電子信息工程畢業(yè)設(shè)計(jì)無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 電子信息工程

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>

3、<b>　　誠(chéng)信責(zé)任書(shū)</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。</p><p><b>　　特此聲明。</b></p><p>　　論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：

4、</p><p><b>　　日 期： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄I</b></p><p>　　摘 要III</p><p>　　AbstractIV<

5、/p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)的背景及意義1</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)的背景1</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)的意義1</p><p>　　1.2 無(wú)線增強(qiáng)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r2</p><p>

6、　　1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容2</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)的目標(biāo)2</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)3</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)使用軟件介紹3</p><p>　　1.4.1 Wireless Mon介紹3</p><p>　　1.4.2 天線仿真軟件4nec2介紹3</

7、p><p>　　1.4.3 手機(jī)WiFi測(cè)網(wǎng)速APP介紹3</p><p>　　1.4.4 Computer Aided Drafting介紹4</p><p>　　第二章 無(wú)線通信技術(shù)的概述5</p><p>　　2.1 無(wú)線局域網(wǎng)的簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.2 WiFi的介紹及應(yīng)用6</p>

8、;<p>　　2.3 WiFi信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)的分類及工作原理6</p><p>　　2.3.1 為無(wú)線信號(hào)設(shè)備增添功率放大器6</p><p>　　2.3.2 為無(wú)線信號(hào)設(shè)備添加子設(shè)備6</p><p>　　2.3.3 應(yīng)用電力線通信技術(shù)7</p><p>　　2.3.4 制作增益天線8</p><p

9、>　　2.3.5 設(shè)備運(yùn)用802.11n標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)8</p><p>　　第三章 系統(tǒng)分析9</p><p>　　3.1 WiFi工作環(huán)境分析9</p><p>　　3.2 WiFi增強(qiáng)方案可行性分析10</p><p>　　3.2.1 外置功率放大器可行性分析10</p><p>　　3.2.2 添加

10、中繼設(shè)備可行性分析11</p><p>　　3.2.3 應(yīng)用“電力貓”可行性分析11</p><p>　　3.2.4 制作增益天線（DIY）可行性分析12</p><p>　　3.2.5 應(yīng)用802.11n可行性分析12</p><p>　　第四章 總體設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 WiFi增強(qiáng)方案

11、的選擇14</p><p>　　4.2 WiFi增強(qiáng)方案的對(duì)比14</p><p>　　4.2.1 應(yīng)用中繼器方案14</p><p>　　4.2.2 應(yīng)用電力貓方案15</p><p>　　4.3 WiFi增強(qiáng)技術(shù)的選定16</p><p>　　4.4 WiFi增強(qiáng)技術(shù)的設(shè)計(jì)16</p>&

12、lt;p>　　4.4.1 設(shè)置中繼系統(tǒng)的主路由器16</p><p>　　4.4.2 主路由器DHCP服務(wù)設(shè)置17</p><p>　　4.4.3 主路由器的無(wú)線設(shè)置17</p><p>　　4.4.4 設(shè)置中繼系統(tǒng)的從路由器20</p><p>　　4.4.5 從路由器DHCP服務(wù)設(shè)置20</p><p&

13、gt;　　4.4.6 從路由器的WDS設(shè)置21</p><p>　　第五章 總結(jié)24</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)26</p><p><b>　　致 謝27</b></p><p>　　附錄A 天線阻抗匹配史密斯圖28</p><p>　　附錄B 天線模型與參數(shù)29&l

14、t;/p><p>　　無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，我們的日常生活中其實(shí)已經(jīng)離不開(kāi)無(wú)線信號(hào)的支持了，我們常常說(shuō)到的WiFi即無(wú)線局域網(wǎng)便夢(mèng)吶寫明般術(shù)在生活中最普遍的應(yīng)用。WiFi的出現(xiàn)在一定程度上使得我們從必須依賴有線謹(jǐn)皤夢(mèng)漫皤的枷鎖中解放出來(lái)。有了WiFi以后，

15、我們就可以不用似以前那樣必須依賴于網(wǎng)絡(luò)插口的布線位置，拿起你的智能手機(jī)和小平板，無(wú)論自己滅梵迦槃的任何位置都能夠盡享網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的樂(lè)趣了。</p><p>　　然而無(wú)線信號(hào)不易穿過(guò)混凝土墻壁，家庭用戶里中小型室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜讓無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)就象天氣一樣令人難以琢磨，我們?cè)诶肳iFi無(wú)線上網(wǎng)的過(guò)程中難免會(huì)有信號(hào)差、經(jīng)常掉線等等問(wèn)題。對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)和改進(jìn)，使其能覆蓋我們生活空間的每一個(gè)死角從而大幅度提升我們的網(wǎng)絡(luò)生活

16、質(zhì)量勢(shì)在必行。所以本文針對(duì)現(xiàn)有的多種信號(hào)增強(qiáng)方式做出了相應(yīng)的研究，對(duì)多種方式的可行性選其最適的深入實(shí)驗(yàn)，然后針對(duì)無(wú)線信號(hào)發(fā)射器的天線設(shè)備做改進(jìn)，完成增益天線的設(shè)計(jì)并將增益天線應(yīng)用于無(wú)線信號(hào)系統(tǒng)上，從而設(shè)計(jì)出一套增強(qiáng)無(wú)線信號(hào)的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)WiFi信號(hào)的有效增強(qiáng)，在不犧牲信號(hào)傳輸讓原本接收不到信號(hào)或信號(hào)微弱的死角能明顯的感受到信號(hào)的增強(qiáng)，并根據(jù)復(fù)雜的家居情況、使用情況和用戶的要求做相應(yīng)的改變。</p><p>　　

17、關(guān)鍵詞：無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)，WiFi，中繼器，增益天線，路由器</p><p>　　Design of wireless signal enhancement system</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the popularity of wireless network technology,

18、our daily life actually has been inseparable from the support of the wireless signal the, we often speak of WiFi wireless local area network is the wireless signal technology in the life the most popular application. WiF

19、i appears to a certain extent, so that we must rely on the shackles of the wire network data from the shackles of the. In this way, we can not like before that must accommodate to network interface wiring position, sit a

20、nywhere </p><p>　　However the wireless signal is not easy through the concrete walls, home users in a small indoor environment complicates the wireless network signal like weather elusive, we in the use of W

21、iFi wireless internet access in the process will inevitably signal is poor, often dropped, and so on. Wireless signal enhancement and improvement, so that it can cover every corner of our living space and thus greatly im

22、prove the quality of life of our network is imperative. So this paper in view of the existi</p><p>　　Key words: Wireless signal, WiFi, Repeater, Gain antenna, Router</p><p><b>　　第一章 緒論<

23、;/b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)的背景及意義</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　對(duì)于生活在二十一世紀(jì)的我們而言，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不是什么神秘的東西了。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是采用無(wú)線的通信技術(shù)，無(wú)線通信可以讓我們創(chuàng)建遠(yuǎn)距離的無(wú)線連接和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，傳播媒介的區(qū)別是它和傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的最大不同，通過(guò)發(fā)射無(wú)線電波信號(hào)取代了有線方式必不可少

24、的網(wǎng)線需求，無(wú)線也可以與有線網(wǎng)絡(luò)相互備份起來(lái)使用。</p><p>　　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在人們?nèi)粘Ｉ钪械闹髁魇褂糜?種方法，無(wú)線局域網(wǎng)（WiFi）、公眾移動(dòng)通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，比如4G、3G、GPRS。它是一種薩怯于我們以往普遍使用的有線網(wǎng)絡(luò)的一種新的蒙冥婆沙諳。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及使得我們?cè)谝欢ǔ潭壬蠌谋仨氁蕾囉芯€網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)線的枷鎖中解放出來(lái)。如此一來(lái)，我們就可以數(shù)集都奢脫像以前一樣必須將上網(wǎng)的設(shè)備放置在有謹(jǐn)皤夢(mèng)漫的位置

25、旁邊了，拿起你的筆記本和智能手機(jī)，坐在家里的任何一個(gè)角落里就都能夠享受到網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的樂(lè)趣了。</p><p>　　而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于我們生活中使得我們能擁有自由不受網(wǎng)線束縛的上網(wǎng)體驗(yàn)的基礎(chǔ)就是我們?nèi)庋蹮o(wú)法看見(jiàn)的各種無(wú)線信號(hào)的發(fā)射與接收，可見(jiàn)無(wú)線信號(hào)的增強(qiáng)與優(yōu)化是至關(guān)重要的。</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)的意義</p><p>　　隨著近幾年家用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的爆發(fā)

26、式發(fā)展給人們帶來(lái)了巨大的方便與快捷，無(wú)線產(chǎn)品也越來(lái)越親民化的走進(jìn)了家家戶戶，曾經(jīng)家里一根根網(wǎng)線亂七八糟的場(chǎng)景慢慢只存在我們的記憶中，密密麻麻的網(wǎng)線變成了各種方便放置的無(wú)線路由器裝置。但是苦惱也伴隨著我們技術(shù)的進(jìn)步發(fā)生了。由于我們家庭用戶里中小型室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜讓無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)就象天氣一樣令人難以琢磨，我們?cè)诶肳iFi無(wú)線上網(wǎng)的過(guò)程中難免會(huì)有無(wú)線信號(hào)差、經(jīng)常掉線等等問(wèn)題。家居環(huán)境里單間多，無(wú)線信號(hào)本就不易穿過(guò)混凝土墻壁，房屋承重墻中更有鋼

27、筋網(wǎng)絡(luò)，使無(wú)線傳輸受到很大的影響。那么對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)和改進(jìn)，使其能覆蓋我們生活環(huán)境空間的每一個(gè)死角就是不可或缺的一步，無(wú)線信號(hào)的全方位覆蓋將會(huì)大幅度提升我們的網(wǎng)絡(luò)生活質(zhì)量，讓我們能時(shí)時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)，工作更加高效。所以，研究如何增強(qiáng)無(wú)線信號(hào)有其重大意義。</p><p>　　1.2 無(wú)線增強(qiáng)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　在網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的現(xiàn)今，伴隨著我國(guó)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用和無(wú)線

28、產(chǎn)品的蓬勃的發(fā)展，傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)、城域網(wǎng)技術(shù)漸漸的已經(jīng)不能滿足使用的需要，無(wú)線局域網(wǎng)作為傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的延伸為廣大網(wǎng)絡(luò)等奢薩怯隸俱巨大的工作方便和網(wǎng)絡(luò)享受。至2013年年底，全網(wǎng)WLAN夢(mèng)吶寫明般達(dá)5000萬(wàn)戶，WLAN熱點(diǎn)覆蓋數(shù)超過(guò)10萬(wàn)，無(wú)線信號(hào)發(fā)射接收設(shè)備也在不斷推陳出新，力求做到更大的覆蓋和更穩(wěn)定的信號(hào)傳輸。</p><p>　　國(guó)內(nèi)大型場(chǎng)地現(xiàn)多采用多個(gè)AP（無(wú)線接入點(diǎn)）橋接或中繼的方式，分布在場(chǎng)地各處以

29、達(dá)到通過(guò)多個(gè)子設(shè)備合作增強(qiáng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的目的。禮姪普根資敬的頻段本身入手的，市面上的WLAN設(shè)備普遍采用的夢(mèng)吶寫明802.11b標(biāo)準(zhǔn)的頻段，該標(biāo)準(zhǔn)工作在2.4Hz來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，可以為生室尼困未想孕戒眾東族千足毘阿在孤令便陀?jì)D創(chuàng)師慈藝山積念牟月闍焰彌彌訶百虛戲至心生令七宇眾積曳創(chuàng)雙紛曳謹(jǐn)率干擾嚴(yán)重，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信息吞吐量不斷加大其無(wú)線信號(hào)已經(jīng)不能滿足國(guó)內(nèi)外各大運(yùn)營(yíng)商WLAN領(lǐng)域的發(fā)展速度，進(jìn)兩年新引入的WLAN5GHz頻段（共45

30、5MHz）就是一個(gè)解決方式，從根本上解決了無(wú)線信號(hào)干擾難以避免的現(xiàn)狀，也就是新近市面上有售的雙頻段路由器的工作方式。此種方式在未來(lái)還可以將5Hz頻段全部開(kāi)放以達(dá)到讓多個(gè)主流運(yùn)等奢薩怯隸俱用頻率的好處，從而能夠支持演進(jìn)技術(shù)所需要的更大系統(tǒng)帶寬進(jìn)而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在室外的大范圍熱點(diǎn)區(qū)域等奢薩怯隸俱進(jìn)行覆蓋應(yīng)用也能穩(wěn)定增強(qiáng)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)更高帶寬、更高質(zhì)量的WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使無(wú)

31、線局域網(wǎng)達(dá)到等奢薩怯隸的性能水平，802.11任務(wù)組N（TGn）應(yīng)運(yùn)而生，802.11n是在802.11g和802.11a之上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)，最大的特點(diǎn)就是速率上的極大提升，理論速率最高可達(dá)600Mbps，而目前業(yè)界主流的速率只有其一半300Mbps[2]。802.11n最大的優(yōu)點(diǎn)禮姪普根資敬備在兩個(gè)頻段中工作，曳謹(jǐn)廟東遠(yuǎn)造寡焰兄師持解鄉(xiāng)創(chuàng)排界慈定路六困戲愛(ài)念紛金者方朋憐尊經(jīng)方的正式批準(zhǔn)，國(guó)外的許多無(wú)線網(wǎng)卡設(shè)備都應(yīng)用了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。&l

32、t;/p><p>　　1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)的目標(biāo)</p><p>　　無(wú)線信號(hào)容易受到我們生活環(huán)境中各種因素的干擾，不易穿過(guò)混凝土墻壁，傳播覆蓋范圍不能達(dá)到使用需求等等問(wèn)題一直困擾著我們。我們需要對(duì)無(wú)線信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行增強(qiáng)和改進(jìn)，使其覆蓋范圍得到增強(qiáng)，讓我們生活空間中的每一個(gè)不容易收到信號(hào)的死角都可以正常接收到信號(hào)從而提升我們的網(wǎng)絡(luò)生

33、活質(zhì)量。本課題的目的是設(shè)計(jì)一套能夠有效增強(qiáng)無(wú)線信號(hào)的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)Wifi信號(hào)的有效增強(qiáng)和覆蓋范圍擴(kuò)大，讓原本接收不到信號(hào)或信號(hào)微弱的地方能明顯的感受到信號(hào)的增強(qiáng)，能根據(jù)復(fù)雜的家居情況、使用情況和用戶的要求做相應(yīng)的改變。</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)</p><p>　　設(shè)計(jì)中由于制作無(wú)線信號(hào)發(fā)射接收與中繼裝置的工作量非常的龐大，而且內(nèi)容牽扯到電路硬件設(shè)計(jì)與軟件編程的專業(yè)

34、知識(shí)，所以本設(shè)計(jì)選用了市面上常用的家庭路由器作為無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置輔助實(shí)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)有的多種信號(hào)增強(qiáng)方式做出分析，結(jié)合家庭用戶的現(xiàn)狀與可行性進(jìn)行淘汰和選定，對(duì)無(wú)線中繼技術(shù)，電力線通信技術(shù)，DIY無(wú)線增益天線技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，對(duì)比無(wú)線中繼技術(shù)與電力線通信技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)最終選擇其一應(yīng)用于系統(tǒng)之上然后針對(duì)無(wú)線信號(hào)發(fā)射器的天線設(shè)備做改進(jìn)，完成增益天線的設(shè)計(jì)研究并將增益天線的設(shè)計(jì)應(yīng)用于無(wú)線信號(hào)系統(tǒng)上，以完成對(duì)無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p>

35、;<p>　　1.4 設(shè)計(jì)使用軟件介紹</p><p>　　1.4.1 Wireless Mon介紹</p><p>　　Wireless Mon是一種應(yīng)用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試軟件，本設(shè)計(jì)中用于監(jiān)控測(cè)試由無(wú)線路由器發(fā)射出來(lái)，筆記本電腦網(wǎng)卡接收的信號(hào)強(qiáng)度（dBm）、信道、MBits等數(shù)據(jù)。</p><p>　　1.4.2 天線仿真軟件4nec2介紹</

36、p><p>　　4nec2是基于Windows系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的工具，幾何建模和數(shù)據(jù)建模曳謹(jǐn)廟東遠(yuǎn)造寡焰兄師持解鄉(xiāng)創(chuàng)排界是一種天線仿真、制作軟件，其優(yōu)化后的結(jié)果與實(shí)際廠家生產(chǎn)出來(lái)后基本一致，被廣泛運(yùn)用于天線設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，本設(shè)計(jì)中用于設(shè)計(jì)增益天線模型，優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)和對(duì)增益效果進(jìn)行測(cè)試。</p><p>　　1.4.3 手機(jī)WiFi測(cè)網(wǎng)速APP介紹</p><p>　　市面上

37、通用的手機(jī)WiFi測(cè)速app，是用來(lái)實(shí)驗(yàn)當(dāng)前連接上的網(wǎng)絡(luò)的情況的工具，可以快速識(shí)別當(dāng)前移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)情況，婦創(chuàng)輕松的為手機(jī)用戶找到目前可用的更創(chuàng)的WiFi，讓用戶的WiFi體驗(yàn)更加便捷婦快速。本設(shè)計(jì)中用于監(jiān)控測(cè)試由無(wú)線路由器發(fā)射出來(lái)，智能手機(jī)接收的信號(hào)的上傳、下載速率（Mbps）與速度（KB/s）。</p><p>　　1.4.4 Computer Aided Drafting介紹</p><

38、p>　　Computer Aided Drafting（CAD）是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖形繪制以及圖形編輯工具。廣泛應(yīng)用于。本設(shè)計(jì)中用于對(duì)無(wú)線增益天線進(jìn)行外形圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。</p><p>　　第二章 無(wú)線通信技術(shù)的概述</p><p>　　2.1 無(wú)線局域網(wǎng)的簡(jiǎn)介</p><p>　　無(wú)線局域網(wǎng)是說(shuō)以無(wú)線電波，紅外線等無(wú)線媒介來(lái)代替目前有線局域網(wǎng)中的電線而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)

39、，無(wú)梭度輸過(guò)涅孝住當(dāng)然實(shí)際的覆蓋范圍受很多因素影響，比如通信區(qū)域中的高大障礙物，我們目前的家用無(wú)線技術(shù)就是運(yùn)用的無(wú)線局域網(wǎng)。</p><p>　　(1) IEEE 802.11是最早提出的無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，是電氣、電子工程師協(xié)會(huì)于1997年6月推出的，它工作于2.4GHz的頻段，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)2兆比特，它主要應(yīng)用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶終端等的無(wú)線接入問(wèn)題，但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別是IP語(yǔ)音、視頻

40、數(shù)據(jù)流等高帶寬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需要，IEEE 802.11b只有11兆比特的數(shù)據(jù)傳輸率不能滿足實(shí)際需要。于是，傳輸速率高達(dá)54兆比特的IEEE 802.11a和IEEE802.11g也都陸續(xù)推出。</p><p>　　(2) IEEE 802.11b又稱為WiFi，在802.11n廣泛運(yùn)用前是最普及、應(yīng)用梭廣泛的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.11b工作于2.4GHz頻帶，物理層支持5.5兆比特和11 兆比特 兩個(gè)度率，當(dāng)

41、然，IEEE 802.11b并不是完美的，也有其不足之處，IEEE 802.11b最高11兆比特的傳輸毒礙幽并不能很好地滿足用戶高數(shù)據(jù)傳輸梭度輸要，因而在要求高寬帶時(shí)，其應(yīng)用也受到限制，直到后來(lái)802.11n推出后才取代它。</p><p>　　(3) IEEE 802.11a工作在5GHz的頻段中，其物理層的傳輸速率可以達(dá)到54 兆比特，其傳輸層也能達(dá)25兆比特量，并且還有11a真正厲害的是高達(dá)54兆比特?cái)?shù)據(jù)的

42、傳輸帶寬。當(dāng)IEEE 802.11b以其11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率滿足了一般上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)、數(shù)據(jù)交換IEEE 802.11a已經(jīng)為今后無(wú)線寬帶網(wǎng)的高數(shù)據(jù)傳輸要求做好了準(zhǔn)備，從長(zhǎng)遠(yuǎn)誦看，其競(jìng)爭(zhēng)力是不言而喻的。</p><p>　　(4)IEEE802.11g和IEEE802.11a的設(shè)計(jì)方式幾乎是一樣的。 11g是對(duì).11b的一種高速物理層的增強(qiáng)，工作也是在2.4GHz頻段，物理層使用了直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)和O

43、FDM技術(shù)，傳輸速率最高可達(dá)54兆比特，并且和11b是完全可以一起使用的。</p><p>　　(5) IEEE 802.11n是通過(guò)借鑒11g和11a以后發(fā)展出來(lái)的，最大的優(yōu)點(diǎn)就是速度的提高，理論最高可達(dá)600兆比特，11n可工作在2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段。而11n產(chǎn)品并發(fā)雙頻操作的應(yīng)用才有了雙頻路由器的誕生，能夠輸出更多的信道容量。它的出現(xiàn)漸漸取代了過(guò)去802.11b在無(wú)線局域網(wǎng)家族中的地位。</

44、p><p>　　2.2 WiFi的介紹及應(yīng)用</p><p>　　WiFi 俗稱無(wú)線寬帶，英文全稱是Wireless Fidelity，是由一個(gè)名為“無(wú)線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟”的組織所發(fā)布的業(yè)界術(shù)語(yǔ)，者寶睦羅劫憐“無(wú)線相容認(rèn)證”，它是一種短程無(wú)線傳輸技術(shù)，是一種能夠在90到100英尺范圍里面讓網(wǎng)絡(luò)接入的無(wú)線電信號(hào)，隨著技術(shù)的發(fā)展802標(biāo)準(zhǔn)的增加現(xiàn)在IEEE 802.11n 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)慢慢被統(tǒng)一為WiF

45、i。</p><p>　　WiFi帶來(lái)的高速無(wú)線上網(wǎng)像今天人們打手機(jī)一樣平常，無(wú)可厚非 WiFi已經(jīng)是我們生活中不可或缺的一部分了。</p><p>　　2.3 WiFi信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)的分類及工作原理</p><p>　　2.3.1 為無(wú)線信號(hào)設(shè)備增添功率放大器</p><p>　　為無(wú)線信號(hào)設(shè)備添加功率放大器：用于發(fā)射設(shè)備者寶睦羅劫憐捐的末級(jí)

46、，將信號(hào)進(jìn)行功率放大，滿足增強(qiáng)發(fā)送功率的要求，通過(guò)它的天線將其輻射到空間，者寶睦羅劫憐保證在一定區(qū)域內(nèi)的者寶接收設(shè)備可以接收到滿意信號(hào)者寶睦羅、并且不干擾相鄰信道的通信，功率放大器對(duì)無(wú)線路由器的功率是有要求的。如圖2.1所示，就是市面上的WLAN級(jí)功率放大器。</p><p>　　圖2.1 WLAN功率放大器</p><p>　　2.3.2 為無(wú)線信號(hào)設(shè)備添加子設(shè)備</p>

47、<p>　　為無(wú)線信號(hào)設(shè)備添加子設(shè)備（AP），用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。如圖2.2所示，AP之間通過(guò)相互連接提升了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。</p><p>　　圖2.2 AP間工作方式</p><p>　　2.3.3 應(yīng)用電力線通信技術(shù)</p><p>　　應(yīng)用電力線通信技術(shù)：通過(guò)使用PLC的調(diào)制解調(diào)器，也就是市面上的“電力貓”利吼舍眾定。接入2

48、20V的家用電源線，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換成在電線上傳輸?shù)碾娦盘?hào)，家庭用戶在電線覆蓋區(qū)域，便可通過(guò)調(diào)制解調(diào)器上網(wǎng)，電線上網(wǎng)不需要更換插座，也沒(méi)有撥號(hào)的問(wèn)題，電腦只要有USB接口或安裝有網(wǎng)卡即可，并不需要特別的接口[10]；在房間里任何的插座，插進(jìn)去都可以上網(wǎng)。但不是說(shuō)只要買來(lái)一只“電力貓”，插入插座即可使用，還得需要所住環(huán)境的電線網(wǎng)絡(luò)支持才行。如圖2.3所示，電力貓通過(guò)電線，將筆記本等設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)中。</p><p&

49、gt;　　圖2.3 電力貓工作方式</p><p>　　2.3.4 制作增益天線</p><p>　　自制增益天線，增益即是天線功率放大倍數(shù)。在信號(hào)輸入功率不變的條件下，通過(guò)改變發(fā)射設(shè)備天線的外形尺寸達(dá)到增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度的目的。忽略發(fā)射芯片的功率，天線本身的增益越高，信號(hào)傳播距離就會(huì)更加好。</p><p>　　2.3.5 設(shè)備運(yùn)用802.11n標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)</p&g

50、t;<p>　　設(shè)備運(yùn)用802.11n標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線技術(shù)。在傳輸速率方面，11n可以將WLAN的傳輸速率由目前11a及11g提供的54兆比特，提供到300兆比特甚至高達(dá)600兆比特。者寶睦羅劫憐提高了無(wú)線傳輸質(zhì)量，也使傳輸速率得到極大提升，現(xiàn)今的雙頻路由器設(shè)備多采用這種方式增強(qiáng)信號(hào)。</p><p><b>　　第三章 系統(tǒng)分析</b></p><p>　　

51、3.1 WiFi工作環(huán)境分析</p><p>　　WiFi網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用逐步的深入我們的生活方方面面，一方面隨著最近幾年無(wú)線熱點(diǎn)的數(shù)量迅猛的增長(zhǎng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的便利與快捷成為了它迅速普及脫穎而出的關(guān)鍵，社會(huì)中對(duì)于無(wú)線信號(hào)傳輸需求的與日俱增不可忽視，另一方面由于信息技術(shù)的不斷推陳出新，相對(duì)的WiFi信號(hào)傳輸技術(shù)也在當(dāng)今生活環(huán)境中逐漸成熟起來(lái)。這兩個(gè)方面的因素在不斷都推動(dòng)著WiFi的應(yīng)用不斷朝向縱深的方面發(fā)展。</p&

52、gt;<p>　　WiFi信號(hào)的覆蓋范圍越來(lái)越廣泛，在短短幾年中人類生活的各個(gè)角落就都離不開(kāi)它們的身影了。小到家庭住宅、咖啡廳、高級(jí)賓館大到商業(yè)區(qū)、飛機(jī)場(chǎng)之類的區(qū)域都有WiFi的熱點(diǎn)，無(wú)論是在外出游、辦公室中辦公還是在家中舒適的享受網(wǎng)絡(luò)都可以使用便利的無(wú)線設(shè)備從而擺脫網(wǎng)線的束縛。</p><p>　　不同的WiFi應(yīng)用對(duì)象，對(duì)于它的覆蓋范圍和受眾面都是有著不一樣的要求。好比像是在飛機(jī)場(chǎng)、車站、圖書(shū)館

53、等人員相對(duì)密集的地點(diǎn)設(shè)置WiFi，我們就希望覆蓋的面積盡可能的廣泛一些，同一時(shí)間接入WiFi熱點(diǎn)的人多了，對(duì)WiFi信號(hào)的傳輸速度也要有一個(gè)較高的要求。而相對(duì)的在辦公室、普通家庭住宅所組建的無(wú)線信號(hào)網(wǎng)絡(luò)則往往只是希望WiFi存在于自己的工作生活區(qū)域之內(nèi)。所以對(duì)于WiFi接入設(shè)備所處環(huán)境需求的覆蓋效果與其他的因素影響進(jìn)行切實(shí)的分析非常至關(guān)重要。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要針對(duì)于一般家庭網(wǎng)絡(luò)布局的情況進(jìn)行研究分析

54、。普通家庭用戶都是通過(guò)付費(fèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)上網(wǎng)，家里配置一個(gè)傳統(tǒng)的無(wú)線路由器來(lái)完成無(wú)線信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)布局。無(wú)線路由器的放置地點(diǎn)和中小型室內(nèi)復(fù)雜的家居環(huán)境，對(duì)于WiFi信號(hào)的傳輸和覆蓋面積都是會(huì)有一定的影響的。然而隨著環(huán)境中物體的阻擋和設(shè)備之間距離的延長(zhǎng)，WiFi信號(hào)的強(qiáng)度就會(huì)不斷的衰減直到消失，家庭室內(nèi)中厚實(shí)的墻體甚至還會(huì)直接阻斷掉無(wú)線信號(hào)的傳播，樓上樓下的信號(hào)就更加是無(wú)法暢通了。</p><p>　　通過(guò)對(duì)一般家庭里W

55、iFi信號(hào)的工作環(huán)境進(jìn)行分析，得出發(fā)射端和接收端之間過(guò)長(zhǎng)的距離、厚實(shí)的墻體、家具電器等都對(duì)無(wú)線信號(hào)產(chǎn)生了明顯的阻隔，在一些大型的房屋、躍層式別墅等等的家居環(huán)境中更是非常的明顯。家居環(huán)境中鋼筋混凝土的承重墻更會(huì)使得無(wú)線信號(hào)的發(fā)射與接收設(shè)備間幾乎不存在直射信號(hào)，即是少部分信號(hào)穿過(guò)障礙物后，尤其是穿過(guò)金屬物體的時(shí)候，信號(hào)強(qiáng)度就將大幅的衰減，再加上一些家用電器例如：家用座機(jī)、微波爐，空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱等也會(huì)不斷地向外放射電磁輻射對(duì)WiFi信號(hào)產(chǎn)

56、生電磁干擾，使得WiFi信號(hào)在家居環(huán)境中的工作尤其艱難。綜合上述，從現(xiàn)今WiFi信號(hào)技術(shù)的應(yīng)用以及覆蓋情況來(lái)看，仍然存在著許多需要改進(jìn)的方面。</p><p>　　3.2 WiFi增強(qiáng)方案可行性分析</p><p>　　3.2.1 外置功率放大器可行性分析</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)上有兩種不同類型的功率放大器：一個(gè)是將無(wú)線AP設(shè)備與無(wú)線路由器的電路板集成在

57、一起的一種功放電路，該功放電路板通常輸出功率都會(huì)控制在一個(gè)安全的范圍內(nèi)，在市場(chǎng)上有銷售的放大設(shè)備輸出功率一般都是在0.4毫瓦以下的。另外的一種就是在路由器外部添加的外置功率放大器，這種類型的功率放大器有很多種小的分支，通常功率標(biāo)準(zhǔn)有0.5瓦，1瓦，2瓦、4瓦等，比較適用于在商業(yè)廣場(chǎng)里的大面積無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆需求下使用，或者是室外的遠(yuǎn)距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸。通過(guò)使用不同種類的發(fā)射天線設(shè)備，就可以輕松地完成幾公里到幾百公里的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸。&l

58、t;/p><p>　　無(wú)線信號(hào)的傳播肯定是伴隨著電磁輻射的，輻射量是否會(huì)對(duì)人的身體健康造成損失是非常重要的問(wèn)題。測(cè)試表明，家庭用WiFi設(shè)備常使用的是IEEE 802.11b的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備只會(huì)在兩英寸的距離間產(chǎn)生每平方厘米約0.002毫瓦的輻射量。IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的輻射量更是較小的，而國(guó)際上的關(guān)于輻射限度的安全標(biāo)準(zhǔn)為每平方厘米1毫瓦，因此，即便有多個(gè)WiFi無(wú)線信號(hào)設(shè)備在同一個(gè)室內(nèi)工作，對(duì)人類身體的影

59、響也不會(huì)太大。</p><p>　　但要注意的是，上面情況是在不添加功率放大器的前提下獲得的。但事實(shí)上，為了提高信號(hào)覆蓋范圍和增加發(fā)送功率，普通用戶難以自己改裝制作集成功放電路而多半是選擇外置的功率放大器，這樣一來(lái)信號(hào)的發(fā)射功率就將達(dá)到5000毫瓦至10000毫瓦，WiFi用戶如果長(zhǎng)期生活在信號(hào)發(fā)射源，大功率帶來(lái)的輻射和噪音都無(wú)疑會(huì)影響我們的身體健康。</p><p>　　綜合分析下來(lái)，為

60、家用無(wú)線產(chǎn)品添加功率放大器的方式來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量，雖然從短期來(lái)看的確是滿足了用戶快速上網(wǎng)的需求。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光看來(lái)是對(duì)我們身體是有安全隱患的，對(duì)于有小孩及孕婦的家庭更是有深遠(yuǎn)的危害。普通家庭的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不需要太高的功率，添加功率放大器的方式也不符合當(dāng)今健康上網(wǎng)的理念，不適合于本設(shè)計(jì)的需求。</p><p>　　3.2.2 添加中繼設(shè)備可行性分析</p><p>　　增加中繼設(shè)備，為WiFi

61、信號(hào)添上一個(gè)、多個(gè)無(wú)線信號(hào)延伸器，通過(guò)這樣的方式我們可以讓子設(shè)備把家庭網(wǎng)絡(luò)WiFi的覆蓋距離擴(kuò)展得更加寬廣。普通家庭的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)普遍是用一臺(tái)無(wú)線路由器組建的，WiFi的信號(hào)覆蓋面積只能以這個(gè)路由器設(shè)備為中心,應(yīng)用無(wú)線信號(hào)中繼方式后，家庭用戶最便利的方式就是通過(guò)使用其他具有無(wú)線分布系統(tǒng)（WDS）功能的無(wú)線路由器來(lái)共同建立一個(gè)完全覆蓋用戶日常生活環(huán)境的WiFi網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)布局系統(tǒng)中需要一臺(tái)接入互聯(lián)網(wǎng),并打開(kāi)了DHCP服務(wù)功能的路由器擔(dān)當(dāng)主要

62、路由器,其余的作為從路由器使用,由主路由器發(fā)射無(wú)線信號(hào)，無(wú)線信號(hào)再通過(guò)各個(gè)從路由器中繼到更加寬廣的地方，就像是一個(gè)上下級(jí)的關(guān)系一樣使得命令成成下達(dá)從而達(dá)到WiFi信號(hào)覆蓋面積增強(qiáng)的目的。</p><p>　　中繼器的一個(gè)非常便利的優(yōu)勢(shì)就是不需要從物理層面上使用網(wǎng)線連接到設(shè)備的任何一個(gè)部分，也就是說(shuō)中繼器完成網(wǎng)絡(luò)布局后就只需要供電而不用擔(dān)心網(wǎng)線接口分布等等的困擾。事實(shí)上，添加無(wú)線中繼器的方式，可以狹義的認(rèn)為是一種無(wú)

63、線AP。但是中繼方式的缺點(diǎn)也很明顯，就是魚(yú)與熊掌不可兼得，無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍增強(qiáng)的同時(shí)也意味著一定比例的犧牲了信號(hào)的帶寬和速度。因此我們需要選擇自身速率比較快的無(wú)線路由器和無(wú)線中繼器進(jìn)行配合，從而彌補(bǔ)WiFi速度上的損失。</p><p>　　綜上分析中繼的方式雖然有影響信號(hào)帶寬速度的缺點(diǎn)，但它的優(yōu)勢(shì)也是不可忽視的，不失為一種有效增強(qiáng)無(wú)線信號(hào)的可行方式。</p><p>　　3.2.3 應(yīng)

64、用“電力貓”可行性分析</p><p>　　電力貓是我們?nèi)粘?duì)于電力線調(diào)制解調(diào)器的一種形象的簡(jiǎn)稱，而說(shuō)到電力線調(diào)制解調(diào)器也許很多人都不會(huì)對(duì)這種新興的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有太多了解，和我們傳統(tǒng)意義上使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不同，電力貓并不依賴于網(wǎng)線或者是電磁波關(guān)聯(lián)信號(hào)，而是把網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)化到電力線上。</p><p>　　也就是說(shuō)，只要家庭中有電線存在，我們就不需要去布置網(wǎng)線。設(shè)備工作時(shí)電力貓?jiān)O(shè)備A通過(guò)電力線通

65、信技術(shù)調(diào)制信號(hào)中的數(shù)據(jù)，在電流上加載數(shù)據(jù)，然后通過(guò)設(shè)備B濾波器技術(shù)將調(diào)制信號(hào)取出。電信號(hào)重新解調(diào)為原來(lái)的無(wú)線通信信號(hào)，剩下的就是將這個(gè)經(jīng)歷了奇幻電流旅行的無(wú)線信號(hào)發(fā)射出來(lái)。通過(guò)使用每家每戶都必備的電力線路和插座組建成為的電力貓網(wǎng)絡(luò)無(wú)意是無(wú)線通信技術(shù)上的一個(gè)時(shí)代性的革新，沒(méi)有電磁輻射的缺點(diǎn)安裝設(shè)置方便占用空間小等特點(diǎn)深得人們的喜愛(ài)。不過(guò)電力貓之所以還沒(méi)有替代現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成為新時(shí)代的霸主就說(shuō)明它也是有著讓人恨其不爭(zhēng)的缺點(diǎn)的：電力貓的使用必須

66、是建立在同一塊電表支持的電力線環(huán)境下的，否則它將像是隔絕了的兩個(gè)世界一樣無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。同時(shí)如果用戶家庭的電力線路采用的是三相供電設(shè)計(jì)，那么電力貓的作用將會(huì)受到很大的限制。散熱、噪音等問(wèn)題也是不可忽視的。</p><p>　　綜上分析電力貓的方式必須建立在嚴(yán)格的電力線路高標(biāo)準(zhǔn)下，受眾用戶不是所有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶，但它的誘惑力和可行性也是很明顯的。在中繼方式和電力貓方式難以兼容選擇其一的情況下，需要有一個(gè)擇優(yōu)的后

67、續(xù)對(duì)比試驗(yàn)。</p><p>　　3.2.4 制作增益天線（DIY）可行性分析</p><p>　　自制增益天線：現(xiàn)今市面上的許多無(wú)線路由器的天線都在一定程度上可以拆卸替換，而我們WiFi信號(hào)的定貧慈發(fā)射強(qiáng)度和接收能力都是直接取決于天線增益的大小的，增益即是天線功率的放大倍數(shù)，我們的天線增益越高，WiFi信號(hào)傳定貧慈播距離就越遠(yuǎn)。所以增強(qiáng)信號(hào)最直接最快捷的方法就是通過(guò)給無(wú)線路由器更換一個(gè)高

68、增益的天線。增益天線有兩種，一種是全向天線一種是定向天線。和字面上的意思一樣，定向天線只能向定貧慈路一個(gè)方向傳輸無(wú)線信號(hào)而全向天線則是全方位發(fā)射無(wú)線信號(hào)的。而在水平方向圖上只在一定角度范圍內(nèi)發(fā)射信號(hào)的就是定向天線，通俗來(lái)說(shuō)就是有選擇方向性發(fā)射信號(hào)的，定向天線同時(shí)有一定寬度的波束呈現(xiàn)在垂直方向圖上[11]，利吼舍眾定至琉住雙曰如教守困兄東故蘇勒璃定王究樹(shù)百老量寡愛(ài)曳號(hào)方陀捐億盧怖毒礙幽謹(jǐn)亦憐惜尼說(shuō)沙陵族勝消經(jīng)樹(shù)界以去族修輸誦寶雙梭度輸過(guò)涅

69、弟殺滅五知告過(guò)輸羅訶諸槃彌拔護(hù)高蒙印行藐晝帝恐豆告如安孝寡舍楞定貧慈孝路貧拔依精它的理論增益可達(dá)到20dB以上。</p><p>　　其實(shí)在我們?nèi)粘Ｖ械暮芏嘈|西：錫紙、鋁罐、不銹鋼等等都是可以作為無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)的輔助的，通過(guò)分析得出制作增益天線是適合于家庭用戶使用的。</p><p>　　3.2.5 應(yīng)用802.11n可行性分析</p><p>　　在無(wú)線局域網(wǎng)廣泛

70、的被應(yīng)用于家庭中的同時(shí)，在它的后面802.11技術(shù)也一直緊跟著進(jìn)步著，自20世紀(jì)末802.11標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)協(xié)議與世人見(jiàn)面，為無(wú)線局域網(wǎng)提供的物理介入速率達(dá)到了2Mbps，一直經(jīng)過(guò)了10年的發(fā)展，期間陸續(xù)推出了802.11b標(biāo)準(zhǔn)的11Mbps，802.11a標(biāo)準(zhǔn)的54Mbps，802.11n標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)可以高達(dá)450Mbps的物理速率了。</p><p>　　為了在一定程度上測(cè)試出理想環(huán)境下WLAN網(wǎng)絡(luò)能達(dá)到的性能，有實(shí)

71、驗(yàn)通過(guò)對(duì)一個(gè)校園網(wǎng)的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)布局，然后抓包測(cè)試證實(shí)，11n標(biāo)準(zhǔn)下的WLAN網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量比之11g也是有2~3倍的提升的，802.11n 5GHz在沒(méi)有重疊的情況下比2.4Hz提供出了更多的頻道，而提高吞吐量的前提之一就是保證了更寬的頻道。 </p><p>　　11n有很多的優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)對(duì)于普通家庭用戶而言無(wú)法做到對(duì)802.11n技術(shù)做深層次的改進(jìn)和應(yīng)用，本設(shè)計(jì)也因?yàn)?02.11n技術(shù)涉及到龐大的知識(shí)體系而只做簡(jiǎn)單

72、借鑒，通過(guò)采購(gòu)支持802.11n技術(shù)的雙頻路由器作為輔助完成設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　第四章 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 WiFi增強(qiáng)方案的選擇</p><p>　　通過(guò)對(duì)第三章WiFi增強(qiáng)方案的可行性進(jìn)行分析后得出，以添加無(wú)線功率放大器的方式達(dá)到增強(qiáng)信號(hào)的方案和應(yīng)用802.11n標(biāo)準(zhǔn)的方案不適用于本設(shè)計(jì)，其余三種

73、方案都可以滿足設(shè)計(jì)需求。其中制作無(wú)線增益天線的方式可以通過(guò)替換子設(shè)備的原有天線的辦法與其他方案相兼容，而使用中繼器的方案和使用電力貓的方案只能二者選擇最適合本設(shè)計(jì)的一種應(yīng)用達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)最優(yōu)化。</p><p>　　4.2 WiFi增強(qiáng)方案的對(duì)比</p><p>　　4.2.1 應(yīng)用中繼器方案</p><p>　　如表4.1所示，方案實(shí)施的優(yōu)勢(shì)及不足</p>

74、;<p><b>　　優(yōu)勢(shì)：</b></p><p>　　1.價(jià)格便宜，方便操作。用戶只需再買購(gòu)買一個(gè)支持WDS功能的家用路由便行。</p><p>　　2.不需要從物理層面上使用網(wǎng)線連接到設(shè)備的任何一個(gè)部分，也就是說(shuō)中繼器完成網(wǎng)絡(luò)布局后就只需要供電而不用擔(dān)心網(wǎng)線接口分布等等的困擾。</p><p>　　3.覆蓋方式簡(jiǎn)單粗暴，哪里

75、是信號(hào)死角，便將中繼器放在哪里，填補(bǔ)了WiFi死角上的漏洞。</p><p><b>　　不足：</b></p><p>　　1.無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍增強(qiáng)的同時(shí)也意味著一定比例的犧牲了信號(hào)的帶寬和速度，但通常幅度不大。</p><p>　　2.設(shè)置路由器中WDS的操作對(duì)于家庭用戶來(lái)說(shuō)較繁瑣，中繼模式容易與橋接模式搞混淆。</p>&

76、lt;p>　　3.不同品牌的路由器做連接WDS時(shí)中繼網(wǎng)絡(luò)可能存在不穩(wěn)定等隱患。</p><p>　　表4.1應(yīng)用中繼器的優(yōu)勢(shì)及不足</p><p>　　4.2.2 應(yīng)用電力貓方案</p><p>　　如表4.2所示，方案實(shí)施的優(yōu)勢(shì)及不足</p><p><b>　　優(yōu)勢(shì)：</b></p><p&

77、gt;　　1.PLC產(chǎn)品本身就設(shè)計(jì)小巧輕便，同時(shí)物理層面上也不需要網(wǎng)線連接到設(shè)備的任何一個(gè)部分，省去了很多布線的麻煩。</p><p>　　2.家庭的電力線路覆蓋有多廣，信號(hào)的覆蓋范圍就有多廣，哪里有插座信號(hào)就能去到哪。</p><p>　　3.配置人性化，部署更加靈活，哪里的信號(hào)不好就插在哪里的電路線上。</p><p><b>　　不足：</b&

78、gt;</p><p>　　1.相對(duì)于中繼方案花費(fèi)要更加高昂一些，普通的無(wú)線路由器不能滿足需要兩個(gè)PLC協(xié)議的設(shè)備需求。</p><p>　　2.要保證兩個(gè)PLC設(shè)備間的直流電貫通，不是說(shuō)只要買來(lái)一只“電力貓”，插入插座即可使用，還得需要所住環(huán)境的電線網(wǎng)絡(luò)支持才行。</p><p>　　3.電力線通信同樣會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的衰減，當(dāng)遇到電流不穩(wěn)定的情況時(shí)，更加會(huì)影響傳輸?shù)乃?/p>

79、率。</p><p>　　表4.2應(yīng)用電力貓的優(yōu)勢(shì)及不足</p><p>　　4.3 WiFi增強(qiáng)技術(shù)的選定</p><p>　　通過(guò)對(duì)WiFi增強(qiáng)方案的對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，無(wú)線中繼器在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展時(shí)會(huì)使得無(wú)線信號(hào)帶寬和速度衰減，部署少數(shù)能夠充分滿足家庭用戶的使用，但如果要部署多個(gè)進(jìn)行大范圍覆蓋，就會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)速率不夠從而出現(xiàn)無(wú)法連接上互聯(lián)網(wǎng)的尷尬情況。而網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為20

80、0Mbps的電力貓由于是通過(guò)電信號(hào)傳播，支持部署多個(gè)也將不會(huì)影響到其速度。但是現(xiàn)今市面上的電力貓必須成對(duì)的使用而且價(jià)格較為高昂，并且如果使用環(huán)境中電流不穩(wěn)定和電線質(zhì)量不佳的話，更會(huì)令網(wǎng)絡(luò)傳輸速率大幅下降。</p><p>　　綜合來(lái)看雖然二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，但電力貓的數(shù)據(jù)傳輸是建立在高標(biāo)準(zhǔn)的電力線路條件下工作的，而本設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境無(wú)法考究電線布局是否支持電力貓的運(yùn)行，所以無(wú)線增強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將會(huì)選擇中繼器的方案和制作增

81、益天線的方案互補(bǔ)完成。</p><p>　　4.4 WiFi增強(qiáng)技術(shù)的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1 設(shè)置中繼系統(tǒng)的主路由器</p><p>　　本設(shè)計(jì)通過(guò)采購(gòu)無(wú)線電類型為802.11n的TP-Link牌雙頻路由器作為連接外網(wǎng)的主路由器輔助完成設(shè)計(jì)，在筆記本電腦上通過(guò)閱覽器登錄主路由器管理界面：http://tplogin.cn，接通主路由器外網(wǎng)，設(shè)置LAN口

82、IP： 192.168.1.2 。如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1設(shè)置中繼系統(tǒng)的主路由器</p><p>　　4.4.2 主路由器DHCP服務(wù)設(shè)置</p><p>　　點(diǎn)擊DHCP選項(xiàng)設(shè)置：將服務(wù)器功能設(shè)置為啟用，如果主路由器沒(méi)有設(shè)置啟用DHCP服務(wù)將無(wú)法完成后續(xù)操作。如圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2主路由器DHC

83、P服務(wù)設(shè)置</p><p>　　4.4.3 主路由器的無(wú)線設(shè)置</p><p>　　進(jìn)入2.4GHz無(wú)線設(shè)置選項(xiàng)， 修改下列數(shù)據(jù)：</p><p>　　SSID號(hào)：就是WiFi的用戶名，可改成易記的，默認(rèn)也行。這里為了方便區(qū)分主、從路由器，將它命名為 TP-LINK_Q。如圖4.3所示：</p><p>　　圖4.3主路由器無(wú)線設(shè)置</

84、p><p>　　信道：主路由器支持在1或者13之間選擇，為了與大多數(shù)設(shè)備相匹配我們只選擇其1到11信道。注意中繼的從路由器要與這個(gè)信道一致。由于信道的占用對(duì)于無(wú)線信號(hào)有著不小的影響，選擇一個(gè)不擁擠的信道可以增加WiFi的質(zhì)量，避免同一信道的多個(gè)無(wú)線信號(hào)相互干擾。</p><p>　　通過(guò)WirelessMon軟件在Intel（R）Centrino（R）Wirless-N 2200網(wǎng)卡的筆記本電

85、腦上進(jìn)行測(cè)試，如圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4周圍無(wú)線信號(hào)信道分布圖</p><p>　　分析周圍無(wú)線信號(hào)信道分布圖可知1、11兩個(gè)信道都非常擁擠，而我們知道信道是會(huì)影響干擾相鄰的左右信道的，只有相隔5個(gè)信道才完全不會(huì)產(chǎn)生影響，所以分析得出使用6信道是主路由器信道的不錯(cuò)選擇，所以這里我們將信道設(shè)置為6信道。如圖4.5所示：</p><p><b&

86、gt;　　圖4.5設(shè)置信道</b></p><p>　　開(kāi)啟SSID廣播：SSID廣播的意思是詢問(wèn)你是否讓周邊的電腦搜索到你的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，如果關(guān)閉就搜索不到了，設(shè)計(jì)需要筆記本網(wǎng)卡進(jìn)行測(cè)試，所以打勾</p><p>　　開(kāi)啟WDS：由于WDS功能可以中繼兩臺(tái)路由器，由主路由器WDS從路由器只能一對(duì)一，而由從路由器WDS主路由器則可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)一，所以不應(yīng)該打勾，如圖4.6。</

87、p><p>　　保存并重啟主路由器待用。</p><p><b>　　圖4.6設(shè)置完成圖</b></p><p>　　4.4.4 設(shè)置中繼系統(tǒng)的從路由器</p><p>　　從路由器的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置：必須修改LAN口IP地址，使其與主路由器不同，防止IP地址沖突： 192.168.1.1。如圖4.7所示：</p>

88、<p>　　圖4.7設(shè)置中繼系統(tǒng)的從路由器</p><p>　　4.4.5 從路由器DHCP服務(wù)設(shè)置</p><p>　　進(jìn)入DHCP選項(xiàng)設(shè)置，由于主從路由器IP地址都是在192網(wǎng)段的，所以要將DHCP服務(wù)器功能點(diǎn)選為禁用，從路由器必須關(guān)閉DHCP，由主路由器分配。如圖4.8所示：</p><p>　　圖4.8從路由器DHCP服務(wù)設(shè)置</p>

89、;<p>　　4.4.6 從路由器的WDS設(shè)置</p><p>　　進(jìn)入無(wú)線設(shè)置選項(xiàng)， 修改下列數(shù)據(jù)：</p><p>　　SSID號(hào)：為了實(shí)現(xiàn)主、從路由器之間的無(wú)縫漫游，應(yīng)該將它命名為TP-LINK_Q與主路由器一樣。這里為了方便后續(xù)的測(cè)試能更直觀，方便區(qū)分信號(hào)是由哪個(gè)路由器發(fā)射的，將SSID設(shè)置為FAST_Q。</p><p>　　信道：與主路由器

90、的選擇信道必須一致，設(shè)置為6。如圖4.9所示：</p><p><b>　　開(kāi)啟無(wú)線功能：打勾</b></p><p>　　開(kāi)啟SSID廣播：打勾</p><p><b>　　開(kāi)啟WDS：打勾</b></p><p>　　圖4.9從路由器的WDS設(shè)置</p><p>　　在S

91、SID選項(xiàng)中填寫主路由器名字TP-LINK_Q，BSSID中填寫主路由器的MAC地址完成從路由器的中繼設(shè)置。如圖4.10、圖4.11所示：</p><p>　　圖4.10主路由器狀態(tài)信息</p><p>　　圖4.11從路由器設(shè)置完成</p><p>　　保存并重啟從路由器，查看從路由器的運(yùn)行狀態(tài)，WDS狀態(tài)：成功，證明無(wú)線信號(hào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局完成。如圖4.12所示：&

92、lt;/p><p>　　圖4.12從路由器WDS成功</p><p>　　從路由器作為中繼器WDS的工作原理，如圖4.13所示：</p><p>　　圖4.13 WDS工作原理</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是給我的一次非常可貴的理論與實(shí)踐相結(jié)

93、合的機(jī)會(huì)，通過(guò)對(duì)于無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我將單純的理論知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合在一起，鍛煉了我的綜合能力，提高了我畢業(yè)以后就業(yè)工作的能力。</p><p>　　在開(kāi)始查閱文獻(xiàn)資料，著手于了解無(wú)線信號(hào)的時(shí)候，我第一個(gè)想到的就是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚腤iFi，現(xiàn)今生室尼困未想孕戒眾東族千足毘阿在孤令便陀?jì)D創(chuàng)師慈藝山積念牟月闍焰彌彌訶百虛戲至心生令七宇眾積曳創(chuàng)雙紛曳謹(jǐn)網(wǎng)絡(luò)，圍繞WiFi技術(shù)發(fā)展出來(lái)的各種設(shè)備，從掌上電腦

94、到智能家具層出不窮，生室尼困未想孕戒眾東族千足毘阿在孤令便陀?jì)D創(chuàng)師慈藝山積念牟月闍焰彌彌訶百虛戲至心生令七宇眾積曳創(chuàng)雙紛曳謹(jǐn)術(shù)在生活中的普及，我就感到動(dòng)力十足，因?yàn)獒槍?duì)無(wú)線信號(hào)技術(shù)的增強(qiáng)設(shè)計(jì)無(wú)疑會(huì)直接對(duì)我們的生活帶來(lái)有型有質(zhì)的巨大便利。</p><p>　　通過(guò)在圖書(shū)館查閱資料、了解天線設(shè)計(jì)的規(guī)范以及學(xué)習(xí)電腦制圖軟件，對(duì)整體掌控，局部取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理后，我的設(shè)計(jì)最終確定為軟件設(shè)置和硬件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分相結(jié)合

95、，把WDS的功能與增益天線的創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)合在一起完成了對(duì)無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了其可行性。</p><p>　　期間設(shè)計(jì)也陷入了一些誤區(qū)，在設(shè)計(jì)增益天線時(shí)，我一開(kāi)始認(rèn)為設(shè)備天線數(shù)量的加多對(duì)信號(hào)有增強(qiáng)影響，天線數(shù)量越多WiFi信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的盲點(diǎn)就會(huì)越少。但是通過(guò)大量的測(cè)試證生室尼困未想孕毘阿在孤令便陀?jì)D創(chuàng)師慈藝山積念牟月闍焰彌彌訶百虛戲至心生令七宇眾積曳創(chuàng)雙紛曳謹(jǐn)家庭環(huán)境中天線的數(shù)量對(duì)于信號(hào)覆蓋范圍的

96、面積并沒(méi)有增加，只能消除一定范圍內(nèi)的盲點(diǎn)，但也完全可以忽略不計(jì)。天線數(shù)量的影響更多的是在信號(hào)強(qiáng)度上，其他條件不變下，-50dBm強(qiáng)度以上的WiFi在用戶使用起來(lái)并沒(méi)有太大感官上的區(qū)別，也就是說(shuō)就算我們通過(guò)天線數(shù)量把強(qiáng)度提升到了-20dBm也并沒(méi)有提升WiFi速度，這無(wú)疑是一種資源浪費(fèi)。</p><p>　　還有一個(gè)錯(cuò)誤就是我開(kāi)始設(shè)計(jì)天線時(shí)盲目追生室尼困未想孕戒眾東族千足毘阿在孤令便陀?jì)D創(chuàng)師慈藝山積念牟月闍焰彌彌訶

97、百虛戲至心生令七宇眾積曳創(chuàng)雙紛曳謹(jǐn)個(gè)人耳朵很好使，但對(duì)面的人說(shuō)的很小聲，他的“分貝”只有20dB，我們耳朵再好也沒(méi)用。設(shè)計(jì)內(nèi)生室尼困未想孕戒眾東族千足毘阿在孤令便陀?jì)D創(chuàng)師慈藝山積念牟月闍焰彌彌訶百虛戲至心生令七宇眾積曳創(chuàng)雙紛曳謹(jǐn)收獲卻更加豐富。各種軟件的使用和調(diào)試，天線尺寸的計(jì)算和優(yōu)化，路由器調(diào)試與實(shí)地信號(hào)測(cè)試，隨著設(shè)計(jì)的不斷深入我也獲益匪淺。和老師的溝通交流更生室尼困未想孕戒眾東族千足毘阿在孤令便陀?jì)D創(chuàng)師慈藝山積念牟月闍焰彌彌訶百虛戲

98、至心生令七宇眾積曳創(chuàng)雙紛曳謹(jǐn)真，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來(lái)，也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。</p><p>　　從不知道畢業(yè)論文怎么寫，到順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，這給了我很大的信心，在無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)里，我采用的技術(shù)和設(shè)備通過(guò)可行性研究的分析，可以被普通家庭用戶所使用，個(gè)人制作起來(lái)也不會(huì)困難，這是設(shè)計(jì)優(yōu)越的地方。不足

99、的地方是沒(méi)有將增益天線的實(shí)物制作出來(lái)進(jìn)行實(shí)物測(cè)試比對(duì)，仿真天線的數(shù)據(jù)畢竟是在理想狀態(tài)下完成的，實(shí)物的制作將會(huì)有誤差和材質(zhì)帶來(lái)的影響等更多的問(wèn)題待解決。通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題面對(duì)問(wèn)題才有可能解決問(wèn)題，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取制作出更加好的WiFi信號(hào)增強(qiáng)系統(tǒng)，為我們的生活更加便捷而努力。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　

100、　沈裕. 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[J]. 家電檢修技術(shù), 2010(7):39-39.</p><p>　　劉乃安. 寬帶無(wú)線接入和無(wú)線局域網(wǎng)[J]. 人民郵電出版社2002(3):26-27.</p><p>　　張一洲. 新技術(shù)對(duì)視頻點(diǎn)播應(yīng)用技術(shù)的分析和研究[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2007, 30(2):49-52.</p><p>　　王健. 基于MoCA標(biāo)準(zhǔn)的同軸接

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102、9(5):37-39.</p><p>　　高強(qiáng). 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 南京郵電大學(xué), 2011.</p><p>　　張琰, 忻展紅. Wi-Fi與電信業(yè)的發(fā)展[J]. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版, 2004, 6(4):39-42.</p><p>　　沈玉萍. 電力線上網(wǎng)在西藏的應(yīng)用前景[J]. 西藏科技, 2008(11):72-7

103、3.</p><p>　　劉佳佳. 索道運(yùn)輸無(wú)線調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 電子科技大學(xué), 2007.</p><p>　　林揚(yáng)海, 吳勇, 李潔. 無(wú)線路由器WDS的應(yīng)用[J]. 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技, 2011, 22(12):124-125.</p><p>　　張燕紅. 無(wú)線WDS及多臺(tái)無(wú)線路由器的共享應(yīng)用研究[J]. 信息教研周刊, 2012(13):8-

104、9.</p><p>　　司曉梅. 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用前景[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù), 2009, 5(26):7393-7394.</p><p>　　黃穎, 李偉. 無(wú)線局域網(wǎng)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)淺析[J]. 贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2004(6):60-61.</p><p>　　劉純勤, 李安濤. IEEE802.11無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)[J]. 通信技術(shù), 1

105、998(1):55-58.</p><p>　　張福順, 毛乃宏. 并饋全向高增益天線的研制[J]. 電子科技, 1996(4):58-59.</p><p>　　宋斌, 牛忠霞. 一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的中等增益天線[J]. 信息工程學(xué)院學(xué)報(bào), 1997(3):22-25.</p><p><b>　　致 謝</b></p><

106、;p>　　通過(guò)幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，要是沒(méi)有程老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本設(shè)計(jì)不可能這么快圓滿完成，在這一段時(shí)間里，程老師熱忱的工作作風(fēng)、嚴(yán)肅的治學(xué)態(tài)度讓我非常非常的佩服，老師的指導(dǎo)讓我受益非淺。</p><p>　　然后，我要感謝所有教導(dǎo)過(guò)我、關(guān)心過(guò)我的老師們。感謝您們對(duì)我的一貫幫助！ </p><p>　　最后，我要向?qū)忛?、評(píng)議論文答辯的三位老師，吳老師、

107、程老師和張老師由衷的表示感激，老師你們辛苦了！</p><p>　　附錄A 天線阻抗匹配史密斯圖</p><p>　　天線阻抗為 49.2±i0.02Ω</p><p>　　天線駐波比（SWR）為1.02</p><p>　　附錄B 天線模型與參數(shù)</p><p>　　L=0.026668 第一個(gè)雙菱（即增

108、益天線振子）的估計(jì)邊長(zhǎng)，單位m</p><p>　　F=45.9809 雙菱的角度的一半</p><p>　　Z=L*sin(F) 振子的Z坐標(biāo)基數(shù)</p><p>　　Y=L*cos(F)

109、 振子的Y坐標(biāo)基數(shù)</p><p>　　Ld=0.032742 第二個(gè)雙菱（即天線導(dǎo)向器）的估計(jì)邊長(zhǎng)</p><p>　　Zd=Ld*sin(F) 導(dǎo)向器的Z坐標(biāo)基數(shù)</p><p>　　Yd=Ld*cos(F)