時間：2024-03-13 08:21:20
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目前，4G移動通信技術得到了廣泛使用，具有通信速度快、通信容量大等優點。而5G移動通信是4G移動通信技術發展的基礎上出現的，是4G 技術的不斷完善和創新的體現，是通信領域新的里程碑，引起了各運營商的關注。5G是第五代移動通信技術的出出，大大提高了數據信息傳輸速度，高達3Gb/s，在現代社會發展中將會得到普及。
一、5G無線通信技術的優點
5G技術作為一種新型的通信網絡技術，主要將多種無線接入技術與現有無線接入技術相結合，其服務對象面向大眾，具有靈活、智能、高效和開放等特點。
1.1 數據傳輸速率提升
5G 技術作為當前最新的移動通信網絡技術，它的一個明顯優勢就是數據傳輸速度可達到每秒幾十GB，相對于4G技術來說，這是十分明顯的一個創新優勢。根據當前5G技術的應用效果來看，已經在28GHz 波段下成功的將傳輸速度達到了1Gbps，而傳統的4G技術的傳輸速率只有75Mbps，而且它也僅僅具有非對稱的超過2Mb/s 的數據傳輸能力。
1.2 兼容性好
從當前5G技術的研究和發展現狀來看，它是一個包括2G、3G、4G 等所有網絡通信技術于一體的新型無線網絡技術的全通信平臺，此外，它還涉及到Wi-Fi、NFC以及BLUETOOTH等的無線技術，因此，它的兼容性很好，這是以往通信技術所不具備的，同時這種特性也可以大大提升支付方式的安全系數。
1.3 電池使用壽命延長
5G 無線網絡通信技術在實際應用的過程中，會有很多小的任務需要應用程序持續的運行支持，而作為關鍵應用的電子郵件程序就要不斷的向服務器發送各種請求信息，以保證電子郵件的實時更新。為在5G技術下，可以自動的、快速的審核和確定出那些浪費電池電量的應用，并有效組織那些無用應用程序所的各種信息，進而減少電池電量的流失，并且也可以大大延長電池的充電周期，使其使用壽命得到進一步的提高。
二、5G無線通信的關鍵技術
2.1 多用戶大規模MIMO技術
當無線蜂窩通信技術對靈活性要求更高時，多端口輸入和多端口輸出的通信技術（MIMO）就 發揮了其應用價值。MIMO 通過加大了對發射功率的復用和通信帶寬的復用讓無線通信系統的性能更為完善。為進一步增加頻譜利用率和系統的覆蓋率，并且提高單位比特能耗利用率，一種新型的通信網絡――大規模MIMO通信網引起了人們的廣泛關注。
MIMO技術歷經了單點對單點的發展階段，以后會朝著多用戶MIMO方向發展，具體技術方案采用將多根天線置于發射端或者接收端實現，這種技術方案可以滿足現有時頻資源下，最大化空間的分集增益、空間的多路復用增益和空間陣列增益，從而對系統的容量和通信鏈路的可靠性進行提升，最終的結果使得整個通信系統的總吞吐量最大化。
但隨著用戶對通信系統的通信容量需求的不斷提升，現有的MIMO通信技術還需要進一步對容量和帶寬性能進行提升，目前主要的提升方向為優化天線尺寸以及新型排布方式。而目前，集中式排布天線的方式是研究最多的，更有學者提出融合大規模MIMO和云無線接入網，得到一種新穎的分布式大規模MIMO系統。
2.2 D2D通信
隨著社交網絡等應用的發展， 用戶的近距離數據通信需求與日俱增。但現有的蜂窩通信系統不夠靈活，對于用戶需求的實時性強和可靠性高的需求難以滿足。在5G移動通信技術中，對D2D（device to device）通信技術的研究顯得非常重要。D2D通信技術是5G移動通信的P鍵技術之一，其重要作用主要體現在對蜂窩通信系統進行了支撐和補充，使得無線數據流量的大幅度增長，降低了調備功耗，提高了系統的可靠性。
D2D最大的優勢在于可以對資源實現精簡，同時減少了外界干擾，傳輸效率進行了提升，并最終降低了傳輸成本。目前，業內人員主要研究精力集中在對D2D發送功率的控制和資源的分配等關鍵方面。對于現有的D2D技術，還需要進一步完善問題如下：無線資源管理問題；通信的可靠性和實時性；如何抗干擾。
2.3 綠色通信
5G無線通信系統與其他通信系統相比的優勢在于進一步降低能耗，從而實現更加綠色的通信。 全世界的運營商都希望能夠降低能耗，從源頭上對二氧化碳的排放量進行降低。對于綠色通信的實現，研究者們首先想到的是減少單個基站的能耗；同時，考慮從網絡調度方面展開，讓網絡能夠隨著用戶上網業務需求的變化而動態變化，實現動態資源調度和功率控制；還可以采用對網絡部署和網絡的拓撲結構方面進行優化。
國內外研究者提出了一些有效的綠色通信解決方案，如搞能效的空時資源配置 MIMO-OFDMA系統，基于CoMP的高能效譜效基站協作休眠方案；綠色共享通路保護算法；回程概念的提出等。這些方案中，由于異構網絡部署的開展，5G綠色通信的瓶頸在于回程的功耗。
三、5G無線通信技術的實際應用
3.1 在安卓系統中的應用
目前來說，大多數移動智能終端采用的系統都是以安卓為主，它是一種以Linux為基礎的自由和開放源代碼的操作系統，在移動設備中具有明顯的應用優勢。
安卓系統采用的是分層架構，主要劃分為四個層次，從高到低依次是應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層以及系統內核層。四個層次中，系統內核層采用的是5G納米核心技術，以此來完成安卓基礎性文件和硬件驅動的分離。
此外，安卓系統自身所具有的開放性特征使得其安全系數大大下降，5G納米技術所具有的保密性可以在量子密碼學的應用下增強加密等級。
3.2 在光場相機中的應用
光場相機是一種先拍照后對焦的照相設備，它的原理是在光場技術的作用下，在進行拍照時只需要進行構圖就可以了，不再需要進行對焦處理，這樣的一大好處就是可以對現有的相機拍照方式和習慣起到改善作用，它具有很好的抓拍優勢，只要被照的物體在相機的焦距范圍內，對焦點都可以在拍完之后進行隨意的選擇，前提是在拍照時焦距范圍內的所有光學信息都已經被記錄起來，因此，它自身的容量會很大，存儲一張照片可能需要至少200M的空間，這在側面就需要有更快速的傳輸速度和儲存空間做保障，而5G技術自身所具備的優勢特點正好可以滿足這一要求，此外，依據它的這一特性，它在安全防衛監控工作中的應用具有良好的前景。
四、結語
總之，隨著我國社會經濟的發展和科學技術的進步，在5G無線通信技術研究領域，將取了一定的成果。目前來說，5G網絡的核心技術體系并不完善，但運營商對其技術需求達成了一致，目前正從前期研究進入至標準制定階段。與4G通信技術相比，5G具有高速度、低時延、低功耗的優勢。相信在未來通信技術的發展過程中將會發揮著更大的作用。
網絡編碼作為一種新的技術在寬帶無線自組織網絡中有很好的應用，通過網絡編碼，中間節點可以將接收信息進行編碼并發送出去，提高了網絡吞吐量和健壯性。為不對現有網絡的軟硬件設備和相應的協議做很大的修改，可以選擇在高層實現網絡編碼。無線傳感器網絡、無線格狀網(Mesh)等無線自組織網絡都可以使用網絡編碼技術顯著提高多跳鏈路的傳輸性能。由此可見，網絡編碼的出現更迎合了無線網絡技術的發展。
一.網絡編碼技術原理
網絡編碼(Network coding)從廣義上來講，是網絡中的節點將接收到的信息進行編碼后再轉發出去的多點傳送(Multicast)技術。多點傳送(也稱組播)是網絡中的一種重要的通信方式。當一個或幾個節點同時向若干個其他節點發送數據時，往往要借助其他節點的傳遞。
在傳統的網絡中，作為中繼的節點只能對接收到的信號進行復制、放大和轉發，這對于網絡資源有時候是一種浪費。網絡編碼技術打破了這種限制，它允許中繼節點對接收到的信息進行編碼，并將接收到的多個數據包按照某種特定算法重新組合再發送出去。
二.網絡編碼技術在無線網絡中的應用
1、網絡編碼的概念
網絡編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術，它的核心思想是在網絡中的各個節點上對各條信道上收到的信息進行線性或者非線性的處理，然后轉發給下游節點，中間節點扮演著編碼器或信號處理器的角色。
2、網絡編碼應用于無線網絡的優勢
網絡編碼融合了路由和編碼的概念，使網絡節點不僅可以對數據進行存儲轉發，還可以進行編碼處理，已證明了使用線性網絡編碼已經能足夠達到網絡多播容量。但網絡編碼的好處不止這些，尤其是當網絡編碼應用于無線網絡時。網絡編碼首先應被應用在無線網絡環境。無線網絡的特性是不可靠性和廣播特性，使網絡編碼非常適合應用在無線網絡上，因為無線鏈路的不可靠性和物理層廣播特性非常適合使用編碼的方法。應用網絡編碼，可以解決傳統路由、跨層設計等技術無法解決的問題，提高網絡編碼在無線網絡中的應用。無線網絡的廣播特性使其非常適合使用網絡編碼，當一個節點傳輸一個數據包給它的一個鄰居節點時，它的其它鄰居節點也可以接收到這個數據包。因此，當一個節點的鄰居節點對不同的數據包感興趣時，可以將這些數據包編碼后再一起傳輸，這樣子可以使其所有的鄰居節點都收到感興趣的數據包并可以節約無線資源。
應用網絡編碼，可以解決傳統路由、跨層設計等技術無法解決的問題，提高網絡性能。網絡編碼在無線網絡中的應用可以提高網絡的吞吐量，尤其是組播吞吐量?？梢詼p少數據包的傳播次數，降低無線發送能耗。當網絡部分節點或鏈路失效時采用隨機網絡編碼，最終在目的節點仍然能恢復原始數據，增強網絡的容錯性和魯棒性。網絡編碼對無線網絡的性能改善主要體現在提高網絡編碼的吞吐量上，網絡編碼已經被證明對于提高某些網絡的吞吐量有著很大的作用。運用網絡編碼可以在很大程度上提高網絡吞吐量，但是同時會增加網絡的復雜性。不少研究者在研究提高無線網絡的組播吞吐量的同時，研究如何降低因采用網絡編碼帶來的復雜性。在網絡狀況惡劣的條件下，網絡編碼和路由之間組播吞吐量的差別不大，網絡編碼的優勢體現在降低網絡復雜性上；在網絡狀況較好的條件下，網絡編碼相對于路由方法，在很大程度上，提高了組播吞吐量。這為根據網絡狀況動態調整網絡編碼算法提供了可能。
3、網絡編碼如何提高無線網絡的安全性
網絡編碼在提高無線網絡的安全性研究方面亦取得了一定的成果。在無線網絡組播中，對于數據包的惡意修改的檢測，過去是使用基于消息認證碼或者數字簽名的方法?；诰W絡編碼產生了一種基于數據包的隨機網絡編碼檢測策略，這種方法計算量小，而且檢測概率可以根據通信控制開銷、網絡編碼復雜程度和檢測時間這些因素進行調控。但這種方法亦存在不足。這種方法要求接收節點需要預先獲得至少一個沒有被惡意修改過的數據包，并且數據包的內容不能被攻擊者知曉，因此，這種方法對抗攻擊效果不好。
無線網絡廣播重傳處理中，多個接收節點中的任意一個節點的丟包都要求源節點重傳數據包，需要廣播發送較多的重傳次數.本文將隨機線性網絡編碼技術應用在無線網絡廣播重傳中，提出一種新穎的廣播重傳方法(RLNCBR)。該方法中，源節點記錄多個接收節點中丟包最多的接收節點丟包數，再按照隨機線性網絡編碼的方法編碼組合該丟包數個線性編碼包。源節點廣播重傳，接收節點采用運算編碼線性組合的方法獲得信息包數據。數學分析表明，該方法能保證所有接收節點的編碼可解性，同時重傳次數可達到理論最優性。模擬測試結果表明：與傳統重傳方法相比，RLNCBR有效地減少了信息包的平均傳輸次數，提高了傳輸效率。
三.網絡編碼在無線網絡的應用發展方向
一、TD-LTE無線網絡的規劃流程
TD-LTE全稱為Time Division Long Term Evolution，意為分時長期演進，是由阿爾卡特-朗訊、諾基亞西門子通信、華為技術以及中國移動等業者共同努力開發出的第四代移動通信技術。目前，TD-LTE已經成功摘得移動通信網絡主流技術的桂冠，現已成功覆蓋中國電信行業，并完成了全面完備的外場測試。2010年，中國移動于上海耗資專門建設了世博TD-LTE示范網，此網絡的建設為后期TDLTE無線網絡的大范疇推廣奠定了基礎，且將TD-LTE的產業鏈的初步具備端到產品能力盡顯出來，目前我國工信部和通信運營商已經真正意識到此種產業鏈及終端產品能力，因而對TD-LTE無線網絡規劃技術進行了更深層次的研究。
一般情況下，TD-LTE無線網絡規劃流程分為前期準備、預規劃和詳細規劃三個階段，細化之后可分為五個階段，需求分析階段，主要任務是明確建網策略、提出建網指標，在此基礎上做好TD-LTE無線網絡規劃的數據重要輸入；網絡規模估算核心目的在于通過實現預算了解實際需求；站址規劃則是依據鏈路預算的建議值結合實況進行站址布局，確定站點初步布局后進行站點可用性分析，確定目前覆蓋區域可用的共址站點和需新建的站點；站址規劃之后便可開展網絡仿真工作，模擬具體情狀來確定規劃方案的具體參數。
二、TD-LTE無線網絡規劃技術面臨的挑戰
對于無線網絡工程規劃設計工作來說，精細化的設計要求已經不能單單滿足于對于宏基站的單層規劃設計，而要進行對多層宏基站規劃設計的分析研究，使得宏基站展現出多層次的特點，滿足用戶的多樣化和個性化需求。在進行多層宏基站的規劃設計時，必須考慮到協調與宏站層的關系，因此，工作人員必須具備天線性能以及干擾解決方面的專業理論知識以及實戰經驗，在當前，符合這種要求的專業化設計人員是數量較少，在人員配備上存在較大挑戰。而且，對于多層宏基站的場景規劃，已經不能按照之前那種以行政區域為劃分依據的方法來規劃，而應該參考建筑物的坐落位置、建筑物高度、街道、小區等現實場景，進行場景的劃分以及TD-LTE 無線網絡的容量覆蓋規劃。這種規劃方式與之前的劃分習慣完全不同，在進行場景規劃時也存在著思路轉化的障礙，這也是TD-LTE 無線網絡規劃技術面臨的較大挑戰。
三、TD-LTE 無線網絡規劃技術特點
1、用戶的需求多種多樣，且隨著無線網絡規劃技術的不斷發展，用戶的業務需求也呈現出日益增長且不斷變化的趨勢，話音向數據轉變的網絡承載需求體現出用戶需求的發展方向，因此，當前的無線網絡規劃技術與之前的GSM 和TD-SCDMA形式相比，也存在著許多不同。在TD-LTE 無線網絡規劃技術產生之前，主要采用的是簡化無線資源的業務承載方法，主要以話音業務為主，這也是與之前話音業務較多而數據業務數量較少的業務特點有關，而在當下，主要的業務承載變成了以數據業務為主，話音業務為主的業務形式已經無法滿足當前業務形式的發展需要，因此需要對用戶的相關需求進行感知，為小區的平均吞吐量以及邊緣速率提供有效保證，以保證用戶使用的容量、信道質量都能夠實現較佳的體驗效果。
2、在采用TD-LTE 無線網絡規劃技術時，必須保證同一個小區內的頻率帶寬相同，這樣便于有效提升小區內對于無線網絡頻譜的利用率，這與GSM 的異頻組網和TDSCDMA的N 頻點組網技術的運用也不相同。同頻組網的干擾信號相比異頻組網來說，其來源的距離位置也更近，干擾源的數量也更多，這就說明了干擾信號在傳播過程中不會受到高大建筑物的過多干擾，所以，若想減少TD-LTE 無線網絡受到的干擾，在對TD-LTE無線網絡的基站進行布局時，要遵循“源頭為終點”的構造原則。
3、TD-LTE在進行小區投放時，應該充分考慮到用戶的主要需求是以話音承載為主還是以數據承載為主，這樣便于TD-LTE的基站布局與用戶的主要需要相吻合，便于為用戶提供更加貼切的服務。TD-LTE的基站布局必須與公共參考信號實現高度密切配合，且與用戶的需求向吻合，為數據承載需求旺盛的用戶提供滿意的服務質量，使得TD-LTE的數據速率能夠發揮其對數據承載需求的高度滿足。
四、總結
TD-LTE 無線網絡規劃技術在當前的運用范圍十分廣泛，這是基于其自身相比之前的網絡規劃技術所具備的強大優勢，雖然TD-LTE 無線網絡規劃技術的發展態勢正旺盛，但是，其在發展過程中也是存在著諸多挑戰的，需要對TDLTE 無線網絡規劃技術進行完善，使TD-LTE 無線網絡規劃技術能夠適應更多用戶的多樣化需求，這樣才能實現TDLTE 無線網絡規劃技術的長遠發展。
關鍵詞:
D2D；高用戶密度；功率控制；資源分配
1D2D通信的重要性
蜂窩通信經歷了從第1代以話音業務為代表的模擬式移動電話系統,到正大規模商用的第4代(4G)以移動數據、移動計算及移動多媒體為代表的無線寬帶系統的持續演進。當前階段,隨著智能終端的快速普及以及網絡通信容量的爆炸式增長,面向5G的無線通信技術的演進需求也更加明確及迫切,開始受到業界極大的關注。在面向5G的無線通信技術的演進中,一方面,傳統的無線通信性能指標,比如網絡容量、頻譜效率等需要持續提升以進一步提高有限且日益緊張的無線頻譜利用率;另一方面,更豐富的通信模式以及由此帶來的終端用戶體驗的提升以及蜂窩通信應用的擴展也是一個需要考慮的演進方向。作為面向5G的關鍵候選技術,D2D具有潛在的提高系統性能、提升用戶體驗、擴展蜂窩通信應用的前景,受到廣泛關注[1-6]。
2D2D通信的原理及意義
2.1D2D通信原理
基于蜂窩通信網絡的D2D通信,或稱為鄰近服務(ProximityService,ProSe),是指用戶數據可不經基站中轉而直接在終端之間傳輸。D2D通信與傳統的蜂窩通信網絡架構有顯著區別,如圖1所示。蜂窩通信網絡引入D2D通信,基站只負責用戶之間的控制信令,極大地減輕基站側的傳輸負擔,提升頻譜效率,降低終端發射功率,同時可以提高網絡吞吐量,滿足用戶對高數據速率業務的需求[7-9]。當移動通信基礎設施受到損壞(如地震破壞、人為破壞等),或在蜂窩通信網絡的覆蓋盲區,終端通過D2D技術實現與其它終端的通信,甚至可以通過其它終端中繼接入蜂窩通信網絡[10-11]。
2.2D2D通信的意義
(1)提高頻譜利用率。在D2D通信模式下,用戶數據直接在終端之間傳輸,避免了蜂窩通信中用戶數據經過網絡中轉傳輸,由此產生鏈路增益;其次,D2D用戶之間以及D2D與蜂窩之間的資源可以復用,由此可產生資源復用增益;通過鏈路增益和資源復用增益則可提高無線頻譜資源的效率,進而提高網絡吞吐量。(2)提升用戶體驗。隨著移動通信服務和技術的發展,具有鄰近特性的用戶間近距離的數據共享、小范圍的社交和商業活動以及面向本地特定用戶的特定業務,都在成為當前及下階段無線平臺中一個不可忽視的增長點。基于鄰近用戶感知的D2D技術的引入,有望提升上述業務模式下的用戶體驗。(3)擴展通信應用。傳統無線通信網絡對通信基礎設施的要求較高,核心網設施或接入網設備的損壞都可能導致通信系統的癱瘓。D2D通信的引入使得蜂窩通信終端建立AdHoc網絡成為可能。當無線通信基礎設施損壞,或者在無線網絡的覆蓋盲區,終端可借助D2D實現端到端通信甚至接入蜂窩網絡,無線通信的應用場景得到進一步的擴展。值得注意的是,D2D通信在3GPPLTE系統中的標準化工作已經從LTERelease-12版本開始討論。遺憾的是,LTERelease-12系統的D2D通信是一個只包括廣播通信模式的功能非常有限的版本。D2D的潛在增益及應用場景需要在未來的5G系統中進一步發掘。
3D2D通信研究現狀
D2D通信作為4G以及未來5G技術中的一項關鍵技術,一直備受關注,3GPP組織從2013年4月的RAN1#72BIS會議開始,著重對D2D技術進行研討,D2D技術日趨成熟。與物聯網中的M2M(Machine-to-Machine)概念類似,D2D旨在使一定距離范圍內的用戶通信設備直接通信,以降低對服務基站的負荷。在D2D技術出現之前,已有類似通信技術出現,如10幾年前的藍牙(短距離時分雙工通信),Wi-FiDirect(更快的傳輸速度和更遠的傳輸距離)和高通提出的FlashLinQ技術(極大地提高了Wi-Fi的傳輸距離)。后兩種技術由于各種原因都沒能大范圍商用,而3GPP組織致力研究的D2D技術會在一定程度上彌補點對點通信的短板。對于其它不依靠基礎網絡設施的直通技術而言,D2D更加靈活。既可以在基站控制下進行連接及資源分配,也可以在無網絡基礎設施的時候進行信息交互。最近又提出一種中繼情況,處于無網絡覆蓋情況下的用戶可以把處在網絡覆蓋中的用戶設備作為跳板,從而接入網絡。3GPP組織制定的Release12版本中,將D2D定義為LTEDevicetoDeviceProximityServices,并通過TR36.843技術報告不斷完善D2D的標準[12]。
4D2D通信網絡的發展趨勢與關鍵技術
4.1高用戶密度下的D2D機制
未來無線通信的特點是高密度,大流量的無線網絡需求,而目前的無線網絡中,的基站大都由專有平臺開發,運營商很難實現大量基站的統一管理和維護,需要大量專業人員來維護這些不兼容的平臺,這將導致網絡的運營和維護成本又進一步增加。因此未來5G技術已經將新型網絡架構作為其關鍵技術,而D2D技術在新型網絡構架下的具體機制就成為一個有意義的研究方向。
4.2資源分配
由于共享無線信道資源是無線通信的特點,而D2D與傳統的無線通信比較,其用戶的模式不僅有傳統的用戶到基站的通信方式,而且還有用戶之間直連的通信模式。再加上未來通信的特點是用戶密度高,業務流量大,用戶業務多樣的特點,這就使得網絡中的資源分配更加復雜,因此研究這種情況下的無線資源分配就會成為一個有意義的研究方向。
4.3功率控制
隨著無線通信技術的發展以及移動設備成本的降低,移動終端用戶的數量呈現迅速增加的狀態,而這就會帶來終端之間的相互干擾,需要對終端進行功率控制,一方面保證用戶能夠正常的通信,另一方面降低用戶之間的干擾。而應用D2D以后,使得網絡狀態變得更加復雜,因此適應該種環境的功率控制就成為一個有意義的研究方向。
5結語
未來的5G通信技術特點是節點密度大,業務類型繁雜,而D2D通信技術正是適應了改應用特點,從而必將成為未來5G的關鍵技術之一,本文在介紹了D2D技術原理的基礎上對D2D技術的技術特點進行分析,得出該技術具有提高頻譜利用率、提高用戶體驗和擴展用戶應用的特點,并且結合未來5G網絡的特點提出高用戶密度特點下的D2D機制,以及功率控制和資源分配是未來D2D技術的重要發展方向。
參考文獻：
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[9]華為技術有限公司.基于稀疏多維擴頻的終端協作的系統和方法.中國:104838371[P].2015-08-12.
伴隨通信技術的升級與發展，無線移動通信應用日漸普遍。常規無線移動通信網絡基于已有固定基礎設施，移動結點之間通信主要通過基站進行；而傳統無線局域網同樣需要有線骨干網支撐，再次通過無線路由AP接入構建而成。傳統無線移動網絡的局限在于不適用那些不存在固定網絡基礎設施或者無法在短時間內構建好所需基礎設施的情況下。面對上述問題，Ad Hoc網絡應運而生，并以期便利性受到廣大用戶的歡迎，但由于技術上的不完善性，決定其還不能在大范圍內推廣應用。了解、研究與改進Ad Hoc無線移動網絡路由技術是解決Ad Hoc網絡應用局限性的關鍵。
1 Ad Hoc無線移動網絡概述
Ad Hoc無線移動網絡，確切的說是由一組具有無線收發功能的裝置或者移動節點組成，旨在實現多跳數據傳輸的臨時性自治系統。與常規無線移動通信相比，整個Ad Hoc網絡不需要固定的基礎設施，更不需要固定的路由設備，網絡中所有節點均可移動，整個網絡的拓撲結構也是隨著節點的移動不斷變化，各節點間可以以任何方式動態的保持聯系。這種情況下，每個節點都起到終端和路由的雙重功能，不僅要完成節點本身的數據發送、接收，還要完成維護到其他節點之間的路由功能；節點路由功能的正常發揮是Ad Hoc網絡節點之間數據傳輸的關鍵。
2 Ad Hoc無線路移動網絡特點
Ad Hoc無線移動網絡不能直接利用傳統有線網絡或者基于有線骨干網的無線路由AP協議來實現，是由其獨特的特點決定的。
2.1 動態拓撲結構
Ad Hoc無線移動網絡中，網絡拓撲結構由于節點的移動位置可能隨時發生變化，并且變化的方式、速度等也是難以預測的。
2.2 有限傳輸帶寬
Ad Hoc無線移動網絡通信手段主要基于無線傳輸技術，相對于有線信道而言，無線通信信道的帶寬更低，傳輸速度有限。
2.3 移動終端局限性
Ad Hoc無線移動網絡用戶終端，如：筆記本終端、智能手持終端、車載計算機終端等，有明顯的靈巧、便攜特點，但作為“路由”來工作的要求相對高了一些，為保證所有終端都能發揮路由作用，就要求路由協議設計要科學、高效。
2.4 分布式控制
Ad Hoc無線移動網絡，與常規無線移動通信不同，它不存在“中心控制點”，所有終端地位平等，主要采用分布式控制方式控制與管理路由；該結構網絡的魯棒性、抗毀性相對要低一些。
2.5 多跳式通信
一般情況下，傳統無線收發裝置的信號傳輸范圍較小，Ad Hoc無線移動網絡則支持更大范圍的信號傳輸，源于其支持多跳式通信；但多跳式通信也給Ad Hoc無線移動網絡帶來了終端隱藏、終端暴露和終端使用公平性問題。
2.6 安全性
Ad Hoc無線移動網絡也屬于所謂無線網絡的一樣，同樣采用無線信道、有限電源和分布式控制方式，這就導致Ad Hoc無線移動網絡同樣容易受到安全性威脅，如被竊聽、欺騙和拒絕服務攻擊等。
3 Ad Hoc無線移動網絡路由協議比較分析
上述內容從不同角度討論了Ad Hoc無線移動網絡的特點，也闡述了Ad Hoc無線移動網絡通信的關鍵在于路由協議的設計與使用。這就需要我們進一步明析采用的無線移動路由技術及相關問題。目前，提出與使用的Ad Hoc無線移動網絡路由協議有兩種劃分依據，第一種，基于算法劃分，有Pro-active算法和On-demand算法兩類；第二種，基于結構劃分，分為平面結構和層次結構。
3.1 依據算法劃分
（1）Pro-active算法。Pro-active算法的有線LAN或WAN路由協議，它是把移動節點作為路由器使用，通過周期性的路由信息廣播實現路由更新；一般情況下網絡開銷都比較大，如：OLSR、DSDV。
（2）On-demand算法。On-demand算法路由協議，是依據具體的路由請求，當有需求發生時進行路由發現，相對來說通信控制開銷較小，如DSR、AODV、TORA。
3.2 依據結構劃分
無線路由協議依據結構來劃分，有平面結構、層次結構兩種。平面結構的無線路由協議較簡單；層次結構的無線路由協議則較復雜，它是將網絡拓撲結構中的節點分成多個層次，每層建立一個或多個組群，每個組群中有一個群首。網絡中所有結點歸屬于某個組群、層次，為實現層次間正常的路由通信，每層組群群首加入到上一層。
4 Ad Hoc無線移動網絡路由協議未來發展
Ad Hoc無線移動網絡可以作為獨立網絡運行，也可以作為已有固定設施網絡的一種補充；由于其自身的便捷性，表現出了巨大的發展前景。Ad Hoc無線移動網絡小組長期致力于無線路由算法研究與標準制定工作，工作艱巨、任務重大；其中首先要制定出Ad Hoc無線移動網絡路由協議的評價標準，其次要對每個路由協議模擬或者實驗平臺式的分析與測試，旨在找出最佳、最優的符合Ad Hoc網絡特點的路由協議。從上述關于Ad Hoc無線移動網絡特點和路由協議分類的研究與闡述等，我們可以看出Ad Hoc無線移動網絡要適應不同的網絡環境，而不同類型的路由協議也有其自身的優缺點，那種期望有一種路由協議來解決所有Ad Hoc無線移動網絡路由問題是不現實的，針對不同環境、不同需求來研究、設計、完善路由協議才是最正確的做法。
參考文獻
[1]劉晶等.Ad Hoc網絡安全路由協議形式化分析模型[J].理工大學學報（自然科學版），2008（03）.
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作者簡介
中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0052-02
無線傳感器網絡是一種由傳感器節點構成的網絡，能夠實時地協作地監測、感知和采集網絡分布區域內的各種檢測對象信息，提供海量的詳細測量數據，如燈光、溫度、濕度、噪音等，并對這些信息進行處理，發送給觀察者。在軍事偵察、生物棲息、環境監測等領域，無限傳感器網絡有著廣泛的應用前景[1]。
1 無線傳感器網絡的現狀
無線傳感器網絡中的傳感器通過無線方式通信，網絡設置靈活，可以跟互聯網進行連接，通過無線通信方式形成一個多跳自組織網絡。其核心是傳感器節點，每個傳感器節點通常是一個微型的嵌入式系統，一般由數據采集模塊、處理控制模據G、無線通信模塊和能量供應模塊4部分組成。
1.1 無線傳感器網絡的特點
無線傳感器網絡的規模非常大。傳感器網絡的大規模性包括兩方面的含義：一方面是傳感器網絡可以覆蓋很大的地理區域；另一方面，傳感器節點部署很密集，在面積較小的空間內，密集部署了大量的傳感器節點。
無線傳感器網絡自組織，自維護。傳感節點可以隨機分布并自行組成網絡，形成大面積的監控網絡。由于環境等條件的改變，傳感器的數量會有增減，網絡拓撲隨時間動態改變，無線傳感器網絡應該具備維護動態路由的能力。
無線傳感器網絡無中心。在無線傳感器網絡中，所有節點的位置都是平等的沒有預先制定的中心，是通過預先設定的算法來相互協調。由于具有無中心的特點，無線傳感器網絡不會因為單個節點的脫離而受到損害。
無線傳感器網絡以數據為中心，在無線傳感網絡中，能源消耗最大的過程是通信過程，受到能源有效性的限制，無線傳感器網絡的路由應該在保證數據傳輸與穩定性前提下盡量減少通信量。
無線傳感器網絡的協作性強。由于無線傳感器網絡單個節點的計算能力有限，為了采集監測范圍內各項數據，網絡的運作需要大量的節點進行數據交換，信號協同和信號處理。這種方式可以有效克服處理和存儲能力不足的缺點，共同完成復雜任務的執行。
1.2 無線傳感器網絡的應用
1.2.1 軍事領域
由于無線傳感器網絡具有密集型，隨機分布，部署快速，可自組織，隱蔽性強且容錯性高等諸多特點，使其非常適合用于復雜惡劣的戰場環境。在軍事領域的主要應用包括戰場敵情偵察，警戒地域監視和預警，監控敵我雙方物資、情況，判斷敵軍進攻動向，戰場毀傷效能評估等。
1.2.2 醫療應用
醫療是無線傳感器網絡的另一個重要應用領域。無線傳感器網絡可以提供對醫院的藥物控制和藥品管理，輔助醫生診斷和監控病人的狀態，跟蹤病人的狀態，監控醫生、護士的服務，還可以遠程監視特殊人群的健康狀態，提供遠程治療等諸多服務。
通過部署在患者家中的傳感器網絡可以覆蓋患者的活動區域，患者身上的可穿戴設備可以提供必要的生理指標，通過這些節點可以對患者的重要身體指標進行實時監測。此類傳感器系統可以在本地對數據進行預處理后傳輸至醫療服務機構。
1.2.3 農業領域
農業生產中，利用無線傳感器網絡可以有效地降低傳統農業中的人力消耗以及對農田環境的影響，并獲取精確的環境和作物信息。通過傳感器獲取的氣候數據，可以分析得到農作物產量與日照、溫度、濕度的關系，并對灌溉等措施作相應調整。
1.2.4 環境監測應用
海洋、冰川、火山和原始森林等地區自然條件艱苦，人跡罕至。無線傳感器部署簡單易行，以無人值守的方式長期工作，且在各種不同的環境中都具有較強的穩定性。此外，通過傳感器收集數據還可以避免數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞[2]。
1.2.5 工業應用
在工業環境中，大范圍使用傳感器可以實施生產過程當中的安全監測，也能對自動化生產的生產環節和設備狀態進行實時監控，從而改進產品質量，增加產量、降低能耗、提高競爭力。
2 無線傳感器網絡的問題
無線傳感器網絡中的節點部分通過電池提供能量，為了延長傳感器使用壽命，能耗控制特別重要，如何在保證無線傳感器網絡功能前提下控制能耗成為了一個重要問題。
無線傳感器網絡節點分布密集，數據有顯著的冗余性，對于采集到的海量數據信息量需要利用數據聚集，融合。同時，在目標跟蹤、識別等新型使用場景下，傳感器需要更強的數據處理能力。目前受限于功耗和體積，傳感器數據處理模塊性能較差，數據處理能力不足。
無線傳感器網絡仍然具有安全性問題。無線信道、有限的能量，分布式控制都使得無線傳感器網絡更容易受到攻擊。被動竊聽、主動入侵、拒絕服務是這些攻擊的常見方式。因其具有大量數據，安全性是傳感器網絡設計中至關重要的部分。
無線傳感器網絡的通信同樣重要。在復雜的環境中，信號容易被障礙物或其他電子信號干擾。在傳感器網絡內以及傳感器與上層網關通信過程中，如何保證傳輸的速率以及穩定性是一個亟待解決的問題。
2.1 電子信息技術的發展
隨著經濟社會的不斷發展，我國的移動通信技術發展迅速，互聯網技術已經滲透到我國社會的各個層面，以WCDMA無線網絡技術為核心的無線通信網絡目前已經得到廣泛的應用和發展，人們對無線網絡通信系統的要求越來越高，以致越來越多人開始研究其優化和發展，以使其能夠滿足用戶和市場發展的需求。WCDMA無線網絡技術是由3GPP依據GSM MAP核心網而制定的第三代無線通訊技術，其在現階段無線通信市場中占據非常重要的地位。
一、WCDMA的原理
1、WCDMA技術的概述
現階段，WCDMA技術標準是我國也是全世界范圍內應用最為廣泛、擁有最豐富終端種類的3G標準，在3G通信市場中占有非常重要的地位，它首先是由第三代合作伙伴計劃組織提出的。WCDMA是由碼分多址（CDMA）演變而來的一種國際電信聯盟（ITU）標準，相比于其他通信技術，它具有容量高、功耗低、數據傳輸速度快、頻譜效率高和成本低等特點。WCDMA的碼片速率可達到3.84Mcps，載波帶寬為5MHz，它主要以直接序列擴頻碼分多址、頻分雙工等方式為主。移動設備之間的數據、語音、圖像、以及視頻等通信過程都可以通過WCDMA得到實現，并且其速率在局域網內可達到2Mb/s，在寬帶網內能夠達到384Kb/s。
2、WCDMA技術的優勢
（1）具有較大的系統容量。系統容量指的是系統能夠提供的能夠容納的最多用戶數量。相比通信市場其他技術，WCDMA具有較大的系統容量，這主要是由于其寬帶網絡的屬性以及抗衰落能力強、功率快等特點決定的。相比于傳統的2G網絡技術，系統容量的增大就意味著使用WCDMA網絡的成本大幅較低。
（2）具有多樣化的業務類型。相比傳統的移動通訊技術，WCDMA技術的業務類型更加多樣化，這就決定了其為用戶提供的服務種類也同樣具有多樣化的特點。業務種類依據接入核心網絡的連接域的差異性可以分為CS域業務和PS域業務兩種類型?；菊Z音通話業務、CS域短信業務、CS域智能網業務都屬于CS域業務類型，而PS域短信業務、QQ聊天、視頻通話、游戲、電子郵件、網頁瀏覽、視頻觀看等都屬于PS域業務類型。除此之外，WCDMA網絡具有更強的兼容性，能夠為用戶提供多項業務同時進行的服務，如用戶可以同時使用語音業務和數據業務。
（3）具有較高的數據傳輸速率。第二代移動通信系統提供給人們的主要是語音業務和短信業務，作為輔助業務的數據業務，其傳輸速率最大僅能達到384Kbps，而隨著網絡技術的深入發展，人們對于移動通信系統提出了更高的要求，第三代移動通信系統應用而生，WCDMA網絡的出現使數據業務成為其主導業務，其傳輸速率最高可達2Mbps，同時它還支持數據在快速或者緩慢的環境下傳輸，其傳輸速率分別能達到144Kpbs和384Kbps，并且數據傳輸業務和語音通話業務等能夠同時進行，在很大程度上滿足了人們對現代移動通信系統的需求。
（4）具有較高的無線傳輸質量。在無線傳輸過程中容易出現頻率選擇性衰落和多徑衰落的現象，導致無線傳輸質量較差。而WCDMA通信技術的出現，在一定程度上避免了類似問題的發生，其利用分集技術進行無線傳輸，提高了無線傳輸的質量。此外，WCDMA所擁有的5MHz的帶寬，使其多徑接受處理能力得到提升，滿足了接收機分離多徑分量的要求，有效避免了頻率選擇性衰落和多徑衰落現象的發展，從而使傳輸信號的質量得到了保障。
二、WCDMA無線網絡技術的發展現狀及存在問題
相比國外許多國家，我國對WCDMA無線網絡技術優化的研究還處于初級階段，相對比較落后，在很大程度上阻礙了我國無線網絡技術以及網絡優化軟件的發展?，F階段，隨著網絡通訊技術的深入發展，我國已經認識到無線網絡技術優化的重要意義，并開始加強研究力度，盡管取得了一些成果，但在優化的過程中也暴露出了很多問題。
第一，自動化程度較低。這是由于WCDMA無線網絡技術在我國的起步較晚，加之我國對網絡優化理論的引入落后于國外一些國家，在使用網絡優化軟件的過程中，缺乏經驗和運營的歷史數據，導致我國網絡優化軟件的使用多是人工控制。
第二，我國現階段對無線網絡的優化多是孤立進行的，缺乏對其進行全面整體的分析，導致優化后的無線網絡功能較為單一，具有片面性。第三，分析數據的效率較低。這主要是因為我國現階段的網絡優化技術較為落后，數據無法實現共享，導致網絡優化的重心存在于數據處理上，阻礙了我國無線網絡技術優化的發展進程。
三、WCDMA無線網絡優化的措施
依據近年來對WCDMA無線網絡技術及其優化研究的成果，提出了以下幾點具體的優化措施：
1、系統界面有待簡單化
我國現存的系統優化軟件的界面都比較復雜，界面查詢過程中的參數過于專業化，要進行較多步驟才能最終得出查詢結果，一般用戶很難理解并進行使用。針對這種現象，在進行無線網絡優化的過程中，要將系統界面簡單化，方便用戶的操作和使用，使優化的周期大大縮短，以確保無線網絡系統的正常運行。
2、系統的穩定性有待提高
無線網絡系統的穩定性增強了，才能確保系統的查詢速度得到提升?，F階段，我國無線網絡系統在查詢過程中的最小查詢時間粒度較短，這樣雖然使導入數據更加快捷方便，但是在很大程度上影響了整體的查詢速度。因此，在進行WCDMA無線網絡優化的過程中，頻率高低時間粒度必須要以用戶的實際需求為依據進行選擇，以縮短系統查詢的時間[4]。與此同時，要嚴格檢查和測試軟件的設計構架，避免突發狀況的發生，即使產生突發狀況也能在最短的時間內對問題進行定位并解決，從根本上提升無線網絡系統的穩定性。
3、覆蓋范圍有待拓寬
第一，室內覆蓋有待于優化。首先對室內的實際覆蓋情況進行分析，避免出現系統受干擾或者覆蓋受限制的情況；其次要加強對室內的信號分布，尤其是室內信號分布系統所使用的多種設備有待于加強，如可以使用微蜂窩天饋系統，以增加室內的話務量、提高信號的質量。第二，公路覆蓋有待于優化。隨著無線通信技術的深入發展，用戶對無線通信系統提出了更高的要求，尤其是在無線覆蓋的范圍方面，為了滿足用戶的這一需求，就要不斷優化無線網絡的公路覆蓋，公路覆蓋的優化可以通過使用智能天線或者新建覆蓋點實現。
四、WCDMA無線網絡技術的應用前景
現階段，我國的經濟快速發展，科技不斷進步，通信技術趨于向移動化方向發展，并處于由單一語音業務向多種移動數據業務轉換的過程中，以滿足人們對無線通信技術的需求。第三代移動通信系統一經引入我國，就迅速得到廣泛應用和快速發展，這是由它自身所具備的速率高、質量好、業務多的特點所決定的。尤其是WCDMA無線網絡技術作為第三代移動通信系統的核心，加之其良好的兼容性，使其逐漸成為近年來人們研究的重點和熱點問題。為了確保WCDMA網絡系統的長期發展，為了滿足逐年遞增的用戶數量，為了適應網絡環境的復雜化，就必須要對第三代移動通信系統，尤其是WCDMA無線網絡系統進行優化，不斷提升無線通信的質量和范圍，只有這樣才能跟得上無線網絡技術發展的步伐。相信未來的無線網絡技術能有更加廣泛的應用，無線網絡優化工作也必將取得更加顯著的成果。
參考文獻：
1.引言
近些年來，隨著智能無線網絡技術的逐步發展，它在各個行業的應用也越來越廣泛，其中在電廠應用就是其中的一個重要代表，主要表現在實時監控系統上，無線的實時監控系統是一種結合了無線通信技術上發展起來的新型監控系統，它是傳感器技術、計算機技術和無線通信技術發展的產物，主要由監控中心、無線通信網絡和現場監控單元組成的?，F代的電廠在生產過程中，像送風機、發電機和引風機等電機是必不可少的設備，為了響應我國提倡的節能理念我們會在熱電廠常用的結構復雜的鍋爐設備等加上除塵和脫硫等設備，因為只有送風機的話就不可能有效地進行排除煙氣。引風機在不僅能夠促進室內的氧氣燃燒更加徹底，提高了燃燒效率，還會直接增加了鍋爐本體在室內燃燒時需要的負壓。因此引風機在電廠正常運行時也起著十分重要的作用。但因為引風機的工作環境很惡劣，空氣中又有大量硫化物和粉塵的存在，這就直接就會導致引風機不能正常運行。而對電廠的引風機實行實時監控方案，對引風機在工作中的溫度、轉速和電流三種主要參數進行實時監控，有效控制個參數在正常范圍內，達到預防引風機發生故障的目的。
2.智能無線網絡
現在我們說的智能無線網絡技術通常泛指IEEE802.11協議的無線網絡技術。無線硬件主要由無線網卡1420和無線變送器兩部分組成，其中單個無線的設備它們之間的可見的距離能到228m，上位控制系統和無線網卡之間是有線的連接，主要的通訊方式有Modbus TCP/IP、OPC和Modbus 485。它主要有以下幾種特點：（1）移動性和靈活性，相對于有線網絡，無線網絡可以將無線信號覆蓋到任何一個地點并接入網絡；（2）安裝便攜，無線網絡通過安裝一個或多個接入點，這就可以大大減少了網絡布線方面的工作量；（3）方便調整和并進行網絡規劃，因為重新布線會帶來很多的麻煩，它是一個費時費力費錢的過程，無線網絡的拓撲結構就可以避免了這些情況的發生；（4）容易進行故障定位，無線網絡可以通過更換生產過程中的故障設備便可以恢復網絡連接；（5）易于擴展。
無線局域網包括802.11協議所規定的部件組成，它應包括還一些用于滿足應用的必備組件，如分布式系統、通信軟件、服務器等。無線網絡中的物理結構主要實現數據鏈路層、物理層、網絡層的功能，滿足局域、城域或廣域通信所需的功能。組網模式有自組網絡和基礎網絡結構兩種模式，后者較為常用。
在自組網絡的模式下，終端之間可以互相通信，但是在沒有一臺終端向無線網絡提供路由服務的話，則終端不能連接到網絡外的網絡。使用此方式組建網絡，組網方便，但是網絡功能有限。
使用基礎模式，就需要將專門的AP提供給無線網絡，AP以有線或無線的方式轉發局域內所有報文，與外網通信，承擔著局域網與外網的通信工作。這種組網模式的優點為靈活性很大。以基礎模式組建無線網絡來檢測引風機的網絡結構如下圖。
在無線網絡覆蓋的情況下，只需在終端內置802.11無線網卡，就可以與網絡通信。在上圖中，實時監控系統通過無線網絡連接到無線路由器，無線路由器與服務器進行通信，將數據實時發送到服務上器，并通過電腦實時顯示觀測引風機的運行狀態。
3.智能無線網絡在電廠中的應用
隨著IEEE 802.11無線網絡標準的制定與發展，無線網絡技術變得更加趨于成熟和完善。它不僅能夠給用戶提供更加安全可靠網絡互聯方案，還可以帶來移動、高效和遠距離的網絡互聯方案。無線網絡目前已經能夠廣泛應用于各種民用領域和軍事領域。目前，高速無線網絡已經達到了54M的傳輸速率，完全可以滿足一般的網絡傳輸的要求，其中包括聲音、傳輸文字和圖像等，甚至還可以進行圖像并發和聲音的傳輸等。所以無線網絡傳輸的最大距離可以達到幾十公里，甚至可能更遠，無線網絡應用領域的面也越來越廣，他的性能、價格和距離完全可以和有線的網絡媲美，甚至超過了有線網絡。目前無線網絡在電廠應用也比較廣泛，下面我們主要介紹下無線網絡在電廠的具體應用：
目前，隨著電廠的自動化水平的不斷提高，這就在很大程度上減少了人為操作的事故，也使無人值守的變成了可能，并已經成為了電力系統發展的趨勢。隨著電廠的無人值守的變電站技術的不斷發展，各個電廠開始也配備了變電運行的管理系統及遠程圖像的監控系統等。這些系統跟聯網運行、實時控制和遠程數據等功能相關。由于很多老的電廠的重新部署的工作難度較大，但通過利用電廠的無線網絡技術，就可以很大程度上方便電廠變電站網絡的接入。在電廠引入無線網絡可以大大降低工程難度，也大大縮短了工期，并可以更靈活方便地對電廠進行安裝部署。
4 結論
綜上所述，隨著科學技術在我國的高速發展，無線技術也得到了飛快的發展，隨著計算機技術、網絡通訊技術和電力系統保護等的不斷發展，智能無線網絡在電廠中的應用范圍也越來越廣，無線網絡是有線聯網的重要延伸和補充，它在電廠等電力系統中發揮了其使用靈活等優勢，并是將來電力信息網絡中十分重要的組成部分。有了艾默生智能無線技術哎上海石洞口第一電廠的應用成功案例，我們相信，隨著互聯網的不斷發展，從2G到3G，人們的目光終將會投入都無線技術中去。
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作者簡介：
姓名：王科，
性別：男，
出生年月：1975年2月11日，
單位：四川電力建設二公司（610051），
前言
隨著現代社會生活與工作節奏越來越快，普通建筑已經難以適應時展需求，這一點對于企業與工廠而言尤為突出，通過建筑智能化水平的提升，能夠有效節約成本，提高經濟效益。因此，針對智能化建筑系統的建立與應用具有重要意義。智能化建筑系統的特點在于人性化、智能化與簡約化，系統由多個部分組成，各個系統之間相互連接，相互協作，共同完成數據傳輸任務，解決緊急事故問題，提高建筑管理水平。而無線網絡技術則是實現這些功能的關鍵，因此，針對智能樓宇中無線網絡技術運用的研究與發展具有十分重要的意義。
1智能樓宇與無線網絡技術概述
1.1智能樓宇
在社會經濟不斷發展的背景下，人們的生活條件得到極大的改善，生活水平越來越高，對居住建筑提出的要求也不斷增長，普通建筑已經難以適應時展需求，必須進行改進與創新。其中，現代社會中智能化技術的發展十分迅猛，并在建筑中具有較高的應用價值，由此也誕生出了智能樓宇。這種建筑能夠有效滿足人們的使用需求，在很大程度上實現了人力與時間資源的節省，在未來建筑行業發展中具有巨大的潛力。所謂的智能樓宇，就是指在智能建筑系統的應用下，使建筑管理得以實現的建筑物。智能建筑系統分為多個部分，這些局部系統之間與人類的神經系統有著相似之處，通過合理連接，就可以使建筑內部信息傳輸的質量與效率得到有效提升。根據智能樓宇發展現狀，可以發現在計算機通信網絡技術的支持下，智能樓宇中的局部系統的連接就可以實現，因此，在系統連接中，通信網絡發揮著十分重要的橋梁作用，能夠有效傳輸各種數據，例如畫面、視頻以及聲音等等。智能建筑系統的核心部分為自動化系統，這一子系統能夠控制各個局部系統。在智能化技術的應用下，智能樓宇系統的失控問題能夠被快速發現，建筑系統具有較高的維修與管理水平，能夠使不必要的浪費與損失情況得到有效避免。
1.2無線網絡技術
所謂的無線網絡技術，就是指對無線電波加以利用，實現網絡數據傳輸的一種技術。就無線網絡技術發展現狀而言，可以得知無線網絡技術的組成主要分為無線網絡與無線局域網兩個部分。其中，無線網絡屬于計算機網絡數據傳輸系統，該系統具有較強的靈敏性，能夠在無線射頻技術的應用下，使使數據傳輸得以實現，進而使電線的使用量得以減少。相較于有線網絡，無線網絡的不同在于傳統網絡被無線電替代，計算機的位置限制問題得到解決。無線局域網則是對無線數據加以利用的計算機網絡，無線局域網將無線通信技術與計算機網絡有機結合到一起，通過無線局域網的形式，數據傳輸得以實現。
2無線網絡技術在智能樓宇中的應用
就結構組成而言，智能樓宇集成了不同種類的系統，因此，智能樓宇中集成系統運行過程對通信網絡的可靠性提出了較高的要求。在無線網絡技術的應用模式下，由于電纜線連接可靠性不足而造成的網絡故障得到有效避免，因此能夠使智能樓宇的通信需求得到滿足。此外，在無線網絡技術的支持下，有線網絡通信也被取代，其中對電纜線的使用也得以減少，進而使智能樓宇的建設成本得到有效降低，在經濟方面體現出巨大的優勢。關于無線網絡技術在智能樓宇中的應用，具體闡述如下。
2.1智能樓宇中應用的無線網絡技術概述
智能樓宇能夠使用無線局域網技術，使建筑的管理水平得到有效提升。而在應用實踐中：①需要對網絡IP地址進行合理規劃。具體而言，就是指對靜態手工配置的方法加以運用，配置AC的IP的地質，并對DHCP的動態分配方式加以利用，配置好AP地質。在配置過程中，如果沒有嚴格按照規定，采用正確的配置方法，換言之就是通過靜態分配方式來分配AP地質，那么就會由于數量龐大的AP而導致有地址沖突問題出現在設計與應用中。②SSID/VLAN的規劃也具有十分重要的意義。在智能樓宇中，根據業務類型與用戶群體的不同，需要對VLAN加以利用，實現對二者的合理區分。在WLAN中，SSID也發揮著相同的作用。因此，在設計智能樓宇的過程中，應從多個方面，綜合考量SSID與VLAN之間的映射關系，并以此為依據，與實際需求結合到一起，使VLAN與SSID的1：1、1：N、N：N的多種匹配映射得以實現。再者，射頻管理規劃也是需要考慮的內容，在實際應用過程中，需要對無線局域網信號進行合理分配，使無線局域網通信道的應用效果得到改善。通過射頻管理的合理規劃，能夠有效調整局域網信道，同時也可以實現每個AP獲得信道的最優化，進而有效提升網絡信息傳輸的可靠性。在智能樓宇中應用無線網絡技術，還需要對智能樓宇信息傳輸的準確性與快速性要求予以重視，并采取有效的技術手段，滿足實際需求。在智能樓宇系統的現場執行層中，也可以對無線網絡技術加以應用。具體而言，也就是將Infrastruc-ture組網模式與BACnet通信協議運用到智能樓宇中，以此使數據信息的交換與傳遞得以實現。因此，還需要在BACnet通信協議的應用下，對設備相互操作、信息服務原語以及抽象數據共享對象模型進行正確定義。而通過對網絡映射方式的應用，BACnet通信協議能夠不同地層協議向BACnet子網進行映射，進而使不同網絡之間的數據信息傳輸得以實現，同時也可以有效支持多鏈路層與物理層的通信。由此可見，一般情況下，在智能樓宇現場執行層中，BACnet無線傳感器網模式具有廣泛的應用價值。
2.2無線網絡技術在智能樓宇中的具體應用
根據智能樓宇無線網絡技術應用與發展現狀可知，在一些智能樓宇中，無線網絡技術的應用已經趨于廣泛與成熟，例如一些智能展館與智能大廈等等。例如智能展館中對無線網絡技術的應用，為了保證建筑的數據通信功能得到所有參展商的使用，可以將一個無線站點設置在每個展位上。對于開闊的室外環境而言，無線網絡設備可以覆蓋到200~3000m的范圍。而對于室內環境而言，無線網絡設備覆蓋范圍卻只有35~50m。因此，需要對展館環境的復雜性以及無線網絡設備的網絡覆蓋能力進行綜合考慮，同時還要合理設置每個AP設備的覆蓋半徑，通常以15m為宜，如此可以為對50%冗余的考慮提供便利?；诖耍梢砸哉桂^展會現場的實際情況為依據，合理選擇并確定AP設備的安裝位置，然后對千兆以上的以太網加以應用，以此作為無線網絡骨干，在這一模式下，展館的辦公面積可達到2.5萬m2，高度達到10~25m，能夠很好的滿足大部分需求。通過對無線網絡技術應用效果的分析與研究，不難看出，在建筑通信中該項技術的應用能夠使相關需求得到很好的滿足，同時也能夠避免電纜線破壞展覽環境的情況，對于展館環境的美化而言有著十分積極的影響與作用。
2.3智能樓宇中無線網絡技術應用需要注意的問題
無線網絡技術在智能樓宇的應用過程中，需要對技術應用的要點進行考慮與掌握。換言之，就是需要對建筑工程結構特點進行細致分析，并考慮無線網絡的技術特點，對網絡采取有效的管理措施，如此才能夠使無線通信網絡的建設效果得到保障。因此，在建設過程中，應對智能樓宇的結構類型進行了解與分析，并選擇相應的網絡類型。如果應用對象處于移動狀態，如果想要避免電纜線傳輸位置對應用對象產生影響，那么無線網絡的應用就具有較強的適用性。其次，在智能樓宇通信網絡建設中，無線網絡技術的應用必須制定相關基礎性網絡保護措施。例如盡量采用金屬畫作為建筑外墻，如果建筑內墻的裝飾材料為金屬，那么就要對金屬材料與地面的接觸情況予以考慮。此外，窗戶也盡可能使用金屬材料，包皮材料可以采用銅制品或其他金屬材料。通過采取相應措施，能夠有效保護無線網絡密碼，同時也可以使相關因素對網絡設計造成的影響得以避免，進而有效控制網絡故障率。由此可見，智能樓宇無線網絡技術的應用中還需要對網絡管理小組加以建設，如此才能夠使對網絡的實時監測得以實現，并據此有效調整網絡。最后，還需要對智能樓宇內部結構進行分析，據此檢驗網絡設計方案的合理性，使無線網絡中信號流失問題得以避免。
3結束語
總而言之，在社會經濟與科學技術不斷發展的背景下，建筑也逐漸朝著智能化的方向發展，城市建設中也涌現出越來越多的智能樓宇。而在智能樓宇中，無線網絡技術發揮著重要的作用，通過無線網絡技術，可以有效提高智能樓宇的管理水平，減少資源損耗。因此，針對無線網絡技術在智能樓宇中的應用的研究具有重要意義。我們必須針對智能樓宇中無線網絡技術應用的不足進行分析，并提出有效的完善對策，以此提高技術應用水平，為推動智能樓宇的發展提供強有力的支持。
參考文獻
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中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）09-0033-02
1 概況
徐州中心醫院是淮海經濟區規模最大、實力最強的三級甲等綜合性醫院，醫院為全國改革創新醫院、全國百姓放心示范醫院、江蘇省“十佳醫院”、江蘇省基本現代化醫院、徐州市首屆人民滿意醫院。作為蘇北地區醫院的排頭兵，我院的信息化建設也一直走在全省前列，2010年我院率先在蘇北地區完成了HIS系統的更新建設，并逐步開通了“96120健康呼叫中心”、“網上掛號預約”以及“就醫地圖”等方便患者就醫的網絡服務。
信息科作為醫院網絡的“神經中樞”，控制著全院信息化系統的運行，同時也為醫院信息化發展方向的決策提供著重要的依據，所以作為信息科的負責人，我一直要求所有科員對新興技術保持關注，并對已有的網絡業務進行深度挖掘，發揮更大的功效和作用。我院的HIS、PACS、EMR、LIS系統完成部署后，大大提高了醫生和護士的工作效率，也將我院的信息化建設提升了一個臺階，但從各個科室的實際使用情況來看，這些只運行有線網絡上的系統并未發揮它們最大的效能。在各個科室每天的例行查房過程中，醫生的遺囑仍然通過口述、筆記的方式進行記錄，查房結束后再到辦公室錄入到系統中，醫院的信息化系統建設并未改變這樣古老而又有風險的查房流程。如何通過現有的醫療信息化系統改變這種傳統的查房方式、如何發揮已有系統的最大功效曾長期困擾著我。
2 無線網絡技術探索
多年來，我就一直關注無線網絡在一些酒店和學校的部署，并作為有線網絡的延伸承載著以往只運行在有線網絡的業務，而這種特性讓我得到了啟發，何不在各個科室部署無線網絡，讓醫生拋開病歷夾使用移動設備進行查房？有了這樣的思路以后我就開始收集各類無線網絡的技術資料，安排科員學習并進行技術儲備。
無線網絡技術包含藍牙、3G、WIFI、WIMAX等多種技術，選擇何種技術應用于醫療無線網絡是信息科首先面臨的問題。經過一段時間的研究，我們掌握了各種無線網絡的特點，通過下表的對比我們可以直觀的看出它們的差別（表1）：
通過上表的對比，WIFI的高速率可以滿足PACS影像傳輸的要求，建設成本適中；同時，支持WIFI技術標準的終端非常多，手持PDA、平板電腦、筆記本電腦甚至智能手機都可以很好的支持WIFI，這也讓以后的醫療技術應用方式多了無限的遐想空間。
WIFI技術的各項指標達到了醫療無線網絡的使用需求，但WIFI設備發射的電磁波影響到我院的各類醫療設備正常使用呢？2006年受衛生部醫院管理研究所和中國醫院協會信息專業委員會的委托，北京中日友好醫院和思科公司合作，對25種醫院常見的對電磁干擾相對敏感的醫療設備進行了測試，研究結果未發現無線局域網絡設備對于醫療設備產生不良干擾。ii
3 無線網絡關鍵技術點
醫療無線網絡與其他領域的無線網絡承載的業務有非常大的區別，直接關系著患者的健康和生命安全；醫療無線網絡的建設方案必須要解決幾個關鍵技術點：漫游切換、抗干擾、網絡自愈、控制器熱備。
3.1 漫游切換
我院開放3000多張床位，每個科室的面積都比較大，所以每個科室都需要有多臺AP（無線接入點）進行網絡覆蓋，這樣就會導致醫護人員在不同病房使用PDA、筆記本電腦時從一個AP的覆蓋區域移動到另外一個AP的覆蓋區域，在這個移動過程中很容易出現丟包問題。我院的EMR系統采用的是B/S架構，在PDA、筆記本電腦漫游過程中會導致醫護人員的賬號頻繁掉線，終端和服務器會話中斷，這樣的使用效果是一線醫護人員無法接受的。因此，我院在設定無線網絡技術標準時，對漫游切換的要求是不高于50ms。
3.2 抗干擾
為了方便患者根據的飲食，我院的住院部各個病區內都有共有的微波爐提供給患者使用，這樣的措施給患者帶來了很大的便利，卻給信息科帶來了很大的困擾。微波爐開啟時會對周圍的AP工作帶來很大的干擾，影響AP的工作狀態，導致重傳率、誤碼率大幅提高。另一方面，病區內還有運營商的WIFI信號，讓本來就很狹窄的頻譜資源更加擁擠，加大了部署無線網絡的難度。在設定無線網絡技術標準時，抗干擾也是我院重點考量的技術點。
3.3 網絡自愈
我院在進行無線網絡測試時，多個廠家的AP的有效覆蓋半徑都在10-15m之間，多臺AP共同作用完成整個病區的覆蓋。在這樣的覆蓋方式中，一旦其中一臺AP不工作將會在病區內出現一片信號盲區，在盲區內醫護人員的PDA、筆記本都無法有效的連入網絡，影響正常的醫療活動。在設定無線網絡技術標準時，我院要求無線網絡能夠有效的應對上述的問題。
3.4 控制器熱備
控制器是無線網絡的核心設備，集中控制、管理著所有AP，一旦控制器出現故障宕機將會導致無線網絡癱瘓，因此控制器熱備功能也是我院建設無線網絡的必選功能。在研究無線網絡資料時，我留意到存在“VRRP、雙CAPWAP”兩種熱備技術，選擇何種熱備技術更合適呢？
VRRP全稱是“虛擬路由冗余協議”，兩臺無線控制器使用組成虛擬無線控制器，使用1個IP地址。它可以把一個無線控制器的責任動態分配到兩臺無線控制器中的一臺，這臺無線控制器稱為主控制器；所有AP與主控制器建立CAPWAP隧道連接。當主控制器故障時，從控制器使用該IP地址與所有AP建立CAPWAP隧道連接。
雙CAPWAP備份技術是讓AP同時與兩臺無線控制器建立CAPWAP隧道，當主控制器出現故障時從控制器理解接管主控制器的功能，與AP保持連接。
在使用VRRP技術時，主控制器故障以后所有的AP均需要重新與從控制器建立CAPWAP隧道，當AP的數量有數百個時，建立CAPWAP隧道的時間可能就需要數分鐘，所以主從控制器切換時間要遠遠高于雙CAPWAP。因此，在設定無線網絡技術標準時，我們要求控制器具備“雙CAPWAP”熱備功能。
4 無線網絡部署實踐
根據我院設定的無線網絡技術標準，結合“醫院無線局域網布署規程”中的技術要求iii，我院組織了多家無線AP廠家進行了技術測試，最終我院選擇了在測試過程中表現優異蘇州漢明進行合作，漢明在提供我們提出的技術標準的技術上還額外支持HAP功能，可擴展的資產、人員定位功能。
2012年9月，我院開始在新醫技大樓建設無線網絡，計劃在大樓內部署135臺無線AP覆蓋4-12層的病房區域。在建設新醫技大樓無線網絡時，我院對無線網絡的信號提出了比較高的要求，病區內95%的區域信號強度達到-65dbm，滿足PDA等手持終端的使用要求。為了達到這一要求，蘇州漢明和我們信息科的技術人員煞費苦心，對AP的部署方案做了多次調整，從最開始的所有AP放在走廊內到所有的AP放在病房內，再到兩者相結合的方式，最終在信號強度、部署難度之間找到了一個最佳平衡點。經過2年多的技術儲備、近1年的技術選型和產品測試和2個多月的工程實施，凝結著信息科技術人員心血的無線網絡最終呱呱落地，開始履行移動醫療的網絡使命。
我院無線網絡完成部署以后，完成了病區內的“最后1米“網絡部署，讓醫療信息化建設的觸角真正延伸到了患者的床頭，讓已有的PACS、EMR、LIS等系統發揮出了最大功效，無線網絡騎到了力量倍增器的作用。我院目已經開始全面推行移動查房、移動護理，通過改進醫護流程提高醫護人員的工作效率，降低醫療事故發生風險。
5 結語
醫院信息化建設已經推行了很長時間，三甲醫院的HIS、PACS、LIS、EMR等很多系統都已經完成部署，但這些信息化建設不能停留在簡單的系統堆砌階段，而是要通過新的網絡技術加以整合，發揮出這些系統的最大功效。只有緊緊跟隨網絡技術發展的方向，把醫院網絡建設工作作為一項艱巨且長期的工作，要求網絡管理人員結合醫院的實際情況，全方位、多角度地進行技術儲備，遵循合理利用現有資源的原則，制定出正確的醫院網絡發展規劃，才能真正做到醫院信息化體系安全、穩定、健康、高效地運行。
參考文獻
