【正文】 。 實現(xiàn)下一代蜂窩網(wǎng)絡的 MIMO 技術 所有的無線技術都面臨信號衰 落、多徑、不斷增加的干擾和受限制的頻譜的挑戰(zhàn)。它解決了當今任何無線電 技 術都面臨的兩個最困難的問 題，即速度 與覆蓋范圍 。 同時， 專有 MIMO 技術可改進已有 。根據(jù)收發(fā)兩端天線數(shù)量，相對于 普 通 的 SISO(SingleInput SingleOutput) 系 統(tǒng) ， MIM還 可 以 包 括 SIMO(SingleInput MultipleOutput) 系 統(tǒng) 和 MISO(MultipleInput SingleOutput)系統(tǒng)。 也就是說可以利 用 MIMO 信道成倍地提高無線信道容量，在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下， 頻譜利用率可以成倍地提高。前者是利用 MIMO 信道提供的空間復用增益，后者是利用 MIMO 信道提供的 空間分集增益。 ML 算法具有很好的譯碼性能 ， 但是復雜度比較大 ， 對于 實時性要求較高的無線通信不能滿足要求。性能和復雜度最優(yōu)的就是 BLAST 算法。目前 MIMO 技術領域另一個研究熱點就是空時編碼。 空 時碼的主要思想是利用空間和時間上的 編碼實現(xiàn)一定的空間分集和時間分集，從而降低信道誤碼率。 其主要思想是：將信道分成若干正交子 信 道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速 子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個子信道上進行 傳 輸。每個子信道上的信號 帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子 信 道上的可以看成平坦性衰落，從而可以 消除符號間干擾。 頻譜利用率 、 支持高速率多媒體服務 、 系統(tǒng)容量 、 抗多徑信道干擾等因素是目 前大多數(shù)固定寬帶無線接入設備商在選擇 CDMA（碼分多址 ） 或 OFDM（正交頻分復 用 ） 作為點到多 點 （ PMP） 的關鍵技術時的主要出發(fā)點 。 CDMA 技術是基于擴頻通信理論的調(diào)制和多址連接技術。 OFDM 和 CDMA 技術各有利弊 。下面主要從調(diào) 制技術、峰均功率比、抗窄帶干擾能力等角度，分析 OFDM 和 CDMA 這兩種技術在 性能上的具體差異。 并且，在這種非正交的鏈路中，采用高 階 調(diào)制方式的用戶必將會對采用低階調(diào)制 的用戶產(chǎn)生很大的噪聲干擾。這就可以引入 “自適應調(diào)制 ” 的概念。這樣，系統(tǒng)就可以在頻譜利用率和誤 碼率之間取得最佳平衡 。 2）峰均功率比（ PAPR） 這也是設備商們應該考慮的一個重要因素。 CDMA 系統(tǒng)的 PAPR 一般在 5～ 11dB，并會隨著數(shù)據(jù)速率和使用碼數(shù)的增加而增 加。 在 OFDM 系統(tǒng)中，由于信號包絡的不恒定性，使得該系統(tǒng)對非線性很敏感。目前有很多技術可以降低 OFDM 的 PAPR。因 為 干擾只影 響 整個擴頻 信號的一小部分 ； 而 OFDM 中窄帶干擾也只影響其頻段的一小部分 ， 而且系統(tǒng)可以 不使用受到干擾的部分頻段 ， 或者采用前向糾錯和使用較低階調(diào)制等手段來解決。這會嚴重地影響信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。為了減少干擾源， RAKE 接收機提供一些分集增益。 OFDM 技術與 RAKE 接收的思路不同，它是將待發(fā)送的信息碼元通過串并變換， 降低速率 ， 從而增大碼元周期 ， 以削弱多徑干擾的影響 。當然，這 樣 做也付出了帶寬的代價，并帶來了能量 損失： CP 越長，能量損失就越大。 相對來說功率控制不是 OFDM 系統(tǒng)的基本需求 。 6）網(wǎng)絡規(guī)劃 由于 CDMA 本身的技術特性 ， CDMA 系統(tǒng)的頻率規(guī)劃問題不很突出 ， 但卻面臨著 碼的設計規(guī)劃問題。由于 這種規(guī)劃是基于頻率分配的 ， 設計者只要預留些頻段就可以解決小區(qū)分裂的問題。在 CDMA 系統(tǒng)中， 信道帶寬遠遠大于信道的平坦衰落帶寬 。如果這些多 徑信號相互間的延時超過一個碼片的長度 ，就可被 RAKE 接收端視為非相關的噪聲， 而不再需要均衡。 而 OFDM 技術本身已經(jīng)利用了多徑信道的分集 特性，因此該系統(tǒng)一般不必再作均衡 Mesh 無線 Mesh 網(wǎng) 絡 （無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡 ） 也稱為 “多 跳 （ multihop） ”網(wǎng)絡 ， 它是一種 與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡完全不同的新型無線網(wǎng)絡技術。 而在無線 Mesh 網(wǎng)絡中 ， 任何無線設備節(jié)點 都可以同時作為 AP 和路由器 ， 網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都可以發(fā)送和接收 WLAN 原理及維護手冊 25 信號 ， 每個節(jié) 點都可以與一個或者多個對等節(jié)點進行直接通信。依此類推， 數(shù)據(jù)包還可以根據(jù)網(wǎng)絡的情況，繼續(xù)路由到 與之最近的下一個節(jié)點進行傳輸，直 到到達最終目的地為止。 其實人們熟知的 Inter 就是一個 Mesh 網(wǎng)絡的典型例子 。在 轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，路由器一般會選擇效率最高的傳輸路徑，以便使電子郵件能夠盡 快到達用戶的信箱。 在無線 Mesh 網(wǎng)絡里 ， 如果要 添加新的設備，只需要簡單地接上電源就可以了，它可以自動進行自我配置，并確定最佳的多跳傳輸路徑。 AC 接入控制器（ AC）作為客戶端的安 全 網(wǎng)關管理網(wǎng)絡中所 有 AP， 在 WLAN 與 Inter 之間起到網(wǎng)關功能 ， 將來自不同接入點的數(shù)據(jù)進行匯聚 、 接入 Inter。 AC 比 AP 更高級 ， 在無線網(wǎng)絡中擔任管理者的角色 ， AC 還要充當客戶端完成有 線網(wǎng)絡中的一系列功能（例如鑒權(quán)，認證等等）。 許多大型運營商都是采用 AC＋ AP+認證計費服務中心的建設方案。 WiMAX 的另一個名字是 。 WiMAX 還具有 QoS 保障 、 傳輸速率高 、 業(yè)務豐富多樣等優(yōu)點 。 WiMAX（ World Interoperability for Microwave Access）是一項基 于 IEEE 標準的寬帶無線城域網(wǎng)接入技術，為了提高頻譜資源利用率以適應各類寬 帶多媒體應用 ， 而采用了大量新技 術（如 OFDM/OFDMA、 MIMO、 自適應編碼調(diào)制等 ）。 與 WiMAX 密切相關的兩個組織是 IEEE 的 和 WiMAX 論壇 ， 前者制定了以 WLAN 原理及維護手冊 26 和 為代表的無線寬帶城域 網(wǎng) （ WMAN） 空中接口標準 ， 后者則是整 個 WiMAX 技術體系和網(wǎng)絡模型的完善者 ， 以及產(chǎn)業(yè)鏈的推動者 。 全球 WiMAX 實驗網(wǎng)數(shù) 量超過 200 個試驗網(wǎng)，分別部署在 65 個國家。 WiMAX 于 2020 年進入我國 ， 由最初高歌猛進高舉 3G 終結(jié)者大旗 ， 到后來曲高 和寡甘作 3G“有效補充 ”，再到近期與 WLAN 技術共同被采用組建奧運高速無線網(wǎng)絡， WiMAX 技術在中國的發(fā)展經(jīng)歷了大起大落的 2 年多時光 。 WiMAX(全 球 微波互聯(lián) 接 入 )不僅在北美、歐 洲 迅猛發(fā)展 ， 而且這股 熱 浪已經(jīng)推 進到亞洲。16 無線城域網(wǎng)，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供 “最 后一英里 ”的寬帶無線連接方案。 該技術以 IEEE 的系列寬頻無線標準為基礎。雖然 WiMAX 無法另辟新的 市場﹙目前市面已有多種寬頻無在線網(wǎng) 方 式﹚，但是有助于統(tǒng)一技術的規(guī)范，有 了標準化的規(guī)范 ， 就可以以量制價 ， 降低成本 ， 提高市場增長率 。 2020 年左右 ， 大型供應商將推出擁有 WiMAX 認 證的產(chǎn)品 ， 多數(shù)產(chǎn)品的頻 率不超過 ， WiMAX 將進步到可以支持最后一哩，回程、私人企業(yè) 應用。 第三 節(jié) WLAN 的應用 公眾 Inter 接入業(yè)務 用戶通過帳號和密碼，使用電腦等終端上 inter 網(wǎng)絡，使用網(wǎng)頁的瀏覽、 郵件收發(fā)，文件下載等服務。移動計算機是包含了條碼掃描，數(shù)據(jù)輸入，無線通訊于 一體的掌上設備，通過部署于城市街道上的無線節(jié)點，移動計算機可以將現(xiàn)場采 集的數(shù)據(jù)實時地發(fā)送給警務系統(tǒng)，同時有能第一時間從系統(tǒng)獲得反饋。警員在現(xiàn)場，用移動計算機的條碼功能，手寫筆功能和警務軟 件系統(tǒng)進行違章車輛的信息錄入，這些信息將通過數(shù)字城市 的無線網(wǎng)絡節(jié)點傳遞給數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫的查詢結(jié)果被推 送到移動計 算機上。隨身攜帶的便攜式打印機則可以當場完成違 章處罰單據(jù)的打印，處罰單據(jù)的信息同時同步到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。警務部門的效率提高了，在公眾心目中的形象 也得以改善。 在城區(qū)的主要街道 ， 路口部署無線網(wǎng)絡節(jié)點 ， 同時在需要布控的地方 ， 如巷 口， 出入口等場所安裝無線攝像頭，攝像頭 采 集的動態(tài)圖像信息將實時地通過無線網(wǎng) 絡傳遞給監(jiān)控中心。 無線醫(yī)護系統(tǒng) 無線醫(yī)護系統(tǒng)是指通過無線網(wǎng)絡和移動計算機的使用 ， 使醫(yī)護人員能隨時隨地 獲取、錄入患者的各種醫(yī)療 數(shù)據(jù)的信息服務系統(tǒng)。 條碼技術的使用、醫(yī)療流程的簡化、 臨床信息的實時錄入和獲取幫助醫(yī)護人 員把各種可能的差錯率降到最低。實時 的數(shù)據(jù)庫交互使得數(shù)據(jù)的準確率更高， 有助于醫(yī)生對治療方式作出正確、快速 的判斷，提高醫(yī)療質(zhì)量。 這些移動應用包括： ? 零售網(wǎng)點的移動應用：移動 POS 系統(tǒng)，福利彩票移動售票點等； WLAN 原理及維護手冊 29 ? 物流快遞行業(yè)的數(shù)據(jù)通訊平臺 ：快遞公司可以使用數(shù)字城市的無線帶寬將快遞 工作人員的隨身信息進行實時的同步， 大 大提高快遞行業(yè)的生產(chǎn)效率和客戶滿意 度； ? 移動銷售 、 服務行業(yè) ： 移動銷售和服務行業(yè)的工作人員 ， 如保險經(jīng)紀人 ， 現(xiàn)場 送貨人員等，通過數(shù)字城市的無線網(wǎng)絡 可 以隨時隨地 查詢客戶所需要的信息，同 時將客戶的服務（如保險理賠）要求第一時間完成，提高效率和客戶滿意度； ? WiFi 電話：無線數(shù)字城市的另一個值得關注的應用是無線 WiFi 手機的應用， 這是一種污染小，通信穩(wěn)定且價格低廉的移動通信方式。但是由于無線局 域網(wǎng)信道開放的特點，使得攻擊者能夠很容易的進行竊聽，惡意修改并轉(zhuǎn)發(fā)，因 此安全性成為阻礙無線局域網(wǎng)發(fā)展的最重要因素。 就目前而言 ， 有很多種無線局域網(wǎng)的安全技術， 包括物理地 址 （ MAC ） 過濾 、 服務區(qū)標識符 (SSID)匹配 、 有線對等保 密 （ WEP） 、 端口訪問控制技 術 （ ）、 WPA (WiFi Protected Access)、 IEEE 等。訪問控制保證 敏感數(shù)據(jù)只能由授權(quán)用戶進行訪問，而數(shù)據(jù)加密則保證發(fā)送的數(shù)據(jù)只能被所期望 的用戶所接收和理解。 1) 物 理 MAC 地址過濾 每個無線客戶端網(wǎng)卡都由唯一的 48 位物理地址（ MAC）標識，可在 AP 中手工 維護一組允許訪問的 MAC 地址列表，實現(xiàn)物理地址過濾。 2) 服務區(qū)標識 符 SSID 匹配 無線客戶端必需設置與無線訪問點 AP 相同的 SSID ，才能訪問 AP；如果出示 的 SSID 與 AP 的 SSID 不同 ， 那么 AP 將拒絕它通過本服務區(qū)上網(wǎng) 。 WLAN 原理及維護手冊 30 可 以通過設置隱藏接入點（ AP）及 SSID 區(qū)域的劃分和權(quán)限控制來達到保密的目的， 因此可以認為 SSID 是一個簡單的口令 ， 通過提供口令認證機制 ， 實現(xiàn)一定的安全。 在標準中 ， 加密密鑰長度有 64 位和 128 位兩種 。 4) 端口訪問控制技術（ ） 和可擴展認證協(xié)議（ EAP） 并不是專為 WLAN 設計的 。該 技術也是用于無線局域網(wǎng)的一種增強網(wǎng)絡安全解決方案。如果 認證通過，則 AP 為 STA 打開這個邏輯端口，否則不允許用戶連接網(wǎng)絡。 在 協(xié)議中，只有具備了以下三個元素才能夠完成基于端口的訪問控制 的用戶認證和授權(quán)。 認 證系統(tǒng)：在無線網(wǎng)絡中就是無線接入點 AP 或者具有無線接入點 AP 功能的通信設 備。認證服務器：通過檢驗客 戶 端發(fā)送來的身份標識（用戶名和口令） 來判別用戶是否有權(quán)使用網(wǎng) 絡系統(tǒng)提供 的 服務，并根據(jù)認證結(jié)果向認證系統(tǒng)發(fā)出 打開或保持端口關閉的狀態(tài) 。 (1)、當用戶有網(wǎng)絡連接需求時打開 客戶端程序，輸入已經(jīng)申請、登記過 的用戶名和口令 ， 發(fā)起連接請求 。 (2)、 AP 收到請求認證的數(shù)據(jù)幀后 ， 將發(fā)出一個請求幀要求用戶的客戶端程序?qū)⑤? 入的用戶名送上來。 AP 將 WLAN 原理及維護手冊