探索802.11在cbtc中应用研究与安全分析

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1、北京交通大学硕士学位论文802.11在CBTC中应用研究与安全分析姓名：胡建中申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：李开成20050301北京交通大学硕士毕业论文第一章绪论1．1背景第一章绪论1．1．1无线局域网的出现及发展无线网络的历史起源可以追溯到五十年前，当时美军首先开始采用无线信号传输资料，并且对数据进行了加密。这项技术让许多学者得到了一些灵感，1971年，夏威夷大学的研究员开创了第一个基于封包式技术的被称作ALoHNET的无线电通信网络，可以算是早期的无线局域网络(wirclessLocalAreaN

2、eMork，wLAN)。这最早的wLAN包括了7台计算机，横跨四座夏威夷的岛屿I“。wu州利用电磁波在空中发送和接收数据，无需线缆介质。wLAN的数据传输速率现在已经能够达到54Mbil／S，传输距离可远至20km以上。它是对有线联网方式的一种补充和扩展，使网络上的计算机具有可移动性，能快速、方便地解决使用有线方式不易实现的网络连通问题。由于wLAN具有多方面的优点，其发展十分迅速，IEEE继1997年6月通过了802．11标准之后，为了满足更高数据传输速率、抗干扰能力以及移动性等方面的要求，在短短的几年内，又通过了802．

3、11b、802．11a、802．119标准，并不断改善与推出新的协议。再加上蓝牙(Bluetoolh)、HomeRF、IrDA、以及HiperLAN2等无线局域网标准，使得wL～N引起了人们越来越多的关注。wLAN产品已经大批上市，产品价格不断下降，从中长期角度看wu蝌的部署和维护总成本己经可以与有线网络相竞争。wbⅧ各种标准如表1．1所示。北京交通大学硕十毕业论文第一章绪论约和巴黎等世界多个大城市都已决定采用基于无线的cBTc系统改造原轨道交通系统。作为世界最大的地铁改造工程，纽约地铁cBTc改造采用sie瑚ens无线方案

4、，同时Alcatel和A1stom配合为Siemens的设计提供相容的系统。纽约地铁对互操作要求很高，因为工程很大，需要各公司的相互协作来完成，所以纽约地铁转而使用～咖el的基于公开标准的射频方案，而～stom逐渐退出了纽约地铁cBTc改造项目14102004年9月28日，我国武汉轨道交通一号线一期工程正式开通，是中国第一个采用～catel无线cBl℃(SelTracs40)的轨道交通线路。线路全长10公里，设计运输能力为3万人，，J、时，12列4厢列车的最高时速可达80公里16J。1．3选题的目的和意义目前，cBTC已作为

5、下一代无线列车控制技术，币受到越来越多国家的重视及采用，舢catel的sel"x北京交通大学硕士毕业论文第一章绪论施的决定性因素。因此，对基于802．1l的cBTC通信系统的安全性研究具有现实意义和实用价值。1．4论文的主要工作和结构全文共分六章。第一章绪沦。对802．11无线局域网及cBTC做了介绍，简述了国内外CBTc无线通信系统的特点及应用情况，提出了论文研究的内容和方向。第二章802．11体系结构。围绕各组成部分的特点，叙述了接入点支持漫游的原理和工作过程，以及802．11媒体访问控制原理。第三章踟2．11安全机制。

6、根据无线局域网的安全特性和对安全的需求，详细分析了802．11物理层调制技术的原理和抗干扰性能，wEP协议安全机制的工作原理并对其安全性进行分析。第四章802．11安全加强方案。针对wEP的弊端，对改进与加强wEP安全性的认证和加密措施进行了分析，确定了1Psec协议安全加强方案是应用在cBTc中的最佳方案。第五章无线CBl℃安全通信的实现。构建了基于802．11的数据传输试验平台，并建立lPSec隧道，通过试验验证了IPSec的有效性。第六章结论与展望。总结了论文的主要工作，并提出了对迸一步研究的展望。北京交通大学硬上‘#

7、业论文第■章踯2．Il体系结构第二章802．11体系结构2．1802．1l体系结构的组成802．11体系结构17l的组成包括：无线站点sTA(station)、无线接入点AP(AccessPoint)、独立基本服务组IBsS(IndependentBasicse『viceset)、基本服务组Bss(BasicSenriceset)、分布式系统Ds(Dist南utjonSystem)和扩展服务组ESS(ExtendedSenriceSet)，如图2一l所示。Ess(扩展服菇蛆)IBSS【独立基本服莽蛆)图2—1802．1l体系

8、结构一个无线站点S1’A通常由一台PC机或笔记本电脑加上一块无线网卡构成，无线网卡分为台式机用的PCI或ISA插槽的网卡和笔记本电脑用的PcMCIA网卡，或者是Pc机外接转接设备sA(staIionAdapter)，此外，无线的终端还可以是能提供无线连接的嵌入式设备。无线接入点AP可以看成