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无线校园网的覆盖设计研究 　　摘要：我国的网络信息发展在国际上还是相对滞后的，尤其是校园的网络信息硬件设施更是无法满足师生们日益迫切的需要，建立无线校园网是当前新型教育的需要，更是社会进步的体现。该文首先阐述了校园网络的需求分析，接着分析了AP的部署及其规划法，然后从统一的管理平台、网络构架和互通性测试等方面提出了有效的校园无线网络覆盖设计方案，希望改文对于我国的校园无线网络建设与设计有促进和借鉴的意义。 　　关键词：无线网络；覆盖校园；设计研究 　　中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)22-5310-02 　　我国的无线校园网络建设处于起始阶段，部署无线接入点、规划无线资源、管理网络并确保其安全性等依然是当前亟待处理的问题。尤其是部署无线接入点是需要有丰富经验的设计人员来操作的，在实现其科学性设计的同时，更要保障无线校园网的安全性。当前无线校园网几乎使用统一的认证平台，对接入点仅是进行简单的控制，并且无法基于角色或组来开展策略控制。 　　1 需求分析 　　结合校园网络的特性，设计无线校园网时要符合以下三方面要求，其一是单独组网，不更变已有校园网络的拓扑结构，可以和有线网共同享用出口；其二是以统一的身份认证来严格管理每位用户，确保用户访问资源的一致性，在满足网络便捷性的同时，保障网络的安全性；其三是满足主体用户为下载流媒体文件的基本带宽要求。 　　2 部署AP及规划方案 　　部署WLAN时，要合理选择AP的位置，以获取干扰性小、安全性高、保证QOS的最大网络覆盖面积。实现这个任务先要结合相关的工程经验进行分析研究，接着在部署工作中确定要覆盖的区域，通过计算系统容量与覆盖区域来确定单位区域内AP的数量，下一步采用物理法部署AP并调整其功率，以确定区域范围，在信道分配工作中要避免同频干扰的问题。最后进行RF现场测试时，核查部署内容能否符合系统要求。 　　初步规划设计时要结合经验、利用计算处理要解决的问题，此外，建立仿真模型可以有效获取设计中的重要依据，同时在设计中可采取NS2来仿真模拟验证设计方案，其最终目标是为实现一个可靠、安全、利于管理的无线校园网络。 　　2.1 部署室内AP 　　室内AP的覆盖范围通常为25m左右，但实际中会受到空间隔断或家私的影响，因此覆盖范围会更小一些。通常来说，15m范围内的AP信号能够穿透两堵20cm厚的砖混隔断或一堵20cm厚的混凝土隔断，并且不影响网络的稳定运行。建筑物内频率规划是立体的，由于用户在使用中移动性较小，所以对切换漫游的需求不太高。 　　依据设计经验，部署AP的数量能够由经验公式求得： 　　NAP=（B×Nu×Su）/（η×SAP），经验公式中NAP是指AP的数量，B为带宽，Nu代指用户数量，Su意指用户使用效率，η指网络运行效率，SAP是指AP基本联系速率。 　　在线教学的流媒体影像压缩比特率常是220kbit/s，为确保有效服务QOS，需要设定带宽为300kbit/s，可以提供双向等量带宽，选取802.11b的协议、AP基本联系速率是11Mbit/s，用户量为100，50%的网络运行效率，用户的使用效率为25%，通过经验公式推算，即： 　　NAP=（2×300kbit/s×100×0.25）/（0.5×11Mbit/s）=2.7≈3 　　结合以上数据，设定一个仿真模型（如图1所示），在区域中有基站节点，选取11Mbit/s带宽，设置移动节点10个，并且所有节点不再进行分组，在30×30的范围内静止，倘若全部节点吞吐率即为300kbit/s，那么表明AP并为饱和，能够继续扩大用户量；否则表明AP处于饱和状态，需要相应地提高AP数量。 　　开展仿真测试时获知每个节点的吞吐量为450kbit/s，因此系统总吞吐量是4.5Mbit/s，网络效率为4.5/11≈40%.结合实际状况，无线网络的利用率通常在50%以下，因此其属于可接受范围。所以一个无线AP选取802.11b传输协议，可确保10台机器满足流媒体的需求，从而可以进一步推断选取802.11g传输协议，以每位用户占据的带宽相同为前提，每个AP大概可以为30名用户提供服务，进而推知100位用户由3个AP即可满足其服务。 　　2.2 部署室外AP 　　在室外环境部署AP时，为满足用户相对移动性较高的需要，要首先确保用户切换接入的成功率，尽可能减少接入盲点。通常室外AP的覆盖范围是250m左右，根据有关定理分析，设定某一平面被半径为1的圆覆盖，当且仅当有3个圆交与一点，并且3个圆心连接成边长为■r的等边三角形，覆盖的最大效率是（3■）/（2π）。因此能够推算得知在确保完全覆盖的状况下，N个半径相等的圆交于一点，当N为3时，其覆盖效率最大为（3■）/（2π）。如图