高效低时延分级多PAN太赫兹无线网络MAC层优化协议

针对现有分级多PAN太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的子网形成方案不合理以及私有CTA(Channel Time Allocation)与子网内实际负载不匹配等问题,提出了一种高效低时延的MAC层优化协议.该协议采用基于泛听的按需形成子网机制避免了子网分布不均匀以及因子网形成后没有节点加入而造成的私有CTA资源浪费的问题.在子网形成后,子微微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)根据子网内实际负载情况自适应选择私有CTA时隙资源优化机制,让有数据传输需求的节点及时将数据发出.仿真结果表明,所提出的方案能有效地降低数据帧平均接入时延,提高吞吐量以及数据帧的传输成功率.

基于无线网络的农产品冷链物流温度监测系统研究

介绍了农产品冷链物流温度监控的必要性,根据系统总体需求分析、总体架构、整体功能和硬件方案设计了监控系统,并基于GPRS网络和ZigBee无线网络设计了系统的硬件部分,从而实现了整个监测系统的目标。试验结果表明:系统可以实时显示冷链温箱内部温度,且能对异常温度进行报警,具有可行性和准确性。

无线网络覆盖方案仿真实验设计与实现

以无线信号传播模型为基础,以实现对某区域内无线网络覆盖为目标,设计了覆盖半径随无线参数变化的基础实验、基于三种经典启发式算法的无线网络覆盖方案提高实验和基于改进算法的拓展创新实验,形成了一个完整的实验系统。通过实验教学,学生可以了解到无线通信信号传播和网络覆盖理论知识,能够掌握无线网络覆盖方案设计方法,该实验是一个理论与实践相结合、有层次、有创新的综合设计性实验。

考虑负载和时延的船舶无线网络节点流量控制

针对船舶无线网络稳定性较差,易出现负载失衡、信息传输时延高的问题,研究考虑负载和时延的船舶无线网络节点流量控制方法。此方法利用有向图优化船舶无线网络结构与节点分层结构;计算船舶无线网络节点负载占用率与可用率,提取负载均衡的节点通信路径;使用基于RTT的拥塞流量分配算法,以缩短延时为目标,考虑负载和时延的船舶无线网络节点流量控制。实验结果显示:此方法使用后,船舶紧急业务、关键业务、普通业务在无线网络中分组投递率提升,解决了负载失衡问题;紧急业务端到端时延低于100 ms,关键业务与普通业务端到端时延低于1 000 ms,流量控制效果较好。

病毒入侵下无线网络覆盖漏洞感知模型设计

为了及时发现病毒入侵风险,保证无线网络安全,设计一种基于改进遗传神经网络的无线网络覆盖漏洞感知模型。考虑多径衰落效应,构建无线网络信号传播模型,计算信号传输路径损耗,采用地理信息系统获取可视化无线网络覆盖图;融合贝叶斯理论和属性攻击图,通过后验概率更新静态贝叶斯攻击图属性状态,实现覆盖漏洞动态风险评估;使用D-S证据理论融合多源数据,运用蚁群算法实施数据寻优,以过往与现阶段网络安全状态为基础,建立无线网络覆盖漏洞感知模型,凭借改进遗传神经网络优化模型感知准确度。仿真结果表明,所提方法在不同节点密度与感知半径下均具备良好的漏洞感知精度及效率,可广泛应用于现实场景。

面向无线网络数据安全的非对称加密传输方法

针对无线网络数据安全传输时延较长的问题,提出一种基于矩阵计算的数据开放隐私泄露评估方法。设计基于小波变换算法的无噪声数据传输通道,获取用户信息并计算网络传输数据泄露风险;依托于非对称加密技术中典型的RSA算法,设计一个密钥生成器,分别获取数据传输相关的加密秘钥、解密秘钥;基于DFT-S-OFDM模型,完成无线网络数据加密信号的高效发送与接收。实验结果表明:该方法的数据加密传输时延保持在2ms以下,平均时延约为1.02ms,数据加密传输时延降低了76.55%、88.37%。

变拓扑结构下无线网络节点数据同态加密传输算法设计

由于无线网络在传输过程中,节点拓扑结构处于变化过程中,很容易被攻击,导致网络在数据传输过程中,被恶意攻击发生数据泄露。提出基于同态加密的无线网络节点数据安全传输算法。利用信道损耗模型确定无线网络的变化拓扑结构。通过遍历网络节点规划出数据的最优动态传输路径。在按照规划路径进行数据传输的过程中,设计一种同态加密算法对传感数据加密,实现无线网络节点数据的安全传输。实验结果表明:在不同类型的网络攻击下,设计数据传输技术的丢包率仅0.6%,证实了该技术可以保障无线网络节点数据的传输安全。

基于图信号处理的无线网络异常节点检测方法

无线网络中的异常节点会降低群里的通信性能,在传输数据时造成丢包或者错传等情况发生,大规模节点异常甚至会导致网络瘫痪。为此,提出基于图信号处理的无线网络异常节点检测方法。首先,根据网络各节点空间位置特征,计算邻近节点间的距离,再结合K–近邻原理搭建无线网络图信号模型,通过高通图滤波装置划分图信号高频区域;然后,采用拉普拉斯矩阵、傅里叶变换获取各子图频谱特征,通过傅里叶逆变换得出图频率各分量信号,使用箱型图统计算法求出子图正常节点信号两个极值,在这两个值范围内即为正常节点,超出此范围即为异常节点,经过判定、筛选确定异常节点位置,最终完成异常节点检测的任务。实验结果表明,该方法对无线网络异常节点的检测精度高,且检测运行时间开销较少。

基于数据聚类的无线网络通信数据加密系统

无线网络通信数据加密安全性问题严重威胁通信安全,为了解决这个安全隐患,设计了基于数据聚类的无线网络通信数据加密系统。采用锁盒和门禁模块设计加密控制子系统,使文件块密钥保存到密码箱中。在密钥管理子系统中研制步进电动机驱动电路,消除存储于只读内存中的干扰网卡地址。结合改进K-means算法聚类无线通信数据,处理聚类数据,使其形成密文。通过检查无线网络ID和时间戳,生成加密聚类通信报告,实现无线网络安全通信。由实验结果可知,该系统能够得到准确加密信息,且与理想时间戳存在00:01:00的误差,证明了该系统在保证安全通信基础上提高了加密性能。

基于“LoRa+WiFi”无线网络的智慧景区管理系统

随着我国旅游业的发展规模逐步扩大,景区对智慧管理的需求贯穿于游前、游中和游后整个过程。本系统从景区管理者的角度出发,对景区游客、景区环境以及景区安防等方面进行管理,依托于LoRa无线通信技术进行数据的传输和汇聚,并通过WiFi模组传输至云平台,同时开发Web应用端实时监测景区管理数据。通过测试,将“LoRa+WiFi”无线网络组合技术应用于智慧景区感知层数据传输过程具有可行性,对于实现景区的智慧化管理具有现实意义。

基于随机几何的星地融合无线网络上行覆盖性能分析

星地融合无线网络(STIN)是实现全球无缝立体覆盖的重要途径。为指导星地融合无线网络实际部署,对上行覆盖性能成因规律进行分析。利用随机几何对星地异频部署场景进行了建模,其中,卫星在轨道上服从一维泊松点过程(PPP)分布,地面基站和用户服从二维PPP分布。基于此,推导了星地融合无线网络上行覆盖概率关于基站密度、轨道倾角等参数的表达式。实验仿真验证了理论推导结果的正确性,并分析了网络设计参数对上行覆盖概率的影响。

融合信息通信和空中计算的认知无线网络鲁棒资源分配优化

针对空中计算网络中无线传感器的功率资源限制及其与现有无线通信网络的频谱竞争,研究一个包含信息通信和空中计算功能的认知无线网络,其中,主网络实现无线信息通信功能,次网络实现空中计算功能,且次网络中的传感器利用主网络基站发送的信号收集无线能量。考虑空中计算的均方误差(MSE)约束和网络中各节点的功率约束,基于随机信道不确定性构建目标函数为无线通信用户的和速率最大化的鲁棒资源分配优化问题,提出一个交替优化(AO)-改进的约束随机连续凸逼近(ICSSCA)算法,即AO-ICSSCA算法,将原鲁棒优化问题转换为确定性优化的子问题,并以交替的方式优化主网络基站的下行波束成形向量、次网络中传感器的功率因子和融合中心的融合波束成形向量。仿真实验结果表明,相较于改进前的约束随机连续凸逼近(CSSCA)算法,AO-ICSSCA算法能以更短的计算用时实现更好的优化性能。

无人机无线网络中基于队列稳定的无线与计算资源分配优化

无人机(UAV)无线网络中,UAV承载基站设备,可灵活提供无线通信服务,支持在高质量的无线信道状态下进行数据传输;另一方面,将边缘计算服务器部署到基站侧,计算资源更靠近用户,通过任务卸载,能够直接在基站侧进行计算处理,缓解无线网络的去程链路压力;但是,考虑到能耗受限问题,如何通过资源优化来降低网络能耗并保证用户到基站的数据传输和任务处理的稳定性依然是研究的难题;针对UAV无线网络中用户向UAV基站发送数据并卸载计算任务的场景,研究了在数据传输和任务处理稳定性约束下进行无线与计算资源优化的能耗最小化问题,构建数据队列与任务队列,采用李雅普诺夫优化理论对问题进行转化和分解,获得能耗与队列的折中关系,并通过仿真分析评估了所提解决方案的有效性。

联合特征概率分布和时间相关性的无线网络业务建模方法

民用无线网络以及航空无线网络等未来无线网络需要承载需求多样化的业务类型和信息交互。数据包尺寸特征和数据包到达间隔等不同业务特征,对无线网络有至关重要的意义。然而,当前无线网络业务建模研究鲜有同时建模业务特征和业务特征的时间相关性,这导致对业务的建模刻画不够准确。本文提出一种联合业务特征概率分布和时间相关性的无线网络业务建模方法,保障了业务特征的概率分布和业务特征的时间相关性。本方法具有一般性,可以应用于民用无线网络的业务建模,也可以应用到航空无线领域,有利于对业务特性的把握,从而进行更加优化和确定性的资源分配。

基于数据聚类的共享电源无线网络通信数据加密系统

共享电源无线网络通信数据加密方法由于难以对缺失信息进行精准聚类,导致在规定时间内加密范围较小。为此,提出基于数据聚类的共享电源无线网络通信数据加密系统。系统硬件主要设计了STM32微处理器和通信器,STM32微处理器的外设结构可以直接与共享电源中的DMA单元关联运行,内部的芯片支持后期升级与拓展,引导ST为STM32微处理器提供固定驱动程序,为数据聚类提供了空间。通信器采用GPRS芯片,在安全方面设计了接收端口与发送端口之间基于串口RS232的TCP连接,支持5G网络环境下的所有射频技术应用,是提高聚类数据效率的基础。利用数据聚类进行数据筛选,设定共享电源无线网络通信数据筛选程序,将聚类信息汇总分别在发送端和接收端进行加密,实现加密软件操作。实验结果表明,加密数据量为50 GB时,正常数据加密时间为24.39 s,存在缺失数据加密时间为24.57 s,加密时间为15 s时,该文方法的加密数据量可达15 GB,表明该文方法能够很好地弥补缺失信息,扩大加密范围。

无线网络的安全及防护方法探讨

随着现代网络科技的快速发展,大量用户和业务涌入无线网络,如今无线网络已经是生活中不可或缺的一部分。与此同时,无线网络安全隐患也成为网络管理人员重点关注的课题。本文从无线网络存在的安全问题入手,对无线网络面临的威胁进行分析,探讨专业人员该如何对无线局域网的安全进行有效的防范。旨在更好地梳理网络安全隐患,为下一步的研究提供借鉴。

船舶无线网络的节点数据采集方法

为准确实现对船舶运行状态的实时监控和数据分析,及时发现潜在的问题和风险,设计船舶无线网络的节点数据采集方法。该方法以分布式追踪系统Zipkin为基础,设计无线网络节点数据采集技术框架,在该技术框架内,用户通过连接分布式追踪系统Zipkin,使用分布式追踪系统Zipkin内的传感器对船舶无线网络节点进行追踪后,对分布式追踪系统Zipkin内的传感器节点和船舶无线网络节点布局进行优化处理,再通过节点数据采集控制器从优化后的船舶无线网络节点内采集数据,同时通过Socket通信协议对节点数据进行缓存后,发送到服务器端,服务器端启动处理线程和同步线程,以广播的方式将采集到的船舶无线网络节点数据发送给用户,实现船舶无线网络的节点数据采集。实验表明,该方法具备较强的传感器节点和无线网络节点布局优化能力,可有效采集船舶无线网络节点上的信号和数据,应用性能较强。

基于4G/5G+VPDN组网技术构建智慧医院无线网络

随着信息化建设不断发展,智慧医院主要采用移动医疗作为实现优质医疗服务共享与延伸的重要手段,传统智慧医院专网建设是采用基于802.11协议的无线网络,该方式在智慧医院实际的医疗应用场景中有一些缺点,例如硬件投入成本高、护理单元间无线网络漫游信号不稳定、传统无线网络在智慧医院建设中存在信息安全隐患等。因此,文章通过基于4G/5G+VPDN组网^([1])的技术构建智慧医院无线网络,可建设安全高效稳定的医疗无线网^([2])。该方式是无线医疗应用中一种新的建设模式,在医疗行业实际应用中会有广阔的前景。

专题:6G新型无线网络

内容导读面向2030年及未来的6G网络,将与人工智能、大数据、先进计算等信息技术交叉融合,实现通信与感知、计算、控制的深度耦合,具备泛在互联、普惠智能、多维感知、全域覆盖、绿色低碳、安全可信等典型特征。6G无线接入网作为6G网络重要组成部分,将呈现出一些重要新特征和能力,以支撑未来6G网络的发展愿景。

虚拟仿真技术在无线网络优化课程中的应用

为满足当前培养工程实践能力的人才要求,解决无线网络优化课程存在的缺乏实体实验设备和实验场景、教学内容不易理解、学生参与度不高、过程评价体系单一等问题,以课程中的知识点为中心构建虚拟仿真实验平台,将现实中不可逆、难操作、建设成本高、不易呈现的无线信号优化问题转化为可重复操作、高度真实场景的开放式虚拟仿真教学平台,突破传统课程时间、空间、成本限制,为学生提供互动性强、获得感高的教学体验,提高学生自主学习能力和创新能力,为教师提供教学可持续改进的数据参考,达到不断提升教学质量的目的。