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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。3.1.1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。

3.1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。

3.2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。

3.3网络控制模块设计

3.3.1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IEEE802.3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IEEE802.3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。

3.3.2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。

3.3.2.1ENC28J60的驱动程序编写

(1)以太网数据帧结构符合IEEE802.3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EIR.PKTIF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。

3.3.2.2ModBus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。

在全球信息化的时代里,计算机 网络技术 不可或缺的成为其发展的主力军,为人类生活水平的提高、科技的发展以及社会信息化的发展都产生了深远的影响。下面是我为大家整理的计算机网络技术 毕业 论文 范文 ，供大家参考。

《 计算机网络技术的应用及发展思路 》

【摘要】随着科学技术的发展，计算机网络技术得到广泛应用，为了让计算机网络技术更好服务于人类，需要对计算机网络技术进行深入的研究，同时对其发展进行科学预测。为此，本文通过分析计算机网络技术的应用，同时阐述计算机网络技术的发展，为应用计算机网络技术提供参考依据。

【关键词】网络技术;计算机;应用与发展

在信息化时代，计算机网络得到大范围的普及与推广性使用，进一步推动社会的发展。随着科学技术的发展，计算机的应用朝着纵深方向发展，而计算机网络作为计算机行业的一部分，其网络接口被集成到计算机主板上，同时 操作系统 也融合了网络功能。为了让计算机网络技术更好服务于人类，需要深入研究计算机网络技术的应用，同时对其发展进行科学预测，为应用奠定基础。

1计算机网络技术的应用

1.1局域网

局域网简称LAN网络，这种网络存在一定的特殊性，其特点主要表现为投资少、效率高，并且见效速度快。当前，这种网络在国内外得到广泛的应用。在局域网中，应用最为广泛的产品分别为：以太网(Ethernet)、令牌环网(Token-Ring)、光纤分布式数据接口关(FDDI)。

1.1.1以太网(Ethernet)

在局域网中，以太网是一种低层的网络协议，通常在OSI模型的物理层和数据链路层进行操作。随着局域网的不断发展，以太网(Ethernet)依然处于核心位置，主要包含双绞线的10BASE-T组网结构、细同轴电缆的10BASE2组网结构、粗同轴电缆的10BASE5组网结构三种主要的以太网结构。对于双绞线的10BASE-T组网结构来说，其优势为布局灵活，可靠性高，扩展、管理等非常方便，这种结构在九十年得到广泛应用。但是，随着消费者需求层次的不断提高，已经出现传输速率为100Mps的100BASE-TFASTEthernet组网结构。

1.1.2令牌环网(Token-Ring)

令牌环网(Token-Ring)在适应性、实时性方面表现优越，其特征主要表现为令牌传输媒体访问控制方式、优先访问权控制机制，以及能够为网络用户提供更高层次的网络系统。令牌环网(Token-Ring)在20世纪90年代应用较为广泛。

1.1.3光纤分布式数据接口(FDDI)

光纤分布式数据接口(FDDI)也称城域网，通常情况下，这种网络借助光纤分布式数据接口、网卡连接个人计算机，其基本结构属于双环网络环境，在工作过程中，通过分组交换、令牌方式共享光纤带宽，其传输速率为100Mps，传输距离为100km，这种网络出现在20世纪80年代，到了90年代初进入应用高发期。

1.2国际互联网(Internet)

国际互联网(Internet)作为一种国际计算机网络，在世界范围内应用最为广泛。借助国际互联网(Internet)，用户可以实现远程登记、传输文件，以及电子邮件交流等功能，同时为人们提供了多种信息查询工具，丰富了网络用户访问信息的 渠道 ，在一定程度上提高了用户的访问速度。从应用群体来看，在全球范围内，人们对Internet的优越性给予了高度的认可。

1.3ATM网络

ATM网络作为一种信息格式，也被称为异步传输模式，这种模式在一定程度上实现了局域网与广域网之间的连接。通常情况下，这种网络借助专门的转换器和ATM网卡对高速网络中的数据进行交换、传递处理，以及对数据进行传输(远程、近程)。从当前的计算机网络技术发展来看，ATM网络已经趋于成熟，其应用范围在全球不断扩大。

1.4 无线网络

与有线网络相比，无线网络技术的优势更加突出。对于无线网络来说，其类型主要包括无线局域网、个人通信无线网络、家用无线网络三类。从应用范围来说，无线网络技术有着非常广阔的发展前景，例如，在无线通信技术中，射频技术虽然受到国家特定频率的限制，但是可以贯穿地板、墙壁等固体建筑物。而对于红外技术来说，虽然不受国家频率的制约，并且传输速度快，抗干扰性强，同时生产成本低，但是由于不能贯穿地板、墙壁等建筑物，在这种情况下，进一步制约了其应用范围。但是，对于无线网络来说，由于兼具射频技术、红外技术的优势，所以在军事、医疗等行业得到广泛应用。

2计算机网络技术的发展

随着科学技术的发展，计算机网络技术实现了跨越式发展，并且出现新的形式，主要表现为：

2.1微型化

随着计算机功能的不断完善，以及运算速度的不断提升，大规模、超大规模集成电路成为一种趋势。从微处理器芯片的更新速度、价格来说，计算机芯片的集成度周期一般为18个月，在这一周期内其价格降低一半。但是，随着计算机芯片集成度的提高，计算机的功能将会越来越强大，在这种情况下，将会进一步推进计算机微型化的进程和普及率。

2.2网络化

随着科学技术的发展，计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。随着网络技术的发展，计算机网络在政产学研等领域得到广泛应用，并且有关计算机网络的概念逐渐被越来越多的人所了解。对于不同地域、功能独立的计算机来说，通过计算机网络实现了互联，同时在软件的支持下，进一步实现了资源共享、信息交换和协同工作等功能。当前，凭借计算机网络的发展水平，可以对一个国家的现代化程度进行衡量，可见计算机网络在社会经济中发挥着重要的作用。

2.3无线传感器

在当代网络技术中，无线传感器是一项重要的科研成果。在设计无线传感器的过程中，一般按照模块化、低消耗的模式进行设计。对于整个传感器来说，其电流消耗是非常低。无线传感器的工作原理是借助压电原理收集结构产生的微弱振动能量，同时将其转化为电能，为传感器工作提供电能。在设计无线传感器时，为了有效降低能耗，一般选择低能耗的产品，并且传感器在不采集数据信息的情况下，会自动关闭电源，此时整个装置处于睡眠状态。

2.4智能化

随着科学技术的不断发展，智能化成为计算机网络技术发展的主流。通过智能化在一定程度上让计算机对人类的学习、感知、理解等能力进行模拟，通过技术的手段，让计算机具备理解语言、声音的能力，同时具备听、说、思考的能力，从根本上实现人机对话。另外，随着科学技术的不断发展，计算机网络技术呈现出一些新的趋势，例如：

2.4.1IP协议发展

随着科学技术的发展，一方面丰富了IP协议的业务内容，另一方面增加其复杂程度，在这种情况下，需要高度关注IP协议的安全性、资源性，同时需要采取相应的 措施 进行改进和完善，为IP协议发展奠定基础。

2.4.2出现分布式网络管理

在计算机网络技术中，借助分布式网络管理一方面有利于交换信息资源，实现资源的共享，另一方面可以推动网络技术的发展，进而在一定程度上提高计算机网络的管理水平。

2.4.3发展三网合一技术

随着科学技术的发展，计算机、电信、有线电视网络出现相互融合的趋势，三者通过相互融合，在一定程度上促进三者不断改进，从根本上实现三网融合的高效性。

3结论

综上所述，随着科学技术的发展，计算机网络作为通信技术与计算机技术相互结合的产物，这种产物对全球的发展产生深远的影响。在信息化时代，计算机网络技术已经有了质的发展，不仅实现了社会的信息化，更重要的是借助计算机网络技术可以存储数据信息，同时可以共享资源，进一步推动社会经济的发展。

参考文献

[1]季泽洋.计算机网络技术在企业信息化过程中的应用研究[J].中国商贸，2014(01).

[2]范伟.浅论新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋势[J].计算机光盘软件与应用，2014(13).

[3]付鹏.浅析计算机网络技术在消防信息化工作中的应用及存在问题和对策[J].电脑知识与技术，2011(27).

[4]祝莉妮.计算机网络技术及在实践中的具体应用[J].数字技术与应用，2014(06).

《 计算机网络技术的发展与应用 》

计算机网络技术诞生于计算机技术与通信技术的出现与融合之时，是这个信息化时代的重要标志之一。随着我国国民经济的飞速发展，我国的计算机网络技术也取得了非常令人称赞的发展成就。其在社会各个领域的应用不仅激发了国民经济的增长，同时也深层次的改变了我们的社会生活，从很大程度上讲计算机网络技术标志着一个国家和一个社会的进步和发展，也是经济发展的主要助推器之一，因此在信息化时代之中着力的发展计算机网络技术有着极为深远的意义。

1计算机网路技术的发展历程分析

就全球范围而言，计算机网络技术最早诞生于20世纪的50年代的美国军事领域，由于立体式作战的需要，美国国防系统尝试着将地面防空系统中远程雷达和测量控制设备，通过一定的方式实现有效的连接，而这种连接方式最终选择了通信线路，这个实践的成功标志着网络技术正式进入到了人们的视野之中，通过通信线路的连接，雷达系统和测量设备控制系统有机的连接起来，地对空的防御效率得到了大大的提升，自此以后计算机网络技术正式登上了历史的舞台。在其后的几年发展之中，计算机网络技术由军事领域开始向社会民用领域发展。60年代之初，在美国航空公司的订票系统中实现了当时美国全境的超过两千台的计算机与票务系统中的一台中央计算机的网络连接，这极大的提升了航空系统的票务管理效率。进入到70年代以后，随着微型计算机的出现以及微处理技术的诞生和运用，美国社会开始出现了对于计算机短距离通信的要求，现在广为人们熟知的局域网(LAN)正是诞生于这个背景之下。在此之后美国的IBM公司和DEC公司分别推出了SNA系统网络结构(SystemNetworkArchitecture)和DNA数字网络体系结构(DigitalNetworkArchitecture)，自此计算机网络技术正式进入到了系统结构标准化时代。在此后的发展之中，计算机网络技术一直被认为是社会经济发展的生力军，对于计算机网络技术的研究和开发也呈现出一派欣欣向荣的景象。自20世纪90年代中计算机网络技术进入到我国之后，我国的国民经济发展进入到了一个前所未有的高速发展阶段，各行各业的发展都突破了传统模式下的瓶颈阶段，为21世纪首个十年的辉煌发展奠定了坚实的基础。

2计算机网络技术概述

计算机网络技术可以根据其网络拓扑结构以及连接范围分成若干种不同的类型，所谓按照拓扑结构分，指的是根据网络之中各个节点之间连接方式和 方法 的不同，计算机网络可分为树形、总线型、环形、星形以及复合型等五种基本类型，而按照连接范围分大致可以分为广域网也可以叫做远程网即WAN(WideAreaNetwork)、城域网即MAN(MetroplitanAreaNetwork)和局域网即LAN(LocalAreaNetwork)三种范围形式。而在网络操作系统方面经过半个世纪以来的发展，目前计算机操作系统主要有以下三种。

1)UNIX操作系统。UNIX网络操作系统可用于超大型计算机、超小型计算机一级RISC计算机，其特点是具有多用户多任务性、可移植性以及相互操作性。

2)NOVELL系统。NOVELL系统是目前局域网市场中占据主导地位的操作系统，其是在汲取了UNIX操作系统多任务以及多用户特点的基础之上发展而来，是一种开放的网络体系结构，也是一种连通性很强的系统结构。在其主要使用的Netware中采用了高效的系统容错技术，这使得该操作系统的接受程度更高，这也是该系统能够成为当今世界主导操作系统的主要原因之一。

3)Micosoft系统。Micosoft操作系统是目前市场上LAN网络市场和NOVELL公司最为强大的竞争对手，其最具代表性的操作系统就是WindowsNT，是一种典型性的32位现代化、模块化的平台系统，完全具备小型网络操作系统所具有的全部功能。

3计算机网络技术的应用

3.1LAN网络的应用

LAN网络是目前我国使用的最为广泛的一种网络技术形式之一，其具有投资较小，见效较快的特点，是网络技术发展的先驱力量。目前在我国主要使用的LAN技术有Ethernet(以太网)、Token-Ring(令牌环网)和FDDI(光纤分布式数据接口)。

3.2Internet

Internet是一种国际互联形式的网络结构，是我国乃至全世界使用最为广泛的跨国计算机网络。该系统能够为用户提供诸如FileTransferProtocol(文件传输)、ElectronicMail(电子邮件)以及Telnet(远程登录)等服务。除了这些服务之外，Internet还为我们提供了许多便捷的查询服务，用户可以通过WWW、Gppher等方式访问自己所需要的信息，由于Internet的这种高效互联性，世界各国之间的联系紧密异常，全世界范围的商业和科技发展也成为了现实。

3.3无线网络

无线网络是近年来发展起来的一项计算机网络技术，也是当前市场前景最为广阔的网络技术。目前国内市场上的无线网络产品主要为无线LAN、个人通信以及家庭用无线网络三种。在技术形式上目前主要的应用是射频无线网络技术和红外传输网络技术，其中红外技术成本较低，传输速度也更快，避免了国家频率对于普通频率的干扰，但是红外传输技术具有很大的技术缺陷，那就是在穿透墙壁、地板等建筑隔断时的能力较低，这也在很大程度上限制了红外传输技术的使用。而射频传输技术有效的弥补了红外传输技术的不足之处，但是其往往受到国家特殊频率的干扰和限制。目前我国无线网络技术已经广泛的运用到了医疗、军事以及制造等领域，为公众的生活提供了极大的方便，在实现了无线网络与Internet的结合之后，无线网络技术更是实现了质的飞跃。

4计算机网络技术的发展方向展望

信息化的时代中，网络信息技术的发展在很大程度上决定着社会经济的发展，随着我国国民经济的不断发展，网络通信技术和多媒体通信技术也呈现着日新月异的发展态势，并且随着互联网终端设备智能化的提高，高速以太网以及无线网络标准将会不断的得到发展和进步，并且互联网络的结构也将会更加的合理和科学，传输效率也会不断的提升。

5结论

计算机网络技术在社会生活之中和经济发展之中所扮演的角色越来越重要，计算机网络技术的诞生和广泛应用拉近了人与人之间的交流和信息的沟通，也使得整个社会的效率变得更高，信息的传播速度更快。局域网、国际互联网的使用更是使得国家化的进程不断加剧，各国之间的交流正在不断的加深，彼此之间在科技、 文化 等方面互通有无，这毫无疑问对于任何一个国家的社会和经济的发展都起着至关重要的作用。因此作为发展中国家我们应该不断的加强对于计算机网络技术的应用，确保计算机网络技术能够始终保持较高的发展速度，为我国社会经济的发展提供一个较为充分的物质基础。

《 计算机网络技术应用研究 》

计算机网络技术是通讯和计算机技术的有机结合，随着二者的快速发展，计算机网络技术也得到了快速的更新和广泛的应用，并且在 教育 、商业和军事等领域的发展过程中起到了重要的促进作用，也逐渐成为了推动社会发展的关键动力。加强计算机网络技术的应用，对促进社会信息化发展，提升经济效益，实现资源共享等各个方面都有着重要意义。因此，计算机网络技术的应用研究是至关重要的。

1计算机网络技术概况

计算机网络技术是在结合了通讯和计算机技术的基础上产生的一种技术。其能利用电缆、光纤和通讯卫星等将分散的、独立的计算机连接起来。计算机网络技术具有诸多优点，其将通讯和计算机的优势有机结合，从而使运算和存储更加快速、便捷，使传送和管理也更加的快捷、高效。计算机网络技术作为一种当前较为先进的技术，在人们日常生活中发挥着重要作用，不仅提高了工作质量和效率，也促进了社会经济、科技的稳定发展[1]。计算机网络技术的功能主要体现在以下几个方面：

(1)共享功能。计算机网络技术的应用能够实现数据、信息、软件和硬件资源等方面的共享，计算机硬件、软件和数据库为资源共享的主要方面。

(2)协同功能。计算机网络技术的主要功能就是通过科学合理的协调，从而确保各个计算机之间的工作能够更加稳定、可靠。计算机网络技术的协同工作主要是指计算机或用户之间的协同工作。比如，当网络中某一台计算机的负担过重，无法完成，这时就可以将其工作任务分担给另一台比较空闲的电脑来完成，这样不仅能延长计算机的使用寿命，也有助于促进计算机网络可用性的不断提升，同时也能促进工作质量和效率得到显著提高。

(3)通信功能。主要体现在数据通信方面。应用计算机网络技术有效实现了计算机之间、用户之间，以及计算机与用户之间的通信，突破了时间和空间的局限，也为人们的日常工作生活提供了极大的便捷[2]。

2计算机网络技术的应用原则

(1)从简选择。随着计算机网络技术的快速发展，计算机应用设备也随之在不断更新换代。软件和硬件技术是计算机网络设备与技术的主要组成部分，所以，随着软件和硬件的不断更新和开发，相应的计算机应用设备也必须进行快速的更新换代。因此，我们日常工作生活中在选择计算机和应用技术时应遵循从简原则，选择的设备和应用技术应经得起产品市场与实践检验。

(2)规范使用。计算机网络技术是由多部分组成的一种较为复杂的技术，在使用过程中一个细小的问题都有可能造成计算机网络无法正常使用，甚至会导致其瘫痪，对日常工作生活造成严重影响。因此，日常生活工作中使用计算机网络技术时，应严格按照使用规范进行操作么，从而确保其系统的正常运行，以及相应工作的顺利进行[3]。

(3)细微维护。对计算机网络的定期维护与保养也是确保计算机正常运行的关键环节。相关技术人员在开展计算机维护前，首先要对其整个设计思路有进行全面的了解和掌握，并针对其经常或是可能出现的问题，制定出相应的应对措施，从而在维护过程中能够及时的发现和解决其潜在问题，确保计算机网络系统的安全、正常运行。

3计算机网络技术的应用分析

3.1在信息系统中的应用

从目前的信息系统发展现状来看，计算机网络技术的应用对其产生了较为深远的影响，在信息系统建设中发挥了重要作用，主要体现在以下方面：

(1)为信息系统的建立提供了有力的技术支持。计算机网络技术具有的诸多优势，能够在信息系统构建发展过程中提供最基本的技术支持。主要体现在，其不仅能够为信息系统提供新的传输协议，从而促进信息系统传输效率的不断提升;也能够为信息系统提供数据库技术方面的支持，从而促进信息系统相关数据的存储更加便捷，符合实际存储要求。另外，计算机网络技术也在其传输技术方面提供了一定的技术支持，使其传输的有效性得到了显著的提升。

(2)有助于提升信息系统的建设质量。面对新信息系统的建设目标和具体要求，在信息系统建设过程中，应用计算机网络技术，使信息系统的建设质量得到了显著的提升，主要表现在，信息存储、传输性能等方面的提高。这不仅使信息系统实现了预期的建设目的，也通过计算机网络技术的应用，使信息系统的建设质量得到了一定的保障[4]。

(3)为信息系统的发展迎来了新的发展机遇。计算机网络技术在信息系统中的应用，不仅使信息系统的性能在整体上得到了显著的提升与发展，也使信息系统的整体建设质量得到了一定的保障。由于信息系统得到了计算机网络技术的有力支持，因此，随着计算机网络技术的更新和发展，也为信息系统带来了一定的发展机遇，并且在信息系统发展过程中发挥着积极的促进作用。

3.2在教育科研中的应用

通过分析当前计算机网络技术现状来看，教育科研已经逐渐成为了其应用的关键领域，通过利用计算机网络技术，能够为教育科研提供更加先进的技术手段，从而使教育科研的整体质量和水平获得显著提升。其在教育科研领域的应用主要体在以下方面：

(1)有助于促进远程教育网络的构建。随着教育的不断改革和发展，为了进一步拓宽教育范围，从整体上提高教育质量和效率，运用了计算机网络技术来构建远程教育网络，这样不仅丰富了教育手段，创新出更多科学新颖的 教学方法 ，也在一定程度上促进了教育有效性的提高。通过远程教育体系的发展和实践应用上来看，远程教育体系已经逐渐成为了未来教育发展的主要形式。因此计算机网络技术在远程教育网络构建中应用的重要作用是不容忽视的[5]。

(2)为教育科研提供了虚拟分析技术支持。从当前的教育和科研实际发展状况来看，在科研和教育研究过程中，必须要对相关数据进行详细的分析，如果仅靠传统分析技术很难实现预期的研究目的，而应用计算机网络技术中的虚拟分析技术，能够使数据分析效果得到显著提升。可见，虚拟分析技术的应用对于科研和教育研究发展有着重要意义[6]。

(3)为教育科研提供了计算机辅助技术。从目前的教育科研发展来看，计算机辅助设计和辅助教学技术都在实际应用中获得了显著的应用效果，可见，计算机网络技术已经逐渐成为了教育科研发展中不可或缺的重要辅助手段，为教育科研的进一步发展提供了有力的技术支持，促进教育科研质量和整体效果的不断提升。因此，我们应该正确认识计算机网络技术在教育科研发展中的积极作用，并将其科学合理的应用其中，从而促进教育科研的快速发展。

3.3在公共服务体系中的应用

在当前社会公共服务体系不断发展和完善过程中，计算机网络技术的应用，对提升公共服务体系的管理质量和效率有着重要作用。在传统公共服务体系运行中，大部分的服务内容都是依靠人工操作来完成的，同时也由于服务人员的专业素养和操作水平都有待提高，从而使得服务质量和水平也一直难以获得显著的提高。而计算机网络技术的应用，使公共服务体系获得了更加先进的技术支持，主要体现在以下几个方面：

(1)公共服务管理模式的创新。计算机网络技术在公共服务体系中的灵活应用，使其不在依赖于人工操作来实现公共服务，其网络化服务模式已经成为了整个公共服务管理领域的重要发展趋势。随着计算机网络技术的不断发展，也为公共服务体系提供了更加先进的管理模式和手段，从而使得公共服务体系效果得到一定提升，促进公共服务管理体系的全面发展。

(2)有助于促进公共服务体系管理质量的提高。从当前的公共服务体系发展来看，计算机网络技术的应用，使公共体系的整体服务质量和效率得到了较为明显的提高。当前公共服务体系，在办公管理系统上已经逐步形成了网络话的管理模式，在信息调用、服务咨询等方面也得到了进一步的发展，更好的满足了公共服务体系各个阶段发展的实际需要。因此，计算机网络技术的应用，对促进公共服务管理质量和效率的提高有着重要作用。

(3)有助于促进公共服务体系的全面发展。从当前公共服务体系的实际发展需求方面来看，应用计算机网络技术，为公共服务体系的进一步发展提供了有力的技术支持，使其在不断更新和完善过程中能够获得更加先进的技术手段。比如，从其提供的管理手段来讲，计算机网络技术不仅为公共体系管理提供了有力的技术支持，也为其赋予了较强的技术特性，使公共服务体系得到了更加科学全面的发展。

4结语

计算机网络技术的广泛应用，对推动我国现代化社会的发展有着重要作用。计算机网络技术不仅能够突破时间和空间的局限性，也加深人与人之间的互动交流。而其在为人们的生产生活提供便捷的同时，也迎来了新一轮的发展挑战。因此，人们应该准确把握计算机网络技术带来的发展机遇，将其广泛的应用到生产、生活的各个方面，运用计算机网络技术来推动我国经济、政治和文化等方面的发展，同时也促进计算机网络技术得到更加全面的发展。

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