无线局域网技术的特点及应用

1、无线局域网（WLAN）技术及应用2015年4月无线局域网(WLAN):是使用无线连接的局域网。它使用无线电波作为数据传送的媒介。传送距离一般为几十米。 无线局域网的主干网路通常使用电缆（CABLE），无线局域网用户通过一个或更多无线接取器接入无线局域网。 无线局域网现在已经广泛的应用在商务区，大学，机场，及其他公共区域。 无线局域网最通用的标准是IEEE定义的802.11系列标准。无线局域网第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层（MAC层）和物理层。AP（Access Point）无线接入点分类：1、单纯性无线AP：就是一个无线交换机，提供无线信号发射接收的功能。主要是提供无

2、线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。2、多数单纯性无线AP：本身不具备路由功能。支持多用户（30-100台计算机）接入，数据加密，多速率发送等功能，在家庭、办公室内，一个无线AP便可以实现所有计算机的无线接入。3、扩展型AP：即通常所说的无线路由器。除具有无线信号发射接收功能以外，还具有路由功能和DNS、DHCP、防火墙等服务。AP（Access Point）无线接入点应用示例利用树莓派和USB无线网卡构成的无线路由Raspberry Pi（树莓派）只有信用卡 大小的卡片式电脑，其系统基于LinuxIEEE802.11

3、标准Wi-Fi联盟是由采用IEEE802.11标准的设备和器件供应商成立的一个非赢利性组织，它也成为了IEEE802.11标准的代名词。802.11 ，1997年，原始标准(2Mbit/s 工作在2.4GHz)。802.11a，1999年，物理层补充(54Mbit/s工作在5GHz) 。802.11b，1999年，物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz) 。802.11g，物理层补充(54Mbit/s工作在2.4GHz) 。802.11n：2009年9月正式通过标准。无线局域网工作的频段目前无线局域网(wlan)较成熟的标准有802.11b、802.11g、802.11a、等三个标准，

4、其中11b、11g标准工作在2.4GHz频段，11a工作在5.15-5.825GHz频段，11a、11g数据传输速率达到54Mbps，11b数据传输速率达到11Mbps，传输距离控制在 10-100米。在中国，802.11a工作在5.725-5.850GHz频段， 共125M带宽，每个信道20MHz带宽，共26个信道号，可用的有五个，一般选择149、153、157、161、165五个互不干扰的点。各无线标准性能参数协议协议发布日期发布日期频带频带最大传输速度最大传输速度802.1119972.4-2.5 GHz2 Mbit/s802.11a19995.15-5.35/5.47-5.725/5.

5、725-5.875 GHz54 Mbit/s802.11b19992.4-2.5 GHz11 Mbit/s802.11g20032.4-2.5 GHz54 Mbit/s802.11n20092.4GHz或者5GHz600 Mbit/s (40MHz*4 MIMO)802.11ac2011.11(草案)2.4GHz或者5GHz867Mbit/s, 1.73 Gbit/s, 3.47 Gbit/s, 6.93 Gbit/s (8 MIMO, 160MHz)802.11ad2012.12(草案)60GHzup to 7000Mbit/s无线通讯系统的组成 信息从发送者传送到接收者的过程称为通信，而实

6、现信息传输过程的系统称为通信系统，通信系统的基本模型如下图所示，它主要由信源、发信机、空间信道媒介、收信机和信宿几部分组成。无线收发信机射频前端功能和特性（2）接收机 接收的过程可以说是发送的逆过程。对于接收 系统而言，最困难的部分就在于射频前端。因为空 间充满了各种各样的电磁信号，有用信号也在其中， 如何既有效地接收到有用信号，同时还需要尽可能 地将无用信号抑制下去，一直是通信中的一个重要 研究课题。AP覆盖区域内的信号强度及信噪比 信号强度大于-80dBm 信噪比在24dBm-40dBm之间 误码率低，一般在10-8和10-11之间射频型无线局域网电路与其它类型通信所采用的电路非常类似,

7、例如美国数字蜂窝标准IS54和近轨卫星终端。载波频率由实际应用确定, 通常为2.4GHZ或5.8GHZ输出功耗小：小于100mw工作原理图无线局域网中射频技术-扩展频谱技术扩展频谱技术包括以下几种方式: 直接序列扩展频谱，简称直扩，记为DS（Direct Sequence）； 跳频，记为FH（Frequency Hopping）； 跳时，记为TH（Time Hopping）； 线性调频，记为Chiep。除以上四种基本扩频方式以外，还有这些扩频方式的组合方式，如FH/DS、TH/DS、FH/TH等。在通信中应有较多的主要是DS/FH和FH/DS。1.直接序列扩展频谱系统直接序列扩展频谱系统（DS

8、-SS），通常简称为直接序列系统或直扩系统，是用待传输的信息信号与高速率的伪随机码波形相乘后，去直接控制射频信号的某个参量，来扩展传输信号的带宽。工作原理图直接序列扩频通信系统简化图(a) 发射系统 (b) 接收系统无线数据传输模块发射系统接收系统HM-T ASK转FSK透明传输发射模块HM-R FSK转ASK透明传输接收模块FSKFrequency-shift keying- 频移键控(FSK)是利用载波的频率变化来传递数字信息。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术ASKAmplitude Shift Keying-幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调

9、制信号而变化的， 其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断， 此时又可称作开关键控法(OOK)。 多电平MASK调制方式是一种比较高效的传输方式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力不强，因而一般只适宜在恒参信道下采用。2.跳频（FHSS）跳频技术是指用伪随机码序列进行频移键控，使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法。与直接序列扩展频谱系统的不同点 （1）扩谱对象不同 （2）优缺点：无抗多径能力，发射效率低，同样发射功率的跳频系统在有效传输距离内小于直扩系统。优点是抗干扰，定频干扰只会干扰部分频点。工作原理图扩展频谱技术的特点l、很强的抗干扰能力 由于将信号扩展到很宽的频带上，

10、在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩，恢复成窄带信号。对干扰信号而言，由于与扩频用的伪随机码不相关，则被扩展到一很宽的频带上，使之进入信号通频带内的干扰功率大大降低，相应的增加了相关器的输出信号/干扰比，因此具有很强的抗干扰能力。其抗干扰能力与其频带的扩展倍数成正比，频谱扩展得越宽，抗干扰的能力越强。扩展频谱技术的特点2、可进行多址通信扩展频谱通信本身就是一种多址通信方式，称为扩频多址（SSMA），实际上是码分多址（CDMA）的一种，用不同的扩频码组成不同的网。虽然扩展频谱系统占用了很宽的频带，但由于各网在同一时刻共同一频段，其频段利用率甚至比单路单载波系统还要高。扩展频谱技术的特点3、安全保密 由于扩频系统将传送的信息扩展到很宽的频带上去，其功率密度随频谱的展宽而降低，