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時間：2024-03-13 08:21:20
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
目前，4G移動通信技術(shù)得到了廣泛使用，具有通信速度快、通信容量大等優(yōu)點(diǎn)。而5G移動通信是4G移動通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的，是4G 技術(shù)的不斷完善和創(chuàng)新的體現(xiàn)，是通信領(lǐng)域新的里程碑，引起了各運(yùn)營商的關(guān)注。5G是第五代移動通信技術(shù)的出出，大大提高了數(shù)據(jù)信息傳輸速度，高達(dá)3Gb/s，在現(xiàn)代社會發(fā)展中將會得到普及。
一、5G無線通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
5G技術(shù)作為一種新型的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要將多種無線接入技術(shù)與現(xiàn)有無線接入技術(shù)相結(jié)合，其服務(wù)對象面向大眾，具有靈活、智能、高效和開放等特點(diǎn)。
1.1 數(shù)據(jù)傳輸速率提升
5G 技術(shù)作為當(dāng)前最新的移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的一個明顯優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到每秒幾十GB，相對于4G技術(shù)來說，這是十分明顯的一個創(chuàng)新優(yōu)勢。根據(jù)當(dāng)前5G技術(shù)的應(yīng)用效果來看，已經(jīng)在28GHz 波段下成功的將傳輸速度達(dá)到了1Gbps，而傳統(tǒng)的4G技術(shù)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(shù)據(jù)傳輸能力。
1.2 兼容性好
從當(dāng)前5G技術(shù)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀來看，它是一個包括2G、3G、4G 等所有網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一體的新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(shù)，因此，它的兼容性很好，這是以往通信技術(shù)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(shù)。
1.3 電池使用壽命延長
5G 無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，會有很多小的任務(wù)需要應(yīng)用程序持續(xù)的運(yùn)行支持，而作為關(guān)鍵應(yīng)用的電子郵件程序就要不斷的向服務(wù)器發(fā)送各種請求信息，以保證電子郵件的實(shí)時更新。為在5G技術(shù)下，可以自動的、快速的審核和確定出那些浪費(fèi)電池電量的應(yīng)用，并有效組織那些無用應(yīng)用程序所的各種信息，進(jìn)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(jìn)一步的提高。
二、5G無線通信的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 多用戶大規(guī)模MIMO技術(shù)
當(dāng)無線蜂窩通信技術(shù)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(shù)（MIMO）就 發(fā)揮了其應(yīng)用價值。MIMO 通過加大了對發(fā)射功率的復(fù)用和通信帶寬的復(fù)用讓無線通信系統(tǒng)的性能更為完善。為進(jìn)一步增加頻譜利用率和系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)――大規(guī)模MIMO通信網(wǎng)引起了人們的廣泛關(guān)注。
MIMO技術(shù)歷經(jīng)了單點(diǎn)對單點(diǎn)的發(fā)展階段，以后會朝著多用戶MIMO方向發(fā)展，具體技術(shù)方案采用將多根天線置于發(fā)射端或者接收端實(shí)現(xiàn)，這種技術(shù)方案可以滿足現(xiàn)有時頻資源下，最大化空間的分集增益、空間的多路復(fù)用增益和空間陣列增益，從而對系統(tǒng)的容量和通信鏈路的可靠性進(jìn)行提升，最終的結(jié)果使得整個通信系統(tǒng)的總吞吐量最大化。
但隨著用戶對通信系統(tǒng)的通信容量需求的不斷提升，現(xiàn)有的MIMO通信技術(shù)還需要進(jìn)一步對容量和帶寬性能進(jìn)行提升，目前主要的提升方向?yàn)閮?yōu)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(xué)者提出融合大規(guī)模MIMO和云無線接入網(wǎng)，得到一種新穎的分布式大規(guī)模MIMO系統(tǒng)。
2.2 D2D通信
隨著社交網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用的發(fā)展， 用戶的近距離數(shù)據(jù)通信需求與日俱增。但現(xiàn)有的蜂窩通信系統(tǒng)不夠靈活，對于用戶需求的實(shí)時性強(qiáng)和可靠性高的需求難以滿足。在5G移動通信技術(shù)中，對D2D（device to device）通信技術(shù)的研究顯得非常重要。D2D通信技術(shù)是5G移動通信的P鍵技術(shù)之一，其重要作用主要體現(xiàn)在對蜂窩通信系統(tǒng)進(jìn)行了支撐和補(bǔ)充，使得無線數(shù)據(jù)流量的大幅度增長，降低了調(diào)備功耗，提高了系統(tǒng)的可靠性。
D2D最大的優(yōu)勢在于可以對資源實(shí)現(xiàn)精簡，同時減少了外界干擾，傳輸效率進(jìn)行了提升，并最終降低了傳輸成本。目前，業(yè)內(nèi)人員主要研究精力集中在對D2D發(fā)送功率的控制和資源的分配等關(guān)鍵方面。對于現(xiàn)有的D2D技術(shù)，還需要進(jìn)一步完善問題如下：無線資源管理問題；通信的可靠性和實(shí)時性；如何抗干擾。
2.3 綠色通信
5G無線通信系統(tǒng)與其他通信系統(tǒng)相比的優(yōu)勢在于進(jìn)一步降低能耗，從而實(shí)現(xiàn)更加綠色的通信。 全世界的運(yùn)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(jìn)行降低。對于綠色通信的實(shí)現(xiàn)，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(wǎng)絡(luò)調(diào)度方面展開，讓網(wǎng)絡(luò)能夠隨著用戶上網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的變化而動態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)動態(tài)資源調(diào)度和功率控制；還可以采用對網(wǎng)絡(luò)部署和網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面進(jìn)行優(yōu)化。
國內(nèi)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(tǒng)，基于CoMP的高能效譜效基站協(xié)作休眠方案；綠色共享通路保護(hù)算法；回程概念的提出等。這些方案中，由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)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(shù)的實(shí)際應(yīng)用
3.1 在安卓系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前來說，大多數(shù)移動智能終端采用的系統(tǒng)都是以安卓為主，它是一種以Linux為基礎(chǔ)的自由和開放源代碼的操作系統(tǒng)，在移動設(shè)備中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。
安卓系統(tǒng)采用的是分層架構(gòu)，主要劃分為四個層次，從高到低依次是應(yīng)用程序?qū)印?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫層以及系統(tǒng)內(nèi)核層。四個層次中，系統(tǒng)內(nèi)核層采用的是5G納米核心技術(shù)，以此來完成安卓基礎(chǔ)性文件和硬件驅(qū)動的分離。
此外，安卓系統(tǒng)自身所具有的開放性特征使得其安全系數(shù)大大下降，5G納米技術(shù)所具有的保密性可以在量子密碼學(xué)的應(yīng)用下增強(qiáng)加密等級。
3.2 在光場相機(jī)中的應(yīng)用
光場相機(jī)是一種先拍照后對焦的照相設(shè)備，它的原理是在光場技術(shù)的作用下，在進(jìn)行拍照時只需要進(jìn)行構(gòu)圖就可以了，不再需要進(jìn)行對焦處理，這樣的一大好處就是可以對現(xiàn)有的相機(jī)拍照方式和習(xí)慣起到改善作用，它具有很好的抓拍優(yōu)勢，只要被照的物體在相機(jī)的焦距范圍內(nèi)，對焦點(diǎn)都可以在拍完之后進(jìn)行隨意的選擇，前提是在拍照時焦距范圍內(nèi)的所有光學(xué)信息都已經(jīng)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(cè)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(shù)自身所具備的優(yōu)勢特點(diǎn)正好可以滿足這一要求，此外，依據(jù)它的這一特性，它在安全防衛(wèi)監(jiān)控工作中的應(yīng)用具有良好的前景。
四、結(jié)語
總之，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在5G無線通信技術(shù)研究領(lǐng)域，將取了一定的成果。目前來說，5G網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)體系并不完善，但運(yùn)營商對其技術(shù)需求達(dá)成了一致，目前正從前期研究進(jìn)入至標(biāo)準(zhǔn)制定階段。與4G通信技術(shù)相比，5G具有高速度、低時延、低功耗的優(yōu)勢。相信在未來通信技術(shù)的發(fā)展過程中將會發(fā)揮著更大的作用。
網(wǎng)絡(luò)編碼作為一種新的技術(shù)在寬帶無線自組織網(wǎng)絡(luò)中有很好的應(yīng)用，通過網(wǎng)絡(luò)編碼，中間節(jié)點(diǎn)可以將接收信息進(jìn)行編碼并發(fā)送出去，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量和健壯性。為不對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的軟硬件設(shè)備和相應(yīng)的協(xié)議做很大的修改，可以選擇在高層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線格狀網(wǎng)(Mesh)等無線自組織網(wǎng)絡(luò)都可以使用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)顯著提高多跳鏈路的傳輸性能。由此可見，網(wǎng)絡(luò)編碼的出現(xiàn)更迎合了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。
一.網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)原理
網(wǎng)絡(luò)編碼(Network coding)從廣義上來講，是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)將接收到的信息進(jìn)行編碼后再轉(zhuǎn)發(fā)出去的多點(diǎn)傳送(Multicast)技術(shù)。多點(diǎn)傳送(也稱組播)是網(wǎng)絡(luò)中的一種重要的通信方式。當(dāng)一個或幾個節(jié)點(diǎn)同時向若干個其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時，往往要借助其他節(jié)點(diǎn)的傳遞。
在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，作為中繼的節(jié)點(diǎn)只能對接收到的信號進(jìn)行復(fù)制、放大和轉(zhuǎn)發(fā)，這對于網(wǎng)絡(luò)資源有時候是一種浪費(fèi)。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)打破了這種限制，它允許中繼節(jié)點(diǎn)對接收到的信息進(jìn)行編碼，并將接收到的多個數(shù)據(jù)包按照某種特定算法重新組合再發(fā)送出去。
二.網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
1、網(wǎng)絡(luò)編碼的概念
網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)，它的核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點(diǎn)上對各條信道上收到的信息進(jìn)行線性或者非線性的處理，然后轉(zhuǎn)發(fā)給下游節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)扮演著編碼器或信號處理器的角色。
2、網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢
網(wǎng)絡(luò)編碼融合了路由和編碼的概念，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，還可以進(jìn)行編碼處理，已證明了使用線性網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)能足夠達(dá)到網(wǎng)絡(luò)多播容量。但網(wǎng)絡(luò)編碼的好處不止這些，尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)時。網(wǎng)絡(luò)編碼首先應(yīng)被應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。無線網(wǎng)絡(luò)的特性是不可靠性和廣播特性，使網(wǎng)絡(luò)編碼非常適合應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)上，因?yàn)闊o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(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計等技術(shù)無法解決的問題，提高網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。無線網(wǎng)絡(luò)的廣播特性使其非常適合使用網(wǎng)絡(luò)編碼，當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)傳輸一個數(shù)據(jù)包給它的一個鄰居節(jié)點(diǎn)時，它的其它鄰居節(jié)點(diǎn)也可以接收到這個數(shù)據(jù)包。因此，當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)對不同的數(shù)據(jù)包感興趣時，可以將這些數(shù)據(jù)包編碼后再一起傳輸，這樣子可以使其所有的鄰居節(jié)點(diǎn)都收到感興趣的數(shù)據(jù)包并可以節(jié)約無線資源。
應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計等技術(shù)無法解決的問題，提高網(wǎng)絡(luò)性能。網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，尤其是組播吞吐量?？梢詼p少數(shù)據(jù)包的傳播次數(shù)，降低無線發(fā)送能耗。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點(diǎn)或鏈路失效時采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼，最終在目的節(jié)點(diǎn)仍然能恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的容錯性和魯棒性。網(wǎng)絡(luò)編碼對無線網(wǎng)絡(luò)的性能改善主要體現(xiàn)在提高網(wǎng)絡(luò)編碼的吞吐量上，網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)被證明對于提高某些網(wǎng)絡(luò)的吞吐量有著很大的作用。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，但是同時會增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。不少研究者在研究提高無線網(wǎng)絡(luò)的組播吞吐量的同時，研究如何降低因采用網(wǎng)絡(luò)編碼帶來的復(fù)雜性。在網(wǎng)絡(luò)狀況惡劣的條件下，網(wǎng)絡(luò)編碼和路由之間組播吞吐量的差別不大，網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢體現(xiàn)在降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性上；在網(wǎng)絡(luò)狀況較好的條件下，網(wǎng)絡(luò)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(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)編碼算法提供了可能。
3、網(wǎng)絡(luò)編碼如何提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性
網(wǎng)絡(luò)編碼在提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性研究方面亦取得了一定的成果。在無線網(wǎng)絡(luò)組播中，對于數(shù)據(jù)包的惡意修改的檢測，過去是使用基于消息認(rèn)證碼或者數(shù)字簽名的方法?；诰W(wǎng)絡(luò)編碼產(chǎn)生了一種基于數(shù)據(jù)包的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼檢測策略，這種方法計算量小，而且檢測概率可以根據(jù)通信控制開銷、網(wǎng)絡(luò)編碼復(fù)雜程度和檢測時間這些因素進(jìn)行調(diào)控。但這種方法亦存在不足。這種方法要求接收節(jié)點(diǎn)需要預(yù)先獲得至少一個沒有被惡意修改過的數(shù)據(jù)包，并且數(shù)據(jù)包的內(nèi)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(wǎng)絡(luò)廣播重傳處理中，多個接收節(jié)點(diǎn)中的任意一個節(jié)點(diǎn)的丟包都要求源節(jié)點(diǎn)重傳數(shù)據(jù)包，需要廣播發(fā)送較多的重傳次數(shù).本文將隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)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(jié)點(diǎn)記錄多個接收節(jié)點(diǎn)中丟包最多的接收節(jié)點(diǎn)丟包數(shù)，再按照隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼的方法編碼組合該丟包數(shù)個線性編碼包。源節(jié)點(diǎn)廣播重傳，接收節(jié)點(diǎn)采用運(yùn)算編碼線性組合的方法獲得信息包數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)分析表明，該方法能保證所有接收節(jié)點(diǎn)的編碼可解性，同時重傳次數(shù)可達(dá)到理論最優(yōu)性。模擬測試結(jié)果表明：與傳統(tǒng)重傳方法相比，RLNCBR有效地減少了信息包的平均傳輸次數(shù)，提高了傳輸效率。
三.網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用發(fā)展方向
一、TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃流程
TD-LTE全稱為Time Division Long Term Evolution，意為分時長期演進(jìn)，是由阿爾卡特-朗訊、諾基亞西門子通信、華為技術(shù)以及中國移動等業(yè)者共同努力開發(fā)出的第四代移動通信技術(shù)。目前，TD-LTE已經(jīng)成功摘得移動通信網(wǎng)絡(luò)主流技術(shù)的桂冠，現(xiàn)已成功覆蓋中國電信行業(yè)，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(shè)了世博TD-LTE示范網(wǎng)，此網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)為后期TDLTE無線網(wǎng)絡(luò)的大范疇推廣奠定了基礎(chǔ)，且將TD-LTE的產(chǎn)業(yè)鏈的初步具備端到產(chǎn)品能力盡顯出來，目前我國工信部和通信運(yùn)營商已經(jīng)真正意識到此種產(chǎn)業(yè)鏈及終端產(chǎn)品能力，因而對TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行了更深層次的研究。
一般情況下，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程分為前期準(zhǔn)備、預(yù)規(guī)劃和詳細(xì)規(guī)劃三個階段，細(xì)化之后可分為五個階段，需求分析階段，主要任務(wù)是明確建網(wǎng)策略、提出建網(wǎng)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上做好TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的數(shù)據(jù)重要輸入；網(wǎng)絡(luò)規(guī)模估算核心目的在于通過實(shí)現(xiàn)預(yù)算了解實(shí)際需求；站址規(guī)劃則是依據(jù)鏈路預(yù)算的建議值結(jié)合實(shí)況進(jìn)行站址布局，確定站點(diǎn)初步布局后進(jìn)行站點(diǎn)可用性分析，確定目前覆蓋區(qū)域可用的共址站點(diǎn)和需新建的站點(diǎn)；站址規(guī)劃之后便可開展網(wǎng)絡(luò)仿真工作，模擬具體情狀來確定規(guī)劃方案的具體參數(shù)。
二、TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
對于無線網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)劃設(shè)計工作來說，精細(xì)化的設(shè)計要求已經(jīng)不能單單滿足于對于宏基站的單層規(guī)劃設(shè)計，而要進(jìn)行對多層宏基站規(guī)劃設(shè)計的分析研究，使得宏基站展現(xiàn)出多層次的特點(diǎn)，滿足用戶的多樣化和個性化需求。在進(jìn)行多層宏基站的規(guī)劃設(shè)計時，必須考慮到協(xié)調(diào)與宏站層的關(guān)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(yè)理論知識以及實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，在當(dāng)前，符合這種要求的專業(yè)化設(shè)計人員是數(shù)量較少，在人員配備上存在較大挑戰(zhàn)。而且，對于多層宏基站的場景規(guī)劃，已經(jīng)不能按照之前那種以行政區(qū)域?yàn)閯澐忠罁?jù)的方法來規(guī)劃，而應(yīng)該參考建筑物的坐落位置、建筑物高度、街道、小區(qū)等現(xiàn)實(shí)場景，進(jìn)行場景的劃分以及TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò)的容量覆蓋規(guī)劃。這種規(guī)劃方式與之前的劃分習(xí)慣完全不同，在進(jìn)行場景規(guī)劃時也存在著思路轉(zhuǎn)化的障礙，這也是TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)面臨的較大挑戰(zhàn)。
三、TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)特點(diǎn)
1、用戶的需求多種多樣，且隨著無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶的業(yè)務(wù)需求也呈現(xiàn)出日益增長且不斷變化的趨勢，話音向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變的網(wǎng)絡(luò)承載需求體現(xiàn)出用戶需求的發(fā)展方向，因此，當(dāng)前的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)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(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)產(chǎn)生之前，主要采用的是簡化無線資源的業(yè)務(wù)承載方法，主要以話音業(yè)務(wù)為主，這也是與之前話音業(yè)務(wù)較多而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)量較少的業(yè)務(wù)特點(diǎn)有關(guān)，而在當(dāng)下，主要的業(yè)務(wù)承載變成了以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，話音業(yè)務(wù)為主的業(yè)務(wù)形式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)形式的發(fā)展需要，因此需要對用戶的相關(guān)需求進(jìn)行感知，為小區(qū)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(zhì)量都能夠?qū)崿F(xiàn)較佳的體驗(yàn)效果。
2、在采用TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)時，必須保證同一個小區(qū)內(nèi)的頻率帶寬相同，這樣便于有效提升小區(qū)內(nèi)對于無線網(wǎng)絡(luò)頻譜的利用率，這與GSM 的異頻組網(wǎng)和TDSCDMA的N 頻點(diǎn)組網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用也不相同。同頻組網(wǎng)的干擾信號相比異頻組網(wǎng)來說，其來源的距離位置也更近，干擾源的數(shù)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(wǎng)絡(luò)受到的干擾，在對TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)的基站進(jìn)行布局時，要遵循“源頭為終點(diǎn)”的構(gòu)造原則。
3、TD-LTE在進(jìn)行小區(qū)投放時，應(yīng)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(shù)據(jù)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(wù)。TD-LTE的基站布局必須與公共參考信號實(shí)現(xiàn)高度密切配合，且與用戶的需求向吻合，為數(shù)據(jù)承載需求旺盛的用戶提供滿意的服務(wù)質(zhì)量，使得TD-LTE的數(shù)據(jù)速率能夠發(fā)揮其對數(shù)據(jù)承載需求的高度滿足。
四、總結(jié)
TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)在當(dāng)前的運(yùn)用范圍十分廣泛，這是基于其自身相比之前的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)所具備的強(qiáng)大優(yōu)勢，雖然TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢正旺盛，但是，其在發(fā)展過程中也是存在著諸多挑戰(zhàn)的，需要對TDLTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行完善，使TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)能夠適應(yīng)更多用戶的多樣化需求，這樣才能實(shí)現(xiàn)TDLTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。
關(guān)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(jīng)歷了從第1代以話音業(yè)務(wù)為代表的模擬式移動電話系統(tǒng),到正大規(guī)模商用的第4代(4G)以移動數(shù)據(jù)、移動計算及移動多媒體為代表的無線寬帶系統(tǒng)的持續(xù)演進(jìn)。當(dāng)前階段,隨著智能終端的快速普及以及網(wǎng)絡(luò)通信容量的爆炸式增長,面向5G的無線通信技術(shù)的演進(jìn)需求也更加明確及迫切,開始受到業(yè)界極大的關(guān)注。在面向5G的無線通信技術(shù)的演進(jìn)中,一方面,傳統(tǒng)的無線通信性能指標(biāo),比如網(wǎng)絡(luò)容量、頻譜效率等需要持續(xù)提升以進(jìn)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(yàn)的提升以及蜂窩通信應(yīng)用的擴(kuò)展也是一個需要考慮的演進(jìn)方向。作為面向5G的關(guān)鍵候選技術(shù),D2D具有潛在的提高系統(tǒng)性能、提升用戶體驗(yàn)、擴(kuò)展蜂窩通信應(yīng)用的前景,受到廣泛關(guān)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(wǎng)絡(luò)的D2D通信,或稱為鄰近服務(wù)(ProximityService,ProSe),是指用戶數(shù)據(jù)可不經(jīng)基站中轉(zhuǎn)而直接在終端之間傳輸。D2D通信與傳統(tǒng)的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有顯著區(qū)別,如圖1所示。蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)引入D2D通信,基站只負(fù)責(zé)用戶之間的控制信令,極大地減輕基站側(cè)的傳輸負(fù)擔(dān),提升頻譜效率,降低終端發(fā)射功率,同時可以提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量,滿足用戶對高數(shù)據(jù)速率業(yè)務(wù)的需求[7-9]。當(dāng)移動通信基礎(chǔ)設(shè)施受到損壞(如地震破壞、人為破壞等),或在蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲區(qū),終端通過D2D技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)[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(shù)據(jù)直接在終端之間傳輸,避免了蜂窩通信中用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)傳輸,由此產(chǎn)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(fù)用,由此可產(chǎn)生資源復(fù)用增益;通過鏈路增益和資源復(fù)用增益則可提高無線頻譜資源的效率,進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。(2)提升用戶體驗(yàn)。隨著移動通信服務(wù)和技術(shù)的發(fā)展,具有鄰近特性的用戶間近距離的數(shù)據(jù)共享、小范圍的社交和商業(yè)活動以及面向本地特定用戶的特定業(yè)務(wù),都在成為當(dāng)前及下階段無線平臺中一個不可忽視的增長點(diǎn)。基于鄰近用戶感知的D2D技術(shù)的引入,有望提升上述業(yè)務(wù)模式下的用戶體驗(yàn)。(3)擴(kuò)展通信應(yīng)用。傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)對通信基礎(chǔ)設(shè)施的要求較高,核心網(wǎng)設(shè)施或接入網(wǎng)設(shè)備的損壞都可能導(dǎo)致通信系統(tǒng)的癱瘓。D2D通信的引入使得蜂窩通信終端建立AdHoc網(wǎng)絡(luò)成為可能。當(dāng)無線通信基礎(chǔ)設(shè)施損壞,或者在無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲區(qū),終端可借助D2D實(shí)現(xiàn)端到端通信甚至接入蜂窩網(wǎng)絡(luò),無線通信的應(yīng)用場景得到進(jìn)一步的擴(kuò)展。值得注意的是,D2D通信在3GPPLTE系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)從LTERelease-12版本開始討論。遺憾的是,LTERelease-12系統(tǒng)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(yīng)用場景需要在未來的5G系統(tǒng)中進(jìn)一步發(fā)掘。
3D2D通信研究現(xiàn)狀
D2D通信作為4G以及未來5G技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),一直備受關(guān)注,3GPP組織從2013年4月的RAN1#72BIS會議開始,著重對D2D技術(shù)進(jìn)行研討,D2D技術(shù)日趨成熟。與物聯(lián)網(wǎng)中的M2M(Machine-to-Machine)概念類似,D2D旨在使一定距離范圍內(nèi)的用戶通信設(shè)備直接通信,以降低對服務(wù)基站的負(fù)荷。在D2D技術(shù)出現(xiàn)之前,已有類似通信技術(shù)出現(xiàn),如10幾年前的藍(lán)牙(短距離時分雙工通信),Wi-FiDirect(更快的傳輸速度和更遠(yuǎn)的傳輸距離)和高通提出的FlashLinQ技術(shù)(極大地提高了Wi-Fi的傳輸距離)。后兩種技術(shù)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(shù)會在一定程度上彌補(bǔ)點(diǎn)對點(diǎn)通信的短板。對于其它不依靠基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的直通技術(shù)而言,D2D更加靈活。既可以在基站控制下進(jìn)行連接及資源分配,也可以在無網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的時候進(jìn)行信息交互。最近又提出一種中繼情況,處于無網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況下的用戶可以把處在網(wǎng)絡(luò)覆蓋中的用戶設(shè)備作為跳板,從而接入網(wǎng)絡(luò)。3GPP組織制定的Release12版本中,將D2D定義為LTEDevicetoDeviceProximityServices,并通過TR36.843技術(shù)報告不斷完善D2D的標(biāo)準(zhǔn)[12]。
4D2D通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢與關(guān)鍵技術(shù)
4.1高用戶密度下的D2D機(jī)制
未來無線通信的特點(diǎn)是高密度,大流量的無線網(wǎng)絡(luò)需求,而目前的無線網(wǎng)絡(luò)中,的基站大都由專有平臺開發(fā),運(yùn)營商很難實(shí)現(xiàn)大量基站的統(tǒng)一管理和維護(hù),需要大量專業(yè)人員來維護(hù)這些不兼容的平臺,這將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營和維護(hù)成本又進(jìn)一步增加。因此未來5G技術(shù)已經(jīng)將新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)作為其關(guān)鍵技術(shù),而D2D技術(shù)在新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下的具體機(jī)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(diǎn),而D2D與傳統(tǒng)的無線通信比較,其用戶的模式不僅有傳統(tǒng)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(diǎn)是用戶密度高,業(yè)務(wù)流量大,用戶業(yè)務(wù)多樣的特點(diǎn),這就使得網(wǎng)絡(luò)中的資源分配更加復(fù)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(shù)的發(fā)展以及移動設(shè)備成本的降低,移動終端用戶的數(shù)量呈現(xiàn)迅速增加的狀態(tài),而這就會帶來終端之間的相互干擾,需要對終端進(jìn)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(yīng)用D2D以后,使得網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變得更加復(fù)雜,因此適應(yīng)該種環(huán)境的功率控制就成為一個有意義的研究方向。
5結(jié)語
未來的5G通信技術(shù)特點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)密度大,業(yè)務(wù)類型繁雜,而D2D通信技術(shù)正是適應(yīng)了改應(yīng)用特點(diǎn),從而必將成為未來5G的關(guān)鍵技術(shù)之一,本文在介紹了D2D技術(shù)原理的基礎(chǔ)上對D2D技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析,得出該技術(shù)具有提高頻譜利用率、提高用戶體驗(yàn)和擴(kuò)展用戶應(yīng)用的特點(diǎn),并且結(jié)合未來5G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)提出高用戶密度特點(diǎn)下的D2D機(jī)制,以及功率控制和資源分配是未來D2D技術(shù)的重要發(fā)展方向。
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伴隨通信技術(shù)的升級與發(fā)展，無線移動通信應(yīng)用日漸普遍。常規(guī)無線移動通信網(wǎng)絡(luò)基于已有固定基礎(chǔ)設(shè)施，移動結(jié)點(diǎn)之間通信主要通過基站進(jìn)行；而傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)同樣需要有線骨干網(wǎng)支撐，再次通過無線路由AP接入構(gòu)建而成。傳統(tǒng)無線移動網(wǎng)絡(luò)的局限在于不適用那些不存在固定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施或者無法在短時間內(nèi)構(gòu)建好所需基礎(chǔ)設(shè)施的情況下。面對上述問題，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，并以期便利性受到廣大用戶的歡迎，但由于技術(shù)上的不完善性，決定其還不能在大范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。了解、研究與改進(jìn)Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)是解決Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用局限性的關(guān)鍵。
1 Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)概述
Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)，確切的說是由一組具有無線收發(fā)功能的裝置或者移動節(jié)點(diǎn)組成，旨在實(shí)現(xiàn)多跳數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐R時性自治系統(tǒng)。與常規(guī)無線移動通信相比，整個Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)不需要固定的基礎(chǔ)設(shè)施，更不需要固定的路由設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)均可移動，整個網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也是隨著節(jié)點(diǎn)的移動不斷變化，各節(jié)點(diǎn)間可以以任何方式動態(tài)的保持聯(lián)系。這種情況下，每個節(jié)點(diǎn)都起到終端和路由的雙重功能，不僅要完成節(jié)點(diǎn)本身的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收，還要完成維護(hù)到其他節(jié)點(diǎn)之間的路由功能；節(jié)點(diǎn)路由功能的正常發(fā)揮是Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵。
2 Ad Hoc無線路移動網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)
Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)不能直接利用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)或者基于有線骨干網(wǎng)的無線路由AP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，是由其獨(dú)特的特點(diǎn)決定的。
2.1 動態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于節(jié)點(diǎn)的移動位置可能隨時發(fā)生變化，并且變化的方式、速度等也是難以預(yù)測的。
2.2 有限傳輸帶寬
Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)通信手段主要基于無線傳輸技術(shù)，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(wǎng)絡(luò)用戶終端，如：筆記本終端、智能手持終端、車載計算機(jī)終端等，有明顯的靈巧、便攜特點(diǎn)，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(fā)揮路由作用，就要求路由協(xié)議設(shè)計要科學(xué)、高效。
2.4 分布式控制
Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)，與常規(guī)無線移動通信不同，它不存在“中心控制點(diǎn)”，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(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)無線收發(fā)裝置的信號傳輸范圍較小，Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)也屬于所謂無線網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)致Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)同樣容易受到安全性威脅，如被竊聽、欺騙和拒絕服務(wù)攻擊等。
3 Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議比較分析
上述內(nèi)容從不同角度討論了Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，也闡述了Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵在于路由協(xié)議的設(shè)計與使用。這就需要我們進(jìn)一步明析采用的無線移動路由技術(shù)及相關(guān)問題。目前，提出與使用的Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議有兩種劃分依據(jù)，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(jié)構(gòu)劃分，分為平面結(jié)構(gòu)和層次結(jié)構(gòu)。
3.1 依據(jù)算法劃分
（1）Pro-active算法。Pro-active算法的有線LAN或WAN路由協(xié)議，它是把移動節(jié)點(diǎn)作為路由器使用，通過周期性的路由信息廣播實(shí)現(xiàn)路由更新；一般情況下網(wǎng)絡(luò)開銷都比較大，如：OLSR、DSDV。
（2）On-demand算法。On-demand算法路由協(xié)議，是依據(jù)具體的路由請求，當(dāng)有需求發(fā)生時進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)，相對來說通信控制開銷較小，如DSR、AODV、TORA。
3.2 依據(jù)結(jié)構(gòu)劃分
無線路由協(xié)議依據(jù)結(jié)構(gòu)來劃分，有平面結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)兩種。平面結(jié)構(gòu)的無線路由協(xié)議較簡單；層次結(jié)構(gòu)的無線路由協(xié)議則較復(fù)雜，它是將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)中所有結(jié)點(diǎn)歸屬于某個組群、層次，為實(shí)現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議未來發(fā)展
Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)可以作為獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，也可以作為已有固定設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充；由于其自身的便捷性，表現(xiàn)出了巨大的發(fā)展前景。Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)小組長期致力于無線路由算法研究與標(biāo)準(zhǔn)制定工作，工作艱巨、任務(wù)重大；其中首先要制定出Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的評價標(biāo)準(zhǔn)，其次要對每個路由協(xié)議模擬或者實(shí)驗(yàn)平臺式的分析與測試，旨在找出最佳、最優(yōu)的符合Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的路由協(xié)議。從上述關(guān)于Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和路由協(xié)議分類的研究與闡述等，我們可以看出Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)要適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而不同類型的路由協(xié)議也有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，那種期望有一種路由協(xié)議來解決所有Ad Hoc無線移動網(wǎng)絡(luò)路由問題是不現(xiàn)實(shí)的，針對不同環(huán)境、不同需求來研究、設(shè)計、完善路由協(xié)議才是最正確的做法。
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作者簡介
中圖分類號：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0052-02
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r地協(xié)作地監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測對象信息，提供海量的詳細(xì)測量數(shù)據(jù)，如燈光、溫度、濕度、噪音等，并對這些信息進(jìn)行處理，發(fā)送給觀察者。在軍事偵察、生物棲息、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，無限傳感器網(wǎng)絡(luò)有著廣泛的應(yīng)用前景[1]。
1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器通過無線方式通信，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，可以跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，通過無線通信方式形成一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。其核心是傳感器節(jié)點(diǎn)，每個傳感器節(jié)點(diǎn)通常是一個微型的嵌入式系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)采集模塊、處理控制模據(jù)G、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊4部分組成。
1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模非常大。傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性包括兩方面的含義：一方面是傳感器網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋很大的地理區(qū)域；另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)部署很密集，在面積較小的空間內(nèi)，密集部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織，自維護(hù)。傳感節(jié)點(diǎn)可以隨機(jī)分布并自行組成網(wǎng)絡(luò)，形成大面積的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。由于環(huán)境等條件的改變，傳感器的數(shù)量會有增減，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S時間動態(tài)改變，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備維護(hù)動態(tài)路由的能力。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無中心。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點(diǎn)的位置都是平等的沒有預(yù)先制定的中心，是通過預(yù)先設(shè)定的算法來相互協(xié)調(diào)。由于具有無中心的特點(diǎn)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不會因?yàn)閱蝹€節(jié)點(diǎn)的脫離而受到損害。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為中心，在無線傳感網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的路由應(yīng)該在保證數(shù)據(jù)傳輸與穩(wěn)定性前提下盡量減少通信量。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作性強(qiáng)。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)單個節(jié)點(diǎn)的計算能力有限，為了采集監(jiān)測范圍內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作需要大量的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，信號協(xié)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(diǎn)，共同完成復(fù)雜任務(wù)的執(zhí)行。
1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
1.2.1 軍事領(lǐng)域
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有密集型，隨機(jī)分布，部署快速，可自組織，隱蔽性強(qiáng)且容錯性高等諸多特點(diǎn)，使其非常適合用于復(fù)雜惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境。在軍事領(lǐng)域的主要應(yīng)用包括戰(zhàn)場敵情偵察，警戒地域監(jiān)視和預(yù)警，監(jiān)控敵我雙方物資、情況，判斷敵軍進(jìn)攻動向，戰(zhàn)場毀傷效能評估等。
1.2.2 醫(yī)療應(yīng)用
醫(yī)療是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的另一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以提供對醫(yī)院的藥物控制和藥品管理，輔助醫(yī)生診斷和監(jiān)控病人的狀態(tài)，跟蹤病人的狀態(tài)，監(jiān)控醫(yī)生、護(hù)士的服務(wù)，還可以遠(yuǎn)程監(jiān)視特殊人群的健康狀態(tài)，提供遠(yuǎn)程治療等諸多服務(wù)。
通過部署在患者家中的傳感器網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋患者的活動區(qū)域，患者身上的可穿戴設(shè)備可以提供必要的生理指標(biāo)，通過這些節(jié)點(diǎn)可以對患者的重要身體指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。此類傳感器系統(tǒng)可以在本地對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后傳輸至醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)。
1.2.3 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效地降低傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的人力消耗以及對農(nóng)田環(huán)境的影響，并獲取精確的環(huán)境和作物信息。通過傳感器獲取的氣候數(shù)據(jù)，可以分析得到農(nóng)作物產(chǎn)量與日照、溫度、濕度的關(guān)系，并對灌溉等措施作相應(yīng)調(diào)整。
1.2.4 環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用
海洋、冰川、火山和原始森林等地區(qū)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(huán)境中都具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。此外，通過傳感器收集數(shù)據(jù)還可以避免數(shù)據(jù)收集方式給環(huán)境帶來的侵入式破壞[2]。
1.2.5 工業(yè)應(yīng)用
在工業(yè)環(huán)境中，大范圍使用傳感器可以實(shí)施生產(chǎn)過程當(dāng)中的安全監(jiān)測，也能對自動化生產(chǎn)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，從而改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)量、降低能耗、提高競爭力。
2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的問題
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)功能前提下控制能耗成為了一個重要問題。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布密集，數(shù)據(jù)有顯著的冗余性，對于采集到的海量數(shù)據(jù)信息量需要利用數(shù)據(jù)聚集，融合。同時，在目標(biāo)跟蹤、識別等新型使用場景下，傳感器需要更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。目前受限于功耗和體積，傳感器數(shù)據(jù)處理模塊性能較差，數(shù)據(jù)處理能力不足。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)更容易受到攻擊。被動竊聽、主動入侵、拒絕服務(wù)是這些攻擊的常見方式。因其具有大量數(shù)據(jù)，安全性是傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中至關(guān)重要的部分。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信同樣重要。在復(fù)雜的環(huán)境中，信號容易被障礙物或其他電子信號干擾。在傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)以及傳感器與上層網(wǎng)關(guān)通信過程中，如何保證傳輸?shù)乃俾室约胺€(wěn)定性是一個亟待解決的問題。
2.1 電子信息技術(shù)的發(fā)展
隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，我國的移動通信技術(shù)發(fā)展迅速，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透到我國社會的各個層面，以WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的無線通信網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，人們對無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的要求越來越高，以致越來越多人開始研究其優(yōu)化和發(fā)展，以使其能夠滿足用戶和市場發(fā)展的需求。WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是由3GPP依據(jù)GSM MAP核心網(wǎng)而制定的第三代無線通訊技術(shù)，其在現(xiàn)階段無線通信市場中占據(jù)非常重要的地位。
一、WCDMA的原理
1、WCDMA技術(shù)的概述
現(xiàn)階段，WCDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是我國也是全世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛、擁有最豐富終端種類的3G標(biāo)準(zhǔn)，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(lián)盟（ITU）標(biāo)準(zhǔn)，相比于其他通信技術(shù)，它具有容量高、功耗低、數(shù)據(jù)傳輸速度快、頻譜效率高和成本低等特點(diǎn)。WCDMA的碼片速率可達(dá)到3.84Mcps，載波帶寬為5MHz，它主要以直接序列擴(kuò)頻碼分多址、頻分雙工等方式為主。移動設(shè)備之間的數(shù)據(jù)、語音、圖像、以及視頻等通信過程都可以通過WCDMA得到實(shí)現(xiàn)，并且其速率在局域網(wǎng)內(nèi)可達(dá)到2Mb/s，在寬帶網(wǎng)內(nèi)能夠達(dá)到384Kb/s。
2、WCDMA技術(shù)的優(yōu)勢
（1）具有較大的系統(tǒng)容量。系統(tǒng)容量指的是系統(tǒng)能夠提供的能夠容納的最多用戶數(shù)量。相比通信市場其他技術(shù)，WCDMA具有較大的系統(tǒng)容量，這主要是由于其寬帶網(wǎng)絡(luò)的屬性以及抗衰落能力強(qiáng)、功率快等特點(diǎn)決定的。相比于傳統(tǒng)的2G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，系統(tǒng)容量的增大就意味著使用WCDMA網(wǎng)絡(luò)的成本大幅較低。
（2）具有多樣化的業(yè)務(wù)類型。相比傳統(tǒng)的移動通訊技術(shù)，WCDMA技術(shù)的業(yè)務(wù)類型更加多樣化，這就決定了其為用戶提供的服務(wù)種類也同樣具有多樣化的特點(diǎn)。業(yè)務(wù)種類依據(jù)接入核心網(wǎng)絡(luò)的連接域的差異性可以分為CS域業(yè)務(wù)和PS域業(yè)務(wù)兩種類型?；菊Z音通話業(yè)務(wù)、CS域短信業(yè)務(wù)、CS域智能網(wǎng)業(yè)務(wù)都屬于CS域業(yè)務(wù)類型，而PS域短信業(yè)務(wù)、QQ聊天、視頻通話、游戲、電子郵件、網(wǎng)頁瀏覽、視頻觀看等都屬于PS域業(yè)務(wù)類型。除此之外，WCDMA網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的兼容性，能夠?yàn)橛脩籼峁┒囗?xiàng)業(yè)務(wù)同時進(jìn)行的服務(wù)，如用戶可以同時使用語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
（3）具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。第二代移動通信系統(tǒng)提供給人們的主要是語音業(yè)務(wù)和短信業(yè)務(wù)，作為輔助業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其傳輸速率最大僅能達(dá)到384Kbps，而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入發(fā)展，人們對于移動通信系統(tǒng)提出了更高的要求，第三代移動通信系統(tǒng)應(yīng)用而生，WCDMA網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)成為其主導(dǎo)業(yè)務(wù)，其傳輸速率最高可達(dá)2Mbps，同時它還支持?jǐn)?shù)據(jù)在快速或者緩慢的環(huán)境下傳輸，其傳輸速率分別能達(dá)到144Kpbs和384Kbps，并且數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)和語音通話業(yè)務(wù)等能夠同時進(jìn)行，在很大程度上滿足了人們對現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)的需求。
（4）具有較高的無線傳輸質(zhì)量。在無線傳輸過程中容易出現(xiàn)頻率選擇性衰落和多徑衰落的現(xiàn)象，導(dǎo)致無線傳輸質(zhì)量較差。而WCDMA通信技術(shù)的出現(xiàn)，在一定程度上避免了類似問題的發(fā)生，其利用分集技術(shù)進(jìn)行無線傳輸，提高了無線傳輸?shù)馁|(zhì)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(jī)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(xiàn)象的發(fā)展，從而使傳輸信號的質(zhì)量得到了保障。
二、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題
相比國外許多國家，我國對WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件的發(fā)展。現(xiàn)階段，隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的深入發(fā)展，我國已經(jīng)認(rèn)識到無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)化的重要意義，并開始加強(qiáng)研究力度，盡管取得了一些成果，但在優(yōu)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國的起步較晚，加之我國對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論的引入落后于國外一些國家，在使用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件的過程中，缺乏經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)營的歷史數(shù)據(jù)，導(dǎo)致我國網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件的使用多是人工控制。
第二，我國現(xiàn)階段對無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化多是孤立進(jìn)行的，缺乏對其進(jìn)行全面整體的分析，導(dǎo)致優(yōu)化后的無線網(wǎng)絡(luò)功能較為單一，具有片面性。第三，分析數(shù)據(jù)的效率較低。這主要是因?yàn)槲覈F(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)較為落后，數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)共享，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重心存在于數(shù)據(jù)處理上，阻礙了我國無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)化的發(fā)展進(jìn)程。
三、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的措施
依據(jù)近年來對WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其優(yōu)化研究的成果，提出了以下幾點(diǎn)具體的優(yōu)化措施：
1、系統(tǒng)界面有待簡單化
我國現(xiàn)存的系統(tǒng)優(yōu)化軟件的界面都比較復(fù)雜，界面查詢過程中的參數(shù)過于專業(yè)化，要進(jìn)行較多步驟才能最終得出查詢結(jié)果，一般用戶很難理解并進(jìn)行使用。針對這種現(xiàn)象，在進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的過程中，要將系統(tǒng)界面簡單化，方便用戶的操作和使用，使優(yōu)化的周期大大縮短，以確保無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2、系統(tǒng)的穩(wěn)定性有待提高
無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性增強(qiáng)了，才能確保系統(tǒng)的查詢速度得到提升。現(xiàn)階段，我國無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在查詢過程中的最小查詢時間粒度較短，這樣雖然使導(dǎo)入數(shù)據(jù)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(jìn)行WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的過程中，頻率高低時間粒度必須要以用戶的實(shí)際需求為依據(jù)進(jìn)行選擇，以縮短系統(tǒng)查詢的時間[4]。與此同時，要嚴(yán)格檢查和測試軟件的設(shè)計構(gòu)架，避免突發(fā)狀況的發(fā)生，即使產(chǎn)生突發(fā)狀況也能在最短的時間內(nèi)對問題進(jìn)行定位并解決，從根本上提升無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3、覆蓋范圍有待拓寬
第一，室內(nèi)覆蓋有待于優(yōu)化。首先對室內(nèi)的實(shí)際覆蓋情況進(jìn)行分析，避免出現(xiàn)系統(tǒng)受干擾或者覆蓋受限制的情況；其次要加強(qiáng)對室內(nèi)的信號分布，尤其是室內(nèi)信號分布系統(tǒng)所使用的多種設(shè)備有待于加強(qiáng)，如可以使用微蜂窩天饋系統(tǒng)，以增加室內(nèi)的話務(wù)量、提高信號的質(zhì)量。第二，公路覆蓋有待于優(yōu)化。隨著無線通信技術(shù)的深入發(fā)展，用戶對無線通信系統(tǒng)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(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)的公路覆蓋，公路覆蓋的優(yōu)化可以通過使用智能天線或者新建覆蓋點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。
四、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用前景
現(xiàn)階段，我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，通信技術(shù)趨于向移動化方向發(fā)展，并處于由單一語音業(yè)務(wù)向多種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換的過程中，以滿足人們對無線通信技術(shù)的需求。第三代移動通信系統(tǒng)一經(jīng)引入我國，就迅速得到廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，這是由它自身所具備的速率高、質(zhì)量好、業(yè)務(wù)多的特點(diǎn)所決定的。尤其是WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為第三代移動通信系統(tǒng)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(diǎn)和熱點(diǎn)問題。為了確保WCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的長期發(fā)展，為了滿足逐年遞增的用戶數(shù)量，為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜化，就必須要對第三代移動通信系統(tǒng)，尤其是WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，不斷提升無線通信的質(zhì)量和范圍，只有這樣才能跟得上無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的步伐。相信未來的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能有更加廣泛的應(yīng)用，無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作也必將取得更加顯著的成果。
參考文獻(xiàn)：
1.引言
近些年來，隨著智能無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步發(fā)展，它在各個行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛，其中在電廠應(yīng)用就是其中的一個重要代表，主要表現(xiàn)在實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)上，無線的實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)是一種結(jié)合了無線通信技術(shù)上發(fā)展起來的新型監(jiān)控系統(tǒng)，它是傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，主要由監(jiān)控中心、無線通信網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場監(jiān)控單元組成的?，F(xiàn)代的電廠在生產(chǎn)過程中，像送風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和引風(fēng)機(jī)等電機(jī)是必不可少的設(shè)備，為了響應(yīng)我國提倡的節(jié)能理念我們會在熱電廠常用的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鍋爐設(shè)備等加上除塵和脫硫等設(shè)備，因?yàn)橹挥兴惋L(fēng)機(jī)的話就不可能有效地進(jìn)行排除煙氣。引風(fēng)機(jī)在不僅能夠促進(jìn)室內(nèi)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(nèi)燃燒時需要的負(fù)壓。因此引風(fēng)機(jī)在電廠正常運(yùn)行時也起著十分重要的作用。但因?yàn)橐L(fēng)機(jī)的工作環(huán)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(dǎo)致引風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行。而對電廠的引風(fēng)機(jī)實(shí)行實(shí)時監(jiān)控方案，對引風(fēng)機(jī)在工作中的溫度、轉(zhuǎn)速和電流三種主要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，有效控制個參數(shù)在正常范圍內(nèi)，達(dá)到預(yù)防引風(fēng)機(jī)發(fā)生故障的目的。
2.智能無線網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)在我們說的智能無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通常泛指IEEE802.11協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無線硬件主要由無線網(wǎng)卡1420和無線變送器兩部分組成，其中單個無線的設(shè)備它們之間的可見的距離能到228m，上位控制系統(tǒng)和無線網(wǎng)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(diǎn)：（1）移動性和靈活性，相對于有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)可以將無線信號覆蓋到任何一個地點(diǎn)并接入網(wǎng)絡(luò)；（2）安裝便攜，無線網(wǎng)絡(luò)通過安裝一個或多個接入點(diǎn)，這就可以大大減少了網(wǎng)絡(luò)布線方面的工作量；（3）方便調(diào)整和并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，因?yàn)橹匦虏季€會帶來很多的麻煩，它是一個費(fèi)時費(fèi)力費(fèi)錢的過程，無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就可以避免了這些情況的發(fā)生；（4）容易進(jìn)行故障定位，無線網(wǎng)絡(luò)可以通過更換生產(chǎn)過程中的故障設(shè)備便可以恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連接；（5）易于擴(kuò)展。
無線局域網(wǎng)包括802.11協(xié)議所規(guī)定的部件組成，它應(yīng)包括還一些用于滿足應(yīng)用的必備組件，如分布式系統(tǒng)、通信軟件、服務(wù)器等。無線網(wǎng)絡(luò)中的物理結(jié)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層、物理層、網(wǎng)絡(luò)層的功能，滿足局域、城域或廣域通信所需的功能。組網(wǎng)模式有自組網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩種模式，后者較為常用。
在自組網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)提供路由服務(wù)的話，則終端不能連接到網(wǎng)絡(luò)外的網(wǎng)絡(luò)。使用此方式組建網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)方便，但是網(wǎng)絡(luò)功能有限。
使用基礎(chǔ)模式，就需要將專門的AP提供給無線網(wǎng)絡(luò)，AP以有線或無線的方式轉(zhuǎn)發(fā)局域內(nèi)所有報文，與外網(wǎng)通信，承擔(dān)著局域網(wǎng)與外網(wǎng)的通信工作。這種組網(wǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)為靈活性很大。以基礎(chǔ)模式組建無線網(wǎng)絡(luò)來檢測引風(fēng)機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖。
在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，只需在終端內(nèi)置802.11無線網(wǎng)卡，就可以與網(wǎng)絡(luò)通信。在上圖中，實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到無線路由器，無線路由器與服務(wù)器進(jìn)行通信，將數(shù)據(jù)實(shí)時發(fā)送到服務(wù)上器，并通過電腦實(shí)時顯示觀測引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
3.智能無線網(wǎng)絡(luò)在電廠中的應(yīng)用
隨著IEEE 802.11無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的制定與發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方案，還可以帶來移動、高效和遠(yuǎn)距離的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方案。無線網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)能夠廣泛應(yīng)用于各種民用領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域。目前，高速無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)達(dá)到了54M的傳輸速率，完全可以滿足一般的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊螅渲邪曇?、傳輸文字和圖像等，甚至還可以進(jìn)行圖像并發(fā)和聲音的傳輸?shù)?。所以無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖畲缶嚯x可以達(dá)到幾十公里，甚至可能更遠(yuǎn)，無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)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(wǎng)絡(luò)媲美，甚至超過了有線網(wǎng)絡(luò)。目前無線網(wǎng)絡(luò)在電廠應(yīng)用也比較廣泛，下面我們主要介紹下無線網(wǎng)絡(luò)在電廠的具體應(yīng)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(jīng)成為了電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。隨著電廠的無人值守的變電站技術(shù)的不斷發(fā)展，各個電廠開始也配備了變電運(yùn)行的管理系統(tǒng)及遠(yuǎn)程圖像的監(jiān)控系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)跟聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行、實(shí)時控制和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)等功能相關(guān)。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(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就可以很大程度上方便電廠變電站網(wǎng)絡(luò)的接入。在電廠引入無線網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行安裝部署。
4 結(jié)論
綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)在我國的高速發(fā)展，無線技術(shù)也得到了飛快的發(fā)展，隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和電力系統(tǒng)保護(hù)等的不斷發(fā)展，智能無線網(wǎng)絡(luò)在電廠中的應(yīng)用范圍也越來越廣，無線網(wǎng)絡(luò)是有線聯(lián)網(wǎng)的重要延伸和補(bǔ)充，它在電廠等電力系統(tǒng)中發(fā)揮了其使用靈活等優(yōu)勢，并是將來電力信息網(wǎng)絡(luò)中十分重要的組成部分。有了艾默生智能無線技術(shù)哎上海石洞口第一電廠的應(yīng)用成功案例，我們相信，隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，從2G到3G，人們的目光終將會投入都無線技術(shù)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(shè)二公司（610051），
前言
隨著現(xiàn)代社會生活與工作節(jié)奏越來越快，普通建筑已經(jīng)難以適應(yīng)時展需求，這一點(diǎn)對于企業(yè)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(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，針對智能化建筑系統(tǒng)的建立與應(yīng)用具有重要意義。智能化建筑系統(tǒng)的特點(diǎn)在于人性化、智能化與簡約化，系統(tǒng)由多個部分組成，各個系統(tǒng)之間相互連接，相互協(xié)作，共同完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，解決緊急事故問題，提高建筑管理水平。而無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)這些功能的關(guān)鍵，因此，針對智能樓宇中無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用的研究與發(fā)展具有十分重要的意義。
1智能樓宇與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述
1.1智能樓宇
在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)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(jīng)難以適應(yīng)時展需求，必須進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。其中，現(xiàn)代社會中智能化技術(shù)的發(fā)展十分迅猛，并在建筑中具有較高的應(yīng)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(shí)現(xiàn)了人力與時間資源的節(jié)省，在未來建筑行業(yè)發(fā)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(tǒng)的應(yīng)用下，使建筑管理得以實(shí)現(xiàn)的建筑物。智能建筑系統(tǒng)分為多個部分，這些局部系統(tǒng)之間與人類的神經(jīng)系統(tǒng)有著相似之處，通過合理連接，就可以使建筑內(nèi)部信息傳輸?shù)馁|(zhì)量與效率得到有效提升。根據(jù)智能樓宇發(fā)展現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)在計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，智能樓宇中的局部系統(tǒng)的連接就可以實(shí)現(xiàn)，因此，在系統(tǒng)連接中，通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮著十分重要的橋梁作用，能夠有效傳輸各種數(shù)據(jù)，例如畫面、視頻以及聲音等等。智能建筑系統(tǒng)的核心部分為自動化系統(tǒng)，這一子系統(tǒng)能夠控制各個局部系統(tǒng)。在智能化技術(shù)的應(yīng)用下，智能樓宇系統(tǒng)的失控問題能夠被快速發(fā)現(xiàn)，建筑系統(tǒng)具有較高的維修與管理水平，能夠使不必要的浪費(fèi)與損失情況得到有效避免。
1.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
所謂的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就是指對無線電波加以利用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N技術(shù)。就無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀而言，可以得知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組成主要分為無線網(wǎng)絡(luò)與無線局域網(wǎng)兩個部分。其中，無線網(wǎng)絡(luò)屬于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的靈敏性，能夠在無線射頻技術(shù)的應(yīng)用下，使使數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)，進(jìn)而使電線的使用量得以減少。相較于有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)的不同在于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)被無線電替代，計算機(jī)的位置限制問題得到解決。無線局域網(wǎng)則是對無線數(shù)據(jù)加以利用的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，無線局域網(wǎng)將無線通信技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合到一起，通過無線局域網(wǎng)的形式，數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。
2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能樓宇中的應(yīng)用
就結(jié)構(gòu)組成而言，智能樓宇集成了不同種類的系統(tǒng)，因此，智能樓宇中集成系統(tǒng)運(yùn)行過程對通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性提出了較高的要求。在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用模式下，由于電纜線連接可靠性不足而造成的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，有線網(wǎng)絡(luò)通信也被取代，其中對電纜線的使用也得以減少，進(jìn)而使智能樓宇的建設(shè)成本得到有效降低，在經(jīng)濟(jì)方面體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能樓宇中的應(yīng)用，具體闡述如下。
2.1智能樓宇中應(yīng)用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述
智能樓宇能夠使用無線局域網(wǎng)技術(shù)，使建筑的管理水平得到有效提升。而在應(yīng)用實(shí)踐中：①需要對網(wǎng)絡(luò)IP地址進(jìn)行合理規(guī)劃。具體而言，就是指對靜態(tài)手工配置的方法加以運(yùn)用，配置AC的IP的地質(zhì)，并對DHCP的動態(tài)分配方式加以利用，配置好AP地質(zhì)。在配置過程中，如果沒有嚴(yán)格按照規(guī)定，采用正確的配置方法，換言之就是通過靜態(tài)分配方式來分配AP地質(zhì)，那么就會由于數(shù)量龐大的AP而導(dǎo)致有地址沖突問題出現(xiàn)在設(shè)計與應(yīng)用中。②SSID/VLAN的規(guī)劃也具有十分重要的意義。在智能樓宇中，根據(jù)業(yè)務(wù)類型與用戶群體的不同，需要對VLAN加以利用，實(shí)現(xiàn)對二者的合理區(qū)分。在WLAN中，SSID也發(fā)揮著相同的作用。因此，在設(shè)計智能樓宇的過程中，應(yīng)從多個方面，綜合考量SSID與VLAN之間的映射關(guān)系，并以此為依據(jù)，與實(shí)際需求結(jié)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(shí)現(xiàn)。再者，射頻管理規(guī)劃也是需要考慮的內(nèi)容，在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要對無線局域網(wǎng)信號進(jìn)行合理分配，使無線局域網(wǎng)通信道的應(yīng)用效果得到改善。通過射頻管理的合理規(guī)劃，能夠有效調(diào)整局域網(wǎng)信道，同時也可以實(shí)現(xiàn)每個AP獲得信道的最優(yōu)化，進(jìn)而有效提升網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)目煽啃?。在智能樓宇中?yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還需要對智能樓宇信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與快速性要求予以重視，并采取有效的技術(shù)手段，滿足實(shí)際需求。在智能樓宇系統(tǒng)的現(xiàn)場執(zhí)行層中，也可以對無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加以應(yīng)用。具體而言，也就是將Infrastruc-ture組網(wǎng)模式與BACnet通信協(xié)議運(yùn)用到智能樓宇中，以此使數(shù)據(jù)信息的交換與傳遞得以實(shí)現(xiàn)。因此，還需要在BACnet通信協(xié)議的應(yīng)用下，對設(shè)備相互操作、信息服務(wù)原語以及抽象數(shù)據(jù)共享對象模型進(jìn)行正確定義。而通過對網(wǎng)絡(luò)映射方式的應(yīng)用，BACnet通信協(xié)議能夠不同地層協(xié)議向BACnet子網(wǎng)進(jìn)行映射，進(jìn)而使不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)，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(xiàn)場執(zhí)行層中，BACnet無線傳感器網(wǎng)模式具有廣泛的應(yīng)用價值。
2.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能樓宇中的具體應(yīng)用
根據(jù)智能樓宇無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀可知，在一些智能樓宇中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，為了保證建筑的數(shù)據(jù)通信功能得到所有參展商的使用，可以將一個無線站點(diǎn)設(shè)置在每個展位上。對于開闊的室外環(huán)境而言，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以覆蓋到200~3000m的范圍。而對于室內(nèi)環(huán)境而言，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備覆蓋范圍卻只有35~50m。因此，需要對展館環(huán)境的復(fù)雜性以及無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力進(jìn)行綜合考慮，同時還要合理設(shè)置每個AP設(shè)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(xiàn)場的實(shí)際情況為依據(jù)，合理選擇并確定AP設(shè)備的安裝位置，然后對千兆以上的以太網(wǎng)加以應(yīng)用，以此作為無線網(wǎng)絡(luò)骨干，在這一模式下，展館的辦公面積可達(dá)到2.5萬m2，高度達(dá)到10~25m，能夠很好的滿足大部分需求。通過對無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用效果的分析與研究，不難看出，在建筑通信中該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠使相關(guān)需求得到很好的滿足，同時也能夠避免電纜線破壞展覽環(huán)境的情況，對于展館環(huán)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用需要注意的問題
無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能樓宇的應(yīng)用過程中，需要對技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)進(jìn)行考慮與掌握。換言之，就是需要對建筑工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致分析，并考慮無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)采取有效的管理措施，如此才能夠使無線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)效果得到保障。因此，在建設(shè)過程中，應(yīng)對智能樓宇的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行了解與分析，并選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)類型。如果應(yīng)用對象處于移動狀態(tài)，如果想要避免電纜線傳輸位置對應(yīng)用對象產(chǎn)生影響，那么無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用就具有較強(qiáng)的適用性。其次，在智能樓宇通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用必須制定相關(guān)基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)保護(hù)措施。例如盡量采用金屬畫作為建筑外墻，如果建筑內(nèi)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(yīng)措施，能夠有效保護(hù)無線網(wǎng)絡(luò)密碼，同時也可以使相關(guān)因素對網(wǎng)絡(luò)設(shè)計造成的影響得以避免，進(jìn)而有效控制網(wǎng)絡(luò)故障率。由此可見，智能樓宇無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用中還需要對網(wǎng)絡(luò)管理小組加以建設(shè)，如此才能夠使對網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時監(jiān)測得以實(shí)現(xiàn)，并據(jù)此有效調(diào)整網(wǎng)絡(luò)。最后，還需要對智能樓宇內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，據(jù)此檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案的合理性，使無線網(wǎng)絡(luò)中信號流失問題得以避免。
3結(jié)束語
總而言之，在社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，建筑也逐漸朝著智能化的方向發(fā)展，城市建設(shè)中也涌現(xiàn)出越來越多的智能樓宇。而在智能樓宇中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，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(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能樓宇中的應(yīng)用的研究具有重要意義。我們必須針對智能樓宇中無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的不足進(jìn)行分析，并提出有效的完善對策，以此提高技術(shù)應(yīng)用水平，為推動智能樓宇的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。
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中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）09-0033-02
1 概況
徐州中心醫(yī)院是淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)的三級甲等綜合性醫(yī)院，醫(yī)院為全國改革創(chuàng)新醫(yī)院、全國百姓放心示范醫(yī)院、江蘇省“十佳醫(yī)院”、江蘇省基本現(xiàn)代化醫(yī)院、徐州市首屆人民滿意醫(yī)院。作為蘇北地區(qū)醫(yī)院的排頭兵，我院的信息化建設(shè)也一直走在全省前列，2010年我院率先在蘇北地區(qū)完成了HIS系統(tǒng)的更新建設(shè)，并逐步開通了“96120健康呼叫中心”、“網(wǎng)上掛號預(yù)約”以及“就醫(yī)地圖”等方便患者就醫(yī)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
信息科作為醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的“神經(jīng)中樞”，控制著全院信息化系統(tǒng)的運(yùn)行，同時也為醫(yī)院信息化發(fā)展方向的決策提供著重要的依據(jù)，所以作為信息科的負(fù)責(zé)人，我一直要求所有科員對新興技術(shù)保持關(guān)注，并對已有的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行深度挖掘，發(fā)揮更大的功效和作用。我院的HIS、PACS、EMR、LIS系統(tǒng)完成部署后，大大提高了醫(yī)生和護(hù)士的工作效率，也將我院的信息化建設(shè)提升了一個臺階，但從各個科室的實(shí)際使用情況來看，這些只運(yùn)行有線網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)并未發(fā)揮它們最大的效能。在各個科室每天的例行查房過程中，醫(yī)生的遺囑仍然通過口述、筆記的方式進(jìn)行記錄，查房結(jié)束后再到辦公室錄入到系統(tǒng)中，醫(yī)院的信息化系統(tǒng)建設(shè)并未改變這樣古老而又有風(fēng)險的查房流程。如何通過現(xiàn)有的醫(yī)療信息化系統(tǒng)改變這種傳統(tǒng)的查房方式、如何發(fā)揮已有系統(tǒng)的最大功效曾長期困擾著我。
2 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)探索
多年來，我就一直關(guān)注無線網(wǎng)絡(luò)在一些酒店和學(xué)校的部署，并作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸承載著以往只運(yùn)行在有線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)，而這種特性讓我得到了啟發(fā)，何不在各個科室部署無線網(wǎng)絡(luò)，讓醫(yī)生拋開病歷夾使用移動設(shè)備進(jìn)行查房？有了這樣的思路以后我就開始收集各類無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)資料，安排科員學(xué)習(xí)并進(jìn)行技術(shù)儲備。
無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包含藍(lán)牙、3G、WIFI、WIMAX等多種技術(shù)，選擇何種技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療無線網(wǎng)絡(luò)是信息科首先面臨的問題。經(jīng)過一段時間的研究，我們掌握了各種無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，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?shù)囊?，建設(shè)成本適中；同時，支持WIFI技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的終端非常多，手持PDA、平板電腦、筆記本電腦甚至智能手機(jī)都可以很好的支持WIFI，這也讓以后的醫(yī)療技術(shù)應(yīng)用方式多了無限的遐想空間。
WIFI技術(shù)的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了醫(yī)療無線網(wǎng)絡(luò)的使用需求，但WIFI設(shè)備發(fā)射的電磁波影響到我院的各類醫(yī)療設(shè)備正常使用呢？2006年受衛(wèi)生部醫(yī)院管理研究所和中國醫(yī)院協(xié)會信息專業(yè)委員會的委托，北京中日友好醫(yī)院和思科公司合作，對25種醫(yī)院常見的對電磁干擾相對敏感的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行了測試，研究結(jié)果未發(fā)現(xiàn)無線局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對于醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生不良干擾。ii
3 無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)
醫(yī)療無線網(wǎng)絡(luò)與其他領(lǐng)域的無線網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)有非常大的區(qū)別，直接關(guān)系著患者的健康和生命安全；醫(yī)療無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案必須要解決幾個關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：漫游切換、抗干擾、網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，這樣就會導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員在不同病房使用PDA、筆記本電腦時從一個AP的覆蓋區(qū)域移動到另外一個AP的覆蓋區(qū)域，在這個移動過程中很容易出現(xiàn)丟包問題。我院的EMR系統(tǒng)采用的是B/S架構(gòu)，在PDA、筆記本電腦漫游過程中會導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員的賬號頻繁掉線，終端和服務(wù)器會話中斷，這樣的使用效果是一線醫(yī)護(hù)人員無法接受的。因此，我院在設(shè)定無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(jù)的飲食，我院的住院部各個病區(qū)內(nèi)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(tài)，導(dǎo)致重傳率、誤碼率大幅提高。另一方面，病區(qū)內(nèi)還有運(yùn)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(wǎng)絡(luò)的難度。在設(shè)定無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，抗干擾也是我院重點(diǎn)考量的技術(shù)點(diǎn)。
3.3 網(wǎng)絡(luò)自愈
我院在進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)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(qū)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(qū)內(nèi)出現(xiàn)一片信號盲區(qū)，在盲區(qū)內(nèi)醫(yī)護(hù)人員的PDA、筆記本都無法有效的連入網(wǎng)絡(luò)，影響正常的醫(yī)療活動。在設(shè)定無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，我院要求無線網(wǎng)絡(luò)能夠有效的應(yīng)對上述的問題。
3.4 控制器熱備
控制器是無線網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，集中控制、管理著所有AP，一旦控制器出現(xiàn)故障宕機(jī)將會導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)癱瘓，因此控制器熱備功能也是我院建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的必選功能。在研究無線網(wǎng)絡(luò)資料時，我留意到存在“VRRP、雙CAPWAP”兩種熱備技術(shù)，選擇何種熱備技術(shù)更合適呢？
VRRP全稱是“虛擬路由冗余協(xié)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(zé)任動態(tài)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(dāng)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(shù)是讓AP同時與兩臺無線控制器建立CAPWAP隧道，當(dāng)主控制器出現(xiàn)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(shù)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(dāng)AP的數(shù)量有數(shù)百個時，建立CAPWAP隧道的時間可能就需要數(shù)分鐘，所以主從控制器切換時間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雙CAPWAP。因此，在設(shè)定無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，我們要求控制器具備“雙CAPWAP”熱備功能。
4 無線網(wǎng)絡(luò)部署實(shí)踐
根據(jù)我院設(shè)定的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合“醫(yī)院無線局域網(wǎng)布署規(guī)程”中的技術(shù)要求iii，我院組織了多家無線AP廠家進(jìn)行了技術(shù)測試，最終我院選擇了在測試過程中表現(xiàn)優(yōu)異蘇州漢明進(jìn)行合作，漢明在提供我們提出的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)上還額外支持HAP功能，可擴(kuò)展的資產(chǎn)、人員定位功能。
2012年9月，我院開始在新醫(yī)技大樓建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，計劃在大樓內(nèi)部署135臺無線AP覆蓋4-12層的病房區(qū)域。在建設(shè)新醫(yī)技大樓無線網(wǎng)絡(luò)時，我院對無線網(wǎng)絡(luò)的信號提出了比較高的要求，病區(qū)內(nèi)95%的區(qū)域信號強(qiáng)度達(dá)到-65dbm，滿足PDA等手持終端的使用要求。為了達(dá)到這一要求，蘇州漢明和我們信息科的技術(shù)人員煞費(fèi)苦心，對AP的部署方案做了多次調(diào)整，從最開始的所有AP放在走廊內(nèi)到所有的AP放在病房內(nèi)，再到兩者相結(jié)合的方式，最終在信號強(qiáng)度、部署難度之間找到了一個最佳平衡點(diǎn)。經(jīng)過2年多的技術(shù)儲備、近1年的技術(shù)選型和產(chǎn)品測試和2個多月的工程實(shí)施，凝結(jié)著信息科技術(shù)人員心血的無線網(wǎng)絡(luò)最終呱呱落地，開始履行移動醫(yī)療的網(wǎng)絡(luò)使命。
我院無線網(wǎng)絡(luò)完成部署以后，完成了病區(qū)內(nèi)的“最后1米“網(wǎng)絡(luò)部署，讓醫(yī)療信息化建設(shè)的觸角真正延伸到了患者的床頭，讓已有的PACS、EMR、LIS等系統(tǒng)發(fā)揮出了最大功效，無線網(wǎng)絡(luò)騎到了力量倍增器的作用。我院目已經(jīng)開始全面推行移動查房、移動護(hù)理，通過改進(jìn)醫(yī)護(hù)流程提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率，降低醫(yī)療事故發(fā)生風(fēng)險。
5 結(jié)語
醫(yī)院信息化建設(shè)已經(jīng)推行了很長時間，三甲醫(yī)院的HIS、PACS、LIS、EMR等很多系統(tǒng)都已經(jīng)完成部署，但這些信息化建設(shè)不能停留在簡單的系統(tǒng)堆砌階段，而是要通過新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加以整合，發(fā)揮出這些系統(tǒng)的最大功效。只有緊緊跟隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的方向，把醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作作為一項(xiàng)艱巨且長期的工作，要求網(wǎng)絡(luò)管理人員結(jié)合醫(yī)院的實(shí)際情況，全方位、多角度地進(jìn)行技術(shù)儲備，遵循合理利用現(xiàn)有資源的原則，制定出正確的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃，才能真正做到醫(yī)院信息化體系安全、穩(wěn)定、健康、高效地運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
