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無線局域網論文范文1
關鍵詞：無線網絡；數據安全；思考
1無線網絡安全問題的表現
1.1插入攻擊插入攻擊以部署非授權的設備或創建新的無線網絡為基礎，這種部署或創建往往沒有經過安全過程或安全檢查?？蓪尤朦c進行配置，要求客戶端接入時輸入口令。如果沒有口令，入侵者就可以通過啟用一個無線客戶端與接入點通信，從而連接到內部網絡。但有些接入點要求的所有客戶端的訪問口令竟然完全相同。這是很危險的。
1.2漫游攻擊者攻擊者沒有必要在物理上位于企業建筑物內部，他們可以使用網絡掃描器，如Netstumbler等工具。可以在移動的交通工具上用筆記本電腦或其它移動設備嗅探出無線網絡，這種活動稱為“wardriving”；走在大街上或通過企業網站執行同樣的任務，這稱為“warwalking”。
1.3欺詐性接入點所謂欺詐性接入點是指在未獲得無線網絡所有者的許可或知曉的情況下，就設置或存在的接入點。一些雇員有時安裝欺詐性接入點，其目的是為了避開已安裝的安全手段，創建隱蔽的無線網絡。這種秘密網絡雖然基本上無害，但它卻可以構造出一個無保護措施的網絡，并進而充當了入侵者進入企業網絡的開放門戶。
1.4雙面惡魔攻擊這種攻擊有時也被稱為“無線釣魚”，雙面惡魔其實就是一個以鄰近的網絡名稱隱藏起來的欺詐性接入點。雙面惡魔等待著一些盲目信任的用戶進入錯誤的接入點，然后竊取個別網絡的數據或攻擊計算機。
1.5竊取網絡資源有些用戶喜歡從鄰近的無線網絡訪問互聯網，即使他們沒有什么惡意企圖，但仍會占用大量的網絡帶寬，嚴重影響網絡性能。而更多的不速之客會利用這種連接從公司范圍內發送郵件，或下載盜版內容，這會產生一些法律問題。
1.6對無線通信的劫持和監視正如在有線網絡中一樣，劫持和監視通過無線網絡的網絡通信是完全可能的。它包括兩種情況，一是無線數據包分析，即熟練的攻擊者用類似于有線網絡的技術捕獲無線通信。其中有許多工具可以捕獲連接會話的最初部分，而其數據一般會包含用戶名和口令。攻擊者然后就可以用所捕獲的信息來冒稱一個合法用戶，并劫持用戶會話和執行一些非授權的命令等。第二種情況是廣播包監視，這種監視依賴于集線器，所以很少見。
2保障無線網絡安全的技術方法
2.1隱藏SSIDSSID，即ServiceSetIdentifier的簡稱，讓無線客戶端對不同無線網絡的識別，類似我們的手機識別不同的移動運營商的機制。參數在設備缺省設定中是被AP無線接入點廣播出去的，客戶端只有收到這個參數或者手動設定與AP相同的SSID才能連接到無線網絡。而我們如果把這個廣播禁止，一般的漫游用戶在無法找到SSID的情況下是無法連接到網絡的。需要注意的是，如果黑客利用其他手段獲取相應參數，仍可接入目標網絡，因此，隱藏SSID適用于一般SOHO環境當作簡單口令安全方式。
2.2MAC地址過濾顧名思義，這種方式就是通過對AP的設定，將指定的無線網卡的物理地址（MAC地址）輸入到AP中。而AP對收到的每個數據包都會做出判斷，只有符合設定標準的才能被轉發，否則將會被丟棄。這種方式比較麻煩，而且不能支持大量的移動客戶端。另外，如果黑客盜取合法的MAC地址信息，仍可以通過各種方法適用假冒的MAC地址登陸網絡，一般SOHO，小型企業工作室可以采用該安全手段。
2.3WEP加密WEP是WiredEquivalentPrivacy的簡稱，所有經過WIFI認證的設備都支持該安全協定。采用64位或128位加密密鑰的RC4加密算法，保證傳輸數據不會以明文方式被截獲。該方法需要在每套移動設備和AP上配置密碼，部署比較麻煩；使用靜態非交換式密鑰，安全性也受到了業界的質疑，但是它仍然可以阻擋一般的數據截獲攻擊，一般用于SOHO、中小型企業的安全加密。
2.4AP隔離類似于有線網絡的VLAN，將所有的無線客戶端設備完全隔離，使之只能訪問AP連接的固定網絡。該方法用于對酒店和機場等公共熱點HotSpot的架設，讓接入的無線客戶端保持隔離，提供安全的Internet接入。
2.5802.1x協議802.1x協議由IEEE定義，用于以太網和無線局域網中的端口訪問與控制。802.1x引入了PPP協議定義的擴展認證協議EAP。作為擴展認證協議，EAP可以采用MD5，一次性口令，智能卡，公共密鑰等等更多的認證機制，從而提供更高級別的安全。
2.6WPAWPA即Wi-Fiprotectedaccess的簡稱，下一代無線規格802.11i之前的過渡方案，也是該標準內的一小部分。WPA率先使用802.11i中的加密技術-TKIP（TemporalKeyIntegrityProtocol），這項技術可大幅解決802.11原先使用WEP所隱藏的安全問題。很多客戶端和AP并不支持WPA協議，而且TKIP加密仍不能滿足高端企業和政府的加密需求，該方法多用于企業無線網絡部署。:
2.7WPA2WPA2與WPA后向兼容，支持更高級的AES加密，能夠更好地解決無線
網絡的安全問題。由于部分AP和大多數移動客戶端不支持此協議，盡管微軟已經提供最新的WPA2補丁，但是仍需要對客戶端逐一部署。該方法適用于企業、政府及SOHO用戶。
2.802.11iIEEE正在開發的新一代的無線規格，致力于徹底解決無線網絡的安全問題，草案中包含加密技術AES（AdvancedEncryptionStandard）與TKIP，以及認證協議IEEE802.1x。盡管理論上講此協議可以徹底解決無線網絡安全問題，適用于所有企業網絡的無線部署，但是目前為止尚未有支持此協議的產品問世。
3結語
無線局域網論文范文2
關鍵詞：IEEE802.11nLDPCMIMOOFDM自適應技術智能天線軟件無線電
“當今無線技術的發展就如同20年前個人電腦技術的發展那樣突飛猛進，令人難以跟上它的節奏?！盜ntel副總裁兼首席技術官帕特·基辛格如此描述無線網絡的崛起。
1997年802.11標準的制定是無線局域網發燕尾服的里程碑。其定義了單一的MAC層和多樣的物理層，先后推出了IEEE802.11、IEEE802.11a和IEEE802.11g物理層標準。11b標準采用CCK（補碼鍵控）擴展頻調制編碼，數據傳輸速率達11Mbps。但是如果再增加傳輸速率，CCK為了對抗多徑干擾，需要更復雜的均衡及調制，實現非常困難。因此，802.11工作組，為了推動無線局域網的發展，又引入OFDM技術。最近正式批準的11g標準與11a一樣，采用OFDM技術。最近正式批準的11g標準與11a一樣，采用OFDM技術，達54Mbps。
技術不斷更新，新的技術標準不斷推出，極大地推動了無線局域網的發燕尾服。下一代移動通信的關鍵技術，如OFDM技術、MIMO技術、智能天線（SmartAntenna）、LDPC（奇偶校驗碼）、自適應技術和軟件無線電SDR（SoftDefinedRadio）等，開始應用到無線局域網中，提升了WLAN的懷能。
圖1
1下一代移動通信關鍵無線局網中應用
1.1OFDM技術
OFDM技術其實是多載波調制MCU（Multi-CarrierModulation的一種。其主要思想是：將信道分成許多正交子隊道，在每個子信道上進行窄帶調制和傳輸，這樣減少了子信道之間的相互干擾。每個子信疲乏上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信寂的頻率選擇性衰落是平均的，大大消除了符號間的干擾。
在各個子信道中的正交調制和解調要吧采用IFFT和FFT方法實現。隨著大規模集成電路技術與DSP技術的發展，IFFT和FFT都是非常容易實現的?？焖俑道锶~變換（FFT）的引入，大大降低了OFDM的復雜性，提升了系統的性能。MIMOOFDM發送、接收機系統結構如圖2所示。
另外，與單載波系統相比，OFDM還存在一些缺點，易受頻率偏差的影響，存在較高的峰值平均功率比（PAR）。
1.2多入多出（MIMO）
MIMO技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用率。它可以定義為發送端和接收端之間存在多個獨立信道，也就是說天線單元之間存在充分的間隔，因此消除季天線間信號的相關性，提高信號的鏈路性能，增加了數據吞吐量。
現代信息論表明：對于發射天線數為N、接收天線數為M的多入多出（MIMO）系統，假定信道為獨立的瑞利衰落信道，并設N、M很大，則信道容量C近似為公式（1）：
C=[min(M,N)Blog2(p/2)]（1）
（其中B為信號帶寬，p為接收端平均信噪比，min（M，N）為M、N中的較小者）。
式（1）表明，MIMO技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用率。因此將MIMO技術與OFDM技術相結合是下一代無線局域網發展的趨勢。研究表明，在瑞利衰落信道環境下，OFDM系統非常適合使用MIMO技術提高容量。采用多輸入多輸出（MIMO）系統是提高頻譜效率的有效方法。多衰是影響通信質量的訂因素，但MIMO系統卻能有效地利用我多的影響來提高系統容量。系統容量是雨干擾受限的，不能通過增加發射功率來提高系統容量。而采用MIMO結構不需要增加發射功率就能獲得很高的系統容量。
圖1、圖2分別為采用MIMO技術的OFDM系統發送、接收方案框圖。從圖中可以看出，MIMOOFDM系統有Nt個發送天線，Nr個接收天線。在發送端和接收端各設置多重天線，可以提高空間分集效應，克服電波衰落的不良影響。這里因為安排恰當的多副天線提供多個空間信道，不會全部同時受到衰落。輸入的比特流經串行變換分為多個分支，每個分支都進行OFDM處理，即經過編碼、II（交織）、正交幅度調制（QAM）映射、插入導頻信號、IFFT變換、加循環前綴等過程，再經天線發送到無線信道中；接收端進行與發射端相反的信號處理過程。例如：去除循環前綴、FFT變換、解碼等，同時通過信道估計、定時、同步、MIMO檢測等技術完全恢復原來的比特流。
目前正在開發的設備由兩組IEEE802.11a收發器、發送天線和接收天線各2個（2×2）及負責運算處理過程的MIMO系統組成，能夠實現最大108Mbps的傳輸速度。支持AP和客戶端之間的傳輸速度為108Mbps，客戶端不支持該技術時（IEEE802.11a客戶端的情況），通信速度為54Mbps。
1.3LDPC編碼技術
糾錯編碼技術作為改善數字信道通信可靠性的一種有效手段，在數字通信的各個領域中獲得極為廣泛的應用，其主要有卷積碼、分組碼、Turbo碼和LDPC。在編碼器復雜度相同的情況下，卷積碼的性能優于分組碼。目前IEEE802.11標準大都采用卷積碼信道前向糾錯編碼和Viterbi譯碼。
雖然，Turbo碼可獲得比傳統級連碼更大的編碼增益，且具有合理的譯碼復雜性，被認為是大編碼存儲卷積碼或傳統級連碼的替代方案。但是，WLAN數據包較短，且采用較為簡單的傳輸機制，無法采用復雜度較高且適用于長數據包傳輸的Turbo碼。
LDPC（低密度奇偶校驗碼）是一類可以用非常稀疏的Parity-check（奇偶校驗矩陣）或Bi-Partitegraph(二分圖)定義的線性分組糾錯碼。
LDPC碼的特點是：性能優于Turbo碼，具有較大的靈活性和較低的差錯平底特性（errorfloors）；描述簡單，對嚴格理論分析具有可驗證性；譯碼復雜度低于turbo碼，且可實現完全的并行操作，硬件復雜底低，因而適合硬件實現；吞吐量大，極具高速譯碼潛力。因此，結合LDPC無線局域網必將取得更好的性能。
1.4自適應技術
無線通信采用了OFDM等寬帶調制技術，將單一物理信道分割為正交的若干個子信道，以實現高速的數據傳輸。多輸入多輸出（MIMO）技術可以定義為發判斷端和接收端之間存在多個獨立信道。MIMO與OFDM技術相結合，可以將無線通信的信號處理從時頻分集擴展為時空頻分集，進一步分割信道為空時頻正交子信道。這樣，就需要根據各個子信道的實際傳輸情況靈活的地分配發送功率和信息比特。而且由于無線信道的頻率先擇性和時變性，也需要實時地對信道進行檢測，以便更加有效地利用無線資源。
對于所有子載波都使用相同固定調制編碼的通信系統來說，其誤碼率主要由經歷衰落最嚴重的子載波決定。因此在頻率選擇性衰落信道中，隨著平均信噪比的增加，系統的誤碼率下降十分緩慢。但可以對不同子信道選用最佳的物理傳輸模式，即采用不同調制編碼方案，每個調制編碼方案要適應每個子信道的信噪比。
自適應傳輸的基本思想是改變發射功率的水平、每個子信道的符號傳輸速率、QAM星座大小、編碼等參數或這些參數的組合以維持恒定的誤碼率（BER）。這樣在不犧牲誤碼率的情況下，通過傳輸質量好的子信道采用高速傳輸、而在質量不好的子信道以降低傳輸速率等方式來提供較高的頻譜適用效率。自適應技術大大減少了對均衡和交織的依賴，提升了WLAN系統的性能。圖3為自適應方案的系統結構圖。
1.5智能天線技術
智能天線是一個由多組獨立天組成天線陣列系統。該陣列的輸出與收發信機的多個輸入相結合，可提供一個綜合的時空信號。與單個天線不同的是，天線陣列系統能夠動態地調整波束方向，以使每個用戶都獲得最大的主瓣，并減小了旁瓣干擾。這樣不僅改善了信號干擾比SINR（Signal-to-InterferenceandNoiseRatio），還提高了系統的容量，擴大了小區的最大覆蓋范圍，減小了移動臺的發射功率（如圖4所示）。
無線信道為共享信道，頻率資源非常有限。WLAN工作于免許可證頻段：2.4GHz及5GHz。隨著工作頻率及數據率的提高，硬件實現成本也越高，同時無線的傳播范圍也會降低。因此，無線局域網IEEE802.11標準的傳范圍也會降低。因此，無線局域網IEEE802.11標準的傳送距離較短，傳輸距離只有幾百米，且傳輸速率會隨著距離的增加而降低。當移動端遠離AP節點時或能信質距離的增加而降低。當移動端遠離AP節點時或通信質量差時，無線網絡會采用降低通信速率的方式保持連接。在實際的組網中，與無線廣域網相比，WLAN小區的覆蓋范圍都較?。ㄒ话阒挥惺畮酌椎綆资祝粺狳c地區為了增加容量，小區半徑更?。?/p>
WLAN引入智能天線技術，可以擴大其傳播地，提高信號傳的可靠性，使系統能夠以不低于108Mbps的傳輸速率保持通信。智能天線技術可以充分利用無線資源的空間可分性，提高無線局域網系統參考無線資源的利用率，擴大無線信號的傳輸范圍，并從根本上提高系統容量。因此，帶有智能天線的WLAN系統可以作為蜂窩移動通信的寬帶接入部分，與無線廣域網更緊密地結合。一方面，WLAN可以用戶提供高數據率的通信服務（例如視頻點播VOD，在線觀看HDTV）。另一方面，無線廣域網為用戶提供了更好的移動性。
1.6軟件無線電
目前無線局網的多種標準并存，不同標準采用不同的工作頻段、為同的調制方式，造成系統間難以互通。WLAN的移動性差，而軟件無線電是一種最有希望解決這些問題的技術。軟件無線電是指研制出一個完全可編程的硬件平臺，所有的應用都通過該平臺上的軟件編程實現。換言之，不同系統的基站和移動終端都可以由建立在相同硬件基礎上的不同軟件實現。該技術將能保證各種移動臺、移動設備之間的無縫集成，并大大降低了建設成本。
可以預見，基于軟件無線電的移動通信將會具有以下特點：在同一硬件平臺上兼容不的系統；具有自動漫游能力，能在不同系統之間進行智能切換；可以下載公用軟件并進行自身的升級；支持語音、數據、圖像和傳真等多種業務，并能根據業務流量、信道質量等情況，自動選擇合適的傳輸信道；自動選擇通信模式，采用合適的通信協議和信號格式實現無端通信。
軟件無線電在下一代WLAN中的應用，將基本改變其網絡結構，實現WLAN網與無線廣域網融合，并能容其各種標準、協議，提供更為開放的接品，最終大大增加網絡的靈活性。
2下一代無線局域網實現與IEEE802.11n
由上述可知，為了實現更高的傳輸速率，取得更可靠的性能，無線局域網全面采用下一代移動通信的關鍵技術。首先從發送端送入數據，進行串行變換，然后每個載波分別完成LDPC編碼、QAM調制及IFFT轉換和加循環前綴，最后由多天線陣列發送到無線信道。接收端先由多天線陣列接收信號，再進行天線選擇、去循環前綴、軟譯碼、FFT及LDPC譯碼；最后將并行轉換為串行數據到接收方。另外，在接收端采取信道估計，然后根據所得信道的特片采用相應的自適應算法調整編碼調制的參數以達到相應模塊的自適應目的。系統實現結構框圖如圖5所示。
目前，IEEE已經成為800.11n工作小組，以制定一項新的高速無線局域網標準IEEE802.11n。11n工作小組由高吞吐量研究小組發展而來。IEEE802.11n計劃將WLAN的傳輸速率從802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上，最高速率可達320Mbps，成為802.11b、802.11a、802.11g之后的另一重頭戲。與以往的802.11標準不同，802.11n協議為雙頻工作模式（包含2.4GHz和5GHz兩個工作頻段）。這樣11n保障了以往的802.11a、b、g標準兼容。
