CDMA网络规划设计论文范文

2024-02-06

CDMA网络规划设计论文范文第1篇

【关键词】CDMA移动通信技术应用分析发展

CDMA是一种码分多址技术,它的主要原理是应用扩频技术将信号带宽进行扩展,然后再利用载波将其发送出去,能够有效减少信号在传输中的损耗,且失真较小,完善了传统通信技术的不利影响,促进了我国通信行业的发展,而且,近几年,CDMA移动通信技术的发展更加迅速,覆盖率大大提升,应用越来越广泛。

一、CDMA移动通信技术的应用现状分析

近年来,我国的CDMA移动通信技术凭借自身抗干扰能力强、失真小、频谱高、数据传输快等独特的优势,已然得到了广泛的应用,用户使用量已经过亿,覆盖率已经达到300个城市之多,快速推动了我国通信的发展,提高了通信质量,但是由于CDMA在我国实行的时间还不是太长,它的发展还是受到了传统通信方式GSM的制约,因此,我国还应该加大对CDMA移动通信技术的推广。

二、CDMA移动通信技术的通信原理及优势分析

1、CDMA移动通信技术的通信原理

CDMA移动通信技术主要采用的是直接序列的扩频技术,也就是将原有的数据信号利用高速伪随机码进行调制,扩展该信号的带宽,然后在接收端利用高速伪随机码进行解调,从而实现通信的通信方式。

2、CDMA移动通信技术的优势

(1)覆盖率大。通过对相同区域内的GSM以及CDMA移动通信技术的覆盖范围进行计算比较,可以发现,CDMA的覆盖面积远远大于GSM移动通信技术的覆盖范围。表1是CDMA与GSM两种通信方式覆盖面积的比较表。(2)抗干扰能力强。CDMA移动通信技术采用了信号分集技术,有效避免了信号在传播中衰减的问题,提高了信号抗干扰的能力;时间分集技术主要是通过信号编码实现的。(3)采用软切换。CDMA移动通信技术主要采用了频率软切换的方式,也就是当手机处于切换状态时,会有多个通信基站对其进行检测,然后基站控制器会优先选择信号强的基站为其接通,这样就能保证整个通信过程的网络质量较好,不会出现掉话现象。(4)信道容量大。每个CDMA移动通信技术通信信道的容量是GSM通信信道容量的10倍之多,而且当用户处于非通话状态时,CDMA的通信速率会自行降低,这就为其他通信用户节约了速率,从而保证其他用户的通信质量。(5)数据传输快。CDMA采用的是多路同步通话的技术,能够支持多路电话、传真、数据等同时传输,有效提高了信号以及数据传输的速度。

三、CDMA移动通信技术的未来发展趋势

未来的移动通信技术一定会在图像、数据等方面获得更大的发展,相信在CDMA移动通信技术的引导下,移动通信网络和互联网一定能够实现更好的结合,使信息生成、传递、接收的越来越迅速。

四、结束语

总而言之,CDMA移动通信技术较传统的GSM以及FDMA通信方式来说,有着众多的优势,使通信质量、通信速度等都得到了完善,为我国的通信发展做出了重要的贡献,但是由于CDMA移动通信技术在我国起步较晚,应用还不是太广泛,但是通过目前的使用情况可以发现,CDMA移动通信技术正在逐步受到人们的信任,用户使用量已经过亿,相信随着CDMA技术的不断发展进步,一定能为用户带来更完美的通话质量,从而彻底取代传统的移动通信技术,推动我国移动通信技术更好、更快发展。

参考文献

[1]杨大成. CDMA移动通信系统[J].北京:机械工业出版社,2009(09).

[2]王文博. CDMA移动通信技术[J].通信科技,2010(04).

[3]万晓榆. CDMA移动通信网络优化[J].北京:人民邮电出版社,2010(11).

[4]赵明强.中国CDMA发展历程[J].计算机通信科技,2009(08).

CDMA网络规划设计论文范文第2篇

摘要:目前我国科技水平和各行业发展十分快速,我国信息技术发展也十分快速。5G移动通信系统采用的是一种全新网络架构,可以满足人们在各类领域的多样化业务需求。例如,在密集商业区、密集住宅区、高铁等流量密度大、连接密度大、移动性强的场景,用户也能够体验到超高清视频、在线游戏、增强现实等多种极致业务体验;同时,5G网络还能够满足医疗、交通、工业等垂直行业的多样化业务需求。

关键词:5G;网络规划;仿真

引言

从国家战略层面,5G当前处于技术标准形成和产业化培育的关键时期,全球各国在国家数字化战略中均把5G作为优先发展领域,强化产业布局,塑造竞争新优势。我国也在《国家信息化发展战略纲要》指出,到2020年,第五代移动通信技术研发和标准要取得突破性进展,从国家战略层面提出实现5G全面引领目标,通过5G助推制造强国、网络强国建设,全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施,从线上到线下、从消费到生产,从平台到生态,推动我国数字经济发展迈上新台阶。助力“中国制造2025”和“互联网+”战略实施。

15G网络技术的概念

5G网络技术,即第5代移动通讯网络技术,在该技术背景下,理论最快数据传输速率可以达到20Gbps,约为2.5GB每秒,整体速度约为4G网络技术的十倍以上,简单来讲,在5G网络技术加持下,一部1G的电影大约只需要4S便能够下载完成,伴随着5G技术的发展和成熟,将其用于智能终端的时代即将到来。5G网络技术属于目前全球范围内一种新型网络技术,但时至今日,5G网络技术的整体普及率仍然较低,依然需要进一步研究和发展,针对任何一种网络来说,网络安全都是影响5G网络技术普及的一大重要因素,作为相关企业和5G网络技术研究人员来讲,需要对5G网络强化认识,积极处理5G网络建设工作中出现的网络安全问题,使其可以在今后得到更多行业的广泛使用。并且也让5G技术变得更加成熟、稳定。

25G无线通信技术的特点及其优势

5G无线通信技术的特点主要体现在3个方面:(1)5G无线通信技术具有创新性。5G无线通信技术是依靠多载波分子式操作进行设计和实现的,相比前几代的通信技术而言,多载波不仅在室外有很高的连接性,在室内更是能够充分发挥技术优势。5G无线通信技术的应用场景主要是在室内进行无线传输,用于解决前几代通信技术上在室内传播信号效率不高的问题,利用智能信息化平台对5G无线通信信号进行整合传输,将原有的限制条件加以突破并保持升级的状态,利用数据和编码进行破译识别,在传输上进行升级拓展,这样的技术手段可以让无线信号的传输质量更高,同时也更加稳定。(2)5G无线通信技术的利用率高,其传输波动依赖高频率的赫兹进行信息传递和信息接收,相比传统技术而言,可以更好实现技术的更新换代,在5G无线通信技术平台上对各种信息进行汇总,以高频率的赫兹波为载体,如果接收到的信息强度是赫兹波承受范围之外的,无线通信系统就会自动识别,将异常情况向总服务器进行汇报,并对异常情况进行分析,如果是有效信息,平台将会自动更新接收方式,将系统和服务端无限升级,从而提高信息的利用频率。(3)5G无线通信技术具有高安全性。相对于4G技术,5G无线通信技术拥有更高的安全性,主要包括服务域安全。5G无线通信技术应用了完善的服务注册、授权安全机制与安全协议来强化服务域的安全防护,增强用户隐私保护。

35G无线网络覆盖策略

3.15G覆盖区域

5G网络建网初期,主要满足eMBB业务需求,解决4G网络热点区域业务承载能力不足的问题。所以在网络规划阶段主要是通过分析现网业务热点区域,结合业务热点区域形成一定的连续覆盖能力。业务热点区域通过现有的4G小区工参及小区流量等数据,制作成数据业务密度地图。业务密度分析有两种分级方法。1)基于已有标准的绝对值分级法:如一级>=20GB;二级>=10GB&<=20GB;三级>=5GB&<=10GB;四级>=2.5GB&<=5GB;五级<=2.5GB。(2)基于平均值的相对值分级法:如一级=4*平均值;二级=2*平均值;三级=平均值;四级=0.5*平均值;五级=0.25*平均。

3.2MIMO技术的应用实现

MIMO技术在5G无线通信技术中以不断完善和补充网络通信性能著称。MIMO技术是通过改变复用发射频率和对通信宽带的复用来实现的技术手段,传统上的MIMO技术手段以点对点的单一形式进行无线通信数据传输。在不断升级后,MIMO技术实现了单点对多点、多点对多点的信息传输;在发射端和接收端硬件系统上,通过整合利用无线天线的手段来提升视频资源的利用率;在通信和数据传输上更加可靠安全,在无线通信信息的处理性能上也有很大提升空间。

3.3D2D技术的应用实现

D2D技术是5G无线通信技术中的核心技术,其主要功能是对无线传输发射设备和蜂窝设备系统的补充和利用,从而实现在无线通信技术中的无线流量数据的增长,对复杂的数据资源进行简化,以此来减少外界信息对于有效无线信息数据的干扰和破坏,这也是D2D技术上的一个优势。此外,D2D技术有效降低传输成本,提高无线数据传输的速率。该技术在实际使用中,如何有效地对信息资源进行管理和保证是最重要的问题,也是实现D2D技术的关键所在,只有在解决这两个问题之后,才能成熟地实现D2D技术和5G无线通信技术的融合。

3.4容量规划

(1)理论方法首先,根据话务模型能够计算出单个用户的平均上行速率和平均下行速率;然后,规划区域内的用户数与以上上下行平均速率相乘,可以计算出总上行吞吐量和总下行吞吐量;最后,总吞吐量与单站平均吞吐量求商,计算出满足容量需求的站址数量。(2)站点规模计算满足容量的站址数量=该区域总吞吐量/单站平均吞吐量。在覆盖区域内总用户数明确的条件下,通过分析业务模型及小区吞吐量等指标,可以得出每个基站小区支持的用户数量。然后,分析在滿足覆盖条件下得出的站点数量是否满足该区域内的容量需求。若满足,则可确定该区域内站点数量,若不满足,则需要进一步调整站点规模取值,直到满足要求,最终得出同时满足覆盖和容量的站点数量。(3)站址规划站址规划应该尽量满足用户的容量需求和网络的覆盖要求、满足城市规划和发展需要、满足电信企业位置需求、满足电信企业天线挂高要求、满足无线传播环境、干扰、安全等要求。

3.5 5G 传输网端到端架构

5G 标准将核心网(CU)和分布单元(DU)进行分离,将传送网络分为前传网络、中传网络和回传网络(主要特点如表 1 所示),将不同的业务需求动态性地运用至网络当中,针对不同部位,其时延性和带宽也不相同。根据核心网和分布单元架构来看,其三个部位的地理位置相互重叠,资源共享,同时,首选面向分组的网络,将这三部位实现统一功能的划分,来满足不同方面的需求,而采取的传输技术可以实现端到端业务的统一管理和控制。在 5G 网络建立初期,低频段主要将核心网和分布单元采用合设的方式进行,而前传网络采用分离方式。高频段两者采用的是统一的锚点。但在后期,分布单元和远端射频单元会摈弃原有的公共无线电接口方法,则会采用高频站组网,有效满足用户的流量需求,实现核心网和前传网络的合设方式。

结语

整体来讲,5G技术在今后正式投入使用以后,将会体现出运营成本低,信息传输速度快、安全性优秀、延迟低等技术优势,因此,通讯企业若想要保障5G无线网络设计的顺利开展,就一定要认识到5G网络技术对无线网络规划所带来的巨大影响,对核心技术的整合给予高度关注,强化无线网络规划设计的科学性,强化5G接入无线网络的普及。

参考文献

[1]仲来红.5G网络技术特点及其无线网络规划思路研究[J].中国新通信,2021,23(04):36-37.

[2]李明,安红波.5G技术特点分析及网络规划思考[J].中国新通信,2020,22(16):8-9.

[3]才旦次仁.5G网络技术特点及其无线网络规划设计[J].中国新通信,2020,22(16):54.

[4]陆南昌,刘吉宁,黄海晖.5G无线网络智能规划技术的探索与实践[J].移动通信,2020,44(05):61-67.

CDMA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/(s·km2)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

CDMA网络规划设计论文范文第4篇

【关键词】网络设计安全管理计算机

计算机网络物理介质的不安全因素主要有电磁泄漏及干扰,网络介质在接口、某些特定线缆都有可能出现因屏蔽不严而导致的信号泄漏。目前大多数计算机网络系统的屏蔽措施都不是很健全,这对网络安全构成了一定威胁。系统软件及应用程序的安全问题主要是因为网络软件的安全功能不完善,或系统中存在各种恶意代码,如后门程序、病毒程序等。这样会导致信息泄漏、资源非法使用或数据损毁等后果。操作系统和应用程序在功能上变得越来越丰富,在用户使用网络更加方便的同时,也存在很多容易受到攻击的地方。人员安全问题主要是由于工作人员的保密观念不强导致。其中操作失误导致的信息泄漏或损毁也是导致安全问题的一个重要因素。工作人员利用自己对系统的熟悉了解,为达非法目的对系统数据进行篡改、破坏也会对网络系统造成严重后果。环境安全问题主要是由于地震、火灾、雷电等自然灾害或掉电、温度湿度、空气洁净度等环境因素所导致的安全问题。

一、企业内网通信模型

当前绝大多数企业内网的接入层网络访问是基于以太网协议规范的,常见的有10/100BaseT、100BaseFx、1000BaseT等规范。在带宽方面支持从10Mbps到1000Mbps速率集,从线缆材质上又分为双绞线和光缆。企业内网接入层的通信模式主要有三种:VLAN内部通信、VLAN间通信、外网通信。

VLAN内部通信方式主要是存在于某个VLAN中的主机与本VLAN中的其他主机进行通信的过程。这个通信过程只需要通过第二层交换即可完成。该通信过程经过如下几个步骤完成:(1)通信发起方在已知接收方IP地址的情况下,对接收方IP地址及自己的子网掩码进行逻辑与运算,以检查接收方IP地址是否与自己处于同一网段。(2)因为需要对数据报文在第二层数据链路层进行封装,发送方接下来会发送ARP广播来查询接收方的MAC地址。当发送方发出ARP查询报文后,由于是广播报文,于是交换机会将该报文向除了接受该报文的接口之外的其他所有接口发出。(3)报文到达数据接受方之后,接收方会以自己的MAC地址作为回应发送给发送方。这样以来,发送方在本地ARP缓存表中就有了接收方的IP与MAC地址的对应关系。

缓存表中包含了接收方的IP地址和MAC地址,发送方主机可以利用这些地址对应关系进行二层和三层封装。PDU封装完成后,随即被发送给交换设备。本地交换设备通过查询自身的MAC地址表,然后将数据帧从正确的端口上转发出去。最终接收方收到了数据,并依据现有信息对数据作出回应。

二、企业内网安全防护体系的设计

企业内网接入层安全防护系统需要满足如下功能需求:(1)能够及时得知接入交换机的运行状态,并根据运行状态分析网络运行是否存在ARP欺骗攻击、DHCP欺骗攻击、广播风暴攻击行为。对攻击信息的分析要做到全面准确。对于交换机的运行状态获取,需要覆盖多个接入层楼宇,并且对交换机的日志能够持久存储以备查阅。(2)能够确定攻击源在接入交换机中的位置,并进行隔离使其无法影响其他上网主机,对于已处理的主机可以进行解除隔离。隔离操作的执行需要做到直接简便高效。攻击主机的位置确定对用户需要做到透明。(3)设备的控制需要对网络管理员透明化,提供对多厂商交换设备的支持,控制功能需要使用公共标准协议,能够监控接入设备的服务状态和IP可达状态。并将这些状态呈献给网络管理员。对于网络管理员作出的针对攻击主机的操作,能够将其转化为交换设备可以识别的指令。(4)提供安全的用户登录验证功能,能够让用户使用除静态用户名密码之外的第三种认证方式,保障用户登录信息达到不可猜测、无法破解、登录参数无法重复使用,有效防范帐户密码盗取。(5)能够提供基本的用户权限功能,管理员、维护员和普通用户三层管理权限,分别对应全部操作权限、后期维护权限、日志查看权限。对网络管理员需要提供对接入网络设备日志信息和攻击主机信息的查询,对管理员权限的用户除提供查询功能之外,还要提供对攻击主机进行隔离和解除隔离的操作功能。对于维护员来说,除了提供查询功能外,只允许其具备对已隔离攻击主机的解除隔离操作。上网用户不具备系统的操作权限,只具备攻击主机信息的查询功能。

三、安全管理

在用户登录验证方面,本系统使用了基于双因素用户验证的登录功能。用户验证使用双因素验证,用户除了使用用户名与密码之外,还需要使用一个同步码。同步码是由令牌生成,与服务器上产生的同步码一致。用户登录验证时,需要在特定时间段内输入同步码,所以即便是用户的密码被盗了,也不会导致系统被攻击,大大增强了系统的安全性。

网络设备日志分析方面,主要研究通过SYSLOG服务,将接入层交换机的日志信息捕获,以便于对接入交换机的运行状况进行动态分析。通过分析对接入层的三大攻击行为进行定位,为下一步操作做铺垫。日志信息同步数据量极大,但对细节数据的准确性要求不高,主要以大量数据宏观分析得出结果。所以,日志信息同步功能的可靠性要比数据准确性更加重要。它要能够持续的接收分析大量数据。

接入网络设备控制功能是系统同接入层网络设备进行交互的窗口,对攻击主机进行隔离等操作需要通过它来完成,所以它需要具备对接入层设备进行控制操作的能力。这种能力是通过TELNET和SNMP协议完成的。本文着重研究了TELNET与SNMP的开发接口以及对设备控制功能的实现。总而言之,系统对日志分析功能得出的结果,最后进行隔离操作是通过本功能直接完成的。

日志记录与存储方面,用户对攻击目标的操作和系统对攻击目标的隔离的记录都通过本功能完成。这个功能在实际使用过程中,主要用于攻击目标的事后处理。数据存储功能则是将日志分析结果数据、隔离操作记录等数据存入数据库,由于系统的数据量较大,没有使用复杂的数据持久化组件,而是单独实现数据库连接池的功能,轻量简便。日志分析功能包含了SYSLOG套接字的创建,数据读取分析两大主要功能。其中SYSLOG套接字的创建主要目的是为了接收交换机发至UDP514端口的日志信息。数据分析的主要目的有两个,一是判断当前网络运行是否正常,二是如果不正常,需要确定攻击源的信息。SYSLOG套接字用于将接入交换机发来的日志信息进行读取,然后交与日志处理逻辑对日志进行分割。日志处理逻辑使用正则表达式对日志分割完成后,数据分两部分流向,日志信息本身交由数据库存储逻辑处理,另一向交由攻击主机判定逻辑分析攻击主机信息。对于设备控制模块交互逻辑,当自动隔离攻击主机开关打开时,向设备控制模块发送控制指令。

参考文献

[1]卢开瑞.随机故障下计算机网络中的病毒传播研究.科技信息,2012(03)

[2]蒋叙,倪峥.计算机病毒的网络传播及自动化防御.重庆文理学院学报(自然科学版),2012(02)

[3]吴凌云.民航一体化网络的计算机病毒查杀方法.信息与电脑(理论版),2012(01)

[4]丁媛媛.计算机网络病毒防治技术及如何防范黑客攻击探讨.赤峰学院学报(自然科学版),2012(08)

CDMA网络规划设计论文范文第5篇

摘要:存储过程和触发器都是存储在数据库中的一段程序,用户可以调用程序完成某种操作,将前台程序和后台程序分开设计,简化了系统设计的过程。本文简单概述了存储过程与触发器的特点,并根据这些特点将其应用在某书城电子图书会员购物系统,取得了良好的效果。

关键词:网络数据库;存储过程;触发器

引言

随着互联网的发展,计算机信息技术广泛应用在社会各个行业。在信息化过程中,每天产生海量的数据库,数据库的管理已经成为企事业单位发展的重要内容。数据库应用系统开发过程中,只考虑应用系统的工作流程和功能,忽视了系统的性能,导致系统应用过程中出现兼容性能差,很容易出现系统崩溃或者无法操作等问题,严重影响到软件系统的应用效果。因此,通过在操作程序中添加数据存储过程和触发器,可以有效提高软件运行效率,方便书城的管理。

1、存储过程与触发器的概述

1.1 存储过程概念

数据库存储过程中指为了实现某一项特定任务,并一组编译的好SQL语句存储在服务器中,可供用户直接或者间接调用,也可以作为参数被传递或者修改,或者嵌套使用。存储过程分为自带存储过程、扩展存储过程以及自定义存储过程三种。其中自带存储过程是一种特殊的管理存储过程,主要用于系统管理;扩展存储过程指在编程语言创建新外部存例程;自定义存储过程指用户根据自身实际需求,自定义封装可重用代码的模块,让模块可以接收输入参数修改、添加或者调用数据定义语言,并将数据操纵语言参数返回。和传统的数据查询方式相比,存储过程中具有以下优点:第一,安全性更高。存储过程只给访问用户存储过程的权限,用户没有访问表和视图的权限。第二,提高了执行的效率。存储过程将第一次执行进行编译时,将编译好的代码保持在高速缓冲中,用户可随时调用,按照模块化的设计模式,这样大大提高了代码执行效率。如果服务器数据发生变化,只需要修改存储过程中的相关语句,不需要修改程序,则大大减少了程序修改的过程。第三,存储过程直接将编译好的程序存储在服务器上,使用者只需要向服务器发送请求执行存储过程的指令,服务器自动执行存储过程中所有的程序,并将结果返回。这样减少了用户服务端向服务器发送执行指令的数量,从而减少网络数据的传输量,也就减少了网络流量。

1.2 觸发器概念

触发器是一种特殊类型的存储过程,它与一般的存储过程不同,它的主要目的是给程序员或者数据分析员提供相对完整数据的一种方法。它与报表联系紧密,如果表需要执行添加、删除、修改等指令时,触发器程序自动启动维护数据完整性,而不需要人工或者程序调用,而是根据事件触发。如果需要对insert表进行操作,则触发器会自动启动。触发器主要用于数据完整性约束和业务规则制定方面的应用。触发器分为DML触发器、DDL触发器、登录触发器。其中DML触发器指的数据库数据表格出现变化,如果数据表格具有相应的DML触发器,则触发器自动执行并约束数据表格强制执行业务规则;DDL触发器主要用来审核和规范数据库中的表格删除、修改、添加等指令,如果数据库结构发生变化,需要记录数据库修改过程,并限制程序员修改某些制定表中的数据信息;登录触发器则是为了响应LOGIN事件激发存储过程,用户在登录过程会自动激发,如果用户登录失败,则不会激发登录触发器。触发器与存储过程相比,触发器可以通过数据数据库中相关表实现级联修改,触发器还可以用强制比CHECK约束定义对数据库中的规则进行约束,如果触发器使用另外一个表格插入数据库中,并更新数据信息,这个时候如果插入数据信息不符合业务规则,则会显示用户自定义信息错误。此外,数据库还可以评估数据修改以后的状态,并根据数据库变化采取相应的对策。虽然触发器拥有强大的功能,可以实现对数据库信息的修改、添加,但是如果随意使用触发器,则可能增加数据库以及应用程序的维护管理难度,导致数据库结构越来越复杂。

综上所述,可以发现存储过程和触发器两者具有以下优点:第一,存储过程和触发器在应用前,需要程序员进行编译,编译好以后存储在服务器中。这样避免了服务器与用户端不断进行数据交换,降低了数据传输的网络流量,提高了整各程序的运行效率。第二,存储过程和触发器存储在用户经常需要使用的服务器,可以简化客户端程序,提高应用程序开发效率。第三,存储过程的程序直接编译存储在服务器上,使用者只需要向服务器发送请求执行存储过程的指令,服务器自动执行存储过程中所有的程序,并将结果返回。这样减少了用户服务端向服务器发送执行指令的数量,从而减少网络数据的传输量,也就减少了网络流量。第四,如果数据库中的数据信息发生了变化,只需要简单修改存储过程的语句,而不需要修改应用程序。第五,触发器制定了相应的业务规则和约束条件,可以防止程序员或者使用者随意修改数据库中的数据信息,确保数据信息的完整性和安全性。将存储过程和触发器应用在网络数据库中,可以充分发挥存储过程和触发器的优势,更好地管理数据库和应用程序。比如将存储过程和触发器应用在高压电器实验室新站检测数据传输系统,该系统主要有服务器、客户机以及数据库构成,实验室将新站测检测的数据信息发送给数据库服务器,服务器接受实验室发送的数据信息并对其进行分析,服务器可以接收多个新站用户的检测数据信息,并对所有的数据信息进行管理。这种结构模式,可以将服务器和用户端分开进行处理,但是又可以实现共同管理的需求。其次,这种系统具有很好的扩展性,可以根据实验室的业务和用户增长量,适当扩大服务器的容量。

2、基于网络数据库的存储过程和触发器应用

2.1 项目概述

某书城用SQL Server软件开发了书城购物管理系统,通过购物管理系统,大大提高书城的管理效率,方便了读者通过管理系统在网上自动下单购买书籍,从而降低降低了整个书城工作人员的工作量。然而在实际运行过程中,发现该购物系统还存在一定的缺陷。书城在引进新的书籍以后,需要将数据信息插入到购物管理系统的图书信息列表中。具体操作方法如下:管理人员通过INSERT INEO……VALUES这样的语句来实现书籍信息的录入,这种操作方式非常复杂,一定程度上降低了工作人员的录入速度。如果在录入新书籍信息过程中,通过编写存储过程,则录入新书书籍信息的时候,只需要给出相应的参数就可以自动调阅存储过程。如果输入的书籍信息是原来的图书信息列表中没有的,在录入过程中,图书管理人员需要在图书馆管理系统中搜索这个编号的图书,如果管理人员需要搜索的书籍信息比较多,则一定程度上增加了图书管理人员的工作量。在操作的时候,很容易输入错误的数据信息。如果在录入信息过程中插入一个触发器,直接插入到图书馆图书信息管理列表中,列表信息则可以自动搜索系统中是否存在相关编码,这样极大的提高了书城信息管理系统效率。

2.2 基于网络存储过程和触发器的设计方案

2.2.1 设计存储过程和触发器

每个星期、每个月或者每一个季度,图书市场上会增加很多新出版的图书。为了方便网上书城的管理,图书管理人员需要将新的图书信息插入到原来的图书管理系统中,将存储过程应用在图书馆列表信息插入环节,图书馆工作人员将新添加的数据列表信息插入到管理系统的服务器,服务器自动对数据信息进行处理。这种方式可以避免频繁操作系统,提高图书管理人员的工作效率。其具体存储过程如下图:

由于网上书城的图书信息比较多,为了避免插入图书编码出现相同的情况,可以在管理系统中添加触发器,图书馆工作人员将图书编码插入到网络书城图书信息管理列表中,会自动触發器程序,触发器自动检查图书信息表中是否存在同样的图书编号,如果存在这个图书编号,则可以直接插入到图书列表中,如果不存在则触发器拒绝插入,这样可以防止图书信息表中插入相同的图书信息编码,影响到会员购书效率。

2.2.2 书城购书系统设计

以某书城的购书系统为例,将存储过程和触发器应用在购书系统,可以避免了图书管理人员在信息录入过程中存在重复录入等现象。该书城购书系统主要内容有图书信息、图书类别信息、会员信息、购书信息、活动信息等内容,其中图书信息主要包括图书名称、图书作者、出版时间、出版社信息、图书价格、库存量等信息;会员信息则包括会员名称、会员密码、会员电话、联系地址等基本信息;会员购书信息包括会员号、图书编号、购买书名以及购买数量等;活动信息则主要包括活动图书、活动促销优惠价格等内容。由于用户购书信息系统涉及的图书信息比较多,新进书籍录入的时候,不需要使用INSERT INEO……VALUES SQL语言进行输入,而需要创建一个存储过程,按照图书录入信息情况,设置相关参数,工作人员在输入图书信息的时候,只需要输入阐述,就可以直接插入新书的数据信息,这样避免人工输入的繁琐。读者登录到书城的网上购物系统以后,需要注册购物网站的会员以后,才能在网站上购买书籍。用户登录到网上书城以后,输入用户名以后,系统需要验证会员信息是否存在,并给出相关的提示让用户进行下一步操作。在这个环节需要创建存储过程.并设置相关的参数,考虑到购书系统的实际情况,需要设置两种参数,一种针对会员,另外一种针对游客,也就是非会员,用户登录购书系统,可以快速验证会员输入的信息是否真实有效。管理人员将新引进的图书录入到图书信息列表中,操作人员没有保存相关信息,导致图书信息列表中无法搜索到这本图书,用户购买的时候,无法搜索到相关图书,从而影响到书城的销售。所以,在这个环节需要添加触发器,在管理系统中添加触发器,图书馆购书系统中插入图书信息后,刷新以后再次搜索图书列表信息,如果图书列表信息中有这本图书信息,则表示插入成功,如果没有则表示插入失败,需要重新插入。

网上图书商城每天在运营过程中会产生大量的数据信息,在管理过程中,一些会员可能提出申请退出或者会员号码已经过期等现象,这个时候需要将数据库删除这个会员的个人基本信息和购买图书信息,从而保证数据库的完整。如果一项一项删除会员数据信息,则一定程度上增加了管理人员的工作量。在这个过程中,在会员管理信息列表中安装删除触发器,管理人员只需要删除会员信息表中这个会员的数据信息,触发器会自动删除该会员相关数据信息,确保整个图书购书系统会员信息的完整性,有利于书城加强会员管理。通过这样的方式,很容易解决会员到期以及退出等问题,从而确保整个网上商城会员信息数据的完整性。

结束语

将存储过程和触发器应用在网上商城,将数据库信息进行批量处理,提高整个客户端应用程序访问数据库的效率和降低程度操作复杂性,应用在书城的网上商城效果比较明显,可以推广到其他网络数据库建设。

参考文献:

[l]沈黎.基于网络数据库的存储过程和触发器应用研究[J].西南师范大学学报(自然科学版),2016,(3):51-55.

[2]计系统在医院HIS数据库中的应用[J].新教育时代电子杂志(教师版),2014,(16):293.

[3]庞中强,一种基于数据库中间件和HTML5的智能家居控制软件系统[D].郑州大学,2015.

CDMA网络规划设计论文范文第6篇

摘要:该文在介绍OPNET技术特点、仿真流程的基础上,通过实验室扩建案例的OPNET网络建模、收集统计量、运行仿真、查看并分析仿真结果等过程,说明OPNET仿真软件是网络建模及性能分析的有效工具。

关键词:OPNET;网络仿真;网络建模;仿真流程

随着网络应用的不断扩大,网络新技术及其性能的开发与应用已经是网络通信的重要研究方面。而网络仿真是网络规划、设计及分析的有效工具,可以为网络规划和设计提供客观、可靠的定量依据,可以构建接近真实的网络环境和业务并测试网络性能,从而起到缩短网络建设周期,降低网络投资风险的目的。cisco、华为、电信等各运营商通常就是采用网络仿真的方法来解决网络规划、测试、应用等问题[1]。当前应用最为广泛的网络仿真软件有OPNET和NS2。NS2是一种可以作为网络建模和仿真研究的免费共享资源,但其功能不是很完善。OPNET以其完善的技术、协议及设备模型库而成为网络虚拟建模的主流工具。

1 OPNET技术特点

OPNET最早出自麻省理工学院,1987年发布为商业化软件并得以迅速而稳健的发展,逐渐成为计算机网络、通信、国防等领域广泛认可的网络仿真软件。OPNET的以下特点使其能够进行各种层次的网络建模仿真需求 [2-3]:

1)使用网络模型、节点模型、进程模型三层建模机制,与实际通信网络的分级结构自然对应,全面反映了通信网络的相关特征,通过多层次嵌套子网还可以构建复杂的网络拓扑结构。

2)拥有较为丰富的模型库。OPNET模型库提供了路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备、ISDN设备等,可以满足各种网络仿真需求。

3)可以灵活的开发自定义模型。OPNET支持灵活的高级编程语言,为通信和分布式系统提供了广泛的支持,允许对所有已知的通信协议、算法和传输技术实施真实模拟。

4)拥有综合统计量收集和分析工具。OPNET拥有一系列综合分析和仿真工具,可以收集各个网络层次的性能统计参数并输出图形化仿真报告,通过仿真报告对网络进行性能评估和对比分析,并提出改进方案。

另外OPNET还具有面向对象、图形化编辑、交互式分析、协同仿真、动画、应用编程接口等特点。因此,OPNET不仅支持一般意义上的网络建模与仿真,还为各种特殊网络提供支持。

2 OPNET网络仿真基本流程

网络仿真工作复杂而又细致,在使用OPNET进行网络仿真之前,需要准确的理解整个系统及其仿真目的,明确仿真系统的结构及各模块间的关系,然后在复杂的网络模型中选择能够反映问题的模型进行建模。OPNET的仿真过程通常包括创建模型、收集统计量、运行仿真、查看和分析结果几个步骤[4]。

1)创建模型。创建模型是指根据研究的问题及其目标,建立网络、节点、进程及其协议模型并配置相关业务。OPNET采用网络、节点和进程三层建模机制,基本覆盖了系统模型的各个层次。这三层建模机制是以层次化的方式进行组合的,首先在网络编辑器进行网络建模,然后双击网络模型中的节点即可进入节点编辑器进行该网络中节点的建模,最后双击节点中的功能模块即可进入进程编辑器进行进程建模,添加网络协议。

2)收集统计量。收集统计量是指将统计量写入输出文库的过程。OPNET中包含反映网络动态特性的矢量统计量(Vector)和捕捉网络非动态行为特征的标量统计量(Scalar)两种。

3)运行仿真。运行仿真前需要设置运行参数,还可利用Probe Editor探针编辑器在需要采集统计数据的点上设置探针。

4)查看和分析结果。OPNET中的仿真结果是以参数曲线的形式显示的,可以在结果中加入一些算法用于完成不同算法间结果的比较。

3 OPNET网络仿真案例

这是一个实验室扩建的案例:设某实验大楼目前拥有一个星型拓扑网络实验室,由于教学需要,现准备在隔壁教室扩建一间同样规模的星型拓扑网络实验室,并将两个实验室用路由器连接起来。实例要求选择合适的统计量对其进行离散事件仿真,并分析仿真结果,检测实验室网络扩展以后是否能够成功通信以及扩展后所产生的额外负载对网络性能的影响程度。仿真分以下几个步骤进行:

1)创建项目。创建一个工程名为lab,场景名为lab_room的项目,并进行相应的参数设置,其中网络所需的模型族选择Sm_Int_Model_List模型族。

2)创建lab_room网络。通过快速配置(Import Topology)的方法创建如图1所示的包含25个外围节点的星型网络拓扑实验室lab_room。

3)收集统计量并运行仿真。因为该案例关注是扩建网络后给服务器带来的额外负载和网络总延时两个问题,所以需要收集的统计量为服务器负载(Server Load)和以太网延时(Ethernet Delay)。

4)查看仿真结果。服务器负载仿真结果图和全局以太网延时仿真结果图这里省略,因为扩建后可以通过比较结果仿真,将扩展前后的仿真结果在同一窗口比较显示。

5) 扩展网络。用前面同样的方法创建扩建网络expansion,并通过路由器将两个网络连接起来,如图2所示为扩建后的网络拓扑结构。

6)扩建前后两个网络的仿真比较结果与分析。图3为服务器平均负载比较仿真结果。与预料的结果一样,扩建以后最大负载和平均负载都有所增加,但整体上看负载变化是平稳的,没有出现单调递增的现象,因此扩展后的网络是可以稳定运行的。图4所示为全局延时对比仿真结果,网络进入稳定状态后,最大延时均在0.4μs左右,虽然网络扩建以后,增加了服务器的负载,但网络延时并没有发生明显变化,所以扩建以后的网络仍然能够维持较好的性能。

4 结束语

随着网络规模的扩大,协议也变得更为复杂,OPNET仿真软件为网络技术开发、性能分析、设计方案、故障诊断等研究提供了有力的虚拟环境支持。而且OPNET网络仿真软件具有丰富的模型库,灵活的系统架构,并且支持多种编程接口,利用OPNET进行网络建模和仿真,可以大大缩短网络开发周期,降低开发成本并提高网络研究效率。

参考文献:

[1] L.Zhao,C.Fan.Enhancement of QoS differentiation over IEEE 802.11 WLAN[J].IEEE Commun. Lett,2004(8):492-496.

[2] 张博,姚琳.基于OPNET的广域网仿真实验设计[J].渤海大学学报,2012,33(1):52-57.

[3] 李馨.OPNET Modeler网络建模与仿真[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.

[4] 周慧.OPNET网络仿真及其应用研究[D].武汉:武汉科技大学,2009.

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