1、 1 本课题所涉及的问题及应用现状综述 本课题所涉及的问题： 1. 掌握 WLAN 的关键技术 2. 熟悉 WLAN 网络结构 3. 了解 WLAN 分流 3G 数据流量 的方法 应用现状综述： 随着无线通信技术的广泛应用，传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求，于是无线局域网（ Wireless Local Area Network， WLAN）应运而生，且发展迅速。无线局域网（ Wireless LAN）技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备，人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时，无线局域网也在改变着人们的生活方式。 无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的
2、产物。从专业角度讲，无线局 域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动 化、个性化和宽带化。通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。 广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性，促进了无线局域网技术的完善和产业化，已经商用化的 802.11b 网络也正在证实这一点。随着 802.11a网络的商用和其他无线局域网技术的不断发展，无线局域网将迎来发展的黄金时期。 由于 WLAN 具有无线的特征 ,所以在技术上有很的优势。凡是自由空间，均可连接网络，不受限于线缆和位置端口；终端与接入设备之间省去布线，有效降低成本，特殊地理环境下的网络架构（隧道、
3、码头高 速公路）不受时间地点的接入网络，满足各行各业对网络应用的需要。 WLAN 原理拓扑图 2 本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析 关键问题： 1.无线局域网标准的选择：从使用兼容性、稳定性、覆盖面、价格等各方面考虑WLAN 标准的选择。 2.安全性：无线防火墙作为 附带品出现，通过比较无线宽带路由和无线 AP 采用的技术和安全措施、性价比，选择合适的安全策略 。 3.无线网卡接口的选择：无线网卡根据接口类型的不同分为三种，即 PCMCIA 无线网卡 PCI 无线网卡和 USB 无线网卡，根据终端的种类，性能选择合适的网卡接口 。 4.天线的选择：了解 WLA
4、N 的一般传输距离，根据实际使用情况选择是否购置天线。 5.了解 WLAN 和 3G 业务的基本知识， 3G 技术的主要优点：接口技术、核心网IP 包交换技术及控制技术，联系实际完成网络的优化覆盖。 解决思路： 1.了解目前 WLAN 网络现状，以便 更好的对 WLAN 网络进行认识利用。 2.学习 WLAN 相关知识，包括使用协议、关键技术、覆盖，网络结构等网络单元布局方案，WLAN 和汇接网组网方案、路由组织等。 3.在 WLAN 基础上结合 3G 的建网要求，对 3G 网络建设中的网络接入、成本优化问题、局址设置问题、网络覆盖等网络组网问题进行全面的分析研究。探索研究 WLAN 分流 3
5、G 业务的方案，从而解决 3G 综合网络成本优化、性能提升、现网资源的整合 QOS 等问题。 4.针对 WLAN 中的主要问题在老师指导下形成课题具体论文报告，并不断完善论文。 实现预期目标的可行性： 1.熟悉 WLAN 的原理，可以 WLAN 的关键技术和组网方案。参考无线局域网构建及应用等 2.分析 WLAN 和 3G 的性能，结合 WLAN 的特点认识 3G 业务和 WLAN 的共通点。参考 IEEE 802_11 无线局域网等 3.提升自己独立的自学能力，熟悉 WLAN 建立和使用，对 3G 分流方案有基本的理解。 4.培养了独立开展研究的能力，掌握了科研的基础方法，能对 WLAN 基
6、本的建设与规划研究有一个科学的论证，构架出简单的 WLAN 分流 3G 业务的方法。 3 完成本课题的工作方案 1. 3 月 12 日至 3 月 18 日 了解 WLAN 现状，学习 WLAN 原理及相关知识。 2. 3 月 19 日至 4 月 1 日 学习 WLAN 网络组网技术，深入了解 WLAN。 3. 4 月 2 日至 4 月 15 日 掌握 WLAN 关键技术 4. 4 月 15 日至 4 月 30 日结合当前 3G 网络、技术的发展情况，探索 WLAN 分流3G 网络业务的方法。 5. 5 月 1 日至 5 月 20 日 进行 WLAN 的规划研究，最终对 WLAN 的组网、成本优
7、 3G 网的利用、 WLAN 对 3G 数据流量分流等做出合理的分析，构架出简单的 WLAN分流 3G 业务的方法。 6.撰写论文，完成论文初稿；最后完善并修改毕业论文。 4 指导 教师审阅意见 1、文档名、格式、字体、行间距按要求调整 2、工作方案给出具体的时间段 3、实现预期目标的可行性增加一些实验室条件、图书资料条件的内容 4、要解决的关键问题增加 3G 网络的学习内容 指导教师 (签字 )： 2012 年 3 月 4 日 目录 WLAN 网络的关键技术及构建 6 摘要： . 6 ABSTRACT： 7 1 引言 . 8 2无线局域网概述 9 2.1 无线局域网的发展简介 9 2.1.1
8、 无线局域网的特点： . 9 2.1.2 无线局域网的发展趋势 . 11 2.2 无线局域网的协议标准 . 11 2.2.1 无线网络逻辑结构 . 11 2.2 .2 HiperLAN 协议体系 14 2.2.3 蓝牙 BT(Blue Tooth)协议体系 16 3 无线局域网的组成原理及构建 . 17 3.1 无线局域网组成 17 3.1.1 无线局域网的组成结构 . 17 3.1.2 分布式系统 DS (Distribution System) . 18 3.1.3 无线局域网的拓扑结构 . 19 3.1.4 站点连接和漫游过程分析 . 22 3.2 无线局域网的构建 . 23 3.2.1
9、 无线局域网的设备 . 23 3.2.2 无线局域网的构建 . 24 4 无线局域网关键技术 . 27 4.1 传输方式 27 4.2 调制技术 27 4.2.1 直接序列扩频 27 4.2.2 跳频 28 4.3 传输技术 29 4.4 保密技术 30 4.4.1 运用扩展服务集标识号 (ESSID) . 30 4.4.2 MAC 地址过滤 . 30 4.4.3 数据加密 31 4.4.4 其它安全措施 31 5 3G 和 WLAN 32 5.1 3G 的简介 32 5.2 3G 和 WLAN 的区别 . 33 5.3 3G 中的 WLAN 分流技术 34 5.3.1 移动 IP 策略 .
10、35 5.3.2 网关策略 35 5.3.3 竞争策略 36 结论： . 38 致谢 . 39 参考资料： . 40 WLAN 网络的关键技术及构建 摘要： 文主要介绍 WLAN 关键技术及构建，随着 3G 时代的到来，用户对数据业务需求越来越迫切， WLAN 可以很便捷的接入到网络设备，它已经走向校园，提供给我们可移动、便捷的数据业务享受。可以预见不久的将来 WLAN技术将是我们接入骨干网的主要途径，也是最方便实现可移动及大规模数据业务的服务的主要手段。信息技 术的飞速发展，使得人们对网络通信的需求也随之不断提高，希望打破不同地域或者客观条件的限制，实现“任何人（ Whoever）在任何时候
11、（ Whenever）的任何地方（ Wherever）与任何人（ Whomever）进行任何方式（ Whatever）的通信的目标”。无线局域网掀起了移动计算的新浪潮，在享受未来的便捷式数据通信将起到是人重要的作用。 关键字：无线局域网 IEEE802.11 拓扑 3G 协议 ABSTRACT： This paper describes the WLAN key technologies and build. With the arrival of the 3G era, more and more urgent demand for data services, the WLAN can b
12、e very convenient access to network devices, it has been toward the campus, provide us with a removable, convenient data services to enjoy. It can be foreseen in the near future WLAN technology will be the main way to access the backbone network, but also the most convenient to achieve the primary m
13、eans of mobile and large-scale data business services Key Words： WLAN IEEE802.11 Topology 3G Protocol WLAN 网络关键技术及构建 1 引言 近年来，无线局域网得到了长足的发展。移动通信也进一步发展，特别是3G 网络及业务的推出， WLAN 的发展呈现出新的的契机。无线宽带市场也得到了很好的培育，广大用户已经开始希望摆脱线缆的束缚，庞大的移动宽带用户需求，特别是高带宽的用户需求，使得 WLAN 系统更加具有了存在的价值。 WLAN网络本身能力的进一步提高，各方面应用及场景解决方案日益成熟，各种
14、业务应用类型更加丰富，方便的 业务应用使得用户的体验更加满意。 目前，运营商对 WLAN 的投入还是比较有限的。这主要是由 WLAN 现在发展中遇到的问题决定的。如果能逐步解决目前所面临的这些问题， WLAN 必然会很快迈入高速发展的轨道。 WLAN 是利用无线技术在空中传输数据、语音和视频信号的无线局域网，随着用户对移动宽带的需求日益强烈，数据流量激增，导致 3G 宏网络信道资源 严重不足，影响网络的服务质量。课题研究 WLAN 网络关键技术及如何构建WLAN 网络， 在此基础上，结合 WLAN 和 3G 技术的特点，探究 WLAN 对 3G业务的分流的方法。实现 3G 网络 的优化。 WL
15、AN 网络关键技术及构建 2 无线局域网 概述 2.1 无线局域网的 发展简介 WLAN 全称为 :Wireless Local Area Networks，中文解释为 :无线局域网络。WLAN 的技术基础是源于 802.11x 协议标准，该标准也是 Wi-Fi 的技术基础，因此 WLAN 技术也被别称为 Wi-Fi。 无线局域网可以定义为，使用射频 (RF， Radio Frequency)、微波 (Microwave)或红外线 (Infared)，在一个有限地域范围内互连设备的通信系统。该技术的出现绝不是用来取代 有线局域网，而是用来弥补有线局域网的不足，以达到网络延伸的目的，实现无线、无
16、距离限制的通畅网络。 1997 年， IEEE 通过了 802.11 无线局域网标准，该标准中规定的最高传输速率达 2Mbit/s。 1999 年， IEEE 通过了最高速率可达 11Mbit/s 的 802.11b 无线局域网标准，从此无线局域网才在市场上进一步发展，目前 IEEE802.llb 己成为市场主流，能够满足普通的数据传输，但要想实现无线多媒体传输它的速度就显得不够，基于此 IEEE 推出 802-la， ETSI 推出 HIPERLANZ。 802.1la 标准 扩充了IEEE802.11b的物理层，频带为 8G，采用 QPSK调制方式，传输速率为 6-54Mbit/S。HIP
17、ERLANZ 采用面向连接的无线 ATM 技术，支持 54Mbit/s 的传输速率。 2001年 IEEE802.11 小组通过了 802.119 标准，此标准在 2.4G 频带上实现 54Mbit/S 的传输速率，它的推出对无线局域网的发展起到很大的推动作用。在几年内 802.1ld、 802.1le、 802.1If、 802.11h、 802.11i、 802.11j、 802.11n 等出台以适应不同形势的需要。 2.1.1 无 线局域网的 特点： 优点： 1） 移动性（ Mobility）无线局域网是利用无线电波接收和发送数据 线缆介质型局域区域网络，通信范围不再接受环境条 件的限制
18、，这样就拓宽了网络传输的地理范围。它是对有线组网方式的 充和扩展，实现了网络内终端的便携性和可移动性。 2） 灵活性（ Flexibility）安装容易，使用便捷，组网灵活，无线局域网可以将网络连接到线缆无法连接的地方，并可方便的增减、移动和修改设备。无线局域网的组网方式灵活多样，可以通过基础结构（ Infrastructure）接入骨干网络（ Backbone） ,也 可以自组网（ Ad Hoc）；可以组成单区网或者多区网，还可以在不同网间进行移动。 3） 可伸缩性（ Scalability）在适当的位置放置或添加接入点（ Access Point，AP）或扩展点（ Extend Point
19、， EP），就可以满足扩展组网的需要。 4) 经济性（ Saving）无线局域网科用于物理布线困难或不适合物理布线的地方，如危险区或古建筑等场合，节省缆线及其附件费用；省去布线工序，可以快速组WLAN 网络关键技术及构建 网，可以节省人员费用，并能将网络快速投入使用提高经济效益；对于临时需要网络的地方，无线局域网可以低成本快速实 现；对于需要频繁重新布线或更换地方的场合，无 线局域网可以节省长期费用。 5) 可以实现安全（ Safety）内部网不允许任何来自内网和外部网的威胁。 WEP的配置为手工设置到 AP 和无线网卡中，管理员需要将密码通知给所有的使用用户，实现密钥共享 缺点 ： 1） 可
20、靠性（ Reliability）有线局域网的信道误比特率可优于 ，这样就保障了信道的可靠性和稳定性。无线局域网采用无线信道进行通信，而无线信道是一个不可靠信道，存在着各种各样的干扰和噪声，从而引起信号的衰减和误码，进而导致网络吞吐性能 的下降和不稳定。 2） 带宽和系统容量 由于频率资源有限，无线局域网的带宽远小于有线网的带宽。由于信道数有限，即使可以复用，无线局域网的系统容量通常也要比有线网容量小。因此无线局域网的一个重要发展方向就是提高系统的传输带宽和容量。 3） 兼容性（ Compatibility）与共存性（ Coexistence） 兼容性包括多个方面：无线局域网要兼容现有的有线局域
21、网；兼容现有的网络操作系统和网络软件；多种无线网标准的兼容，如 IEEE 802.11b 对 IEEE 802.11 的兼容， IEEE 802.11g 对IEEE 802.11b 的兼容；不同厂商无线设备之间的兼容。共存性也包括多个方面：同一频段的不同制式或无线标准的共存，如 2.4GHz 频段的 WLAN 和蓝牙的系统的共存；不同频段，不同制式，不同标准无线网的共存（多模共存），如 2.4GHz频段的 WLAN 和 5.8GHz 频段的 WLAN 共存。 4） 覆盖范围 无线局域网的低功率和高频率限制其覆盖范围。为了扩大其覆盖范围，需要引入蜂窝网或微蜂窝网的网络结构，或者通过中继与桥接等其
22、他措施来实现。 5） 干扰 外界干扰可对无线信道和无线局域网设备形成干扰，无线局域网系统内部也会形成 自干扰；同时，无线局域网系统还会干扰其他的无线局域网系统。因此，在无线局域网设计时，要综合考虑电磁兼容性性能和抗干扰性能，并采用相应的措施。 6） 安全性 本质上无线电波不要求建立物理的连接通道，无线信号是发散的。很容易监听到无线电广播范围内的所有无线信号，造成通信信息的泄漏，有很多的安全措施要加强。同时大功率的无线信号多人体有害的。 7） 节能管理 由于无线局域网的终端设备是大多是便携设备，如笔记本，手机等，为了延长设备的供电时间，网络应该具有节能管理的功能。 8） 多业务与多媒体 无线局域
23、网主要面向数据 业务，对于语音业务、图像业务适应性很差，需要开发新技术来满足用户的需要。 9） 无线局域网虽然支持站的移动，但大范围的移动机制还是不够完善，也不能支持高速移动。小范围移动，性能会有影响（主要是地形，建筑群）。 WLAN 网络关键技术及构建 2.1.2 无线局域网的发展趋势 无 局域网有很多局限性，前面几代无线局域网的发展，主要体现在带宽和传输速率上。从标准上看主要实在物理层的改进或扩充方面，如 IEEE802.11 最大传输速率为 1 到 2Mb/s，可采用红外线方式、直接序列扩频或调频方式；IEEE802.11b 的最大传输速率由 11Mb/s，采用 直接序列扩频方式，并与I
24、EEE802.11 兼容； IEEE802.11a、 IEEE802.11g 及 HiperLAN2 最大传输速率可达54Mb/s。 在克服无线局域网其它局限性方面也做了相应的完善和发展，主要体现在各种草案上。更先进的无线局域网研究范围、目标及发展趋势：宽带 (高速 )化， (快速 )移动性支持，多媒体 (QoS)保证 ,安全性 ,可靠性，小型化，大覆盖，节能，经济性。 2.2 无线局域网的协议 标准 2.2.1 无线网络逻辑结构 完整的无线网络包括自上而下的各个层次，但无线网 络仅仅工作在OSI/RM 的下三层，即通信子网层，如图 2-6 所示 。无线调制解调器 (Modem)或无线电台只具
25、备物理层功能； WLAN 可以包括物理层和数据链路层的功能，只有 WWAN 才具备网络层功能 。 无线网络终端用户A 终端用户B高层协议层高层协议层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理WLANWANWirelsModm图 2-6 无线网络逻辑结构 IEEE 802.11x 无线局域网协议 IEEE802.11 系列 标准 协议体系结构如图 2-7 所示。 LLC 层与其它 IEEE 802 局域网一样并用，而 MAC 子层为多种物理层标准所共 用， IEEE 802.11MAC 子层支持的物理层有以下几种： WLAN 网络关键技术及构建 站管理MAC管理PHY管理8 0 2 . 1 1F
26、 H S S8 0 2 . 1 1D S S S8 0 2 . 1 1I R8 0 2 . 1 1a8 0 2 . 1 1b8 0 2 . 1 1gP L C PP D MD L LM A CL L C图 2 - 7 I E E E 8 0 2 . 1 1 协 议 体 系 IEEE 802.11 跳频 (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) 物理层，在2.4GHz 频段上提供 1-2Mb/s 的传输速率。 IEEE 802.11 直接序列扩频 (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS) 物理层，在 2.4GHz 频
27、段上提供 1-2Mb/s 的传输速率。 IEEE 802.11b 物理层，在 2.4GHz 频段上提供 1-11Mb/s 的传输速率。 IEEE 802.11a 物理层，在 5GHz 频段上提供 6-54Mb/s 的传输速率。 IEEE 802.11g 物理层，在 2.4GHz 频段上提供 54Mb/s 的传输速率。 IEEE 802.11b 红外线 (IR)，提供 1-2Mb/s 的传输速率。 IEEE 802.11n 物理层将提供 108-304Mb/s 的传输速率。 其中： 1)IEEE802.11b 标准 该标准采用直接序列扩频技术 (DSSS)和伪随机噪声码 (PN CODE)技术，
28、 实 现了抗干扰能力强， 带宽高，功率低，几乎对其他系统无干扰。 IEEE802.11b PLCP 帧格式：图 2-8 为长 PLCP 的 PPDU 格式，包括高速率PLCP 前导码、高速率 PLCP 头和 PSDU。 PLCP 前导码包括同步 (SYNC)和帧起始定界符 (SFD)两个字段。高速率 PLCP 头包括信号 (SIGNAL)、业务 (SERVICE)、长度 (LENGTH)和 CCITT CRC-16 四个字段。 WLAN 网络关键技术及构建 S Y N C1 2 8 位S F D1 6 位信 号8 位业 务8 位长 度1 6 位C R C1 6 位1 M b p sD B P
29、S K对 “ 1 ”加 干 扰P L C P 报 头1 4 4 位P L C P 头4 8 位P S D UP P D U192 us1 D B P S K2 D Q P S K5 . 5 或 1 1 M b p s图 2-8 长 PLCP PPDU 格式 2) IEEE802.11a 标准 IEEE802.11a 是美国电机电子工程师协会（ IEEE）为了改进其最初推出的无线标准 IEEE802.11 而推出的无线局域网络协议标准。是 IEEE802.11 的有益补充。 802.11a 标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b(传输速度 11M/S)无线局域网
30、标准的后续标准。 802.11a 标准的传输优点是传输速度快，速度可达 54Mbps，完全能满足语音、数据、图像等业务的需要。缺点是无法与 802.11b 兼容，致使一些早已购买 802.11b 标准的无线网络设备在新的 802.11a 网络中不能用。在购买设备时要主要不同设备之间是否同时支持一种协议标准。 802.11a 具备更高频宽的特性，适用于处理大量资料，如影音资讯的传递，或使用人数扩增的公众无线传输服务等当然是最主要的选择，但是对于一般上网使用者，采用 802.11b 系统即具备足够的速度，再加上其大众化的价格更是吸引人，消费者可依自身的需求与预算来决定应该购买何种商品。 IEEE8
31、02.11a 帧格式：图 2-9 为 OFDM PLCP 的 PPDU 帧格式。包括 OFDM PLCP前导码、 OFDM PLCP 报头、尾比特和填充比特。 PLCP 报头由速率 (RATE)、长度 (LENGTH)、预留比特、奇偶校验比特和服务 (SERVICE)字段组成。 P C L P 报 头速 率4 b i t预 留1 b i t长 度1 2 b i t奇 偶 校 验1尾6 b i tP S DU尾6 b i t服 务1 6 b i t填 充比 特编 码 后 的 O F D M 符 号编 码 后 的 O F D M 符 号P L C P 前 导 码1 2 个 符 号信 号 一 个 O
32、 F D M 符 号数 据 可 变 数 目 的 O F D M 符号图 2-9 OFDM 的 PPDU 帧格式 3) IEEE802.11g 标准 由于 11a 和 11b 所使用的频带不同，因此互不兼容；虽然有部 分 厂商推出了WLAN 网络关键技术及构建 同时配备 11a 和 11b 功能的产品，但只能通过切换分网使用，而不能同时使用。11g 是能够兼容 11b 的，但它同样不兼容 11a。在 11g 和 11b 终端混用的场合 ，11g 接入点可以为每个数据包根据不同的对象单独切换不同的调制方式 也就是说以 11g 调制方式与 11g 终端通信，以 11b 方式与 11b 终端通信。 1
33、1g 接入点具有这样一种特殊功能：当 11g 和 11b 终端混合到一起时，会对 11g 通信进行控制，以免 11b 终端产生干扰。这种功能被称为 RTS/CTS（请求发送清除发送）。 IEEE802.11g 接入点一般包括 “11b 混合模式 ”和 “11g 专用模式 ”两种设置，11g 专用模式不使用 RTS/CTS 功能。因此，如果在 11g 网络中只使用 11g 终端，那么使用 11g 专用模式就可以提高通 信速度。 在 IEEE802.11 系列标准中，通常把相对复杂的物理层又进一步划分为物理层汇聚过程（ PLCP）子层、物理媒介依赖（ PMD）子层和物理层管理子层。 PLCP子层将
34、 MAC 帧映射到媒体上，主要进行载波侦听的分析和针对不同的物理层形成相应格式的分组。 PMD 子层用于识别相关媒体传输的信号所使用的调制和编码技术，完成这些帧的发送。物理层管理子层为物理层进行信道选择和协调。 MAC 层也分为 MAC 子层和 MAC 管理子层。 MAC 子层负责访问机制的实现和分组的拆分与重组。 MAC 管理子层负责 ESS 散步管理、电源（节能） 管理，以及联结过程中的联结、接触联结和重新联结等过程的管理。 此外， IEEE802.11 还定义了一个管理子层，其主要任务是协调物理层和 MAC 层之间的交互作用。 2.2 .2 HiperLAN 协议体系 IEEE802.1
35、1x 无线局域网可以认为是美国工业化的代表，它代表的是无线连接的 WLAN 标准 。成功的欧洲产业标准的代表是以 HiperLAN 为典型的宽带无线接入网 (BRAN），它是以无线 ATM（ WATM）为基础的面向连接业务的标准。 图 2-10 为 WATM 的协议分层。 ATM 适配层（ AAL）是一个与 业务无关的层，它把各种高层的协议包映射成 ATM 信元。 ATM 论坛定义了 5 种不同的 AAL 标准。其中， LAN 应用中最流行的 AAL5 是最适合 WATM 操作的； DLC 和 MAC都需要适应无线环境；无线控制层用来协调所有支持无线操作的附加 功能。 无线控制层层无线DL层无
36、线MAC层无线物理层Q.2931控制面用户面SAL图 2-10 WATM 的协议分层 WLAN 网络关键技术及构建 HiperLAN 中是 WLAN 的有两种： HiperLAN 和 HiperLAN2。 HiperLAN 是早期的标准，没有任何实际产品。 HiperLAN2 是一种 支持 QoS 控制的先进的WLAN 标准，在标准的制定过程中与 IEEE802.11 进行了密切的合作。 它有 3 个基本的层：物理层（ PHY）、数据链路层（ DLC）和会聚层（ CL）。各种会聚层同时工作，把采用不同协议的高层分组映射到 DLC 层。 DLC 层提供AP 和移动终端（ MT）之间的逻辑连接，还
37、能提供媒体访问的功能和用于连接处理的通信管理功能。 DLC 层提供一个逻辑结构把执行不同应用协议的会聚层分组映射到单一的物理层，它包括以下几个子层。 a.MAC 协议。 MAC 协议用于发送数据时控制对物理媒体的访问，采用动态TDMA/TDD MAC 协议。 b.差错控制（ BC）协议。采用可选择重传 ARQ 的方法，提高无线链路的可靠性。 c.无线链路控制（ RLC）协议。为信令实体提供传输服务，主要处理下面 3种功能。 1)联结控制功能（ ACF）。用于身份验证、密钥管理、联结、接触联结和加密种子。 2)无线资源控制（ RRC）。用于管理切换、动态频率选择、移动终端的激活与释放。省电和功率
38、控制。 3)DLC 连接控制（ DCC）。用于建立和释放用户连接、多点传送和广播。 HiperLAN2 的协议体系如图 2-11 所示： 物理层汇聚层更高层传输信道MAC逻辑信道RCACFDCECRLC数据链路控制层图2-1HiperLAN2的协议体系WLAN 网络关键技术及构建 2.2.3 蓝牙 BT(Blue Tooth)协议体系 整个蓝牙协议体系可以分为底层硬件模块、中间协议层和高端应用层三大部分，如图 2-12 所示。 链路管理层 (LM)、基带层 (BB)和蓝牙射频 (BTRF)构成蓝牙底层协议模块。 BTRF 层通过 2.4GHz 无需授权的 ISM 频段，实现数据为流的过滤和传输
39、，它主要定义蓝牙收发器定义的要求。 BB 层负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输。 LM 建立和拆除以及链路的安全和控制，他们为上层软件模块提供了不同的访问入口， 但是两个模块之间的消息和数据传递必须通过蓝牙主机控制器接口 (HCI)的解释才能进行。也就是说， HCI 是蓝牙协议中硬件之间飞接口，它提供一个调用下层 BB、 LM、状态和控制 寄存器等硬件的统一命令接口。 HCI协议以上的协议软件实体运行在主机上，而 HCI 以下功能 由蓝牙设备完成，二者之间通过传输层进行交互。中间协议层包括逻辑链路控制协议和适配协（ L2CAP） 、服务发现协议 (SDP)、串口方针协议 (RFCOMM)和电话控
40、制协议(TCS). L2CAP 完成数据封装、服务质量控制、协议复用和组提取等功能，是其他上层协议实现 的基础，因此也是蓝牙协议站的核心成分。 SDP 为上层应用提供一种机制来发现网络中可用的服务及特性。 RFCOMM 依据 ETSI 的标准 TS07.10在 L2CAP 上仿真 9 针 RS-232 串口的功能。 TCS 提供蓝牙设备间语音和数据的控制信令。 在蓝牙协议栈的最上部是高端应用层，它对应于各种应用模型的剖面，是剖面的一部分，目前定义了 13 种剖面。 蓝 牙 射 频 ( B T R F )基 带 层 ( B B )链 路 管 理 层 ( L M )逻 辑 链 路 控 制 协 议
41、和 适 配 协 （ L 2 C A P ）串 口 仿 真 协 议 ( R F C O M M )P P PU D P T C P / I PW A PW E AO B E XA T 指 令 集电 话 控 制 协议 ( T C S )服 务 发 现 协议 ( S D P )语 音v C a r d / v C a l主 机 控 制 接 口图 2 - 1 2 蓝 牙 协 议 栈WLAN 网络关键技术及构建 3 无线局域网的组成原理 及构建 3.1 无线局域网组成 3.1.1 无线局域网的组成结构 无线局域网的物理结构组成或物理结构如图 3-1 所示，由 (Station ,STA)、无线介质 (W
42、ireless Medium, WM)、基站 (Base Station, BS)、或接入点 (Access Point, AP)、和分布式系统 (Distribution System, DS)等几部分组成。 分布式系统B S / A P无 线 介 质站站图 3-1 无线局域网的物理结构 站 (STA) 站又称主机（ Host）或者终端（ Terminal），是网络的最基本的组成单元。网络就是站之间数据的传输 ，它是具有无线接口的网络设备，包括以下几个部分 : 1)终端用户设备 终端用户设备是站与用户的重要交互设备。这些终端设备可以是台式计算机、便携式计算机和掌上电脑等，也可以是其他中端智能
43、设备。，如 PDA 等。 2) 无线网络接口 无线网络接口是站的重要组成部分，它负责处理从终端用户设备到无线介质间的数字通信，一般是采用调制技术和通信协议的无线网络适配器（无线网卡）或调制解调器（ Modem）。无线网络接口与终端用户设备之间通过计算机总线（如 PCI）或接口（如 USB）等相连，并由相应的软件驱动程序提供客户应用设备 或网络操作系统与无线网络接口之间的联系。常用的驱动程序标准有 NDIS（网络驱动程序接口标准）和 ODI（开放数据链路接口）等。 3）网络软件 网络操作系统、网络通信协议等网络软件运行于无线网络的不同设备上。客户端的网络软件运行在终端用户设备上，它负责完成用户向
44、本地设备软件发出命令，并将用户接入无线网络。当然，对无线局域网的网络软件有其特殊的要求。 WLAN 网络关键技术及构建 无线局域网中的站是可以移动的，因此通常也称为移动主机或移动终端。如果从 站的移动性来分，无线局域网中的站可分为三类：固定站、半移动站和移动站，见表 2-1： 表 2-1 无线局域网中移动站分类 移动站的分类 固定站 半移动站 移动站 开机时使用的移动站 固定 固定 固定 /移动 关机时使用的移动站 固定 固定 /移动 固定 /移动 举例 台式机 便携机 掌上机、车载机 无线局域网中的站之间可以直接相互通信，也可以通过基站或接入点进行通信，在无线局域网中，站之间的通信距离由于天
45、线的辐射能力有限和应用环境的不同而受到限制。 无线接入点 无线接入点类似蜂窝结构中的基站，是无线局域网的重要组成单元。无线接入点是一种特殊的站，它通常处于基本服务区（ BSA）的 中心，固定不动。其基本功能有以下几种： 1)作为接入点，完成其他非 AP 的站对分布式系统的接入访问和同一基本业务组（ BSS）中的不同站间的通信联结。 2)作为无线网络和分布式系统的桥结点完成无线局域网与分布式系统间的桥接功能。 3)作为 BSS 的控制中心完成对其他非 AP 的站的控制和管理。 无线接入点是具有无线网络接口的网络设备，至少要包括一下几部分： a.与分布式系统的接口（至少一个）。 b.无线网络接口（
46、至少一个）和相关软件。 c.桥接软件、接入控制软件、管理软件等 AP 软件和网络软件。 无线接 入点也可以作为普通站使用，成为 AP Client。 WLAN 中的接入点也可以使各种类型的，如 IP 型的和无线 ATM 型的。无线 ATM 型的接入点与 ATM交换机的几口为移动网络与网络接口（ MNNI）。 3.1.2 分布式系统 DS (Distribution System) 一个 BSA 所能覆盖的区域受到环境和主机收发信机特性的限制。为了覆盖更大的区域，我们就需要把多个 BSA 通过分布式的系统连接起来，形成一个扩展业务区（ Extended Service Set， ESS）。如图
47、3-2 WLAN 网络关键技术及构建 B S S服 务 器便 携 电 脑便 携 电 脑B S S服 务 器便 携 电 脑便 携 电 脑图 3-2 无线分布式系统 分布式系统是用来连接不同 BSA 的通信信道，称为分布式系统信道（ Distribution System Medium， DSM）。 DSM 可以是有线信道，也可以是频段多变的无线信道。这样在组织无线局域网时就有了足够的灵活性。在多数情况下，有线 DS 系统与骨干网都采用有线局域网（如 IEEE802.3）。而无线分布式系统（ Wireless Distribution System， WDS）可通过 AP 间的无线通信（通常为无线
48、网桥）取代有线电缆来实现不同 BSS 的 连接。 分布式系统通过入口（ Portal）与骨干网相连。从无线局域网发往骨干网（通常是有线局域网，如 IEEE802.3）的数据都必须经过 Portal；反之亦然。这样就通过 Portal 把无线局域网和骨干网连接起来了。像现有的能连接不同拓扑结构有线局域网的有线网桥一样， Portal 必须能够识别无线局域网的帧、 DS 上的帧、骨干网的帧，并且能互相转换。 Portal 是一个逻辑的接入点，它既可以是一个单一的设备（如网桥、路由器或网关等），也可以和 AP 共存于同一设备中。在目前的设计中， Portal 和 AP 大都 集成在一起，而 DS 与
49、骨干网一般是同一个有线局域网。 3.1.3 无线局域网的拓扑结构 点对点拓扑 点对点模式又称为自组织网络，它是 WLAN 的一种特殊结构体系，属无中心拓扑结构。它由无线工作站组成，用于一台无线工作站和另一台或多台其它无线工作站的直接通讯，没有中心基站，在有限的范围内实现了多个移动工作站互联。这种网络也被称为移动自组网，它为移动通信网络提供了一种灵活的组网方式。该网络无法接入到有线网络中，只能独立使用。无需 AP，安全由各个客户端自行维护。 点对点模式组网灵活、快捷，可广泛应用于临时移动的 通信环境，如发生自然灾害、事故后的应急移动通信、军事通信等。 采用这种无中心拓扑结构的缺点是当网中用户数过多时，信道竞争会严重影响网络性能。另外，这种网络中传送的路由信息随着用户数的增加而快速上升，严重时路由信息可能占有效通信信号的大部分。因此，对高服务质量（ QOS）业务的传输，必须采用特别的路由控制技术。分布对等式中的一个节点必须能同时“看”到网络中的其他节点，否则就认为网络中断，因此对等网络只能用于少数用户的组网环境。 如图 3-3： WLAN 网络关键技术及构建 S T A 1S T A
