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基于手機無線局域網的架構與應用
摘要:從手機的新雙模式結構入手,介紹在原有無線局域網絡架構下,基于手機的小范圍內的無線局域網絡方法原理。在不需要經過中心交換網絡的情形下,實現(xiàn)內部成員間通話與短信服務,然后通過內部服務器架設一個無線 WEB服務器,實現(xiàn)內部數(shù)據(jù)的查詢與信息的發(fā)布。隨著電子和網絡技術的日益發(fā)展,人們的生活與電子、網絡的關系更加密切。手機和移動通信網絡、計算機和計算機網絡及Internet已經成了人們生活與工作不可或缺的一部分。在技術上,無線與高速是網絡的終極目標;而從經濟這個角度,
成本以及性價比決定了一個產品的生命力與市場。不過人們可以相信,一個能夠讓人們認為合理的價格,一個能滿足絕大多數(shù)應用的高速度的無線網絡,必然會網羅世界的每一個角落。那個時候人們就可以不用多少錢,通過自己的隨身設備如手機、筆記本電腦與任何人打視頻電話,開視頻會議,上網點播DVD電影。這是我們這代人的終極目標。
在這個速度更快、功能更強、用線更少、使用更方便、維護更簡單的目標下,未來的通信系統(tǒng)正朝著綜合化、寬帶化、無線化方向發(fā)展。綜合化表現(xiàn)在兩個方面:一是移動通信網絡與計算機網絡的融合;另一就是同一網絡的多種功能,如通話、雉、數(shù)據(jù)等的綜合。我們已經建立了企業(yè)內部的有線電話網絡和有線或無線的計算機網絡。這種網絡在實現(xiàn)企業(yè)內部通信時,由于不需要經過網絡運營商的中心交換節(jié)點,減少了內部網絡與外界的接觸,一定程度上提高了網絡的安全性能。尤其有價值的一點是,內部通信時它是完全免費的。而近年來,隨著WLAN(Wireless Local Area Wetwork)技術的日益發(fā)展與成熟,新的技術和標準不斷涌現(xiàn),如IEEE802.11(1Mb/s~2Mb/s)、IEEE802.11b(5.5Mb/s~11Mb/s)、IEEE802.a(10Mb/s~25Mb/s)、IEEE802.g(22Mb/s~54Mb/s)及HiperLAN2、HomeRF和Bluetooth,無線局域網絡隨著其成本的逐漸降低必將以其綜合成本低、維護方便、架設簡單等優(yōu)勢取代傳統(tǒng)的有線網絡,走進企業(yè)部門及千家萬戶。同時,我們已經建立了不需要經過運營商級交換中心的企業(yè)內部的有線電話網絡和計算機的有線或無線網絡,而隨著手機用戶的日益增多和無線計算機網絡技術的成熟,一個企業(yè)或部門組建自己的基于手機的無線局域網的時機已經到來,并且成熟了。
基于手機的新的無限局域網絡,只需要在原有的計算機無線局域網上增加一個軟件模塊,同時給手機增加一個硬件模塊。這種一次少量投資即可長久獲利的投資方案,對于企業(yè)以及普通的家庭用戶都是可取的、有吸引力的。
圖2
1 手機的新結構與功能
為了適應新的應用,在傳統(tǒng)手機的結構上加入了一個頻率可調模塊。該模塊功能是通過軟件(程序設定)或硬件(在手機面板加個銨鈕)使手機實現(xiàn)WLAN/手機模式切換,而這個切換主要是改變發(fā)射與接收頻率及功率來操作的。新的總體結構如圖1所示。
手機的WLAN模式下的應用是大家所在注的。用戶選擇了WLAN工作模式后,中央控制器會發(fā)出命令,讓發(fā)射機和接收機同時調整自己的發(fā)射和接收頻率以及功率,然后工作于WLAN模式。
接收機結構與功能如圖2所示。圖中LAN(Low Noise Amplifier)即低噪聲放大器。
天線將感應到的WLAN無線信號經射頻濾波網絡進入接收機。這時,WLAN/手機模式轉換接口已被中央控制器將接收頻率設置為對講接收頻率,所以WLAN無線信號直接通過。但因為WLAN信號與手機信號頻率不一樣,所需的混頻器頻率也不一樣,因此將接收的WLAN無線信號經過一個信號分離開關使信號進入不同的混頻器;祛l后,
信號經中頻濾波器、放大器、解調器,再經語音信號處理器解調、去交織、解密、信道解碼、PCM解碼等處理不原出模擬信號,送入受話器發(fā)聲。
WLAN/手機模式轉換接口對接收機而言是雙頻接收機。信號分離開關實質上是個與單刀雙擲開關類似的開關。它只是把WLAN無線信號送到對講混頻器,或者手機無線信號發(fā)送到手機混頻器。
發(fā)射機結構與功能如圖3所示。
送話器將模擬信號編碼處理后,經過分離開關將信號分離。然后,依據(jù)控制器命令進行信號調制,再經變換、放大后發(fā)射出去。
2 WLAN網絡的設計與程序設計
WLAN網絡有分布對等式網絡和集中式網絡。
(1)分布對等式網絡架構與應用
根據(jù)應用方式的不同可分為點對點交互和點對多點交互。點對點交互如圖4所示。
甲乙用戶在一個有限距離內,進入WLAN模式。輸入對方的手機號碼,即可不經過網絡運營商的中心交換節(jié)點,實現(xiàn)通話與短信等通信功能。
點對點應用場合:野外作用、火車站、飛機場、校園內部住宿的學生、家族用戶。
點對多點交互結構如圖5所

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