WLAN体系结构和关键技术
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5G系统无线网络核心技术了解5G 系统关键无线技术特征 熟悉5G 系统关键无线技术优势 掌握5G 系统超大规模天线技术 掌握5G 系统关键无线传输技术 掌握5G 系统密集组网 相关策略✓无线通信系统原理 ✓LTE 网络原理与技术 ✓通信工程与网络技术先修课程• 用户体验速率100Mbps• 用户体验速率1Gbps • 用户峰值速率数十Gbps • 流量密度数十Tbps/km^2• 低功耗/低成本/广覆盖• 海量连接(1e6-1e7/km^2)• 空口时延:1ms• 端到端时延:ms级• 可靠性:接近100%体技术带来✓海量设备带来的能耗增加为绿色通信的要求带来⏹技术原理–当基站侧天线数远大于用户天线数时,基站到各个用户的信道将趋于正交。
–用户间干扰将趋于消失,而巨大的阵列增益将能够有效地提升每个用户的信噪比,从而能够在相同的时频资源共同调度更多用户。
⏹功能和优势–若基站配置400根天线,在20MHz带宽的同频复用TDD系统中,每小区用MU-MIMO方式服务42个用户时,即使小区间无协作,且接收/发送只采用简单的MRC/MRT时,每个小区的平均容量也可高达1800Mbps。
⏹应用场景–城区宏覆盖、高层建筑、室内外热点、郊区、无线回传链路⏹技术方案–面向异构和密集组网的massive MIMO网络构架与组网方案–Massive MIMO物理层关键技术–大规模有源阵列天线技术–大规模天线与高频段的结合4G :3GPP LTE-A 标准4G :3GPP LTE 标准5G3G :WCDMA HSPA+标准大规模天线:基站使用大规模天线阵列(几十甚至上百根天线)支持SISO ,2×2MIMO ,4×4MIMO 。
下行峰值速率100Mb/s 。
支持2×2MIMO ,下行峰值速率42Mb/s最多支持8×8MIMO ,下行峰值速率1Gb/s3G :WCDMA HSPA 标准只能使用SISO ,下行峰值速率7.2Mb/sMIMO C-RAN 分布MIMOMIMO 技术的演进用户水平+垂直分布•大规模天线应用场景:中心式天线系统–适用于宏蜂窝小区,中心基站使用大规模天线–微小区为大部分用户提供服务,而大规模天线基站为微小区范围外的用户提供服务,同时对微小区进行控制和调度256(8*32)MRT ZF天线数频谱效率•大规模天线应用场景:分布式天线系统–多根天线分布在区域内联合处理(C-RAN)–适用于高用户密度或者室内场景室外密集小小区部署分布式大规模天线阵列理想回程理想回程室内密集小小区理想回程室外密集小小区非理想回程室内密集小小区非理想回程VS三维立体信号可扩展高层楼宇室内覆盖的深度和广度三维立体信号可针对不同用户实现垂直面空分,显著提升频谱效率三维立体信号波束更窄,降低对邻区的干扰平面信号可实现高层楼宇的室内覆盖无法实现垂直面空分平面信号无法在垂直面跟踪用户传统MIMO 3D-MIMO扇区天线3D MIMO 天线3D MIMO每个垂直的天线阵子分割成多个阵子(天线数目大幅增加),大规模天线阵列正是基于多用户波束成形的原理,在基站端布置多根天线,对几十个目标接收机调制各自的波束多天线技术的标准化现状LTE Rel-8LTE Rel-9LTE Rel-10LTE Rel-11DL MIMO EnhancementUL MIMOCoMPSU-MIMOMU-MIMO & Beamforming Dual-layer Beamforming最多 4 层最多8层最多2层 最多4层 (rank1-2/UE)SU 维度MU 维度 优先级 SU-MIMO MU-MIMO Network MU-MIMO• MIMO 技术的性能增益来自于多天线信道的空间自由度 • 维度扩展始终是MIMO 技术演进的重要方向大规模天线核心技术CSI-1CSI-2 CSI-3 CSI-4 CSI measurement &feedbackTransmission3D-GoBActive Antenna System (AAS)•更多的基带可控通道,维度扩展成为可能•2D AAS阵列中的水平/垂直基带可控通道•UE-specific 3D-MIMO•垂直扇区化•灵活的 RET•多RAT独立tilt调整•降低功率损耗,更高的最大发射功率•顺应C-RAN趋势:云计算+AAS•降低维护成本3D MIMO有利于:☐在密集的城市环境中对不同楼层的室内覆盖☐降低对邻小区干扰☐实现小区内多用户干扰协调BBUAAS峰速:4Gbps⏹技术原理–PDMA图样分割多址接入(Pattern Division Multiple Acess)是一种基于多用户通信系统整体优化的新型非正交多址接入技术,通过发送端和接收端的联合设计,在发送端采用功率/空间/编码等多种信号域的单⏹技术方案–发射端图样设计–导频设计–与MIMO结合–低复杂度检测算法⏹应用场景–宏蜂窝及宏微蜂窝异构网络图样分割多址接入1G2G3G 4G正交多址接入技术−已有通信标准都采用正交接入技术发端非正交传输,接收端串行干扰抵消检测,能够达到多用户信道容量。
计算机网络应用WLAN的主要标准随着无线局域网的发展,1997年美国电气与电子工程师协会(IEEE)推出了IEEE 802.11标准。
它定义了无线局域网的访问方法和物理层规范,是第一个在国际上认可的无线局域网协议。
在IEEE 802.11体系结构中,定义了包括无线站点(Station,STA)、无线接入点(Access Point,AP)、独立基本服务组(Independent Basic Service Set,IBSS)、基本服务组(Basic Service Set,BSS)、分布式系统(Distributed System,DS),和扩展服务组(Expand Service Set,ESS)在内的六大无线局域网组成部分,如图5-14所示。
扩展服务组(ESS)图5-14 IEEE 802.11体系结构在该体系结构中,各部分●无线站点(STA)STA通常是由一台计算机或笔记本加上一块无线网卡(Wireless LAN Card)构成。
无线网卡分为台式计算机所使用的PCI插槽的网卡、集成主板的网卡和笔记本所使用PCMCIA网卡。
此外,无线终端还可以是非计算机终端上的能提供无线连接的嵌入式设备,如支持无线上网的手机等。
●无线接入点(Access Point,AP)AP通常由一个无线输出口和一个以太网接口(802.3接口)构成,是用于无线局域网的无线交换机,它是无线局域网的核心。
AP的主要作用是提供STA和现有骨干网络(有线网络或无线网络)的桥接,主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部,其典型覆盖范围为几十米至几百米,大多数AP还带有接入点客户端模式(AP client),可以和其它AP进行无线连接,以延展网络的覆盖范围。
●独立基本服务组(Independent Basic Service Set,IBSS)独立基本服务组(IBSS)是指一个基本服务组就构成了一个独立的网络(像一个特殊网络),其中并没有通向访问点的通路。
WLAN组网介绍摘要无线局域网(wlan)是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,从wlan的概念、特点、组网结构全面地介绍对于wlan组网的建设有重要的作用。
关键词wlan 组网局域网1、概述通信网络随着internet的飞速发展, 从传统的布线网络发展到了无线网络,作为无线网络之一的无线局域网wlan(wireless local area network),满足了人们实现个人移动数据通信的梦想,为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。
无线局域网(wlan)是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网lan(local area network)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
简单地说,wlan就是指利用rf(radio frequency)或ir(infrared ray)等无线互连方式构建起来的局域网。
2、无线局域网的主要技术和标准目前wlan主要技术包括基于ieee802.11标准的wi-fi技术和基于ieee802.16标准的wimax技术,wi-fi技术1、基于802.11标准;2、每个ap覆盖范围100米;3、最大带宽54m;4、设备价格低廉;5、需要大量ap;wimax技术:1、基于ieee802.16标准;2、最大覆盖范围50公里;3、最大接入带宽70m;4、设备价格高昂;5、设备数量少。
由于无线网络的传输介质是空气,因此信息随处都可能被窃取,存在着严重的安全隐患,要设计安全的无线网络,在架设无线网络环境时,需要考虑到以下因素:注意ap 摆放的物理位置、ap 的控制和管理、用户身份验证和计费管理、简化网络安全管理、不能让非专业人员构建网络。
13、wlan组网结构无线局域网网络的拓扑结构可分为五个层次,下面列出这五个层次概念和主要设备:一、用户层:用户层是wlan业务的享用层,主要的设备是安装有无线网卡或读卡器的pda和便携机等移动终端设备,以及台式机。