通信网络规划设计论文范文

通信网络规划设计论文范文第1篇

摘 要：本文根据移动通信网络规划与优化的课程内容特点，将社会主义核心价值观和辩证唯物主义的思政元素，与具体的课程内容有机地融合，贯穿于整个教学过程中。帮助学生树立社会主义新时代的核心价值观，学会辩证地分析问题，增强学生的社会责任感和使命感。

关键词：网络优化; 社会主义核心价值观; 辩证唯物主义

1.引言

2008年工信部成立以后，在通信网络建设方面，积极贯彻党中央和国务院的政策，大力推进宽带中国建设，加快推动通信网络的升级换代[1]。

2015年，习近平总书记在第二届世界互联网大会上，提出了 “数字中国”建设，对国家信息化发展做出了新的战略部署，成为了新时代推进国家信息化发展的重要指引。“互联网+”、5G的研发应用和IPv6规模部署行动计划等等，都在表明中国数字经济发展正在进入快车道，而这些技术的发展，都需要稳定的移动通信网络的支撑。网络维护与优化是保证网络稳定性必不可少的一部分，能够进一步推进“数字中国”建设的稳步发展。

在《移动通信网络规划与优化》这门课程中，我们根据课程的特点，将思政教育有机地融入到教学中，加强爱国主义、集体主义、社会主义教育。使学生深刻意识到网络优化在“数字中国”建设中的作用，感受到我们国家繁荣富强的同时，努力学习专业知识，成为建设数字中国的专业性人才。

2.移动通信网络规划与优化课程的介绍

移动通信网络规划与优化讲述移动通信网络的规划和优化技术，是一门理论性和实用性很强的课程。学生学习了本课程之后，不仅对移动通信系统和通信网络的规划和优化技术有较全面的了解和领会，且应能灵活应用这些原理与技术，对移动网络的常见问题进行准确分析，完善和优化解决方案，为移动通信系统的开通、管理维护打下必要的理论基础和技能，使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标，提高其实际应用技能。并且，在分析问题的过程中，使学生养成善于观察、独立思考的习惯。同时，通过教学过程中的实际操作过程的规范要求，强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识。

3.课程思政教学素材的设计

3.1社会主义核心价值观

社会主义核心价值观是社会主义核心价值体系的内核，体现社会主义核心价值体系的根本性质和基本特征。培育和践行社会主义核心价值观，是推进中国特色社会主义伟大事业、实现中华民族伟大复兴中国梦的战略任务[1]。社会主义核心价值观是中国特色社会主义的自我理解与自我建构，引领和构建当代中国社会价值秩序[2]。习近平总书记指出：“一种价值观要真正发挥作用，必须融入社会生活，让人们在实践中感知它、领悟它。要注意把我们所提倡的与人们日常生活紧密联系起来，在落细、落小、落实上下功夫。”

2017年10月18日，习近平同志在十九大报告中指出，要培育和践行社会主义核心价值观。要以培养担当民族复兴大任的时代新人为着眼点，强化教育引导、实践养成、制度保障，发挥社会主义核心价值观对国民教育、精神文明创建、精神文化产品创作生产传播的引领作用，把社会主义核心价值观融入社会发展各方面，转化为人们的情感认同和行为习惯。大学生作为实现中国梦的中坚力量，是祖国的未来与希望，不仅要有强健的体魄，还必须要有纯净的心灵。因此，我们需要通过社会主义核心价值观教育，引导学生树立正确的民族观、国家观。

在社会主义核心价值观的基本内容中，“爱国、敬业、诚信、友善”是公民的基本道德规范，也是必须恪守的基本道德准则。

一、爱国教育

爱国是公民必有的道德情操，是中华民族最重要的传统，也是社会主义核心价值观最主要的部分。习近平总书记在北京大学师生座谈会上，对广大青年所提的几点希望中，第一条就是要“爱国，忠于祖国，忠于人民。爱国，是人世间最深层、最持久的情感，是一个人立德之源、立功之本”[3]。在本课程第一章，主要内容为移动通信网络的概述部分，主要包括移动通信网络的发展历程、技术特点和发展趋势等。首先，介绍移动通信网络的发展历程，包括从GSM网络发展到目前的5G网络，以及未来的网络发展趋势。让学生熟悉我们国家的运营商各自部署的网络情况，使其对未来的行业发展有初步的了解。通过移动通信网络发展历程的介绍，引导学生了解通信网络建设背后的技术研究进展，向学生讲解移动通信网络技术国际标准化的工作内容。在介绍这些知识的同时，重点讲述我们国家在通信网络技术发展中，运营商和通信设备供应商所参与的国际标准化工作，以及为移动通信网络的发展做出的贡献，包括华为在5G网络的技术优势。通过这一章的学习，让学生感受到我们国家的强大，也为我们国家在移动通信领域的贡献，感到自豪。

在这一章的学习结束，学生会进行分组讨论：我们作为通信专业的大学生，通过专业知识的学习之后，如何发挥我们的特长，参与到我们的网络强国建设中。

二、敬业和诚信教育

敬业是对公民职业行为准则的价值评价。要求公民忠于职守，克己奉公，服务人民，服务社会，充分体现了社会主义置业精神。爱岗敬业体现的是公民热爱、珍视自己的工作和职业，勤勉努力，尽职尽责的道德操守。任何一个社会的保存和发展，都是以其成员勤奋工作、创造价值为前提的。因此，所有生气蓬勃的社会都把敬业作为核心价值加以强调，將之作为对自己成员的基本要求。诚信也是中华民族的传统美德，是公民基本的道德规范，是大学生必须具备的基本道德素质，也是大学生树立理想信念的基础。孟子云“诚者，天之道也;思诚者，人之道也”[4]。

本课程的重点和难点是网络优化案例分析部分，主要工作内容是：针对模拟仿真的通信网络，要仔细观察和发现网络中存在的问题，根据所学的理论知识，制定相应的测试计划;再根据具体的测试计划，测试、收集尽可能详细具体的数据;然后，要认真比较、分析所获取的多方面的数据，写出具体的解决方案;最后，通过仿真，验证方案的合理性。另外，在将来的工作岗位中，真实测试环境的地理环境复杂，包括山区、城区等;测试数据更复杂繁琐。从上述的工作内容可以看出，首先，需要培养学生热爱这份工作，具有不怕吃苦、能坐得住的敬业精神和认真严谨的工作态度，同时能坦然接受过程中的挫败，总结经验教训，迎难而上。然后，还要让学生树立诚实守信的理念，始终坚持实事求是的原则，认真进行每一步工作。要求学生要严格按照测试流程，不能弄虚作假，认真记录每一组实验数据;认真对照所学的网络优化理论知识，仔细分析实验数据，给出完整的解决方案;并进行实验验证，给出实验报告。在这环环相扣的整个过程中，要求学生以严肃认真的态度进行，不能随意篡改、编造数据，如果解决方案验证不理想的话，要重新再分析、验证，甚至重新再测试相关数据。

三、友善教育

友善是中华民族的优良传统，是历代先贤所倡导的一种价值观，更是社会和谐的基石。正如孟子所说“仁者爱人，有礼者敬人。爱人者，人恒爱之;敬人者，人恒敬之”。该课程的实验部分，是以小组为单位，共同协作完成。要求小组内分工明确，在实验过程中，两人要相互配合，各司其职，形成默契，共同完成实验任务;实验结束后，两人要共同分析实验结果，撰写实验报告。通过实验，教育学生要团结友爱，相互尊重，形成和谐友善的同学关系。

3.2辩证唯物主义分析问题

辩证法认为，任何事物内部都存在着矛盾，事物内部矛盾是事物自我运动的源泉，同时任何事物又都与周围其他事物发生联系与交互影响，促进事物自身的变化发展。在第一章中，移动通信网络的发展历程表明通信技术在不断地更新换代，从GSM网络发展到目前的5G网络，将来还会有6G网络，甚至更新的网络出现。这是万物发展的规律，要引导学生学会用辩证的思维看待技术更新。另外，在进行具体的网络优化案例分析前，本课程主要是针对具体的网络问题，归纳总结了各种网络的问题，并进行了相应的分类，具体包括：覆盖问题、接入问题、切换问题、功率问题等[5]。在分析实际网络具体问题的时候，需要从多个角度分析，上述的分类并不是独立存在的，是互相关联和影响的。比如：分析具体的网络问题时，初步分析认为应该是网络弱覆盖引起的，但根据测试数据，深入分析后，发现是具体的切换参数设置不准确导致的。所以，我们要教育学生不能盲目下结论，一定要认真仔细地客观分析数据，用普遍联系的观点分析，不能用片面或孤立的观点分析问题。

4.结束语

结合实际生活，在专业知识的传授中融入思政元素，让学生在掌握了专业的知识技能的同时，也加强了学生的思想政治教育。通过该课程的学习，使学生在将来的工作中，具有正确的社会主义核心价值观，并能够辩证地思考分析面对的问题。

参考文献：

[1]关于培育和践行社会主义核心价值观的意见[N]中国共产党新闻网，2013-12-23

[2]吴向东.社会主义核心价值观的若干重大问题[J]北京师范大学学报（社会科学版），2015（1）：33-40

[3]习近平：在北京大学师生座谈会上的讲话[N]新华网，2018-5-2

[4]郭建宁.社会主义核心价值观基本内容释义[M]人民出版社.2014-3-1

[5]張敏.LTE无线网络优化[M]人民邮电出版社，2016-12

通信网络规划设计论文范文第2篇

摘要:重点讨论WCDMA网络规划的原则、流程和若干重点,并提出一种校园无线网络建设方案。

关键词:WCDMA;3G;网络规划

文献标识码:A

1 WCDMA系统及需要解决的主要问题

在全球3G发展正在稳步推进的现实情况下,通信技术领域已经为3G的建设进行了足够的技术准备,随着3G标准的确立和相关的技术不断成熟,一些通信公司也开始进行了网络平滑过渡的建设准备,并进行了网络现状的调研,以期能以较为经济的手段建设高标准的3G网络。作为 3G三大标准之一的 WCDMA,其技术比较成熟,是目前3G标准中应用最广的,研究WCDMA无线网络规划具有十分现实的意义。一个好的网络结构不仅能够使网络的性能得到有效的发挥,而且为日后的网络优化 、运营维护 、容量的平滑演进奠定一个很好的基础。

WCDMA中文译名为“宽带分码多工存取”,它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高速移动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速或是室内环境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。WCDMA系统的组网采用了与第二代通信系统类似的结构,包括无线接入网络(Radio Access Network, RAN)。其中无线接入网络RAN又包括陆地无线接入网(UTMS Terrestrial Radio Access Network, UTAN)和用户终端设备,而CN处理系统内部所有的话音呼叫和数据连接,并实现和外网的交换和路由功能。CN从逻辑商分为电路交换(Circuit Switch, CS)域或分组交换(Packet Switch, CS)域。WCDMA系統结构和主要接口如图1所示。

通过了解WCDMA系统结构可知,可以看到无线网络规划的好坏直接关系到网络的性能。无线网络建设的投资要占总投资的70%以上,因此无线规划在整个网络规划中占据着相当重要的地位。WCDMA 无线网络需要解决的主要问题来自两个方面,一是来是CDMA多址方式固有的多址干扰和多径干扰问题;另一方面则是来自于WCDMA系统面临的移动通信环境本身。

2 WCDMA无线网络规划的原则及流程

无线网络规划是根据规划的无线网络的特性以及网络规划的需求,设定相应的工程参数和无线资源参数,并在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,使网络的工程成本最低。在WCDMA系统网络规划过程中,应该遵循以下基本规划原则:

(1)WCDMA网络建设应该坚持规模发展的原则,采用全网统一规划、分步实施的网络规划建设方案。

(2)网络规划初期应该在覆盖的深度和广度上根据经济水平、基础设施状况而调整,在经济发达、中等发达地区和重要城市基本实现地级市和县级市的全覆盖,在欠发达省市可实现大部分地级市的覆盖。

(3)随着网络的进一步发展,网络规划应实现在发达省市绝大部分乡镇的覆盖,在中等发达地区大部分乡镇的覆盖,在欠发达地区可实现少部分乡镇的覆盖,最终实现全国范围内的覆盖。

(4)在技术合理的前提下,网络规划应充分利用运营商现有的通信基础设施(包括机房、铁塔、传输等),减少重复建设,降低建设和运营成本。

(5)选择合理的技术和手段,加强无线网络规划,提高综合服务质量,协调好无线网络容量、无线覆盖和网络质量与投资效益之间的关系,确保网络建设的综合效益。

(6)网络规划应充分考虑远期发展目标,具有向前良好的扩展性,即系统容量以满足用户增长需要为衡量目标,能方便地进行扩容升级,满足远期业务需求。

(7)无线网络规划要将覆盖与业务规划结合起来,考虑室外与室内覆盖并重。

(8)网络规划要规划好无线支撑系统的建设,能提供不同用户的QoS等级服务。

WCDMA无线网络规划的流程与GSM网络的规划流程基本相同,主要内容包括确定规划目标及信息收集、预规划、初始布局、站址实地勘测和最终设计等几个阶段,如图2所示:

确定规划目标及收集信息主要包括确定规划所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每个区域内每种业务所要达到的覆盖率等。收集信息还包括各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料、运营商初选的站址信息和网络发展长期规划等信息。规划目标应综合考虑市场需求和成本因素。最终规划方案应该包括覆盖规划、容量评估、干扰规划、计算功率预算、参数集规划、码字规划、频率规划、站址分布等各个部分的设计方案。在最终规划设计方案进入试运行阶段之前,根据实地勘测结果进行相应参数的修正。

3 校园无线网建设的策略选择

无线网络的覆盖、容量和网络性能之间的关系是相互影响、相互制约的。用户的分布、用户的移动速度以及用户的业务模型都直接影响到无线网络的覆盖、容量和网络性能。因此要准确地反映未来网络的实际情况,不仅需要通过链路预算、容量推算等方法估算网络的大致建设规模以及基本建设方案,而且还需要采用专用的网络规划和仿真工具,建立准确的地理环境模型、用户业务和行为模型,才能仿真出实际网络的运行效果。由于WCDMA网络是一个多业务网络,在不同环境里的混合业务种类各不相同,通常选择各个环境下对无线网络性能要求较高的业务作为连续保障业务。能够满足这种业务的无线要求的链路理论上更能满足其他业务的连续覆盖要求。对于采用R4版本的具体组网方式,建议核心网电路域建设采用混合R4组网方式,实现承载与控制分离,语音承载采用IP传输,信令网采用TDM传输的网络建设方式。根据以上分析,校区采用混合R4的组网方式。

TMSC1:汇接TMSC2间、TMSC2与其他TMSC1间或本地端局的业务;TMSC2:负责汇接MSC的省内业务、转接至TMSC1的省际业务;VMSC:负责本局交换功能、来/去话功能以及漫游用户数据管理等;GMSC:汇接本网与其他网络的来、去话呼叫,实现网间互联互通。HLR/AuC:保存用户各种数据,实现用户的位置更新、呼叫、切换等各种流程。网内任一VMSC、GMSC都可以通过STP访问某一HLR/AuC。为了实现移动用户的漫游、呼叫等各种业务,必须建设移动NO.7信令网。信令网的网络结构和移动话路网的结构一样,分为三级:HSTP:汇接省际NO.7信令业务;LSTP:汇接省内信令信令业务和省际信令业务;移动网络中任一节点如:VMSC、GMSC、TMSC、HLR等都作为SP连接到LSTP、或HSTP。本地校园网无线网络结构如图3:

电路域包含VMSC、GMSC、HLR等,所以电路域本地网必须包括VMSC、GMSC、HLR。由这几个网元组成的移动本地网一方面要完成移动本地网内各种呼叫业务,同时还要完成本地网到其他网络的呼叫以及移动长途呼叫业务。不同的网元组网方式、建设思路也不同。对于VMSC和HLR,可以按照本地网内用户规模的大小设置一个或多个节点。GMSC主要处理网间话务,通常成对设置,负荷分担。通过有关仿真结果分析,上行负载必须任60%以下,下行负载在80%以下才能保证系统的稳定性,在设计中还应留有一定的余量,故设计最大上行负载取50%,下行取75%。由于密集城区的用户密集,业务密度高,且业务增长迅速,突发增长可能性大,并且是网络质量的重点保证区域,所以录用相对保守的规划策略,把站点的设计负载制定得高一些,以便网络有较大的承载能力,增加网络的安全系数。在 WCDMA网络规划中,传播模型是进行网络规划的重要工具,传播预测的准确性将大大影响规划的准确性。在具体应用时由于地形、建筑物密集程度和高度等方面的不同,各种对应变量函数应该各不相同,从而导致一般的传播模型对具体的无线环境预测不够准确,而需要在这些典型的传播模型基础上进行传播模型校正。

参考文献

[1]华为技术有限公司著.WCDMA系统原理与规划建设培训,2005.

[2]张长刚,孙保红等.无线网络规划原理与实践[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[3]郭东亮等著.WCDMA规划设计手册[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[4]中兴通讯.CDMA网络规划与优化.编写.CDMA网络规划与优化[M].北京:电子工业出版社,2005.

通信网络规划设计论文范文第3篇

关键词：大规模多输入多输出(MIMO);网络规划;智能网络

Key words： massive multiple-input multiple-output (MIMO); network planning; intelligent network

1 5G网络设计面临的挑战

1.1 丰富的应用场景

4G改变生活，5G改变社会。5G具有鲜明的场景应用特征，它围绕人们居住、工作、休闲、交通以及垂直行业的需求展开商用部署。这些场景需求分别具有超高速率、超高容量、超高可靠低时延、超高密度、超高连接数、超高移动性等一系列特点[1-2]。

(1)增强移动宽带(eMBB)场景。该场景指面向移动通信的基本覆盖环境，可为用户随时随地提供100 Mbit/s以上的体验速率。在室内外、局部热点区域的覆盖环境，甚至可提供1 Gbit/s的用户体验速率和10 Gbit/s以上的网络峰值速率，满足10 Tbit/(skm2)以上的流量密度需求。

(2)高可靠低时延通信(uRLLC)场景。该场景能够面向车联网、工业控制等物联网的特殊应用需求，为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。

(3)海量机器类通信(mMTC)场景。该应用场景具有小数据包、低功耗、低成本、海量连接等特点，并要求支持106/km2以上的连接数密度。

其中，eMBB场景是当前商业模式最清晰的业务场景，也是运营商重点投入的领域。uRLLC、mMTC类业务与垂直行业紧密相关，随着5G生态的演进完善，必然将产生大量应用，并能改变社会生活方方面面。本文中，我们将以eMBB场景为核心，论述中兴通讯在组网性能、网络规划和优化等方面的研究成果与技术观点。

1.2 鲜明的技术特点

5G的技术特点的关键词是“灵活”和“复杂”。为了匹配未来社会的多变场景，新空口(NR)技术从协议设计之初就考虑灵活配置，不可避免地带来架构和实现细节上的复杂性。大规模多输入多输出(MIMO)、丰富参考信号、灵活多波束、独立组网(SA)/非独立组网(NSA)架构等构成了NR最鲜明的技術特征。这些核心技术对NR组网提出了最大的挑战。

(1)大规模MIMO技术。

大规模MIMO在4G 长期演进(LTE)后期即出现在商用部署中，中兴通讯是该技术的领导者。在单链路香农限和噪声限被高度逼近的情况下，空分复用是唯一成倍提升频谱效率的方法。大规模MIMO就是用更多的空分复用增强空口流量，这一技术在NR中继续被发扬光大。

大规模MIMO设计复杂精密，其实质是基于探测参考信号(SRS)的波束赋形技术，利用上下行互易性降低资源开销，很好地实现MIMO的赋形和更高的空分倍数，还使得单用户MIMO、多用户MIMO的性能显著改善。同时，考虑到部分终端不支持SRS轮发功能而无法通过基于SRS的赋形实现单用户MIMO的情况，需要补充基于预编码矩阵指标(PMI)反馈方式赋形。2种波束赋型相结合的方式极具创新性，既能有效提高小区吞吐量，又能提升单用户体验。

(2)丰富的参考信号设计。

NR的参考信号在LTE基础上做了大量扩展和改进，以适应于大规模MIMO的应用。小区参考信号(CRS)是LTE中最重要的参考信号，LTE的测量、数据解调均依赖于此，同时它也是LTE组网的重要参考指标，广泛用于网络规划和优化中。但CRS占用固定时频资源，并且随着天线端口增加而带来更大的系统开销，同时也会对邻区产生更强的固定干扰等不利因素。需要在NR系统中删去CSR的设计，代之以更先进、更丰富的参考信号设计。LTE与NR参考信号的作用对比见表1。

NR在信道状态信息参考信号(CSI-RS)、解调参考信号(DMRS)、SRS等方面做了增强设计，包括灵活周期配置，减少系统开销等。NR的DMRS等可根据用户的移动速度灵活发送：在低速场景下以固定位置发送;在高速场景下可随着移动速度灵活地插入1～3个DMRS，以增强解调能力。SRS也可配置为更短周期，以适用无线信道的快速变化。NR协议对CSI-RS的设计发扬光大，可支持配置多种天线端口数目，并且还可配置为用户级CSI-RS，实现更精准的下行信道估计。此外，NR协议还设计了一系列测量参考信号，如跟踪参考信号(TRS)、相位跟踪参考信号(PTRS)等，为高质量的通信链路保驾护航。

第3代合作伙伴计划(3GPP)协议设计了如此纷繁复杂的参考信号，但并未规定在实际建网中应该如何组合和使用。这显然对NR网络建设提出巨大挑战，需要在网络规划和优化中不断研究摸索。

(3)灵活多波束设计。

NR基于大规模MIMO技术，采用多波束进行赋型、扫描、跟踪，提升了网络覆盖，减少干扰。相比LTE技术，NR在业务和控制信道、在水平和垂直维度均能提供动态窄波束，并且数目更多，配置更灵活。例如，同步/广播块(SSB)承载了同步和广播功能，是NR最重要的公共信道之一，也是网络性能设计的重要参考指标。SSB可实现时频域灵活配置，在空域还可采用时分波束扫描。由于增加了扫描维度，可选广播权数量增多，如何选优NR广播权成为影响NR网络建设首要解决的问题。

1.3 网络性能挑战

5G不仅仅是一张传统通信网络的升级演进，它带来的是信息生态的改变。从传统的人与人的链接，发展为人与物、物与物的链接。迄今为止，对于5G应用场景，还无法完全确定未来的真实需求到底会是什么?会对无线网络形态带来哪些革命性冲击?

另外一方面，3GPP用极具灵活的协议设计应对未来组网的不确定。无论是大规模MIMO技术多种传输机制，灵活配置的参考信号和波束、帧结构，或SA/NSA的架构设计等，都使得NR网络灵活、复杂而难于驾驭。

中兴通讯依托于LTE时代Pre5G的成熟商用经验，在NR项目之初就组建了专注网络解决方案的专家团队，在NR组网技术研究、精细化网络规划、智能化网优等方面做了充足准备，形成整套方法论，并辅之以算法分析和外场验证、配套支撑工具等不断改进和优化。

2 5G组网技术

自从3G时代引入高速共享下行包接入技术(HSDPA)，采用共享信道资源来提升业务信道能力之后，覆盖、容量、性能就成为网络设计中相互制约和转换的铁三角[3]。在5G NR中，波束选择方案、参考信号选择方案、终端能力等也是影响网络性能的关键因素，在组网设计中都需要重点被分析。

2.1 覆盖能力

覆盖能力是组网首先要解决的课题，包含3个关键点：首先找出NR上下行信道受限逻辑关系，确定网络建设的依据;其次，分析哪些技术对覆盖能力产生影响，以被列为组网调优储备手段;最后，确定关键信道配置和指标，实施具体网络规划设计。

2.1.1 覆盖受限逻辑

我们将NR的上下行所有链路放在一张链路预算图中，如图1所示。从图中的对比关系可知，当边缘用户目标为2 Mbit/s时，物理上行共享信道(PUSCH)的覆盖最短;其次是采用单波束的公共物理下行控制信道(PDCCH)和廣播信道(BCH)存在覆盖受限风险。因此，NR的覆盖短板是上行方向的PUSCH业务信道，该信道应成为组网设计的首要目标对象。

PUSCH成为首要受限目标的原因是：NR的上行承载业务需求高，通常是边缘1 Mbit/s或2 Mbit/s，但NR终端的发送功率有限，无法在大带宽上保持高功率谱密度。在NSA链路预算时还需考虑增加终端能力，因NSA终端的发送功率削减、预编码增益损失等因素都会对上行覆盖能力产生更大压力。其次，NR在下行可采用多波束方式，增强公共信道覆盖，缓解下行覆盖能力的压力，这使得下行信道不易成为覆盖受限瓶颈。以图1为例，如果下行从单波束改为4波束或者8波束，理论上又可增加5～8 dB的覆盖能力。因此，在通常配置情况下，NR网络是一个上行业务信道覆盖受限系统，应进行网络覆盖规划与站点规模估算;但依然要做完备性分析，例如通过分析基站下行发送功率、多波束等系统配置，判断是否会改变NR上行受限的逻辑。

2.1.2 SSB波束选择

在NR系统中，SSB是由主同步信号(PSS)+辅同步信号(SSS)+系统信息块(SIB)3部分组成。用户(UE)基于SSB的测量和解调，完成网络同步和读取广播，SSB因而成为NR系统中最基本覆盖质量参考。同步信道参考信号接收功率(SS-RSRP)、同步信道信干噪比(SS-SINR)是对SSS的测量值，该指标在衡量网络建设覆盖质量时具有重要意义，常被用于网络规划和优化的关键指标。

LTE采用CRS信号的RSRP/SINR作为网络评估参考指标，CRS采用宽波束时频错开的方式发送;而NR系统中SSB采用多波束技术，实现时、频、空域的精细化组网覆盖，具备更精细化的组网能力。

以NR系统5 ms帧结构为例，系统可配置1～8个SSB波束。波束个数越多，单个波束越窄，覆盖能力越强。通过广播权值设计，这1～8个波束可分别覆盖小区内不同的方向，包括垂直维度，形成真正的3D网络波束扫描，有效地提升了在密集城区楼宇场景中的广播覆盖质量。

SSB在时频域对齐的配置下，对SS-SINR等同于网络在100%负荷下的干扰测量，可通过SS-SINR发现越区或重叠覆盖导致的同频干扰，适合在工程建设阶段发现干扰隐患。但是，SSB单波束会导致边缘某些位置点的SINR偏低，从而引起同步失败等问题。因此，需要结合广播权设计，根据不同场景设计SSB波束以及配置方案。

通过中兴通讯大量的外场实践，我们发现增加波束数目能明显提高弱场的RSRP以及SINR值，进而提升整个网络的覆盖率，如图2所示;因此，在商用阶段需要尽量配置更多SSB波束，以实现广播信道的精细化覆盖。此外，通过广播权设计，可发挥SSB多波束垂直覆盖能力，尤其对于密集城区的高层建筑场景，需要增强UE接入和驻留能力。这些SSB相关的研究结论，对后续网络规划和优化工作方向至关重要。

2.2 容量能力

2.2.1 参考信号配置

相比于LTE网络，NR网络能获得更多的测量，并需要对广播信道和业务信道分别测量。SSB适合做广播公共信道覆盖的预测，而对用户容量的预测则是需要另外一种重要参考信号CSI-RS。CSI-RS主要用于信道质量指示(CQI)、PMI、秩指示(RI)等的测量。相比SSB，CSI-RS与用户容量性能有更大的相关度。在NSA系统中，由于部分终端不支持上行SRS轮发，因此CSI-RS承担着PMI测量值的重任，更是直接影响用户速率体验。

CSI-RS有2个关键配置：端口与预置波束。端口相当于等效天线，把多个物理天线映射为一个等效天线端口;预置波束则是通过每个等效天线端口实现轮扫波束，用于对信道进行探测。CSI-RS通过这2个设置，实现了对空间信道测量的量化，通过反馈方式获取信道信息，为实现以PMI方式的MIMO传输奠定基础。

理论上，CSI-RS端口越多，信道的量化精度越高，预编码增益越大，赋形性能越好;但随着CSI-RS端口数增加，需要的下行CSI-RS资源将更多，对UE测量能力的要求更高，上行反馈的开销更大。在确定的CSI-RS端口数下，预置波束越多，信道的量化精度通常越高，波束扫描增益越大，赋形性能越好;但随着波束数增加，需要的下行CSI-RS资源更多且波束扫描周期更长。另外，波束数增加还意味着波束变窄。由于窄波束内的多径数量变少，将会导致信道表现为缺秩，从而不利于多流传输。

如图3所示，可以看出对于相同预置波束数目，8端口明显优于4端口。

如图4所示，可以看出对于相同端口数目，2波束相对1波束提升约10%。

通过研究表明，CSI-RS与系统容量具备高相关性，适合在网络运维和优化阶段作为预测容量性能的参考信号。此外，SRS、DMRS等参考信号也会不同程度上影响容量能力。在网络设计和后续优化中，需详细分析、优化配置系统侧与终端侧各类参数，提升网络容量能力。

2.2.2 设备能力

同LTE等通信系统一样，NR也会推出系列化设备，以适应不同场景和建网成本、体积、功耗等需求。在高层楼宇覆盖需求的密集城区，推荐采用64收发通道(TR)规格设备，在郊区或农村推荐采用低配置规格设备。

在密集城区，复杂的无线环境导致干扰恶化，高楼林立导致垂直覆盖要求高、用户容量需求大。64 TR设备能提供更优的大规模MIMO的波束赋形，实现高流量的多用户MIMO传输，同时可显著提高垂直维度的覆盖。在郊区和农村，MU-MIMO配对成功率降低，64 TR设备不能充分发挥其容量优势，因此可采用低配置规格设备。

除了宏站产品之外，室内分布系统、微基站等不同产品规格对应不同的覆盖和容量能力，每种产品规格也都有各自适用的建网场景。在NR网络建设时需要进行综合考虑，选择对客户最优的配置和组网方案。

3 精细化网络规划

相比LTE网络规划，NR网络规划有3个方面的特点：首先其网络指标设定到较高性能水准，需要精密细致建模的网络規划工具;其次是能洞察LTE现网数据，有的放矢地进行NR网络精细化设计;最后是场景化组网解决方案。对于NR技术特征与组网特性，无一例外地需要在网络规划和优化中被研究和分析，并最终体现为网络性能指标。

3.1 NR网络规划工具

NR网络建设标准是LTE的数倍，并通过采用更复杂的空分传输、多波束、参考信号配置等技术来确保实现网络高性能。这对网络规划工具提出前所未有的高要求。

在通常情况下，NR网络规划边缘速率城区以上行(UL)2 Mbit/s、下行(DL)50 Mbit/s为基准，高热区域则以UL 5 Mbit/s、DL 100 Mbit/s为主要目标，郊区以UL 1 Mbit/s、DL 20 Mbit/s为基准。以上标准是基于对5G关键业务预测而推算得到，例如未来大视频业务会比4G更普遍，在城区场景下，上行2 Mbit/s可以支持720 P直播;下行50 Mbit/s可以支持2 K/4 K高清视频。为了确保对网络性能的准确规划，网络规划工具在无线环境、用户业务以及无线技术等方面的仿真建模的复杂度都会非常高。

NR的大规模MIMO在垂直维度最大有4层波束实现对建筑物等做垂直覆盖，能够大幅地提升通过室外宏站对高层楼宇的室内覆盖性能。这就需要网络规划工具能引入高精度3D电子地图，并具备行射线追踪仿真能力。NR的核心之一多天线技术的性能表现极度依赖于无线环境，只有基于准确的无线环境建模，才能最大限度模拟NR的网络性能，实现准确的网络规划设计。

除了3D电子地图、射线追踪建模之外，多天线技术建模是NR网络规划的核心发动机。各设备厂家的多天线算法不同，需抽象为指标列表与网络规划工具相接口，才能在把贴近真实的性能体现在规划结果中。这些重要的抽象指标有多天线的天线模型、最优权值、链路解调性能等。例如，对于SSB多波束轮扫，CSI-RS、DMRS、SRS等参考信号配置等需在工具中预计抽象建模，这些重要配置是影响网络规划结果的重要因素。另外，由于NR系统过于庞大复杂，即使对核心算法指标做了抽象，其参数规划工作量依然巨大，需要诸如自动选站、射频参数自动寻优、弱覆盖区自动识别与加站等工作。并行计算、远程仿真等信息技术(IT)也被大量引入到NR网络规划工具中，以提升网络规划运行效率。

中兴通讯在网络规划工具方面已有数年准备，在其全球共享网络仿真中心已实现NR网络规划工具的规模部署，并在核心算法、复杂建模、云仿真等方面走在业界前列。

3.2 网络规划方法论

“基于4G live data的5G网络规划”是中兴通讯的NR规划方法论。LTE与NR在技术体系、应用场景、业务行为等有很多相似之处，用现网LTE数据分析来指导NR网络设计是最直接有效的方式。NR独有的技术特点，如多天线、多波束、灵活参考信号配置等也会融合考虑到规划过程中，影响最终分析结论。

LTE数据可直接帮助识别和锁定NR时代的价值区域，包括话务预测、热点评估、重点场景识别。采用人工智能(AI)技术，对现网的用户数、流量等多维数据进行自动价值聚类，快速抓住NR网络的规划重点，可以更有针对性地做精细化设计。源源不断的LTE海量活跃数据，是无线大数据分析的天然养料，能够帮助NR运营者在网络规划、性能优化到日常运维的各阶段都能站在用户视角进行预测和决策。

基于LTE网络洞察的NR网络精细化规划分为2个阶段：预规划阶段、工程执行阶段。

在预规划阶段，需要基于LTE网络的覆盖/容量/价值/站点拓扑等多维综合分析，确定NR网络建设的区域以及站点预规划方案，并进行初步仿真验证，输出初始规划结果及广播权值配置建议。在此阶段，LTE与NR的系统差异，如功率、频段、路损模型等都会融入进基于LTE现网数据分析过程中，进而获得准确的NR性能指標预测结果。

在工程执行阶段，需要输出工勘确定站点规划落地方案，提供天面整合方案，并进行精细化仿真，以确定多天线广播权值规划、射频(RF)参数规划等无线参数规划。

特别需要指出的是：在NR网络预规划以及后续优化阶段，AI算法引入到传统规划流程之后，大幅提升了工作效率和规划效果。例如，热点站聚类算法实现对价值区域的甄别选取，机器学习方法提取相同环境指标预测覆盖效果，利用大数据平台工具对广播权进行优化等。AI算法必将与无线通信算法一样，在网络性能规划与优化中持续占据重要地位。

3.3 场景化解决方案

中兴通讯在系列化宏站、室内分布系统、微站等方面进行组合，形成场景化解决方案(如图5所示)，解决不同场景下的NR组网难题。宏站是最重要的产品形态，64 TR产品解决4G/5G阶段持续高容量需求，用低配置规格产品解决4G/5G低流量区域、低成本建网需求。针对NR的大带宽使用策略以及4G/5G网络共享需求，宏站设备支持混模配置功能，能够支持在运营商在当期和未来的经营抉择。室内分布系统产品有2 TR和4 TR设备，利用现网无源室分系统或者新建等方式，解决高价值、高流量的室内场景。此外，微站也是必不可少的产品形态，4 TR平板(PAD)射频单元(RRU)产品广泛应用于居民区、步行街等补忙补热场景。

随着市场需求和技术的不断发展，更多新设备会走向小型化、低功耗、高性能，共同组成随需而动的NR网络。

4 智能网络优化

NR时代，大规模 MIMO等革命性技术不仅带来了网络性能的提升，同时使得网络优化的难度有所提升。另外uRLLC、mMTC的特性也与传统通信业务大相径庭，这些都使得NR网络优化的难度大幅增加。中兴通讯提出了网优“三化”思路以应对NR时代新课题，即网优工具的远程化、自动化、智能化，其中远程化、自动化是基础，智能化是核心。

云技术的广泛应用，使得网优工具远程化成为可能，无论是海量测量数据的收集筛选，还是网络性能仿真预测，都可在云端进行。同时，各种路测和分析软件日臻完善，可实时收集、上报分析数据，减轻了网优工程师日常工作量，实现自动化问题定位与解决实施，提升工作效率与质量。5G时代的参数组合高达上万种，如要匹配到最优参数组合，传统的网优专家系统分析已经无能为力。NR迫切需要实现更高层次智能化，AI必然在网优系统中扮演重要角色。

在网络层中，处于上层的网元更容易集中化，跨领域分析能力更强，适合对全局性的策略集中进行训练及推理，例如跨域调度、端到端编排等。通常对计算能力要求很高、需要跨领域的海量数据支撑，对实时性要求一般敏感度较低。越下层的网元，越接近端侧，专项分析能力越强，对实时性往往有较高要求，比如NR新空口的移动性策略移动边缘计算(MEC)的实时控制等[4]。基于这些分层智能化理念，中兴通讯设计推出了5G网优工具集，如价值专家分析系统(VMAX)、集中式自由化网络(C-SON)等工具，形成自环、小环、大环组合，引入AI算法，能够全方位对NR网络进行高效运维和性能优化。不同类型的AI算法被部署到不同的“环”中，以解决不同层面的优化难题[5]。

基于上述理论和工具，中兴通讯已在NR预商用外场成功验证了AI对天线权值的优化能力。利用大规模MIMO波束调整原理，部署在各“环”中的AI算法组合协同工作，可针对高楼的垂直面、场馆、具备潮汐效应的区域等场景，分析用户的分布规律，灵活调整广播和控制信道的波束分布，达到覆盖和容量的最优，减少干扰。如图6所示的案例，针对固定场馆类的场景，由于人员分布在长时间内相对固定，可根据这一特点设计广播权值自适应来达到最优覆盖。基于网管、测量报告等数据，结合相关AI算法，进行场景识别，可判断是体育赛事场景还是演唱会场景，并计算出基于此场景和当前用户分布下的最优权值，以提升场馆区域内的CQI、SINR等指标。将权值组合与关键性能指标、用户分布等信息建立关联数据库，便于后期同类场景快速匹配获取优化权值，指导前瞻性运维策略。

每个网元在机器学习、推理自治路上不断进化，实现网络性能的智预测、智能优化、智能决策，其基础是强大的AI算法研究和应用能力。AI算法与通信算法是2个截然不同的技术概念，前者推崇逻辑相关，让数据说话;后者则较为注重理论推导，要自证严谨。这两者在5G网络优化中是必不可少，相辅相成，共同守护着一张高性能的无线通信网络。

5 结束语

5G带来的是通信系统建设的全方位改变，无论是对3GPP协议的细节理解，还是组网技术的架构设计以及网规、网优的指标体系和工具平台，处处体现出灵活与变革。同时5G也是包容性很强的技术体系，融入IT云化、AI等技术，构建高效系统。5G也在不断加速发展，“无处不在，随需而动”的高性能无线通信网必然会给人们带来惊喜体验。

致谢

在文章的撰写过程中，中兴通讯5G产品专家李玉洁、原均和、束裕、张文娟对提出很多卓有见地的修正建议，蒋新建、吴明皓等产品总工为提出大量而翔实的论证数据，在此对他们的专业精神和无私分享谨致谢意!

参考文献

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[2] 尤肖虎，潘志文，高西奇，等. 5G 移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 中国科学：信息科学， 2014，44(5)：551-563.DOI：10.1360/N112014-00032

[3] 徐志宇，蒲迎春. HSDPA技术原理与网络规划实践[M]. 北京：人民邮电出版社， 2007

[4] 3GPP. Study of Enablers for Network Automation for 5G： 3GPP TR 23.791[S]. 2010

[5] 张嗣宏，左罗. 基于人工智能的网络智能化发展探讨[J]. 中兴通讯技术， 2019，25(2)： 45-48. DOI： 10.12142/ZTETJ.201902009

通信网络规划设计论文范文第4篇

[摘要]通过对智能小区通信系统的研究，设计了基于485和LonWorks混合网络的智能小区底层通信网络通信协议设计，对开发符合中国特色的智能小区总线技术有一定的指导作用。

[关键词]智能小区 通信 LonWorks RS485

一、智能小区常用通信网络技术

目前的智能建筑具有强大而复杂的各种控制功能，可以使不同厂商生产的设备应用于同一建筑物内，但各个厂商基本上都是开发自己专有的通信协议，各式各样的通信协议和设备给智能建筑的系统集成及管理使用带来诸多不便，用户处于受制于厂商而使造价提高、使用和维护费用增加，因此制定一个开放的、统一的通信协议标准，并形成即插即用的环境，成为十分迫切需要解决的问题。

（一）RS485通讯技术

该技术是目前智能小区通信网络各子系统中应用最早的技术，现在国内大多数已经实施的智能小区项目仍选择RS485作为网络组态，该技术采用二线制实现半双工通讯。目前，智能小区多表远程抄收系统和家居报等系统多采用该技术。

（二）LonWokrs现场总线技术

LonWorks是一种具有潜力的全新现场总线技术，它提供了一个开放性强的局部操作网络，其显著特征在于:功能强大的神经芯片，系统的互操作性和助LonTaIk通信协议。

LonTaIk协议采用面向数据的应用协议，在这种方式下，节点间以标准工程单位或其他预定义的单位交换，诸如温度、压力、状态和文字串等应用数据，而命令语句封装在接收节点的应用程序中且不是将命令在网络上传送。以这种方式，同一工程量可以送到多个节点，然而每个节点对数据有不同的应用程序，这称之为数据表示。

二、智能小区底层通信网络通信协议设计

智能住宅小区以计算机网络为基础物理平台，它涉及到物理介质的选择和以及以微处理器为主、与微型计算机相结合的小区监测、控制和通讯的小区底层控制通信计算机网络平台，即智能小区地层控制通信网络(简称底层网络)。显见智能小区通讯网络系统集成的主要内容是智能小区底层控制通信网络的构建，即选择何种网络及其相关结构将智能小区系统中各种关键设备联系起来，达到整个系统协调高效的运作。

在RS485和LonWorks混合网络的设计中，LonWorks部分的协议是由LonTalk协议来完成的，而在RS485通信层，只有物理层协议，因此有必要根据需要经过分析智能小区的信息的特点，制订自己的通信协议。

（一）物理层通信协议设计

物理数据格式：

采用异步半双工通讯方式，波特率为：9600bps

S——起始位；P——结束位；D0——D7数据。

（二）数据链路层协议设计

地址（Address）标志智能终端的通讯地址，2字节压缩BCD码数据，数值范围0000~9999。如果地址=0A0AH，则是广播地址，广播地址的数据可以被任何智能终端所接收，但终端不回应上位机。地址在通讯主站中，它表示该帧数据的接收方地址，在通讯次站回应的数据帧中，它表示该帧数据的发送方地址。

数据长度(Long)表示数据段的字节数，数值范围1256(0代表256)。

数据段(Data)通讯中要传输的数据，该段数据不能超过256字节。

帧校验和(FCS)用于校验数据链路上的传输错误，校验方式为：该字节之前的所有数据之无进位算术和。

（三）应用层协议设计

所谓应用层协议，就是将数据链路传输的数据段数据解释为有一定意义的命令或数据，去执行相应的动作，如查询或接收报警信息、读取表数据等等。

应用层数据格式如下：

数据类型——指定数据的类型：“0”表示数据型数据，“1－255”表示命令型数据。

数据字节——为了完成某些通讯目的而必须携带的数据、参数等信息。根据命令的不同，数据字节的长度可以为0字节到255字节。

三、智能住宅小区通讯网络系统的发展展望

（一）结合现场总线优势，在现有智能小区底层网络的基础上，采用自主通信协议，开发符合中国特色的智能小区总线技术。

（二）Everything Over IP，即所有的信息都能上Internet，这是数字化技术以及网络技术高度发达的技术应用目标，也是从事通信以及計算机工程人士的理想。尽管基于TCP/IP的以太网实时性不够理想，但其有着广泛的使用。在大多数小区中已经具有小区宽带网络。开发支持TCP/IP接口的家庭智能网络终端、智能家电以及智能传感器等，那么通过小区局域网，可以实现将家庭安全防范、多表远程抄录、家庭远程安全监控、家庭医疗服务、家电上网和其他新型家庭服务。这就意味着将小区宽带局域网与小区其他网络（例如远程抄表网络、安全防范网络等）的“多网合一”，也就是实现Everything Over IP。但目前实现Everything Over IP还有许多技术问题要解决，比如TCP/IP网络的实时性问题、传输平台的可靠性问题、系统开发成本问题，无线通讯技术：家居布线与智能大厦结构布线有很大的不同，其关键一点在于家庭的二次装修问题。这使得家居布线很难一次完成，往往要根据住户入住时提出的不同装修要求，请专业施工人员进行家居布线，传统的结构布线在家庭环境布局中也会遇到具体困难。此外，对于临时性的通讯需求，传统布线更是无能为力。因此，无线通讯技术在家庭网络及家庭底层控制网络应用中具有独特的优势。目前，国内市场虽然缺乏能很好满足智能小区各种需求的无线家庭通信产品，但相关技术和类似产品已开始出现，它必将成为智能小区底层控制网络中的重要技术。

四、小结

随着电子技术的迅速发展，许多新技术、新工艺和新产品层出不穷，使智能住宅小区底层控制网络技术也随之日新月异。目前广泛采用的是RS-485，Lonworks技术和CAN技术。RS-485是目前智能小区底层控制网络中应用最为广泛的技术，也是目前许多远程传输系统的首选通讯方式。LonWorks技术尽管历史不长，但发展迅速，它在智能大厦中央空调控制子系统等有着典型应用，并正在向智能小区各子系统推进。国内外目前已有以LonWorks技术为核心的各种家庭智能控制产品，Echelon公司也在积极推广该技术。特别是相对LonWorks来说，其研制开发费用以及系统造价低廉，而在我国受到更为普遍的欢迎。

参考文献：

[1]程大章，智能化住宅小区的发展方向，《住宅科技》，2002年第4期.

[2]宋琪、戴海燕，LonWorks技术在智能小区系统中的应用.《工程设计CAD与智能建筑》，2002年7月.

通信网络规划设计论文范文第5篇

关键词 校园网络;关键技术;网络;流量管理

中圖分类号：TP393 文献标识码：A

1 校园网络设计

数字化校园成为当下的时髦名词。借助各类系统管理软件和应用软件，利用网络设备、通信介质和适宜的组网技术与协议，将校园内计算机和各种终端设备有机地集成在一起，并用于教学、科研、学校管理、资源共享和远程教学等方面的计算机局域网络系统称为校园网。随着计算机、网络技术发展，校园网建设得到了快速推动，筹建校园网成为了各高校及中小学的“必修”课程之一，大部分学校都希望通过校园网的建设，增加硬件的投入，提高教学、科研和管理水平，改善办学条件，提高办学质量。

现有的数字化校园在很多院校已经开始普及，主要是利用网络技术、计算机技术、通讯技术等对学校的科研、网络舆情、教学管理、学生校园生活等有关的所有信息资源进行“一网打尽”，实现全面的数字化。通常所说的全面数字化，主要包括以下子系统的数字化：计算机网络系统、VOD点播系统、综合布线系统、数字化图书馆系统、校园服务一卡通系统、无线网络系统、校园网无线调频公共广播及背景音乐系统、多媒体教学系统、有线电视及卫星电视接收系统、系统总集成、电子公告及信息查询系统、楼宇自动化系统建设、校园安保监控系统、中心机房建设(含防雷、防静电)、语音通讯系统等，这些系统的全面覆盖，已经将校园编织成一个面向社会的一个超越时空的虚拟校园。

2 校园网络设计现状及问题

在我国，计算机网络普及较快，自90年代开始，逐渐有各个高等院校逐步建设自己的校园网，覆盖了教学区、实验区、办公区、宿舍区等职能区域，但校园网络的简单的硬件加软件只是校园网建设的第一步，更重要的是实现校园网内资源的统一管理。尤其是学生这样一个充满好奇的群体，总是对网络充满着迷，对网络技术充满痴迷，但受到年龄、心理不成熟等各方面的原因，常会做出一些危害网络正常运营的行为。随着校园网运用领域和规模的日益扩大，校园网络的管理也成为了一个重大问题，当前的校园网络管理混乱、维护不及时、网络拥塞等问题层出不穷，主要表现在：

校园网络的安全登入常出现问题，比如验证用户身份安全有效账号出现盗用，很多账号被非法接入，有的被篡改MAC和IP地址，校园网络用户合法、安全地接入网络无法得到保障。

整体上的校园网络资源的合理分配不合理，使用效率较为低下。校园网络常出现拥塞，很多时候出现网络资源过度的占用，用户的接入时间较长和网络带宽链接出现中断。

用户的访问权限受到很大的限制，主要是考虑为避免学生不受限制地随意登入链接其他网站，有很多是不法网站，学生权益受到很大的侵害，同时也对校园网内重要服务器造成很大的资源破坏，保障正常的教学和科研环境?

用户的上网行为无法得到有效跟踪，过程管理成为最大问题。很多非法用户盗用校园网内教师、学生的账户，实施恶意的犯罪行为或非法行为，校园网当前的技术上还解决不了这个问题。

3 校园网络设计的关键技术

1)校园网中的用户接入控制技术。针对上文提到的校园网络存在的几大问题，要在技术上解决好，关键在于用户接入控制技术上要打开突破口。校园网络接入控制技术的关节点是绑定设备IP地址、用户账号与网络接入端口、MAC地址、VLAN以及用户终端的IP地址等硬件信息。这样的绑定之后，可增强用户认证的安全性，用户只能认证上网而且要求使用特定的计算机，防止非法接入和账号盗用。这一技术的突破，加强了身份认证安全性，防止IP地址盗用和冲突，篡改MAC地址和IP地址的行为被有效地阻止。

控制用户权限。接入权限是网络安全的很重要一环，是接入网络开展活动的大门，依靠接入控制技术可以有效控制用户权限，有效控制上网带宽客户情况，限制用户的同时在线人数，禁止使用共享代理服务器，防止个别用户对网络资源的过度占用，防止用户胡乱设置，有效避免网络拥塞。监控用户行为。接入控制技术的“黑名单”管理策略就是很好的例证，按照IP地址、MAC等跟踪非法行为，将恶意猜测密码的用户监控出来，通过接入管理技术将其识别并列入黑名单，还可以在线通知合法用户其密码受到盗用威胁，有效地监督和防范盗用账号密码的行为。

由此可见，有效的解决在校园网络应用中存在的网络拥塞、管理混乱、运营困难等棘手问题需要校园网络接入控制技术，这项技术的运用可为校园网师生创造一个安全、稳定、高效的网络环境。

2)Proxy防范技术。校园网络管理人员一个非常重视的问题是如何在校园网络中组建可管理、可授权、可认证、可运营、可增值的宽待网络。校园网络中PROXY的应用来源主要是在教师和学生宿舍区域网络。在宿舍中架起电脑，在网络中冲浪、玩游戏等是许多青年教师、大学生的共同爱好。现实情况下，802.lx的用户认证方式是当前学校普遍采用的，要实现对要做到对学生端到端的管理，同时控制计费及日志追踪等，学校需要牵头采用预付费的方式。对于单个用户的流量管理也无法展开这样的做好打破了原有的管理模式，给校园网络推行802.lx认证造成了极大的障碍;在许多已付费的教师学生中制造不公平，有的甚至侵犯了的利益，出现乱用、滥用的问题无法核定，给广大师生员工正常使用网络带来了麻烦。

4 校园网络设计的网络流量管理措施

1)在网络服务的源端进行流量预测控制。校园网络中提供网络服务的服务器源就是常说的网络服务的源端，其中VOD视频点播服务器和FTP服务器容易产生异常网络流量的服务器。网络在很大程度上受到这两个服务器高峰时网络流量的影响，成为较为主要的因素，因此，首先考虑对这两种服务器进行控制是对校园网络源端流量预测控制的前提。

对校园网络源端流量预测控制这种流量控制方式目标和效果直接，执行起来也比较易于实现。但其作用有限，不能对网络病毒、P2P的应用、恶意攻击等非正常的流量异常进行控制。对服务器进行流量预测控制方式方法比较多，比如关闭服务限速、可疑IP访问、阻止校外IP访问、关闭服务端口等。

2)在网络的交换结点进行流量预测控制。对网络汇聚层分中心进行控制关键在于对网络中的交换结点进行流量预测控制。校园网络流量实践证明，青年教师学生宿舍一般是最容易出现流量异常的区域。对学生宿舍网络分中心进行流量预测控制又是这一环节的核心。在网络的交换结点进行流量预测控制常用的方式方法是通过网管主机与青年教师学生宿舍汇聚层网絡设备连接，使用专用软件捕捉该设备上联端口的实时流量，分析流量数据，依靠强大的流量预测模型，自动对产生流量最大的一个或几个下联端口进行限速，尤其是在当预测峰值报警时，通过联动机制使设备发挥出重要作用。

3)在网络出口处进行流量预测控制。校园网络出口的流量反映校园网整体的网络性能，对它进行流量预测控制最有代表性也最为直接。一个高校的校园网络的出口包括教育网出口(Cernet)或电信出口(Internet)，及时对网络出口流量采取端口限速等措施。但是，这种控制是一种完全被动的模式，对于整个校园网络的出口采取控制会对网络整体性能带来较大的影响，却无法对异常流量产生的原因进行控制。

参考文献

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[7]王宇.网络流量分析技术及其应用[J].科技创业月刊，2010(03).

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[9]朱凯，张晓龙.基于实时数据流分析方法的网络数据分析和监控[J].软件导刊，2010(06).

[10]曹平.基于数据挖掘技术的网络流量分析预测系统研究[J].软件导刊，2012(05).

作者简介

胡小迅(1957-)，男，汉族，江西南昌人，职称初级，单位：南昌市工业技术研究院，研究方向：科研。

通信网络规划设计论文范文第6篇

【摘要】 在科技高速发展的时代背景下越来越多的智能控制系统被开发和应用，逐渐步入智能时代。就目前家居市场发展情况来看，智能家居产品已成为市场新宠，成为追求高品质生活人们的首选。智能化家居主要是以计算机集成系统为载体，通过智能终端控制，实现对室内温度或光线的调整。就目前市场上普遍应用的智能家居终端系统应用来看以嵌入式为主，下面本文将对嵌入式之智能家居终端通信模块展开设计分析，并对其实现的关键技术展开探讨。

【关键词】 嵌入式 智能家居 终端 通信模块 关键技术

在科技高速发展的现代智能化社会中，智能家居应用越来越广泛，同时功能日趋完善，智能化程度也越来越高。目前嵌入式智能家居设计成为智能家居研究领域的重点话题，具有良好的市场前景和扩展空间。下面本文将以智能家居的基本功能和作用为本文切入点，对嵌入式智能家居终端通信模块设计展开详细论述，对其结构组成、设计及技术实现进行深入探讨。

一、智能家居终端

科学技术引领下的智能家居主要是指通过通信网络在小区内实现各种数据传输，在硬件支持和机构执行下对家电设备进行有效控制。智能家居终端是智能家居系统中的关键构成部分，既实现对家居内部电器设备的运行控制，实现对室内全面监控，同时也实现对信息资源整合，通过集成网络建立控制中心，对所有居民住户进行全面、安全有效监控。

智能家居终端是连接智能家居系统与执行者的枢纽。智能家居终端模块中，通信模块式关键设计环节，直接关系到智能家居系统整体操作。在智能家居终端系统开发中，把握合适的通信协议是设计关键，以适合各种具有不同传输特点的通信。下面本文将针对智能家居终端通信模块设计进行通信协议方案研究，在Linux下通过C++程序设计语言促进通信协议的准确性，提高终端通信模块应用效果。

二、嵌入式智能家居终端通信模块设计与技术实现

2.1系统结构组成分析

在嵌入式智能家居终端通信系统中通常以C/S模式为主，主要是以一个服务器端为集中管理终端，对智能家居中不同智能终端进行控制，主要系统组成如下图1。

整个系统组成中包括网络中心、图形化用户界面以及远程控制。智能家居终端是其关键构成部分，主要是针对各个家居中电器设备的统一控制；智能家居服务系统是通过以太网实现与小区不同住户中所有智能家居终端的连接，达到对小区智能家居终端的集中控制管理；Web服务器主要服务目标为智能家居终端用户，通过对用户调整数据的接收传给服务系统，进行修改满足用户需求；Web浏览器主要是用户应用界面，实现对智能终端家电远程控制。

2.2智能终端通信模块设计

针对通信模块设计主要考虑的问题分为两个方面，一是要实现对数据的完整、准确接收，而是实现对接收的数据进行解释，便于下一步操作。所以设计要以不同通信模块的传输特点进行分析，最终确定合适的通信协议。这也是智能家居终端设计的核心问题。主要包括终端与控制器之间串口通信协议、与智能家居服务系统间的网络通信协议以及用户界面与后台进程的数据通信协议。

2.3智能家居终端通信模块开发技术实现

在智能终端通信模块设计中串口通信协议和网络通信协议是十分关键的通信协议，后天主程序则是实现两个协议的数据传输，充当串口转网络和网络转串口的网关功能。该网关是支撑智能家居终端运行的关键，只有保证网关正常运行，才能保证系统正常运行。要明确串口帧协议具体定义以及数据包下传的具体定义，以推进后台主轮询进程实现。

三、结语

综上所述，充分认识到智能家居的重要功能性作用，利用系统资源集成软件开发，实现嵌入式系统设计与应用。在科技发展日新月异的时代背景下，加强智能系统设计与开发至关重要。智能家居终端通信模块设计过程中要对系统结构以及各模块设计的重点进行深入研究，实现各模块系统的协调控制。

在今后的嵌入式之智能家居终端通信设计中，要不断增加重点控制家电的类别，实现对协议的拓展。以技术为依托要进一步深入研究其他方案实现远程控制，以移动终端手机信息控制为例，实现创新方案探究。在今后的开发应用中要不断实现设计优化，弥补嵌入式智能家居终端设计资源的限制，全面提高智能设计水平。

王昊，男，1990.3-，汉族，山东济南人，山东大学信息学院电子与通信工程专业2013级研究生，研究方向：物联网智能家居

地址：山东省济南市历城区山大南路27号，山东大学信息科学与工程学院 电话13665316319 邮编250100

参 考 文 献

[1]梅树奎.远程智能家居管理系统研究及实现[D].北京：中国科学院大学（工程管理与信息技术学院），2013（06）.

[2]贺翔，孟小华.嵌入式智能家居终端人机界面设计与实现[J].计算机工程与设计，2010，05（28）：201-203.

[3]李云霞，李合菊，吴晓燕.嵌入式智能家居控制终端通信设计与实现优先出版[J].电子测试2013，12（27）：113-115.