认知超宽带无线通信系统及关键技术分析(1)

认知超宽带无线通信系统及关键技术分析

陈国东,夏海轮,武穆清

(北京邮电大学宽带通信网络实验室,北京　100876)

摘　要:　分析了认知无线电技术与超宽带技术相结合的必要性及可行性,阐述了认知超宽带(C UW B )无线

通信系统的基本工作原理,描述其认知过程,给出系统认知循环的处理模型,并在此基础上设计出了系统的结

构框架,最后对C UW B 系统的若干关键技术进行了探讨1

关键词:　认知超宽带;认知循环处理模型;系统框架;频谱感知

中图分类号:T N77 文献标识码:A 文章编号:100528036(2007)0320262206

收稿日期:2007202220

基金项目:国家自然科学基金项目(N o.60372101)资助.

作者简介:陈国东(1978-),男(汉族),江西抚州市人,北京邮电大学宽带通信网络实验室博士生,研究方向:超宽带和认知无线通信.

1　引　言

随着无线技术的快速发展,可用的频谱资源越来越少,近年来,一类重用频谱资源的无线技术被相

继提出,这其中最典型的就是超宽带无线通信技术(Ultra Wideband ,UW B )[1]和认知无线电技术(C ognitive

Radio ,CR )[2～6].UW B 是采用频谱重叠的方式占用一段极宽的带宽,并严格限制其信号的发射功率以尽

可能少地给现存系统带来有害干扰;而CR 技术的核心则是通过动态频谱感知来探测“频谱空洞”,合理地机会占用此临时可用的频段,并自适应地随着感知结果而动态地改变系统传输参数以规避高优先级的授权主用户.UW B 技术主要是定位于个域网WPAN 中的应用;CR 则主要应用于无线区域网WRAN 的构建中,它是可以感知外部RF 环境的智能通信系统,也是软件无线电(S oftware Radio ,SWR )的进一步智能化发展.在这两种无线新技术背后的核心思想都是无害地共享可用的频谱资源,尽管它们共享频谱及与其他系统共存的方式不同,但都极大地提高了频谱利用率,以缓解日益增长的无线业务需求与日渐匮乏的频谱资源之间的矛盾.然而,这两种非常有前景的技术在自身的发展中却面临一些困境,为了使它们更快地走向实际应用,本文提出了把超宽带技术和认知无线电结合起来,构建一种认知超宽带(C ognitive Ultra Wideband ,C UW B )的无线通信系统.

2　CR 与UW B 结合的必要及可行性

由于UW B 的超宽带特性以及无线电频率管理的两个基本原则,UW B 系统在共享频谱时不得对已有的窄带系统造成有害干扰,同时它也要避开可能受到来自其他系统的强窄带干扰.目前针对UW B 系统本身进行的优化设计,大多集中在UW B 脉冲信号波形的设计与优化上.但是,众多研究表明,依照这种思路要想设计出既符合各相关机构制订的频谱掩模约束,又可避免相互干扰的脉冲波形是非常具有

2007年8月

第16卷　第3期中央民族大学学报(自然科学版)Journal of the CUN (Natural Sciences Edition )Aug.2007V ol.16　N o.3

挑战性的.该设计方法由于没有和外界环境交互或者说没有和其他节点及系统协作,因此缺少了对周围射频环境的了解,使得UW B 系统的频谱共享缺乏灵活性,系统间共存缺少针对性,限制了UW B 系统性能和频谱利用率的进一步提高.若结合感知无线电具有能感知周围环境特别是频谱操作环境的特

性,把CR 技术引入到UW B 系统的研究和设计中来[7～8],就给UW B 面临的上述问题提供了一种全新的

解决思路,并有可能设计出一种全新的高性能UW B 系统.采用频谱感知技术能够提高频谱利用的灵活性,改善频谱共享,有效抑制窄带干扰,与其他系统更好地共存,同时还可潜在地提高频谱的利用率,提高数据传输速率和UW B 系统的整个性能.

另一方面,CR 的前景虽然非常诱人,但它必须得到用户的认可与信任,而且目前相关的理论和关键技术还不成熟.由于CR 具有SWR 所拥有的自适应性和重配置能力,在发展过程中也必将遇到SWR 所遭遇的复杂的射频前端设计的挑战,而UW B 技术本身所固有的易数字化及扩展性,使得其适合成为支持通用的物理层技术,从而也使得CR 技术的发展避开了SWR 发展过程中所碰到的难题.UW B 技术将解决CR 实现上遇到的一些难题,超宽带系统天线和信号的超宽带特性使其便于进行测频,而且系统使模数转换器尽量靠近天线端并迅速进入数字信号处理领域的能力将给CR 的发展带来机遇.因此,把CR 技术和UW B 相结合研究是完全必要和可行的,当前C UW B 系统的研究正在成为UW B 技术后续研究的一个主要方向.

3　CUW B 系统概述

311　CUWB 系统工作原理

本文所提的认知超宽带(C ognitive Ultra Wideband ,C UW B )无线通信系统,是结合认知无线电和超宽带技术的主要优点来联合设计研究的一种智能无线系统,是一种基于频谱感知的具有自适应辐射掩模(功率谱密度)和灵活波形的新型超宽带系统.该系统的基本原理主要是利用CR 能够感知周围的频谱环境和UW B 系统易于数字化软件化的特性,依据感知得到的频谱信息和动态频谱分配策略来自适应地构建UW B 系统的频谱掩模,并生成相应的频谱灵活的自适应脉冲波形,根据信道的状态信息进行自适应的发射与接收.由于具有环境感知功能,C UW B 系统的特性及相关操作流程与现行超宽带系统相比发生了显著的变化,同时,由于UW B 与CR 共享频谱的方式存在本质上的差异,这使得C UW B 的认知循环过程与一般的CR 系统也不尽相同.因此,必须首先对C UW B 系统的特性及通信流程进行描述,定义系统对环境的认知及自适应过程.

在当前CR 技术的研究中,由于认知无线电技术尚处于起步阶段,对于该技术的主要功能及认知循环过程还处于讨论之中.随着对CR 技术的不同认识,不同的研究学者及相关研究机构在研究与设计认知无线电的总体框架中所涉及的具体内容有所不同,基于的认知循环模型也不同.其中,最典型的是

Mitola 博士[3]提出的基于机器学习和模式推理的认知循环模型,包括了一系列的认知学习步骤.它主要

是采用无线电知识描述语言(Radio K nowledge Representation Language ,RK R L ),通过基于模式的推理来与网络进行智能交流,主要涉及到高层次协议的研究与设计.然而,Mitolo 并没有提出相应的实现具有认知功能的物理层和MAC 层体系结构的底层支撑技术,且其提出的认知循环过程比较复杂,他认为认知无线电系统应该具备检测、分析、调整、推理、学习等能力.但是考虑到系统认知功能的智能化水平与实现复杂度方面的折中,我们结合UW B 系统特性对C UW B 系统的认知过程进行了简化处理,使其具备检测、分析和调整这三个最基本的认知能力,同时,充分利用UW B 具有精确的测距与位置定位能力来辅助进行信道状态的估计,甚至可以辅助计算干扰温度的空间分布,以使C UW B 系统上层能够建立在现实的物理层模型之上,如图1所示.

在该模型中,C UW B 系统认知循环处理过程是从接收机检测射频激励信号开始的,通过在一个宽的频带上感知频谱环境来估算干扰温度及探测频谱空洞,根据RF 环境感知的结果信息来动态构建

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图1　CUW B 系统的认知循环处理模型

Fig.1　CUW B system cognitive cycle m odel

C UW B 系统的辐射掩模,以约束UW B 信号的发射,确保UW B 与该频带上其他系统无干扰地共存.发射机需要根据接收机反馈的频谱及信道状态信息进行动态频谱管理及发射功率控制以形成C UW B 系统的自适应功率谱,并产生与之相匹配的频谱灵活的自适应脉冲信号.由于频谱环境是个多维的空间,信道实际上是建立在时间、频率、空间和用户网络的多维空间上的,因此对频谱环境的感知不仅仅简单地涉及该频段上的功率分布剖面,还涉及该频带上相关信号的分析与识别及干扰的测量,以便使数据的传输能在频谱空间的所有维上得到优化.

312　CUWB 系统框架

CR 和UW B 的结合给无线通信领域带来了一种崭新的观念,提供了一种全新的频谱管制和使用的方式.这些新的概念也使得传统上的一些无线系统设计经验很难派上用场.由于C UW B 系统设计在多层上都面临着物理层新特性带来的挑战,如独特的频谱感知功能对MAC 层和网络路由协议带来的影响等,因此在研究中,我们采用了分层功能抽象和跨层联合设计的方法对C UW B 系统的整个结构框架进行了研究设计,如图2所示.

图2　CUW B 系统框架图Fig 12　CUW B system framew ork

首先,依照IS O 分层方法来构建C UW B 系统的分

层框架,主要是研究C UW B 系统物理层(PHY )和MAC

层的问题.C UW B 系统的这种分层框架主要是基于现

有的UW B 无线通信分层模型的基础上(本文在网络层

上直接选用了适用于超宽带通信的Ad H oc 网络协

议),在物理层加入独特的认知功能和MAC 层的自适

应能力.逻辑上,为了更好地分析并突出认知功能,可

以把感知模块从物理层中单独地列出.感知模块负责

估算子频段的干扰温度、探测频谱空洞、识别活动的其

他用户信号,物理层主要负责定位及测距、信道状态估

计、自适应调制/编码和频谱灵活的自适应脉冲信号波

形生成.在自适应脉冲信号波形生成上,C UW B 系统可通过修改相应的脉冲生成子模块的算法来无缝地产生不同频谱形状的发射信号波形,从而对频谱环境的变化做出动态的反应.MAC 层则主要包括优化传输参数,自适应速率反馈,协作感知及分配资源.其次,在跨层联合设计中[9],如何将分散在各个子层的特性参数协调融合,以提升系统的整体性能,这就对

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系统设计提出了新的挑战.在研究与设计中,可先对C UW B 系统底层从概念上定义一定范围的参量,即在PHY 和MAC 中明确地定义频谱信息、数据速率、信道状态信息、链路范同、位置信息、电源消耗等参量.同时,把上层能利用的物理层感知到的信息及MAC 子层信息进行汇聚,使得底层信息可以方便地提供给上层网络使用.如,在研究设计C UW B 网络层路由协议和算法时,可根据底层信息汇聚模块传递上来的周围频谱环境信息及位置信息,自适应地选择路由以避开干扰区域.底层信息汇聚可极大地提高跨层信息传递的效率并简化跨层设计模型,减少了层与层之间的消息或信令传递.

4　CUW B 系统关键技术探讨

411　频谱感知

由于干扰温度要能有效地起作用需建立在自适应或实时的基础上,因此,需要一个系统来测量频带内的干扰温度,并把测量的结果信息告诉受限的设备以便此设备采取恰当的处理g o 使频带内的干扰温度维持在干扰温度限之内.如,某区域的授权用户接收机定期进行干扰温度的测量,并把测量结果信息传送给一控制中心,经过处理后,在控制中心处就能形成该区域的干扰温度分布图.该区域内的各受限设备受该中心广播的消息控制.但是这种办法由于需要对主设备进行改造或者另外构建一套基于干扰温度测量的频谱管理基础设施,这正是IEEE802122WRAN 无线区域网采取的办法,故从目前来看在UW B 系统中采用这种感知机制是不可行的.在UW B 系统中应采用一种相对简单的不涉及到改造其他类设备的办法即在单个受限设备上实现干扰温度的测量和自适应传输的整个过程.具体来说就是,受限设备先测量本地的干扰温度,然后再附加上自身对RF 环境的干扰部分,若这个计算结果值小于本地设定的干扰温度限则可以发射,否则就必须采取适当的措施来使本地该频段的干扰温度降低至干扰温度限之下.在这种情况下,可视应用场景的不同采取不同的处理.一种方法是避开该段频率,重新选择不同的频率进行传输.还有就是继续使用该段频率,但相应地调整发射功率,以使其传输不再引起不可接受的干扰温度.因此,在设计C UW B 系统时,我们可以基于此种方法进行干扰温度的测量来动态地生成C UW B 系统的自适应辐射掩模,并以此为基础来调整UW B 传输的功率谱密度,构建具有自适应传输机制的UW B 系统.这种具有自适应辐射掩模的C UW B 系统将有很大的灵活性,与当前UW B 系统预先严格地限定其辐射掩模的机制大大地不同,相比而言具有许多优点.

412　CUWB 系统动态频谱管理

在对周围RF 环境感知而动态构建了UW B 辐射掩模之后,动态频谱分配在C UW B 系统的研究与设计中就显得非常重要.一个CR 能够感知某个特定的频段是否正被使用,如果没有被用,它就能依据一定的规则占用此频段,且不会给相关的授权用户造成有害干扰;若该频段的授权用户之后义重新启动了传输,则该CR 用户可以避开该频段.由此,我们可以看出CR 技术要能起作用,关键的一步在于它在感知频谱环境后,采用合理的频谱分配策略来无干扰地占用某一时间或空间上可用的频谱空洞.因此,借鉴当前CR 技术研究中的一些思路,在本研究中,C UW B 系统根据干扰温度的测量和频谱空洞的探测结果信息,也要进一步采取恰当的处理,即基于频谱感知信息在自我频谱分配策略的指引下生成自适应的功率谱密度.这里需要解决的主要问题是制定相应频谱空洞的占用原则和频谱共享策略,包括对占用时间的限制、功率级别、保护频段的设定和多个C UW B 用户之间如何协调共用可得的资源等.不难理解,这将受到频带的干扰温度和可用频谱空洞数这两个因素的影响.在设计中,可以依据一定的规则把UW B 的工作频段划分为若干子带,不同的子带组对应不同的频谱池.在每个频谱池中,根据频谱探测的结果对各子带进行相应的标志,以供按需占用.如,可根据带宽需求、传输距离和其他的流量特性来选取可用的频谱以支持不同的应用.子带的占用数目将依赖于子带中子信道的质量和单个子带的带宽及所建立连接的Q oS 需求.同时,由于频谱空洞只能保持一段不确定的时间,因此,频谱管理还必须要对其进行不断的监测,并在其他系统用户重新出现时,有一套完备的退让和替代策略.这时,C UW B 用

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户可以启用预留的冗余子带以避开该频带或者在遵守干扰温度限约束的条件下通过改变自身的发射功率级别来避免产生有害干扰而继续使用该频段.

413　自适应传输机制

一个灵活的C UW B系统要求最佳地使用频谱感知和信道状态估计所探测的频谱及信道信息.在动态生成了UW B系统的辐射掩模和分配了资源后,C UW B系统启动通信传输,并使用自适应的传输机制来提供最佳的频谱利用率和系统容量,支持可变的符号速率,扩展传输距离及提高频谱感知可靠性,同时要避免给任何活动的其他系统用户带来有害干扰.而且,在多用户的环境中,这种自适应的传输机制应该能使各用户灵活地占用可得的频谱空洞,并能适应用户数和可用频带数的变化.这种灵活的传输将通过自适应的调制机制和自适应的脉冲信号波形生成机制来实现.在自适应的调制机制中,基于传播特性或干扰的测量,针对不同的UW B应用可以选择不同的频率段.系统根据占用的频段及其信道质量的不同将采用不同的调制/编码方式,并在不同的信道上进行功率及数位的分配.在自适应的脉冲信号波形生成机制中,支持频谱灵活的自适应脉冲信号产生,为动态生成的目标频谱设计与之相匹配的信号波形.在C UW B系统灵活的脉冲波形设计中,我们采用频域与时域相结合的设计方法,即先从频域出发根据频率掩模的约束条件在时域中来反求脉冲的波形,然后根据目标频谱的特定要求可在时域再进行波形的叠加,以满足更复杂的频谱掩模的要求.在这种方法下,一般涉及到既带限又时限的脉冲信号设计及叠加,其产生的频谱灵活的超宽带波形具有较强的自适应性.目前主要是利用扁长椭球波函数PSWF的良好特性来设计这种频谱灵活的自适应波形.

5　结　论

认知超宽带无线通信系统是一种具有自适应频谱接入能力和灵活波形的新型超宽带系统.将CR 技术和UW B相结合,不仅能够更好地解决UW B系统与其他系统间的频谱共享和系统共存问题,也为设计一种全新体系结构的高性能UW B系统提供了一种崭新的思路,而且进一步为最终实现完全智能化的CR技术奠定了基础,也为构建下一代自适应频谱接入系统提供了一种全新的选择.

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The Frame w ork and K ey Techniques of Cognitive U ltra

Wideband Wireless Communication System

CHE N G uo2dong,XI A Hai2lan,WU Mu2qing

(Broadband communication network lab,Beijing Univer sity o f Posts and Telecommunications,Beijing100876,China)

Abstract:In this paper,essentiality and feasibility of the research combined ultra wideband with cognitive radio were analyzed.Then,the paper expounded the operating fundament of cognitive ultra wideband(C UW B)wireless communication system,described the system cognitive cycle,gave a sim ple system cognitive cycle processing m odel,and established the framew ork of C UW B system based on cognitive m odel.Finally,the issues of s ome key techniques of C UW B system were analyzed.

K ey w ords:cognitive ultra wideband;system cognitive cycle;system framew ork;spectrum sensing

[责任编辑:杨　玉]

(上接第261页)

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An U nderstanding of Some B asic Conceptions in Singal Processing

by Primary K now ledge of G roup Theory

HE Jie

(Institute o f Nuclear and New Energy Technology,Tsinghua Univer sity,Beijing100084,China)

Abstract:The domains of time and frequency signals are viewed as tw o is om orphic groups,under the mapping of F ourier trans formation.Based on this,the in ference process of s ome formulae in signal processing courses can be sim plified,and conceptions are easily understood with the aid of s ome primary knowledge from abstract algebra.

K ey w ords:group theory;signal processing;is om orphism;F ourier trans formation;conv olution

[责任编辑:杨　玉]762

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超宽带UWB无线通信技术

超宽带（UWB）无线通信技术 摘要本文介绍了UWB的概念、主要技术特点，并把UWB与目前较为广泛使用的IEEE802.11、Bluetooth等短距离无线通信技术进行了比较，最后对UWB的应用前景进行了分析与展望。 UWB（Ultra Wide Band，超宽带）是一种以极低功率在短距离内高速传输数据的无线技术。这种原来专属军方使用的技术随着2002年2月美国联邦通信委员会（FCC）正式批准民用而备受世人的关注。UWB具有一系列优良独特的技术特性，是一种极具竞争力的短距无线传输技术。 1、UWB的概念 超宽带技术UWB（Ultra Wideband）是一种无线载波通信技术，即不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB是利用纳秒级窄脉冲发射无线信号的技术，适用于高速、近距离的无线个人通信。按照FCC的规定，从3.1GHz到10.6GHz之间的7.5GHz的带宽频率为UWB 所使用的频率范围。 从频域来看，超宽带有别于传统的窄带和宽带，它的频带更宽。窄带是指相对带宽（信号带宽与中心频率之比）小于1%，相对带宽在1%到25%之间的被称为宽带，相对带宽大于25%，而且中心频率大于500MHz的被称为超宽带。 从时域上讲，超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制，而UWB是利用起、落点的时域脉冲（几十纳秒）直接实现调制，超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行，而且以这一过程中所持续的时间，来决定带宽所占据的频率范围。 2、UWB的主要技术特点 UWB是一种“特立独行”的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。UWB解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、被截获的可能性低、系统复杂度低、厘米级的定位精度等优点。 UWB具有以下特点： 2.1抗干扰性能强 UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。 2.2传输速率高

无线通信的发展历程

无线通信系统的发展历程与趋势 现代无线通信系统中最重要的两项基础是多址接入（Multiple Access）和双工（Multiplexing）。从1G到4G的无线通信系统演进史基本上就是在这两项技术上进行不断改进。 多址接入技术为不同的用户同时接入无线通信网提供了可能性。给出了三种最典型的多址接入技术：FDMA、TDMA和CDMA的比较。 双工技术为用户同时接收和发送数据提供了可能性。两种最典型的双工技术：FDD模式和TDD模式。 中国无线通信科技发展史和未来走向范文 当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。 1 无线通信技术的发展历程 随着国民经济和社会发展的信息化，人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式，移动通信发展至今大约经历了五个阶段：第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有，采用短

波频及电子管技术，至该阶段末期才出现150MHZ VHF单工汽车公用移动电话系统MTS。 第二阶段为50年代到60年代，此时频段扩展至UHF450MHZ，器件技术已向半导体过渡，大都为移动环境中的专用系统，并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。 第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ，美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。 第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段，并逐步向个人通信业务方向迈进；此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行。 第五阶段为90年代中至今，随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起，其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进，包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。 2 第一代无线通信系统 采用频分多址（Frequency Division Multiple Access）技术组建的模拟蜂窝网也被称为第一代（First Generation，下称1G）无线通信系统。这些系统中，话务是主要的通信方式。由于采用模拟调制，这些

通信网络安全关键技术研究

通信网络安全关键技术研究 发表时间：2018-11-02T17:19:11.070Z 来源：《知识-力量》2018年12月上作者：胡晓玥姜天琪 [导读] 如今我们已经完全进入到了信息化的社会，大家越来越离不开计算机，计算机技术在人们的生活中发挥的作用越来越大。大家都知道，尽管计算机通信网络的作用 （渤海大学信息科学与技术学院，辽宁省锦州市 121000） 摘要：如今我们已经完全进入到了信息化的社会，大家越来越离不开计算机，计算机技术在人们的生活中发挥的作用越来越大。大家都知道，尽管计算机通信网络的作用非常大，但是其中存在着很多的安全风险因素，这就引起了社会广大群众的高度重视，有些计算机风险因素是通信网络自身造成的，还有的风险来源于恶意的外界攻击，本文主要分析的是通信网络安全的关键性技术，仅供参考。 关键词：通信网络；安全；关键技术 1通信网络安全风险分析 1.1内部原因 通信网络安全风险的内部原因指的是由计算机自身的原因造成的，比如说计算机硬件的问题，还有网络结构的问题等。计算机性能和质量主要是由计算机硬件设施决定的，尽管现在的计算机信息技术发展已经很成熟，但是网路系统庞大而且具有非常复杂的结构，所以时间长了计算机内部的组件就会遭到破坏，网络的安全性还受到网络结构设计的直接影响，因为网络各个系统之间的联系是非常紧密的，若是网路内部的安全性受到了威胁，那么整个网络危险将会不断的加大。在对网络结构进行设计的时候，需要将公开服务器和外网、内部网络进行隔离，从而保证通信网络的安全性，因为网络拓扑结构的设计若是有不足就会对网络安全性造成极大的影响和威胁。除此之外，为了保证具有问题的通信数据在进入到主机之前就将其拒绝，需要提前对外网服务请求进行筛选。 1.2外部原因 计算机通信网络安全会受到外部因素的影响，比如说自然环境归于恶劣或者是线路失火、断电以及黑客网络病毒等都可能会对计算机网络安全造成威胁，对计算机网络安全影响非常大的一个自然因素就是雷击，所以为了避免网络工程受到危害，在建设的过程中需要加入防雷的建设。黑客对网络安全造成的危机是难以防范的，由于计算机通信网络是一个开放的网络，而且对网络安全的防护机构也缺乏专业性，所以，黑客才会有更多的机会侵入网络，对计算机信息系统进行篡改、窃取，如果信息数据被泄露会使得信息系统的功能收到限制，不仅如此，还有可能造成严重的经济犯罪。计算机病毒传播范围是非常广泛的，而且病毒的危害还是非常大的，如果对计算机病毒的控制不当，可能会使得病毒侵入网络系统，导致系统瘫痪，一些重要的信息数据也会丢失，阻碍通信网络的正常运行。 2通信网络安全关键技术 2.1信息加密技术 所谓的信息安全其实是包含两个方面的内容的，其中一方面指的是网络信息传播的安全性，另一方面则是信息内容的安全性。为了保证网络信息传播的安全性，需要对由于有害信息传播引发的后果进行负责，所以，应该合理的控制网络信息，最主要的做法就是在信息传播时对所有的信息进行筛选个过滤，严禁有害信息的传播。为了保证网络信息内容的安全性，需要保证信息的真实性和保密性以及完整性，这也可以避免不法分子对网络信息系统的攻击，从而保护用户信息。为了保护通信网络安全，最常用的一种手段就是信息加密技术，运用此技术能够降低信息被盗的风险，避免信息在传输过程当中发生意外事故。在商务交易中应用信息加密技术是非常广泛的，主要是分为两种技术方法，分别是对称加密和非对称加密。其中对称加密是信息双方的加密和解密数据都是一样的，这种加密方式适用于含有较多数据量的信息，非对称加密信息指的是信息双方共同使用一对密钥。 2.2内部安全协议技术 在网络运行当中的任何一个环节都有控制协议的存在，互联网络之间的连接离不开控制协议，若是没有控制协议的支持互联网的连接将会受到严重的影响，通信网络中非常重要的控制协议发挥着重大作用，既可以保证资源的合理分配，而且还能够实现计算机通信的基本功能。网络内部安全协议存在着非常大的安全隐患，恶意攻击者想要破译网络安全协议，从而获取信息数据，所以要想实现内部安全协议技术，需要对信息数据进行鉴别。利用网络内部安全协议技术能够提高计算机的整体性能，加强计算机的安全性，保证数据传输的完整性。 2.3身份认证技术 身份认证技术主要指的是通过电子化手段对信息传输双方的身份进行确认，并进一步检查传输数据的完整性和真实性，这样做的目的就是对信息数据进行确认。现在，数字签名和数字证书两种方式是在计算机通信网络安全中得以认证的两种技术方法。对文章信息的认证，审核等工作，主要是通过数字签名来实现的，当对信息进行审核发现没有问题之后还应该负责文件生效的工作。为了实现数字签名技术，需要做一系列的准备工作，应该将散列函数和公开密钥算法进行有机结合，负责发送信息的一方参考散列函数把需要进行传输的信息转化成散列值，然后对其进行加密，通过私钥加密的散列值会自动转换成数字签名的形式，然后将信息进行传输。负责接收信息的一方在收到信息提醒之后，需要对数字签名进行破解，主要是通过发送者的公开密钥进行破解，之后再对解密达到的散列值和接收者自己推断的散列值进行对比分析，如果传输的信息是正确的话，那么，两个值数就应该是一样的。使用数字签名技术，可以对信息内容的真实性进行有效的鉴别，所以可以避免一些经过篡改伪造信息的传播。数字证书与数字签名有不同的地方，用户若想得到相关的数字证书，需要有专业机构的认证考核，通过之后才能得到数字证书，所以由此看来，数字证书与身份识别符类似，利用数字证书能够识别信息数据的真实性。 2.4网络入侵检测技术 通信网络技术的安全性受网络入侵的影响，而且影响程度是非常大的，一些非常重要的信息以及敏感程度较高的信息都会随着网络的入侵受到破坏。网络信息技术与之前相比已经有了很大的提升与进步，所以，在这个过程中大家对于网络安全性的要求也随之提高，为了保证网络的安全性，需要提高网络入侵检测技术的水平，此项技术也是预防安全风险的最关键的技术之一。如今随着信息技术的进步，网络完全威胁程度也越来越高，所以对网络入侵检测技术的要求也在不断地提高，已经不仅仅局限于对入侵程序进行拦截和定期进行安全监测，为了识别网络的安全状态，需要提高网络入侵检测技术的水平，所以需要分析计算机内部管理以及信息协议，从而对网络安全进行实

超宽带无线通信技术及应用

超宽带无线通信技术及应用毕业设计（论文）专业 ___________ 无线电技术 班次11613 ____________________ 姓名 ___________ 曾麒麟

指导老师 ________ 杨新明 成都工业学院 二0 一四年

超宽带无线通信技术及主要应用 摘要：相对有线通信，无线通信最大的优点在于其可移动性。但是，却要面对恶劣的无线通信环境和有限的频谱资源的挑战。与此同时，人们对无线通信系统的要求在不断地提高，希望其能提供更高的数据传输速率。在这样的背景下, 超宽带技术引起了人们的重视，已逐渐成为无线通信领域研究开发的一个热点。超宽带的核心是冲激无线电技术，其带宽大于目前所有通信技术的带宽，且抗干扰性能强、传输速率髙、系统容量大、功耗低等优点，满足10m之内的无线个人局域网。本文介绍了超宽带无线通信技术（UWB）的发展背景，并对脉冲信号波形的产生、调制技术进行了分析讨论，以及对UWB接收机技术、多址技术等方面进行了论述。本文仅对UWB技术在无线个人局域网和军用中的应用进行了论述，以及提出了UWB技术的不足之处和解决方案，最后对UWB技术的开发和发展前景作了展望。 ［关键词］超宽带无线通信技术；无线个人局域网；多址技术；脉冲调制

成都工业学院 通信工程系毕业设计论文

目录 前言 0 第1章绪论 (1) 第2章UWB技术简介 (3) 2.1超宽带无线技术的背景 (3) 2.2超宽带无线技术的概念 (4) 2.3超宽带无线技术的主要特点 (5) 2.4超宽带与其他近距离无线通信技术的比较 (6) 2.5超宽带系统对其它系统的干扰 (8) 第3章超宽带技术的关键技术 (9) 3.1超快带系统的基本模型 (9) 3.2脉冲成形技术 (9) 3.2.1超宽带系统对脉冲波形的要求 (10) 3.2.2 高斯脉冲的时域波形 (10) 3.2.3高斯脉冲的频谱特性 (12) 3.2.4形成因子〉对高斯脉冲的影响 (14) 3.3超宽带脉冲调制技术 (15) 3.3.1脉冲位置调制（PPM (16) 3.3.2脉冲幅度调制（PAM (16) 3.3.3多频带脉冲调制 (17) 3.4超宽带系统多址技术 (17) 3.4.1............................................................................................ TH-PPM 多址方 式18 3.4.2D S-CDMA 多址方式 (19) 3.4.3P CTH超宽带多址技术 (20) 3.4.4几种多址技术的比较 (20) 第4章超宽带接收机关键技术 (22) 4.1RAKE 接收机 (22) 4.2多径分集接收策略和多径合并策略 (23) 4.2.1多径分集接收策略 (23) 4.2.2多径合并策略 (24) 4.3 定时同步技术 (24) 4.4信道估计技术 (25) 第5章UWB技术的标准化进程及其应用 (26) 5.1UWB信号的频谱管理 (26) 5.1.1规范UWB言号频谱的必要性 (26) 5.1.2F CC关于UWB言号频谱的规范 (26) 5.2超宽带技术的应用 (27) 5.2.1超宽带技术在高速无线网络中的应用 (28)

无线局域网是无线通信专业技术与网络专业技术相结合产物

无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。 无线局域网概述 无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时，美国陆军研发出了一套无线电传输技术，采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年，夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络，称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机，采用双向星型拓扑连接，横跨夏威夷的四座岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛上。从此，无线网络正式诞生。 1．无线局域网的优点 （1）灵活性和移动性。在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。 （2）安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。 （3）易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。 （4）故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。

（5）易于扩展。无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。 由于无线局域网有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。 2．无线局域网的理论基础 目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即红外线和无线电波。按照不同的调制方式，采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。 （1）红外线（Infrared Rays，IR）局域网 采用红外线通信方式与无线电波方式相比，可以提供极高的数据速率，有较高的安全性，且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差，使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制，通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。 （2）扩频（Spread Spectrum，SS）局域网 如果使用扩频技术，网络可以在ISM（工业、科学和医疗）频段内运行。其理论依据是，通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）两种方式。

常用无线网络通信技术解析

常用无线网络通信技术解析 发表时间：2017-10-19T10:33:32.157Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：陶庆东 [导读] 摘要：随着我国信息技术不断发展，促进了无线网络通信技术的不断进步，出现了GPS检测、挖掘机器人设计等相关技术，在实际应用过程中，发挥了至关重要的作用，因此本文主要探讨了常用无线网络通信技术，旨在为相关工作者提供借鉴。 广东省电信工程有限公司广东东莞 523000 摘要：随着我国信息技术不断发展，促进了无线网络通信技术的不断进步，出现了GPS检测、挖掘机器人设计等相关技术，在实际应用过程中，发挥了至关重要的作用，因此本文主要探讨了常用无线网络通信技术，旨在为相关工作者提供借鉴。 关键词：无线网络；通信技术；分析 无线网络随着局域网的发展而不断发展，无线网络不需要进行布线，就可以实现信息传输，为人们的通信提供了较大的便利。无线网络不仅具有质量高的优点，同时还可以降低通信成本，所以在许多的领域中，都可以应用无线网络通信，以此提高各领域的工作效率，充分发挥无限网络的的应用优势。目前我国无线网络通信技术有很多种，与人们的生活也息息相关，所以应常用网线网络技术的深入的分析，以此不断提高无线网络通信技术水平。 1 无线广域网 无线广域网不仅可以实现与私人网络进行无线连接，同时还可以与遥远的观众进行无限连接。在无限广域网中，常使用的通信技术，主要有以下几种，GPS、GSM、以及3G，下面就针对这三种技术进行探讨。 1.1 GPS GPS是一项重要的定位技术，其主要基础为子午仪卫星导航系统，它可以在海陆空进行三维导航，同时还具有较强的定位能力，美国在1994年全面建成。GPS系统主要由GPS卫星星座、地面监控系统以及GPS信号接收机三部分组成，GPS系统的卫星共有24颗，它们在轨道平面上均匀分布，其主要负责两方面工作，其一是对卫星进行监控，其二计算卫星星历；对于GPS用户设备主要由两部分组成，一部分为GPS信号接收机硬件，另一部分为GPS信号接收机处理软件。GPS在工作过程中，通常利用GPS信号接收机，对GPS卫星信号进行接收，并对信号进行相应的处理，进行确定相关的信息，包括用户位置以及速度等等，以此实现GPS定位以及导航的目的。GPS系统具有一定的特点，包括操作简便、高效率以及多功能等，最初，在军事领域中应用GPS，随着GPS系统的不断发展，GPS应用范围越来越广，在民用领域中应用力度逐渐加大，特别是在工程测量中，可以实现全天候的准确监测，大大提高了工程测量的精度，促进工程测量的行业的不断发展。 1.2 GSM GSM是全球移动通信系统的简称，是蜂窝系统之一。GSM发展的较为迅速，在欧洲和亚洲，已经将GSM作为标准，目前在世界上许多的国家，都建立的GSM系统，这主要是因为GSM系统具有一定的优势，如稳定性强、通话质量高、以及网络容量等等，这主要是因为GSM系统在工作中，可以实现多组通话在同一射频进行，GSM系统一般主要有包括三个频段，即1800MHZ、900MHz以及1900MHz。 1.3 GPRS GPRS是指通用分组无线业务，它是一种新的分组传输技术，在应用过程中，GPRS具有较多的优点，包括广域的无线IP连接、接口传输速率块等等。在GPRS系统运行过程中，通过分组交换技术，一方面可以实现多个无线信号共一个移动用户使用，另一方面可以实现一个无线信道共多个移动用户使用。信道资源会在移动用户进行无数据传输过程中让出来，这样可以实现无线频带资源利用率的提升。 2 无线局域网 无线局域网主要指的网络传输主要通过无线媒介，包括无线电波以及红外线等。对于无线局域网通信技术覆盖范围，一般情况下，在半径100m左右，目前IEEE制订的无线局域网标准，主要采用的是IEEE802.11系列标准，对于网络的物理层，作出的主要规定，同时还规定了媒质访问控制层。该系列的标准有很多种，包括IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b等等,对此进行简单的介绍。 2.1 IEEE802.11 对于无线局域网络，最早的网络规定为IEEE802.11，2.4GHZ的ISM工作频段是其工作的主要频段，物理层主要采用技术主要有两项，即红外线技术、跳频扩频技术等等，主要能够解决两项问题，一种为办公室局域网问题，另一种为校园网络用户终端无线接入问题。IEEE802.11数据传输速率可以达到2Mbps，随着我国网络技术的发展，IEEE802.11也得到了研究和发展，陆续推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a,其中陆续推出了IEEE802.11b的数据传输速率可以达到11Mbps，IEEE802.11a的数据传输速率可以达到54Mbps，以此满足不断发展的高带宽带网络应用的需要、 2.2 IEEE802.11b 在现实生活使用中，我们可以将IEEE802.11b称作为Wi-Fi，2.4GHz频带是IEEE802.11b工作主要的频带之一，物理层主要由支持两个速率，即5.5Mbps和11Mbps，IEEE802.11b传输速率会受许多因素的影响，包括环境干扰和传输距离等，传输速率可以进行相应的切换。直接序列扩频DSSS技术是IEEE802.11b主要采用的技术。对于IEEE802.11b，可以将其工作模式可以分为两种，一种为点对点模式，另一种为基本模式，其中点对点模式是指两个无线网卡计算机之间的相互通信；基本模式还包括两种通信方式，一种为无线网络的扩充的时的通信方式，另一种指的是有线网络并存时的通信方式。 2.3IEEE802.11a 在美国，IEEE802.11a主要有三个频段范围，即5.15-5.25GHz、5.725-5.825GHz，物理层和传输层的速率可以达到54Mbps和 25Mbps，正交频分复用的独特扩频技术是IEEE802.11a主要采用的技术，通过该技术，可以实现传输范围的扩大，同时对于数据加密，可以达到152位的WEP。 3 无线个域网 在网络架构的底层，设置无线个域网WPAN，一般点对点的短距离连接使用无线个域网。对于无线个域网，使用的通信技术包括红外、蓝牙以及UWB等等，对此下面进行详细的介绍和分析。 3.1 蓝牙 蓝牙作为一种短距离无线通信技术，主要应用小范围的无线连接。蓝牙技术的传输速率为1Mbps，有效的通信范围在10m-100m范围，2.4GHz频段是蓝牙运行的频段，传输速率可以通过GFSK调制技术来实现，同时通过FHSS扩频技术还可以将信道分成若个的时隙，

超宽带(UWB)无线通信技术详解

超宽带（UWB）无线通信技术详解 作者：王德强李长青乐光新 近年来，超宽带(UWB)无线通信成为短距离、高速无线网络最热门的物理层技术之一。 许多世界著名的大公司、研究机构、标准化组织都积极投入到超宽带无线通信技术的研究、开发和标准化工作之中。为了使读者对UWB技术有所了解，本讲座将分3期对UWB 技术进行介绍：第1期讲述UWB的产生与发展、技术特点、信号成形及调制与多址技术，第2期对UWB信道、系统方案及接收机关键技术进行介绍，第3期介绍UWB的应用前景及标准化情况。 1 UWB的产生与发展 超宽带(UWB)有着悠久的发展历史，但在1989年之前，超宽带这一术语并不常用，在信号的带宽和频谱结构方面也没有明确的规定。1989年，美国国防部高级研究计划署(DARPA)首先采用超宽带这一术语，并规定：若信号在-20dB处的绝对带宽大于1.5GHz 或相对带宽大于25%，则该信号为超宽带信号。此后，超宽带这个术语才被沿用下来。

其中，fH为信号在-20dB辐射点对应的上限频率、fL为信号在-20 dB辐射点对应的下限频率。图1给出了带宽计算示意图。可见，UWB是指具有很高带宽比(射频带宽与其中心频率之比)的无线电技术。 为探索UWB应用于民用领域的可行性，自1998年起，美国联邦通信委员会(FCC)开始在产业界广泛征求意见。美国NTIA等通信团体对此大约提交了800多份意见书。 2002年2月，FCC批准UWB技术进入民用领域，并对UWB进行了重新定义，规定UWB信号为相对带宽大于20%或-10dB带宽大于500MHz的无线电信号。根据UWB系统的具体应用，分为成像系统、车载雷达系统、通信与测量系统三大类。根据FCCPart15规定，UWB通信系统可使用频段为3.1 GHz～10.6 GHz。为保护现有系统(如GPRS、移动蜂窝系统、WLAN等)不被UWB系统干扰，针对室内、室外不同应用，对UWB系统的辐射谱密度进行了严格限制，规定UWB系统的最高辐射谱密度为-41.3 dBm/MHz.。图2示出了FCC对室内、室外UWB系统的辐射功率谱密度限制。当前，人们所说的UWB是指FCC给出的新定义。

无线通信与网络实验报告

实验报告课程名称：无线通信与网络 实验项目：matlab仿真实验 实验地点： 专业班级：学号： 学生姓名： 指导教师： 2013年4月12日

实验1 卷积编码和译码的matlab仿真实现 一、实验目的 了解掌握如何使用matlab来进行卷积编码和译码的仿真。 二、实验内容 1、SIMULINK仿真模块的参数设置以及重要参数的意义 2、不同回溯长度对卷积码性能的影响 3、不同码率对卷积码误码性能的影响 4、不同约束长度对卷积码的误码性能影响 三、基本原理 本实验分为卷积编码和卷积译码两部分： 卷积编码的最佳译码准则为：在给定已知编码结构、信道特性和接收序列的情况下，译码器将把与已经发送的序列最相似的序列作为传送的码字序列的估值。对于二进制对称信道，最相似传送序列就是在汉明距离上与接收序列最近的序列。 卷积码的译码方法有两大类：一类是大数逻辑译码，又称门限译码(硬判决)；另一种是概率译码(软判决)，概率译码又分为维特比译码和序列译码两种。门限译码方法是以分组码理论为基础的，其译码设备简单，速度快，但其误码性能要比概率译码法差[2]。 当卷积码的约束长度不太大时，与序列译码相比，维特比译码器比较简单，计算速度快。维特比译码算法是1967年由Viterbi提出，近年来有大的发展。目前在数字通信的前向纠错系统中用的较多，而且在卫星深空通信中应用更多，该算法在卫星通信中已被采用作为标准技术。 采用概率译码的基本思想是：把已接收序列与所有可能的发送序列做比较，选择其中码距最小的一个序列作为发送序列。如果发送L组信息比特，那么对 于(n,k)卷积码来说，可能发送的序列有2kL个，计算机或译码器需存储这些序列并进行比较，以找到码距最小的那个序列。当传信率和信息组数L较大时，使 得译码器难以实现。维特比算法则对上述概率译码做了简化，以至成为了一种实

无线网络通信新技术的应用

无线网络通信新技术的应用 【摘要】文中对无线局域网中以无线电波、红外线等无线媒介来代替目前有线局域网进行了介绍。探讨了无线网络通信新技术，它们包括WiMAX技术、3G技术简介和UWB超宽带技术的介绍，指出随着无线网络通信新技术的应用，依靠网络为工具进行沟通和交流，已经成为时代的需要，需要人类更好地探索与开发。 【关键词】无线局域网；无线电波；无线媒介；网络通信 0.引言 无线局域网是指以无线电波、红外线等无线媒介来代替目前有线局域网中的传输媒介(比如电缆)而构成的网络。无线局域网内使用的通信技术覆盖范围一般为半径100m左右，也就是说差不多几个房间或小公司的办公室。当然实际的覆盖范围受很多因素影响，比如通信区域中的高大障碍物。无线网络通信技术作为下一代通信网当中最具有潜力的IT领域技术之一，业界越来越对关注无线网络通信技术的反战。随着移动通信和Internet的用户不断增长，各种通信技术陆续更新换代并相互融合，新的无线网络技术更是层出不穷，其中就有3G、WiMax 等。在这些技术当中，无线网络通信技术充当着一个核心角色，又由于当今用户对网络化、无线化移动化、便携化的强烈需求，各种数据业务需求相继出现。 1.无线网络通信新技术 改革开放30多年，随着高科技的发展，我国的通讯科技水平得到不断的提高和发展，网络不仅在传输带宽上得到了飞速的发展，在通信方面也演变出了迅猛的网络连接方式，就如同现今的人人皆有的手机一样，无线网络正逐渐成为人们流行追逐的目标和企业完善体系必备选择方案。其中衍生出了如下无线网络新技术的出现： 1.1关于WiMAX技术的简介 WiMAX技术源于英特尔，随其发展日益进入到了人们的生活当中，设备商同时利润能不断增大。它是针对微波和毫米波频段的空中接口标准的一项无线城域网技术，主要用于无线接入点连接互联网，DSL的无线扩展技术给居民用户和中小企业带来便携和移动的好处，其技术优势主要三点，第一，传输距离够远，传输距离最远可以到达50公里左右，而与之前WIFI而言，是无法比拟的。覆盖的信号范围很广，只要用过建立少数的基站就能实现全面的覆盖，解决了无线网络范围的问题。第二，接入速度够快，WiMAX采用OFDM调制方式，频道设置带宽为20MHz，由室外固定天线稳定接受无线电波，因此，WiMAX所提供的最高接入速度可以达到70M每秒，对于无线网络而言，这是一个超越了宽带速度上十倍的速度。第三，具有较为广泛的多媒体通信服务，由于其本身具有良好的安全性以及可扩展性，从而实现了包括了语音、视频等传输的电信级多媒体通信服务。WiMAX作为一种新型宽带无线城域的接入结束，随着标准化工作进展，演变为可编写、移动以及充分应用到互联网接入技术，此技术将备受业界关注。 1.2关于3G技术知识的简介 3G技术，它是指第三代手机（3G）的应用开始。一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与web的结合是一种趋势，如时下流行的微博客网站：

通信网络安全的现状及解决措施

通信网络安全的现状及解决措施 发表时间：2018-07-23T09:44:21.007Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：谢福岳 [导读] 摘要：在社会主义经济飞速发展的今天，人们对于通信网络安全的要求也提出了越来越多的要求，本文主要是阐述了通信网络安全的现状以及解决策略，希望能提出了一定的建设性意见，为通信网络安全在以后的发展道路之上不断地前进。 广东和新科技有限公司 510665 摘要：在社会主义经济飞速发展的今天，人们对于通信网络安全的要求也提出了越来越多的要求，本文主要是阐述了通信网络安全的现状以及解决策略，希望能提出了一定的建设性意见，为通信网络安全在以后的发展道路之上不断地前进。 关键词：通信网络安全；现状；解决措施 一、引言 在制定出通信网络安全的保护以及处理对策之前，应该先了解和掌握导致通信网络安全受到威胁的关键因素，而这些关键因素其实就包括了计算机病毒干扰、黑客渗透攻击、木马程序干扰以及网络安全相关基础设施缺乏等内容。在发现导致通信网络安全受到威胁的来源之后，那么就必须有针对性地逐个击破，进而强化互联网的安全控制管理，也就是说必须要打造一个高质量的安全稳定的互联网工作环境。对于通信网络安全的现状及解决措施来说，国内外对其相关的研究还是有一定的基础的，但是在对其研究的过程之中还是有一定的不足之处，例如管理部门层面并没有对其进行十分高度的重视力度，导致相关的科研资金并没有到位，导致没有能够得到更好的进行。而且这个方面的科研工作者的数量对于我国现有的科技力量来说并不是十分的充分，就需要相关的管理人员以及职业工作者在平时的管理工作之中认真负责，不断地将自我的创新意识以及管理意识所进行提升，行车对于通信网络安全的现状及解决措施情况主要是由于通信网络安全的现状及解决措施所导致的，所以相关的科研工作者以及管理人员应该这两个主要的研究方向及角度所进行，只有这样才能帮助绝大一部分的科研工作者对于分析通信网络安全的现状及解决措施的越来越准确，充分地保证对其的研究能够更好更快的进行下去。 在新理论研究建立之后，应当立即对技术人员进行知识的普及以及技术上的讲解，让员工在第一时间内知道如何进行日后的研究工作，同时还要进行人员的扩充，对人才进行储备工作，可以进行岗位培训，选择最适合的人来进行任职，并且在管理制度上进行激励，使员工在工作当中增加动力，应当将优化人员配置提上日程，使工作能够更好更快的进行开展，可像其他的成熟企业进行学习，对于人员的技术要求职位选拔以及岗位合理分配的原则等，成熟的企业一般在人才培养方面进行多次的尝试实施，总结了多种经验，而经验正是我们目前所缺少的，所以我们可以向他人进行借鉴，然后在应用当中慢慢总结出适合自己发展的方法。人们对于事情通常会以小处着手，但是很多时候也需要放眼于高处，在同一个平台和不同的平台能带来的资源和知识是不同的，所以企业也应当对自己有一个全新的定位，不要局限于此，不要将目标全部放在技术人员的身上，对于自身也要进行提高，给自己制定提升计划，这样才会带给工作人员更多的理论支持。 二、关于通信网络安全的现状以及处理对策的探讨 （一）要切实强化杀毒软件的设计研发技术，在通信网络安全所面临的诸多问题中，病毒干扰对通信网络安全的威胁是一个关键方面。强化杀毒软件相关技术的设计研发可以有助于避免病毒进入到计算机系统中所导致的计算机相关功能受到损害和信息被盗窃现象的出现。计算机病毒有着无休止复制特性以及广泛传染特性。在二零零七年一度侵略网络的熊猫烧香病毒事例中就能够看到计算机病毒的危害性之大，并且通过这个事例大家也能够发现，大部分被计算机病毒所侵入的用户群体均没有安装专业的计算机杀毒软件，若是被计算机病毒侵入的用户群体能够及时快速的升级杀毒软件相关病毒库，并且下载高效专业的计算机杀毒软件的话，那么就能够有效针对特定的计算机病毒实施查杀了。因此强化计算机杀毒软件的设计研发对于计算机病毒的拦截是会产生非常积极且高效的影响的。 （二）不断改进升级通信网络安全的相关基础设施是非常重要的，通信网络的相关基础设施具体有服务器部分和网络相关设备部分以及通信链路部分这三个主要部分。因为服务器是进行网络攻击的关键目标，因此对服务器进行经常的检修管护工作以及强化服务器的相关权限设定和控制管理就能够高效地避免计算机病毒的侵害。并且要依靠专业的技术人员来对通信链路部分实施控制管护，防止通信链路部分受到人为的恶意损坏、自然灾害干扰或是其他不利因素的损毁，切实杜绝发生关键线路被偷盗而造成的严重网络安全系统崩溃的现象。所以通信网络安全的相关负责人应该不断地推进改革措施，真正意义上的保证其能够可持续发展。从而极大程度上的升级通信网络安全的基础设施。保证通信网络安全能够发展的越来越好。 （三）要下大气力培养出具有一定规模的网络安全技术专业管护团队，通信网络的稳定安全是不能脱离网络安全技术专业人员的长期检修管护工作的。网络安全技术专业人员使用他们所具有的确保通信网络稳定安全的专业技术方法来针对持续发生的网络安全故障实施检修以及管护工作。因此培养出具有一定规模的高技术水平的网络技术专业管护团队以及开展有关工作责任意识与技术避错思维的培训是非常重要的，这对通信网络稳定安全的长期检修管护以及防止其受到不法侵害与计算机病毒侵入等有着极其关键的现实意义。 （四）要规划并建设保障通信网络安全的法律法规等举措，依照美联社的相关报道，我国仅仅由于通信网络安全事故每年就要出现高达几百亿美元的经济损失。因为网络安全事故所导致的直接经济损失影响非常的大，并且办案侦破的难度也非常的大，追究事故责任的相关规章制度也不健全，所以造成非常多的计算机违法人员依然没有受到法律的审判，总的来看，对通信网络安全的相关规章制度的建立健全以及立法工作的开展就亟待进行。在规章制度的建立健全以及立法工作的开展方面，第一步就是要正规化通信网络相关基础设施和社会相关基础设施之间所引发的争议，然后就是要对网络违法乱纪行为建立相关的规章制度以及法律法规，接下来就是要强化对人民群众关于互联网违法犯罪行为的正确引导宣传工作，进而实现降低互联网犯罪率。 结束语 尽管在当下阶段我国的计算机网络在表面上是基本保持着一个比较安全稳定的现状的，并且我们依然能够在计算机杀毒软件的保护下没有担忧的体会着通信网络提供给我们在生活工作中的方便、简捷以及高效。在人员上面可以采取多劳多得少劳少得的方式，对于表现突出的员工也要进行相应的奖励，对于相关行业的知识要让员工进行了解，将眼界放长远，学到的知识都是积累的财富，让员工充分了解这一道理，增加学习兴趣，在提升员工自身的情况下，企业的综合实力也都得到了提升。然而，发展不会止步，更深入的研究就需要我们相关的管理人员以及科研工作者在平时的日常实际工作之中不断地提升自身的综合素养以及职业技能，极大程度上的使人们对于通信网络安全的现状及解决措施进行更加合理化的分析与探讨，并且要对其产生极大的关注力度，极大程度上的使其具备广泛的积极意义，使通信网络安全的现状及解决措施在以后的未来发展道路之上发展的愈来愈好。但是在我们看不到的计算机虚拟世界中，计算机病毒和木马以及黑

uwb超宽带无线通信技术(高精度定位)

UWB(定位技术)超宽带无线通信技术 一、UWB调制技术 超宽带无线通信技术（UWB）是一种无载波通信技术，UWB不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。 传统通信方式使用的是连续波信号，即本地振荡器产生连续的高频载波，需要传送信息通过例如调幅，调频等方式加载于载波之上，通过天线进行发送。现在的无线广播，4G通信，WIFI等都是采用该方式进行无线通信。下图是一个使用调幅方式传递语音信号的的连续波信号产生示意图。 图1 连续波调幅信号 而脉冲超宽带IR-UWB(Impluse Radio Ultra Wideband)信号，不需要产生连续的高频载波，仅仅需要产生一个时间短至nS级以下的脉冲，便可通过天线进行发送。需要传送信息可以通过改变脉冲的幅度，时间，相位进行加载，进

而实现信息传输。下图是使用相位调制方式传输二进制归零码的IR-UWB信号产生示意图。 图2 IR-UWB调相信号 从频域上看，连续波信号将能量集中于一个窄频率内，而UWB信号带宽很大，同时在每个频点上功率很低，如图3所示。

图3 IR-UWB信号频谱 在无线定位中，使用IR-UWB信号相对于窄带信号的主要优势为，IR-UWB信号能准确分立无线传输中的首达信号和多径反射信号，而窄带信号不具备该能力。 主要有三种应用：成像、通信与测量和车载雷达系统，再宏观一点，可以分为定位、通信和成像三种场景。 ·通信：因为大带宽，所以UWB一度被认为是USB数据传输的无线替代方案，蓝牙的问题是传输速度太慢。UWB还常用于军用保密通信，这主要也是因为UWB脉冲的能量很低，很容易低于噪声门限，不容易被其它无线电系统监听到。UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能实现数百Mbit/s至2Gbit/s 的数据传输速率。而且具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、空间容量大、能精确定位等诸多优点，可以说是个超级“潜力股”，很有可能在将来成为家庭主用的无线传输技术。

无线通信领域的新技术

无线通信领域的新技术——感知无线电 李忠孝 无线电通信频谱是一种宝贵的资源，伴随着无线通信业务量和新技术的快速发展，频谱资源日趋紧张。如何开放频谱和提高频谱利用率对频谱管理提出了严峻的挑战。感知无线电技术在这种情况下应运而生。感知无线电（CR：Cognitive Radio）提供了一种依伺机接入方式共享和利用频谱的手段，它可以有效地解决这两个问题。 感知无线电是一种无线电系统，它能够自动地检测周围的环境情况，智能地调整系统的参数以适应环境的变化，在不对授权用户造成干扰的条件下从空间、频率、时间等多维地利用空闲频谱资源进行通信。它区别于其他传统无线电系统的主要特点是：1）对环境情况的感知能力；2）对环境变化的自适应性；3）系统功能模块的可重构性；4）自主地工作和运行等。 感知无线电是一种用于提高无线电通信频谱利用率的智能技术。具有认知功能的无线通信设备可以感知周围的环境，再利用已经分配给授权用户，但在某一特定的时刻和环境下并没有被占用的频带，即动态利用“频谱空穴”；并能够根据输入激励的变化实时地调整其传输参数，在有限信号空间中以最优的方式有效地传送信息，以实现无论何时何地都能保证通信的高可靠性和无线频谱利用的高效性。感知无线电的一个认知周期包涵三个基本过程：感知频谱环境；信道识别；功率控制和频谱管理。其中，感知频谱环境是感知无线电的最显著特征，能够感知并分析特定区域的频段，找出适合通信的频谱空穴，即频谱空穴的检测和选择。根据不同的感知灵敏度和感知速度，频谱检测的方法有匹配滤波器、能量检测、循环平稳特征检测、协同检测等。 感知无线电技术是无线电发展的一个新里程碑，其应用会带来历史性的变革。对于频谱管制者而言，该技术可以大大提高可用频谱数量，提高频谱利用率，有效利用资源；对于频谱持有者而言，利用该技术可以在不受干扰的前提下开发二级频谱市场，在相同频段上提供不同的服务；对设备厂商而言，该技术可以带来更多的机会，具备感知无线电功能的设备将更具竞争力；对终端用户而言，可以带来更多带宽，在感知无线电技术成熟后，用户可以享受到单个无线电终端接入多种无线网络的优势；在军事通信方面，根据感知无线电的特点可以“见缝插针”地利用空闲频谱通信，提高通信的可靠性和对抗能力。因此，感知无线电技术必将是未来无线通信的一个重要发展方向，为无线电资源管理和无线接入市场带来新的发展契机和动力。 目前，CR的发展还处于初级阶段，各项理论和技术处于研究和探索之中，但它已得到了各界的关注，很多著名学者和机构投入到它的研究中。启动了很多针对此的研究项目，最引人注目的是IEEE802.22工作组。该工作组制定了利用空闲电视频段进行宽带无线接入的技术标准，这是第一个引入感知无线电概念的IEEE技术标准化活动。

无线通信与网络实验指导(一)

信息工程学院2014年8月

实验一无线网络实验室初识以及AD-HOC网络的基本组建一、实验目的 1．了解无线网络的基本组成，初步认识无线网络 2．熟悉掌握无线网络实验室网络的拓扑结构以及架构情况 3．熟悉实验室环境 4．设计最简单的AD-HOC无线网络 二、实验设备和器材 1．计算机 2．无线网卡 3．无线网络接入点 4．无线网络接入控制器 5．接入交换机 6．可用的网线若干 三、实验原理 1、实验室无线网络情况概述 XX20-707机房的无线网络由7个AP、2个AC、1个接入交换机构成。其中所有AP 和AC都接到交换机上，7个AP有3个AP用作胖AP使用，4个AP用作瘦AP使用，AP 通过交换机的POE功能实现供电，AP接入电压为48V，电流为0.3安培。 两个AC用来管理4个AP组成瘦AP无线网络，其中AC1用于网络的配置练习，通过AC2可以接入外网。 2、AD-HOC网络 Ad-Hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由移动主机构成。Ad-Hoc网络最初应用于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目，该项目由DARPA资助，其后，又在1983年和1994年进行了抗毁可适应网络SURAN （Survivable AdaptiveNetwork）和全球移动信息系统GloMo（Global Information System）项目的研究。由于无线通信和终端技术的不断发展，Ad-Hoc 网络在民用环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时，可以很方便地通过搭建Ad-Hoc 网络实现。 在Ad-Hoc网络中，当两个移动主机在彼此的通信覆盖范围内时，它们可以直接通信。但是由于移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机要进行通信，则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。因此在Ad-Hoc网络中，主机同时还是路由器，担