基于WiMAX技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò )平臺設計與實(shí)現
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圖中CPE(Customer Premise Equipment)即用戶(hù)終端設備，是專(zhuān)門(mén)用來(lái)接收WiMAX信號的無(wú)線(xiàn)終端接入設備；POE(Power Over Ethemet)指在現有的以太網(wǎng)布線(xiàn)基礎結構不作改動(dòng)的條件下，既可為客戶(hù)提供基于IP終端傳輸數據信號，同時(shí)還可為便攜式設備提供直流供電技術(shù)。虛線(xiàn)框中采用高優(yōu)先級QoS(網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量)保證的CPE+AG業(yè)務(wù)，客觀(guān)上也擴展了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍；CPE的另一個(gè)優(yōu)勢在于同時(shí)也充當校園內各樓宇與中心基站的中繼放大器，在放大電磁波功率的同時(shí)不增加噪聲功率。校園無(wú)線(xiàn)WiMAX接入以太網(wǎng)的核心內容是采用PHY作為空中接口規范，利用網(wǎng)關(guān)屏蔽下層網(wǎng)絡(luò )，從核心網(wǎng)收取數據傳輸給各個(gè)用戶(hù)站的基于以太阿協(xié)議的用戶(hù)，或者從用戶(hù)站的以太網(wǎng)用戶(hù)向遠端用戶(hù)發(fā)送信息請求。WiMAX基站系統的網(wǎng)絡(luò )層主要與兩個(gè)模塊進(jìn)行數據交換：一個(gè)是Ethemet接收模塊；另一個(gè)是WiMAX系統的符合IEEE802．16e協(xié)議的MAC層。從Ethemet口接收的數據基本都是以太網(wǎng)幀，包括IP包和ARP包，這些包必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò )層對其進(jìn)行協(xié)議識別和處理。校園內各樓宇內的CPE作為無(wú)線(xiàn)分支基站實(shí)現對大樓內的AP終端中繼控制。同時(shí)，在數據傳輸鏈路層中加入，ARQ機制，并且根據WiMAX協(xié)議提供實(shí)現自適應天線(xiàn)陣(AAS)、MIMO和STC增強型天線(xiàn)技術(shù)的途徑，用以減少網(wǎng)絡(luò )層的信息差錯，消除NLOS(蜂窩網(wǎng)絡(luò )非視線(xiàn)傳輸)造成的深衰減，大幅提高系統的數據業(yè)務(wù)吞吐量。另外，大樓的另一項關(guān)鍵技術(shù)是在WiMAX網(wǎng)絡(luò )布局過(guò)程中，為防止無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )正常運行中所發(fā)生的各種意外，總基站的服務(wù)器與大樓內的關(guān)鍵設備還必須配置UPS電源，以保證校園WiMAX網(wǎng)絡(luò )的正常持續地運行。
5 校園樓宇內WiMAX網(wǎng)絡(luò )系統結構
校園WiMAX骨干網(wǎng)主要的覆蓋范圍為校內的固定學(xué)習場(chǎng)所，在這些場(chǎng)合中主要解決AP的覆蓋范圍和AP的容量?jì)纱髥?wèn)題。同時(shí)，頻率規劃也是WiMAX網(wǎng)絡(luò )設計的重要內容，經(jīng)過(guò)對視距傳播頻段與非視距傳播頻段，綜合考慮設計中的WiMAX采用OFDMA正交頻分多址多載波調制技術(shù)來(lái)提高非視距傳播下的網(wǎng)絡(luò )系統性能。基于OFDMA的骨干網(wǎng)系統，采用TDMA(時(shí)分多址)子信道來(lái)區分用戶(hù)，采用同頻組網(wǎng)可以有效地避免使用相同頻率的小區之間的嚴重干擾，降低網(wǎng)絡(luò )干擾，提高系統容量，增強鏈路的校驗強度。在合理地分析各AP的容量與覆蓋面后，還需考慮信號衰減因素，適當增加AP個(gè)數來(lái)減少數據覆蓋盲區。圖2為本設計的“二層交換機+多個(gè)IAD接入”WiMAX網(wǎng)絡(luò )系統在教學(xué)樓中的應用。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159378.htm
如圖2所示，根據IAD(集成接入設備)的具體配置可以針對VLAN進(jìn)行具體劃分，IAD通過(guò)FRAD(幀中繼接入設備)與IPPBX(專(zhuān)用集成交換機)設備相連，進(jìn)而實(shí)現6～36等多種規格的POTS接口以及多路可保證業(yè)務(wù)由縣級的移動(dòng)上網(wǎng)業(yè)務(wù)。該接入方式可以同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)的VoIP語(yǔ)音和數據上網(wǎng)的需求，在樓宇內的WiMAX網(wǎng)絡(luò )結構布局中，還可以考慮將WiMAX與現有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )相結合的方式，比如采用緊耦合的模式與WiFi、3G網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)。利用現有網(wǎng)絡(luò )對移動(dòng)性管理的支持，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )數據流需經(jīng)過(guò)現有網(wǎng)絡(luò )的核心網(wǎng)和RNC，同時(shí)共享AAA服務(wù)器，減少切換時(shí)延，保證無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的無(wú)縫連接。
6 室外分布式無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )組建
校園室外網(wǎng)絡(luò )具有如下特點(diǎn)：節點(diǎn)頻繁快速移動(dòng)，傳輸信息量大，實(shí)時(shí)性要求高，系統并不注重網(wǎng)絡(luò )初始化時(shí)間，而是更多關(guān)注于系統運行期間數據的可靠性和實(shí)時(shí)性。這樣的環(huán)境恰恰是WiMAX應用的短處，由于WiMAX對于節點(diǎn)頻繁快速移動(dòng)的弱支持，必須采用另外的技術(shù)來(lái)彌補該缺陷。因此，室外無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可采甩自組織的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )模式。AP數據收發(fā)器采用CC1110無(wú)線(xiàn)傳感模塊，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )與ARM服務(wù)器基站進(jìn)行數據的收發(fā)操作，接收基站對無(wú)線(xiàn)傳感節點(diǎn)的命令，控制或者調節傳感節點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)收發(fā)行為，保證校園傳感環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò )暢通運行，體現覆蓋范圍最大化的覆蓋原則來(lái)保證校園用戶(hù)需求。
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