无线网络技术论文范本十二篇

时间:2023-03-20 16:11:06

无线网络技术论文

无线网络技术论文(篇1)

目前使用的802.11g标准的无线局域网主要由无线网卡、无线接入点、计算机以及相关设备构成,将这个无线局域网系统分割成各个小的单元,每一个单元叫做基本服务组,即BSS。一个无线局域网可以由一个单元构成,也可以由多个单元构成,但是通常情况下,是包含多个单元的,其中,无线接入点,即AP主要是将WLAN与LAN连接起来,从而实现各个单元的无缝连接。当无线局域网中的每个单元通过AP与有线骨干网连接在一起的时候,也就是将所有的基本服务组组合起来,就形成了扩展服务组,即ESS,目前的ESS的覆盖范围比较广,可达到几千米。

1.2无线局域网的传输原理

目前使用的无线局域网的传输模式主要由两种,即红外线方式和无线电波方式。由于红外线不受无线电波的影响,因此它的应用范围比较广,但是当传输距离增大时,传输质量会明显下降,而且遇到非透明物质时,穿透性也比较差。而无线电波的发射端主要是通过扩展频谱的方式或者窄带调制的方式将数据信息转化成电磁波信号进行发射,接收端接收到电磁波信号后再转化成数据信号,这样就完成了信号的发射与接收。现在最常使用的一种方式就是通过无线网卡将信号发送到无线交换机,然后通过无线交换机转换信号之后传送到目标客服端的无线网卡上,接收到电磁波信号之后再转换成数字信号,这样就实现了无线网络的通讯功能。

2无线网络的优势

2.1移动性强

与有线网络相比,无线网络摆脱了线缆的束缚,可以随时随地接收到信息服务,这样就显示出其移动性的优势。另外,有线网络由于线缆的限制,两个站点的距离最多只能达到500米,即使现在的科技比较发达,开始使用光纤接入站点,但是最远也只能达到3千米,而无线网络在这方面具有很大的优势,由于没有线缆的束缚,可以随时随地建立站点或者重新配置站点,两个站点间的距离可达到50千米。这样就摆脱了很多环境条件的限制,大大的拓展了网络了传输范围。

2.2安装便捷

在有线网络的建设中,最耗费时间,也是最影响周围环境的就是对网络布线的施工,整个过程比较繁琐,需要挖地破墙、穿线架管。而无线网络的建设就便捷了很多,省去了繁琐的网络布线的施工,只需要安装一个接入点设备,就能实现网络的覆盖,保证网络的畅通。

2.3灵活性高

与有线网络不同,无线局域网是以一种独立的形式存在的,它不依赖于线缆,可以在需要的时候随时建立,也可以在不需要的时候随时拆卸,使用起来更加的灵活便捷。无线局域网可以应用到小数量的网络模式中,比如家中使用的无线局域网,当然,也可以应用到几千个用户的完整基础网络中。只要增加或减少接入点的数量,就可以改变用户的使用量以及网络的覆盖范围,可以根据用户的需求,随时变更,具有很高的灵活性。

2.4维护成本较低

在进行无线网搭建的时候,耗费的资金要多一些,比有线网的搭建费用高百分之三十左右。但是搭建成功之后,在后期的维护过程中,消耗的资金要比有线网的维护少大约百分之五十的费用。这样来看,无线网耗费的总的费用要少于有线网。而且我们目前所处的环境会经常发生变更和移动,这样无线网就更加便捷,长远的投资效益也更加高。无线网的后期维护工作也比较简单,一般的工作人员都能够胜任。当办公室的环境改变的时候,无线网随之变更也比较容易,与有线网络相比,设备的利用率更高。

3无线网络的组网方式

目前使用的无线网络的基本运作模式有两种,包括点到点模式和主从模式。点到点模式主要是指无线网卡之间的通信,而主从模式中的工作站是与中心天线或接入点直接连接的,主要由接入点负责无线工作的管理和连接工作。在实际的应用中,无线网的接入方式包括对等方式、接入方式和中继方式等。而将无线网络技术应用到校园网的建设中,应该根据具体情况进行具体的分析,选择最灵活的接入方式。

3.1接入方式

采用这种接入方式的网络是以接入点AP为中心的,所有的终端通信都是通过AP进行转接的,这样建立的网络相当于AP在内部建立一个桥连接表将所有终端连接起来。当需要进行信号转接的时候,AP就进行桥连接表的查询,然后进行转接。这种接入方式就相当于一个中心点同时负责周围好几个分支点,主要是以AP为中心的,而且也可以通过AP进行拓展,这种方式有利于近距离内多个局域网的互联。由于学校中存在古建筑物或者露天区域等一些比较难布线的环境,另外,会议室、报告厅、图书馆等地需要联网,但是网络设备的使用率又不高,因此,在这些地方建立无线局域网是非常适用的,而且采用接入方式是一种经济的联网方案,尤其在那些自然条件受限制的地方,接入方式非常适用。

3.2对等方式

对等方式与接入方式不同,不需要以接入设备AP为中心,进行网络的转接,所有的基站之间都能相互对等的进行通信。在这种网络模式下,每个基站都会自动的对网络进行初始化,然后将所有的基站建立成一个局域网,多个基站可以同时发送消息。但是对等方式的网络模式不支持TCP/IP协议,只能采用NetBEUI协议,因此,在校园网的组建中,这种模式只适用于有线网无法覆盖的地方和一些临时的网络会所,比如说学校中临时开一个会议,需要联网,就可以采用这种模式。对于一些要求稳定、且需要TCP/IP协议支持的网络,这种方式不适用。

3.3中继方式

中继方式是在接入方式的基础上,建立两个无线设备之间的点对点连接,它比较适合两个远距离局域网之间的连接,在增加定向天线之后,传输距离可达50千米。在这样的网络模式下,两个局域网之间具有无线网桥,通过无线网桥,可以实现局域网之间的通信,无线网桥可以进行网络路由的选择,还可以进行协议的转换。另外,实现该网络模式的组网模式也是多种多样的。这种方式特别适用于高校中两个远距离校区之间局域网的联通,是一种较为经济的方案。

4校园无线网络的设计

进行校园网无线网络的设计,就是要利用先进的无线网络技术,将无线网络逐步覆盖校园的每一个角落,作为有效网络的有效补充与完善,为学校教学、师生学习与科研提供更加便捷的网络服务。

4.1校园无线网络的设计的原则

在校园网的设计中,一定要充分考虑网络的安全性,设置多层次的网络安全保护措施,可以进行身份鉴别、访问限制以及保密设置等多种操作,充分保证校园网络的安全性,防止黑客的攻击。另外,校园无线网要保证对每一个接入网点和每一位用户都能进行科学的管理,做好无线网络的维护工作。它还可以可以上网时间或者使用流量的方式进行计费,保证每一位用户缴费的便捷,也能够查询自己的上网记录。在无线网络的不断发展中,校园无线网可以随时进行系统的升级和扩充,为发展无线语音、无线视频会议等的应用打下良好的基础。

4.2校园无线网络的总体结构

在构建校园无线网的时候,要充分考虑与原有的有线网络、应用系统等能够充分的融合,可以与原有的用户安全认证、用户管理等做到总体的整合。在建设无线校园网时,涉及的主要系统和设备包括无线接入设备(AP)、无线网络控制器(AC)、无线网络认证服务器(AS)。通过这些设备就能够接入无线网络并对所有的接入的AP用户进行管理,另外,还能够所有接入校园无线网络的用户进行认证鉴权。在校园内进行无线网络覆盖的时候,采用的是在热点区域蜂窝状信号覆盖的方式,然后通过AP将无线网络划分到每一个VLAN中。由于校园无线网覆盖的范围比较广,因此,如果只采用一个VLAN,会对网络的性能造成严重的影响,因此可以根据无线局域网覆盖的区域以及用户的使用数量,采用无线网络控制器将网络划分成几个子网,每个子网都由一个网络控制器进行控制,从而达到用户分流的作用。另外,为了实现与有线网络计费系统的有效结合,可以安装无线网络认证服务器与校园网的用户计费系统进行有效对接。

4.3校园无线网络在户外公共区域的应用

校园内存在很多的户外公共区域,在公共区域布线是比较困难的,因此,选择无线网的建立是比较经济实用的一种方案。校园内,比较教学楼、实验楼、食堂等地具有相对独立的有线网络,但是它们的用户群是不同的,容易形成“孤岛”,因此,可以采用中继方式进行接入,将这些区域进行两两连接。另外,对于校园中有线网络不完善的地方,可以以一个有线网络比较完善的地方为中心,作为数据共享的进出口,进行收发数据,从而实现网络的共享。只有安装一个无线设备,就可以通过中心区域的AP接入点连接到校园网,这为教学活动、科研活动以及学校的各种活动提供了很大的便捷。

4.4校园无线网络在室内的应用

在校园中有很多开放的室内公共区域,比如自习室、图书馆、教室等,对网络的使用量也比较多,虽然这些区域都具有有线网络的覆盖信息点,但是由于接口比较少,插接比较繁琐,因此,需要接入无线网络,以实现有线网络的拓展与完善。比如在图书馆中,学生比较多,网络的使用量比较大,因此,可以安装多个无线AP,分别与有线网络与无线网络连接,所有的通信数据通过AP进行转接,这样就可以使无线网络分布在图书馆的每一个角落。通过AP连接,就将所有的无线站点联系起来,建立了一个个类似“桥接表”的装置,实现了网络的共享。无线AP的接入,大大的增加了原有PC之间的有效距离,应用的范围比较广泛。当学校需要建立大规模的无线网络时,可以增加接入点的个数,与有线网络进行连接,这样就形成了以有效网络为中心,多个接入点与其相连的无线局域网,就增加了无线网覆盖的半径,有效的拓展了有线网络。必要的时候,可以加入EP来增大无线网覆盖的范围,EP串联在一起,可覆盖的范围就更加广泛了。

4.5校园无线网络在用户分散区域的应用

在校园无线网的建立中,除了对教学楼、图书馆这些用户比较集中的地方建立无线局域网,还需要对用户数量较少,且比较分散的区域建立无线网络,比如学生宿舍、教学办公楼等。对用户数量较少、且分散的区域,由于网络的利用率不高,就可以采用接入的方式进行无线网络的建立,采用无线路由器接入校园网,这样不但可以满足用户的需求,而且比较方便快捷。对于有些需要临时开会或者办活动的区域,又需要临时的网络,不需要无线AP设备单独接入,可以采用对等的方式建立一个临时的无线局域网即可。比如说对于一个临时会议室,对于各个需要进行通信的移动终端,配置相应的无线适配器,这样就可以使每个节点之间进行对等的通信,实现无线信号的互通,不但达到资源共享的目的,而且也比较方便快捷,在不需要的时候,可以随时拆卸,是一种经济实用的方案。

无线网络技术论文(篇2)

无线Mesh网络技术

在宽带无线接入领域,各种无线通信技术蓬勃发展的同时,一种新的无线网络技术——无线mesh网络也逐渐发展起来,引起了人们广泛的注意。无线mesh网,即无线网状网,也称为无线多跳网,它可以和多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20以及3G移动通信等技术相结合,组成一个含有多跳无线链路的无线网状网络。这种无线网状网,可以大大增加无线系统的覆盖范围,同时可以提高无线系统的带宽容量以及通信可靠性,是一种非常有发展前途的宽带无线接入技术。

无线Mesh网的网络架构

传统的无线接入技术中,主要采用点到点或者点到多点的拓扑结构。这种拓扑结构中一般都存在一个中心节点,例如移动通信系统中的基站、802.11WLAN中的AP等等。中心节点一方面与各个无线终端通过单跳无线链路相连,控制各无线终端对无线网络的访问就;另一方面,中心节点又通过有线链路与有线骨干网相连,提供到骨干网的连接。而在无线mesh网络中,采用网状mesh拓扑结构,也可以说是一种多点到多点网络拓扑结构。在这种mesh网络结构中,各网络节点通过相临其他网络节点,以无线多跳方式相连。

无线mesh网主要由两种网络节点组成:mesh路由器和mesh终端。Mesh路由器除了具有传统的无线路由器的网关/中继功能外,还具有支持mesh网络互连的路由功能。Mesh路由器通常具有多个无线接口,这些无线接口可以是基于相同的无线接入技术构建,也可以是基于不同的无线接入技术。与传统的无线路由器相比,无线mesh路由器可以通过无线多跳通信,以低得多的发射功率获得同样的无线覆盖范围。在无线mesh网络中,由mesh路由器互连构成无线骨干网,这个无线骨干网再通过其中的网关mesh路由器与外部网络如Internet相连。Mesh终端也具有一定的mesh网络互连和分组转发功能,但是一般不具有网关桥接功能。通常,mesh终端通常只具有一个无线接口,实现复杂度远小于mesh路由器。Mesh终端可以是笔记本电脑、掌上电脑、PDA以及手机等终端设备。Mesh终端之间互连可以构成一个小型对等通信网络。mesh路由器和mesh终端之间混合组网如下图所示:

无线mesh网与同样采用多跳网状拓扑的Adhoc网相比,也有所不同。Adhoc网络是由移动终端设备组成的无线分布式多跳网络,其中一般不包含静止的节点设备;而无线mesh网中的无线路由器大多是静止的设备,而用户终端也可以是静止或移动的无线接入终端。此外,adhoc网的设计目的是为了实现用户移动终端设备之间的对等网络通信,而无线mesh网络着重的是给终端用户提供无线接入功能。

无线Mesh网络的特点

与传统的无线接入技术相比,无线mesh网具有一些新的特点:

1.无线多跳网络

无线mesh网技术开发的目标是在不牺牲信道容量的情况下,扩展现有无线网络的覆盖范围。另一个目标是在不具有直接视距无线链路的用户之间,提供非视距连接。为了实现这些目标,不可避免的要采用多跳mesh网络。多跳mesh网络架构中,无线链路间更短、发射功率更小、节点间干扰更少和频率重用效率更高,这样可以在不牺牲信道容量的前提下获得更高的系统容量。

2.支持adhoc方式网络互连,具有自组织、自管理、自愈能力

无线mesh网具有网络结构灵活、易于部署和配置、容错以及网状连接多点到多点通信等特点,使得无线mesh网的初始部署成本相当低,并且可以根据需要逐步扩容。自组织自愈能力使得无线meh网不需要网络管理员来手工配置网络,而可以自动发现新节点,自动完成配置过程,自动维护网络正常运行,在出现节点/链路故障时也可自动调整完成网络自愈。

3.多种类型的网络接入

在无线mesh网中,既支持无线终端接入骨干网,又支持无线终端之间的对等网络通信。此外,把无线mesh网技术与其他无线网络相结合,可以通过无线mesh网给这些无线网络的终端用户提供无线接入业务。

4.移动性以及能耗限制与节点类型相关

无线mesh网中,mesh路由器一般为静止不动的设备,而mesh终端可以是移动或固定设备。同时,mesh路由器一般没有能耗的限制,而mesh终端则需要采用能耗较小的网络通信协议。这样,MAC以及路由协议需要针对mesh路由器和mesh终端设备分别设计和优化。

与同样具有自组织、自管理以及多跳无线adhoc拓扑的adhoc网络相比,无线mesh网也有自己与adhoc网络不同的特点:

5.具有无线基础设施骨干网

无线mesh网内,由mesh路由器组成一个无线骨干网,专门用于给终端客户提供可靠网络连接。这个无线骨干网在无线域内提供了大覆盖范围、连通性以及健壮性。反观Adhoc网络则是基于各个不可靠的终端用户来进行通信,不存在专门提供网络连接服务的基础骨干网,这给adhoc的应用带来了很大的限制。6.集成性

无线mesh网可以通过mesh路由器的网关/桥接功能,整合现有多种无线网络技术,如802.11、802.16、3G移动通信等。这样,通过mesh路由器组成的无线骨干网,可以把多种不同无线网络连接到一起,形成一个“无线互联网”。而adhoc网络由于是用户终端自组网,而用户终端一般不具备这种网关/桥接的功能。

7.路由和配置功能的专门化

在adhoc网络中,每个终端用户设备都要为所有其他节点执行路由和配置功能。而在无线mesh网中,虽然mesh终端也有路由转发功能,但是主要还是由mesh路由器来执行路由和配置功能,大大减轻了普通mesh终端的负载。

8.拓扑结构的相对稳定

adhoc网络中,由于终端用户的移动性和不可靠性,网络拓扑和连接的变化较大,使得路由协议和网络配置和部署带来了很大的挑战。无线mesh网中,mesh路由器一般是静止不动设备且较用户终端可靠的多。

9.功耗限制减少

无线mesh网络中,mesh路由器一般为静止不动的设备,与adhoc网中的移动终端相比,基本没有功耗限制。这样,在设计mesh路由器的物理层、MAC层以及网络层路由协议时,基本可以不考虑功耗限制,这大大简化了协议设计,同时还可以采用性能较高的设计方案。

无线Mesh网的应用

同样作为无线多跳网络,与adhoc网络技术只用于军事以及专用特殊网络不同,无线mesh网的研究开发是由实际应用需求为驱动力的,其应用场景和应用范围相当广泛,并且有着不可替代的作用和优势。无线mesh网可以和802.11WLAN、802.16WMAN以及3G等各种无线接入技术相结合,实现家庭网络、社区网络、企业网络以及城域网络内的多层次多范围的无线应用。

1.宽带家庭网络互连

现在,宽带家庭网络互连大多采用802.11WLAN来实现,在WLAN中AP的放置需要现场勘察,但仍不免产生覆盖不到的盲区。为了消除盲区,可在家庭互连网络中采用无线mesh网技术,放置多个小型mesh路由器,以多跳mesh网络互连家庭内部数字设备可以有效的消除盲区,同时还可以大大提高网络容错性,且可减少由于迂回访问产生造成的网络拥塞。

2.社区网络互连

采用无线mesh网技术,通过在社区内放置多个mesh路由器可以将社区内各用户家庭网络互连,形成一个社区无线多跳网络。有了这个社区无线互连网络,就可以在社区内用户家庭之间共享若干个Internet接入设备,而不必在每个用户家庭安装Internet接入设备。而且,社区无线mesh网还可以容许社区用户家庭无需通过远端服务提供商网络,就可以在社区本地相互访问,共享社区内网络资源。此外,社区无线mesh网的网状拓扑结构,也给社区用户提供了更加可靠的网络连接,增强了网络容错性和健壮性。

3.企业网络互连

目前,802.11WLAN已经在企业办公室写字楼中得到了广泛的应用,但这些WLAN或者相互没有连接,或者采用不太经济的有线以太网方式相连。而采用无线mesh网技术,通过mesh路由器将这些WLAN互连,一方面可以解决WLAN网络之间连通性问题,另一方面相对采用有线互连方式还可以节约成本,灵活部署,同时提高了网络的容错性和健壮性。

4.城域网络互连

通过无线mesh网络,整合802.16WMAN、802.11WLAN以及3G等其他无线接入技术可以形成一个城域大范围、多层次、多样化接入方式的无线接入网络,使得城域无线接入网络的覆盖广度深度都大大增加。

无线Mesh网络的关键技术因素

无线mesh网作为一种新的无线接入网络技术,需要考察影响其性能的关键技术因素。这些技术因素如下:

1.物理层无线电技术

新兴的物理层无线电技术如定向智能天线、自适应调制编码、MIMO技术以及多无线电/多信道系统已经成为下一代无线接入系统的不可或缺的关键技术。此外,为了进一步改善无线射频性能以及高层协议的控制,更先进的可重配置无线电、感知无线电、甚至软件无线电技术都已开始在无线系统中有所运用。这些高级物理层无线电技术的开发设计不仅对物理层性能起着决定性作用,而且要求进行整合物理层、MAC层和网络层进行整体设计,以便最大限度的提高整个网络性能。

2.MAC层多址访问机制

无线mesh网是分布式无线多跳网状网。现有的无线网络MAC机制大多都是针对单跳无线网络设计的,这种面向单跳无线网络设计的MAC机制并不适于分布式无线多跳网状网络,如802.11WLAN的MAC机制在无线链路跳数达到四跳时,性能下降非常大。同时,在无线mesh网这种分布式无线多跳网状网中,由于实现时间同步和码管理困难,采用TDMA和CDMA多址接入也比较复杂。此外,在无线mesh网络中,还要求能够有效的进行空间频率重用,以提高网络容量。这样,MAC层机制设计将成为影响无线mesh网性能和成功与否的关键技术因素之一。

3.Mesh拓扑连接的维持

无线mesh网的很多技术特点和优势来自于其mesh网状连接,mesh连接的维护也就成为无线mesh网的MAC和路由协议设计中的一个关键。一般来说,需要在无线mesh网中实现网络自组织和拓扑控制算法,设计具有拓扑感知能力的MAC和路由协议。

4.Mesh路由协议

无线mesh网络中,mesh路由协议的设计是一个关键。首先,在无线多跳mesh网络中,路由协议不能仅仅根据“最小跳数”来进行路由选择,而要综合考虑多种性能度量指标来进行路由选择。其次,mesh路由协议要提供网络容错性和健壮性支持,能够在无线链路失效时,迅速选择替代链路避免业务提供中断。第三,mesh路由协议要能够利用流量工程技术,在多条路径间进行负载均衡,尽量最大限度利用系统资源。第四,路由协议要求能同时支持mesh路由器和mesh终端。对于静止不动的mesh路由器,由于没有功耗限制,可以采用比现有adhoc路由协议简单得多的路由协议;而对于mesh终端,则需要采用类似adhoc的路由协议。这样,就需要一种行之有效的路由协议能够自适应支持mesh路由器和mesh终端。

5.宽带Qos业务支持

无线网络技术论文(篇3)

无线Mesh网络技术

在宽带无线接入领域,各种无线通信技术蓬勃发展的同时,一种新的无线网络技术——无线mesh网络也逐渐发展起来,引起了人们广泛的注意。无线mesh网,即无线网状网,也称为无线多跳网,它可以和多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20以及3G移动通信等技术相结合,组成一个含有多跳无线链路的无线网状网络。这种无线网状网,可以大大增加无线系统的覆盖范围,同时可以提高无线系统的带宽容量以及通信可靠性,是一种非常有发展前途的宽带无线接入技术。

无线Mesh网的网络架构

传统的无线接入技术中,主要采用点到点或者点到多点的拓扑结构。这种拓扑结构中一般都存在一个中心节点,例如移动通信系统中的基站、802.11WLAN中的AP等等。中心节点一方面与各个无线终端通过单跳无线链路相连,控制各无线终端对无线网络的访问就;另一方面,中心节点又通过有线链路与有线骨干网相连,提供到骨干网的连接。而在无线mesh网络中,采用网状mesh拓扑结构,也可以说是一种多点到多点网络拓扑结构。在这种mesh网络结构中,各网络节点通过相临其他网络节点,以无线多跳方式相连。

无线mesh网主要由两种网络节点组成:mesh路由器和mesh终端。Mesh路由器除了具有传统的无线路由器的网关/中继功能外,还具有支持mesh网络互连的路由功能。Mesh路由器通常具有多个无线接口,这些无线接口可以是基于相同的无线接入技术构建,也可以是基于不同的无线接入技术。与传统的无线路由器相比,无线mesh路由器可以通过无线多跳通信,以低得多的发射功率获得同样的无线覆盖范围。在无线mesh网络中,由mesh路由器互连构成无线骨干网,这个无线骨干网再通过其中的网关mesh路由器与外部网络如Internet相连。Mesh终端也具有一定的mesh网络互连和分组转发功能,但是一般不具有网关桥接功能。通常,mesh终端通常只具有一个无线接口,实现复杂度远小于mesh路由器。Mesh终端可以是笔记本电脑、掌上电脑、PDA以及手机等终端设备。Mesh终端之间互连可以构成一个小型对等通信网络。mesh路由器和mesh终端之间混合组网如下图所示:无线mesh网与同样采用多跳网状拓扑的Adhoc网相比,也有所不同。Adhoc网络是由移动终端设备组成的无线分布式多跳网络,其中一般不包含静止的节点设备;而无线mesh网中的无线路由器大多是静止的设备,而用户终端也可以是静止或移动的无线接入终端。此外,adhoc网的设计目的是为了实现用户移动终端设备之间的对等网络通信,而无线mesh网络着重的是给终端用户提供无线接入功能。

无线Mesh网络的特点

与传统的无线接入技术相比,无线mesh网具有一些新的特点:

1.无线多跳网络

无线mesh网技术开发的目标是在不牺牲信道容量的情况下,扩展现有无线网络的覆盖范围。另一个目标是在不具有直接视距无线链路的用户之间,提供非视距连接。为了实现这些目标,不可避免的要采用多跳mesh网络。多跳mesh网络架构中,无线链路间更短、发射功率更小、节点间干扰更少和频率重用效率更高,这样可以在不牺牲信道容量的前提下获得更高的系统容量。

2.支持adhoc方式网络互连,具有自组织、自管理、自愈能力

无线mesh网具有网络结构灵活、易于部署和配置、容错以及网状连接多点到多点通信等特点,使得无线mesh网的初始部署成本相当低,并且可以根据需要逐步扩容。自组织自愈能力使得无线meh网不需要网络管理员来手工配置网络,而可以自动发现新节点,自动完成配置过程,自动维护网络正常运行,在出现节点/链路故障时也可自动调整完成网络自愈。

3.多种类型的网络接入

在无线mesh网中,既支持无线终端接入骨干网,又支持无线终端之间的对等网络通信。此外,把无线mesh网技术与其他无线网络相结合,可以通过无线mesh网给这些无线网络的终端用户提供无线接入业务。

4.移动性以及能耗限制与节点类型相关

无线mesh网中,mesh路由器一般为静止不动的设备,而mesh终端可以是移动或固定设备。同时,mesh路由器一般没有能耗的限制,而mesh终端则需要采用能耗较小的网络通信协议。这样,MAC以及路由协议需要针对mesh路由器和mesh终端设备分别设计和优化。

与同样具有自组织、自管理以及多跳无线adhoc拓扑的adhoc网络相比,无线mesh网也有自己与adhoc网络不同的特点:

5.具有无线基础设施骨干网

无线mesh网内,由mesh路由器组成一个无线骨干网,专门用于给终端客户提供可靠网络连接。这个无线骨干网在无线域内提供了大覆盖范围、连通性以及健壮性。反观Adhoc网络则是基于各个不可靠的终端用户来进行通信,不存在专门提供网络连接服务的基础骨干网,这给adhoc的应用带来了很大的限制。6.集成性

无线mesh网可以通过mesh路由器的网关/桥接功能,整合现有多种无线网络技术,如802.11、802.16、3G移动通信等。这样,通过mesh路由器组成的无线骨干网,可以把多种不同无线网络连接到一起,形成一个“无线互联网”。而adhoc网络由于是用户终端自组网,而用户终端一般不具备这种网关/桥接的功能。

7.路由和配置功能的专门化

在adhoc网络中,每个终端用户设备都要为所有其他节点执行路由和配置功能。而在无线mesh网中,虽然mesh终端也有路由转发功能,但是主要还是由mesh路由器来执行路由和配置功能,大大减轻了普通mesh终端的负载。

8.拓扑结构的相对稳定

adhoc网络中,由于终端用户的移动性和不可靠性,网络拓扑和连接的变化较大,使得路由协议和网络配置和部署带来了很大的挑战。无线mesh网中,mesh路由器一般是静止不动设备且较用户终端可靠的多。

9.功耗限制减少

无线mesh网络中,mesh路由器一般为静止不动的设备,与adhoc网中的移动终端相比,基本没有功耗限制。这样,在设计mesh路由器的物理层、MAC层以及网络层路由协议时,基本可以不考虑功耗限制,这大大简化了协议设计,同时还可以采用性能较高的设计方案。

无线Mesh网的应用

同样作为无线多跳网络,与adhoc网络技术只用于军事以及专用特殊网络不同,无线mesh网的研究开发是由实际应用需求为驱动力的,其应用场景和应用范围相当广泛,并且有着不可替代的作用和优势。无线mesh网可以和802.11WLAN、802.16WMAN以及3G等各种无线接入技术相结合,实现家庭网络、社区网络、企业网络以及城域网络内的多层次多范围的无线应用。

1.宽带家庭网络互连

现在,宽带家庭网络互连大多采用802.11WLAN来实现,在WLAN中AP的放置需要现场勘察,但仍不免产生覆盖不到的盲区。为了消除盲区,可在家庭互连网络中采用无线mesh网技术,放置多个小型mesh路由器,以多跳mesh网络互连家庭内部数字设备可以有效的消除盲区,同时还可以大大提高网络容错性,且可减少由于迂回访问产生造成的网络拥塞。

2.社区网络互连

采用无线mesh网技术,通过在社区内放置多个mesh路由器可以将社区内各用户家庭网络互连,形成一个社区无线多跳网络。有了这个社区无线互连网络,就可以在社区内用户家庭之间共享若干个Internet接入设备,而不必在每个用户家庭安装Internet接入设备。而且,社区无线mesh网还可以容许社区用户家庭无需通过远端服务提供商网络,就可以在社区本地相互访问,共享社区内网络资源。此外,社区无线mesh网的网状拓扑结构,也给社区用户提供了更加可靠的网络连接,增强了网络容错性和健壮性。

3.企业网络互连

目前,802.11WLAN已经在企业办公室写字楼中得到了广泛的应用,但这些WLAN或者相互没有连接,或者采用不太经济的有线以太网方式相连。而采用无线mesh网技术,通过mesh路由器将这些WLAN互连,一方面可以解决WLAN网络之间连通性问题,另一方面相对采用有线互连方式还可以节约成本,灵活部署,同时提高了网络的容错性和健壮性。

4.城域网络互连

通过无线mesh网络,整合802.16WMAN、802.11WLAN以及3G等其他无线接入技术可以形成一个城域大范围、多层次、多样化接入方式的无线接入网络,使得城域无线接入网络的覆盖广度深度都大大增加。

无线Mesh网络的关键技术因素

无线mesh网作为一种新的无线接入网络技术,需要考察影响其性能的关键技术因素。这些技术因素如下:

1.物理层无线电技术

新兴的物理层无线电技术如定向智能天线、自适应调制编码、MIMO技术以及多无线电/多信道系统已经成为下一代无线接入系统的不可或缺的关键技术。此外,为了进一步改善无线射频性能以及高层协议的控制,更先进的可重配置无线电、感知无线电、甚至软件无线电技术都已开始在无线系统中有所运用。这些高级物理层无线电技术的开发设计不仅对物理层性能起着决定性作用,而且要求进行整合物理层、MAC层和网络层进行整体设计,以便最大限度的提高整个网络性能。

2.MAC层多址访问机制

无线mesh网是分布式无线多跳网状网。现有的无线网络MAC机制大多都是针对单跳无线网络设计的,这种面向单跳无线网络设计的MAC机制并不适于分布式无线多跳网状网络,如802.11WLAN的MAC机制在无线链路跳数达到四跳时,性能下降非常大。同时,在无线mesh网这种分布式无线多跳网状网中,由于实现时间同步和码管理困难,采用TDMA和CDMA多址接入也比较复杂。此外,在无线mesh网络中,还要求能够有效的进行空间频率重用,以提高网络容量。这样,MAC层机制设计将成为影响无线mesh网性能和成功与否的关键技术因素之一。

3.Mesh拓扑连接的维持

无线mesh网的很多技术特点和优势来自于其mesh网状连接,mesh连接的维护也就成为无线mesh网的MAC和路由协议设计中的一个关键。一般来说,需要在无线mesh网中实现网络自组织和拓扑控制算法,设计具有拓扑感知能力的MAC和路由协议。

4.Mesh路由协议

无线mesh网络中,mesh路由协议的设计是一个关键。首先,在无线多跳mesh网络中,路由协议不能仅仅根据“最小跳数”来进行路由选择,而要综合考虑多种性能度量指标来进行路由选择。其次,mesh路由协议要提供网络容错性和健壮性支持,能够在无线链路失效时,迅速选择替代链路避免业务提供中断。第三,mesh路由协议要能够利用流量工程技术,在多条路径间进行负载均衡,尽量最大限度利用系统资源。第四,路由协议要求能同时支持mesh路由器和mesh终端。对于静止不动的mesh路由器,由于没有功耗限制,可以采用比现有adhoc路由协议简单得多的路由协议;而对于mesh终端,则需要采用类似adhoc的路由协议。这样,就需要一种行之有效的路由协议能够自适应支持mesh路由器和mesh终端。

5.宽带Qos业务支持

无线网络技术论文(篇4)

利用无线网络技术,可以建立远距离无线连接全球数据与语音网络,以及近距离无线连接红外与射频技术。相比有线网络来说其在数据的传输上对电缆传输方式进行了改善,以无线电代替传统网线,实现了无线通信,解放了地理位置对的限制,同时还与有线网络形成互为备份的关系。

1.2无线局域网

无线局域网即通过无线数据传送的一种计算机网络,与无线通信技术以及计算机网络技术相结合,对有线局域网进行了延伸,实现了利用无线局域网完成数据传输与接收,达到了不需连线传输的目的。

2无线网络技术在智能楼宇中应用概述

所谓智能楼宇其建设核心即多种系统的集成,想要满足集成系统的有效运行,必须要建立一个可靠性高的通信网络。随着计算机技术与网络技术的快速发展,一个现代化的智能楼宇基本上具备了安防、消防等系统外,还具有复杂的计算机通信网络,只有当建筑满足各项基础通信设备的运行需求,才可以更进一步实现电子邮件、电子数据传输、视频电视以及多年媒体通信等功能。而所有系统的实现必须要以无线网络技术为基础,将其作为连接各分项系统的桥梁。无线网络设计在智能楼宇中的应用,可以节省有线网络通信所需的电缆线,以更低的建设成本来获得相应的功能。并且还可以避免电缆线连接可靠性不高带来的网络故障问题,满足了计算机在一定范围不受位置限制的要求,为整个智能楼宇建立一个重要的技术平台。以某工程无线网络系统应用为例,主要由ZigBee无线传感器网络接入部分、以太网TCP/IP传输以及电力线载传输部分组成,其中ZigBee无线传感器网络可以将整个智能楼宇内有用数据收集汇总到ZigBee协议中规定中心节点上,基于此建立的最底层混合网络与传统方式相比不需要布线处理,并且具有较高的保密性能,整个施工周期也比较短,在建设完成后传输效果高。另外,通过电力线接入处理后,可以将楼层中原本一体的ZigBee网络划分为多个功能子网,受ZigBee协议规定信道频率影响,可以选择用频率复用的方式,将各子网设置为相同频率,利用本工程钢筋混凝土结构天然干扰屏蔽作用避免相同频率之间的相互干扰,可以更好的发挥出楼宇内各个子网传输的优势。一、三楼确定频率为1,二、四楼确定频率为2,可以在保证ZigBee信道数目的情况下,避免了各楼层之间信道的相互干扰。

3无线网络技术在智能楼宇中应用要点分析

将无线网络技术应用到智能楼宇建设中时,为保证无线通信网络建设效果,需要结合建筑工程结构特点以及无线网络特点来确定管理要点,避免各类因素对网络设计的影响。第一,以智能楼宇本身结构类型为依据来选择相应的网络类型,尤其是对于应用对象为移动状态时,为避免电缆线传输对位置的影响,应选择用无线网络。第二,在选择无线网络技术建立通信网络时,应配置相应的基础性网络保护措施,采取有效的措施来做好无线网络密码的修改与保护,并且为避免通信网络在应用过程中出现故障,应建立专责管理小组,随时进行检测调整。第三,结合建筑内部结构特点确定设计方案的合理性,避免无线信号的流失。

4无线网路技术在智能楼宇中应用措施分析

4.1无线局域网技术应用

第一,IP地址规划。如果为AC的IP地址应选择用静态手工配置,如果为AP的IP地址分配如果选择用静态分配方式,因为AP数量比较多,配置工作量大,在设计与应用过程中容易发生冲突,因此应尽量选择用DHCP动态分配。第二,SSID/VLAN规划。在智能楼宇建设中,业务VLAN主要来区分不同业务类型以及用户群体,SSID在WLAN中也可以起到相同的作用。因此在进行设计时,在业务VLAN规划中需要综合考虑将VLAN与SSID的映射关系,WLAN管理VLAN与业务将VLAN分离,并且业务VLAN根据实际需求与SSID实现1:1、1:N/N:1/N:N多种匹配映射,AC终结VLAN部署。第三,射频管理规划。无线局域网信道比较少,为提高其应用效果,需要做好对信号的分配,并且通过对信道的调整,确保每个AP都能够分配到最优的信道,避免不同信道之间的相互干扰,提高网络信息传输的可靠性。

4.2现场执行层无线网络技术应用

在智能楼宇系统中,为了满足其应用特性以及信息准确快速的传输,以及尽可能的与智能楼宇网络系统相结合,故Infrastructure组网模式在智能楼宇中的应用非常高,智能楼宇中存在很多的数据信息需要交换和传递,并按照某种通信协议来完成。BACnet作为智能楼宇中应为最为广泛的通信协议,其定义了整个智能楼宇实现设备相互操作、抽象的数据共享的对象模型以及信息服务原语。BAC-net通信协议可以通过网络映射方式将不同底层协议映射成BAC-net子网实现不同网络的传输,并支持了多种链路层以及物理层的通信模式。故现场执行层中选取BACnet为基站无线传感器网模式。

无线网络技术论文(篇5)

2机房监控系统的设计与实现

2.1ZigBee协调器节点硬件设计ZigBee协调器节点主要由六大模块构成,分别为LED指示灯、电源模块、串口模块、晶振模块、射频天线以及无线收发器。LED指示灯主要用于显示系统网络连接状态。串口模块用于传输数据信息,并接收相关指令控制协调器运转。由于射频天线在输入和输出为高阻与差动,故适用(115+180)的差动负载。为了进一步优化ZingBee协调器节点性能,我们采用了不平衡变压器。无线收发器工作电压为3.3V,在运行过程中应采用电压转换模块将5V电压下降至3.3V无线收发器能够同时接收两种频率的晶振电路,以此满足监控系统的不同电路需求。

2.2传感器节点硬件设计传感器节点主要由电源模块、CC2430数据传输模块、数据采集模块以及外部数据存储等模块构成。电源模块使用两节5号干电池,CC2430数据传输模块负责数据的传输与采集,并通过与路由节点进行数据交换来控制命令。数据采集模块主要负责采集系统监控区域的湿度、温度、水浸以及光照强度等信息,并将其转化为数据进程存储。

2.3ZigBee协议栈ZigBee协议栈是分层的,每一层都需要向上一层进行数据的提供和管理功能,其主要包括网络层、应用层、媒体访问控制层以及物理层。其中应用层内又划分为ZDO、APS以及应用对象等。媒体访问控制层与物理层位于协议栈子层的最底,属于硬件系统,其他层则在这两者智商,不属于硬件系统。ZigBee协议栈的分层结构简洁明了,极大的方便了系统的设计和调控。

2.4无线传感网软件平台搭建搭建无线传感网软件平台需要一个良好的操作系统。操作系统能够对各项任务进行调度并使整个系统正常运转。不同;诶型设备的同一项处理可以视为同一任务,新建任务并添加至系统,操作系统即将新任务与ZigBee协议栈进行融合,使系统获得新功能并投入使用,从而搭建出完整的无线传感网软件平台。

无线网络技术论文(篇6)

1.1WPAN/WLAN/WMAN通信技术

无线个域网(WirelessPersonalAreaNetwork,WPAN)是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定群体、无线无缝的连接而提出的新兴无线通信网络技术。WPAN能够有效地解决“最后的几米电缆”的问题,进而将无线联网进行到底。如蓝牙、ZigBee、RFID等。无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork,WLAN)的工作模式可分为基础结构(Infrastructure)模式和自组织网络(AdHoc)模式,基础结构的拓扑结构是扩展服务集(ExtendedServiceSet,ESS),而自组织网络的拓扑结构是独立基本服务集(IndependentBasicServiceSet,IBSS)。在基础结构网络下,无线终端通过访问节点(AccessPoint,AP)相互通信,而且可以访问有线网络,这是最常用的网络拓扑结构;自组织网络是无线终端之间任意连接相互通信形成的一种工作方式。WLAN的安全架构经历了从有线等效保密(WiredEquivalentPrivacy,WEP)到IEEE802.11i的演进,我国于2003年首次针对WEP的安全机制不足提出无线局域网安全标准(WirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure,WAPI)。无线城域网(WirelessMetropolitanAreaNetwork,WMAN)的推出是为了满足日益增长的无线接入市场需求。在WLAN技术快速发展的同时,由于在用于室外环境时,带宽和用户数方面受到了限制,同时,还存在通信距离较长等一些其他问题。为更好地解决上述问题,IEEE制定了一套全新的、更复杂的全球标准[2],这个标准能同时解决物理层环境(室外射频传输)和QoS2方面的问题,典型的WMAN如WiMAX,Mesh等。

1.2GSM/GPRS通信技术

全球移动通信系统(GlobalSystemforMobileCommunications,GSM)是2G系统的典型例子,其运营成本低、网络覆盖范围广、可靠性相对较高。但是该通信方式的实时性相对较差,尤其是在大数据传输的情况下,可能造成较长时间的传输时延,不适用于实时监测系统。而且GSM没有考虑完整性保护的问题,这一点在以语音通信为主的2G通信中不是十分重要,因为丢失或者改动的语音通常可以认为识别。GPRS是在现有二代移动通信GSM系统基础上发展而来的无线数据传输业务。GPRS采用与GSM相同的无线调制标准、频带、突发结构、调频规则及TDMA帧结构。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,不需要利用电路交换模式的网络资源。近年来,GPRS技术在配电终端发展非常迅速,但是仍存在不足:GPRS会发生包丢失现象,调制方式不是最优,只采用对用户的单向认证等[3]。

1.33G通信技术

与前两代通信系统相比,第三代移动通信系统的主要特征是可提供多种移动多媒体业务。在高速移动的环境中,其传输速率支持144kbit/s,静止状态下最高支持7.2Mbit/s。3G技术利用在不同网络间的无缝漫游技术,将无线通信系统和Internet连接在一起,从而实现对移动终端用户提供更多、更高级的服务,提高了通信质量、系统容量和传输速率。在安全体系上,3G系统性的考虑了网络接入安全、网络域安全、用户域安全、应用域安全、安全可视性和可配置性。虽然3G和2G相比有很多优点,但还是存在很多缺点:3G缺乏统一的全球标准;3G所采用的语音交换架构不是纯IP的方式,仍采用2G系统的电路交换方式;3G的业务提供和业务管理不够灵活;流媒体的应用不尽如人意;3G的高速数据传输不成熟,接入速度有限;安全方面存在算法过多、认证协议容易被攻击等安全缺陷。

1.44G通信技术

3G正朝着无处不在、全IP化的4G演进。4G网络体系结构如图2所示,4G的关键特征是网络融合,允许多种无线通信技术系统共存,4G致力于融合不同的无线通信系统和技术,以提供普适移动计算环境。用户可以在任何时间、任何地点使用无线网络,这给认证和安全切换提出了更高的要求。在高速移动环境中,移动工作站仍能提供2~100Mbit/s的数据传输速率。4G使用单一的全球范围的IP核心网来取代3G中的蜂窝网络,交换架构从电路交换向分组交换过渡,最终演变成为基于分组交换架构的全IP网络。TD-LTE是时分双工技术(TimeDivisionDupl-exing,TDD)版本的LTE技术,是TD-SCDMA的后续演进技术,同时沿用了TD-SCDMA的帧结构。TD-LTE所采用的不对称频率时分双工方式,是我国拥有自主核心知识产权的国际标准。与之前的通信技术标准相比,TD-LTE技术在物理层传输技术方面有显著改进,主要使用的关键技术包括:多天线技术、多址接入技术、链路自适应、混合自动重传等。1)TD-LTE采用TDD技术,充分利用了有限的频谱资源。在TDD模式下通过将发送和接收信号调度到同一载波下不同时间段传输进行区分,将有限的频谱资源充分利用。2)TD-LTE采用正交频分复用调制编码技术,有效对抗频率选择性衰落或窄带干扰,也提高了单位频谱的传输效率。正交频分复用调制编码技术是将频段内给定的信道分成若干个正交子信道,然后在每个子信道上使用一个载波进行调制,子载波并行传输,从而有效地消除信号波形间的干扰。3)TD-LTE采用多输入输出技术。该技术通过分立式多天线,利用多发射、多接收天线进行空间分集,能将通信链路分解成多个并行子信道,从而提高通信容量。TD-LTE还采用了自适应调制与编码技术、自适应重传技术、载波聚合技术等多种先进技术来实现宽带数据传输[2]。

24G通信安全问题与对策

2.14G通信的接入系统与移动终端

4G的核心网是一个全IP网络,即基于IP的承载机制、基于IP的网络维护管理、基于IP的网络资源控制、基于IP的应用服务。4G的根本优点是可以实现不同网络间的无缝互联。因此,4G网络的接入系统包括无线蜂窝移动通信系统(2G、3G)、无线系统(如DECT)、短距离连接系统(如蓝牙)、无线局域网(WLAN)系统、卫星系统、广播电视接入系统(如DAB,DVB-T,CATV)、有线系统、WiMAX等。4G系统的显著特点是智能化终端,通过实现在各种网络系统之间无缝连接和协作,以最优化的工作方式满足用户的通信需求。当智能化多模式终端接入系统时,网络会自适应地分配频带,给出最优化路由,以达到最佳通信效果。4G的特征决定了4G的移动终端不同于3G终端。4G移动终端应能支持高速率和宽带要求,同时还应保证适应不同的空中接口要求及不同的QoS指标和终端用户移动性能。此外,4G系统中的终端形式多样化,具有物联网功能的终端可视为4G系统的终端,如联网的冰箱、热水器、眼镜、手表等。未来4G移动终端具有如下特征:更强的交互性能,更为方便的个人与网络接口;更高的网络联通性,无线设备可通过AdHoc方式组网;丰富的个性化服务,支持视频电话、GPS定位等多种业务;动态自重构能力,可以自适应地改变业务要求及网络条件;增强型的安全保障功能,如嵌入式指纹识别认证。

2.24G通信安全问题

4G系统包括IP骨干网、无线核心网、无线接入网和智能移动终端等部分,因此,其面临的安全威胁也主要来自这几方面。现有无线网络中存在的安全隐患仍然存在于4G系统中。例如,无线网络链路安全问题和攻击者的窃听、篡改、插入或删除链路上的数据;网络实体身份认证问题,包括核心网和接入网中的实体,如无线局域网中的AP和认证服务器等;Internet网络的各类网络攻击问题等。另外,4G的移动终端与用户的交互更为密切,移动终端作为所有无线协议的参与者和各种无线应用的执行者[4],交互越来越复杂,威胁的来源越来越广泛。而且,随着计算和存储能力的不断增强,可被执行的恶意程序的数量增多,破坏越来越大,使移动终端变得更加脆弱。例如,手机病毒攻击、移动终端硬件平台的篡改、移动终端操作系统漏洞等。

2.34G通信安全策略

4G安全的研究刚刚起步,还需要将来深入的研究。安全解决方案的设计应考虑的因素包括:安全性、效率、兼容性、可扩展性和用户的可移动性。包括[5]:①需要通过移动终端完成的任务量尽可能少,以有效减少计算的时延;②安全协议需要交互的信息量尽可能少,且每条信息的数据长度尽可能短,以减少通信的时延;③被访问网络的安全防护措施应对用户透明;④用户可有效识别和了解被访问网络协商所采用的安全防护措施级别、算法,甚至安全协议;⑤合法的用户可自由配置自身使用的业务是否需要采用安全防护措施;⑥协议要求的计算能力要具有明显的非对称性,较大的计算负担应尽量在服务端完成,而非在移动终端完成,要充分利用移动终端的空闲时间和资源进行预计算和预认证;⑦安全防护方案能够应对用户和网络设备数目的持续增长。具体而言,可采取的安全防护策略主要如下[6]。1)可协商机制:移动终端和无线网络能够自行协商安全协议和算法。2)可配置机制:合法用户可配置移动终端的安全防护措施选项。3)多策略机制:针对不同的应用场景提供不同的安全防护措施。例如,首次登陆网络和再次接入网络的认证可以充分利用已有的验证信息来节约成本、提高效率,切换认证也应该较普通接入认证有更高的效率。4)混合策略机制:结合不同的安全机制,如将公钥和私钥体制相结合、生物密码和数字口令相结合。一方面,以公钥保障系统的可扩展性,进而支撑兼容性和用户的可移动性;另一方面,利用私钥的高效性来保证实时性(如切换过程),进一步确保用户的可移动性。

2.44G通信安全措施

根据安全威胁来源,4G通信的安全措施重点在于移动终端和无线接入网2部分,对于移动终端一般可采取的安全防护措施如下。1)防护物理硬件。提升集成度,减少可被攻击的物理接口;增加电流、电压检测电路,防止物理攻击手段;增加完整性检验、可信启动和存储保护等措施。2)加固操作系统。采用坚强可靠的操作系统,使其支持混合式访问控制、域隔离控制和远程验证等安全策略。对于无线接入网一般可采取的安全措施如下。1)安全接入。无线接入网通过自身安全策略或辅助安全设备提供对可信移动终端的安全接入功能。防止非可信移动终端接入无线接入网络。2)安全传输。移动终端与无线接入网能够选择建立加密传输通道,根据业务需求,从无线接入网、用户侧均能自主设置数据传输方式。必要时,无线接入网可以采用专用网络进行物理隔离或逻辑隔离。3)身份认证。移动终端与无线接入网建立基于高可靠性载体(如数字证书)的双向身份认证机制。4)安全数据过滤。无线接入网可提供安全数据过滤功能。在视频、多媒体等应用领域,通过数据过滤,可以有效地防范非法数据通过抢占无线接入网资源,进而影响内部系统或核心网。5)访问控制。无线接入网可通过物理地址过滤、端口访问控制等技术措施进行细粒度访问控制策略设置。6)统一监控与审计。对移动终端的访问行为、无线接入设备的运行情况建立统一的监控与审计系统,可以有效地分析移动终端行为规律、记录异常操作,保证无线接入网的高效、可靠。无线核心网和IP骨干网Internet的安全措施与传统网络类似,包括设备冗余、链路冗余、容灾技术、带宽优化等系列措施。在传统安全措施基础上,4G通信时主要需要考虑无线接入网与核心网之间的安全问题。核心网需要加强对无线接入网的安全接入防护,建立可信接入机制。

无线网络技术论文(篇7)

中图分类号:TP393.08 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 05-0000-01

Research on Computer Wireless Network Security Technology

Tang Di

(Hubei Vocational College of Biotechnology Technology,Wuhan430070,Chian)

Abstract:With the progress of society,China's economy to a large extent have been very good development,to develop the economy at the same time,China's science and technology increases.Good application of computer wireless network and wireless network security is inseparable from the computer technology,this article,the writer talking on the computer wireless network security technology research.

Keywords:Computer;Wireless network;Security technology;Research

随着信息化时代脚步的来临,我国科学技术有了空前的发展,现如今,生活在信息化时代中的我们,已经把计算机和无线网络看作我们生活、学习的主要工具,无线网络的应用缩短了人与人之间的距离,在计算机无线网络应用过程中,人们对计算机无线网络通信安全性关注度直线上升,然而现在的无线局域网安全机制根本无法满足人们对计算机无线网络通信安全的需求,因此,解决无线网络安全问题迫在眉睫,笔者认为,应该在使用计算机无线网络时关注无线网络安全问题,这就要求我们进行计算机无线网络安全技术的探讨和研究,下面,笔者就关于计算机无线网络安全技术研究进行探讨。

一、计算机无线网络应用中存在的不安全因素

随着人们应用计算机无线网络频率的增加,计算机无线网络应用中出现了各种各样的不安全因素,不安全因素的存在不利于人们对计算机无线网络的信任和应用,为人们生产、生活以及学习埋下了隐患,下面,笔者就对计算机无线网络应用中存在的不安全因素进行浅谈。

(一)计算机无线网络应用中存在不安全因素之无线窃听。在人们应用计算机无线网络时,人们所应用的所有通信内容都是从无线信道进行传送的,这就导致了任何具有适当设备的人,只要拥有正确的无线设备就可以对无线网络无线信道传送的信息中得到自己所需要的信息,这就是计算机无线网络应用中无线窃听这一不安全因素。相比较而言,无线局域网的通信内容更加容易被窃听,这是因为无线局域网中的无线信道都是在全球统一公开的科学、医疗以及工业频道进行工作的,即使无线局域网这一通信设备发射功率并不高,但是无线局域网的通信距离是很有限的。

(二)计算机无线网络应用中存在不安全因素之假冒攻击。计算机无线网络应用中还存在着假冒攻击这一不安全因素,所谓的假冒攻击就是指某一个实体家装成为另外一个实体访问的无线网络。假冒攻击是入侵某个安全防线的最为通用的方法之一,假冒攻击使在无线信道中传输的身份信息随时可能被窃听。

(三)计算机无线网络应用中存在不安全因素之信息篡改。计算机无线网络应用中信息篡改是无线网络应用中存在的主要不安全因素,所谓的信息篡改就是指攻击者将自己窃听到的信息进行替代部分或者全部信息以及删除信息等修改,攻击者还会将自己篡改后的信息传输给原本的接受者,信息篡改的目的只有两个,一个是对合法用户的通信内容进行恶意破坏,从而阻止合法用户对通信连接的建立;二是信息篡改者将自己篡改后的信息发给原本的接受者,使接受者上当受骗。

(四)计算机无线网络应用中存在不安全因素之重传攻击。计算机无线网络应用中存在不安全因素之重传攻击是指计算机无线网络攻击者经过一段时间以后再将自己所窃听到的有效信息传给信息的原本接受者,重传攻击的目的就是对曾经有效信息在改变了的情况下进行利用,从而达到相同的目的。

二、计算机无线网络安全技术研究

以上,笔者对计算机无线网络安全应用中存在的不安全因素进行了分析,提出问题就应该解决问题,下面笔者就计算机无线网络安全技术进行研究。

(一)计算机无线网络安全技术研究之加密机制。实施计算机无线网络安全技术研究之加密机制是十分必要的,保密性的业务就是通过加密技术实现的,因此,加密已经成为了最基本得计算机无线网络安全机制。在加密机制实施时,当加密密钥不是解密密钥的时候,也就是计算机无线网络安全系统中所有用户都拥有秘密密钥以及空开密钥两个密钥,那么,我们就称它为公钥密码系统或者非对称密码系统。

(二)计算机无线网络安全技术研究之身份认证机制。所谓的身份认证机制需要身份认证技术,而身份认证技术就是对通信双方身份认证进行提供,这样能够很好的防止身份假冒现象的出现。身份认证机制知道什么来确定认证方的身份合法的或者检测证明方拥有什么来确定认证方的身份合法度。对身份认证机制的采用,能够在一定程度上避免身份假冒现象的出现,从根本上保证了计算机无线网络的安全。

三、结束语

计算机无线网络技术已经不断深入到我们的生活和工作、学习之中去,伴随着人们对计算机无线网络的使用,计算机无线网络应用程度已经不断提高。本文中,笔者首先从计算机无线网络应用中存在不安全因素之无线窃听、计算机无线网络应用中存在不安全因素之假冒攻击、计算机无线网络应用中存在不安全因素之信息篡改以及计算机无线网络应用中存在不安全因素之重传攻击这四个方面对计算机无线网络应用中存在的不安全因素进行了分析。接着笔者又从计算机无线网络安全技术研究之加密机制以及计算机无线网络安全技术研究之身份认证机制这两个方面对计算机无线网络安全技术研究进行了分析。

参考文献:

[1]李芳芳.基于WLAN技术的校园无线网络规划设计[A].2008通信理论与技术新发展――第十三届全国青年通信学习会议论文集(下)[C],2008

[2]王士军.论述无线局域网的安全及措施[A].2007中国科协年会――通信与信息发展高层论坛论文集[C],2007

[3]李淑芬,耿钰.嵌入式系统的网桥设计[A].2007中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C],2007

无线网络技术论文(篇8)

随着科学技术日新月异的发展,无线网络技术越来越广泛的走进我们的生活,基于无线网络的在网络组织上的灵活以及在内容上的扩充,越来越多组网复杂的公共机构也开始应用无线网络技术,现阶段对网络与科技要求很高的医院也不例外。本文将讲述无线网的特征并在此基础上明确无线网络技术在医院的具体应用方面。

1 无线网络技术概述

网线网络技术最早兴起于1997年,现阶段正值应用范围的高峰期。无线网络技术较传统的移动网络技术相比较,具备组网相对灵活,涉及的范围较广,所需建设资金少,能够供人免费使用等特短。基于无线网络这些无论是建设所需资金少还是数据带狂傲的特点,现阶段无线网络技术的应用范围越来越广泛。

无线网络的组网结构有以下几种:独立式无线局域网,非独立式无线局域网,单元无线漫游式局域网,远程点对点无线连接,以及远程点对多点无线连接。这五种无线网的组网结构均具备技术成熟性能稳定,可满足各阶段应用人群对网络的需要,投入资金少、延伸性能好,抵御灾害能力强,覆盖范围广泛且可以专网专用的特点。

这就是无线网络的具体组成方面以及自身存在的优势特点,基于特点以及组成部分的论述我们可以得出结论:无线网络技术克服了传统移动网络技术上的弊端,且价格低廉扩展性好,实用性很强,值得多范围推广。

2 无线网络技术在医院的可应用范围

在移动技术快速发展的基础上,无线网络在医院的应用进程很快。无线网络技术的应用方式多样,应用范围广泛,尤其适用于医院这种工作内容较多且对技术层面要求高的场所。具体说来,无线网络在医院中可以应用于患者病床旁、医院手术室中以及医院呼叫信息的传达。

2.1 无线网络技术应用于患者床旁

无线网络技术应用于患者床旁要求医院能够将患者的具体信息贮存于医院的总信息系统内,建立一个关于病人的系统,我们将此系统命名为工作站。工作站在无线网络的配合下会将患者的信息加以汇总提供给医生和医务人员,在无线网络的网络提供下整个医院的信息都得到实时提供,能够方面快捷的掌握患者的试试病情,包括血压、脉搏、等等。无线网络的应用要求护士在了解到信息的同时,将所了解到的信息输送于总系统,报告与医生,医生可以进行相关医嘱的传达以及病人信息的分析。无线网络的应用于病人床旁要求在医务人员的手推车上安装电子设备,但不要求繁琐的电源与电线,只是一个电子设备就可以解决传统移动查房中的繁琐以及纸张下达以医嘱的不便。

无线网络技术应用于病床旁解决了传统的查房中的繁琐,具备前所未有的灵活性,并且只要求一个可以连接无线网络的电子设备,方便快捷,不但节省了时间,还突破了传统移动查房以笔纸传达的旧模式。无线网络技术在医院查房中的应用的意义是基础性建设性的。

2.2 无线网络技术应用于医院手术室中

无线网络技术应用于手术室中是无线网络技术在医院中应用的最大意义所在。传统意义上的医院手术室中信息的传达是靠局域网,局域网的工作效率有限,还存在着破坏手术室无菌环境的弊端,亟待改观。现阶段无线网络技术在手术室的应用依托于有线局域网,无线网络的应用能够方便医疗服务的进行、意义医院管理阶层对医院手术室的信息采集以及管理,最重要的是还能够手机医院治疗对外交流的相关信息。

总之无线网络技术应用于医院手术室中能够避免环境污染,拓展医院整体信息系统的范围,在客观上使得医院的服务质量上升,并且能够使得医院的医护人员工作效率大幅度上升。无线网络技术在手术室内的应用的意义是最明显最重要的。

2.3 无线网络技术用于呼叫通信

无线网络技术的应用等同意以可以说是语音系统的建立,凡是有无线网络覆盖的地方就可以利用语音系统方便快捷的传达信息,这一点无论是对于患者汇报自己的病情还是医生对于数据需要都是机器重要的一项进步。无线网络技术覆盖之后可以在整个医院范围内传达语音信息或者是视频数据,这样的信息同步传达对于医生来说可以直接获取数据,最重要的是一些重症患者的人身安全得到了保障。这一点要求医院在患者的病床旁安装无线视频,使得患者的动态可以通过无线网络技术得到同步直播。

总之,无线网络技术可应用于医院的范围是非常广泛的。既可以应用于患者的床旁,又可以应用于医院手术室中,还可以用于信息的传达。其中应用于患者床旁可以便于护士查房,节省纸张;应用于手术室中可以防止细菌同时便于交流;应用于信息传达可以保证重症患者的生命安全。医院作为一个庞大的运行系统,各个方面对于无线网络的需求都很大,因此在医院应用无线网络技术的必要性是很明显的。

无线网络技术论文(篇9)

一、物联网定义与意义

物联网的现状和研究进展分析:从美物联网发展历程图中可得,美国在世界领先的研发实力的支撑下,采用了从基础研究、应用研究到市场开发的“长线”信息技术发展模式,不仅抢得了信息技术发展的先机,而且,还不断地实现了新的技术飞跃,引领着信息技术革命的潮流和发展方向,掌控着信息技术国际标准制定权。这对于我国物联网的发展可以借鉴两点:第一,在加大物联网应用的同时,丝毫不能放松物联网基础研究,第二,抓住新一轮新兴科技的先发优势,参与国际标准的制定。欧洲的信息科技建设和经济发展一直不甘落后于美国,虽然近期欧洲地区正面临整体经济衰退、人口严重老龄化、气候变暖问题等诸多问题,但欧盟一直致力于推动欧洲共同体的统一发展。

二、物联网技术

最近,越来越多的文献谈论物联网的事情,所以我们列出了一些如下。

文献[1]提出了物联网的定义是,通过无线射频识别(射频识别)、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备,根据合同协议,将任何商品与互联网连接,进行信息的交流和沟通,目的是实现智能识别、定位、跟踪和监控和管理。

文献[2]提出的互联网的定义,是一种基于网络的协议标准和交互交流的动态的全球网络基础设施能力的自我配置,在事物的物理和虚拟的范围之内物体的特性有如身份特点、互联网的物理特性,拟人化的特性,他们可以通过综合信息网络连接。

文献[3]提出物联网的定义是,通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网进行信息交换和通信,这个网络的目的是实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

文献[4]提出的物联网的特点是可以针对每个对象,每个对象网络都可以被控制,每一个空间网络都可以沟通。

文献[5]提出了物联网是刚刚过去的大量的网络和互联网连接更进一步深入,是他们具体应用的区域划,是很多增值服务的新一代在广阔的网络平台的集合。在技术方面,它是传感器,传感器网络和RFID等感知技术、通信网络技术、智能计算技术等的集成,实现全面感知、可靠传输,聪明的理察,是一个网络连接的物理世界,智能化、高清,将成为物联网关键词。

文献[6]提出近年来物联网技术受到人们广泛的关注,我国“十二五”规划中已明确将物联网作为战略性新兴产业来培育发展。作为物联网核心技术之一的RFID技术,将决定着物联网的发展程度。

文献[7]深入分析MES重构需求和监控需求,提出以模块粒度维和信息粒度维为主线的可重构制造执行系统体系结构(Reconfigurable Manufacturing Execution System Architecture,RMESA),系统研究了 MES 实现快速重构和实时监控的理论和方法。

文献[8]主要从路径检查、所有权转让、标签群组证明以及中继攻击四个方面对基于RFID技术的供应链系统的安全和隐私问题进行了初步的探索,从而提出了两个新的供应链路径检查协议PSAM和PCOMS,并且提出了一个基于可信第三方的所有权转移方案FIT,以及提出了两个新的标签群组证明协议GPO和GPI。

文献[9]中无线 Ad Hoc 网络以其无中心、自组织、多跳路由的特点在众多无线网络中独树一帜,并且在军事和民用等领域得到了广泛的应用。然而,事物总是具有两面性。无线 Ad Hoc 网络研究中,面临着网络拓扑动态变化、节点能量有限、信道带宽有限等诸多挑战。

文献[10]提出无线传感器网络本质上是一类资源受限的网络。通常情况下,无线传感器网络节点采用电池供电,有限的能量限制了网络生存期。作为一个嵌入式系统,节点的计算能力和存储能力都较小;节点间通信带宽也比较低。

文献[11]中无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)的能量严重受限。对WSN进行剩余能量实时监测(Residual Energy Real-time Monitoring, RERM),是了解WSN生命周期情况的根本途径。RERM 对设计和检验节能算法/协议具有重要意义。针对现有 RERM 研究中常见的脱离实际问题,对面向应用的 RERM 进行了系统、深入的研究。

文献[12]中在移动多媒体应用驱动下,以高速无线个域网为背景,从媒体访问控制(MAC)层协议优化、通信协议的高层次设计以及系统级的低功耗设计方法等方面,对无线个域网多媒体片上系统(SoC)进行了深入研究。

文献[13]提出在无线通信,特别是卫星通信和下一代移动通信系统(3G)中,数据传输占有越来越重要的地位。反观无线信道,由于大气环境、地形和移动的多重影响,信道的状态极其不稳定,这给数据传输的可靠性带来了极大挑战。自动请求重传(ARQ)技术,特别是混合ARQ(HARQ),在提高传输的可靠性方面发挥了巨大的作用。

文献[14]提出网络编码通过将多个数据包组合在一起,并利用数据包之间的相关性来解码,网络编码巧妙解决了有向网络中组播最大流等经典的理论难题,大大提高了网络容量和资源的利用效率,并在优化网络管理和提高网络的安全性等诸多方面都具有重要价值。无线信道的广播特性使得网络编码在无线网络中有很大的应用潜力。

文献[15]研究无线网络中的公平性调度问题,针对三种典型的网络结构,分别研究在无线衰落信道下,如何在保证公平性的前提下高效率的利用有限的系统资源。面向不同设计目标,设计了不同的公平性调度策略。

文献[16]提出无线网络编码是网络编码技术研究的一个重要方向,而具有本地化特性的机会网络编码则是无线网络编码技术领域中一个简单实用的分支。针对无线机会网络编码吞吐性能优化的基础性问题,从理论框架、调度算法和应用改良三个层次系统性地展开了理论和应用研究,从而提出了一套理论框架,提出了一个有常数界保障的近似算法,提出了一套实用的译码缓存机制。

文献[17]提出在无反馈信道的条件下,基于数据分割和不等错误保护,提出一种在无线网络中可靠传输 H.264/AVC码流的联合信源信道方法。根据 C 型数据对错误传播影响的程度将其分为若干子型,对 A、B 和 C 型数据提供不等重错误保护,并采用基于迭代改进的双向局部搜索算法。随着丢包率增加,可提供更平稳的重建视频质量。

文献[18]围绕着 RFID 读写器中一个重要部件-功率放大器(PA)的关键技术及应用展开讨论。首先对 CMOS 功放技术进行了总结,着重分析了 CMOS PA 应用于 RFID 中的关键技术。在此基础上,以一个单片 CMOS 功放的实现为起点,围绕两个常用的 RFID 通信协议,就相应的读写器中发射机前端关键电路的实现展开了研究。另一方面,将 RFID 技术进一步推广到零待机功耗无线开关的设计中,最后还研究了便携式读写器中的功率控制技术。

文献[19]提出无线传感器网络是物联网的基础和主要组成部分。

文献[10]对无线传感器网络分布式调度方法进行研究。本文对无线传感器网络分布式调度方法进行了深入的研究,并针对无线传感器网络能量受限的特点,提出了四个分布式调度方法。首先,提出了一类实用的、协作分布式的调度方法。其次,提出了一种 WSN 分布式自学习调度方法。最后,提出了一种 WSN 分布式进化自学习调度方法。

物联网前沿技术主要包括RFID(射频识别技术),WSN(无线传感器网络),ITS(智能交通系统),GPS(全球定位系统),Lorawan技术(低功耗广域网规范),云计算技术,物联网感知层IPV6技术,嵌入式技术。

中国物联网100个前沿技术报告汇编指出的内容主要包括如下方面:智能机器人在物流方面的应用情况和前景,物联网技术框架,物联网体系结构,智能农业,智能健康医疗监护,物联网助力煤矿行业,数字化油田,智能楼宇,智能网络夜视,物联网技术框架与标准体系,智能机器人在物流行业的应用,物联网安全性能分析,MEMS(微机电系统)传感器,TCP/IP的智能家居系统,RFID标准,智能安防,智能RFID在工业控制住的应用,智能建筑中的消防自动报警系统,基于GPS技术的冷链物流解决方案,浅析ABB智能照明系统在智能建筑中的应用,LTE(长期技术演进,4G LTE)承载解决方案及分析,5G关键技术,ZigBee组网技术在电力SCADA中的应用,虚拟化技术能否开启云计算之门,物联网技术发展与低碳经济,三网融合,物联网技术之GPS导航仪分类及说明,试论物联网发展对C网演进路线与策略的影响,无线传感器网络的建模分析,无线传感器网络技术及其仿真平台分析,红外传感技术面面观,数字化、网络化、智能化―DVR发展趋势,物联网时代车载信息系统技术发展方向,南京新建地铁售检票系统后台维护用上物联网技术,光纤宽带推广中的困局与解困之道分析,航空领域RFID技术应用与分析,无所不在的无线网络无所不能的智慧城市,电容式触摸传感器的技术与应用,手机视频监控技术应用,机动车超速检测系统,采用LabVIEW和NI无线传感器网络监测名胜古迹。由此,我们知道物联网的关键技术有RFID技术,传感器技术,无线传感器网络技术,LoraWAN技术等等,主要应用在医疗方面,交通方面,家居方面,环能方面,机器人方面等等。

三、物联网的实际应用

物联网主要包括组播网,ZIGBEE网络,WSN网络,LORAWAN网络,蓝牙网络,红外网络等等。群体软件工程是实现云计算,物联网,大数据的途径。云计算源于大数据,物联网可以通过云计算来实现。群体软件工程是实现大数据的重要途径,尤其数据分析,数据仿真和数据挖掘技术。大数据促进了科研第四范式的出现和发展。在科学发现领域,第一范式,是指以实验为基础的科学研究模式。第二范式,即理论研究为基础的科学研究模式。第三范式,即利用电子计算机对科学实验进行模拟仿真的模式。第四范式,主要针对非结构化数据。

数据密集型科学发现(Data-Intensive Scientific Discovery),也就是现在所称的“大数据”。 物联网标准化工作非常重要,物联网标准化是规范物联网应用的重要手段和必要条件。

群体软件工程的群体特性可以促进物联网标准化问题的解决。2005年,国际电信联盟(ITU)在《The Internet of Things》报告中对物联网概念进行扩展,提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联,无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景,除 RFID 技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。物联网实际上是指面向一个特定领域或者行业的、拥有超量数据的一个复杂信息系统,比如智能交通、智能电网、现代物流、医疗健康、信息栅格都是物联网的典型应用。

物联网的这些典型应用决定了必须使用群体软件工程的方法去实现物联网。首先,可行性研究和需求分析。其次,概要设计。然后,详细设计。最后,编码和测试维护。由精英进行上层规划,再众包给大众完成。群体软件工程普遍应用于智慧城市,智慧医疗,现代国防,智能交通,智慧森林,智慧农业,智能家居,航天等等之中,由上层精英规划和执行较难部分,其他部分由大众一起完成,设计者就是使用者,运用大众的力量,将软件工程普及推广[20]。

致谢:

感谢北京工业大学和软件学院博士奖助学金的资助和培育。首先,感谢导师侯义斌学习科研生活各个方面的帮助和指导关心!无论是课程选择和课程授课,还是开题报告撰写,侯老师都倾注了大量的心血,也给予了很耐心的指导和帮助,并提供良好的学习和科研环境,使我在愉悦的学习科研中授人以渔的学会了科研的方法。同时,感谢提供和搭建的自我实现价值的平台。侯老师智慧敏锐,洞察力超前超高,他渊博的专业知识,丰富的科研经验,严谨的治学态度,精益求精和不辞辛苦的工作作风,诲人不倦的高尚师德,严于律己,宽以待人的崇高风范,朴实无华,平易近人的人格魅力深深感染我并使我由衷的敬佩!不仅在专业方面教导我如何去做科学研究,还让我知道了许多待人接物和做人做事的道理。在此,向侯老师及其家人表示感谢。同时,感谢所有鼓钗业男У讲┦康睦鲜γ呛屯学们和朋友们,感谢工大和软件学院和8楼和我所在的实验室的老师们和同学们,感谢软件学院专家教授对我的各种宝贵建议,感谢我所在的校院级研会和班级宿舍以及党总支等组织。然后,感谢实习单位北京海军总医院等等。其次,感谢家人王印付,王桂芬等等,感谢石家庄铁道大学,燕京理工学院,迁安一中等等。最后,感谢文后所有参考文献的作者。

参 考 文 献

[1] ITU Internet Reports 2005: The Internet of things [EB/OL]. (2005-10-05) [2009-10-27]. http:// itu. int/ dms_pub/itu -s/opb/pol/S-POL-IR. IT-2005-SUM-PDF-E. Pdf, 2009-12-27.

[2] Santos A, Macedo J, Costa A, et al. Internet of Things and Smart Objects for M-Health Monitoring and Control[J]. Procedia Technology, 2014, 16: 1351-1360.

[3] Shaev Y. From the Sociology of Things to the “Internet of Things”[J]. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 2014, 149: 874-878.

[4] Kyriazis D, Varvarigou T. Smart, autonomous and reliable internet of things[J]. Procedia Computer Science, 2013, 21: 442-448.

[5] European Research Cluster on the Internet of Things-IERC. The Internet of Things 2012 - New Horizons. Cluster Book 2012, 2012.

[6]岳克强. RFID 多标签防碰撞算法研究及应用[D]. 浙江大学, 2014.

[7]黄毅. 支持 RFID 实时监控的可重构制造执行系统研究[D]. 清华大学, 2011.

[8]辛伟. 基于 RFID 技术的供应链的若干安全与隐私问题研究[D]. 北京大学, 2013.

[9]冯贵年. 无线 Ad Hoc 网络中链路干扰与信息传输的分析及优化[D]. 清华大学, 2010.

[10]牛建军, 邓志东, 李超. 无线传感器网络分布式调度方法研究[J]. 自动化学报, 2011, 37(5): 517-528.

[11]成小良. 无线传感器网络剩余能量实时监测方法研究[D]. 清华大学, 2010.

[12]俞伟. 无线个域网多媒体 SoC 高层次设计与优化[D]. 清华大学, 2006.

[13]张立军. 无线通信中的多进制混合ARQ[D]. 清华大学, 2003.

[14]张婧. 无线网络编码的关键问题与技术研究[D]. 清华大学, 2010.

[15]周辉. 无线网络的公平性资源调度研究[D]. 清华大学, 2011.

[16]周进怡. 无线网络中的机会网络编码技术研究[D]. 清华大学, 2013.

[17]李平. 无线网络中的视频抗差错与码率控制技术研究[D]. 北京: 清华大学, 2007.

无线网络技术论文(篇10)

关键词:数据中心网络;60 GHz无线通信技术;波束成形;信道分配;有向天线

Abstract: Wireless technology is a good option for data center networks (DCNs) because there is no complex cabling, and wireless nodes are relatively easy to maintain. Wireless links can also be easily established between servers in different racks to avoid the cost of multihop transmission. With wireless technology, the topology of a DCN can be dynamically changed so that congestion at hot nodes is reduced. In this paper, we introduce hybrid DCN architecture in which a wireless network supplements the Ethernet infrastructure. We discuss 60 GHz communications, 3D beamforming, node arrangement methodology, and channel allocation based on Genetic Algorithm for hybrid DCN architecture. Research on this architecture shows that wireless transmission improves overall DCN performance.

Key words:data center network; 60 GHz communication; beamforming; channel allocation; directional antenna

随着“云技术”的日益发展,诸如云储存、云计算、云平台等云应用服务得到了各界的广泛关注。近年来,世界各大公司竞相构建大型数据中心来为云服务提供硬件支持。数据中心网络(DCN)是构建数据中心的一个重要部分,它需要能联结百万台服务器,同时亦能为云技术提供合适的带宽。

数据中心网络通常基于3层拓扑结构:核心层、聚集层、边缘层。常见数据中心内部网络拓扑图如图1所示。在图1中,位于机架内的服务器通过架顶式交换机互联,同时,它们与汇聚层和核心层的交换机组成了一个多根树。由于核心层的根节点数量有限,当数据中心负载较大时,这些节点容易成为整个数据中心网络的“瓶颈”。故而在网络实际通信中,服务器之间数据传输所能达到的吞吐量可能比实际可用带宽低许多。

为了解决网络中部分节点过热问题,人们开始研究数据中心网络的拓扑结构和路由协议等优化问题,这些研究大多采用添加新路径的方法(尤其是互不相交的路径)以便增加端到端吞吐量。这些方法取得了一定成效,然而在以太网中,人们仍然难以应对大量的高突发流量,这是因为以太网中的静态链路和有限网络接口会引起部分服务器堵塞,从而对其他服务器产生副作用。另外,数据中心网络通常需要大量服务器合作完成一项任务,此时,高负载的服务器可能会进一步降低数据中心网络性能。

通常人们尝试借助有线链接以外的其他媒介来解决数据中心网络中节点过热、服务器拥塞等问题,无线数据中心网络(WDCN)就是其中之一。本文将综述近年来无线通信技术在数据中心领域的发展现状与关键问题,并从设计构造与性能优化两个方面具体展示当前学术界对无线数据中心网络的研究成果。

1 无线数据中心发展现状

与存在的问题

由于无线通信在数据中心网络应用中的特殊性,无线数据中心网络和基于有线的传统数据中心网络存在很大区别。随着极高频(EHF)技术(特别是60 GHz无线通信技术)的引入,用高速率的无线通信传输数据成为了现实(吞吐量可达4G bit/s),从而使在数据中心中应用无线通信技术成为可能。于是,2008年出现了首篇讨论在数据中心网络中应用60 GHz无线通信技术的论文[1],文章提出用无线链接替换部分有线链接,可以降低布线复杂度,降低冷却开销,减少大量的成本,从而大幅提高数据中心网络的性能。此外,60 GHz无线通信技术在数据中心网络中的应用还有其他几大优势:

(1)7 GHz的可用频谱(57~64 GHz)使得采用60 GHz无线通信技术能够提供达到吉比特每秒量级速度的多条链接。

(2)60 GHz频段在减少无线信号干扰的同时也减少了被监听的机会。

无线网络技术论文(篇11)

一、引言

根据物理估计所获得的定位精度的好坏,现有研究中将无线传感网络相关的定位方法分为以下六类(从细粒度到粗粒度):位置(location)、距离(distance)、角度(angle)、区域(area)、跳数(hop count)、邻居关系(neighborhood)。其中,距离和角度可以通过测距技术获取;区域估计依赖于测距或者连通性,以及其约束关系;跳数和领居关系依据射频的连通性来决定。

本文将分别基于申请量、技术分支对当前专利进行分析,以了解当前专利发展状况。

二、申请量分析

从图1中可以看出,自2008年后关于无线传感网络定位专利的申请量快速增长。原因在于2008年以后,无线传感网络这门新技术在各个领域广泛应用,而无线传感网络的各个技术支撑(如监控、路由等)都一定程度上依赖于无线传感网络节点的位置信息,因而各个公司、高校、研究院、个人对无线传感网络的定位技术的研究日益重视。

在抽取的218篇专利中,其所研究的定位技术涵盖了本文第1节提到的多种无线传感网络的定位技术,主要贡献在于对各种定位方法或算法的改进,使得定位技术更准确、高效、节能。

三、技术分支分析

从图2中可以看出,专利文献中使用的定位算法主要集中于距离估计、区域估计和跳数估计。其中,距离估计是最先提出的定位算法,其定位理论简单、实现容易,且是基于测距的精度较高的定位方法,因此在这方面研究较为成熟,专利文献较多;区域估计和跳数估计是与距离估计相比较新的的定位方法,其主要是基于无线传感器节点的拓扑部署的原理来对节点进行定位,定位精度较距离估计较低,然而其无需进行测距且实现容易,因此对其进行研究的专利文献也比较多。

角度估计和邻居关系估计的研究较少,可能是由于角度估计实现较为困难,邻居关系估计定位精度较差,不利于在实践中进行应用所导致的。

四、结束语

本文分别基于申请量、技术分支绘制了专利申请量图,并对图进行了分析,为今后无线传感网络定位技术的研究提供一定的理论支持。

无线网络技术论文(篇12)

1.引言

近年来,随着通信技术的不断发展,特别是无线网络技术的不断成熟,越来越多的领域开始采用无线网络技术。特别是随着嵌入式技术发展带来的众多便携式产品,它们大都采用无线网络技术实现上网功能。由于涉及到不同的应用场合以及其它的一些要求,产生了众多的无线网络技术。在众多无线网络技术中,基本的协议框架都是类似的,主要是细节的不同。在无线网络的众多技术中,MAC层至关重要。MAC作为介质接入控制协议,其主要的作用就是控制各个通信节点对信道的访问,解决冲突,实现高效的共享。论文将系统的研究常用的无线网络技术中的MA C层协议,并对其进行仿真。

2. 无线网络MAC层协议的研究

无线网络技术众多,满足不同距离、不同层次的需求,本论文主要研究与我们生活紧密联系的3类无线网络技术。它们分别是无线局域网、无线个人区域网和无线传感器网。其中,无线局域网主要应用于类似校园这样的近距离区域,它具有组网灵活、布线费用少、不受线路限制等多个方面的优点,应用十分广泛。无线个人区域网主要是应用于从几米到10米左右空间内的高效数据传输,是普通网络电缆的替代品。无线传感器网是近年来才兴起的,由大量价格低廉、低功耗的传感器节点所构成的无线网络系统。其传输速率较低。

由于上述3类无线网络应用的场景不同,所以采用的协议也有很大的区别。大多数无线局域网采用的协议包括IEEE802.11系列标准和HiperLAN标准;无线个人区域网一般采用的协议是蓝牙、HomeRF及IEEE 802.15系列标准;而无线传感器网络采用的是IEEE 802.15.4标准。

从上面的研究可以看出:不同的无线网络技术采用的协议相差很远,但作为实现网络信道共享的MAC层的功能都是一样的,那就是通过对每个试图对信道进行访问的设备进行控制来实现信道的共享。一般都采用多址接入技术。从这个角度看:MAC层协议主要包括:以FDMA、TDMA、CDMA为代表的固定分配类型,以CSMA/CA为代表的随机竞争类型以及以中心控制MAC层协议和分布控制MAC层协议为代表的按需分配类型。其中,固定分配类型采用的多址接入方案是将一条共享的信道划分为多个相互孤立的子信道,并将每个子信道分配给一个访问节点使用。主要应用于语音网络,由于网络数据传输具有突发性的特点,所以该类协议很少应用于数据传输。随机竞争类型是为了满足网络数据传输突发性的特点而设计的,所以它采用的接入策略是随机接入,并辅助一些冲突避免的方法。故它主要应用于数据传输网络。按需分配类型采用的策略是循环询问每个节点,若有数据,则发送,若无,则转向下一节点。

从上述的研究中,可以看出不同类型的MAC层的协议采用的控制策略是不同的,自然其应用场合也有很大的区别。现在,我们对应用于低速无线网络的IEEE 802.15.4标准涉及到的内容进行研究,从而对常用的MAC层协议有一个整体的认识。在该标准中,其MAC层协议采用的控制策略是随机竞争类型的CSMA/CA。其中,CSMA/CA分为两种类型一种是应用于星型网络的带时隙的CSMA/CA;另一种就是无时隙的CSMA/CA。带时隙的CSMA/CA在星型网络中主要是通过中心节点的超帧来实现对网络信道的控制。其中,超帧具有两个类型的周期,一个是网络中每个访问节点都可使用CSMA/CA控制策略的活动周期;另一个就是所有访问节点都处于休眠情况的非活动周期。超帧的活动周期分为三个部分:信标、竞争访问期和竞争空闲期。其中,若采用信标,那么MAC层在超帧的竞争访问期间采用带时隙的CSMA/CA策略,否则采用无时隙的CSMA/CA。在这两种状态下,均采用随机退让的冲突避让机制。在CSMA/CA策略中,当一个数传输请求到达时,MAC层随机延迟一个时间,然后对物理层请求信道状态检测。在带时隙的CSMA/CA系统中,信道状态检测和数据传输都被安排在时隙边界。在非时隙CSMA/CA系统中,信道状态检测将立即开始。

3. 无线网络MAC层协议的仿真

由于笔者主要研究了IEEE 802.15.4标准的MAC层协议,那么我们的仿真研究也针对它进行。我们采用的仿真工具是NS-2仿真软件,该软件在网络拓扑结构、网络传输的研究中具有很好的效果。在NS-2中仿真MAC层协议的主要步骤是:1.采用C++在NS-2中实现MAC层协议;2.定义分组及包头类型;3.绑定C++和Tcl中的相应类;3.编译连接;4.设置仿真场景和通信模型;5.NS仿真;6.文件分析,输出结果。由于篇幅原因,在此就不详细列出仿真具体的实现过程。通过在NS-2中进行仿真,我们就能清晰的看到MAC层协议的整个过程,并能对在具体网络中的其它内容进行分析,例如可以对其能量情况进行分析。

4.结论

MAC层协议在整个无线网络中具有十分重要的作用。由于应用环境的不同,在不同的无线网络环境中采用的MAC层协议具有很大的区别。论文系统的论述了MAC层协议涉及到的相关内容,并对其仿真技术进行了说明。可以预见由于便利性的需要,覆盖不同层次、不同距离的无线网络技术将会得到快速的发展,其MAC控制策略也将发生巨大的变化,所以深入的研究MAC协议具有十分重要的现实意义和理论价值。

参考文献:

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