發布時間：2023-03-21 17:09:39
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的無線傳輸技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
在通信中沒有穩定通道，且在路由方面會出現極高延遲，無法保證網絡通信中的安全問題，例如一些重要信息可能會被攔截并對其泄露，因此網絡通信的安全性不夠強，則不能夠有效的保證信息安全的傳輸。
2對無線傳感器的安全技術造成破壞的因素
2.1破撞攻擊。在發包作用處于正常的節點中時，破壞方則會附帶的將另一個數據包進行發送，使得破壞的數據由于出現數據的疊加無法有效的被分離開，從而嚴重的阻礙了正常情況下的網絡通信，并且破壞了網絡通信的安全性，即為碰撞攻擊。建立監聽系統則是最好的防卸方法，它是利用糾錯系統來查找數據包的疊加狀況，并及時的對其進行清除，從而確保數據安全的傳輸。
2.2擁塞攻擊。擁塞攻擊指就是破換方對網絡通信的頻率進行深入的了解之后，通過通信頻率附近的區域的得知，來發射相應的無線電波，從而進行一步對干擾予以加大。對于這種狀況，則需要采用科學合理的預防方式，來將網絡節點裝換成另一個頻率，才能進行正常的通信。
3加強無線傳感器網絡安全技術的相關措施分析
3.1密鑰管理技術。通常在密鑰的管理中，密鑰從生成到完畢的這一過程所存在的不同問題在整個加密系統中是極其薄弱的一個環節，信息的泄漏問題尤為頻繁。目前我國對密鑰管理技術上最根本的管理是對稱密鑰機制的管理，其中包括非預共享的密鑰模式、預共享密鑰模式、概率性分配模式以及確定性分配模式。確定性分配模式為一個共享的密碼鑰匙，處于兩個需要進行交換的數據節點間，且為一種非常確定的方式。而概率性分配則是將密碼鑰匙的共享得以實現，則要根據能夠進行計算的合理概率，從而使得分配模式予以提出。
3.2安全路由技術。路由技術的實施就是想節省無線傳感器網絡中的節點所擁有能量，并最大程度體現無線傳感器網絡系統。但由于傳播的范圍較大，因此在傳輸網絡數據信息時常常不同程度的遭受攻擊，例如DD路由中最根本的協議，一些惡意的消息通過泛洪攻擊方式進行攔截及獲取，并利用網絡將類似虛擬IP地址、hello時間以及保持時間這樣的HSRP信息的HSRP協議數據單元進行寄發的方式，來對正常情況下的傳輸實行阻礙，使得網絡無法進行正常且順利的通信流程。但通過HSRP協議和TESLA協議進行有效結合所形成的SPINS協議，則可以有效的緩解且減少信息泄露的情況的出現，同時進一步加強了對攻擊進行預防的能力，從而保證無線傳感器網絡整體的系統具有安全性。
3.3安全數據相融合。無線傳感器網絡就是通過豐富且復雜的數據所形成的一種網絡，其中的相關數據會利用融合以及剔除，來對數據信息進行傳送，因此在此過程中，必須謹慎仔細的對數據融合的安全性問題予以重視。同時數據融合節點的過程中，必須將數據具體的融合通過安全節點進行開展，并且在融合之后，將一些有效的數據通過供基站予以傳送，才能進一步對監測的評價進行開展，從而保證融合的結果具有真實性以及安全性。
3.4密碼技術。針對無線傳感器網絡中的一些極其不安全的特性，可通過密碼設置、科學化的密碼技術，從而進一步保證網絡通信能夠安全的進行。同時通過加大密碼中相關代碼以及數據的長度，來大大降低信息泄露的情況，從而可以有效的保證通信數據的安全性。由于出現的密鑰算法無法達到對稱性，其中所具備的保護因素較大，并且擁有簡單方便的密碼設置，從而廣泛、普遍的被人們運用到日常生活中。而在應用不同的通信設備時，則需要將相應的密碼技術進行使用。
4結束語
[論文摘要]藍牙計劃基本上是一個無線傳輸的計劃,不需要透過實質線路,在一定的距離范圍內,可以傳輸可觀的資料量,當然這種無線傳輸并不像行動電話那樣數十公里內皆可傳達,而是數十至數百公尺內的短距離無線傳輸。此外可傳輸的裝置不限于手機,只要有裝設藍牙收發模塊的裝置都可以使用藍牙傳輸,眼前的構想即是讓其它的行動裝置都可以使用藍牙傳輸。
一、前言
越來越多數字電子產品借著新科技提升本身的性能和實力。以目前發展的趨勢來看,未來消費性電子產品將有兩個重要的發展指標,一是使用藍牙技術這類開放技術,以無線,局域網絡,可攜帶式設備成為網絡體的延伸。另一項則是內存規格的統一,加密以及輕量化應用。
無論您喜不喜歡,“藍牙計劃”這個名詞幾乎已到了無孔不入的境界,不論是商業財經臺還是一般大眾電視臺,都不只一次以上報導這個計劃的進展與新聞,話雖如此,但卻很少人了解此計劃的原意與來龍去脈,只知道有這樣一個計劃正如火如荼地進行,且聲勢浩大、似乎充滿無限希望。可預見的,未來與藍牙計劃相關的新聞只會更多,因為計劃正一步步實現中。
藍牙(Bluetooth) 簡單講就是一種電信、計算機的無線傳輸技術。單從字面上很難了解藍牙是個怎么樣的技術,他不像“GSM”一樣可以望文生義。簡單的說藍牙是一種無線網絡與消費性電子產品之通訊技術,透過無線傳輸和基頻模塊構成,其快速響應和跳頻系統的特性使無線傳輸更佳穩定。可以應用在各種電子產品如:筆記型計算機、行動電話、數字相機和其它相類似電子產品等。
二、藍牙的緣起
藍牙計劃基本上是一個無線傳輸的計劃,不需要透過實質線路,在一定的距離范圍內,可以傳輸可觀的資料量,當然這種無線傳輸并不像行動電話那樣數十公里內皆可傳達,而是數十至數百公尺內的短距離無線傳輸。此外可傳輸的裝置不限于手機,只要有裝設藍牙收發模塊的裝置都可以使用藍牙傳輸,眼前的構想即是讓其它的行動裝置都可以使用藍牙傳輸,包括PDA、筆記型計算機、車用裝置等等。藍牙計劃的發起,主要是1998年5月,由Ericsson(愛立信,瑞典)、Intel(英特爾,美國)、NOKIA(諾基亞,芬蘭)、IBM(國際商務機器,美國)、TOSHIBA(東芝,日本)等五家公司,共同組織一個“特別參與組織(SIG,Special Interest Grou)”稱為Bluetooth SIG,以此組織來制定一套短距離的無線傳送、接收的技術規格。
三、淺談藍牙技術
藍牙計劃雖是1998年開始,但是藍牙的技術根基卻來自1997年制訂完成的無線局域網絡通訊協議:IEEE-802.11。
藍牙基本上也是運用射頻(RF)方式進行無線通訊,至于使用的頻帶范圍,則是使用2.45GHz,這個無線電頻帶是全世界共同開放、不受法令限制的頻帶,舉凡工業、科學、醫療(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波爐等都是使用2.45GHz的頻帶。
由于這個頻帶被廣泛使用了,那么使用此頻帶進行通訊,絕對是很容易收到干擾的,因此藍牙規格被設計成可跳頻通訊,能夠在一秒鐘內進行1,600次的跳頻動作,此這樣的動作避免其它通訊的干擾。由于每秒1,600次的快速跳頻,這也使得藍牙無線收發的數據封包不能太長,否則不能滿足如此頻繁的跳頻次數,所以藍牙短封包、快速跳頻的特性,也使其無線傳輸能抗干擾、更穩定通信。
藍牙規格已經正式公布v1.0版,規格方面算是踏出成熟的第一步,接下來就是商品化、投入實際制造的階段。而要讓藍牙迅速普及,就是在既有的用途裝置上,追加設計藍牙功能即可,以節省開發時間與成本,為此藍牙射頻模塊就成為非常重要的一項零組件。
藍牙射頻模塊一方面要夠便宜,才可能快速普及,另一方面也要夠小巧,才能適用于所有的需求裝置上,目前專家推估射頻模塊的成本必須低于5美元才能普及,而各家公司也正加緊將射頻模塊設計地更精小、更便宜中。
四、藍牙技術的應用
藍牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的無線通訊能力,因此藍牙技術可以舒緩若干問題,例如可以直接利用藍牙的高速數據傳輸率來傳輸語音,等于是把藍牙通訊當成無線電話的功能。
另外對于小公司、小環境等,也可以省去布設實質線路的成本,以及后續線路維護的困擾。還有藍牙可以指定隔絕與通行的通信功能,也等于可以建立無線的LAN環境、小族群通訊環境。
五、藍牙技術的展望
(一)藍牙收發話器對健康的好處。由于手機有高功率的電磁波,據報導證實電磁波會對人體造成傷害,所以有了藍牙,你將可以把一個小小的藍牙附件裝在你的大哥大, 然后把收發話器戴在你的耳朵(由于藍牙應用的是低功率,所以不會對人體有任何傷害)。準備好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里講電話,不必把電話緊貼的臉,甚至按下收發話器上的按鈕就可以直接接聽來電。
(二)比一般傳統式紅外線傳輸更快,且不用對準兩個傳輸端口成一直線。藍牙科技在傳輸方面的好處就是,它能夠允許兩個裝置,在不排成一直線的狀態下,還能夠以無線的方式傳送數據。不像紅外線傳輸最大的缺點是, 你必須對準兩個傳輸端口成一直線才有辦法傳送數據。藍牙傳輸甚至無視于墻壁、口袋、或公文包的存在而可以順利進行。藍牙的數據傳輸速度比紅外線傳輸還要快,每秒鐘高達1MB。
(三)手表可自動對時間,無線下載Mp3。只要將來手表有內建藍牙且有Mp3撥放功能,這樣一來將可自動設定為標準時間,且可很方便的隨時從計算機傳輸歌曲。
(四)其它還有很多很多,只要現在是要接線的,都有可能會被藍牙所應用。藍牙技術一旦普及,相信對通訊方式、產品設計、生活方式等都會有巨幅的沖擊,甚至很難想象沖擊的程度。不過就現階段而言,藍牙可能帶來的便利卻是可以想象的,各位可以想象家里安裝一個藍牙收發基地臺,家中的計算機、電話、傳真機都不用實際接線,就可以互通或連外。在公司內外務人員趕時間,只要在藍牙收發范圍內都可以傳送數據,例如咖啡廳、車站等都可以。此外倉庫的盤點盤查,只要帶個PDA,倉庫內設有藍牙基地臺,馬上可以跟全省各地的倉庫進行盤點加總,當然,藍牙基地臺后面有接往Internet,或是以公司專線,或VPN方式連接。另外數字相機拍完的相片,只要接近筆記型計算機就可以回傳,省去記憶卡的插拔,既有計算機外設裝置也都可以無線化,無線打印機、無線鍵盤、鼠標、搖桿。還有家中、公司都設有藍牙基地臺,則一支具有藍牙功能的手機,在家就可以跟居家無線電話一樣使用,而且是付居家電話費,在公司則變成自己的辦公分機,公司替您付電話費,而在外出時就跟一般行動手機一樣使用,這樣真正落實一人一機終生用的理想,這種方式也被人稱為三合一電話,即是居家、辦公、行動電話三者合一。
六、結束語
藍牙技術一定會飛速發展,但仍然有一些應用的細節問題需要解決,如相鄰設備之間為防止信息誤傳和被截取,必須要用戶提前設置對應頻段等,嚴重影響藍牙技術產品面市的速度。但相信隨著一個不斷完善的發展過程,藍牙技術會為我們的未來家居和辦公帶來不僅僅是方便一點的革命。
參考文獻:
[1]Nathan J.Muller Bluetooth Demystified(影印本).人民郵電出版社。
[2]金純,許光辰,孫睿. 藍牙技術. 電子工業出版社。
【關鍵字】網絡編碼；無線多媒體；發展；應用
1 引言
雖然我國的通信網絡基礎設施得到了很大程度的發展，但是，隨著經濟的快速增長和人民生活水平的提高，人們對無線數據的傳輸速率和質量提出了更高的要求。同時，隨著多媒體技術的迅速發展，流媒體傳輸業務在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，因此，高數據量、高速率和高質量的傳輸要求對無線通信網絡技術提出了挑戰。目前，通信網絡的不可靠傳輸、信號易衰落和擾等特點使其無法滿足未來無線數據傳輸業務的要求。因此，設計一套魯棒性較高的多媒體傳輸和差錯控制技術是當前多媒體技術發展的關鍵問題。由于理論上網絡編碼技術能夠使數據速率達到信道容量的最高值，因此網絡編碼技術成為解決多媒體傳輸關鍵問題的必要手段。這里，我們基于網絡編碼技術對無線多媒體技術的發展和應用進行了簡單的探討。
2 網絡編碼技術簡介
網絡編碼融合了編碼與路由信息交換等多種技術，以傳統的存儲轉發技術為基礎，通過對接收的數據包重新進行編碼融合，能夠增加單次的信息傳輸量，顯著提高網絡傳輸的整體性能?
在新的結構體系下，通過網絡編碼能夠達到理論上的數量傳輸最大量，隨著我國無線傳輸速率和質量要求的提高，人們對無線網絡編碼的研究也越來越重視。網絡編碼雖然是一種新的技術，但是不會對現有的網絡軟硬件設備及相應協議產生較大修改。同時還能夠顯著改善無線傳輸的能量利用效率和吞吐量，使得傳輸的安全性和可靠性都得到了保證。
但是，將網絡編碼應用于多媒體技術中并不簡單，需要對無線網絡的特點和多媒體傳輸的要求和特性進行綜合分析，例如數據傳輸的端到端延遲、帶寬容量、視頻比特率和信道誤碼率等。因此，根據實際要求設計合理的網絡編碼方案十分重要。在具體實施過程中，要對采用網絡編碼技術后的多媒體傳輸延遲、復雜度和魯棒性等多個因素進行綜合權衡。
3 網絡編碼技術在無線多媒體技術發展中的應用
網絡編碼能夠提高無線傳輸系統的性能，在網絡吞吐量的提高?節點能耗的降低和網絡魯棒性的增強等多個方面效果明顯，是多媒體傳輸技術的有力支持?下面我們簡單介紹網絡編碼技術在無線多媒體技術發展中的應用現狀?
3.1 多媒體組播
多媒體組播技術能夠充分利用無線網絡的帶寬資源，使得流媒體業務的速率和質量得到了很大的提高。同時，網絡編碼又能夠提高組播網絡吞吐量和傳輸的可靠性，因此人們對流媒體組播中網絡編碼的應用機制進行了廣泛的研究?目前，基于流媒體在Ad-hoc網絡組播中的低帶寬率和高誤碼率特點，已經提出一種基于網絡編碼技術的組播優化模型，該技術能夠使得無線多媒體傳播得到最大的組播速率和有效的差錯控制?另外，學者們還同時對基于優先級的網絡編碼視頻組播技術進行了研究，應用多入度、多層的組播樹模型，保證了無線視頻組播系統中優先級網絡編碼的有效性?在此基礎上，學者又通過對無線碼率的分配和路由進行優化，實現了網絡視頻組播技術的分布式優化，保證了接收節點可用帶寬的最大化，從而能夠獲得最佳的視頻傳輸效果?
3.2 多媒體廣播
多媒體廣播是一種特殊的組播形式，由于無線網絡在物理層上本身具有廣播特性，因此對流媒體廣播傳輸的實現非常便捷。利用網絡編碼技術對無線流媒體的廣播服務進行優化，已經成為目前無線多媒體技術的研究熱點。對于單跳網絡中的實時廣播，一種合理的方案是在得知哪些數據包丟失以后，不對丟失的數據包本身進行簡單的重傳，而是對數據包的一個線性編碼組合進行重傳?這樣就可以同時恢復多個數據包，從而能夠充分利用網絡的帶寬資源傳輸數據?而對于multi-homed移動終端多媒體業務，可以應用協作對等修復NC-CPR技術來提高MBMS的業務服務質量?這種技術使用了結構化的網絡編碼方案，通過強制編碼的系數矩陣結構化，使網絡終端在接收不到滿秩的無關數據包時，還能夠獲取部分解碼，這中編碼方案能夠顯著提高多媒體傳播的魯棒性，對優化視頻或游戲的傳輸質量具有重要的意義?
3.3 多媒體單播
通過網絡編碼技術還能夠顯著提高無線流媒體單播服務的效率和質量?例如，針對多路單播數據流，可以采用基于機會主義的網絡編碼數據轉發技術，這樣對提高網絡的吞吐量具有重要意義?在上述轉發技術中，基于無線網絡的特點，網絡中的每個節點都對通信范圍內的數據進行偵聽，并定期向鄰居廣播以通知其緩存的數據內容。這樣，通過每個節點的網絡編碼，就可以使更多節點利用該編碼數據包，從而有效提高信息傳輸的質量和效率。而針對overlay網絡，則可以基于網絡編碼進行多源視頻的協作傳輸，該技術主要是通過一種非系統網絡編碼技術來提高無線多媒體傳輸數據的分集性能?這對具有源分集與路徑分集特征的分布式網絡信息傳輸具有顯著的提升效果。同時，我們還可以將無線網中通過中間節點進行信息交換的兩個節點看作兩個方向相對的單播會話，這樣，基于無線網物理層的廣播特征，就可以應用網絡編碼技術實現無線節點的信息交換，從而有效提高無線網絡中的多媒體信息傳播速率，這對優化流媒體的傳輸質量具有重要作用?
3.4 視頻會議
基于網絡編碼技術能夠實現高效?穩定的多方無線視頻會議?具體實施過程中，通過將各節點的視頻數據與鄰居節點偵聽到的數據結合起來進行網絡編碼，然后將生成的數據包發送到基站。如果某節點無法直接從偵聽到的數據中提取源數據，則可以請求基站發送更多數據以協助解碼。而基站在接到請求后，計算所有請求節點的最大值，并應用廣播的方式傳輸數據。這種方式能夠有效保證多方無線視頻會議數據信息傳輸過程中的質量和速率，保證了信息傳播的有效性，能夠滿足視頻會議的基本要求。
4 結論
隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對無線數據的傳輸速率和質量提出了更高的要求，而流媒體傳輸業務在人們的日常生活中也越來越重要。盡管現在網絡編碼技術在無線多媒體的傳輸應用研究中已經取得了非常發的進展，但是，到目前為止，大部門的研究還只是停留在理論層面上，而從理論到實踐才是事物發展的必然方向。因此，在今后的研究過程當中，要以理論研究為基礎，以工程應用為目標來發展網絡編碼技術，尤其在無線多媒體技術的發展應用方面，要逐步將理論研究應用于實踐，這樣才能促進網絡編碼技術的快速發展。
參考文獻：
[1]李小平，劉玉樹等.多媒體通信技術[M].北京航空航天大學出版社，2004.
[2]肖嵩.無線信道中的聯合信源信道編碼研究[D].博士學位論文，西安電子科技大學，2004.
[3]石迎波.無線信道中的視頻編碼與傳輸技術研究[D].博士學位論文，西安電子科技大學，2007.
[4]楊林，鄭剛.網絡編碼的研究進展[J].計算機研究與發展，2008（3）.
其實早在十多年前，從事無線通信系統研發的康桂霞就已經意識到了這一融合趨勢。2004年底，她從德國留學工作歸來，感受到未來更高速率無線通信系統的同時，也由西門子手機部門等的業務萎縮看到了行業發展的瓶頸。她意識到無線通信一定要與更多行業緊密結合，才能有更頑強的生命力，而醫療健康行業一定是未來無線通信可以滲透的領域。
經過深入思索，2005年，康桂霞正式在北京電子健康大會和歐盟ICT大會上提出無線電子健康（Wireless eHealth，WeHealth）概念。如今，移動醫療、互聯網醫療等概念在業內已經不勝枚舉，但在當時，無線電子健康技術、人才等層面的儲備還是很欠缺，康桂霞成為第一批進入這一領域的研究者。
當第一個吃螃蟹的人并沒有想象中的簡單。康桂霞團隊從原型概念的驗證開始，經歷了關鍵技術研究、試驗系統開發、產品研發、商業化驗證等幾個階段，創新性地提出了WeHealth醫療物聯網技術架構和理論體系。
WeHealth醫療物聯網理論體系面對醫療物聯網發展初期技術、標準缺失的空白，在時延、接入、能效、智能化等多個維度優化公眾無線通信網絡。特別值得一提的是，物聯網終端海量連接技術，利用混合多址接入提高單位資源接入容量，使得終端接入能力較傳統方式提升了5倍以上。
依托WeHealth技術架構，中國通信標準化協會通過了國內第一個醫療物聯網標準，國際電聯（ITU）通過了首個醫療物聯網全球標準，推動了醫療物聯網技術向低成本、高效率、增強的體驗質量及多樣化的智能服務變革。該技術被中國工程院和美國工程院評價為“前沿領域的領先技術”。
2008年前后物聯網技術廣泛興起。2012年前后，移動醫療、互聯網醫療帶來產業發展浪潮。可穿戴設備、移動醫療APP等產品的大眾化及云計算、大數據等技術的不斷推動，給WeHealth技術發展帶來超乎想象的機遇與挑戰。
回顧WeHealth十年發展，可以說既符合康桂霞的預期，又超出她的想象。作為技術的持續推動者，她希望真正參與到產業發展中，用技術成果更好地推進醫療信息產業的進步。為此，她一直在探索技術與應用的最佳結合點。
“WeHealth無線健康監護”系統，是康桂霞最早推出的WeHealth應用技術。2012年，這一技術項目在北京市海淀區開始試點，目前已扎根5年。試點主要針對65歲以上患有高血壓、糖尿病的老年人，以社區醫院醫生作為專業健康管理者和家門口的健康守護者。由智能可穿戴設備每天采集老年人的血壓、心率、血糖等指標，傳到社區醫生的工作站。醫生每天查看患者的健康狀況并給出必要的指導。這一系統應用以來，在慢病控制上起到了良好效果，得到了用戶的認可。
除上述項目之外，在近年來的發展中，WeHealth技術順應醫療信息化趨勢，先后與中國人民總醫院等單位開展了軍民融合遠程醫學救治方面的試點；與慈銘健康體檢集團合作，在健康大數據的基礎上，通過專業化的健康管理服務，首次獲得慢性疾病綜合改善率指標，指標顯示：血脂改善率67.66%、超重改善率53%、尿酸改善率56.5%、血糖改善率57.1%。
康桂霞表示，近幾年來，大健康、移動醫療、“互聯網+”一直是國家政策引導的方向。現有醫療物聯網支撐技術的發展，無論是醫療傳感器、無線傳輸、可穿戴設備，還是移動互聯網，在政策引導、資本推動及企業自身努力之下，都得到了快速發展，為醫療信息化產業的發展奠定了良好的基礎。未來的挑戰主要在于，老百姓從以醫療為核心的“看病”需求轉到以健康為核心的“預防”需求還需要很長期的市場培育過程，移動醫療產業的長期發展還需要不斷的探索。
以百姓需求為第一出發點和著力點，強調科研要為產業服務，力爭產生社會價值，這是康桂霞一直奉行的研究理念。她說：“理論結合產業實踐，這才是團隊能夠保持持續創新能力和戰斗力的源泉。”
[論文摘要]對無線局域網的安全研究進行分析，首先對安全性的問題作出簡介，并在接下來的內容中描述其研究的進展和研究的必要性。最后給對無線局域網的安全缺陷和相應的保障策略進行分析。
一、簡介
無線局域網[1]是在有線網絡上發展起來的，是無線傳輸技術在局域網技術上的運用，而其大部分應用也是有線局域網的體現。由于無線局域網在諸多領域體現出的巨大優勢，因此對無線局域網絡技術的研究成為了廣大學者研究的熱點。無線局域網具有組網靈活、接入簡便和適用范圍廣泛的特點，但由于其基于無線路徑進行傳播，因此傳播方式的開放性特性給無線局域網的安全設計和實現帶來了很大的問題。目前無線局域網的主流標準為IEEE802.11，但其存在設計缺陷，缺少密鑰管理，存在很多安全漏洞。本文針對IEEE802.11的安全性缺陷問題進行分析，并在此基礎上對無線局域網的安全研究做出分析。
二、無線局域網安全研究的發展與研究必要性
無線局域網在帶來巨大應用便利的同時，也存在許多安全上的問題。由于局域網通過開放性的無線傳輸線路傳輸高速數據，很多有線網絡中的安全策略在無線方式下不再適用，在無線發射裝置功率覆蓋的范圍內任何接入用戶均可接收到數據信息，而將發射功率對準某一特定用戶在實際中難以實現。這種開放性的數據傳輸方式在帶來靈便的同時也帶來了安全性方面的新的挑戰[3]。
IEEE標準化組織在802.11標準之后，也已經意識到其固有的安全性缺陷，并針對性的提出了加密協議（如WEP）來實現對數據的加密和完整性保護。通過此協議保證數據的保密性、完整性和提供對無線局域網的接入控制。但隨后的研究表明，WEP協議同樣存在致命性的弱點。為了解決802.11中安全機制存在的嚴重缺陷，IEEE802.11工作組提出了新的安全體系，并開發了新的安全標準IEEE802.11i，其針對WEP機密機制的各種缺陷作了多方面的改進，并定義了RSN（Robust Security Network）的概念，增強了無線局域網的數據加密和認證性能。IEEE802.11i建立了新的認證機制，重新規定了基于802.1x的認證機制，主要包括TKIP（Temporal Key Integri
ty Protoco1），CCMP（Counter CBCMAC Protoco1）和WRAP（Wireless RobustAuthenticated Protoco1）等3種加密機制，同時引入了新的密鑰管理機制，也提供了密鑰緩存、預認證機制來支持用戶的漫游功能，從而大幅度提升了網絡的安全性。
三、無線局域網的安全現狀及安全性缺陷
由于無線局域網采用公共的電磁波作為載體，傳輸信息的覆蓋范圍不好控制，因此對越權存取和竊聽的行為也更不容易防備。具體分析，無線局域網存在如下兩種主要的安全性缺陷[3]：
（一）靜態密鑰的缺陷
靜態分配的WEP密鑰一般保存在適配卡的非易失性存儲器中，因此當適配卡丟失或者被盜用后，非法用戶都可以利用此卡非法訪問網絡。除非用戶及時告知管理員，否則將產生嚴重的安全問題。及時的更新共同使用的密鑰并重新新的密鑰可以避免此問題，但當用戶少時，管理員可以定期更新這個靜態配置的密鑰，而且工作量也不大。但是在用戶數量可觀時，即便可以通過某些方法對所有AP（接入點）上的密鑰一起更新以減輕管理員的配置任務，管理員及時更新這些密鑰的工作量也是難以想像的。
（二）訪問控制機制的安全缺陷
1．封閉網絡訪問控制機制：幾個管理消息中都包括網絡名稱或SSID，并且這些消息被接入點和用戶在網絡中廣播，并不受到任何阻礙。結果是攻擊者可以很容易地嗅探到網絡名稱，獲得共享密鑰，從而連接到“受保護”的網絡上。
2．以太網MAC地址訪問控制表：MAC地址很容易的就會被攻擊者嗅探到，如激活了WEP，MAC地址也必須暴露在外；而且大多數的無線網卡可以用軟件來改變MAC地址。因此，攻擊者可以竊聽到有效的MAC地址，然后進行編程將有效地址寫到無線網卡中，從而偽裝一個有效地址，越過訪問控制。
四、無線局域網安全保障策略
（一）SSID訪問控制
通過對多個無線接人點AP設置不同的SSID，并要求無線工作站出示正確的SSID才能訪問AP，這樣就可以允許不同群組的用戶接人，并對資源訪問的權限進行區別限制。 轉貼于
（二）MAC地址過濾
每個無線客戶端網卡都有唯一的一個物理地址，因此可以通過手工的方式在在AP中設置一組允許訪問的MAC地址列表，實現物理地址過濾。
（三）使用移動管理器
使用移動管理器可以用來增強無線局域網的安全性能，實現接入點的安全特性。移動管理器可以提高無線網絡的清晰度，當網絡出現問題時，它能產生告警信號通知網絡管理員，使其能迅速確定受到攻擊的接入點的位置。而且其降低接入點受到DOS攻擊和竊聽的危險，網絡管理員設置一個網絡行為的門限，這個門限在很大程度上減小了DOS攻擊的影響。通過控制接入點的配置，可以防止入侵者通過改變接入點配置而連接到網絡上。
（四）運用VPN技術
VPN技術的運用可以為無線網絡的安全性能提供保障。VPN技術通過三級安全保障：用戶認證、加密和數據認證來實現無線網絡的安全性保證。用戶認證確保只有已被授權的用戶才能夠進行無線網絡連接、發送和接收數據。加密確保即使攻擊者攔截竊聽到傳輸信號，沒有充足的時間和精力他也不能將這些信息解密。數據認證確保在無線網絡上傳輸的數據的完整性，保證所有業務流都是來自已經得到認證的設備。
五、結論
從本文的分析來看，在無線局域網的未來發展中，安全問題仍將是一個最重要的、迫切需要解決的問題。但這并不能限制無線局域網的迅猛發展。針對無線局域網的安全性研究仍將是一個熱點。我們有理由相信，隨著技術的成熟和無線網絡應用商業化進程的加快，工業界和研究者都將對無線局域網安全投入更多的關注，為用戶提供速率更快、安全性更高、應用更方便的無線局域網技術標準。
參考文獻：
[1]王慕東、宋承志，無線局域網的發展現狀及應用[J].中國現代教育裝備，2002，(12).
[2]陳鶴、曹科，無線局域網技術研究與安全管理[J].現代機械， 2006，(04).
[3]萬泉、冉春玉、祁明龍、陳建軍，無線局域網技術[J].國外建材科技，2002，(03).
【關鍵詞】移動數字圖書館 醫學院校 IOS系統 Andiord系統 功能設計
1 引言
近年來伴隨著移動計算機技術的發展，特別是智能手機和平板電腦的普及，移動數字圖書館也隨之孕育而生。目前關于移動數字圖書館的定義以及它在數字圖書館發展中的地位，多被歸納為移動計算機技術在數字化圖書館建設中的功能衍生。但就當前計算機技術發展現狀而言，微軟極其傳統PC端操作系統業務的衰落， IOS、Andiord兩大移動計算機操作系統及移動數字終端的迅速發展，可以看出移動計算機已經成為數字技術發展的新平臺。姑且我們可以把基于PC端的數字圖書館技術定義為傳統數字圖書館。而移動數字圖書館較確切的定義應是：依托成熟的無線移動網絡，國際互聯網以及多媒體技術，使人們不受時間、地點和空間的限制，通過使用各種移動設備來方便靈活地進行圖書館信息查詢、瀏覽與獲取的一種圖書館信息服務技術。
移動數字圖書館技術在國內最早于2005年被提出，發展之初多關注于研究移動數字圖書館的體系結構涉及的相關問題。早期研究從技術角度論證了移動數字圖書館建設的可行性。伴隨著無線網絡協議，無線通信、無線網絡構建技術的發展，移動數字圖書館的網絡接入技術成為了研究重點。較為代表性的研究成果有：基于WAP2.0協議下的移動數字設備，通過瀏覽WAP網頁實現了數字圖書館服務；通過3G移動通信網絡和wifi無線網絡實現移動數字設備與圖書館服務器的數據交換 。隨著IOS與Andiord等功能支撐性更優秀的移動終端操作系統的普及，移動數字圖書館服務的功能空間有了質變的擴展性。探討與論述由此可以帶來的新服務，是促使移動數圖發展變革的關鍵。
2 移動數字圖書館在醫學類院校中的服務功能研究
2.1 醫學院校文獻服務特點
醫學專業的學科劃分多達十余種，并且對數據的統計分析和文獻的支撐尤為依賴。但醫學院校的教學、科研工作又有別于其他普通高校。一般分為基礎醫學與臨床醫學，它們各采取集中與分散的管理模式。帶來的問題是讀者群流動性大，分布區域廣泛，所以給圖書文獻的服務供應帶來的嚴峻的考驗。
2.2 基礎醫學文獻服務特點
基礎醫學的教研工作場所相對固定，讀者群比較集中，有利于傳統數字圖書館功能的實現。但受課堂教學和實驗室研究場地的限制，PC終端體積較大，不便配備。而且醫學教學與科研無時無刻離不開眾多的實驗，實驗的順利進行往往需要大量的數據和參考文獻。相對PC，移動設備更方便讀者隨身攜帶查閱信息。擺脫PC終端的束縛，針對基礎醫學教研工作特點開發移動數字圖書館服務功能，為讀者供給一個“移動電子閱覽室”，是實現其功能的關鍵所在。
2.3 臨床醫學文獻服務特點
臨床醫學的教研工作環境相對分散，學生和教師分散在各個實習醫院中，地域跨度較大。集中了優勢文獻資源的醫學院校圖書館因此無法為臨床教學醫院提供及時高效的服務。雖然傳統數字圖書館可以通過互聯網實現了預約借還、文獻傳遞、電子資源查閱等功能。但醫院為保證醫療數字化辦公系統的網絡安全，用于臨床一線辦公和教學的PC設備都無法訪問廣域網。再加上高校因知識產權保護的需要，臨床教學工作人員和實習學生必須在圖書館或學校網絡管理部門登記辦理身份核實手續后，才能在校局域網以外使用VPN服務器接入的方式訪問本校圖書館文獻數據庫。這樣的服務模式使臨床教學科研人員必須在脫離工作環境后才能獲得所需文獻信息。如此被動、滯后的服務違背了圖書館學對于讀者服務的平等性與及時性原則。
2.4 應對措施
移動數字圖書館可以以獨立的無線網絡環境、獨立的讀者客戶端管理系統，采用無區域限制的實時在線方式，彌補傳統數字圖書館服務領域中的空白。
獨立的無線網絡環境：無線網絡信號接入方式主要有GPRS（通用無線服務技術）、3G（3rd-generation 第三代移動通信技術）、WLAN（wirdess LAN 無線局域網）。其中GPRS與3G是由通信運營商提供的實時在線無線通訊信號。WLAN可由辦公區域環境內的無線路由器提供加密無線網絡接入信號。以上獨立的無線網絡信號可以使臨床教研人員在非辦公網絡環境下通過移動數字計算機連接圖書館數據庫。不但保證了臨床醫療工作的網絡環境安全，更可以使讀者獲得實時的文獻資源服務。
獨立的讀者客戶端管理系統：讀者客戶端管理系統由移動數字計算機客戶端和服務器客戶管理系統構成。它們之間直接連接，并直接與圖書館服務器進行數據交換和系統管理。系統可以通過在線登記方式采集并建立用戶信息數據庫，對讀者進行遠程識別與管理。當服務器的客戶管理系統核實讀者信息后，采取移動數字計算機客戶端登陸的方式，向讀者提供文獻查閱服務。
3 基于IOS與Andiord操作系統設計移動數字圖書館服務功能
3.1 WAP形式的移動數圖
目前移動數字圖書館技術的運用主要是OPACE系統的WAP網頁形式。OPACE系統是傳統數字圖書館服務的代表，用WAP網頁來實現移動數字的OPACE功能雖然可以直接把現有PC端數字圖書館的功能移植到移動計算機上，但也只是完成了一個硬件平臺的轉換。簡單點講就是WAP網頁形式的OPACE系統能夠實現的依舊是傳統數字圖書館的功能，只是把它從電腦搬到了移動計算機上。正因如此，移動數字圖書館一直被業內人士認為只是數字圖書館的一種衍生品。但要真正運用移動數字科技給人們帶來的革命性技術提升，必須依靠可以整合移動技術各種功能的客戶端軟件系統來實現。而支持軟件運行不僅需要性能良好的硬件終端，更需要穩定高效的操作系統。
3.2 IOS與Andiord系統
IOS和Andiord是目前移動數字終端，特別是智能手機普遍使用的操作系統。IOS是由蘋果公司開發的手持設備操作系統， 它也是以Darwin為內核，系統結構分為以下四個層次：核心操作系統（the Core OS layer），核心服務層（the Core Services layer），媒體層（the Media layer），Cocoa 觸摸框架層（the Cocoa Touch layer）。支持WAP、PC Free無線傳輸、mali、iMessage、云處理等技術；Android由Google公司開發，以Linux為基礎的開放源代碼操作系統。支持WAP、PC Free無線傳輸、mali、iMessage、多媒體等技術。并且開放而免費的源代碼模式為后期開發提供便利。
3.3 功能實現
IOS和Andiord操作系統都有著優秀的系統穩定性和良好的第三方軟件兼容性。支持移動數字圖書館系統功能構建所需要的wifi、RSS、WAP2.0、mali、PC Free無線傳輸、多維碼識別、云計算、GPS定位等技術。移動數字圖書館功能設計的主要是整合利用各項移動數字技術，實現以下4種文獻服務模式：
（1）無線文獻傳遞。通過無線網絡，讀者可以在任何時間、地點完成文獻檢索和數據庫訪問。
（2）個人文獻資料同步管理。利用移動數字技術中的PC Free無線傳輸、云存儲功能，可以把某一讀者在PC端和移動終端上查閱過的文獻資源同步管理。讀者只需通過移動計算機就能得到自己在各處查閱過的所有資料。并可對自己的文獻進行分類管理和云存儲。
（3）文獻信息推送。利用服務器客戶管理系統對每個讀者的信息進行建庫管理，抽取讀者相關信息資料，分析每個讀者的研究內容和閱讀習慣。對以上信息源進行云計算處理，統計出每個讀者可能需要的文獻學科類型。再通過RSS（信息推送）技術把各個研究領域的最新動向或研究成果的發送給相應讀者。
（4）定位查閱。利用GPS定位、多維碼識別、PC Free無線傳輸技術，實現讀者無線借閱功能。讀者在移動數字圖書客服端進行檢索和預約后，可以通過GPS定位方式快捷的找到分布在各個閱覽室書架中的文獻資源。并可以通過PC Free無線傳輸、多維碼識別技術直接進行智能化的圖書借還工作。
5 結語
移動數字圖書館理論的形成和前期學者對移動數字圖書館服務系統架構、無線網絡通信技術的論證，為移動數字圖書館建設提供了完備的理論依據和技術保障。移動數字計算機技術的成熟發展和個人移動智能終端的普及，為移動數字圖書館的發展提供了良好的硬件環境和廣泛的讀者適用群。移動技術給人們帶來的靈活便捷也正是圖書館服務發展的迫切需求。
移動數字圖書館的核心業務就是利用無區域理念的服務模式，結合實時在線的靈活特征來打破時間對文獻傳遞的約束。通過分析醫學院校教學、科研的特點，結合移動數字技術帶來的科技變革，設計全新出的服務功能，可以在提高圖書館校內工作水平的同時，更好的為附屬醫院的臨床教學、科研工作提供文獻服務。
參考文獻
[1]黨德鵬，周立柱，邢春曉.數字圖書館的移動服務[J].計算機科學，2005，32（4）：4-5，15.
[2]江波，覃燕梅.掌上圖書館、手機圖書館與移動圖書館比較分析[J].圖書館論壇，2012，32（1）：69-71，88.
[3]茆意宏，吳政，黃水清.手機圖書館的興起與發展[J].大學圖書館學報，2008（1）：3-6，27.
[4]左聰.RSS推送技術與高校圖書館信息服務[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2011（17）：157-159.
[5]賴永波.從數字圖書館到移動數字圖書館：服務功能演進與實現途徑[J].情報雜志，2011，30（5）：165-168.
[6]王嵐霞.高校圖書館RSS應用和服務現現狀分析[J].圖書館理論與實踐，2009（11）：94-97.
[7]劉紅麗.國內移動圖書館研究現狀與趨勢[J].國家圖書館學刊，2005.92-98，112.
[8]龍朝陽，王靈. 基于3G的圖書館信息服務模式初探[J].圖書館論壇，2008，28（3）：8-11.
[9]李忠新.基于3G技術下的高校掌上數字圖書館的應用探索[J].改革與開放，2010：180-181.
[10]呂蘊紅.基于3G智能手機的移動圖書館發展探討[J].新世紀圖書館，2011（10）：66-68.
[11]豐江帆，朱冠字. 基于TD—SCDMA的移動數字圖書館研究[J].圖書館學研究，2009：28-31.
[12]陳茫.基于WAP2.0的移動數字圖書館應用研究[J].情報雜志，2010，29：213-216.
[13]李小智.基于消息中間件的服務器推送技術的應用研究[J].湖南大學碩士學位論文，2010：
[14]楊九龍，何淼. 技術人員視角下移動數字圖書館建設的調查與分析[J].圖書館論壇，2011，31（5）：59-62.
[15]向林芳.論DRM在數字圖書館中的應用——以方正Apabi為例[J].高校圖書館工作，2011，31（146）：85-87.
[16]郁長祥，馬明慧，龍旭梅，等.試論移動數字圖書館的發展[J].科技信息，2011（33）：102，136.
[17]蕭志華.試論移動數字圖書館現狀及其發展策略[J].2011，31（4）：103-105.
[18]張維蓉，賈愛霞. 手機在移動數字圖書館的應用[J].科技情報開發與經濟，2008，18（22）：3-5.
[19]張素霞.“推送”技術與圖書館信息推送服務的實現[J].現代情報，2004（11）：46-47.
[20]邱亞娜.信息抽取在圖書館信息推送服務中的應用研究[J].圖書館工作研究，2011（179）：46-47，55.
關鍵詞：文化下鄉；精神生活；評價系統；嵌入式系統；指紋；無線傳輸
0 引言
近年來，雖然廣大群眾的物質生活越來越好，可富裕起來的農民在精神生活上仍然比較匱乏。由于農民文化需求得不到滿足，一些與社會文明不和諧的現象紛紛出現在農村的文化市場[1]。為此，文化站通過組織優秀戲曲在廣大農村的巡回演出[2]，弘揚時代主旋律、反映時代文明新風尚，使大家既享受到文化生活的樂趣，又了解科技文化知識，提高新時期農民的思想道德、科學文化素養。文化下鄉[3，4]是件利民惠民的好事，為鄉親們送去更好、更精、更美的精神食糧，滿足人們日益增長的精神文化需求，提高人們的生活質量，豐富其精神世界，促進社會的和諧，其意義重大。但在真正落實時，許多鄉鎮文化站“文化下鄉”演出不受歡迎，效果不好。演員累得夠嗆，群眾還不愛看，把文藝演出變成了“文化盆景”。浪費公共文化服務資源不說，也容易讓群眾產生“完成任務走過場”的誤解。
上一級的文化站及相關機構對鄉鎮文化站“文化下鄉”演出活動是有嚴格考核要求，需考核每場“文化下鄉”演出活動的受益人數[5]。由于各種問題的存在，鄉鎮文化站為了完成考核任務，經常利用一些留守的老人、婦女和兒童簡單的完成考核任務。這從根本上沒有起到“文化下鄉”演出活動服務于老百姓、豐富老百姓精神文化的目的。如何保證“文化下鄉”演出活動專項資金的使用？如何促使鄉鎮文化站重視“文化下鄉”演出活動，辦出精彩豐富的文化節目？如何提高老百姓參與文化下鄉演出活動的積極性？這是文化下鄉演出活動急需解決的問題。因此本論文設計出一套文化服務評價系統，基于該系統能夠有效的監督鄉鎮文化站的“文化下鄉”演出活動質量。從嚴格監督和考核上去解決“文化下鄉”演出活動是“完成任務走過場”的問題。
1 文化服務評價系統設計方案
1.1 總體設計方案
文化站服務評價系統在某鄉鎮文化站提供文化服務的時候，向上級申請打開文化服務評價系統權限開始工作，該系統是為觀眾、文化站組織方、志愿者演出團隊三方進行相互評價的系統，目的是為提高鄉鎮文化站文化活動服務質量，讓鄉鎮群眾真實享受到豐富多彩的文化活動。該評價系統以簡單易用原則進行設計，具體結構如圖1所示：
1.2工作流程
文化服務評價系統工作流程，當鄉鎮文化站獲得開放評價權限后（該開放權限具有時間限制，依據文化服務演出活動的時間而定，原則上開放評價權限時間不得多余演出活動30分鐘），工作人員在Android平板電腦或者其它智能上打開該系統軟件。該系統出現開機界面，用戶選擇自己所屬于的角色，然后可以對其它另外兩個角色身份進行服務水平評價，評價后掃描評價人的指紋和面部特征，以此防止評價人重復評價和確保是有客觀存在的人進行評價（防止空額評價）；只有掃描到有效的指紋和面部特征后，評價結果才真實有效，同時評價數據會立刻上傳到上一級的文化站監督機構的服務器上，防止對評價數據的修改，保證評價結果的及時性和有效性。該評價系統嚴格的防止了鄉鎮文化站文化服務的作弊行為，從而促使鄉鎮文化站提高文化服務演出活動水平，多宣傳和號召更多的人來觀看演出，以達到文化服務的本質目的。
2 文化服務評價系統技術方案
該系統硬件和軟件兩部分構成。其中硬件部分為傳感器數據采集設備指紋識別模塊和攝像頭、數據處理設備工控機、數據傳輸設備WiFi無線傳輸模塊和后臺數據處理服務器；軟件部分有Android系統[6，7]，和文化服務評價系統APP應用程序軟件。
2.1 硬件部分
硬件部分主要是Android端[8，9]，該硬件系統結構如圖2所示，主要包含電源、ARM處理器系統、OLED觸摸顯示屏、UART串口、攝像頭、指紋識別模塊[10，11]、WiFi無線傳輸模塊[12，13]。攝像頭活動數據直接傳到ARM處理器；而指紋識別模塊數據經過特征碼處理過后，再通過UART串口將數據傳輸到ARM處理器。OLED觸摸顯示屏既是一個輸出設備也是一個輸入設備，用戶所有的操作都是經過觸摸顯示屏進行，而所有的信息也是通過觸摸顯示屏顯示。WIFI無線傳輸模塊將最終處理器系統和軟件處理好后的數據上傳到服務器平臺（也是上一屆文化站監督機構）。所有的供電有電源模塊進行供電。部分電路原理圖如圖3所示。
2.2 軟件部分
軟件部分主要由Android客戶端的評價系統應用軟件和后臺服務器處理查詢軟件兩部分構成。
（1）Android客戶端應用程序
其中Android客戶端的評價系統軟件的主要功能模塊有：授權登錄功能、角色選擇功能、觀眾評價確認功能、工作人員評價確認功能、演出人員評價確認功能和數據無線及時傳輸到上級服務器功能。功能示意圖如圖4所示。
（2）后臺服務器數據查詢模塊
后臺服務器數據查詢功能模塊主要有：數據接收存儲功能、基于時間查詢功能、基于演出地點查詢功能、基于工作人員查詢功能、查詢結果顯示功能。功能示意圖如圖5所示，查詢界面如圖6所示。
查詢結果為評價鄉鎮文化站用戶名、評價結果（評分1和評分2）、評價時間和總評價人數。評分1和評分2是對總評價人數的評價結果進行加權平均后的結果，從總體上反應此次鄉鎮文化站文化服務演出活動水平。
3 項目創新點和結論
文化站評價系統能夠實時準確的監督到文化站文化服務是否到位，利用指紋識別和人臉拍照功能保證了一人一評價，評價的真實有效性，讓鄉鎮群眾真實享受到豐富多彩的文化活動，監督文化站文化活動服務是否落實到位。實物如圖7所示。
參考文獻
[1]張思堅.信息文化下鄉對農村全面脫貧作用的幾點思考[J].山東行政學院學報，2016，（05）：66-70.
[2]吳艷.淺談“送文化下鄉”在農村群眾文化建設中的地位和作用[J].新聞研究導刊，2016，（18）：294.
[3]沙.鄉村文化傳播的內生性視角：“文化下鄉”的困境與出路[J].現代傳播（中國傳媒大學學報），2016，（06）：20-24+30.
[4]鄭迦文.文化下鄉與精神進城――民族地區農民工公共文化服務的面向及策略[J].貴州社會科學，2016，（05）：84-89.
[5]陳浩天.公共文化服務的治理悖論與價值賡續[J].華南農業大學學報（社會科學版），2014，（03）：123-129.
[6]劉海峰. 基于Android嵌入式系統的低功耗優化[D].北京交通大學，2016.
[7]王聰. 基于Android的嵌入式測控系統設計[D].東北大學，2013.
[8]李凱. Android操作系統分析與移植[D].華南理工大學，2011.
[9]王鋒. 基于Android和WiFi技術的智能家居遠程監控系統[D].杭州電子科技大學，2015
[10]徐明，王云山. 基于指紋模塊SM-2B的指紋鎖的設計[J]. 機械設計與制造，2005，（06）：129-130.
[11]黃林波. 基于ARM的指紋識別模塊的研究與開發[D].哈爾濱理工大學，2005.
關鍵詞:WiMAX;IEEE 802.16;視頻監控;無線接入技術
中圖分類號:TN915文獻標識碼:A
文章編號:1004-373X(2009)19-017-03
Video Supervision System of People′s Armed Police Based on WiMAX Technique
ZHOU Rongrong
(Fire Department of Shaanxi Province,Xi′an,710018,China)
Abstract:Broadband wireless access technology WiMAX has such features as high transmission rate,long transmission distance and wide cover.The advantage and architecture of WiMAX are described,the design scheme of video supervision system based on WiMAX technique is introduced combined with the requirements of the People′s Armed Police.Then,functional component and working principle are discussed.Finally the important factors that affected engineering construction are analyzed.The scheme not only can be used in People′s Armed Police,but can be used in other place.
Keywords:WiMAX;IEEE 802.16;video supervision;wireless access technology
0 引 言
視頻監控系統已廣泛用于武警部隊,有力提升了武警部隊的執勤備戰能力。但武警部隊駐扎范圍廣,如水壩、重要倉庫、礦產資源基地、橋梁、隧道等,監控點分散且與監控中心距離較遠,利用傳統有線網絡的視頻監控往往成本高且難以實現,其次實時視頻監控的需求越來越多,對同一套系統的覆蓋面和實施距離也提出了更高的要求。在這些情況下,基于多種無線傳輸手段的移動視頻監控體現出了不可替代的優勢。無線局域網和無線寬帶接入技術,可以將多個監控點和遠端控制中心連接起來,可以在最短的時間內快速建立起無線監控網絡。
目前常用的無線接入技術包括Wi-Fi、微波以及WiMAX等。與其他技術相比,WiMAX具有傳輸距離遠、接入速率高、帶寬高等優點,可以保證視頻流的傳輸質量,同時使監控系統在接入層的部署更為快速、簡便[1]。本文結合武警部隊特點,提出了一種基于WiMAX無線寬帶接入技術的監控系統設計方案,也適用于其他應急狀態下組建監控網絡,并給出了系統建設中注意事項。
1 WiMAX技術特點和優勢
WiMAX是一項新型的無線通信技術,全名為微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),是基于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網(Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network,BWAMAN),能提供面向互聯網的高速連接。WiMAX技術具有較高的數據傳輸速率,最高可達到75 Mb/s;傳輸距離遠,最大傳輸半徑50 km,其網絡覆蓋面積是3G基站的10倍[2,3]。
1.1 WiMAX系統組成
WiMAX網絡體系結構如圖1所示[4],其由核心網絡、基站、用戶基站、接力站、用戶終端設備及網管組成。通常的WiMAX系統包括一個基站和多個用戶基站,也可以根據需要設置若干個接力站,形成單點對多點或多點對多點的體系結構。
核心網絡:WiMAX連接的核心網絡通常為傳統交換網或因特網。WiMAX提供核心網絡與基站間的連接接口。
基站:提供用戶基站與核心網絡間的連接,通常采用扇形天線或全向天線,可提供靈活的子信道部署與配置功能,并根據用戶群體狀況不斷升級擴展網絡。
用戶基站:屬于基站的一種,提供基站與用戶終端設備間的中繼連接,通常采用固定天線,并被安裝在屋頂上。基站與用戶基站間采用動態適應性信號調制模式。
接力站:通常用于提高基站的覆蓋能力,即充當一個基站和若干個用戶基站(或用戶終端設備)間信息的中繼站。
用戶終端設備:完成具體的應用功能,例如視頻監控。
網管系統:用于監視和控制網內所有的基站和用戶基站,提供查詢、狀態監控、軟件下載、系統參數配置等功能。
圖1 WiMAX網絡體系結構
1.2 WiMAX技術用于的武警部隊無線視頻監控系統的優勢
武警部隊所使用的視頻監控系統,一般數百米內設一個監控點,具有覆蓋范圍廣,覆蓋點多、質量要求高等特點。而目前無線監控系統多使用基于Wi-Fi的IP無線監控技術,其采用IEEE 802.11作為無線傳輸標準,傳輸距離僅幾百米[5],其數據傳輸率較低,QoS機制不夠完整,這都限制其在武警部隊中的應用。
WiMAX的覆蓋能力完全滿足視頻監控點的分布特點,在一個WiMAX基站覆蓋范圍內可存在多個連續設置的監控點。同時,WiMAX具有非視距傳輸的特性,可以滿足復雜環境中的傳輸要求。WiMAX還可以作為有線網絡接入(Cable、DSL)的無線擴展[5],方便地實現邊遠地區的網絡連接。
WiMAX采用面向連接方式,定義了完整的QoS機制。其MAC層支持4種業務[6]:非請求的寬帶分配業務、實時輪詢業務、非實時輪詢業務、盡力傳輸業務,向用戶提供具有QoS性能的數據、視頻和語音服務,能夠滿足視頻監控所需的QoS要求。
采用802.16d標準工作在頻分雙工模式(即FDD模式)上的WiMAX,占用一對3.5 MHz頻點,一個扇區可提供的上、下行總帶寬超過15 Mb/s;每個WiMAX客戶端(即WiMAX CPE――Client Produce Equipment,用戶端設備產品)可提供最大10 Mb/s的吞吐量,能夠滿足各種帶寬需求的監控要求[7];按照每個監控點1 Mb/s帶寬需求,單個WiMAX基站可支持10個左右的監控點視頻傳輸需求。
2 基于WiMAX技術的武警部隊無線監控系統
本系統由前端視頻采集、網絡傳輸以及視頻信息管理三個子系統組成。前端視頻采集子系統主要用于信息監控。網絡傳輸子系統以無線和有線方式完成監控中心和前端視頻采集的數據交換。視頻信息管理子系統主要完成視頻信息的存儲、轉換、加密等。系統的整體結構如圖2所示。
圖2 系統整體結構圖
2.1 前端視頻采集子系統
前端視頻采集子系統位于監控點,主要進行監控數據的采集,包括無線攝像機、云臺、解碼器等設備。前端系統的傳輸接入必須采用數字接入方式,在前端就將圖像轉化成數字信號再傳遞到監控中心,以減少傳輸帶寬[8]。
該系統選用的無線攝像機是一種集視頻壓縮技術、網絡技術、嵌入式等多種先進技術于一體的數字攝像設備。集成了鏡頭、光學過濾器、影像感應器、視頻壓縮卡、無線網卡等設備,能夠實現視頻采集、視頻壓縮以及無線網絡傳輸等諸多功能,這樣無需計算機的協助便可獨立完成監控點的工作。無線攝像機有自己獨立的IP 地址,這樣監控中心以及城域網上的用戶使用標準的瀏覽器就可以根據IP 地址對網絡攝像機進行訪問、觀看實時圖像和監測數據;授權用戶可以通過網管系統遠程控制攝像機和云臺鏡頭的動作或對系統進行配置,從而可以對目標進行全方位的監控。
云臺是安裝和支撐攝像頭的設備,分為兩種固定云臺和電動云臺。固定云臺適用于監視范圍不大的情況,在固定云臺上安裝好攝像機后可調整攝像機的水平和俯仰的角度,達到最好的工作姿態后,只要鎖定調整狀態就可以了。電動云臺適用于對大范圍進行掃描監視,它可以擴大攝像機的監視范圍,通過接收來自控制器的信號精確地運行定位。
由于不同廠家的云臺和控制設備所使用的協議都各不相同,解碼器主要用于中轉控制端發出的數字信號。
2.2 網絡傳輸子系統
網絡傳輸子系統由WiMAX CPE、無線基站和IP承載網組成。WiMAX CPE作為WiMAX網絡的無線客戶終端,布設于監控點,使用小波束角定向天線,完成與基站的數據相互交換。無線基站主要接入多個WiMAX CPE設備,同時完成與IP承載網的數據交換。單WiMAX扇區站下可支持多CPE,每個CPE負責接入一個或多個視頻監控前端,CPE的射頻模塊將信號變頻到適宜的頻率經天線發送到WiMAX基站[9],實現對多個監控點視頻信號的匯聚。
2.3 視頻信息管理子系統
視頻信息管理子系統設在監控中心,主要由視頻存儲服務器和監控管理服務器組成,完成視頻信息的存儲、管理、查詢、系統配置和實時監控等任務。監控管理服務器為整個視頻監控系統提供業務邏輯控制,完成監控中心的視頻圖像切換或分發,對WiMAX CPE進行參數配置、實時查看指定點監控信息,是視頻監控的核心業務實現平臺。數據庫服務器完成視頻監控信息的存儲、管理與備份,并為局域網的其他服務器和授權用戶提供歷史數據瀏覽、檢索等服務。
當視頻信息傳送到監控中心后,監控管理服務器首先對視頻信息進行分析,判斷是否是授權用戶所需要實時瀏覽的監控信息,如果是則將其轉發至指定用戶,例如電視墻或者網內其他用戶,同時將視頻信息傳送至視頻存儲服務器進行歸檔管理。同時,監控管理服務器接收管理人員的管理指令,并將指令發送至指定的CPE設備,進行監控點參數配置等工作,如圖3所示。
圖3 視頻信息管理子系統
3 系統建設的注意事項
系統在建設和使用過程中還需要注意以下四點,確保系統的順利應用。
基站選址 應根據業務分布實際情況,選擇業務密集區中心的制高點(某鐵塔上或山頂)作為中心基站的站址,盡量提高無線鏈路的可靠性,避免因地形及遮擋物等不良因素,保證視頻信息傳輸質量[10]。
無線系統抗干擾能力 地面無線接入系統往往受到來自于其他扇區的鄰頻或同頻干擾。要想有效克服干擾的影響,首先在施工中盡可能選用具有抗干擾技術設計的設備,其次必須合理網絡規劃,選擇基站位置和用戶端天線位置、方向等,以確保系統內各用戶終端間的相互干擾降低到最低限度。在工程中選用具有BIT/SK,QPSK,16QAM,64QAM等多種調制方式自適應切換技術的系統[7],可充分保證系統大容量數據傳輸支持能力和無線鏈路的可靠性。
頻率規劃和負載均衡[11,12] 系統規劃之初要在已有頻率的基礎上,充分考慮天線配置的靈活性和熱點分布特點,在滿足覆蓋和容量的前提下高效的使用頻率。系統開通后,仍需對各基站各扇區的流量進行長期跟蹤觀測,實時調整修正與實際容量不相適應的扇區。如一扇區按照10 Mb/s的容量進行設計,經觀測發現,該扇區的需求量明顯小于10 Mb/s,則從該扇區將多余的載波到移到其他流量需求大的扇區使用,以提高整系統的頻率利用率,保持負載均衡。
視頻圖像壓縮技術 視頻圖像信息量龐大,而無線信道帶寬相對有限,正確選擇壓縮標準能夠保證視頻信息流暢地傳輸。建議選用H.264技術,比H.263節約50%左右的傳出碼流,可以大大減小傳輸的數據,很好地解決圖像信息和帶寬之間的突出矛盾。
4 結 語
本文提出了基于WiMAX無線寬帶接入技術的視頻監控系統,具有監控范圍廣、安裝方便、靈活性強等優點,適合于武警部隊進行大規模臨時場所,需要快速構建監控系統或邊緣地區不易進行有線接入的地方應用,對提高武警部隊戰斗力有著實際的意義。隨著WiMAX技術的日趨成熟,它的應用將在實時監控系統中發揮重要的作用。
參考文獻
[1]劉波.WiMAX技術與應用詳解[M].北京:人民郵電出版社,2007.
[2]曹鳳泉.WiMAX技術標準及其應用前景[J].山東通信技術,2006(4):23-25.
[3]郝詩忠.WiMAX通信技術展望[J].數字通信世界,2006(11):54-56.
[4]王茜.無線城域網WiMAX技術及其應用[J].電信科學,2004(8):27-30.
[5]楊偉超,武林俊.WiMAX與Wi-Fi的技術比較與前景分析[J].計算機與網絡,2007(6):41-42.
[6]尹明.WiMAX技術在無線IP視頻監控中的應用[J].電視技術,2007(8):94-96.
[7]何恩烽.WiMAX技術在視頻監控系統中的應用[J].通信世界,2008(21):60.
[8]李強.融入無線寬帶接入技術的監控系統設計[J].科技信息,2007(30):365-367.
[9]章堅武,劉鳳忠.基于WiMAX技術的實時視頻監控技術[J].電視技術,2008(3):91-92.
[10]曹秦峰,朱優久.移動通信網無線基站選址討論[A].中國通信學會無線及移動通信委員會學術年會論文集[C].2002:486-492.
