GSM 900M 无线接口物理层规范
中华人民共和国通信行业标准
900MHz TDMA数字蜂窝移动通信网
无线接口物理层规范
YT/T855.22-1996
目录
前言
范围
引用标准
缩略语
物理层概述
复用和多址接入
信道编码
调制
无线子系统链路控制
无线子系统的同步
附录A
前言
本标准是根据欧洲电信标准化委员会（ETSI）GSM建议1992年发布，第一阶段的冻结版本）05系列内容编写的，在技术内容上与该标准等同。
由于将国际标准转化为我国行业标准应符合我国标准格式的规定，除在最前面增加了前言外，还增加了3章内容：
第1章范围，第2章引用标准，第3章缩略语，从第4章起参考GSM一系列规范，它包括以下几部分：
第4章 物理层概述，参考GSM规范05.01“无线路径的物理层概述”
（V3.3.2）；
第5章 复用和多址接入，参考GSM规范05.02“无线路径的复用和多址接入”（V3.6.1）
第6章 信道编码，参考GSM规范05.03“信道编码”（V3.5.1）；
第7章 调制，参考GSM规范05.04“调制”（V3.1.2）；
第8章 无线子系统链路控制，参考GSM规范05.08“无线子系统链路控制”（3.7.0）；
第9章 无线子系统同步，参考GSM规范05.10“无线子系统同步”
（V3.3.0）。
本标准由邮电部电信科学研究规划院提出并归口。
本标准的起草单位是邮电部电信传输研究所。
本标准主要起草人：姜梅 王志勤
中华人民共和国邮电部1996-12-04批准发布 1997-03-10实施
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1 范围
本标准规定了900MHz TDMA数字蜂窝移动通信网无线接口物理层的标准。它包括复用和多址接入、信道编码、调制、无线子系统的链路控制和同步。 本标准适用于900MHz TDMA数字蜂窝系统，供研制、开发、运营、管理、规划、设计以及引进或生产相关设备时使用。
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2 引用标准
下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
ETSI GSM建设11.10，3.10.0版本。
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3 缩略语
AB 接入突发脉冲
AGCH 接入允许信道
BCC 基站色码
BCCH 广播控制信道
BS 基站
BSIC 基站识别码
BN 比特号
CA 小区配置
CCCH 公共控制信道
DB 空位突发脉冲
DCCH 专用控制信道
DTX 非连续发射
FACCH 快速随路控制信道
FB 频率校正突发脉冲
FN 帧号码
FCCH 频率纠正信道
HSN 跳频序列号
MA 移动配置
MAIO 移动配置指数偏移
MS 移动台
NB 普通突发脉冲
PCH 寻呼信道
RACH 随机接入信道
RX 接收机
SACCH 慢速随路控制信道
SB 同步突发脉冲
SCH 同步信道
SCN 子信道号码
SIN 静寂描述
SDCCH 独立专用控制信道
TA 时间提前
TCH 业务信道
TDMA 时分多址
TN 时隙号
TSN 训练序列号
TX 发信机
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4 物理层概述
4.1 多址接入和时隙结构
接入方式为时分多址（TDMA）方式，每载波有8个基本物理信道。载波间隔为200kHz。一个物理信道可以由TDMA帧号，时隙号和跳频序列号来定
义。基本的无线资源为一个时隙，长度为576.9μs(15/26ms)，调制速率为270.833kb/s(1625/6kb/s)。因此每时隙间隔（包括保护时间）包含156.25bit。
4.1.1 超高帧、超帧和复帧
超高帧的时间间隔为3h 28min 53s 760ms(即12533.76s)。TDMA帧号从0至2715647。见图1。
超高帧由2048个超帧组成；超帧由复帧组成，存在两类复帧；
- 26帧的复帧：包含26TDMA帧，时间间隔为120ms，用于TCH
（SACCH/T）和FACCH。
- 51帧的复帧：包含51TDMA帧，时间间隔约为235ms，用于BCCH。
CCCH（AGCH，PCH和RACH），SDCCH（SACC/C）。
4.1.2 时隙和突发脉冲
一个时隙为576.9μs(12/56ms)，即包含156.25bit，其物理内容称为一个突发脉冲。有4种不同类型的突发脉冲。
- 普通突发脉冲（NB）：用于携载业务和控制信道（除RACH外）的信息，它包含116个加密比特和8.25bit(30.46μs)的保护时间。
- 频率校正突发脉冲（FB）：用于MS的频率同步。它等效于一个没有调制的载波（移频），具有和NB同样的保护时间，它和BCCH一起广播。FB的重复也称为频率纠正信道（FCCH）。
- 同步突发脉冲（SB）：用于MS的定时同步。它包含一个长的训练序列（training sequence），携载信息TDMA帧号（FN）基站识别码（BSIC）。它连同FB一起广播。SB的重复也称为同步信道（SCH）。
- 接入突发脉冲（AB）：用于随机接入，有较长的保护时间（68.25bit即
252μs），以便不知道时间提前量的MS在做第一次接入时（或切换后）的突发脉冲传输。它允许MS与基站的最大距离为35km。该突发脉冲用在RACH 中和切换之后。
各突发脉冲见图2（数字单位为bit）。
4.1.3 信道结构
业务信道（TCH），控制信道FACCH和SACCH/T使用26帧的复帧。信道结构如图3。
FACCH是通过占一半与它有关的TCH突发脉冲信息比特（8个连续的T或t帧）而进行传输的。
控制信道（除FACCH和SACCH/T以外）使用51帧的复帧结构。如图4
所示。
4.2 无线
见图5。
注：图5中加密比特表示其所在位置，而不表示它们实际加密的信息流。
图1 帧结构
图2 各种突发脉冲
图3 26帧的信道结构收发信的参考结构（以发送为例）
图4 51帧的信道结构
图5 参考结构
4.3 块结构
见表1
4.4 编码和交织
逻辑信道的编码方案见表2。顺序为：
- 外部编码（块编码）
- 内部编码（卷积编码）
- 交织
在编码后，不同的信道（除RACH和SCH外）均由464bit的块构成，即456个编码信息比特加8bit的编码首标（首标用于区分TCH和FACCH）。这些块再被交织（与信道有关）。
表1
信道类型 净比特率（kbit/s） 块长（bit） 块重复间隔
（ms）
全速率语音TCH
半速率语音TCH
数据TCH（9.6kb/s） 数据TCH（4.8kb/s） 数据TCH（≤2.4kb/s）
13.0
待研究
12.0 （2）
6.0 （2）
3.6 （2）
182＋78 （1
）
待研究
60
70
72
20
待研究
5
10
20
全速FACCH
半速FACCH SDCCH
SACCH（和TCH）
SACCH（和SDCCH ）
BCCH
AGCH （4）
PCH （4）
RACH （4）
9.2
4.6
598/765（≈0.782）
115/300（≈0.383）
299/765（≈0.391）
598/765（≈0.782）
n×598/765（≈0.782
）
p×598/765（≈0.782
）
r×26/765（≈0.034）
184
184
184
168＋16 （3
）
168＋16 （3
）
184
184
184
8
20
40
3060/13（≈235
）
480
6120/13（≈471
）
3060/13（≈235
）
3060/13（≈235
）
3060/13（≈235
）
3060/13（≈235
）
注：
（1）对全速率语音，根据比特的重要性将整个块分为两类，Ⅰ类为182bit，Ⅱ类为78bit。
（2）对数据业务，净比特率为需要向调制解调器传输控制信息的自适应速率。
（3）在SACCH上，16bit留给物理层的控制，信息68bit用于高层。
（4）CCCH为一个小区的所有用户共用；每重复
周期的块的数目（n，p，r）根据不同小区和在
BCCH 上广播的参数和
(BS_CC_CHANS,BS_CCH_SDCCH_COMB,BS_A
G_BLKS_RES）可以进行调整。
表2
信道类型 比特数/块 （1）
数据＋奇偶位＋拖
尾 卷积码冗余
度
比特/块 交织深度
TCH/F Ⅰ类 2) Ⅱ类 182＋3＋4
78＋0＋0
1/2
-
456
378
78
8
TCH/HS 待定 待定 待定 待定
TCH/F9.6 TCH/F4.8 TCH/H4.8 TCH/F2.4 TCH/H2.4 4×60＋0＋4
60＋0＋16
4×60＋0＋4
72＋0＋4
72＋0＋4
244/456
1/3
244/456
1/6
1/3
456
228
456
456
228
19
19
19
8
19
FACCH/F
FACCH/H
SDCCHs
SACCH
BCCH、AGCH、PCH、RACH、SCH 184＋40＋4
待定
184＋40＋4
184＋40＋4
8＋6＋4
25＋10＋4
1/2
待定
1/2
1/2
1/2
1/2
456
待定
456
456
36
78
8
待定
4
4
1
1
注：
1.拖尾比特为卷积码的拖尾比特。
2.TCH/FS的3个奇偶位可检测出Ⅰ类50bit的一个差错。
4.5 调制
GMSK高斯最小移频键控，BT＝0.3，调制速率为
1625/6kb/s(≈270.833kb/s)。
4.6 发射和接收
MS发，BS收：890～915MHz（上行）
BS发，MS收：935～960MHz（下行〕
载频间隔为200kHz，共124个无线载频，在每端留有200kHz物保护带。 为了使不同类型的MS有较低的功耗，定义了五类MS。最大的峰值输出功率为20W，最小的峰值输出功率为0.8W。
4.7 跳频能力
跳频可由网络运营者在全国或网的一部分上选择使用。主要优点是在一个传输链路上提供频率分集（对慢速移动的MS可增加编码和交织效率），也可通过干扰分集达到对所有通信均衡质量的效果。所有MS均需具有跳频能力。 慢跳频的基本原则是每个MS在据算法导出的一系列频率上发送其突发脉冲序列。跳频在两个时隙之间发生，即一个MS在一个时隙内（577μs）用固定频率发送或接收，然后在下一个TDMA帧该时隙前须跳频。由于监测其它BS 需要时间，允许跳频的时间约为1ms（据接收机具体实施）。接收和发送频率为双工频率。
跳频序列在一个小区内是正交的（即同一小区内的通信不会发生冲突），在具有相同RF载波信道或相同小区配置的小区（称同族小区）之间跳频序列是相互独立的。MS从广播信道分配参数导出跳频序列，即从移动配置（跳频所用的一系列频率）、小区的跳频序列号（在同族小区一允许不同的序列号）和指数偏差（Index offset）（用来区别使用同一移动配置小区内不同MS）中导出。作为特例算法也包括不跳频的情形。
必须注意，支持BCCH的基本物理信道不能参加跳频。
4.8 物理层的其它功能
a)功率控制。为了保证达到所要求的质量且有尽可能小的功率发射，可以调整MS的输出电平。共有16个功率电平，2dB的步长。
b)接收机频率和定时同步（定时获取和定时帧调整）。
c)切换和质量监测。以保证在物理信道改变期间MS能连续通话。这发生在目前服务信道质量下降时或允许MS在较低的TX功率电平的另一个信道中通信。
网络基于MS在SACCH上连续发送的测量结果，选择新的信道。
d)MS进行第一次小区选择和重选BS以及空闲模式时，守候在BCCH/CCCH 上。
4.9 性能
在典型的城区衰落模式下（即多径延迟不超过5μs），全速话音质量门限约为9dB。车载台和基站的最大灵敏度为-104dBm，手持台为-102dBm和-
100dBm。
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5 复用和多址接入
5.1 逻辑信道
5.1.1 业务信道（TCH）
TCH携载编码语音或用户数据，有两类TCH：
- 全速率业务信道（TCH/F）：总速率为22.8kbit/s
- 半速率业务信道（TCH/H）：总速率为11.4kbit/s
a)话音业务信道
TCH/FS：全速率语音信道
TCH/HS：半速率语音信道
b)数据业务信道
TCH/F9.6：9.6kbit/s全速率数据信道
TCH/F4.8：4.8kbit/s全速率数据信道
TCH/H4.8：4.8kbit/s半速率数据信道
TCH/H2.4：≤2.4kbit/s半速率数据信道
TCH/F2.4：≤2.4kbit/s全速率数据信道
5.1.2 控制信道
用于携载信令或同步数据。包括三类控制信道：广播、公共和专用控制信息。
a) 广播信道：
1) 频率校正信道（FCCH）：该信道携载用于MS频率纠正的信息。
2) 同步信道（SCH）：携载MS帧同步和BS收发信机（BTS）识别信息。
SCH包括两类编码参数：
- BSIC（基站识别码）：6bit（信道编码前）
其中包含 3bitPLMN色码：范围0～7
3bit的BS色码（BCC）：范围0～7
- 缩减TDMA帧号（RFN）：19比特（信道编码前）
其中 T1(11bit)： 范围0～2047 T1＝FN/(26×51)取整
T2(5bit)： 范围0～25 T2＝FN模26
T3岇(3bit)：范围0～4 T3岇＝（T3-1）/10
其中 T3(6bit)： 范围0～50 T3＝FN模51
FN为TDMA帧号（0～2715647）
3)广播控制信道（BCCH）：该信道广播BTS的一般信息。
包括以下参数：
- CCCH_CONF（公共控制信道结构）：
由此参数可导出①BS_CC_CHANS（公共控制信道数）；
②CCCH是否和SDCCH结合使用（即BS_CCCH_SDCCH_COMB为真或假）。
CCCH_CONF BS_CC_CHANS BS_CCCH_SDCCH_COMB
000 1 非（不结合）
001 1 真（结合）
010 2 非
100 3 非
110 4 非
- BS_AG_BLKS_RES（每个公共控制信道上留给接入允许消息的块数）：
3bit（信道编码前）：范围0～7
- BS_PA_MFRMS（将寻呼消息送给同一寻呼组的MS之间的51个TDMA帧的复帧数）：
3ibt（信道编码前）：范围2～9
b)公共控制信道（CCCH）：
寻呼信道（PCH）：用于寻呼MS（下行）
随机接入信道（RACH）：用于请求分配SDCCH（上行）
接入允许信道（AGCH）：用于分配SDCCH或直接分配TCH（下行）
c)专用控制信道（DCCH）：
SACCH/TF：与TCH/F随路的慢速随路控制信道。
FACCH/F：全速率快速随路控制信道。
SACCH/TH：与TCH/H随路的慢速随路控制信道。
FACCH/H：半速率快速随路控制信道。
SDCCH/8：独立专用控制信道。
SACCH/C8：与SDCCH/8随路的慢速随路控制信道。
SDCCH/4：与BCCH/CCCH结合使用的独立专用控制信道。
SACCH/C4：与SDCCH/4随路的慢速随路控制信道。
d)小区广播信道（CBCH）：
下行，用于携载小区广播短消息业务信息（SMSCB）。它使用与SDCCH同样的物理信道。
5.2 物理资源
包括无线频率和时隙。
5.2.1 无线频率
小区配置和移动配置：
小区配置（CA）：指将无线频率信道（RFCH）的一个子集分配给某个特定的小区。其中有一个无线频率用作BCCH，它携载同步信息称为BCCH载波。 移动配置（MA）：指小区配置的子集分给某个特定的MS。
5.2.2 时隙和TDMA帧
1时隙＝577μs(15/26ms)
1TDMA帧＝8时隙＝4.62ms
在BTS， 上行TDMA帧比下行TDMA帧固定延迟3个时隙。见图6。
图6 BTS处，上/下行帧TDMA延迟
在MS，由于信号传播不同，该延迟可以调整，时间提前的调整过程称为自适应帧调整。
上行和下行TDMA帧的延迟是为了允许上行和下行使用同样的时隙号，而不要求MS同时发送和接收。这段延迟时间用于自适应帧调整，收发信机调谐和发送/接收倒换。
a)时隙号（TN）：
TN＝0，1…，…，7
b)TDMA帧号（FN）：
FN＝0，1…，…FN_MAX，FN_MAX=2715647
在每个TDMA帧结束时，FN增1。
5.3 物理信道
由频率域和时间域共同描述。
5.3.1 突发脉冲
突发脉冲是由数据流调制的RF载波的一段时间间隔，它代表一个时隙的物理内容。
a)突发脉冲的类型和时间：
1个时隙包含156.25bit，不同比特用比特号（BN）表示。BN＝0，1，…，…156。一个时隙内突发脉冲的传输时间由比特号决定，先传输低位比特。
b)普通突发脉冲（NB）：
见表3。
表3
BN（比特号） 长度 内容 定义 0～2 3 拖尾比特 （0，0，0）
3～60 58 加密比特 （e0 (57)
61～86 26 训练序列比特 （BN61...BN86）87～144 58 加密比特 （e58 (115)
144～147 3 拖尾比特 （0，0，0） 148～156 8.25 保护比特 见5.3.1g）
训练序列比特：（BN61，BN62，…，BN86）：定义为调制比特，见表4。 表中TSC为训练序列码，对广播和控制信道，TSC须等于基站色码BCC。 在某些情况下（如DTX操作），仅一半的加密比特包含有用信息。此时剩下比特的状态不再定义。
表4
TSC BNBN BN
61，62 (86)
0 0 0 1 00 1 0 1 1100001000100 1 0 1 1 1
1 0 0 1 0 1 1 0 1 110111100010 1 1 0 1 1 1
2 0 1 0 00 0 1 1 1011101001000 0 1 1 1 0
3 0 1 0 00 1 1 1 1011010001000 1 1 1 1 0
4 0 0 0 1 1 0 1 0 111001000001 1 0 1 0 1 1
5 0 1 0 0 1 1 1 0 101100000100 1 1 1 0 1 0
6 1 0 1 00 1 1 1 1101100010100 1 1 1 1 1
7 1 1 1 0 1 1 1 1 000100101110 1 1 1 1 0 0
c)频率校正突发脉冲（FB）：
见表5。
表5
BN（比特号） 长度 内容 定义 0～2 3 拖尾比特 （0，0，0）
3～144 142 固定比特 （0，0，0，0 0
） 145～147 3 拖尾比特 （0，0，0） 148～156 8.25 保护比特 见5.3.1g）
d)同步突发脉冲（SB）：
见表6。
表6
BN（比特号） 长度 内容 定义 0～2 3 拖尾比特 （0，0，0）
3～41 39 加密比特 （e0，e1 (38)
42～105 64 扩展训练序列比特 （BN42，
BN43...BN105） 106～144 39 加密比特 （e39，e40 (77)
145～147 3 拖尾比特 （0，0，0）
148～156 8.25 保护比特 见5.3.1g）
扩展训练序列比特：
（BN42,BN43,…,BN105）=（
1,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,
1,1,1,1,0,0,1,0,1,1,0,1.0,1,0,1,0,0,01,0,1,0,1,1,1,0,1,1,0,0,0,0,1,1,0,1,1,） e)接入突发脉冲（AB）：
见表7。
表7
BN（比特号） 长度 内容 定义 0～7 3 扩展拖尾比特 （0，0，1，1，1，0，1，
0） 8～48 41 同步序列比特 （BN8，…BN58）
49～84 36 加密比特 （e0，e1 (35)
85～87 3 拖尾比特 （0，0，0）
88～156 68.25 扩展保护比特 见5.3.1g）
（BN8，…BN48）＝
（0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,0,0,0,1,
1,1,1,0,0,0）
f)空位突发脉冲（DB）：
见表8
表8
BN（比特号） 长度 内容 定义 0～2 3 拖尾比特 （0，0，0）
3～60 58 混合比特 （BN3，BN4…BN60）
61～86 26 训练序列比特
（BN61…BN86）
同NB中（BN61…BN86）
87～144 58 混合比特 （BN87…BN144） 145～147 3 拖尾比特 （0，0，0）
148～156 8.25 保护比特 见5.3.1g）
（BN3，BN4…BN60）＝（
1,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,1,0,0,1,
1,1,0,00,0,0,1,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,0,0）
（BN87,BN88…BN144）=（
0,1,1,1,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,
0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0,1,0,0,1,0,1,1,1,1,1,0,1,0,1,0）
g)保护比特：
要求MS在一个突发脉冲的有用部分（不包括保护比特的其它比特）保持恒定的传输幅度。同时要求MS在两个突发脉冲之间传输幅度适当衰减，因此需要有保护比特。相邻两个突发脉冲之间的幅度衰减并应用适应的调制比特流，将会减小对其它RF信道的干扰。
5.3.2 物理信道和突发脉冲
物理信道用时隙和TDMA帧号表述，而不用突发脉冲表述，因为在一个物理信道和突发脉冲之间无一一映射关系。
5.3.3 无线频道序列
通过将TDMA帧号（FN）映射到一个无线频道来决定无线频道序列。在一个给定的小区，有TN（时隙号），MA（移动配置），MAIO（移动配置指数偏差）参数。在一个给定的小区，对分配给某个特定MS的物理信道，在无线频道与TDMA帧号之间有唯一的对应关系。
5.3.4 时隙和TDMA帧序列
对某个给定的物理信道，在每一个TDMA帧中将永远使用同一个时隙号。一个时隙序列定义如下：TN和TDMA帧号。
基本物理信道：指TDMA帧号从0，1，……FN MAX的物理信道。
5.3.5 信道定义和信道分配参数
本节定义了从任何一个逻辑信道映射到物理信道所需要的全部参数。包括描述特定BTS特性的一般参数和描述在BTS中给定物理信道特性的特定参数。
a)一般参数
CA：用于小区内的无线频道配置，以及BCCH载波识别。
FN：可由RFN（以T1，T2，T3岇的型式给出）导出。
这些参数在BCCH和SCH信道上广播（或可由广播的参数中导出）。
b)特定参数
TSC：训练序列码
TN：时隙号
MA：移动配置
MAIO：移动配置指数偏差
HSN：跳频序列号
逻辑信道的类型
SCN：子信道号
5.4 从逻辑信道映射到物理信道
5.4.1 逻辑信道到物理信道的频率映射（TDMA帧号→RFCH）：
a)参数
在BCCH和SCH 上广播的BTS一般参数：
- CA（小区配置）
- FN（帧号）
在信道指配消息中定义的信道特定参数：
- MA：定义了用于移动台跳频序列的无线频率子集。MA包含N个无线频道（1≤N≤64）。
- MAIO：0～N-1（6bit）
- HSN：0～63（6bit）
b)产生的跳频序列：
若HSN＝0（循环跳动）则：
MAI（整数0…N-1）：MAI＝（FN＋MAIO）模N
否则：
M（整数0…152）：M＝T2＋RNTABLE（（HSN? T1R）＋T3）
S（整数0…N-1）：M岇＝M模（2NBIN）
：T岇＝T3模（2NBIN）
S＝M岇（M岇＜N）
S＝（M岇＋T岇）模N（M岇≥N）
MAI（整数0…，N-1）：＝（S＋MAIO）模N
注：当循环跳动时，应避免使用N模13＝0的N。
（用于DTX的MS日常测试报告程序）
以上 T1R： T1R＝T1模64 （6bit）
T3： 0～50 （6bit）
T2： 0～25 （5bit）
NBIN：N需要的比特数，即NBIN＝[log2（N）+1]取整
RNTABLE：114个整数，定义如表9。
表9
地址 内容
000，…，
48 98 63 1 36 95 78 102 95 73
009
0 64 25 81 76 59 124 23 104 100 010，…，
019
020，…，
101 47 118 85 18 56 96 86 54 2 029
80 34 127 13 6 89 57 103 12 75 030，…，
039
55 111 75 38 109 71 112 29 11 88 040，…，
049
87 19 3 68 110 26 33 31 8 45 050，…，
059
82 58 40 107 32 5 106 92 62 67 060，…，
069
77 108 122 37 60 66 121 42 51 126 070，…，
079
080，…，
117 114 4 90 43 52 53 113 120 72 089
16 49 7 79 119 61 22 84 9 97 090，…，
099
91 15 21 24 46 39 93 105 65 70 100，…，
109
125 99 17 123
110，…，
113
流程图见图7。
c)特定情况
跳频不允许在支持BCCH的射频信道RFCG的时隙0（Co）上进行。非跳频无线频道序列仅由包含1个RFCH的移动配置组成，即N＝1，MAIO＝0。
d)BTS频率配置发生变化
当BTS增加或减少射频频道RFCH时，需要修改CA和MA。为了不影响已分配信道的MS，需要发送有磁指配信道的消息给所有MS。
该消息包含了一个新的小区配置，移动配置和变化发生的时间（以FN表示）。若信道仅仅是减少的话，也可不必改变小区配置。
5.4.2 逻辑信道到物理信道的时间映射：
见表10，表中各列表示：
- 信道：表示哪一种信道被映射。
- 子信道号：表示基本物理信道支持多于1个该类信道的特定子信道。
- 方向：给定映射可应用于双向（上行和下行）上行，或下行信道。
- 时隙安排：表示信道可安排在任何一个时隙或某个特定时隙。
- RF频道安排：表示信道可使用小区配置（CA）中的任何RFCH，还是仅可使用BCCH载波（C0），
- 突发脉冲类型：表示哪一类突发脉冲可用作物理信道。
- TDMA帧的重复长度：表示用于交织块的映射重复之前有多少TDMA帧，如51。
- 交织块的TDMA帧映射：括号中表示每个交织块所用的TDMA帧。
TDMA帧的号码等于TDMA帧号（FN）对每重复长度的TDMA帧数取模。 因此有：TDMA帧映射号＝FN模（TDMA帧重复长度）
无线传感器网络原理及方法复习题
1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制: 当某个站点（源站点）有数据帧要发送时，检测信道。若信道空闲，且在DIFS时间内一直空闲，则发送这个数据帧。发送结束后，源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧，还需要等待SIFS时间，然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧，则说明没有发生冲突，这一帧发送成功。否则执行退避算法。 2.802.11无线LAN提供的服务有哪些？ ?802.11规定每个遵从该标准的无线局域网必须提供9种服务，这些服务分为两类，5种分布式服务和4种站服务。 分布式服务涉及到对单元（cell）的成员关系的管理，并且会与其它单元中的站点进行交互。由AP提供的5种服务将移动节点与AP关联起来，或者将它们与AP解除关联。 ?⑴建立关联：当移动站点进入一个新的单元后，立即通告它的身份与能力。能力包括支持的数据速率、需要PCF服务和功率管理需求等。 AP可以接受或拒绝移动站点的加入。如果移动站点被接受，它必须证明它自己的身份。 ?⑵解除关联。无论是AP还是站点都可以主动解除关联，从而中止它们之间的关系?⑶重建关联。站点可以使用该服务来改变它的首选AP 。 ?⑷分发。该服务决定如何将发送到AP的帧发送出去。如果目的站在同一个AP下，帧可以被直接发送出去，否则必须通过有线网络转发。 ?⑸集成。如果一个帧需要通过一个非802.11网络（具有不同的编址方案或帧格式）传输，该服务可将802.11格式转换成目的网络要求的格式 站服务4种站服务用于管理单元内的活动。 ?⑴身份认证。当移动站点与AP建立了关联后， AP会向移动站点发送一个质询帧，看它是否知道以前分配给它的密钥；移动站点用自己所知道的密钥加密质询帧，然后发回给AP ，就可以证明它是知道密钥的；如果AP检验正确，则该移动站点就会被正式加入到单元中。 ?⑵解除认证。一个以前经过认证的站想要离开网络时，需要解除认证。 ?⑶保密。处理加密和解密，加密算法为RC4。 ⑷数据传递。提供了一种数据传送和接收方法 3.简述无线传感器网络系统工作过程 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户 4.为什么无线传感器网络需要时间同步，简述RBS、TPSN时间同步算法工作原理？ 在分布式的无线传感器网络应用中，每个传感器节点都有自己的本地时钟。不同节点的晶体振荡器频率存在偏差，以及湿度和电磁波的干扰等都会造成网络节点之间的运行时间偏差， RBS同步协议的基本思想是多个节点接收同一个同步信号，然后多个收到同步信号的节点之间进行同步。这种同步算法消除了同步信号发送一方的时间不确定性。这种同步协议的缺点是协议开销大
网络安全简答题
网络安全简答题精选 一、简答题 1、简述物理安全包括那些内容？ 防盗，防火，防静电，防雷击和防电磁泄漏 2、简述防火墙有哪些基本功能？（写出五个功能） 建立一个集中的监视点 隔绝内外网络，保护内部网络 强化网络安全策略 对网络存取和访问进行监控和审计 实现网络地址转换 3、简述无线局域网由那些硬件组成？ 无线局域网由无线网卡、AP、无线网桥、计算机和有关设备组成。 4、简述网络安全的层次体系 从层次体系上，可以将网络安全分成四个层次上的安全：物理、逻辑、操作系统和联网安全 5、简述TCP/IP协议族的基本结构 ?TCP/IP协议族是一个四层协议系统，自底而上分别是数据链路层、网络层、传输层和应用层。 6、简述网络扫描的分类及每类的特点 扫描，一般分成两种策略：一种是主动式策略，另一种是被动式策略。 被动式策略是基于主机之上，对系统中不合适的设置、脆弱的口令及其他同安全规则抵触的对象进行检查，不会对系统造成破坏。 主动式策略是基于网络的，它通过执行一些脚本文件模拟对系统进行攻击的行为并记录系统的反应，从而发现其中的漏洞，但是可能会对系统造成破坏。 7、简述常用的网络攻击手段 网络监听、病毒及密码攻击、欺骗攻击 拒绝服务攻击、应用层攻击、缓冲区溢出 8、简述后门和木马的概念并说明两者的区别
木马(Trojan)，也称木马病毒，是指通过特定的程序木马程序来控制另一台计算机 后门：是绕过安全性控制而获取对程序或系统访问权的方法 本质上，木马和后门都是提供网络后门的功能，但是木马的功能稍微强大一些，一般还有远程控制的功能，后门程序则功能比较单一，只是提供客户端能够登录对方的主机 9、简述恶意代码的概念及长期存在的原因 恶意代码是一种程序，它通过把代码在不被察觉的情况下镶嵌到另一段程序中，从而达到破坏被感染电脑数据、运行具有入侵性或破坏性的程序、破坏被感染电脑数据的安全性和完整性的目的。 原因：在信息系统的层次结构中，包括从底层的操作系统到上层的网络应用在内的各个层次都存在着许多不可避免的安全问题和安全脆弱性。而这些安全脆弱性的不可避免，直接导致了恶意代码的必然存在。 10、简述安全操作系统的机制 安全操作系统的机制包括：硬件安全机制，操作系统的安全标识与鉴别，访问控制、最小特权管理、可信通路和安全审计。 11、简述密码学除机密性外还需提供的功能 鉴别、完整性、抗抵赖性 鉴别：消息的接收者应该能够确认消息的来源；入侵者不可能伪装成他人。 完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过程中消息没有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。 抗抵赖性：发送者事后不可能虚假地否认他发送的消息。 12、简述入侵检测系统的概念及常用的3种入侵检测方法 入侵检测系统：是能够对入侵异常行为自动进行检测、监控和分析的软件与硬件的组合系统，是一种自动监测信息系统内、外入侵的安全设备 常用的方法有3种：静态配置分析、异常性检测方法，基于行为的检测方法和文件完整性检查。 13、简述网络安全框架包含的内容 网络安全策略 网络安全策略和标准 网络安全运作
无线通信系统中基于物理层安全的安全通信
无线通信系统中基于物理层安全的安全通信由于无线媒质的开放性与广播性,使得恶意用户可以截获在无线媒介中传送的信息,从而对无线通信的安全性带来很大的挑战。无线通信系统中基于物理层的安全着眼于OSI模型的物理层,利用无线通信理论、信息处理、随机处理、博弈论及信息论等领域的知识来解决这一问题,通过对物理层通信进行了适当的设计,提高或增进网络的安全性能。 基于物理层的安全方法一般利用了无线媒质的特征,比如信道衰落、信号干扰、多节点合作以及多维信息发送等。基于无线通信物理层的安全问题是当前无线通信中的研究热点之一,尽管文献中已经有了众多的研究成果,但无线通信中的安全问题仍然存在许多亟需解决的问题。 在本论文中,我们将主要从信息论的角度研究无线网络的安全问题,力图进一步提高无线通信的安全性。本论文的主要创新点如下:1.针对无线广播信道经历瑞利衰落的情形,分析了全双工系统的安全性能,理论推导出了非零安全容量和安全中断概率的闭式解。 理论分析结果以及仿真结果都表明,如果具有全双工功能的接收机在接收信号的同时可以发送一个辅助的人工噪声,那么与仅发送端发送人工噪声的情形相比,系统的安全等级可以得到提高。即便对于窃听节点距离信息源非常近,合法接收机距离信息源较远的情形,依然可以达到安全传输的效果。 2.针对蜂窝通信系统,论文提出了一种利用保护节点提高安全性的方法。该方法通过部署一些保护节点来防止窃听者截获合法发送端和接收端之间传送的信息。 这些保护节点专门发送额外的人工噪声来使窃听信道的质量恶化。论文中同
时考虑了上行通信和下行通信的情形。 结果表明,采用这种方法可以实现蜂窝系统的安全性和健壮性。3.为了改善中继系统的安全性能,提出了一种改进的次优干扰方案。 在此方案中,信噪比最好的中继节点转发信息,信噪比最差的中继节点发送干扰信号,并且仅当这两个信道满足一定条件时发送机密信息,否则发送普通信息。仿真结果表明,由于机密信息仅在对合法接收机有利的情形下传输,这使得窃听者获取发送信息的难度加大,从而使系统的安全性得以提高。 4.为了改善点到点双向通信中信息被截获的概率,提出了一种基于随机线性编码的安全传输方案。在此方案中,随机线性编码的生成多项式由接收方控制,编码的构造方式使得窃听者除非完整截获双向通信的所有数据,否则无法破解发送端发送的任何一个数据包。 因此,通过加长编码长度,或者降低发送功率,就可以使窃听者破解机密消息的截获概率变得非常低。
无线传感器网络课后习题答案.doc
1-2.什么是无线传感器网络? 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么? (1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别是什么? (1)网络通信协议：类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台：主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台：建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件，通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 （1）根据结点数目的多少，传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小，一般采用平面结构；如果网络规模很大，则必须采用分级网络结构。 （2）平面结构： 特征：平面结构的网络比较简单，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。
一种层次型无线传感器网络的集中式节能分簇算法
2012年第12期福建电脑 一种层次型无线传感器网络的集中式节能分簇算法 陈振华 （钦州学院广西钦州535000） 【摘要】：无线传感器网络节点受能量有限、计算能力弱、存储空间小等特点的限制，需要设计高效节能的路由协议来延长网络的生存时间。本文提出一种集中式分簇算法CEEC，采用“定簇异头，集中控制”的方式，均匀分布各个簇，由基站根据各节点的能量状态和位置信息，选取簇内通信代价最小的节点作为簇头，使整个网络的能量开销最小，从而延长了网络的生存时间。 【关键词】：无线传感器网络；LEACH；簇头；CEEC；能量开销 0．引言 随着微机电系统（MEMS，Micro－Electro－Mechanism System）、片上系统（SOC，System On Chip）和无线通信技术高速发展，一种新的信息获取和处理模式：无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）产生并得到了快速的发展。无线传感器网络是由大量具有特定功能的传感器节点通过自组织的无线通信方式，相互传递信息，协同地完成特定功能的智能专用网络[1]。传感器节点具有能量有限、计算能力弱、存储空间小等特点，受这些特点的限制，设计高效节能的路由算法，减少网络能量消耗，延长网络的生存时间是设计无线传感器网络协议必须首先考虑的问题。 LEACH是一个较早提出的优秀的层次型无线传感器网络分簇协议，通过自适应分布式成簇和TDMA技术，可以有效地降低能耗，延长网络生存时间。但由于其簇头的选择是基于一个随机数来判断，并且没有实时考虑节点能量状态，能量的分布具有很大的随机性，容易出现能量分布不均匀、网络负载不平衡等问题，影响了网络的效率。本文在LEACH成簇思想的基础上，考虑了各节点的能量状态和能耗因素，提出了一种集中式节能分簇算法，由基站根据各节点的能量状态和位置集中选择簇头，使网络总能耗最小化，从而有效地延长了网络的生存时间。 1．LEACH算法简介 LEACH(low-energy adaptive clustering hierarchy)[2]是由MIT的Heinzelman等人提出的一种层次型网络分簇协议，其基本思想是通过随机地循环选择簇头,将整个网络的能量负载平均分配到每个传感器节点,从而达到降低网络能量耗费、延长网络生命周期的目的。 LEACH算法建立在网内所有节点都是同构且无线电信号的传送能耗各向同性的的假设上。在LEACH算法中,节点自组织形成不同的簇,每个簇只有一个簇头。所有非簇头节点将自己的数据发给所在簇的簇头节点,簇头节点在将数据融合后发送给基站。每个非簇头节点只需要知道自己所在簇的簇头信息即可，无须与周围节点通信，簇头也只需要维持很小的路由表。 LEACH的执行过程是周期性的,每轮循环的基本过程由簇头选择、簇的形成、时刻表的创建、数据传输阶段四个阶段组成。节点在［0，1］之间产生一个随机数，该随机数如果比系统中预设定的阈值大，则该节点在当前轮竞选成为簇头。节点成为簇头后，向周围节点广播自己成为簇头的消息，等候周围节点申请加入形成一个簇。簇头根据簇内节点的数量创建TDMA时刻表并通知每个节点何时开始传输数据。在经历一段时间后，新的一轮又从新开始。上述过程循环进行，直到所有节点失效。 LEACH算法是较早提出的一种层次型无线传感器网络的分簇算法,其思想影响了以后很多算法的设计。和平面路由算法相比,LEACH算法可以延长将近30%的网络生存时间[3]。但是,由于LEACH算法中簇头的产生具有极大的随机性,可能会出现部分簇头相距过近或部分区域的节点离簇头太远的情况,大大增加了节点的传输能耗,故不能有效地延长网络生存时间。而且由于簇头选举的随机性使得网络的簇头需要负担的节点数不 基金项目：广西自然科学基金（桂科自09236004） 13
无线通信中物理层安全问题及其解决方案
无线通信中物理层安全问题及其解决方 案 篇一：无线通信系统物理层的传输方案设计 （无线局域网场景） 一、PBL问题二： 试设计一个完整的无线通信系统物理层的传输方案，要求满足以下指标: 1. Data rate ：54Mbps, Pe 3. Channel model ：设系统工作在室内环境，有4条径，无多普勒频移，各径的相对时延为：[0 2 4 6]，单位为100ns ，多径系数服从瑞利衰落，其功率随时延变化呈指数衰减：[0 -8 -16 -24]。 请给出以下结果： A. 收发机结构框图，主要参数设定 B. 误比特率仿真曲线（可假定理想同步与信道估计） 二、系统选择及设计设计 1、系统要求 20MHz带宽实现5GHz频带上的无线通信系统；速率要求: R=54Mbps；误码率要求: Pe 2、方案选取根据参数的要求，选择作为方案的基准，并在此基础上进行一些改进，使实际的系统达到设计要求。 中对于数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的确定如表 1 所示。 与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持
续时间相关的参数如表 2 所示。 的参数 参考标准选择OFDM系统来实现，具体参数的选择如下述。 3、OFDM简介 OFDM的基本原理是将高速信息数据编码后分配到并行的N个相互正交的子载波上，每个载波上的调制速率很低(1/N)，调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散，从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM系统对多径时延扩散不敏感，若信号占用带宽大于信道相干带宽，则产生频率选择性衰落。OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系，这样，由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据，可以通过频率分量增强的部分的接收数据得以恢复，即实现频率分集。 OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成了许多个窄带信号。每个子信道的载波都保持正交，由于他们的频谱有1/2重叠，既不需要像FDMA那样多余的开 销，也不存在TDMA 那样的多用户之间的切换开销。 过去的多载波系统，整个带宽被分成N个子信道，子信道之间没有交叠，为了降低子信道之间的干扰，频带与频带之间采用了保护间隔，因而使得频谱利用率降低，为了克
无线传感器网络的应用与影响因素分析
无线传感器网络的应用与影响因素分析 摘要：无线传感器网络在信息传输、采集、处理方面的能力非常强。最初，由于军事方面的需要，无线传感网络不断发展，传感器网络技术不断进步，其应用的范围也日益广泛，已从军事防御领域扩展以及普及到社会生活的各个方面。本文全面描述了无线传感器网络的发展过程、研究领域的现状和影响传感器应用的若干因素。关键词：无线传感器网络；传感器节点；限制因素 applications of wireless sensor networks and influencing factors analysis liu peng (college of computer science,yangtze university,jingzhou434023,china) abstract:wireless sensor networks in the transmission of informa- tion,collecting,processing capacity is very strong.initially,due to the needs of the military aspects of wireless sensor networks,the continuous development of sensor network technology continues to progress its increasingly wide range of applications,from military defense field to expand and spread to various aspects of social life.a comprehensive description of the development
无线传感器网络试题库
《无线传感器网络》 一、填空题（每题4分，共计60分） 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3、 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术 5.扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带 线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、 应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、 数据融合及管理、网络安全、应用层技术 9.IEEE 标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理 引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和 预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有：_800MHz___915M__、、___5GHz 13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整 性鉴别问题。 15.规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为 28 s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度，即78 s b)分布协调功能帧间间隔DIFS ，DIFS长度=PIFS +1个时隙长度，DIFS 的长度为 128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。 17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容包括了：接入速率、工作 信道、认证加密方法、网络访问权限等 18.传感器是将外界信号转换为电信号的装置，传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电 路三部分组成 19.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成 20.物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖 万物的网络。RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。 二、基本概念解释（每题5分，共40分） 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制: 当某个站点（源站点）有数据帧要发送时，检测信道。若信道空闲，且在DIFS时间内一直空闲，则发送这个数据帧。发送结束后，源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧，还需要等待SIFS时间，然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧，则说明没有发生冲突，这一帧发送成功。否则执行退避算法。
无线物理层安全通信中的波束成形技术研究
目录 摘要 (i) Abstract (v) 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 研究背景及意义 (1) 1.2.1 物理层安全的发展概况 (1) 1.2.2 物理层安全的应用前景 (3) 1.3 国内外研究现状 (5) 1.3.1 物理层安全的研究现状 (5) 1.3.2 物理层安全通信中波束成形技术的研究现状 (8) 1.4 研究思路及组织结构 (11) 1.4.1 研究思路 (11) 1.4.2 组织结构 (12) 第二章信道状态信息理想情况下的波束成形算法研究 (15) 2.1 引言 (15) 2.2 系统模型 (16) 2.2.1 MGWC模型 (16) 2.2.2 MG-MRWC模型 (16) 2.3 MISOME系统中的波束成形算法 (17) 2.3.1 最优波束成形算法 (18) 2.3.2 迫零波束成形算法 (18) 2.3.3 信漏噪比波束成形算法 (19) 2.3.4 算法性能分析 (19) 2.4 MG-MRWC系统中最大化保密和速率的波束成形算法 (26) 2.4.1 第I类迫零波束成形算法 (26) 2.4.2 第II类迫零波束成形算法 (27) 2.4.3 加强信漏噪比波束成形算法 (29) 2.5 MG-MRWC系统中基于信干噪比平衡的波束成形算法 (30) 2.5.1 半定松弛波束成形算法 (30) 2.5.2 迫零信干噪比平衡波束成形算法 (30)
2.5.3 修正信漏噪比波束成形算法 (32) 2.6 仿真结果及分析 (35) 2.6.1 最大化保密和速率 (35) 2.6.2 信干噪比平衡 (36) 2.6.3 复杂度分析 (39) 2.7 本章小结 (40) 第三章信道状态信息误差情况下的波束成形算法研究 (43) 3.1 引言 (43) 3.2 基本模型 (43) 3.2.1 信道误差建模 (43) 3.2.2 鲁棒设计准则 (46) 3.3 确定误差模型下最大化保密速率的鲁棒波束成形算法 (47) 3.3.1 信号模型 (47) 3.3.2 基于最差性能的鲁棒波束成形算法 (48) 3.4 随机误差模型下最大化保密速率的鲁棒波束成形算法 (50) 3.4.1 基于中断性能的鲁棒波束成形算法 (50) 3.4.2 基于平均性能的鲁棒波束成形算法 (52) 3.5 仿真结果及分析 (56) 3.5.1 确定误差模型 (56) 3.5.2 随机误差模型 (58) 3.6 本章小结 (63) 第四章统计窃听信道信息情况下的波束成形算法研究 (65) 4.1 引言 (65) 4.2 MISOSE系统中最小化总发送功率的功率分配算法 (65) 4.2.1 信号模型 (65) 4.2.2 基于QoS准则的鲁棒发送设计 (66) 4.3 MIMOME系统中最小化总发送功率的功率分配算法 (70) 4.3.1 信号模型 (70) 4.3.2 中断概率约束下的鲁棒发送设计 (71) 4.4 MISOME系统中有限反馈波束成形算法的保密性能分析 (76) 4.4.1 信号模型及基本假设 (76) 4.4.2 有限反馈波束成形算法的保密速率 (77) 4.4.3 渐近保密性能分析 (78) 4.5 仿真结果及分析 (83)
无线传感器网络的应用研究
1武警部队监控平台架构介绍与设计 1.1监控系统的系统结构 基站监控系统的结构组成如上图所示，主要由三个大的部分构成，分别是监控中心、监控站点、监控单元。整个系统从资金、功能以及方便维护性出发，我们采用了干点加节点方式的监控方法。 监控中心（SC）：SC的定义是指整个系统的中心枢纽点，控制整个分监控站，主要的功能是起管理作用和数据处理作用。一般只在市级包括（地、州）设置相应的监控中心，位置一般在武警部队的交换中心机房内或者指挥中心大楼内。 区域监控中心（SS）：又称分点监控站，主要是分散在各个更低等级的区县，主要功能是监控自己所负责辖区的所有基站。对于固话网络，区域监控中心的管辖范围为一个县/区；移动通信网络由于其组网不同于固话本地网，则相对弱化了这一级。区域监控中心SS的机房内的设备配置与SC的差不多，但是不同的是功能不同以及SS的等级低于SC,SS的功能主要是维护设备和监控。 监控单元（SU）：是整个监控系统中等级最低的单元了，它的功能就是监控并且起供电，传输等等作用，主要由SM和其他供电设备由若干监控模块、辅助设备构成。SU侧集成有无线传感网络微设备，比如定位设备或者光感，温感设备等等。 监控模块（SM）：SM是监控单元的组成部分之一，主要作用监控信息的采集功能以及传输，提供相应的通信接口，完成相关信息的上传于接收。
2监控系统的分级管理结构及监控中心功能 基站监控系统的组网分级如果从管理上来看，主要采用两级结构：CSC集中监控中心和现场监控单元。CSC主要设置在运营商的枢纽大楼，主要功能为数据处理，管理远程监控单元，对告警信息进行分类统计，可实现告警查询和存储的功能。一般管理员可以在CSC实现中心调度的功能，并将告警信息进行分发。而FSU一般针对具体的某一个基站，具体作用于如何采集数据参数并进行传输。CSC集中监控中心的需要对FSU采集的数据参数进行报表统计和分析，自动生产图表并为我们的客户提供直观，方便的可视化操作，为维护工作提供依据，维护管理者可以根据大量的分析数据和报表进行快速反应，以最快的速度发现网络的故障点和优先处理点，将人力资源使用在刀刃上。监控中心CSC系统的功能中，还有维护管理类，具体描述如下： 1）实时报警功能 该系统的报警功能是指发现机房里的各种故障后，通过声音，短信，主界面显示的方式及时的上报给操作者。当机房内的动力环境，空调，烟感，人体红外等等发生变量后，这些数据通过基站监控终端上传到BTS再到BSC。最后由数据库进行分类整理后存储到SQLSEVRER2000中。下面介绍主要的几种报警方式： 2)声音报警 基站发生告警后，系统采集后，会用声卡对不一样的告警类别发出对应的语音提示。比如：声音的设置有几种，主要是以鸣叫的长短来区分的。为便于引起现场维护人员的重视紧急告警可设置为长鸣，不重要的告警故障设置为短鸣。这样一来可以用声音区分故障的等级，比方某地市的中心交换机房内相关告警声音设置，它的开关电源柜当平均电流达到40AH的时候，提示声音设置为长鸣，并立即发生短信告警工单。如果在夜晚机房无人值守的情况下：
无线传感器网络期末复习题
《无线传感器网络原理与应用》复习题 一、填空题： 1.无线传感器网络的三个基本要素是：、和。 2.无线传感器网络实现了、? 和的三种功能。 3.无线传感器网络包括四类基本实体对象：目标、观测节点、和 。 4.根据无线传感器网络系统架构，无线传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor node)、和。 5.无线传感器节点通常包含四个模块，他们是：数据采集模块、、无线通信模块和。 6.无线传感器网络的协议栈包括物理层、、、传输层 和，还包括能量管理、移动管理和任务管理等平台。 7.无线传感器网络的MAC层和物理层协议采用的是国际电气电子工程师协会(IEEE)制定的协议。 8.无线通信物理层的主要技术包括、、调制技术 和。 9.在无线通信系统中，有三种影响信号传播的基本机制：、绕射和。 10.无线传感器节点处于、接收状态、侦听状态和时单位时间内消耗的能量是依次减少的。 11.无线传感器网络MAC协议根据信道的分配方式可分为、 和混合式三种。 12.根据无线传感器网络不同的应用可以将其路由协议分为五类，你知道的有：、、。（任意给出3种）。 13. IEEE 标准将无线传感器网络的数据链路层分为两个子层，即和。 14. Zigbee的最低两层即物理层和MAC层使用标准，而网络层和应用层由Zigbee联盟制定。 15. Zigbee协议中定义了三种设备，它们是：、和Zigbee终端设备。
16.Zigbee支持三种拓扑结构的网络，它们是：、和。 17.无线传感器网络的时间同步方法有很多，按照网络应用的深度可 以划分三种：、和。 18.无线传感器网络的时间同步方法有很多，按照时间同步的参考时 间可以划分为和。 19.无线传感器网络的时间同步方法有很多，根据需要时间同步的不 同应用需求以及同步对象的范围不同可以划分为和。20.无线传感器网络定位技术大致可以划分为三类：、和 。 21.无线传感器网络典型的非测距定位算法有、APIT算法、 以及等。 22.无线传感器网络的数据融合策略可以分为、以 及。 23.无线传感器网络的故障可以划分为三个层次：、和 。 24. 根据网络提供服务的能力可以将QoS分为3种等级，分别是：、 和。 25. 传感器网络的支撑技术包括：、、及安全机制等。 26. 无线传感器节点的能耗主要集中在模块。 二、名词解释： 1.无线自组织网络 2.无线传感器网络(WSN) 3.基带信号 4.模拟调制 5.数字调制 6.物理信道 7.逻辑信道 8.路由选择 9.路由协议
一种低能耗层次型无线传感器网络拓扑控制算法
第36卷第4期自动化学报Vol.36,No.4 2010年4月ACTA AUTOMATICA SINICA April,2010 一种低能耗层次型无线传感器网络拓扑控制算法 康一梅1李志军2胡江3董吉昌4 摘要提出一种低能耗层次型拓扑控制算法(A low-power hierarchical wireless sensor network topology control algo-rithm,简称LPH算法).该算法是一种支持多跳网络、降低能耗的多级组网控制算法.它将拓扑控制分为组网和拓扑维护两个阶段,其中组网阶段包括选择簇头、标识簇头及簇内节点、优化拓扑三个任务,算法在各个阶段、各个任务中都考虑了节能.同时,在簇头选择时考虑了簇头节点分布均衡问题,通过优化拓扑降低簇内通信能耗.其次,通过静态地址与动态地址结合的方式提高网络层次及可维护性.本文详细介绍了LPH算法及其思想,给出算法的空间复杂度、时间复杂度及能耗分析,并基于NS2仿真工具,对LEACH、PEGASIS和LPH三种算法分别进行了模拟仿真,说明LPH算法的性能与优势. 关键词拓扑控制算法,多跳网络,分簇拓扑算法,低能耗,网络生存期 DOI10.3724/SP.J.1004.2010.00543 A Low-power Hierarchical Wireless Sensor Network Topology Control Algorithm KANG Yi-Mei1LI Zhi-Jun2HU Jiang3DONG Ji-Chang4 Abstract In this paper,a low-power hierarchical wireless sensor network(WSN)topology control algorithm,which is called LPH,is presented.LPH is a multi-level topology control algorithm.In this algorithm,the topology control is divided into two phases:network building and network maintaining.The phase of network building includes three tasks: cluster head election,cluster head and nodes identi?cation,and topology optimization.LPH provides solutions to reduce energy consumption in every phase and every task.LPH also provides a solution to balance the distribution of the cluster head nodes.On the other hand,the algorithm extends the network-level and improves the maintainability of WSN by using combination of the static address and dynamic address.The paper analyzes space complexity,time complexity and energy consumption of LPH.Finally,this paper introduces the simulation of LEACH,PEGASIS and LPH algorithms based on NS2,and analyzes the simulation results. Key words Topology control algorithm,multi-hop network,clustered topology algorithm,low power,network life cycle 网络拓扑结构是自组织无线传感器网络中路由算法、MAC协议、数据融合、时间同步和目标定位等的基础,好的网络拓扑控制算法能够提高通信效率和网络拓扑结构的鲁棒性、节省能量,并延长网络的生存期. 基于分簇机制的层次型拓扑控制算法是目前常用的一类拓扑控制算法.层次型拓扑控制算法的关键在于推选出合适的簇头节点.近年来,研究人员提出了多种传感器网络的层次型拓扑控制算法[1?9]: Heinzelman等提出的LEACH层次型拓扑控制算法[1],在每个数据收集的周期开始,一小部分节点随机成为簇头,在数据传输阶段,簇头以单跳通信的方 收稿日期2008-07-10录用日期2009-09-19 Manuscript received July10,2008;accepted September19, 2009 1.北京航空航天大学软件学院嵌入式实验室北京100083 2.西门子(中国)研究院无线通信部北京100102 3.中国兵器工业计算机应用技术研究所北京100102 4.握奇数据系统有限公司平台开发中心北京100102 1.Embedded Software Laboratory,College of Software,Bei-hang University,Beijing100083 2.Wireless Communications Department of Siemens(China)Corporate Technology,Beijing 100102 3.Beijing Institute of Computer Application and Technology,Beijing100102 4.Platform Develop Department of Watchdata System Co,Ltd.,Beijing100102式将融合后的数据传输给Sink节点.为了提高簇的生成质量,Heinzelman等又提出了集中式的层次型拓扑控制算法LEACH-C以及考虑节点能量的算法[2].Lindsey等提出的PEGASIS算法将网络中的节点组织为链状,数据在链上经融合处理,最后传输至汇聚点[3],算法需要知道每个节点的位置信息,为了延长网络的生命周期,节点只需要和它们最近的邻居之间进行通信.节点与汇聚点间的通信过程是轮流进行的,这种轮流通信机制使得能量消耗能够统一地分布到每个节点上,因此降低了整个传输所需消耗的能量.Dasgupta等提出了一种基于分簇的启发式算法来最大化网络的存活时间,算法需要知道节点的位置信息和能量信息[4].Choi等提出两阶段分簇协议TCP,在簇内构造多跳路由链路以节约能量[5]. 近年来,国内也提出了很多新的拓扑控制算法: EEUC高效非均匀分簇算法通过以主动的方式来均衡网络中所有节点的能量消耗,特别是均衡簇头的能量消耗[6].EC-LEACH算法通过对LEACH算法中的簇头选举阈值的修改以及让簇头主动“让贤”的方法选择簇头,从而达到平衡网络节点消耗的目的[7].DCPC基于能量保护的分布式拓扑控制算法
无线通信系统中物理层安全技术探讨
移动通信│MOBILE COMMUNICATION 18 2018年第1期无线通信系统中物理层安全技术探讨 高宇鑫 中兴通讯股份有限公司，广东惠州518000 摘要：随着无线通信技术的发展，通信设备逐渐呈现小型化、多样化发展，在一定程度上提升了数据传播速率。由于无线传输通道具备广播特点，因此对通信保密有了更加严格的要求。最近几年，在物理层安全技术中，主要采取了传输链路物理特点，在物理层编码、调制以及传输方式的基础上实现了安全性通信，在各个学术界中受到了广泛关注和应用。因此，主要论述了传统安全传输技术和物理层安全技术存在的不同性，然后研究了物理层中的多天线分集技术、协作干扰技术以基于信道物理层安全技术，最后提出了物理层安全技术未来发展范围。 关键词：无线通信系统；物理层安全技术；未来发展范围 中图分类号：TN929.5文献标识码：A Discussion on Physical Layer Security Technology in Wireless Communication System Gao Yuxin ZTE Corporation, Guangdong Huizhou 518000 Abstract:With the development of wireless communication technology, communication devices have gradually become smaller and more diverse, which has improved the data transmission rate to some extent. Because the wireless transmission channel has broadcast characteristics, there is a stricter requirement for confidentiality of communication. In recent years, in the physical layer security technology, the physical characteristics of the transmission link have been adopted, and security communication has been implemented on the basis of physical layer coding, modulation, and transmission methods. It has attracted wide attention in various academic circles and application. Therefore, it mainly discusses the differences between the traditional security transmission technology and the physical layer security technology. Then it studies the multi-antenna diversity technology and cooperative interference technology in the physical layer based on the channel physical layer security technology, and finally proposes the future development scope of the physical layer security technology. Keywords:wireless communication system; physical layer security technology; future development range 无线通信技术的出现，在一定程度上丰富了人们的生活水平，尤其是在通信应用区域内，极大地增强了通信水平和整体能力。可是，在无线通信信道中，由于受到固有广播性、开放性以及传输链路不稳定性等因素的影响，因此无线通信系统与传统的有限通信系统相比较而言，更容易受到非法用户的监听和侦察，从而引发传输数据流失等现象。最近几年，出现的小米移动云泄露等情况，都说明了信息安全在无线通信领域中起到的重要性。所以，设计安全、高效稳定的无线通信系统在国家安全、商业机密等内容中，占据十分重要的地位。创新安全通信，可以增强国际现代化水平，提升我国的竞争力。1 无线通信系统中物理层安全技术发展背景 传统的安全技术主要采取密钥管理、身份确认等方式，其安全机制建立在计算机密码学方法的基础上，在应用计算机网络上层协议的设计中增强信息的准确性。传统安全技术一般依靠破解生成密钥需要较高的计算复杂度来提高加密算法的有效性，但是在计算能力不断提升和信息运输场景呈现多样化的背景下，传统密钥体系面临着严峻的挑战。其中存在的不足主要表现在以下几点： 第一，随着计算水平的不断提高，尤其是量子计算的出现，以计算复杂度为基本理论基础设计的现代
无线携能通信网络的物理层安全研究
无线携能通信网络的物理层安全研究 当今世界,无线通信技术飞速发展,不断地改变着人们获取和发送信息的方式以及世界范围内信息的传递方式。但由于无线信道的开放特性,信息在传输的过程中极易受到非法用户的干扰或窃听,从而导致保密信息泄露。物理层安全技术利用无线信道的物理特征进行协议设计从而达到保密传输的目的,可以有效提高通信系统的整体安全性能。与此同时,组成无线通信网络的各类终端设备功能更强,工作强度更大,耗费的电量更多,能量不足成为网络服务质量提升的阻碍。无线携能通信网络通过能量采集技术向无线设备补充能量,可以有效延长无线网络的寿命。将物理层安全技术与无线携能网络相结合,既可以增强无线信息传输的安全性又可以缓解网络设备能量不足的问题,因此本文对无线携能通信网络的物理层安全性能展开研究,具体工作包括以下两个方面:研究了不同物理层安全策略对无线携能通信网络安全性能的影响。首先,在无线携能通信网络中加入干扰节点,分析了人工噪声对系统安全性能的影响。理论分析和仿真结果表明,干扰节点的加入可以有效提高系统的安全性能。其次,考虑了源节点与窃听节点之间存在直传链路的场景,中继节点采用随机转发协议转发保密信息。分析表明,通过合理的协议设计,可以降低窃听节点译码成功的几率。最后,针对存在多个中间节点的无线携能通信网络,提出了一种中继与干扰节点的选择策略。本文推导得出了系统安全中断概率的闭式表达式,并通过仿真对理论结果进行了验证。仿真结果表明合理选择中继与干扰节点可以获得更好的安全性能。针对包含多个供电基站
和多个中间节点的无线携能通信网络,提出了一种联合中继与干扰节点选择的安全传输策略。首先,根据供电基站-中间节点之间的信道增益选择最优的供电基站。其次,通过综合考量供电基站-中间节点、中间节点-目的节点以及中间节点-窃听节点的信道增益选择出最佳的中继与干扰节点。最后,分析了系统的安全中断性能,推导得到了系统安全中断概率的闭式表达式,并通过仿真对理论结果进行了验证。仿真结果表明了本文提出的中继与干扰节点联合选择策略优于现有节点选择方案,并与穷举法获得的最佳策略性能接近。