无线网络技术论文(6篇)

无线网络技术论文篇1

1ZigBee技术简介和IEEE802.15.4协议

1.1ZigBee技术

ZigBee是一种基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的技术标准，IEEE只能对低级的物理层和MAC层协议进行处理，因此，ZigBee联盟能标准化相应的网络协议层和API。完全协议可以直接连接到一个设备的基本节点4k字节、路由器协调器32k字节、Hub协调器的32k字节，由于每个协调器可以连接255个字节，几个协调器就能形成一个网络，因此，不会限制路由传输的数量。为保证便携式设备不会因意外泄漏标识，导致利用网络在传输过程中被其它节点获得信息，ZigBee联盟还开发了安全层。完整的ZigBee协议是由物理层、数据链路层、网络层、应用汇聚层、高层应用规范等组成的，其中ZigBee联盟制定网络层以上的协议，IEEE802.15.4制定物理层和数据链路层标准。应用汇聚层主要负责将不同的应用映射到ZigBee网络中，具有业务发现、设备发现、业务数据流汇聚、安全鉴权等功能；MAC层主要沿用WLAN中802.11标准CSMA/CA方式；在网络层ZigBee联盟可以制定星形、网状及丛集树状等几种形式。ZigBee协议套件十分紧凑，并且结构比较简单，对于硬件的要求比较低，8位微处理器80c51就能符合要求。

1.2IEEE802.15.4协议

IEEE802.15.4协议是ZigBee技术的基础，IEEE802.15.4标准是为低成本、低能耗的设备提供有效范围在10m的低速连接，能用于玩具、库存跟踪等领域。IEEE802.15.4定义了单一的MAC层和多样的物理层，MAC层可以支持多种LLC标准，利用SSCS协议能让LLC标准直接使用MAC层服务；物理层可以分为869/915MHz物理层和2.4GHz物理层两个标准，这两种物理层的数据包格式是相同的，而工作频率、扩频码片长度、调制技术、传输速率等方面存在一定的差异。

2ZigBee技术的特点

ZigBee技术和其他无线网络通信技术相比较，其最大的特点是：

（1）数据传输率低。ZigBee技术的数据传输率很低，每秒传输速率为10k字节-250k字节，只能用于低传输。

（2）功耗少。由于ZigBee技术的传输速率低、传输数据量比较小，因此，在传输过程中信号的收发时间很短；当ZigBee停止工作时，节点会处于休眠状态，使得ZigBee节点的功耗少，十分省电。

（3）安全性高。ZigBee提供有完整的数据检查和鉴权功能，数据在传输过程中提供了三级安全性，并且高级加密标准的对称密码，确保数据能安全的进行传输。

（4）有效范围小。ZigBee技术的有效范围比较小，一般情况下，有效范围在10m-75m，其具体范围根据实际应用模式和发射功率的大小确定。

（5）兼容性。ZigBee技术可以和现有的控制网络标准进行无缝集成，利用网络协调器自动建立网络，通过CSMA/CA方式进行信道接入，不仅保证传递的可靠性，还提供了全握手协议。

3ZigBee的应用

ZigBee是希望建立一种容易布建、低成本、低耗能的无线网络，产品研发初期主要用于工业、企业市场的感应式网络，具有灯光、感应辨识、安全控制等作用，随着科技的快速发展，ZigBee逐渐应用在家庭中。采用ZigBee技术时，需要满足以下任何一种条件：

（1）设备的成本低，传输的数据量比较小；

（2）设备的体积比较小，没有安装比较大的电池模块；

（3）设备只能使用一次性电池，没有充足的电力支持；

无线网络技术论文篇2

关键词：物联网；无线传感器网络；教学内容；教学方法

作者简介：吴迪（1980-），女，江苏徐州人，河海大学计算机与信息学院（常州），讲师；朱昌平（1956-），男，湖北荆门人，河海大学计算机与信息学院（常州），教授。（江苏?常州?213022）

基金项目：本文系河海大学常州校区青年科技基金项目的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0063-02

国务院总理于2009年8月在无锡提出“感知中国”的中心战略，并于2010年“两会”把物联网被写入“政府工作报告”，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。同年，教育部下达了在中国高校设置物联网专业申报通知，首批批准开设物联网专业的有32所大学，河海大学（以下简称“我校”）是其中之一。

2005年，国际电信联盟（ITU）正式提出了物联网的概念。物联网简称IOT（InternetofThings），目前比较认可的定义是：[1-5]物联网是通过射频识别（RFID）技术、无线通信技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议把物品与网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

一、“无线传感器网络”课程设置的必要性

物联网工程专业主要有三大支撑技术，分别是：无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）、RFID和云计算。其中，无线传感器网络作为物联网领域的关键技术之一，是新兴的下一代网络，被认为是21世纪最重要的技术之一。2003年2月，美国《技术评论》杂志把传感器网络列为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之榜首；2003年8月，美国《商业周刊》杂志在其“未来技术专版”中发表文章指出传感器网络是未来的四大高技术产业之一；美国《今日防务》杂志认为无线传感器网络的应用和发展将会引起军事技术革命和未来战争的变革；2004年，《IEEESpectrum》杂志发表一期专集《传感器的国度》，论述了WSN的发展和可能的广泛应用。

我国也非常重视无线传感器网络的研究。从2002年开始，国家自然科学基金委员会已经审批了和WSN相关的多个课题，在国家发展改革委员会的下一代互联网示范工程中，也部署了WSN相关的课题。传感器网络被明确列入我国的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2022年）》。[6]因此，无论是从物联网工程专业的角度出发，还是从无线传感器网络技术自身的角度出发，在相关本科院校开设无线传感器网络课程都是相当必要的，应当引起重视。

“无线传感器网络”是一门在高校新开设的课程，我校在2010年就为电子信息工程专业的学生开设了“无线传感器网络”课程，对该课程的教学进行了一定的实践与探索，并取得了一定的经验。

二、课程特点及问题

无线传感器网络集传感器技术、嵌入式技术、无线通信以及分布式信息处理等技术于一体。无线传感器网络是由一组传感器以自组织方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。[6]无线传感器网络的重要特征是大量微型节点的广泛分布，主要具有以下特点：节点众多；硬件资源及能量极端受限；自组织网络；以数据为中心；网络拓扑动态变化；与应用背景高度相关。无线传感器网络技术具有多学科高度交叉的特点，而且属于前沿课题，涉及的知识面广、难度大、发展快，所以在本科生中开设该课程具有一定的挑战性。

为本科生开设“无线传感器网络”课程，主要具有以下几方面的困难：

1.理论教学内容丰富、跨度大、难度大

该课程理论教学需要涵盖的内容主要有：硬件平台基础、nesC语言、TinyOS操作系统、路由协议、MAC协议、物理层设计、定位技术、时间同步技术、安全技术、数据管理与数据融合、IEEE802.15.4标准、ZigBee标准、仿真平台、开发环境等。

2.对学生素质要求较高

在普通本科院校开设“无线传感器网络”课程，不仅要求学生基础知识扎实、知识面广，而且要求学生具有较好的学习主动性与专研能力，接受新知识、新技术的能力强。

3.无线传感器网络技术本身属于前沿技术，“无线传感器网络”作为一门新课程，师资力量缺乏

只有一些在这个领域科研起步较早的高校具备开设“无线传感器网络”课程的条件，但仍需着力培养一批无线传感器网络的骨干教师。

4.技术标准不统一、实验设备不完善，如何开设无线传感器网络实验课成为一个探索性课题

实验设备不成熟，仿真平台、开发环境的多样化，给“无线传感器网络”课程的实验教学带来一定难度，不但容易给学生造成思维的混乱，也增加了教师备课的困难。

三、合理确定课程教学内容

无线传感器网络作为新兴的前沿研究热点领域，其课程的讲授需要综合无线通信、网络技术、传感器技术、嵌入式技术、信号处理、微机电系统、分布式信息处理等众多相关课程，如图1所示。

而且，无线传感器网络的每一个相关技术都有许多研究方向，下面以网络方面为例进行说明，如图2所示。[7]

从图2可以看出“无线传感器网络”课程涉及内容相当广泛，因此其理论授课需要合理安排教学次序、循序渐进、深入浅出。对于授课内容要有选择，力求全面且突出重点，对典型的机制、协议进行重点讲解，还要合理分配课时。

根据实际授课经验，对“无线传感器网络”的课时安排进行精心设计，同时考虑到理论课程的学时限制，对具体授课内容及学时安排如下：无线传感器网络的现状与发展，2学时；无线传感器网络路由协议，5学时；无线传感器网络MAC协议，4学时；无线传感器网络物理层设计，4学时；ZigBee标准，6学时；无线传感器网络时间同步技术，2学时；无线传感器网络节点定位技术，4学时；无线传感器网络容错设计技术，2学时；无线传感器网络安全设计技术，2学时；无线传感器网络服务质量保证，2学时；网络管理，2学时；无线传感器网络操作系统，4学时；无线传感器网络开发环境，2学时；专题交流，6学时。

四、教学方法

无线传感器网络本身技术复杂、内涵丰富，该课程的信息量大、概念多、难点多。鉴于“无线传感器网络”课程的特点，传统的教学方法并不合适，因此，需要灵活选择教学方法。笔者提出了具有层次性的阶段教学，并将该课程的教学分成四个阶段，如图3所示。

1.启发阶段，培养学生兴趣

由于无线传感器网络集无线通信、计算机网络、传感器应用、嵌入式、信号处理、微机电系统、分布式信息处理等技术于一体，导致许多学生对该课程产生畏难情绪。良好的开端是成功的一半，教师有必要在开课之初就对学生进行恰当地启发、引导，排除学生对这门课的畏难心理，帮助他们建立学好这门课程的信心。

2.调研阶段，撰写报告并交流

为加深学生对该课程的理解，发挥学生学习的主观能动性，要求学生课后查阅资料，进行专题调研，撰写调研报告并交流。教师可以根据课程内容，重点选择如下专题进行交流：路由协议专题、MAC协议专题、物理层专题、ZigBee专题、定位技术专题、TinyOS专题等。

3.验证阶段

无线传感器网络的理论课程比较抽象，为了加深学生对无线传感器网络基本概念和主要技术的理解，需要安排实验环节。教师可以以单列学分的形式安排无线传感器网络基础实验课，让学生亲自动手进行实验操作，加深对抽象问题的理解，主要验证无线传感器网络的基本概念，帮助学生掌握无线传感器网络所用到的基础知识。

4.创新阶段

创新型教学主要是为了发挥学生的主观能动性，加强学生的主体地位，激发学生的潜能，让学生在前面学习的基础上，结合自己的兴趣特长，选择无线传感器网络技术的某一研究方向进行深入研究，提倡学生自己动手、自己设计，培养学生的创新思维。

五、总结

无线传感器网络技术作为当今科研领域的前沿课题本身颇具发展潜力，而且必将随着我国高校物联网工程专业的兴办而蓬勃发展。本文根据在我校开设“无线传感器网络”课程的教学实践，分析了该课程的重要性；指出开设“无线传感器网络”课程主要存在理论教学内容丰富、跨度大、难度大，对学生素质要求较高，师资力量缺乏，技术标准不统一、实验设备不完善等系列问题；研究与探讨了无线传感器网络的课程体系、课时安排等问题；提出具有层次性四阶段教学法启发阶段、调研阶段、验证阶段、创新阶段，并将上述理论用于教学实践，取得较好效果。

参考文献：

[1]ITUInternetReports2005:TheInternetofThings9[R].2005.

[2]ATZORIL,IERAA,GIACOMOM.Theinternetofthings:asurvey[J].ComputerNetworks2010,(54):2787-2805.

[3]朱晓荣,孙君,齐丽娜,等.物联网与泛在通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2010.

[4]InternetofThingsin2022:RoadmapfortheFuture[R].2009.

[5]朱洪波,杨龙祥,于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2010,(11).

[6]吴迪.无线传感器网络路由协议的研究及改进[D].南京:河海大学,

无线网络技术论文篇3

随着云技术”的日益发展，诸如云储存、云计算、云平台等云应用服务得到了各界的广泛关注。近年来，世界各大公司竞相构建大型数据中心来为云服务提供硬件支持。数据中心网络(dcn)是构建数据中心的一个重要部分，它需要能联结百万台服务器，同时亦能为云技术提供合适的带宽。

数据中心网络通常基于3层拓扑结构：核心层、聚集层、边缘层。常见数据中心内部网络拓扑图如图1所示。在图1中，位于机架内的服务器通过架顶式交换机互联，同时，它们与汇聚层和核心层的交换机组成了一个多根树。由于核心层的根节点数量有限，当数据中心负载较大时，这些节点容易成为整个数据中心网络的瓶颈”。故而在网络实际通信中，服务器之间数据传输所能达到的吞吐量可能比实际可用带宽低许多。

为了解决网络中部分节点过热问题，人们开始研究数据中心网络的拓扑结构和路由协议等优化问题，这些研究大多采用添加新路http://径的方法(尤其是互不相交的路径)以便增加端到端吞吐量。这些方法取得了一定成效，然而在以太网中，人们仍然难以应对大量的高突发流量，这是因为以太网中的静态链路和有限网络接口会引起部分服务器堵塞，从而对其他服务器产生副作用。另外，数据中心网络通常需要大量服务器合作完成一项任务，此时，高负载的服务器可能会进一步降低数据中心网络性能。

通常人们尝试借助有线链接以外的其他媒介来解决数据中心网络中节点过热、服务器拥塞等问题，无线数据中心网络(wdcn)就是其中之一。本文将综述近年来无线通信技术在数据中心领域的发展现状与关键问题，并从设计构造与性能优化两个方面具体展示当前学术界对无线数据中心网络的研究成果。

1无线数据中心发展现状

与存在的问题

由于无线通信在数据中心网络应用中的特殊性，无线数据中心网络和基于有线的传统数据中心网络存在很大区别。随着极高频(ehf)技术(特别是60ghz无线通信技术)的引入，用高速率的无线通信传输数据成为了现实(吞吐量可达4gbit/s)，从而使在数据中心中应用无线通信技术成为可能。于是，2008年出现了首篇讨论在数据中心网络中应用60ghz无线通信技术的论文[1]，文章提出用无线链接替换部分有线链接，可以降低布线复杂度，降低冷却开销，减少大量的成本，从而大幅提高数据中心网络的性能。此外，60ghz无线通信技术在数据中心网络中的应用还有其他几大优势：

(1)7ghz的可用频谱(57～64ghz)使得采用60ghz无线通信技术能够提供达到吉比特每秒量级速度的多条链接。

(2)60ghz频段在减少无线信号干扰的同时也减少了被监听的机会。

(3)无线网络更益于数据中心网络的扩容和提升。

(4)无线网络可以按需建立，它能动态改变数据中心网络的拓扑结构，使其更适合当前网络环境。

2009年，美国微软研究院的kandula等人[2]指出可以增加新的飞路”(flyways)来缓解部分热节点”(hotnode)的拥塞状况。之后，另有数十篇学术论文从设计构建和性能优化两个方面讨论无线通信技术在数据中心网络的应用。

在设计构建的方面，当前研究主要借助波束成形技术和特殊物理环境[3]使60ghz无线通信技术能够有效部署在数据中心中。该方向的研究目标是证实无线通信技术应用在数据中心网络中的可行性和优越性。人们提出各种新颖的机架摆放形式并尝试利用天花板反射[4]等方法来更好地把无线通信技术应用到数据中心网络中。

在性能优化方面，除了前文提到的飞路”策略以外，目前研究方向主要集中于无线通信在数据中心网络中的调度问题，即无线网络中的信道分配问题。目前的研究[5-7]多尝试应用启发式算法通过分流解决部分节点过热问题，从而使得数据中心网络整体吞吐量最大化，以及整体利用率最大化。

图2展示了当前将无线通信技术应用于数据中心网络的相关研究方向、分支结构、及最新发展现状。其中左分支为设计构建，包含了波束成形、空间排布、以及完全无线等构建技术，而右分支主要介绍了无线数据中心网络中的优化问题，如无线链接调度问题。其中对应的年份表示该技术的发表年份。

尽管上述研究提出了一些解决方案，但离构建性能优越的数据中心网络仍存在一定差距，要将60ghz无线通信技术很好地应用在数据中心网络中，至少还需要面对以下挑战：

(1)如何克服传输范围限制。尽管60ghz无线通信技术可以达到很高的数据传输速率，也具有很宽的频谱，但是传输范围极其有限；另一个问题就是因为氧原子吸收这个频段，信号衰减非常迅速。因此60ghz无线通信技术的有效传输范围大约只有10m。

(2)如何摆放物理设备。机柜的摆放结构需要经过细致考虑，无论是星型结构抑或方阵结构，都要设计好配套的路由和中继机制。

(3)如何设计精确的无线调度机制。为了缓解热节点的拥塞，建立无线链接后，需要使用正确的信道分配算法保证各信道互不干扰。现有的研究成果针对信道问题建模，利用遗传算法等启发式算法来解决干扰问题，但无法保证算法优劣性，也无法准确求出算法近似比，在性能表现上存在较大不确定性。

(4)如何保证全局性能最优。保证全局性能最优即指无线传输的性能(通常由吞吐量衡量)应该考虑全局工作完成时间。

接下来的内容将针对无线网络设计构建与无线通信优化问题两个方面进行论述。我们将从技术发展历程入手分析无线网络设计与构建技术，而根据不同优化方案的讨论着眼于无线通信优化问题。

2无线数据中心网络的

设计与构建

为了在数据中心网络中使用无线通信，我们首先从物理层面上考虑在数据中心网络中使用60ghz无线通信技术的可行性以及实用性，并通过合理的机柜摆放及无线节点空间排布，形成有效整体系统结构，使得数据中心网络性能得到大幅提高。

2.160ghz无线通信技术

在之前提到的对飞路”系统[8]的研究中，kandula等人使用了hxi公司制造的设备，它能提供双工60ghz的链接。研究结果显示，无线信号强度随着距离的增加而迅速减小，即无线覆盖范围有限。另外，多路效应有可能使得在距离较远时，信号变化会较大。但是通过有向天线可以让信号浮动大幅减小，在25m处的浮动也不超过5db，并保证超过1m距离的高吞吐量(4m内吞吐量可达2gbit/s)。图3(左上)是有向天线示例，图3(左中)是该天线的号角(horn)局部示意。有向天线同时可以隔离链接并实现空间重用。在一个典型的数据中心中，在机架上直线排列的60ghz链接能够保证无线链接的稳定性。除了飞路”系统外，几乎所有的数据中心无线通信设计方案中都使用了有向天线技术[3,9]。

另一方面，除了有向天线技术，数据中心中的无线通信还使用了波束成形技术和波束转向技术。这些技术的使用可以提高链接传输速率并借频谱复用技术来增大数据传输带宽。

2.2空间排布技术

空间排布问题中首先考虑的是广播半径问题。前面提到过60ghz无线通信技术的天线覆盖范围极其有限，广播半径只有10m左右。

图3(左下)示意了有向天线在数据中心的广播范围。其中每一个小格表示1个24×48英寸的机柜，10个机柜排成一排，排与排之间横向距离10英尺，纵向距离6英尺。图中的圆形代表在某个机柜顶端60ghz无线通信设备的10m广播范围。由图中可以看出，即使10m的广播半径也足以覆盖17排服务器，对于大多数据中心来说可满足其传输要求。

假设一个数据中心中有n个机柜。当采用传统有线排布方法时，我们可以采用集中式交换机架结构，这样做的好处是线的数量与n同一个数量级，而后果就是布线会很长；也可以采用分布式交换机结构，这样做的好处是布线长度大幅缩短，但是布线长度会随n的增大急剧上升，与n2同数量级。如果我们采用有线与无线相结合的方式，就可以减少机柜排之间的布线成本。图3(右上)展示了用无线代替有线链接时可大幅降低布线需求，图3(右下)从三维角度更好地展现了结合型数据中心网络的布局。

2.3全无线构架技术

无线技术的日益成熟使得完全使用无线传输技术来构建数据中心网络成为可能[10]。美国康奈尔大学和微软亚洲研究院的研究者们应用60ghz射频技术设计了一个非常新颖的数据中心。图4(左)为这种圆形数据中心的结构示意图。

研究者设计了新型机柜和服务器，采用如图4(右上、右下)所示的结构，这些设备会让延时更短，总带宽更大；他们设计了全新的拓扑结构，为端到端的链接提供了多条冗余通路；他们也设计了全新的路由协议，可以让服务器用少量内存短时间内计算路由，并保证路由的有效性和较少跳数。实验结果显示，全无线技术会让数据中心网络的平均网络延迟更短，容错能力更强，资金投入大幅减少。在理想化的情况下，全无线构架会带来更低的造价，更低的能源消耗，以及更低的维护费用。

总体来说，应用60ghz无线通信技术在数据中心网络中建立新的链路是可行且高效的。通过多维空间利用，数据中心网络的整体性能可大幅提高，甚至理论上有可能搭建出全无线数据中心。然而上述研究多侧重于无线通信技术的可行性与如何提高无线传输速率，对于无线链接调度问题以及新的链接和原有数据中心网络的拓扑结构影响方面的研究较少。

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3无线数据中心网络的

通信优化

3.1飞路”设计

飞路”是利用无线通信技术解决数据中网络中部分过热点的著名设计方案。此种方案用于解决前文提及的数据中心部分节点过热的问题。图5是数据中心网络节点过热的一个示例。它表现了基于1500台服务器间的架顶式交换机产生的应用需求矩阵，其中横坐标为源架顶式交换机(即发送端)，纵坐标为汇架顶式交换机(即接收端)，坐标点的颜色深浅表示其需求大小。不难发现，仅有部分交换机对出现较高的需求量，且这些需求量的分布都相对稀疏，但正是这些较热甚至是过热的交换机对严重影响了整个数据中心网络的性能。

飞路”策略的主要思想在于，通过在原有数据中心网络拓扑结构中添加一些新的链接(即飞路”)分流上述过热的交换机对的数据流，从而突破传输瓶颈”，提高数据中心的整体表现。60ghz无线链接的带宽及动态拓扑结构特性，使得采用无线链接作为飞路”成为了可行方案。

针对降低过热交换机的通信量这一问题，文章中将优化目标定位为最小化最大通信时间”，同时需要满足每条链接的传输速率不能高于该链接的容量，并使用贪婪算法每次在最热节点对间添加飞路”，但这种算法并不能保证结果的最优性，仅对无线通信技术在数据中心网络中的使用提出了一个基本构想和一个简单直接的解决方案。

3.2飞路”的实现与评估

2011年，halperin等人提出了一个更加有效可行的飞路”系统，不仅从硬件上提出可行方案，同时通过模拟仿真验证了该方案很大程度提高了无线数据中心网络的流量，缓解了部分节点过热的问题。在文中作者用需求完成时间(ctd)，即最后一条信息流的完成时间来衡量数据中心网络的性能，尽可能降低ctd。这需要算法能够衡量当前网络流量大小，准确地放置飞路”，并改变路由机制使得飞路”得以利用。考虑到除了直接在热交换机对间添加飞路”，还可以采取间接方式，即经由别的服务器转发这一想法，该文提出了不同的贪心算法，使得每次添加的飞路”能够尽可能减小ctd。halperin等人在提出飞路”后，又利用相关物理模型如信号与干扰噪声比(sinr)模型对链接的干扰与实际效果做一定的分析，以验证飞路”的可行性，并通过调整无线设备天线的位置来增强系统稳定性。总的来说，飞路”系统多数情况下可使数据中心网络流量提速45%。但是，由于数据中心网络中某些流量的不可预计性或不可跟踪性，飞路”算法有可能失效。该算法也并未优先考虑链路可行性，忽视了无线网络信道分配问题，系统还有一定的提升空间。

3.3无线通信的信道分配

鉴于之前研究忽视的信道分配问题，崔勇等人在建立的模型时对无线传输中互相干扰的情况进行了讨论。文献中，作者将一个无线传输的效用定义为一段时间内传输的流量与传输跳数的乘积。无线传输流量越大，传输距离越远，无线链接效用就越大，建立它的收益也相应越高。因此，作者设定的目标函数是将所有无线链接效用之和最大化，并且满足以下约束：对于一个起始节点至多分配一个信道且所有分配信道的总和不得超过天线数量。第一个约束条件保证了信道分配方法不会引入干扰，第二个约束条件保证了一个节点所拥有的活动传输数量应小于该节点的所拥有的天线数量。

所有信道分配状态只有两种，且约束条件也是线性的，所以这个问题实际上可以规约为非多项式(np)完全问题，作者随后基于匈牙利算法设计了一种启发式算法来解决该问题。仿真结果显示，运用此算法后热节点的负载大幅减小，但由于没有与其他调度算法进行比较，无法获知此算法是否有较出色的表现。

3.4调度算法的改进

2011年，崔勇等人又提出了一种改进调度算法。该算法的目标是最小化最大剩余节点的效用(即一段时间内传输的流量与传输跳数的乘积)，实现按需分配无线链接的效果。该算法仍需满足前面提到的约束。作者设计了贪心算法并分析了算法复杂度。根据仿真效果，此种算法同样可大幅减少热点负荷。

3.5数据中心网络全局优化

崔勇等人后来的工作所建模型更为全面：不仅考虑了无线传输互相干扰的情况，同时也考虑了自适应传输速率。与之前的研究不同，文献[7]将数据中心网络看作一个整体，不仅尝试最大化无线链接的吞吐量，更着眼于全局工作完成时间。如前文所述，数据中心网络的瓶颈”通常在于最后完成任务的节点，因而，我们可将将全局工作完成时间作为网络性能衡量指标。文章优化目标为最大化网络总加权吞吐量，从而保证新建立的无线链接确实有效缓解部分过热节点的热度。这里总加权吞吐量是所有传输的网络时延与传输速率的乘积之和。目标函数需要满足3个约束条件，一是节点所拥有的活动传输数量应小于该节点所拥有的天线数量；二是被分配的信道必须在可用信道集合中；三是对于每一个活动的传输，它的信噪比必须大于某一阈值以保证正常通信需求。

作者采用遗传算法(ga)来解决该问题，并定义了dna、代、个体、选择、杂交、变异等重要概念。根据作者的仿真数据，ga算法在解此问题时十分高效；采用继承搜索时提速更为明显(即将上一轮ga的输出作为本时段ga的输入)。

通过对上述方案的分析讨论，我们发现对于无线数据中心网络信道优化问题的研究方法彼此相似：首先根据实际问题进行数学建模，并通过设计合适的算法对目标函数进行求解，最后进行性能分析。具体过程如图6的所示。

总体来看，通过有效的无线链接调度算法能够准确添加无线链接并降低新增无线链接间的干扰，从而极大改善数据中心网络的整体性能。然而，上述研究未能很好地将无线调度算法与实际无线空间排布综合考虑，同时也未能保证无线链接添加的及时性，以上这些问题尚有待于进一步研究。

4结束语

60ghz无线通信技术的快速发展使得无线通信在数据中心网络中的应用成为了可能。本文综述了无线通信技术在数据中心网络中http://的可行性、优越性、研究现状以及尚未解决的问题。无线技术存在许多优势：它可以有效动态地改变数据中心网络的拓扑结构，能缓解数据中心网络部分节点过热问题，能减少布线复杂度。上述介绍的工作与构建皆展示了无线技术应用于数据中心网络的优越性与高效性。当然，由于在数据中心中使用无线通信技术的研究时间并不长，它仍然存在着诸如如何调度无线通信信道，如何合理应用空间进行排布，如何弥补60ghz无线信号范围小穿越障碍物能力差等问题，值得我们继续深入研究。

无线网络技术论文篇4

摘要：随着贵州职业技术学院对理实一体化课程教学的深入实施，理实一体化教学场所的建设逐渐变得重要起来。网络综合布线技术作为一门实践性很强的课程，需要专业实训场地的支持。建设一个功能完善的网络综合布线技术一体化实训室，能够满足高职学生认知能力的需求，教、学、做三位一体，即辅助了学生的理论知识学习，更提高了学生的实际动手能力，本文探讨了网络综合布线技术一体化实训室建设的问题。

关键词：网络综合布线技术实训室建设一体化教学

一、引言

随着计算机网络技术的不断发展，社会对信息产业人才的需求也越来越多，需要大量从事网络规划、设计、施工、维护、管理等方面的人才，网络综合布线技术是其中的一个重要内容。根据贵州职业技术学院信息技术系的专业教学计划，网络综合布线技术这门课程是计算机网络技术专业学生的专业核心课程。由于本课程实践性较强，单纯依靠书本知识和参观，学生无法很好地掌握相关技术。理实一体化教学，就是将理论课教学和实践性教学合二为一，打破理论课与实践课的界限，将理论课教学与实践性教学环节重新分解、整合，将课程内容以项目化或任务驱动的方式重新呈现给学生，让学生“动脑”和“动手”同步进行。根据这一理念，建设网络综合布线技术理实一体化实训室可以有效地满足学生的学习需求，有利于促进学生理论水平和技能水平的提高。

二、网络综合布线技术课程的重要性

网络综合布线技术课程的教学目标是让学生会实施网络的规划设计、施工和验收，小到一个机房小型局域网的组建通信，大到一个企业中型局域网的网络互联。网络综合布线能力是计算机网络技术专业学生今后从事工作的根本，只有完成底层的网络架设，才能进行局域网其他配置的操作，继而实现资源共享、数据传输的功能。

目前，需要进行网络综合布线的地方很多，“三线并入”是基本要求。也就是说网线、电话线、闭路线要在建筑物施工前进行规划，施工时预留通道，完成时将设备、线缆、信息插座接通。无论是工作单位，还是自己家中都需要布线，它提供了建筑物内部或建筑群之间的通信，实现了各种通信与计算机信息传递的要求，为楼宇智能化（包括监控、门禁、安防、消防等）提供了硬件基础。

网络综合布线的设计施工要求，主要是根据数据通信与数据交换的需要而提出的，一般包括以下六点：1、满足通信与办公的需要，即满足语音与数据传输的要求2、采用简洁、价廉与快速的结构，方便将任何信息插座、设备与骨干网络互连3、适应各种标准的网络设备入网，能安全顺利运行4、电缆的敷设与管理符合建筑物设计要求5、在网络综合布线过程中，要提供多个信息插座6、尽可能考虑到将来网络扩展的要求。

结合市场对网络组建与施工人才的实际需要，我们必须加强对学生局域网组建能力的强化训练，尤其在顶岗实习过程中，要根据学生的实际工作岗位需要，有针对性地进行网络综合布线实践。因此，上好网络综合布线理论课，完成好相关项目实训对在校生来说相当重要，必须进行配套的理实一体化实训室的建设，以满足学生能力培养的需要。

三、网络综合布线技术课程的主要内容

一个优质的网络工程要有优秀的网络设计方案，使用质量好、寿命长的布线材料，更重要的是具备熟悉的安装技术。所以，网络综合布线技术主要有以下几个方面：

1、信息模块和RJ-45水晶头的连接。掌握剥线和压线的技巧；学会使用剥线器、压线钳等工具连接RJ-45水晶头、信息模块、电缆。

2、同轴电缆的连接。灵活运用剥线钳和压线钳工具连接同轴电缆，使用万用表检测电缆的通断情况。

3、光纤的熔接。认识光纤熔接设备，掌握光纤的连接步骤。

4、信息模块、110配线架的连接与安装。110配线架一般都安装在网络机柜或机架上，终端机的电缆连接到信息模块插座，信息模块通过电缆连接到数据配线架，数据配线架与交换机通过跳线电缆连接起来，掌握它们的安装方法与标准。

5、常用网络设备的连接。包括交换机与路由器等常见网络互联设备的连接。

6、电缆牵引与敷设方式。学会使用绳索、铁丝将电缆牵引穿过墙壁、天花板和地板。

7、综合布线系统测试与验收。工程竣工后，形成工程技术文档。

四、网络综合布线技术理实一体化实训室建设原则

网络综合布线技术理实一体化实训室要能够完成信息模块和RJ-45连接器的连接；同轴电缆的连接；光纤的连接；信息模块、110配线架的安装与连接；常用网络设备的连接；电缆牵引与敷设方式；网络综合布线系统测试与验收等实训内容，建设时要秉承以下原则：

1、坚持以能力建设为本位，重视实践能力的培养。

2、充分考虑计算机网络技术的发展，体现方案的先进性，保证学生在校所学的技能，在今后的实际工作中得到最大程度的应用。

3、注重网络综合布线技术的系统化，规范化，最大限度地满足学生的认识能力。保证毕业生达到网络综合布线人才的培养目标。

五、网络综合布线技术理实一体化实训室建设构思

（一）硬件方面

1、实训场地规划

按每个班级学生人数40人，每5个人为一组，每组对应一个工位，每个工位占用面积10平方米计算，网络综合布线技术理实一体化实训室的场地面积约80平方米。

2、硬件设备

（二）网络综合布线技术理实一体化实训室平面布局图

（三）网络综合布线技术理实一体化实训室功能区划分

理论教学区，多媒体控制台，利用多媒体设备进行理论讲授。

材料制作区，放置布线工具箱，进行线槽、线管、电缆等材料加工。

器材展示区，包括RJ-45水晶头、信息模块、信息插座、110配线架、传输介质、常用工具的展示。

布线施工区，模拟建筑物内各种子系统，进行布线施工。

六、结束语

网络综合布线技术理实一体化实训室提供了仿真的网络综合布线工作环境，可以让学生直观、全方位了解各种网络设备和应用环境，真正加深对网络综合布线技术的认识，真正提高了学生的网络设计、施工技能，使学生在将来的就业过程中具有明显的竞争优势。

参考文献：

[1]余明辉陈兵何益新.综合布线技术与工程[M].高等教育出版社，2008，06

无线网络技术论文篇5

关键词：无线局域网，WLAN，801.11，拓扑，安全性，应用

一、什么是无线局域网

无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork，缩写为'WLAN')是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。

二、什么情形需要无线局域网络

无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络之不足，以达到网络延伸之目的，现在有线局域网技术已经发展得比较完善，但是什么情形需要使用无线局域网呢？下面就是无线局域网大显身手的几种场合。

1、移动办公

有了无线局域网，你就可以充分享受无线的自由：到办公室后，打开自己的笔记本电脑，就可以摆脱烦人的双绞线，在公司内自由移动办公了。而且，如果你来到分公司，如果他们也有无线局域网，你也可以直接联入网络，再也不用为找一个临时座位和双绞线而发愁了。

2、会议

会场布置过程中最令人头痛的就是网络布线，因为演示者很可能需要联入网络环境才能得心应手。此时，如果在会场附近架设无线局域网，使无线局域网覆盖会场，笔记本电脑借助无线网卡上网，那么问题就会迎刃而解。

3、布线困难的场所

地方利用无线局域网进行信息的交流；零售商、空运和航运公司高峰时间所需的额外工作站等。

流动工作者可得到信息的区域：需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者。

办公室和家庭办公室（SOHO）用户，以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。

三、目前的几种无线网络技术

目前，实现无线网络的技术，有蓝牙无线接入技术、家庭网络的HomeRF以及IEEE802.11连接技术。

1、蓝牙技术

Bluetooth（蓝牙）是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十米的距离内彼此相通，传输速度可以达到10M/s。不过Bluetooth产品致命的缺陷是任何蓝牙产品都离不开Bluetooth芯片、Bluetooth模块较难生产，Bluetooth难于全面测试。这三点是蓝牙产品发展的瓶颈。。

2、HomeRF技术

HomeRF是由HomeRF工作组开发的，是在家庭区域范围内的任何地方，在PC机和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放性工业标准。。作为无线技术方案，它代替了需要铺设昂贵传输线的有线家庭网络，为网络中的设备该协议的网络是对等网，也就是说，网上的每一个节点都是西对独立的，不受中央节点的控制。因此，任何一个节点离开网络都不会影响到网络上其他节点的正常工作。它的另外一个特点是低功耗，很适合笔记本电脑。

3、IEEE802.11

IEEE802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mb/s。

由于IEEE802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又相继推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a两个新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。此外还出现了最新802.11g。

本文主要讨论以802.11b为基础的无线局域网。

四、无线局域网的标准

20世纪90年代初，无线局域网设备就已经出现，但是由于价格、性能、通用性等种种原因，没有得到广泛应用。IEEE802.11标准是IEEE(电气和电子工程师协会)于1997年制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中设备的无线接入，速率最高只能达到2Mbps。由于IEEE802.11标准在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，1999年IEEE小组又相继推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a两个新标准。由于802.11b和802.11a互不兼容，由802.11b升级到802.11a成本非常高，经过长时间的研究,IEEE于近日试验性的批准了802.11g。

IEEE802.11是最初的一个无线局域网标准，用于用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高为2Mbps。目前，3Com、TP-link等公司都有该标准的无线网卡。。

五、无线局域网的拓扑结构

无线局域网的拓扑结构可分为两类：无中心拓扑（对等式拓扑）和有中心拓扑。无中心拓扑的网络要求网中任意两点均可直接通信。采用这种结构的网络一般使用公用广播信道，而信道接入控制（MAC）协议多采用载波监测多址接入（CSMA）类型的多址接入协议。有中心拓扑结构中则要求一个无线站点充当中心站，所有站点对网络的访问均由中心站控制。

对于不同局域网的应用环境与需求，无线局域网可采取不同的网络结构来实现互连。

网桥连接型：不同的局域网之间互连时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。

基站接入型：当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互连的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。

Hub接入型：利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub组网方式相类似的优点。在该结构基础上的无线局域网，可采用类似于交换型以太网的工作方式，要求Hub具有简单的网内交换功能。

无中心结构：要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。

结束语

无线局域网的技术和产品在国内的实际应用领域还是新生事物。很多人对无线局域网还缺乏基本的了解，认同度就更谈不上了。管理者认为，假如企业要运用无线局域网办公，那么企业将不得不为设备付出昂贵的价格。因为目前无线局域网设备的价格相对高昂，如果使用无线局域网就意味着还需要大量的无线网桥和无线网卡，这一切都将使企业为之付出不菲的代价。而且在短时间内，企业很难看见由这些无线局域网设备投入而带来的企业运营成本的降低。无线局域网技术还有一段路要走，但它会成为网络技术中不可或缺的一支。

参考文献：

[1]符意德,潘锡东.CAN总线网与无线局网间的网桥设计[J]工业控制计算机,2004,(04).

[2]夏宇洲.无线局域网技术及应用[J]电脑知识与技术,2005,(15).

[3]沈乐.高速无线局域网信道差错控制研究[J]广东技术师范学院学报,2005,(06).

[4]梁磊,熊小华,周宗平.802.11i无线局域网的安全现状研究[J]福建电脑,2006,(02).

无线网络技术论文篇6

与张黔教授初次交谈，你会被她温柔典雅的风范吸引。略带南方口音纤软的声调，亲切随性的笑容，让人感觉平易近人的同时，也不禁疑惑，这样一个纤纤女子，是如何带领团队攻克计算机领域一系列技术性难题，从而一步步攀上一个又一个技术顶峰的？

谈话的内容从张黔教授供职的香港科技大学切入，纤纤女子变身女科学家，高端精深的技术术语以温软的女声娓娓道来，团队目标的技术蓝图，从技术推动产业发展到技术与产业的完美结合，在张黔教授侃侃而谈的话语里，象牙塔里晦涩艰深的技术也渐渐变得熟悉易懂。整个谈话过程中，张黔教授的思路流畅而活跃，眼睛里闪着睿智的光。

“我与科大之间是偶然的缘分”

香港科技大学是一所成立于1991年10月的研究型大学，亦为香港八所受政府大学教育资助委员会资助、并可颁授学位的高等院校之一。与内地那些历史悠久的高校相较，香港科技大学无疑是年轻的。然而，成立至今虽不过短短20载，但这所年轻的高校却充满了生机与朝气，该校自2011年起于《QS亚洲大学排名》里连续三年位列第一。

张黔2005年8月到香港科技大学计算机科学及工程系任职，从副教授到教授，在见证香港科技大学迈进亚洲一流学府的同时，她个人的事业也进入了一个相对高峰的时期。

张黔说自己到香港科技大学工作其实是非常偶然的机会，当年她在微软亚洲研究院工作时，就与许多高校的计算机系有着密切的合作和联系，尤其是香港科技大学，她跟这所学校的很多老师都是好朋友。记得有一次参加一个业内的国际会议，香港科技大学的一帮朋友问起她的现状，她说“工作上一切都已驾轻就熟，没有什么挑战可言”，这样不经意的一句话却成为她到香港科技大学工作的导火索。在朋友的建议下，张黔有了换个环境做科研的打算，而香港科技大学此时就成为了她的不二之选。

“到了科大以后，科研上我基本还是沿着原来的方向在进行，科大良好的学术氛围，让我可以更自由地沿着无线通讯方向展开研究。无线通讯这些年有很大的变化，像我们最开始接触这一领域时，无线局域网络才只有每秒2兆比特的传输带宽，到了今天，我们在讨论的最新无线局域网络的带宽已经发展到了每秒千兆比特级别，这属于五百到一千倍的变化，而为了达到这个千倍的数率变化，其中就有很多科研问题需要处理，因此，到了科大以后，我自己很大一部分精力都投入了其中，包括无线通讯的核心技术、包括频谱管理的策略等等。”

在香港科技大学，张黔的勤奋和天赋很快让她脱颖而出，短短几年间，她就先后在国际权威杂志及会议上发表涉及多媒体网络、无线通信及网络、传感器网络、覆盖网络等领域的学术论文300多篇，申请国外发明专利达30余项。

论文产出如喷井的同时，这些论文的高质量和高水平还为她荣膺了2005年IEEE通信学会多媒体技术通讯技术协会最佳论文奖、2006年国际会议QShine的最佳论文奖、2007年国际电气电子工程师协会（IEEEGlobecom）最佳论文奖、2008年电气电子工程师协会分布式计算会议（IEEEICDCS）最佳论文奖、2010年国际电气电子工程师协会（IEEEICC）最佳论文奖、2012年国际电气电子工程师协会（IEEEGlobecom）最佳论文奖等荣誉。

“微软亚洲研究院对我的职业生涯帮助很大”

到香港科技大学工作之前，张黔在武汉大学完成了计算机专业的本硕博学习，并在北京的微软亚洲研究院工作了六年。

平时话不多的张黔，说起话来很有她自己的特点。她说，说不清楚自己的理想有多远大，但只要需要她去做的任何事，她都会尽力去做好。这也是她一直以来行事的风格。就像当年她“稀里糊涂”地进了武汉大学，又“稀里糊涂”地学习了计算机，这些，从来都不是她步步为营的结果。但既然选择了，就应该全力以赴地去做。

“大三时我跟着教授进了实验室，接触了人工智能方面的研究，然后就顺理成章地把硕士博士都读了，而越往上做研究，我越发觉自己对研究能产生新东西的兴趣，然后就这样一步步地走到了今天。”

跟随着内心对研究工作的兴趣，当1998年微软在中国建立亚洲研究院之时，张黔成为了武汉地区唯一参加面试的考生，而当时，很多人根本还不知道有微软亚洲研究院这回事。

回首来时路，张黔说其实很多东西都是机缘巧合的结果，而自己不过是运气比较好罢了，一路上她遇到了很多良师益友，包括当时微软亚洲研究院的领袖人物张亚勤。

张黔是幸运的。一进到微软亚洲研究院就有幸跟随张亚勤做研究，“张亚勤在媒体通讯领域有非常强的专业知识和工业管理界的丰富经验，他教会我很多东西都应该透过现象看本质的本领。同时，我也非常感激微软亚洲研究院这个地方，是它使我接触到世界一流地做研究的方法，这种科研思维对我此后的事业帮助非常大。”

在微软六年，张黔在无线网络的无缝漫游领域的工作最为大家所熟知和认可。为达到多媒体业务能持续性地在异构无线网络间的无缝漫游，张黔提出了一种新颖的移动管理模式来实时地监测异构网络动态变化的连接管理器，以及从端到端保持连接的虚拟连接管理器，并且第一次设计出了仅依靠终端设备且完全不需改变网络基础设施的连接管理器。该方法能有效地解决网络基础设施难以改变、且移动管理系统难以部署的本质问题。至今，她在这一领域的相关IEEEJSAC论文已被引用269次。

鉴于她在无线漫游技术上的创新性研究，张黔荣获了由麻省理工学院《技术评论》（MITTechnologyReview）评出的2004年“世界百名青年创新学者”（TR100）。目前，张黔这方面的核心技术已经被微软公司应用到Windows和WindowsCE的操作系统中。

同时，她在多媒体通信研究领域亦交出了漂亮的成绩单。针对Internet网络条件时变以及无线网络中带宽资源有限的问题，张黔对此进行了一系列有效分配网络资源的研究来提高多媒体在Internet及无线网络上的传输质量，提出了多媒体在Internet网络中基于可靠服务质量保证的基本框架。这一研究成果已经发表在IEEETransactionsonMultimedia上，迄今为止，已被GoogleScholar他引176次。

“科研上，我乐于挑战新的领域”

1973年出生的张黔，偶尔会有一点女性的羞怯，偶尔也会展现出男儿的干练和豪气。工作中大多数时间里，她运筹帷幄，用女性特有的敏锐观察力和创造力，在网络信息论和多媒体通信等领域内，创造了与时代同步的现代科技成果。

当问到年纪轻轻便已如此成功的秘诀，张黔说这可能得归功于自己在研究工作中总是爱挑战新问题的特质。“我喜欢做别人没有做过的研究，对于新问题，作为第一个提出解决方案的人，即使你的方案并不是十分完美，但被接受的程度也相对较高。”

不断挑战新问题，也就意味着要不断地转换研究方向。从多媒体到多媒体的有限传输、多媒体的无线传输，再到无线网络、传感网络。这些年，张黔跨越了很多个研究方向，但她希望每个新方向都有上一份工作的延续，新方向会带来新问题，新问题的出现又激发出她挖掘新方法的工作热情，如此循环往复，虽然自己会累一点，但收获却是满满地。

在传感器网络领域，如何有效节省网络的能耗一直是传感器网络研究的重中之重。针对基于IEEE802.15.4技术的无线传感器网络具有多种不同网络拓扑的特点，张黔提出了多种网络拓扑的构建方法，使得网络的整体性能在保持相互连通的同时，能尽可能地减少功耗较大的协调者的使用。她较早就明确指出：网络拓扑的构建与网络数据传输的路由是两个不可分割的问题，并提出了一种有效的联合优化技术，该技术可以在网络系统整体传输性能不变的前提下，能大大延长无线传感器的使用寿命。鉴于她首次将“transitionalregion”新概念引入到无线传感器网络的拓扑结构的控制构建上，荣获2008年IEEE顶级会议ICDCS的最佳论文奖。

如今，无线传感器网络已经被广泛地应用于国防军事和国家安全等领域。因此，无线传感器网络自身的安全问题也就成为重中之重的研究课题。张黔是世界上为数不多的较早认识到这个问题的重要性的科学家。她根据无线传感器网络中部分节点移动性的特点，论述了进行不同级别无线传感器网络的自我保护的方法，她在移动无线传感器网络的定位及规划算法，具有原始的创新性，荣获IEEEGlobecom2007、IEEEICC2010最佳论文奖。华为公司对其在传感器网络方面的研究技术非常看好，正进行评估，将有更大的资助。

近期，张黔又将目光聚焦到了认知无线电领域。认知无线电是指具有自主寻找和使用空闲频谱资源能力的智能无线电技术。认知无线电技术的提出，为解决不断增长的无线通信应用需求与日益紧张的无线频谱资源之间的矛盾提供了一种有效的解决途径。

随着对无线网络研究的深入，张黔敏锐地意识到，各种无线通信系统的大量建设，频谱资源正在变得越来越匮乏，系统间的干扰也越来越严重。而任何无线技术的底层都是需要依靠无线频谱来支撑的，在频谱资源有限的前提下，大家只能寄希望于通过更少的频谱资源实现更高的传输速率。但是随着Wi-Fi、3G等无线技术的应用，现在的无线频谱几乎全部被划分掉。那么未来4G、物联网等无线应用推广时，我们将面临无频段可用的情况。在这种情况下，美国和欧洲的很多科研机构就在考虑，目前已分配的频谱资源是否被利用得很好。比如说电视和广播频段，它们分配得很早，但是随着时间的推移，如今在很多地区它们并没有被充分利用，这就造成了资源的极大浪费。

针对这种情况，张黔开始将其团队的研究方向选在协同认知无线网络。她认为，目前的频谱资源利用存在很大的浪费，很多已分配的频段，其实只在某些时段、某些部分被利用。这就需要我们重新对频谱进行管理，有效利用一些未被合理利用的频谱，用这些已被分配但没有充分利用的频段去做一些新的业务。

在国内，张黔第一个对国内无线频谱的使用状况做了较大范围和长时间的实测工作，获得了详实的实测数据，为动态频谱的有效接入和管理提供了科学依据。其相关研究成果发表在无线网络的最高质量会议ACMMobicom2009上。并在此基础上，提出了分布式认知协作网络的概念和三层动态频谱市场的管理策略。基于此，她获得了国家自然科学基金委的高度评价，并于2006年获海外杰出青年基金的资助、2008年获RGC/NSFC联合基金资助。张黔在认知无线网络中首次提出协同中继的概念，能利用节点之间频谱的异构性有效提高网络的频谱利用率。相关论文在IEEEWirelessCommunicationMag.上发表，成为2009年7月IEEEXplore论文库中所有论文中被最多访问的论文。由于张黔在无线认知网络领域的突出贡献，她被邀成为最重要网络会议IEEEInfocom2011的程序委员会主席。

“在医疗和互联网的方向上找到了一个结合点”

工业界出身的背景总是让张黔不自觉地把研究工作与产业联系在一起。近期，她的目光就落在了数字医疗这一高科技产物上。“数字医疗这个产业的前景是巨大的，甚至可以讲，这跟当年Internet开始做的前景应该是一样的。”

正如张黔所言，随着时代的发展，如今数字化已走进了家家户户，数字化电视、数字化通讯、已变成我们日常生活的一部分，可是又有多少人接触过数字化医疗呢？当你抱怨到医院检查身体看医生费时费力时，可否幻想过终有一天把医院的仪器带回家，然后发一条短信就能实现远程看医生。如今，这一切随着数字化医疗产业的兴起将逐渐变成现实。

“改革开放以来，经济得到了迅猛的发展，但经济的发展也牺牲了几代人的健康。现在的人更看重自己的身体，也愿意投资在医疗上。而目前我国医疗信息化技术基本上处于全球的同一起跑线，美国、欧洲在于医疗信息化道路上也属于起步阶段。类似的医疗数字化概念在IBM中有提过，像IBM、微软、三星、摩托罗拉、都对数字医疗投放了很大精力。”对于国内外医疗信息化的现状对比，张黔如实说。

同时，数字化医疗与我国正在大力推行的新医改的目标也是一致的。因为数字化医疗产品能24小时监测患者的身体状况，并能把数据及时反馈给医生，改变以往重治疗轻预防的模式，让大家重视日常的健康管理，把健康保健放在首位，能有效减少病发的概率。再说，通过医疗网络，能真正减少去门诊就医的人数。而这正是新医改想要达成的目标。

基于数字化医疗优越的产业前景，张黔和国内一家新兴的医疗信息化公司进行合作主推远程无线健康监护平台。通过这一平台，人们可以用多个无线生理体征检测仪器随时随地进行微体检，监测数据可通过蓝牙发送到指定的手机上，再由手机把数据传输给医生，医生看完体检数据将回复一份检测报告，告知患者身体的状况和应该注意的事项。

“利用自己所取得的研究成果，运用到工业领域当中，尤其是运用到数字化医疗这个领域，帮助提升这一领域的发展前景，最终提升人们的生活幸福感，这是我一直追寻的目标。”