无线网络的设计与应用

无线网络的设计与应用

摘要：本文主要介绍了无线网络的概念，重点论述了基于wlan 的无线局域网系统，结合802.11g协议，论述了动态信道分配方案算法，说明了该算法在wlan无线局域网传输中的特点及性能，最后对802.11g协议的发展进行了说明，指明了以后的发展研究方向。

关键词：无线网络；局域网系统；wlan

中图分类号：tn925.93 文献标识码：a 文章编号：

1007-9599 （2012） 17-0000-02

1 引言

灵活性、便利性及高效率是无线网络显著的特点，是无线网络普及的重要因素。网速的提高以及上网资费的下调，使得无线网络在短时间内得到了飞速发展。无线局域网（wlan，wireless local area networks）是普及率最高的无线网络之一，它是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网（lan）的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

2 无线网络介绍

2.1 无线网络技术

无线网络技术的发展带动了无线网络的迅猛扩充，其技术方案主要有以下几种：无线个人网（wpan，wireless personal area network communication technologies）、无线广域网（wwan，

wireless wide area network）、无线城域网（wman，wireless man）和无线局域网。而无线网络的标准也一直是无线网络市场关注的焦点。

2.2 无线网络的发展

无线网络的初步应用，起源于第二次世界大战期间，美国陆军采用无线电信号作资料的传输。上世纪七十年代，第一个无线电通信网络产生。但到1997年，随着ieee802.11标准的颁布，无线网络得到了较快的发展。1999年802.l1b标准发布，统一了无线局域网的物理层和mac层提的标准，无线网络市场迅速发展起来。无线网络具有多种独特的优势，如可移动性、可扩展性、稳定性及节约成本，这些优势使无线网络在短时间内得到较大的扩充。

2.3 基于wlan的无线网络

wlan技术最开始作为有线网络的发展，可以解决有线网络在布线等环节的限制，使用户的网络宽带连接不受空间、时间、地点的限制。wlan无线网络具有以下特点：（1）简易性。架设wlan无线网络，是非常简单方便的，相比有线网络可以最大程度地减少铺设管道及布线等繁琐的工作；（2）灵活性。当某些区域无法铺设有线网络时，无线技术可以灵活的安装和调整wlan设备的位置；（3）综合成本较低。当架设wlan无线网络时，节约了布线的成本。当需要移动或调整无线网络时，无线技术可以更好地节约前期投资。这是因为wlan技术室面向数据通信领域的ip传输技术，可直接通过百兆自适应网口和企业内部网（intranet）相连，从体系结构上

节省了协议转换器等相关设备；（4）扩展能力强。wlan无线网络可实现多种拓扑结构，平滑扩容，能够容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统。

2.4 无线wlan无线网络的设计思想

部署每一个wlan无线网络，都有实际状况，但都有遵循实用性、可靠性、先进性及可扩充性原则。实用性要能够全面地体现无线网络带给用户的各种应用服务功能。可靠性要求网络系统设备稳定可靠，公司信息传输交换平台稳定，有灵活的权限设定和控制机制。先进性是指能充分利用成熟流行的网络设计方法、设备和技术，使网络能够保持一定的技术时效性。可扩充性是指无线网络在结构、设备、容量与处理能力等方面都能够升级换代，网络设备与流行的设备具有较高的互操作性和可移植性。

3 wlan无线网络的技术标准802.11协议

3.1 802.11协议介绍

当前wlan网络采用的主流协议为802.11a/g/n，在设计无线网络部署方案时，首先应对这些协议有所了解，特别是与网络部署相关的信道、频率等信息，最终根据协议规定的相关原则来指导网络的规划与设计。下面我们以802.11g协议为例阐述无线网络的规划与设计。

图1为ieee 802.11g协议的频谱图，该协议的频谱范围是2.4～2.4835ghz。由图可以看出802.11协议在该频率段总共定义了14

个信道，可以计算，每个频道的频宽为22mhz，而两个信道中心频

率之间为5mhz。我们知道2.412ghz是信道1的中心频率，2.417ghz 是信道2的中心频率，2.472是信道13的中心频率。另外，从图中我们还可以看出，信道1在频谱上和其他信道都有重叠的地方，这说明，如果设备同时在这个信道段中工作，那么有可能他们传输的信号会有干扰。在频段资源日益紧张的今天，提高频段利用率是非常必要的，因此，可以分别使用1、6、11；2、7、12；3、8，13；

4、9、14这四组互相不干扰的信道来进行无线覆盖。

依据802.11g协议的信道划分情况，按照蜂窝式无线覆盖的原则，如图2所示。在二维平面上使用1、6、11三个信道实现任意区域无相同信道干扰的无线部署。通过这样的设置和区分，可以有效减少传送时信号间的干扰。wlan采用csma/ca机制，以处理用户的多路访问，存在的共道干扰会降低网络的性能。

3.2 动态信道分配算法步骤：

利用参考文献[1]中所提出的启发式搜索算法。

（1）首先计算出每个ap的最佳信道配置，然后由ac向其下属的各ap发出信道配置指令；（2）进行信道配置，利用动态信道分配方法降低入侵干扰ap对本地网络的影响，并且改方法可以使这种影响降到最低程度；（3）每个ap都可以检测到来自其他ap的共道干扰，当检测到的共道干扰超过了门限值时，该ap就向ac发出告警信息，ac接收到告警信息后调用动态信道分配算法；（4）将受到干扰ap与入侵干扰ap隔离起来，搜索最佳信道分配方案，通过改变与干扰ap相邻ap的信道配置，就可以使干扰ap对当前网络