時間：2022-11-16 18:56:21
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【論文關鍵詞】無線通信系統；MIMO；信號檢測；球形譯碼
0 引言
MIMO技術對于傳統的單天線系統來說，能夠大大提高頻譜利用率，使得系統能在有限的無線頻帶下傳輸更高速率的數據業務。目前，各國已開始或者計劃進行新一代移動通信技術（4G或者5G）的研究，爭取在未來移動通信領域內占有一席之地。隨著技術的發展，未來移動通信寬帶和無線接入融合系統成為當前熱門的研究課題，而MIMO系統是人們研究較多的方向之一，而且隨著MIMO系統均衡技術的出現使得這一領域出現了極大的突破。
盡管如此，在MIMO系統中，對于接收信號的處理仍然存在很大的問題。主要表現為：信號檢測算法難度大、參數繁雜。同時由于碼間干擾和多徑衰落的影響，使得均衡器在功能與性能上的要求提高了一個臺階。因此，隨著均衡技術的不斷進步，對于高復雜度信號檢測也成了必需攻克的問題。因此，本文的主要研究內容便是如何在MIMO系統中進行信號檢測，從而實現均衡技術。
1 MIMO 系統研究現狀
1.1 MIMO系統概述
自20世紀70年代以來，在一代代科學家們的不懈努力下，奠定了MIMO無線通信系統的理論基礎和可行性。從20世紀的90年代后頁起，在Foschini、Rayleigh等人的研究基礎上，世界上許許多多的科研機構與高等院校都開始投入巨大的人力物力對MIMO系統進行了深入研究。畢業論文
在MIMO技術日益成熟與先進的今天，MIMO技術的研究領域[1]主要涵蓋了下列幾點：MIMO信道容量和建模的分析；MIMO系統的空時編碼和空時解碼；MIMO系統收發數據方案設計；MIMO系統在網絡方面的研究與探究。這四個方面的研究內容雖然各有側重，但都面對著一個相同的核心問題，即針對各種復雜的無線衰落信道環境，如何更有效地利用 MIMO系統的通信結構抑制多徑衰落、增加數據速率和提高系統容量。
1.2 MIMO系統檢測算法研究現狀
由于高校實際情況限制，所開設的移動通信實驗課很難全面涵蓋這些內容，尤其是涉及到移動通信網絡的內容時，更顯得力不從心。這樣在有限學時內就導致實驗內容只能側重于基本調制技術、信道特性等基礎簡單實驗，即便是開設GSM/CDMA的相關實驗，也只是停留在相應模塊的功能應用上，很難有深層次的提高[11-13]。這就使得學生反映移動通信理論課程很精彩，實驗課程很乏味。為了改變這一現狀，必須探索新的實驗教學思路，創立新的實驗教學體系。
新的移動通信實驗教學體系，將先修課學習、工業實習、理論課學習、實驗課開展、畢業論文等多個教學環節進行整合，形成從基礎理論仿真到專業實驗操作、工程技術實訓、創新實驗等一個開放的實驗教學體系通過通信類先修課程的學習，使學生準備好相關的基礎知識，同時也對移動通信在課程體系中的地位有明確的定位[14，15]。相應編程語言類課程的學習更為實驗仿真提供了良好的基礎。
移動通信理論課程的講授為實驗課程的開設提供了直接的理論平臺。工業實習安排在移動通信實驗課開設前一學期開展，實習內容是到各通信運營商公司和設備廠家進行跟崗實習，涉及到的內容有：移動通信系統基站的建設與維護；交換與傳輸系統管理和維護；光纖傳輸設施維護；移動終端制造與維修；3G應用等多個方面。通過工業實習使學生對當前移動通信所涉及到具體問題有了充分的感性認識，這對之后實驗教學的開展，特別是移動網絡方面實訓的進行有很好的促進作用。移動通信實驗教學的開展涵蓋以下幾個方面：基礎理論仿真、專業實驗操作、工程技術實訓、創新實驗、畢業設計。基礎理論仿真是利用MATLAB軟件實現：QPSK調制及解調；MSK、GMSK調制及相干解調；QAM調制及解調；OFDM調制解調；m序列產生及特性分析；Gold序列產生及特性分析；數字鎖相環載波恢復；Rake接收機仿真實驗。例如，OFDM調制解調實驗，按照圖2OFDM仿真結構圖，利用MATLAB程序實現圖2中不同測試點處的信號波形。專業實驗操作則是在南京潤眾RZ6001實驗平臺基礎之上，利用TMS320和GSM模塊實現：直接序列擴頻編解碼；跳頻通信；DS/CDMA碼分多址；利用AT命令實現GSM/GPRS移動臺短信收發、語音呼叫；CDMA數據傳輸實驗。例如，直接序列擴頻實驗，利用DSP編程實現圖3結構功能，并用示波器測量比較各測試點的信號波形。
工程技術實訓階段則是利用3G天線獲取實際信號，利用頻譜分析儀等儀器實現CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信號的分析。同時實現基站放大器、塔頂放大器性能指標的測試。例如，圖4中給出利用頻譜分析儀所測得實際CDMA2000和WCDMA信號的頻譜特性。創新實驗階段主要是針對有興趣參加各類設計競賽的學生開展，將全國及各省、校級電子設計大賽題目進行改造，從中選取與移動或無線通信有關，且具有創新性、前瞻性、實用性的方案，經過適當修改作為創新實驗階段的實驗案例。學生可以通過這樣的實驗案例了解各級大賽的要求及特點，教師則也可以在實驗教學過程中，選拔優秀學生參加各級大賽，進而提高學生的能力和水平。畢業設計階段主要是利用實驗室實驗條件，從學院承擔的科研項目中，將某些項目進行簡化、修改、重組，轉化成通信專業類論文題目，或從本專業最新的科技論文中選擇其中合適的內容進行改進，作為通信專業類綜合性畢業設計案例，從而將先進的科研成果打造為優質教學資源，實現基礎與前沿、經典與現代的結合。為通信類專業學生提供了廣闊的選擇空間和開放的培養環境。
關鍵詞：WSN，OMNeT++，Gossiping，仿真
1．引言
無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network，WSN)是由部署在監測區域內大量的微型傳感器節點組成，通過隨機自組織無線通信方式形成的網絡系統。WSN在軍事國防、環境監測、生物醫療、危險區域遠程控制等諸多領域有著廣泛的科研價值和應用前景。然而，傳感器節點有限的處理能力、存儲能力、通信能力以及能量問題，決定了無線傳感器網絡在真實環境大規模部署前，必須對其性能、運行穩定性等因素進行測試，通過整合網絡資源以使網絡最優化。此外，WSN新的協議算法在應用實施前也需要進行驗證和分析。通過構建WSN仿真模擬環境，能夠根據需要設計網絡模型，模擬大規模節點網絡，在一個可控的環境中研究WSN的各個運行環節，達到用相對較少的時間和費用獲得網絡在不同條件下的性能，因此無線傳感器網絡仿真模擬技術受到越來越廣泛的重視。
2．Gossiping協議仿真的架構
2.1 Flooding協議和Gossiping協議的介紹
Flooding協議和Gossiping協議，這是兩個最為經典和簡單的傳統網絡路由協議,可應用到WSN中。在Flooding協議中，節點產生或收到數據后向所有鄰節點廣播，數據包直到過期或到達目的地才停止傳播。該協議具有嚴重缺陷：內爆(節點幾乎同時從鄰節點收到多份相同數據)、交疊(節點先后收到監控同一區域的多個節點發送的幾乎相同的數據)、資源利用盲目(節點不考慮自身資源限制,在任何情況下都轉發數據)。Gossiping協議是對Flooding協議的改進，節點將產生或收到的數據隨機轉發，避免了內爆，但增加了時延。這兩個協議不需要維護路由信息，也不需要任何算法，簡單但擴展性很差。Flooding協議和Gossiping協議很類似，所以他們的仿真模型設計差不多。
Flooding協議是基于廣播的路由協議，當某個節點完成廣播消息的初始化后，就把這條消息發送給它的所有鄰居節點。鄰居節點是指處于該節點的傳輸范圍內的節點。當某個節點第一次接收到FAM（flooding algorithm message）時，它就接著廣播給自己的鄰居節點，如已收到過就丟棄該FAM，最終實現整個網絡的每個節點都收到過FAM[1]。
Gossiping協議是在泛洪協議的基礎上進行改進而提出的。它傳播信息的途徑是通過隨機的選擇一個鄰居節點，獲得信息的鄰居節點以同樣的方式隨機的選擇 下一個節點進行信息的傳遞。畢業論文，仿真。這種方式避免了以廣播形式進行信息傳播的能量消耗，但其代價是延長了信息的傳遞時間。雖然Gossiping協議在一定程度上 解決了信息的內爆，但是仍然存在信息的重疊現象。
Gossiping協議，又稱RumorMongering協議，因為消息在網絡 中的傳播與流行病在易感人群中傳播的方式相似，傳播的下一跳是隨機的，故又稱流行病協議（Epidemiological Protocol）。
2.2 Gossiping協議的OMNET++仿真
本系統是基于OMNeT++的協議仿真，因此從技術要求上系統設計的基本框架如下：
圖2.1 基本框架
用整個模塊中有3種子模塊，application模塊、layer0模塊和manager模塊。其中application模塊代表的是應用層，layer0模塊代表的是FA層，manager模塊代表的是調度節點模塊，每個模塊都有自己的功能。
從圖中我們可以看到，Manager是整個系統的控制中心，它負責對網絡模塊的控制。對初始化參數進行檢查，隨機生成節點的位置，判斷哪些節點在傳輸范圍內，將它們連接，并構成相應的連接矩陣。畢業論文，仿真。還負責接收一些更新消息[2]。畢業論文，仿真。主要就是協調application模塊、layer0模塊、manager模塊之間的通信以實現仿真過程。
3算法設計
3.1 application模塊的設計
Application模塊的功能是設置一些參數和通過用戶接口接收源節點和目的節點，并在源節點產生消息以待轉發。處理兩類消息M_LOWHIGH和M_SELF。它主要實現從cSimpleModule類繼承的三個虛函數以及用戶自定義函數processGossip：
voidinitialize（）
voidhandleMessage（cMessage *msg）
voidfinish（）
voidprocessGossip(cMessage *msg)
還有以下成員變量：
intmsgcount; // 產生或轉發的消息個數
intTTL; //消息的生存時間
int first; //表示前一節點
intsrc; //源節點
intdest; //目的節點
以及一個全局變量extern int totalmsg ; //用來記錄仿真過程中總共產生的消息數
在initialize()中初始化一些變量TTL，msgcount，提示用戶輸入源節點和目標節點來初始化src和dest。如果當前節點是src，則產生一個為“M_SELF”類型的消息，并發給自己。
在handleMessage（cMessage *msg）中對接收到的消息進行處理：
如果收到的消息類型為M_LOWHIGH,則用processGossip（）函數進行處理；如果收到的消息類型為M_SELF,產生一個新消息---gossip進行相關設置。將消息類型設置為M_HIGHLOW,向新產生的消息內添加一個TTL參數，初始化為132；向新產生的消息內添加一個source參數，初始化為src；向新產生的消息內添加一個destination參數，初始化為dest；向新產生的消息內添加一個sendtime參數，初始化為simTime（），記錄產生消息的時間；向新產生的消息內添加一個first參數，表示路徑中的第一個節點即源節點。通過lowergate_out發送出去并更新此節點的顏色、msgcount、totalmsg的值,如果收到其他類型的消息則報錯，并結束仿真[3]。
在finish（）函數中只是簡單的輸出每個節點在仿真過程中總共轉發或者產生了多少個信息。在用戶自定義函數processGossip（）中，主要實現的功能是：設置消息類型為M_HIGHLOW，經過一定的延時后通過lowergate_gate發送出去，并改變節點的顏色、更新msgcount和totalmsg的值。
3.2 layer0模塊的設計
Layer0模塊的功能是與manager通信，遞交（deliver）消息給傳輸范圍內的節點。layer0主要處理兩種類型的消息：M_NODE和M_HIGHLOW[4]。它實現從cSimpleModule類繼承的三個虛函數以及用戶自定義函數processGossip：
它主要實現從cSimpleModule類繼承的一個虛函數以及三個用戶自定義函數hasReceived（）、arrlength（）和createPara（）：
voidactivity（） // 主循環
boolhasReceived(cGate *gate,cMessage *msg); //判斷是否收到過消息
int arrlength(cArray arr); //得到數組的長度
intcreatePara(char ch[],int test); //對不同的節點可以創建不同的變量名
在activity中有一個while（1）主循環，一直接收信息并對其進行處理；如果收到的消息類型為M_NODE即來自另一個節點的消息,則將其的消息類型設置為M_LOWHIGH，并從uppergate_out發送出去，即發給application層；如果收到的消息類型為M_HIGHLOW即application層交付下來的消息,處理此類消息是整個仿真的重點和難點，主要進行以下處理： 將收到消息里的目的節點給提取出來，并與當前節點比較，如果當前節點就是目的節點，則輸出傳輸延時，轉發路徑和轉發過程中總過產生了多少個消息，至此仿真順利結束；如果當前節點不是目的節點，則進行以下處理：首先，將TTL減一，如果TTL==0，則由于消息的生存時間到期，而被迫終止仿真。如果不為0，則設置消息類型為M_NODE，隨機選擇一個節點進行轉發，如果產生節點已經收到過消息，則重新選擇一個直到被選的節點之前沒有收到過消息，才進行轉發，并將當前節點添加到已經收到過消息的列表中。如果所有的節點都已經收到過消息，則消息轉發失敗，即消息不能被轉發到目的節點，被迫結束仿真過程。畢業論文，仿真。
3.3Manager模塊的設計
manager模塊是中心模塊，協調傳感器節點的信息交換。它主要負責初始化并存儲所有節點的位置信息，管理節點間的通信，創建節點間的鏈路[5]。它實現從cSimpleModule類繼承的三個虛函數以及用戶自定義函數distance（）和updateSignalStrength（）：
voidinitialize( ) // 初始化函數
voidactivity（） // 主循環
voidfinish( ) //結束函數
intdistance(int sstrength) //返回傳輸范圍的函數
voidupdateSignalStrength（）
還有一個連接矩陣
boolcm[NNODES][NNODES] //表示兩個節點是否連接
在initialize() 中，首先檢查在.h文件和.ini文件中初始化的參數是否相同，不相同會結束仿真。接著初始化節點的坐標位置，即隨機生成節點的X、Y坐標，將節點圖標顯示出來。然后開始判斷任何兩個節點之間的距離是否小于傳輸范圍，若是就把它們連接起來，并把cm[NNODES][NNODES]的標志位置為true。
在activity（）中，有一個主循環while（1），接收消息進行判斷：如果是M_UPDSSTRENGTH類型，則調用updateSignalStrength（msg）函數進行更新。收到其他類型的消息則報錯終止仿真。畢業論文，仿真。畢業論文，仿真。
在finish（）中，只是簡單輸出在整個仿真過程的流量，用轉發了多少個消息來表示。
在intdistance（int sstrength）中，根據強度返回可以傳輸的距離。
在voidupdateSignalStrength（cMessage*msg）中，就是簡單的增加消息的-TTL，以提高強度。
4結束語
Gossiping協議是在泛洪協議的基礎上進行改進而提出的。這種方式避免了以廣播形式進行信息傳播的能量消耗，但其代價是延長了信息的傳遞時間。雖然在一定程度上解決了信息的內爆，但是仍然存在信息的重疊現象。所以要根據實際的應用場合選擇合適的網絡協議。
參考文獻：
[1]Haas ZJ, Halpern JY, Li L. Gossip-Based ad hocrouting. In: Proc. of the IEEE
INFOCOM.NewYork:IEEECommunicationsSociety,2002.
“Bluetooth”藍牙一詞原來是一位丹麥國王的名字，他在10世紀時，統一了當時的瑞典、芬蘭和丹麥。后來用他的名字來給一種新的技術標準命名，意思將各種不同的技術標準統一起來。這種新的技術主要使用高速跳頻與時分多址等通信技術，在一定的距離低成的把若干臺數字化設備，包括各種便攜移動設備、固定通信設備、PC機及其終端設備、數字系統，如數碼照相機、數碼攝像機等，還包括智能家器、自動化設備呈網狀鏈接起來。Bluetooth成為網絡中各種外設接口的一種橋梁，取消了設備之間實在的連線，以無線連接來取代
這種技術的替代對象主要有紅外線傳輸和RS232串口線傳輸，紅外線接口的傳輸需電子裝置在視線之內的距離，而以RS232串口線連接的設備的缺點是需要線纜和和傳輸速度低，藍牙技術的發展，方便了各種移動設備的互聯。
Bluetooth現成為整個無線通信領域的重要分支，它不僅僅是一個芯片，而是一個近距無線網絡，在包括智能手機、掌上電腦、無線耳機、便攜PC、各種外設之間進行無線信息傳輸，現今由Bluetooth構成的無線網絡已在移動通信領域到處存在。
Bluetooth應用高速跳頻和時分多址等通信技術，能在近距離內較方便地將幾臺數字化設備呈網狀鏈接起來，可應用于智能手機、PC機、掌上電腦、打印機、游戲機數碼相機、MP3等，還可視頻、語音、圖像、文字、文件同步傳輸，還可簡化白板記錄儀、投影機等操作。藍牙模塊連接圖如圖1所示。
圖1 連接圖
Fig.1 Connection diagram
2 藍牙技術的規范及特點（Specifications and
characteristics of bluetooth technology）
Bluetooth的技術標準是IEEE802.15，工作頻帶為2.4GHz，1MB/s的帶寬。采用時分多址實現全雙工方式通信，基帶協議組合了電路交換和分組交換。每個跳頻頻率發送一組同步數據，每個時隙分配給某個分組，利用擴頻技術可擴展為五個時隙。Bluetooth支持三個并發的同步話音通道或一個異步數據通道，還可一個同時傳送異步數據和同步話音的通道。64kB/s的同步話音提供給每個話音通道，異步通道的傳輸速率可達為721kB/s，非對稱的反向應答連接速率為57.6kB/s，對稱連接速率為432.6kB/s。
根據發射功率大小，Bluetooth有三種傳輸距離等級：第一種約為100m；第二等級為10m左右；第三等級為2—3m。其正常的工作范圍是10m半徑內。有效范圍內能進行多臺設備間的互聯。Bluetooth的特點有：利用跳頻技術，數據包短，減緩信號衰減。鏈路穩定，使用快速跳頻和前向糾錯方案，有效減少同頻干擾和遠距離傳輸時的隨機噪聲影響。使用2.4GHz頻段，無須許可。同時進行數據、音頻、視頻信號的傳輸。采用FM調制方式，可減低復雜性[2]。藍牙模塊部分電路原理圖如圖2所示。
圖2 電路原理圖
Fig.2 Circuit diagram
3 藍牙匹配規則及使用注意（Using bluetooth
matching rules and notice）
Bluetooth標準開放性無線接入方式的一種，在使用前需要了解和遵循標準技術規則。不同藍牙設備在進行通訊前，需要將其匹配在一起，從而確保一個設備發出的數據僅會被許可的其它設備接受。
Bluetooth將設備分為主從兩種。其主設備的特點主要有，主設備有輸入端口。進行匹配時，可通過輸入端口輸入隨機的匹配密碼將不同設備匹配。如藍牙智能手機、有藍牙模塊的個人電腦等都為主設備。
從設備的特點主要有，從設備多半沒有輸入端口。所以從設備往往在出廠時，在芯片中，燒寫了一個6位或4位數字的匹配密碼。例如藍牙耳機等都是從設備。各種主設備之間，以及主設備與從設備之間，都是可互相匹配的，但是從設備與從設備是不能匹配的。如藍牙PC與藍牙智能手機可匹配，藍牙PC也可以與藍牙耳機匹配，而藍牙耳機與藍壓耳機不能匹配[3]。
藍牙主設備，依據其類型不同，可匹配一個或多個其他設備。如一部藍牙移動電話，一般最多匹配七個藍牙設備。但是一臺藍牙個人電腦，卻可以匹配十多個或數十個藍牙設備。在同一時間，Bluetooth設備之間只支持點對點傳輸。
4 具體實現步驟（The specific implementation steps）
（1）首先修改模塊的參數，運行chmod命令進行修改，模塊波特率默認值為38400，主模塊和從模塊分別與核心控制模塊ARM處理器連接好。
（2）實現接收功能，主函數為BlueToothreceive
int main（int argc， char *argv[]）
{ int i=0； bsp_init（）； unsigned char buf[100]； int recv_count； rs485_open（）；
printf（"test BlueTooth （38400）...＼r＼n"）；
while（1） { recv_count = read（fd_rs485，buf，60）； buf[recv_count] = '＼0'； printf（"data num=%d＼n"，recv_count）；
for（i=0；i
int bsp_init（void） { open_port_device（）； return 0； }
（3）實現發送功能，主函數為BlueToothsend
int main（int argc， char *argv[]）
{ int i； bsp_init（）；char buf[14]="0123456789abcd"； int recv_count；
rs485_open（）； printf（"test BlueTooth （38400）...＼r＼n"）；
while（1） { write（fd_rs485，buf，14）；for（i=0；i<14；i++） { printf（"%c"，*（buf+i））； }
printf（"＼n"）； mmdelay（3000）；} return 0；} int bsp_init（void） { open_port_device（）；
return 0； }
（4）分別調試藍牙的主從模塊，其中一片ARM處理模塊燒寫發送程序，另一片ARM處理模塊燒寫接收程序。
（5）運行相應程序，在超級終端下可以看到一個ARM處理模塊一直在發送數據，另一個ARM處理模塊一直在接收從藍牙模塊發過來的數據。
（6）模塊參數的修改參照藍牙模塊命令集。
5 結論（Conclusion）
以上為筆者在進行嵌入式ARM開發實踐過程中總結出來的，由于能力有限，諸多細節不夠完善，如未能實現多藍牙模塊的多點通訊，未能將藍牙模塊驅動程序加載到Linux內核中運行，不足之處難免，希望得到讀者朋友的批評指正。 [提供，第一論文 網專業代 寫各種職稱論文和畢業論文，歡迎光臨DYlW.neT]
參考文獻（References）
[1] 吳作鵬.藍牙迎來第二春[N].計算機世界，2004（04）.
[2] 季巖.關于藍牙技術的研究—基于藍牙的Adhoc網絡散列
網形成協議的研究[D].江南大學，2008（07）.
[3] 蔣喜焰.基于無線藍牙通信的智能家居系統的研究與實現
[D].華東師范大學，2009（04）.
作者簡介：
2009年12月2日，中國工程院2009年院士增選結果在京揭曉。44歲的中國人民總參謀部某研究所總工程師于全與鄧中翰、吳曼青一起當選中國工程院信息與電子工程學部院士，刷新了中國工程院最年輕院士記錄，成為新增選的48名院士之一。這一消息不僅讓于全的九江家鄉人為之驕傲，更引起世人的普遍關注。
出人意料的選擇
對熟悉他的人來說，于全當選為院士這一消息并不意外，自幼天資聰穎的他，求學與科研之旅可謂一路坦途――
1982年，于全17歲時以九江市高考理科第二名的成績考入南京大學信息物理系，成為其母校同文中學和九江市三中的榮光。1986年，本科畢業后又考入以“西軍電”之稱蜚聲海內外的西安電子科技大學，攻讀物理系電波傳播專業碩士學位，1988年6月30日，作為該校唯一入選的國家公費研究生，被派往在歐洲通信界大名鼎鼎的法國里摩日大學光纖微波通信研究所繼續深造。
初到法國，按法國規定必須首先取得攻讀法國博士的資格（即DEA），一年后，不服輸的他以全優的成績在來自世界各地的60多位同學中名列前茅。此后3年，在集光纖、通信、計算機等多學科為一體的法國里摩日大學光纖微波通信研究所，于全苦心修煉，先后取得了多功能光纖傳感器、光纖網絡的計算機輔助設計系統等3項重要科研成果，撰寫的6篇學術論文在國際著名學術刊物上發表，創造的可調式光纖藕合器獲得法國專利，出色的科研能力令人刮目相看。
1992年5月11日，于全順利地通過了博士答辯，《多模光纖效應的研究及在光纖網絡CAD中的應用》作為一等論文，被列為里摩日大學的博士畢業論文范本，專家評判“非常出色”。尤為人稱道的是，于全在論文中解決了法國巴黎地鐵公司、煤氣公司、電力公司光纖網絡建設中的技術難題，取得了良好的經濟效益和社會效益。一時間，法國、美國、加拿大等國外諸多企業、大學與研究機構紛紛邀請于全加盟，他卻毅然謝絕了許多人夢寐以求的優越條件與豐厚待遇，在1992年6月30日即他出國4周年這一天回到祖國，成為同期70多位留法中國留學生中第一個學成歸國的博士。
“4年留學生活，開拓了我的思維，也給了我自信。我受不了西方人居高臨下的同情與憐憫，不甘于做發達國家的‘二等公民’，選擇回國創業就是希望能在祖國這塊土地實現自己的價值，尋求一種在科技創新上與西方列強精神平等的途徑。”在于全心中，國家絕不僅僅只是一個概念。“祖國送我出國深造，4年就得花費50多萬元人民幣，相當于5000個農民1年的農業稅，這是人民的血汗錢呀！”留學4年，承載著祖國消息的《人民日報》海外版成為他了解祖國的窗口，這種獨特的愛國主義教育已在1400多個日夜中深深浸入他的血液。
彼時，像于全這樣的人才，在國內也是“寶貝疙瘩”。在首都機場，于全就被清華大學電子工程系給“預訂”了，很快航天部中國精密機械進出口總公司也向他伸出了“橄欖枝”，有意請他加盟的單位絡繹不絕。與于全同期回國的學者，不少選擇了高等學府，成為了行業領軍者，保持著在全世界行走的高度自由。那時，中關村已經出現了收入高達5萬元的年薪，像于全這樣的“海歸”精英，可以拿得更多。
這時，一位好友給他介紹了總參某研究所。所領導和于全促膝長談，談的不是條件，不是待遇，而是我軍目前的通信現狀及其與國外的差距。于全感覺自己的血管里有一股熱流在奔涌，他出人意料地謝絕了多個國內知名學府與大型企業的邀約，義無反顧地選擇了部隊。這個選擇，意味著月薪300多元，而且，要受到部隊高度的組織紀律約束。
在當時，于全的選擇太出人意料，以至于很長一段時間，他每天都在回答為什么回國、入伍這兩個問題，只因為好奇、不解的人實在太多了。“后來的事實證明，我的選擇是對的。”
于全含笑謙稱：“像我這樣的人，在中國比比皆是，但是有我這樣機遇的人不是很多，是部隊給我提供了干大事的條件。要說起來，我當時的選擇也是一種思維上的創新。那時，國內洋博士不多，軍隊里更是鳳毛麟角，因此，我到軍隊后很受重視。正所謂，別人不太容易想到的，往往是機會最多的；不隨大流，機會概率才會高。”
1992年9月4日，于全穿上國防綠，成為總參某研究所通信研究中心工程師，17年間，他歷任高級工程師、研究員、中心主任、總工程師，2009年12月當選中國工程院院士，成為萬眾矚目的焦點之一。
洋博士的自適應
許多人都以為于全在部隊順風順水，實際上，這位留法4年的“洋博士”曾經經歷了一個相當痛苦的自適應過程――
初進軍營，部隊并不因為于全是一名特殊的新兵，就給他特殊的照顧。幾個月封閉的新兵訓練，讓于全感覺絲毫不比搞科研輕松，但這也鍛就了他作為軍人的剛毅與堅韌。
在山西完成新兵訓練后，于全回到北京。當時各種輿論都將于全“舉得很高”，媒體的輪番“轟炸”與重壓，讓他感覺壓力很大。“最痛苦的不是后來睡實驗室吃方便面做項目的日子，而是那段找不著北的日子。”
一次與同學聚會時，同學跟于全開玩笑說：“在法國，你好比‘人頭馬’，是高檔貨；剛回國，你好比‘五糧液’是搶手貨；當了兵，變成了‘二鍋頭’，是大路貨。怎么樣，現在你是不是有點想吃后悔藥了？”于全表面上嘿嘿一笑，心頭卻是沉重的，怎樣盡可能快地完成自適應過程成為他那段時期重點考慮的問題。
放下“洋博士”身價，虛心向“老人”學習，是他對自己的要求。“我原來學的是物理專業，讀博時學的是光纖通信，進入總參某研究所后，轉攻無線通信。而且，軍事通信與民用通信之間存在差異，我對軍隊的特點、需求完全不了解，因此很多東西都要從零學起。”半年時間，他所閱讀的書籍與資料，摞起來比人還高。
那段時間，于全每天清晨7時就第一個來到辦公室，去幾百米外的食堂打來開水，然后拖地、擦桌子。“我想通過這種樸實無華的方式告訴大家，洋博士沒什么了不起。同時，也想看看，從無拘無束到紀律嚴明，自己的自適應能力究竟怎樣。”就這樣堅持了三四個月，于全的心慢慢沉靜下來，所里的“老人”們也漸漸接受了這個腳踏實地的“洋博士”。
這段自適應心得，后來被于全總結為“打掃衛生理論”，成為其所在單位人所周知的信條之一。在于全看來，掃地、拖地、打水、擦桌子，這些一般人眼中的小事，卻很能反映出一個人的綜合素質，體現出一個人的工作態度、處事心態與精神格調，只有腳踏實地干事、真正融入團隊的人，才有可能成就大事業。
“如果只看外表，沒人知道他是海歸。”于全的戰友們說。他經常會穿著作訓服，與野戰部隊最基層的戰士們混在一起。“只有這樣，我才知道部隊需要什么樣的通信裝備。”于全解釋說。
凡是蹲過點的部隊，于全都能叫出每一名通信士官的名字。在他的帶動下，課題組的同事都愛上了基層蹲點試驗，正是在這種深入接觸與調研中，于全與他的團隊創造了一個又一個奇跡。
耐得大寂寞，才出大成果
接到第一個課題后的一年多時間里，為了加快項目進度，于全與他的兩名助手放棄了休息日，加班加點查資料、編程序，每天都干到深夜，餓了就吃方便面，困了就湊合著在實驗室睡一覺，500多個日日夜夜，就這么不知不覺地過去了。計算機程序枯燥而又繁瑣，他們反復地編寫、修改，再編寫、再修改，光編制的程序就達幾十萬條，打印出來足有幾公里長……
1994年12月，于全主持設計的野戰通信網計算機仿真系統研制成功，并榮獲1995年度軍隊科技進步一等獎。這個系統不僅填補了國內空白，而且有10多項技術指標都達到了國際領先水平。其研制時間之短、質量之高，令專家們驚嘆，更讓人驚嘆的還是它的神奇功效，如今，這一成果已廣泛應用于衛星通信、無線通信、保密通信、電子對抗等軍事領域，產生了巨大的軍事、經濟和社會效益。
近年來，隨著科技的日新月異，信息已成為掌控戰場物質和能量流向的關鍵因素，制信息權成為決定戰爭勝負新的戰略制高點，軍隊信息化建設成為當前世界新軍革和各國軍隊轉型的核心內容。多年來，協同通信一直是困擾世界各國軍隊通信暢通的一大難題。這一世界性難題引起了于全的關注和思考。
“軟件無線電”這項剛剛萌芽的新技術進入了他的視野。研究所領導全力支持他的大膽設想，籌備60多萬元人民幣，從全所選調精兵強將，組成一個包括2名博士、5名碩士在內的課題組，協助于全一起攻關。
“軍用軟件無線電網關”課題的研究需要大量野戰電臺運行數據來支持，在立項后一年多時間里，于全和他的團隊從青藏高原到天涯海角，從遼東半島到東海之濱，跋山涉水，戰嚴寒，冒酷暑，深入陸海空通信部隊，掌握第一手資料，僅搜集、歸納的各類數據就有數百萬條。
1998年11月，于全和他的團隊以最少的經費和最快的速度，研制出中國第一臺“軍用軟件無線電網關”電臺，成功地實現了我軍不同頻段、不同體制電臺的互連互通，較好地解決了三軍協同通信這一世界難題，被譽為“自模擬過渡到數字之后無線通信領域的又一場革命”，使我軍在野戰通信技術研究上第一次走在了西方發達國家的前面。
榮譽接踵而至，“耐得大寂寞，才出大成果”，為排除干擾，于全給自己定了“三條規矩”：成果不急于報獎，不急于出專著，不接受媒體采訪。他淡泊名利，多次在報獎時劃去自己的名字，還常把自己所得獎金悉數分給他人。他常說：“泰戈爾說得好啊！鳥兒的翅膀綁上了黃金，怎能飛得遠呢？”
正是在這種清醒與淡定下，于全率領他的團隊繼續瞄準世界軍事信息技術發展前沿，馬不停蹄地創新，先后完成了20余項重大科研項目，成功研制出我軍第一代戰術通信網，實現了通信保障模式的跨越式發展，為我軍打贏信息化戰爭提供了強有力的保障。
17年來，于全刻苦攻關，不斷創新，先后榮獲國家科技進步一等獎1項、二等獎1項；軍隊科技進步一等獎4項；國家重點資助優秀留學回國人員；全國優秀歸國留學人員；全國優秀科技工作者；中國青年科技獎；全國青年科技獎一求是工程獎；全軍學習成才標兵；全軍通信系統優秀科技骨干；總參青年標兵；總參優秀中青年專家；總參優秀科技干部；一等功1次，二等功2次，三等功1次；第十二屆“中國青年五四獎章標兵”等獎項。一批科研人員在他的帶動和影響下，成為我軍通信領域的中堅力量，而他自己也成為我軍最年輕的軍事通信學科帶頭人，是當代青年景仰的偶像之一。
文理兼備的“交聯”式讀書與學習
當選中國工程院院士，對于全來說，驚喜之外，更是責任。“它是我人生的重要節點，今后，我將在這個更高的平臺與更大的舞臺上，為自己所鐘愛的軍事通信事業而奮斗。”
在一般人眼里，于全是一個傳奇，他的人生寫滿精彩，充滿創新。前輩稱贊他“思維不拘一格”，學生說他“善于出奇制勝”，而于全自己卻謙遜地說這得益于“交聯”式的讀書與學習。“交聯”本是物理和化學領域的一個專業詞語，于全借用過來，旨在強調一種互聯互通、融會貫通、觸類旁通的學習方式。“雖然工作繁忙，但他至今依然保持平均每周讀一本書的習慣。“工作再忙，也不能放松學習；不學習，就意味著放棄明天。”這是于全給自己的忠告。
于全經常閱讀的書基本上分為四大類：第一類是通信行業的專業書籍，第二類是作戰理論方面的軍事類書籍，第三類是涉及人生觀、價值觀方面問題的哲學社會科學類綜合圖書，第四類則是小說、散文、藝術之類怡情養性的圖書。
關鍵詞：智能手機；移動學習；高等教育
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）33-0284-02
收稿日期：2013-09-28
基金項目：南京郵電大學教學改革項目“基于創新人才培養的畢業論文教學模式探討”的研究成果（JG00111JX88）
作者簡介：王娟（1982-），女，江蘇南京人，講師，從事企業戰略管理研究。
一、概念的界定
（一）移動學習
移動學習（E-learning），是一種新型的學習方式，是指學習者可以隨時隨地，通過移動設備和無線通信網絡進行學習活動，是對現有的傳統的場地式教學方式的大的突破。移動學習可以借助手機、平板電腦、筆記本電腦，MP3播放器、電子閱讀器等終端設備。
最早的移動學習始于1994年，美國卡耐基梅隆大學開展了無線網絡教育研究項目，通過三年的研究，最終建成覆蓋整個校園的無線高速網絡，并在全球范圍內造成了積極的影響。之后，斯坦福大學實驗室也開始致力于移動學習系統，與愛立信公司合作，并將研究成果應用于語言學習之中。2001年歐洲資助了“下一代學習”項目，非洲開展了農村移動學習項目。英國開發了具有自動回復功能的多項選擇題短信測試系統。意大利國家教育技術研究中心讓學生通過使用移動設備依照教師設定的模式進行交流。日本開發了BSUL環境，使用PDA和無線網絡幫助師生完成日常的出勤，交作業，報告提交等活動。新加坡架構了無線學習解決方案，改善學生的學習環境。雖然對移動學習的研究時間不長，但就目前的研究進展來看，發展是非常迅猛的。
中國移動學習項目起步較晚，最早是北京大學2001年的“移動教育理論與實踐”項目，由國家教育部牽頭，將移動計算與教育技術結合。2006年上海電視大學首次采用了手機遠程教育。目前，國內很多大學都開展了移動學習的研究，大型網站也陸續推出了手機和短消息形式的學習輔導服務。
（二）智能手機
手機，美式英語中被翻譯為“cell phone”，英式英語中是“Mobile phone”。智能手機的誕生，是掌上電腦演變而來的。起初的掌上電腦并不具備手機的通話功能，但是隨著用戶對個人信息的需要，廠商將掌上電腦和手機的功能合二為一。通俗意義上說，智能手機就是除了擁有普通手機的基本功能之外，性能更廣泛，手機內預裝了開放式操作系統，可以安裝APP軟件，可以無線接入互聯網。國內學者對智能手機的功能進行了多項研究。徐超（2010）認為智能手機的便攜性適合多媒體資源的存儲及播放，新媒體信息的傳送。羅宇等（2011）認為智能手機的開放式的操作系統處理速度快。宋少婷、王朋嬌（2010）肯定了智能手機因為其移動性，豐富性和多樣性在移動學習中的優勢。余杰（2012）認為智能手機是人的隨身助手，可以具有聽、說、讀、寫等各種獲取信息的能力，是信息科技高速發展的產物。
二、基于智能手機的移動學習與教學實踐相結合的優勢
（一）移動的學習環境
無論是傳統的教學方式還是網絡教學方式，都是固定的教學場所。但是移動學習的環境不是固定的，真正地實現了學生學習的自主性。學生利用無線移動通信技術與設備，真正實現anyone anytime anywhere anystyle的4A學習。移動學習從傳統的一對一或一對多的學習形式轉變為一對一或多對一的學習形式，即一個學生對應一名教師或多名教師，還可以和其他學生進行交流與溝通。學生擺脫了時間、空間的限制，平時零碎的時間都可以用來學習，增加了學習的彈性，提高了自主學習的能力。
（二）豐富的學習交互
交互是新技術條件下學習環境賦予學習者的獨特優勢，包括師生交互、生生交互、學習者/教師和資源的交互。在新的交互方式支持下，以教為主的教學方式正逐漸演變為以學為主，移動學習通過網絡通信技術和移動計算機技術實現交互交流，適合學生之間的團隊協作學習或者自主學習。比如通過短消息、文字、聲音、圖片、視頻等和其他同學或者老師進行交流，發表自己的看法，共同探討學習中遇到的難題。
（三）個性化的學習方式
不同學習者的學習風格、習慣各不相同，在學習中感興趣的問題和可能遇到的難題也截然不同，傳統的集體式的教育并不能解決這一問題。移動學習提供了一個新的便捷可適的途徑，學習者可以根據自己的實際情況，掌握學習進度、學習時間、學習地點和學習內容。基于無線移動網絡和情境感知技術下載合適的學習資源，學校也可以根據每個學生的興趣愛好特點制訂不同的學習計劃。目前很多高校推出的“自主個性化學分”就是對普通教育課程的補充。
三、高校開展移動學習的可行性
（一）高校移動終端普及
移動學習終端應該具有可攜帶性、無線性、移動性的特點。可攜帶性要求設備形狀小、重量輕，便于隨身攜帶；無線性是指設備入網無需連線；移動性指使用者在移動中也可以很好地使用。目前所說的移動學習終端一般是指三代手機和具有無線連接的筆記本電腦等。目前高校學生移動終端的普及情況如何呢，筆者對南京仙林大學城、江寧大學城的高校開展了問卷調查。結果顯示，手機已經成為大學生生活的必需品，擁有量接近100%，其中智能手機擁有量接近75%。
（二）移動教育網絡完善
該網絡是整個移動網絡的一部分，由多個基站組成，用來發射或接收來自移動學習終端以及互聯網的信息，并通過空中接口將移動學習終端與互聯網實現無縫連接。無線移動教育網是移動學習技術系統中的關鍵組成部分，也是制約移動學習的瓶頸。目前無線移動教育網絡基本上是2G或3G網絡。相對第一代（1G）和第二代（2G），第三代無線網絡系統是將無線通信與互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務，分別支持至少2 Mbps、384 kbps以及144 kbps的傳輸速度。目前很多高校都建設了無線校園網，為高校移動學習提供了完善和先進的技術環境。
（三）學生的移動學習需要強烈
筆者對南京仙林大學城、江寧大學城的高校開展了問卷調查，被試學生中76.1%的學生都非常希望通過移動終端隨時隨地獲取信息，表明大多數學生對于移動學習非常有興趣。學生大部分采用的都是包月流量的方式上網，接近50%的學生認為上網費用偏高，這也是移動學習發展的瓶頸。同時，網速偏慢，智能手機電池的延續時間過短，都是移動學習進一步發展要解決的問題。
四、基于智能手機的移動學習在高校教育中的應用
（一）基于短消息的移動學習
從整個移動教育系統的框架來看，Internet、教學服務器、直播教室是數字化教學資源的主要傳送。學習者通過手機等學習終端，將短信息發送到位于互聯網的教學服務器上，教學服務器分析用戶的短信息后轉化成數據請求，并進行數據分析、處理，再發送到學習者的手機。利用這一特點，基于短消息的移動學習可實現學生通過無線移動網絡與互聯網之間的通信，并完成一定的教學活動。基于短消息的移動學習可以實施的教學活動有如下幾種：學校對教師和學生的教學活動通知；學生向教師提問以及通知教師瀏覽和回答。也可以按照關鍵詞匹配的方法系統檢索問題知識數據庫，如果找到答案了就直接回復學生的問題，實現自動問題答復功能；學生對考試分數和作業提交情況進行查詢；進行一些簡單的測評和輔導。
（二）基于連接瀏覽的移動學習
對于基于短消息的移動學習來說，其數據通信是間斷的，不能實時連接，因而不能利用該種方式實現移動學習終端對學習網站的瀏覽，也就很難實現多媒體教學資源的傳輸和顯示。隨著通信芯片和DSP（Digital Signal Processor）性能的提高以及3G通信協議的推出，移動通信協議將得到很大改進，通信的速度也會大大提高，基于連接瀏覽方式的移動學習將會得到廣泛的應用。該方式是學習者利用移動學習終端，經過電信的網關后接入互聯網，通過WAP協議訪問教學服務器，進行瀏覽、查詢，實時交互，類似于普通的互聯網用戶。由此可以看出，基于連接瀏覽的移動學習方式不但可以傳輸文本，還可以傳輸一些圖像信息。
（三）基于校園無線網絡的準移動學習
準移動學習指可以在局部范圍內（如整個校園、一棟樓、一片戶外學習區或一個教室）實現移動學習。從3G技術不同標準之間的爭論和產品開發進展來看，在全球或全國范圍內完全實現連接瀏覽的移動學習估計還需要一段時間，但無線局域網絡（WLAN）技術相對比較成熟了，可以作為準移動學習的實現技術。根據移動學習環境的范圍和不同的需求與功能，校園準移動學習環境建設可以有以下三種形式。（1）集中控制方式：適用于教室范圍內的移動學習。（2）中繼連接方式：適用于整棟樓或兩個樓范圍內的移動學習。（3）混合連接方式：適用于校園范圍的移動學習。
五、結語
基于智能手機的移動學習彌補了傳統高等教育的不足，隨著中國教育改革步伐的加快，智能手機移動學習與傳統教育的融合發展是大勢所趨。教師需要轉化教學觀念，適應新的教學工具。通過移動學習系統，教師可以短信或者Email布置作業，安排教學活動，上傳教學課件，資源共享，移動專業化的學習內容。同時學校需要引導學生形成移動學習的習慣，很多學生在休閑時間都是利用手機發微博、發短信，真正利用移動學習的學生人數很少，學校就需要政策引導學生利用零散的時間加強學習，充分發揮智能手機的作用。
參考文獻：
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[3] 王朋嬌，王愛文.手機移動學習平臺在開放教育中的構建研究[J].現代遠距離教育，2008，（5）：60-63.
關鍵詞：無線Mesh網絡 安全隱患 防御
中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0189-02
無線Mesh網絡也就是無線網狀網，因為速率較高、容易組網和成本低廉的優勢被大家熟悉和接受，被普遍應用于無線設備和互聯網的接入中。無線Mesh網絡最主要的意義，是能夠使任何網絡節點都具備接收和轉發數據的功能，并且能夠使每個節點都可以實現與一個或多個對等的節點直接進行通信。和無線局域網相比，無線Mesh網絡使用的是多跳機制，這就意味著用戶要實現通信就必須通過較多數量的節點，這在一定程度上大大增加了無線Mesh網絡的安全隱患。隨著無線Mesh網絡越來越廣泛地被應用，其安全問題已經成為了急需研究的話題。
1 無線Mesh網絡的結構特點
無線Mesh網絡有別于傳統無線網絡技術，其無線電通信網絡是由網狀的拓撲射頻節點組成的。無線Mesh網絡所包含的節點可以分為三類，分別是客戶端、路由以及網關。其客戶端節點可以是傳統筆記本電腦，也可以是手機、ipad等無線設備，路由節點則利用自身組織或者預先配置的方式形成骨干網絡，為客戶端提供無線接口，網關節點則提供到網絡的訪問。由于無線Mesh網絡的通信網絡結構特點，能夠滿足當一個節點發生故障，其他剩余節點仍能夠直接或間接實現相互通信的要求，因此是一種比較可靠的數據通信方式。
2 無線Mesh網絡潛在的安全問題
無線Mesh網絡的結構特點使得其除了面臨傳統有線網絡安全的風險外，還面臨著其他特殊的安全隱患：
2.1 無線傳輸的開放性使其安全面臨更大挑戰
通常情況下，要對有線網絡發起供給需要依賴于對物理通道的監聽或以流量注入的方式發起攻擊。而無線網絡由于其開放性特點，使得黑客可以通過竊聽無線鏈路的信號、接收覆蓋范圍的節點發送的報文篡改數據等方式實現對網絡的供給，甚至可以直接發送無線干擾信號來對無線Mesh網絡造成破壞。
2.2 無線Mesh網絡認證的分散性使其更加容易受到攻擊
與傳統有線網絡不同，無線Mesh網絡缺少控制中心這樣的節點，導致對其進行安全管理變得困難。又由于其特殊的拓撲結構，使得網絡中節點之間的數據傳送變得不穩定，已有的安全措施難以直接應用，安全認證變得困難重重。
2.3 無線Mesh網絡終端節點的兩重身份加大其安全威脅
在無線Mesh網絡中，非常特殊的一點在于其終端節點同時承擔著主機和路由器的角色因而既需要運行相關聯的應用程序，又需要遵守路由協議運轉。如果網絡內部的節點要實現與網絡外部節點的通信，就必須依靠終端網絡節點的多跳機制參與，這意味著如果任何一個有多條通信鏈經過的節點受到攻擊，都有可能給整個網絡的安全造成影響。
2.4 無線Mesh網絡獨特的路由機制給網絡攻擊提供更多機會
無線Mesh網絡的路由節點運行原理是多跳動態機制。攻擊者可以利用路由器的這一特點進行錯誤路由信息的傳播，整個網絡系統有可能因此陷入停運狀態。路由節點的這一特質也使得DOS攻擊手段變得多樣化，通過虛假路由信息進行欺騙，實現蟲洞等形式的攻擊，更加隱蔽和防不慎防。
3 無線Mesh網絡常見的安全攻擊手段
有線網絡的攻擊手段仍可能對無線Mesh網絡造成威脅。同時，由于無線Mesh網絡的特殊性，使其還將面臨更多的威脅。總的來說，針對無線Mesh網絡的攻擊可能由網絡外部的惡意節點發起，也可能由內部的被侵入的節點進行，手段比較多樣，且一些手法具有很強的隱蔽性，應該引起高度的重視。
3.1 竊聽
竊聽是一種比較傳統的攻擊方式，通常是其他網絡攻擊的基礎，在有線網絡時代已經存在，通過竊取流經網絡的計算機信號實現對網絡傳輸流的截取，對用戶的信息隱私造成威脅。由于無線網絡是以無線電為載體進行的，介質具有公開向，理論上說流經無線通信的每一個信息對于竊聽者都是可見的。如果用戶的數據沒有進行加密，竊聽者將非常容易地獲取到想要獲得的明文，再通過報文解析獲取信息。
3.2 DDoS進攻
DDoS是中文“分布式拒絕服務”的英文縮寫，其攻擊主要以干擾正常網絡通信，占用正常網絡帶寬為手段，以實現影響用戶網絡正常使用或導致一些節點對某種服務無法正常訪問。與傳統DoS不同，DDoS的攻擊更多是通過向目標主機傳輸大量的垃圾數據，造成其通信堵塞或服務器不堪重負，從而實現拒絕服務的目的，用戶對網內資源的正常訪問受到嚴重影響。
3.3 中間人進攻
數據要實現通信必須在至少兩個節點之間傳輸，中間人進攻就是在兩個合法節點之間，利用一定手段對節點雙方以欺騙的方式獲取通信內容。對于底層的無線Mesh網絡，這種以中間人的身份進行的進攻是非常突出和致命的。中間人進攻對于無線Mesh網絡的各個傳輸線路都可能造成嚴重的危害。攻擊者可以通過這種欺騙手段獲得累積的明文甚至加密文件，在此基礎上進行分析，就可能對網絡密匙實現破解。
3.4 路由節點進攻
路由機制的實現需要內部節點的相互合作。如果內部節點被利用改造成惡意節點，就可能向其他節點發送虛假信息，或者偽造其他節點的路由信息，對整個網絡系統造成嚴重破壞。由路由節點發起的進攻具有很大的隱蔽性，在爆發前通常難以被發現，引起破壞性非常大。目前針對無線Mesh網絡路由機制的進攻主要通過以下幾種方法：
（1）黑洞。黑洞攻擊是通過惡意節點對外偽裝具有最短路勁，欺騙其他節點與其建立路由連接。在連接建立之后，惡意節點將利用竊聽或者吞噬需要轉發的數據，造成數據分組丟失的拒絕服務。
（2）蟲洞。蟲洞攻擊的原理是通過兩個處于同一網絡但位置不同的惡意節點之間繞路信息的交換，導致通過惡意節點的跳躍數的減少，以此換取獲得路權機會的增加。這種攻擊可能導致路由擾，正常的通信無法進行。
（3）篡改數據。對數據的篡改通常很難被檢測。這種攻擊是由惡意節點在報文上動手腳，修改報文的內容，從而造成該報文在目標節點上的認證失敗，或者使攻擊者獲得需要信息。
（4）自私節點。自私節點是指在整個網絡系統中為了盡可能地滿足本節點的需求，而拒絕為其他節點提供中繼服務的節點。如果攻擊者制造出大量的自私節點，就可能造成網絡系統較大面積的停止運行。
（5）女巫攻擊。這種策略是指一個惡意節點使用一個物理設備但是卻偽造了多個身份，造成一定的迷惑性，使得路由協議的運行受到干擾，網絡資源的分配也可能出現問他，從而影響系統的正常運行。
4 無線Mesh網絡的安全防御
針對上述無線Mesh網絡面臨的安全問他，可以采取適當的措施進行防護，最大程度降低破壞的發生，保障系統的相對安全。
4.1 針對竊聽的防范措施
從竊聽攻擊的發動原理可以看出，無線Mesh網絡的竊聽風險主要是由于無線介質的開放性造成的，其防御也是利用這一原理，盡量減少其開放性帶來的威脅。一方面，可以利用定向天線技術和擴頻技術等手段，減少惡意破壞者接收到完整信號的幾率。另一方面，采取數據加密，保證節點的認證和路由信息都受到網絡密鑰的支撐。
4.2 DDoS攻擊的防范措施
如果網絡節點已經受到了DDoS攻擊，再進行防御產生的效果是不盡如人意的。因為當意識到有大量垃圾數據向其傳輸的時候，網絡很可能已經因為通信量超過負荷而陷入癱瘓。此時只有及時進行相關檢查進行抵抗。第一，是盡力找出進攻的發源，及時關閉相關設備。第二，是查處攻擊經過的路由，再有針對性的進行屏蔽。由于DDoS攻擊通常是惡意的網絡擁堵，并非傳統意義上端口到端口的擁堵，因此單獨節點上的有效防范難以實現，需要通過路由來解決。一個比較可行的方法是在每個節點上加入檢測攻擊，或者選擇分組丟失功能。另外使用資源調節器也可以對資源耗盡類型的DDoS攻擊達到比較好的防范目的。
4.3 中間人攻擊的防范措施
中間人攻擊之所以能夠成功，關鍵原因是任何一個無線Mesh網的節點都被允許既是申請者同時又是認證者。利用這一原理，運用身份簽名技術，采取挑戰簽名及以及驗證的方法實現雙向認證，能夠較好地防御中間人攻擊這一手段。具體來說，當每一個節點新加入到整個網絡系統中時，必須向其相鄰的節點發出認證，通過認證的節點蔡有資格進入。這就使得節點只具備一種身份，新加入的節點為申請者，而其相鄰的節點則成為認證者。
4.4 路由攻擊的防范措施
（1）黑洞攻擊的防范。要預防黑洞攻擊的發生，最可靠的辦法是找出黑洞節點。使用者可以利用對無線網絡進行監聽的方法來實現對黑洞節點的檢測和排查。監聽的原理如下：由于無線信號的傳播是全向的，當源節點向非目的節點發送數據分組的時候，非目的節點會根據路由信息轉發這一數據分組，其他節點包括源節點在內，都肯定能夠收到來自非目的節點轉發的這一數據分組，從而可以由源節點對非目的節點轉發的數據分組的數量進行檢測，以此作為依據判斷非目的節點為黑洞節點的可能性大小。
（2）蟲洞攻擊的防范。針對蟲洞攻擊當前已經有了一些比較成熟的防范。比較常使用的是地理束縛和時間束縛、計算鄰居數目分布以及基于鄰居信任的評估。
（3）數據篡改的防范。目前對于數據篡改類的網絡攻擊，比較常用的方法是對路由信息進行加密以及采用數字簽名的方法。為了避免被惡意俘獲的節點利用路由進行網絡攻擊，用戶應該定期和非定期地對路由表以及選擇方式進行更新，確保正確的路由選擇。
（4）自私節點攻擊的防范。自私節點攻擊的防范可以通過對自私節點的排查和檢測進行方法。目前比較流行的檢測方法有基于上下文感知的排查法、中心極限定理（CLT）檢測算法以及基于滑動窗口的殘差閡值測算法等。
（5）女巫攻擊的防范。如果能夠對節點的身份進行有效的識別和檢測，女巫攻擊就能夠得到有效的防范。其檢測的標準時能夠確保每個節點有效并且只具備一個物理身份。當前比較流行的方法有網絡密鑰預分配和節點定位等。
隨著無線Mesh網絡的應用和推廣，其面臨的安全隱患引起人們越來越多的關注，針對無線Mesh網絡進行的攻擊也更加多樣，其中一些具有很強的隱蔽性，能夠對整個網絡系統造成較大的破壞。本文在簡單介紹無線Mesh網絡特性的基礎上，主要針對其存在的安全隱患進行分析。介紹了幾種主要的攻擊手段，并提供了相應的防御方法。這些方法能夠比較有針對性地防范一種或幾種攻擊，但從長遠來看，要真正打破無線Mesh網絡的安全瓶頸，還是應該從無線Mesh網絡的網絡協議入手，構建安全穩定的網絡框架結構，從根源上堵塞安全漏洞。
參考文獻
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[2]劉振華.無線Mesh網絡安全機制研究.中國科學技術大學博士學位論文，2011.
關鍵詞：短信；開放教育；溝通
中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)13-3122-02
1概述
隨著計算機網絡技術和電信技術的以展，信息化程度越來越高，利用手機進行信息溝通日益普及，同時也給了傳統教育提供了交流的平臺，從中央電大到省、市、縣電大，學生遍布全國各地，成人教育是非全日制在校生，師生信息的交流尤為重要。從學生領取教材、收交作業、上課到考試等，如果每次都是打電話，教師的工作量太大，有的老師使用手機或QQ發短信，效率不高，使用飛信，只限于移動號，方法多但效率都不高。自河南電大在線平臺嵌入短信系統后，利用該平臺進行教學和管理，成功地解決了省電大和各地市級電大師生間的交流，具有及時、迅速、方便、投入小等特點，為全省電大師生提供了一個及時、豐富多元的個性化信息服務。大大提高了工作效率，還降低了教育成本，深受廣大師生的歡迎。
2短信平臺的功能
電大短信系統以WEB方式嵌入河南電大在線平臺，主要功能由信息服務、學生管理和訪問控制三個模塊組成。
由于開放教育學生不在校，使得信息服務特別重要，信息服務主要是教學信息服務和管理信息服務。教學信息服務有學習告知、學習督促和日常教學通知。學生告知主要是學習計劃、課程進度、網上學習資源、考前復習等告知，學習督促主要是網上聽課、在線學習、BBS討論，畢業論文指導和催交等，日常教學通知主要是領取教材、復習資料和作業，收交作業、考試等通知。管理信息服務主要是學習之外的各種信息，主要有開學、放假、交費，照畢業照，填寫畢業生登記表、學校各種活動等，通過收發短信進行師生交流和溝通。
學生管理是學生信息的導入、查詢、輸出打印、修改等。管理員把學籍庫里學生基本信息導入短信平臺，同時可對這些數據篩選、查詢和打印。不同的用戶管理范圍也不同，省校可看到全省電大電大的所有信息，地市電大只能看到本有市學生的基本信息，并可根據情況選擇自己管理的班級，批量導入學生電話和進行相關維護。
訪問控制通過權限控制，角色控制。目前用戶有3種，省電大管理員、市級電大管理員和班主任。省電大管理員負責與聯通，設置系統運行的基本數據，與學生數據庫對接導入學生基本情況，監控系統運行基本情況，給地市電大管理員分配權限。市級電大管理員主要是管理和維護系統，負責給本地市的教師分配權限，進行費用的計算和上繳等，并負責本地市短信的內容篩查和監督，如發現違規內容，取消權限。班主任權限是收發短信，查看信息，建立班級，導入學生手機號，修改密碼等。系統功能結構圖如1。
圖1系統功能結構圖
3短信平臺的安全管理
該平臺采用基于權限和基于角色相結合的安全管理模型。角色是對用戶的分類和抽象，權限是用戶對系統所能進行的操作或者操作的集合，也就是用戶能對安全對象進行哪些操作。通過對角色定義、管理、角色繼承、權限等進行安全管理。本系統用戶有3種，省電大管理員、市級電大管理員和班主任。不同的用戶所承擔的角色不同，訪問受限也不一樣。
短信業務是通過存儲轉發實時監控的機制，可提供可靠、低開銷的無線數據業務，滿足用戶資源受限的無線網絡和設備中使用的要求。除技術上進行控制外，行政上也有相應的管理規定。發短信要求具體到每一個學生，精確到人，不能濫用群發功能，不發與學生學習無關的短信，如有3名學生舉報是垃圾短信的，關掉相應地市電大的短信權限，不再開通。地市級電大管理員經常查看日志，對授權的班主任進行監督。短信平臺非常實用，非常方便，一定要加強管理，如果管理不好可能帶來很多麻煩。有的老師的帳號被別人用了發一些廣告信息或給發私人短信，內容不適合教學，影響很不好，怎么監督這種情況？第一制訂嚴格的規章制度，第二技術上控制，現用的是管理員分級，省電大管理員負責給市級電大管理員權限，監督市級電大管理員的工作；各市級電大負責人提交書面的和電子的管理人員名單及相關規定，監督每位班主任的短信內容；班主任提交書面申請才能開通短信功能，要求只能給學生發與學習有關的短信。
4短信平臺的技術實現
目前在計算機上實現手機短信收發技術主要有四種：
一是通過電信部門提供的移動網關發送短信，使用該方法不需要附加硬件，需要到電信部門申請。這種方法適合大型的通信開發，使用起來相對方便，但費用高。
二是通過一些網站上提供的短信發送功能實現，比如新浪、網易都提供這種服務。這種方法簡單，所需資源少但依賴性太強。
三是用無線GSM技術的短信貓，是內嵌GSM無線通信模塊，插入移動運營商的手機SIM卡，可以與移動運營商的短信中心建立無線連接，本地通過與PC的連接可以實現計算機控制應用系統實現自由的短信收發。短信貓在短信收發的速度要更快，可靠性更高，實時發送等優點，在目前的企業短信中應用廣泛
四是使用IMS（即時通信軟件）如QQ的短信超人、飛信等，使用方便并且免費，但都有一定的局限性。
考慮到全省電大師生多，使用率很高，直接把基于WEB的短信平臺嵌入河南電大在線平臺，不需安裝任何軟件，只要打開河南電大在線就能使用。高效便捷的同時也降低了使用成本。該平臺使用移動網關技術，主要功能如下：
方便、高效。用戶不需要安裝任何軟件，徹底擺脫了單機版軟件的束縛，只要能登陸網絡，就可以隨時使用。高效便捷的同時也降低了使用成本。
功能強大。該平臺可以批量發短信、有excel短信、個性短信功能，支持接收回復短信互動溝通最佳手段。
樹狀管理架構。樹狀的管理機制，允許客戶根據本校實際情況搭建學校架構，設置角色權限，符合辦公管理流程和個性要求。
管理方便。按地市，按月計算費用，能查詢到每個用戶發的短信數和產生的費用，按時間進行各種檢索。功能簡單易用，費用直觀。
鑒于河南電大全省使用人員較多，短信平臺的運營中需要進行大量的帳戶開立操作、密碼修改找回、模塊功能使用指導等大量的日常服務內容，短信業務是通過存儲轉發實時監控的機制，可提供可靠、低開銷的無線數據業務。網通提供行業網關通道保障，確保學校短信應用的穩定性、到達率，并最大限度避免短信延遲情況的發生。
5結束語
短信提供的低成本通信方式將對教育模式產生巨大影響，及時的師生交流，消除學生學習中的孤獨感，感覺老師一直在身邊，有問題能隨時解決，增加學習興趣，提高學習效果。短信嵌入河南電大在平臺后，學生上網學習的積極性有了很大提高，表現在網上實時課堂聽課人數增加，發貼量明顯增多，短信給電大教學和管理帶來了很大的便利，相信它的功能在今后的應用中會更多。
參考文獻：
[1]唐葉.手機短信SMS的社會語言學考察[J].社會科學家,2009:187
[2]王杰.基于智能手機的移動學習研究與應用[J].軟件導刊,2011(5):38-39.
衛視傳媒：目前3G在我國是一種什么樣的發展狀況？
曾教授：4月1日，經歷了4年努力的TD-SCDMA終于面向社會公開放號。這也意味著中國3G時代的大幕正式拉開，3G真真切切地來到了老百姓身邊！目前，我也對3G進行了測試。我發現，在奧運場館水立方和鳥巢無論是用手機打電話或者進行視頻，還是進行手機游戲，都暢通無阻。那么我的觀點歸結起來，就是兩點:第一中國的3G已經開始上路了，第二3G的質量和服務已經基本就位，它將在奧運期間發揮巨大作用。
衛視傳媒：您認為3G在中國的發展目前還面臨著哪些問題呢？
曾教授：其實中國3G所面臨的問題就是一個如何選擇的問題，可以這么說3G在中國的發展已經錯過了最佳時機。2003年或2005年應該是3G在中國發展的最佳時機。為什么這么說呢？我主要是從全球通訊技術發展的角度來看待這個問題的。因為目前全球的手機用戶超過了30多億，而3G用戶也有3億多，占了總用戶的1/10。而我國目前擁有的手機用戶已經超過了5.8億，然而3G在我國才剛剛起步，這與中國手機發展大戶的地位極不匹配。事實上，早在2003年，中國的手機用戶就已經發展的很迅速了，雖然仍然比不上美國，但是在世界上也是數一數二了。而在2005年，中國的手機用戶已經趕超了美國成為了全球第一，在這樣的時候發展3G也是比較成熟的時機。我認為如果在當時發展3G的話至少有兩大好處：一是可以推動中國3G產業化的形成和發展；二是推動全球通信技術的進一步發展。
衛視傳媒：那您現在又是如何看待3G在中國的發展狀況呢？您認為還有哪些方面是需要改進的？
曾教授：通訊技術的發展是一個不斷向前演進地的過程，當然3G也不例外。從技術層面來講，選擇TD―SCDMA還是HSPA，我覺得目前的選擇還是明智的。因為HSPA是基于3.5代的技術，而TD―SCDMA是基于3.9代的技術，顯然這個發展層面更好一些。當然，技術的演進一定要遵循其發展規律，社會可以通過變革來實現跳躍，而通訊技術卻要在原來的基礎上逐漸演變來升級換代。3G的發展就是基于2G發展起來的，3G擁有很多2G所達不到的功能和技術。3G在中國發展如今也面臨著一些問題，如手機的耗電量比較大，網絡的覆蓋度還不太完善等等。
衛視傳媒：國外3G的發展現狀如何？對此您又是如何看待的。
曾教授：3G在國外如韓國、日本、歐洲等一些國家的發展還是相當不錯的，因為3G與2G相比，在帶寬和速率方面有了很大的提高，這對包括數據業務在內的一些新功能非常有幫助，3G很好的突破了2G在網速和技術方面的一些限制，滿足了用戶更高層次的需求如購物、預定參觀、游戲、聊天、電子支付等等。我個人認為現在國外3G技術的發展主要有三方面的特征：一是基于人對人的業務；二是基于人對物的業務；三是基于物對物的業務。國外的很多發展經驗是值得我們學習的。
衛視傳媒：您認為運營商應該如何協調3G、2G的協調發展？
曾教授：這個是沒有問題的，因為3G對2G是兼容的，不存在協調不協調等問題，全球的3G手機都是兼容的，這是可以肯定的。比如我現在用的中興手機就是兼容的，它既可以使用TD卡也可以使用GSM卡。
衛視傳媒：您是如何看待電信重組和3G牌照發放等問題的？
曾教授：我認為兩者是互為支撐和互相促進的關系，電信重組有利于3G牌照的發放而3G牌照的發放反過來又會促進電信資源的優化配置和重組。在國內電信業競爭格局失衡日益嚴重，中國移動一家獨大、強者恒強，兩固網運營商因無移動運營牌照缺乏增長點的情況下，國內電信運營商通過重組來構建有效競爭格局勢在必行，同時在全球3G業務蓬勃發展的態勢下給主要運營主體發放3G牌照。目前國內電信業進行重組并發放3G牌照的時機已經成熟，估計3G牌照發放及重組時間為期不遠。
衛視傳媒：最后再問您一個問題啊，你是否同意如果在地震之前，中國已經普及了3G的話，那么這次地震就可能不會造成那么大的損失？
曾教授：這個觀點我是同意的，因為3G無論是在通信還是視頻、以及資訊傳輸方面都有巨大的優勢。中國如果早幾年普及3G的話，那么在通訊領域我們的溝通交流以及信息的咨詢將會更加便利。當然，即使在2005年開始普及3G的話，像汶川那么偏遠的地區可能也不會普及的那么快。不過，因為3G是從2G演變而來的，它肯定要比2G要具有多方面的優勢，無論是在功能上、質量上、還是業務上。
采訪手記：在北京郵電大學教學樓主樓13層的實驗室里見到曾教授的時候，他還在緊張的忙碌著，一方面他要進行電信領域的相關課題研究，一方面還要對幾名研究生的畢業論文進行選題和指導，不過，熱情的曾教授還是抽出了寶貴的時間接受了本刊的專訪。曾教授以其淵博的知識和謙遜的做事態度在業界享有盛名，而本刊編輯在與曾教授短短30幾分鐘的交流也確實是獲益匪淺。■
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3G，全稱為3rd Generation，中文含義就是指第三代數字通信。1995年問世的第一代模擬制式手機（1G）只能進行語音通話；1996到1997年出現的第二代GSM、TDMA等數字制式手機（2G）便增加了接收數據的功能，如接受電子郵件或網頁；第三代與前兩代的主要區別是在傳輸聲音和數據的速度上的提升，它能夠要能在全球范圍內更好地實現無縫漫游，并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務，同時也要考慮與已有第二代系統的良好兼容性。為了提供這種服務，無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps（兆比特／每秒）、384kbps（千比特／每秒）以及144kbps的傳輸速度。（此數值根據網絡環境會發生變化)。
相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、TDMA等數字手機(2G)，3G通信的名稱繁多，國際電聯規定為“IMT-2000”（國際移動電話2000）標準，歐洲的電信業巨頭們則稱其為“UMTS”通用移動通信系統。
