无线移动自组织网络中用户接入管理方案的设计与实现

无线移动自组织网络中用户接入管理方案的设计与实现

王琰[1]2004年在《无线移动自组织网络中用户接入管理方案的设计与实现》文中认为通信的最终目的是使任何人在任何地点、任何时间都能与任何人进行任何方式的通信,但是在传统网络中,其绝大多数网络设备被网络连线所禁锢,无法实现可移动的网络通信,因此无线网络应运而生。我们结合无线移动通信网络、IP网络、Ad Hoc网络叁者的优势设计了无线移动自组织网络,网络由移动路由器(Wireless Router)和移动主机(Wireless Host)组成,可以在没有预先布设的基础设施的条件下方便地迅速组网。由于无线自组织网络中的通信节点都是可移动的,所以对该网络中用户接入管理不同于传统网络。只有该网络允许接入的特定用户才能接入网络使用网络提供的通信服务,而且虽然网络中的WR和WH位置会改变,已接入网络的WH通信的连续性却必须保证。这是无线移动自组织网络用户接入管理的关键。为了研究问题的方便,本文中把无线移动自组织互联网络划分为多个管理域,每个管理域都是一个单独的IP子网,管理域之间可以直接互联,也可以通过其他网络如有线网络来实现互联。这样网络的用户接入管理就分为域内用户接入管理和域间用户接入管理。本文中只研究了域内用户接入管理。如何在此基础上发展域间管理,这是未来需要继续研究的问题。本论文首先介绍无线移动自组织网络,然后针对无线移动自组织网络的特性分析了用户接入管理涉及的关键技术,并阐述了用户接入管理设计方案。论文的第叁章简单介绍了目前常用的实现用户接入管理的RADIUS协议,这个协议也是本系统用户接入管理技术的基础。在第四章中首先分析了WH和WR之间在用户接入管理之间的通信细节,然后又讨论了在WR和用户接入管理服务器RADIUS Server之间如何基于RADIUS协议通信、如何扩展RADIUS协议以适应无线移动自组织网络的特点。第五章给出了在WR上实现RADIUS客户端软件的方案。第六章分析了在freeradius server的基础上如何设计扩展RAIUS服务器。最后,介绍了在实际环境中的实验结果,并由此引发了对安全性的一些思考。

江明涛[2]2003年在《无线自组织网络基于WEB认证及配置模块的设计与实现》文中研究表明无线自组织网络又称无线移动自组织互联网,作为一种新型的无线移动网络,不像传统的网络,它不依赖于任何固定设施,而是通过移动节点间的相互协作保持网络互联,它结合了自组织网络的组网和移动蜂窝通信系统中移动用户管理的特点。这种结构的网络既具有自组织网络的组网灵活而方便的特点,同时也使得移动用户的接入变得更容易。然而随着移动用户的方便接入,对于使用网络资源的用户的身份合法性验证也就成了无线自组织网络研究中的一个关键问题。本文首先介绍了无线自组织网络的基本概念,然后从整体的角度介绍了目前我们所设计的无线移动自组织网络系统的体系结构,接下来对该网络中用户的认证和管理员对于网络及其网络设备管理过程中所涉及到的问题进行了分析和讨论,提出了解决的方法,形成了设计方案。在此设计方案的基础之上,详细的介绍了基于Web的用户认证和管理员配置的实现过程。与此同时,就我们所讨论的无线自组织互联网系统中可能出现的认证流程和配置情况,搭建了实际的环境。对所设计的程序进行了测试,给出了测试结果。最后,对我所做的工作做了一个总结,并提出了下一步需要改进的工作。

陆琳玉[3]2003年在《无线移动自组织网络移动路由的设计与仿真》文中研究表明随着无线通信技术的迅速发展和便携式计算机的普及,移动式计算变得越来越普遍,多种无线接入和组网方式也应运而生。目前较普遍的无线组网方式(典型的如无线局域网)基本上是一种单跳网络,无路由功能,只适合于家庭、小型区域范围等场合。本文所介绍的无线移动自组织网络则打破这种限制,它具有多跳的网络拓扑结构,不依赖于预先存在的固定网络,网络中的节点能够在其它节点照常进行通信的情况下动态加入和离开网络。由于无线移动自组织网络组网方式灵活,不论在军事上还是在商业上都有着非常广阔的应用前景。结合蜂窝式无线移动通信系统和Ad Hoc网络的特点,本文设计了具有两级网络结构的无线移动自组织网络系统,使用专门的无线设备——“无线路由器”构成具有用户无线接入、无线组网和路由功能的无线互连网络,为移动用户提供无线接入、路由和中继服务。根据上述思想,本文介绍了无线移动自组织网络中“无线路由器”的路由设计方案,包括采用集中方式进行用户寻径的移动路由技术和用于维护网络拓扑的网络路由协议的设计,对网络路由算法进行了仿真模型的建立,并验证其有效性。本文的研究为今后无线移动自组织网络实验系统路由方案的实现提供了依据,同时仿真模型的建立为今后网络路由算法乃至整个实验系统性能的评估打下了基础。

裴治兵[4]2011年在《Linux系统下移动自组织网络与Internet网络融合研究》文中认为未来的网络发展中,异构网络融合是必然趋势。多网融合技术能给用户提供差异化的服务,简化网络管理,降低网络成本,且便于网络资源的共享。移动自组织网络组网方式灵活,成本低,具有完全自主的运行方式,将移动自组织网络技术与现有网络或者下一代的异构网络进行融合,能为用户提供更加灵活、便捷的服务,融合的关键技术成为当前的研究热点。本文研究分析了移动自组织网络与Internet网络融合中存在的难点。在linux操作系统下实现了基于NAT的网络融合方案,构建了移动自组织网络与Internet融合的实验平台,并在实验平台上实现了移动节点多跳接入Internet网络。本文还在实验平台上对网络性能进行了测试,主要是分析网络环境对接入路径带宽的影响。最后,本文提出了一种基于带宽需求和负载均衡的网关选择算法,该算法使移动节点能在发现多个满足带宽需求的网关情况下选择最小负载网关进行Internet的接入。理论分析仿真结果表明该网关选择方法具有较大的优势。

张奇勋[5]2011年在《认知无线网络中导频信道设计和自组织关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着工作、学习和生活节奏的日益加快,人们对能够提供丰富应用体验、无处不在的高性能无线通信网络的需求与日俱增。在不同地区和国家已经形成了多种无线接入技术共存的局面,使得无线网络发展趋于异构化,也使得异构网络之间的资源管控变得更加复杂,同时也对异构网络之间的互融与互通提出了新的挑战。无线电频谱资源的紧缺性同业务需求不断增长之间的矛盾也日趋激烈,如何提高频谱资源的利用效率已成为亟待解决的重要问题之一。此外,无线网络的异构化和复杂化也对传统以人工为主的网络规划、设计、管理和维护提出了新的挑战,如何增强无线网络设计、管理与维护的自主化,从而降低网络管控的复杂度并减少网络运营维护的成本,实现网络的自动配置、自动优化、自主管理和自动维护,己成为工程实践中关注的热点问题。面对无线网络异构融合的新趋势、业务宽带化和多样化的新需求、频谱利用效率和网络容量进一步提升的新目标,已有的静态频谱管理方式和传统以人工为主的网络规划与优化手段无法满足无线网络环境复杂多变和无线业务需求不断增长的新趋势。所以,未来无线网络发展所面临的挑战可归结为:支持异构网络融合的信息有效互通新方法挑战、降低网络资源管控复杂度新技术挑战、提升网络频谱利用效率和网络容量新技术挑战等。针对未来无线网络发展所面临的新需求和新挑战,具有无线网络认知性、异构网络适变性和网络管控自主性的认知无线网络技术应运而生。认知无线网络能够通过对网络环境的认知,进行智能的决策,通过参数、协议和网络模式的重构实现对无线网络环境变化的自主适变,并通过自主学习实现网络自主适变的智能化。同时,认知无线网络技术还可以有效支持异构网络融合、降低异构网络资源管控的复杂度,达到频谱利用效率提升、网络容量提高和网络覆盖优化等目标。因此,本文重点针对未来无线网络面临的异构网络信息互通不畅、资源管控复杂化、频谱利用效率低下和网络容量有待提高等问题与挑战展开深入研究,提出基于认知导频信道技术进行异构网络信息准确、高效传输方案,并基于此进行自组织网络技术方案的优化设计,以实现降低网络管控复杂度、提高频谱利用效率、提高网络容量、优化网络覆盖的目标。已在相关领域取得理论和技术创新成果。归纳来说,本文研究的内容主要包括以下四个部分:第一部分,首先阐述未来无线网络发展趋势和面临的两大挑战:无线网络异构化和资源管控复杂化。其次,通过对认知无线网络技术的起源和关键技术的分析,提出采用认知导频信道技术可以有效异构网络之间信息互通的问题,并提出采用自组织网络技术可以有效降低异构网络资源管控的复杂度、提升网络性能。最后,通过认知无线网络中认知导频信道技术和自组织网络技术研究现状的全面分析,明确本文的研究重点在于认知导频信道的优化设计、并基于此进行认知无线网络中自组织方案设计,两方面研究内容相互关联、层层递进。第二部分,针对异构网络信息有效互通的挑战,本文提出了支持异构网络信息准确和有效传输的认知导频信道理论及关键技术,包括两个创新点。第一,首先,基于已有认知导频信道技术中带外和带内两种部署方式的优点和不足进行比较分析。其次,明确影响异构网络信息准确传输的两大关键因素:终端定位偏移误差因素和栅格划分尺寸因素。针对终端定位偏移误差下的信息错误概率和信息丢失率进行理论建模并通过数学推导获得闭式解。然后,分析栅格划分尺寸大小对异构网络信息准确传输的影响,提出基于层次分析法和灰度关联分析理论的认知导频信道最优栅格划分准则和方案,实现基于认知导频信道的异构网络信息准确传输的目标,填补了本领域理论研究的空白。第二,首先,分析认知导频信道广播和点播两种典型发送方式的优点和不足,明确影响认知导频信道发送效率的关键因素。其次,针对邻近栅格中网络信息存在冗余的问题,提出差异量化的栅格信息编码理论,以提高异构网络信息的编码效率。然后,通过设计基于相同性质栅格信息的群组化改进广播方案,进一步提升异构网络信息发送的效率。总之,第二部分通过基于栅格最优划分准则、栅格信息差异量化编码、同性质栅格群组化发送等认知导频信道改进方案的设计,实现了异构网络信息准确、高效的传输,并为认知无线网络资源管控和有效利用的决策与执行提供了必要的信息有效传输技术手段。第叁部分,针对异构网络资源管控复杂化挑战、频谱利用效率和网络容量提升的新需求,本文重点针对具有容量提升、覆盖优化、自主管控特性的新型家庭基站网络技术和认知协作中继网络技术展开深入研究,分别提出具有自组织功能的家庭基站网络频率自部署、覆盖自优化理论与技术、认知协作中继网络容量自优化理论与技术,包括叁个创新点。第一,首先,运用理论分析和数学推导相结合的方法重点研究不同频率部署方式(异频、同频和混频)对家庭基站与宏蜂窝网络共存下层迭网络的下行容量的影响因素,并通过数学建模进行量化表征。其次,研究基于地理位置信息的宏蜂窝基站频谱占用信息的主动认知方法,并设计基于认知导频信道的层迭网络信息有效传输方案,实现层迭网络内频谱占用信息的有效互通。然后,研究基于最优地理区域划分的家庭基站频率自部署理论及技术,降低层迭网络的干扰,从而提高层迭网络下行容量的目标。第二,首先,依据理论模型的定量分析结果,明确采用静态和动态功率分配两种方案对家庭基站覆盖优化的影响。其次,针对叁种典型家庭基站室内部署场景(中心、角落和内墙中点位置),通过数学建模与推导获得在室内空洞和室外干扰之和最小化目标下家庭基站最优覆盖半径的闭式解。然后,采用认知导频信道技术进行层迭网络地理位置信息的有效传输,使得家庭基站获得室内位置信息、与宏蜂窝基站相对距离等关键参量值。最后,依据家庭基站部署位置信息,并结合多覆盖天线类型的选取、动态功率分配策略,通过采用人工神经网络对家庭基站典型场景覆盖自优化方案的训练和学习,获得普遍适用于家庭基站随机部署场景的覆盖自优化方案模型,实现家庭基站网络覆盖优化的自主化目标。第叁,首先,针对认知协作中继网络叁种典型场景运用图论理论进行网络容量模型的构建与定量表示。其次,针对两跳协作中继网络中不同链路可用频谱资源和可达容量存在的差异性,以中继链路传输容量最大化为目标设计动态时隙分配比例方案,并从理论上证明所提动态时隙方案相对固定时隙方案在容量提升方面的突出效果。然后,依据对网络空闲频谱信息认知的结果,基于最优化理论和图论理论,设计中继节点选择、信道分配和动态时隙比例划分的认知协作中继网络容量联合自优化方案。通过与传统固定时隙分配方案相比较,证明所提方案对容量提升的有效性,并进一步体现所提方案对链路容量存在差异性一般情况的自主适变能力。总之,第叁部分通过对典型家庭基站网络频率自部署、覆盖自优化、认知中继网络容量自优化等自组织理论及关键技术的研究,提高了异构网络资源管控的自主化,大大降低了异构网络资源管控的复杂度,达到频谱利用效率提高、网络容量提升和网络覆盖优化等目标。第四部分,对论文所述研究内容进行全面总结。依据对本领域研究现状的分析和归纳,指出本领域未来研究工作的难点与热点,供后续研究人员参考。

罗琳[6]2003年在《无线移动自组织网络信道访问控制协议的设计与分析》文中研究指明无线移动自组织互联网络是结合自组织网络的组网和移动蜂窝通信系统中移动用户管理的网络体系结构。这种结构的网络既具有自组织网络组网灵活方便的特点,同时也使得移动用户的接入变得更容易。在移动互联网中,无线链路上的信道接入、通信方式及性能是保证上层可靠通信的关键。本文从移动互联网的两个层次—骨干层和接入层分别对上述问题进行了讨论。 本文从整体的角度介绍了无线移动自组织互联网的系统体系结构,为讨论自组织网络的无线链路通信提供了整体概念。因为移动互联网在链路层采用IEEE802.11的媒体访问控制协议(DFWMAC),因此本文在第二部分对DFWMAC做了简要的介绍。对于接入层,本文在分析无线主机接入、越区切换和通信方式的同时,给出了实验结果来描述管理帧的交互过程并计算出越区切换所引入的时延。对于骨干层,本文重点讨论了由多跳特性引起的,根源于MAC层的通信性能问题—TCP吞吐率抖动和不公平。并且针对上述问题,本文在最后部分为DFWMAC提出了一种新的基于资源估计的回退算法,仿真结果表明这种回退机制在不失简单性的情况下能有效改善TCP吞吐率抖动和不公平问题。

李波[7]2005年在《基于蓝牙技术的移动自组织网络的研究》文中研究表明本课题是教育部科学技术研究重点项目“宽带无线个域网共享访问协议及组件开发(重点02171)”,江苏省高技术研究项目“移动自组织网络关键技术研究与应用(BG2003004)”和江苏省科技攻关计划项目“基于多网融合技术的接入设备及其终端产品(BE2004008)”研究内容之一。主要任务是实现移动终端之间的直接通信、多跳通信和网络接入的实验验证系统。全文共分五章。第一章概述了课题背景,对移动自组织网络以及蓝牙技术在自组织网络中的应用进行了介绍,说明了本论文的主要任务和章节安排。第二章提出了蓝牙自组织网络的总体方案。第叁章首先介绍了蓝牙的系统组成和协议栈,然后分析研究了蓝牙自组织网络中的网络形成技术,最后对蓝牙自组织网络中使用的蓝牙网络封装协议进行了介绍。第四章在研究蓝牙个域网结构体系的基础上,详细给出了个域网模型的实现、蓝牙自组织网络软硬件平台的实现和嵌入式网关的接入。第五章研制了一种蓝牙自组织网络的应用系统,即基于蓝牙、GPS和GSM技术的无线通信和定位系统。研制完成的蓝牙自组织网络的实验验证系统包括蓝牙收发模块和相关的软件部分,多个设备之间可以实现直接通信和多跳通信。如果其中一个设备和蓝牙网关连接,其它设备也可以通过该设备访问局域网和Internet网络。参与研制的基于蓝牙、GPS和GSM技术的无线通信和定位系统已经得到实际应用。

郑理[8]2013年在《无线移动自组织互联网用户接入管理分析》文中指出在对无线移动自组织互联网用户接入管理相关技术进行分析的基础上,对基于Radius服务器的自组织互联网用户接入管理系统的构建进行了分析,为用户接入管理设计提供参考。

张创贞[9]2008年在《移动自组织网络节点设计与MAC实现》文中研究指明本文针对实际的应用场合,设计并实现了以高速嵌入式处理器S3C2410A为核心,以高容量低功耗的FPGA为辅助处理器,同时结合射频芯片nRF24L01的高速无线传输能力的一种高速的移动自组织网络节点。文中详细地阐述了节点的各个功能模块的设计原理和实现细节,并对通信距离、功耗、传输速率等参数进行了测试;测试结果表明,无线自组织网络节点能满足实际应用的需求。另外本文还详细的介绍了在S3C2410A上开发基于VxWorks的BSP的过程,包括设计步骤和具体实现,并完成了VxWorks的移植。同时本文还研究和实现了应用于移动自组织网的两种MAC协议,即CSMA/CA和TDMA协议,详细的介绍了这两种协议的参数设计和实现过程,并对它们的组网性能进行了测试,重点分析了丢包率、时延以及吞吐量等性能参数,最后给出了CSMA/CA和TDMA两种MAC的性能比较。

章韵[10]2009年在《无线自组织网络中改进QoS的关键技术研究》文中指出无线自组织网络(Ad Hoc Networks)是一种具有无基础设施,自行组织,快速配置等特点的对等式网络。网络由协同传送信息的大量自组织节点组成,共同承担网络构造和管理功能。这些节点除了完成传统网络节点所具有的通信功能外,还起着路由器的信息转发作用,具有对无线资源的空间复用能力。随着无线通信技术的飞速发展与广泛应用,越来越多的语音、视频等多媒体实时业务希望在无线网络上的通信可以像在有线网络上一样提供服务质量(QoS)的保障。由于无线自组织网络具有使用无线信道和多跳传输方式,网络拓扑动态变化、节点能力受限等特点,其体系结构和实现技术与传统的网络有很大区别。传统固定网络和蜂窝移动通信网中服务质量QoS保障和应用的各种协议和技术无法被直接使用,因此需要设计专门的协议和技术。论文针对无线自组织网络的特点,对影响Ad Hoc网络服务质量的关键技术展开研究,主要包括Ad Hoc网络的MAC接入方法、网络拓扑管理、路由协议算法和网络资源分配策略四个方面。在MAC接入技术方面,研究了在Ad Hoc网络中被广泛应用的802.11DCF协议。针对采用DCF策略在网络拥塞情况下所存在的严重不公平现象,提出了一种基于负载检测的自适应退避算法LDBSB。该算法引入了一个新的判断信道拥塞程度的指标,根据指标动态地调整节点竞争窗口的大小,从而改善了原有的不公平现象,提高了信道整体接入效率和网络传输性能。在研究和比较了多种拓扑控制协议的基础上,针对大规模无线传感器网络应用的要求,设计出一种基于移动代理的拓扑控制算法MABCLTC,从拓扑建立、数据传输和拓扑结构维护对算法进行了详细描述。通过二级移动代理来搜集数据,减少了簇头通讯过多而导致的能量消耗,同时保持了网络拓扑结构和上层协议栈的稳定,避免了更换协议导致的大量的能量消耗。在网络路由算法方面,对无线自组织网络中常见的分层路由协议进行了研究,提出了提前选取策略PSBA(Pre-Select Based Approach)来进行节点管理。在成簇阶段,通过预先选取若干工作节点来代替所有节点工作,以减少网络的数据冗余和节点的能量消耗;利用引入适当的阈值来选择工作节点,减少簇头选择过程的额外开销,延长节点生存时间。论文还对目前网络带宽资源的分配技术进行了研究,对采用基于微观经济学的拍卖方式来作为通过市场机制实现网络带宽资源有效配置的方案,以及利用效用(utility)函数来评估用户的满意度的方法进行了分析和评价,在微观经济学方法的累进第二价格拍卖(progressive second price,PSP)模型基础上,给出了一种使用可变的保留价格(reserve price)的拍卖算法来进行无线网络带宽资源分配的方案。在带宽资源有限的条件下,实现了用户群体中对服务质量满意的用户的数量最大,网络吞吐量最大的目标。

参考文献:

[1]. 无线移动自组织网络中用户接入管理方案的设计与实现[D]. 王琰. 电子科技大学. 2004

[2]. 无线自组织网络基于WEB认证及配置模块的设计与实现[D]. 江明涛. 电子科技大学. 2003

[3]. 无线移动自组织网络移动路由的设计与仿真[D]. 陆琳玉. 电子科技大学. 2003

[4]. Linux系统下移动自组织网络与Internet网络融合研究[D]. 裴治兵. 西安电子科技大学. 2011

[5]. 认知无线网络中导频信道设计和自组织关键技术研究[D]. 张奇勋. 北京邮电大学. 2011

[6]. 无线移动自组织网络信道访问控制协议的设计与分析[D]. 罗琳. 电子科技大学. 2003

[7]. 基于蓝牙技术的移动自组织网络的研究[D]. 李波. 东南大学. 2005

[8]. 无线移动自组织互联网用户接入管理分析[J]. 郑理. 中国新通信. 2013

[9]. 移动自组织网络节点设计与MAC实现[D]. 张创贞. 西安电子科技大学. 2008

[10]. 无线自组织网络中改进QoS的关键技术研究[D]. 章韵. 苏州大学. 2009

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