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无线网络的发展与应用研究2Thedevelopmentandapplicationofwirelessnetworkresearchsonglinqiang(CollegeofInformationSci.&Tech.,ZhejiangShurenUniversity,310014,Hangzhou)Abstract:Wirelessnetworkhasdevelopedrapidly,theapplicationfieldisverybroad,breakthroughthelimitationofthetraditionalcablenetwork,usersgetthemobilityandconvenience,theeffectivesupplementofthenetworksdon'thavemobilefunction,theconstructionofawirelessnetworkinsomearea,makesanywhereinthearea,peoplecanwheneverandwherever,convenienttheuseofawirelessnetwork.Wirelessnetworkshavemanyadvantages:whatcabledoesnothaveflexibility,convenienceandcompatibilitywithwirednetwork.Wirelessnetworkinnetworkapplicationoccupiesamoreandmoreimportantposition,andbecomeanimportantcomplementtowirednetworks.Usingwirelessnetworktechnologyhasawidelyatpresent:wirelessLANLAN(WLAN),wirelesslocalareanetwork(PAN),awirelesswideareanetwork(WAN)andfixedwirelessaccesstechnology.Itsapplicationareasare:theoilindustry,financialindustry,financialservices,exhibitionandconference,mobileofficesystem,medicalmanagement,tourismservice,factoryworkshop,etc.摘要:.无线网络发展迅速，应用领域非常广泛，突破了传统有线网络的限制，使用户获得了可移动性和方便性，有效弥补有线网的不具备移动功能上的不足，在一定区域内建设无线网络，能使区域内的任何地方，人们都能随时随地，方便的使用无线网络。无线网络具备许多有线所不具备的优点：灵活性，便捷性和与有线网的兼容性。无线网络在网络应用中占据着越来越重要的地位，并成为有线网络的一个重要的补充。目前运用较为广泛的无线网络技术有：无线局域网LAN（WLAN），无线个人局域网（PAN）,无线广域网（WAN）及固定接入无线技术。其应用领域有：石油工业，金融行业，金融服务，展览和会议，移动办公系统，医护管理，旅游服务，工厂车间等。关键词:无线，网络，wife随着无线网络不断的发展，普通有线网络已经不能满足人们的需求，于是无线网络应运而生，并且展迅速，无线网络凭借其许多的有点在网络应用中发挥着日益重要的作用。广阔的应用前景和广泛的市场需求以及技术上的可实现性，促进了无线网络技术的完善和产业化，正是以其许多的优点在网络应用中发挥日益重要的作用，应用也越来越广泛，对于它的研究也逐渐成为计算机4网络行业的一个热门方向。1、无线网络的概述与发展。当出现第一个网络。那时候，没有人能够想象今天近乎无限扩张的网络应用。网络技术的进步把我们带到了信息无处不在的时代。随着以笔记本电脑为代表的便携式终端的出现，我们开始不满足于使用依靠电缆连接的有线网络。于是1997年诞生了IEEE802.11无线网络标准协议，其协议根据传输速率的升级，已经从可传输11Mbps、25Mbps、54Mbps演变到可传输300Mbps甚至600Mbps的802.11n。无线网络技术在用户需求不断变化中革新，今天我们通过移动上网本、智能商务手机等产品进行动态远程办公及多媒体应用，未来物联网技术的广泛应用下，各种家用电器都将进行远程操作，届时将会有更多对于无线网的应用需求。随着互联网的接入模式已经由光纤宽带接入模式向着无线接人模式快速转变。据美国市场调研机构Fo玎esterIksearch的研究报告显示，到2005年，全球约有1．77亿人通过无线设备上网，而且这个数字在未来几年内将呈几何级增长⋯。从这个角度来看，互联网的发展已经跨人了无线网络时代。2、网络技术飞速发展，无线网络进入了一个新的天地，其具备许多优点。2.1，便于实现全方位大规模计算机无线联网，高速数据传输，误码率低。采用宽带26兆扩展频谱技术，保留了微波传输速率高的优点，传输速率为2兆，使用高增益天线时，传输距离可达30--50公里。误码率为10-8，完全符合网络运行要求。2.2，隐蔽性能好，无线网络采用低功率（射频功率60毫瓦），快频带发射，信号湮没在噪声基带之中，具有伪噪音特性，功率谱密度低，极难侦测，这一特点在金融网络，政府网络，等通讯中非常重要。2.3，抗干扰能力强，网桥在发送端将信号能量分布在于6M带宽发射，接受端将信号能量集中起来，由于干扰和噪音与用伪码不相关，所以噪音能量不能集中起来，从而可以实现在干扰环境下（天气、电子干扰等）的可靠通信。2.4，抗多径干扰能力强，采用在扩频和解扩过程中实现宽带上的相关积累、处理，因而有效地抑制了多径干扰。天线增益为20--30dB，抗多径干扰能力强。2.5，保密性好，采用高速伪随机码对原始信息进行配置，侦测方即使截获一段信号也难以解扩，扩频信号若不能按高速频码解扩，甚至根本取不到信号。因此保密性级佳。2.6，频谱利用率高，采用码分多址（CDMA）方式，在一定的扩频带宽内，各用户可以同时互不干扰地发送和接受6信号，实现多址通信。码分多址技术代表了当今无线通信领域最高科技水平，其频谱利用率是以往频分多址和时分多址方式的6--12倍以上。2.7，投资省，效率高，相对距离越长，投资越节省。并且布网实施快速简易，尤其在地形复杂和建筑密集地域具有极大的优越性。无线网桥架起的空中链路不失为有线（光纤、同轴电缆、双绞线）链路方式的一种补充和新的选择，使网络建设可以摆脱传统网络布线的束缚，虚拟地随时将网络加以变更和扩展，使网络具有更强的适应性和灵活性。[4]3、无线网络有许多类型：无线个人网，无线局域网，无线城域网，无线广域网。3.1无线个人网，无线个人网(WPAN)是是指在一定区域内将数个装置连接起来而形成的的无线网络。例如通过蓝牙连接个人电脑和移动手机、依托ZigBee协议组建的无线个人网应用平台。蓝牙作为无线个人网的典型代表是一种支持短距离间的设备通信的无线电技术主要应用于移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。3.2无线局域网，局域网的覆盖半径通常在几米到几千米，覆盖范围局限在房间，大楼或园区内。通常局域网的管理者为某一单位，常用于连接公司办公室或工厂里的个人计算机和工作站，以便共享资源，（如打印机，数据库等）和交换信息。目前局域网的传输速度通常为10~1000Mbit/s，新的局域网传输速度可达10Gbit/s。局域网就是延迟小，数据传输速率高，传输可靠，拓扑结构灵活，因而在现实生活中得到了广泛的应用。IEEE的802标准委员会定义了多种主要的局域网标准，如以太网（Ethernet），令牌环网（TokenRing）光纤分布式接口网络（FDDI），异步传输模式网（ATM）以及最新的无线局域网（WLAN）。图1Ad-Hoc结构图3.3无线城域网，城域网覆盖范围为中等区域规模，介于局域网和广域网之间，通常是在一个城市内的网络连接，距离为几千米到几十千米左右，目前城域网建设主要采用IP技术和ATM技术，城域网作为本地公共信息服务平台的组成部分，负责承载各种多媒体业务为用户提供各种接入方式，满足政府部门，企事业单位，个人用户对基于IP8的各种多媒体业务的需求。城域网可划分为两部分：城域部分和城域接入部分。城域部分是运行商网络，由运行商统一规划和建设，这一部分又可分为城域核心层和城域汇接层，城域核心层主要完成信息的汇聚于分发。城域接入部分可能由运行商，ISP，企业，建筑商以及物业管理部门建设，不仅仅是传统意义上提供接入的部分，而且还可能需要向用户提供本地业务。城域接入部分又分为汇接层和用户接入层，汇接层完成信息的汇接与分发，实现用户管理，业务提供，计费等功能，而用户接入层为用户提供具体的接入手段。图2城域网结构图3.4无线广域网，广域网也称远程网，所覆盖的范围比城域网更广，它一般是将不同城市之间的LAN或者MAN互连，地理范围可从几百千米到几千千米。广域网本身往往不具备规则的拓扑结构。由于速度慢延迟大，入网站点无法参与网络管理，因此，在广域网中包含有复杂的互连设备（如交换机，路由器等）来处理其中的管理工作，互连设备通过通信线路连接，构成通信子网。在广域网中，入网站点只负责数据的收发工作，互连设备负责数据包的路由与转发，网络的拥塞控制等重要工作。目前有很多种公共广域网络。按照其所提供业务的带宽不同，可简单地分为窄带广域网和宽带广域网两大类，现有的窄带公共网络包含公共交换电话网（PublicSwitchedTelephoneNetwork,PSTN）,综合数字业务网（IntegratedServiceDataNetwork,ISDN）,数字数据网（DigitalDataNetwork,DDN）,X.23分组交换网，帧中继网（FrameRelay，FR）等。宽带广域网有异步传输模式（AsynchronousTransferMode,ATM）,同步数字传输体系（SynchronousDigitalHierarchy,SDH）等。[3]图3广域网结构图3.5互联网，互联网又因其英文单词“Internet”的谐音，也称为“因特网”。本质上，Internet也是一种广域网，从技术角度讲，和一般意义上的的大型互连网络是一样10的，唯一区别在于Internet的开放程度不同。它不是单独属于某个组织的，它所假设的专门的主干网是在一些中心管理机构的赞助下运行的。Internet为计算机网络技术的应用开辟了无限广阔的空间，为用户提供了丰富的应用，目前Internet提供的主要服务的主要服务有（WorldWideWeb）、电子邮件（E-mail）、文件传输（FTP）、远程登录（Telnet）、电子公告牌（BBS）、网络电话（InternetPhone）等。[4]4、无线网络的理论基础：目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即红外线和无线电波。按照不同的调制方式，采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。4.1红外线（InfraredRays，IR）局域网采用红外线通信方式与无线电波方式相比，可以提供极高的数据速率，有较高的安全性，且设备相对便宜而且简单。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局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。4.2扩频（SpreadSpectrum，SS）局域网如果使用扩频技术，网络可以在ISM（工业、科学和医疗）频段内运行。其理论依据是，通过扩频方式宽带传信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）两种方式。所谓直接序列扩频，就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。而跳频技术与直序扩频技术不同，跳频的载频