導(dǎo)語：如何才能寫好一篇無線網(wǎng)絡(luò)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

信息通信技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速普及，使得包括筆記本電腦、智能手機(jī)和平板電腦等終端使用呈現(xiàn)爆炸式的增長。根據(jù)工信部電信研究院的《移動(dòng)終端白皮書2012》，2011年全國移動(dòng)智能終端出貨量超過1.1億部，超過了2011年之前中國移動(dòng)智能終端出貨量的總和。而目前包括智能手機(jī)和平板電腦等在內(nèi)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的全球年出貨量已經(jīng)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的PC出貨量[1]。根據(jù)全球權(quán)威的技術(shù)研究和咨詢公司Gartner最新預(yù)測，2014年全球IT終端設(shè)備（個(gè)人電腦、平板電腦和智能手機(jī)）出貨量預(yù)計(jì)將超過25億臺，與2013年相比，增長7.6%[2]。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會生活的各個(gè)領(lǐng)域，人們無時(shí)不刻地需要保持網(wǎng)絡(luò)連接，這與乘坐飛機(jī)旅行中不能使用各種移動(dòng)終端之間產(chǎn)生了極大的矛盾，對此國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都給予了高度的關(guān)注，文獻(xiàn)[3]提出了一種面向衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)重傳擴(kuò)頻時(shí)隙ALOHA多址接入控制方法。目前已有多家航空公司嘗試在飛機(jī)上安裝機(jī)載衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)，并開始試點(diǎn)基于機(jī)載衛(wèi)星通信系統(tǒng)向乘客提供無線接入的測試和試運(yùn)營的工作，國內(nèi)民航公司也已經(jīng)開始計(jì)劃利用衛(wèi)星通信技術(shù)，為客艙提供寬帶通信服務(wù)，解決飛行中的信息孤島問題[4]。傳統(tǒng)上而言，在飛機(jī)飛行的全程中都不允許使用各類電子設(shè)備、特別是包括帶有無線和射頻等功能模塊的手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等。飛機(jī)起降期間是飛行中事故最易發(fā)的時(shí)間段，此時(shí)如果手機(jī)或電腦嘗試登錄或連接地面無線網(wǎng)絡(luò)，會發(fā)射較強(qiáng)的無線信號，可能超出了航空環(huán)境的輻射信號安全允許范圍，繼而對飛機(jī)上的通信、導(dǎo)航和飛行控制等電子設(shè)備造成影響和干擾。即使在機(jī)艙內(nèi)建立一個(gè)小型無線網(wǎng)絡(luò)，降低地面無線網(wǎng)絡(luò)的影響，但現(xiàn)行的法律法規(guī)仍然嚴(yán)格限定在飛機(jī)起飛和降落時(shí)不允許使用各類電子設(shè)備，只有在平飛階段旅客才可使用機(jī)載無線網(wǎng)絡(luò)，盡可能地減小對飛行安全的影響。另一方面，已經(jīng)提出的機(jī)載無線網(wǎng)絡(luò)解決方案僅支持筆記本電腦和平板電腦等配置了無線局域網(wǎng)（WLAN）的終端設(shè)備，依然不能使用手機(jī)等傳統(tǒng)的移動(dòng)通信終端。對于經(jīng)常搭乘飛機(jī)出行的商務(wù)乘客而言，他們對于機(jī)票價(jià)格的敏感性比較低，但是對于航班途中能夠提供的服務(wù)敏感性比較高。特別對于搭載國際和長途航班的商務(wù)乘客而言，在數(shù)小時(shí)乃至十幾個(gè)小時(shí)航程的航班上無法與外界溝通，可能造成非常大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。如果能夠在飛行中提供通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，即使增加一定的成本，但與長時(shí)間失去外界聯(lián)系造成的損失相比仍是可以接受的。顯然，對于商務(wù)乘客而言會傾向于優(yōu)先選擇可以提供地空互聯(lián)的航班。而對于航空公司而言，提供額外的通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也會給其帶來附加的收入或通過降低航班票價(jià)的折扣比例獲得收入增加，而飛機(jī)制造商和維護(hù)廠商也能從設(shè)備采購、安裝和維護(hù)等環(huán)節(jié)中獲得收益。不難看出，提供機(jī)載通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都具有顯著的正面影響，在飛機(jī)上安裝地空互聯(lián)和機(jī)載無線接入系統(tǒng)將是未來航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢，結(jié)合拓?fù)淇刂萍夹g(shù)和功率控制技術(shù)，采用定向天線代替全向天線的通訊機(jī)制有效地緩解了無線骨干網(wǎng)絡(luò)的信號干擾問題。[5]目前已經(jīng)提出的機(jī)載無線網(wǎng)絡(luò)的主要實(shí)現(xiàn)方式是首先由飛機(jī)通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)接后與地面主站實(shí)現(xiàn)通信，飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)建立無線局域網(wǎng)（WLAN），并使機(jī)上乘客通過WLAN接入機(jī)艙局域網(wǎng)。這種方案的主要缺點(diǎn)是WLAN使用的多為2.4GHz~5GHz的電磁波段，頻譜資源非常有限，對于乘客密集的飛機(jī)機(jī)艙應(yīng)用場景而言，較多用戶同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)的帶寬很難保證；同時(shí)該頻段還有包括藍(lán)牙等其他短距無線網(wǎng)絡(luò)的干擾。考慮到飛機(jī)上空間非常有限，大量各類通信、控制和傳感等電子裝置及其線纜密集地集中在較小的布線空間內(nèi)，而增加WLAN接入點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)布線無疑會遇到許多困難，更重要的是WLAN的無線信號也可能對一些電磁干擾敏感的電子設(shè)備造成影響，機(jī)艙的電子環(huán)境發(fā)生變化使得飛機(jī)制造商和航空公司不得不投入巨資重新考慮機(jī)上的電磁兼容問題?？梢姽馔ㄐ牛╒LC）技術(shù)是利用發(fā)光二極管（LED）等發(fā)出的肉眼覺察不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的，即將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)制在LED發(fā)出的光并進(jìn)行傳輸，利用光電轉(zhuǎn)換器件接收光載波信號并解調(diào)以獲取信息。可見光通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍就是燈光所能達(dá)到的范圍，不需要電線或其他的連接。與WLAN技術(shù)相比，可見光通信系統(tǒng)利用照明設(shè)備代替WLAN中的基站或熱點(diǎn)，采用MIMO-OFDM技術(shù)其傳輸容量可達(dá)數(shù)Gbit/s。[6]可見光通信同時(shí)實(shí)現(xiàn)了照明和通信，將其引入機(jī)載無線通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)可以直接利用原有的機(jī)艙中的閱讀燈，無需增加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)布線和熱點(diǎn)等設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)低成本的機(jī)艙內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)，不僅對飛行安全而且實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保。本文針對基于VLC的機(jī)艙無線網(wǎng)絡(luò)的信道和布局進(jìn)行了研究，論文第二節(jié)給出了VLC系統(tǒng)原理及關(guān)鍵技術(shù)，第三節(jié)是機(jī)艙內(nèi)VLC系統(tǒng)的布局模型研究和性能分析。

2VLC系統(tǒng)原理和關(guān)鍵技術(shù)

人們使用的照明光源已經(jīng)歷經(jīng)了白熾燈、節(jié)能燈和LED三代，其中白光LED因其能耗低、壽命長、尺寸小、亮度高等特點(diǎn)迅速占領(lǐng)了市場，得到人們的廣泛認(rèn)可，成為理想的照明光源。正是因?yàn)長ED照明燈將在未來普及，人們想到在LED燈泡照明的同時(shí)，將信息加載到燈光上，而通信所使用的較高調(diào)制頻率人眼無法察覺，從而在照明的同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。可見光作為信息傳輸介質(zhì)與傳統(tǒng)的射頻及無線通信方式相比，有著諸多優(yōu)勢，其中最主要的就是可見光通信不需要復(fù)雜的電磁波頻譜分配，可以作為現(xiàn)有射頻無線通信的補(bǔ)充，極大地?cái)U(kuò)展通信所使用的電磁波頻譜范圍。傳統(tǒng)的射頻和無線通信技術(shù)最大的一個(gè)缺點(diǎn)是需要對所使用的電磁波頻譜進(jìn)行仔細(xì)劃分和規(guī)劃，特別是使用較多的射頻和微波頻段，可以使用頻譜資源非常有限。同時(shí)，射頻和無線通信的空中接口是開放的，存在難以完全解決的安全問題。而可見光通信使用的頻率約在400~800THz（波長約為375~780nm），其信道的使用是完全免費(fèi)的，不需要購買或授權(quán)使用許可。在信息安全方面，可見光通信也有其獨(dú)特的優(yōu)勢，可見光傳輸是視距（LOS）模式，只要信道被遮擋信號就會中斷，減小了信息被竊取的機(jī)會。同時(shí)，可見光通信還具有高度的安全性，不會涉及如射頻和無線信號可能存在的對人體健康產(chǎn)生的影響或傷害。基于LED的可見光通信最早由日本的中川研究室于20世紀(jì)初提出，國內(nèi)在2006前后開始跟蹤相關(guān)的研究進(jìn)展，并對可見光通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了初步研究[7]-[9]；文獻(xiàn)[10]提出了一種基于光碼分多址（OCDMA）的可見光通信的無線局域網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；文獻(xiàn)[11]和[12]提出了一種基于USB接口的室內(nèi)可見光無線接入電路；文獻(xiàn)[13]和[14]分別就如何削弱VLC系統(tǒng)中多徑串?dāng)_和背景光噪聲的影響，以及室內(nèi)光照度的分布等進(jìn)行了研究?？梢姽馔ㄐ抛鳛橐环N新型的無線通信方式，在一些特殊情形下有著突出的優(yōu)勢，例如一些對于電磁干涉敏感的環(huán)境如醫(yī)院和航空器等，一個(gè)典型的可見光通信系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。如圖可知，一個(gè)典型的VLC系統(tǒng)主要包括光源與驅(qū)動(dòng)、光檢測與放大、調(diào)制與解調(diào)、信號處理等部分組成。可見光通信系統(tǒng)利用LED光源發(fā)出的光信號傳遞信息，現(xiàn)階段的白光LED相比于白熾燈具有極好的響應(yīng)性能（白熾燈響應(yīng)時(shí)間為毫秒級，LED響應(yīng)時(shí)間為納秒級），且LED電光轉(zhuǎn)化效率高（接近100%），非常適合高頻電信號的調(diào)制。使用RGB-LED可以滿足比傳統(tǒng)白光LED更加多元的需求，當(dāng)需要用到某一波段的燈光時(shí)，RGB的混色可以隨心所欲[15]?？梢姽馔ㄐ畔到y(tǒng)中最基本的調(diào)制方式是幅移鍵控（ASK），隨著對系統(tǒng)容量需求的不斷提升，也開始逐步引入包括正交頻分復(fù)用（OFDM）等先進(jìn)的調(diào)制方案。調(diào)制后的光載波信號直接在大氣中傳輸，因此需要考慮信道中可能的外部影響。對于室外和室內(nèi)使用的VLC系統(tǒng)而言，干擾源及其影響不盡相同。例如對于室外VLC應(yīng)用場景，主要的干擾源是太陽光等自然光的強(qiáng)背景輻射噪聲，而在室內(nèi)環(huán)境中，則是各種照明光源帶來的干擾。對于特定的應(yīng)用場景而言，兩種干擾可能會同時(shí)存在。例如對于基于VLC技術(shù)的機(jī)艙通信系統(tǒng)而言，機(jī)艙照明燈和窗戶照進(jìn)來的陽光會對VLC信號同時(shí)產(chǎn)生影響。另一方面，對于無線信道的傳輸通常需要考到多徑效應(yīng)等影響，但是對于機(jī)艙閱讀燈等特定應(yīng)用場景而言，由于其照射范圍比較集中，受鄰座閱讀燈干擾很小，可以只考慮直射光信號。經(jīng)過信道傳輸后，VLC系統(tǒng)接收端通過光檢測器（如光電二極管PD）來檢測光信號，把光信號轉(zhuǎn)換成電信號后經(jīng)過解調(diào)還原處原始信息。對于VLC系統(tǒng)而言，一般需要在為了保證接收到足夠的光信號，VLC系統(tǒng)一般在PD前配置了透鏡用以對接收到的光功率進(jìn)行聚焦。特別是對于室內(nèi)VLC應(yīng)用環(huán)境，由于PD有效檢測面積很小，接收到的光信號較弱，考慮到相鄰光源可能的干擾，用透鏡，把光信號會聚到PD上，可以有效增加PD接收到的光信號強(qiáng)度，并且減小相鄰信號的干擾。PD將光信號轉(zhuǎn)成電信號后，需要經(jīng)過信號放大、濾波整形、定時(shí)再生后、解調(diào)后可恢復(fù)出原始信號。

3基于VLC的機(jī)載無線通信系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)模型和基本參數(shù)由于基于VLC的機(jī)載通信系統(tǒng)應(yīng)用的基本前提是不對已有的飛機(jī)機(jī)艙格局進(jìn)行改變，因此我們通過對典型民用客機(jī)的機(jī)艙環(huán)境進(jìn)行調(diào)研和資料查閱，初步構(gòu)建了基于乘客獨(dú)立閱讀燈的通信+照明合一的VLC系統(tǒng)模型。以民用航空中使用最普及的波音系列客機(jī)座椅作為參照進(jìn)行系統(tǒng)建模，一般情況下認(rèn)為前排座椅背面放下的小桌板為乘客理想的工作平面，而小桌板的尺寸為400×2402mm。因此，只要滿足在這個(gè)平面區(qū)域內(nèi)照明和通信即可。圖2和表1分別給出了機(jī)艙座椅模型和主要參數(shù)。如果不考慮外部遮擋，當(dāng)光源位于工作平面的正上方時(shí)，該模型為最佳模型，此時(shí)光源到小桌板的垂直距離為850mm。但是基于VLC的機(jī)載通信系統(tǒng)中一個(gè)重要的問題是必須考慮到遮擋效應(yīng)，即當(dāng)前排乘客放倒座椅時(shí)，此時(shí)座椅角度會增大至傾斜約38°（初始傾斜角度為15°）。此時(shí)若VLC光源仍位于工作平面正上方，則將會有一部分區(qū)域?yàn)檎彰魍ㄐ抨幱?。因此需要將光源位置水平后移一定距離，保證工作區(qū)域始終處于照明條件下。通過計(jì)算得到完全無遮擋的并且光源距離工作平面中心最近的水平距離為544mm，光源的發(fā)射角約為11.5°，如圖3所示。

3.2性能分析

基于VLC的機(jī)載無線通信系統(tǒng)的基本要求，是所使用的LED光源的光照強(qiáng)度滿足相關(guān)的機(jī)艙照明標(biāo)準(zhǔn)，針對我們設(shè)計(jì)構(gòu)建的機(jī)艙VLC通信系統(tǒng)模型，根據(jù)HB6491-91《飛機(jī)內(nèi)部照明設(shè)備通用要求》，并參考《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊》的相關(guān)章節(jié)，其有效照度的指標(biāo)要求光照度應(yīng)達(dá)到300～500lx之間[17]。由此可見，點(diǎn)光源在面元ds上所產(chǎn)生的光照度與光源的發(fā)光強(qiáng)度I成正比，與距離的平方成反比，并且與面元相對于光束的傾角θ有關(guān)，這個(gè)即為點(diǎn)光源光照度的距離平方反比定律。由于白光LED是一種非相干光源，不會形成光的干涉現(xiàn)象，因此多個(gè)LED構(gòu)成陣列時(shí)遵循疊加原理，即總的光照度1NiiEE???，其中iE為每個(gè)LED的光照度，N代表總LED燈的個(gè)數(shù)。結(jié)合現(xiàn)有機(jī)載照明燈的尺寸和文獻(xiàn)中一般采用的LED陣列，本文使用的模型中為光功率1W，中心發(fā)光強(qiáng)度為55cd的LED芯片。當(dāng)光源距離工作平面中心554mm時(shí)，采取3?3的陣列模式，等效發(fā)光面積大小為60×602mm。當(dāng)光源位于工作平面中心正上方時(shí)，采取3?2的陣列模式，等效發(fā)光面積大小為60×362mm。根據(jù)以上建立的模型，可以計(jì)算得出機(jī)載VLC系統(tǒng)中接收平面（小桌板）處的光照度分布以及最值。當(dāng)光源距離工作平面中心554mm（如圖5a所示）時(shí)，與光源位于工作平面中心正上方（如圖5b所示）相比，工作平面靠近乘客的一端有更大光照度。另一方面，由機(jī)閱讀燈照明范圍一般只覆蓋到每位乘客小桌板范圍，不會影響到其他乘客，所以這里我們只考慮光線直射情況。從圖中我們可以看出，該光源模式下，靠近光源的小桌板一側(cè)會出現(xiàn)光照度最大值，小桌板的兩側(cè)會出現(xiàn)光照度最小值，這符合飛機(jī)閱讀燈只給單個(gè)乘客提供照明而又不影響其他乘客的要求，也保證了來自相鄰座位的通信干擾相對較低。圖6給出了中心光源對相鄰座位的影響，只有中心光源照明時(shí)，相鄰座位接收到的光照度不足300lx，并且可以通過調(diào)整接收機(jī)的接收角，以達(dá)到完全屏蔽來自相鄰座位光源的信號。同時(shí)小桌板中心區(qū)域照明度滿足國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）提出的工作照明300-500lx的要求。圖7給出了本文提出模型的工作平面處接收光功率計(jì)算結(jié)果，可以看出在工作平面內(nèi)，光線入射角處于光探測器接收范圍內(nèi)。與圖5給出的光照度分布圖對比可以發(fā)現(xiàn)，光電探測器的接收功率分布大致類似于光照度分布，但相對于光照度分布值相對陡峭，這是由于接收角的存在，LED陣列正下方的光線很容易進(jìn)入探測器的接受范圍之內(nèi)，而邊緣的光線因?yàn)榻邮战堑脑蜉^難進(jìn)入探測器接收范圍之內(nèi)。

4結(jié)束語

篇2

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、上網(wǎng)本和平板電腦的快速發(fā)展和推動(dòng)下，越來越多的移動(dòng)通信用戶逐漸發(fā)展成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶，從而推動(dòng)了移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)性增長。TD-LTE是一種融合了互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信特點(diǎn)而發(fā)展起來的創(chuàng)新技術(shù)，是目前在中國通信行業(yè)廣泛興起的新型時(shí)分技術(shù)。目前，隨著TD-LTE在全國范圍內(nèi)的商用，必將進(jìn)一步推進(jìn)TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈特別是各類TDD制式的終端產(chǎn)品快速走向成熟，TD-LTE也將成為未來通信領(lǐng)域的總體發(fā)展趨勢。為了應(yīng)對今后更大規(guī)模TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中可能碰到的問題，本文對TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化方法進(jìn)行探討和分析。

2TD-LTE網(wǎng)絡(luò)概念

TD-LTE即TimeDivision-LongTermEvolution（分時(shí)長期演進(jìn)），是由阿爾卡特朗訊、諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術(shù)、中興通訊、中國移動(dòng)等業(yè)者所共同開發(fā)的第四代（4G）移動(dòng)通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)[1]。TD-LTE技術(shù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：具備靈活的帶寬配置，支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz；峰值速率(20MHz帶寬）達(dá)到下行100Mbit/s，上行50Mbit/s；控制面時(shí)延小于100ms，用戶面時(shí)延小于5ms；能為速度大于350km/h的用戶提供100kbit/s的接入服務(wù)；支持增強(qiáng)型MBMS（E-MBMS）；取消CS域，CS域業(yè)務(wù)在PS域?qū)崿F(xiàn)，如VoIP；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化，低成本建網(wǎng)。

3TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)

3.1物理層技術(shù)

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)物理層技術(shù)中包括基本傳輸技術(shù)和多址技術(shù)、編碼調(diào)制技術(shù)、MIMO技術(shù)以及幀結(jié)構(gòu)等。LTE中傳輸技術(shù)采用OFDM調(diào)制技術(shù)，可以減輕由無線信道的多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對系統(tǒng)造成的影響。在信道編碼方面，LTE采用Turbo碼，采用可以適應(yīng)宏小區(qū)、微小區(qū)、熱點(diǎn)等各種環(huán)境的MIMO技術(shù)。同時(shí)規(guī)定了2種子幀長度，即基本的子幀長度為0.5ms，當(dāng)考慮與TD-SCDMA系統(tǒng)兼容時(shí)，采用0.675ms子幀長度。

3.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)

LTE和傳統(tǒng)的3GPP接入網(wǎng)相比，減少了RNC節(jié)點(diǎn)，采用由NodeB構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，有利于簡化網(wǎng)絡(luò)和減小時(shí)延，實(shí)現(xiàn)了低復(fù)雜度、低時(shí)延和低成本的要求，逐步趨近于典型的IP寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

4TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

TD-LTE建網(wǎng)初期，主要布局在高數(shù)據(jù)流量區(qū)域，降低2G網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，滿足用戶對高速率數(shù)據(jù)的需求。初始的網(wǎng)絡(luò)布局，需同時(shí)考慮覆蓋和容量，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)2G/3G數(shù)據(jù)流量站點(diǎn)分布，在充分利用現(xiàn)有2G/3G網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)資源和配套資源的基礎(chǔ)上，部分區(qū)域適當(dāng)采用新建站點(diǎn)的形式，對于TD-LTE的無線規(guī)劃將采取分片連續(xù)覆蓋，以信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的各項(xiàng)無線網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)達(dá)到商用要求為目標(biāo)。

4.1需求分析

在進(jìn)行TD-LTE規(guī)劃前，首先需要做的是需求分析，包括明確總體的建網(wǎng)策略、建網(wǎng)指標(biāo)，并且需要同時(shí)滿足當(dāng)前用戶的具體需求以及未來一定時(shí)期內(nèi)的發(fā)展需要。需要收集的數(shù)據(jù)有現(xiàn)網(wǎng)GSM/TD-SCDMA基站信息、業(yè)務(wù)需求信息、三維電子地圖等，只有在這些數(shù)據(jù)高準(zhǔn)確性的提前下，才能確保后續(xù)TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的正確發(fā)展。

4.2網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算

網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算的目的是確定出相對比較具體的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本規(guī)模，這一步主要是通過覆蓋估算和容量估算這2個(gè)維度來確定的。具體做法是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臒o線網(wǎng)絡(luò)傳播模型和現(xiàn)有的基站分布情況，確定不同區(qū)域內(nèi)的小區(qū)覆蓋半徑和未來TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋狀況，從而估算出滿足既定覆蓋要求的基站數(shù)量。容量估算是在分析一定時(shí)隙及配置條件的前提下，對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)可承載的系統(tǒng)容量進(jìn)行分析和估算。通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算，得出一個(gè)比較明確的方案和數(shù)據(jù)，以便后續(xù)規(guī)劃任務(wù)的順利開展和執(zhí)行。

4.3站址規(guī)劃

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的第三階段是站址規(guī)劃階段，該階段主要是結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)的站址資源和網(wǎng)絡(luò)鏈路預(yù)算所建議的新建站點(diǎn)，完成網(wǎng)絡(luò)站址的初步布局工作。在完成初步布局后，還需要結(jié)合現(xiàn)有資料或現(xiàn)場勘測來確定站點(diǎn)的可用性，對初步方案進(jìn)行進(jìn)一步修正，從而最終確定覆蓋區(qū)域內(nèi)可以使用的現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)以及新建站點(diǎn)。在規(guī)劃的過程中應(yīng)當(dāng)綜合考慮站點(diǎn)周邊地理無線環(huán)境以及工程可實(shí)施性條件等方面因素。

4.4網(wǎng)絡(luò)仿真

網(wǎng)絡(luò)仿真階段需要設(shè)定詳細(xì)的參數(shù)并且進(jìn)行仿真試驗(yàn)，包括需要使用相應(yīng)的TD-LTE仿真工具對規(guī)劃方案進(jìn)行測試，重點(diǎn)需要注意覆蓋以及容量的仿真分析。具體而言，應(yīng)當(dāng)包括規(guī)劃數(shù)據(jù)導(dǎo)入、傳播預(yù)測、鄰區(qū)規(guī)劃、時(shí)隙和頻率規(guī)劃、用戶和業(yè)務(wù)模型配置以及蒙特卡羅仿真。對于所得結(jié)果應(yīng)當(dāng)認(rèn)真考慮是否滿足要求，對于接近臨界值的數(shù)據(jù)予以重點(diǎn)關(guān)注，確保網(wǎng)絡(luò)實(shí)施后能夠按照預(yù)期狀況投入工作。此外，這一環(huán)節(jié)還包括各種詳細(xì)參數(shù)的設(shè)定，包括天線高度、方向角、下傾角等小區(qū)基本參數(shù)、鄰區(qū)規(guī)劃參數(shù)、頻率規(guī)劃參數(shù)、PCI參數(shù)等。

4.5無線參數(shù)規(guī)劃

TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置規(guī)劃包括鄰區(qū)規(guī)劃、頻率規(guī)劃和擾碼（PCI）規(guī)劃。

（1）鄰區(qū)規(guī)劃

TD-LTE的鄰區(qū)規(guī)劃是在綜合考慮各小區(qū)的小區(qū)屬性、覆蓋范圍、站間距、方位角等基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其原理與3G網(wǎng)絡(luò)的鄰區(qū)規(guī)劃原理基本相同。在與本網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理鄰區(qū)規(guī)劃的同時(shí)，還需要特別注意與TD-SCDMA以及GSM等異系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)間的鄰區(qū)規(guī)劃，避免出現(xiàn)因鄰區(qū)設(shè)置不合理而引起的覆蓋異常。

（2）頻率規(guī)劃

目前有同頻和異頻2種組網(wǎng)方式。在同頻組網(wǎng)中，所有小區(qū)可以使用相同的頻率，頻譜利用率高，對各子信道之間的正交性有嚴(yán)格的要求，主要采用干擾隨機(jī)化、干擾消除、干擾協(xié)調(diào)等方法避免頻率干擾。異頻組網(wǎng)中，相鄰小區(qū)為了降低干擾，使用不同的頻率，在頻譜效率方面相對于同頻要差，同時(shí)由于RRM算法實(shí)現(xiàn)簡單，相對于同頻組網(wǎng)其邊緣速率要高。異頻組網(wǎng)受限于頻帶資源，存在干擾控制與頻帶使用的平衡問題，需要進(jìn)行合理的頻率規(guī)劃，確保網(wǎng)絡(luò)干擾最小。

（3）PCI規(guī)劃

LTE的物理小區(qū)標(biāo)識PCI是用來方便終端對不同小區(qū)的無線信號進(jìn)行區(qū)分。PCI在任何一個(gè)小區(qū)的覆蓋區(qū)域是唯一的，且一個(gè)小區(qū)的相鄰鄰區(qū)不能有相同的PCI。基于實(shí)現(xiàn)簡單、清晰、容易擴(kuò)展的目標(biāo)，目前采用的規(guī)劃原則為：同一站點(diǎn)的PCI分配在同一個(gè)PCI組內(nèi)，相鄰站點(diǎn)的PCI在不同的PCI組內(nèi)。對于存在室內(nèi)覆蓋場景的情況，規(guī)劃時(shí)需要同時(shí)考慮是否分開規(guī)劃。

5TD-LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)優(yōu)化

5.1TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化定義

TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要是通過調(diào)整各類無線系統(tǒng)參數(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)參數(shù)，從而滿足現(xiàn)有各類業(yè)務(wù)對各種無線網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的要求，盡可能提升用戶業(yè)務(wù)感知。由于系統(tǒng)對無線網(wǎng)絡(luò)的要求總是在不斷地變化，優(yōu)化調(diào)整過程往往是一個(gè)周期性的過程。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所處階段的不同，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一般分為工程優(yōu)化階段和運(yùn)維優(yōu)化階段。工程優(yōu)化即開網(wǎng)優(yōu)化，主要包括單站驗(yàn)證、簇優(yōu)化、縣市優(yōu)化和全網(wǎng)優(yōu)化；運(yùn)維優(yōu)化是指日常優(yōu)化工作，是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維期間的優(yōu)化工作，主要工作是對投入運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，找出影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的原因，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)主要有3個(gè)：最佳的系統(tǒng)覆蓋、合理的切換帶控制、最小的系統(tǒng)干擾。

5.2TD-LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)優(yōu)化方法

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法主要有天饋優(yōu)化、功率調(diào)整、鄰區(qū)優(yōu)化、小區(qū)PCI優(yōu)化、重選、切換參數(shù)優(yōu)化、特性算法應(yīng)用等。這些方法相輔相成，缺一不可。

5.2.1天饋優(yōu)化

天饋優(yōu)化是TD-LTE基礎(chǔ)優(yōu)化的重點(diǎn)，主要通過現(xiàn)場調(diào)整天線的方向角、下傾角等天饋參數(shù)來改變干擾區(qū)域的各干擾信號強(qiáng)度，調(diào)整的原則是增強(qiáng)主覆蓋扇區(qū)的電平，減弱其他扇區(qū)的電平，從而改變信號在該區(qū)域的分布狀況，消除覆蓋不合理、弱覆蓋、越區(qū)覆蓋、頻繁切換等現(xiàn)象。

5.2.2功率調(diào)整

功率調(diào)整可以和天線調(diào)整配合使用，達(dá)到小區(qū)覆蓋要求、切換關(guān)系符合預(yù)期、信號質(zhì)量提升的目的。

5.2.3鄰區(qū)優(yōu)化

鄰區(qū)優(yōu)化使得站和站之間的重選、切換可以順利進(jìn)行。對全網(wǎng)鄰區(qū)關(guān)系進(jìn)行分析，對于鄰區(qū)漏配、冗余小區(qū)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到鄰區(qū)關(guān)系最優(yōu)化，提升切換成功率等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。

5.2.4小區(qū)PCI優(yōu)化

鄰區(qū)之間的PCI規(guī)劃不合理，會導(dǎo)致鄰區(qū)之間的干擾抬升，影響用戶感知，通過鄰區(qū)之間的PCI優(yōu)化調(diào)整，提升網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量。

5.2.5重選、切換參數(shù)優(yōu)化

通過調(diào)整重選參數(shù)，對用戶的Idle態(tài)過程進(jìn)行優(yōu)化，保證用戶重選和起呼過程，提升接入成功率；調(diào)整切換參數(shù)，保證用戶業(yè)務(wù)的可連續(xù)性和用戶感知。

5.2.6特性算法應(yīng)用

在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)優(yōu)化完成后，可以通過特性算法提升網(wǎng)絡(luò)整體性能，如準(zhǔn)入控制、負(fù)載控制、抗干擾的ICIC算法、降低干擾提升用戶吞吐量的BF算法等。

6結(jié)束語

篇3

傳統(tǒng)的IPv6包頭占60字節(jié)，而VoLTE數(shù)據(jù)包中有效數(shù)據(jù)僅32字節(jié)，可以看到包頭開銷非常大，所以在VoLTE提出ROHC頭壓縮技術(shù)。在不采用頭壓縮技術(shù)時(shí)包頭有40—60字節(jié)的開銷，采用ROHC技術(shù)后這一開銷可被壓縮成4—6字節(jié)，提高了信道的利用率和分組數(shù)據(jù)的有效性，進(jìn)而從業(yè)務(wù)信道開銷方面提高了系統(tǒng)容量。另外一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是SPS技術(shù)。SPS在控制信道方面有效地節(jié)約了開銷，因?yàn)閂oLTE的數(shù)據(jù)包通常有3個(gè)狀態(tài)：臨時(shí)態(tài)、激活態(tài)和靜默態(tài)。激活期的數(shù)據(jù)包具有周期性到達(dá)的特點(diǎn)，因?yàn)檎Z音包到達(dá)的規(guī)律性，調(diào)度時(shí)可以使用一次授權(quán)、周期使用的方法，有效節(jié)省控制信令開銷，在不影響通話質(zhì)量和系統(tǒng)性能的同時(shí)支持更多的用戶。也就是說，SPS技術(shù)從控制信令開銷方面提高了系統(tǒng)容量。VoLTE業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的特點(diǎn)，這2014LTE網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會報(bào)道VoLTE背景下的無線網(wǎng)絡(luò)容量能力分析劉娜中國移動(dòng)通信集翻設(shè)討院鶴限公司研究所離級工程師一部分的分析是VoLTE容量理論計(jì)算的基礎(chǔ)，也是VoLTE業(yè)務(wù)容量仿真中進(jìn)行建模的基礎(chǔ)。首先，在建模時(shí)需要清楚VoLTE數(shù)據(jù)包的大小，明確語音數(shù)據(jù)包編碼方式和大小。

對激活態(tài)和靜默態(tài)兩種狀態(tài)之間互相轉(zhuǎn)移概率進(jìn)行建模，在建模時(shí)通常選擇A=C=0．01，轉(zhuǎn)換間隔也是20ms。關(guān)于VoLTE容量可能的幾種受限因素。第一種是業(yè)務(wù)信道，因?yàn)閂oLTE上下行業(yè)務(wù)量基本對稱，上、下行物理共享信道都可能成為系統(tǒng)容量的瓶頸。第二種是控制信道，PDCCH控制信令開銷很大，有可能成為系統(tǒng)容量的瓶頸。第三種是設(shè)備調(diào)度能力，設(shè)備能支持的每TTI的調(diào)度能力是一定的，這也可能成為制約系統(tǒng)容量的因素。通過幾種可能受限信道的容量計(jì)算方法和示例，可知在動(dòng)態(tài)調(diào)度機(jī)制下，VoLTE容量更容易受限于PDCCH信道以及設(shè)備每TTI調(diào)度能力；在SPS調(diào)度機(jī)制下，VoLTE容量更容易受限于業(yè)務(wù)信道。

另外由于VoLTE系統(tǒng)的實(shí)際容量與網(wǎng)絡(luò)配置、無線環(huán)境、用戶分布、設(shè)備能力緊密相關(guān)，因此網(wǎng)絡(luò)容量的受限因素難以一概而論，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析。前面分析的是VoLTE單業(yè)務(wù)條件下的容量計(jì)算及仿真方法，在VoLTE與多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共存的網(wǎng)絡(luò)中，由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的種類多且數(shù)據(jù)包大小差異大，要想預(yù)估網(wǎng)絡(luò)的容量，只能通過容量仿真的方式進(jìn)行。中國移動(dòng)設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具集成了多業(yè)務(wù)模型的建模和仿真功能，可以對系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)容量進(jìn)行定量分析及預(yù)估。

下面介紹這個(gè)工具對多業(yè)務(wù)模型是怎樣做仿真建模的。首先仿真工具可以體現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，包括分組、頁面、會話間隔、時(shí)長、大小等；然后，仿真工具通過隨機(jī)分布模塊模擬了每個(gè)用戶的實(shí)際到達(dá)和發(fā)包；另外，仿真工具與調(diào)度算法結(jié)合有效模擬了資源調(diào)度。在考慮多業(yè)務(wù)模型參數(shù)時(shí)，仿真工具集成了ITu業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约皩?shí)測方法模型2種方式。完成了上述建模以及參數(shù)選擇后，通過多業(yè)務(wù)仿真流程完成仿真。從多業(yè)務(wù)模型仿真結(jié)果可看出，仿真能夠體現(xiàn)出各種業(yè)務(wù)的特性：不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的調(diào)度比例不同，如VoLTE優(yōu)先級最高，調(diào)度比例也最高，達(dá)59．43％；業(yè)務(wù)包大小不同導(dǎo)致不同業(yè)務(wù)平均每UE獲得的吞吐量不同，~[IFTP業(yè)務(wù)包最大，雖然調(diào)度比例最低，但是平均每UE獲得的吞吐量最大，為1．068Mbps；業(yè)務(wù)所能承受的最大包時(shí)延不同，導(dǎo)致不同業(yè)務(wù)最終的平均包時(shí)延不同，如FTP業(yè)務(wù)能承受的最大包時(shí)延最大，最終的平均包時(shí)延也最大，為198ms。也就是說通過該工具進(jìn)行的多業(yè)務(wù)仿真，對規(guī)劃設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的綜合容量承載能力可以有定量的分析。

作者：劉娜 單位：中國移動(dòng)通信集翻設(shè)討院鶴限公司研究所離級工程師

篇4

1.1個(gè)人及家庭用戶的無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，電腦同樣逐漸成為了家庭中不可或缺的重要工具。一部分家庭如果擁有兩臺或者更多臺電腦，往往會采用含無線功能的路由器使得除了作為主機(jī)的機(jī)器需要通過網(wǎng)線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸以外，其余電腦乃至于手機(jī)等產(chǎn)品均可以通過無線網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交互。在校園中，這樣的例子也并不少見。一部分寢室如果擁有多臺筆記本電腦，往往會購買一個(gè)無線路由器，使得全寢室的筆記本電腦都能夠通過路由器集成的無線網(wǎng)絡(luò)連接功能連接到因特網(wǎng)。

1.2熱點(diǎn)應(yīng)用的架構(gòu)

近年來，校園內(nèi)的咖啡廳、圖書館紛紛興起了提供無線網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)應(yīng)用的服務(wù)，這些無線網(wǎng)絡(luò)多是由商家自身搭建，往往會給享受服務(wù)的用戶帶來一定的幫助。例如將無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)引入到圖書館中，當(dāng)圖書館需要召開會議時(shí)，可以讓相關(guān)會議人員接入同一WIFI熱點(diǎn)，在保障高速率傳輸速率的同時(shí)，還能節(jié)省大量的硬件成本，從而在保障會議質(zhì)量的同時(shí)提升經(jīng)濟(jì)效益。

2、校園無線網(wǎng)絡(luò)安全管理中存在的問題分析

正如上文中所論述的，隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展，構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了解決了校園師生種種需求的最佳解決方法。無線網(wǎng)絡(luò)中強(qiáng)調(diào)了傳輸效率和可管理性，相較于有線網(wǎng)絡(luò)具有易擴(kuò)容性、節(jié)省硬件開支、便捷性等一系列優(yōu)勢，在校園中的流媒體感知、教學(xué)內(nèi)容下載、CDN和校園業(yè)務(wù)調(diào)度等不同方面更是均有著得天獨(dú)厚的巨大優(yōu)勢，已經(jīng)逐漸成為了校園網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一種潮流。但在廣大師生手持筆記本電腦，在校園中的任何地點(diǎn)都能輕而易舉地接入到互聯(lián)網(wǎng)中的同時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)的安全性也面臨著重大的安全隱患，諸如非法接入網(wǎng)絡(luò)竊取用戶資料、帶寬盜用等一系列安全問題也漸漸出現(xiàn)在校園師生的關(guān)注當(dāng)中。無線網(wǎng)絡(luò)的安全級別與網(wǎng)絡(luò)部署者及用戶的安全意識息息相關(guān)。由電信、網(wǎng)通這些網(wǎng)絡(luò)巨頭構(gòu)建的大型無線網(wǎng)絡(luò)（如CMCC），多會采用強(qiáng)制性的安全認(rèn)證措施，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的防火墻也往往會布置的較為完善。但校園網(wǎng)絡(luò)隸屬于中小規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)，上文提到的諸如校園圖書館、咖啡廳、商場等架構(gòu)的熱點(diǎn)應(yīng)用，多是由管理者自行架構(gòu)，但由于管理者的安全意識和技術(shù)水平存在差異，這樣架構(gòu)的熱點(diǎn)無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的安全性同樣也是參差不齊。調(diào)查顯示，校園網(wǎng)絡(luò)中60%的熱點(diǎn)應(yīng)用的無線接入點(diǎn)都存在安全隱患，部分熱點(diǎn)應(yīng)用的無線接入點(diǎn)甚至連基于MAC地址的身份認(rèn)證都沒有設(shè)置，這無異于讓無線網(wǎng)絡(luò)“裸奔”。如果讓黑客連入到這樣一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)中，只需要黑客破解無線系統(tǒng)的加密算法，就可以竊取同一時(shí)刻連入到熱點(diǎn)中的用戶的資料，進(jìn)而對其造成威脅。而也正是由于部署者和使用者安全意識淡薄，使得校園無線網(wǎng)絡(luò)這一網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建體系成為了安全事故的重災(zāi)區(qū)。

3、校園無線網(wǎng)絡(luò)的安全問題的優(yōu)化路徑分析

隨著筆記本電腦的迅速普及，網(wǎng)絡(luò)接入的需求也日益高漲。而在校園這樣一個(gè)信息交流更為迫切的公共場所中，無論是校園中的教師還是學(xué)生，由于自身的各種因素，往往更是對隨時(shí)隨地能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流這一要求顯得更為迫切。在這樣一個(gè)背景條件下，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建已經(jīng)難以滿足校園內(nèi)師生日益高漲的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)需求，因此，無線局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及相關(guān)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化路徑的選擇便成為了解決這一難題的重要方法。3.1利用WPA2算法加強(qiáng)校園無線網(wǎng)絡(luò)密碼保護(hù)WEP安全加密模式由于操作性簡單，在無線網(wǎng)絡(luò)剛剛興起的時(shí)候，成為了保護(hù)無線網(wǎng)絡(luò)安全的重要工具。但隨著近幾年來無線網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，WEP這種安全加密模式漸漸卻變得形同虛設(shè)。只需使用瀏覽器插件，甚至是一個(gè)簡單的手機(jī)APP應(yīng)用，就可以利用窮舉法得出WEP加密模式的密碼，進(jìn)而進(jìn)入到無線網(wǎng)絡(luò)中，造成帶寬的盜用。實(shí)際上，無線網(wǎng)絡(luò)中的連接密碼作為保護(hù)無線網(wǎng)絡(luò)安全的重要關(guān)卡，在整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建中有著舉足輕重的作用。基于此，校園無線網(wǎng)絡(luò)可將WPA2算法作為密碼的基本算法，在密碼的設(shè)置中，也采用添加大量大小寫字母，添加特殊符號，增加密碼位數(shù)等多種方法，使得黑客利用窮舉法破解密碼的難度大大增加。3.2利用身份認(rèn)證保護(hù)校園無線網(wǎng)絡(luò)重要數(shù)據(jù)的傳輸及用戶資料安全同樣，校園師生對于無線網(wǎng)絡(luò)的安全問題也存在一定的認(rèn)知誤區(qū)，認(rèn)為無線網(wǎng)絡(luò)沒有身份認(rèn)證可以給自身帶來極大的方便，對于校園無線網(wǎng)絡(luò)中保存的重要資料，相關(guān)的部署著可以采用難度較大的802.1x標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證與EAP-FAST的身份驗(yàn)證的方式，同時(shí)為訪問資料的用戶提供動(dòng)態(tài)加密密鑰、物理地址和標(biāo)準(zhǔn)802.\驗(yàn)證機(jī)制，以確保訪問資料的用戶輸入賬號密碼不會被木馬軟件截獲。3.3利用網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入策略加以檢測當(dāng)有用戶連接到校園無線網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，可先暫時(shí)關(guān)閉用戶對資源的訪問權(quán)限。此時(shí)，校園無線網(wǎng)絡(luò)中的用戶接入的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，也就是網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入策略，會開始對連入資源的用戶系統(tǒng)進(jìn)行掃描，查看用戶是否符介準(zhǔn)入策略的要求。如果用戶符合網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入策略的要求，則會重新分配一個(gè)校園無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)地址給用戶。再重新開放用戶對資源的訪問權(quán)限，使其能夠繼續(xù)使用校園無線網(wǎng)絡(luò)。

4、結(jié)束語

篇5

根據(jù)檢定規(guī)程要求，各部件無論是首檢還是周期檢定均需要整套拆卸下來送實(shí)驗(yàn)室檢定，由于把整套儀表進(jìn)行拆卸和檢定后重新安裝需要消耗一定的人力物力而且需要企業(yè)停產(chǎn)一段時(shí)間，給企業(yè)的的連續(xù)生產(chǎn)帶來很大的影響，且各部分單獨(dú)檢定，在此過程中容易造成設(shè)置參數(shù)的不匹配，造成實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)生誤差，引起貿(mào)易雙方的糾紛。我們考慮了既能滿足儀表周期檢定的法制需要，同時(shí)又能兼顧企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)，基于本地區(qū)95%的用熱企業(yè)使用的為渦街流量計(jì)，而且這些渦街流量計(jì)用戶有75%使用的渦街流量傳感器和流量積算儀為同一品牌的情況，我們通過與渦街流量傳感器和流量積算儀兩個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行深入探討，找出現(xiàn)場解決方案并對現(xiàn)場檢定裝置進(jìn)行可行性分析，最終達(dá)成一致想法：1）通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便管理和查詢；2）數(shù)據(jù)采集、記錄、計(jì)算、處理自動(dòng)化，大大提高工作效率和準(zhǔn)確性，節(jié)約檢定費(fèi)用；3）增加在線進(jìn)行渦街傳感器的波形檢測和分析，定性判斷渦街流量計(jì)的安裝情況和實(shí)際使用的狀況，準(zhǔn)確判定傳感器是否正常；4）為完全實(shí)現(xiàn)蒸汽流量計(jì)的在線檢定進(jìn)行前期的技術(shù)準(zhǔn)備。

2.檢定裝置的硬件配置

（1）氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置量程：（1～2500）m3，準(zhǔn)確度：0.25級，用于檢定渦街流量傳感器。

（2）溫度自動(dòng)檢定裝置量程：（0～300）℃，不確定度：U=0.022℃（k=2），用于檢定溫度鉑電阻。

（3）直流電流信號發(fā)生器量程：（0～20）mA，準(zhǔn)確度：0.02%，用于檢測流量積算儀的壓力或流量通道。

（4）頻率信號發(fā)生器量程：（0～100）kHz，最大允許誤差：±1×10-5，用于檢測流量積算儀的流量通道。

（5）標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度范圍：（100～300）℃，電阻范圍：（138.51～212.05）Ω，最大允許誤差：±0.001Ω，可以檢測流量積算儀的溫度通道。

（6）全自動(dòng)壓力校驗(yàn)儀量程：（0～2.5）MPa，準(zhǔn)確度：0.05%，并配套相應(yīng)的壓力發(fā)生裝置，用于檢定壓力變送器。

（7）便攜式數(shù)字示波器Fluke190系列帶寬：100MHz，實(shí)時(shí)采樣率：1GS/s，電池使用：4h，有通訊接口和專用軟件，用于檢測渦街流量傳感器的頻率信號的波形。

（8）便攜式電腦(帶檢定系統(tǒng))：用于現(xiàn)場檢定的數(shù)據(jù)收集、發(fā)送、存儲GPRS模塊：用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1建立數(shù)據(jù)庫建立一個(gè)名為人工輸入數(shù)據(jù)庫（main.dbf），建立兩個(gè)數(shù)據(jù)表格標(biāo)準(zhǔn)器的信息數(shù)據(jù)表渦街流量傳感器的檢定數(shù)據(jù)表壓力/差壓變送器的檢定數(shù)據(jù)表溫度鉑電阻的檢定數(shù)據(jù)表等流量積算儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄表及設(shè)定菜單記錄表

3.2基本信息收集：讀取儀表內(nèi)的設(shè)定參數(shù)，計(jì)算機(jī)通過COM口，根據(jù)MODBUS協(xié)議發(fā)送采集命令，儀表接受命令后，自動(dòng)上傳儀表內(nèi)的設(shè)定參數(shù)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示、存儲。

3.3管理系統(tǒng)功能框圖

4.各模塊實(shí)現(xiàn)功能

4.1檢定模塊分為實(shí)驗(yàn)室檢定和現(xiàn)場檢定兩部分，實(shí)驗(yàn)室檢定主要包括了渦街流量傳感器的檢定和溫度鉑電阻的檢定，這兩部分的檢定工作由各自的標(biāo)準(zhǔn)裝置和檢定軟件完成，可以通過無線通訊模塊，將流量傳感器和溫度鉑電阻的檢定數(shù)據(jù)讀入并保存至本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。現(xiàn)場檢定分為渦街流量傳感器波形檢測、流量積算儀檢定、壓力變送器檢定3部分：

a渦街流量傳感器的波形檢測，通過fluke190的示波器與渦街流量傳感器連接，讀取工作狀態(tài)下渦街流量傳感器輸出頻率信號的波形圖，保存至本系統(tǒng)，并采取人工判斷的方式，確定該渦街流量傳感器是否工作正常，最后給出判斷結(jié)果并保存至數(shù)據(jù)庫中。

b流量積算儀的現(xiàn)場檢定：根據(jù)檢定規(guī)程，系統(tǒng)自動(dòng)按儀表內(nèi)實(shí)際設(shè)定參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出頻率發(fā)生器要輸出5個(gè)的頻率參數(shù)，記錄到表格內(nèi)；檢定裝置自動(dòng)按理論密度、輸入頻率計(jì)算出該頻率下的理論流量；同時(shí)按檢定規(guī)程進(jìn)行上行程5次、下行程5次，定時(shí)有序的輸出相對應(yīng)得頻率，采集計(jì)量裝置的瞬時(shí)流量、實(shí)際密度，計(jì)算實(shí)際誤差。修改的溫度、壓力進(jìn)行檢定；電腦自動(dòng)查詢得出該壓力、溫度下的理論密度。用相同的方式進(jìn)行檢定，計(jì)算誤差。

c壓力變送器檢定:用數(shù)字壓力校驗(yàn)儀及配套相應(yīng)的壓力泵，根據(jù)壓力傳感器的量程，均分成5個(gè)壓力點(diǎn)，用壓力泵輸出此五個(gè)壓力信號進(jìn)行上行程、下行程校驗(yàn)，用數(shù)字壓力校驗(yàn)儀檢查壓力變送器的輸出電流和理論值計(jì)算出壓力變送器的誤差。

4.2查詢模塊主要是完成對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和查看，內(nèi)容包括傳感器的實(shí)驗(yàn)室檢定數(shù)據(jù)、溫度鉑電阻的實(shí)驗(yàn)室檢定數(shù)據(jù)、傳感器波形檢測數(shù)據(jù)、流量積算儀和壓力變送器的檢定數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)器信息。查詢條件有以下幾種：

a根據(jù)被檢器具名稱

b根據(jù)委托單位名稱

c根據(jù)檢定日期

4.3通訊模塊的功能是通過無線網(wǎng)絡(luò)將各檢測單元的數(shù)據(jù)匯總，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享，包括實(shí)驗(yàn)室檢定數(shù)據(jù)和現(xiàn)場檢定數(shù)據(jù)兩個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)室部分可以及時(shí)把有關(guān)數(shù)據(jù)通過GPRS模塊發(fā)送到服務(wù)器，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，方便現(xiàn)場查詢，現(xiàn)場檢定可以通過遠(yuǎn)程服務(wù)器接受到現(xiàn)場檢定裝置的數(shù)據(jù)后進(jìn)行存儲，同時(shí)可以使數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行共享。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同出一源，動(dòng)態(tài)監(jiān)測現(xiàn)場的檢定過程。

5.結(jié)論

篇6

IEEE802.11g是當(dāng)前比較先進(jìn)和成熟的無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)，可提供數(shù)據(jù)通信更大的帶寬和更強(qiáng)的抗干擾能力，在高速移動(dòng)環(huán)境中可以支持車地之間可靠、實(shí)時(shí)的雙向移動(dòng)通信。IEEE802.11g的最大原始數(shù)據(jù)率是54Mbits/s，或大約24Mbits/s有效網(wǎng)絡(luò)容量（去除802.11協(xié)議開銷等）。802.11g采用的調(diào)制方案是正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。該技術(shù)把高速數(shù)據(jù)流以近似平均的方式分配到數(shù)十個(gè)相互正交的窄帶子載波上進(jìn)行調(diào)制，這種頻率間隔技術(shù)上的“正交性”，能夠減少子載波間的相互干擾，同時(shí)又提高了頻譜利用率〔2〕。另外，OFDM技術(shù)還通過增加循環(huán)前綴（CP）的方法來減少碼間干擾，能夠有效對抗多徑干擾，使系統(tǒng)對多徑衰落更具魯棒性；OFDM技術(shù)結(jié)合交織技術(shù)和前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)，來取得頻率分集，有效地應(yīng)對頻率選擇性干擾；OFDM技術(shù)與信道編碼相結(jié)合，產(chǎn)生近乎“白”的光譜（即具有平坦的頻譜），對附近的其它信號源不會造成惡劣的電磁干擾。IEEE802.11g工作在2.4GHz頻段（2.4GHz～2.4835GHz），該頻段技術(shù)最成熟，調(diào)制方法具有更好的傳輸性能并且抗干擾性強(qiáng)。使用這一頻段只需要遵守國家無線電管理委員會的頒發(fā)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)產(chǎn)品擁有無委會的核準(zhǔn)證即可。這一頻段的頻率分配如圖1所示〔3〕。從頻率分配圖（見圖1）可知，只有1，6，11這3個(gè)信道是互不重疊的；其它信道使用的頻率相互重疊，會互相干擾。西安地鐵2#線信號系統(tǒng)一期工程占用2個(gè)互不重疊的信道，軌道A網(wǎng)絡(luò)使用第1信道，軌道B網(wǎng)絡(luò)使用第11信道，屬于同一網(wǎng)絡(luò)的AP使用同樣的頻率，采用同頻切換技術(shù)針對802.11網(wǎng)絡(luò)，IEEE802.11e定義了一套服務(wù)加強(qiáng)品質(zhì)。即802.11e定義了不同種類數(shù)據(jù)的通信級別，高優(yōu)先級數(shù)據(jù)（如：列車控制相關(guān)數(shù)據(jù)）相對低優(yōu)先級數(shù)據(jù)具有更高機(jī)會被無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先發(fā)送出去。IEEE802.11i網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議來保障安全，阻止未授權(quán)用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。

2無線設(shè)備及工程安裝

車載移動(dòng)電臺MR和軌旁無線基站AP之間的無線鏈路構(gòu)成車地雙向通信網(wǎng)絡(luò)。車載MR和軌旁AP均采用華為三康公司生產(chǎn)的系列無線通信設(shè)備。該設(shè)備為基礎(chǔ)的無線通信，具有較小的傳輸延時(shí)和高可靠性。

1）AP提供軌旁以太網(wǎng)設(shè)備的無線接入，AP沿軌道線路設(shè)置。地鐵隧道本身就是一個(gè)波導(dǎo)，地鐵內(nèi)無線信號的傳播情況很難找到確切的理論公式來準(zhǔn)確計(jì)算無線路徑損耗和覆蓋范圍。參考以往經(jīng)驗(yàn)和測試的結(jié)果，沿線大約每隔200m安裝1個(gè)無線AP。無線AP設(shè)置的總體原則是列車上的MR在軌道上的任何一點(diǎn)都能至少檢測到2個(gè)AP發(fā)送的信號。為了避免AP之間覆蓋區(qū)域的過渡重疊，結(jié)合實(shí)際情況將AP發(fā)射功率設(shè)定在與其覆蓋范圍相對應(yīng)的級別上，從而大大降低同頻干擾的可能。AP采用八木天線（提高傳輸性能，避免信號的無效泄漏）定向安裝來取得更高的接收信噪比和更大的無線覆蓋。車輛段和停車線由于具有較大的彎度，為了達(dá)到全線覆蓋采用相對大些角度的定向天線。天線安裝方式為抱桿安裝，在隧道墻壁上先安裝一根短抱桿，然后用天線自帶的安裝夾將天線固定在抱桿。為避免干擾和出于其他考慮，AP天線與車載MR的天線高度相近。AP（不包括外置天線）必須要放置在一個(gè)適應(yīng)環(huán)境要求和防盜竊的密閉盒（符合IP65級別的設(shè)備箱）中。AP還必須加裝防雷設(shè)施。

2）MR提供車載以太網(wǎng)設(shè)備的無線接入，每列列車安裝2臺MR，分別安裝在列車的車頭和車尾。所有車地之間的通信都是通過位于車頭和車尾的MR同時(shí)進(jìn)行。由于車頭車尾相距較遠(yuǎn)，它們的周圍的無線衰落是彼此獨(dú)立的，因此，通過MR的同時(shí)收發(fā)可以實(shí)現(xiàn)分集（空間分集技術(shù)），使得系統(tǒng)對于無線信道的衰落具有較強(qiáng)抵抗能力。

3無線網(wǎng)絡(luò)冗余及越區(qū)切換

3.1無線網(wǎng)絡(luò)冗余任何無線AP的故障都可能會導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，因?yàn)楣收系男迯?fù)可能需要等到夜間，并且這些故障將影響所有經(jīng)過該區(qū)域的列車運(yùn)行。為避免系統(tǒng)性能降級，需提供充分的冗余：1）軌旁所有AP屬于2個(gè)網(wǎng)絡(luò)：軌道A網(wǎng)絡(luò)和軌道B網(wǎng)絡(luò)，這2個(gè)網(wǎng)絡(luò)互為冗余備份。同一列車上的2個(gè)車載MR分別與這2個(gè)獨(dú)立的軌旁網(wǎng)絡(luò)中的AP相關(guān)聯(lián)，車載MR在軌道上的任何一點(diǎn)都能至少檢測到2個(gè)軌旁AP發(fā)送的數(shù)據(jù)信號。如圖2所示〔3〕。2）MR可在屬于同側(cè)網(wǎng)絡(luò)的AP間漫游。任何兩個(gè)相鄰AP的覆蓋區(qū)域彼此交疊，以確保覆蓋的連續(xù)性和無縫漫游。當(dāng)一個(gè)AP發(fā)生故障時(shí)，可以由相鄰的AP繼續(xù)提供覆蓋。

3.2越區(qū)切換由于車地雙向通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腃BTC數(shù)據(jù)直接關(guān)系到行車安全，故要求列車即使在高速運(yùn)行下，也要保持AP與MR之間的無線鏈路不能中斷。當(dāng)MR從一個(gè)AP的覆蓋范圍移動(dòng)到下一個(gè)AP的覆蓋范圍時(shí)，將發(fā)生切換。小區(qū)之間的無線切換操作是自動(dòng)的，并且對于列車操作來說是透明的。

通常，802.11g的越區(qū)切換時(shí)間在500ms到2s之間，在切換期間，MR可能與AP通信中斷。這對于列車運(yùn)行是不能接受的。為達(dá)到零切換時(shí)間（避免切換過程中任何可能的數(shù)據(jù)丟失），采用華為三康公司開發(fā)的新越區(qū)切換技術(shù)，WLAN基于預(yù)測的切換技術(shù)（簡稱WHFT）。

WHFT算法與標(biāo)準(zhǔn)802.11g切換算法的不同在于：WHFT允許MR在與舊AP（如APn）脫離前與新AP（如APn+1）建立連接，即在中斷前連接。再加上相鄰AP彼此重疊足夠的區(qū)域，就能夠?qū)崿F(xiàn)零切換時(shí)間。也就是說，所有與切換有關(guān)的處理，在列車運(yùn)行在相鄰AP重疊區(qū)域內(nèi)都會完成，而重疊區(qū)域的大小應(yīng)該按照列車全速運(yùn)行來設(shè)計(jì)，確保切換過程中沒有任何數(shù)據(jù)丟失。

4無線網(wǎng)絡(luò)安全分析

車地?zé)o線通信的開放性，容易遭受惡意用戶的攔截或襲擊。錯(cuò)誤信息可能導(dǎo)致危險(xiǎn)情況發(fā)生，危及列車運(yùn)行安全，降低系統(tǒng)的可用性。無線局域網(wǎng)的安全隱患可以通過相應(yīng)手段來消除。下面列舉的網(wǎng)絡(luò)安全措施（遵循IEEE802.11i的標(biāo)準(zhǔn)），能夠創(chuàng)建并維護(hù)一個(gè)安全的802.11無線網(wǎng)絡(luò)。

1）確保AP的重新啟動(dòng)，Reset功能只在必需的時(shí)候才被使用，并且只能由得到授權(quán)的人員來實(shí)施。重新啟動(dòng)功能能夠允許個(gè)人規(guī)避網(wǎng)絡(luò)管理員事先設(shè)置在AP上的所有安全措施。

2）禁用服務(wù)集標(biāo)志（SSID）廣播功能，這樣客戶端SSID必須與AP設(shè)置一樣才能接入網(wǎng)絡(luò)，減小惡意用戶侵入AP的可能性。

3）設(shè)置媒體接入子層（MAC）的允許接入用戶列表。

4）安裝2層或更高層交換機(jī)用于與AP的連接，而不采用集線器，減少惡意用戶通過連接上集線器而侵入網(wǎng)絡(luò)并監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可能性。

5）密鑰動(dòng)態(tài)刷新，減少密碼被破獲的可能性。

6）傳往AP的遠(yuǎn)程管理數(shù)據(jù)需要通過加密的有線網(wǎng)絡(luò)。使用SNMPv3和SSL/TLS安全協(xié)議可以提供安全的鑒權(quán)和加密手段來保障基于網(wǎng)頁的AP配置安全性。

7）無線網(wǎng)絡(luò)部分需要設(shè)置入侵檢測系統(tǒng)（IDS）來監(jiān)測可疑情況和非法侵入等行為并做出反應(yīng)（向管理員發(fā)出警告等）。

8）使用先進(jìn)的加密保護(hù)手段。采用CBC-MAC協(xié)議和先進(jìn)加密協(xié)議CCMP/AES，使用128位AES密碼。

9）有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合點(diǎn)采用基于802.1x或者WPA2+PSK的端口認(rèn)證。

5結(jié)束語

篇7

1.無線或有線鏈路上存在的安全問題

有線鏈路網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成了我們生活中所使用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),在Internet和無線網(wǎng)絡(luò)快速進(jìn)步的今天,他們的緊密的結(jié)合在一起,都為4G移動(dòng)通信提供著支持和服務(wù),復(fù)雜的4G移動(dòng)通信技術(shù)在使用的過程中存在著很多的風(fēng)險(xiǎn),無線和有線網(wǎng)絡(luò)也同樣在眾多的安全威脅下提供著服務(wù),主要表現(xiàn)為:(1)移動(dòng)性:無線終端設(shè)備會在移動(dòng)的過程中享受不同子網(wǎng)絡(luò)的服務(wù),不是固定于某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下。(2)容錯(cuò)性:減少因無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同而造成的差錯(cuò)。(3)多計(jì)費(fèi):在無線網(wǎng)絡(luò)使用過程中,均是通過運(yùn)營商來實(shí)現(xiàn)對接的,然而有些網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商通過網(wǎng)絡(luò)隨意加收客戶的使用費(fèi)用等等。(4)安全性:攻擊者的竊聽、篡改、插入或刪除鏈路上的數(shù)據(jù)。

2.移動(dòng)終端存在的安全問題

4G網(wǎng)絡(luò)逐漸的已投入使用,用戶們通過4G移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)相互間的交流也更為密切,惡意軟件及病毒也隨著交流而流竄,使得它們的破壞力度和范圍都有所擴(kuò)大,使得移動(dòng)終端系統(tǒng)遭受嚴(yán)重打擊,甚至有關(guān)機(jī)或失靈等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.網(wǎng)絡(luò)實(shí)體上存在的安全問題

網(wǎng)絡(luò)實(shí)體身份認(rèn)證問題,包括接入網(wǎng)和核心網(wǎng)中的實(shí)體,無線LAD中的AP和認(rèn)證服務(wù)器等。主要存在的安全威脅如下:(1)目前的網(wǎng)絡(luò)攻擊者利用多種手段,類型也是多樣化,讓網(wǎng)上用戶防不勝防。但他們多半都有一個(gè)共同特點(diǎn)就是扮演合法用戶使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù),這樣一來,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管方面也無法察覺,用戶這邊更是沒有任何戒備,使得他們有很大的機(jī)會接近用戶并進(jìn)行各種騷擾和不良信息的。(2)無線網(wǎng)相對于寬帶而言,它的接口數(shù)量有限,而且信號不穩(wěn)定,容易受其他因素的干擾,這也就為攻擊者提供了一個(gè)進(jìn)入的漏洞,安全隱患的可能性也隨之大大增強(qiáng)。(3)目前的的搜索功能可謂是越來越強(qiáng)大,尤其是“人肉搜索”,讓用戶的個(gè)人隱私等一再受到侵犯,這些攻擊者一般都具有良好的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平,對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行了如指掌,很容易非法竊取用戶信息,并展開下一步的追蹤。(4)網(wǎng)絡(luò)用戶不肯承認(rèn)他們使用的服務(wù)和資源,使進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的認(rèn)證增加了難度,這是用戶可以逃避和不像曝光的行為,其實(shí)這樣做只會給自己增加麻煩,到時(shí)遇到問題也很難得到有效處理。

二、:請記住我站域名4G通信安全措施

1.要建立適合未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的安全體系機(jī)制

主要有(1)可協(xié)商機(jī)制:移動(dòng)終端和無線網(wǎng)絡(luò)能夠自行協(xié)商安全協(xié)議和算法。(2)可配置機(jī)制:合法用戶可配置移動(dòng)終端的安全防護(hù)措施選項(xiàng)。(3)多策略機(jī)制:針對不同的應(yīng)用場景提供不同的安全防護(hù)措施。(4)混合策略機(jī)制:結(jié)合不同的安全機(jī)制,如將公鑰和私鑰體制相結(jié)合、生物密碼和數(shù)字口令相結(jié)合。一方面,以公鑰保障系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,進(jìn)而支撐兼容性和用戶的可移動(dòng)性

2.對于無線接入網(wǎng)一般可采取的安全措施如下。

(1)安全接入。無線接入網(wǎng)通過自身安全策略或輔助安全設(shè)備提供對可信移動(dòng)終端的安全接入功能。防止非可信移動(dòng)終端接入無線接入網(wǎng)絡(luò)。(2)安全傳輸。移動(dòng)終端與無線接入網(wǎng)能夠選擇建立加密傳輸通道,根據(jù)業(yè)務(wù)需求,從無線接入網(wǎng)、用戶側(cè)均能自主設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方式。(3)身份認(rèn)證。在移動(dòng)終端要接入無線網(wǎng)絡(luò)之前,要通過一個(gè)可靠的中間機(jī)構(gòu)的認(rèn)證,確保雙方身份的真實(shí)性和可靠性。(4)訪問控制。無線接入網(wǎng)可通過物理地址過濾、端口訪問控制等技術(shù)措施進(jìn)行細(xì)粒度訪問控制策略設(shè)置。(5)安全數(shù)據(jù)過濾。在多媒體等應(yīng)用領(lǐng)域,都可以通過數(shù)據(jù)過濾技術(shù),對想要接入到網(wǎng)絡(luò)中的非法數(shù)據(jù)進(jìn)行攔截,阻止其進(jìn)行到內(nèi)部系統(tǒng)及核心網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的安全性。

3.提高效率

網(wǎng)絡(luò)終端的運(yùn)行效率的提升,最主要就是減少信息量的流通,減少客戶端的工作量,不使計(jì)算機(jī)長期處于超負(fù)荷的工作狀態(tài)中,盡量減少時(shí)間的拖延,那么安全協(xié)議當(dāng)中交互的信息量的數(shù)額的限定對提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率就有一定幫助。

篇8

1．1頻譜感知

作為認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的主要核心技術(shù)之一的頻譜感知技術(shù)，其目的是要發(fā)現(xiàn)在時(shí)域、頻域及空域的頻譜空洞，進(jìn)而供認(rèn)知用戶機(jī)會式利用頻譜。頻譜感知技術(shù)可以分為基于干擾的檢測、主用戶信號檢測和協(xié)作檢測，目前的頻譜感知技術(shù)主要是基于主用戶發(fā)射機(jī)檢測，其頻譜感知方法主要又分為匹配濾波器檢測、能量檢測、循環(huán)平穩(wěn)特征檢測三種。

1．1．1匹配濾波器檢測

如果主用戶信號是確定性信號，那么在加性高斯白噪聲（AWGN）條件下最佳檢測器就是匹配濾波器，它可以使輸出信噪比達(dá)到最大。匹配濾波器檢測的優(yōu)點(diǎn)是能快速度準(zhǔn)確檢測主用戶是否存在，但是，此方法需事先知道授權(quán)用戶的信息，對授權(quán)用戶需要專門的接收器，必須定時(shí)和頻率同步。此外，計(jì)算量也較大，若先驗(yàn)知識不準(zhǔn)確，則匹配濾波器的性能會大大下降。

1．1．2循環(huán)平穩(wěn)特征檢測

通常，無線通信信號都具有循環(huán)平穩(wěn)性，而噪聲和干擾則不具有這種特性，因此可以通過循環(huán)平穩(wěn)特征檢測法來檢測主用戶信號是否出現(xiàn)。該方法能從調(diào)制信號功率中區(qū)分出噪聲能量，可以在較低的信噪比下進(jìn)行檢測信號，但其計(jì)算復(fù)雜度較高。

1．1．3能量檢測

能量檢測是最簡單、最為經(jīng)典的信號檢測方法，也是目前研究的熱點(diǎn)。能量檢測法相對簡單、易實(shí)施，另外，它為非相干檢測，對相位同步要求低。但是，該方法在低信噪比情況下的檢測性能較差，易受噪聲不確定性的影響，且不能辨別主用戶類型。

1．2頻譜共享

無線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的頻譜共享是指次用戶在不影響主用戶的前提下與其共享一段頻譜，是認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。其目標(biāo)是有效管理對主用戶的干擾，并提高頻譜的機(jī)會利用率。頻譜共享主要包括兩個(gè)方面:次用戶之間的頻譜共享以及次用戶和主用戶之間的頻譜共享，可根據(jù)架構(gòu)、頻譜分配行為等因素可大致分為三類：

（1）基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通?？煞譃榧惺筋l譜共享和分布式頻譜共享。集中式頻譜共享是由某個(gè)中心服務(wù)器根據(jù)全局信息計(jì)算和執(zhí)行整體二級用戶網(wǎng)絡(luò)的空閑頻譜分配。每個(gè)二級用戶獨(dú)立進(jìn)行頻譜感知，然后將感知到的信息發(fā)送到中心服務(wù)器，由中心服務(wù)器綜合對這些信息分配到空閑頻譜。與集中式頻譜共享不同，分布式分配將認(rèn)知終端看作是一個(gè)自治的智能體，每個(gè)認(rèn)知終端根據(jù)自己獲得的頻譜信息計(jì)算和決定如何使用這些空閑頻譜，分布式分配主要應(yīng)用于無中心服務(wù)器的場合。

（2）基于頻譜分配行為

基于頻譜分配行為又可分為協(xié)作式頻譜共享和非協(xié)作式頻譜共享兩類。協(xié)作式頻譜共享考慮到各節(jié)點(diǎn)間行為的相互影響，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會與其它節(jié)點(diǎn)分享自己的感知信息；而非協(xié)作式頻譜共享則不考慮其它認(rèn)知節(jié)點(diǎn)間的干擾。在實(shí)際應(yīng)用中，協(xié)作式方案要好于非協(xié)作式方案，更接近整體性能的最優(yōu)化，在一定程度上更為公平，同時(shí)也提高了吞吐量。

（3）基于接入技術(shù)

現(xiàn)有大部分基于接入技術(shù)研究針對認(rèn)知無線電商用進(jìn)行的，主要采用基于填充式共享方式，即只針對主用戶未使用頻譜下進(jìn)行的，基于完全檢測信息下對主用戶的干擾最小。

1．3動(dòng)態(tài)接入

與傳統(tǒng)的固定頻譜分配方式不同，動(dòng)態(tài)頻譜接入技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的頻譜管理方式，能更好的利用已有的低效的頻譜資源來滿足無線通信服務(wù)。動(dòng)態(tài)頻譜接入方式可分為以下三種策略模型：

（1）動(dòng)態(tài)專用模式

動(dòng)態(tài)專用頻譜管理方式保留了現(xiàn)有的頻譜管理策略結(jié)構(gòu)，即主用戶有著對頻譜資源的獨(dú)占權(quán)；但它們不僅可以自由選擇其所使用的技術(shù),還可以選擇其所提供的服務(wù)。

（2）開放共享模式

開放共享模式這種頻譜管理方式得益于無線通信的發(fā)展，該技術(shù)能夠使得不同的系統(tǒng)共存，而且相互之間不會產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，因此，不需要對頻譜資源進(jìn)行獨(dú)立的授權(quán)。

（3）多層接入模式

多層接入模式可以看作是動(dòng)態(tài)專用模式和開放共享模式的一個(gè)折中，與動(dòng)態(tài)專用和開放共享模式相比，多層接入模式更符合現(xiàn)有的頻譜資源管理策略和無線系統(tǒng)。此外，頻譜正交的接入方式與頻譜重疊相比去除了次用戶發(fā)射功率所受的嚴(yán)格限制，一定程度上提高了其信道容量和吞吐量，而且有著更廣泛的應(yīng)用。

2結(jié)束語

篇9

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；無線傳感器；安全；研究

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組成形式主要為大量廉價(jià)、精密的節(jié)點(diǎn)組成的一種自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種網(wǎng)絡(luò)的主要功能是對被檢測區(qū)域內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和感知，并感知所在環(huán)境內(nèi)的溫度、濕度以及紅外線等信息，在此基礎(chǔ)上利用無線傳輸功能將信息發(fā)送給檢測人員實(shí)施信息檢測，完整對整個(gè)區(qū)域內(nèi)的檢測。很多類似微型傳感器共同構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有無線通信能力與微處理能力，所以無線傳感器的應(yīng)用前景極為廣闊，具體表現(xiàn)在環(huán)境監(jiān)測、軍事監(jiān)測、智能建筑以及醫(yī)療等領(lǐng)域。

1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問題分析

徹底、有效解決網(wǎng)絡(luò)中所存在的節(jié)點(diǎn)認(rèn)證、完整性、可用性等問題，此為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特性，對其安全目標(biāo)予以早期實(shí)現(xiàn)，往往不同于普通網(wǎng)絡(luò)，在對不同安全技術(shù)進(jìn)行研究與移植過程中，應(yīng)重視一下約束條件：①功能限制。部署節(jié)點(diǎn)結(jié)束后，通常不容易替換和充電。在這種情況下，低能耗就成為無線傳感器自身安全算法設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素之一。②相對有限的運(yùn)行空間、存儲以及計(jì)算能力。從根本上說，傳感器節(jié)點(diǎn)用于運(yùn)行、存儲代碼進(jìn)空間極為有限，其CPU運(yùn)算功能也無法和普通計(jì)算機(jī)相比[1]；③通信缺乏可靠性。基于無線信道通信存在不穩(wěn)定特性。而且與節(jié)點(diǎn)也存在通信沖突的情況，所以在對安全算法進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中一定要對容錯(cuò)問題予以選擇，對節(jié)點(diǎn)通信進(jìn)行合理協(xié)調(diào)；④無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在漏洞。隨著近些年我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，使得無線互聯(lián)網(wǎng)逐漸提升了自身更新速度，無線互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展在目前呈現(xiàn)普及狀態(tài)，而且在實(shí)際應(yīng)用期間通常受到技術(shù)缺陷的制約與影響，由此就直接損害到互聯(lián)網(wǎng)的可靠性與安全性。基于國內(nèi)技術(shù)制約，很多技術(shù)必須從國外進(jìn)購，這就很容易出現(xiàn)不可預(yù)知的安全患，主要表現(xiàn)為錯(cuò)誤的操作方法導(dǎo)致病毒與隱性通道的出現(xiàn)，且能夠恢復(fù)密鑰密碼，對計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)安全運(yùn)行產(chǎn)生很大程度的影響[2]。

2攻擊方法與防御手段

傳感器網(wǎng)絡(luò)在未來互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著非常重要的作用。因?yàn)槲锢矸矫鏄O易被捕獲與應(yīng)用無線通信，及受到能源、計(jì)算以及內(nèi)存等因素的限制，所以傳感器互聯(lián)網(wǎng)安全性能極為重要。對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署，其規(guī)模必須在不同安全舉措中認(rèn)真判斷與均衡。現(xiàn)階段，在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧不同層次內(nèi)部，傳感器網(wǎng)絡(luò)所受攻擊與防御方法見表1。該章節(jié)主要分析與介紹代表性比較強(qiáng)的供給與防御方法。

3熱點(diǎn)安全技術(shù)研究

3.1有效發(fā)揮安全路由器技術(shù)的功能

無線互聯(lián)網(wǎng)中，應(yīng)用主體互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢比較明顯，存在較多路由器種類。比方說，各個(gè)科室間有效連接無線網(wǎng)絡(luò)，還能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控流量等優(yōu)點(diǎn)，這就對互聯(lián)網(wǎng)信息可靠性與安全性提出更大保障與更高要求[3]。以此為前提，無線互聯(lián)網(wǎng)還可以對外來未知信息進(jìn)行有效阻斷，以將其安全作用充分發(fā)揮出來。

3.2對無線數(shù)據(jù)加密技術(shù)作用進(jìn)行充分發(fā)揮

在實(shí)際應(yīng)用期間，校園無線網(wǎng)絡(luò)必須對很多保密性資料進(jìn)行傳輸，在實(shí)際傳輸期間，必須對病毒氣侵入進(jìn)行有效防范，所以，在選擇無線互聯(lián)網(wǎng)環(huán)節(jié)，應(yīng)該對加密技術(shù)進(jìn)行選擇，以加密重要的資料，研究隱藏信息技術(shù)，采用這一加密技術(shù)對無線數(shù)據(jù)可靠性與安全性進(jìn)行不斷提升。除此之外，在加密數(shù)據(jù)期間，數(shù)據(jù)信息收發(fā)主體還應(yīng)該隱藏資料，保證其數(shù)據(jù)可靠性與安全性得以實(shí)現(xiàn)。

3.3對安全MAC協(xié)議合理應(yīng)用

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的形成和發(fā)展與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)形式有一定的差異和區(qū)別，它有自身發(fā)展優(yōu)勢和特點(diǎn)，比如傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)形式一般是利用動(dòng)態(tài)路由技術(shù)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為客戶提供更好網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。隨著近些年無線通信技術(shù)與電子器件技術(shù)的迅猛發(fā)展，使多功能、低成本與低功耗的無線傳感器應(yīng)用與開發(fā)變成可能。這些微型傳感器一般由數(shù)據(jù)處理部件、傳感部件以及通信部件共同組成[4]。就當(dāng)前情況而言，僅僅考慮有效、公平應(yīng)用信道是多數(shù)無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)的通病，該現(xiàn)象極易攻擊到無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)鏈路層，基于該現(xiàn)狀，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC安全體制可以對該問題進(jìn)行有效解決，從而在很大程度上提升無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)本身的安全性能，確保其能夠更高效的運(yùn)行及應(yīng)用[5]。

3.4不斷加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全管理力度

實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，首先應(yīng)該不斷加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)安全管理的思想教育，同時(shí)嚴(yán)格遵循該制度。因此應(yīng)該選擇互聯(lián)網(wǎng)使用體制和控制方式，不斷提高技術(shù)維護(hù)人員的綜合素質(zhì)，從而是無線互聯(lián)網(wǎng)實(shí)際安全應(yīng)用水平得到不斷提升[6]。除此之外，為對其技術(shù)防御意識進(jìn)行不斷提升，還必須培訓(xùn)相關(guān)技術(shù)工作者，對其防范意識予以不斷提升；其次是應(yīng)該對網(wǎng)絡(luò)信息安全人才進(jìn)行全面培養(yǎng)，在對校園無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行應(yīng)用過程中，安全運(yùn)行互聯(lián)網(wǎng)非常關(guān)鍵[7]。所以，應(yīng)該不斷提升無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)工作者的技術(shù)能力，以此使互聯(lián)網(wǎng)信息安全運(yùn)行得到不斷提升。

4結(jié)束語

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種應(yīng)用比較廣泛的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就有較多優(yōu)勢，不但對使用主體內(nèi)部資料的保存和傳輸帶來了方便，而且也大大提升了國內(nèi)無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展。從目前使用情況來看，依舊存在問題，負(fù)面影響較大，特別是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全防御方面。網(wǎng)絡(luò)信息化是二十一世紀(jì)的顯著特征，也就是說，國家與國家間的競爭就是信息化的競爭，而無線網(wǎng)絡(luò)信息化可將我國信息實(shí)力直接反映與體現(xiàn)出來，若無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遭到破壞，那么就會導(dǎo)致一些機(jī)密文件與資料信息的泄露，引發(fā)不必要的經(jīng)濟(jì)損失與人身安全，私自截獲或篡改互聯(lián)網(wǎng)機(jī)密信息，往往會造成互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓現(xiàn)象。因此，應(yīng)該進(jìn)一步強(qiáng)化無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)信息安全性。

作者:楊波 單位:常州大學(xué)懷德學(xué)院

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[4]滕少華,洪源,李日貴,等.自適應(yīng)多趟聚類在檢測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用[J].傳感器與微系統(tǒng),2015(2):150-153.

[5]劉云.基于流密碼的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全若干問題管窺[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2014(10):99-100.

篇10

本文以常用的車載物流過程為研究對象，在貨柜中部署傳感器節(jié)點(diǎn)，來實(shí)時(shí)監(jiān)測貨物運(yùn)輸過程的相關(guān)環(huán)境參數(shù)，WSN中的匯聚節(jié)點(diǎn)通過藍(lán)牙傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳給作為網(wǎng)關(guān)的智能手機(jī)，智能手機(jī)通過GPS衛(wèi)星定位將位置信息加入到參數(shù)數(shù)據(jù)中，再通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)中。本論文研究主體為車載部分，其架構(gòu)如圖2所示。

1.1傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是實(shí)時(shí)監(jiān)測相關(guān)環(huán)境參數(shù)，并對其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，使數(shù)據(jù)通過WSN傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)處，其處理能力、存儲能力和通信能力要求不高，因此采用簡單節(jié)約的設(shè)計(jì)方案。如圖3所示，傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、射頻模塊、電源模塊和電路等部分組成。傳感器模塊負(fù)責(zé)對所需參數(shù)進(jìn)行采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換。處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲和處理傳感器模塊采集的以及射頻模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。射頻模塊負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)之間的通信，對數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送或接收。電源模塊負(fù)責(zé)為整個(gè)節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量，是決定節(jié)點(diǎn)壽命的關(guān)鍵因素之一。電路則包括聲光電路、復(fù)位電路及接口電路等。（1）處理器模塊。處理器模塊是傳感器節(jié)點(diǎn)的核心部分，本設(shè)計(jì)方案中，處理器選用德州儀器（TI）公司的16位超低功耗微控制器MSP430F135，該處理器采用1.8V-3.6V的低電壓供電，可以在低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作，非常適合應(yīng)用在對功耗控制要求甚高的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。該處理器同時(shí)擁有較強(qiáng)的處理能力和較豐富的片內(nèi)資源，擁有16kB閃存、512BRAM、2個(gè)16位的定時(shí)器、1個(gè)通用同步異步接口（USART）、12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和6個(gè)8位并行接口。（2）射頻模塊。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)既需要發(fā)射又需要接收數(shù)據(jù)，因此本設(shè)計(jì)方案中的射頻模塊采用收發(fā)一體的無線收發(fā)機(jī)。射頻模塊采用Chipcon公司推出的無線收發(fā)芯片CC2420，它的工作電壓位于2.1~3.6V之間，收發(fā)電流不超過20mA，功耗低；其具有很高的集成度，只需要較少的電路就可工作，天線設(shè)計(jì)采用PCB天線，進(jìn)一步減小模塊體積。CC2420工作在2.4GHz頻段上，支持IEEE802.15.4和Zig-Bee協(xié)議；采用O-QPSK調(diào)制方式，抗鄰道干擾能力強(qiáng)；128B接收和128B發(fā)射用的數(shù)據(jù)緩存空間，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)250kb-ps。（3）傳感器模塊。傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集部分根據(jù)實(shí)際需要選擇相應(yīng)的傳感器，如溫度、濕度、振動(dòng)、光敏、壓力等傳感器。本文的研究重點(diǎn)不在傳感器上，因此僅以溫濕度傳感器作為例子。本方案采用Sensirion公司的SHT15溫濕度傳感器，該傳感器將傳感元件和信號處理電路集成在一起，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號[3]。其工作溫度范圍在-40℃-123.8℃之間，其在-20℃-70℃范圍內(nèi)，溫度測量精度在±1℃以內(nèi)；濕度范圍在0%-100%之間，在10%-90%范圍內(nèi)，濕度測量精度在±2%以內(nèi)。

1.2匯聚節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，匯聚節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲和處理后傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)，接收來自網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的信息，向傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測任務(wù)。匯聚節(jié)點(diǎn)是連接WSN和外部網(wǎng)絡(luò)的接口，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，使用戶能夠訪問、獲取和配置WSN的資源，對其處理能力、存儲能力和通信能力要求較高。而為了與傳感器節(jié)點(diǎn)匹配，匯聚節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)與傳感器節(jié)點(diǎn)基本相似，如圖4所示，匯聚節(jié)點(diǎn)沒有傳感器模塊，增加了存儲器模塊和藍(lán)牙通信模塊。（1）處理器模塊。同樣的，處理器模塊也是匯聚節(jié)點(diǎn)的核心部分，主要負(fù)責(zé)控制整個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)的操作，存儲和處理來自射頻模塊或者藍(lán)牙通信模塊的數(shù)據(jù)，再將處理結(jié)果交給射頻模塊或者藍(lán)牙通信模塊發(fā)送出去。本設(shè)計(jì)方案中，處理器選用TI公司的16位超低功耗微控制器MSP430F1611，該處理器和MSP430F135一樣，可以在1.8V~3.6V的低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作，但其擁有更強(qiáng)的處理能力和更豐富的片內(nèi)資源，48kB閃存和10KBRAM、2個(gè)16位定時(shí)器、1個(gè)快速12位ADC、雙12位DAC、2個(gè)USART接口和6個(gè)8位并行I/O接口。（2）存儲器模塊?？紤]到物流運(yùn)輸過程中環(huán)境多變，容易帶來一些不確定因素，這些不確定因素可能引起處理器自帶的存儲器中的數(shù)據(jù)丟失，因此匯聚節(jié)點(diǎn)需要存儲一些重要的數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)方案中，匯聚節(jié)點(diǎn)的外部存儲器芯片選用由Mi-crochip公司生產(chǎn)的24AA64，工作電壓低至1.8V，它采用低功耗CMOS技術(shù)，工作時(shí)電流僅為1mA，而且可以在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作。由于匯聚節(jié)點(diǎn)對存儲容量要求不高，而且24AA64芯片的存儲容量為64KB，擦寫次數(shù)可達(dá)到百萬次，因此一塊芯片即可滿足本系統(tǒng)的存儲要求。（3）藍(lán)牙通信模塊。本系統(tǒng)采用智能手機(jī)作為后臺系統(tǒng)和WSN之間的網(wǎng)關(guān)，來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。為了使匯聚節(jié)點(diǎn)與智能手機(jī)能夠進(jìn)行通信，采用藍(lán)牙通信協(xié)議。而在匯聚節(jié)點(diǎn)使用藍(lán)牙通信方式需要增加一個(gè)藍(lán)牙通信模塊。本設(shè)計(jì)方案中，采用SparkFun公司的BlueSMiRF模塊，其工作電壓為3.3V-6V，工作電流最大為25mA，功耗較低；其最大傳輸距離為100m，通信速率最高可達(dá)115200bps；其天線為PCB天線，所需器件很少，故模塊的體積很小，可以通過串行接口直接與處理器模塊相連。

1.3網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)要求在后臺系統(tǒng)和WSN部署點(diǎn)間進(jìn)行雙向通信，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸功能，有兩種方案，一是匯聚節(jié)點(diǎn)增加移動(dòng)通信模塊，如GPRS模塊[4]；二是采用智能手機(jī)作為后臺系統(tǒng)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)關(guān)。方案一對匯聚節(jié)點(diǎn)的要求進(jìn)一步提高，不僅處理過程更加復(fù)雜，其能量消耗也大大提高；另一方面要實(shí)現(xiàn)物流過程的跟蹤，還需有定位功能，一般采用GPS模塊[5]，這樣成本也將大大提高。相比之下，方案二優(yōu)勢明顯，采用智能手機(jī)可以進(jìn)行各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的存儲，使用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與后臺系統(tǒng)進(jìn)行通信，使用內(nèi)置的GPS定位功能，后臺用戶可以在緊急事件發(fā)生時(shí)直接聯(lián)系貨車司機(jī)等。因此，本系統(tǒng)采用智能手機(jī)作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)方案中，采用中國移動(dòng)M811手機(jī)作為測試對象，其支持4G/3G/GPRS等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，可以方便地使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與后臺系統(tǒng)進(jìn)行通信；其具有GPS定位功能，可以實(shí)現(xiàn)貨車定位；具有藍(lán)牙通信功能，可與匯聚節(jié)點(diǎn)間采用藍(lán)牙通信；使用An-droid4.0操作系統(tǒng)，擁有豐富的開源資源，方便軟件的設(shè)計(jì)。

2系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)使用WSN中的傳感器節(jié)點(diǎn)檢測物流過程中相關(guān)環(huán)境參數(shù)并發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)處，由其將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙連接傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)，智能手機(jī)通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將加入GPS信息的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器。系統(tǒng)各部分的工作任務(wù)不一，硬件條件也有很大差別，因此系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也十分關(guān)鍵。

2.1傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)主要承擔(dān)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的工作，由于其能量及處理資源有限，因此需要采取節(jié)能和減少數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)方案中，傳感器節(jié)點(diǎn)采取按需求喚醒的工作方式，檢測等待時(shí)間（等待時(shí)間可由后臺設(shè)置）未到或者沒有收到匯聚節(jié)點(diǎn)命令時(shí)節(jié)點(diǎn)處于休眠狀態(tài)；當(dāng)?shù)却龝r(shí)間一到或者收到命令時(shí)，立刻開始工作，進(jìn)行采集數(shù)據(jù)并發(fā)送，或者根據(jù)命令完成相應(yīng)操作，完成后又進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次激活，其程序流程如圖5所示。

2.2匯聚節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)匯聚節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，處理后通過藍(lán)牙傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)接收來自網(wǎng)關(guān)的命令，完成相應(yīng)的操作。相比于傳感器節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)的工作更加復(fù)雜，而且其能量和處理資源也不多，因此采取與傳感器節(jié)點(diǎn)相似的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作交予網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其程序流程如圖6所示。

2.3智能手機(jī)APP設(shè)計(jì)智能手機(jī)作為本系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等復(fù)雜工作，因此開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序（Applica-tionProgram，簡稱APP）來實(shí)現(xiàn)上述功能，其流程圖如圖7所示。該APP實(shí)現(xiàn)對智能手機(jī)內(nèi)部藍(lán)牙模塊的調(diào)用，通過藍(lán)牙連接與匯聚節(jié)點(diǎn)通信；利用智能手機(jī)的GPS模塊獲取位置信息，加入到接收到的傳感器數(shù)據(jù)中，再通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)；接收后臺系統(tǒng)的命令，完成相應(yīng)的操作；同時(shí)通過智能手機(jī)對應(yīng)的界面提供數(shù)據(jù)顯示、告警提醒以及日志功能。

3結(jié)語