大学本科毕业设计毕业论文_精选100_wifi技术原理以及应用

1、咔嚓大学本科生毕业设计本科生毕业设计WI-FI 技术原理以及应用学生姓名XXX所在专业所在班级申请学位指导教师YYY职称副指导教师职称辩论时间咔嚓大学本科生毕业论文设计课题申请表指导教师用表 使用届别：2021 届 课题名称科研工程(国家级省部级厅级市局级校级生产或社会实际教学自拟课题来源*说明：课题类别论文 设计第几次立项1 次 2 次 3 次课题情况难易程度较难适中简单工作量较大适中较小面向专业 学院 专业同一课题多名学生分工情况主要内容不同内容同参数不同分别做课题的不同局部指导教师姓名所在单位部门职称主要研究内容目标和要求指导小组审题意见学院 领导小组意见选题学生*注：1、 “说明栏填写

2、毕业论文设计课题所来自的科研工程名称、或企事业单位名称或教学内容。2、此表一式三份，指导教师、选题学生、学院各存一份；咔嚓大学本科生毕业论文设计开题报告学生用表 使用届别： 2021 届毕业论文设计题目学号姓名学院专业指导教师所在单位、部门职称毕业论文设计题目学号姓名学院专业指导教师所在单位、部门职称1、内容包括：研究的目的和意义；国内外研究设计开展状况、开展水平与存在问题；研究设计主要内容、预期目标及拟解决的关键问题；研究设计方案与技术路线；研究设计方法；参考文献。2、撰写要求：字体为 5 号宋体字，字数不少于 1500 字。 工作方案进程表时 间工 作 内 容选题是否适宜： 是 否方案是否

3、可行： 是 否进程是否合理： 是 否任务能否完成： 能 不能指导教师签字 年 月 日选题是否适宜： 是 否方案是否可行： 是 否进程是否合理： 是 否任务能否完成： 能 不能指导小组组长签字 年 月 日咔嚓大学本科生毕业论文设计中期报告学生用表 使用届别： 2021 届学号姓名学院专业论文(设计)题目简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果存在的具体问题下一步工作具体设想与安排指导教师意见指导教师签名：年 月 日咔嚓大学本科生毕业论文设计辩论小组意见辩论小组用表 使用届别： 2021 届学号姓名学院专业毕业论文设计题目辩论时间辩论地点 答辩提问录记录员： 年 月 日辩论小组评语及成绩评定成

4、绩百分制： 辩论小组组长： 年 月 日教师对本科生毕业论文设计评语的主要评价方面及评价内容教师类别评价方面评价内容学生在论文设计过程中的治学态度、工作精神学生掌握根底理论和专业知识的扎实程度学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性过程毕业论文设计期间的出勤情况；中期报告的撰写情况论文设计的整体结构是否符合撰写标准？论文设计质量是否完成指定的论文设计任务包括装订及附件？论文设计的理论意义，对解决实际问题的意义论文的观念是否有新意？设计是否有创意？指导教师论文设计水平论文书、设计说明书所表达的整体水平论文设计的整体结构是否符合撰写标准？

5、论文设计质量是否完成指定的论文设计任务包括装订及附件？论文设计的理论意义，对解决实际问题的意义论文的观念是否有新意？设计是否有创意？评阅教师论文设计水平论文书、设计说明书所表达的整体水平毕业论文设计的根本要点和见解的表达情况对辩论问题的反响、理解、表达情况辩论过程学生辩论过程中的精神状态论文设计的整体结构是否符合撰写标准？论文设计质量是否完成指定的论文设计任务包括装订及附件？论文设计的理论意义，对解决实际问题的意义答辩小组论文设计水平论文的观念是否有新意？设计是否有创意？论文书、设计说明书所表达的整体水平注：注：不同的专业方向 、不同的研究设计课题，根据其特点和侧重，教师评价的内容可进行必要的

6、补充和相应的调整。咔嚓大学本科生毕业论文设计评阅教师意见评阅教师用表 使用届别： 2021 届学生学号姓名学院专业毕业论文设计题目评阅教师评语及评定成绩成绩百分制： 评阅教师签名： 年 月 日咔嚓大学本科生毕业论文设计指导教师意见指导教师用表 使用届别： 2021 届学生学号姓名学院专业毕业论文设计题目指导教师评语及评定成绩成绩百分制： 指导教师签名： 年 月 日咔嚓大学本科生毕业论文设计成绩评定表学院辩论委员会用表 使用届别： 2021 届学生学号姓名学院专业毕业论文设计题目指导教师(X1)评阅教师(X2)辩论小组(X3)总评分数成绩( T )等级成绩成绩评定学院辩论委员会审核意见辩论委员会

7、主席签章： 年 月 日注：1、成绩评定一栏中，T= X1X2X3，X1=指导教师百分制成绩25%；X2=评阅教师百分制成绩25%； X3=辩论小组百分制成绩50%。 2、等级成绩：总评分数成绩四舍五入取整之后，90 分及以上为“优秀、8089 分为“良好、7079 分为“中等、6069 分为“及格、59 分以下为“不及格。摘要单片机是随着电子计算机(电脑)的开展而产生的。随着社会的开展和需求的提高，计算机也在不断地更新与开展。由于计算机的产生是应数值计算而产生的，因此长期以来电子计算机技术都是沿着满足大量高速数值计算而开展的，直到 20 世纪 70 年代，电子计算机在数字逻辑运算、推理、自动控

8、制等方面显露出非凡的功能后，在各种控制领域开始对计算机技术开展提出了与传统大量高速计算完全不同的要求。这些要求是：面对控制对象、面对各种传感器信号、面对人机交互操作控制、能方便地嵌入工控应用系统中等。 为了实现上述要求，近年来，单片微型计算机(简称单片机)应运而生。单片机也被称作“微控制器、 “嵌入式微控制器。单片机一词最初是源于 SCM。在单片机诞生时，SCM 是一个准确、流行的称谓， “单片机一词准确地表达了这概念。随着 SCM 在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能，单片机已不能用“单片微型计算机来准确表达其内涵。国际上逐渐采用MCU(Micro Controller Unit)来代替，

9、形成了单片机界公认的、最终统一的名词。在国内因为“单片机一词已约定俗成，故而继续沿用。 单片计算机是将电子计算机的根本环节,如:CPU(又称中央处理器,主要由运算器,控制器组成),存储器,总线,输入输出接口等,采用集成电路技术集成在一片硅基片上.由于单片计算机体积很小(仅手指般大小),功能强(具有一个简单计算机的功能),因而广泛用于电子设备中作控制器之用.目前,大到导弹火箭国防尖端武器,小至电视机微波炉等现代家用电器,内中都毫无例外地运用单片计算机作为控制器.因此,从控制的观点,我们也常称它为单片微控制器. 关键词关键词： 电路板、单片机、集成电路Abstract SCM, as the el

10、ectronic computer (computer) created in the development, along with social development and the improvement of demand， computers are also constantly updating and development. The computer is the result of numerical calculations and should have, So long computer technology to meet all along the high-s

11、peed development of numerical computation, It was not until the 1970s in the 20th century, computers in the digital logic operations, reasoning, Control areas shown remarkable feature, in various areas to control the development of computer technology with the traditional high-speed calculation enti

12、rely different requirements. These requirements are: Facing the control object, in the face of various sensor signals, in the face of human-computer interaction operational control, can be easily embedded industrial applications Medium.In order to achieve the above request, in recent years, single-c

13、hip microcomputer (SCM) emerged. SCM also called micro-controller, Embedded Microcontrollers. SCM is the first word from Single Chip Microcomputer called SCM. SCM birth, SCM is an accurate description of the epidemic, SCM accurate expression of this concept With SCM technology, architecture continuo

14、usly expanded its control function, SCM is no single-chip micro-computer to accurately express its substance. formation of microcontroller industry recognized the ultimate reunification of the term. In the domestic as SCM has been customary, therefore, continue to be used. Single-chip computer to co

15、mputers basic tasks, such as : CPU (also known as central processing units, mainly by the arithmetic unit, controller), memory, bus, the input and output interfaces, Integrated IC technology used in a silicon-based chip. As the size of a small single-chip computer (only the size fingers), strong fun

16、ction (with a simple computer function) that is widely used in electronic equipment used for the controller. Presently, the rocket missile defense sophisticated weapons, small microwave ovens to the TV and other modern household appliances, within which invariably use the computer as a single-chip c

17、ontroller. Therefore, from the control point of view, we often call the single-chip microcontroller. Key Words: Embedded Microcontrollers 、SCM 、Integration.1摘要摘要 随着网络的普及，越来越多的人享受到了网络给人们生活带来的方便。但是上网地点的固定，上网工具不方便携带等问题，使人们对无线网络更加的渴望。而 Wi-Fi 技术的诞生，正好满足了人们的渴望，也使得 Wi-Fi 技术越来越受到人们的关注。所谓“Wi-Fi其实就是 Wireless

18、Fidelity 的缩写，意思就是无限局域网。它遵循 IEEE 所制定的 802.11x 系列标准，所以一般所谓的 802.11x 系列标准都属于 Wi-Fi。根据 802.11x 标准的不同，Wi-Fi 的工作频段也有/HZ 和5G/HZ 的差异。但是 Wi-Fi 却能够实现随时随地上网需求，也能提供较高速的宽带接入。当然，Wi-Fi 技术也存在着诸如兼容性，平安性等方面的问题，不过它也凭借着自身的优势，占据着主流无线传输的地位。本文首先对Wi-Fi的技术背景和开展情况做了简单的表达，然后着重研究了Wi-Fi技术的原理，其中包括了Wi-Fi的性能指标，实现Wi-Fi的关键技术，Wi-Fi协议

19、，其次讨论了Wi-Fi的网络的构成，和传输方式，最后对Wi-Fi的应用做了一些介绍，并对Wi-Fi技术未来的开展做出了假设和展望。关键关键词词：Wi-Fi；IEEE802.11；直序扩频技术;跳频技术2ABSTRACTFor the popularity of the network, more and more people have felt its convenience. However, the restricted area of the net and the inconvenience of the tools taking make people strongly eager

20、 for Wi-Fi. Wifis producing which satisfied peoples desire has made it more attractive. , Wifi is the abbreviation of wireless fidelity. It obeys the standard 802.11X IEEE. That is to say, standard 802.11X belongs to wifi. According to the different standard 802.11X, wifi has operation band in /HZ a

21、nd 5G/HZ. Even though there are also some problems like Compatibility and net work security of wifi, it also occupied the mainstream wireless transmission with its advantages.This article firstly briefly introduces the background and the development of wifi, focusing on the technology principles whi

22、ch include its performance index, the key technologies of its realization and the wifi protocols. Then it discusses the wifis networking and its transmission. Finally, it presents the application of wifi and make the hypothesis and the outlook of wifis development. Keywords: Wi-Fi; IEEE802.11 ;Direc

23、t-sequence Technique ;FHSS目录摘要摘要 IABSTRACT .II绪论绪论 11 1 WI-FIWI-FI 概述概述.2技术背景与开展.21.1.1 Wi-Fi 概念.21.1.2 Wi-Fi 技术的背景.21.2 WI-FI 技术的开展与特点.31.2.1 Wi-Fi 技术的开展.3 现有 Wi-Fi 技术特点.42 2 WI-FIWI-FI 技术的原理技术的原理.52.1 Wi-Fi 技术性能指标和关键技术.52.1.1 Wi-Fi 的性能指标.52.1.2 Wi-Fi 的关键技术.52.2 Wi-Fi 的协议及 MAC 层关键技术.82.2.1 CSMACA 协

24、议.82.2.2 BTMA 协议.82.2.3 MAC 层协议.92.3 Wi-Fi 技术的结构.102.3.1 Wi-Fi 技术的网络结构.102.3.2 Wi-Fi 技术的拓扑结构.112.4 Wi-Fi 的传输方式.132.4.1 局域网.132.4.2 数据的传输.14传输控制.163 3 WI-FIWI-FI 的应用及未来展望的应用及未来展望.183.1 Wi-Fi 技术的应用模式.183.1.1 掌上移动终端的应用.18 其他方面的应用.183.2 Wi-Fi 的未来.193.2.1 Wi-Fi 的市场前景.193.2.2 Wi-Fi 技术的未来开展.19结论结论 21参考文献参考

25、文献.233绪论绪论随着技术的开展，各种传输方式不断的更新，Wi-Fi 所谓一种可移动的高速传输方式，受到了世界各国的广泛关注。目前我们上网主要采用的是有线接入的方式，正因为这样的接入方式，导致了我们享受网络咨询的同时，受到了上网地点的限制，从而使网络咨询的快速传达大打折扣。而 Wi-Fi 技术，就解决了这一难题。不仅如此，Wi-Fi 作为一种更加方便的接入方式，在同样身为无线接入方式的 3G 技术，Wi-MAX 等技术中也有着自己的优势。3G 传输速率只有 2M，而且还只限于话音跟数据业务，而 Wi-MAX 的构建更加的复杂，Wi-Fi 与之相比，有着更快的传输速率，更丰富的业务和更简单的构

26、建方法，所以 Wi-Fi 必将在未来很长一段时间内占据这无线接入方式的主流地位。我国目前也在大力开展 Wi-Fi 技术，无线网络覆盖的热点也越来越多，相信 Wi-Fi 这个方便快捷的无线接入技术，必将有美好的前景。41 1 WI-FIWI-FI 概述概述4.1 Wi-Fi 技术背景与开展4.1.1 Wi-FiWi-Fi 概念概念所谓“Wi-Fi其实就是 Wireless Fidelity 的缩写，意思就是无限局域网。由于作为 Wi-Fi 产品的标准是遵循 IEEE 所制定的 802.11x 系列标准，所以一般所谓的 802.11x 系列标准都属于 Wi-Fi。而目前最流行的标准就是802.11

27、b，也就是无线的标准协议。该标准从 802.11 的 2MB 根底带宽增加到11MB，到达局域网水平，而且还可以兼容 802.11b，因此成为市场新贵。4.1.2 Wi-FiWi-Fi 技术的背景技术的背景Wi-Fi 技术从提出到现在已经在电信业和 IT 业引起了广泛的关注和应用。英特尔花费了近 20 亿美元开发、推广自带无线网络模块的迅弛笔记本处理器,由此可见 Wi-Fi 将在近几年内得到极大的开展,而且还预示着这是一个不可逆转的方向。目前,许多的固定、移动 运营商都已杀入这块市场。国际上已经有许多的移动运营商们争先恐后地向用户提供付费 Wi-Fi 效劳。斯普林特(Sprint)已向从事 W

28、i-Fi 技术的公司 BoingoWireless 进行投资,并宣布将与 Wyndham International 酒店合作,部署 Wi-Fi 热点。凌志达通讯(Nextel Communications Inc)正与摩托罗拉公司(Motorola Inc)合作开发 Wi-Fi ,并向一家为企业部署用于Wi-Fi 和 移动通信网络的公司 Radio Frame Networks Inc 提供支持。2003 年 3 月 17 日,美国最大的移动运营商 Verizon 无线宣布将在机场、酒店等室内热点地区提供 Wi-Fi 无线接入效劳。同时 AT&T 无线、T-Mobile 美国公司也在积极进行

29、 Wi-Fi 接入铺设。Nextel 公司那么选择面向大企业客户,主要基于该公司 用户根底上开展 Wi-Fi 业务。各大公司的介入，说明了 Wi-Fi 技术的无限前景。而事实证明 Wi-Fi 技术在全球的商用范围很广,用户数量巨大,有较广泛的应用,除了运营商经营以外,包括政府、企业和个人在内,在公共场合、企业内部、家庭都有应用。到 2006 年底,全球 Wi-Fi 的芯片出货总量到达了 5 亿块, 在全球 100 多个国家有超过 6 万个热点。因此,Wi-Fi 的用户根底良好, 仅次于 3G 技术。由此可见,Wi-Fi 作为传统以太网的无线延伸有可能实现人们一直追求的“无处不在的移动宽带时代,

30、随着厂家的大力推广、技术的不断改良,必将成为无线通信的另一种选择,也必然掀起无线通信领域的大变革。但要真正实现电信级 Wi-Fi 网络的部署和应用,对于国内的运营商而言,既存在着挑战又存在着机遇。国内运营商也应该把握该技术所带来的时机,从而在无线通信领域拓展出更广阔的利润空间。4.21.21.2 Wi-FiWi-Fi 技术的开展技术的开展与特点与特点4.2.1 Wi-FiWi-Fi 技术的开展技术的开展Wi-Fi 产品的标准是遵循 IEEE 美国电工电子技术协会所制定的802.11 系列标准，它是美国电机电子工程师协会为解决无线网络设备互连，于1997 年 6 月制定发布的无线局域网标准。所以

31、一般所谓的 802.11X 系列标准都属于 Wi-Fi。b，和 3 个新标准，下面分别进行简要的介绍。IEEE802.11 标准的制定推动了无线网络的开展，但由于传输速率只有12Mbps，该标准未能得到广泛的开展与应用。1999 年，IEEE 通过了新的 IEEE快得多，在 1999 年年末首先出现了支持 IEEE802.11b 标准的产品，随后得到广泛商用，并通过互通性测试。IEEE802.11b 已成为当今 WLAN 的主流标准。随着用户需求的增加，又诞生了 IEEE 标准，该标准工作在 5GHz 频段，最大速率可达 54Mbps。采用 OFDM 调制技术的 IEEE 标准与 IEEE80

32、2.11b 相比，具有两个明显的优点：第一，提高了每个信道的最大传输速率1154Mbps第二，增加了非重叠的信道数。因此，采用 IEEE 标准的 WLAN 可以同时支持多个相互不干扰的高速 WLAN 用户。不过这些优点是以兼容性和传输距离为代价。IEEE和 IEEE802.11b 工作在不同的频段，俩个标准的产品不能兼容。由于传输距离的减小，要覆盖相同的范围，就需要更多的 IEEE 接入点。2002 年年初，首次出现了支持 IEEE 标准的产品。2001 年 1 月，IEEE 标准以草案的形式面世，在 2003 年 5 月以成为正式标准。IEEE 标准既能提供与 IEEE 相同的传输速率，又能

33、与已有的 IEEE802.11b设备后向兼容。IEEE 也工作在 ISM2.4GHz 频段，在速率不大于 11Mbps 时，仍采用 DSSS 调制技术；当传输速率高于 11Mbps 时，那么采用传输效率更高的OFDM 调制技术。与 IEEE 相比，IEEE 的优点是以性能的降低为代价的。虽然OFDM 调制技术能到达更高的速率，但 2.4GHz 频带的可用带宽是固定的，IEEE只能使用 2.4Hz 频段的 3 个信道，而 IEEE 在 5GHz 频带室内室外可用的信道各有 8 个。由于 IEEE 的可用信道数比 IEEE 多，在相同传输速率下，频道重叠少，干扰就小。所以，IEEE 与 IEEE

34、相比，具有较强的抗干扰能力。 4.2.2 现有现有 Wi-FiWi-Fi 技术技术特点特点Wi-Fi 标准在设定时就有自身所带的一些优点和缺点。其主要问题是:第一,在Wi-Fi 标准中,802.11b 是目前最广泛使用的标准,目前的产品中,支持此标准的产品比支持和的产品廉价,但也是 Wi-Fi 标准中带宽最低、传输距离最短的一个标准。第二,不兼容(此二者工作于 2.4GHz),所以它是目前使用较少的一个 Wi-Fi 标准。第三,的传输速率(理论上达 54Mbps)比 802.11b(理论上为 11Mbps)要高,并且可与之兼容,但是它却比 802.11b 更容易受外界干扰,如无绳 、微波炉及其

35、它在 2.4GHz 频段上的设备。工作在免费的通用频段之内,所以 Wi-Fi 无线设备在设计的过程中必须要考虑到平安保密的内容。目前所生产的无线设备中大多数采用的是 40/128 位的WEP,局部产品支持 VPN 技术,在平安性方面已到达了一定的水平,但随着技术的开展,平安性方面还有待改良。52 2 WI-FI 技术的原理Wi-Fi 技术是目前最主流的无线网络标准，虽然标准在很久以前就已经制定了，但是由于技术不成熟所导致的传输速度慢遗失数据严重，使得市场接受程度偏低。不过自从英特尔公司向市场推知名为迅驰Centrino的无线整合技术后，整个无线网络市场又被重新挖掘出来。Wi-Fi 正逐渐走向成

36、熟，下面就来介绍下这种逐渐被社会认可的技术的系统原理。5.12.12.1 Wi-FiWi-Fi 技术技术性能指标和关键技术性能指标和关键技术5.1.1 Wi-FiWi-Fi 的性能指标的性能指标表 2-1 性能指标比较2 标准IEEEIEEE 工作频段GHz2.4，5 5数据速率1，2，5.5，111,2,5.5,11,6,12,24;9,18,36,48,546,12,24，9,18,36,48,54覆盖范围150-30050-15030现在无线网通信协议主要采用的标准是 IEEE802.11b、IEEE 和 IEEE。表 2-1 是它们三者的比较在无线局域网市场中,产品在国外使用广泛,在国

37、内 802.11b 是无线局域网的主流标准,由于速率高及与和的兼容性受到了青睐。从开展来看,今后应采用双频三模(b产品全面兼容,支持整个,b,g标准、完整互通性单一平台,实现无线标准的互联与兼容。5.2 Wi-FiWi-Fi 的关键技术的关键技术正如传闻所言，Wi-Fi 所遵循的 802.11 标准是以前军方所使用的无线电通信技术。而且，至今还是美军军方通信器材对抗电子干扰的重要通信技术。因为，Wi-Fi 中所采用的 SSSpreadSpectrum，展频技术具有非常优良的抗干扰能力，并且当需要反跟踪、反窃听是同时具有很出色的效果，所以不需要担忧 Wi-Fi 技术不能提供稳定的网络效劳。而常用

38、的展频技术有如下 4 种：DD-SS直序展频，FH-SS 调频展频，TH-SS 跳时展频，C-SS 连续波调频。在上面常用的技术中，前两种展频技术很常见，也就是 DS-SS 和 FH-SS。后两种那么是根据前面的技术加以变化，也就是 TH-SS 和 C-SS 通常不会单独使用，而且整合到其他的展频技术上，组成信号更隐密、功率更低、传输更为精确的混合展频技术。综合来看展频技术有以下方面的优势：反窃听，抗干扰，有限度的保密3。1直序扩频技术频率频率频率复原后的信号能量能量能量图 2-1 DSSS 的展频过程直序扩频技术，是指把原来功率较高，而且带宽较窄的原始功率频谱分散在很宽广的带宽上，使得在整个

39、发射信号利用很少的能量即可传送出去。在传输过程中把单一个 0 或 1 的二进制数据使用多个 chips片段进行传输，然后再接收方进行统计 chips 的数量来增加抵抗噪声干扰。例如要传送一个 1 的二进制数据到远程，那么 DS-SS 会把这个 1 扩展成三个 1，也就是 111进行传送。那么即使是在传送中因为干扰，使得原来的三个 1 成为011、101、110、111 信号，但还是能统计 1 出现的次数来确认该数据为 1.通过这种发送多个相同的 chips 的方式，就比较容易减少噪声对数据的干扰，提高接收方所得到数据的正确性。另外，由于所发送的展频信号会大幅降低传送时的能量，所以在军事用途上会

40、利用该技术把信号隐藏在 BackGroundNoise(背景噪音)中，渐少敌人监听到我方通信的信号以及频道。这就是展频技术所隐藏信号的反监听功能了。展开后的信号原始信号2跳频技术跳频技术Frequency-Hopping Spread Spectrum，FH-SS技术，是指把整个带宽分割成不少于 75 个频道，每个不同的频道都可以单独的传送数据。当传送数据时，根据收发双方预定的协议，在一个频道传送一定时间后，就同步“跳到另一个频道上继续通信。FHSS 系统通常在假设干不同频段之间跳转来防止相同频段内其他传输信号的干扰。在每次跳频时，FHSS 信号表现为一个窄带信号。假设在传输过程中，不断的把频

41、道跳转到协议好的频道上，在军事用途上就可以用来作为电子反跟踪的主要技术。即使敌方能从某个频道上监听到信号，但因为我方会不断跳转其他频道上通信，所以敌方就很难追踪到我方下一个要跳转的频道，到达反跟踪的目的。如果把前面介绍的 DS-SS 以及 FS-SS 整合起来一起使用的话，将会成为hybrid FHDS-SS。这样，整个展频技术就能把原来信号展频为能量很低、不断跳频的信号。使得信号抗干扰能力更强、敌方更难发现，即使地方在某个频道上监听到信号，但不断地跳转频道，使敌方不能获得完整的信号内容，完成利用展频技术隐密通信的任务。FHSS 系统所面临的一个主要挑战便是数据传输速率。就目前情形而言，FHS

42、S 系统使用 1MHz 窄带载波进行传输，数据率可以到达 2Mbits，不过对于FHSS 系统来说，要超越 10Mbits 的传输速率并不容易，从而限制了它在网络中的使用。3OFDM 技术它是一种无线环境下的高速多载波传输技术。其主要思想是：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，各子载波并行传输，从而能有效的抑制无线信道的时间弥散所带来的符号间干扰ISI.这样就减少了借 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。OFDM 技术有非常广阔的开展前景，已成为第四代移动通信的核心技术。IEEE，g 标准为了支持高

43、速数据传出都采用了 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，最大限度的提高了物理层的可靠性；如再结合自适应调制、自适应编码以及动态子载波分配和动态比特分配算法等技术，可以使其性能进一步优化。5.32.22.2 Wi-FiWi-Fi 的协议及的协议及 MACMAC 层关键技术层关键技术5.3.1 CSMACACSMACA 协议协议 1CSMA/CA 的原理总线型局域网在 MAC 层得标准协议是 CSMA/CD，但是由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突，因此 802.11 定义了一种新的协议，就是CSM/MA。

44、它一方面经行载波真挺，以查看介质是否空闲；另一方面通过随机的时间等待，使得信号冲突发生的概率减到最小，比防止冲突。当侦听到介质空闲时，优先发送。 不仅如此，为了系统更加稳固，802.11 还提供了带确认ACK的CSMA/CA。一旦遭受其他噪声干扰或者在侦听失败时，就有可能发生信号冲突，儿这种工作于 MAC 层得 ACK 此时能够提供快速的恢复能力7。2CSMACA 协议的问题从理论上来讲，MAC 层的 CSMACA 协议完全能够满足局域网级的多用户信道竞争问题，但是，对于无限环境而言，它不像有线播送媒体那样好控制，来自其他 LAN 中的用户传输会干扰 CSMACA 的操作，而且，在无线环境中，

45、因为发射设备的功率通常要比接收设备的功率强得多，检测冲突是困难的，因此，不可能终止互相冲突的传输，在这种环境下，设计一个能够帮助防止冲突的系统更为有意义；CA 技术，CA 表示冲突防止，这种协议实际上是在发送数据帧前需对信道进行预约。5.3.2 BTMABTMA 协议协议BTMA忙音多路访问协议就是为解决暴露终端的问题而设计的。BTMA 把可用的频带划分成数据(报文)通道和忙音通道。当一个设备在接收信息时，它吧特别的数据即一个“音放到忙音通道上，其它要给该接收站发送数据的设备在它的忙音通道上听到忙音，知道不要发送数据。使用 BTMA，在上面的例子中，在 B 向 A 发送的同时，C 就可以向 D

46、 发送(假定 C 已感知 B 和 D 不在同一个无线范围内)，因为 C 没有在 D 的忙音通道上接收到其它站的发送而引起的忙音。另外，使用 BTMA，如果 C 在向 B 发送，A 也可以知道而不向 B 发送，因为 A 可以知道而不向 B 发送，因为 A 可以在 B 的忙音通道上接收到由于 C 的发送而引起的忙音。在暴露终端的情况下，在一个无线覆盖区域中的一个设备检测不到在邻接覆盖区域中的忙音通道上的忙音。5.3.3 在 802.11e 中，每一个无线节点成为 QSTA，它可以通过 EDCA 和 HCCA 两种方式访问信道。其中 EDCA 机制和 802.11DCF 想死，只是针对不同优先级的访

47、问类别有不同的帧间隔和竞争窗口。而在 HCCA 机制中，一个控制节点可以优先访问信道，并调度其他 QSTA 可以获得一段 TXOP 发送多个数据包。EDCA/HCCA 主要做了一下几个方面的扩充：第一，属于不同优先级的站点在经行二进制回退争抢信道时，需要等待不同的任意帧间隔。与 802.11 DCF 等待相同的 DIFS 时间不同，在 EDCA 中，属于优先级的站点需要等待 AIFS；第二，属于不同优先级的站点在经行二进制回退争抢信道时，所用的最大竞争窗口和最小竞争窗口范围不同。优先级越高，最大竞争窗口的数值越小。因此高优先级的站点其计数器的取值较小，可以更早的递减到 0；第三，引入了虚拟竞争

48、，在同一个站点内部，802.11e 把所有数据包分成 8 类，映射到 4 个接入等级，每一个接入等级都对应站点内部的一个队列，当高优先级的队列和低优先级的队列计数器同时到 0 时，站点内部的调度器会判断高优先级成功发送，而低优先级队列那么进行二进制回退，再次争抢信道；第四，引入了 TXOP，在820.11e 的 HCCA 机制中，一个控制节点可以优先访问信道，并调度其他 QSTA对信道访问。综上，802.11e 通过为具有不同优先级的 QSTA，从而实现了统计意义上的区分效劳。5.42.32.3 Wi-FiWi-Fi 技术技术的结构的结构5.4.1 Wi-FiWi-Fi 技术的网络结构技术的网

49、络结构1参考模型无线局域网由端站STA、接入点AP、接入控制器AC、AAA 效劳器以及网元管理单元组成，其网络参考模型如图 2-2 所示。AAA 效劳器是提供 AAA 效劳的实体，在参考模型中，AAA 效劳器支持 RADIUS 协议。Portal 效劳器适用于门户网站推送的实体，在 Web 认证是辅助功能完成认证功能。图 2-2 无线局域网网络参考模型2接口定义在该网络模型中，定义了如下接口。WA 接口：STA 和接入点之间的接口，即空中接口。 1WB 接口：接入点和接入控制器之间该接口为逻辑接口，可以不对应具体的物 2理接口。WT 接口：STA 和用户终端的接口；该接口为逻辑接口，可以不对应

50、具体的物 3理接口。WU 接口：公共无线局域网PWLAN与 Internet 之间的接口。 4WS 接口：AC 与 AAA 效劳器之间的接口；该接口为逻辑接口，可以不对应具 5体的物理接口。WP 接口：AC 与 Portal 效劳器之间的接口；该接口为逻辑接口，可以不对应 6具体的物理接口。WM 接口：公众无线局域网网元管理单元之间的接口，该接口为逻辑接口。 7网元管理单元STAAPACPortal效劳器IP 城域网AAA效劳器WTWAWMWBWPWUWS3网络单元功能 在该无线局域网网络参考模型中，各个网络单元的功能如下所述。端站STA是无线网络中的终端，可以通过不同接口接入计算机终端，也

51、1可以是非计算机终端上的嵌入式设备；STA 通过无线链路接入 AP，STA 和 AP 之间的接口为空中接口。接入点AP通过无线链路和 STA 进行通信；无线链路采用标准的空中接口 2协议;AP 和 STA 均为可以寻址的实体；AP 上行方向通过 WB 接口采用有线方式与 AC连接。接入控制器AC在无线局域网和外部网之间充当网管功能；AC 将来自不同 3AP 的数据进行会聚，与 Internet 相连；AC 支持用户平安控制、业务控制、计费信息采集及对网络的监控；AC 可以直接和 AAA 效劳器相连，也可以通过 IP 城域网骨干网支持 Radius 协议相连；在特定的网络环境下，接入控制器 AC

52、 和接入点 AP对应的功能可以在物理实现上一体化。AAA 效劳器具备认证、授权和计费AAA功能；AAA 效劳器在物理上可以由 4具备不同功能的独立的效劳器构成，即认证效劳器AS 、授权效劳器和计费效劳器；认证效劳器保存用户的认证信息和相关属性，当接收到认证申请时，支持在数据库中对用户数据的查询；在认证完成后，授权效劳器根据用户信息授权用户具有不同的属性；在本标准中，AAA 效劳器即支持 RADIUS 协议的效劳器。Portal 效劳器负责完成 PWLAN 用户门户网站的推送，Portal 效劳器为必选 5网络单元。5.4.2 Wi-FiWi-Fi 技术的拓扑结构技术的拓扑结构无线局域网的拓扑结

53、构可归纳为两类，即无中心网络和有中心网络。1无中心网络无中心网络是最简单的无线局域网结构，又称为无 AP 网络，对等网络或 Ad-Hoc特别网络，它由一组有无线接口的计算机无线客户端组成一个独立根本效劳集IBSS ，这些无线客户端由相同的工作组名、ESSID 和密码，网络中任意两个站点之间均可直接通信。无中心网络的拓扑结构如图 2-13 所示。无中心网络一般使用公用播送信道，每个站点都可竞争公用信道，而信道接入控制MAC协议大多采用 CSMA载波监测多址接入类型的多址接入协议。这种结构的优点是：网络抗毁性好、建网容易、本钱较低。这种结构的缺点是：当网络中用户数量站点数量过多时，剧烈的信道竞争将

54、直接降低网络性能。此外，为了满足任意两个站点均可直接通信，网络中的站点布局受环境限制较大。因此，这种网络结构仅适应于工作站数量相对较少一般不超过 15 台的工作群，并且这些工作站应离得足够近。图 2-3 无中心网络的拓扑结构42有中心网络有中心网络也成结构化网络，它由一个或多个无线 AP 以及一系列无线客户端构成，网络拓扑结构如图 2-14 所示。在有中心网络中，一个无线 AP 以及与其关联Associate的无线客户端被称为一个 BSSBasic Service Set，根本效劳集 ，两个或多个 BSS 可构成一个 ESSExtended Service Set，扩展效劳集 。图 2-4 有

55、中心网络的拓扑结构4有中心网络使用无线 AP 作为中心站，所有无线客户端对网络的访问均由无线AP 控制。这样，当网络业务量增大时，网络吞吐性能及网络时延性能的恶化并不强烈。由于每个站点只要在中心站覆盖范围内就可与其他站点通信，故网络布局受环境限制比较小。此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑访问点。有中心网络拓扑结构的弱点是：抗毁性差，中心站点的故障容易导致整个网络瘫痪，并且中心站点的引入增加了网络本钱。虽然在 IEEE802.11 标准中并没有明确定义构成 ESS 的分布式系统的结构，但目前大都是指以太网。ESS 的网络结构只包含物理层和数据链路层，不包含网络层及其以上各层。因此，对于

56、IP 等高层协议 IP 来说，一个 ESS 就是 IP 子网。5.52.42.4 Wi-FiWi-Fi 的传输方式的传输方式传输方式设涉及无线局域网采用的传输媒体、选择的频段及调制方式。目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即微波与红外线。按照不同的调制方式，采用微波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩展频谱方式与窄带调制方式。微波和红外线都属于电磁波。5.5.1 局域网局域网1红外线Intrared Rays，IR局域网近年来，基于红外线的传输技术有了很大开展，目前广泛使用的家电遥控器几乎都采用红外线传输技术。红外线传输技术采用波长小于 1um 的红外线作为传输媒体，有较强的方向性。由于它

57、采用了低于可见光的局部频谱作为传输媒体，因此使用不受无线电管理部门的限制。红外信号要求视距直观可见距离传输，因此很难被窃听，对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。作为无线局域网的传输方式，采用红外线通信方式与微波方式比较，可以提供极高的数据传输速率，有较高的平安性，且设备相对简单、廉价。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差，使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制，通常 IR局域网的覆盖范围被限制在一间房屋内。另外，在实际应用中，由于红外线具有很高的背景噪声，受日光、环境照明等影响较大，一般信号源设备的发射功率要大一些。2扩展频谱Spread Spectrum，SS局域网大多数无线局域网都使用扩

58、展频谱技术简称“扩频技术来传输数据。在扩展频谱方式中，数据基带信号的频谱被扩展到几倍到几十倍，再被搬移到射频发射出去。这一做法虽然牺牲了频带带宽，却提高了通信系统的抗干扰能力和平安性。由于单位频带内的功率降低，对其他电子设备的干扰也就减小了。扩频技术是一种宽带无线通过技术，最早应用于军事通信领域。在扩频通信方式下，传输信息的信号带宽远大于信息本身的带宽，信息带宽的扩展是通过编码方式实现的，与所传输数据无关。扩频通信具有抗干扰能力强、隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强等特点，能够保证数据在无线传输中完整可靠，并确保同时在不同频段传输的数据不会互相干扰。 3窄带微波Narrowband Micro

59、wave局域网 在窄带微波局域网中，数据基带信号的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去。与扩展频谱方式相比，窄带调制方式占用频带少，频带利用率高。采用窄带调制方式的无线局域网一般采用专用频段，需要经过国家无线电管理部门的许可方能使用。当然，也可选用 ISM 频段，这样可免去向无线电管理委员会申请。但带来的问题是，当邻近的仪器设备也在使用这一频段时，会严重影响通信质量，通信的可靠性无法得到保证。5.5.2 数据的传输数据的传输当把数据传送到一个近距离的设备时，可以通过网络连接进行同步输出到远程的接收设备。而且，在传送过程中能同时传输整个字节8 位的数据，或是多个字节，这样就可以整个传输速度

60、大幅度提升。但是，对于远距离的传输那么可能会因为传送信号被干扰，导致不能同时传送多个字节。接收方必须对所收到的数据进行 Error Checking侦错操作，以确保传输数据的正确性。假设发现收到的数据中又不符合侦错算法的内容，那么就会使用一定的措施来修复该错误，例如要求发送方重新发送被侦察到的错误位或字节。对于无线局域网来说，因为其技术跟有线局域网是相似的，所以在每个接受通信前都会有三次“握手的过程。这三次“握手可以保证传送数据的双方能在可靠的连接下进行通信。1Handshaking握手在传送数据前，发送方并不会立即把数据传送到网络上。因为发送方并不清楚接收方是否能立即处理数据。所以为了防止发