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专题资料(2021-2022年)WiMax宽带无线城域网系统的设计.doc
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1 前言....................................................................................................................1
2 基于 WIMAX 技术组建无线城域网的可行性分析........................................2
2.1 WIMAX 技术现状2
2.2 WIMAX 的应用情况及优势3
3 用户需求分析....................................................................................................5
3.1 宽带网的用户类群 5
3.2 宽带业务应用分析 5
4 网络规划............................................................................................................6
4.1 无线网状网络的结构类型......................................................................................................................6
4.2 一个架构式 MESH 网络的实例 8
5 设备选型..........................................................................................................14
5.1 网络仿真软件 Packet Tracer 的介绍....................................................................................................14
5.2 核心交换机............................................................................................................................................14
5.3 接入层交换机........................................................................................................................................14
6 系统配置..........................................................................................................16
6.1 网络模型................................................................................................................................................16
6.2 问题描述................................................................................................................................................17
6.3 干扰模型................................................................................................................................................18
6.4 优化目标................................................................................................................................................19
6.5 WMN 网络架构与 IGW 放置...............................................................................................................19
7 网络安全及管理措施......................................................................................22
8 总结与体会......................................................................................................24
9 致谢..................................................................................................................25
1 前言
WiMax 是一项新兴技术,能够在比Wi-Fi 更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽
带连接性,由此支持企业客户享受T1 类服务以及居民用户拥有相当于线缆/DSL 的访问
能力。凭借其在任意地点的1~6 英里覆盖范围(取决于多种因素),WiMax 可以为高
速数据应用提供更出色的移动性。此外,凭借这种覆盖范围和高吞吐率,WiMax 还能
够提供为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi 热点提供回程。
WiMax 构建于高级无线技术,抵消效果的干扰提供更多数据以大范围。两个关键
高级无线突破结合入移动WiMax 标准是正交频分多访问(OFDMA)和多个输入/多个输
出(MIMO)智能天线技术。 这两种技术有效地放置到更多的数据的可用电波以提高吞吐
量和/或覆盖范围。 尤其有利MIMO 高干扰环境中,如中心城市。
OFDMA 断裂一个信号转换许多独立之前将其传输碎跨电波以增加光谱效率。 通
过多元化的信号这样,即使某些块没使它通过,则信号会重建仍然可以对方是否 MIMO
使用多个天线的两端的无线连接(基站和用户设备)以启用数据到沿多个独立路径。 例
如:一个1x2 配置指设备带有1Tx(传输)和2Rx(接收)天线;同样:3 x3 指3Tx 和
3Rx 天线 。
WiMax 连接需要一个WiMax-启用设备和订阅了WiMax 宽带服务。
WiMax 连接性可能需要购买额外的软件或硬件在额外费用。 可用性WiMax可能受限制,
需要咨询自己的载体支持的详情和网络限制。 宽带性能和结果可能不同由于环境因素
和其它变量。
本课题将阐述采用先进的WiMax技术设计宽带无线城域网。要求能根据实际问题
绘制拓扑结构图,清晰的描述接口,进行路由器或交换机的代码配置实现。
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2 基于 WiMax 技术组建无线城域网的可行性分析
2.1 WiMax 技术现状
2.1.1.WiMax 简介
WiMax 又称为 802.16 无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”
的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖 25~30 英里的范围),
以及对 3G 可能构成的威胁,使 WiMax 在最近一段时间备受业界关注。
该技术以IEEE 802.16 的系列宽频无线标准为基础。一如当年对提升802.11 使用率
有功的Wi-Fi 联盟,WiMax 也成立了论坛,将提高大众对宽频潜力的认识,并力促供
应商解决设备兼容问题,借此加速WiMax 技术的使用率,WiMax 技术成为业界使用
IEEE 802.16 系列宽频无线设备的标。虽然WiMax 无法另辟新的市场﹙目前市面已有多
种宽频无在线网方式﹚,但是有助于统一技术的规范,有了标准化的规范,就可以以
量制价,降低成本,提高市场增长率。短期而言﹙2004 年﹚,WiMax 论坛将在年底之
前,着手开发认证流程,为最后一步的产品测试预作准备。2005 年左右,大型供应商
将推出拥有WiMax 认证的产品,多数产品的频率不超过11GHz.长期而言,WiMax 将进
步到可以支持最后一哩,回程、私人企业应用。
2.1.2.技术现状
宽带城域网作为一种因技术进步和市场竞争而产生的新型网络模式,是现代传输
技术、数据通信技术和接入网技术融合的产物。CDMA 技术主导者高通(Qualcomm)
一向看衰移动 WiMax 的发展前景,认为 GSM 下一代技术长期演进
(LongTermEvolution;LTE)及 CDMA 下一代技术 UMB(UltraMobile Broadband)都比
WiMax 更有优势,而 UMB 未来将成为高速移动宽带主流技术之一。国际电信联盟
(ITU)10 月 1 日批准 WiMax 以“OFDMATDDWMAN”名义成为 ITU 移动无线标准,
这标志着 WiMax 成为与 WCDMA、cdma2000 和 TD-SCDMA 并列的全球 3G 标准。随
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着网络的普及,基于分组交换的 VoIP 技术得到迅猛发展。如何将 VoIP 技术与无线通
信技术相结合,实现无线 VoIP 话机是当前嵌入式 VoIP 话机设计的一个新方向。
2.2 WiMax 的应用情况及优势
2.2.1 应用情况
;;; WiMax 已经从本质上改变了最初的应用方向,增加了移动通信方面的服务。通过加
入移动特性,一方面,WiMax 可以像原来设想的那样,作为服务供应商和电信商最后
一公里接入的技术手段,同时还可成为运营商们搭建语音和数据骨干网络的主流技术。
;;; 按照WiMax的商用计划,预计到2006年802.16即可集成到笔记本电脑,实现在城域
网范围内的可移动的宽带无线数据服务。在城域网的范围内,用户无须购置新的终端,
仅用集成802.16功能的笔记本电脑,就可以60km/小时以上的移动速度,不间断地享用
高于3G十倍以上的速率而构成的宽带精彩内容服务。而且WiMax还能作为WiFi的备份,
使用户可快速、容易地访问、漫游WiFi热点,而笔记本电脑、PDA 、手机也可以通过
在WiFi和WiMax 间自由切换访问互联网,实现无缝的无线连接。WiMax 将可以为高
速数据应用提供更出色的移动性。此外,凭借这种覆盖范围和高吞吐率,WiMax 还能
够提供为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi 热点提供回程。
;;; WiMax 还通过将无线接入系统上升到无线接入网络,多中心站之间通过负荷分担的
方式大大增加了网络容量。
;;; 同时WiMax通过OFDM技术具备了非试距传输的能力,因此能够在不同环境下获得
最佳的传输性能,WiMax还采用了智能天线技术来提高覆盖能力。
2.2.2 WiMax 优势
WiMax 之所以能掀起大风大浪,显然是有自身的许多优势。而各厂商也正是看到
了WiMax 的优势所可能引发的强大市场需求才对其抱有浓厚的兴趣。
第 3 页
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