家庭宽带无线接入技术研究

黄桂泉

摘要：随着我国移动通信技术的发展，智能手机已进入千家万户，其它智能终端的应用也越来越广泛。由于无线信号的简洁性和方便性，无线组网方案被众多无线家庭网络平台所采用。但无线信号容易受到周围环境的影响，因此家庭宽带的无线接入技术的改善成为了提高无线平台性能的关键。本文分析了家庭宽带无线接入技术的特点及实施方案，希望可以为家庭无线宽带方面的研究提供借鉴。

关键词：家庭宽带；无线接入；超宽带

近年来，随着宽带技术的发展，越来越多的家庭已经可以享受到网络的便捷，同时也要求宽带技术提供更加良好的网络性能，于是又出现了超宽带技术（UWB）。所谓超宽带技术，实际上是普通宽带技术的一种升级，它可以实现更宽的频谱，并且采用超低功率的信号进行传输，特定条件下可以达到Gbp级别的传输速率，比传统的宽带技术在性能上有极大的提升[1]。UWB在抗干扰、高速率、宽带宽、低功耗等方面的性能使其开始广泛应用于室内通信平台、高速无线宽带、家庭网络平台、无线电话、雷达通信等领域[2]。

1家庭组网技术的特点

超宽带技术的广泛应用得益于其优异的性能。无线宽带接入技术对设备的移动性支持是有线宽带无法实现的，另外无线方案无需布线，在很多无法布线的区域应用广泛，在分散的农村地区也将有广阔的应用市场，它比卫星接入、电信网接入等方案在成本上具有明显的优势[3]。首先，UWB具有比传统宽带技术有更宽的带宽，其带宽通常可以达到1GHz以上，在特定条件下还可以实现更高[4]。带宽的增加同时也使容量得到了明显的提高，它也能够与窄带通信系统并行工作而保持原有的性能；其次，UWB技术在抗干扰上的性能有了很大的提升，其根本原因是由于采用了较先进的跳时扩频技术，与传输的无线传输技术相比具有更强的稳定性；再次，UWB技术由于无需载波即可实现信号传输，因而只需要采用更低的功耗，其基本原理是采用了瞬间脉冲来表达信号电平，直接传输二进制信号；最后，UWB技术由于采用了跳时扩频技术[5]，因而在保密性能上更加优异，因为接收机需要事先知道发送端的扩频码才能进行解码，与传统的接收机不能通用。

2家庭宽带无线接入技术分析

由于无线信号有一个功率限制，因此家庭无线往往会有一定的盲区。为了改善这个问题，目前的无线组网开始采用无线路由和无线AP的解决方案，实现全覆盖的同时，也使多个移动终端可以自由共享数据。下面将分析家庭宽带无线组网技术的结构、配置及应用特点。

2.1无线路由独立组网方案

采用了一个无线路由器进行组网，按照星形拓扑结构使各终端实现互联。网内设备通过无线路由接入互联网，从而完成了家庭宽带的无线接入。无线路由的信号来自于外部的交换机，只需用一要网线将其WAN口与LAN口相连即可打通物理链路。对于无线路由的运行参数，一般启用SSID广播方式，并采用WPA-PSK／WPA2-PSK进行加密。为了减少网络维护的麻烦，路由采用动态IP分配，自动获取IP地址。显然，这种方案虽然采用了无线路由器，实际上也可以很容易改造成有线宽带网络，使用比较灵活，对于一般的家庭宽带而言已经可以满足使用要求。

2.2无线路由器中继方案

与无线路由独立组网的方式不同的是，中继组网方案采用了多个无线路由器，其中一个是主路由器，负责与外部互联网的连接，在其下面再分级连接路由器，实现中断功能，并把信号传输到家庭宽带系统。由于功能上的不同，主路由采用与下级路由不同的配置方案。主路由同样需要启用无线功能和SSID广播，将其内网地址设置为192.168.0.1，局域网密码采用WPA-PSK／WPA2-PSK进行保护，由于需要从外网获取公网IP，因此配置为动态IP模式。下级路由器除了无线功能、SSID广播外，最主要的区别是采用无线桥接功能及固定IP模式，因为对于主路由而言，下级路由均为内部局域网，因此采用静态IP模式更便于使用和维护。该方案同样可以改造为有线宽带组网模式，但由于中继路由的存在，使得改造的难度进一步提高。但次级路由的无线桥接功能显然可以进一步扩大无线信号的覆盖范围，实现全家庭无盲区覆盖。

2.3方案对比及性能分析

家庭无线网络的性能可以通过平均传输速度、平均吞吐量和平均响应时间等参数来进行评估。中继路由器的存在使信号传输更远，但需要牺牲网络的响应时间，信号需要更长时间的传输才能被网内设备所接收，同时，传输速度也会相应下降。实际上，如果采用无线AP方法，将获得比无线路由更加优异的网络性能。中继设备的数量不宜过多，否则会使响应时间和传输时间进一步增加，严重时会影响网络的体验。另外，考虑到宽带接入的速度要求，一般家庭宽带中的移动设备数量不宜过多。对于一般的小家庭而言，采用无线路由独立组网方案已经可以满足使用要求，且传输速度比较高，使用体验较好。对于需要完全无线信号覆盖的家庭来说，可以采用第二种无线路由中继方案。如果室内结构较复杂，墙体较多，面积较大，而又需要实现全覆盖时，可以采用多级中继方式来实现，但需要牺牲一定的网络性能。

3结语

从本文的分析不难看出，家庭宽带无线接入具有很大的优势，它对设备的移动性支持是有线宽带无法实现的，无线方案无需布线，在很多无法布线的区域应用广泛，可以预见，未来在分散的农村地区也将广泛推广宽带无线接入技术，以节省实施成本。在城市地区，无线接入方案也有一定的优势，因为无线接入的成本比卫星接入、电信网接入等方案更低。尽管无线宽带有很多优势，也得到了广泛应用，然而在管理和技术上仍然存在一些问题，例如各运营商各自为政，无统一标准，兼容性差等等，并且无线信号传输也会一定程度上受到天气、基站等环境的影响，并且与宽带骨干网、公共电信网等的对接还不能做到完全无缝互联。但随着技术的发展，家庭宽带的无线接入仍然是一种重要的趋势。

参考文献：

[1]周群.宽带无线接入技术的应用与不同技术对比分析[J].数字通信世界，2017（5）.

[2]韩寸叶.无线宽带接入网技术的应用及发展[J].电子制作，2016（23）：77-77.

[3]苏秋侠.家庭宽带无线接入技术研究[D].云南大学，2012.

[4]唐雄燕.宽带无线接入技术及应用[M].电子工业出版社，2006.

[5]赵俊.宽带无线接入网技术的应用[J].通讯世界，2015（24）：40-40.