毕业论文本科题目：无线校园网的设计与优化 - 图文

无线校园网的设计与优化

并行地发送这些子载波。每个高速载波的宽度为20MHz，被分成52个子信道，每个子信道的宽度为300 kHz。OFDM使用其中的48个子信道来传输数据，余下的4个子信道用于错误纠正。编码的OFDM（COFDM）由于其编码方案和错误纠正，因而能够更有效地使用频谱。由于载波之间是正交的，因此频谱使用更有效，能够防止相隔较近的载波之间的干扰。OFDM中的每个子信道都约300 kHz宽。根据所用数据率的不同，802.11a使用不同类型的调制技术。802.11a标准规定所有遵从802.11a的产品都必须支持3种基本数据率：BPSK（每个信道编码 125 kbit/s的数据数据率可达6000 kbit/s或6 Mbit/s）、QPSK（每个信道最多编码250 kbit/s的数据，数据率可达12 Mbit/s）和16QAM（每个赫兹编码4位，数据率可达24 Mbit/s）。802.11a标准还允许厂商将调制方案扩展到超过24 Mbit/s。通过使用64QAM可以实现54 Mbit/s的数据率，这种调制技术每个周期可以编码8或10位，因而每个300 kHz的信道的数据率最高可达1.125 Mbit/s。总共使用了48个这样的信道，数据率合起来为54 Mbit/s。但每个周期编码的数据位越多，则信号越容易受到干扰和衰减的影响，最终会减少传输距离。802.11g将OFDM和CCK定义为两种必需的调制技术。同时它也支持两种可选的调制技术，即CCK-OFDM和分组二进制卷积码（PBCC）。图3显示了OFDM框图。

1.2.4 MIMO

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出）技术——是指在发射端和接收端，分别使用多个发射天线和接收天线。传统的通信系统是单进单出

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SISO（Single-Input Single-Output）系统，基于发射分集和接收分集的多进单出MISO（Multiple-Input Single-Output）方式、单进多出SIMO（Single-Input Multiple-Output）方式也是MIMO的一部分。 利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。

目前，MIMO技术领域，另一个研究热点就是空时编码。常见的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是，利用空间和时间上的编码，实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。

MIMO天线阵列，是一种开环的MIMO技术，M个发送天线，使用编码重用技术，将同样码集的每个码重复使用M次,每个码用来调制不同的数据子流，这样在不增加码资源的基础上，提高了原始数据的传输速率。

为了分辨M个数据子流，在接收端，需要使用多天线和空间信号处理。MIMO是一种能使HSDPA增加容量、提高峰值速率的技术，但受限于物理信道模型，会增加射频的复杂性，是HSDPA进一步发展的技术。

MIMO解调解扩接收机主要分2个部分，一是空时RAKE接收机，主要功能是分离不同的扩频码扩频的信号，合并多径信号；二是VBLAST，即对垂直空时码进行译码,分离出不同天线发送的空间叠加信号。

为充分利用MIMO信道的容量，人们提出了不同的空时处理方案。贝尔实验室的Foschini等人，提出了一种分层空时结构(BLAST：Bell Laboratories Layered Space-Time)，它将信源数据分成几个子数据流，独立进行编码/调制。AT&T的Tarokh等人在发射延迟分集的基础上，正式提出了基于发射分集的空时编码。同时，Alamouti提出了一种简单的发送分集方案，Tarokh等把它进一步推广，提出了空时分组编码。由于它具有很低的译码复杂度，因而，可以尽早应用于WLAN中。图4显示了MIMO框图。

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1.2.5 MIMO+OFDM

MIMO+OFDM技术——MIMO+OFDM技术通过在OFDM传输系统中，采用阵列天线实现空间分集，以提高信号质量，是OFDM与MIMO相结合而产生的一种新技术。它采用了时间、频率和空间三种分集技术，使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加。MIMO和OFDM 技术在各自的领域，都发挥了巨大的作用，将二者相结合并应用到下一代无线局域网中，正在成为无线通信的一个研究热点。

1.2.6 802.11b——2.4 GHz，11 Mbit/s

802.11b采用2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mb/s，无须直线传播。动态速率转换当射频情况变差时，可将数据传输速率降低为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。使用范围 支持的范围是在室外为300米，在办公环境中最长为100米。802.11b使用与以太网类似的连接协议和数据包确认，来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。

1.2.7 802.11a——5 GHz，54 Mbit/s

802.11a是应用于无线局域网的802.11规范族中的一个规范，主要用在接入式集线器中，为无线ATM系统提供规范。使用802.11a规范的网络运行于无线

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频率在5.725GHz到5.850GHz之间的环境下。这个规范使用正交频分复用技术，这种技术尤其适合应用于办公室局域网。在802.11a规范中，数据速率可以达到54Mb/s，在干扰方面，它要优于802.11b规范，这是因为802.11a提供更多的可用信道，并且802.11b的使用频率和各种各样的家用器具及医疗设备的使用频率是共享的。

1.2.8 802.11g——2.4 GHz，54 Mbit/s

随着无线IEEE 802.11标准开始深入人心，各IC制造商开始寻求为以太网平台提供更为快速的协议和配置。而蓝牙产品和无线局域网（802.11b）产品的逐步应用，解决两种技术之间的干扰问题显得日益重要。为此，IEEE成立了无线LAN任务工作组，专门从事无线局域网802.11g标准的制定，力图解决这一问题。802.11g其实是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4GHz频率下提供每秒11Mbit/s数据传输率，也符合802.11a标准在5GHz频率下提供54 Mbit/s数据传输率。

1.3 802.11b/802.11a/802.11g技术比较

802.11b 力不从心

提及802.11b的最大缺点，想必大部分人都会对其速度略有微词。虽然11Mbps（实际值为550～600kB/s）的传输速率对大多数宽带用户的接入速度来说已经足够，但该性能指标却不能满足日益增长的宽带网络的需求。即便是个人用户，目前国内不少家庭的宽带接入速度也已超过1MB/s，无论802．11b如何改进，它已呈现出力不从心的态势。

802．11a稍逊一筹

从另一个角度来看，WLAN的应用也不仅仅是满足于客户端计算机的Internet接入。出于无线局域网“无线”的特性，许多个人及商业用户均希望将其相应的“家庭局域网”和“公司局域网”通过无线来组建，从而实现大容量数据的无线传输，此时相比有线局域网，WLAN的速度瓶颈则更加相形见绌。再加上早期802.11b标准的安全性问题，注定了它与主流应用的无缘。

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