基於無線感測網路研究論文

㈠ 無線網路技術論文三篇

以下就是我為大家帶來的無線 網路技術 論文三篇。

無線網路 技術論文一

試想一下，在有線網路時代，用戶的活動范圍受限於網線，無論到哪裡必須要拖著長長的纜線，為尋找寬頻介面而苦惱。為此，無線網路應運而生。和有線網路相比，雖然無線網路的帶寬較小;相對目前的有限網路有較多的等待延遲;穩定性較差;無線接入設備的CPU、內存以及顯示屏幕等資源有限等 缺陷。但無線網路可適應復雜的搭建環境，搭建簡單，經濟性價比強，並且最大的優點是可以讓人們擺脫網線的束縛，更便捷，更加自由的溝通。故自開發之初，就迅速搶占著市場。目前無線網路從覆蓋范圍上可以大致分成以下三大類：(1)系統內部互聯/無限個域網(2)無線區域網(3)無限城域網/廣域網。故本文就此介紹各類無線網路的的應用現狀。

一、無限個域網(WPAN)

無線個域網主要採用IEEE802.15標准。無限個域網可以看成是無線區域網的一個特例。其覆蓋半徑只有幾米。其主要應用范圍包括：語音通信網關、數據通信網關、信息電器互聯與信息自動交換等。WPAN通常採用微微蜂窩或毫微微蜂窩結構。WPAN是當前發展最迅速的領域之一，相應的新技術也層出不窮，主要包括藍牙技術、IrDA、Home RF、超寬頻技術和ZigBee技術等，具體介紹如下：

(一)藍牙技術 是一種支持點對點，點對多點語音和數據業務的短距離無線通信技術。其基本網路結構是微微網。其優點在於低功耗、具有很強的可移植性，集成電路簡單，易於推廣等。藍牙技術工作在全球通用的2.45GHz ISM頻段，消除了國界的限制，可在短距離中互相連接，實現即插即用，在無線電環境非常嘈雜的環境下，其優勢更加明顯。目前在為3個使用短距離無線連接的通用應用領域提供支持，分別是數據和語音接入點、電纜替代和自組網路。

(二)IrDA技術 是目前幾種技術中市場份額最大的，它採用紅外線作為通信媒介，支持各種速率的點對點的語音和數據業務，主要應用在嵌入式系統和設備中。

(三) Home RF 用於在家庭區域內，在PC和用戶電子設備之間實現無線數字通信的開放式工業標准。

(四)超寬頻技術 是一種新技術，其概念類似於雷達，它的高性能和低功耗的優點將使它成為未來市場的強有力的競爭者之一。

(五)ZigBee技術 是一種新興的短距離、低速率無線網路技術。它是一種介於無限標記技術和藍牙之間的技術提案，主要用於近距離無線連接。

二、無線區域網(WLAN)

無線區域網主要採用IEEE802.11標准。通過利用空中的電磁波代替傳統的纜線進行信息傳輸，可以作為有線網路的延伸、補充或代替。相比較而言，無線區域網具有以下優點，

(一)移動性：通信范圍不在受環境條件的限制，可以為用戶提供實時的無處不在的網路接入 功能，使用戶可以很方便地獲取信息。

(二)靈活性：無線區域網的組網方式靈活多樣，可方便的增減、移動、修改設備。

(三)經濟型：無線區域網可用於物理布線困難或不適合進行物理布線的地方，可將網路快速投入使用節省人緣費用。

它是目前發展最熱的無線網路類型，具體應用非常廣泛，應用方式也很多，但目前還只能用於不移動或慢速移動的用戶或業務，可能會在不久的將來開發出適合高速移動的無線區域網。按應用類型分為兩大類，一類是有固定基礎設施的，一類是無固定基礎設施。無固定基礎設施無線區域網又叫自組網路(Ad Hoc)，其中最突出的是移動Ad Hoc網路，它在軍用和民用領域有很好的應用前景，它可在任意通信環境下迅速展開使用、能夠對網路拓撲變化做出及時響應。是目前和未來發展前景看好的一種組網技術。

三、無限廣域網(WWAN)

無線廣域網主要採用IEEE802.20標准。它更強調快速移動性，其連接能力可覆蓋相當廣泛的地理區域。但其信息速率通常不是很高，只有115kb/s。當前無線廣域網多是行動電話及數據服務所使用的數字移動通信網路，常用的有GSM移動通信系統和衛星通信系統，而3G、4G技術也都屬於無限廣域網技術。該技術是使得 筆記本 計算機或者其他的設備裝置在蜂窩網路覆蓋范圍內可以在任何地方連接到互聯網。

四、結束語

基於Wi-Fi技術的無線網路不但在帶寬、覆蓋范圍等技術上均取得了極大提升，同時在應用上，基於Wi-Fi無線應用也已從當初「隨時、隨地、隨心所欲的接入」服務轉變成車載無線、無線語音、無線視頻、無線校園、無線醫療、無線城市、無線定位等諸多豐富的無線應用。以後，無線網路在學術界、製造業、倉庫業、醫療界等扮演著至關重要的角色。但對於無線網路來說，在應優先解決以下問題：(1)加強移動設備管理(MDM)和安全系統;(2)部署大規模語音和視頻無線區域網;(3)無線區域網控制器安裝在企業內部還是外部? 這些問題是最迫切需要解決的，也是決定未來無線網路所扮演的角色。

無線網路技術論文二

說到無線網路的歷史起源，可以追朔到五十年前的第二次世界大戰期間，當時美國陸軍採用無線電信號做資料的傳輸。他們研發出了一套無線電傳輸科技，並且採用相當高強度的加密技術，得到美軍和盟軍的廣泛使用。這項技術讓許多學者得到了一些靈感，在1971年時，夏威夷大學的研究員創造了第一個基於封包式技術的無線電通訊網路。這被稱作ALOHNET的網路，可以算是相當早期的無線區域網絡(WLAN)。它包括了7台計算機，它們採用雙向星型拓撲橫跨四座夏威夷的島嶼，中心計算機放置在瓦胡島上。從這時開始，無線網路可說是正式誕生了。

從最早的紅外線技術到被給予厚望的藍牙，乃至今日最熱門的IEEE 802.11(WiFi)，無線網路技術一步步走向成熟。然而，要論業界影響力，恐怕誰也比不上WiFi。

Wi-Fi (wireless fidelity(無線保真) 的縮寫)為IEEE定義的一個無線網路通信的工業標准(IEEE802.11)。 Wi-Fi第一個版本發表於1997年，其中定義了介質訪問接入控制層(MAC層)和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種無線調頻方式和一種紅外傳輸的方式，總數據傳輸速率設計為2Mbits。兩個設備之間的通信可以自由直接(ad hoc)的方式進行，也可以在基站(Base Station， BS)或者訪問點(Access Point，AP)的協調下進行。

下面介紹一下Wi-Fi聯接點網路成員和結構：

站點(Station) ，網路最基本的組成部分。

基本服務單元(Basic Service Set， BSS) 。網路最基本的服務單元。最簡單的服務單元可以只由兩個站點組成。站點可以動態的聯結(associate)到基本服務單元中。

分配系統(Distribution System， DS) 。分配系統用於連接不同的基本服務單元。分配系統使用的媒介(Medium) 邏輯上和基本服務單元使用的媒介是截然分開的，盡管它們物理上可能會是同一個媒介，例如同一個無線頻段。

接入點(Acess Point， AP) 。接入點即有普通站點的身份，又有接入到分配系統的功能。

擴展服務單元(Extended Service Set， ESS) 。由分配系統和基本服務單元組合而成。這種組合是邏輯上，並非物理上的--不同的基本服務單元物有可能在地理位置相去甚遠。分配系統也可以使用各種各樣的技術。

關口(Portal) ，也是一個邏輯成分。用於將無線區域網和有線區域網或 其它 網路聯系起來。

這兒有3種媒介，站點使用的無線的媒介，分配系統使用的媒介，以及和無線區域網集成一起的其它區域網使用的媒介。物理上它們可能互相重迭。IEEE802.11隻負責在站點使用的無線的媒介上的定址(Addressing)。分配系統和其它區域網的定址不屬無線區域網的范圍。

IEEE802.11沒有具體定義分配系統，只是定義了分配系統應該提供的服務(Service) 。整個無線區域網定義了9種服務，5種服務屬於分配系統的任務，分別為，聯接(Association)， 結束聯接(Diassociation)， 分配(Distribution)， 集成(Integration)， 再聯接(Reassociation) 。4種服務屬於站點的任務，分別為，鑒權(Authentication)， 結束鑒權(Deauthentication)， 隱私(Privacy)， MAC數據傳輸(MSDU delivery) 。

簡單而言，WIFI是由AP(Access Point)和無線網卡組成的網路。AP一般稱為網路橋接器或接入點，它是當作傳統的有線區域網絡與無線區域網絡之間的橋梁，也是無線區域網絡與無線區域網絡之間的橋梁，因此任何一台裝有無線網卡的PC均可透過AP去分享有線區域網絡甚至廣域網路的資源，其工作原理相當於一個內置無線發射器的hub或者是路由，而無線網卡則是負責接受由AP所發射信號的CLIENT端設備。

雖然WIFI無線技術在前進的路上遇到了很多困難，但是隨著產品技術的進步和技術標準的統一，WIFI一定會帶給人們更大的便利和更光明的前景，無線網路技術也會向著更主流的方向發展。

無線網路技術論文三

一、引言

在人們即將邁入21世紀的時候，網路不知不覺成為每個人生活當中不可或缺的一部分，每天用它來查詢所需的資料、瀏覽各方面的新聞、甚至查詢當天出行的路線等等。 然而人們想要完成所有這些事情，基本上都是通過有線網路。對於慢慢發展起來的無線網路，大多數人都對它很陌生，而且目前在國內，如果你要使用它的話，費用還挺貴，因此，一些客觀的原因導致大部分人遠離它，甚至都從不過問它。

其實，無線網路是網路時代的一種進步、一種改革。它可以讓生活變得更便捷，並且也推動著整個社會的進步;所以，為了讓那些不懂它或者不想接近它的人，更多地知道、了解它，讓它們去接觸、甚至慢慢使用上它，下面就從五個方面簡單地介紹一下無線網路。

二、無線網路的誕生

從1969年網際網路誕生於美國開始至今，網路的歷史並不算長;下面可以通過一個小小的 故事 來說明，故事開始於當年的8月30日，由BBN公司製造的第一台「介面信息處理機」簡稱IMP1，在預定日期的前兩天抵達了加利福尼亞大學。克蘭羅克是當時進行這次實驗的教授，還有他的40多名工程技術人員和研究生。然而就在10月初的時候，第二台IMP2運到了阿帕網試驗的第二節點，即斯坦福研究院(簡稱：SRI)。

經過數百人一年多時間的緊張研究，阿帕網遠程聯網試驗即將正式實施。那台由IMP1聯接的大型主機叫做Sigma-7，已運至加利福尼亞大學，與它通訊的那台SRI大型主機叫作SDS 940的機器，也在同一時間到達，經過一到兩個月的准備工作，於10月29日晚上，在全球首次實現兩台機器之間的通信實驗，克蘭羅克教授立即命令他的研究助理、加利褔尼亞大學學生名叫查理·克萊恩(英文名：C. Kline)，坐在一台名叫IMP1的終端前面，吩咐他要戴上耳機和麥克風，通過長途電話隨時與另外一名負責SRI終端操作的技術員保持密切聯系。

實驗就這樣開始了，據當時克萊恩的回憶，是他的教授讓他首先傳輸5個字母，分別為：L、O、G、I、N。用它們來確認分組交換技術的傳輸效果。並且教授指導它，只需要鍵入其中的L、O、G三個字母，使IMP1機器傳送出去，再由SRI機器自動產生「IN」，最後合成為前面要實現的五個字母組合，即：LOGIN。經過教授指導及克萊恩與SRI終端操作員的配合，就在22點30分的時候，帶著激動的心情，C.Kline就開始在鍵盤上敲入第一個字母「L"，然後對著麥克風喊：「請問您收到『L』了嗎?」 另外一頭的回答是：「是的，我收到了『L』。」

他繼續做著同樣的工作……

「你收到O嗎?

「是的，我收到了『O』了，

就這樣一步接著一步地繼續下去，突然出現了一個出乎意料的結果，IMP1儀表顯示傳輸系統崩潰，通訊無法繼續進行下去。克蘭羅克教授與他的四十名學生在世界上的第一次互聯網路的通訊試驗宣告結束，當時僅僅傳送成功兩個字母L、與O、，也就這次字母傳送實驗真真切切地標志著網路的真正誕生;歷史上把這一次事件的發生作為了互聯網誕生的見證。

無線網路的誕生呢?那要追溯到第二次世界大戰，那時的美國在科技方面領先於其他國家，不管是在通信還是網路方面，因此美國的陸軍就採用了無線電信號，利用一套無線電傳輸技術，此技術具有高強度的加密保護功能，開始了他們在戰場上的技術突破。從這一刻起，無線網路也算是正式誕生了。

三、無線網路的概念與安全

(一)概念

所謂無線網路，顧名思義，就是一種不需要通過線纜這種介質來做傳輸而已，另外用戶可以建立遠距離無線連接的一種全球語音和數據的網路，它與有線網路的用途十分類似，最大的不同除了傳輸介質：無線電技術取代網線之外，在分類上和有線網路也稍有區別，分無線個人網、無線區域網、無線城域網。

在一個無線區域網內，常見的設備有：無線網卡、無線網橋、無線天線、和無線路由器等等無線設備。一旦建立起一個區域網之後，無線網路就會存在著一定的輻射危險，甚至可以說比有線網路在時間以及范圍上顯得更加強烈，所以，為了盡少量地受到輻射，應該把常用的無線路由、無線AP擺放在離我們人體和離卧室遠一些的地方，還要注意避免把一些無線產品過分靠近音響、電視等電子產品，防止它們之間互相的干擾產生的其它輻射。總之，只要我們與它保持較遠的距離，避免長時間呆在無線網路環境中所產生的累積效應，養成一種良好的習慣，那麼無線網路的輔射就對人類構不成多大的威協。

(二)安全

在使用無線網路的時候，安全性固然重要，在安全防範方面，與有線網路存在非常大的區別，無線網路的安全主要可以從以下六個方面進行把握：

1.採用強力的密碼。談到密碼，是一個讓人非常敏感的東西，足夠強大的密碼可以讓暴力解除成為不可能實現的情況。相反，如果密碼強度不夠，幾乎可以肯定會讓你的系統受到損害。所以，不但要設密碼，而且還要足夠強力才行。

2.嚴禁廣播服務集合標識符(簡稱：SSID)。SSID其實就是給無線網路的一種重命名，假如不能對它進行保護的話，帶來的安全隱患是非常嚴重的。同時在對無線路由器配置的時候，須禁止服務集合標識符的廣播，盡管不能帶來真正的安全，但至少可以減輕威脅程度，因為很多初級的惡意攻擊者都是採用掃描的方式尋找一些有漏洞的系統作為它們的突破口。一旦隱藏了服務集合標識符這項功能，也就大大降低了破壞程度。

3.採用有效的無線加密方式。相反，另一種動態有線保密方式其實並不算很有效。使用象aircrack等類似的免費工具，就可以在短短的幾分鍾里找出動態有線等效保密模式加密過的無線網路的漏洞;無線網路保護訪問是目前通用的加密標准，當然，你也可以選擇使用一些更強大有效的方式。畢竟，加密和解密的斗爭是無時無刻不在進行的。

4.採用不同類型的加密。不要僅僅依靠以上談到的無線加密手段來保證無線網路的整體安全。不同類型的加密可以在系統層面上提高安全的可靠性。例如：OpenSSH就是一個不錯的加密選擇，它可以在同一網路內的系統提供安全通訊，即使需要經過網際網路也沒有問題。與採用了SSL加密技術的電子商務網站是有著異曲同工之妙的。實際上，為了達到更安全的效果，建議不要總更換加密方式。

5.控制介質訪問控制地址層。即我們所說的MAC地址，單獨對其限制是不會提供真正的保護。但是，像隱藏無線網路的服務集合標識符、限制介質訪問控制(MAC)地址對網路的訪問，是可以確保網路不會被初級的惡意攻擊者騷擾的。另外此種 方法 對於整個系統來說，無論是新手的惡意攻擊還是專家的強烈破壞，都能起到全面的防護，保證整個系統的安全。

6.監控網路入侵者的活動。眾所周知，人類無時無刻不在使用著網路。所以入侵者也隨時會攻擊到你的網路中來，那麼你就需要對攻擊的發展趨勢以及了解它們是如何連接到你的網路上來的進行一定的跟蹤，為了提供更好的安全保護依據，你還需要對日誌里掃描到的相關信息進行分析，找出其中更有利的部分，以備在以後出現異常情況的時候給予及時的通知。總之，在隨著社會的進步、科技的不斷更新，未來，我們更需要對以上十點進行理解性地記憶與靈活性地變通使用。

四、無線網路的技術與應用

目前，在國內無線網路的技術並不算很盛行，與有線網路相比，它還不是很成熟，可是，發展至今，在無線的世界內，新技術層出不窮、新名詞是應接不暇。例如：從無線區域網、無線個域網、無線體域網、無線城域網到無線廣域網;從移動AdHoc網路到無線感測器網路、無線 Mesh網路;從Wi-Fi到WiMedia、WiMAX;從IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.16到IEEE802.20;從固定寬頻無線接入到移動寬頻無線接入;從藍牙到紅外、HomeRF,從UWB到ZigBee;從GSM、GPRS、CDMA到3G、超3G、4G等等。

在應用方面，其中兩種主要的方式分為：GPRS手機無線網路和無線區域網。從某種意義上來說，GPRS手機無線網可稱作是目前社會上一種真正意義的網路，它主要是通過行動電話網路來接入Internet的，所以只要你所在的區域開通了GPRS業務，那麼不管在任何一個角落都可以實現上網;後者呢，主要是與有線網路作比較，突出它的便捷性，因為它是利用射頻技術(即：Radio Frequency簡稱：RF)來實現的一種數據傳輸系統， RF取代了舊式的那種通過雙絞銅線來實現上網的煩索性;另外，除了以上談到兩種主流方式，在當今快速發展的科技形勢下，我國通信方面出現了移動的TD-SCDMA和電信的CDMA2000以及聯通的WCDMA三種無線網路通信方式，所以，未來只要有3G網路信號存在的地方，便可以實現上網。

五、就業前景

一種新型的產業必定會為社會帶來不小的影響，並且推動整個社會走上更穩健的步伐 。例如：在就業方面，它產生了一批新型的就業崗位，比如：3G網路工程師、無線網路優化崗位等等，通信方面，出現堪察、無線網路測試等等，因此而減輕了整個社會在就業上不少的壓力，再者，在另外一種無線區域網標准下生產出的產品技術應用逐漸成為無線網路市場主流的情況下,基於Wi-Fi技術的無線網不但在帶寬以及覆蓋范圍等技術上取得了極大突破，而且在應用上，如今的無線網路也不再只是單純地滿足用戶隨時隨地接入網路，甚至已經能更多地參於到行業信息化的服務中來，可想而知，將來出現無線醫遼、無線校園、無線城市等其他行業應用成為無線網路市場的主流也不是夢想。

六、結束語

隨著科技的不斷演進與無線行業的飛速發展，無線網路將成為推動整個網路市場前進的新生力量，並且在不可預見的未來，紛繁多樣、永遠在線的智能終端技術將會把娛樂、辦公、消費、醫遼、 文化 教育 、生活服務等多種行業區域的全部功能融會貫通，一起服務於我們的工作和生活，使之變得更輕松、更智能。使智能技術與無線網路更好地密切結合，讓越來越多的創新應用和新的生活方式進入到未來的社會當中。最後，讓我們迎接一個「網聚萬物」、「網隨人動」的無線時代。

㈡ 無線接入網技術專業論文範文(2)

無線接入技術論文篇二
無線接入在網路融合中的應用

摘要：目前 ,全球電信運營商正面臨著 企業 轉型和 網路 融合(FMC),它使原本經渭分明的移動與固網的界限正在被一步步地“模糊化”,二者在多個層面的融合趨勢已勢不可擋。基於融合的思路來看未來的網路,無線接入技術多樣化的趨勢將越來越明顯,無線接入網作為承載業務,直接面向用戶的網路,是體現運營商的用戶覆蓋率和企業競爭力主要指標的關鍵之一,與核心網趨於融合的趨勢不同,接入網層面將有眾多技術百花齊放。如英國的“藍色電話”採用DECT數字無繩電話系統對移動和固網進行無縫連接。國內“靈通無繩電話”是利用目前的小靈通無線網路直接與固網相連。而正在試驗中的“家庭網路”是採用“藍牙技術”或Wi-Fi無線技術來進行內部各終端之間的互連。還有技術先進,功能強大的WiMAX無線寬頻技術 應用 於區域網和移動通信等領域。

無線接入是網路融合的橋梁和紐帶

“藍牙技術”,現在Bluetooth SIG(藍牙技術聯盟)對藍牙技術的定位是它可以廣泛地應用於個人網路設備,如手機、電腦以及汽車免提系統。由於藍牙技術目前專為個人網路應用而設,通過改進技術可以增加藍牙技術在其它全新領域的應用。例如 環境感測、家用電器遙控、家庭網路內部終端間的連接等。但是藍牙技術存在著許多的不足。如:一是它的傳輸距離僅在十公尺左右。二是藍牙晶元的價格仍不令人滿意。三是藍牙兼容性方面的一些 問題 。四是隨著各種近距離無線技術的出現,它們與藍牙技術就不可避免地要在一些應用領域存在重疊和競爭。更重要的是無線寬頻技術的出現,在超寬頻的技術優勢面前藍牙將會遭遇極大的挑戰。

Bluetooth SIG(藍牙技術聯盟)在其未來的3年 發展 藍圖中,已提出了一系列改進藍牙規范的 計劃,包括提升性能、增強安全性、優化耗電量及可用性,來藉以保有藍牙技術在個人通信技術領域的市場地位,並在新的市場領域確定其發展方向。具體計劃是2005年藍牙技術聯盟將測試並推出一項全新的藍牙規范。新規范提高了數據傳輸速率(是當前速率的3倍)提高了數據傳輸的安全性,並降低了功耗。這將大大改善藍牙用戶使用多個藍牙設備協同 工作以及傳輸大型數據文件時的體驗,同時還將延長移動設備的電池使用壽命。2006年藍牙技術聯盟將繼續致力於改進藍牙規范在可用性、安全性及性能等方面的表現,並採用多播(Mutti-cast)功能,允許用戶將同一信息同時傳送至多個裝置,改進性能將可使耗電量極低的藍牙傳送范圍擴大至100公尺。

Wi-Fi(Wireless Fidelity)是屬於無線區域網(WLAN)的一種,通常是指802.11b產品,它的主要特點是傳輸速率高,可靠性高,建網速度快\簡便、可移動性好、網路結構彈性化、組網靈活、組網成本較低等,具有良好的發展前景。Wi-Fi工作在2.4GHz頻段。最高速度達11mb/s,傳輸距離可達100公尺,在全封閉區域可達300公尺,是目前的主流WLAN技術。近年來Wi-Fi在市場上欣起一股熱潮,據預測,到2007年美國將安裝53萬個點,歐洲安裝70萬個點,亞洲也將安裝100多萬個點,Wi-Fi有著“無線版本乙太網”的美稱,由於目前的乙太網標准(IEEE802.3標准)幾乎已經成為區域網的代名詞,世界上至少有80%以上的區域網採用乙太網技術。而WLAN同樣為IEEE制定的標准,所以其幾乎可以視為乙太網標准在無線領域的延伸,這使WLAN在應用上具備無痕過渡和順利安裝的特點。

Wi-Fi的安裝和設置相當簡單,在某個區域要建立網路接入連接時,只需要在一定的范圍內設立相應的接入點就可以了。規劃、布線、測試等傳統工序可以被忽略,如在家裡引入Wi-Fi整個接入工序不到10分鍾。同時Wi-Fi的綜合成本非常低(預計為有線乙太網的50%左右)。Wi-Fi擁有許多優點,但是不可忽視的是它存在的安全隱患這個致命的缺點。Wi-Fi採用的是RF(射頻)技術,通過空氣發送和接收數據,所以非常容易受到來自外界的攻擊,甚至進入未受保護的公司內部區域網。

WiMAX全稱是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),是一種類似於Wi-Fi的新型無線網路技術,它具有覆蓋范圍更廣、傳輸速率和可靠性(安全性)更高等優點。它所採用的IEEE 802.16標準是一種基於微波和毫米波頻段(2GHz～11GHz)的新的空中介面標準的技術,可以替代現有的有線和DSL連接方式,來提供最後一公里的無線寬頻接入。WiMAX將提供固定、移動、攜帶型的無線寬頻連接,現在WiMAX已經從本質上改變了最初的應用方向。增加了移動通信方面的服務。通過加入移動特性,一方面WiMAX可以像原來設想一樣,作為服務和提高電信運營商最後一公里接入的技術手段。同時還可以成為FMC(固定和移動網路融合)的主流接入技術。

WiMAX具有以下優點:一是WiMAX執行IEEE802.16a標准,較長的傳輸距離(50公里)和較大的無線覆蓋范圍(6-10公里),傳輸速率最快75Mbps。二是具有理想的非視距傳輸特性,因此能夠在不同的環境下獲得最佳的傳輸性能。三是集中了有線/無線接入的優點,並結合了Wi-Fi無線接入技術的移動性與靈活性。四是WiMAX還能夠通過將無線接入系統上升到無線接入網路,多中心站之間通過負荷分擔的方式大大增加了網路容量。五是基站建設方面,WiMAX不同於過去所採用的無線技術,需建高高的基站。從而可大大降低運營商的成本。六是目前正在制定中的IEEE 802.16e,面向移動終端,最大傳輸距離為3千米～5千米。當前,人們特別關注的是規范已確定的802.16-2004,它主要用於連接互聯網服務的接入線路,也就是替代使用電話線的ADSL等,將通信運營商與用戶連接起來。

接照WiMAX的商用計劃,預計到2006年802.16功能的筆記本電腦,就可以不間斷地享用高於3G十倍的速率而構成的寬頻精彩 內容 服務。而且WiMAX還能作為Wi-Fi的備份,使用戶可快速,方便地在Wi-Fi和WiMAX間自由切換和訪問互聯網。

無線接入與業務融合和創新

靈通無繩電話(QBOX),為了使小靈通更加具有活力,繼簡訊互連,七彩鈴音,機卡分離等新業務推出之後,近日 中國 電信又在上海、西安、溫州、惠州等六城市推出“靈通無繩電話”新業務,。這一業務在國內第一次將有線、無線(小靈通)兩種通信方式結合在一起,使它的優勢待以充分的互補。它的推出預示著固網運營商的運營重點已漸漸脫離傳統的運作模式。而轉向具潛力的業務和市場增長點。QBOX業務優點突出,首先是解決了一直以來讓運營商深感頭痛的小靈通小區覆蓋的盲區 問題 ,使小靈通能憑借單向收費的價格優勢,更為廣大用戶所歡迎。二是QBOX將增強固話終端的競爭力。靈通無繩電話一舉改變了固話終端幾年甚至幾十年不變的傳統觀念。加快了固網終端向個性化、智能化演進的步伐。三是固網和小靈通 網路 在中國都屬同一運營商經營,這種組合方式能最大限度地綜合利用二個網路的資源提供新業務。使用戶首次享受到了無線與有線結合的融合業務。四是具有綠色環保功能。靈通無繩電話與小靈通的基站和其手機發射功率都只有10毫瓦,而無繩電話機的發射功率也有35毫瓦左右,因此輻射小,對人的身體不會造成傷害,符合人們的健康要求。

靈通無繩電話是中國電信運營商首次在無線,有線融合中的嘗試,這項業務本身還存在著一些較為明顯的缺憾。如一是靈通無繩電話終端在QBOX私網與小靈通公網動態(通話過程中)轉移時無法保特不間斷通話。二是QBOX系統在其私網中只對預先指定的幾個終端( 目前 是10個)提供通話服務。而對其它的小靈通手機無法提供服務。三是在小靈通公網信號沒有覆蓋的區域,QBOX座機的固網用戶線路只允許一個小靈通或固話用戶與外界通話,而無法對二個和二個以上的用戶同時提供通話服務.因此雖然“靈通無繩電話”業務使固網業務得到有益的補充和延伸,但還需進一步的改進和完善。使它成為真正的FMC業務之一。

“藍色電話”是由英國電信提出並在以阿爾卡特為首,包括愛立信、朗迅和莫托羅拉等在內的諸多設備製造商協助下共同完成的。實際上藍色電話就是一種可以在通話狀態下實現移動和固話網路之間自由、無縫切換的服務。它具有以下幾個方面的特徵和優勢。

首先是它開創了固話和移動融合(FMC)的先河,這是藍色電話最突出的優勢,也是一項創 歷史 性的先進技術與服務。其次是能在通話過程中自動判斷用戶所處的位置並提供不同的網路為其服務。如用戶在室外或室內通話時能自動在GSM移動網路和DECT無繩電話系統之間進行無縫切換。三是,保證良好的通話質量,這也是藍色電話要實現移動和固網相融合最大的難點和成功之處。它在實現了固話網路和移動網路無縫切換的同時保證其通信質量的等級。四是,先進、便捷的室內無線接入技術,目前藍色電話在室內是通過DECT數字無繩電話系統轉接至固定寬頻網路上去,今後也可以採用藍牙技術或者性能更優的Wi-Fi技術來進行接入。並能夠使系統在室內和室外的各種使用 環境中在不同的網路之間進行自動的無縫切換,而保證通話過程不會間斷。五是,具有高性價比的通話資費,藍色電話在定價的過程中充分考慮固話和移動兩個網路的不同運營成本來確定價格。這樣的資費方案融合了固話和移動的資費特點,且最大限度地提供給用戶方便和實惠。

“家庭網路”作為固話的業務創新,首先是融入了信息 時代 的信息化綜合服務的理念,其次打破了原有僅僅提供點對點通信的模式,而為用戶提供了多元化、個性化的信息服務。三是在實際操作中,對網路進行重新的設計和集成。四是加強整合現有資源,進行業務的重新組合和包裝,家庭網路並不是一個前所未有的全新業務,而實際上所謂的創新,大部份是在現有技術成果的基礎上進行改進、優化。通過對已有業務或技術的組合,來產生新的業務和新的功能,這種類型的業務創新在通信產業 發展 的過程中也屢見不鮮。因此在“家庭網路”的技術業務創新過程中,一定要將重點放在網路集成和資源整合上。

藍牙技術是一種低成本、近距離的無線連接技術標准,將它 應用 於家庭網路中,可將家庭內部的各類終端如無繩電話、行動電話、筆記本電腦等等組成一個家庭或個人領域的網路,使各種信息化或智能化的終端設備在近距離內不用電纜就可以方便地連接起來,實現無縫覆蓋並相互操作進而達到資源充分共享。

WLAN無線連接。由於WLAN可以使用戶在家庭實現無線快速連接,因此該技術可謂代表了家庭網路的未來發展方向,尤其是具備較高傳輸速率和較長傳輸距離的Wi-Fi更是如此。雖然現在很多家用設備還不支持Wi-Fi,但這種情況正在發生改變,日本各大廠商推出的新型等離子電視已經開始配備Wi-Fi功能,各種各樣的Wi-Fi網卡也層出不窮,這一切都表明WLAN無線連接將蘊含極大的市場潛力。

市場的需求, 企業 的轉型將推動移動核心網和固定核心網最終融合,接入層面充分開放,不同的接入技術有不同的應用領域。給用戶帶來不同的通信體驗。總之無線接入與固定接入一起,將支撐起未來的無縫覆蓋的網路,用戶無論使用什麼樣的通信終端,都可以輕松接入網路,獲得高性價比的優質通信服務。


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㈢ 無線網路技術論文「參考」

無線網路技術論文「參考」

隨著社會的不斷發展無線網路技術也一直得到了很大的提升，下面一起去閱讀一下無線網路技術論文吧，希望對大家有幫助！

摘要： 就藍牙在無線接入方面的應用做一探討，並簡要介紹CSR(CambridgeSiliconRadio)公司單片藍牙產品BlueCoreTM01。

關鍵詞： 藍牙；無線通信；數據；PSTN

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

Keywords:bluetooth;wirelesscommunication;data;PSTN

1引言

藍牙技術是用微波無線通信技術取代數據電纜來完成點對點或點對多點短距離通信的一種新型無線通信技術。利用藍牙，可以將需要數據和語音通信的各個設備之間聯成一個Piconet網(即微微網)，或將幾個Piconet網進一步互連，組成一個更大的Scatternet網(即分布式網路)。藍牙的PSTN無線接入點使用現有的網路電話機為載體，做開發性預言。他使得手機用戶通過固定電話網路實現信號連接，既而讓廣大的手機用戶同時成為固定電話網的用戶。對手機用戶來說，在解決行動電話網信號問題的同時，又可以降低手機用戶的通信費用；對於固定電話運營商來說，則意味著巨大的話費收益。本方案的創新點有幾點：

(1)取代大量的短程連接所用的電纜，尤其是電纜無法到達的地方，藍牙具有更大的優勢。

(2)使得計算機可以通過藍牙的PSTN無線接入點無線上網，同時實現了網路資源的共享。

(3)實現了藍牙規范的`內部電話系統(IntercomProfile)應用協議棧，使得藍牙PSTN無線接入點能夠與網路中的各個藍牙手機進行內部電話通信。

(4)由於方案設計是按照藍牙技術標准設計，所以兼容符合藍牙標準的藍牙手機，適配器等相關藍牙產品。

2BC01晶元和開發工具Bluelab介紹

BC01(BlueCore01)是CSR(CambridgeSiliconRadio)公司設計的一款單片藍牙產品，他集無線設備、微處理器及基帶電路於一體，採用標準的0．35μm的CMOS工藝。通過外置的存有藍牙協議的FlashROM，可提供完全兼容的數據和語音通信。經過優化設計，所需的外部RF元件很少，允許主板的快速設計。因此能以最低的成本，實現最短的產品面市時間。

其主要特點如下：

(1)符合BluetoothV1．1規范。

(2)帶有USB和UART主介面。

(3)可編程的PCM介面，支持13b8kss－1的雙向串列的同步語音傳輸。

(4)內含的數字轉換器，可進行線性PCM(脈沖編碼調制)、A律PCM、μ律PCM和CVSD(連續變化斜率增量調制)間的相互轉換，編解符合高至HCI層的藍牙控制協議。

(5)採用單電源3．15V供電，支持PART，SNIFF，HOLD多種節電模式。

(6)支持所有的包類型和多達7個從設備的Piconet。

(7)晶元內含鏈路控制、鏈路管理、HCI以及可選的L2CAP，RFCOMM，SDP多層軟體協議棧，可直接使用。

(8)提供VM(VirtualMachine)機制。內嵌16b的RISC微處理器，運行協議棧的同時還可以運行下載到FlashROM中的用戶程序，實現真正意義的單晶元。

其結構框圖如圖1所示。

Bluelab是專門針對Bluecore的模擬開發系統，他在PC上模擬Bluecore01的環境，從而方便開發基於Bluecore01上運行的應用程序。他包括了compiler，emulator/debugger，documentation以及一些源代碼例子。Bluelab還提供了藍牙協議棧Bluestack，支持SDP，L2CAP和RFCOMM等高層協議。用戶可以通過UART/USB介面來調用Bluestack，也可以通過VM來訪問Bluestack。

3系統方案設計

整個系統分為前端數據處理和PC端數據管理2大部分。前端數據處理框圖如圖2所示。

藍牙ISDN接入點的空中無線介面為藍牙，有線介面有：RJ11，ISDN的S/T介面、USB數據介面。S口收發器能夠提供CCITT關於ISDNS/T參考點的I．430建議要求的功能，支持192kb/s的4線平衡傳輸方式的全雙工數據收發。由於BC01內部資源及引腳有限，單片機80C196主要完成控制和協調各模塊的工作，處理D信道信令和收發、B信道數據收發、外部中斷申請，並且通過各種介面與藍牙模塊進行通信。SLIC模塊主要提供語音信號的數模、模數轉換、A律/μ律壓縮PCM編解碼等功能，並具備產生和控制各種信號音的功能。藍牙模塊主要實現藍牙功能，並且提供了符合藍牙規范的空中介面。他集成了各種需要的藍牙協議(包括CTP應用協議棧、內部電話應用協議棧)以及管理程序。

為了形成藍牙Piconet網路化管理，將PC端的數據管理作為Piconet主設備，而前端的數據處理作為從設備。整體的系統結構如圖3所示。

連接PC的BC01作為MASTER，他會自動搜索查詢范圍內的藍牙設備，將其作為SLAVE加入Piconet網，因為每塊SLAVE都有惟一的BD＿ADDR(BluetoothDeviceAddress)，因此MASTER可以區別每一個SLAVE並對其進行控制。

4軟體結構

軟體設計是基於L2CAP層進行開發，SLAVE的功能是接受MASTER的查詢、連接請求，或查詢到已存在的Piconet後，將自己加入Piconet。SLAVE的功能簡單，全部程序代碼可以放在單片機80C196的FlashROM中運行。MASTER由於要負責管理整個Piconet，對各個SLAVE進行控制和管理，BC01提供的資源已不能滿足。因此將L2CAP協議層以上的軟體放在PC上運行，與PC採用HCI層介面。軟體結構如圖4所示。

5結語

在無線接入現場應用中，中心控制節點與各個無線接入的距離在100m以內。目前大功率的藍牙晶元已經可以達到100m的覆蓋范圍，完全滿足實際應用。此套方案的實驗室聯機調試已經完成，達到初步設計要求。下一步是將此套方案應用到實際的無線接入現場，進行現場調試，對系統進一步完善。

參考文獻

［1］金純，許光辰，孫睿．藍牙技術［M］．北京：北京電子工業出版社，2001．

［2］．1A．26July，1999．

［3］徐愛鈞．單片機高級語言C51Windows環境編程與應用［M］．北京：電子工業出版社，2001．

［4］KrulinskiDJ．ProgrammingMicrosoftVisualC＋＋6．0技術內幕［M］．北京：希望電子出版社，1999．

㈣ 急 急 急 求一篇關於《通信網路模擬研究》的論文

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題目：基於無線感測器網路模擬平台的研究
一、引言

感測器網路（WSN）日新月異,各種網路方案和協議日趨復雜,網路規模日趨龐大,對網路研究人員而言,掌握網路模擬的重要性是不言而喻的。WSN模擬能夠在一個可控制的環境里研究WSN應用,包括操作系統和網路協議棧,能夠模擬數量眾多的節點,能夠觀察由不可預測的干擾和雜訊引起的難以琢磨的節點間的相互作用,獲取節點間詳細的細節,從而提高節點投放後的網路成功率,減少投放後的網路維護工作。目前無線感測器網路使用的模擬工具主要有NS2、TinyOS、OPNET、OMNET++等等。其中TinyOS是專門針對無線感測器網路的特點而研究開發的。

二、無線感測器網路模擬簡介

在感測器網路中,單個感測器節點有兩個很突出的特點。一個特點是它的並發性很密集;另一個特點是感測器節點模塊化程度很高.上述這些特點使得無線感測器網路模擬需要解決可擴展性與模擬效率、分布與非同步特性、動態性、綜合模擬平台等等問題。

三、無線感測器網路常用模擬工具

無線感測器網路常用模擬工具有NS2、OPNET、OMNET++、TinyOS,下面我們簡要介紹它們各自的性能和特點。

3.1 NS2
NS是一種可擴展、以配置和可編程的時間驅動的模擬工具,它是由REAL模擬器發展而來.在NS的設計中,使用C++和OTCL兩種程序設計語言, C++是一種相對運行速度較快但是轉換比較慢的語言,所以C++語言被用來實現網路協議, 編寫NS底層的模擬引擎; OTCL是運行速度較慢,但可以快速轉換的腳本語言,正好和C++互補,所以OTCL語言被用來配置模擬中各種參數,建立模擬的整體結構, OTCL的腳本通過調用引擎中各類屬性、方法,定義網路的拓撲,配置源節點、目的節點建立鏈接,產生所有事件的時間表,運行並跟蹤模擬結果,還可以對結果進行相應的統計處理或制圖.NS可以提供有線網路、無線網路中鏈路層及其上層精確到數據包的一系列行為模擬。NS中的許多協議都和真實代碼十分接近,其真實性和可靠性是非常高的。

3.2 OPNET
OPNET是在MIT研究成果的基礎上由MIL3公司開發的網路模擬軟體產品。 OPNET的主要特點包括以下幾個方面:(1)採用面向對象的技術,對象的屬性可以任意配置,每一對象屬於相應行為和功能的類,可以通過定義新的類來滿足不同的系統要求; (2)OPNET提供了各種通信網路和信息系統的處理構件和模塊;(3) OPNET採用圖形化界面建模,為使用者提供三層(網路層、節點層、進程層)建模機制來描述現實的系統;(4) OPNET在過程層次中使用有限狀態機來對其它協議和過程進行建模,用戶模型及OPNET內置模型將會自動生成C語言實現可執行的高效、高離散事件的模擬流程;(5) OPNET內建了很多性能分析器,它會自動採集模擬過程的結果數據;(6)OPNET幾乎預定義了所有常用的業務模型,如均勻分布、泊松分布、歐蘭分等。

3.3 OMNET++
OMNET++是面向對象的離散事件模擬工具,為基於進程式和事件驅動兩種方式的模擬提供了支持。 OMNET++採用混合式的建模方式,同時使用了OMNET++特有的ned(Network Discription,網路描述)語言和C++進行建模。OMNET++主要由六個部分組成:模擬內核庫、網路描述語言的編譯器、圖形化的網路編譯器、模擬程序的圖形化用戶介面、模擬程序的命令行用戶介面和圖形化的向量輸出工具。OMNET++的主要模型拓撲描述語言NED,採用它可以完成一個網路模型的描述。 網路描述包括下列組件:輸入申明、信道定義、系統模塊定義、簡單模塊和復合模塊定義。使用NED描述網路,產生.NED文件,該文件不能直接被C++編譯器使用,需要首先採用OMNET++提供的編譯工具NEDC將.NED文件編譯成.cpp文件。最後,使用C++編譯器將這些文件與用戶和自己設計的簡單模塊程序連接成可執行程序。

3.4 TinyOS
TinyOS是專門針對感測器研發出的操作系統。在TinyOS上編程序使用的語言為nesC(C language for network embedded systems) 語言。

nesC語言是由C語言擴展而來的,意在把組件化/模塊化思想和TinyOS基於事件驅動的執行模型結合起來。 nesC 組件有Mole(模塊)和Configuration（連接配置文件）兩種。在模塊中主要實現代碼的編制,在連接配置文件中主要是將各個組件和模塊連接起來成為一個整體。

TinyOS程序採用的是模塊化設計,所以它的程序核心往往都很小,能夠突破感測器存儲資源少的限制,這能夠讓TinyOS很有效的運行在無線感測器網路上並去執行相應的管理工作等。TinyOS的特點主要體現在以下幾個方面:

(1)組件化編程(Componented-Based Architecture)。TinyOS的組件通常可以分為以下三類:硬體抽象組件、合成組件、高層次的軟體組件;硬體抽象組件將物理硬體映射到TinyOS組件模型.合成硬體組件模擬高級硬體的行為.高層次軟體模塊完成控制、路由以及數據傳輸等。}

(2)事件驅動模式(Event-Driven Architecture)。事件驅動分為硬體驅動和軟體事件驅動。硬體事件驅動也就是由一個硬體發出中斷,然後進入中斷處理函數。而軟體驅動則是通過singal關鍵字發出一個事件。

(3)任務和事件並發模式(Tasks And Events Concurrency Model)。任務用在對於時間要求不是很高的應用中,任務之間是平等的,即在執行時是按順序先後來的,而不能相互搶占,TinyOS對任務是按簡單的FIFO隊列進行處理的。事件用在對於時間的要求很嚴格的應用中,而且它可以佔先優於任務和其他事件執行。

(4)分段執行(Split-Phase Operations)。在TinyOS中由於tasks 之間不能互相佔先執行,所以TinyOS沒有提供任何阻塞操作,為了讓一個耗時較長的操作盡快完成,一般來說都是將對這個操作的需求和這個操作的完成分開來實現,以便獲得較高的執行效率。

(5) 輕量級線程(lightweight thread)。輕量級線程(task, 即TinyOS中的任務)按FIFO方式進行調度,輕量級線程之間不允許搶占;而硬體處理線程(在TinyOS中,稱為硬體處理器),即中斷處理線程可以打斷用戶的輕量級線程和低優先順序的中斷處理線程,對硬體中斷進行快速處理響應。

(6) 主動通信消息(active message)。每一個消息都維護一個應用層和處理器。當目標節點收到這個消息後,就會把消息中的數據作為參數,並傳遞給應用層的處理器進行處理。應用層的處理器一般完成消息數據的解包操作、計算處理或發送響應消息等工作。

TinyOS操作系統中常用的模擬平台主要是TOSSIM和Avrora

（1）TOSSIM(TinyOS simulation)是一個支持基於TinyOS的應用在PC機上運行的模擬器.TOSSIM運行和感測器硬體相同的代碼,模擬編譯器能直接從TinyOS應用的組件表中編譯生成模擬程序。

（2）Avrora是一種專門為Atmel和Mica2節點上以AVR單片機語言編寫的程序提供模擬分析的工具。它的主要特點如下：1) 為AVR單片機提供了cycle accurate級的模擬,使靜態程序可以准確的運行。它可以模擬片上(chip-on)設備驅動程序,並為片外(off-chip)程序提供了有規則的介面;2)可以添加監測代碼來報告模擬程序運行的性能,或者可以在模擬結束後收集統計數據,並產生報告;3)提供了一套基本的監控器來剖析程序,這有助於分析程序的執行模式和資源使用等等;4)Avrora可以用gdb調試程序;5) Avrora可以為程序提供一個程序流圖,通過這個流程圖可以清楚的表示機器代碼程序的結構和組織;6) Avrora中提供了分析能量消耗的工具,並且可以設置設備的帶電大小;7) Avrora可以用來限製程序的最大堆棧空間,它會提供一些關於目前程序中的最大的堆棧結構,和一些關於空間和時間消耗的信息報告。

3.5性能比較

TinyOS 用行為建模,可以模擬跨層協議;模擬程序移植到節點上,不需要二次編碼。
通過對上述幾種模擬軟體的分析比較,我們可以清楚的看到各個模擬軟體的特點、適用范圍,我們可以根據研究需要選擇適合的模擬軟體,使得我們的學習研究可以事半功倍。

結束語

網路模擬技術為通信網路規劃和優化提供了一種科學高效的方法。網路模擬在國內是近幾年才發展起來的,但在國外網路模擬技術已經相當成熟,我們應該大膽地借鑒國外先進技術,促進國內網路模擬技術迅速發展。

參考文獻
【1】於海斌,曾鵬等.智能無線感測器網路.科學出版社,2006,p283～p303,
【2】石懷偉,李明生,王少華,網路模擬技術與OPNET應用實踐,計算機系統應用2006.第3期
【3】李玥,吳辰文,基於OMNeT++地TCP/IP協議模擬,蘭州交通大學學報(自然科學版),2005年8月
【4】袁紅林,徐晨,章國安,TOSSIM:無線感測器網路模擬環境,感測器與儀表儀器 ,2006年第22卷第7-1期

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集群虛擬伺服器的模擬建模研究

來源：電子技術應用 作者：楊建華 金笛 李燁 寧宇

摘要：闡述了集群虛擬伺服器的工作原理和三種負載均衡方式，通過實例討論了虛擬伺服器的模擬和建模方法，創建了測試和模擬系統性能的輸入和系統模型，並依據Q—Q圖和累積分布函數校驗了其概率分布。

關鍵詞：集群虛擬伺服器負載均衡模擬建模概率分布

隨著互聯網訪問量和數據流量的快速增長，新的應用層出不窮。盡管Intemel伺服器處理能力和計算強度相應增大，但業務量的發展超出了先前的估計，以至過去按最優配置建設的伺服器系統也無法承擔。在此情況下，如果放棄現有設備單純將硬體升級，會造成現有資源的浪費。因此，當前和未來的網路服務不僅要提供更豐富的內容、更好的交互性、更高的安全性，還要能承受更高的訪問量，這就需要網路服務具有更高性能、更大可用性、良好可擴展性和卓越的性價比。於是，集群虛擬伺服器技術和負載均衡機制應運而生。

集群虛擬伺服器可以將一些真實伺服器集中在一起，組成一個可擴展、高可用性和高可靠性的統一體。負載均衡建立在現有網路結構之上，提供了一種廉價、有效和透明的方法建立伺服器集群系統，擴展網路設備和伺服器的帶寬，增加吞吐量，加強網路數據處理能力。提高網路的靈活性和可用性。使用負載均衡機制．大量的並發訪問或數據流量就可以分配到多台節點設備上分別處理。系統處理能力得到大幅度提高，大大減少用戶等待應答的時間。

實際應用中，虛擬伺服器包含的真實伺服器越多，整體伺服器的性能指標(如應答延遲、吞吐率等)越高，但價格也越高。在集群中通道或其他部分也可能會進入飽和狀態。因此，有必要根據實際應用設計虛擬伺服器的模擬模型，依據實際系統的測量數據確定隨機變數的概率分布類型和參數，通過分位點一分位點圖即Q-Q圖(Quaantile-Quantile Plot)和累積分布函數(Cumulative Distribution Functions)等方法校驗應答或傳播延遲等性能指標的概率分布，通過模擬軟體和工具(如Automod)事先分析伺服器的運行狀態和性能特點，使得集群系統的整體性能穩定，提高虛擬伺服器設計的客觀性和設計的可靠性，降低伺服器建設的投資風險。

1 集群虛擬伺服器的體系結構

一般而言，首先需要在集群虛擬伺服器上建立互聯網協議偽裝(Internet Protocol Masquerading)機制，即IP偽裝，接下來創立IP埠轉發機制，然後給出在真實伺服器上的相關設置。圖1為集群虛擬伺服器的通用體系結構。集群虛擬伺服器通常包括：真實伺服器(RealServers)和負載均衡器(Load Balmlcer)。

由於虛擬伺服器的網路地址轉換方式是基於IP偽裝的，因此對後台真實伺服器的操作系統沒有特別要求，可以是windows操作系統，也可以是Lmux或其他操作系統。

負載均衡器是伺服器集群系統的惟一入口點。當客戶請求到達時，均衡器會根據真實伺服器負載情況和設定的調度演算法從真實伺服器中選出一個伺服器，再將該請求轉發到選出的伺服器，並記錄該調度。當這個請求的其他報文到達後，該報文也會被轉發到前面已經選出的伺服器。因為所有的操作都在操作系統核心空間中完成，調度開銷很小，所以負載均衡器具有很高的吞吐率。整個伺服器集群的結構對客戶是透明的，客戶看到的是單一的虛擬伺服器。

負載均衡集群的實現方案有多種，其中一種是Linux虛擬伺服器LVS(Linux Virtual Server)方案。LVS實現負載均衡的技術有三種：網路地址轉換(Network Address Translation)、直接路由(Direct Routing)和IP隧道(IP Yunneling)。

網路地址轉換按照IETF標准，允許一個整體機構以一個公用IP地址出現在Inlemet上。通過網路地址轉換，負載均衡器重寫請求報文的目標地址，根據預設的調度演算法，將請求分派給後端的真實伺服器；真實伺服器的應答報文通過均衡器時，報文的源地址被重寫，把內部私有網路地址翻譯成合法網路IP地址，再返回給客戶，完成整個負載調度過程。

直接路由的應答連接調度和管理與網路地址轉換的調度和管理相同，但它的報文是直接轉發給真實伺服器。在直接路由應答中，均衡器不修改、也不封裝IP報文．而是將數據幀的媒體接入控制MAC(Medium Aceess Control)地址改為選出伺服器的MAC地址，再將修改後的數據幀在區域網上發送。因為數據幀的MAC地址是選出的伺服器，所以伺服器肯定可以收到該數據幀，從中獲得該IP報文。當伺服器發現報文的目標地址在本地的網路設備時，伺服器處理該報文，然後根據路由表應答報文，直接返回給客戶。

IP隧道是將一個IP報文封裝在另一個IP報文中的技術。該技術可以使目標為某個口地址的數據報文被封裝和轉發到另一個IP地址。用戶利用IP隧道技術將請求報文封裝轉發給後端伺服器，應答報文能從後端伺服器直接返回給客戶。這樣做，負載均衡器只負責調度請求，而應答直接返回給客戶，不需要再處理應答包，將極大地提高整個集群系統的吞吐量並有效降低負載均衡器的負載。IP隧道技術要求所有的伺服器必須支持IP Yunnehng或lP.封裝(Encapsulation)協議。

2 集群虛擬伺服器報文延遲的確定

通過一個裝有5台真實伺服器並使用網路地址轉換技術實現Linux虛擬伺服器的實際系統，可以得到有關請求和應答報文的時戳(Time Stamp)文件n根據這些文件．能夠計算出集群虛擬伺服器的模擬和建模所需數據。

為了確定隨機變數分布類型和參數，應該統計下列延遲：(1)從客戶到負載均衡器的傳播延遲(Transport Delay)；(2)負載均衡器的應答延遲(Response Delay)；(3)從負載均衡器到真實伺服器的傳播延遲；(4)真實伺服器的應答延遲；(5)從真實伺服器到負載均衡器的傳播延遲；f61負載均衡器對真實伺服器的應答延遲；(7)從負載均衡器到客戶的傳播延遲。

在實際系統產生的時戳文件中，問接地描述了上述各延遲時間。文件包含的內容如下：

當一個服務請求到達集群虛擬伺服器系統時，即產生帶有惟一序列號的同步請求報文(Synchronized Request Package)，將該報文轉發到某一真實伺服器，同時建立該伺服器與客戶端的連接，每個這樣的連接都帶有惟一的埠號；該伺服器處理通過該連接的確認請求報文(Acknowledgement Request Package)，直到伺服器收到結束請求報文(Finished Request Package)。對每一種類型的請求報文，系統都給予一個相應的應答報文。因此，在不同的報文時戳文件中，如果兩條記錄具有相同的埠號、報文類型和序列號，則它們是同一個請求或應答報文，對相關的時戳相減即可得到集群虛擬伺服器系統的模擬和建模所需的延遲數據。通過所編寫的C++程序即可計算這些延遲。

3 系統模擬模型

上述的集群虛擬伺服器實際系統的模擬模型如圖2所示，在負載均衡器、各通道、5台真實伺服器中通過或處理的均為請求或應答報文。

4 隨機變數模型的確定

對具有隨機變數的集群虛擬伺服器進行模擬，必須確定其隨機變數的概率分布，以便在模擬模型中對這些分布進行取樣，得到所需的隨機變數。

4.1 實際虛擬伺服器的延遲數據概況

在實際虛擬伺服器的負載均衡器、各通道和5台真實伺服器中，對請求和應答報文都有一定的延遲。部分報文延遲的統計數據如表1所示。

由表l中的數據可見，報文延遲的中位數與均值差異較大，所以其概率分布不對稱；變異系數不等於l，導致概率分布不會是指數分布，而可能是γ分布或其他分布。

4．2 隨機變數的概率分布

圖3為第一台真實伺服器到負載均衡器之間的通道報文傳播延遲直方圖，其中t為報文延遲時間，h(t)為報文延遲區間數。由圖3可知，通道內的報文傳播延遲數據近似服從γ分布或對數正態分布。

描述γ分布需要兩個參數：形狀(Shape)參數α和比例(Scahj)參數口，這兩個參數與均值M、方差V之間的關系是非線性的：

描述對數正態分布也需要形狀參數σ和比例參數μ，這兩個參數與均值M、方差V之問的關系也是非線性的：

式(1)～(4)都可以通過最大似然估計MLE(Maximum Likelihood Estimator)方法或最速下降法(Steepest Descent Method)求出。表2給出了甩這兩種方法求出的從第一台真實伺服器到負載均衡器之間通道內的報文延遲概率分布參數。

使用累積分布函數和Q-Q圖可以校驗並進一步確定上述通道內報文傳播延遲的概率分布。取用表2中的參數，可以得到γ分布的累積分布函數，如圖4所示，其中t為報文延遲時間，F(t)為報文延遲的累積分布函數。為作比較，實驗分布也畫在該圖中。γ分布和對數正態分布的Q-Q圖如圖5所示。

由圖4和圖5可以看出，γ分布較好地擬合了該通道內的報文傳播延遲數據分布。其他通道報文延遲直方圖也有類似形狀。經計算和分析，這些通道的報文傳播延遲概率分布也近似服從γ分布。

根據表1中的數據以及相關的直方圖都難以確定在負載均衡器和真實伺服器中報文延遲的理論分布。因此，採用實驗分布作為其模型。

5 模型模擬

在建立了圖1所示的集群虛擬伺服器的系統模擬模型並確定了其隨機變數的分布特性後，可以採用由美國布魯克斯自動化公司(Brooks Automation)開發的模擬軟體Automod輸入該模型，並通過在Automod環境中編程進行集群虛擬伺服器的模擬和分析。

在Automod的模擬過程中，可以直接利用軟體提供的資源(Resource)作為各種報文數據處理的單元；系統各部分的報文排隊活動可以直接通過排隊(Queue)實現；建立一個負載產生器，等效為在Inlemtet上使用虛擬伺服器的客戶。

通過採用Automod的屬性變數(Attribute Variable)可以解決負載均衡器的雙方向報文處理功能的問題。負載均衡器使用輪轉調度演算法(Round Robin Scheling)，即假設所有真實伺服器的處理性能均相同，依次將請求調度到不同的伺服器。

驗證模擬模型可以分別在實際虛擬伺服器系統和Automod的模擬模型中從以下兩方面進行對比：(1)在負載均衡器、各個真實伺服器和通道中排隊的應答或傳播報文數量；(2)真實伺服器及負載均衡器的cPU利用率。例如，當使用實際的應答或傳播報文延遲數據時，在Automod的模擬模型中，如果設置一個較低的資源量，則在模擬過程中就會發現大部分的負載都被堵在真實伺服器的排隊中，即真實伺服器處理報文的能力過低，無法與實際系統的狀況相比；如果設置一個較高的資源量，則意味著伺服器的並行處理能力增加，真實伺服器的利用率提高，負載就很少或不會滯留在真實伺服器的排隊中。因此，在Automod中可以根據實際情況調整模擬模型的資源量大小。

如果在Automod中增加負載產生器的負載產生率，就等效為用戶訪問量增加，通過觀察排隊中的負載滯留比例，就可以發現系統的最大處理報文的能力以及系統各部分應答報文可能出現瓶頸之處。例如，將負載產生率增加一倍，雖然系統仍然可以處理所有的報文，但各台真實伺服器的平均利用率將達80％左右。顯然，這時系統應答報文的「瓶頸」為真實伺服器，有必要在系統中增添一台新的真實伺服器。

通過一個包括5台真實伺服器的實際虛擬伺服器系統。收集並計算了模擬和建模的樣板數據。依據系統報文延遲的中位數、均值、變異系數和直方圖等，確定了系統隨機變數的概率分布；採用最大似然估計方法和最速下降法，得到了通道概率分布的具體參數；根據Q-Q圖和累積分布函數進一步校驗並最終確定通道的概率分布形式。使用Automod軟體進行了模擬建模和編程，藉助模擬結果可以發現虛擬伺服器的最大處理能力和可能的「瓶頸」之處。通過及時定位系統「瓶頸」，可以有的放矢地進一步研究和改進系統，有效提高系統性能。所採用的模擬方法也可以用於其他領域的模擬建模或分析中。

在模擬模型中，負載均衡方式和調度演算法還需要進一步增加，以便於比較不同的虛擬伺服器系統。樣本數據也需要進一步擴充，以避免報文延遲的自相關性。

㈤ 求感測器畢業論文前言、摘要！

摘要:本文簡述了無線感測器網路的定義、組成及特點，並結合其特點介紹了無線感測器網路在各行各業廣泛的應用價值和未來發展前景以及目前存在的技術問題。 關鍵詞:無線感測器網路；組成；應用；發展 科技發展的腳步越來越快，人類已經置身於信息時代。而作為信息獲取最重要和最基本的技術——感測器技術，也得到了極大的發展。感測器信息獲取技術已經從過去的單一化漸漸向集成化、微型化和網路化方向發展，並將會帶來一場信息革命。具有感知能力、計算能力和通信能力的無線感測器網路（WSN, wireless sensor networks）綜合了感測器技術、嵌人式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術，能夠協作地實時監測、感知和採集網路分布區域內的各種環境或監測對象的信息，並對這些信息進行處理，獲得詳盡而准確的信息，傳送到需要這些信息的用戶。 由於WSN的巨大應用價值，它已經引起了世界許多國家的軍事部門、工業界和學術界的廣泛關注，被廣泛地應用於軍事，工業過程式控制制、國家安全、環境監測等領域。 無線感測器網路綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等多種領域，是當前計算機網路研究的熱點。 一、發展概述 早在上世紀70年代，就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測器網路雛形，我們把它歸之為第一代感測器網路。隨著相關學科的不斷發展和進步，感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力，並通過與感測控制器的相聯，組成了有信息綜合和處理能力的感測器網路，這是第二代感測器網路。而從上世紀末開始，現場匯流排技術開始應用於感測器網路，人們用其組建智能化感測器網路，大量多功能感測器被運用，並使用無線技術連接，無線感測器網路逐漸形成。 無線感測器網路是新一代的感測器網路，具有非常廣泛的應用前景，其發展和應用，將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。發達國家如美國，非常重視無線感測器網路的發展，IEEE正在努力推進無線感測器網路的應用和發展，波士頓大學（Boston University）還於最近創辦了感測器網路協會（Sensor Network Consortium），期望能促進感測器聯網技術開發。美國的《技術評論》雜志在論述未來新興十大技術時，更是將無線感測器網路列為第一項未來新興技術，《商業周刊》預測的未來四大新技術中，無線感測器網路也列入其中。可以預計，無線感測器網路的廣泛是一種必然趨勢，它的出現將會給人類社會帶來極大的變革。 二、無線感測器網路的定義和特點 無線感測器網路可以看成是由數據獲取網路、數據分布網路和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分是集成有感測器、數據處理單元和通信模塊的節點,各節點通過協議自組成一個分布式網路,再將採集來的數據通過優化後經無線電波傳輸給信息處理中心。 無線感測器網路操作系統Tiny0S141的研製者，Jason Hill博士把WSN定義為： Sensing＋CPU＋Radio＝Thousands of potential application 哈爾濱工業大學的李建中教授將WSN定義為：WSN是由一組感測器節點以自組織的方式構成的有線或無線網路，其目的是協作地感知、採集和處理網路覆蓋的地理區域中感知對象的信息，並發布給觀察者。從硬體上看，WSN節 點主要由數據採集單元、數據處理單元、無線數據收發單元以及小型電池單元組成，通常尺寸很小，具有低成本、低功耗、多功能等特點；從軟體上看，它藉助於節點中內置感測器有效探測所處區域的溫度、濕度、光強度、壓力等環境參數以及待測對象的電壓、電流等物理參數，並通過無線網路將探測信息傳送到數據匯聚中心 進行處理、分析和轉發。
原文出自： http://www.3qlw.com/gongxue/tongxinxue/2010-07-22/1420.html

㈥ 無線感測器在網路中的應用設計

下面是由整理的畢業設計論文《無線感測器在網路中的應用設計》，歡迎閱讀。

1引言

無線感測器網路(Wireless Sensor Networks，簡稱WSNs)是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成，通過無線通信形成一個多跳自組織網路系統，能夠實時監測、感知和採集網路分布區域內監視對象的各種信息，並加以處理，完成數據採集和監測任務。WSNs綜合了感測器、嵌入式計算、無線通訊、分布式信息處理等技術，具有快速構建、自配置、自調整拓撲、多跳路由、高密度、節點數可變、無統一地址、無線通信等特點，特別適用於大范圍、偏遠距離、危險環境等條件下的實時信息監測，可以廣泛應用於軍事、交通、環境監測和預報、衛生保健、空間探索等各個領域。

2節點的總體設計和器件選型

2.1節點的總體設計

WSNs微型節點應用數量比較大，更換和維護比較困難，要求其節點成本低廉和工作時間盡可能長;功能上要求WSNs中不應該存在專門的路由器節點，每個節點既是終端節點，又是路由器節點。節點間採用移動自組織網路聯系起來，並採用多跳的路由機制進行通信。因此，在單個節點上，一方面硬體必須低能耗，採用無線傳輸方式;另一方面軟體必須支持多跳的路由協議。基於這些基本思想，設計了以高檔8位AVR單片機ATmega128L為核心，結合外圍感測器和2.4 GHz無線收發模塊CC2420的WSNs微型節點。這兩款器件的體積非常小，加上外圍電路，其整體體積也很小，非常適合用作WSNs節點的元件。

圖1給出WSNs微型節點結構。它由數據採集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和電源管理單元4部分組成。數據採集單元負責監測區域內信息的採集和數據轉換，設計中包括了可燃性氣體感測器和濕度感測器;數據處理單元負責控制整個節點的處理操作、路由協議、同步定位、功耗管理、任務管理等;數據傳輸單元負責與其他節點進行無線通信，交換控制消息和收發採集數據;電源管理單元選通所用到的感測器，節點電源由幾節AA電池組成，實際工業應用中採用微型紐扣電池，以進一步減小體積。為了調試方便及可擴展性，可將數據採集單元獨立出來，做成兩塊能相互套接的可擴展主板。

2.2處理器選型

處理器的選型要求和指標是功耗低，保證長時間不更換電源也能順利工作，供給電壓小於5 V，有較快的處理速度和能力，由於節點是需要大量安置的，所以價格也要相對便宜。選用AVR單片機，考慮到電路中I/O的個數不多，功耗低、成本低、適合與無線器件介面配合等多方面因素，綜合對比後，選用Atmel公司的ATmega128L。該微型控制器擁有豐富的片上資源，包括4個定時器、4 KB SRAM、128KB Flash和4 KBEEPROM;擁有UART、SPI、I2C、JTAG介面，方便無線器件和感測器的接入;有6種電源節能模式，方便低功耗設計。

2.3無線通信器件選型 CC2420是一款符合ZigBee技術的高集成度工業用射頻收發器，其MAC層和PHY層協議符合802.15.4規范，工作於2.4 GHz頻段。該器件只需極少外部元件，即可確保短距離通信的有效性和可靠性。數據傳輸單元模塊支持數據傳輸率高達250 Kb/s，即可實現多點對多點的快速組網，系統體積小、成本低、功耗小，適於電池長期供電，具有硬體加密、安全可靠、組網靈活、抗毀性強等特點。

2.4感測器選型

由於WSNs是用於礦下安全監測，常要檢測礦下可燃氣體的濃度(預防瓦斯氣體濃度過高)和空氣濕度，所以要選擇測量氣體濃度和濕度的感測器。

2.4.1 HIH-4000系列測濕感測器

HIH-4000系列測濕感測器作為一個低成本、可軟焊的單個直插式組件(SIP)能提供儀表測量質量的相對濕度(RH)感測性能。RH感測器可用在二引線間有間距的配量中，它是一個熱固塑料型電容感測元件，其內部具有信號處理功能。感測器的多層結構對應用環境的不利因素，諸如潮濕、灰塵、污垢、油類和環境中常見的化學品具有最佳的抗力，因此可認定它能適用礦下環境。

2.4.2 MR511熱線型半導體氣敏元件

MR511型氣敏元件利用氣體吸附在金屬氧化物半導體表面而產生熱傳導變化及電傳導變化的原理，由白金線圈電阻值變化測定氣體濃度。MR511由檢測元件和補償元件配對組成電橋的兩個臂，遇可燃性氣體時，檢測元件的電阻減小，橋路輸出電壓變化，該電壓變化隨氣體濃度的增大而成比例增大，補償元件具有溫度補償作用。MR511除具有靈敏度高、響應恢復時間短、穩定性好特點外，還具有功耗小，抗環境溫濕度干擾能力強的優點。WSNs的節能和井下惡劣溫濕環境要求MR5111可以滿足。

3 WSNs節點設計

3.1數據採集單元

考慮到無線感測器網路節點的節能和井下惡劣的溫濕環境，為了便於數據採集，系統設計採用HIH-4000-01型測濕度感測器和MR511熱線型半導體氣體感測器。圖2、圖3分別給出其電路設計圖。

3.2數據處理單元

ATmega128L的外圍電路設計簡單，設計時注意在數字電路的電源並人多隻電容濾波。ATmega128L的工作時鍾源可以選取外部晶振、外部RC振盪器、內部RC振盪器、外部時鍾源等方式。工作時鍾源的選擇通過ATmega128L的內部熔絲位來設計。熔絲位可以通過JTAG編程、ISP編程等方式設置。ATmega128L採用7.3728 MHz和32.768 kHz兩個外部晶振。前者用作工作時鍾，後者用作實時時鍾源。

3.3數據傳輸單元

3.3.1 CC2420外圍電路設計

圖4給出數據傳輸單元的外圍電路。CC2420隻需要極少的外圍元器件。其外圍電路包括晶振時鍾電路、射頻輸入/輸出匹配電路和微控制器介面電路3部分。

射頻輸入/輸出匹配電路主要用來匹配器件的輸入輸出阻抗，使其輸入輸出阻抗為50 Ω，同時為器件內部的PA及LNA提供直流偏置。射頻輸入/輸出是高阻抗，有差別。射頻端最適合的負載是115+j180 Ω。C61、C62、C71、C81、L61組成不平衡變壓器，L62和L81匹配射頻輸入輸出到50 Ω;L61和L62同時提供功率放大器和低雜訊放大器的直流偏置。內部的T/R開關是為了切換低雜訊放大器/功率放大器。R451偏置電阻是電流基準發生器的精密電阻。CC2420本振信號既可由外部有源晶體提供，也可由內部電路提供。若由內部電路提供時，需外加晶體振盪器和兩只負載電容，電容的大小取決於晶體的頻率及輸入容抗等參數。設計採用16 MHz晶振時，其電容值約為22 pF。C381和C391是外部晶體振盪器的負載電容。片上電壓調節器提供所有內部1.8 V電源的供應。C42是電壓調節器的負載電容，用於穩定調節器。為得到最佳性能必須使用電源去耦。在應用中使用大小合適的去耦電容和功率濾波器是非常重要的。CC2420可以通過4線SPI匯流排(SI、SO、SCLK、CSn)設置器件的工作模式，並實現讀，寫緩存數據，讀/寫狀態寄存器等。通過控制FIFO和FIFOP引腳介面的狀態可設置發射/接收緩存器。

3.3.2配置IEEE 802.15.4工作模式

CC2420為IEEE 802.15.4的數據幀格式提供硬體支持。其MAC層的幀格式為：頭幀+數據幀+校驗幀;PHY層的幀格式為：同步幀+PHY頭幀+MAC幀，幀頭序列的長度可通過設置寄存器改變，採用16位CRC校驗來提高數據傳輸的可靠性。發送或接收的數據幀被送入RAM中的128位元組緩存區進行相應的幀打包和拆包操作。表1給出CC2420的四線串列SPI介面引腳功能。它是設計單片機電路的依據，充分發揮這些功能是設計無線通信產品的前提。

3.3.3 CC2420與單片機介面電路設計

圖5給出CC2420與ATmega128L單片機的介面電路。CC2420通過簡單的四線(SI、SO、SCLK、CSn)與SPI兼容串列介面配置，這時CC2420是受控的。ATmega128L的SPI介面工作在主機模式，它是SPI數據傳輸的控制方;CC2420設為從機工作方式。當ATmega128L的SPI介面設為主機工作方式時，其硬體電路不會自動控制SS引腳。因此，在SH通信時，應在SPI介面初始化，它是由程序控制SS，將其拉為低電平，此後，當把數據寫入主機的SPI數據寄存器後，主機介面將自動啟動時鍾發生器，在硬體電路的控制下，移位傳送，通過MOSI將數據移出ATmega128L，並同時從CC2420由MISO移人數據，8位數據全部移出時，兩個寄存器就實現了一次數據交換。

4結語

通過對於無線感測器網路節點中感測器元件、數據處理模塊、數據傳輸模塊和電源的選擇，設計了一種以CC2420和ATmega128L為主體的硬體方案。利用該方案設計的CC2420和ATmega128L的外圍電路以及兩者之間的介面電路。此外，還對感測器與單片機的介面電路進行設計。通過實驗驗證，設計的硬體節點基本上達到了項目要求，經調試能通過感測器正確真實地採集數據，並實現兩個無線節點(兩個電路板。AA電池供電)在30 m左右的通信、傳輸數據、並反映到終端設備。