跳頻的技術(shù)原理

1、信道質(zhì)量評(píng)估的另一個(gè)作用是進(jìn)行自適應(yīng)功率控制。功率控制就是要把有限的發(fā)送功率最好地分配給各個(gè)跳頻信道，使得各個(gè)信道都能夠以最小發(fā)射機(jī)功率實(shí)現(xiàn)正常通信，從而提高跳頻信號(hào)的隱蔽性和抗截獲能力。在自適應(yīng)跳頻系統(tǒng)中，系統(tǒng)檢測(cè)每個(gè)信道的通信狀況，并通過(guò)信道質(zhì)量評(píng)估單元中的功率控制算法對(duì)每個(gè)跳頻信道單獨(dú)進(jìn)行功率控制。功率控制算法可以基于兩種原則：一是比特誤碼率最小原則，算法為各個(gè)跳頻信道選擇適當(dāng)?shù)墓β剩沟媒邮辗绞盏降臄?shù)據(jù)比特誤碼率達(dá)到預(yù)定的誤碼門限；二是等信干比原則，此算法調(diào)整各個(gè)跳頻信道的平均功率，使得各個(gè)跳頻信道上的信干比相同，這里的信干比是指各個(gè)跳頻信道上的信號(hào)功率/（對(duì)應(yīng)信道上的干擾功率 + 傳

2、輸損耗功率）。這兩種算法的性能差不多。隨著跳頻技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)中采用跳頻技術(shù)的主要目的是提高通信的抗干擾能力。早在70年代，就開(kāi)始了對(duì)跳頻系統(tǒng)的研究，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了跳頻在VHF波段(30300MHz）的低端3088MHz、UHFHF 創(chuàng)建以下幾個(gè)方法波段(1.530MHz的應(yīng)用。隨著研究的不斷深入，跳頻速率和數(shù)據(jù)數(shù)率也越來(lái)越高，現(xiàn)在美國(guó)Sanders公司的CHESS高速短波跳頻電臺(tái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了跳 /秒的跳頻速率，最高數(shù)據(jù)數(shù)率可達(dá)到19200bps 。此外， CHESS 跳頻電臺(tái)與一般的跳頻電臺(tái)還有所不同，它以 DSP 為基礎(chǔ)，采用了差動(dòng)跳頻（ 2. 技術(shù)。通過(guò)現(xiàn)代數(shù)字處理

3、技術(shù)，CHESS跳頻電臺(tái)較好解決了短波系統(tǒng)帶寬有限 (3.printUsers(:打印Users對(duì)象信息短波自適應(yīng)跳頻電臺(tái)已經(jīng)在當(dāng)前的軍事通信中占有了很重要的一部分。與VHF/UHF頻段不同，短波信道有許多固有特點(diǎn)，例如，受多徑時(shí)延、幅度衰落、天氣變化等因素的影響，信道條件變化莫測(cè)。但是隨著各種新技術(shù)的出現(xiàn)，短波通信的可靠性得到了技術(shù)上的保證，而自適應(yīng)跳頻技術(shù)就是這些新技術(shù)中的一種。它通過(guò)分析波段上的頻率占用率，自動(dòng)搜索無(wú)干擾或未被占用的跳頻信道進(jìn)行跳頻，不僅避免了自然干擾，也不會(huì)受到短波頻譜大量占用的影響。它會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)地改變跳頻序列，有效的適應(yīng)惡劣環(huán)境。它在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中體現(xiàn)出的優(yōu)越性引起了

4、各國(guó)的高度重視。在現(xiàn)有的DS/CDMA系統(tǒng)中，遠(yuǎn)近效應(yīng)是一個(gè)很大的問(wèn)題。由于大功率信號(hào)只在某個(gè)頻率上產(chǎn)生遠(yuǎn)近效應(yīng)，當(dāng)載波頻率跳變到另一個(gè)頻率時(shí)則不受影響，因此跳頻系統(tǒng)沒(méi)有明顯的遠(yuǎn)近效應(yīng)，這使得它在移動(dòng)通信中易于得到應(yīng)用和發(fā)展。在數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，如果鏈路間采用相互正交的跳頻圖案同步跳頻，或者采用低互相關(guān)的跳頻圖案異步跳頻，可以使得鏈路間的干擾完全消除或基本消除，對(duì)提高系統(tǒng)的容量具有重要意義。此外，跳頻是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng)，其頻率分配具有很大的靈活性，在現(xiàn)有頻率資源十分擁擠的條件下，這一點(diǎn)具有重要意義。跳頻的多址性能對(duì)于組網(wǎng)有很重要的意義。加拿大Laval大學(xué)提出了在光纖網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用快跳頻技術(shù)。該

5、系統(tǒng)利用Bragg光柵替代傳統(tǒng)跳頻系統(tǒng)中的頻率合成器，跳速達(dá)到10G數(shù)量級(jí)。系統(tǒng)在30個(gè)用戶，比特誤碼率為10-9的條件下，數(shù)據(jù)速率為500Mb/s。與采用非相干DS/CDMA技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò)相比，同時(shí)有相同數(shù)量的用戶使用時(shí)，F(xiàn)FH/CDMA系統(tǒng)的比特誤碼率明顯優(yōu)于DS/CDMA系統(tǒng)。此外，跳頻技術(shù)在GSM、無(wú)線局域網(wǎng)、室內(nèi)無(wú)線通信、衛(wèi)星通信、水下通信、雷達(dá)、微波等多個(gè)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。由于跳頻系統(tǒng)本身也存在著一些缺點(diǎn)和局限，如信號(hào)隱蔽性差，抗多頻干擾以及跟蹤式干擾能力有限等，而擴(kuò)頻的另一種方式直接序列擴(kuò)頻卻有較好的隱蔽性和抗多頻干擾的能力。把這兩種擴(kuò)頻技術(shù)結(jié)合起來(lái)，就構(gòu)成了直接序列/跳頻

6、擴(kuò)展頻譜技術(shù)。它在直接序列擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加載波頻率跳變的功能，直擴(kuò)系統(tǒng)所用的偽隨機(jī)序列和跳頻系統(tǒng)用的偽隨機(jī)跳頻圖案由同一個(gè)偽隨機(jī)碼發(fā)生器生成，所以它們?cè)跁r(shí)間上是相互關(guān)聯(lián)的，使用同一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)序控制。意大利Telettra公司的Hydra V電臺(tái)是采用了直接序列/跳頻混合擴(kuò)頻技術(shù)的第一代戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)。由于采用了直接序列擴(kuò)頻DBPSK調(diào)制方式，比單獨(dú)采用跳頻技術(shù)多獲得9dBList(列表跳頻技術(shù)是一種具有高抗干擾性、高抗截獲能力的擴(kuò)頻技術(shù)。隨著微電子與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展，原先存在的頻率合成器和跳頻同步等難題已經(jīng)解決?，F(xiàn)在它不僅已經(jīng)在軍事通信中大展身手，較好地滿足了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)提出的電子對(duì)

7、抗與反對(duì)抗要求，而且在民用通信中也展示出良好的應(yīng)用前景。與自適應(yīng)技術(shù)的結(jié)合進(jìn)一步提高了跳頻系統(tǒng)的性能，其中信道質(zhì)量評(píng)估方法是關(guān)鍵，如何針對(duì)不同的信道更好的進(jìn)行信道質(zhì)量評(píng)估還值得進(jìn)一步研究?？梢韵嘈?，跳頻技術(shù)仍將繼續(xù)向高跳頻速率、高數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)展。各種新穎的跳頻實(shí)現(xiàn)方法也不斷地提出，軟件無(wú)線電概念的提出為跳頻技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)新領(lǐng)域。以線性方式存儲(chǔ)并允許排序，集合中允許存放重復(fù)對(duì)象List接口的主要實(shí)現(xiàn)類有LinkedList和ArrayListList只能對(duì)集合中的對(duì)象按索引位置排序，如果希望對(duì)List中的對(duì)象按其他特定方式排序，可以借助Comparator接口和Collections類1

8、. sort(List list: 對(duì)List中的對(duì)象進(jìn)行自然排序2. sort（List list，Comparator comparator）：對(duì)List中的對(duì)象進(jìn)行客戶化排序，Comparator參數(shù)制定排序方式List list = new ArrayList（）；list . add(new Integer（3）;list . add(new Integer（4）;list . add(new Integer（2）;list . add(new Integer（1）;Collections . sort（list）；for(int i=0; i System . out . prin

9、tln(list . get(i;輸出1,2,3,4映射List藍(lán)牙是工作在24 GHz（240248 GHz）ISM頻段的短距離無(wú)線通信技術(shù)，能組成小型無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN），在辦公室和建筑物中代替有線電纜，低功耗、低成本及靈活組網(wǎng)的特點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景。211b，HomeRF及微波爐、無(wú)繩電話等電子設(shè)備，為了與這些設(shè)備兼容，藍(lán)牙采用了AFH（Adaptive Frequency Hopping），LBT（Listen Before Talk）、功率控制等一系列獨(dú)特的措施克服干擾，避免沖突。隨著無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展，頻率資源日益緊張，研究藍(lán)牙技術(shù)所采用的頻率兼容技術(shù)對(duì)有效利用頻譜、防止

10、通信設(shè)備之間相互干擾，將有十分重要的作用。1自適應(yīng)跳頻技術(shù)自適應(yīng)跳頻技術(shù)是建立在自動(dòng)信道質(zhì)量分析基礎(chǔ)上的一種頻率自適應(yīng)和功率自適應(yīng)控制相結(jié)合的技術(shù)。他能使跳頻通信過(guò)程自動(dòng)避開(kāi)被干擾的跳頻頻點(diǎn)，并以最小的發(fā)射功率、最低的被截獲概率，達(dá)到在無(wú)干擾的跳頻信道上長(zhǎng)時(shí)間保持優(yōu)質(zhì)通信的目的。所謂頻率自適應(yīng)控制是在跳頻通信過(guò)程中，拒絕使用那些曾經(jīng)用過(guò)但是傳輸不成功的跳頻頻率集中的頻點(diǎn)，即實(shí)時(shí)去除跳頻頻率集中被干擾的頻點(diǎn)，使跳頻通信在無(wú)干擾的可使用的頻點(diǎn)上進(jìn)行，從而大大提高跳頻通信中接收信號(hào)的質(zhì)量。藍(lán)牙和80211b 2無(wú)需為索引字段添加屬性ISM頻段，藍(lán)牙SIG（SpecialInteresting Gro

11、up）和IEEE802152的Coexistence Task Group都在關(guān)注二者的共存問(wèn)題。許多成員都提交了自適應(yīng)跳頻的提案。提案中建議采用AFH技術(shù)，以便能動(dòng)態(tài)地改變跳頻序列，使系統(tǒng)干擾最小。藍(lán)牙采用AFH對(duì)干擾進(jìn)行檢測(cè)并分類，通過(guò)編輯跳頻算法來(lái)避免干擾，把分配變化告知網(wǎng)絡(luò)中的其他成員，并周期性地維護(hù)跳頻集。 其中，Bijan Treister1等人提出的AFH共存機(jī)制具有一定的普遍性。在這種自適應(yīng)跳頻中，在不增加發(fā)射功率的情況下，利用干擾躲避來(lái)提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 2藍(lán)牙AFH的步驟 由設(shè)備識(shí)別、信道分類、分類信息交換、自適應(yīng)跳頻4部分組成。如圖所示。 ”images” table

12、=”IMAGES” lazy=”true藍(lán)牙AFH的步驟21”當(dāng)一個(gè)從設(shè)備接入微微網(wǎng)時(shí)，在進(jìn)行通信之前，首先由鏈路管理協(xié)議（LMP）交換信息，以確定通信雙方的設(shè)備是否支持AFH模式。LMP信息中包含了二者通信應(yīng)使用的最小信道數(shù)。主機(jī)按LMP協(xié)議先詢問(wèn)從設(shè)備是否支持AFH，當(dāng)從設(shè)備回答后，再進(jìn)行AFH通信。22信道分類根據(jù)某一準(zhǔn)則，按傳輸質(zhì)量對(duì)信道進(jìn)行分類。按LMP的格式形成一個(gè)分類表，在主設(shè)備和從設(shè)備之間交換信息后，以此分類表為依據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)跳頻。分類方法采用時(shí)分的形式，以保證抗瞬間的干擾。按信道的質(zhì)量，把信道分成“好”信道與“壞”信道?？梢杂靡韵路椒▽?duì)信道的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估：首先接收設(shè)備對(duì)包損率

13、PLRs（Packet Loss Ratios）、有效載荷的CRC，HEC，F(xiàn)EC誤差等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量PLR時(shí)，如果PLR超過(guò)了系統(tǒng)定義的門限，則宣布此信道為壞信道。從設(shè)備測(cè)量CRC時(shí)，也會(huì)自動(dòng)檢測(cè)此包的有效載荷的CRC，如果校驗(yàn)碼正確，則說(shuō)明接收正確的包，否則宣布包丟失。23信道信息交換通過(guò)LMP命令通知網(wǎng)絡(luò)中的成員，交換AFH的消息。主設(shè)備通過(guò)分類，把信道分為好信道、壞信道、未用信道，然后把信道分類情況通知從設(shè)備。同時(shí)，從設(shè)備把自己的情況通知主設(shè)備。主從設(shè)備之間建立聯(lián)系，確定哪些信道可用，哪些不可用，為下一步自適應(yīng)頻率的產(chǎn)生做準(zhǔn)備。24執(zhí)行AFH先進(jìn)行跳頻編輯，以選擇合適的跳頻頻率。

14、”3藍(lán)牙AFH的結(jié)構(gòu)藍(lán)牙AFH結(jié)構(gòu)如下圖所示，在頻率同步器和跳頻序列發(fā)生器中加入了一個(gè)分組映射器，此映射器實(shí)際上是一個(gè)自適應(yīng)頻率選擇器。分組映射器結(jié)構(gòu)如下圖所示。他從所需分組中選擇一個(gè)信道，通過(guò)PN映射設(shè)備，從原始跳頻序列中選擇信道映射到分組序列中。每個(gè)信道表按升序列舉分組信道的內(nèi)容?！?FILENAME ” type= ” string ” not-null= ” true ” / 藍(lán)牙AFH結(jié)構(gòu)分組映射器結(jié)構(gòu)在分組映射后，平均移位信號(hào)使信道的利用得到均衡。這些移位信號(hào)是一系列的計(jì)數(shù)器，每一個(gè)計(jì)數(shù)器表示一個(gè)分組，第j個(gè)分組在0，1，2，Nj1范圍內(nèi)周期計(jì)數(shù)，Nj是第Map(映射Map（映射）

15、是一種把鍵對(duì)象和值對(duì)象進(jìn)行映射的集合，他的每一個(gè)元素都包含一對(duì)鍵對(duì)象和值對(duì)象，而值對(duì)象仍可以是Map類型，依次類推，可以形成多級(jí)映射；2類信道：好信道NG和壞信道NB79NG，定義Nmin為藍(lán)牙設(shè)備通信所需的最少頻率數(shù)。根據(jù)Nmin，NG和NBL兩種模式：1”,”Monday1L模式適用于Nmin小于NG的情形，此時(shí)跳頻頻點(diǎn)全部在好的信道中選擇，如下圖所示。當(dāng)跳頻發(fā)生器產(chǎn)生的是好信道，則不重新映射。當(dāng)跳頻序列中信道不好時(shí)，則重新從好信道庫(kù)中選擇一個(gè)好的信道。L模式主要工作在 map.put(“2”,”模式適用于Nmin大于NG的情形，此時(shí)如果頻率選擇器輸出為壞信道，重新選擇代替壞信道的頻點(diǎn)中，

16、有可能在曾經(jīng)被判斷為壞信道的序列中選擇跳頻序列。H模式在有壞跳的情況下，最大限度地支持通信要求?？梢酝瑫r(shí)支持SCO（面向同步的連接）和ACLmap.put(“32種模式，在藍(lán)牙頻率選擇器中，如果輸出的是好信道則直接使用；如果是壞信道，則在好的信道分組中重新選擇頻率。這樣頻率選擇就避免了輸出的頻率與其他有干擾的頻率相碰撞。; 模式映射方法4結(jié)語(yǔ)藍(lán)牙采用一系列的技術(shù)來(lái)避免干擾，如 map.put(“4”,”AFH機(jī)制能保持微微網(wǎng)中良好的QoS，保證網(wǎng)絡(luò)正常的吞吐率和可靠性，減少重發(fā)，降低延時(shí)，同時(shí)減輕了對(duì)相同頻段其他無(wú)線設(shè)備的干擾，從而提高了頻率的利用率。/服務(wù)器計(jì)算、分布式處理、國(guó)際互連網(wǎng)（In

17、ternet）、內(nèi)部網(wǎng)（Intranet）等技術(shù)被廣泛接受和應(yīng)用，計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)需求迅速擴(kuò)大。在諸多計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，無(wú)線網(wǎng)（Wireless Network擴(kuò)頻通信具有其他方式不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在無(wú)線通信中得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。擴(kuò)頻通信（Spread Spectrum Communications）開(kāi)始出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)，作為美軍使用的無(wú)線保密通信技術(shù)?，F(xiàn)在擴(kuò)頻技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)等許多領(lǐng)域。擴(kuò)頻通信是一種信息傳遞方式，其信號(hào)所占用的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的展寬是通過(guò)編碼及調(diào)制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與所傳的信息無(wú)關(guān)；在接收端采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)及恢

18、復(fù)所傳信息。擴(kuò)頻通信具有如下特點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)：抗干擾是擴(kuò)頻通信主要特性之一，比如信號(hào)擴(kuò)頻寬度為100倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強(qiáng)度降低了100倍，如要保持原干擾強(qiáng)度，則需加大100倍總功率，這實(shí)質(zhì)上是難以實(shí)現(xiàn)的。因信號(hào)接收需要擴(kuò)頻編碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理才能得到，所以即使以同類型信號(hào)進(jìn)行干擾，在不知道信號(hào)的擴(kuò)頻碼的情況下，由于不同擴(kuò)頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。正因?yàn)閿U(kuò)頻技術(shù)抗干擾性質(zhì)，美國(guó)軍方在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)等處廣泛采用擴(kuò)頻無(wú)線網(wǎng)橋來(lái)連接分布在不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。隱蔽性好：因?yàn)樾盘?hào)在很寬的頻帶上被擴(kuò)展，單位帶寬上的功率很小，即信號(hào)功率譜密度很低，信號(hào)淹沒(méi)在白噪聲之中，別人難

19、以發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在，加之不知擴(kuò)頻編碼，很難拾取有用信號(hào)，而極低的功率譜密度，也很少對(duì)于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。易于實(shí)現(xiàn)碼分多址（CDMA ）： 擴(kuò)頻通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，是否浪費(fèi)了頻段？其實(shí)正相反，擴(kuò)頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于擴(kuò)頻通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送，而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼作相關(guān)解擴(kuò)才能得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴(kuò)頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號(hào)，眾多用戶，只要配對(duì)使用自己的擴(kuò)頻編碼，就可以互不干擾地同時(shí)使用同一頻率通信，從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用。發(fā)

20、送者可用不同的擴(kuò)頻編碼，分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù)；同樣，接收者用不同的擴(kuò)頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來(lái)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多址通信。美國(guó)國(guó)家航天管理局（ NASA ）的技術(shù)報(bào)告指出：采用擴(kuò)頻通信提高了頻譜利用率。另外，擴(kuò)頻碼分多址還易于解決隨時(shí)增加新用戶的問(wèn)題。 抗多徑干擾： 擴(kuò)頻通信的其他優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)頻通信速率高（2M，8M，11Mbps），無(wú)須申請(qǐng)頻率資源，建網(wǎng)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)性能好。相比，無(wú)線擴(kuò)頻網(wǎng)具有速率高（2Mbps，8Mbps，11Mbps）,安裝簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低（無(wú)須租費(fèi)，僅投入少量維護(hù)費(fèi)用），無(wú)須申請(qǐng)頻率資源，容易擴(kuò)展投資少等優(yōu)點(diǎn)。另外，如使用或DDN在數(shù)百公里范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)要有明顯的優(yōu)勢(shì)。

21、一、無(wú)線通信技術(shù)介紹無(wú)線技術(shù)給人們帶來(lái)的影響是無(wú)可爭(zhēng)議的。如今每一天大約有15萬(wàn)人成為新的無(wú)線用戶，全球范圍內(nèi)的無(wú)線用戶數(shù)量目前已經(jīng)超過(guò)2億。這些人包括大學(xué)教授、倉(cāng)庫(kù)管理員、護(hù)士、商店負(fù)責(zé)人、辦公室經(jīng)理和卡車司機(jī)。他們使用無(wú)線技術(shù)的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。從七十年代，人們就開(kāi)始了無(wú)線網(wǎng)的研究。在整個(gè)八十年代，伴隨著以太局域網(wǎng)的迅猛發(fā)展，以具有不用架線、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)以己之長(zhǎng)補(bǔ)有線所短，也贏得了特定市場(chǎng)的認(rèn)可，但也正是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的無(wú)線網(wǎng)是作為有線以太網(wǎng)的一種補(bǔ)充，遵循了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，使直接架構(gòu)于802.3上的無(wú)線網(wǎng)產(chǎn)品存在著易受其他微波噪聲干擾,性能不穩(wěn)定,傳輸速

22、率低且不易升級(jí)等弱點(diǎn),不同廠商的產(chǎn)品相互也不兼容,這一切都限制了無(wú)線網(wǎng)的進(jìn)一步應(yīng)用。這樣，制定一個(gè)有利于無(wú)線網(wǎng)自身發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)就提上了議事日程。到1997年6月，IEEE終于通過(guò)了802.11標(biāo)準(zhǔn)。802.11標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制定的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的物理層(PH和媒質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC進(jìn)行了規(guī)定，其中對(duì)MAC層的規(guī)定是重點(diǎn)。各廠商的產(chǎn)品在同一物理層上可以互操作，邏輯鏈路控制層(LLC是一致的，即MAC層以下對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是透明的（如圖一所示）。這樣就使得無(wú)線網(wǎng)的兩種主要用途-(同網(wǎng)段內(nèi)多點(diǎn)接入和多網(wǎng)段互連，易于質(zhì)優(yōu)價(jià)廉地實(shí)現(xiàn)。對(duì)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，更重要的是，某種程度上的兼容就意味著競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)始出現(xiàn)；而

23、在IT這個(gè)行業(yè)，兼容，就意味著十倍速時(shí)代降臨了。在MAC層以下，802.11規(guī)定了三種發(fā)送及接收技術(shù)：擴(kuò)頻(SpreadSpectrum技術(shù)；紅外(Infared技術(shù)；窄帶(NarrowBand技術(shù)。而擴(kuò)頻又分為直接序列(DirectSequence,DS擴(kuò)頻技術(shù)(簡(jiǎn)稱直擴(kuò)，和跳頻(FrequencyHopping,FH擴(kuò)頻技術(shù)。直序擴(kuò)頻技術(shù)，通常又會(huì)結(jié)合碼分多址CDMA技術(shù)。根據(jù)預(yù)測(cè)，今后幾年，無(wú)線網(wǎng)在全世界將有較大的發(fā)展，單只美國(guó)無(wú)線局域網(wǎng)銷售額就將從1997年的2.1億美元增加到2001年的8億美元。二、無(wú)線局域網(wǎng)介紹一般來(lái)講，凡是采用無(wú)線傳輸媒體的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)都可稱為無(wú)線局域網(wǎng)。隨著計(jì)

24、算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)在各行各業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣。有線網(wǎng)絡(luò)以其傳輸速度高，產(chǎn)品的品牌及數(shù)量眾多和技術(shù)發(fā)展速度快等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上有著的知名度和市場(chǎng)份額。然而，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上的成熟，產(chǎn)品種類的不斷增加和產(chǎn)品成本下降，未來(lái)幾年，無(wú)線網(wǎng)在全世界將有較大的發(fā)展。無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用越來(lái)越多，它將擴(kuò)展有線局域網(wǎng)或在某些情況下取而代之?？梢灶A(yù)期，在未來(lái)信息無(wú)所不在的時(shí)代，無(wú)線網(wǎng)將依靠其無(wú)法比擬的靈活性，可移動(dòng)性和極強(qiáng)的可擴(kuò)容性，使人們真正享受到簡(jiǎn)單、方便、快捷的連接。下面從傳輸方式、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)接口及對(duì)移動(dòng)計(jì)算的支持這四個(gè)方面來(lái)描述無(wú)線局域網(wǎng)。傳輸方式傳輸方式涉及無(wú)線局域網(wǎng)采用的傳輸媒體、選擇的

25、頻段及調(diào)制方式。目前無(wú)線局域網(wǎng)采用的傳輸媒體主要有兩種，即微波與紅外線。在采用微波做為傳輸媒體的無(wú)線局域網(wǎng)依調(diào)制方式不同，又可分為擴(kuò)展頻譜方式與窄帶調(diào)制方式。1、擴(kuò)展頻譜方式在擴(kuò)展頻譜方式中，數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜被擴(kuò)展至幾倍幾十倍再被搬移至射頻發(fā)射出去。這一做法雖然犧牲了頻帶帶寬，卻提高了通信系統(tǒng)的抗干擾能力和安全性。由于單位頻帶內(nèi)的功率降低，對(duì)其它電子設(shè)備的干擾也減小了。采用擴(kuò)展頻譜方式的無(wú)線局域網(wǎng)一般選擇所謂的ISM頻段，這里ISM分別取自Industrial、Scientific及Medical的第一個(gè)字母。許多工業(yè)、科研和醫(yī)療設(shè)備輻射的能量集中于該頻段。歐美日等國(guó)家的無(wú)線管理機(jī)構(gòu)分別設(shè)置

26、了各自的ISM頻段。例如美國(guó)的ISM頻段由902MHZ928MHZ，2.4GHz2.484GHz, 5.725GHz5.850GHz三個(gè)頻段組成。如果發(fā)射功率及帶外輻射滿足美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的要求，則無(wú)需向FCC提出專門的申請(qǐng)即可使用這些ISM頻段。2、窄帶調(diào)制方式在窄帶調(diào)制方式中，數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜不做任何擴(kuò)展即被直接搬移到射頻發(fā)射出去。與擴(kuò)展頻譜方式相比，窄帶調(diào)制方式占用頻帶少，頻帶利用率高。采用窄帶調(diào)制方式的無(wú)線局域網(wǎng)一般選用專用頻段，需要經(jīng)過(guò)國(guó)家無(wú)線電管理部門的許可方可使用。當(dāng)然，也可選用ISM頻段，這樣可免去向無(wú)線電管理委員會(huì)申請(qǐng)。但帶來(lái)的問(wèn)題是，當(dāng)臨近的儀器設(shè)備或通信設(shè)備

27、也在使用這一頻段時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響通信質(zhì)量，通信的可靠性無(wú)法得到保障。3、紅外線方式基于紅外線的傳輸技術(shù)最近幾年有了很大發(fā)展。目前廣泛使用的家電遙控器幾乎都是采用的紅外線傳輸技術(shù)。做為無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸方式，紅外線方式的最大優(yōu)點(diǎn)是這種傳輸方式不受無(wú)線電干擾，且紅外線的使用不受國(guó)家無(wú)線管理委員會(huì)的限制。然而，紅外線對(duì)非透明物體的透過(guò)性極差，這導(dǎo)致傳輸距離受限制。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錈o(wú)線局域網(wǎng)的拓?fù)錂C(jī)構(gòu)可歸結(jié)為兩類：無(wú)中心或叫對(duì)等式（PEER TO PEER）拓?fù)浜陀兄行模℉UBBASED）拓?fù)洹?、無(wú)中心拓?fù)錈o(wú)中心拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)中任意兩個(gè)站點(diǎn)均可直接通信。采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)一般使用公用廣播信道，個(gè)站點(diǎn)都可競(jìng)

28、爭(zhēng)公用信道，而信道接入控制（MAC）協(xié)議大多采用CSMA（載波監(jiān)測(cè)多址接入）類型的多址接入?yún)f(xié)議。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)抗毀性好、建網(wǎng)容易、且費(fèi)用較低。但當(dāng)網(wǎng)中用戶數(shù)（站點(diǎn)數(shù)）過(guò)多時(shí)，信道競(jìng)爭(zhēng)成為限制網(wǎng)絡(luò)性能的要害。并且為了滿足任意兩個(gè)站點(diǎn)可直接通信，為了中站點(diǎn)布局受環(huán)境限制較大。因此這種為了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于用戶數(shù)相對(duì)較少的工作群為了規(guī)模。2、有中心拓?fù)湓谟兄行耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中，要求一個(gè)無(wú)線站點(diǎn)充當(dāng)中心站，所有站點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)均由其控制。這樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量增大時(shí)網(wǎng)絡(luò)吞吐性能及網(wǎng)絡(luò)時(shí)延性能的惡化并不據(jù)烈。由于每個(gè)站點(diǎn)只需在中心站覆蓋范圍內(nèi)就可與其它站點(diǎn)通信，故網(wǎng)絡(luò)中心點(diǎn)布局受環(huán)境限制亦小。此外，中心站為接入

29、有線主干網(wǎng)提供了一個(gè)邏輯接入點(diǎn)。有中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)是抗毀性差，中心站點(diǎn)的故障容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，并且中心站點(diǎn)的引入增加了網(wǎng)絡(luò)成本。在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)線局域網(wǎng)往往與有線主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái)使用。這時(shí)，中心站點(diǎn)充當(dāng)無(wú)線局域網(wǎng)與有線主干網(wǎng)的轉(zhuǎn)接器。網(wǎng)絡(luò)接口這涉及無(wú)線局域網(wǎng)中站點(diǎn)從哪一層接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一般來(lái)講，網(wǎng)絡(luò)接口可以選擇在OSI參考模型的物理層或數(shù)據(jù)鏈路層。所謂物理層接口指使用無(wú)線信道替代通常的有線信道，而物理層以上各層不變。這樣做的最大優(yōu)點(diǎn)是上層的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序可不做任何修改。這種接口方式在使用時(shí)一般做為有線局域網(wǎng)的集線器和無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)器以實(shí)現(xiàn)有線局域網(wǎng)間互聯(lián)或擴(kuò)大有線局域網(wǎng)的覆蓋

30、范圍。另一種接口方法是從數(shù)據(jù)鏈路層接入網(wǎng)絡(luò)。這種接口方法并不沿用有線局域網(wǎng)的MAC協(xié)議，而采用更合適無(wú)線傳輸環(huán)境的MAC協(xié)議。在實(shí)時(shí)，MAC層及其以下層對(duì)上層是透明的，配置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成與上層的接口，這樣可保證現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件可在無(wú)線局域網(wǎng)上正常運(yùn)行。目前，大部分無(wú)線局域網(wǎng)廠商都采用數(shù)據(jù)鏈路層接口方法。對(duì)移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的支持在無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)展的初期階段，無(wú)線局域網(wǎng)的最大特征是用無(wú)線媒體替代纜線，這樣可省去布線，網(wǎng)絡(luò)安裝簡(jiǎn)便。隨著筆記本型、膝上型、掌上型電腦個(gè)人數(shù)字助手（PDA）、以及便攜式終端等的普及應(yīng)用，支持移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線局域網(wǎng)就顯得尤為重要。從移動(dòng)通信的觀點(diǎn)來(lái)講，移

31、動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供以下幾個(gè)功能：（1）小區(qū)內(nèi)的站點(diǎn)可移動(dòng)，同一小區(qū)內(nèi)的站點(diǎn)可直接或經(jīng)AP間接通信；（2）不同小區(qū)內(nèi)站點(diǎn)可經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP及主干網(wǎng)進(jìn)行通信；（3）當(dāng)某一站點(diǎn)由一個(gè)小區(qū)移動(dòng)至另一個(gè)小區(qū)時(shí)，通過(guò)越區(qū)切換協(xié)議或算法，該站點(diǎn)被切換至新的小區(qū)。在新的小區(qū)中該站點(diǎn)仍和在以前小區(qū)時(shí)一樣保持與外界的連接；（4）小區(qū)中的站點(diǎn)可通過(guò)主干網(wǎng)上的路由器訪問(wèn)公共網(wǎng)或被公共網(wǎng)訪問(wèn)。三、無(wú)線組網(wǎng)特點(diǎn) 通信可靠抗射頻干擾性能強(qiáng)，具有理想的接收靈敏度，寬范圍天線能夠提供強(qiáng)大的、可靠的無(wú)線傳輸。 成本低使用無(wú)線局域網(wǎng)可以避免安裝線纜的高成本費(fèi)用、租用線路的月租費(fèi)用以及當(dāng)設(shè)備需要移動(dòng)而增加的相關(guān)費(fèi)用。 靈活性由于沒(méi)有

32、線纜的限制，用戶可以隨心所欲地增加工作站或重新配置工作站。 移動(dòng)性無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)置允許用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，不需要指定明確的訪問(wèn)地點(diǎn)，因此用戶可以在網(wǎng)絡(luò)中漫游。 高吞吐量無(wú)線局域網(wǎng)也可以實(shí)現(xiàn)11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，這個(gè)數(shù)字高于T1、E1線路的速率；快速安裝無(wú)線局域網(wǎng)的安裝工作非常簡(jiǎn)單，它無(wú)需施工許可證，不需要布線或開(kāi)挖溝槽，安裝時(shí)間只有安裝有線網(wǎng)絡(luò)時(shí)間的零頭。 安全性等同于有線在無(wú)線通信領(lǐng)域，安全性是人們一直關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，WaveLAN通過(guò)使用額外的安全機(jī)制使其安全性超過(guò)了有線系統(tǒng)的安全性。這些安全機(jī)制包括：DSSS擴(kuò)頻技術(shù)；在單個(gè)工作站一級(jí)實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制；使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和一種基于RC4加密技術(shù)的可選加密機(jī)制等 保護(hù)用戶已有投資無(wú)線技術(shù)的發(fā)展非常迅速，因此用戶難以避免需要向未來(lái)的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)升級(jí)。朗訊科技的WavePOINT II采用雙重PC卡槽設(shè)計(jì)，可以使用戶將未來(lái)的、與IEEE802.11兼容的高速技術(shù)與他們已經(jīng)安裝的WaveLAN基站集成起來(lái)，從而保護(hù)用戶的投資。 WaveLAN的領(lǐng)先技術(shù)WaveLAN產(chǎn)品是采用射頻（RF）技術(shù)和IEEE