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无线网络传输系统设计

发布时间:2022-09-03 17:10:08

① 我现在需要一个音频的无线传输系统。不知道怎么设计

数字的还是模拟的,数字的可用的很多,WIFI,蓝牙,2.4G数字无线,模拟的用FM发射等等办法都可以。

无线网络的传输方式,要具体,详细的。每种传输的特点及作用。麻烦了~

无线传输分为:模拟微波传输和数字微波传输。

一、模拟微波传输

模拟微波传输系统原理图
模拟微波传输就是把视频信号直接调制在微波的信道上(微波发射机,HD-630),通过天线(HD-1300LXB)发射出去,监控中心通过天线接收微波信号,然后再通过微波接收机(Microsat 600AM)解调出原来的视频信号。如果需要控制云台镜头,就在监控中心加相应的指令控制发射机(HD-2050),监控前端配置相应的指令接收机(HD-2060),这种监控方式图像非常清晰,没有延时,没有压缩损耗,造价便宜,施工安装调试简单,适合一般监控点不是很多,需要中继也不多的情况下使用。其弱点是:抗干扰能力较差,易受天气、周围环境的影响,传输距离有限。目前,已逐步被数字微波、COFDM、3G、CDMA等取代。

二、数字微波传输

数字微波传输系统原理图
数字微波传输就是先把视频编码压缩(HD-6001D),然后通过数字微波(HD-9500)信道调制,再通过天线发射出去,接收端则相反,天线接收信号,微波解扩,视频解压缩,最后还原模拟的视频信号,也可微波解扩后通过电脑安装相应的解码软件,用电脑软解压视频,而且电脑还支持录像,回放,管理,云镜控制,报警控制等功能;现在随着数字存储方式的普及,接收下的来的信号可以直接通过NVR存储显示或者直接进存储服务器,配合磁盘阵列存储;这种监控方式图像有720*576、352*288或更高的的分辨率选择,通过解码的存储方式,视频有0.2-0.8秒左右的延时。数字视频监控价根据实际情况差别很大,但也有一些模拟微波不可比的优点,如监控点比较多,环境比较复杂,需要加中继的情况多,监控点比较集中它可集中传输多路视频,抗干扰能力比模拟的要好一点,等等优点,适合监控点比较多,需要中继也多的情况下使用,客观地讲,前期投资较高。
无线图像传输系统从应用层面来说分为两大类,一是固定点的图像监控传输系统,二是移动视频图像传输系统。

1.固定点的图像监控传输系统

固定点的无线图像监控传输系统,主要应用在有线闭路监控不便实现的场合,比如港口码头的监控系统、河流水利的视频和数据监控、森林防火监控系统、城市安全监控、建筑工地等。下面按频段由低到高对不同的图像传输技术进行介绍。

1.1--2.4 GHz ISM频段的多种图像传输技术

2.4 GHz的图像传输设备采用扩频技术,有跳频和直扩两种工作方式。跳频方式速率较低,吞吐速率在2 Mbit/s左右,抗干扰能力较强,还可采用不同的跳频序列实现同址复用来增加容量。直扩方式有较高的吞吐速率,但抗干扰性能较差,且多套系统同址使用受限制。

2.4 GHz图像传输可基于IEEE802.11b协议,传输速率为11 Mbit/s,去掉传输过程中的开销,实际有效速率为5.5-6 Mbit/s左右。后来制订的IEEE802.11g标准,速率上限达到54 Mbit/s,在特殊模式下可达108Mbps,该标准互通性高,点对点可传输几路MPEG-4的压缩图像。

应用在2.4 GHz频段的还有蓝牙技术、HomeRF技术、MESH、微蜂窝技术等。随着应用范围的逐渐扩大,2.4 GHZ这个频段处于满负荷工作状态,其速率问题、安全问题、干扰问题值得进一步研究。

1.2--3.5 GHz频段的无线接入系统

3.5 GHz的无线接入系统是一种点对多点微波通信技术,采用FDD双工方式,用16QAM、64QAM调制方式,基于DOCSOS协议。其工作频段相对较低,电波自由空间损耗小,传播雨衰性能好,接入速率足够高,且设备成本相对较低。该系统具有相对良好的覆盖能力,通常达到5 km~10 km,适合地县市级单位低价位、较大面积覆盖的应用场合;还可与WLAN、LMDS互为补充,形成覆盖面积大小配合、用户密度稀密配合的多层运行的有机互补模式。目前存在的问题是带宽不足,只有上下行各30 MHz,难以大规模使用。

1.3--5.8 GHz WLAN产品

5.8 GHz的WLAN产品采用OFDM正交频分复用技术,在此频段的WLAN产品基于IEEE802.11a协议,传输速率可以达到54 Mbit/s,在特殊模式下可达108Mbps。根据WLAN的传输协议,在点对点应用的时候,有效速率为20 Mbit/s;点对六点的情况下,每一路图像的有效传输速率为500 kbit/s左右,也就是说总的传输数据量为3 Mbit/s左右。对于无线图像的传输而言,基本上解决了“高清晰度数字图像在无线网络中的传输”问题,使得大范围采用5.8 GHz频段传输数字化图像成为现实,尤其适用于城市安全监控系统。

ZWD-2422无线高清传输器

图册无线传输设备(10张)
的工作频率4.9GHz-5.9GHz,当它收到其它RF设备或讯号干扰时能自动调整至适当的频率,所以一般不在5G左右频段的2.4G,3G不会干扰到ZWD-2422的无线高清传输。

WLAN传输监控图像,目前比较成熟的是采用MPEG-4图像压缩技术。这种压缩技术在500 kbit/s速率时,压缩后的图像清晰度可以达到1CIF(352×288像素)~2CIF。在2 Mbit/s的速率情况下,该技术可以传输4CIF(702×576像素,DVD清晰度)清晰度的图像。采用MPEG-4压缩以后的数字化图像,经过无线信道传输,配合相应的软件,很容易实现网络化、智能化的数字化城市安全监控系统。

2.4/5.8GHz 基于802.11n的产品,11n产品分为AN和GN分别工作于5.8GHz和2.4GHz,传输速率可达150、300、600Mbps,有效传输速率分别为60、160、300Mbps.随着高清摄像机的发展,这种高带宽的11N模式非常适合高清摄像机的传输。高清摄像机和高带宽无线传输设备的配合会逐渐成为无线视频监控的趋势。

1.4--26 GHz频段的宽带固定无线接入系统

LMDS系统是典型的26 GHz无线接入系统,采用64QAM、16QAM和QPSK三种调制方式。LMDS具有更大的带宽以及双向数据传输能力,可提供多种宽带交互式数据以及多媒体业务,解决了传统本地环路的瓶颈问题,能够满足高速宽带数据、图像通信以及宽带internet业务的需求。LMDS系统覆盖范围3公里~5公里,适用于城域网。由于世界各国对LMDS的工作频段规划不同,所以其兼容性较差、雨衰性能差,成本也较高。

2.移动视频图像传输系统

除了对固定点的图像监控的需求外,移动图像传输的需求也相当旺盛。移动视频图像传输,广泛用于公安指挥车、交通事故勘探车、消防武警现场指挥车和海关、油田、矿山、水利、电力、金融、海事,以及其它的紧急、应急指挥系统,主要作用是将现场的实时图像传输回指挥中心,使指挥中心的指挥决策人员如身临其境,提高决策的准确性和及时性,提高工作效率。富士达就移动视频图像传输采用公网和专用技术两种情况作相关介绍。

2.1 利用CDMA、GPRS、3G公众移动网络传输图像

CDMA无线网络的移动传输技术具有很多优点:保密性好、抗干扰能力强、抗多径衰落、系统容量的配置灵活、建网成本低等。CDMA采用MPEG-4压缩方式,用MPEG-4的CIF格式压缩图像,可以达到每秒2帧左右的速率;如果将图像调整到QCIF格式,则可以达到每秒10帧以上。但是,对于安全防范系统来说,一般采用低传输帧率而保证传输的清晰度,因为只有CIF以上的图像清晰度才可以满足调查取证的需要。如果希望进一步提高现场图像的实时传输速率,一个简单的方案是采用多个CDMA网卡捆绑使用的方式,用来提高无线信道的传输速率。目前市场上有2~3个网卡捆绑方式的路由器,增加网卡的代价是增加设备成本和使用成本。随着视频压缩技术的不断发展,单个网卡上3~4帧/秒图像传输速率是可以实现的,如果每秒钟可以传输3~4帧CIF格式的图像,可以满足一般移动公共交通设施的安全监控的要求。

GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,支持特定的点对点和点对多点服务,以“分组”的形式传送数据。GPRS峰值速率超过100 kbit/s,网络容量只在所需时分配,这种发送方式称为统计复用。GPRS最主要的优势在于永远在线和按流量计费,不用拨号即可随时接入互联网,随时与网络保持联系,资源利用率高。

3G技术目前已经取代GPRS和CDMA逐渐,目前可以实现的有效速率达384 kbit/s,在网络部署的城区,可以实时传输一路CIF图像,每秒可达到20帧。但需要注意的是,即使速率提高了很多,也不要认为所有的移动交通设施可以同时将图像传输回监控中心,因为同时概念对于公网图像传输来说几乎是不可能的。

2.2 用于应急突发事件的专用图像传输技术

对于一些应急指挥中心的图像传输系统,往往要求将突发事件现场的图像传输回指挥中心。例如遇到重大自然灾害,水灾、火灾现场,群众的大型集会和重要安全保卫任务现场等。这类应急图像传输系统不宜使用公众网络传输,最好采用专业的移动图像传输设备。但目前我国对此尚未专门规划频率。可用于移动视频图像传输的技术有以下几种。

2.2.1 WiMAX

WiMAX是点对多点的宽带无线接入技术,WiMAX采取了动态自适应调制、灵活的系统资源参数及多载波调制等一系列新技术,并兼具较高速率传输能力(可达70 Mbit/s~100 Mbit/s)及较好的QoS与安全控制。WiMAX802.16e覆盖范围可以达到1~3英里,主要定位在移动无线城域网环境。然而802.16e获得足够的全球统一频率存在一定难度,且建设成本和设备价格较高。

2.2.2无线网格(MESH)技术

无线“网格(MESH)”技术,可以实现较近范围内的高速数据通信。利用2.4 GHz频段,有效带宽可以达到6 Mbit/s,这种技术链路设计简单、组网灵活、维护方便。支持MeshController集中方式管理,终端数据无需配置,自动生成解决方案。支持MeshController热备份链路、自动漫游切换等功能。支持MeshController用户终端集中管理、多种验证方式使系统更安全。支持MeshController用户流量控制功能,可根据用户类型自由分配流量,支持限速,限流量,限制上网时间等功能。

对于固定无线图像传输可以采用成本较低的WLAN技术产品;对于移动视频图像传输可以采用公众移动网络或专用无线图像传输技术。希望有更多的同行能再进一步关注无线图像传输问题,以促进该行业的发展。

传输方式

视频基带传输

是最为传统的电视监控传输方式,对0~6MHz视频基带信号不作任何处理,通过同轴电缆(非平衡)直接传输模拟信号。其优点是:短距离传输图像信号损失小,造价低廉,系统稳定。缺点:传输距离短,300米以上高频分量衰减较大,无法保证图像质量;一路视频信号需布一根电缆,传输控制信号需另布电缆;其结构为星形结构,布线量大、维护困难、可扩展性差,适合小系统。

光纤传输

常见的有模拟光端机和数字光端机,是解决几十甚至几百公里电视监控传输的最佳解决方式,通过把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。其优点是:传输距离远、衰减小,抗干扰性能好,适合远距离传输。其缺点是:对于几公里内监控信号传输不够经济;光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理,维护技术要求高,不易升级扩容。

网络传输

是解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式,采用MPEG2/4、H.264音视频压缩格式传输监控信号。其优点是:采用网络视频服务器作为监控信号上传设备,只要有Internet网络的地方,安装上远程监控软件就可监看和控制。其缺点是:受网络带宽和速度的限制,目前的ADSL只能传输小画面、低画质的图像;每秒只能传输几到十几帧图像,动画效果十分明显并有延时,无法做到实时监控。

微波传输

是解决几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式之一。采用调频调制或调幅调制的办法,将图像搭载到高频载波上,转换为高频电磁波在空中传输。其优点是:综合成本低,性能更稳定,省去布线及线缆维护费用;可动态实时传输广播级图像,图像传输清晰度不错,而且完全实时;组网灵活,可扩展性好,即插即用;维护费用低。其缺点是:由于采用微波传输,频段在1GHz以上,常用的有L波段(1.0~2.0GHz)、S波段(2.0~3.0GHz)、Ku波段(10~12GHz),传输环境是开放的空间,如果在大城市使用,无线电波比较复杂,相对容易受外界电磁干扰;微波信号为直线传输,中间不能有山体、建筑物遮挡;如果有障碍物,需要加中继加以解决,Ku波段受天气影响较为严重,尤其是雨雪天气会有比较严重的雨衰现象。不过现在也有数字微波视频传输产品,抗干扰能力和可扩展性都提高不少。

双绞线传输

(平衡传输):也是视频基带传输的一种,将75Ω的非平衡模式转换为平衡模式来传输的。是解决监控图像1Km内传输,电磁环境相对复杂、场合比较好的解决方式,将监控图像信号处理通过平衡对称方式传输。其优点是:布线简易、成本低廉、抗共模干忧性能强。其缺点是:只能解决1Km以内监控图像传输,而且一根双绞线只能传输一路图像,不适合应用在大中型监控中;双绞线质地脆弱抗老化能力差,不适于野外传输;双绞线传输高频分量衰减较大,图像颜色会受到很大损失。

宽频共缆传输

视频采用调幅调制、伴音调频搭载、FSK数据信号调制等技术,将数十路监控图像、伴音、控制及报警信号集成到“一根”同轴电缆中双向传输。其优点是:充分利用了同轴电缆的资源空间,三十路音视频及控制信号在同一根电缆中双向传输、实现 “一线通”;施工简单、维护方便,大量节省材料成本及施工费用;频分复用技术解决远距传输点位分散,布线困难监控传输问题;射频传输方式只衰减载波信号,图像信号衰减比较小,亮度、色度传输同步嵌套,保证图像质量达到4级左右;采用75Ω同轴非平衡方式传输使其具有很强抗干扰能力,电磁环境复杂场合仍能保证图像质量。其缺点是:采用弱信号传输,系统调试技术要求高,必须使用专业仪器,如果干线线路有一台设备有问题,可能导致整个系统没图像,另外宽频调制端需外加AC220V交流电源供电(但目前大多监控点都具备AC220V交流电源这个条件)。

无线SmartAir传输

SmartAir技术是目前通信业界唯一的单天线模式千兆级无线高速传输技术。其采用多频带OFDM空口技术,TDMA的低延时调度技术,以及低密度奇偶校验码LDPC,自适应调制编码AMC和混合自动重传HARQ等高级无线通信技术,实现到达1Gbps的传输速率

优势

1、 综合成本低,性能更稳定。只需一次性投资,无须挖沟埋管,特别适合室外距离较远及已装修好的场合;在许多情况下,用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制,例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境,对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便,采用有线的施工周期将很长,甚至根本无法实现。这时,采用无线监控可以摆脱线缆的束缚,有安装周期短、维护方便、扩容能力强,迅速收回成本的优点。

2、组网灵活,可扩展性好,即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中,不需要为新建传输铺设网络、增加设备,轻而易举地实现远程无线监控。

3、 维护费用低。无线监控维护由网络提供商维护,前端设备是即插即用、免维护系统。

4、无线监控系统是监控和无线传输技术的结合,它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心,并且自动形成视频数据库便于日后的检索。

5、 在无线监控系统中,无线监控中心实时得到被监控点的视频信息,并且该视频信息是连续、清晰的。在无线监控点,通常使用摄像头对现场情况进行实时采集,摄像头通过无线视频传输设备相连,并通过由无线电波将数据信号发送到监控中心。

③ 本地网传输网设计方案

例如:(1) A市本地SDH传输网设计方案
一、A市概况简介
二、 A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)
1、 A市本地网网络结构,交换局数量及位置,传输设备类型及容量
2、 存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)----需求及业务预测
三、 A市电信局SDH传输网络结构设计方案
1、 网络拓扑结构设计
2、设备简介
3、 局间中继电路的计算与分配
4、 局间中继距离的计算
四、 SDH网络保护方式
1、 SDH网络保护的基本原理
2、 A市电信局SDH网网络保护方式的选择及具体设计
五、 SDH网同步
1、 同步网概念与结构
2、 定时信号的传送方式
3、 A市电信局SDH网络同步方式具体设计
六、 方案论证,评估

(2 ) A 地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案
一、A 地区GSM数字蜂窝移动通信现状
1、A地区概况;人口、地形、发展情况
2、系统现状;现有基站、话务状况
3、现行网络运行中存在的问题及分析
①接通率数据采集与分析
②掉话率数据采集与分析
③拥塞率数据采集与分析
4、话务预测分析计算
二、A 地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案
1、优化网络拓扑图设计
2、硬件配置及参数的优化
3、基站勘测设计及安装
4、交换局容量及基站数量
5、传输线路的设计
三、网络性能及分析对比
1、优化前网络运行情况
2、数据采集与分析
3、拨打测试
四、网络优化方案评价

(3 ) 2004-2006年A 市本地传输网规划设计
第一部分 A 市概况
第二部分 A 市本地电话网及长途电话网现状
2.1 现有网络结构
2.2 各局容量、局间电路容量、话务量、传输方式
2.2.1 A 市中继传输现状
2.2.2 市区中继传输现状
2.2.3 各县中继传输现状
第三部分 2004•2006年A 市本地传输网规划设计
3.1 传输网规划原则
3.2 传输业务量预测
(l)电话业务量预测
(2)IP业务量预测
(3)数据业务量预测
(4)信令业务量预测
3.3 A 市本地传输网网络结构设计
(1) 传输段业务量计算
(2) 传输设备容量的计算
(3) 传输设备选型及功能描述
(4) 各段通路组织及时隙的安排
3.4 各县传输网规划
3.5 方案论证评估
3.计算机类型题目选题要求与注意事项

四、参考实例
(1) 管理信息系统

•需求分析(含设计目标)
•总体方案设计(总体功能框图、软件平台的选择、运行模式等)
•数据库设计(需求分析、概念库设计、逻辑库设计、物理库设计,E-R图,数据流图、数据字典、数据库表结构及关系),
•模块软件设计(各模块的设计流程),
•系统运行与调试。
•附主要程序清单(与学生设计相关的部分,目的是检测是否是学生自己作的)。

(2) 校园网、企业网等局域网设计

•功能需求
•对通信量的分析
•网络系统拓扑设计
•设备选型、配置
•软件配置
•子网及VLAN的划分
•IP地址规划
•接入Internet
网络安全

例如: (1)×××人事劳资管理信息系统的开发与设计
1,开发人事劳资管理信息系统的设想
(1)人事劳资管理信息系统简介
(2)人事劳资管理信息系统的用户需求
2,人事劳资管理信息系统的分析设计
(1)系统功能模块设计
(2)数据库设计
—数据库概念结构设计
—数据库逻辑结构设计
(3)系统开发环境简介
3,人事劳资管理信息系统的具体实现
(1)数据库结构的实现
(2)应用程序对象的创建
(3)应用程序的主窗口
(4)菜单结构
(5)数据窗口对象的创建
(6)登录程序设计
(7)输入程序设计
(8)查询程序设计
(9)报表程序设计
4,总结
(2 ) A 市 X 局OA网的设计与应用
一、A 市 X 局 行政结构及功能需求分析
1. A 市 X 局 概况及下属各分支机构分布状况
2.办公、业务功能需求分析
二、系统设计原则和实现目标
1.网络系统设计原则、系统建设目标
2.网络性能分析
三、系统硬件环境的总体设计
1.网络拓扑结构设计
a.X 局中心局网络拓扑结构设计
b. 分支机构网络拓扑结构设计
c.网络信息流量及各级交换机端口数和端口速率的计算
2.传输方式的设计
3.VLAN划分及子网配置
4.路由规划和IP地址分配
5.网络设备的选型
四、系统软件环境的总体设计
1.系统功能模块设计、组织结构
2.操作系统及应用软件
3.访问权限的设置
4.网络安全
五、论文总结

七、 设计报告格式与书写要求
•设计报告应按统一格式装订成册,其顺序为:封面、任务书、指导教师评语、内容摘要(200~400字)、目录、报告正文、图纸、测试数据及计算机程序清单。
•报告构思,书写要求是:逻辑性强,条理清楚;语言通顺简练、文字打印清楚;插图清晰准确;文字字数要求1万字以上。

八、有关毕业设计工作的几点说明

1、聘请指导教师
在相关教学站的协助下聘请指导教师,指导教师应具有工程师以上的技术职称,可以有多个指导教师,或一个指导教师组。指导教师负责指导学生撰写毕业设计任务书的主要内容和指导学生撰写毕业设计论文。

2、撰写任务书
毕业设计任务书应在指导教师的指导下完成。在规定时间内,交教学总站或校外学习中心审核盖章后寄往北邮网院待审批。如果任务书合格,即可继续撰写毕业论文。届时将在网上公布任务书的审批情况,如果不合格,应按照任务书审批要求进行修改,在指定时间内重复完成上述工作。
如果任务书在规定时间内未能通过,将只能推迟半年随下届应届学生完成毕业设计。
不能出现同一名学生多个题目任务书的情况,如果出现此类问题将视为取消本次毕业设计处理。

3、毕业设计报告
不能擅自更改论文题目,即论文题目与任务书的题目保持一致。如果确需更改题目,应提前申请,经教学总站或校外学习中心批准后方能发给网院教学部重新履行任务书的审批。
对于有条件通过的任务书的学生,应注意教师加批的意见,并在论文中加以体现,以保证按任务书的要求完成毕业设计。
不能抄袭他人文章或论文,一经查出,视为抄袭处理。
不能抄袭巳有的工程设计报告之类的现成文件,这样做的结果是设计内容看起来很多、很全面,但没有本人的具体设计内容,这样的论文答辩是不能通过的。

关于毕业答辩

一、 论文答辩的程序及准备要求
论文答辩是我们整个教学过程的最后一个环节,也是比较关键的一个环节,希望各位同学认真对待、作好准备、园满地完成这最后一个环节。
1.答辩程序:
①个人讲述报告主要内容及本人所做工作,重点是本人所作主要设计内容、设计思路及得到的主要结果。占时10∽15分钟;
对论文中所涉及的基本理论、基本概念等可以不必讲述。
这一环节是培养和锻练做为一个技术人员如何进行技术交流,如何表述自己的技术观点。对这一环节的要求是:讲述问题的逻辑性强、条理清晰、语言表述简练。
②由答辩老师提出问题,答辩人回答,在答辩过程中还可能追加问题,回答问题占时20分钟。
提出问题的主要范围是论文所涉及的有关内容的问题以及论文相关学科的一些基础知识的问题。
这一环节考核的是对所设计的内容掌握的深度及相关基础知识掌握的情况。这就要设计者对所设计的内容掌握到较深入的程度,不能只是掌握了一些皮毛的概念或者从其他资料上抄来的内容,这样就很难回答好问题。
这就要求对论文中所涉及的基本内容要有较深入的了解,例如某些数据和公式的引用一定要有依据,并能说明其概念。再如一些软件和程序的设计一定要能讲清楚设计思路和流程,并能解释某一段程序的含义及作用。

2.准备要求:
①准备好个人讲述提纲,并作一定的试讲以便掌握好时间,给你的15分钟时间不能超过,也希望能充分利用,这是一个展示自己的机会。
②事先准备好挂图、表格或计算机演示条件
3. 答辩时只准参阅本人所作论文及准备的讲述提纲,不能参阅其他书籍和文件。
4. 答辩时要听清所提问的题目,要对题目理解后再回答。如果暂不能理解或不太清楚题意可请老师再讲述题意或给予提示,不能题意没清楚问题就回答。
5. 答辩时不要紧张,要能冷静思考。

二、 评分标准

• 报告成绩: 50分
• 个人讲述: 10分
• 回答问题: 40分
• 以上三项总合100分;59分以下为不及格;60~69分为及格;70~89分为良好;90分以上为优。
•取得学位的要求标准是:良好成绩以上 .

参考选题
毕业设计参考选题-------通信类及计算机类

通信类各种选题及参考内容:
(1 ) A市本地SDH传输网设计方案
一、A市概况简介
二、 A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)
1、 网络结构,交换局数量及位置,传输设备类型及容量
2、 存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)
三、 A市电信局SDH传输网络结构设计方案
1、 网络拓扑结构设计
2、设备简介
3、 局间中继电路的计算与分配
4、 局间中继距离的计算
四、 SDH网络保护方式
1、 SDH网络保护的基本原理
2、 A市电信局SDH网网络保护方式的选择
五、 SDH网同步
1、 同步网概念与结构
2、 定时信号的传送方式
3、 A市电信局SDH网络同步方式
六、 方案论证,评估

(2 ) A 地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案
一、A 地区GSM数字蜂窝移动通信现状
1、A地区概况;人口、地形、发展情况
2、系统现状;现有基站、话务状况
3、现行网络运行中存在的问题及分析
①接通率数据采集与分析
②掉话率数据采集与分析
③拥塞率数据采集与分析
4、话务预测分析计算
二、A 地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案
1、优化网络拓扑图设计
2、硬件配置及参数的优化
3、基站勘测设计及安装
4、交换局容量及基站数量
5、传输线路的设计
三、网络性能及分析对比
1、优化前网络运行情况
2、数据采集与分析
3、拨打测试
四、网络优化方案评价

(3 ) A 市无线市话系统无线侧网络规划设计
一、无线市话网络概述
1、A 市通信网络发展情况
2、IPAS网络特点
二、A 市本地电活网络现状
1、现有传输网络结构
2、传统无线网络规划
三、无线网络规划设计方案
1、A 市自然概况介绍
2、总体话务预测计算
3、IPAS网络结构设计及说明
4、覆盖区域划分,基站数量预测计算
(l〉每个覆盖区话务预测计算
(2)基站容量频道设计
5、基站选址,计算覆盖区域内信号覆盖情况
6、寻呼区的划分
(1〉各个网关寻呼区的划分
(2〉各个基站控制器寻呼区的划分
7、网关及CSC的规划
(1)网关到CSC侧 2M 链路设计
(2)CSC到CS线路设计
四、基站同步规划

(4 )A 市 GSM无线网络优化

一、GSM网络概述
二、A市GSM网络情况介绍
2.1 网络结构
2.2 网元配置
2.3 现网突出问题表现
三、GSM网络优化工作分类及流程
3. 1GSM网络优化工作分类
3.2 交换网络优化流程
3.3 无线网络优化流程
3.3.1 无线网络优化流程
3.3.2 无线网络优化流程的实际应用
四、网络优化的相关技术指标
4.1接通率
4.2掉话率
4.3话务量
4.4长途来话接通率
4.5拥塞率
4.6 其它
五、无线网络优化设计及调整
5.1 网络运行质量数据收集
5.2 网络质量优化及参数调整
5.3 网络优化建设
六、优化后总结及建议

( 5 ) A 市lP城域网建设及规划

一、IP网络的发展现状
二、A 市概况介绍
l、各县网络结构及设备容量情况
2、IP业务预测及建设必要性
三、A 市IP城域网结构设计及设备配置
1、网络结构及拓扑结构设计
2、骨干层网络设计
3、汇集层网络设计
4、网络接入层的设计
5、传输方式设计
6、设备的选型
四、接入方式设计
1、ADSL方式接入
2、FTTX+LAN方式接入
3、光纤接入方式
4、DDN 方式接入
五、IP地址规划
1、IP地址的分配
2、子网划分
六、IP城域网业务开展及实现

(6 ) 2004-2006年A 市本地传输网规划设计

第一部分 A 市概况
第二部分 A 市本地电话网及长途电话网现状
2.1 现有网络结构
2.2 各局容量、局间电路容量、话务量、传输方式
2.2.1 A 市中继传输现状
2.2.2 市区中继传输现状
2.2.3 各县中继传输现状
第三部分 2004•2006年A 市本地传输网规划设计
3.1 传输网规划原则
3.2 传输业务量预测
(l)电话业务量预测
(2)IP业务量预测
(3)数据业务量预测
(4)信令业务量预测
3.3 A 市本地传输网网络结构设计
(1) 传输段业务量计算
(2) 传输设备容量的计算
(3) 传输设备选型及功能描述
(4) 各段通路组织及时隙的安排
3.4 各县传输网规划
3.5 方案论证评估

(7 ) X 地区GSM系统网络优化设计
第一章:X 地区网络概况:
第一节:自然概况介绍
第二节:网络结构
第三节:网络参数
第二章:全网存在问题及分析
第一节:接通率和掉话率及通话质量情况
第二节:影响接通率和掉话率及通话质量的原因
第三节:网络健康检查及存在问题分析
第四节:故障分析及处理
第三章:网络优化前数据提取
第一节:原始数据提取及分析
第二节:路测数据及情况分析
第四章:优化网络结构及其参数修改
第一节:数据修改情况
第二节:优化后网络情况
第五章:优化总结提出合理化建议

(8 ) A 市无线(IPAS)系统及网络优化

一、A 市无线(IPAS)系统介绍
1、A 市本地网及IPAS系统网络结构图
2、本地网及IPAS系统容量介绍
3、基站数量及可容纳的最大用户数
4、编码方式
5、多址接入方式
6、无线频率的使用介绍
二、A 市IPAS系统运行中存在的问题及分析
1、接通率数据采集与分析
2、掉话率数据采集与分析
3、盲区测试与分析
4、全网同步数据采集与分析
三、A 市IPAS系统优化网络结构和参数设计
1、寻呼区优化设计
2、站点的优化设计
3、参数的调整
四、优化后运行结果
1、接通率情况
2、掉话率情况
3、覆盖情况
五、结论

(9 ) A 市动力与环境集中监控网络的设计与实现

一、现行A 市动力与环境集中监控网络结构概述。
1、A 市动力与环境集中监控网络结构的说明。
2、A 市动力与环境集中监控网络结构图。
二、A 市动力与环境集中监控的功能要求及系统的设备。
1、动力与环境集中监控的功能。
2、动力与环境集中监控的系统结构。
三、A 市监控中心系统结构及设备功能的设计
1、监控中心的系统结构设计。
2、监控中心的设备。
3、监控中心的功能设计。
4、监控中心的信号传输方式及速率。
四、A 市动力与环境集中监控各站点的系统结构及设备功能的设计。
1、各监控站的系统结构设计。
2、各监控站的设备。
3、各监控站的功能设计。
4、各监控站的信号传输方式及速率。
五、A 市市动力与环境集中监控系统功能实施过程举例。

(10 ) A 市 X 局OA网的设计与应用
一、A 市 X 局 行政结构及功能需求分析
1. A 市 X 局 概况及下属各分支机构分布状况
2.办公、业务功能需求分析
二、系统设计原则和实现目标
1.网络系统设计原则、系统建设目标
2.网络性能分析
三、系统硬件环境的总体设计
1.网络拓扑结构设计
a.X 局中心局网络拓扑结构设计
b. 分支机构网络拓扑结构设计
2.传输方式的设计
3.VLAN划分及子网配置
4.路由规划和IP地址分配
5.网络设备的选塑
四、系统软件环境的总体设计
1.系统功能模块设计、组织结构
2.操作系统及应用软件
3.访问权限的设置
4.网络安全

④ 论文的开题报告基于WiFi6技术的无线校园网络设计与实现理论意义和实际意义

摘要 您好,在世界范围内,无线局域网技术已迅速发展成为计算机网络中一个至关重要的组成部分,它的应用领域也在飞速扩大,随着IEEE802.11 无线局域网标准的制定成功,无线技术已摆脱了过去那种互不兼容的状态,从而能为无法采用有线系统安装的领域提供了可靠的、移动的网络互连方案。

⑤ 简述无线通信系统设计需要注意哪些方面

无线通信模块广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能
卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音
频、数字图像传输等领域中。

⑥ 当设计一个无线网络系统时,在物理层需要解决哪些关键问题

主要问题:

①物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同,使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在,而专注于完成本曾的协议与服务。

②给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行按顺序传输的比特流)的能力。为此,物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。

③在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。

⑦ 怎样在有线网络上设计无线网络。

也许对于很多消费者来说,无线技术固然再好、再便捷但是如果不能BT下载,不能流畅地游戏那么它就没有价值。而本文的重点就是向大家介绍如何在WLAN环境下进行合理的BT下载设置,以便获得最佳的使用效果。

也许很多朋友都有这样的感觉,在将自家的有线路由器换成无线路由器以后,BT下载的稳定性和连接速度有了明显的下降,甚至是不能进行BT下载。其实,无论是有线还是无线路由他们的工作原理都基本一样:对内网向外网发出的信息不会进行阻拦,但对来自外部想进入内部网络的信息则会在进行识别、筛选后才会转发给内网电脑,也正是基于此原理,才导致了很多内网BT用户在下载时出现断流和缓慢的现象。当然,对于无线路由器来说,我们还需要进行一些额外的设置才能够获得与有线网络相同的下载效果。

关闭SSID

SSID(ServiceSetIdentifier)一般是由AP或无线路由器广播出来的局域网名称,它的目的是让只有设置为名称相同SSID的值的电脑才能互相通信。

对于BT下载来说,我们建议大家关闭SSID来获得更好的使用你效果。因为,关闭SSID后可以节省带宽的占用率和免除许多网络冗余信息,提高BT的下载速度。 另一方面,关闭SSID后也可以起到对网络保护的作用。关闭SSID广播后,其他用户将无法搜索到你无线设备的SSID,除非他能手动填写出你正确的SSID才能进行连接。

启用加密,控制用户数量

与传统有线路由相比,无线路由器更容易被他人入侵,尤其是没有采用任何加密措施的无线路由,你的邻居将毫不费力的使用你的网络进行下载和其他操作,从而影响你的网络质量。

除了上面提到的关闭SSID,我们还可以通过WEP和WPA这些无线加密手段来对网络进行保护。这里我们建议大家,在其他设置正常的情况下,排除ISP和软件的问题后,您不妨看看是否有人偷偷潜入了您的网络。
IEEE 802.11 Wireless LAN 网络
13.1 网络架构及特性简介
由于可携式计算机(包含笔记型计算机 (notebook) 和掌上型计算机 (laptop))普及率的快速成长,无线局域网络对今日的计算机及通讯工业来讲,将成为一项重要的观念及技术。在无线局域网络的架构中,计算机主机不需要像在传统的有线网络里,必需保持固定在网络架构中的某个节点上,而是可以在任意的时间作任何的移动,也能对网络上的数据作任意的访问。大体说来,无线网络有四项特性与传统的有线网络不同:
一、无线网络的目的地址(Destination Address)通常不等于目的位置(Destination Location):
在有线网络里,一个地址通常就代表一个固定的位置,然而在无线网络里,这件事不一定成立,因为在无线网络中,事先被给定地址的一部计算机,随时都有可能会移动到不同的地方。
二、无线网络的传输媒介会影响整体网络的设计:
无线网络的实体层和有线网络的实体层基本上有很大的不同,无线网络的实体层有下列特性:
点和点之间的连结范围是有限的,因为这牵涉到讯号强弱的关系。
使用了一个需要共享的传输媒介。
传送的讯号未被保护,易受外来噪声干扰。
在数据传送的可靠性来讲,较有线网络来的差。
具有动态的网络拓扑结构。
因为上述的原因,使得设计整个网络的软硬体架构,就会和传统的有线网络不同。举例而言,由于讯号传送范围的受限,使得无线局域网络硬体架构的设计,就必需考虑到只能在一个有着合理几何距离的区域内。
三、无线网络要有能力处理会移动的工作站:
对无线网络来讲,一个重要的要求就是,不但能处理可携式的工作站 (portable station),更要能处理移动式的工作站 (mobile station),可携式的工作站也会从某一个位置移动到另一个位置,但长时间来看,它通常还是会固定在某一个位置上。而移动式的工作站就有可能在短时间内不断的移动,且会在移动中仍对网络上的数据作访问。
四、无线网络和其它 IEEE 802 网络层间的关系不同:
为了达到网络的透明化,无线局域网络希望做到在逻辑链接层就能和别的网络相通,这使得无线局域网络必需将处理移动性工作站及保持数据传送可靠性的能力全做在网络媒介访问层 (MAC Layer) 中,这和传统有线网络在媒介访问层所需具有的功能是不同的。
无线局域网络正逐渐受到重视,为了使各种竞争产品之间能兼容互通,标准的制定就成了重要的工作,而 IEEE 802.11 无线局域网络 (wireless LAN) 的标准就在这样的情况下诞生。
IEEE 802.11 主要目的是要制定一套适合在无线局域网络环境下作业的通讯协议,最重要的工作,就是要制定出 MAC 层和实体层。 因此 IEEE 802.11 的参考模式主要分成两部份,第一部份是制定出适用于所有无线网络系统的 MAC 规格,设计出和实体层无关的 MAC 协议。第二部份则是制定出和传输媒介相关的 PHY 规格。IEEE 802.11 所支持的每一种传输讯号频宽,都有不同的 PHY 规格。例如,915MHz 频宽、2.4GHz 和5.2GHz 频宽以及红外线频宽等,都有不同的 PHY 规格。此外功率的管理和时限性的服务等也包括在 IEEE 802.11的定义范围内。本章讨论的重点将着重在 IEEE 802.11 所制订出的 MAC 通讯协议上。IEEE 802.11 无线局域网络的主要特性如下:
多重传输速率。IEEE 802.11可以让工作站使用不同的传输速率(单位为100kbps)在网络上通讯。例如 0.5 Mbps, 1 Mbps 或 2 Mbps。
frame为 IEEE 802.11 frame。
传输媒介为无线电。
基本通讯协议为 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)。如果同时有二个或二个以上的工作站传送frame将造成冲撞,发生冲撞的frame视为无效并丢弃。IEEE 802.11所采用的 CSMA/CA通讯协议虽可避免大部分不必要的冲撞,但仍无法完全排除冲撞的现象。因此只适合用来传送非实时性的数据。
提供两种传送服务。分布式协调功能 (Distributed Coordination Function, DCF) 使用 CSMA/CA ,适合传输非实时信息。集中式协调功能 (Point Coordination Function, PCF) 由网络协调者 (Point Coordinator) 掌控并且以轮询 (polling) 的方式安排工作站传送frame的时机及顺序。由于工作站传送的时间可事先安排,因此可提供保证传送延迟的服务。
非实时传输使用之频宽不保证公平分配。在 DCF 部份由于工作站利用 CSMA/CA 通讯协议来互相竞争传送frame的机会,并没有轮流传送的特性,因此每个工作站实际使用的频宽量可能不同。
提供认证 (Authentication) 及数据保密 (Privacy) 功能。无线电是一种开放性的介质,任何人都可以很容易的干扰或!!。任证是确任对方的身分,免得在不知情的状况下因
为与陌生人通讯而泄漏重要的信息。保密是利用加密 (Encryption) 及解密 (Decryption) 的技术来保护传送的数据,使得!!者即使!!到数据也无法得知其内容。
较不适合多媒体信息传输。虽然网络提供保证的传送延迟服务,但目前最高的传送速率只有 2 Mbps。此频宽尚不足以应付具有实时要求的多媒体信息。如果无线网络上同时存在许多工作站,则每一部工作站平均分配到的频宽将更少。
13.2 无线局域网络硬件架构
要了解无线局域网络硬件架构之前,要先了解无线局域网络协议的功能需求,因为 IEEE 802.11 就是根据这些需求,拟订了一套无线局域网络系统的基本架构。 IEEE 802.11将最低的功能频宽订为 1Mbps,这对于一般性的操作,像档案传输、程序加载、交易处理等,是绝对必要的。对于需要传输实时数据的应用软件,像数字式声音、影像等,IEEE 802.11也提供了时限性 (time bounded)的服务。另外,IEEE 802.11也定义了包括财务、办公室、学校以及工业大楼等各种环境中的可靠操作需求。此外,还定义了行动式的计算机系统至少必须支持每小时几哩的行人速度。而为了整合这些需求,IEEE 802.11就制订出两种不同类型的无线局域网络基本架构:
有基础架构的无线局域网络 (Infrastructure Wireless LAN)
无基础架构的无线局域网络 (Ad Hoc Wireless LAN)
所谓的基础架构通常指的就是一个现存的有线网络分布式系统 (wired distribution system),在这种网络架构中,会存在一种特别的节点,称作AP (access points),这个AP的功能就是要将一个或多个的无线局域网络和现存的有线网络分散系统相连结,以提供某个无线局域网络中的工作站,能和较远距离的另一个无线局域网络的工作站通讯,另一方面也促使无线局域网络中的工作站,能访问有线分布式系统中的网络资源。这一类型的无线网络通讯范围,通常是以同一栋建筑物出现,例如,商店、医院、或是同一栋楼层。
无基础架构的无线局域网络主要是要提供不限量的用户,能实时架设起无线通信网路,在这种架构中,通常任二个用户间都可直接通讯,这一类的无线网络架构在会议室里经常用得上。IEEE 802.11所制订的架构允许“无基础架构的无线局域网络”和“有基础架构的无线局域网络”同时使用同一套基本访问协议。然而,一般讨论 IEEE 802.11 无线局域网络硬体架构,还是偏重在“有基础架构的无线网络上”。IEEE 802.11 所定义的无线网络硬体架构,主要由下列组件所组成(参考图13-1):
Wireless Medium (WM):无线传输媒介,无线局域网络实体层所使用到的传输媒介。
Station (STA):工作站,任何设备只要拥有 IEEE 802.11 的 MAC 层和 PHY 层的接口,就可称为一个工作站。
Station Services (SS):工作站服务,提供工作站送收数据的服务。
Basic Service Area (BSA):在“有基础架构的无线局域网络”中,每一个几何上的建构区块 (building block) 就称为一个基本服务区域 (Basic Service Area, 简称 BSA) ,每一建构区块的大小依该无线工作站的环境和功率而定。
Basic Service Set (BSS):基本服务区中所有工作站的集合。
Distribute System (DS):分布式系统,通常是由有线网络所构成,可将数个 BSAs 连结起来。
Access Point (AP):AP,连结 BSS 和 DS 的设备,不但具有工作站的功能,还提供工作站具有访问分布式系统的能力,通常在一个 BSA 内会有一个AP。
Extended Service Area (ESA):数个 BSAs 经由 DS 连结在一起,所形成的区域,就叫作一个扩充服务区。
Extended Service Set (ESS):数个经由分布式系统所连接的 BSS 中的每一基本工作站集,形成一个扩充服务集。
Distribution System Services (DSS):分布式系统所提供的服务,使得数据能在不同的 BSSs 间传送。
图13-1 无线网络硬体架构组成组件
IEEE 802.11 无线网络系统与传统的有线局域网络相连结是经由一个称为 “端口接器”(Portal)的连结设备,如图13-2 所示。端口接器的主要功能是将数据从有线局域网络送入无线网络系统,或将来自无线局域网络的数据送入有线局域网络中。这之间除了必须考虑通讯协议的不同外也要考虑到传输媒介的差异。
图13-2 无线局域网络与有线局域网络之相连结
13.3 无线局域网络软件架构
IEEE 802.11的软体架构主要可分为工作站软体和分布式系统软体二部份。标准中并无规定应如何实作此分布式系统软体,取而代之的是,它描述了这个分布式系统应提供那些服务才能满足整个系统所需。因此,无线网络的软件架构可看成是由下列二大类的服务所组成(参考图13-3):
工作站服务 (Station Services, 简称 SS), 由工作站所提供。此类服务提供工作站具有正确送收数据的能力,另外也考虑传送数据的安全性。包含下列两种服务:
身份确认服务(Authentication)
隐密性服务(Privacy)
分布式系统服务(Distribution System Services, 简称 DSS),由分布式系统所提供。此类服务使 MAC frame能在同一个 ESS 中的不同 BSS 间传送。无论工作站移动到那里,也都要能收到它该收到的数据,这类服务大部份是由一个特别的工作站呼叫使用,此工作站本身也同时提供这些服务,因此也称为AP(Access Point, 简称AP)。AP是唯一同时提供 SS 和 DSS的无线网络组件,它也是工作站与分布式系统间的桥梁。分散系统提供下列五种服务:
联结服务(Association)
取消联结服务(Disassociation)
分送服务(Distribution)
整合服务(Integration)
重联结服务(Reassociation)
图13-3 无线网络软体服务架构
IEEE 802.11 所指定的七种服务中有五种是用来支持使“媒介访问服务数据单元”(MAC service data unit,简称 MSDU) 能在不同的 BSS 间传送。另外二种则是用来控制工作站对 IEEE 802.11局域网络的访问,及数据的隐私性。其功能分述如下:
分送服务(Distribution):此服务的主要工作就是将分布式系统中的数据送到该送到的地方。以图13-3 为例,假设有一笔frame要从 工作站 1 送到 工作站 4 ,一开始这笔frame会先被送到工作站 2 ( 输入AP),接着工作站 2 会透过“分送服务”将这笔frame送到工作站 3 (输出AP),而工作站 3 再透过无线媒介将frame送达工作站 4 。IEEE 802.11 并没有规定分散系统要如何将frame正确的送达目的位置,但它说明了在“联结”(Association)、“取消联结”(Disassociation)及“重联结”(Reassociation) 等服务中该提供那些信息,使得分散系统可以决定该笔frame该送往那个 输出AP,而将frame送达正确的目的地位置。
整合服务(Integration):此服务的主要目的是要使frame能在分散系统和现存的传统局域网络间传送。如果分送服务知道该笔frame的目的地位置是一个现存的 IEEE 802.x 有线局域网络,则该笔frame在分散系统中的输出点将是端口接器而不是AP。分送服务若发现该frame是要被送到端口接器将会使得分散系统在frame送达端口接器后接着驱动“整合服务”,而整合服务的任务就是将该笔frame从分散系统转送到相连的局域网络媒介。其中整合服务要做的主要工作就是将不同的地址空间做一个转换。 为了要了解以下所将要介绍的“联结”(Association)、“取消联结”(Disassociation)及“重联结”(Reassociation)等服务的意义,我们先介绍一个叫做“移动性”(mobility) 的观念,IEEE 802.11对工作站,定义了三种程度的“移动性”,分别描述如下: 无变动:此程度的移动性又可分为以下两种型式:静止(工作站根本就没动)及区域性的移动(工作站只在一个基本服务区内移动)。
基本服务区的变动:工作站会从一个基本服务区移动到另一个基本服务区,但仍保持在同一个扩充服务区内。
扩充服务区的变动:工作站会从某一个扩充服务区内的基本服务区移动到另一个扩充服务区内的基本服务区。
联结服务(Association):此服务的主要目的是要在工作站和AP之间建立一个通讯联机。当分布式系统要将数据送给工作站时,它必需事先知道这个工作站目前是透过那个AP来访问分布式系统,这些信息就是由联结服务来提供。一个工作站在被允许借由某个AP送数据给分散系统之前,它必须先和此AP作联结,通常在一个基本服务区内有一个AP,因此任何在这个基本服务区内的工作站想和外界作通讯,就必须先向此AP相联结。此动作类似注册,因为当工作站作完联结的动作后,AP就会记住此工作站目前在它的管辖范围之内。请注意在任一瞬间,任一个工作站只会和一个AP作联结,这样才能使得分散系统能在任一时候知道哪一个工作站是由哪一个AP所管辖。然而,一个AP却可同时和多个工作站作联结。联结服务都是由工作站所启动的,通常工作站会借由启动联结服务来要求和AP作一个联结。
重联结服务(Reassociation):此服务的主要目的是要将一个移动中工作站的联结,从一个AP转移到另一个AP。当工作站从一个基本服务区移动到另一个基本服务区时,它就会启动一个“重联结的服务”,此服务会将工作站和它所移入的基本服务区内的AP作一个联结,使得分散系统将来能知道此工作站目前已由另一个AP所管辖了。重联结的服务也都是由工作站所启动的。
取消联结服务(Disassociation):此服务的主要目的是取消一个联结。当一个工作站传送资料结束时,可以启动“取消联结服务”。另外,当一个工作站从一个基本服务区移动到另一个基本服务区时,它除了会对新的AP启动“重联结服务”外,也会对旧的AP启动“取消联结服务”。此服务可由工作站或AP来启动。不论是哪一方启动,另一方都不能拒绝。AP可能因为网络负荷的原因,而启动此服务对工作站取消联结。
身份确认服务(Authentication):此服务的主要目的是用来确认每一个工作站的身份。IEEE 802.11 支援一种叫做“盘问/响应”(Challenge/Response,简称 C/R) 的身份确认方法。一般 C/R 身份确认的方法主要有下列三个步骤:
声明身份 (Assertion of Identity)
盘问声明 (Challenge of Assertion)
回应盘问 (Response to Challenge)
以下为 C/R 身份确认方法的实例
声明 (Assertion):我是工作站 4
盘问 (Challenge):证明你的身份
回应 (Response):这是我的密码
结果 (Result):如果密码 OK ,工作站就完成身份确认
IEEE 802.11 通常要求双向式的身份确认。在任一瞬间,一个工作站能同时和多个工作站(包含AP)作身份确认的动作。身份确认的服务是属于工作站服务。
隐密性服务 (Privacy);此服务的主要目的是避免传送数据的内容被!!。无线网络和有线网络不太相同的地方,其中一点就在于无线网络的数据是在空气这开放的介质中传播,因此任何只要装有 IEEE 802.11 适配卡的工作站都能接收到别人的数据,所以数据的保密性若做的不好,资料就很容易被别人所!!。“隐密性服务”的主要功能就是提供一套“隐密性服务”的算法 (privacy algorithm) 将数据做加密与解密。“隐密性服务”也是属于工作站服务 。
13.4 frame格式
IEEE 802.11 的 MAC frame格式如图13-4 所示,其中包含
frame标头 (Header):30字节,此部份主要包括了控制信息 (control information),地址 (addressing),顺序号码 (sequencing number),持续时间 (ration) 等字段。
资料:长度不一(0 - 2312 字节),此部份依frame型态 (frame type) 有所不同。
错误检查码 :4 字节,记录frame的检查码,采用 CRC-32 技术。
2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 字节
Frame Control
Duration/ID
Address 1
Address 2
Address 3
Sequence Control
Address 4
Frame Body
CRC
------------------------- MAC Header --------------
图13-4 MAC frame格式
13.4.1 frame控制字段
frame控制字段之格式如图13-5 所示。其中
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
图13-5 frame控制字段格式
Protocol Version : 802.11 标准版本,目前值为 00。
Type and Subtype : frame型态,目前定义的有三种 : Data frame, Control frame, Management frame。 每一种型态有可分为若干次型态,如表13-1 所示。
To DS : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(包括广播或群播frame)要传送给分布式系统。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
From DS : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(包括广播或群播frame)是由分布式系统传送下来。若为其它种类的frame,则其值应为 0。To DS 与 From DS之组合有四种,期代表意义如表13-2 所示。
More Fragments : 此旗标值为 1 表示工作站尚有其它片段(Fragments) 待传送。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
Retry : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(或Managementframe)为重送之frame。接收端可依此讯息来丢弃重复之frame。
Power Management : 此旗标用来显示工作站之电源管理模式。其值为 1 表示此工作站处于省电模式,其值为 0 表示此工作站处于正常模式。所有由 AP 传送的frame上此值都必须为 0。
More Data : 此旗标由 AP 用来通知处于省电模式之工作站说 AP 目前仍有MSDUs 欲传送给该工作站。在 Data frame上其值为 1 表示至少还有一个 MSDU 待转送。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
WEP : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(或Managementframe)中所携带的数据已经过 WEP 算法处理过。若为其它的frame,则其值应为 0。
Order : 此旗标值为 1 表示此 Data frame经由严格依序服务等级 (Strictly-Ordered service class) 来传送。若为其它的frame,则其值应为 0。
表13-1 各式frame型态及次型态
Type value
b3 b2
Type Description
Subtype Value
b7 b6 b5 b4
Subtype Description
00
Management
0000
Association Request
00
Management
0001
Association Response
00
Management
0010
Reassociation Request
00
Management
0011
Reassociation Response
00
Management
0100
Probe Request
00
Management
0101
Probe Response
00
Management
0110-0111
Reserved
00
Management
1000
Beacon
00
Management
1001
ATIM
00
Management
1010
Disassociation
00
Management
1011
Authentication
00
Management
1100
Deauthentication
00
Management
1101-1111
Reserved
01
Control
0000-1001
Reserved
01
Control
1010
PS-Poll
01
Control
1011
RTS
01
Control
1100
CLS
01
Control
1101
ACK
01
Control
1110
CF End
01
Control
1111
CF End+CF-Ack
10
Data
0000
Data
10
Data
0001
Data+CF-Ack
10
Data
0010
Data+CF-Poll
10
Data
0011
Data+CF-Ack+CF-Poll
10
Data
0100
Null Function (no data)
10
Data
0101
CF-Ack (no data)
10
Data
0110
CF-Poll (no data)
10
Data
0111
CF-Ack+CF-Poll (no data)
10
Data
1000-1111
Reserved
11
Reserved
0000-1111
Reserved
表13-2 To DS 与 From DS组合与意义
To DS
From DS值
代表意义
To DS = 0
From DS = 0
Dataframe由一个工作站直接传送给另外一个在相同BSS中的工作站
To DS = 1
Dataframe传送给分布式系统
From DS = 0
To DS = 0
From DS = 1
Dataframe由分布式系统传下来
To DS = 1
From DS = 1
由一个AP 传给另外一个AP 的WDSframe
13.4.2 Duration/ID 字段
Duration /ID 字段长度为16位,其用法如下(请参考表13-3):
若frame为控制型态(Control Type),且次型态为PS-Poll, 则此字段代表一个SID, 其最左边两个位都是1, 而剩下的 14 位则是传送此frame之工作站之SID。SID 值的范围为 1 到 2007。
若为其它frame,则此字段代表一个ration, 其值依各frame型态而定。不过对于所有在免竞争期间所传送的frame来说,此字段之值应设为 32768。当Duration/ID 字段的内容小于 32768 时,表示其为一个ration 值,应该被拿来修正NAV。
表13-3 Duration /ID 字段意义 Bit 15
Bit 14
Bits 13-0
用途
0
0-32767
Duration (由此frame结束后起 算,单位为us)
1
0
0
在免竞争期间所传送之frame使用之固定值(32768)
1
0
1-16383
保留
1
1
0
保留
1
1
1-2007
在PS-Pollframe中指定之工作站 ID
1
1
20013-16383
保留
13.4.3 地址字段
MACframe格式中共有四个地址字段。这些字段用来记录BSSID (BSS Identifier), 起始工作站地址 (Source Address, SA),目地的工作站地址(Destination Address, DA),传送工作站地址(Transmitter Address, TA),及接收工作站地址(Receiver Address, RA)。其中目地的工作站地址(DA) 可以是各别或群播地址。是该frame的最终目的地。起始工作站地址 (SA) 是产生此frame的工作站地址。传送工作站地址(TA) 是指在无线媒介上传送此frame的工作站地址。接收工作站地址(RA) 则是指在无线媒介上接收此frame的工作站地址。每一个地址长度都是符合 IEEE 802 标准之 48 位。有些frame并不需要用到所有的地址字段。有些地址字段在使用时和其在地址字段的相对地址(1-4)有关而与地址型态无关。例如当一个工作站接收到一笔frame时,都是用Address 1 的内容来判断该frame是否传送给自己。而 CTS frame (ACKframe) 中的 RA 则等于 RTS frame (需要被回复之frame) 中的 Address 2 的内容。
每个 BSS 都有一个具唯一性的辨识码 (BSSID, 长度为 48 位), 对于有基础架构的BSS, 此辨识码为AP (AP) 中的工作站的地址。对于无基础架构的BSS (IBSS), 此辨识码最左边两个位为 01, 而剩下的 46 位则以随机数产生。广播性BSSID (48 位都为 1) 只能用在管理frame且次型态为Probe (Type = 00, Subtype = 0100 或 0101)。
13.4.4 顺序控制字段 (Sequence Control)
顺序控制字段包含两个次字段 : 顺序号码 (Sequence Number, 12 位) 及片段号码 (Segment Number, 4 位), 如图13-6 所示。其中顺序号码为该frame携带之 MSDU 的顺序号码。每一个 MSDU 都有一个顺序号码, 其值由 0 开始, 到4095, 然后重复轮流使用。由同一个 MSDU 切割出来的片段都应该使用相同的顺序号码。片段号码则是指该片段在原来MSDU所切割出来的片段顺序。第一个片段(或没有切割的MSDU)其值为0。以后则依序加一,到 15 为止,然后重复轮流使用。
4 12 位
Fragment Number
Sequence Number
图13-6 顺序控制字段
13.5 各式frame型态之格式
13.5.1控制frame
控制frame之控制字段内容如图13-7所示。
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
Protocol
Version
Control
Subtype
0
0
0
0
Pwr
Mgt
0
0
0
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位

⑧ 无线传感器网络节点硬件的模块化设计

无线传感器网络节点硬件的模块化设计

随着人们对于环境监测要求的不断提高,无线传感器网络技术以其投资成本低、架设方便、可靠性高的性能优势得到了比较广泛的应用。由于无线传感器网络节点需要实现采集、处理、通信等多个功能,因此硬件上采用模块化设计可以大大提高网络节点的稳定性和安全性。那么下面我就来讨论一下无线传感器网络节点硬件的模块化设计。

1 CC2430芯片简介

CC2430是一款工作在2.4 GHz免费频段上,支持IEEE 802.15.4标准的无线收发芯片。该芯片具有很高的集成度,体积小功耗低。单个芯片上整合了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。CC2430拥有1个8位MCU(8051),8 KB的RAM,32 KB、64 KB或128 KB的Flash,还包含模拟数字转换器(ADC),4个定时器(Timer),AESl28协处理器,看门狗定时器(Watchdog-timer),32.768 kHz晶振的休眠模式定时器,上电复位电路(Power-on-Reset),掉电检测电(Brown-out-Detection),以及21个可编程I/O接口。

CC2430芯片采用0.18μm CMOS工艺生产,工作时的电流损耗为27 mA;在接收和发射模式下,电流损耗分别为26.7 mA和26.9 mA;休眠时电流为O.5 μA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性,特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。

2 无线传感器网络系统结构

整个无线传感器网络由若干采集节点、1个汇聚节点、1个中转器、1个上位机控制中心组成,系统结构如图1所示。无线传感器网络采集节点完成数据采集、预处理和通信工作;汇聚节点负责网络的发起和维护,收集并上传数据,将中转器下发的命令通告采集节点;中转器负责上传收集到的数据并将控制中心发出的命令信息传递给汇聚节点;控制中心负责处理最终上传数据,并且可以由用户下达网络的操作命令。

采集节点和汇聚节点由CC2430作为控制核心,采集节点可采集并传递数据,汇聚节点负责收集所有采集节点采集到的数据。中转器采用ARM处理器作为控制核心,和汇聚节点采用串口通信,以GPRS通信方式和上位机控制中心进行交互。上位机控制中心实现人机交互,可以处理、显示上传的数据并且可以直接由客户下达网络动作执行命令。

3 节点模块化设计

汇聚节点和采集节点在硬件配置上基本相同,采用模块化设计使得设计通用性更好。

每个节点主要由控制模块、无线模块、采集模块、电源模块4部分构成。

3.1 控制模块

控制模块主要由CC2430及其外围电路构成,完成对采集数据的处理、存储以及收发工作,并对电源模块进行管理。芯片CC2430包括21个可编程I/0口,其中8路A/D接口,可满足多路传感器的采集、处理需求。CC2430自带了一个复位接口,外接一个复位按键可以实现硬件初始化系统。32 MHz晶振提供系统时钟,32.768 kHz晶振供系统休眠时使用。

节点选用芯片FM25L256作为存储设备,这是一款256 Kb铁电存储器,其SPI接口频率高达25 MHz,低功耗运行以及10年的数据保持力保证了节点数据存储的低成本以及可靠性。

3.2 无线模块

无线模块负责节点间数据和命令的传输,因此,合理设计无线模块是节点稳定、高效通信的重要保证。

TI公司提供了一个适用于CC2430的微带巴伦电路,这个设计把无线电RF引脚差分信号的阻抗转换为单端50 Ω。由于该电路直接影响节点的通信质量,在使用前必须对其进行仿真验证。设计中选用ADS仿真软件进行仿真,采用了版图和原理图的联合仿真方法。仿真电路图如图5所示,微带电路为TI提供的微带巴伦电路,分立元件均选自村田公司元件库内的模型,严格保证了仿真数据的`真实性和可靠性。巴伦电路在工作频段内(2.400~2.4835 GHz)信号传输特性高效、稳定。

3.3 采集模块

采集模块负责采集数据并调理数据信号。本设计中,监测的是土壤的温度和湿度数据,采用的传感器是PTWD-3A型土壤温度传感器以及TDR-3型土壤水分传感器。

PTWD-3A型土壤温度传感器采用精密铂电阻作为感应部件,其阻值随温度变化而变化。为了准确地进行测量,采用四线法测量电阻原理,将电阻信号调理成CC2430芯片A/D通道能采样的电压信号。由P354运算放大器、高精度精密贴片电阻以及2.5 V电源构成10 mA恒流源。10 mA的电流环流经传感器电阻R1、R2将电阻信号转换成为电压信号,由差分放大器LT1991一倍增益将信号转换为单端输出送入CC2430芯片的ADC通道进行采样。

TDR-3型土壤水分传感器输出信号即为电压信号。传感器输出信号通过P354运算放大器送入CC2430芯片的ADC通道进行采样。

3.4 电源模块

电源模块负责调理电压、分配能量,分为充电管理模块、双电源切换管理模块、电压转换模块3个模块。本设计中采用额定电压12 V、电容量3 Ah的铅酸电池供电。

作为环境监测的无线传感器网络应用,节点需要在野外无人看守的情况下进行工作,能量补给是系统持续工作的重要保证。本设计采用太阳能电池板为节点在野外工作时进行电能的补给,充电管理模块则是根据日照情况以及电池能量状态对铅酸电池进行合理、有效的充电。光电耦合器TLP521-100和场效应管Q共同构成了充电模块的开关电路,可以由CC2430芯片的I/0口很方便地进行控制。

在太阳能电池板对电池充电时,电池不能对系统进行供电,因此设计中采用了双电源供电方式,保持“一充一供”的工作状态,双电源切换管理模块负责电源的安全、快速切换。如图10所示,采用了两个开关电路对两块电源进行切换。

在电源进行切换时,总是先打开处于闲置状态的电源,再关闭正在为系统供电的电源,因此会在一段短暂的时间内同时有两个电源对系统供电,这是为了防止系统出现掉电情况。

电源模块需提供5 V、3.3 V、2.5 V等多组电源以满足节点各模块的供能需求。由于系统电源组较多,电压转换模块采用了开关型降压稳压器以及低压差线性稳压器等多种电压转换芯片来对电源进行电压转换,同时要确保电源模块供能的高效性。

结语

节点的设计对整个无线传感器网络系统至关重要。本设计采用了功能强大的射频芯片CC2430作为核心管理芯片,能较好地完成数据采集、分析、传输等多个功能。硬件的模块化设计大大加强了节点的稳定性、可靠性和通用性,在野外无人值守的情况下无线传感器网络系统可以长期、稳定地进行环境方面的监测。

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⑨ 无线网络设计规范以及关键的参数有哪些

系统设计的一般要求
1系统组成
2 设计应遵循以下原则
3 系统选址原则
4.系统设计内容
信号源设计
1 信号源划分
2 信号源设计
3 系统扩容
4 信号源的监控

⑩ 怎样进行无线传感器网络数据无线传输系统的设计

这个具体也不好说
说起来内容很多,都可以写论文了
介绍一个网站给你吧 中国火腿网

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