Практическая работа 13 Беспроводные сети AdHoc. Инфраструктура Точка доступа
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №13 Беспроводные сети AdHoc. Инфраструктура «Точка доступа» 1. Цель работы: Изучение общих принципов построения и организации систем подвижной радиосвязи. 2. Задание 1. Ознакомиться с общими принципами построения систем подвижной радиосвязи. 2. Изучить основные стандарты сотовых систем связи. 3. Изучить принцип повторного использования выделенного ресурса частот. 4. Составить отчет. 3. Настройка системы Wi-Fi Wi-Fi аббревиатура от английского Wireless Fidelity (беспроводная надежность) – это семейство протоколов беспроводной передачи данных IEEE 802.11x (802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n и т.д.). Стандарт беспроводной сети 802.11x, который является составной частью стандартов локальных сетей IЕЕЕ802.x, охватывает только два нижних уровня семиуровневой модели OSI (Open System Interconnection) – физический и канальный, в наибольшей степени отражающие специфику локальных сетей. Беспроводные сети отличаются от кабельных сетей на физическом (Phy) и частично на канальном (MAC) – уровнях модели взаимодействия OSI. Физический уровень IEEE 802.11x - радиоканал. Этот уровень характеризует параметры физической среды передачи данных. Стандарт IEEE 802.11x обеспечивает передачу сигнала, несущего информацию, одним из методов: прямой последовательности (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum) и частотных скачков (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum). Эти методы отличаются способом модуляции, но используют одинаковую технологию расширения спектра. Канальный уровень. Канальный уровень осуществляет управление доступом к передающей среде и обеспечивает пересылку кадров между любыми двумя устройствами беспроводной сети. Канальный уровень разделяется на два подуровня: MAC - управление доступом к среде передачи данных и LCC - управление логическим каналом. Подуровень MAC у этих стандартов несколько отличается. Отличия обусловлены тем, что в Wi-Fi используется полудуплексный режим передачи данных, а в кабельных сетях с архитектурой Ethernet - дуплексный режим. Методы доступа к среде передачи данных, которые используются в локальных беспроводных сетях Wireless LAN (WLAN), - это методы множественного доступа с контролем несущей и предупреждением коллизий или столкновений (CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). В ЛВС с архитектурой Ethernet используется метод доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect). После того, как доступ к среде получен, ею может воспользоваться подуровень LCC. Подуровень LCC, организующий передачу кадров информации, один и тот же в беспроводных сетях Wi-Fi и в кабельных сетях с архитектурой Ethernet. Сети Wi-Fi работают на частотах 2,4 ГГц или 5 ГГц. В стандарте 802.11a используется частота 5 ГГц. В стандартах 802.11b и 802.11g (совместимость с 802.11b) используемая частота - 2,4 ГГц. В стандарте 802.11n (совместимость с 802.11a,b,g) используемая частота - 2,4 или 5 ГГц. В пределах прямой видимости беспроводная связь обеспечивается в радиусе до 300 метров от точки доступа. В закрытых помещениях беспроводная связь обеспечивается в пределах 50 метров. Для беспроводных сетей, работающих в стандартах 802.11b,g,n на частоте 2,4 ГГц, диапазон шириной 83 МГц разделен на 14 каналов (от 2,412 ГГц - 1 беспроводной канал до 2,484 ГГц - 14 канал) через 5 МГц между центральными частотами соседних каналов, за исключением 14 канала. Скорость передачи данных для Wireless оборудования, поддерживающего стандарт 802.11b, не превышает 11 Мбит/с, а для оборудования, поддерживающего стандарт 802.11g, до 54 Mбит/с. Стандарт 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с. Для 802.11a скорость передачи данных - 54 Мбит/c. Безопасность сетей Wi-Fi заслуживает особого внимания, так как сети Wi-Fi является источником повышенного риска для несанкционированного доступа. В сетях Wi-Fi применяются комплексные методы защиты от несанкционированного доступа. Для работы в стандарте 802.11x используется оборудование двух основных типов: точка доступа Access Point и клиенты, к которым относятся различные устройства, оборудованные Wi-Fi - адаптерами. Access Point - это программно-аппаратное устройство, которое состоит из приемопередатчика, выполняющего роль беспроводного сетевого концентратора (интерфейса для клиентов беспроводной сети - WLAN), сетевого адаптера (интерфейса проводной сети) для подключения к кабельной сети LAN или WAN и микроконтроллера для обработки данных. Таким образом, Wi-Fi с одной стороны - это семейство стандартов, а с другой стороны Wi-Fi - это беспроводная технология передачи данных по радиоканалу, которая обеспечивает подключение устройств с беспроводными адаптерами в локальную / корпоративную сеть или обеспечивает подключение их к Интернету. Технология Wi-Fi может быть применена для: - создания беспроводных локальных сетей (WLAN); - расширения возможностей сетей; - организации доступа к Интернету. Создания беспроводных локальных сетей Существует два основных способа организации беспроводной локальной сети (WLAN) – это режимы инфраструктуры (Infrastructure Mode) и точка-точка (Adhoc). В беспроводной локальной сети, функционирующей в режиме Infrastructure Mode (в инфраструктурном режиме Wi-Fi), беспроводные устройства общаются между собой через точку доступа Access Point. Точка доступа передаёт идентификатор сети SSID (Service Set ID) с помощью специальных сигнальных пакетов. Беспроводные устройства подключаются к Access Point, используя ее идентификатор сети SSID, и обмениваются информацией друг с другом. В этом случае Access Point используется в качестве центральной точки подключения беспроводных устройств. Рис.13.1. Инфраструктура точка доступа Беспроводная локальная сеть Adhoc В беспроводной локальной сети типа Adhoc связь устанавливается непосредственно между устройствами, оборудованными Wi-Fi- адаптерами, и в этом случае точка доступа вообще не используется. Режим "Adhoc" - это режим "равный-с-равным" (peer-to-peer). Рис.13.2. Инфраструктура AdHoc Таким образом, в беспроводной локальной сети в режиме Adhoc беспроводные сетевые адаптеры используется для объединения компонентов сети. Организация доступа к Интернету Hotspot - публичная зона беспроводного доступа (Wi-Fi-зона) Технология Wi-Fi может обеспечить доступ к ресурсам сети Интернет по беспроводному протоколу радиодоступа Wi-Fi в радиусе действия точки доступа. Такие общественные точки доступа называются Hotspot или местом, где имеется высокоскоростной беспроводный доступ в сеть Интернет. Хотспот или публичная зона беспроводного доступа — это территория (помещения вокзала, офиса, учебных аудиторий, кафе и т.д.), покрытая беспроводной сетью Wi-Fi, на которой пользователь, имеющий устройство с беспроводным адаптером стандарта Wi-Fi, может подключиться к Интернет. Для расширения зоны радиопокрытия Hotspot или увеличения радиуса действия беспроводной сети можно устанавливать репитеры (ретрансляторы Wi-Fi) через какое-то расстояние от базовой точки доступа, которые будут повторять сигнал базовой точки доступа. В качестве ретранслятора можно использовать точку доступу в режиме репитер. Кроме того, для расширения зоны радиопокрытия Hotspot можно применить специальные выносные Wi-Fi антенны (панельные, параболические и т.д.). В общем случае для организации хотспота точка доступа подключается к провайдеру, используя один из стандартных способов: технологию ADSL, 3G или локальную сеть Fast Ethernet. Рис.13.3. Организация доступа к Интернету Необходимо отметить, что при подключении к точке беспроводного доступа мобильного телефона с интегрированной поддержкой Wi-Fi и сервиса VoIP стоимость международных звонков значительно снижается по сравнению с традиционной и сотовой телефонией. Для организации на большой территории публичной зоны беспроводного доступа, т.е. хотзоны, целесообразно использовать не одну точку доступа, а несколько точек доступа. Для объединения точек доступа, расположенных на большой территории, можно применить стекируемые коммутаторы, а для централизованного управления ими контроллер точек беспроводного доступа. Настройка сете AdHoc Режим Ad Hoc , также называемый режимом одноранговой сети, позволяет узлам связываться напрямую (точка к точке) без необходимости использовать точку доступа, как показано на следующем рисунке. Нет фиксированной инфраструктуры. Беспроводная сеть Ad Hoc должна состоять по меньшей мере из 2 клиентов. В этой статье в качестве примера мы также берем два компьютера: компьютер A и компьютер B . Примечание: До начала настройки убедитесь в том, что служба Windows Zero Configuration ( WZC ) запущена. Если вы не знаете, запущена она или нет, нажмите здесь, чтобы проверить настройки. 1. Создайте профиль сети Ad Hoc на компьютере A Шаг 1: Зайдите на Панель управления -> Сетевые подключения и найдите Беспроводное сетевое соединение. Нажмите правой кнопкой мыши по Беспроводное сетевое соединение и выберите Свойства. Шаг 2: В закладке Беспроводные сети нажмите кнопку Добавить. Шаг 3: В закладке Связи окна Свойства беспроводной сети, введите Имя беспроводной сети [ SSID ]. В нашем примере имя беспроводной сети adhoctest. Затем внизу окна отметьте галочкой ячейку Это прямое соединение компьютер-компьютер; точки доступа не используются. Затем нажмите OK . Шаг 4: После выполнения Шага 3, в Предпочитаемые сети должен появиться профиль сети с именем adhoctest . Нажмите OK для сохранения настроек. 2. Настройте вручную IP -адрес на компьютере A Шаг 5: Нажмите правой кнопкой мыши по Беспроводное сетевое соединение и выберите Свойства. Шаг 6: В закладке Общие нажмите два раза Протокол Интернета ( TCP / IP ). Шаг 7: Отметьте Использовать следующий IP -адрес и введите IP - адрес и маску подсети. Затем нажмите OK. Шаг 8: Нажмите OK в окне Беспроводное сетевое соединение - свойства. 3. Выполните поиск сети Ad Hoc на компьютере B Шаг 9: Нажмите правой кнопкой по Беспроводное сетевое подключение, выберите Просмотр доступных беспроводных сетей. Шаг 10: Найдите беспроводную сеть adhoctest (которая была установлена на компьютере A ) в окне поиска. Затем два раза нажмите по ней и нажмите Подключиться в любом случае. 4. Вручную настройте IP -адрес на компьютере B . Шаги аналогичны проделанным при настройке компьютера A (Шаги 5- 8). Нам нужно назначить другой IP -адрес для компьютера B , маска подсети должна быть такой же, как и у компьютера A . В нашем примере это 192.168.1.20/255.255.255.0. Базовые настройки по построению сети Ad Hoc были завершены. Если мы снова открываем окно поиска сети, то мы видим, что сеть adhoctest подключена. 4. Отчет 1. Цель работы. 2. Исходные данные 3. Результаты расчетов. 4. Выводы. 5. Контрольные вопросы 1. Общие принципы построения беспроводных локальных сетей. 2. Основные стандарты беспроводных локальных сетей. 3. Объясните организацию беспроводных локальных сетей (WLAN)? 4. Как беспроводные устройства взаимодействуют друг с другом в беспроводной локальной сети? 5. Объясните, как настроить специальную беспроводную локальную сеть? 6. Объясните, как организовать выход в интернет? 7. Как настроить сеть AdHoc? ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №14 Изучение настройки безопасности беспроводной сети Wi-Fi 1. Цель работы Изучение общих принципов защиты сетей Wi-Fi. 2. Задание 1. Знакомство с режимами шифрования и аутентификации пользователей. 2. Изучить WER-шифрование для сетей Wi-Fi. 3. Отчетность. 3. Настройки безопасности в беспроводной сети Wi-Fi В первой «линии защиты» рекомендуется установить фильтрацию по MAC-адресам. MAC-адрес - это уникальный (в том смысле, что никакие два не могут быть одинаковыми) идентификатор для конкретного сетевого устройства, например беспроводного адаптера или точки доступа. MAC- адрес записывается в шестнадцатеричном формате. Например, MAC-адрес можно записать как 00-0 F-EA-91-77-9 B. Чтобы узнать MAC-адрес установленного беспроводного адаптера, нажмите кнопку «Пуск» и в открывшемся окне выберите раздел «Выполнить». В открывшемся окне введите команду cmd (рис. 14.1). Рис. 14.1. Запустите окно командной строки Введите в командной строке ipconfig / all (рис. 14.2). Рис. 14.2. Выполните команду ipconfig / all. После определения MAC-адресов всех компьютеров в сети необходимо настроить таблицу фильтрации MAC-адресов в точке доступа. Практически любая точка доступа и роутер предоставляет такую возможность. Настройка данной таблицы осуществляется, во-первых, необходимостью разрешения фильтрации по MAC-адресам, а во-вторых, для занесения в таблицу разрешенных MAC-адресов беспроводных адаптеров. После настройки таблицы фильтрации для MAC-адресов любая попытка подключения к сети с помощью беспроводного адаптера, MAC-адрес которого не включен в таблицу, будет отклонена точкой доступа. Настройка режимы шифрования и аутентификации пользователей Любая точка доступа, а также беспроводной маршрутизатор позволяет пользователям устанавливать шифрование при передаче сетевого трафика в открытой среде. Есть несколько стандартов шифрования, которые обеспечивают точки доступа. Первым стандартом, используемым для шифрования данных в беспроводных сетях, был стандарт WER (Wired Equivalent Privacy). По стандарту WER шифрование выполняется с использованием 40- или 104-битных ключей (некоторые модели беспроводных устройств используют более длинные ключи), сам ключ состоит из набора ASCII-символов длиной 5 (для 40-битного ключа) или 13символов (для 104-битного ключа). Этот набор символов преобразуется в последовательность шестнадцатеричных чисел, которые являются ключевыми. Также возможно использовать шестнадцатеричные значения (одинаковой длины) напрямую вместо набора символов ASCII. Утилиты настройки беспроводного устройства отображают 64-битные или 128-битные ключи, а не 40-битные или 104-битные ключи. Это связано с тем, что 40- или 104-битный ключ является статической частью, к которой добавляется 24- битный вектор инициализации (инициализации), который необходим для рандомизации этой статической части ключа. Вектор инициализации выбирается случайным образом и динамически изменяется во время работы. В результате общая длина ключей с учетом вектора инициализации составляет 64 (40 + 24) или 128 (104 + 24) бит. Протокол шифрования WER не очень мощный даже со 128-битным ключом, поэтому устройства стандарта 802.11g используют алгоритм шифрования Wi-Fi Protected Access - WRA, который включает протоколы 802.1x, EAP, TKIP и MIC. Протокол 802.1x - это протокол аутентификации пользователя. Для работы этого протокола, естественно, требуется специальный RADIUS- сервер, которого нет в домашней сети. Поэтому использовать этот протокол в домашних условиях будет невозможно. TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) - это реализация динамических ключей шифрования. Ключи шифрования имеют длину 128 бит и генерируются с использованием сложного алгоритма, общее количество возможных вариантов ключей может достигать сотен миллиардов, и они часто меняются. MIC (проверка целостности сообщения) - это протокол целостности пакета. Протокол позволяет каналу отбрасывать «вставленные» пакеты через третьих лиц. В дополнение к этим протоколам многие производители беспроводных устройств соглашаются использовать AES (Advanced Encryption Standard), который заменяет TKIP. Итак, после краткого обзора основных концепций технологии шифрования и сетевой аутентификации пользователей, мы приступим к настройке наших беспроводных устройств. Однако, насколько это возможно, мы следуем следующим рекомендациям: если все устройства в сети используют шифрование на основе протокола WRA, мы будем использовать этот метод шифрования (в противном случае вы должны выбрать шифрование WER с 128-битным ключом). Что ж, если все устройства в сети используют шифрование AES, то мы будем его использовать. Начнем с настройки точки беспроводного доступа. Для начала нужно выбрать тип аутентификации. Список типов аутентификации может включать следующие варианты: Open System (открытый); Shared Key (общий); 802.1х; WPA; WPA Pre-shared key. Открытая система (Open System) - это фактически режим, в котором отсутствует сетевая аутентификация. При выборе этого режима вам нужно знать только идентификатор сети (SSID) для доступа к беспроводной сети. В режиме общего ключа можно использовать WER-шифрование трафика. Следовательно, для доступа к сети вам необходимо установить общий ключ шифрования WER для всей сети. Настройки WER-шифрования Если по каким-то причинам решено использовать метод шифрования WER, необходимо установить тип аутентификации Shared Key. Затем вам необходимо установить размер ключа (рекомендуемое значение - 128 бит) и ввести сам ключ. Например, ключ можно записать в шестнадцатеричном формате 00-11-22-33-44-55-66-77-88-aa-bb-cc-dd. Всего можно указать четыре значения ключа, и если указано более одного ключа, необходимо указать, какой из них будет использоваться. Затем необходимо произвести аналогичные настройки на всех беспроводных адаптерах сетевых компьютеров. Это делается с помощью утилиты управления (например, Intel PROSet / Wireless) или через клиент Microsoft. Если вы используете утилиту Intel PROSet / Wireless, вам необходимо открыть главное окно программы, выбрать профиль подключения и нажать кнопку «Свойства». В открывшемся диалоговом окне (рис. 14.3) перейдите на вкладку «Защита настроек» и выберите тип сетевой аутентификации «Общие» (который соответствует типу «Общий ключ»). Теперь вам нужно выбрать тип шифрования WER, указать длину ключа 128 бит и ввести ключ шифрования (00-11-22-33-44-55-66-77-88-aa-bb-cc-dd). Рис. 14.3. Задайте настройки WER-шифрования на беспроводном адаптере с помощью утилиты Intel PROSet / Wireless Чтобы использовать клиент Microsoft для настройки адаптера, вам необходимо открыть диалоговое окно «Свойства беспроводного сетевого подключения» и выбрать желаемый профиль беспроводной сети на вкладке «Беспроводные сети». Нажмите кнопку «Свойства» и в открывшемся диалоговом окне (рис. 14.4 ) введите тип общей сетевой аутентификации, параметр типа WER-шифрования (шифрование данных) и тот же ключ шифрования, что и при настройке точки доступа. Рис. 14.4. Настройте параметры WER-шифрования на беспроводном адаптере с помощью клиента Microsoft Настроить шифрование WRA Если доступно шифрование WRA (т. Е. Все устройства в сети используют его), рекомендуется выбрать этот тип шифрования. Существует два типа шифрования WRA: стандартный режим WRA (иногда называемый WRA-Enterprise) и предварительно подключенный ключ с предварительным общим ключом WRA или личные типы WRA:. Режим WRA-Enterprise используется в корпоративных сетях, поскольку для него требуется сервер RADIUS. Естественно, дома такой режим недоступен. Режим предварительного общего ключа WRA предназначен для личного использования. Этот режим предполагает использование одних и тех же предварительно назначенных ключей шифрования (пароля доступа) для всех сетевых устройств, и первоначальная аутентификация пользователей выполняется с использованием этого ключа. Также есть алгоритм WRA2 (следующая версия протокола WRA). Его можно использовать, если все устройства в беспроводной сети используют этот режим. В этом случае настройки производятся точно так же, как в WRA- режиме. При использовании стандарта WRA в качестве алгоритмов шифрования можно выбрать алгоритмы TKIP или AES. Для настройки шифрования WRA необходимо выбрать тип аутентификации с предварительным общим ключом WRA и установить тип шифрования (шифрование WRA) TKIP или AES в основной точке окна настроек точки доступа. Затем вы должны предоставить ключ шифрования (парольную фразу WRA PSK). Ключ может быть любым словом (например, FERRA). Затем необходимо произвести аналогичные настройки на всех беспроводных адаптерах сетевых компьютеров. Это делается так же, как и в обсуждаемом WER-шифровании. Пример настройки беспроводного адаптера с помощью Intel PROSet / Wireless Management Utility показан на рисунке 14.5. Рис. 14.5. Пример настройки шифрования WRA на беспроводном адаптере с помощью утилиты Intel PROSet / Wireless 4. Отчет 1. Цель работы. 2. Исходные данные 3. Результаты расчетов. 4. Выводы. 5.Контрольные вопросы 1. Каковы общие принципы защиты сетей Wi-Fi? 2. Дайте представление о настройке режимов шифрования и аутентификации пользователей? 3. Как настроить WER-шифрование? 4. Как настроить шифрование WRA? 5. В чем преимущество алгоритма WRA2? ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №15 Изучение параметров сетей WiMAX для организации широкополосного подключения к Интернету 1. Цель работы Изучение устройств, параметров и характеристик сетей WiMAX при организации широкополосного доступа в Интернет. 2. Задание 1. Выбор характеристик радиоинтерфейса. 2. Расчет частотных каналов стандарта WiMAX. 3. Отчет. 3. Расчет Базовая станция WiMAX представляет собой модульное решение, которое может по мере необходимости дополняться различными блоками, например, модулями для связи с магистральной сетью провайдера. В минимальной конфигурации устанавливается модуль радиоинтерфейса и модуль соединения с проводной сетью. При выборе оборудования WiMAX кроме его технических характеристик и цены важное и зачастую определяющее значение представляет такой фактор, как специфические для России трудности оформления частотных разрешений. Дело в том, что в России практически не существует «безлицензионных» диапазонов. Для разных типов оборудования предусмотрен различный порядок получения частотных разрешений. Для работы в любых диапазонах операторы связи должны получить достаточно сложные и многоуровневые разрешения как частотных служб, так и служб надзора за связью. Очевидно, что в нашей стране главным фактором, влияющим на скорость внедрения систем WiMAX. являются вопросы регулирования спектра, так как развитие рынка услуг WiMAX напрямую зависит от выделения операторам необходимого частотного ресурса. Сегодня наиболее перспективными с точки зрения будущего развития технологии WiMAX являются диапазоны в районе 2.4, 3.5 и 5.6 ГГц. Оборудование должно производиться специализированной компанией, имеющий опыт разработки и производства беспроводного оборудования, что является некоторой гарантией качества. Технические характеристики оборудования, предоставляемые производителем, должны быть достаточно полными, для того чтобы по ним можно было сделать вывод о его возможностях. Представление таких характеристик говорит о профессионализме сотрудников и в определенной мере гарантирует, что речь идет об оригинальном продукте, а не о перепродаже малоизвестного бренда под торговой маркой продавца. Желательно, чтобы базовая станция имела возможность секторирования и поэтапного наращивания производительности, для чего она должна иметь возможность подключения внешней антенны. Тогда на первом этапе достаточно одной базовой станции с всенаправленной антенной, на следующем — двух, с антеннами с шириной диаграммы 180°, и так далее. Оборудование должно быть сертифицировано. Должна быть возможность получения разрешения на использование частот в диапазонах, используемых оборудованием. Система должна обладать приемлемой стоимостью, причем в первую очередь важна минимальная стоимость абонентского оборудования. Принцип действия Mobile WiMAX идентичен сетям сотовой связи: несколько рядом расположенных базовых станций Mobile WiMAX образуют соту, соты обьеденяются между собой и обеспечивают непрерывное покрытие целого города. Оборудование Mobile WiMAX обеспечивает большую скорость передачи данных, по сравнению с сотовыми сетями. Они сравнимы со скоростью доступа в проводных сетях. Основными техническими характеристиками устройств WiMAX являются: - Дальность действия: до 60 км; - Максимальная скорость передачи данных: до 70 Мбит/с на сектор одной базовой станции; - Рабочая частота: 2-11 ГГц; - Спектральная эффективность: до 5 бнт/сек/Гц: - Покрытие: расширенные возможности работы вне прямой видимости значительно улучшают качество покрытия обслуживаемой зоны; - Скорость доступа в интернет в пределах сектора базовой станции на клиентских устройствах - до 10 Мбит/с; - Зона действия одного сектора базовой станции в условиях плотной застройки - от 800 до 1500 метров; - Мобильность: мгновенное переключение клиентского Mobile WiMAX оборудования между базовыми станциями на скорости движения до 120 км/ч. 4.2. Расчёт частотных каналов. Общее число частотных каналов, выделенных для развертки сотовой сети связи в данном месте, определяется по формуле: (4.1) ( ) Где int(x) – целая часть числа x; ΔF-частотный спектр; F k – полоса частот, занятая одним частотным каналом системы (частотный разнос между каналами) Определение размерности кластера Для определения необходимой размерности кластера С при заданных значениях p o и p 1 используют соотношение. [ √ ∫ ] Где p(C) – процент времени, в течение котрого соотношения мощность сигнал/мощность помехи на входе приемника MS будет находиться ниже защитного отношения p o Интеграл представляет собой табулированную Q-функцию: √ ∫ Нижний придел этого интеграла имеет вид: ( ) (4.4) где p o и α 1 выражены в дБ; β e – определяется соотношением: ∑ [ ] (4.5) В свою очередь значения α p и α e определяются по формулам; (4.6) { [ ] ∑ ∑ } (4.7) α - параметр, который определяет диапазон случайных флуктуаций уровня сигнала в точке приема. Коэффициент β i представляет собой медианное значение затухания радиоволн на i- ном направлении увеличении помехи. Эти коэффициенты обратно пропорциональны четверти ступени расстояния до источника помехи. Величина М обозначает число базовых станций, которые «мешают», расположенных в соседних кластерах. С начало рассмотрим случай, для всенаправленной антенны, где φ =360 0 , N s =1, … и β 1 = β 2 = (q-1) -4 , β 3 = β 4 = q -4 , Β 5 = β 6 = (q +1) 4 Где N s – число секторов. Выбираем значение С=3. γ=0,1ln10=0,23 √ (4.8) √ Определим { [ ] ∑ ∑ } Вычислить квадратный корень, из полувчешегося значения получаем: √ Отсюда следует: √ (∑ ) [ ] Теперь вычислим нижнюю границу Q-функции: ( ) Этому значеню в таблице соответсвует величина, равная 1-0,161*10 -8 , это занчение приблезительно равно единице. Считая по формуле (4,2), получаем, Полчившееся значение явно более Р с / Р ш (р о ), которое из задания равно 10. Отсюда следует, что данный тип антенны и выбранное значение кластера не подходит для указанного стандарта. Теперь рассмотрим случай для направленной антенны, у котрой угол диаграммы направленности φ=120 0 , N s =3, М=2 Выбираем значение С=4 √ Определим { [ ] ∑ ∑ } Вычислим квадратичный корень, и из получившегося значения получим: √ Отсюда следует: √ (∑ ) [ ] Теперь вычислим нижнюю границу Q-функции: ( ) Этому значению в таблице соответствует величина, равная 0,0838. Считаем по формуле (4.2), получаем: р(С)=0,0838*100=8,38 Получившиеся значение немного меньше Р с / Р ш (р о ), отсюда вытекает, что данный тип антенны является наиболее оптимальным. 4.4. Расчет частотных каналов для обслуживания абонентов БС Число частотных каналов, которые используются для обслуживания абонентов в одном секторе, определяются по формуле: (4,9) ( ) где N s – число секторов. 4.5. Расчет допустимой нагрузки БС Величина допустимой нагрузки в одном секторе определяется соотношением: [ √ ( √ ) ], (4,10) При условии, что √ , (4,11) где n o = n s * n a n a – число абонентов, которые могут одновременно использовать один частотный радиоканал. В данном случае величина n a =1, так как испольуется аналоговый стандарт. √ Подкоренное выражение больше, чем величина Р В так как 0,11 < 0,252. [ √ ( √ ) ] 4.6. Расчет числа абонентов, обслуживающихся одной БС При заданной активности одного абонента в час наибольшей нагрузки можно рассчитать число абонентов, которые обслуживаются одно БС по формуле: ( ) (4.12) ( ) Расчет количества БС Наибольшее число базовых станций на заданной территории обслуживания определяется соотношением: ( ) (4.13) ( ) Где N a – заданное число абонентов, которых обслуживает сотовая сеть связи. 4.8. Расчет радиуса зоны обслуживания БС Величину радиуса можно определить, используя выражение √ (4.14) √ 4. Отчет 1. Цель работы. 2. Исходные данные 3. Результаты расчетов. 4. Выводы. 5. Контрольные вопросы 1. Основные параметры, используемые при расчете стандарта WiMax. 2. Основными техническими характеристиками устройств WiMAX 3. Определение размерности кластера в стандарте WiMax. 4. Расчет частотных каналов для обслуживания абонентов БС. 5. Расчет количества БС. 6. Расчет радиуса зоны обслуживания БС. |