应急通信网络设计与关键技术,本文是关于网络设计相关本科论文开题报告范文和网络设计和关键技术研究和通信方面毕业论文模板范文.
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［摘 要］本文首先简要分析了应急通信网络的基本特点与要求,指出了应急通信网络的体系结构；然后以怎样切实构建高度安全、可靠、实用的应急通信网络为着眼点,从WiMAX技术、无线自组网技术两方面,探讨了组建应急通信网络的关键技术,以期为此领域应用研究提供参考.
［关键词］应急通信网络；无线传感网络；服务；质量；AdHoc网络
doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2018.06.025
［中图分类号］TN929.5［文献标识码］A［文章编号］1673-0194（2018）06-00-02
应急通信网（ECN）实为一种为有效应对突发性公共事件、灾害等,而快速构建的一种具有临时性、有效性的通信网络.此网络可以提供应对突发事件需要的通信服务,能够为特定用户、灾组织等,提供准确、丰富,具有实时性的数据与信息服务,因而能够最大程度、最大限度降低灾难、事件所造成的损失.ECN能为整个网络的运行安全,提供切实性、高效化保障.本文就应急通信网络的设计思路及关键技术作一探讨.
1应急通信网络的基本特点
1.1快速部署
在网络规划与部署过程中须做到快捷与简单,而对于相关通信设备与网络而言,则需要以更快效率、更高速度运至目标区域,尽可能不依赖复杂的配置过程与专业人员,另外,设备容错性应高.
1.2可扩展性与健壮性
如果变化过于频繁,或者处在一种快速部署的基本网络环境中,均会对网络功能形成强烈冲击,使之承受更多挑战.所以,在选购与之配套的基础设施时,需做到满足实需.针对外界所出现的变化情况,能够比较快速地给予调整与适应,以此来为客户提供更加优质、全面的服务.
1.3可移植性与便捷性
由于网络部署速度较快,其要求网络设备要便于实际操作,并非一味地注重专用设备的运用,而是要大胆且积极地推动各种品质良好的商用产品的使用.
1.4成本
在部署与维护网络时,需投入一定的成本,所以,一些商用且比较成熟的技术与产品得到了广泛应用.另外,对于应急通信网络而言,针对用户所存在的高速移动性,需要对此给予切实的支持,对于外界环境中的异质网络,实现其互联,并提供高品质、可靠且稳定的信息传输服务.
2应急通信网络的基本架构与设计
近年来,应急通信系统的全面化、深层次构建,已经成为当今世界普遍关注、高度重视的热点.对于应急通信网络来讲,其须具备如下特点：①能够对今后可能发生的灾害加以预测与防范,实时监测特定区域,开展数据分析,能够支持异质网络的互连；②快速恢复通信,对灾后重建加以辅助；③切实、有针对性地实施应急行动,能够对各种救援力量进行合理性协调.比较常见、通用的应急通信网络架构（如图1所示）,主要包含3个层次,即实现信息关联与收集的中间件层、分布式计算层及通信基础设施层.在3层架构当中,通信基础设施层利用通信网络（临时性的或现有的）,为各种通信业务提供支持,包含用作受灾区域监视的传感器网络、临时部署的AdHoc网络及现有的蜂窝通信网络.而中间件层负责通信基础设施层当中的各种信息的收集与关联.
图1应急通信网络体系结构图
通信基础设施层准允受灾范围内用户,通过各种终端与移动设备,对各种服务与异质网络进行访问.因此,需采取一种有效、实用且简单的方式,将通信与处理设备部署在受灾区；可以集成于现有通信网络,以便能够提供更为实用、高效的服务平台,更好地满足实际通信服务.另外,对于通信基础设施层来讲,可选用一种比较传统的异质网络互联结构,其主要包含无线传感网络（WSN）、临时部署的移动AdHoc网络以及既有蜂窝网络.当前已经完成部署工作的通信设施主要由3部分组成,即量野外节点（FN）、多个超级节点（SN）及一个中心控制单元（CCU）,如果处于极端环境中,还需要利用无人机或者卫星来提供紧急情况下的应急通信服务.CCU在通信与计算能力方面比较强,在维护与管理方面,要想使其变得更加可靠、安全,通常情况下,可选用固定式.但对于一些比较特殊的情况下,其能够根据实际需要进行移动,而且还可以与外部网相连接,能够根据运转实况及当前需要,不间断地收集各种所需信息,然后将所得到的信息实时传输给节点.SN除了可以固定之外,还能移动,不仅通信能力强,计算能力也比较强,在供电方面,其能够提供可靠保障.当处于CCU控制情况下,SN可以实现实时互连,并且还能组建系统的骨干网,为那些处理临近状态的FN,实时提供各项服务.
3应急通信网络的关键技术
3.1无线自组网技术
无线自组网实际上是一种围绕计算机网络与无线通信,经过不断发展、更新与完善而最终形成的创新产物,其有着诸多突出特点,如AdHoc网络、无线传感网及无线网状网等均为无线组织网的基础框架内.AdHoc网络,从本质上来讲,其就是一种相比其他网络形式,具有一定特殊性的移动通信网络,在不需要进行相关基础设施预设的前提下,便可以快速组网.无线自组网的基本特点是高毁性、自愈合、自组织等,尤其是那些具有临时性或突发性的应急通信场合,其比较适合.随着此方面研究的日渐深入,AdHoc网络的应用变得越发广泛,除了已经应用在民用领域之外,还逐渐应用于商业领域.另外,在研究内容方面,其更加宽泛,囊括诸多内容,比如网络体系结构、信息安全传输及QoS支持等.
另外,以AdHoc网络技术为支撑,已经有多种形式或类型的无线自组网技术出现,如无线网状网（WMN）与WSN.WSN不仅融合了AdHoc技术,还大范围融合了分布式信息处理、传感器技术等先进技术.通过这些先进技术的应用,其除了可以有效完成诸如传感信息的收集等工作之外,还能根据实际需要,对其进行实时处理.除此之外,其能够对特定目标区域进行有效监控,将所得到监控信息,实时传送至相关用户,以此来为行动决策提供更加全面、准确的辅助.在WSN中,在其内部,设置有多个传感节点,这些节点可以实现协作运行,还能依据实际需要及网络规模,选择满足当前实况的路由协议,实现传输任务、信息监测等工作的快速、高效完成.
3.2WiMAX技术
在当前已建成的完善通信基础设施的驱动下,已经出现了基于WiMAX技术的无线网络技术,这些技术不仅高效,而且还充分运用了宽带应急通信技术,因而有着高效化的实用价值.之所以会选用此技术,最终目的即为更好地、更加全面地满足当前应急通信网络业务组网方面的实际需要.WiMAX,从本质上来讲,其是一种良好的宽带无线通信技术,其技术为IP技术,因而可以提供与实际相符、能更好地满足现实需要的通信覆盖（5~6km）,还能提供比较高的数据速率.另外,WiMAX通信设备便于部署,而且能根据应用的不同,提供相应QoS保证.
为了实现在各应急环境下均有可靠通信支持,需要不断优化WiMAX网络,以此来提供高速、可移动性的OFDMA机制.从物理层角度来分析,其在OFDMA机制的相关作用与影响下,可实现系统容量的最大化提升,但是,由于其具有移动性特点,其会对多普勒频移效应产生不良影响.另外,在接收器与发送器间所存在的载波频移（CFO）,会使子载波间正交性降低,而且还会被引入载波间干扰.因此,需采取有效措施,提升精度,将移动性所造成的影响降至最低,且应用反馈与补偿的方法,对CFO引入所造成的多址干扰（MAI）予以克服.为确保整个的通信的安全性,可以选用融合有前向纠错（FEC）与综合自动重传请求（ARQ）技术的混合自动重传请求（HARQ）技术.此外,通过空间多路复用（MIMO）技术的高效化应用,能够较大程度提升链路吞吐量,还能促进网络覆盖范围的扩展.
4结语
本文依据应急通信的基本特点,探讨了一种围绕应急通信运作的基本网络架构,另外,还分别从WiMax宽带无线技术、无线自组网技术两方面,探讨了应急通信网络的关键技术.应急通信网络需切实运用时下先进的无线网络设备与商业技术,通过将之集成,来构建一个方便管理与携带的安全、可靠的应急网络.
主要参考文献
［1］王海涛,李建州,邹珊,等.应急通信中WSN服务增强关键技术研究进展［J］.桂林电子科技大学学报,2013(6).
［2］张静,汤红波,童珉,等.基于动态频谱接入的应急移动通信系统［J］.电信科学,2008(12).
［3］潘青亮,林柳梦,肖攀.系统应急通信中混合网络体制的设计［J］.信息通信,2016(5).
该文汇总:上述文章是一篇关于网络设计和关键技术研究和通信方面的网络设计论文题目、论文提纲、网络设计论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
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