无线网络通信（精选12篇）
无线网络通信 篇1
0引言
过去几十年间, 随着半导体、微电子和计算机技术的迅猛发展, 个人无线通信产业发生了爆炸性的增长。从移动电话到无线局域网 (Wireless Local Area Network, WLAN) , 新兴的业务类型层出不穷 , 人们在享受无线网络所带来便捷与乐趣的同时, 日益增长的频谱需求和有限的频谱资源之间的矛盾也在急剧深化, 为了缓解这一矛盾, 研究人员提出 了一种新 的融合技 术思路———无线 认知网络 (CognitiveRadio Network) [1,2]。
无线认知网络 (CRN) 是指网络能够感知外部环境, 通过对外部环境的理解与学习, 实时调整通信网络内部配置, 智能地适应外部环境的变化。其主要目的是向用户提供最佳的端到端效能 (End to End Efficiency) 。它融合了认知无线电技术的特点, 并考虑无线环境的信道特点、无线网络的拓扑特征及无线终端的业务特性, 分辨当前网络状态, 然后根据这些状态进行规划、决策和响应, 同时网络能在自适应过程中不断学习, 并将它们用于后续决策, 实现端到端效能的优化目标[3,4]。
1 无线认知网络关键技术
目前, 无线认知网络的研究主要集中在以下几个方面:频谱感知 (spectrum sensing) 、频谱共享 (spectrum sharing) 、动态频谱接入 (dynamic spectrum access) [5]。区别于传统无线网络的信道分配, 认知网络的信道分配往往需要基于实时感知的信道状态, 因此, 频谱感知是所有工作的基础与核心。
1.1 频 谱感知
作为认知网络的主要核心技术之一的频谱感知技术, 其目的是要发现在时域、频域及空域的频谱空洞, 进而供认知用户机会式利用频谱。
频谱感知技术可以分为基于干扰的检测、主用户信号检测和协作检测, 目前的频谱感知技术主要是基于主用户发射机检测, 其频谱感知方法主要又分为匹配滤波器检测、能量检测、循环平稳特征检测三种。
1.1.1 匹配滤波器检测
如果主用户信号是确定性信号, 那么在加性高斯白噪声 (AWGN) 条件下最佳检测器就是匹配滤波器, 它可以使输出信噪比达到最大。匹配滤波器检测的优点是能快速度准确检测主用户是否存在, 但是, 此方法需事先知道授权用户的信息, 对授权用户需要专门的接收器, 必须定时和频率同步。此外, 计算量也较大, 若先验知识不准确, 则匹配滤波器的性能会大大下降。
1.1.2 循环平稳特征检测
通常, 无线通信信号都具有循环平稳性, 而噪声和干扰则不具有这种特性, 因此可以通过循环平稳特征检测法来检测主用户信号是否出现。该方法能从调制信号功率中区分出噪声能量, 可以在较低的信噪比下进行检测信号, 但其计算复杂度较高。
1.1.3 能量检测
能量检测是最简单、最为经典的信号检测方法, 也是目前研究的热点。能量检测法相对简单、易实施, 另外, 它为非相干检测, 对相位同步要求低。但是, 该方法在低信噪比情况下的检测性能较差, 易受噪声不确定性的影响, 且不能辨别主用户类型。
1.2 频 谱共享
无线认知网络的频谱共享是指次用户在不影响主用户的前提下与其共享一段频谱, 是认知无线网络的关键技术之一。其目标是有效管理对主用户的干扰, 并提高频谱的机会利用率。
频谱共享主要包括两个方面:次用户之间的频谱共享以及次用户和主用户之间的频谱共享, 可根据架构、频谱分配行为等因素可大致分为三类:
(1) 基于网络架构
基于网络架构通常可分为集中式频谱共享和分布式频谱共享。集中式频谱共享是由某个中心服务器根据全局信息计算和执行整体二级用户网络的空闲频谱分配。每个二级用户独立进行频谱感知, 然后将感知到的信息发送到中心服务器, 由中心服务器综合对这些信息分配到空闲频谱。
与集中式频谱共享不同, 分布式分配将认知终端看作是一个自治的智能体, 每个认知终端根据自己获得的频谱信息计算和决定如何使用这些空闲频谱, 分布式分配主要应用于无中心服务器的场合。
(2) 基于频谱分配行为
基于频谱分配行为又可分为协作式频谱共享和非协作式频谱共享两类。协作式频谱共享考虑到各节点间行为的相互影响, 即每个节点都会与其它节点分享自己的感知信息;而非协作式频谱共享则不考虑其它认知节点间的干扰。在实际应用中, 协作式方案要好于非协作式方案, 更接近整体性能的最优化, 在一定程度上更为公平, 同时也提高了吞吐量。
(3) 基于接入技术
现有大部分基于接入技术研究针对认知无线电商用进行的, 主要采用基于填充式共享方式, 即只针对主用户未使用频谱下进行的, 基于完全检测信息下对主用户的干扰最小。
1.3 动态接入
与传统的固定频谱分配方式不同, 动态频谱接入技术是一种动态自适应的频谱管理方式, 能更好的利用已有的低效的频谱资源来满足无线通信服务。动态频谱接入方式可分为以下三种策略模型[8]:
(1) 动态专用模式
动态专用频谱管理方式保留了现有的频谱管理策略结构, 即主用户有着对频谱资源的独占权;但它们不仅可以自由选择其所使用的技术, 还可以选择其所提供的服务。
(2) 开放共享模式
开放共享模式这种频谱管理方式得益于无线通信的发展, 该技术能够使得不同的系统共存, 而且相互之间不会产生严重的干扰, 因此, 不需要对频谱资源进行独立的授权。
(3) 多层接入模式
多层接入模式可以看作是动态专用模式和开放共享模式的一个折中, 与动态专用和开放共享模式相比, 多层接入模式更符合现有的频谱资源管理策略和无线系统。此外, 频谱正交的接入方式与频谱重叠相比去除了次用户发射功率所受的严格限制, 一定程度上提高了其信道容量和吞吐量, 而且有着更广泛的应用。
2 结束语
作为未来无线通信网络技术的引领, 无线认知网络就有广阔的研究前景与应用价值。本文对无线认知网络一些关键问题进行了总结, 从频谱感知、频谱共享和动态频谱接入几方面进行深入分析与探讨。无线认知网络将在未来的无线通信领域, 以其独特的技术优势广泛应用于军事、工业、环境、医疗等各领域。
摘要：随着信息通信技术的迅猛发展, 有限的频谱资源变得愈发紧张。为了缓解日益严重的频谱资源紧张问题, 无线认知网络技术应运而生, 成为引领未来无线通信技术方向的“大事件”。本文针对无线认知网络技术, 从概念、研究现状和目前所研究的关键技术几方面进行了探索、剖析与探讨。
关键词：无线认知网络,频谱感知,频谱共享,动态接入
参考文献
[1]王永华.杨健.无线认知传感器网络的研究[J].计算机科学, 2011 (7) :41-45.
[2]李建中.高宏.无线传感器网络的研究进展[J].计算机研究与发展, 2008, 45 (1) :1-15.
[3]王再励.认知无线网络中的协作频谱检测技术研究[D].北京邮电大学, 2011.
[4]张国伟.认知无线电网络中频谱感知技术研究[D].山东大学, 2011.
[5]唐龙.一种新型的认知无线电网络架构[J].计算机科学, 2011 (10) :326-330.
无线网络通信 篇2
1、提高网络性能和吞吐量
以Win7优化大师为例，安装并运行软件，切换到“系统优化→网络加速”界面，选择“调制解调器拨号”后，勾选“提高网络性能和吞吐量”(如图1)，单击“保存”按钮即可，或者直接单击“自动优化”按钮，这样在3G上网时，3G上网速度会有一定改善。
图1 提高网络性能和吞吐量
2、取消3G网卡的节能模式
如果3G上网不稳定，例如频繁出现断网，这可能是3G网卡节能模式所致，解决办法是进入3G网卡属性窗口，将工作模式由“节能”改为“高性能”，并切换到“电源管理”界面，取消“允许计算机关闭此设备以节约电源”(如图2)即可。
“拯救”无线网络 篇3
国家“万人计划”青年拔尖人才、优秀青年科学基金项目的获得者、公安部第三研究所物联网技术研发中心副主任刘云淮博士认为，这些故障的“罪魁祸首”正是无线自组织网络中的“弱连接”。
多项原创成果
入选“万人计划”
早在香港科技大学读博期间，刘云淮就开始了弱连接条件下无线自组织网络架构和节点协同技术研究，迄今已逾十年。
众所周知，若无线通信弱，网络节点间连接特性则会发生改变，针对这一现状，刘云淮从概率式网络模型出发，通过探寻无线网络中的基本机理，设计出一系列拓扑控制方法，包括针对Sink节点到其他节点通讯模式的Conreap算法，以及针对节点间通讯模式的Brasp算法，得到欧美同行很高评价。美国佐治亚理工大学计算机工程系教授、可靠通信实验室主任Raheem Beyah认为“概率型网络模型更真实的反映无线通讯中的链路行为”，加拿大Alberta大学计算机科学系教授Mike MacGregor表示“概率型网络模型能更好的反映网络行为，为节点最优分布奠定了理论基础”。
基于概率型网络模型，刘云淮针对传统网络信息感知模型进行了大胆改革。在无线传感器网络中，传统感知模型为圆盘结构，存在确定半径，圆盘内的信息可以通过感知节点获取，但圆盘外的信息则无法感知，因此无法反映真实的传感器行为。反复实验下，刘云淮带领团队提出了基于链路的概率型感知模型，可以把链路性、概率性和多感知融合性这三个现实传感器的独特特性反映出来，并把误差缩小在百分之十以内。
网络是信息交换的载体。它的“四通八达”与否，直接影响着信息传输程度。
那么，清除一切网络传输中的障碍，是否就一定能够确保信息通畅呢？
针对这一问题，刘云淮认为恰恰相反，“少量干扰行为是激发网络传输性能的关键”。
利用干扰回避、干扰消除和干扰对齐等管理技术，他原创提出基于干扰的副信道通信模式，增加一些携带一定控制信息的干扰信号，制造可以最终被消除掉的主动干扰，在传输过程中反倒可以提高网络“活力”，增加网络传输量，提高传输效率，从而提高网络整体性能。
刘云淮并未满足于此，基于此模式，他充分扩展了数学中Quorom理论的成果，设计实现了高效低功耗的分布式节点协同机制，减少了传统中传输失败和网络丢包现象。从网络节点间的感知精度出发，在实验过程中，提出了频谱感知节点传感器网络，设计并实现了协同边界定界算法，大幅度提高了网络传输中精确信息的获取量。
真实的无线网络系统，要在一系列核心技术的支持下才能正常运转。在多径反射效应下的节点测距方法上，刘云淮开创了无线网络领域研究的先河。他以频率为突破口，通过相同节点在不同频率下的信号强度测量，经过数学模拟，采用傅里叶变换的方式求解，可以获得更精确的距离。同时，在网络热点的判断问题上，刘云淮首次提出了非密度的、基于移动性的网络热点分布模型，设计实现了移动节点的热点感知方法，为今后的数据挖掘和信息获取提供了有力支撑。并针对网络传输丢包的问题，设计了新的多信道分配算法，以均匀分布节点缓冲区，加大了网络传输速度。
凭借在弱连接条件下无线网络关键问题上的诸多创新性成果，刘云淮迄今为止已经在本领域最权威的国际期刊《IEEE Journal on Selected Areas in Communications》《IEEE Transactions on Mobile Computing》《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》以及著名国际学术会议如ACM Mobicom，ACM Sensys，ACM SIGKDD，IEEE INFOCOM，IEEE ICDCS等发表论文。并且在2008年获得IEEE ICDCS最佳论文奖，是638篇论文中唯一获奖论文。
在国际计算机网络研究领域，较高的科研天分与勤勉的科研态度让刘云淮很快声名鹊起，并在2015年成为国家“万人计划”青年拔尖人才中的一员。
关系国计民生
荣获“优秀青年科学基金”
科研，是为人类发展服务。刘云淮深谙此理。
近年来，以智能手机为代表的移动通讯设备加快了网络感知趋势的发展。以个人为中心，从海量数据中获取高精准信息的群智感知和群智计算开始成为目前移动网络的研究热点。
历经五年学习，2000年刘云淮于清华大学毕业后，即前往惠普做了一名工程师。两年一线工程师的经历，让他养成了一种与市场同步的科研理念，也敏锐地意识到无线网络的研发命脉。随后，他来到香港科技大学再次深造，开始在实验室里反复印证自己脑海中的系列想法，迅速打开了无线网络架构及节点协同技术领域的“大门”。
近十年弱连接条件下无线自组织网络架构和节点协同关键技术研究工作，让刘云淮积累了大量实战经验。来到公安部第三研究所物联网中心之后，顺应社会发展，为深入拓展这一研究，他开始把眼光瞄向移动群智感知网络层面。由他申请的项目课题，已经获得国家自然科学基金“优秀青年科学基金”支持。
传统由基站提供服务的有组织无线网络，单一节点间的链接能力较弱，在弱连接广泛存在的情况下，通信传输日渐艰难。因此，基于特定传感器的无线传感器网络越来越不适应信息大爆炸的现代社会，变革已经成必然。
正所谓一花独放不是春，百花齐放春满园。社会的快速发展，正要求群策群力。
群智感知的概念即发源于此，其关键是利用大量无意识协作，低干扰和低负担的非专业感知源来获取信息，具有广泛的应用性，国际社会纷纷迈开了群智感知网络研究的脚步。但很快发现，群智感知网络研究过程中，面临着网络差异性大、数据量大、数据质量低劣、数据异常等诸多难题。
基于此，刘云淮从移动群智感知网络的新特性出发，加入人类行为元素，探索弱连接下群智感知网络架构和拓扑控制方法，建立无意识协作的通信增强机制，创新恰当的节点协同技术，以实现可靠通信，以促进群智感知网络的大规模应用发展。此项课题的研究，将从宏观上满足大数据时代的发展需求，促进数据挖掘技术的快速进步，有利于信息安全及共享网络社会的长远发展。同时，在微观上也利于个人隐私信息的保护。
在忙于科研的同时，刘云淮同样耗费巨大精力加强团队建设，他始终认为依靠团队的力量，科研之路才能越发顺畅。如今，他早已建设了一支由博士副研究员、助理研究员、硕士研究助理及实习研究生在内的高中低相结合的优秀研究团队，各自发挥所长，在无线通信技术、低能耗节点调度以及拓扑控制等多方面都取得了引人瞩目的成绩。
无线网络通信加密措施探讨 篇4
关键词：无线网络,安全性研究,电磁波
1. 前言：
从上个世纪90年代以来，移动通信和Internet是信息产业发展最快的两个领域，它们直接影响了亿万人的生活，移动通信使人们可以任何时间、任何地点和任何人进行通信，Internet使人们可以获得丰富多彩的信息。那么如何把移动通信和Internet结合起来，达到可以任何人、任何地方都能联网呢?无线网络解决了这个问题。无线网络和个人通信网 (PCN) 代表了21世纪通信网络技术的发展方向。PCN主要用于支持速率小于56bit/s的语音/数据通信，而无线网络主要用于传输速率大于1Mbit/s的局域网和室内数据通信，同时为未来多媒体应用 (语音、数据和图像) 提供了一种潜在的手段。计算机无线联网方式是有线联网方式的一种补充，它是在有线网的基础上发展起来的，使联网的计算机可以自由移动，能快速、方便的解决以有线方式不易实现的信道联接问题。然而，由于无线网络采用空间传播的电磁波作为信息的载体，因此与有线网络不同，辅以专业设备，任何人都有条件窃听或干扰信息，因此在无线网络中，网络安全是至关重要的。
2. 无线网络常用通信手段
目前常用的计算机无线通信手段有无线电波 (短波或超短波、微波) 和光波 (红外线、激光) 。这些无线通讯媒介各有特点和适用性。红外线和激光：易受天气影响，也不具有穿透力，难以实际应用。
短波或超短波：类似电台或是电视台广播，采用调幅、调频或调相的载波，通信距离可到数十公里，早已用于计算机通信，但速率慢，保密性差，没有通信的单一性。而且是窄宽通信，既干扰别人也易受其他电台或电气设备的干扰，可靠性差。并且频道拥挤、频段需专门申请。这使之不具备无线联网的基本要求。
微波：以微波收、发机作为计算机网的通信信道，因其频率很高，故可以实现高的数据传输速率。受天气影响很小。虽然在这样高的频率下工作，要求通信的两点彼此可视，但其一定穿透能力和可以控制的波角对通信是极有帮助的。
综合比较前述各种无线通信媒介，可看到有发展潜力的是采用微波通信。它具有传输数据率高 (可达11Mbit/s) ，发射功率小 (只有100～250mw) 保密性好，抗干扰能力很强，不会与其他无线电设备或用户互相发生干扰的特点。扩展频谱技术在50年前第一次被军方公开介绍，它用来进行保密传输。从开始它就设计成抗噪声，干扰、阻塞和未授权检测。扩展频储发送器用一个非常弱的功率信号在一个很宽的频率范围内发射出去，与窄带射频相反，它将所有的能量集中到一个单一的频点。扩展频谱的实现方式有多种，最常用的两种是直接序列和跳频序列。
无线网技术的安全性有以下4级定义：第一级，扩频、跳频无线传输技术本身使盗听者难以捉到有用的数据。第二级，采取网络隔离及网络认证措施。第三级，设置严密的用户口令及认证措施，防止非法用户入侵。第四级，设置附加的第三方数据加密方案，即使信号被盗听也难以理解其中的内容。
无线网的站点上应使用口令控制，如Novell Net Ware和Microsoft NT等网络操作系统和服务器提供了包括口令管理在内的内建多级安全服务。口令应处于严格的控制之下并经常变更。假如用户的数据要求更高的安全性，要采用最高级别的网络整体加密技术，数据包中的数据发送到局域网之前要用软件加密或硬件的方法加密，只有那些拥有正确密钥的站点才可以恢复，读取这些数据。无线局域网还有些其他好的安全性。首先无线接入点会过滤掉那些对相关无线站点而言毫无用处的网络数据，这就意味着大部分有线网络数据根本不会以电波的形式发射出去；其次，无线网的节点和接入点有个与环境有关的转发范围限制，这个范围一般是很小。这使得窃听者必须处于节点或接入点附近。最后，无线用户具有流动性，可能在一次上网时间内由一个接入点移动至另一个接入点，与之对应，进行网络通信所使用的跳频序列也会发生变化，这使得窃听几乎无可能。无论是否有无线网段，大多数的局域网都必须要有一定级别的安全措施。在内部好奇心、外部入侵和电线窃听面前，甚至有线网都显得很脆弱。没有人愿意冒险将局域网上的数据暴露于不速之客和恶意入侵之前。而且，如果用户的数据相当机密，比如是银行网和军用网上的数据，那么，为了确保机密，必须采取特殊措施。
3. 常见的无线网络安全加密措施
3.1 服务区标示符 (SSID) 。
无线工作站必需出示正确的SSD才能访问AP，因此可以认为SSID是一个简单的口令，从而提供一定的安全。如果配置AP向外广播其SSID，那么安全程序将下降；由于一般情况下，用户自己配置客户端系统，所以很多人都知道该SSID，很容易共享给非法用户。目前有的厂家支持"任何"SSID方式，只要无线工作站在任何AP范围内，客户端都会自动连接到AP，这将跳过SSID安全功能。
3.2 物理地址 (MAC) 过滤。
每个无线工作站网卡都由唯一的物理地址标示，因此可以在AP中手工维护一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。物理地址过滤属于硬件认证，而不是用户认证。这种方式要求AP中的MAC地址列表必须随时更新，目前都是手工操作；如果用户增加，则扩展能力很差，因此只适合于小型网络规模。
3.3 连线对等保密 (WEP) 。
在链路层采用RC4对称加密技术，钥匙长40位，从而防止非授权用户的监听以及非法用户的访问。用户的加密钥匙必需与AP的钥匙相同，并且一个服务区内的所有用户都共享一把钥匙。WEP虽然通过加密提供网络的安全性，但也存在许多缺陷：一个用户丢失钥匙将使整个网络不安全；40位钥匙在今天很容易破解；钥匙是静态的，并且要手工维护，扩展能力差。为了提供更高的安全性，802.11提供了WEP2，，该技术与WEP类似。WEP2采用128位加密钥匙，从而提供更高的安全。
3.4 虚拟专用网络 (VPN) 。
虚拟专用网络是指在一个公共IP网络平台上通过隧道以及加密技术保证专用数据的网络安全性，目前许多企业以及运营商已经采用VPN技术。VPN可以替代连线对等保密解决方案以及物理地址过滤解决方案。采用VPN技术的另外一个好处是可以提供基于Radius的用户认证以及计费。VPN技术不属于802.11标准定义，因此它是一种增强性网络解决方案。
3.5 端口访问控制技术 (802.
1x) 。该技术也是用于无线网络的一种增强性网络安全解决方案。当无线工作站STA与无线访问点AP关联后，是否可以使用AP的服务要取决于802.1x的认证结果。如果认证通过，则AP为STA打开这个逻辑端口，否则不允许用户上网802.1x。要求工作站安装802.1x客户端软件，无线访问点要内嵌802.1x认证代理，同时它作为Radius客户端，将用户的认证信息转发给Radius服务器。802.1x除提供端口访问控制之外，还提供基于用户的认证系统及计费，特别适合于公共无线接入解决方案。
总结：无线网络以其便利的安装、使用、高速的接入速度，可移动的接入方式赢得用户的青睐。但无线网络的安全及防范无线网络的入侵仍是现在和将来要时刻关注的重要问题。
参考文献
[1]何军, 《无线通信与网络》, 清华大学出版社, 2004, 6。
无线通信技术通信论文 篇5
在本文当中更主要以某地区建设无线通信技术为主要的研究对象，在某地区的通信网络建设当中，主要是利用射频识别技术的非接触同时识别多个移动目标、无需外露电触点、电子标签的芯片可按不同的应用要求封装等特点，
依托于计算机网络当中的数据存储、传输以及计算等每个方面的优势和特点，最终保证在实际建设当中可以实现短距离的数据定位和检测。
在该地区的应用当中，以当地的煤矿企业为研究对象，通过该系统的应用，可以对煤矿入井人员进行实时跟踪监测和定位。
如果发生灾变，还可立即从监控计算机上查询事故现场人员位置分布情况、被困人员数量、遇险人员撤退线路等信息，可快速指导矿井突发性事故的救护工作。
在该地区当中的无线通信数据传输系统当中，需要保证几大功能的实现，其中分别是数据的传输、对数据的诊断、在发生错误的情况下对标签信息的过滤等，从而对数据传输的有效性得到最大限度的`提升。
在该系统的建设当中，需要对设定的标签以及全部的信息标签进行为之的测定，并且在进行井下作业的时候利用声光报警器来实现对人员的指挥，如果需要对人员进行下达撤退的命令的化，就可以利用该功能进行实现，除此之外，还可以实现对用户的提醒。
2.2无线通信技术的应用
在无线技术的通信应用方面，是涉及到多个方面的，在本文当中分别从以下几个方面进行了分析：(1)在4G技术的应用方面，4G是第四代通讯技术的简称，4G系统在对数据的传输当中可以以100Mbps的速度下载，相对于现阶段的拨号上网快了倍，而上传的速度也能达到20Mbps，最大限度的满足了用户对于无线服务的最大需求。
除此之外，在进行4G技术的应用过程当中，可以对所有用户的无线需求得到全方位得满足。
(2)在3G技术方面，主要指的是数据告诉数据传输的蜂窝移动通讯技术，得到二轮现代化技术的广泛应用，也属于现阶段应用相当普遍的技术之一。
在现代化的发展过程当中，工业信息为中国移动以及中国电信和联通等提供了相当有利的发展平台，还可以同时支持声音(语音)和数据信息(电子邮件、短信)的传送，因此在高速数据业务的传输方面是具有相当有利的条件的。
在WLAN技术方面，可以说是局域网的简称，可以实现对数据传输的便捷性，在不需要在任何导线和传输电缆的情况下，充分的应用射频技术，将无线电波转化成为数据进行有效的传输，最终构成一个局域网络来对数据进行传输。
(3)在UWB超宽带技术方面，属于现阶段当中的一种新型技术，利用对上升信号以及下降信号的调节，可以最大限度的解决传统无线技术当中出现问题，比如超宽带技术对信道衰弱不敏感、发射信号功率谱密度低等方面的问题，并且其截获信号的能力也是相对较低。
在利用此种技术的过程当中，可以具有相当强烈的信号干扰能力，利用众多的信道技术，实现对信号数据的有效传输。
3无线技术通信的发展趋势
在现阶段的无线通信技术当中，存在着一些技术不能充分的满足市场需求的现象，因此就需要利用新型的技术来进行应用，在不断应用的过程当中还要实现不断的优化和改进，在本文当中分为以下几个方面进行了分析：
(1)无线通信技术当中的互补性得到了明显增加的现象。
在一些技术领域当中，存在着个别技术独占鳌头的现象，因此在无线通信技术的应用方面还不能做到完美的现象，
在此种情况下，需要保持对每项技术的不断发展，发挥每项技术的长处，避免其短处对于发展造成的影响等，利用不同技术之间的互补来增强其技术的通用性。
(2)蓝牙技术在未来的发展当中会得到不断的增强，蓝牙技术可以对用户的双手起到一个良好的解决作用，并且在和计算机等技术实现相互结合的情况下，可以最大限度的发挥其蓝牙技术的作用。
(3)无线通信技术不断发展的今天，同样也需要得到各方面的融合，比如无线技术与蜂窝技术的融合，可以利用短距离无线通信技术，来充分的开辟出蜂窝技术的市场新领域。
并且在宽带技术的不断发挥过程当中，可以对无线宽带技术的接入技术进行良好的实现，双方之间的良好发展已经成为了现阶段的一种全新的形势状态，进一步促进无线通信技术的更快、更好地发展。
除此之外，无线通信技术和视频多媒体技术的良好融合，也对多媒体技术的发展过程起到了一个推动作用。
4结语
综上所述，在无线通信技术的不断发展过程当中，可以为用户提供更加便捷可靠以及方便的服务，无线通信技术的市场会变得越来越广阔，并且在无线通信技术方面也会得到全方位的发展，从而满足不同用户的不同需求，在无形之中不断的扩大了无线通讯产业的发展。
无线网络通信 篇6
关键词：无线局域网；通信安全；IPSec；Windows 7
中图分类号：TP393.08文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 16-0000-02
IPSec Application on Wireless Network Security
Guo Yongqiao
(China Electronics Technology Group Corporation,NO.54 Institute,Shijiazhuang050081,China)
Abstract:How to be correctly use IPSec in a wireless network,communication on wireless network security is crucial.
Keywords:Wireless LAN;Communication security;IPSec;Windows 7
以无线局域网为例，对IEEE802.11的无线局域网体系结构进行一番分析，并且对基于IPSec的无线局域网的安全实现做了一番详细的介绍，同时对IPSec AES在无线局域网中的应用实现也进行了一番详细的描述，通过方案来寻找今后还需攻克的难关，则对无线网络通信安全中IPSec的正确应用显得至关重要。
一、IPSec概述
IPSec是一个用来保证IP网络数据通信安全性的开放式协议的基本框架，IPSec作为虚拟专网的基础，是一系列基于IP网络并且由Internet工程任务组IETF正式定制的开放性IP安全标准，其技术已经相当成熟与可靠。这个安全协议作为虚拟专用网的基本加密协议，为数据在公用网上进行传输时提供安全保障。
IPSec通过提供一些服务来对通过公共IP网络传送的私有数据进行保护，所提供的服务主要有访问控制、数据源认证、机密性和有限传输流量的机密性以及无连接完整性和抗重播等。
IPSec通过传输模式和隧道模式这两种不同的模式进行运作。其中传输模式是指网络中的数据时如何发送和加密的。在这种模式下，IPSec提供终端到终端的传输安全性。在隧道模式下，它仅仅在网关之间或隧道点上对数据进行加密，并且提供了网关到网关的传输安全性。
IPSec可以对所有IP级的通信进行加密和认证，这是IPSec的主要优点，通过IPSec的这一主要特征，其可以确保多种应用程序的安全，其中包括远程登录、电子邮件、客户/服务器、文件传输以及Web访问。
二、IPSec在无线局域网通信安全中的应用
（一）IEEE802.11无线局域网体系结构分析
IEEE802.11协议是在1997年推出的作为IEEE得无线局域网制定的标准，它是无线局域网领域内的第一个能在国际上被认可的协议。IEEE802.11协议主要针对介质访问控制层和网络物理层这两方面进行了规定，同时它还定义了无线站点和无线接入点这两种类型的设备。
由于物理层和数据链路层是802.11无线局域网体系结构中主要的两方面，所以目前无线局域网的安全技术研究也主要针对这两层。
对于物理层而言，要想获得良好的抗噪声干扰性能，可以采取直接对序列进行扩频的方法，同时使用跳频扩频则可以对攻击者的攻击难度进行增加；而红外线传输方式则可以避免无线电波的干扰。对于数据链路层而言，安全机制主要通过认证、加密等手段在MAC管理子层实现，这也是目前无线网络安全上研究的重点，如目前的无线网络安全协议WEP就比较实用。
无线网络的安全同有线网络一样，也是一种系统问题，其层次上不能依靠某一层或某几层的安全机制便是对其最好的体现。对物理层和数据链路层的安全机制加以利用外，为了加强无线网络的安全性，我们还可以利用网络层的安全机制，同时以基于网络层的安全协议IPSec为中心思想，对目前的无线网络安全协议WEP进行了一番重要的补充。
（二）基于IPSec无线局域网的安全实现
1.认证头AH的设计和实现
在对认证头AH进行设计和实现时，完整性检查ICV报文鉴别码支持HMAC-MD5-96和HAMC-SHA1-96，对AH处理进行发送时，便可依据已作出的具体流程圖得到实现。
2.封装安全载荷ESP的设计和实现
在对封装安全载荷ESP进行设计时，可以通过找到嵌入式Windows 7内核中的IP层数据包中接收、转发和最终发送的模块，并且对其进行一定的修改从而实现对数据包的处理。换句话说，就是将相应的实现ESP和AH安全协议处理的函数插入这些模块中。在Linux内核中，ip_rcv（）是IP层数据包的接收模块，ip_queue_xmit（）和ip_build_xmit（）是IP层数据包的发送模块。在ip_rcv（）中对ESP进行实现时，dowith_vpn（）完成对数据包的处理工作。由于一个完整的IP数据包才能对IPSec进行处理，因此就需要对内核的代码进行一定的修改来使其对每一个它所收到的IP数据包进行提前的重组，为的是能收到一个完整的数据包。
在对ip_queue_xmit（）中的ESP进行实现时，本机上层传过来的数据包会由ip_queue_xmit（）进行发送，所有的TCP数据包，IGMP数据包以及大部分的UDP数据包被包括其中。在ip_build_xmit（）对ESP进行实现时，其主要是对ICMP数据包和对一部分的UDP数据包进行处理。对于ICMP数据包，ip_build_xmit（）只对其进行过滤而不加密，而对于UDP数据包的处理，就和ip_queue_xmit（）中的具体处理流程一样。当然值得注意的是，ip_build_xmit（）和ip_queue_xmit（）对数据包的处理还有一定的区别。
3.密钥管理的设计和实现
在用户空间中，自动密钥管理模块和用户管理模块是运行的主要模块。能够为系统提供灵活并且安全的密钥和安全关联生成方法的模块是自动密钥管理模块；在系统不对自动密钥管理模块进行启动时，用户管理模块就会让用户对需要的安全关联进行手工建立，且对各种密钥进行设置。同时还可以在内核的IPSec和自动密钥管理模块运行时对运行参数进行实时地修改，从而对其运行发生进行改变。一个完整的VPN系统的人机接口便是用户管理模块。
三、IPSec AES在无线局域网中的实现
（一）IPSec AES在无线局域网中的作用
由于DES加密算法现在已经被黑客所破解，AES算法便成为目前相对来说较为安全的加密算法。所以，将AES加密算法融入到IPSec当中，将会丰富现有的加密算法集，并且还可以提供三种不同的密钥选择，这不仅使加密强度得到提高，而且还增加了加密的灵活性以及对无线IP数据的保护进行了加强。把这种机制和算法在WLAN无线局域网的终端进行实现，具有相当高的科研和商业价值。
（二）IPSec AES在无线局域网中的实现
我们开采时采用的编译环境是交叉编译环境，采用的开发模式是宿主机和目标机，其中宿主机运行的操作系统是Windows XP，目标机运行的是嵌入式Windows 7的操作系统。完整的协议栈我们的无线局域网终端设备已经具备了，其中包括应用层、传输层、网络层以及MAC和PHY，IPSec机制就可以在上面进行构建。
四、总结
本文主要介绍了IPSec在无线网络通信安全中的主要应用，根据IEEE802.11无线局域网存在的安全缺陷，对提出的基于IPSec和VPN的无线局域网的改进方案的实现问题进行了一番细致的介绍，即基于IPSec的无线局域网的安全实现问题，其中包括内核空间中IPSec包处理模块所包含的AH和ESP的设计实现问题，以及对用户空间中的密钥管理问题加以设计实现。
同时本文还提出了IPSec AES在无线局域网中的实现方案，从程序上实现了IPSec AES在WLAN终端设备上的移植。今后的工作重点也便是对具有无线局域网终端设备的硬件加密卡和无线接入点单独的AES加密算法的高端配置进行设计探究。
当然，由于第三代蜂窝移动通信核心网络正在向IP网络演进，接入网的一部分便是无线局域网络，所以IP网络的安全将显得越来越重要。虽然IPSec是专门基于IP协议的Internet而制定的安全标准，但是其完全用在无线局域网上显然比较复杂，同时由于其对无线站点有一定要求，因此对电源和运算能力等有限的移动设备来说无疑是一个较大的难题。而IPSec协议本身具有的一些不足之处，也成为今后要解决的难题。
参考文献：
[1]雅默.构建嵌入式Windows 7系统.中国电力出版社,2006,10
[2]邓林.WLAN安全技术的比较[J].电信建设,2007,2
无线通信网络优化初探 篇7
关键词：无线通信,无线网络,网络优化
1 无线通信网络优化
无线通信是一种利用可以自由在空间中传播的电磁波信号进行信息交换的通信方式。无线通信主要包括微波通信和卫星通信两类。微波通信是利用无线电波的一种通信, 而卫星通信则是将卫星当作中继站, 通过对地面上相邻的两个或两个以上的地球站或是移动体来建立微波通信联系。无线通信网络优化就是指在网络投入运行或是进行较大改动时, 只需要对基站设备和小区参数进行适当的调整修改, 就能使无线通信网络达到覆盖均匀, 干扰减少的目的, 给用户提供最佳的通信质量。
2 无线通信网络优化意义
由于无线方式具有很多的不确定因素, 而这些因素对无线通信网络都有很大的影响, 其性能的优劣是用户通信质量好与差的决定性因素。所以, 当无线通信网络的无线电波传播不稳定定、基站设备有变动、用户对话务需求及服务质量要求增加等的情况下需要网络优化;还有当无线通信网络的覆盖不均匀、语音质量差、掉话、接入失败、信道拥塞等故障时更需要网络优化。只有对无线通信网络进行了不断的网络优化后, 才能减少呼叫连通时间, 减少通话掉线次数, 提高通话质量, 提高网络的可靠性和可用性, 这不仅为用户提高了服务质量, 同时也为通信事业带来了显著和长远的经济效益。
3 无线通信网络优化步骤
无线通信网络优化是一项持续性长的系统工程, 无线通信网络优化主要有三个步骤:采集数据、分析性能、实施和测试优化方案。
采集数据是指对网络设计目标、网络总体运行和其工程情况的系统数据进行采集, 其目的是对网络性能和质量能够更加有针对性的分析。采集数据的方法有话务数据采集和路测数据采集两种。其中, 话务数据采集主要有网络接入性能数据、信道接通率、可用率、拥塞率、掉线率、话务转换成功率、话统报告图表等。路测数据采集则是指通过路测设备对无线通信网络的覆盖、转换、质量现状等进行定性定量定位。
分析性能是指通过上面的两种数据采集方法, 对采集到的数据进行有效分析, 以便制定网络优化方案。对采集的数据主要从干扰、掉话、转换、话务均衡四个方面来分析通信网络性能。无线通信网络一般发生的故障有:接入失败、切换失败、掉话、高错误帧率。在对采集的数据进行分析后可以知道导致这些故障的原因有哪些。造成接入失败的原因通常有:覆盖盲区、接入参数设置不正确、功率控制不足、主叫或被叫接入时间过长、导频污染、交换机接续时间过长等;造成切换失败的因素有覆盖效果不理想、干扰多、资源分配不当、领区参数设置不正确等;导致掉话的故障则可能是:覆盖盲区、硬件故障、交换链路失败、搜索窗长度设置不正确、深度衰落、阴影衰落、其他网络干扰等;而引起高误帧率的故障原因有:前向/反向业务信道差、前向/反向链路功控问题、导频污染、导频信号差等。另外, 在对关于通话干扰的数据进行分析后, 我们可以得知GSM系统正是一个干扰受限的系统。干扰使得错误率增加, 进一步降低语音通话的质量。
最后, 在对无线网络的性能分析完成后, 就要实施和测试优化方案。实施的优化方案主要包括了覆盖优化、设备优化、硬件系统优化、话务量优化、干扰信号分析、网络结构优化、无线参数优化、容量优化及领区优化等。实施优化方案后必须重新对无线网络进行测试, 测试的重点是对无线网络中的覆盖、接入、干扰、掉话、容量等的测试。实施和测试无线通信网络优化方案是一个长期不断循环的过程, 只有在不断的循环过程中, 才能对网络环境不断的优化, 使无线通信网络质量不断提高, 保持良好的运行状态, 为用户提供最优质的服务, 从而进一步提高通信事业的经济效益。
4 结束语
随着高科技术产品的逐渐增多, 其质量要求也逐渐提高, 提高网络的质量已成为成功的关键, 从而无线通信网络的优化也成为了一项不可或缺的重要工作, 只有坚持长久地做好这项工作, 才能保障无线通信网络的发展前景, 才能保证更好地为用户服务, 从而取得更大的经济效益。
参考文献
无线技术企业企业无线网络设计 篇8
进入20世纪90年代以来, 随着个人数据通信的发展, 功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端的广泛应用, 为了实现任何人在任何时间、任何地点均能实现数据通信的目标, 要求传统的计算机网络由有线向无线, 由固定向移动, 由单一业务向多媒体发展, 更进一步推动了无线局域网 (Wireless LAN, 以下简称无线LAN) 的发展。
无线LAN和个人通信网 (PCN) 代表了90年代通信网络技术的发展方向。PCN主要用于支持速率小于56kbit/s的语音/数据通信, 而无线LAN大多用于传输率大于1Mbit/s的局域和室内数据通信, 同时为未来多媒体应用 (语音、数据和图像) 提供了一种潜在的手段。无线LAN既可满足各类便携机的入网要求, 也可作为传统有线LAN的补充手段。
1.1 无线局域网的优势
对于局域网络管理主要工作之一, 对于铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作, 很容易令人烦躁, 也不容易在短时间内找出断线所在。再者, 由于配合企业及应用环境不断的更新与发展, 原有的企业网络必须配合重新布局, 需要重新安装网络线路, 虽然电缆本身并不贵, 可是请技术人员来配线的成本很高, 尤其是老旧的大楼, 配线工程费用就更高了。因此, 架设无线局域网络就成为最佳解决方案。
1.2 无线网络传输方式
常用的无线网络设备有网卡、AP、无线网桥和无线路由器等;无线网络产品的多种使用方法可以组合出适合各种情况的无线联网设计, 可以方便地解决许多以线缆方式难以联网的用户需求。无线网络应用的典型方式是:
1) 对等网方式
有2种形式, 把2个局域网相联, 或把1个远程站点联入1个局域网。如果是两个局域网相联, 则在两个局域网中分别接入无线路由器或无线网桥。
2) 无线HUB方式
在一个建筑物或不大的区域内有多个定点或移动点要联入一个局域网时, 可用此方式。要注意的是, 各站点要与无线HUB用相同的网络ID以顺利互通, 又要有各自的地址号以相区别。
3) 一点多址方式
当要把地理上有相当距离的多个局域网相联时, 则可在每个局域网中接入无线网桥。这时主站或转接站使用全向天线, 各从站视距离使用定向或全向天线与之相联。
4) 不同协议网络间互联
在联网的两边各用与当地网络环境和对方网络环境相配套的设备和相应的网络设置即可实现。其通信部分和前述的相同。
2 企业网建无线网的必要性与需求分析
2.1 项目背景及意义
无线局域网技术很早就已经有了, 但近期引起了人们特别的关注, 这和整个电信市场的发展有着密切的关系。一方面, 随着互联网的普及应用, 其潜在用户正在不断增长;另一方面, 人们对数据业务的重视程度也在不断增加。话音和数据这两大业务始终是电信运营业发展的关键业务, 目前电信运营商的业务收入主要靠话音业务来获得, 而未来的发展又离不开数据业务, 话音与数据, 现实与未来, 正在成为运营商们积极探索的两大领域。此外, 3G的发展也给电信来带来了新的机遇。从大的电信环境来分析, 这种关注是必然的。
正是由于无线局域网易于维护和使用费用低廉, 无线局域网或无线广域网在中小型公司和教育行业开始受到欢迎。
与企业内部无线局域网的应用模式不同的是, 作为企业无线局域网不再仅仅为用户提供简单的网络互连, 更重要的是实现WLAN的电信级运营, 因此要在无线局域网的基本架构的基础上添加计费、网管、认证等一系列网络实体。
2.2 用户需求
1) 连接企业内部所有部门的PC。
2) 通过权限设定用户浏览Internet, 同时接收、查询浏览国内外的资讯和电子邮件。
3) 提供丰富的网络服务, 实现广泛的软件, 硬件资源共享, 包括:提供基本的Internet网络服务功能:如电子邮件、文件传输、电子公告牌等。
4) 实现系统各个管理机构的办公自动化, 应具备内容:
·管理部门办公自动化系统实现局内的无纸化传输以及实现对全局内部业务流程的自动流转;信息系统的相关发布、查询;有效数据的收集、分析、辅助决策。
·确保权限使用的安全性, 文件的保密性, 以及物理, 网络, 服务器, 应用程序的安全性。
·在文件的审批过程中可以跟踪审批的进度、修改审批流程, 退回流程 (流程简单灵活) , 并可保留审批过程中的修改痕迹。
·实现局域网及互联网邮件系统的信息交换。
·系统实现自动处理信息的功能, 将工作人员从繁杂的劳动解脱出来。
·及时提醒功能的提升, 与手机短信等相结合, 保证工作人员无论身处何地都能及时收到工作上的紧急通知和重要消息。
3 无线局系统总体设计方案
3.1 系统结构及网络结构的设计
客户端可以是台式或笔记本电脑, PDA或802.11手机等等, 通过802.11a/b无线网卡与附近区域的无线接入点连接。接入点通过5类线缆与TFW8001访问服务器相连, 或经由交换机连入访问服务器。若干个访问服务器 (通常是每楼层一个或数个, 依用户多少而定) 通过线缆 (可能经过交换机或路由器) 连入中心控制管理器。
3.2 公司IP地址规划
企业内网IP划分方法:在IP地址规划时, 我们已经知道IP地址包括公网和专用 (私有) 两种类型, 公网IP地址又称为可全局路由的IP地址, 是在Internet中使用的IP地址, 目前对企业来说主要是ISP提供的一个或几个C类地址;而专用 (私有) IP地址则包括A、B和C类三种, 另外就是Microsoft Windows的APIPA预留的 (169.254.0.0--169.254.255.255) 网段地址。分配IP地址的方法有:1) 静态分配IP地址;2) 动态分配IP地址;3) 采用NAT (Network Address Translation, 网络地址转换) 方式。
3.3 网络设计的设备简介及选型
1) TFW 8001无线访问管理器
访问服务器可以监控无线子网上的情况。它强制用户进行认证网络访问权限, 从而使用户和访问管理者在一个无线网络的环境中安全的传输数据。采用了基于标准的加密方式, 以消除WEP和802.11的安全漏洞。
TFW 8001通过在每个连接在端口上的AP管理所有用户的会话和跟踪每一个网络连接的状态。同时使用户在不同AP之间漫游时继续采用原有的安全策略。TFW 8001无线访问管理器担任着安全管理和执行系统的角色, 防止未授权用户接入网络。
·使无线网络强制执行基于用户认证的访问方式;
·根据用户在中心管理器中设置的策略来检查或者过滤数据包;
·提供Airwave Security。这是一种安全隧道, 可以加密数据并能保护往来于终端设备的所有无线通信业务。
2) TFW8001控制服务器
TFW 8000无线中心管理器是一个适用于任意大小的无线网络的中心化安全配置和管理系统。它和无线访问管理器一起组成的清华同方无线网络系统–提供了保护, 管理和增强无线网络的最低总体拥有成本。
中心管理器的主要功能是可与一个或多个鉴权服务器合作来鉴权要登陆网络的用户。这使得普通的鉴权服务器可被用于有线和无线用户。使用一体化权限管理器以提供定义策略的架构, 策略控制谁可以访问特定的网络资源的, 何时可以访问和多长时间。这独特的能力使得网络管理员可以在需要时实施所需的安全级别。也可以用中心管理器内嵌的数据库进行基于用户/组的鉴权。
4 无线局域网的安全管理
为了使授权电脑可以访问网络而非法用户无法截取网络通信, 无线网络安全就显得至关重要。
1) 无线身份认证
传统的有线网络使用“用户名和密码”进行身份认证已经有很多年了。CHAP、MSCHAP、MS-CHAPV2和EAP-MD5查询是有线和拨号基础设施中经常使用的密码查询机制。这些身份认证系统基于一个密码散列以及身份认证服务器发出的随机查询。通过捕获或侦听广播频率中的身份认证数据包, 黑客们可以使用常见的字典攻击工具来发现空中传输的密码, 通过中间人攻击来窃取会话信息, 或尝试进行重放攻击。
因为有线网络中使用的身份认证方法存在的缺陷可以在无线网络中很容易地被利用, 所以IETF和IEEE标准委员会已经与领先的无线供应商合作, 建立更可靠的无线身份认证方法。IEEE802.1x就是目前一种最主要的无线身份认证标准。
2) 802.1xWiFi身份认证
802.1x使用一个外部身份认证服务器 (通常是RADIUS) 对客户端进行身份认证。目前, 除了执行简单的用户身份认证外, 一些无线产品已经开始使用身份认证服务器来提供用户策略或用户控制功能。这些高级功能可能包括动态VLAN分配和动态用户策略。
摘要：随着信息技术的飞速发展和我国国民经济信息化的推进, 在企业、公司、政府内全面实现信息电子化交换和信息资源共享成为必要。使用无线局域网产品可以实现建筑群网络连接、宽带互连网络接入以及移动获取网络服务等功能。无线网络产品具有传输距离远、可以在建筑物之间或建筑物内施工困难的环境下使用、支持移动漫游等特点, 因此可以使用它来替代传统的电信线缆来构建未来的教育网络。该文对无线技术企业无线网络进行详细设计, 无线网络的基础入手, 介绍了无线网络的作用, 该企业的概况及对企业无线网络进行了详细规划, 着重介绍了无线局域网网络的管理和使用方面。
关键词：网络,局域网,无线网络,管理
参考文献
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[5]张蒲生, 肖洪生.计算机网络技术[M].北京:科学出版社, 2004.
无线通信网络优化的思考 篇9
关键词：无线通讯,网络优化,重要性
1 无线通信网络优化概念
无线通信是一种利用可以自由在空间中传播的电磁波信号进行信息交换的通信方式。无线通信主要包括微波通信和卫星通信两类。微波通信是利用无线电波的一种通信, 而卫星通信则是将卫星当作中继站, 通过对地面上相邻的两个或两个以上的地球站或是移动体来建立微波通信联系。无线通信网络优化就是指在网络投入运行或是进行较大改动时, 只需要对基站设备和小区参数进行适当的调整修改, 就能使无线通信网络达到覆盖均匀, 干扰减少的目的, 给用户提供最佳的通信质量。
2 无线通信网络优化意义
由于无线方式具有很多的不确定因素, 而这些因素对无线通信网络都有很大的影响, 其性能的优劣是用户通信质量好与差的决定性因素。所以, 当无线通信网络的无线电波传播不稳定定、基站设备有变动、用户对话务需求及服务质量要求增加等的情况下需要网络优化;还有当无线通信网络的覆盖不均匀、语音质量差、掉话、接入失败、信道拥塞等故障时更需要网络优化。只有对无线通信网络进行了不断的网络优化后, 才能减少呼叫连通时间, 减少通话掉线次数, 提高通话质量, 提高网络的可靠性和可用性, 这不仅为用户提高了服务质量, 同时也为通信事业带来了显著和长远的经济效益。
3 无线通信网络优化步骤
无线通信网络优化是一项持续性长的系统工程, 无线通信网络优化主要有三个步骤:采集数据、分析性能、实施和测试优化方案。采集数据是指对网络设计目标、网络总体运行和其工程情况的系统数据进行采集, 其目的是对网络性能和质量能够更加有针对性的分析。采集数据的方法有话务数据采集和路测数据采集两种。其中, 话务数据采集主要有网络接入性能数据、信道接通率、可用率、拥塞率、掉线率、话务转换成功率、话统报告图表等。路测数据采集则是指通过路测设备对无线通信网络的覆盖、转换、质量现状等进行定性定量定位。分析性能是指通过上面的两种数据采集方法, 对采集到的数据进行有效分析, 以便制定网络优化方案。对采集的数据主要从干扰、掉话、转换、话务均衡四个方面来分析通信网络性能。无线通信网络一般发生的故障有:接入失败、切换失败、掉话、高错误帧率。在对采集的数据进行分析后可以知道导致这些故障的原因有哪些。造成接入失败的原因通常有:覆盖盲区、接入参数设置不正确、功率控制不足、主叫或被叫接入时间过长、导频污染、交换机接续时间过长等;造成切换失败的因素有覆盖效果不理想、干扰多、资源分配不当、领区参数设置不正确等;导致掉话的故障则可能是:覆盖盲区、硬件故障、交换链路失败、搜索窗长度设置不正确、深度衰落、阴影衰落、其他网络干扰等;而引起高误帧率的故障原因有:前向/反向业务信道差、前向/反向链路功控问题、导频污染、导频信号差等。另外, 在对关于通话干扰的数据进行分析后, 我们可以得知GSM系统正是一个干扰受限的系统。干扰使得错误率增加, 进一步降低语音通话的质量。最后, 在对无线网络的性能分析完成后, 就要实施和测试优化方案。实施的优化方案主要包括了覆盖优化、设备优化、硬件系统优化、话务量优化、干扰信号分析、网络结构优化、无线参数优化、容量优化及领区优化等。实施优化方案后必须重新对无线网络进行测试, 测试的重点是对无线网络中的覆盖、接入、干扰、掉话、容量等的测试。实施和测试无线通信网络优化方案是一个长期不断循环的过程, 只有在不断的循环过程中, 才能对网络环境不断的优化, 使无线通信网络质量不断提高, 保持良好的运行状态, 为用户提供最优质的服务, 从而进一步提高通信事业的经济效益。
无线通信网络的优化探讨 篇10
卫星通信和微波通信都是无线通信的分支。其中, 微波通信是一种无线电波通信, 传送距离只有几十千米, 但微波的频带很宽可以用较大的通信容量, 只是每隔几千米就要建设一个微波中继站。卫星通信是利用卫星作为中继站在地面上两个或两个以上地球站之间或移动体之间建立微波通信联系的一种通信手段。无线通信自出现以后给人类带来的影响是巨大的, 也给通信事业带来了很多的利益, 无线通信的应用已经深入到人们生活和工作的各个方面, 日常使用的手机、无线电话、电脑, 其中包括了3G、蓝牙、宽带、数字电视等等。无线网络优化是指在网络投入运行或网络有较大改动时, 通过调整基站设备和小区参数等, 让无线网络更均匀覆盖, 减少干扰现象, 以最佳的通信质量为客户提供最满意的服务。
无线通信网络是在通信网络建设里至关重要的一个环节, 尤其在建设初期, 无线通信网络优化能给通信事业带来更多的经济效益。无线通信网络优化流程主要为优化准备、数据采集、数据分析、实施优化和最后的优化评估。因为无线具有诸多的不确定因素, 这些因素对无线通信网络的影响很大, 性能的优劣往往成为决定用户通信好坏的决定性因素。所以, 在无线通信网络比较脆弱和考虑不全的地方, 就需要网络优化, 如:无线电波传播的不确定性、基础设施的变化、话务需求、用户对服务质量要求增加等, 这些都设计到无线通信网络的优化。当网络运营商一旦发现网络中存在问题, 就必须进行网络优化, 如:覆盖面不全、语音质量差、接入问题、掉话、网络拥塞、转换成功率低等。通过不断的网络优化, 呼叫建立的时间减少了, 掉话次数减少了, 通话质量提高了, 通话接入性强了, 网络拥有较高的可靠性和可用性, 在更加全面服务人民群众的同时, 也给通信事业带来更长远的经济效益。
二、无线通信网络优化的方法
就无线通信网络的优化而言, 其是一项长期的持续性系统工程。简单的可以分为三个步骤, 即数据采集、性能分析、优化方案的实施和测试。数据采集是收集网络设计目标和能够反映现网络总体运行和工程情况的系统数据, 通过各种测试手段更加有针对性的、进一步的进行对网络性能和质量的分析。数据采集包括了话务数据采集和路测数据采集两种。话务数据采集包括:网络接入性能数据、信道可用率、接通率、拥塞率、掉话率、话务量和转换成功率及话统报告图表等。路测数据的采集主要指通过路测设备、定性、定量来定位出无线网络下行的覆盖转换、质量现状等。通过两种数据采集方法, 对收集到的数据有效分析, 找出问题所在并制定合适的方案。网络优化的主要问题在于性能分析和问题定位。性能也是网络问题, 主要从干扰、掉话、话务均衡和转换四个方面来进行分析。
无线网络故障主要有:掉话、接入失败、切换失败、高错误帧率等几种。对其分析可以知道掉话的故障可能是:覆盖盲区、交换链路失败、硬件故障、深度衰落、阴影衰落、搜索窗长度设置不当、其他网络干扰等。接入失败的故障原因有:覆盖盲区、功率控制不足、接入设置参数不当、导频污染、主叫或被叫接入时间长、交换机接续时间长等。切换失败的故障原因有:干扰、资源分配不当、覆盖效果不理想、领区设置不当等。高误帧率故障原因有:前向/反向业务信道差、前向/反向链路功控问题、导频污染、导频信号差等。在干扰分析时我们知道GSM系统是干扰受限系统, 干扰会使错误率增加, 从而降低语音通话质量, 通话干扰的定位手段包括话统数据、语音质量差引起掉话、干扰带分布、用户反应、路测及CQT呼叫质量拨打测试。
总而言之, 在分析事故的时候都要考虑到上述因素, 不一样的故障要有不一样的分析角度, 在无线网络的实际使用和维护中, 总会遇到不一样的难题和故障, 有时也难以判定具体原因, 这就需要有关工作人员具备一定的专业知识, 准确找出故障原因并采用正确的优化方案。那么, 在对无线网络中存在的故障分析完之后, 网优工程师就可以采用不同的优化方案来进行调整和优化了, 主要包括覆盖优化、话务量优化、设备优化、干扰信号分析、硬件系统优化、无线参数优化、网络结构优化、领区优化以及容量优化等。同时, 在实施了这些优化方案后必须对网络进行重新的测试, 重点对无线网络中的覆盖、掉话、接入、干扰、容量等进行测试。
网络优化方案的实施与测试是一个不断反复循环的过程, 只有不断的循环继续, 才能不断优化网络环境, 使网络质量不断提高, 保持最佳的运行状态, 给人们的生活提供最优质的方便和服务, 从而进一步提高企业的经济效益。
三、结语
各大运营商都把提高网络质量最为经营成败的依据。无线通信网络优化已经是必不可少的一项重要工作, 这是一个系统工程, 需要经常地从交换、无线各个方面进行调整, 也只有做好这项工作, 才可以保证更好地为用户服务, 为企业获取更大的经济效益。在科技时代发展的历史洪流中, 通信事业能否更上一个台阶, 都取决于这项工作的好坏, 所以, 无线通信网络的优化工作, 是必须要结合各方面力量做好的工作。
参考文献
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[5]雷俊玲.S12-CDMA交换系统中继优化分析[J].科技情报开发与经济, 2007 (26) .
无线局域通信网 篇11
文章介绍了无线局域网的传输技术、网络拓扑、基本网络组成，以及与其他网络集成的技术，并在此基础上简单介绍了其应用与发展前景。
关键词：
数据业务；电磁干扰；宽带无线技术；直接扩频技术；正交频分复用
ABSTRACT:
This article introduces the WLAN in aspects of its tranmission techniques, network topology, network architecture and network integration techniques , and further outlines the prospects of its applications and future development.
KEY WORDS:
Data service; Electromagnetic interference; Broadband wireless technology; DSSS; OFDM
随着信息时代的到来，越来越多的人们要求能够随时随地接收各种信息，形成了在移动中访问局域网的迫切需求，因而，近年来无线局域网(WLAN)技术越来越受到重视，各种应用不断丰富。无线局域网除了保持有线局域网高速率的特点之外，还可以灵活地可移动地组网；而无线局域网技术与通信网络(如GSM网、CDMA网、光网络)的结合，更极大地扩充了无线局域网的应用空间。可以说，无线局域网将是新一轮数据无线通信的重要支撑技术，其未来发展的空间很大。
1 传输技术
一般来讲，凡是在一个有限空间内(比如200 m)，通过无线方式连接的信息设备共同构成的网络都可称为无线局域网。在非扩展服务集网络情况下，该网络不包含除用户终端(STA)和接入点(AP)以外其他类别的信息传输设备或终端。
目前，无线局域网采用的传输载体主要有两种：无线电波与红外线。
采用无线电波作为传输媒体的无线局域网依调制方式不同，可分为扩展频谱、窄带调制和正交频分复用(OFDM)。在扩展频谱方式中，数据基带的频谱被扩展至几倍乃至几十倍后再被搬移至射频发射出去，这将提高通信系统的抗干扰能力和信息安全保障能力。扩展频谱方式包括直接扩频技术(DSSS)和跳频扩频技术(FHSS)。在窄带调制方式中，数据基带的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去。而基于OFDM技术的无线局域网包括IEEE 802.11a和HyperLAN2，其传输速率可以高达54 Mbit/s，而且根据发展情况看，高于100 Mbit/s的无线局域网技术将很快出现。
基于红外线的传输技术最近几年有了很大发展。目前广泛使用的家电遥控器几乎都采用红外线传输技术。这种方式的最大优点是不受无线电干扰，且红外线的使用不受国家无委的限制。然而红外线有透射、绕射和对物体的穿透能力极差的缺点。
无线局域网与以往的基于蜂窝电话网、专用分组交换网及其他技术的无线计算机通信相比，有许多本质上的区别。首先无线局域网必须支持高速突发数据业务，在室内使用时要解决包括多径衰落、相邻子网间串扰等问题。无线局域网必须克服的技术难点主要包括：
(1)兼容性
由于无线局域网可能与其他网络，其他用户的无线局域网共存于同一地区，相互间的干扰问题可能严重地影响网络的性能，甚至生存性。
(2)可靠性
有线局域网的信道误比特率达10-9。无线局域网的信道误比特率应尽可能低，否则，将导致极高的包重发率。而大量的重发会使网络的实际吞吐性能大打折扣。
(3)通信保密
由于数据经过空中，要求其有较高的通信保密能力。无线局域网可在不同层次采取措施来保证通信的安全性。
(4)节能管理
由于无线局域网要面向便携机使用，为节省便携机内电池的消耗，网络应具有节能管理功能，增强电池使用的寿命。
(5)小型、低价
这是无线局域网能够实用并普及的关键所在。
(6)电磁环境、无线电频段的使用规范
在室内使用的无线局域网应考虑电磁波对人体健康的损害及其他电磁环境的影响。
2 网络拓扑
无论采用那种传输技术，无线局域网的网络结构基本上是一样的，即拓扑结构仅可归结为两个基本类：无中心拓扑和有中心拓扑。
无中心拓扑的网络要求网中任意两个站点STA均可直接通信。采用这种拓扑结构的网络一般使用公用广播信道，各站点都可竞争公用信道，而信道接入控制协议大多采用载波检测多址接入类型的多址接入协议。缺点是当网中用户数(站点数)过多时，信道竞争会严重影响网络性能。另外，这种网络中传送的路由信息随着用户数的增加而快速上升，严重时路由信息可能占有效通信信号的大部分。因此，对高服务质量(QoS)业务的传输，必须采用特别的路由控制技术。
有中心拓扑结构要求一个无线站点STA充当中心站(基站)，网络中所有其他的站点对网络的访问和通信均由基站控制。中心站为实现局域网互连和接入有线主干网，至少必须提供一个逻辑接入点。有中心网络拓扑结构的弱点是抗摧毁性差，中心站点的故障容易导致整个网络瘫痪。在实际应用中，中心站点往往充当网络之间的转接器。
用户终端从哪层接入网络，直接影响到系统的实现和网络传输性能。网络接口可以选择从物理层或数据链路层接入。这样接入的最大优点是上层的网络操作系统及相应的驱动程序可以不做任何修改。这种接入方式在使用时一般作为有线局域网的集线器和无线转发器，实现与有线局域网互连或扩大有线局域网的覆盖范围。另一种接口方法是从数据链路层接入网络。这种接入方法并不沿用有线局域网的媒体访问控制(MAC)协议，而采用更适合无线传输环境的媒体访问控制协议。在实现时，媒体访问控制层及其以下层对上层是透明的，通过配置相应的驱动程序来完成与上层的接口。这样可保证现有的有线局域网操作系统或应用软件可在无线局域网上正常运行。目前，大部分无线局域网厂商都采用数据链路层接口方法。
3 无线局域网基本网络组成
无线局域网协议定义了无线局域网应用的物理层及媒体访问控制(MAC)规则，是各工作站信息得以正确、可靠和有效传输的基础，协议包括对信息、管理、控制和物理层的定义。图1所示为两个无线局域网基本业务单元。基本业务集(BSS)是局域网的基本构成单元或最小单元。
独立基本业务集是局域网的最基本的网络组成类型。一个最小的局域网至少应包括两个工作站。接入点是提供除用户终端业务之外的具备分布系统业务的业务终端。在加入分布系统和接入点成分后的扩展业务集网络中，数据经过接入点在基本业务集和分布系统之间传递。
分布系统和基本业务集允许设计任意覆盖范围和复杂性的无线网络，习惯上这种网络被称为扩展业务集网络。对逻辑链路控制层来说，扩展业务集和独立基本业务集的表现是相同的。扩展业务集中工作站的通信，或移动工作站从一个基本业务集移到另一个基本业务集(在同一扩展业务集中)的过程对于逻辑链路控制是透明的。
4 与其他网络集成的技术
为了扩大应用的范围和充分利用其他网络资源，通常要求将无线局域网同其他网络无缝地集成起来。图2是一个无线局域网与其他网络连接的结构示意图，给出了无线局域网和已存在网的集成方式。
如果发送业务认定预定的信息接收者是扩展业务集网络之外的工作站，则分布系统的“输出”点不是AP而是端口。端口是DS接收外部信息的连接点。
5 应用与发展
无线局域网的应用是和无线局域网的特点紧密联系在一起的。根据无线局域网的技术特点，在无线局域网的应用中主要有室内应用和室外应用两种。在室内应用环境下，无线局域网作为有线局域网的补充，与有线局域网并存。室内应用环境主要有如下几种：
*9誗小型用户驻地网络
*9誗大型办公室、车间
*9誗超级市场、智能仓库
*9誗临时办公室、会议中心
*9誗证券市场
*9誗机场、车站等交通枢纽地区
*9誗电信运营商用于高密度区域的覆盖
对于难以布线的室外环境，无线局域网可充分发挥其高速率、组网灵活的优点。在远程节点之间，节点内部既可以采用有线局域网，也可以采用无线局域网。当一个企业在多个地方有办公地点时，通过无线桥(WB)的远距离连接，无线局域网可以发挥重要的作用。不仅降低成本，也将大大缩短提供服务的时间。
作为一项价格低廉、安装容易、接口丰富、应用灵活和传输速率可能高达100 Mbit/s以上的无线通信系统，无线局域网的应用被看好。而且，随着数据业务的增长，无线局域网网络性能的进一步稳定，无线局域网终端设备品种和数量的增长；随着802.11b和HyperLAN1的广泛应用，802.11a和HyperLAN2等OFDM技术的进一步应用，无线局域网将具有明显的优势，并在相当程度上推动无线互联网的发展。□
参考文献
1 刘元安.宽带无线接入和无线局域网.北京:北京邮电大学出版社,2000
2 Supplement to IEEE Standard for Information Technology—Telecommunications and Information Exchange between Systems—Local and Metropolitan Area Networks Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band, ISBN 0-7381-1811-7, 1999
3 刘蕾,张有根.无线局域网技术纵览.中国数据通信,2002,(2):17—20
4 Wu Gang, Mitsuhiko Mizuno, Paul J M Havinga. MIRAI Architecture for Heterogeneous Network. IEEE Communication Magazine, 2002,40(2):126—134
(收稿日期：2002-10-08)
作者简介
无线传感器网络通信协议研究 篇12
一、DSN概念与挑战
DSN是由大量部署在各自作用区内的微型传感器作为网络节点, 组成的一种分布式智能网络系统, 这种传感器网络系统具有节点信息互通迅速的特点, 相互之间的联系方式多选择多跳 (multi-hop) 、对等 (peer to peer) 的无线通信方式。DSN可以作为局域网络在脱机情况下进行独立运行, 也可以连接在Internet上利用互联网进行远程登陆和远程控制。
随着DSN网络信息系统的进步和发展, 给通信协议的设计提出了一些新的挑战:第一, 资源受限, 在DSN中每个微型传感器也就是网络的节点, 因为是独立工作状态, 所以只能携带有限的不可更换的电源, 在电量和电压供应上没有保障, 导致微型传感器的运算能力和存储能力都较弱;第二, 可扩展性要求, DSN系统规模庞大, 而且应用的领域并不确定, 所以需要通信协议具有较强的可扩展性, 能够根据通信网络的应用领域和应用环境进行实时调整;第三, 环境适应性, 创造DSN网络信息系统的目的, 就是要将它应用在长期无人值守条件下工作, 在恶劣环境下微型传感器遭遇恶劣环境和人为毁坏的几率极大, 要求通信协议能够适应传感器的这种高损失率, 在有微型传感器损失的情况下, 依然能依靠现有传感器节点进行信息处理和交互;第四, 安全性, 安全是系统可用的前提, DSN系统要在保证通信安全的前提下, 降低系统维护费用, 研究节能的安全算法;第五, 实时性, DSN系统是一种信息的快速响应系统, 一般被应用于航空航天、医疗等重要领域, 在这种关系到人民群众切身利益的行业领域应用, 就一定要保证信息传输的实时性、保证信息的时效性[1]。
二、通信协议研究进展
2.1物理层协议
在当前的无线传感器网络领域, 无线电传输是DSN的主流传输方式, 运用无线电进行信息传输面临的主要问题是, 无线电频段的选择、编码的节能化和调制算法设计。
在频率选择方面, ISM频段由于其自身无需注册的系统开放性和频段的大范围可选择性, 成为当前无线电传输的主流, 在这一频段的无线电传输中共有433MHz和915MHz两种频段的收发器设计方法[2]。
2.2数据链路层协议
2.2.1拓扑生成
DSN的拓扑结构可以分为两种, 一种是平面结构, 一种是层次结构。
所谓的平面结构就是所有的网络节点在网络信息系统中处于平等地位, 节点与节点之间不存在相互从属的关系, 这种网络组织结构具有结构简单维护方便的特点, 每个节点都有自己固定的算法, 所有的平等节点统属控制系统管理, 是一种典型的扁平化的节点管理方式, 但是这种管理方式也存在着自身的缺陷, 那就是因为系统中管理节点的缺失, 节点之间协同的算法复杂, 对协同信息的反应比较慢。
层次结构是与平面结构相对应的节点结构, 网络信息系统的层次结构通常以簇的形式存在, 所谓的簇就是一个传感器节点的集合, 在这一集合中集结了很多的节点, 每个簇都以自身内部存在的逻辑规则约束簇内的信息节点, 并结合簇的应用方向选择出称为簇首的节点, 簇首模仿自身的算法机制对簇中的其他节点进行管理, 这样的根据应用目标不同以协议的形式, 将信息节点约束成簇的节点管理方式极大的提高了网络系统的可扩展性, 方便了网络系统的管理[3]。
2.2.2信道介入方式
现有的信道介入方法协议——MAC协议, 由于在信息传输过程中复杂程度较高和能耗的问题无法解决, 已经不适合在DSN中应用, 研究人员基于对DSN系统特点的分析为DSN设置了特定的信道协议。研究人员针对DSN系统的特点开发出了SMACS协议和EAR协议, 由这两个通信协议进行信息管理, 其中SMACS协议负责系统中节点的自动组网工作, EAR协议负责网络系统中的移动节点的接入工作。这样一动一静两个信道协议将网络信息系统运行维护起来。
2.3传输层协议
DSN系统自身的设计更加偏重于无线传感节点的管理与控制, 所以在信息传输和通信可靠性上存在弱点, 其中最大的问题就是传输中出现错误的恢复机制。因为无线传感器传输过程中信息错误是必不可免的, 那么相关的错误恢复机制也在DSN设计时就已经存在, 但是经过实践的验证, DSN自身的错误恢复机制, 在信道通信质量下降的同时纠错机制也开始出现纠错率的下降。针对这一现象研究人员提出了逐跳 (hop by hop) 的错误恢复机制, 让数据传输的中间节点参与到错误恢复中来, 让信息传输的每一跳都对上一跳形成的信息错误进行纠正, 这样的纠错机制极大的提高了系统纠错的效率, 同时也避免了错误累积导致的通信质量下降。
三、结论
随着社会生产的大规模集成化, 无线传感器网络的应用将会越来越广泛, 而在无线传感器网络的建设过程中, 通信协议的质量对信息网络的质量有着直接的影响, 一定要在需求分析的基础上进行通信协议的编写, 保障无线传感器网络在社会生产中的积极作用发挥。
参考文献
[1]唐甲东.无线传感器网络路由协议研究-LEACH路由协议的改进[D].江南大学, 2013.
[2]刘长江.基于能耗优化的无线传感器网络LEACH协议研究与改进[D].广西大学, 2012.