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无线网络优化论文开题报告

发布时间: 2023-06-27 08:17:44

无线网络技术论文三篇

以下就是我为大家带来的无线 网络技术 论文三篇。

无线网络 技术论文一

试想一下,在有线网络时代,用户的活动范围受限于网线,无论到哪里必须要拖着长长的缆线,为寻找宽带接口而苦恼。为此,无线网络应运而生。和有线网络相比,虽然无线网络的带宽较小;相对目前的有限网络有较多的等待延迟;稳定性较差;无线接入设备的CPU、内存以及显示屏幕等资源有限等 缺陷。但无线网络可适应复杂的搭建环境,搭建简单,经济性价比强,并且最大的优点是可以让人们摆脱网线的束缚,更便捷,更加自由的沟通。故自开发之初,就迅速抢占着市场。目前无线网络从覆盖范围上可以大致分成以下三大类:(1)系统内部互联/无限个域网(2)无线局域网(3)无限城域网/广域网。故本文就此介绍各类无线网络的的应用现状。

一、无限个域网(WPAN)

无线个域网主要采用IEEE802.15标准。无限个域网可以看成是无线局域网的一个特例。其覆盖半径只有几米。其主要应用范围包括:语音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。WPAN通常采用微微蜂窝或毫微微蜂窝结构。WPAN是当前发展最迅速的领域之一,相应的新技术也层出不穷,主要包括蓝牙技术、IrDA、Home RF、超宽带技术和ZigBee技术等,具体介绍如下:

(一)蓝牙技术 是一种支持点对点,点对多点语音和数据业务的短距离无线通信技术。其基本网络结构是微微网。其优点在于低功耗、具有很强的可移植性,集成电路简单,易于推广等。蓝牙技术工作在全球通用的2.45GHz ISM频段,消除了国界的限制,可在短距离中互相连接,实现即插即用,在无线电环境非常嘈杂的环境下,其优势更加明显。目前在为3个使用短距离无线连接的通用应用领域提供支持,分别是数据和语音接入点、电缆替代和自组网络。

(二)IrDA技术 是目前几种技术中市场份额最大的,它采用红外线作为通信媒介,支持各种速率的点对点的语音和数据业务,主要应用在嵌入式系统和设备中。

(三) Home RF 用于在家庭区域内,在PC和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放式工业标准。

(四)超宽带技术 是一种新技术,其概念类似于雷达,它的高性能和低功耗的优点将使它成为未来市场的强有力的竞争者之一。

(五)ZigBee技术 是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术。它是一种介于无限标记技术和蓝牙之间的技术提案,主要用于近距离无线连接。

二、无线局域网(WLAN)

无线局域网主要采用IEEE802.11标准。通过利用空中的电磁波代替传统的缆线进行信息传输,可以作为有线网络的延伸、补充或代替。相比较而言,无线局域网具有以下优点,

(一)移动性:通信范围不在受环境条件的限制,可以为用户提供实时的无处不在的网络接入 功能,使用户可以很方便地获取信息。

(二)灵活性:无线局域网的组网方式灵活多样,可方便的增减、移动、修改设备。

(三)经济型:无线局域网可用于物理布线困难或不适合进行物理布线的地方,可将网络快速投入使用节省人缘费用。

它是目前发展最热的无线网络类型,具体应用非常广泛,应用方式也很多,但目前还只能用于不移动或慢速移动的用户或业务,可能会在不久的将来开发出适合高速移动的无线局域网。按应用类型分为两大类,一类是有固定基础设施的,一类是无固定基础设施。无固定基础设施无线局域网又叫自组网络(Ad Hoc),其中最突出的是移动Ad Hoc网络,它在军用和民用领域有很好的应用前景,它可在任意通信环境下迅速展开使用、能够对网络拓扑变化做出及时响应。是目前和未来发展前景看好的一种组网技术。

三、无限广域网(WWAN)

无线广域网主要采用IEEE802.20标准。它更强调快速移动性,其连接能力可覆盖相当广泛的地理区域。但其信息速率通常不是很高,只有115kb/s。当前无线广域网多是移动电话及数据服务所使用的数字移动通信网络,常用的有GSM移动通信系统和卫星通信系统,而3G、4G技术也都属于无限广域网技术。该技术是使得 笔记本 计算机或者其他的设备装置在蜂窝网络覆盖范围内可以在任何地方连接到互联网。

四、结束语

基于Wi-Fi技术的无线网络不但在带宽、覆盖范围等技术上均取得了极大提升,同时在应用上,基于Wi-Fi无线应用也已从当初“随时、随地、随心所欲的接入”服务转变成车载无线、无线语音、无线视频、无线校园、无线医疗、无线城市、无线定位等诸多丰富的无线应用。以后,无线网络在学术界、制造业、仓库业、医疗界等扮演着至关重要的角色。但对于无线网络来说,在应优先解决以下问题:(1)加强移动设备管理(MDM)和安全系统;(2)部署大规模语音和视频无线局域网;(3)无线局域网控制器安装在企业内部还是外部? 这些问题是最迫切需要解决的,也是决定未来无线网络所扮演的角色。

无线网络技术论文二

说到无线网络的历史起源,可以追朔到五十年前的第二次世界大战期间,当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。他们研发出了一套无线电传输科技,并且采用相当高强度的加密技术,得到美军和盟军的广泛使用。这项技术让许多学者得到了一些灵感,在1971年时,夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络。这被称作ALOHNET的网络,可以算是相当早期的无线局域网络(WLAN)。它包括了7台计算机,它们采用双向星型拓扑横跨四座夏威夷的岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛上。从这时开始,无线网络可说是正式诞生了。

从最早的红外线技术到被给予厚望的蓝牙,乃至今日最热门的IEEE 802.11(WiFi),无线网络技术一步步走向成熟。然而,要论业界影响力,恐怕谁也比不上WiFi。

Wi-Fi (wireless fidelity(无线保真) 的缩写)为IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准(IEEE802.11)。 Wi-Fi第一个版本发表于1997年,其中定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式,总数据传输速率设计为2Mbits。两个设备之间的通信可以自由直接(ad hoc)的方式进行,也可以在基站(Base Station, BS)或者访问点(Access Point,AP)的协调下进行。

下面介绍一下Wi-Fi联接点网络成员和结构:

站点(Station) ,网络最基本的组成部分。

基本服务单元(Basic Service Set, BSS) 。网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态的联结(associate)到基本服务单元中。

分配系统(Distribution System, DS) 。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium) 逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的,尽管它们物理上可能会是同一个媒介,例如同一个无线频段。

接入点(Acess Point, AP) 。接入点即有普通站点的身份,又有接入到分配系统的功能。

扩展服务单元(Extended Service Set, ESS) 。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上,并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。

关口(Portal) ,也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或 其它 网络联系起来。

这儿有3种媒介,站点使用的无线的媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重迭。IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。

IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service) 。整个无线局域网定义了9种服务,5种服务属于分配系统的任务,分别为,联接(Association), 结束联接(Diassociation), 分配(Distribution), 集成(Integration), 再联接(Reassociation) 。4种服务属于站点的任务,分别为,鉴权(Authentication), 结束鉴权(Deauthentication), 隐私(Privacy), MAC数据传输(MSDU delivery) 。

简单而言,WIFI是由AP(Access Point)和无线网卡组成的网络。AP一般称为网络桥接器或接入点,它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,也是无线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原理相当于一个内置无线发射器的hub或者是路由,而无线网卡则是负责接受由AP所发射信号的CLIENT端设备。

虽然WIFI无线技术在前进的路上遇到了很多困难,但是随着产品技术的进步和技术标准的统一,WIFI一定会带给人们更大的便利和更光明的前景,无线网络技术也会向着更主流的方向发展。

无线网络技术论文三

一、引言

在人们即将迈入21世纪的时候,网络不知不觉成为每个人生活当中不可或缺的一部分,每天用它来查询所需的资料、浏览各方面的新闻、甚至查询当天出行的路线等等。 然而人们想要完成所有这些事情,基本上都是通过有线网络。对于慢慢发展起来的无线网络,大多数人都对它很陌生,而且目前在国内,如果你要使用它的话,费用还挺贵,因此,一些客观的原因导致大部分人远离它,甚至都从不过问它。

其实,无线网络是网络时代的一种进步、一种改革。它可以让生活变得更便捷,并且也推动着整个社会的进步;所以,为了让那些不懂它或者不想接近它的人,更多地知道、了解它,让它们去接触、甚至慢慢使用上它,下面就从五个方面简单地介绍一下无线网络。

二、无线网络的诞生

从1969年因特网诞生于美国开始至今,网络的历史并不算长;下面可以通过一个小小的 故事 来说明,故事开始于当年的8月30日,由BBN公司制造的第一台“接口信息处理机”简称IMP1,在预定日期的前两天抵达了加利福尼亚大学。克兰罗克是当时进行这次实验的教授,还有他的40多名工程技术人员和研究生。然而就在10月初的时候,第二台IMP2运到了阿帕网试验的第二节点,即斯坦福研究院(简称:SRI)。

经过数百人一年多时间的紧张研究,阿帕网远程联网试验即将正式实施。那台由IMP1联接的大型主机叫做Sigma-7,已运至加利福尼亚大学,与它通讯的那台SRI大型主机叫作SDS 940的机器,也在同一时间到达,经过一到两个月的准备工作,于10月29日晚上,在全球首次实现两台机器之间的通信实验,克兰罗克教授立即命令他的研究助理、加利褔尼亚大学学生名叫查理·克莱恩(英文名:C. Kline),坐在一台名叫IMP1的终端前面,吩咐他要戴上耳机和麦克风,通过长途电话随时与另外一名负责SRI终端操作的技术员保持密切联系。

实验就这样开始了,据当时克莱恩的回忆,是他的教授让他首先传输5个字母,分别为:L、O、G、I、N。用它们来确认分组交换技术的传输效果。并且教授指导它,只需要键入其中的L、O、G三个字母,使IMP1机器传送出去,再由SRI机器自动产生“IN”,最后合成为前面要实现的五个字母组合,即:LOGIN。经过教授指导及克莱恩与SRI终端操作员的配合,就在22点30分的时候,带着激动的心情,C.Kline就开始在键盘上敲入第一个字母“L",然后对着麦克风喊:“请问您收到‘L’了吗?” 另外一头的回答是:“是的,我收到了‘L’。”

他继续做着同样的工作……

“你收到O吗?

“是的,我收到了‘O’了,

就这样一步接着一步地继续下去,突然出现了一个出乎意料的结果,IMP1仪表显示传输系统崩溃,通讯无法继续进行下去。克兰罗克教授与他的四十名学生在世界上的第一次互联网络的通讯试验宣告结束,当时仅仅传送成功两个字母L、与O、,也就这次字母传送实验真真切切地标志着网络的真正诞生;历史上把这一次事件的发生作为了互联网诞生的见证。

无线网络的诞生呢?那要追溯到第二次世界大战,那时的美国在科技方面领先于其他国家,不管是在通信还是网络方面,因此美国的陆军就采用了无线电信号,利用一套无线电传输技术,此技术具有高强度的加密保护功能,开始了他们在战场上的技术突破。从这一刻起,无线网络也算是正式诞生了。

三、无线网络的概念与安全

(一)概念

所谓无线网络,顾名思义,就是一种不需要通过线缆这种介质来做传输而已,另外用户可以建立远距离无线连接的一种全球语音和数据的网络,它与有线网络的用途十分类似,最大的不同除了传输介质:无线电技术取代网线之外,在分类上和有线网络也稍有区别,分无线个人网、无线局域网、无线城域网。

在一个无线局域网内,常见的设备有:无线网卡、无线网桥、无线天线、和无线路由器等等无线设备。一旦建立起一个局域网之后,无线网络就会存在着一定的辐射危险,甚至可以说比有线网络在时间以及范围上显得更加强烈,所以,为了尽少量地受到辐射,应该把常用的无线路由、无线AP摆放在离我们人体和离卧室远一些的地方,还要注意避免把一些无线产品过分靠近音响、电视等电子产品,防止它们之间互相的干扰产生的其它辐射。总之,只要我们与它保持较远的距离,避免长时间呆在无线网络环境中所产生的累积效应,养成一种良好的习惯,那么无线网络的辅射就对人类构不成多大的威协。

(二)安全

在使用无线网络的时候,安全性固然重要,在安全防范方面,与有线网络存在非常大的区别,无线网络的安全主要可以从以下六个方面进行把握:

1.采用强力的密码。谈到密码,是一个让人非常敏感的东西,足够强大的密码可以让暴力解除成为不可能实现的情况。相反,如果密码强度不够,几乎可以肯定会让你的系统受到损害。所以,不但要设密码,而且还要足够强力才行。

2.严禁广播服务集合标识符(简称:SSID)。SSID其实就是给无线网络的一种重命名,假如不能对它进行保护的话,带来的安全隐患是非常严重的。同时在对无线路由器配置的时候,须禁止服务集合标识符的广播,尽管不能带来真正的安全,但至少可以减轻威胁程度,因为很多初级的恶意攻击者都是采用扫描的方式寻找一些有漏洞的系统作为它们的突破口。一旦隐藏了服务集合标识符这项功能,也就大大降低了破坏程度。

3.采用有效的无线加密方式。相反,另一种动态有线保密方式其实并不算很有效。使用象aircrack等类似的免费工具,就可以在短短的几分钟里找出动态有线等效保密模式加密过的无线网络的漏洞;无线网络保护访问是目前通用的加密标准,当然,你也可以选择使用一些更强大有效的方式。毕竟,加密和解密的斗争是无时无刻不在进行的。

4.采用不同类型的加密。不要仅仅依靠以上谈到的无线加密手段来保证无线网络的整体安全。不同类型的加密可以在系统层面上提高安全的可靠性。例如:OpenSSH就是一个不错的加密选择,它可以在同一网络内的系统提供安全通讯,即使需要经过因特网也没有问题。与采用了SSL加密技术的电子商务网站是有着异曲同工之妙的。实际上,为了达到更安全的效果,建议不要总更换加密方式。

5.控制介质访问控制地址层。即我们所说的MAC地址,单独对其限制是不会提供真正的保护。但是,像隐藏无线网络的服务集合标识符、限制介质访问控制(MAC)地址对网络的访问,是可以确保网络不会被初级的恶意攻击者骚扰的。另外此种 方法 对于整个系统来说,无论是新手的恶意攻击还是专家的强烈破坏,都能起到全面的防护,保证整个系统的安全。

6.监控网络入侵者的活动。众所周知,人类无时无刻不在使用着网络。所以入侵者也随时会攻击到你的网络中来,那么你就需要对攻击的发展趋势以及了解它们是如何连接到你的网络上来的进行一定的跟踪,为了提供更好的安全保护依据,你还需要对日志里扫描到的相关信息进行分析,找出其中更有利的部分,以备在以后出现异常情况的时候给予及时的通知。总之,在随着社会的进步、科技的不断更新,未来,我们更需要对以上十点进行理解性地记忆与灵活性地变通使用。

四、无线网络的技术与应用

目前,在国内无线网络的技术并不算很盛行,与有线网络相比,它还不是很成熟,可是,发展至今,在无线的世界内,新技术层出不穷、新名词是应接不暇。例如:从无线局域网、无线个域网、无线体域网、无线城域网到无线广域网;从移动AdHoc网络到无线传感器网络、无线 Mesh网络;从Wi-Fi到WiMedia、WiMAX;从IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.16到IEEE802.20;从固定宽带无线接入到移动宽带无线接入;从蓝牙到红外、HomeRF,从UWB到ZigBee;从GSM、GPRS、CDMA到3G、超3G、4G等等。

在应用方面,其中两种主要的方式分为:GPRS手机无线网络和无线局域网。从某种意义上来说,GPRS手机无线网可称作是目前社会上一种真正意义的网络,它主要是通过移动电话网络来接入Internet的,所以只要你所在的区域开通了GPRS业务,那么不管在任何一个角落都可以实现上网;后者呢,主要是与有线网络作比较,突出它的便捷性,因为它是利用射频技术(即:Radio Frequency简称:RF)来实现的一种数据传输系统, RF取代了旧式的那种通过双绞铜线来实现上网的烦索性;另外,除了以上谈到两种主流方式,在当今快速发展的科技形势下,我国通信方面出现了移动的TD-SCDMA和电信的CDMA2000以及联通的WCDMA三种无线网络通信方式,所以,未来只要有3G网络信号存在的地方,便可以实现上网。

五、就业前景

一种新型的产业必定会为社会带来不小的影响,并且推动整个社会走上更稳健的步伐 。例如:在就业方面,它产生了一批新型的就业岗位,比如:3G网络工程师、无线网络优化岗位等等,通信方面,出现堪察、无线网络测试等等,因此而减轻了整个社会在就业上不少的压力,再者,在另外一种无线局域网标准下生产出的产品技术应用逐渐成为无线网络市场主流的情况下,基于Wi-Fi技术的无线网不但在带宽以及覆盖范围等技术上取得了极大突破,而且在应用上,如今的无线网络也不再只是单纯地满足用户随时随地接入网络,甚至已经能更多地参于到行业信息化的服务中来,可想而知,将来出现无线医辽、无线校园、无线城市等其他行业应用成为无线网络市场的主流也不是梦想。

六、结束语

随着科技的不断演进与无线行业的飞速发展,无线网络将成为推动整个网络市场前进的新生力量,并且在不可预见的未来,纷繁多样、永远在线的智能终端技术将会把娱乐、办公、消费、医辽、 文化 教育 、生活服务等多种行业区域的全部功能融会贯通,一起服务于我们的工作和生活,使之变得更轻松、更智能。使智能技术与无线网络更好地密切结合,让越来越多的创新应用和新的生活方式进入到未来的社会当中。最后,让我们迎接一个“网聚万物”、“网随人动”的无线时代。

② CDMA无线网络优化方法探讨及案例分析 毕业论文

目录
中文摘要 I
ABSTRACT II
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.1.1 移动通信行业发展 1
1.1.2 CDMA技术的发展现状 1
1.2 本课题研究的目的和意义 2
1.3 本课题研究的主要内容 3
2 基本原理 4
2.1 CDMA基本概念 4
2.2 DS-CDMA的关键技术 4
2.2.1 功率控制技术 4
2.2.2 PN码技术 5
2.2.3 RAKE接收技术 5
2.2.4 软切换(Soft Handoff)技术 5
2.3 CDMA网基本结构系统 7
3 CDMA无线网络优化流程和方法 8
3.1 CDMA无线网络优化概述 8
3.2 CDMA无线网络优化的发展 8
3.3 CDMA无线网络优化的分类 9
3.3.1 工程优化 9
3.3.2 运维优化 10
3.4 CDMA无线网络优化的通常流程 10
3.5 CDMA无线网络优化的方法 12
3.6 CDMA无线网络优化的主要内容 13
3.6.1 优化准备工作 13
3.6.2 现场测试 14
3.6.3 CLUSTER级的调整和优化 14
3.6.4 系统级优化(有负载) 15
4 CDMA网络优化典型案例分析 16
4.1 CDMA无线掉话常见原因分析及优化 16
4.1.1 处干覆盖范围以外的掉话 16
4.1.2 导频污染引起的掉话 18
4.1.3 前反向链路不平衡引起的掉话 19
4.1.4 干扰引起的掉话 20
4.2 CDMA网络中切换问题 21
4.2.1 硬切换 21
4.2.2 软切换及更软切换 22
4.2.3 典型案例分析 25
4.3 总结 28
5 结束语 29
致谢 30
参考文献 31

中文摘要
CDMA是为满足现代移动通信网在大容量、高质量、综合业务、软切换、国际漫游等方面的要求而设计的一种先进移动通信技术,它具有抗干扰性好,抗多径衰落,保密安全性高等诸多优点。CDMA网络是中国电信的主推品牌,CDMA2000 (3G)业务的发展直接影响到中国电信的成败,而CDMA业务的发展必须依赖完善的网络才能顺利进行。因此,CDMA系统在运营过程中需要不断地进行网络优化,一是为了能够给系统当前的用户提供更加优质的服务,二是为了提高系统容量,以接纳越来越多的系统未来用户。
本文的研究目标是对投入运行的网络进行参数采集、数据分析,找出影响网络运行质量的原因,通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法,使网络资源获得最佳效益,同时了解网络的增长趋势,为扩容提供依据。具体的网络优化主要包括以下几方面内容: 网络覆盖问题;掉话问题;二次呼叫问题;越区切换问题;与其他网络手机用户的互连互通等。
本课题主要研究CDMA无线通信网络中掉话和切换问题的分析和优化。通过对覆盖区基本情况、网络覆盖、质量、话务的分析,应用现有理论和技术,在前期工程的基础上为完善CDMA网络的覆盖并优化网络,提出切实可行的设计方案。使得网络容量、质量、经济效益、竞争力达到预期设定的目标值,最终满足客户市场的需求。
关键词:无线网络优化、CDMA、掉话问题、软切换技术等

ABSTRACT
CDMA is a kind of advanced mobile telecommunication technology, which fulfill great capacity and quality、synthetical operation、soft switch and international ramble. It possesses lots of merits such as repellence of interference and attenuation of multiple paths. The security is also great trait of CDMA. CDMA is the main operation that China Unicorn extend .The progress of CDMA right result in the success of China Unicom,and the development of operation must depend on perfect network. Therefore, in the process of management, it is completely necessary to optimize CDMA wireless network constantly On the one hand, the purpose of optimizing CDMA wireless network is to provide more consummate service, and on the other hand, it is to extend system capacity in order to take up more and more consumers.
The purpose of this task is to investigate the best methods that can optimize CDMA wireless network by collecting data of network which is in operation and analyzing the data in order to find the cause which influences the quality of the network. The advantage of CDMA is application of power control and soft switch, so they are usually the emphases ring base station optimizing. On the other hand, data optimizing is also important and difficult. Concretely, methods of optimizing are as following: l、the issue of network coverage 2、dropped calls problem 3、the second call issues 4、handoff issues 5、with other network users, such as the interconnection.
The main research topics of CDMA wireless communications network are dropped calls and switching analysis and optimization. Covered by the basic situation of the district, network coverage quality and traffic analysis. Applying of existing theory and technology, the basis of pre-engineering to improve the coverage of CDMA networks and optimized networks is practical designed. Makes network capacity, quality, cost-effective, competitive edge to achieve the desired target set, and ultimately meet customer needs of the market.
Keywords: wireless network optimization, CDMA, th

③ 硕士论文开题报告

随着个人素质的提升,需要使用报告的情况越来越多,报告具有成文事后性的特点。写起报告来就毫无头绪?下面是我整理的硕士论文开题报告,仅供参考,欢迎大家阅读。

课题名称:基于信任管理的WSN安全数据融合算法的研究

一、立论依据

课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值。

1、课题来源。

国家自然科学基金资助项目(60873199)。

2、选题依据。

无线传感器网络具有硬件资源(存储能力、计算能力等)有限,电源容量有限,拓扑结构动态变化,节点众多难于全面管理等特点,这些特点给理论研究人员和工程技术人员提出了大量具有挑战性的研究课题,安全数据融合即为其一。虽然目前的研究已经取得了一些成果,但仍然不能满足应用的需求。无线传感器网络是以数据为中心的网络,如何保证其数据融合的安全性还是一个有待解决的问题。基于此,提出了本课题的研究。

3、背景情况。

微电子技术、计算技术和无线通信等技术的进步,推动了低功耗多功能传感器的快速发展,使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给数据处理中心或基站。传感器网络被广泛的应用于军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市交通,以及机场、大型工业园区的安全监测等领域。

传感器网络由大量传感器节点组成,收集的信息量大,存在冗余数据。传感器节点的计算能力、存储能力、通信能量以及携带的能量都十分有限,数据融合就是针对冗余数据进行网内处理,减少数据传输量,是减少能耗地重要技术之一。传感器网络中,将路由技术与数据融合技术结合是一个重要的问题。数据融合可以减少数据量,减轻数据汇聚过程中的网络拥塞,协助路由协议延长网络的生存时间。因而可以数据为中心的路由技术中应用数据融合技术。在战场等非可信环境或对可靠性要求非常高的环境中,数据融合也带来了风险。例如,敌人可以俘获节点获取节点中的所有信息,从而完全控制节点的行为,伪造和篡改数据。传统网络中的安全技术需要大量的存储空间和计算量,不适合能量、计算能力、存储空间都十分有限的传感器网络。因此必须设计适合传感器网络具有较强安全性的数据融合技术。

4、课题研究目的。

通过对无线传感器网络安全数据融合技术的研究,消除传感器中存在的、大量冗余数据,有效节省传感器节点能量消耗,延迟节点和网络的工作寿命,在有节点被捕获成为恶意节点情况下,及时检测恶意节点,消除恶意节点发送的恶意数据对数据融合的不良影响,保障了传感器网络数据融合过程的可靠性,维护传感器网络的正常工作。

5、理论意义。

无线传感器网络安全技术的研究涵盖了非常多的研究领域,安全数据融合技术是其中一个重要研究课题。本文把信任管理机制加入到传感器网络安全数据融合过程中,研究设计一种传感器节点信任值的计算方法,有效识别节点状态,实现可靠的数据融合。

6、实际应用价值。

对于工作在敌方环境中的无线传感器网络,传感器节点容易被地方捕获成为恶意节点,节点内存储的密钥等加密暴露,导致传统的基于加密和认证的无线传感器网络安全措施失效,在这种情况下,本研究可以可以及时识别恶意节点,保证传感器网络数据融合的可靠性,有效减少网络负载,延长网络工作寿命。

二、文献综述

国内外研究现状、发展动态;所阅文献的查阅范围及手段。

1、国内外研究现状、发展动态。

传感器网络与众不同的特点导致传感器网络与传统网络有极大不同。传感器网络的安全数据汇聚是要解决加密传输和数据汇聚的协调问题,实现数据的安全处理和传输。传统有线网络和无线网络的安全技术并不适用于传感器网络,这吸引了众多研究人员研究适合传感器网络的安全技术,并且提出了许多适合传感器网络的安全技术。安全数据融合算法是WSN安全性研究的重要方面,一直以来受到研究人员的重视,并取得了一定的研究成果。目前已有的研究成果如下:

(1)PerrigA等人提出了一种有效的WSN数据加密方法和广播认证方法,为WSN安全性研究作出了基础性工作。

(2)CAMH等人提出了一种基于模式码的能量有效安全数据融合算法,算法用簇头节点通过自定义的模式码的选取来组织传感器节的发送冗余数据实现数据融合,并且使用同态加密体重保证了数据在传输过程中的机密性。改方法对于每类数据类型需要保存和维护一个查找表,一旦查找表信息暴露,该安全方案将会失效。

(3)PrzydatekB等人提出的基于数据统计规律的数据融合算法,算法使用高效的`抽样和迭代的证明来保证有多个恶意节点发送错误数据的情况下,保证基站能够判定查询结果的准确性。但是该方法对于每种聚集函数都需要一个复杂的算法,为证明数据准确性,聚集节点需向基站发送大量参数,能量消耗太大。

(4)MahimkarA等人研究在WSN中使用椭圆曲线密码实现数据加密和安全数据融合。但是在传感器节的十分有限的情况下,使用公钥密码体系使节点能量消耗更加迅速,缩短网络的寿命。

WSN的信任管理是在WSN管理的基础上提出的,主要研究对节点进行信任值评估,借助信任值增强WSN的安全性。传统的基于密码体系的安全机制,主要用来抵抗外部攻击。假如节点被捕获,节点存储的密钥信息将泄漏,使密码体系失效。WSN信任管理作为密码体系的补充可以有效的抵抗这种内部攻击。将信任管理同WSN的安全构架相结合,可以全面提高WSN各项基础支撑技术的安全性和可靠性。

近年来,WSN信任管理受到了越来越多的关注,取得了一定的研究成果。

(1)Ganeriwal等人提出的RFSN是一个较为完整的WSN信任管理系统,该模型使用直接信息和坚决信息来更新节点的信誉,节点根据得到的信誉信息来选择是否和其他节点合作。可以建立仅由可信节点组成的网络环境。

(2)Garth等人中将信任管理用于簇头选举,采取冗余策略和挑战应答手段,尽可能的保证选举出的簇头节点为可信节点。

(3)Krasniewski提出了TIBFIT算法将信任用于WSN容错系统,把信任度作为一个参数融入到数据融合的过程中,提高对感知事件判断的准确率,其提出的信任度计算方法比较的简单。

无线传感器网络需要采取一定的措施来保证网络中数据传输的安全性。就目前的研究来看,对无线传感器网络安全数据融合技术和信任管理机制都取得了一些研究成果,但是如何使用信任管理机制保证安全的数据融合的研究并不多见,许多问题还有待于进一步深入研究。

2、所阅文献的查阅范围及手段。

充分利用校内图书馆资源、网络资源以及一些位于科技前沿的期刊学报。从对文献的学习中掌握足够的理论依据,获得启发以用于研究。

三、研究内容

1、研究构想与思路。

在本项目前期工作基础上建立WSN三级簇结构模型,节点分为普通节点,数据融合节点(免疫节点),簇头节点。在常规加密算法的基础上完成节点身份认证,通过消息认证码或数字水印技术保证传感器节点传送数据的真实性。上级节点保存下级节点的信任值,信任度的计算建立在传送数据的统计分析之上。节点加入网络后先初始化为一定的信任值,每轮数据发送时,接收节点收集数据后,量化数据的分布规律,主要包括单个节点历史数据分布规律和节点间数据差异的分析,确定数据分布模型(如正态分布、beta分布等),建立计算模型以确定节点间的信任值。信任值确定后,数据融合节点将普通节点按照不同的信任度进行分类,选取可信节点传送的数据按查询命令进行数据融合,将结果传送到簇头。簇头同样计算融合节点的信任度,保证数据融合节点的可靠性,计算最终数据查询结果,使用Josang信任模型给出结果的评价。各数据融合节点之间保持通信,通过对比数据的一致性确保簇头节点的可靠。

2、主要研究内容。

(1)设计有效的节点信任值计算方法,网络工作一段时间后,所有正常节点具有较高信任度,异常节点具有较低信任度,可初步判定为恶意节点。

(2)当融合节点或簇头节点发生异常时能及时发现异常,并上报基站。

(3)过滤异常数据和恶意数据,尽量减少因节点被捕获而对感知数据结果造成的影响。

(4)计算最终数据融合结果并且对最终数据融合结果做出评价来反映该结果的的可靠程度,供基站参考。

(5)进行算法的能量分析。

3、拟解决的关键技术。

(1)建立WSN一个簇内数据传送的三层簇结构模型,节点密集部署。

(2)模拟工作过程中节点被捕获成为恶意节点,恶意节点可能发送和真实数据差别较大的数据,也能发送和真实数据差别不大但会影响融合结果的数据。

(3)计算并更新传感器节点的信任值,分析信任值的有效性。

(4)记录各节点传送数据值,并与实际值进行比较,分析融合数据的准确性。测试当有较多节点被捕获时算法的工作效果。

4、拟采取的研究方法。

查阅国内外大量有关无线传感器网络数据融合技术和信任管理技术方面的文献,分析当前无线传感器网络安全领域的发展现状与未来。借鉴在该领域已经取得的研究成果和经验,系统而深入的研究在无线传感器网络数据融合中使用信任管理机制的主要问题。通过对已有的安全数据融合技术进行总结和分析,结合无线传感器网络自身的特点,设计出一种基于信任管理的无线传感器网络安全数据融合算法。

5、技术路线。

本课题尝试使用信任管理机制来保障在无线传感器网络中实现安全的数据融合,在现有的对无线传感器网络安全数据融合技术的研究基础上,与信任管理技术相结合,期望能够对传感器网络安全数据融合提出有效的解决方案。针对课题中的技术难点,通过查阅资料、向导师请教以及与项目组同学讨论的形式来解决。

6、实施方案。

(1)在Windows平台下使用omnet++进行仿真实验。

(2)建立无线传感器网络一个簇内数据传送的三层结构模型,节点密集部署。

(3)模拟无线传感器网络受到攻击时时的数据发送,根据数据统计规律计算和更新节点信任值。

(4)把节点按信任值分类,检测识别恶意节点。

(5)根据节点信任值选择有效数据完成数据融合。

7、可行性分析。

(1)理论知识积累:通过广泛阅读无线传感器网络数据融合技术方面的文献形成了一定量的理论知识储备,为课题的研究奠定基础。

(2)技术积累:熟悉OMNeT++网络仿真软件,具有一定的C++编程能力。

(3)技术合作:研究过程中遇到难以解决的问题时,可以向指导老师请教解决问题的基本思路。对项目相关课题有疑问时,可以向项目组同学请教。对实验平台的建立及使用有疑问时,可以和项目组同学共同讨论解决。

④ 无线网络技术论文“参考”

无线网络技术论文“参考”

随着社会的不断发展无线网络技术也一直得到了很大的提升,下面一起去阅读一下无线网络技术论文吧,希望对大家有帮助!

摘要: 就蓝牙在无线接入方面的应用做一探讨,并简要介绍CSR(CambridgeSiliconRadio)公司单片蓝牙产品BlueCoreTM01。

关键词: 蓝牙;无线通信;数据;PSTN

Abstract:on,andsimplyintrocesCSR′sbluetoothsingle-chip-BlueCoreTM01.

Keywords:bluetooth;wirelesscommunication;data;PSTN

1引言

蓝牙技术是用微波无线通信技术取代数据电缆来完成点对点或点对多点短距离通信的一种新型无线通信技术。利用蓝牙,可以将需要数据和语音通信的各个设备之间联成一个Piconet网(即微微网),或将几个Piconet网进一步互连,组成一个更大的Scatternet网(即分布式网络)。蓝牙的PSTN无线接入点使用现有的网络电话机为载体,做开发性预言。他使得手机用户通过固定电话网络实现信号连接,既而让广大的手机用户同时成为固定电话网的用户。对手机用户来说,在解决移动电话网信号问题的同时,又可以降低手机用户的通信费用;对于固定电话运营商来说,则意味着巨大的话费收益。本方案的创新点有几点:

(1)取代大量的短程连接所用的电缆,尤其是电缆无法到达的地方,蓝牙具有更大的优势。

(2)使得计算机可以通过蓝牙的PSTN无线接入点无线上网,同时实现了网络资源的共享。

(3)实现了蓝牙规范的`内部电话系统(IntercomProfile)应用协议栈,使得蓝牙PSTN无线接入点能够与网络中的各个蓝牙手机进行内部电话通信。

(4)由于方案设计是按照蓝牙技术标准设计,所以兼容符合蓝牙标准的蓝牙手机,适配器等相关蓝牙产品。

2BC01芯片和开发工具Bluelab介绍

BC01(BlueCore01)是CSR(CambridgeSiliconRadio)公司设计的一款单片蓝牙产品,他集无线设备、微处理器及基带电路于一体,采用标准的0.35μm的CMOS工艺。通过外置的存有蓝牙协议的FlashROM,可提供完全兼容的数据和语音通信。经过优化设计,所需的外部RF元件很少,允许主板的快速设计。因此能以最低的成本,实现最短的产品面市时间。

其主要特点如下:

(1)符合BluetoothV1.1规范。

(2)带有USB和UART主接口。

(3)可编程的PCM接口,支持13b8kss-1的双向串行的同步语音传输。

(4)内含的数字转换器,可进行线性PCM(脉冲编码调制)、A律PCM、μ律PCM和CVSD(连续变化斜率增量调制)间的相互转换,编解符合高至HCI层的蓝牙控制协议。

(5)采用单电源3.15V供电,支持PART,SNIFF,HOLD多种节电模式。

(6)支持所有的包类型和多达7个从设备的Piconet。

(7)芯片内含链路控制、链路管理、HCI以及可选的L2CAP,RFCOMM,SDP多层软件协议栈,可直接使用。

(8)提供VM(VirtualMachine)机制。内嵌16b的RISC微处理器,运行协议栈的同时还可以运行下载到FlashROM中的用户程序,实现真正意义的单芯片。

其结构框图如图1所示。

Bluelab是专门针对Bluecore的仿真开发系统,他在PC上模拟Bluecore01的环境,从而方便开发基于Bluecore01上运行的应用程序。他包括了compiler,emulator/debugger,documentation以及一些源代码例子。Bluelab还提供了蓝牙协议栈Bluestack,支持SDP,L2CAP和RFCOMM等高层协议。用户可以通过UART/USB接口来调用Bluestack,也可以通过VM来访问Bluestack。

3系统方案设计

整个系统分为前端数据处理和PC端数据管理2大部分。前端数据处理框图如图2所示。

蓝牙ISDN接入点的空中无线接口为蓝牙,有线接口有:RJ11,ISDN的S/T接口、USB数据接口。S口收发器能够提供CCITT关于ISDNS/T参考点的I.430建议要求的功能,支持192kb/s的4线平衡传输方式的全双工数据收发。由于BC01内部资源及引脚有限,单片机80C196主要完成控制和协调各模块的工作,处理D信道信令和收发、B信道数据收发、外部中断申请,并且通过各种接口与蓝牙模块进行通信。SLIC模块主要提供语音信号的数模、模数转换、A律/μ律压缩PCM编解码等功能,并具备产生和控制各种信号音的功能。蓝牙模块主要实现蓝牙功能,并且提供了符合蓝牙规范的空中接口。他集成了各种需要的蓝牙协议(包括CTP应用协议栈、内部电话应用协议栈)以及管理程序。

为了形成蓝牙Piconet网络化管理,将PC端的数据管理作为Piconet主设备,而前端的数据处理作为从设备。整体的系统结构如图3所示。

连接PC的BC01作为MASTER,他会自动搜索查询范围内的蓝牙设备,将其作为SLAVE加入Piconet网,因为每块SLAVE都有惟一的BD_ADDR(BluetoothDeviceAddress),因此MASTER可以区别每一个SLAVE并对其进行控制。

4软件结构

软件设计是基于L2CAP层进行开发,SLAVE的功能是接受MASTER的查询、连接请求,或查询到已存在的Piconet后,将自己加入Piconet。SLAVE的功能简单,全部程序代码可以放在单片机80C196的FlashROM中运行。MASTER由于要负责管理整个Piconet,对各个SLAVE进行控制和管理,BC01提供的资源已不能满足。因此将L2CAP协议层以上的软件放在PC上运行,与PC采用HCI层接口。软件结构如图4所示。

5结语

在无线接入现场应用中,中心控制节点与各个无线接入的距离在100m以内。目前大功率的蓝牙芯片已经可以达到100m的覆盖范围,完全满足实际应用。此套方案的实验室联机调试已经完成,达到初步设计要求。下一步是将此套方案应用到实际的无线接入现场,进行现场调试,对系统进一步完善。

参考文献

[1]金纯,许光辰,孙睿.蓝牙技术[M].北京:北京电子工业出版社,2001.

[2].1A.26July,1999.

[3]徐爱钧.单片机高级语言C51Windows环境编程与应用[M].北京:电子工业出版社,2001.

[4]KrulinskiDJ.ProgrammingMicrosoftVisualC++6.0技术内幕[M].北京:希望电子出版社,1999.

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