计算机硬件技术论文范文参考

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目前全球已经进入了信息化时代,在这个时代下计算机技术以及 网络技术 得到了突破性进展,而计算机技术已经渗透到了各行各业当中,并将各个行业关联起来,从而融合成了一个体系,促进了产业链的整体性发展。下面是我为大家整理的计算机学术论文，供大家参考。

摘要：在计算机技术不断进步的情况下，病毒这一问题也随之严重起来。病毒和计算机技术一样，保持着高速的发展和变异，给计算机安全造成了很大的威胁。基于此，必须加强对计算机病毒对抗的研究，以确保计算机信息安全。 文章 探讨了计算机病毒对抗的内涵，最后从病毒攻击和病毒防御两个方面分析了计算机病毒对抗的策略 方法 。

关键词：计算机病毒;作用机理;病毒攻击;病毒防御

计算机不仅是在民用领域发挥作用，在军事领域起到的作用更大，其对于防护国家安全具有重要的意义。甚至有军事专家认为，计算机战争在未来将成为最主要的战场，其重要作用将超过真枪实弹的战场。病毒作为这个没有硝烟的战场的核心，可以使用病毒发起网络攻击，也必须加强防御来自外部的病毒攻击，病毒对抗已经成为计算机战争的关键。因此，必须对计算机病毒形成深刻的认识，并对其对抗方法充分掌握，才能在这场没有硝烟的战争中掌握主动权。

1计算机病毒对抗简析

对抗内涵

所谓计算机病毒对抗，其实质就是计算机病毒攻防技术，对其可以从三个层面进行理解分析。第一个层面，对计算机病毒进行描述，其主要涉及到计算机病毒的破坏、隐蔽和传播等方面。第二个层面是对计算机病毒进行防御的技术，其主要涉及到计算机病毒的防御、检测和消除等。第三个层面是计算机病毒对抗，其主要涉及到计算机病毒制造和发展的交替过程。在计算机病毒的对抗当中，抵御计算机病毒是其核心关键，其主要内容就是对计算机病毒的传播、发展和破坏等进行抵抗，进而起到阻止计算机病毒进一步传播和发展的步伐。但是，制造计算机病毒的人为了确保病毒可以跨过一系列抵御 措施 ，而不断开发计算机病毒的传播和隐蔽技术。这一系列针锋相对的交互活动，就被称为计算机病毒对抗。

特点分析

计算机病毒对抗表现出的特点和计算机病毒自身存在一定的联系，首先，计算机病毒对抗具有隐蔽性的特点，由于计算机病毒具有很强的隐蔽性，导致计算机病毒对抗也是在看不见的地方进行的，其隐蔽性很高，不同于其他形式的对抗。其次，计算机病毒对抗具有交互性，计算机病毒对抗主要是两个不同群体之间的相互对抗，一方主要是进行计算机病毒的制造，一方是对计算机病毒的攻击进行防御。在某些情况下，防御方也可以利用计算机病毒进行反击，从而迫使计算机病毒制造者进行防御。所以，计算机病毒的制造和防御是同时存在的，并且一方技术的提高也会促进另一方技术的提高。最后，计算机病毒对抗具有很强的针对性，其具有明确的目的，据此设计计算机病毒。而计算机病毒的防御也具有明确的目的，能够根据设想或真实存在的对象展开防御工作。比如在国家安全或是战争中，利用计算机病毒获取敌方信息机密，用以破解敌方的核心计划，从而对敌人实施精准打击。不仅如此，也可以利用计算机病毒使敌方的通信网络瘫痪，不能及时传递信息，从而确保己方能够占到足够的优势。

2计算机病毒对抗的策略方法

利用计算机病毒进行攻击

利用计算机病毒进行攻击是计算机病毒对抗的一个重要方面，可以凭借病毒所具备的各项功能作用，实现对敌方计算机系统的潜入，从而达到入侵、窃取、破坏和摧毁的功能。根据当前的实际情况说来，利用计算机病毒发起攻击已经成为网络战的常用手段，其核心实质就是利用计算机病毒对敌方网络系统、指挥系统、通信系统、控制系统以及武器系统等进行控制，通过网关网桥、传感器和控制器等途径侵入敌方计算机系统当中。在计算机病毒攻击当中，常用的攻击手段主要有五种，分别是无线电方式、固化式侵入、游戏方式、后门攻击以及数据控制链侵入。无线电方式主要是通过无线电传播的方式将计算机病毒传输除去，通过一定的伪装使敌方对其进行拦截，从而达到侵入的目的。无线电的侵入方式虽然优点比较明显，但是技术难度也非常大。一般，可以通过电子系统直接将计算机病毒发送给敌方，也可以冒充合法数据进行传输，混入合法数据当中进入到敌方的计算机网络系统。此外，还可以对敌方信息保护最为薄弱的地方直接进行投放，从没有设置保护的数据链路进行侵入。固化式主要是将计算机病毒存储在某些硬件设备当中，再通过某些特定的 渠道 将这些硬件设备送入敌方，在敌方使用这些硬件设备的时候，储存在其中的病毒就会对计算机软件系统进行侵入，实现窃取数据资料或是破坏系统等功能作用。但是，从目前的实际情况看来，我国计算机硬件设备的质量水平还比较低，各种硬件设备的核心技术还被其他国家牢牢掌握，所以利用这一方式进行计算机病毒对抗存在一定的局限性。游戏方式就是在某些游戏程序中附加计算机病毒程序，在游戏运行到一定节点或是触发某类事件的时候，就可以激活这些病毒。不仅如此，在游戏的过程中，比较难以发现这些病毒的存在和活动，可以增加这些病毒进行相关破坏活动的时间和效用。后门攻击就是利用计算机系统自身预留的安全后门，将病毒从这一安全后门中直接注入到计算机系统当中。常用的后门攻击方式主要有可控制电测脉冲，其能够将携带的病毒通过脉冲形式从计算机系统预留的后门进行注入。数据控制链侵入主要是利用因特网技术从C4KISR系统数据控制链将计算机病毒进行注入，不仅如此，通过远程修改技术也可以十分便捷地修改这些数据链的路径，使其更加容易成为计算机病毒的侵入渠道。

计算机病毒防御措施

计算机病毒对抗分为了攻击和防御两个部分，所以在对计算机病毒进行防御时，就应该结合计算机病毒的具体攻击手段，制定相应的防御措施。目前，最为常用计算机病毒防御手段可以分为四种形式。第一种形式是病毒防护体系。病毒虽然种类繁多，作用机理也不相同，但是其对计算机系统造成的破坏性确实存在共同点的。基于此，就可以从病毒对计算机系统的破坏作用出发，构建全面的病毒防护体系，切实将计算机病毒挡在系统之外。计算机病毒防护体系在构建过程中应该包括对访问控制层、病毒检测层、病毒遏制层、病毒清除层、系统恢复层和应急层这六个方面。第二种形式是硬件安防体系。计算机硬件可以成为众多病毒的载体，所以，在进行计算机病毒防御时，必须加强硬件安放体系的构建，从根源上断绝病毒入侵计算机系统的途径。首先应该对计算机硬件加强把关，严格质量安全检测。其次需要加大力度实现计算机硬件的自主化，减少对外界产品的依赖。第三种形式是构建电磁辐射防护体系。由于电磁脉冲可以成为计算机病毒传播的渠道，因此在进行病毒防御时，就必须构建对应的防护体系。可以通过电磁屏蔽对电磁波的传播进行阻隔，将其隔绝在计算机系统之外。第四种形式是构建安防机构，这既要对计算机系统正常安全的运行进行严格的管理，还需对计算机软件和硬件进行监控。不仅如此，还需加大力度对计算机病毒的防护措施进行研究，提升计算机系统的综合防御能力。

3结语

随着科技水平的不断提高，计算机领域取得的发展令人瞩目。计算机病毒对抗已经成为了新时期国防安全的重点内容，因此，必须对计算机病毒形成深刻的认识，对其对抗内涵和特点深入分析，从计算机病毒攻击和防御两个层面，加强对计算机病毒对抗的研究，不断提升计算机病毒对抗的能力水平。

参考文献

1贺朝晖.计算机病毒对抗检测高级技术分析[J].计算机安全，2010(10)

2杨玉新.计算机鬼影病毒及其与之对抗的分析思考[J].科技传播，2012(1)

3易需跃.浅谈舰载指挥控制系统电子对抗中计算机病毒的防治[J].科技经济市场，2009(5)

4张海燕，肖冬荣，李诗平.计算机病毒入侵及对抗技术[J].微计算机信息，2008(9)

5那巍.谈计算机病毒的发展趋势[J].科技创业家，2014(8)

摘要：文章从分析企业计算机信息安全概念以及意义出发，探讨了其受到的主要威胁，最后从强化对于企业员工的计算机信息 安全 教育 、建立完善企业计算机信息安全管理体制、建立完善企业计算机信息安全响应机制、进行防火墙或者其他入侵检测系统的安装四个方面展开，重点探讨了提升企业计算机信息安全管理的具体措施，以期为相关的理论研究和实践工作提供一定的借鉴。

关键词：企业;计算机;信息安全工作

随着社会经济的迅猛发展以及科学技术的不断进步，计算机网络技术已经渐趋成熟，在时代发展过程中被越来越广泛的应用在社会各个领域当中。计算机网络技术在企业经营中的运用给人们的生活和工作带来极大便利，但是不可忽视的是，它也会给企业信息安全造成一定程度的威胁。在这个背景下，研究企业计算机信息安全工作的诸多问题，具有重要的现实意义。

1企业计算机信息安全概述

企业计算机信息安全概念

企业计算机信息安全是一种安全防护技术，为数据处理系统提供服务。在对计算机信息数据安全提供保障的同时，也能对计算机软件以及硬件安全起到一定的保护作用。总的来说，保护企业计算机信息安全，就是保护企业计算机的逻辑安全以及物理安全。而前者主要指信息数据的安全，企业计算机信息安全维护者要对保护企业内部的信息数据不受破坏或者泄露，保障其完整性以及严密性;后者主要指的是硬件安全。

维护企业计算机信息安全的重要性

从目前的企业计算机信息安全维护实践来看，仍有许多企业因为内部的计算机信息安全维护体制存在漏洞而导致病毒入侵数据库等计算机安全问题，为企业带来了不小的经济损失，以及知识产权外泄等社会损失。在一般情况下，计算机病毒的传播方式是通过电子文件。除此之外，黑客的入侵以及内部人员的信息泄露也是破坏企业计算机信息安全的原因。这些现象的出现原因有很多，但是主要原因是企业计算机信息安全工作存在缺陷，企业对于企业计算机信息安全的重要性认识不足。因此，对于企业计算机信息安全工作引起足够的重视，采取一系列措施维护企业计算机信息安全，具有重要的现实意义。

2企业计算机信息安全受到的主要威胁

硬件故障

计算机的硬件主要包括主板、内存、网卡以及显卡、电源等，而其他的网络设备，比如路由器、交换机以及其他传输设备等，也可能会造成信息的丢失和泄露，严重的还会造成企业内部计算机系统的全面瘫痪。

软件故障

只要计算机程序存在，那么Bug就会存在。更为严重的，某些安全软件本身就存在着缺陷和漏洞。在当今流行的主流 操作系统 中，各种新的漏洞以及木马程序病毒等层出不穷，对计算机网络安全造成严重的威胁，为企业的安全平稳发展产生极大的阻碍作用。网络内部本身存在问题在一般情况下，企业内部的计算机使用者只对自身本职工作内部的计算机操作等较为熟悉，对于其他计算机操作并不能充分保证每一次操作都是正确、安全的。这就为不法分子提供了可乘之机，他们利用病毒、木马等，让企业内部计算机使用者在进行普通的移动存储设备复制文件等操作时形成对企业计算机信息安全的冲击，并且在内部网络中的某些操作失误还会进行更广范围的蔓延。

黑客的恶意攻击

黑客主要利用两种操作手段进行企业计算机信息安全的攻击。首先，利用企业计算机操作系统的漏洞，比如远程访问、口令管理以及权限控制等。这些虽然为计算机用户带来了极大的方便，但是其中的漏洞很容易被黑客所利用。其次，TCP/IP协议本身存在的缺陷。因为这个协议在进行初步设计的时候，是以互相信任的网络为基础的，所以相应的会对企业计算机的安全运行产生一定的不利影响。黑客利用这些漏洞，对企业计算机信息安全进行攻击。

3提升企业计算机信息安全管理的具体措施

强化对于企业员工的计算机信息安全教育

首先，强化企业计算机信息安全思想教育，在日常管理经营中向员工渗透企业计算机信息安全思想，提升他们对于其重要性的认识水平。其次，组织专业技术人员对企业的计算机使用者，也就是企业职工进行企业计算机信息安全技术培训，传授必要的安全防护知识，实现企业计算机信息安全教育有组织、有计划地展开。再次，聘请专业的计算机网络信息安全防护专家以及专门技术人才对企业职工进行深层的企业计算机信息安全技术传授，包括计算机信息加密、软件运行管理信息防护等，提升重要岗位职工的计算机信息安全防护技术。最后，提升对于企业计算机信息安全维护人才的培养力度，为企业计算机信息安全工作提供源源不断的人才智力支持。不断提升其业务素质，强化其保密观念，使其始终保持一颗责任心。

建立完善企业计算机信息安全管理体制

企业的管理领导层要开设专门的岗位，选拔专门的人才，组成较为正式的企业计算机信息安全管理小组或者机构，在其中进行合理的人员分工，并且要将企业的管理领导层也纳入到企业计算机信息安全管理小组中，实现高层管理人员与技术人员的有机结合。在这个小组中，要注意做到责任到人、责任明确、责任细化。领导监督人员、信息保密人员、系统管理人员、安全技术人员等都是将企业计算机信息安全工作合理分工的依据。除了企业内部整体的企业计算机信息安全工作，各个分属部门也可以根据部门的实际情况，制定适合自身计算机信息安全工作开展的制度，并且选用专人进行监督实施。比如不得随意进行企业内部数据的更改、删除，不得接受来路不明的邮件等。

建立完善企业计算机信息安全响应机制

企业计算机信息安全响应机制主要是指在发生有碍于企业计算机信息安全事件的时候，企业计算机信息安全维护人员需要及时采取补救措施，尽量降低甚至消除其不利影响，恢复企业计算机正常运行状态。比如，在遇到黑客入侵、信息窃取、网络流量异常等情况的时候，专门的企业计算机信息安全维护技术人员需要进行故障的排查和补救。为了提升这个过程的速度以及精准程度，需要实现进行企业计算机信息安全响应机制的构建和完善。在构建和不断完善的过程中，技术专家、商业管理人员、法律顾问以及计算机最终用户都是需要被纳入企业计算机信息安全响应机制商讨研发小组的成员。

进行防火墙或者其他入侵检测系统的安装

防火墙能够将除了自身设定的允许通过数据信息之外的其他信息进行阻止，有着十分明显的安全维护效果。防火墙集合了众多的功能，能够实现各种功能之间的互相结合，使自身内部网络免受网络不安全因素的攻击。而其他的入侵检测系统更加能够发挥积极主动的特点，防止外部入侵以及内部的操作失误，对外来危害进行事先处理，降低对企业的经济和社会效益损失。

4结束语

企业计算机信息安全维护人员需要投入更多的时间和精力，对企业计算机信息安全在企业生产经营中的相关问题开展更为深层的研究和探讨，以实现企业计算机信息安全质量和水平的提升。

参考文献

[1]周祥.基于企业计算机信息安全管理策略的分析研究[J].网络安全技术与应用，2014(7)：27-29.

[2]夏明光.网络环境下电力企业计算机信息安全及__研究[J].消费电子，2014(24)：183.

[3]焦新胜.对计算机网络信息和网络安全及其防护策略的探讨[J].科技传播，2011(5)：195+193.

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计算机论文 范文 一：认知无线电系统组成与运用场景探析

认知无线电系统组成

认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统，它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块，如图1所示[3]。

认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识，以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力，例如，通过对当前频谱使用情况的分析，可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽，甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力，这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力，无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带，最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示，用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类，不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。

认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同， 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习，用于对外部环境的学习，主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习，用于对外部环境的学习，主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习，用于对内部规则或行为的学习，主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为，抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。

认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识，动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力，目的是实现一些预先确定的目标，如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数，以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识，动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后，为响应控制命令，认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境，建立政策，该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。

认知无线电与其他无线电的关系

在认知无线电提出之前，已经有一些“某某无线电”的概念，如软件定义无线电、自适应无线电等，它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段，即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用，而CRS正处于研究阶段，其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务，而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议，以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比，自适应无线电由于不具有学习能力，不能从获取的知识与做出的决策中进行学习，也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策，因此，它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电，它能够更新部分或全部的物理层波形，以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络，因特网路由器一直都是基于策略的。这样，网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说，基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用，可以自动地适应当地监管要求，而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测，并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较，自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整，认知无线电可以根据以前的结果进行学习，确定策略并进行调整。

认知无线电关键技术

认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等，它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4，5]。

频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测，如图3所示。物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用，物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等，以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时，需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频，在这个转换过程中，一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去，因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露，从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动，其基础是干扰温度机制，即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题，另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化，使检测到的可用空闲信道数目最多，或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测，即在认知用户没有通信需求时，也会周期性地检测相关信道，利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测，认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道，直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素，单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决，因此需要多个认知用户间相互协作，以提高频谱检测的灵敏度和准确度，并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术，不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术，更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。

智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下，在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量，同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中，网络的总容量具有一定的时变性，因此需要采取一定的接入控制算法，以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构，即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率，并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型，又称为频谱公用模型，这个模型向所有用户开放频谱使其共享，例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户，但在一定程度上限制非授权用户的操作，以免对授权用户造成干扰，有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中，每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入，分配结束后，认知用户之间的通信信道是相互正交的，即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中，认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波，用户除需考虑授权用户的干扰容限外，还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束，在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入，认知用户伺机接入“频谱空穴”，它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题，此种方法易于实现，且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下，认知用户与授权用户共享频谱，需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。

在不影响通信质量的前提下，进行功率控制尽量减少发射信号的功率，可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题，由于不同目标的要求不同，存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同，现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略，一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础，也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法，从集中式策略入手，再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利，采取联合策略，即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。

自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求，其主要在上层实现，不用考虑物理层实际的传输性能，目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果，利用相关的技术优化无线电参数，调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时，最小化其消耗的资源，如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然，这是一种非线性多参数多目标优化过程。

现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况，导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行，以与复杂多变的无线通信网络环境相适应，从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化，自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中，主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴，动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息，通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来，共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响，需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间，以减少突然的性能下降;另外，路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力，频谱感知主要是物理层的功能。然而，在合作式频谱感知情况下，认知无线电用户之间需要交换探测信息，因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中，由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同，网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息，而且，认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。

认知无线电应用场景

认知无线电系统不仅能有效地使用频谱，而且具有很多潜在的能力，如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势，认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。

频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率，也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此，认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展，并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性，主要包括提高频谱管理的灵活性，改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能，而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数，比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。

认知无线电所要解决的是资源的利用率问题，在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用，主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同，电视频段利用较城市少，移动通信频段占用较城市更少。因此，从频率域考虑，可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市，除电视频段的占用相对固定外，移动通信的使用率不及城市，因此，被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀，移动蜂窝受辐射半径的限制，使得大量地域无移动通信频率覆盖，尤其是边远地区，频率空间的可用资源相当丰富。

在异构无线环境中，一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络，采用认知无线电技术，就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力，其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ，因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变，可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。

在军事通信领域，认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力，因此能够提取出干扰信号的特征，进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略，大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台，也是电磁环境感知电台，因此可以利用电台组成电磁环境感知网络，有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱，静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力，使频谱监测与频谱管理同时进行，大大提高了频谱监测网络的覆盖范围，拓宽了频谱管理的涵盖频段。

结束语

如何提升频谱利用率，来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化，以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整，所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出，为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景，是无线电技术发展的又一个里程碑。

计算机论文范文二：远程无线管控体系的设计研究

1引言

随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,采用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。

2无线通信方式比较

无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是采用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。

GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2•4GHz或5•8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。

3系统设计

该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的采集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将采集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议采用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。

组网模式

无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统采用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。

安全防范

由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,采取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据采取动态加密等方式,从而最大限度地防止了“被黑”。同时,采用了网络防雷器来防护雷电破坏。

网络控制模块设计

硬件设计

网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及外围电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合的全部规范,采用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口采用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。

软件设计

网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。

的驱动程序编写

(1)以太网数据帧结构符合标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。

协议流程

本系统ModBus协议的数据通信采用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。

4系统调试与验证

试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。

5结束语

本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,采用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所采用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。