无线网络的基本原理范文

随着电子和网络技术的日益发展，人们的生活与电子、网络的关系更加密切。手机和移动通信网络、计算机和计算机网络及Internet已经成了人们生活与工作不可或缺的一部分。在技术上，无线与高速是网络的终极目标；而从经济这个角度，成本以及性价比决定了一个产品的生命力与市场。不过人们可以相信，一个能够让人们认为合理的价格，一个能满足绝大多数应用的高速度的无线网络，必然会网罗世界的每一个角落。那个时候人们就可以不用多少钱，通过自己的随身设备如手机、笔记本电脑与任何人打视频电话，开视频会议，上网点播DVD电影。这是我们这代人的终极目标。

在这个速度更快、功能更强、用线更少、使用更方便、维护更简单的目标下，未来的通信系统正朝着综合化、宽带化、无线化方向发展。综合化表现在两个方面：一是移动通信网络与计算机网络的融合；另一就是同一网络的多种功能，如通话、雉、数据等的综合。我们已经建立了企业内部的有线电话网络和有线或无线的计算机网络。这种网络在实现企业内部通信时，由于不需要经过网络运营商的中心交换节点，减少了内部网络与外界的接触，一定程度上提高了网络的安全性能。尤其有价值的一点是，内部通信时它是完全免费的。而近年来，随着WLAN（WirelessLocalAreaWetwork）技术的日益发展与成熟，新的技术和标准不断涌现，如IEEE802.11（1Mb/s～2Mb/s）、IEEE802.11b(5.5Mb/s～11Mb/s)、IEEE802.a(10Mb/s～25Mb/s)、IEEE802.g(22Mb/s～54Mb/s)及HiperLAN2、HomeRF和Bluetooth，无线局域网络随着其成本的逐渐降低必将以其综合成本低、维护方便、架设简单等优势取代传统的有线网络，走进企业部门及千家万户。同时，我们已经建立了不需要经过运营商级交换中心的企业内部的有线电话网络和计算机的有线或无线网络，而随着手机用户的日益增多和无线计算机网络技术的成熟，一个企业或部门组建自己的基于手机的无线局域网的时机已经到来，并且成熟了。

基于手机的新的无限局域网络，只需要在原有的计算机无线局域网上增加一个软件模块，同时给手机增加一个硬件模块。这种一次少量投资即可长久获利的投资方案，对于企业以及普通的家庭用户都是可取的、有吸引力的。

图2

1手机的新结构与功能

为了适应新的应用，在传统手机的结构上加入了一个频率可调模块。该模块功能是通过软件（程序设定）或硬件（在手机面板加个铵钮）使手机实现WLAN/手机模式切换，而这个切换主要是改变发射与接收频率及功率来操作的。新的总体结构如图1所示。

手机的WLAN模式下的应用是大家所在注的。用户选择了WLAN工作模式后，中央控制器会发出命令，让发射机和接收机同时调整自己的发射和接收频率以及功率，然后工作于WLAN模式。

接收机结构与功能如图2所示。图中LAN（LowNoiseAmplifier）即低噪声放大器。

天线将感应到的WLAN无线信号经射频滤波网络进入接收机。这时，WLAN/手机模式转换接口已被中央控制器将接收频率设置为对讲接收频率，所以WLAN无线信号直接通过。但因为WLAN信号与手机信号频率不一样，所需的混频器频率也不一样，因此将接收的WLAN无线信号经过一个信号分离开关使信号进入不同的混频器。混频后，信号经中频滤波器、放大器、解调器，再经语音信号处理器解调、去交织、解密、信道解码、PCM解码等处理不原出模拟信号，送入受话器发声。

WLAN/手机模式转换接口对接收机而言是双频接收机。信号分离开关实质上是个与单刀双掷开关类似的开关。它只是把WLAN无线信号送到对讲混频器，或者手机无线信号发送到手机混频器。

发射机结构与功能如图3所示。

送话器将模拟信号编码处理后，经过分离开关将信号分离。然后，依据控制器命令进行信号调制，再经变换、放大后发射出去。

2WLAN网络的设计与程序设计

WLAN网络有分布对等式网络和集中式网络。

（1）分布对等式网络架构与应用

根据应用方式的不同可分为点对点交互和点对多点交互。点对点交互如图4所示。

甲乙用户在一个有限距离内，进入WLAN模式。输入对方的手机号码，即可不经过网络运营商的中心交换节点，实现通话与短信等通信功能。

点对点应用场合：野外作用、火车站、飞机场、校园内部住宿的学生、家族用户。

点对多点交互结构如图5所示。

点对多点交互是通过手机的软/硬件保证的。设计一个手机广播号码，广播时直接输入即可。在必要的时候，可以设置接听密码。

点对多点交互应用场合：工农业生产及其它需要近距离通信的场合。

扩展应用（extendedapplication）：分布式系统在服务业的日益发展中还可以大有作为。譬如在一个陌生的地点，为了找到最近的旅馆、车站、饭店等，当然可以用手机上广域网，交一定的话费查得需要的信息。可如果给每种服务提供一个接入号码，如001是饮食，002是住宿，003是车站，就可以进入WLAN模式，输入接入号码，对方会以短信或电话的方式告知该如何找到他们或者他们送货上门。当然，电话免费，但服务不免费。

（2）集中式网络架构与应用

当企业和他的网络变得日益庞大的时候，为了提供更多的服务，以及在更大范围内实现通信时，需要一个或多个中心交换节点或服务器（server）。集中式网络中心交换节点或服务器结构模型如图6所示。

应用层（applicationlayer）：使用公共网关接口层提供的服务，并使用了基于标记的WML（WirelessMarkupLangu

age,无线标记语言）和简化的基于JavaScript的脚本语言WMLScript(WirelessMarkupLanguageScript)，无线标记语言脚本），实现简化的无线WEB应用。同时提供了最基本的通话与短信息（SMS，ShortMessageService）及数据的查询与服务。公共网关接口（CGI，CommonGatewayInterface）层：把服务器上的内容进行编码压缩并进行协议转换，为应用层提供编程接口。

路由交换层（router-switchlayer）：当网络变得日益庞大的时候，由手机自己在大范围内寻址显得过于复杂而难以实现。这时可将路由交换寻址交给服务器实现。这仅要求服务器建立一个数据库（database）及其相关界面。

WLAN物理层：原有的WLAN设施，如交换机（switch），服务器（server）。

集中式网络的一个应用模型如图7所示。图7中，SAP（ServiceAccessPoint）即服务接入点，PDA（PersonalDigitalAssistance）即个人数字助理。服务器由PC充当。

部门1、2的网络结构比较单一，接入终端只画出手机。当然，笔记本电脑和PDA同样也可以接入，但它只有无线局域网络。部门3的网络比较复杂。它通过一个交换机接入手机、笔记本电脑和PDA，以及有线以太网（Ethernet）。

无线网络的基本原理范文篇2

【关键词】LTE网络优化自优化网络

ABSTRACT：Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology，aswellasthecontinuousevolutionofthenetworktechnology，thenetworknumberofparametersmoreandmore，differentnetworkneedbetweentheinteroperability，andrapidconfigurationmanagementincreasingnumberofbasestation，theemergenceoftheseproblems，itneedstooperatorsusingbetternetworkmanagementtoreducetheoperationandmaintenancecost，soastorealizetheintelligentnetwork.Therefore，thelongtermevolutionofthe3GPPhasputforwardthenewoperationandmaintenancestrategy，namelyself-organizingnetwork.

ThisarticlefocusesonappliedtoLTEnetworksselfoptimizationnetwork，andnokiaprovidesSONsincetheoptimizationofnetworksystemandapplication

KEYWORDS：LTE，optimizationofnetwork，selfoptimizationnetwork

一、概述

随着通信技术和业务的高速发展，无线网络规模越来越大，各种技术体制共存，加之HomeNB/eNB的引入，网络变得更加复杂。如果仍然使用无线网络规划和优化的传统工作方式，人工完成海量网络参数操作的难度越来越大，网络规划、优化和运营成本也越来越高。运营商在关注设备性能的同时，更加关注维护操作效率，如何降低OPEX是运营商优先考虑的问题。因此，欧美主流高端运营商发起SON（Self-OrganizingNetwork）技术，希望通过SON来减少运营成本，提高操作效率，提高网络性能和稳定性。

二、SON原理介绍

自组织网络SON（Self-OrganizingNetworks），原是特指无线自组织网络（Adhoc网络），在LTE（LongTermEvolution）技术的标准化阶段由移动运营商引入，其主要思路是实现无线网络的一些自主功能，减少人工参与，降低运营成本，提高用户感受。从运营商的角度来看，降低建设和运营维护成本等措施能够获得更高的利润。从技术发展的角度来看，3种因素促进了SON的发展。首先，网络参数的数量越来越多，且更加复杂；其次，由于无线网络的快速发展，使得2G/3G/LTE共存发展，不可避免地产生了不同网络之间的互操作；最后，基站数目（特别是家庭eNodeB）发展很快，需要快速配置和管理这些基站。而自组织网络的，自优化、自配置、自治愈这三大技术应用在了不同地方。如下图所示：

面对下一代无线网络部署和运营，为了减少运营成本和维护成本，运营商一方面需要在网络建设时投入大量工作，比如规划、配置、优化、计算、调整、测试、预防错误、减少失败、自我恢复等工作。另一方面，需要简化用户的使用流程，比如HomeNodeB设备，用户希望买回家的是一个即插即用设备，一上电就能够自动获取配置运行。因此，人为因素对网络的影响将越来越小，自配置、自优化、自适应和自修复将成为下一代移动网络的必然趋势。

自配置（Self-configuration）：是指新增网络节点（例如基站）的配置能够做到即插即用，以降低成本并简化安装流程。这个过程在预操作状态进行。预操作状态可理解为eNB上电开通、实现与骨干网连接，直到RF发射器打开。自配置过程包含基本建立和初始无线配置两部分。

自优化（Self-optimization）：根据UE和eNB的性能测量报告，对参数进行自优化，以尽量减少优化工作量并提高网络质量和性能。该过程在可操作状态（RF发射器已打开）。自优化过程包含自优化/自适应过程。

自修复（Self-healing）：是指系统检测到问题时能自主减轻或解决，大大减少维护工作成本并避免对网络质量和用户感受的影响。

三、SON功能测试应用

无线网络的基本原理范文

论文关键词：校园网，无线局域网，地方电大

1.无线局域网的优势

无线局域网(WirelessLocalAreaNetworksWLAN)是利用射频技术实现无线通信的局域网络。该技术产生于20世纪80年代,WLAN主要是作为传统布线LAN的延展和替代,它能支持较高数据速率(1~54Mbit/s)、采用微蜂窝、微微蜂窝结构的,自主管理的计算机局部网络。还可以采用无线电或红外线作为传输媒质,采用扩展频谱技术,移动的终端可通过无线接入点来实现对Internet的访问。[1]无线局域网的应用越来越广泛，很多成人高校开始在校园内、教室内、会议室内建立无线局域网。尤其对于地方电大里的一些大型多媒体教室，成人开放教育学员的流动性教强，对网络的节点数量的需求不固定和对网络传播速度也有要求，因此需要组建灵活和方便高效的无线局域网。[2]而且越来越多的学员有了带有无线网卡的笔记本电脑或3G手机，所以建立无线局域网显得更加有意义。相对于传统的有线网络，无线局域网的优势体现在：

1.1可移动性

由于没有线缆的限制，带有无线网卡的笔记本电脑或3G手机的学员可以在不同的地方移动学习，不管在任何地方都可以实时地访问信息。

1.2布线容易

由于不需要布线，消除了穿墙或过天花板布线的繁琐工作，因此安装容易校园网，建网时间可以大大缩短。

1.3组网灵活

无线局域网可以组成多种拓扑结构，能十分容易地从少数用户的点对点模式扩展到上千用户的基础架构网络。

1.4成本优势

体现在用户网络需要敷设大量有线网络建设和扩展网络进行数据通信的时候，自行组建的WLAN会为用户节约大笔的建设和敷线施工的费用，在需要频繁移动和变化的动态环境中，无线局域网的投资更具回报。

2.无线局域网的设计原则

根据具体应用情况，在网络设计中一般遵循下列原则：

2.1先进性原则

采用先进的设计思想和网络设备，使无线网络在今后一定时期内保持技术上的领先性，同时能更好地兼容和适应无线新技术，同时兼顾互操作性。

2.2开放性原则

网络设计及网络设备选型遵从国际标准及工业标准，使网络具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。

2.3可扩展性原则

网络设计在充分考虑当前情况的同时，必须为今后较长时期内业务发展做准备，留有充分的升级和扩充的可能性免费论文。充分利用现有通讯设备，为以后扩充到更高速率提供充分的余地。另一方面，还必须为网络规模的扩展留有充分的余地。

2.4安全性原则

网络系统的设计必须贯彻安全性原则，以防止来自网络内部和外部的各种破坏。

2.5可靠性原则

网络系统的设计必须贯彻可靠性原则，选用技术先进、成熟、高可靠性的网络设备，使整个无线网络具有很高的可用性。

2.6可管理性原则

网络系统应具有良好的可管理性，使得网络管理人员能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息，能简便地对网络进行配置和调整，确保网络工作在良好状态。

3.无线局域网的组成

最简单的WLAN包括无线网卡和接入点（AccessPoint，缩写AP）。无线网卡安装在移动终端上，用来访问AP，无线网卡带有发送器、接收器、天线和提供与无线终端接口的硬件。AP是一个带桥接功能的无线基站校园网，放置于固定位置并可连接到有线局域网。AP带有发送器、接收器、天线和桥接器，带有与IEEE802.3有线局域网的接口，可以让无线终端同有线局域网通信。

大型WLAN应用的网络结构以基础设施网络为主。基础设施网络提供对其他网络的访问，带有转发功能和介质访问控制等功能。在基于这种结构的网络中，通信只发生在无线节点和AP之间，而不是两个无线节点之间直接通信，AP起到了桥接其他无线或有线网络的作用。

WLAN网络基本上可以分为三部分：接入设备、用户终端和支撑网络。[3]

3.1接入设备

依据功能可分为四类：WLAN固定小区”、WLAN移动小区”、WLAN桥接器”、网络适配器以及通信保密装置。移动小区”与固定小区”类型相似，区别主要在于当用户移动时能否提供无中断连接和越区漫游切换。无线桥接器”为分散的固定小区”或独立的移动小区”提供中远距离的点对点连接，桥接器检查每个数据包的地址，并确定最佳路由方案。网络适配器提供用户终端在网络覆盖范围内的无线链路连接。通信保密装置是为了满足通信链路的保密要求设置的，它可以采用分组交换的数据加密设备进行网络端到端加密，也可以使用整体加密装置满足整条物理链路的安全要求。

3.2用户终端

提供的业务包括电子邮件、数据传送、语音和图像信息。

3.3支撑网络

包括本地网络管理和外部接口设备两大部分。网络管理由网络的整体配置和各主要模块（设备、软件）配置组成。

4.面向地方电大校园无线局域网的方案设计

作为成人高校的地市级广播电视大学，学员多以业余学习为主，流动性强，且更多的是网上学习，作为学员教学场所的多功能教室，如果有无线网络的话，将会给学生提供更多的方便。无线局域网需要安装无线访问的AP对所属的教室工作区域内进行无线信号覆盖，以提供老师和学员通过笔记本电脑进行多媒体教与学的上网需求。根据无线局域网的设计原则以及办公室、教室无线覆盖需求，采用如下的网络方案（如图1所示）：

图1

针对无线局域网络中多媒体教室的媒体信息连续性，传输稳定性，可靠应用传输的要求，应尽可能考虑为接入终端均匀分配更多的带宽校园网，同时兼顾无线网络的安全性和整个工程的造价。

该方案可在复杂的网络环境中，为了便于对每个无线局域网访问的用户的身份进行严格认证外，提供了丰富的加密和控制机制，能够完全融合目前有线网的身份认证及审计机制。所选设备具有高性价比的无线接入点（AP），而且还有40/64位、128位以及152位WEP数据加密，SSID号广播禁止，MAC地址访问过滤验证可为256个用户提供访问服务，自动的频道选择和输出功率控制，自动负载均衡和高速漫游特性，无线接入用户端口隔离等技术。

具体实施如下（以网件公司产品为例，AP选用千兆无线宽带路由器WNR3500）：

4.1第一步

在教室内的相关工作区域进行无线网络覆盖，为保证无线传输的良好质量与可靠性，每个WNR3500AP间均以300Mbps信号覆盖重叠区域免费论文。每个WNR3500将负责本区域的无线用户以质量保证的最高可达300M速率的无线接入。

4.2第二步

无线局域网的APWNR3500的10/100/1000M以太网端口，通过双绞线连接相关联的有线局域网交换机的10/100/1000M端口上。

4.3第三步

无线局域网的APWNR3500可放置在吊顶上或挂在稍高位置的墙壁上或活动地板下。

4.4第四步

根据教室内工作区域的分布和提供访问的有效用户带宽考虑，按照日常普通的计算机以无线300Mbps速率的数据吞吐量作为参照，如果数据终端比较多，可再增加AP数，基本保证每个AP至多接入30个300Mbps无线用户接入（最多可64个无线用户接入）。

4.5第五步

根据无线局域网的工作原理，在多个子频道同时工作的情况下，为保证频道之间不相互干扰，要求两个频道的中心频率间隔不能低于25MHz。在一个蜂窝区（Cell）内，直序扩频技术最多可提供3个不重叠的频道同时工作。所以在无线局域网AP设备具体的配置时可对工作子频道按频道1、6、11的规律错开设置，相邻的无线AP在具体布置时也尽可能避开工作子频道的干扰问题。

这样校园网，在教室内就形成了微蜂窝覆盖的无线网络。无线微蜂窝覆盖，就是将多个AP形成的各自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。所以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。所有无线终端通过就近的AP接入网络，访问整个网络资源。微蜂窝覆盖大大扩展了单个AP的覆盖范围，从而突破了无线网络覆盖半径的限制，用户可以在AP群覆盖的范围内漫游，而不会和网络失去联系，通信不会中断。[4]

5.结束语

该方案可以有效地使多媒体教室形成无缝连接的无线微蜂窝覆盖，所有在教室的学生和教师都可以通过该网络进行上网学习，大大提高了上网的灵活性，同时也方便了管理人员对教室的管理。同时，无论是从无线局域网的可靠性、可扩展性和易管理性等方面，都有较好的性能。

参考文献：

[1]王秀芳，吕芙蓉等.WLAN技术在高校校园网建设中的应用[J].山东科技大学学报（自然科学版），2004（1）：32-34.

[2]方彬彬.无线局域网技术在开放教育中的应用研究[J].电脑知识与技术，2009（12）：9873-9875.

[3]雷绪恳.WLAN应用方案[J].移动通信，2004（3）：41-43.

[4]StallingsWilliam.无线通信与网络[M].北京：清华大学出版社，2004：20-21