网络通信技术论文篇1
可以说IP技术改变了我们的生活，其依赖的光纤通信技术更可以实现我们更多的梦想。IP技术的核心是IP寻址，是基于TCP/IP协议，其中最主要的两个协议是IP协议和TCP协议，这两个协议保证了信息在网络中的可靠传输。未来的IP业务将承载的不只有文字，更有图像视频，构成未来网络的基础，实现一种基于光纤的智能化网络平台，以满足人们对网络的不同程度的需求。以IP技术为主流的数据业务，将会是当今世界信息化的发展方向。现在几乎已经把能否有效支持IP业务作为一项技术能否长久的标志。目前IP技术已经相当成熟，要拓展更多的IP业务，无疑需要网络开发商创造出性价比更高的低廉传输成本。光纤通信技术能很好的满足这方面的要求。因此，光纤网络技术将会是现代IP业务发展的基础和方向。
3光纤网络通信技术发展方向
从30多年前光纤的问世开始，光纤的传输速率就在不断的提高。有统计表明，在过去的10年中，光纤的传输速率提高了100倍左右。预计在未来的十年，还将再提高100倍左右。IP技术使得三网融合，包括通信网、有线电视网和计算机网络，成为可能。这就需要更高速可靠的信息传播途径，因此，必须让传递信息的介质能够支持这些业务。就目前来看，互联网的通信基本上可以分为三类：人与人，如IP电话；计算机与人，如网页服务；计算机与计算机，如邮件。这些通信对网络的要求也不尽相同。因此，建立一个全新透明的全光路网络就会是此类技术发展的必由之路，我们称之为光联网。这不但会使传统的互联网业务更加可靠便捷，而且会促进一些无法预料到的新业务产生。不难想到，基于光路的波分复用(WDM)技术，将会是未来光联网道路上的先驱。光联网将会将会实现以下几个基本功能：1）超高速的传输速率；2）灵活的网络重组；3）网络层的透明性，对下层网络传输机制透明；3）更易的扩展性，允许网络节点和数据量的不断增长；4）更快速的网络恢复速度；5）同时实现光路和应用层的联网，使其有更健壮的物理层恢复能力。鉴于光联网的巨大优势和潜力，目前一些发达国家已经投入了巨大的人力、财力和物力对其进行研究和实施。光联网将会是电联网以后又一个互联网的革命。这不光对我们国民经济发展有重要意义，而且对国家的信息安全有着重要的战略意义。我们能够预测到，在不久的将来，随着光纤通信网络技术的迅速发展，人们的通信能够朝着传输速率更高、信号更加稳定的方向发展，人们在各种复杂情况之下的通讯要求也能够不断地得以满足。
网络通信技术论文篇2
随着计算机网络技术的发展，各类网络规模的扩大，远程访问的增加，虚拟专用网（VPN）的出现和Internet的普及，网络安全性已成为计算机网络领域一门重要的研究学科。
网络监控是保障网络安全性的基本措施之一。网络监控，用于监测网上流动信息，并对网络信息给予适当控制。网络监控，可用于调试网络应用程序，判断应用程序是否正确地发送或接收了数据包。网络监控，还可用于监视网络信息，杜绝不健康站点的不健康内容，维护网络环境。应用于安全防范，可监视我方信息内容、保障网络安全，截获情报、分析怀有敌意方的网站。在计算机网络上实施有效的攻击与保护，是网络监控技术在军事上的重要发展方向之一。
本文论述的网络通信实时监测的实现，是用于特殊目的的数据通信程序设计的突破口，是网络监控技术的基础部分，其实现基于网络体系结构与WinDis32技术。
2．网络体系结构
现代计算机网络设计是按高度的结构化方式进行的，国际标准化组织（ISO）为更广泛的计算机互联制定了标准化的开放系统互联（OSI）网络体系结构，如图1所示。
OSI参考模型用结构描述方法，即分层描述的方法，将整个网络的通信功能划分为七个部分（也叫七个层次），每层各自完成一定的功能。由低层至高层分别称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。两台网络主机之间进行通信时，发送方将数据从应用层向下传递到物理层，每一层协议模块为下一层进行数据封装，数据流经网络，到达接收方，接着再由下而上通过协议栈传递，并与接收方应用程序进行通信。
在通用网络中，数据链路层由网络适配器实现，本文中网络通信监测的立足点在于数据链路层，基于电缆是固有的广播性介质，通过对网络适配器的控制，实时截获与分析经过网络适配器的所有网上流动信息。
3．WinDis32技术
WinDis32全称为Win32NDIS（NetworkDriverInterfaceSpecification）网络驱动接口规范，用于开发Windows产品，可在Windows9X和WindowsNT上直接访问NDIS媒体访问控制（MAC）驱动接口。图2显示了Windows网络驱动组件与Win32NDIS结构组件：
图2．Windows网络驱动组件与Win32NDIS结构组件
WinDis32网络组件由四部分组成：NDIS适配器、PCANDIS5NDIS协议驱动、W32N50WinDis32APIDLL、WinDis32应用程序。WinDis32应用程序调用W32N50.DLL动态链接库提供的API应用程序接口，通过NDIS协议驱动模块，实现对NDIS适配器进行的存取操作。网络驱动接口规范NDIS的主要特征是所有适配器相关驱动均由NDIS接口打包，例如，最底层NDISNIC驱动不能对网卡直接执行I/O，它通过NDIS打包服务来访问硬件；高层WindowsNDIS网络组件使用NDIS打包界面与适配器相关驱动通信。只有NDIS协议驱动可以调用NDIS打包，访问NDIS适配器。
WinDis32应用程序接口函数包括：W32N_OpenAdapter()，打开一个已被命名的NDIS适配驱动器，若操作成功，则生成一个面向适配器对象的WinDis32适配器句柄，这一句柄被随后多个在该适配器上操作的W32N_XXX函数所用；W32N_CloseAdapter()，关闭已打开的适配器句柄；W32N_PacketRead()，数据帧读操作；W32N_PacketReadEx()，数据帧异步读操作；W32N_PacketSend()，发送数据帧操作；W32N_PacketSendEx()、W32N_MakeNdisRequest()等等。
WinDis32技术使得从Win32应用层进行NDIS请求如同在一个内核模式的驱动器内部进行请求一样简单，并支持多个网络适配器同时打开，完成各自的信息发送与接收。
4．网络信息监测的实现
网络信息监测程序分为信息截获与信息分析两大部分，其中信息截获程序流程如图3所示，采用多进程与多线程技术，完成数据的实时截获。
其中网络适配器列表通过读取系统注册表生成；网络适配器详细信息包括适配器型号、网络适配器物理地址、传输最大帧、传输速率以及机内标识符，通过函数W32N_MakeNdisRequest()获得。
协议过滤部分是包括PCAUSA端口的PCANDIS5协议驱动，BPF过滤器是由UNIX环境到Windows的模拟机制，为Win32应用程序提供了一种普通而又便利的机制，可过滤指定协议，由协议驱动执行，拒绝不想要的数据帧。支持协议包括：传输控制协议TCP、互连网协议IP、地址解析协议ARP、反向地址解析协议RARP、互连网控制报文协议ICMP、互连网组管理协议IGMP、NovellSPX/IPX协议IPX、用户数据报协议UDP、NetBEUI协议、AppleTalk协议。
信息分析部分利用已获知的媒体访问控制协议，提取出数据帧中的有效域值，如源主机物理地址、目的主机物理地址、帧长度等。并同时为每一被截获的数据包打上时标，注上序列号，为下一步数据重组提供可靠依据。
接收数据帧显示与信息统计结果范例如下：
包序列号：0000000032时间：0005860470msec长度：54/54
Ethernet目的：00.40.05.39.A2.B0源：00.00.B4.86.74.FA类型：0x0800
000000:00400539A2B00000:B48674FA08004500.@.9......t...E.
000010:0028260340002006:A3256464647A6464.(&.@...%dddzdd
000020:64650406008B0040:BF14006C24B95010de.....@...l$.P.
000030:223812EA0000:"8..............
包序列号：0000000033时间：0005860764msec长度：109/109
Ethernet目的：00.40.05.39.A2.B0源：00.00.B4.86.74.FA类型：0x0800
000000:00400539A2B00000:B48674FA08004500.@.9......t...E.
000010:005F270340002006:A1EE6464647A6464._''''.@....dddzdd
000020:64650406008B0040:BF14006C24B95018de.....@...l$.P.
000030:2238DEC600000000:0033FF534D421A00"8.......3.SMB..
000040:0000000000800000:0000000000000000................
000050:00000308252D0308:014C080108008010....%-...L......
000060:0000100000000000:0000000000................
包序列号：0000000034时间：0005860766msec长度：1514/1514
Ethernet目的：00.00.B4.86.74.FA源：00.40.05.39.A2.B0类型0x0800
000000:0000B48674FA0040:0539A2B008004500....t..@.9....E.
000010:05DC640B40008006:FF68646464656464..d.@....hdddedd
000020:647A008B0406006C:24B90040BF4B5010dz.....l$..@.KP.
000030:20B786DA00000000:10007E8B77DAD2D0.........~.w...
000040:D727599A8F18D377:15D56C860F2C623E
...
停止数据帧接收
应用统计：
已接收数据帧数目：34
已发送数据帧数目：0
5．进一步研究与发展
本文所研究的网络信息监测属于计算机网络系统安全对策研究的一部分，属于网络信息监测的基础性研究。以此研究成果为基础，可进行进一步的软件开发，从而实现网络通信状况实时监测、情报获取、网上各站点地址分析、站点类型分析，为计算机网络的安全维护提供监测手段，因此，具有特别的意义。
参考文献
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2.刘锦德等计算机网络大全电子工业出版社1997.7
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6.张国峰C++语言及其程序设计教程电子工业出版社1992.12
7.汤子瀛等计算机操作系统西安电子科技大学出版社1998.4
网络通信技术论文篇3
集群通信系统在中国的发展走过了二十多年，从市场应用的角度看，二十多年足足是一个新的技术起步，成熟，甚至被取代的周期。近几年来针对集群通信方面进行多个专题的讨论，从模拟到数字，从共用专网到专用专网，从体制标准到技术创新，从企业研发到市场应用，从社会需求到应急联动通信等，本论文拟对于数字集群移动通信网络体制进行一些粗浅的探讨。
一、集群通信网络的概念
集群通信系统是共享资源、分担费用、向用户提供优良服务的多用途、高效能而又廉价的先进无线调度指挥系统。对于指挥调度功能要求较高的企、事业、工矿、油田、农场、公安、武警以及军队等部门都十分适用，集群通信采用单工或半双工方式，要求接续时间小于500毫秒，具有调度级别控制等。同时对于集群通信还提出了传输集群、准传输集群和信息集群的定义。
随着集群通信的发展和用户的需求，集群通信也从原来的模拟集群向数字集群过渡。但这种过度并不是简单的将原来的模拟话音转换为数字话音和提供数据传输功能就可以称为数字集群了。其实，综观国际上提出的数字集群来看，数字集群的标准都是围绕着用户的需求而发展起来和提出的。
二、数字集群移动通信网络的运行
数字集群通信是继手机、小灵通之后的第三大战场，正在成为电信领域开发的新重点，运营商、设备商正在展开一场新的角逐。在设计中针对了专业无线用户的需求，特别适合在政府和商业领域的专网使用。
2.1数字集群通信的标准
TETRA(陆地集群无线电)系统在指挥调度方面应用的比较多，可完成话音、电路数据、短数据消息、分组数据业务的通信及以上业务的直通模式，并可支持多种附加业务。在大区制条件下最大覆盖半径56公里。TETRA扩容可以逐步增加模块化，适用于小、中、大型调度系统;设计组网灵活，既适应于专用调度网，也适应于共用调度网。TETRA话音编码方式采用代数结构码本激励线性预测编码，具有良好的话音质量，即使在强背景噪声干扰下也可听清，话音质量并不像调频系统那样随场强减弱而降低。大量实验证明，TETRA系统的话音质量比GSM系统好。因此，大量应用于应急、调度、指挥等专网应用系统。
iDEN(集成数字增强型网络)系统是基于TDMA多址方式的调度通信/蜂窝双工电话组合系统。它在传统大区制调度通信基础上，大量吸收数字蜂窝通信系统的优点，如采用双模手机方式，增强了电话互联功能;采用小区复用蜂窝结构，提高了网络覆盖能力。选用这种编码是先进的，但技术公开性不好，价格较贵。但通话质量和保密性都较好。
2.2数字集群系统设备安全
设备是网络的基础，设备的安全是保障网络安全的基础，只有保证网络的物理可靠性，才能保证网络功能、信息的安全性，因此基础设备的可靠性至关重要。
对于交换机，硬件上应实现关键部件的热备份。软件上，关键的用户数据、配置数据应当及时、定期进行备份。对于基站系统要考虑其抗外界干扰的能力，如射频干扰、雷击、抗震性能等。基站系统的备用电源应根据基站覆盖区的重要程度适当配备，以应变突发事件。系统主备用倒换能力是系统可靠性的一个重要指标，如倒换时间、倒换过程对正在进行的业务的影响等。完善的监控告警机制可大大提高网络的可靠性，如系统部件可自我诊断和修复、系统可隔离故障模块、及时产生告警信息。此外，调度台、终端存储了用户的重要信息，这些设备由用户控制，应由专人维护，以保证相关用户信息不被外界窃取。数字集群通信系统是一种特殊的专用通信系统，在应对突发事件时，对社会稳定和人民生命财产的安全起着及其重要的作用，因此数字集群通信系统的安全要求要大大高于公众移动通信系统，所以数字集群通信系统运营者必须从各方面考虑如何增强系统的抗灾变能力，如何使系统更安全可靠的传递信息。只有全面的重视数字集群通信系统的安全问题，才能使数字集群系统发挥其应有的作用。
三、未来数字集群通信技术发展方向
3.1高安全性
数字集群在基站与手机之间，信息完全依靠无线电波的传输，很容易被人们从空中拦截，在通话状态、待机状态都会泄密，即使关闭电台，利用现代高科技，仍可遥控打开，继续窃听，从中截取、破坏、调换、假冒和盗用通信信息。
3.2高抗毁性
专业移动通信在使用过程可能遇到恶意破坏的人为因素或雨雪灾害的自然因素等影响，导致网络不能正常工作，因此，未来PPDT系统要求可靠、准确地提供业务，具有高的抗毁性和可用性。通常情况下，系统以集群方式工作;在遭遇危害的极端情况下，系统以故障弱化方式或直通方式工作，保证系统能满足基本的集群业务需求。
3.3高环境适应性
专业移动通信由于它是用于全球的表层和空间，会遇到各种恶劣的气候、地形和环境;因此，要求通信装备必须能抗拒酷暑、严寒、狂风、暴雨等恶劣气候条件;必须适应山岳、丛林、沙漠、河海、高空等三维空间的不同地形环境条件;既可车载船装，又能背负手持，要经得起各种移动体的安装机械条件;在嘈杂的噪声环境，要具有背景噪声滤除功能，使通话对方听不见噪声干扰，话音清晰;在高速行驶时，通信不能中断，质量不能下降，可支持500km/h的高速运行。
四、结论
集群共网毕竟具有它自身的缺陷，那就是这些共网往往是调度功能要相对弱一些，即使是利用与专网相同的系统来组建的共网，也同样会相对使得调度功能减弱。那些在公网基础上发展起来的调度系统由于是在原来的系统协议和结构上增加了调度功能，由于原来的体制、协议和系统结构是以公网的电话业务为主而建立的，要想完全能够符合专业用户对专网的需求，应该讲目前还是达不到的。
参考文献:
网络通信技术论文篇4
用户级别不同（语音呼叫，包括：组呼、群呼、增强多优先级与强拆）。功能寻址（调度）。基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）。高速列车运行情况下的移动通信。大量特殊的数据业务需求（列控、车次号等）。
（二）武广高速铁路GSM-R无线网络采用单层交织冗余覆盖
在列控系统中,无线闭塞中心(RBC)与车载设备无线连接中断,主要是由于GSM-R的无线网络连接失效,即车载ATP（列控车载系统）与BTS(基站)的连接中断,可能是ATP或BTS发生了故障,其中BTS故障的影响可能性大,因为它的故障会造成整个BTS无线网络覆盖区域内的无线连接中断,导致ATP无线连接超时由CTCS-3级转入CTCS-2级控车，影响该区段内的所有列车运行。武广高铁对无线连接失效采取的技术方案是采用单层交织冗余覆盖，铁路沿线由一层无线网络进行覆盖，但在系统设计时加密基站，使得两相邻基站的场强相互覆盖到对方站址，这样可保证在非连续基站故障的情况下，GSM-R网络仍能够正常工作。而且采用不同路由的奇偶数基站保护“环型”结构，在这种无线网络结构下，基站单点故障时不会出现无线网络覆盖盲区，只有连续基站故障或BSC（基站控制器）故障时才会影响无线覆盖，因而系统可靠性很高；同时由于基站加密，覆盖电平较高，抗干扰能力也较强。保证了动车350km/h运行速度车-地之间双向数据传输安全。
（三）CTCS-3级高速运行情况下的移动通信
使CRH3（中国铁路高速）型动车组在武广高速铁路上以350km/h的速度安全运行。基于承载CTCS-3业务的GSM-R系统确保行车安全。今天武广高铁采用GSM-R通信网络创造了CRH3型动车运行时速394公里的世界记录。
二、在武广高铁GSM-R通信网络的功能及其应用
我国GSM-R铁路数字移动通信系统由：网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和维护操作支持子系统（OSS）三个子系统构成。GPRS（通用分组无线业务）高效、低成本、资源配置灵活，特别适用于间断、突发性、频繁、数据量小的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。将GPRS分组交换模式引入到GSM-R网络中,GSM-R在数据传输上产生了由电路交换到分组交换的质的飞跃,数据传输速率从原来的9.6kb/s提高到最大传输速率171.2kb/s(理论上)。GPRS方式的数据传输链路，可以为铁路运输行车指挥提供数据通信业务，包括列车控制系统信息传输、机车同步控制信息传输、调度命令传输、调车无线机车信号和监控信息传输、无线车次号传输、进站停稳信息及接车进路信息的传输等数据通信业务。在高铁CTCS-3级模式下，车载设备通过GSM-R无线通信GPRS子系统向RBC发送司机选择输入和确认的数据（如车次号），列车固有性质数据（列车类型、列车最大允许速度、牵引类型等），车载设备在RBC的注册、注销信息，定期向RBC报告列车位置、列车速度、列车状态（正常时）和车载设备故障类型（非正常时）信息，列车限制性信息以及文本信息等。
网络通信技术论文篇5
由于网络内的分层体系结构，网络互联技术在四个层面上被定义：
2.1物理层上的互连物理层上的连接只是停留在硬件方式上，也是计算机通信网络互连技术中最简答的连接方式，这种物理层面上的连接使用的是信号之间的重发和转发，不但扩大了网路的传输距离，还可以使用中继器的设备互连。
2.2链路层上的互连在这个层次上的互连指的是连接器的互连，被称为网桥，这是一种在逻辑链路层将数据进行存储和转发，这样可以实现互连，这种方式的互连不但可以放大中继器连接中的通信信号，还可以简单的将寻址和路由选择的功能有效的结合在一起，快速便捷的找寻到分组的源地址和目的地址，还可以确定到每一个准确的子网中，不仅如此，还可以快速的找到解决计算机通信网络中出现的差错控制问题，给计算机通信网络的数据传输通道带来一条无差错的通信渠道。
2.3在网路层上的互连采用路由器设备在网络层将数据帧存储转发，可以实现计算机通信网络的互连，路由器具有流量的控制、差错的控制，网路互连管理功能，使得计算机网络可以以最佳的方式为现代人们提高服务。
2.4高层互连在传输层以及传输层以上的连接器都被称为网关，在高层互联网中的链接器中进行连接器网关比较复杂，所要求的功能也就不尽相同，所以高层互连的复杂性完全取决于互连的网的帧、分组、报文以及协议的差别程度如何，通常对不同类型的网络而言，他们的帧和分组以及报文的大小都是不相同的，在高层互连中，差错校验的算法、最大分组的生存周期以及无连接协议还是面向了连接的协图1议以及计时值的不同。如图1显示。
三、网络互连的关键技术
1、网络体系结构之协议规约的标准化、规一化,这是互连网的前提。
2、寻址的标准化统一化。当各类异构网络具有不同的名字空间、不同寻址方法时,或者是同构网络,在互连后寻址空间进一步扩大,因此只有借助于路由器,:灵活标谁化的地址空间,才能迅速有效地寻到信J息的目的结点。X.121标准是关于公用数据网络的制作国际间寻址的结构标准,它采用1位国别号,3位网络号,还有为识别公用数据网中DTE(数据终端设备),共10位的编址方案。
3、依据不同的网络互连环境,提供不同的互连技术方案,如前第一节所述的中继器、网桥、路由器与信关。例如在Noven网络里,其网桥可以同时连接四种不同类型的LAN网络。
4、多种主机、多种协议的网络兼容——TCP/玲协议互连技术。网络互连的复杂性还涉及到结点的多种主机、多种类型的本机操作系统,以及网络环境下发展起来的多种协议。主机操作系统是本机操作的控制核心,而网络操作系统则是网络用户进行交互时的控制系统,因此实现多种操作系统都能兼容地支持一个网络的实质就在于实现多种主机操作系统与网络操作系统的接口,即一个网络操作系统对某一类主机都应具备一个相应的运行于此机的新版本。
5、应用程序在互连网中的兼容性。应用层是用户与网络的界面,在互连网中用户进程的交互才是网络操作最终的目标。然而,用户的需求是千变万化的,如果不用协议去约束应用系统,使之标准化,那么网络上的用户交互实际上仍是无法进行的。目前在网络应用层上已经标准化的应用系统中,流传较广的有:信报处理系统—MHS、文件传送访问及管理协议—FTAM、还有数据库管理系统、网络上的开发工具、高级语言编译程序和网络汉字系统等。网络上的应用程序系统还有一个非常突出的特点,这就是应用进程的一对多关系。这种关系就要求网络上的软件必须是多用户的可重入的软件系统,否则,它就不可能在网络环境中正确地运行。对数据库管理系统而言,就要求其记录是可以加锁的;而对网络汉字来讲,其汉字库应能够为多用户所共享,而不是单用户DOS的汉字系统,这些要求给网络应用层系统的开发带来了一定的工作量,它是从单机上升到网络系统所必须解决的关键问题。
四、对于计算机通信网络互联技术中的使用的设备
4.1中继器中继器是计算机通信网络互联技术的硬件支持，是存在于物理层的协议，在中继器的帮助下，计算机通信网络内可以将简单的二进制码在两个网络之间互相传输，在信号传输的过程中，中继器可以将正在传递的信号进行放大的处理，但是不能去除掉网络上的分组，因此单纯的在计算机通信网络内使用中继器只会加速互联网内个网络之间性能的恶化，所以还要在互连技术内加入桥接器。
4.2桥接器桥接器是作用在数据连接层的技术支持，实现的是计算机通信网络内软件与硬件之间功能实现，当信号在两个通信网络之间传递的时候，桥接器可以实现对信号的传输和过滤，还不回对信息作出修改，还可以使用桥接器做到增加帧缓存的功能，增强了桥接器之间的匹配速度，在一定程度上实现了流量的控制，满足了现代社会下人们对于通信速度的需求。图2
4.3路由器路由器在计算机通信网络互连技术上实现的是对于传递的信息的分组与转发，对于传递的信号，路由器可以在对信号进行了初步的分组之后将信号一站一站的继续传递下去，路由器在计算机通信网络内分为动态与静态两种形式，随着经济的发展，现代的通信网络越来越趋向于动态方法。路由器互连技术的结构如图2显示。
4.4网关在应用层内，网关设计主要是为了完善软件在计算机通信网络之间的作用，执行了各个层次之间的协议转换的功能例如可以智能的选择网址、路由器等，网关使用在不同网络的互连之间是最为正确的，同时还对传递的信息进行了加密技术的处理，这样一来增加了人们对于通信网络的信任和使用。
网络通信技术论文篇6
1．1．1匹配滤波器检测
如果主用户信号是确定性信号，那么在加性高斯白噪声（AWGN）条件下最佳检测器就是匹配滤波器，它可以使输出信噪比达到最大。匹配滤波器检测的优点是能快速度准确检测主用户是否存在，但是，此方法需事先知道授权用户的信息，对授权用户需要专门的接收器，必须定时和频率同步。此外，计算量也较大，若先验知识不准确，则匹配滤波器的性能会大大下降。
1．1．2循环平稳特征检测
通常，无线通信信号都具有循环平稳性，而噪声和干扰则不具有这种特性，因此可以通过循环平稳特征检测法来检测主用户信号是否出现。该方法能从调制信号功率中区分出噪声能量，可以在较低的信噪比下进行检测信号，但其计算复杂度较高。
1．1．3能量检测
能量检测是最简单、最为经典的信号检测方法，也是目前研究的热点。能量检测法相对简单、易实施，另外，它为非相干检测，对相位同步要求低。但是，该方法在低信噪比情况下的检测性能较差，易受噪声不确定性的影响，且不能辨别主用户类型。
1．2频谱共享
无线认知网络的频谱共享是指次用户在不影响主用户的前提下与其共享一段频谱，是认知无线网络的关键技术之一。其目标是有效管理对主用户的干扰，并提高频谱的机会利用率。频谱共享主要包括两个方面:次用户之间的频谱共享以及次用户和主用户之间的频谱共享，可根据架构、频谱分配行为等因素可大致分为三类：
（1）基于网络架构
基于网络架构通常可分为集中式频谱共享和分布式频谱共享。集中式频谱共享是由某个中心服务器根据全局信息计算和执行整体二级用户网络的空闲频谱分配。每个二级用户独立进行频谱感知，然后将感知到的信息发送到中心服务器，由中心服务器综合对这些信息分配到空闲频谱。与集中式频谱共享不同，分布式分配将认知终端看作是一个自治的智能体，每个认知终端根据自己获得的频谱信息计算和决定如何使用这些空闲频谱，分布式分配主要应用于无中心服务器的场合。
（2）基于频谱分配行为
基于频谱分配行为又可分为协作式频谱共享和非协作式频谱共享两类。协作式频谱共享考虑到各节点间行为的相互影响，即每个节点都会与其它节点分享自己的感知信息；而非协作式频谱共享则不考虑其它认知节点间的干扰。在实际应用中，协作式方案要好于非协作式方案，更接近整体性能的最优化，在一定程度上更为公平，同时也提高了吞吐量。
（3）基于接入技术
现有大部分基于接入技术研究针对认知无线电商用进行的，主要采用基于填充式共享方式，即只针对主用户未使用频谱下进行的，基于完全检测信息下对主用户的干扰最小。
1．3动态接入
与传统的固定频谱分配方式不同，动态频谱接入技术是一种动态自适应的频谱管理方式，能更好的利用已有的低效的频谱资源来满足无线通信服务。动态频谱接入方式可分为以下三种策略模型：
（1）动态专用模式
动态专用频谱管理方式保留了现有的频谱管理策略结构，即主用户有着对频谱资源的独占权；但它们不仅可以自由选择其所使用的技术,还可以选择其所提供的服务。
（2）开放共享模式
开放共享模式这种频谱管理方式得益于无线通信的发展，该技术能够使得不同的系统共存，而且相互之间不会产生严重的干扰，因此，不需要对频谱资源进行独立的授权。
（3）多层接入模式
多层接入模式可以看作是动态专用模式和开放共享模式的一个折中，与动态专用和开放共享模式相比，多层接入模式更符合现有的频谱资源管理策略和无线系统。此外，频谱正交的接入方式与频谱重叠相比去除了次用户发射功率所受的严格限制，一定程度上提高了其信道容量和吞吐量，而且有着更广泛的应用。
网络通信技术论文篇7
1.2在移动通信网络中的定位应用。地理信息技术遍布于全球的卫星是获取信息的保障，而这些卫星能够提供全球任何一个地区的所有地理信息数据，所以，简单的经度与纬度的定位，对于地理信息技术而言是比较容易操作的，而且定位数据十分精准。将这项技术与通信网络相互融合，人们就能够对自己的位置进行快速定位，在此基础上汽车导航和路线检索也就可以顺利实现了。
1.3在移动通信网络中的定量分析应用。利用地理信息技术的模拟预测的作用和专题数字地图与相关的参数数据进行结合，可以对网络的整体进行定量的总体分析，了解掌握网络基本的情况。
1.4在移动通信网络中的智能诊断应用。结合对移动通信网络的检测数据和地理信息技术的定量化分析的作用，可以了解网络本身的情况和它在运行过程中出现的问题，从而对网络进行规划和优化。
2基于地理信息技术在移动通信网络中的规划和优化
对于地理信息技术在移动通信网络的规划和优化，主要考虑的是移动通信网络的质量和容量问题，因为这个两个问题直接对运行效率和效益产生巨大的影响。由于网络环境的复杂性和多变性等特点，网络的规划和优化工作对网络运营商而言，是重要的工作内容之一。网络规划主要是根据网络发展的趋势和在未来怎么发展做出预测，为以后建设网络打下坚实的基础；网络优化主要是提高网络整体的运营效率效益，满足不同用户之间的需求。
2.1人机交互接口-地图调用。地图调用在传统的基础上加以发展运用，形成了智能化的专题数字地图的查询显示。我们不仅可以查询地理位置的地形、道路、分布特低等，还可以快捷的查出地表覆盖率、海拔的高度、地理的经纬度等，可根据自己的需求显示出结果。这样就使我们更加详细的了解地理环境特点。
2.2网络的规划。利用地理信息技术在移动通信网络中的综合运用，得出综合结果，经过精确的计算，可以计算出周围环境网络信号的强弱程度，用来对整个进行科学合理的规划，不仅如此还可以帮助工作人员调整基站，为科学的选择基站提供决策依据。
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带执行器节点网络的结构和应用
从本质上看执行器网络就是带有执行器的无线传感器网络，传感器负责从环境获得信息，而执行器节点负责对环境加以改变。传感器和执行器节点之间以无线链路的模式连接。
传感器节点感知和报告环境信息而执行器节点负责对信息进行处理并行动，作用于环境。待执行器节点的无线传感器网络的结构因为信息传递的模式而存在差异，研究的方向也不尽相同。下面以星形拓扑为例进行分析，在研究中带执行器节点的无线传感器网络构成一个星形拓扑，其BS充当网络控制器和与上层网络连接的网关。BS包括了有线总线和无线接口。其MAC层利用时分多址技术。每个传感器集成到执行器中，形成一个传感器+执行器的模块化结构。这些模块可以进行单跳无线通信到达BS。利用传感器和执行器之间的时隙和频隙差异，可以避免传感器和执行器之间的信息冲突。在WSAN的应用中，必须保证实时通信和已经定义的时序行为，所以星形拓扑结构是一种按照实时性的有效结构方案。
在应用方面，WSAN的应用较为广泛，如在畜牧业农场控制公牛的攻击行为，即在公牛的繁殖期限内，公牛的攻击性较强会带来对自身的伤害。在饲养过程中可以利用带执行器的无线传感器网络对此行为进行控制，方法就是在公牛的项圈上安装传感器和执行器，以此检测公牛的行为模式。硬件平台作为中心控制系统，集成大量的传感器和执行器，其利用处理器和闪存构成。无线电收发设备和硬件平台作为执行器的集成刺激面板，安装在项圈内的特殊设计可以在执行器的激发下工作。集成传感器可以根据位置和速度采集公牛的运动形态，如果公牛出现类似攻击的行为，则执行器接收指令对公牛进行刺激，抑制其攻击。
带执行器无线传感网络的协议设计
1通信协议的设计
为了在网络中充分利用执行器的计算和通信能力，带执行器节点的无线传感器网络的通信协议往往要复杂于普通的无线传感器网络。其除了包括传感器之间的通信协议外还需要具备执行器与传感器之间的协议，以及执行器节点之间的协议内容共同组成。下面就这三个不同的协议内容进行分析：
（1）传感器节点的之间的通信协议。在某个特殊环境下，传感器节点的信号都是以单跳的模式向周围的执行器节点传递，这种结构对于待执行器节点的无线传感器网络而言较为常见，对于需要传感器之间进行通信的系统而言，可以使用普通传感器网络中的协议完成通信，在模拟环境中，传感器节点可以直接将信息传递给执行器节点，而不需要传感器节点间的通信协议来支持；
（2）执行器节点与传感器节点的协议。在执行器决策算法的支持下，这个协议仅仅需要在传感器检测到事件发生的时候，将事件消息和自身标示传递给最近执行器即可实现功能。这样的设计思路可以提高通信消息中有效消息的占比，从而提高节能效果；
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我国的通信网络主要是在有线非智能的通信技术的基础上发展起来的。但是，现今我国的无线通信技术已经获得了较快的发展。现今使用的无线通信网络主要由管制端、无线基站以及无线终端构成。使用最为广泛的无线通信技术是远程监控技术。在过去使用有线非智能通信网络的情况下，供电局要想对通信两端进行连接，需要搭建很长的电缆，给供电局带来了较大的资金消耗。使用无线网络通信可节约电缆费用，降低成本。但是，就目前无线通信网络运行的状况而言，还存在一定的不足之处。例如，无线通信网络附近产生电磁场，就会对无线通信网络造成一定的影响，还会为无线信道的承受力带来隐患。另外，无线通信网路主要依赖于电波传送信号，信号在传送过程中的安全问题值得重视。针对这种情况，有2种无线通信方案：专用无线网络构架；公共无线网络。无线网络对远程进行监控和数据传输主要采用变电模式。
3电力自动化通信网络的主要问题
从株洲电力自动化通信网络的现状来看，其仍然存在不少的问题：
（1）电网建设环境恶劣，并且电网建设的地位和电网建设的重要性与紧迫性不对称。株洲地区电力供需状况较为紧张，在电力供求不能满足用户需求时极容易产生矛盾。主要原因在于电网建设的环境不好，体现在：电力选址、选线批复程序不顺畅、随意性大，前期工作进展困难；项目实施难度大，阻工现象时有发生，大多数地方超政策补偿。
（2）部分电网工程项目由于实施难度较大，存在较大的安全风险，这些问题主要存在10kV及以下的中低压配电网。虽然电网工程项目具有较为严格的管理制度，但是在工程建设的过程中，由于步骤琐碎、中间环节多、工程施工时间较紧、施工人员较为混杂，仍具有较大的安全隐患。
（3）配电通信网建设较为落后。
（4）缺乏完善的配电通信技术标准和相关网络建设、运行管理规范，配电通信系统缺乏有效的管理手段和依据。
（5）智能配电网系统的另一个标志是用电营销系统与用户的交互式应用，以及用户集中储能、分布式储能和分散储能的大规模应用，目前有关这方面的技术规范还没有统一。
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1.2嵌入式系统的特点
按照嵌入式系统的相关解释，其具备3个基本特征，“嵌入性”、“专用性”和“计算机”。
（1）嵌入性。嵌入性经由过程操作初期微型机时代的嵌入式计算机而来，专指计算机嵌入到对象体系中，实现对工具系统的智能把控。当嵌入式体系逐渐能够自身应变时，嵌入性是指内部嵌有微处理器或计算机。
（2）计算机。计算机是工具系统智能化节制的根本确保。由于单片机向MCU、SoC成长发展，片内计算机电路、接口电路、节制单位逐步增加，“专用计算机系统”转变为“内含微处理器”的当代电子体系。与传统的电子体系进行对比，当代电子系统因为自身具有内含微处理器，能具备对工具系统的计算机智能化控制能力。
（3）专用性。专用性是指符合对象节制标准和有关情况下的软硬件裁剪性。嵌入式体系的软、硬件装备安排必须按照嵌入对象的相关标准尺度，计划成专一的嵌入式应用系统。
2嵌入式实时网络通信技术
2.1简介嵌入式实时操作系统
遇到外界事件或数据发生，可以接管同时以足够快的速度进行相关处置，处置结果又在计划的时间之内来节制生产过程或对处理系统作出快速回应，并确保全部及时任务协调一致运行的嵌入式操作体系。
2.2嵌入式实时网络
2.2.1嵌入式网络的要求
（1）及时性：出产装备内部多个分布式子系统信息耦合大体上比较缜密，对及时性提出了高标准，因此所用的网络协议必须具有肯定的实时性能，即最坏情况下的反映时间是肯定的；此外在网络节点数比较多，或者有些节点对及时反应提有高要求，相关的网络协议还应撑持优先级调剂，以增强时间紧急型任务的信息传输可确定性。
（2）可靠性：嵌入式网络自身的可靠性对有用功率造成直接影响还有成品率和生产效率，网络能够动态增添/删除节点；恶劣多变的电磁情况下嵌入式收集本身要具有抗干扰本事、检错和纠错能力和快速恢复的本领。
（3)通信效力：嵌入式搜集通讯的子系统间具有频繁的通讯，每次的长度很短，因而要求嵌入式收集协议采纳短帧结构，且帧头和帧尾要短，从而提升通信效率和带宽的利用效力。
（4）双重混合撑持：工作环境的差异要求嵌入式网络应具备灵活矫捷的介质访问协议，不但撑持多种介质（双绞线、同轴电缆、光缆），而且撑持夹杂拓扑结构（星型、环型、总线型），有时大概要求同一个嵌入式网络能同时利用多种介质和多种网络拓扑。
（5）实现难度和造价：嵌入式体系一般要按照实际请求举行专门规划和制造，其中的网络体系软硬件要便于运用实施，并和子系统控制部分集成，相关元器件商品化水平高，造价较低。
（6）开放性：嵌入式网络必须具备杰出的开放性，一方面经由过程企业Infranet连接到Intranet中，对企业生产管理的控制实现一体化；另外应具有公然透明的开辟界面，资料完备，系统硬件、软件的能够自立开辟和集成。此外，嵌入式网络体系必需设置装备摆设矫捷、保护简洁。一般来讲，根据覆盖范围的区别，嵌入式收集隶属于局域网。按照ISO/OSI的观点，TCP/IP协议簇位于网络层以上。TCP/IP协议簇明显越过了嵌入式网络系统的限定范围。嵌入式收集含有ISO/OSI七层模型中的物理层和数据链路层。数据链路层可详细划分为两个子层：介质访问节制子层（MAC子层）和逻辑链路节制子层（LLC子层）。MAC子层涵有物理层接口硬件和能够对介质访问协议进行通讯的控制器；LLC子层主要是通过软件实现（用户自主开发）。因此，如何选择合适的介质访问协议是嵌入式系统设计中网络通信的研究工作重点。
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1.2常见网络安全协议设计方式
在网络安全协议设计过程中，较为注重网络安全协议的复杂性设计和交织攻击抵御能力设计，在确保网络安全协议具备较高安全性的同时，保证网络安全协议具备一定的经济性。网络安全协议的复杂性主要目的是保障网络安全协议的安全，而网络安全协议的交织攻击抵抗力则是为了实现网络安全协议应用范围的扩展。在网络安全协议设计过程中，应当注重边界条件的设定，确保网络安全协议集复杂性、安全性、简单性以及经济性于一身。一方面，利用一次性随机数来替换时间戳。同步认证的形式是目前网络安全协议的设计运用较为广泛的方式，该认证形式要求各认证用户之间必须保持严格的同步时钟，在计算机网络环境良好的情况相对容易实现，然而当网络存在一定延迟时，难以实现个用户之间的同步认证。对此，在网络安全协议设计过程中可以合理运用异步认证方式，采用随机生成的验证数字或字母来取代时间戳，在实现有效由于网络条件引发的认证失败问题的同时，确保网络安全协议的安全性。另一方面，采用能够抵御常规攻击的设计方式。网络安全协议必须具备抵御常见明文攻击、混合攻击以及过期信息攻击等网络攻击的能力，防止网络击者从应答信息中获取密钥信息。同时，在设计网络安全协议过程中，也应当注重过期消息的处理机制的合理运用，避免网络攻击者利用过期信息或是对过期信息进行是该来实现攻击，提升网络安全协议的安全性。此外，在设计网络安全协议过程中，还应当确保网络安全协议实用性，保障网络安全协议能够在任何网络结构的任意协议层中使用。在网络通信中，不同网络结构的不同协议层在接受信息长度方面存在一定差异，对此，在设置网络安全协议秘钥消息时，必须确保密钥消息满足最短协议层的要求，将密码消息长度设置为一组报文的长度，在确保网络安全协议适用性的同时，提升网络安全协议的安全性。
2计算机网络安全协议
在CTC中的应用近年来，随着计算机通信技术、网络技术以及我国高速铁路的不断发展，推动了我国调度集中控系统（CentralizedTrafficControl，检测CTC系统）的不断发展，使得CTC系统广泛应用于高铁的指挥调度中。CTC系统是铁路运输指挥信息化自动化的基础和重要组成部分，采用了自动控制技术、计算机技术、网络通信技术等先进技术，同时采用智能化分散自律设计原则，是一种以列车运行调整计划控制为中心，兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。调度中心冗余局域网主干由两台高性能100M交换机构成，并为服务器、工作站等计算机设备均配备两块100M冗余网卡，以便实现与交换机之间的高速连接。同时，调度中心通过两台中高端CISCO路由器实现与车站基层广域网的连接，为了满足CTC系统的通信需要，该CISCO路由器应具备足够带宽以及高速端口。同时，同CTC系统的路由器与交换机之间装设了防火墙隔离设备，能够有效确保CTC系统中心局域网的安全。CTC系统的车站系统的局域网主干主要由两台高性能交换机或集线器构成，并在车站调度集中自律机LiRC、值班员工作站以及信号员工作站等设备上配备两个以太网口，以实现与高速网络通信。为实现车站系统与车站基层广域网之间的网络通信和高速数据传输，车站系统配备了两台路由器。车站基层广域网连接调度中心局域网通过双环、迂回的高速专用数字通道实现与各车站局域网的网络通信，其中，该数字通道的带宽超过2Mbps/s，且每个通道环的站数在8个以内，并采用每个环应交叉连接到局域网两台路由器的方式来确保其数据传输的可靠性。CTC系统在网络通信协议方面，采用TCP/IP协议，并在数据传输过程中运用CHAP身份验证技术和IPSEC安全保密技术，在有效实现数据高速传递的同时，确保的网络通信的安全。
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（2）将SMV.xml和GOOSE.xml下载到保护CPU中，由保护CPU解析SMV.xml和GOOSE.xml，并按前置模块要求转化成对应数据结构传到前置模块中，同时也作为保护CPU收发内部报文的校验依据。
（3）前置模块根据配置信息，对各端口收到的报文进行处理，判断是否为预期报文，如果非预期报文，则舍弃该报文，否则解析报文中的数据信息，经解析处理为保护应用所需的接收信息。
（4）保护CPU将信息通过内部总线发到SV和GOOSE前置模块，前置模块在判断到有信号变位，即将信号映射到对应的数据集，进行报文组织，并发送。由于GOOSE前置模块所要实现的工作较为复杂，完全用FPGA实现工作量较大，且缺乏灵活性，因此在前置模块中的ARMCPU和FPGA协同完成报文处理。ARM与FPGA的分工如图1所示进行。其中FPGA主要负责报文的编解码及收发工作，并依据配置文件，将收发信息与保护CPU硬件配置进行映射关联，ARMCPU负责接收从保护CPU传输的配置文件并提供给FPGA，作为收发行为的依据；实现与保护CPU的内部报文通信。ARM与FPGA间交互SV.xml和GOOSE.xml中所有订阅和数据，通信数据流量根据配置以及ARM与FPGA间的报文交互频率而定。通常保护一般只和订阅布尔型开关量数据，因此数据量较小，如果收发100个左右开关量GOOSE数据，每个开关量占1个字节，按每0.833ms传递一次报文计算，要求通信速率约为：100×1×8×（1000/0.833）/1024=937.88kbps=0.92Mbps，因此ARM与FPGA间的通信速率不能低于1Mbps。
2通信网络的构架
2.1HSR的实现
HSR由几个双链接的交换节点构成，每个节点具有2个环网接入端口，以全双工链路连接工作。HSR遵循在不同的路由传输重复报文的原则，继承了PRP（ParallelRedundancyProtocol，RPR）零恢复时间的特点。基于查表算法，可以有效处理环网中的循环报文，同一节点不同端口在不同时间接收到的重复报文，后到的报文将社区，从而保证不会发生环网风暴。作为系统（源）的DANH（DoubleattachednodeimplementingHSR）发送来自协议层的数据，在数据中加入HSR标签标识重复报文，随后往两个通信端口同时发送数据，终端DANH在不同的端口和时间会接收到重复的数据，收到两个重复数据中的第一组数据后，删除HSR标签后，自动丢弃接收到重复的第二组数据，保护装置环网构架如图3所示。装置不依赖于外部同步源，采样同步精度高。HSR环网支持不同类型的报文（采样，同步，定值压板更新，软件升级等），支持优先级。任一间隔支持定值压板的设置，通过环网自动可靠的更新所有间隔单元；任一间隔支持程序在线升级，通过环网自动可靠的更新所有间隔单元；任一间隔支持信号复归，通过环网实现整个保护的信号复归。HSR数据帧格式包括目标地址、源地址、标签标识（0x88FB）等。
2.2同步的实现
HSR无需特殊的同步方式，同步包括采样、定值等同步，由于采样分布式采集，每个间隔子机需要收集所有其他间隔的采样数据，无法实现精确同步，各相电流则可能产生相位差，对应差动继电器，若差流过大时则可能引起误动。在整定定值时，从任一子机处整定，由本间隔子机将新定值信息同步到其他间隔，同步性保证了动作行为的一致性。
2.3网络拓扑结构分析
采用星型网络拓扑结构，若一个中央主机出现故障时，则终端子机的通信中断，且主机端检修时，影响其它终端变电站运行。而采用环网拓扑结构时，网络中出现任一通道路由中断时，保护性能不受影响；且任一设备退出运行时，不影响网络中其它设备的运行，便于变电站运行和维护。
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网络编码在网络数据通信中具有十分明显的优势，其理论研究价值和应用前景都是不言而喻的。世界上一些高等学府和科研机构都展开了对网络编码的研究，并且在多个方面取得了不小的成果。
2.1网络协议结构
当前网络编码研究中涉及到的主要部分还是在网络层方面，特别是如何有效地将路由协议与网络编码有机结合，是基于网络编码的网络结构研究的重要方面。有一部分研究已经深入到网络编码如何有效结合协议结构中其他协议层，例如网络编码与MAC层协议或者与传送层TCP协议等等的结合问题。因为网络编码的特性与传统网络数据通信的方式有很大的区别，所以为了不更改已普遍应用的传统网络协议，将网络编码与其融合将会遇到各种各样新的问题，例如，它们之间的兼容性、网络编码对网络协议结构是否会产生不利的影响。这些问题都是后来研究者需要解决的问题，同时也为研究基于网络编码的网络协议结构提供了框架性借鉴，使得网络编码能够与传统的网络协议有机融合，提高网络通信性能。
2.2数据传送模型
网络编码具有的最重要的功能之一就是将数据智能化处理，这主要是通过对编码策略的设计来实现，而码构造算法是编码策略设计的基础。码构造算法主要是针对网络中间结点的编码方式，它需要保证目的结点能够有效识别出传递的编码信息并进行正确解码。所以码构造算法包含了编码和解码两个内容，并且要求其算法复杂程度低，易于实施应用。码构造算法主要有三种：代数型、线性型、随机型。线性网络编码能将中间结点接受的各路信息进行线性组合，这种编码运算较简单，所以得到了普遍应用。
2.3路由协议
基于网络编码的路由协议的优化设计能够有效提高网络数据的传递效率和性能，它是能够将网络编码应用到实际中的重要基础，而且将路由协议与网络编码进行更高层次的融合是十分重要的研究课题，可以为以后开发新的网络提供借鉴和指导。基于网络编码的路由协议研究主要有两个方面：独立路由协议和编码感知的路由协议，它们主要的不同点是路由协议产生的过程中能否主动编码，也就是说路由协议是否能够提高编码的利用效率。
2.4数据传输性能保障机制
实际应用中，网络环境复杂多变，数据传输的突然性和网络拓扑结构不稳定都可能导致数据传输出现不稳定的状况，例如造成数据丢失或者传输延迟等。所以基于网络编码的数据传输技术的开发应该结合实际的网络环境，研究出能确保数据正确传输的保障机制和编码策略，尤其需要尽可能减少数据传输的延迟时间和保证数据可靠传输。所以，基于网络编码的数据通信中，利用QoS保证机制是当前研究的重要课题之一。当前已研究出来几个解决方案，比如建立数据延迟时间的模型，从模型中找出延迟的解决方案；利用多速率编码器来分析各路中传输速率不同的数据，从而减小数据在编码器中的传输时间。
