基于光散射通信的无线组网技术研究
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摘要
本论文提出了基于光散射通信的无线组网新方法，给出了该通信系统的结构和功能模型，就系统涉及到的软件协议和通信理论进行了细致的分析。对整个系统实现过程中用到的关键技术进行了深入的探讨和研究。
论文探讨研究了目前国际上主要的局域网通信协议，并以此为基础提出了光散射无线组网方案。该方案克服了电磁波频率资源的约束，能高速传递大容量信息，且相对成本低、安全性高，适合宽带传输的要求。
论文涉及了计算机网络通信和光通信两个不同的技术领域，较全面地分析研究了基于光散射通信技术组网所涉及到的多方面、多学科的理论与技术。主要包括：Maxwell电磁理论；发送光场模型；空间信道模型；计算机网络通信技术：无线局域网通信技术；媒体访问控制规程(MAC)；载波检测多址接入／碰撞检测规程(CSMA／CD)；曼彻斯特编码与PPM编码技术等。论文研究中主要的创新性工作如下：1、提出利用光散射通信技术组建无线局域网，方便地实现了廉价而高速的局域网内微机的光互连；2、采用曼彻斯特编码技术解决了光无线通信中代码判决和碰撞检测的技术难题；3、针对空气信道的特点，利用PPM编码技术降低信道误码率、改善系统性能；4、在光无线局域网中利用现有的成熟有线局域网协议和技术，从而保证了系统的实用性及改善了系统的性价比。
基于光散射通信的无线组网技术具有较好的实用性和市场价值，是现有无线组网技术的补充和发展。
In the paper, a conception of wireless LAN based on the technology of optical diffusion communication is presented. By analyzing the system's structure and each part of the function components, the paper illustrates in detail all kinds of communication theories and protocols that are fundamental for the system's operation. Especially, the paper makes a deep research on some crucial technologies by which a new kind of wireless LAN becomes hopeful, competitive and above all, practical.
To fulfill the communication industry's ultimate end (5W), it is necessary to transit the communication network from wire-connected to wireless-connected, immobility to mobility and single service function to multi-service functions. With the support of computer communication technologies and wireless communication technologies, Wireless Local Area Network (WLAN) is brought to life and is recommended widely as an important component of Personal Communication System (PCS). Following ATM and 1000M Ethernet network, WLAN is a hit point in the communication research field now, and is thought highly as the future of communication network. By adopting the optical diffusion communication technology and PPM coding theory, the paper presents a new method to build a Wireless LAN that is fit for broad communication with so many advantages, such as high security, huge capacity and freeing from frequency limitation.
The paper contains all kinds of knowledge related to the system, including Maxwell electromagnetic theory, pattern of optical radiation in space, channel model of atmosphere communication, computer communication protocols, Wireless LAN communication protocols, Medium Access Control protocol, Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detection protocol, Manchester Coding theory, Pulse Position Modulation Coding theory and so on. The main originalities and latest technologies used in the operation of the system are as following: 1.Connecting computers through optical devices in a LAN wirelessly. high speedily and cheaply by using the technology of optical radiation communication. 2.Applying Manchester Coding theory to meet the end of collision detection and codes judgment effectively. 3.Using Pulse Position Modulation (PPM) coding theory that is invented especially for optical communication in the air to ameliorate the system's performance by improving the system's character of PE. 4.Taking good advantages of the fledged LAN communication protocols and technologies to achieve a new method that has a high rate of capability to cost in building a wireless LAN.
The paper has done some analysis and research on technologies about Wireless LAN and has made some achievement on it. Wireless LAN based on the technology of optical diffusion communication is very practical and will be competitive in market application. It is a useful supplement to the LAN now and will be more and more important in the future in communication network.
论文探讨研究了目前国际上主要的局域网通信协议，并以此为基础提出了光散射无线组网方案。该方案克服了电磁波频率资源的约束，能高速传递大容量信息，且相对成本低、安全性高，适合宽带传输的要求。
论文涉及了计算机网络通信和光通信两个不同的技术领域，较全面地分析研究了基于光散射通信技术组网所涉及到的多方面、多学科的理论与技术。主要包括：Maxwell电磁理论；发送光场模型；空间信道模型；计算机网络通信技术：无线局域网通信技术；媒体访问控制规程(MAC)；载波检测多址接入／碰撞检测规程(CSMA／CD)；曼彻斯特编码与PPM编码技术等。论文研究中主要的创新性工作如下：1、提出利用光散射通信技术组建无线局域网，方便地实现了廉价而高速的局域网内微机的光互连；2、采用曼彻斯特编码技术解决了光无线通信中代码判决和碰撞检测的技术难题；3、针对空气信道的特点，利用PPM编码技术降低信道误码率、改善系统性能；4、在光无线局域网中利用现有的成熟有线局域网协议和技术，从而保证了系统的实用性及改善了系统的性价比。
基于光散射通信的无线组网技术具有较好的实用性和市场价值，是现有无线组网技术的补充和发展。
In the paper, a conception of wireless LAN based on the technology of optical diffusion communication is presented. By analyzing the system's structure and each part of the function components, the paper illustrates in detail all kinds of communication theories and protocols that are fundamental for the system's operation. Especially, the paper makes a deep research on some crucial technologies by which a new kind of wireless LAN becomes hopeful, competitive and above all, practical.
To fulfill the communication industry's ultimate end (5W), it is necessary to transit the communication network from wire-connected to wireless-connected, immobility to mobility and single service function to multi-service functions. With the support of computer communication technologies and wireless communication technologies, Wireless Local Area Network (WLAN) is brought to life and is recommended widely as an important component of Personal Communication System (PCS). Following ATM and 1000M Ethernet network, WLAN is a hit point in the communication research field now, and is thought highly as the future of communication network. By adopting the optical diffusion communication technology and PPM coding theory, the paper presents a new method to build a Wireless LAN that is fit for broad communication with so many advantages, such as high security, huge capacity and freeing from frequency limitation.
The paper contains all kinds of knowledge related to the system, including Maxwell electromagnetic theory, pattern of optical radiation in space, channel model of atmosphere communication, computer communication protocols, Wireless LAN communication protocols, Medium Access Control protocol, Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detection protocol, Manchester Coding theory, Pulse Position Modulation Coding theory and so on. The main originalities and latest technologies used in the operation of the system are as following: 1.Connecting computers through optical devices in a LAN wirelessly. high speedily and cheaply by using the technology of optical radiation communication. 2.Applying Manchester Coding theory to meet the end of collision detection and codes judgment effectively. 3.Using Pulse Position Modulation (PPM) coding theory that is invented especially for optical communication in the air to ameliorate the system's performance by improving the system's character of PE. 4.Taking good advantages of the fledged LAN communication protocols and technologies to achieve a new method that has a high rate of capability to cost in building a wireless LAN.
The paper has done some analysis and research on technologies about Wireless LAN and has made some achievement on it. Wireless LAN based on the technology of optical diffusion communication is very practical and will be competitive in market application. It is a useful supplement to the LAN now and will be more and more important in the future in communication network.
引文
[1] 何永明．无线局域网．电信科学，1995，11(9)：59～62
[2] Chevillat P R.Wireless local area networks.In:Third IEEE Int Symp,Personal,Indoor and MobileRadio Communication.
[3] 刘元安，吴惠兰，等．宽带无线接入和无线局域网．北京：北京邮电大学出版社，2000．
[4] 高嘉进，李正茂，洪福明．无线局域网的技术与进展．电信科学，1996，12(2)：47～52
[5] 郭峰，曾兴雯．无线局域网的发展．数字通信，2000(1)：46～48
[6] Pahlavan K.,Probert T.H.,Chase M.E..Trends in Local Wireless Network.IEEE Communication Magazine,1995 Mar.pp:88～95
[7] 郑有强．无线局域网初露锋芒．世界电信，2001，12：10～14
[8] 娄绍明，季红，李安涛．无线局域网标准与应用．移动通信，1999，4：57～59
[9] 陈军，傅昕．无线局域网技术和应用．微型机与应用，1997，1：37～39
[10] Bates.Regis J.Wireless Networked Communications:Concepts,Technology and Implementation.New York:"Bud",1994
[11] 张公忠．现代网络技术教程．北京：电子工业出版社，2000：51～61
[12] 刘得贵，宋荣，等译．无线局域网—技术、问题和策略．北京：电子工业出版社
[13] 吴盘龙．无线局域网技术及组网方式．世界电信，2001，12：7～9
[14] Norhiko MORINAGA.Advanced Wireless Communication Technologies for Achieving High-speed Mobile Radios.IEEE Trans.Common,1995 E78,B(8)
[15] 张海滨，宋文涛．实现高速无线通信的关键技术．移动通信技术，1998，1：43～45
[16] Special Issue on Mobile and Wireless Computing.Networks.IEEE Journal on Selected Areas in Communications,1995,5
[17] 陈根祥，秦玉文，赵玉成，等泽．光通信技术与应用．北京：电子工业出版社
[18] 张煦．光无线通信技术的应用．电信快报，1999，10：3～5
[19] 韦乐平．光同步数字传输网．北京：人民邮电出版社．1993
[20] 黎立军，陈长缨．全光通信网．现代计算机，2001，9：35～37
[21] Thomas E.Stern,Krishma Bala.徐荣，龚倩译．多波长网络．北京：人民邮电出版社，2001
[22] 陈长缨．光无线局域网的应用．光通信研究，1999，1：36～39
[23] 赵冬梅．无线局域网(WLAN)的新标准---802．11．数字通信，1996，2：14～16
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