基于Wimax技术的无线校园网络设计.doc

1、1基于 Wimax 技术的无线校园网络设计摘 要：近年来，基于 Wimax 技术实现的无线网络凭借传输速度快、覆盖范围广、抗干扰能力强等特点逐步成为高速无线网络领域研究的热点，受到人们的青睐。 关键词：无线校园网；Wimax 技术 1 引言 随着智能手机等智能终端的普及，用户对通信传输的需求越来越高，对网络传输速度的要求不断增高，在用户需求的推动下，网络不断由低速向高速发展，由窄带向宽带发展，由有线传输向无线传输发展，为用户提供了越来越好的服务。近年来，无线网络不断得到普及，但由于传统的无线网络带宽有限，而无线宽带网由于其多点对多点的网络结构，具有传输速度快、适用性强、可扩展性强、灵活性高等特

2、点，且其建设成本较低，覆盖范围广，高效益比使得无线宽带网越来越受到电信运营商们的青睐和重视，并开始在实际中得到应用。Wimax 技术作为无线宽带网络中的典型技术，经过数年来的发展完善，技术上已经较为成熟，与Wifi 技术相比，其传输速率更高、覆盖范围更大且抗干扰能力更强，因而经济效益也更大。鉴于 Wimax 技术的特点，基于 Wimax 的无线校园网组网技术研究有着重要的实际意义，对建设高速无线校园网络有着重要的指导作用。 2 Wimax 技术的简介 2Wimax 技术采用了 OFDM 正交频分复用技术，其作为一种多载波数字调制技术，在使用时将频域内传输信道分成许多正交的子信道，并在每一个子信

3、道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输，信号在每个子信道上都是进行窄带传输，且信号带宽小于信道的相关带宽，这样大大消除信号间干扰，通过这种正交频分复用技术，使得 Wimax 技术与其他无线传输技术相比，其传输速率更快，抗干扰能力更强，得到了人们越来越广泛的认可和重视。 随着 Wimax 技术的不断推广应用，各式各样的用户终端使得 Wimax网络具有更强的适应性，能够满足各种接入需求，针对本文研究的基于Wimax 技术的校园无线宽带网络的设计，可以利用标准的 SNMP 接口接入校园现有的网管系统，从而利用现有的校园网认证和计费系统，大大简化整个网络的设计，降低网络建设的复杂度和难度。在硬件

4、方面，Wimax相关设备也可以选择直接利用已有的校园网基站设备，从而可以直接通过网管系统对设备进行统一管理，如此一来大大减少了无线宽带网络建设的工程量。Wimax 技术较强的适应性和可扩展性使其具有了快速建网的能力，特别适合在无法布线的环境下应用，网络基站通过开放式的接口与用户终端进行交互，保证了对不同用户多样化需求的满足，特别是适用于校园网这种用户较多的应用场景。 3 某无线校园网络设计 针对无线校园网络的实际应用背景和应用需求，其设计目标是建设一个能够覆盖全校范围，同时容纳一定在线用户的无线网络，另外要求具有一定的灵活性和可扩展性，能够适应未来无线网络的扩展和改造，3另一方面还要在满足需求

5、保证服务质量的前提下尽可能减少建设成本。本文首先通过对学校校园的面积、学生人数等数据的调查，对网络容量和覆盖范围进行了分析，初步确定网络的建设规模，并选定了基站站址，之后通过对校园地形的实际勘察，进一步对基站站址进行了调整和优化，最终确定了基站的数目及站址等信息，之后通过对传播模型、组网方式等的优化选择，确保了无线网络能够满足覆盖性和容量的要求，并能够在保证网络传输速度的同时最小化建设成本。 3.1 Wimax 在校园网络中的覆盖设计 （1）传播模型的选择 在本文设计的校园无线网络中，系统选用了 3.5GHz 频段的 Wimax 频段，由于使用的频段较高，因此选择了修正的 SUI 模型作为无线

6、网络模型，其在 Erceg 模型和 COST231-WI 模型的基础上进行了修正，更能够适应本文设计系统的实际情况，模型的鲁棒性更强。 （2）组网方式选择 基于 Wimax 的组网可以采用同频组网和异频组网两种不同的组网方式，二者相比，同频组网的干扰较强，异频组网的干扰较弱，因而其抗干扰能力更强，因此本文选择异频组网的组网方式。考虑到 Wimax 基站普遍采用三载扇方式，不同扇区的频点互不不同，相邻小区的相邻扇区频点也不相同，因此，只需三个异频即可实现对全校园范围的覆盖。 （3）覆盖充分性 校园中用户的分布式不均匀的，宿舍楼、教学楼等场所由于用户较为密集，网络请求也相对较多，为了保证每个用户的

7、数据传输速率，应4当在基站布局设计中考虑这个问题。一般来说，基站的覆盖范围大约设置为 2.5 公里左右较为合适，如果设置范围较大，就会导致用户数过多，影响用户的传输速率，但如果设置范围过小，又会造成基站资源的浪费，提高网络的建设成本。另一方面，当用户与基站间没有遮挡时，传输的效果最佳，若存在楼房等遮挡物，传输速度也会有所降低，因此基站的选址还要充分考虑校园的地理特征，一般选在 2.5 公里范围中心区域最高楼房楼顶处，以保证基站与周围用户间没有障碍物存在，但在实际中，2.5 公里区域范围的中心并不一定与最高楼房的位置契合，因此实际中还要考虑实际情况对基站的位置和天线高度及俯仰角等进行调整和优化。

8、 如果实际中实在无法满足中心区域的高点要求，还可以在中心区域选择架设铁塔，并将基站的天线安装到铁塔的顶端，并且针对大基站信号无法完全覆盖的情况，可以选择在架设小基站，通过分布式的基站设置，实现对全校园范围的覆盖。 3.2 基于 Wimax 技术在校园网络中的具体组网 Wimax 系统的基本业务是宽带数据接入，用户可以使用终端设备（手持机、数据卡等）通过 Wimax 系统接入到 Internet。Wimax 独立建网时，多个 WimaxBts 在与 ASN-GW 间进行组网时，可以选用图 1 所示的星型组网方式，其中 ASN-GW 作为 Wimax 系统的网关设备，能够实现用户身份的认证、权限的

9、分配、数据的转发等功能。ASN-GW 是 Wimax 系统的网关设备，实现鉴权认证、数据转发、移动性管理等功能。在 Internet 网络中，ASN-GW 相当于一台路由器。Bts 与 ASN-GW 组成接入服务网 ASN。 主要业务需求包括宽带数据业务和校园专线业务，针对以上业务，5需要 ASN-GW 支持 IP-CS 和 ETH-CS 方式，对于校园专线接入，可能也需要 CPE 通过 ETH-CS 方式进行二层数据透传。针对某校园的具体实际情况，具体的整个系统网络部署的实际设计如图 2 所示。 4 结束语 本文通过对无线宽带网络的研究，通过比较和分析，利用 Wimax 技术根据某校园的实际情况，分别从 Wimax 在校园网络中的覆盖设计和具体组网这样两个方面对整个无线校园网络进行了详细设计，由于条件和所掌握的知识水平有限，还有些地方考虑的不够全面，需要在日后的具体工作中结合实际情况对其进行适当调整。 参考文献 1吴志超.Wifi 技术与 Wimax 技术之比较J.电信技术.2013（18）. 2袁洪君，蒋晓东，李国华.移动无线网络规划J.邮电设计技术.2014（10）. 3王秀峰.固定无线接入网规划方法研究D.南京南京邮电大学.2013. 4张智江、李正茂、王兵、张云勇编著.宽带无线接入系统及工程建设M.北京人民邮电出版社.2011.