基于WiMAX技術的校園網絡平臺設計與實現
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圖中CPE(Customer Premise Equipment)即用戶終端設備，是專門用來接收WiMAX信號的無線終端接入設備；POE(Power Over Ethemet)指在現有的以太網布線基礎結構不作改動的條件下，既可為客戶提供基于IP終端傳輸數據信號，同時還可為便攜式設備提供直流供電技術。虛線框中采用高優先級QoS(網絡服務質量)保證的CPE+AG業務，客觀上也擴展了移動網絡的覆蓋范圍；CPE的另一個優勢在于同時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不增加噪聲功率。校園無線WiMAX接入以太網的核心內容是采用PHY作為空中接口規范，利用網關屏蔽下層網絡，從核心網收取數據傳輸給各個用戶站的基于以太阿協議的用戶，或者從用戶站的以太網用戶向遠端用戶發送信息請求。WiMAX基站系統的網絡層主要與兩個模塊進行數據交換：一個是Ethemet接收模塊；另一個是WiMAX系統的符合IEEE802．16e協議的MAC層。從Ethemet口接收的數據基本都是以太網幀，包括IP包和ARP包，這些包必須通過網絡層對其進行協議識別和處理。校園內各樓宇內的CPE作為無線分支基站實現對大樓內的AP終端中繼控制。同時，在數據傳輸鏈路層中加入，ARQ機制，并且根據WiMAX協議提供實現自適應天線陣(AAS)、MIMO和STC增強型天線技術的途徑，用以減少網絡層的信息差錯，消除NLOS(蜂窩網絡非視線傳輸)造成的深衰減，大幅提高系統的數據業務吞吐量。另外，大樓的另一項關鍵技術是在WiMAX網絡布局過程中，為防止無線網絡正常運行中所發生的各種意外，總基站的服務器與大樓內的關鍵設備還必須配置UPS電源，以保證校園WiMAX網絡的正常持續地運行。
5 校園樓宇內WiMAX網絡系統結構
校園WiMAX骨干網主要的覆蓋范圍為校內的固定學習場所，在這些場合中主要解決AP的覆蓋范圍和AP的容量兩大問題。同時，頻率規劃也是WiMAX網絡設計的重要內容，經過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來提高非視距傳播下的網絡系統性能。基于OFDMA的骨干網系統，采用TDMA(時分多址)子信道來區分用戶，采用同頻組網可以有效地避免使用相同頻率的小區之間的嚴重干擾，降低網絡干擾，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個數來減少數據覆蓋盲區。圖2為本設計的“二層交換機+多個IAD接入”WiMAX網絡系統在教學樓中的應用。本文引用地址：http://www.104case.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進行具體劃分，IAD通過FRAD(幀中繼接入設備)與IPPBX(專用集成交換機)設備相連，進而實現6～36等多種規格的POTS接口以及多路可保證業務由縣級的移動上網業務。該接入方式可以同時滿足用戶的VoIP語音和數據上網的需求，在樓宇內的WiMAX網絡結構布局中，還可以考慮將WiMAX與現有無線網絡相結合的方式，比如采用緊耦合的模式與WiFi、3G網絡組網。利用現有網絡對移動性管理的支持，無線網絡數據流需經過現有網絡的核心網和RNC，同時共享AAA服務器，減少切換時延，保證無線網絡的無縫連接。
6 室外分布式無線傳感網絡組建
校園室外網絡具有如下特點：節點頻繁快速移動，傳輸信息量大，實時性要求高，系統并不注重網絡初始化時間，而是更多關注于系統運行期間數據的可靠性和實時性。這樣的環境恰恰是WiMAX應用的短處，由于WiMAX對于節點頻繁快速移動的弱支持，必須采用另外的技術來彌補該缺陷。因此，室外無線網絡可采甩自組織的無線傳感網絡模式。AP數據收發器采用CC1110無線傳感模塊，通過無線傳感網絡與ARM服務器基站進行數據的收發操作，接收基站對無線傳感節點的命令，控制或者調節傳感節點的無線收發行為，保證校園傳感環境下的網絡暢通運行，體現覆蓋范圍最大化的覆蓋原則來保證校園用戶需求。
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