机要有相同的工作组名、ESSID和密码。
对等网络组网灵活，任何时间，只要两个或更多的无线接口互相都在彼此的范围之内，它们就可以建立一个独立的网络。这些根据要求建立起来的典型网络在管理和预先调协方面没有任何要求。
图1.4 无中心网络结构
对等网络中的一个节点必需能同时"看"到网络中的其他节点，否则就认为网络中断，因此对等网络只能用于少数用户的组网环境，比如4至8个用户，并且他们离得足够近。
3.2 有中心网络
有中心网络也称结构化网络。它由无线AP、无线工作站（STA）以及DSS构成，覆盖的区域分BSS和ESS。无线访问点也称无线AP或无线Hub，用于在无线STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据。无线AP通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径达上百米。（如图1.5）
图1.5 有中心网络结构
BSS由一个无线访问点以及与其关联（associate）的无线工作站构成，在任何时候，任何无线工作站都与该无线访问点关联。换句话说，一个无线访问点所覆盖的微蜂窝区域就是基本服务区。无线工作站与无线访问点关联采用AP的BSSID，在802.11中，BSSID是AP 的MAC地址。
图1.6 ESS网络结构
扩展服务区ESS是指由多个AP以及连接它们的分布式系统组成的结构化网络，所有AP必需共享同一个ESSID，也可以说扩展服务区ESS中包含多个BSS。分布式系统在IEEE802.11标准中并没有定义，但是目前大都是指以太网。扩展服务区只包含物理层和数据链路层，网络结构不包含网络层及其以上各层。因此，对于高层协议比如IP来说，一个ESS就是一个IP子网。(结构如图1.5)
四、IEEE802.11无线局域网的操作
WLAN网络的操作可分为两个主要工作过程：工作站加入一个BSS，工作站从一个BSS 移动到另一个BSS，实现小区间的漫游。一个站点访问现存的BSS需要几个阶段。首先，工作站开机加电开始运行，过后进入睡眠模式或者进入BSS小区。站点始终需要获得同步信号，该信号一般来自AP接入点。站点则通过主动和被动扫频来获得同步
主动扫频是指STA启动或关联成功后扫描所有频道；一次扫描中，STA采用一组频道作为扫描范围，如果发现某个频道空闲，就广播带有ESSID的探测信号；AP根据该信号做响应。被动扫频是指AP每100毫秒向外传送灯塔信号，包括用于STA同步的时间戳，支持速率以及其它信息，STA接收到灯塔信号后启动关联过程。
WLAN为防止非法用户接入，在站点定位了接入点，并取得了同步信息之后，就开始交换验证信息。验证业务提供了控制局域网接入的能力，这一过程被所有终用来建立合法介入的身份标志
站点经过验证后，关联（Associate）就开始了。关联用于建立无线访问点和无线工作站之间的映射关系，实际上是把无线变成有线网的连线。分布式系统将该映射关系分发给扩展服务区中的所有AP。一个无线工作站同时只能与一个AP关联。在关联过程中，无线工作站与AP之间要根据信号的强弱协商速率，速率变化包括：11Mbps, 5.5Mbps, 2Mbps和1Mbps （以802.11b为例）。
工作站从一个小区移动到另一个小区需要从新关联。重关联（Reassociate）是指当无线工作站从一个扩展服务区中的一个基本服务区移动到另外一个基本服务区时，与新的AP关联的整个过程。重关联总是由移动无线工作站发起。
IEEE802.11无线局域网的每个站点都与一个特定的接入点相关。如果站点从一个小区切换到另一个小区，这就是处在漫游（Roaming）过程中。漫游指无线工作站在一组无线访问点之间移动，并提供对于用户透明的无缝连接，包括基本漫游和扩展漫游。基本漫游是指无线STA的移动仅局限在一个扩展服务区内部。扩展漫游指无线SA T从一个扩展服务区中的一个BSS移动到另一个扩展服务区的一个BSS，802.11并不保证这种漫游的上层连接。近年来,无线局域网技术发展迅速，但无线局域网的性能与传统以太网相比还有一定距离，因此如何提高和优化网络性能显得十分重要。
五、无线局域网的优化方式：移动IP, IEEE802.11e 与双频多模WLAN
近年来,无线局域网技术发展迅速，但无线局域网的性能与传统以太网相比还有一定距离，因此如何提高和优化网络性能显得十分重要。
5.1网络层的优化：移动IP
移动IP概述
由于Internet使用域名来转换成IP地址，一个发给一个地址的分组总是路由到同一个地方，因此，IP地址是与一个物理网络的位置相对应，传统的IP链接方式不能经受任何地址的变化。移动IP的引入解决了WLAN跨IP子网漫游的问题，是网络层的优化方案。可以把移动IP归结为一句话：如果用户可以凭一个IP地址进行不间断跨网漫游，就是移动IP （RFC2002）。如前文所述，802.11无线局域网只规定了MAC层和物理层。为了保证移动站在扩展服务区之间的漫游，需要在其MAC层之上引入Mobile IP技术。移IP的无线局域网
移动主机（MN）在外地通过外地代理（FA）向位于家乡的家乡代理（HA）注册,从而使HA得知MN当前的位置，从而实现了移动性。有了移动IP，主机就可以跨越IP子网实现漫游。如图１所示，ＩＰ子网的网关路由器旁连接一个FA，FA负责其下无线网段用户的注册认证。FA不断地向本地子网发送代理通告，当移动终端进入子网Ａ时，接收到ＦＡ的代理广播，获得当地FA的信息，通过当地FA向HA注册,经过认证后可以被授权接入，访问Internet。终端在本子网内部移动时，不断监测AP和FA的信号质量，通过一定的算法得出当前所有FA的优先级，再根据指定的切换策略适时发起切换。如果只是在同一网段的AP间切换，因所处IP子网未变，不需要重新注册，AP的功能可以支持这种二层的漫游。当终端在跨网段的AP间切换时，所处IP子网发生改变,此时必须通过新的FA向HA重新注册，告知当前位置,以后的数据就会被ＨＡ转发至新的位置。移动IP技术大大扩展了WLAN 接入方案的覆盖范围,提供大范围的移动能力，使用户在移动中时刻保持Internet连接。
图1.7 无线局域网移动IP的网络结构
WLAN实现移动IP的问题
为实现移动IP，无线局域网要解决一些技术问题：
IP地址分配：用户将获得唯一的IP地址，如同使用移动电话时有一个唯一号码。
应用透明性：无论上层应用采用何种上层协议都感觉不到移动的影响，这要求无缝移动性在IP层实现。
基础设施：为保证服务品质不受影响，用户在漫游时，带宽和服务质量要有保证。
协议软件：包括网络侧和用户侧的软件，客户端软件须向服务器端软件报告自己的信息，网络侧软件则负责解析用户的实际位置，鉴定用户身份、分配权限，并提供预定的业务。
5.2 MAC层优化：IEEE802.11e协议
概述
随着用户的增多，有线网络中提出的业务要求，如视频、语音等实时业务在WLAN中也将得到满足。这些实时业务要求WLAN的MAC层能够提供可靠的分组传输，传输时延低且抖动小。为此，IEEE 802.11工作组的媒体访问控制(MAC—Medium Access Control)改进任务组(即E任务组)着手对目前802.11 MAC协议进行改进，使其可以支持具有QoS(Quality of Service)要求的应用。
IEEE802.11MAC协议
普通的802.11无线局域网MAC层有两种通讯方式，一种叫分布式协同式（DCF），另一种叫点协同式。分布式协同（DCF）基于具有冲突检测的载波侦听多路存取方法(CSMA/CA)，无线设备发送数据前，先探测一下线路的忙闲状态，如果空闲，则立即发送数据，并同时检测有无数据碰撞发生。这一方法能协调多个用户对共享链路的访问，避免出现因争抢线路而谁也无法通信的情况。它对所有用户都一视同仁，在共享通讯介质时没有任何优先级的规定。
点协同方式（PCF）是指无线接入点设备周期性地发出信号测试帧，通过该测试帧与各无线设备就网络识别、网络管理参数等进行交互。测试帧之间的时间段被分成竞争时间段和无竞争时间段，无线设备可以在无竞争时间段发送数据。由于这种通讯方式无法预先估计传输时间，因此，与分布式协同相比，目前用得还比较少。
IEEE802.11e的EDCF机制
无论是分布式协同还是点协同，它们都没有对数据源和数据类型进行区分。因此，IEEE 对分布式协同和点协同在QoS的支持功能方面进行增补，通过设置优先级，既保证大带宽应用的通讯质量，又能够向下兼容普通802.11设备。
对分布式协同（DCF）的修订标准称为增强型分布式协同（EDCF）。增强型分布式协同（EDCF）把流量按设备的不同分成8类，也就是8个优先级。当线路空闲时，无线设备在发送数据前必须等待一个约定的时间，这个时间称为“给定帧间时隙”(AIFS)，其长短由其流量的优先级决定：优先级越高，这个时间就越短。不难看出，优先级高的流量的传输延迟比优先级低的流量小得多。为了避免冲突，在8个优先级之外还有一个额外的控制参数，称为竞争窗口，实际上也是一个时间段，其长短由一个不断递减的随机数决定。哪个设备的竞争窗口第一个减到零，哪个设备就可以发送数据，其它设备只好等待下一个线路空闲时段，但决定竞争窗口大小的随机数接着从上次的剩余值减起。
对点协同的改良称为混和协同(HCF)，混和查询控制器在竞争时段探测线路情况，确定发送数据的起始时刻，并争取最大的数据传输时间。
5.3物理层优化：双频多模无线局域网
双频多模WLAN的引入
IEEE802.11工作组先后推出了802.11a、802.11b，和802.11g物理层标准。丰富多样的标准提升了无线局域网的性能，同时带来了新的问题。如前文所述802.11a和802.11b分别工作在不同频段（802.11a工作在5GHz，而802.11b工作在2.4GHz），采用不同调制方式（802.11a采用OFDM，而802.11b采用CCK方式）。一个采用802.11b标准设备工作站进入一个802.11a标准的小区中（其AP节点采用802.11a的标准设备），无法与AP节点进行联系。因此，其必须更换为同比标准的网络设备，才能正常工作。这就是由不同物理层标准，引起的网络兼容性问题。
图1.8 双频多模无线局域网结构示意图
为了解决上述问题，使不同标准的网络设备可以更为自由的移动，出现了一种无线局域网的优化方式：“双频多模”的工作方式。如同有线网的发展进程，现在有线网络主要工作在多模方式下，例如10Mbps/100Mbps混合的局域网加速了有线网络的发展，成为有线局域网的主要工作方式。WLAN也开始走向“多模”发展趋势。
双频多模WLAN简述
所谓“双频”产品，是指可工作在2.4GHz和5GHz的自适应产品。也就是说，可支持802.11a与802.11b两个标准的产品。由于802.11b和802.11a两种标准的设备互不兼容，用户在接入支持802.11a和802.11b的公共无线接入网络时，必须随着地点而更换无线网卡，这给用户带来很大的不便。而采用支持802.11a/b双频自适应的无线局域网产品就可以很好的解决这一问题。双频产品可以自动辨认802.11a和802.11b信号并支持漫游连接，使用户在任何一种网络环境下都能保持连接状态。54Mbps的802.11a标准和11Mbps802.11b标准各有优劣，但从用户的角度出发，这种双频自适应无线网络产品，无疑是一种将两种无线网络标准有机融合的解决方案,其需要的投资也很大。
无线网络技术及应用
邮电大学工程硕士研究生堂下考试答卷 2016学年第二学期 考试科目无线网络技术及应用 姓名 年级 专业 2016年 6月28日
D2D终端直通技术研究 摘要：D2D(device-to-device)通信是一种在蜂窝系统的控制下，允许终端用户通过共享小区资源进行直接通信的新技术，通过提高空间利用率从而提高频谱利用率，在某些场景下使移动通信变得更加直接和高效，缓解基站压力，提高用户体验。本文首先给出了D2D通信系统的基本概念、技术特点，重点关注干扰管理、模式选择、资源分配和功率控制。最后对D2D通信技术在下一代网络中的应用提出了一些构想。 关键词：D2D通信技术；蜂窝网络；资源分配；下一代网络 一、D2D的概念及技术特点 D2D（Device-to-Device）通信，也称为邻近服务（Proximity Service，Pro Se），是由3GPP组织提出的一种点到点的无线通信技术，它可以在蜂窝通信系统的控制下允许LTE终端之间利用小区无线资源直接进行通信，而不经过蜂窝网络中转。作为面向5G的关键候选技术，D2D技术能够提升通信系统的频谱效率，减轻系统负荷，在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。同时，由于降低了通信距离，D2D技术还可以降低移动终端发射功率，减少电池消耗，提高终端续航时间。LTE-D2D 有以下几个技术特点。 (1)工作在许可频段 基于LTE技术的D2D工作在许可频段，作为LTE通信技术的一种补充，它使用的是蜂窝系统的频段，通过基站对无线资源的控制使得对小区其他用户的干扰控制在可接受围，因此可以给用户提供干扰可控的环境和较高质量的通信服务。并且利用网络中广泛分布的用户终端以及D2D通信链路短距离的特点，可以实现频谱资源的有效利用，获得资源空分复用增益。而蓝牙、Wi-Fi Direct、Flash Lin Q等技术，工作在免许可频段，存在严重干扰，通信QoS无法得到保障。 (2)网络参与D2D通信流程
常见无线通信组网方式
常见无线通信组网方式 采用何种无线组网方式，比较合适、比较经济。我公司根据两年多来的行业应用推广经验，针对不同的行业应用的要求不同，提供几种比较实用的应用方案 GPRS/CDMA无线通信的移动性、实时在线、按流量计费、通信速度快、网络覆盖范围广等诸多优点，越来越被行业应用所认识，逐步在行业内大量推广使用。在使用推广过程中，出现了一些困惑行业客户的问题：无线应用有哪些组网方式；采用何种组网方式，比较合适、比较经济。根据我们的行业应用推广经验，下面针对不同的行业应用的要求不同，提供几种比较实用的应用方案。 根据数据中心组网方式不同，无线组网方式可以有下面几种联网方式： 一、专线联网方式 联网拓扑图： 系统组成： A、业务处理系统：处理无线端末设备（无线终端、RTU+DTU、无线POS等）提交的各项业务数据 B、网关设备：桥接移动网络与业务处理系统间的通信通道，（可以是路由器、可以是路由器＋防火墙、可以是路由器＋银行网控器等设备） C、GPRS网关支持点GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）:桥接GPRS无线内部网络和客户间的网关设备。 D、GPRS网络：无线数据传输平台 E、基站：连接无线端末设备和GPRS无线内部网络的节点。 F、无线端末设备：可以是无线POS、无线终端以及嵌入式应用中的DTU设备 +各类嵌入式检测控制设备（RTU,比如环境监测设备、油田检测设备、污水监测设备等） 系统工程： 用户端： A、提供网关设备，并和无线运营商一道，调试网关设备和移动GGSN间的通信通路。 B、用户和无线运营商一道配置GGSN到用户网关设备间的VPN通道（可选项，主要是增加系统安全性） C、增加防火墙（可选项，主要是增加系统安全性，视实际情况而定） D、调试端末设备应用程序 E、调试业务主机设备 移动运营商： A、提供到用户端的专线（或由用户从电信声请获得） B、配置GGSN，调通GGSN和用户网关设备的通信通路。 C、和用户一道配置GGSN到用户网关设备间的VPN通道（可选项，主要是增加系统安全性） 系统处理流程： 无线端末设备先通过基站以无线方式登陆到无线网络，获得IP地址，然后与业务处理中心建立TCP连接，数据由移动运营商的GGSN经数据专线连接至用户的数据中心。 系统特点： 数据安全性好；通信速度快；通信质量稳定；系统初期建设成本高；适合安全性和实时性要求较高的应用场合 二、企业公网联网方式 联网拓扑图：
VPDN无线专网组网方案
VPDN无线专网组网方案 信息安全对于民航企业而言，有着至关重要的意义。正因如此，各大民航企业，无不在信息化建设上进行了大力投入。以关键数据传输电路为例，各大航空企业均使用不同运营商的电路互为主备，甚至再开通第三条电路作为再备。随着WCDMA技术的大规模应用，组建无线专网，代替传统电路作为备份电路，为企业降低运营成本成为一种趋势。 以下为中国联通为民航企业所做VPDN无线专网组网方案： 1.1拓扑结构 图1专线备份VPDN组网方式 图1描述的是VPDN专网的网络拓扑图，采用本组网方式，航空企业所有专线备份设备都处于一个客户专用网络内，用户可以给自己给无线终端设备来分配IP地址。同时，采用本组网方式，航空企业专网和互联网完全隔离，数据保密性好，航空企业专网不会受到来自互联网上的黑客及病毒的侵袭，能够有效保证稳定的传输速率和带宽。下面分别对图中各个设备进行介绍。 ●WCDMA无线路由器：通过网线连接航空企业需进行专线备份信息点。 ●联通GGSN：即网关支持节点, 用户通过WCDMA接入网络接入到GGSN，GGSN判断是VPN用户，向指定的LNS发起L2TP连接。 ●联通AAA服务器：负责对用户的域名进行鉴权认证，AAA服务器对登
录用户的域名和该用户的用户名密码核对验证。验证通过后，方可接入联通网络。 ●专线：采用联通的专线，此专线将联通的GGSN和用户的LNS设备连接起来。 ●用户侧路由器（LNS）：需支持L2TP协议，RADIUS协议,要与GGSN 建立L2TP隧道。 ●企业AAA服务器：用于认证、授权、计费，实现对拨号用户名、密码和IP地址的管理，此服务器为可选配置，用于提高网络的安全性。 ●航空企业内部营业网服务器：为用户侧应用服务器，在连接建立之后此服务器可以自由地与无线终端进行通信。 1.2VPDN建立流程 SGSN GGSN 图2 VPDN连接建立流程 用户的拨号呼叫流程如下： 1）当终端的WCDMA无线路由器通过拨号呼叫到SGSN时，SGSN通过DNS解析APN接入归属GGSN的IP地址，然后在SGSN和GGSN间启动相应的GTP隧道协议，实现骨干网内的安全传输。 2）在用户认证阶段，GGSN向联通AAA服务器发送访问请求。 3）联通AAA服务器检查域名，发现这是航空企业的域名，依据域名确定LNS 设备的IP地址，并将L2TP隧道请求消息转发给航空企业的LNS设备，LNS设备对L2TP隧道建立请求进行通过处理，隧道建立。 4）WCDMA无线路由器与航空企业的LNS设备协商请求建立PPP连接。 5）航空企业的AAA服务器对WCDMA无线路由器用户名进行认证，返回相应的认证信息。
无线网络中的安全问题及对策
无线网络中的安全问题及对策
内容摘要:无线网络是通过无线电波在空中传输数据，只要在覆盖范围内都可以传输和接收数据。因此，无线网络存在着访问控制和保密的安全性问题。主要在介绍无线网络存在的有线等价保密性、搜索攻击、信息泄露攻击、无线身份验证欺骗攻击、网络接管与篡改、拒绝服务攻击以及用户设备等安全威胁的基础上，提出无线网络应该采用的六项安全技术和八项应对安全措施。 关键词：无线网络；安全威胁；安全技术；安全措施
1.绪论 1.1课题背景及其研究意义 随着信息化技术的飞速发展，很多网络都开始实现无线网络的覆盖以此来实现信息电子化交换和资源共享。无线网路和无线局域网的出现大大的提升了信息交换的速度跟质量，为很多用户提供了便捷和子偶的网络服务，单同时也由于无线网络的本身的特点造成了安全上的隐患。具体的说来，就是无线介质信号由于其传播的开放性设计，使得其在传输的过程中很难对传输介质实施有效的保护从而造成传输信号可能被他人解惑。因此如何在组网和网络设计的时候为无线网络信号和无线局域网实施有效的安全保护机制就成为了当前无线网络面临的重大课题。无线网络一般受到的攻击可分为两类：一类是关于网络访问控制、数据机密性保护和数据完整性保护而进行的攻击；另一类是基于无线通信网络设计、部署和维护的独特方式而进行的攻击。对于第一类攻击在有线网络的环境下也会发生。可见，无线网络的安全性是在传统有线网络的基础上增加了新的安全性威胁。
2.无线网络存在的安全威胁 2.1有线等价保密机制的弱点 IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，电气与电子工程师学会)制定的802.11标准中，引入WEP(WiredEquivalentPrivac y，有线保密)机制，目的是提供与有线网络中功能等效的安全措施，防止 出现无线网络用户偶然窃听的情况出现。然而，WEP最终还是被发现了存 在许多的弱点。 (1)加密算法过于简单。WEP中的IV(InitializationVector，初始化向 量)由于位数太短和初始化复位设计，常常出现重复使用现象，易于被他人 破解密钥。而对用于进行流加密的RC4算法，在其头256个字节数据中的密 钥存在弱点，容易被黑客攻破。此外，用于对明文进行完整性校验的CRC(C yclicRedundancyCheck，循环冗余校验)只能确保数据正确传输，并不能保 证其是否被修改，因而也不是安全的校验码。 (2)密钥管理复杂。802.11标准指出，WEP使用的密钥需要接受一个外 部密钥管理系统的控制。网络的部署者可以通过外部管理系统控制方式减少 IV的冲突数量，使无线网络难以被攻破。但由于这种方式的过程非常复杂，且需要手工进行操作，所以很多网络的部署者为了方便，使用缺省的WEP密 钥，从而使黑客对破解密钥的难度大大减少。 (3)用户安全意识不强。许多用户安全意识淡薄，没有改变缺省的配 置选项，而缺省的加密设置都是比较简单或脆弱的，经不起黑客的攻击。 2.2进行搜索攻击 进行搜索也是攻击无线网络的一种方法，现在有很多针对无线网络识别与攻击的技术和软件。NetStumbler软件是第一个被广泛用来发现无线网络 的软件。很多无线网络是不使用加密功能的，或即使加密功能是处于活动状 态，如果没有关闭AP(wirelessAccessPoint，无线基站)广播信息功能，AP 广播信息中仍然包括许多可以用来推断出WEP密钥的明文信息，如网络名 称、SSID(SecureSetIdentifier，安全集标识符)等可给黑客提供入侵的条 件。 2.3信息泄露威胁
认知无线网络理论与关键技术第一章.pdf
随着无线通信技术的发展，具有不同接入技术的网络重叠覆盖，用户端的业务需求更加多元化，如何在异构网络的环境下为用户提供泛在的网络接入、高质量的服务水平已成为亟待解决的问题，认知无线网络的出现为此提供了重要的思路，同时，也为提高无线资源的利用率提供了解决方案。本章将介绍认知无线网络的相关概念和关键技术。首先引出认知无线电和认知网络的概念，接着详细描述这两个概念，最后引出这两个概念的结合产物—认知无线网络。 1.1 认知无线电和认知网络概述 认知无线电（CR，Cognitive Radio）是认知无线网络中提高频谱利用率的一项关键技术，通过检测空闲频谱，为认知无线网络提供基本的频谱信息，并根据环境的变化对发射参数等进行自适应的调整。本节将对认知无线电和认知无线网络产生的背景和概念进行简要的介绍。 随着无线通信技术的飞速发展，频谱资源变得越来越紧张。尤其是随着无线局域网技术、无线个域网络技术的发展，越来越多的人通过这些技术以无线的方式接入互联网。这些网络技术大多使用非授权的频段工作。与授权频段相比，非授权频段的频谱资源要少很多，而相当数量的授权频谱资源的利用率却非常低。 为了解决频谱资源匮乏的问题，提高现有频谱的利用率，一些学者提出了认知无线电的概念。认知无线电的基本出发点是：为了提高频谱利用率，具有认知功能的无线通信设备可以机会式地工作在已授权的频段内；同时，非授权用户的接入不能对已授权频段内用户通信造成干扰。这种在空域、时域和频域中出现的可以被利用的频谱资源被称为“频谱空洞”[1]。认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空洞”并合理利用的能力。 20世纪末，在Internet的冲击下，通信网经历了深刻的变革，人们提出了下一代网络（Next Generation Network）的概念，研究思路由网络综合转向网络融合（network convergence），第一次在统一的IP技术基础上展现了信息通信网的融合前景。然而，随着无线通信技术突飞猛进
无线网络技术发展趋势精编版
无线网络技术发展趋势文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
无线网络技术发展趋势所谓无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。 随着3G时代无线应用的日渐丰富，以及无线终端设备的层出不穷，对于无线网络，尤其是基于技术标准的Wi-Fi无线网络，在产品技术应用逐渐成为市场主流应用的当下，基于Wi-Fi技术的无线网络不但在带宽、覆盖范围等技术上均取得了极大提升，同时在应用上，基于Wi-Fi无线应用也已从当初“随时、随地、随心所欲的接入”服务转变成车载无线、无线语音、无线视频、无线校园、无线医疗、无线城市、无线定位等诸多丰富的无线应用。 在某种意义上，Wi-Fi无线网络已不再仅仅只是2000年左右所承担“作为有线网络的一种延伸”的吴下阿孟，“取代有线”已不再只是梦想。 推动无线网络市场迅猛发展 作为目前市场主流的Wi-Fi无线网络技术，标准采用多入多出(MIMO)与正交频分复用(OFDM)技术，使得网络传输速率得到了极大提升。相比b/g的25Mbps、11Mbps、54Mbps，可将WLAN的传输速率提高到300Mbps甚至600Mbps。同时，在覆盖范围方面，接入点发射的信号虽然并不比传统硬件发射的信号传输得更远，但采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，动态调整波束，保证WLAN用户接收到稳定
的信号，并可减少其他信号的干扰，使Wi-Fi无线网络移动性极大提高。 此外，在兼容性方面，采用了一种软件无线电技术，从而成为一个完全可编程的硬件平台，不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容，这使无线网络的兼容性得到极大改善。用户可以通过使用基于的产品实现高质量语音通话、高清视频传输以及更大范围的移动上网。 而在制约市场发展的最大问题——产品价格，随着正式标准的颁布，以及各个企业纷纷调低无线产品价格，目前，已逐渐取代b/g设备成为市场主流。在ABI近日发布的最新研究报告，目前几乎所有笔记本电脑、上网本、移动互联网设备（MID）与智能手机都开始内建Wi-Fi芯片，预期未来此趋势可望延续，而由于的功能强大，加上芯片价格也一路下滑，所以在新产品均陆续选用标准后，2010年出货量将超越成为市场主流。 中国联通设计院无线传输部一室主任冯毅表示，支持标准的WLAN网络代表了无线宽带网络未来的发展方向。中国联通将在未来网络建设的招标中引入设备，并在部分数据热点地区进行建设，提高空口传输速率，以满足用户需求。 动讯网数据显示，截止到2009年底，中国电信将在全国铺设的Wi-Fi热点将超过10万个；中国移动在2009年底进行了大规模WLAN采购，计划在2010年底之前完成超过11万个Wi-Fi热点，预计到2010年年
基于ZigBee的无线网络技术及其应用_顾瑞红
《电子技术应用》２００５年第６期欢迎网上投稿ｗｗｗ．ａｅｔｎｅｔ．ｃｎｗｗｗ．ａｅｔｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎＺｉｇＢｅｅＰｒｏｆｉｌｅｓ 网络应用层数据链路层 ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＬＬＣ ８０２．２ＬＬＣＩＥＥＥ８０２．１５．４ＭＡＣ ８６８／９１５ＰＨＹ ２４００ＰＨＹ 图１ＩＥＥＥ８０２．１５．４协议架构 表１ＩＥＥＥ８０２．１５．４的ＬＬＣ层和ＭＡＣ层主要功能 ＬＬＣ子层的主要功能：ＩＥＥＥ８０２．１５．４的ＭＡＣ协议主要功能：传输可靠性保障和控制设备间无线链路的建立、维护和结束数据包的分段与重组确认模式的帧传送与接收数据包的顺序传输 信道接入控制帧校验预留时隙管理广播信息管理 长期以来，低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。自从Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ出现以后，曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已，但是Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ的售价一直居高不下，严重影响了这些厂商的使用意愿。如今，这些业者都参加了ＩＥＥＥ８０２．１５．４小组，负责制定ＺｉｇＢｅｅ的物理层和媒体介入控制层。ＩＥＥＥ８０２．１５．４规范是一种经济、 高效、低数据速率（＜２５０ｋｂｐｓ）、工作在２．４ＧＨｚ和８６８／９２８ＭＨｚ的无线技术，用于个人区域网和对等网状网络。它是ＺｉｇＢｅｅ应用层和网络层协议的基础。ＺｉｇＢｅｅ是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据８０２．１５．４标准， 在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。 一般而言，随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术，ＺｉｇＢｅｅ技术将是最低功耗和成本的技术。同时由于 ＺｉｇＢｅｅ技术的低数据速率和通信范围较小的特点，也决 定了ＺｉｇＢｅｅ技术适合于承载数据流量较小的业务。所以 ＺｉｇＢｅｅ联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性 电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。 １ＩＥＥＥ８０２．１５．４和ＺｉｇＢｅｅ介绍 ＩＥＥＥ无线个人区域网（ＰＡＮ）工作组的ＩＥＥＥ８０２．１５．４技 术标准是ＺｉｇＢｅｅ技术的基础。８０２．１５．４标准旨在为低能耗的简单设备提供有效覆盖范围在１０米左右的低速连接，可广泛用于交互玩具、库存跟踪监测等消费与商业应用领域。传感器网络是其主要市场对象。 １．１８０２．１５．４协议架构及其技术特点 ＩＥＥＥ８０２．１５．４满足国际标准组织（ＩＳＯ）开放系统互 连（ＯＳＩ）参考模式。它定义了单一的ＭＡＣ层和多样的物 理层（如图１所示）。 ＩＥＥＥ８０２．１５．４的ＭＡＣ层能支持多种ＬＬＣ标准，通过ＳＳＣＳ （Ｓｅｒｖｉｃｅ－ＳｐｅｃｉｆｉｃＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＳｕｂｌａｙｅｒ，业务相关的会聚子层）协议承载ＩＥＥＥ８０２．２类型一的ＬＬＣ标准，同时允许其他ＬＬＣ标准直接使用ＩＥＥＥ８０２．１５．４的ＭＡＣ层服务。表１列出了ＩＥＥＥ８０２．１５．４的ＬＬＣ层和ＭＡＣ层主要功能。 ＩＥＥＥ８０２．１５．４定义了两个物理层标准，分别是２．４ＧＨｚ 物理层和８６８／９１５ＭＨｚ物理层。它们都基于ＤＳＳＳ（ＤｉｒｅｃｔＳｅｑｕｅｎｃｅＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍ， 直接序列扩频），使用相同的物理层数据包格式，区别在于工作频率、调制技术、扩频码片长度和传输速率。２．４ＧＨｚ波段为全球统一的无需申请的ＩＳＭ频段， 有助于ＺｉｇＢｅｅ设备的推广和生产成本的降低。２．４ＧＨｚ的物理层通过采用高阶调制技术能够提供２５０ｋｂｐｓ的传输速率，有助于获得更高的吞吐量、更小的通信时延和更短的工作周期，从而更加省电。 ８６８ＭＨｚ是欧洲的ＩＳＭ频段，９１５ＭＨｚ是美国的ＩＳＭ频 段，这两个频段的引入避免了２．４ＧＨｚ附近各种无线通 基于ＺｉｇＢｅｅ的无线网络技术及其应用 顾瑞红，张宏科 （北京交通大学电子信息工程学院，北京１０００４４） 摘要：ＺｉｇＢｅｅ是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，本文详细分析了ＺｉｇＢｅｅ技术， ＩＥＥＥ８０２．１５．４标准及相关应用， 讨论了它们的关系和相对其它技术的特点，并对其在家庭无线通信网中的应用前景进行了分析和展望。本文还针对无线网络与ＮＧＮ（ＩＰＶ６）的结合做了分析。 关键词：ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＺｉｇＢｅｅ短距离无线网络ＩＰＶ６ １
基于wifi的无线组网技术
基于WIFI的无线网状（Mesh）组网技术 摘要: 目前, 无线局域网由于相对有线网络的众多优点受到广泛应用, 其中WiFi 因高效的工作能力而受到热捧, 但是WiFi 由于支持范围有限, 使得它的发展受到一定程度的限制, 这里对该问题进行了研究。在不添加有线基础设施、扩大成本的情况下, 考虑将网上的无线设备作路由器使用, 对数据进行不断转发, 通过多个无线跳来进行组网, 即利用无线网状( Mesh）组网技术, 在低成本的条件下, 大大的扩展无线信号的覆盖范围。考虑到无线网状组网技术在当前市场上的应用,其业务支持能力和性能方面的优势, 证明了想法提出的合理性机可行性。基于WiFi的无线网状（Mesh）组网技术不仅具有WiFi本身的优势, 还解决了W iFi 的覆盖范围小的问题, 因此会有广泛的应用空间和很好的发展前景。 关键词: 无线网状网络;无线局域网;WiFi;无线跳 1．WiFi技术的探讨与研究 WIFI全称Wireless Fidelity，意思是无线保真技术。又称802.11b 标准，该技术使用的是2.4GHz附近的频段。它的最大优点就是传输速度较高，可以达到11Mbps，在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为5.5Mbps、、2Mbps和1Mbps，带宽的自动调整，有效地了网络的稳定性和可靠性。其主要特性为：速度快，可靠性情况高，在开放性区域，通讯距离可达305米，在封闭性区域，通讯距离为76米到122米，方便与有线以太网络整合，组网的成本更低。同时它还能与已有的各种 802.11 DSSS 设备良好的兼容。 1.1 WIFI 现状及特点 WIFI 无线宽带计入技术有以下几个特点： （1）WIFI 的覆盖半径可达300 英尺左右，约合 100 米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。（2）传输速度快，虽然有时WIFI 传输的无线通信质量不是很好，但传输速率比较快，可以达到11 Mbps，如果无线网卡使用的标准不同的话，WIFI 的速度也会有所不同。（3）建网成本低：只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员比较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。（4）更健康更安全：IEEE802.11 实际发射功率约 60~70 毫瓦,而手机的发射功率约 200 毫瓦至 1 瓦间，手持式对讲机高达 5 瓦,而且 WIFI 无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，对人体的辐射较小，使用起来应该是绝对安全的。 1.2 WIFI 技术剖析 1.2.1 WIFI 的网络构成。站点（Station），网络最基本的组成部分。 基本服务单元（Basic Service Set，BSS）。网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态的连接（associate）到基本服务单元中。 分配系统（Distribution System，DS）。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介（Medium）逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介，例如同一个无线频段。接入点（Acess Point，AP）。接入点既有普通站点的身份，又有介绍如到分配系统的功能。扩展服务单元（Extended Service Set，ESS）。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上，并非物理上的。不同的基本服务单元物有可能在
基于链路可用时间的认知无线网络路由算法
一第40卷第7期一2017年7月 合肥工业大学学报 (自然科学版) J O U R N A LO F H E F E IU N I V E R S I T Y O FT E C HN O L O G Y V o l .40N o .7一 J u l .2017一 一一 收稿日期:2016-07-20;修回日期:2016-09-22 基金项目:广东省科技计划资助项目(2014A 010103002);广东省优秀青年教师人才培养计划资助项目(2015S 02 )和东莞职业技术学院科研资助项目(2016A 08;政201712 )作者简介:杨怀德(1983-),男,湖北黄冈人,东莞职业技术学院工程师;陈俞强(1980-) ,男,广东茂名人,博士,东莞职业技术学院教授.D O I :10.3969/j .i s s n .1003-5060.2017.07.010基于链路可用时间的认知无线网络路由算法 杨怀德,一陈俞强,一骆剑锋 (东莞职业技术学院计算机工程系,广东东莞一523808 )摘一要:文章针对认知无线网络路由性能易受认知节点移动二主用户干扰二节点剩余能量影响的问题,提出一种基于链路可用时间的路由算法三该算法对节点间的链路可用时间进行预测,自适应地选取重路由操作少二 可用时间长的路径进行通信三仿真实验表明,该算法能简化网络的拓扑,提高认知无线网络的吞吐量,降低网络的传输时延三 关键词:认知无线网络;链路可用时间;预测;剩余能量;路由算法 中图分类号:T P 393一一一文献标识码:A一一一文章编号:1003-5060(2017)07-0912-05 R o u t i n g a l g o r i t h mb a s e do n l i n ka v a i l a b l e t i m e f o r c o g n i t i v e r a d i on e t w o r k Y A N G H u a i d e ,一C H E N Y u q i a n g ,一L U OJ i a n f e n g (D e p t .o fC o m p u t e rE n g i n e e r i n g ,D o n g g u a nP o l y t e c h n i c ,D o n g g u a n523808,C h i n a )A b s t r a c t :Al i n ka v a i l a b l e t i m e b a s e d r o u t i n g a l g o r i t h mi s p r o p o s e d t o i m p r o v e t h e p e r f o r m a n c e o f r o u -t i n g f o r c o g n i t i v e r a d i on e t w o r k s ,w h o s e p e r f o r m a n c e i s a f f e c t e db y n o d em o b i l i t y ,i n t e r f e r e n c e f r o m p r i m a r y u s e r s ,r e s i d u a l e n e r g y o f s e c o n d a r y u s e r s .T h e p r o p o s e da l g o r i t h mf i r s t f o r e c a s t s t h e l i n ka -v a i l a b l e t i m e ,a n d t h e n a d a p t i v e l y s e l e c t s t h e r o u t e sw i t h l e s s r e r o u t i n g o p e r a t i o n s a n d l o n g e r a v a i l a b l e t i m e .S i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a t t h e p r o p o s e da l g o r i t h m c a ns i m p l i f y t h en e t w o r kt o p o l o g y ,i m -p r o v e t h e t h r o u g h p u t a n d r e d u c e t h e t r a n s m i s s i o nd e l a y i n c o g n i t i v e r a d i on e t w o r k s .K e y w o r d s :c o g n i t i v er a d i on e t w o r k ;l i n ka v a i l a b l et i m e ;p r e d i c t i o n ;r e s i d u a le n e r g y ;r o u t i n g a l g o -r i t h m 0一引一一言 认知无线电技术是为解决无线频谱资源日益匮乏的问题而提出的一种新型无线网络,其核心思想是允许认知用户动态择机地使用已分配给主用户而主用户当前并未使用的频段,使得频谱资源的利用率得到了极大的提升,从而解决了无线 网络频谱资源不够用的问题[1-3 ]三然而,认知无线 电技术对无线网络的性能特别是路由性能也有着巨大的影响,与传统的无线网络相比,认知无线网络的路由不仅需要考虑节点的移动性和节点剩余能量的影响,还需要考虑来自主用户的干扰三因 此,传统的无线自组网的路由算法并不适用于频谱动态变化的认知无线网络三为此,国内外很多学者都展开了对认知无线网络的路由算法的研究,并且已经取得了许多研究成果三文献[4]提出了一种基于连通性的路由算法,在选取路径时淘汰效率低的二不稳定的瓶颈链路,但没给出具体的算法实现;文献[5]针对主用户的干扰问题,提出了一种多路径的路由算法,该算法通过引入路由接近度的概念,在路径选取时选取接近度低的节点作为下一跳,虽然降低了主用户的干扰对于路由性能的影响,但是增大了网络传输时延二增加了网络的能耗;文献[6 ]针对前向避免区域频繁信道万方数据
无线网络技术发展趋势.
无线网络技术发展趋势 所谓无线网络,既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术,与有线网络的用途十分类似,最大的不同在于传输媒介的不同,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份。 随着3G时代无线应用的日渐丰富,以及无线终端设备的层出不穷,对于无线网络,尤其是基于802.11技术标准的Wi-Fi无线网络,在802.11n产品技术应用逐渐成为市场主流应用的当下,基于Wi-Fi技术的无线网络不但在带宽、覆盖范围等技术上均取得了极大提升,同时在应用上,基于Wi-Fi无线应用也已从当初“随时、随地、随心所欲的接入”服务转变成车载无线、无线语音、无线视频、无线校园、无线医疗、无线城市、无线定位等诸多丰富的无线应用。
无线网络发展状况
计算机通信分两种:有线通信和无线通信 无线通信包括卫星,微波,红外等等 无线局域网(Wireless LAN技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备,人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时,无线局域网也在改变着人们的生活方式。本文分析了无线局域网的优缺点极其理论基础,介绍了无线局域网的协议标准,阐述了无线局域网的体系结构,探讨了无线局域网的研究方向。 关键词以太网无线局域网扩频安全性移动IP 一、引言 随着无线通信技术的广泛应用,传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求,于是无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN应运而生,且发展迅速。尽管目前无线局域网还不能完全独立于有线网络,但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟,正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。 无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲,无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信,并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲,无线局域网就是在不采用网线的情况下,提供以太网互联功能。 广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性,促进了无线局域网技术的完善和产业化,已经商用化的802.11b网络也正在证实这一点。随着802.11a 网络的商用和其他无线局域网技术的不断发展,无线局域网将迎来发展的黄金时期。 二、无线局域网概述
浅谈无线技术及其应用(一)
浅谈无线技术及其应用(一) 【摘要】文章阐述了无线局域网技术的基本概念，从各个角度全面探讨了无线技术与传统有线网络的区别，并通过无线技术在悉尼机场的具体实施来深入分析无线技术所带来的效益。【关键词】无线技术；优势；互联网；应用 在信息化时代，计算机和网络已成为人们生活中的不可缺少部分。但传统有线网络在某些应用场合受到一定程度的限制：布线、改线以及调试的工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动等。从而使迅速增加的网络需求形成了严重的技术瓶颈。因此，以高效快捷、组网灵活为优势的无线局域网应运而生。 一、无线技术与传统有线网络的区别 无线互联网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它采用无线传送方式提供传统有线互联网的所有功能，但不会受到线缆的限制。网络系统的基础设备不再需要埋在地下或藏在墙里，它可以是移动性的，也可以随组织的成长发生变化。在无线网络中，终端不像在有线网络中那样，必须保持固定在网络中的某个节点上，而是可以在任意的时间做任意的移动，同时要求能自如的访问网络中的资料。大体来讲，无线网络和传统的有线互联网相比，具有如下不同点。 （一）组网灵活性差异 由安装上无线网卡的几台PC机互通信息就可以组成一个纯无线网络系统，当然也可以与原有的有线网络相结合，对原有网络进行扩展。因此，无线网络组网方便、快捷，安装和拆除都很简单，有很好的灵活性，特别适合展馆的临时组网。相对而言，有线网络的组建就需要考虑网络设备以及线缆的选择，铺设线缆的场地的选择。如果对原有网络进行扩展，还要进行网络兼容性等问题的考虑和解决。 （二）网络部署方式不同 有线网络的建立必须依赖于一定的线缆，并且网络节点是固定的，只有确定了目的地点，才能进行访问。而无线网络不受网线限制，可以随时建立和拆除，它允许用户在一定范围内任何时候都可以访问网络数据，不需要指定明确的访问地点，用户可在网络中漫游，这是无线网络与有线网络的本质区别。 （三）网络各层的功能不同 为了达到网络的透明，无线网络希望在逻辑链路层就能和别的网络相通，这就使得无线网络必须将处理移动工作站以及保持数据传送可靠性的能力全做在介质访问控制层。这和有线网络在介质访问控制层的功能是不同的。 （四）抗干扰性差异 有线网络有一个很明显但又难以避免的弱点，就是线路本身容易遭到破坏，因此抗毁性较差。无线网络采用直接序列技术和跳频技术，因此，无线系统具有很强的抗干扰能力。 （五）长期投资费用不同 有线网络的安装，需要高成本费用的线缆，租用线缆的费用也较高，尤其是那些网络覆盖面比较广的大型网络系统。从长远来看，无线网络从安装到日后维护，以及网络的扩展都有很大的经济优势。 二、悉尼机场的无线技术实施背景 悉尼机场是澳大利亚历史最悠久、持续经营最长的商业机场之一，同时也是澳大利亚乃至全球最繁忙、规模最大的国际机场之一，每年至少有将近2500万名来自世界各地的旅客经由悉尼机场而出入澳大利亚，因此悉尼机场所要承受的旅客对高质量服务要求的压力也是显而易见的。 随着全球经济的高速发展，不管是到国内外旅游的旅客，还是商务出差的从职人员不断地增加，显然这势必给悉尼机场的经营者带来了丰厚的利润，但同时也给悉尼机场的各方面基础
无线常见的组网方式
无线常见的组网方式 1. 无线组网 组网要求：在局域网内用无线的方式组网，实现各设备间的资源共享。 组网方式：在局域网中心放置无线接入点，上网设备上加装无线网卡。 2 . 点到点连接 ①单机与计算机网络的无线连接 组网要求：实现远端计算机与计算机网络中心的无线连接 组网方式：在计算机网络中心加装无线接入点外接定向天线，在单机上加装无线网卡外接定向天线与网络中心相对。 ②计算机网络间的无线连接 组网要求：实现远端计算机网络与计算机网络中心的无线连接 组网方式：在计算机网络中心加装无线接入点外接定向天线，在远端计算机网络加装无线接入点外接定向天线与网络中心相对。 3 . 点到多点的连接 ①异频多点连接 组网要求：有 A 、 B 、 C 三个有线网络， A 为中心网络，要实现 A 网分别与 B 网和 C 网的无线连接。 组网方式：在 A 网加装一无线网桥外接定向天线，在 B 网加装一无线网桥外接定向天线和 A 网相对；在 A 网加装另一无线网桥外接定向天线，在 C 网加装一无线网桥外接定向天线和 A 网的第二个定向天线相对。 ②同频多点连接 组网要求：有 A 、 B 、 C 、 D 四个有线网络， A 为中心网络，要实现 A 网分别与 B 网、 C 网、 D 网的无线连接。 组网方式：在 A 网加装一无线网桥外接全向天线，在 B 网、 C 网、 D 网各加装一无线网桥外接定向天线和 A 网相对， A 网与 B 、 C 、 D 三网以相同的频率建立连接。 4 . 面向区域的移动上网服务 组网要求：在较大的范围内为在此区域内的移动设备提供移动上网服务。 组网方式：在区域内进行基站选点，在每个基站放置无线接入点外接全向天线，形成多个互相交叠的蜂窝来覆盖要联网的区域。移动设备上加装无线网卡，即可享受在此范围内的移动联网服务。 5. 中继连接 ①跨越障碍物的连接 组网要求：两个网络间要实现无线组网，但两个网络的地理位置间有障碍物，不存在微波传输所要求的可视路径。 组网方式：采用建立中继中心的方式，寻找一个能同时看到两个网络的位置设置中继点，使两个网络能够通过中继建立连接。 ②长距离连接 组网要求：两个网络间要实现无线组网，但两个网络的距离超过了点对点连接能达到的通信距离。 组网方式：在两个网络间建立一个中继点，使两个网络能够通过中继建立连接。 6 . 网状网连接 无线网状网是纯无线网络的系统，网络内的各个 AP 之间可以通过无线通道直接相互连接。 相互间无线连接的 AP 数量可以不受限制。通常一个城市里面可以有上万台 AP 同时在
校园无线网组网课程设计
计算机网络设计说明书学院名称：计算机与信息工程学院 班级名称：12级网工(4)班 学生姓名： 学号： 题目：校园无线网络组网方案设计 指导教师 姓名： 起止日期：2014年6月9日-2014年6月16日 计算机网络课程设计任务书
一、选题背景
随着我国教育行业信息化工作的逐步深入，如何建设安全可靠、经济适用、可持续发展的校园网络，如何为未来数字化教育发展培养信息化人才，已经成为所有教育单位关注的焦点。随着校园网络信息化的普及，校园内越来越要求尽可能方便、快速、移动式的使用网络，同时，随着笔记本电脑的普及，越来越多网络访问将走出有线网络的场合，以及如室外广场、大型教室、礼堂、会议室、图书馆和体育场馆等场所，也同样要求能够访问校园网络，这对于校园网的管理者和建设者来说，是急需思考与解决的问题。这对于笔记本电脑用户数量颇为庞大的安徽某些高校来说，更是个迫在眉睫的课题。经过严格测试与甄选，最终“相中”了锐捷网络的STWN（安全可信无线网络）整体解决方案，成功构建了快速、高效、无盲区、高安全、易管理的无线校园网络。其从网络设计、规划、实施的整个过程，对于国内高校建设无线校园网络有很好的借鉴意义,然而无线网络为校园网建设提出了新的可行的思路。无线局域网标准、b 能够与现有的计算机网络进行平滑无缝的连接，并能与现有的计算机网络和终端设备互联，与有线网络资源具有良好的兼容性和整合性。 二、方案设计 概述 WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）是通信行业的一个时髦词语，而且可以肯定它是一种人人都想使用的技术。WLAN 变得如此流行的原因是易于安装和使用。通过WLAN 系统，用户无须考虑复杂的线路连接和布置问题。可是WLAN系统也不是完全的“无线”，因为只有客户端是可移动的，而服务器或者说接入设备是固定的。 使用WLAN 解决方案，网络服务商和企业能给他们的客户提供无线局域网服务，这些服务包括： (1)使用带有WLAN 功能的设备组建一个无线网络。这个网络可以成为接入固网或者Internet 的入口。 (2)配置了无线PCI 网卡的客户端可以与无线网络建立连接并访问固网或Internet。 (3)WLAN 客户端与传统的局域网的互连。 (4)通过不同的加密和认证方式实现安全的访问。 (5)WLAN 功能使用户能够安全的访问网络并且能在同一移动区域内进行快速漫游。 2.校园各子网设计
无线网络技术心得体会
心得体会 计算机技术的突飞猛进让我们对现实应用有了更高千兆网络技术刚刚与我们会面，无线网络技术又悄悄地逼近。不可否认，性能与便捷性始终是IT技术发展的两大方向标，而产品在便捷性的突破往往来得更加迟缓，需要攻克的技术难关更多，也因此而更加弥足珍贵。历史的脚印说到无线网络的历史起源，可能比各位想象得还要早。无线网络发展史上的第一块里程碑是1997年6月的IEEE802.11标准的出台，虽然IEEE802.11标准在当时并没有引起革命性的网络变革，但802.11标准提供的“一点对多点接入”、“点对点中继”等工作模式提供了一种替代有线网络的高效高速的方案，为无线网技术的不断发展奠定了基础，在此后的被称为Wi-Fi的802.11b标准统一无线网络标准更是功不可没。 随着信息技术与信息产业飞速发展,人们对网络通信的要求也不断提高,无线电技术能实现远距离的通信,即使在室内或相距咫尺的地方, 无线电也可发挥巨大作用。于是无线网络技术随之应运而生, 它克服了传统网络技术的不足, 真正体现了5W的要求。由于网络一般分为局域网和广域网（即因特网）两种,但本文将着重对局域网部分进行阐述。无线网络技术主要包括IEEE802. 11、https://www.wendangku.net/doc/9b6946649.html,N2 、HomeRF、蓝牙等。它使人们彻底摆脱了线缆的束缚,在整个区域内实现随时随地的无线连接。 虽然目前大多数的网络都仍旧是有线的架构，但是近年来无线网络的应用却日渐增加。在学术界、医疗界、制造业、仓储业等，无线网络扮演着越来越重要的角色。特别是当无线网络技术与Internet相结合时，其迸发出的能力是所有人都无法估计的。其实，我们也不能完全认为自己从来没有接触过无线网络。从概念上理解，红外线传输也可以认为是一种无线网络技术，只不过红外线只能进行数据传输，而不能组网罢了。此外，射频无线鼠标、WAP手机上网等都具有无线网络的特征。 无线网络技术的发展最终需要在应用层面上得到用户的充分认可。时至今日，无线传输标准可谓百家争鸣，除了最容易想到的无线局域网，用户也将能在不同的领域应用这些新技术，包括硬件设备与应用软件两方面。目前，有三种方式可供选择。红外线无线传输利用红外线波段的电磁波来传送数据，通讯距离较短，传输速率最快可达16Mbps。目前广泛使用的电视机或VCD机等家电遥控器几乎都采用红外线传输技术，只不过此时是窄带红外技术。蓝牙有着全球开放的自由频段2.4GHz，有效传输速度为721kb/s，数据传输速度1Mbps，2.0版本的蓝牙技术甚至达到3Mbps。WiFi即“无线相容性认证”，目前已出现多个标准。802.11b标准在理想情况下的传输速率为11Mbps，802.11g标准的理论传输速率也达到54Mbps。但在实际使用环境中，它们的传输速率也只有理论速度的一半左右。然而即便如此，用于音频传输也已经绰绰有余，此时可以很好地摆脱对线缆的依赖。但是，有些发烧音响爱好者怀疑无线传输是否能够保证音质。其实，无线传输的表现毫不逊色。现在市场上几款名家无线家庭影院产品，无论是红外线无线、蓝牙无线传输，还是WiFi无线技术方式，都有着很高的无线技术含量，并且都运用了自家的独门技术，无线传输的表现能力相当出色，能够确保连续和及时地传输数字影音讯号，不会出现讯号延迟停顿现象，音质清晰完美。在WiFi