时间：2022-11-16 18:56:21
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【论文关键词】无线通信系统；MIMO；信号检测；球形译码
0 引言
MIMO技术对于传统的单天线系统来说，能够大大提高频谱利用率，使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。目前，各国已开始或者计划进行新一代移动通信技术（4G或者5G）的研究，争取在未来移动通信领域内占有一席之地。随着技术的发展，未来移动通信宽带和无线接入融合系统成为当前热门的研究课题，而MIMO系统是人们研究较多的方向之一，而且随着MIMO系统均衡技术的出现使得这一领域出现了极大的突破。
尽管如此，在MIMO系统中，对于接收信号的处理仍然存在很大的问题。主要表现为：信号检测算法难度大、参数繁杂。同时由于码间干扰和多径衰落的影响，使得均衡器在功能与性能上的要求提高了一个台阶。因此，随着均衡技术的不断进步，对于高复杂度信号检测也成了必需攻克的问题。因此，本文的主要研究内容便是如何在MIMO系统中进行信号检测，从而实现均衡技术。
1 MIMO 系统研究现状
1.1 MIMO系统概述
自20世纪70年代以来，在一代代科学家们的不懈努力下，奠定了MIMO无线通信系统的理论基础和可行性。从20世纪的90年代后页起，在Foschini、Rayleigh等人的研究基础上，世界上许许多多的科研机构与高等院校都开始投入巨大的人力物力对MIMO系统进行了深入研究。毕业论文
在MIMO技术日益成熟与先进的今天，MIMO技术的研究领域[1]主要涵盖了下列几点：MIMO信道容量和建模的分析；MIMO系统的空时编码和空时解码；MIMO系统收发数据方案设计；MIMO系统在网络方面的研究与探究。这四个方面的研究内容虽然各有侧重，但都面对着一个相同的核心问题，即针对各种复杂的无线衰落信道环境，如何更有效地利用 MIMO系统的通信结构抑制多径衰落、增加数据速率和提高系统容量。
1.2 MIMO系统检测算法研究现状
由于高校实际情况限制，所开设的移动通信实验课很难全面涵盖这些内容，尤其是涉及到移动通信网络的内容时，更显得力不从心。这样在有限学时内就导致实验内容只能侧重于基本调制技术、信道特性等基础简单实验，即便是开设GSM/CDMA的相关实验，也只是停留在相应模块的功能应用上，很难有深层次的提高[11-13]。这就使得学生反映移动通信理论课程很精彩，实验课程很乏味。为了改变这一现状，必须探索新的实验教学思路，创立新的实验教学体系。
新的移动通信实验教学体系，将先修课学习、工业实习、理论课学习、实验课开展、毕业论文等多个教学环节进行整合，形成从基础理论仿真到专业实验操作、工程技术实训、创新实验等一个开放的实验教学体系通过通信类先修课程的学习，使学生准备好相关的基础知识，同时也对移动通信在课程体系中的地位有明确的定位[14，15]。相应编程语言类课程的学习更为实验仿真提供了良好的基础。
移动通信理论课程的讲授为实验课程的开设提供了直接的理论平台。工业实习安排在移动通信实验课开设前一学期开展，实习内容是到各通信运营商公司和设备厂家进行跟岗实习，涉及到的内容有：移动通信系统基站的建设与维护；交换与传输系统管理和维护；光纤传输设施维护；移动终端制造与维修；3G应用等多个方面。通过工业实习使学生对当前移动通信所涉及到具体问题有了充分的感性认识，这对之后实验教学的开展，特别是移动网络方面实训的进行有很好的促进作用。移动通信实验教学的开展涵盖以下几个方面：基础理论仿真、专业实验操作、工程技术实训、创新实验、毕业设计。基础理论仿真是利用MATLAB软件实现：QPSK调制及解调；MSK、GMSK调制及相干解调；QAM调制及解调；OFDM调制解调；m序列产生及特性分析；Gold序列产生及特性分析；数字锁相环载波恢复；Rake接收机仿真实验。例如，OFDM调制解调实验，按照图2OFDM仿真结构图，利用MATLAB程序实现图2中不同测试点处的信号波形。专业实验操作则是在南京润众RZ6001实验平台基础之上，利用TMS320和GSM模块实现：直接序列扩频编解码；跳频通信；DS/CDMA码分多址；利用AT命令实现GSM/GPRS移动台短信收发、语音呼叫；CDMA数据传输实验。例如，直接序列扩频实验，利用DSP编程实现图3结构功能，并用示波器测量比较各测试点的信号波形。
工程技术实训阶段则是利用3G天线获取实际信号，利用频谱分析仪等仪器实现CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信号的分析。同时实现基站放大器、塔顶放大器性能指标的测试。例如，图4中给出利用频谱分析仪所测得实际CDMA2000和WCDMA信号的频谱特性。创新实验阶段主要是针对有兴趣参加各类设计竞赛的学生开展，将全国及各省、校级电子设计大赛题目进行改造，从中选取与移动或无线通信有关，且具有创新性、前瞻性、实用性的方案，经过适当修改作为创新实验阶段的实验案例。学生可以通过这样的实验案例了解各级大赛的要求及特点，教师则也可以在实验教学过程中，选拔优秀学生参加各级大赛，进而提高学生的能力和水平。毕业设计阶段主要是利用实验室实验条件，从学院承担的科研项目中，将某些项目进行简化、修改、重组，转化成通信专业类论文题目，或从本专业最新的科技论文中选择其中合适的内容进行改进，作为通信专业类综合性毕业设计案例，从而将先进的科研成果打造为优质教学资源，实现基础与前沿、经典与现代的结合。为通信类专业学生提供了广阔的选择空间和开放的培养环境。
关键词：WSN，OMNeT++，Gossiping，仿真
1．引言
无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过随机自组织无线通信方式形成的网络系统。WSN在军事国防、环境监测、生物医疗、危险区域远程控制等诸多领域有着广泛的科研价值和应用前景。然而，传感器节点有限的处理能力、存储能力、通信能力以及能量问题，决定了无线传感器网络在真实环境大规模部署前，必须对其性能、运行稳定性等因素进行测试，通过整合网络资源以使网络最优化。此外，WSN新的协议算法在应用实施前也需要进行验证和分析。通过构建WSN仿真模拟环境，能够根据需要设计网络模型，模拟大规模节点网络，在一个可控的环境中研究WSN的各个运行环节，达到用相对较少的时间和费用获得网络在不同条件下的性能，因此无线传感器网络仿真模拟技术受到越来越广泛的重视。
2．Gossiping协议仿真的架构
2.1 Flooding协议和Gossiping协议的介绍
Flooding协议和Gossiping协议，这是两个最为经典和简单的传统网络路由协议,可应用到WSN中。在Flooding协议中，节点产生或收到数据后向所有邻节点广播，数据包直到过期或到达目的地才停止传播。该协议具有严重缺陷：内爆(节点几乎同时从邻节点收到多份相同数据)、交叠(节点先后收到监控同一区域的多个节点发送的几乎相同的数据)、资源利用盲目(节点不考虑自身资源限制,在任何情况下都转发数据)。Gossiping协议是对Flooding协议的改进，节点将产生或收到的数据随机转发，避免了内爆，但增加了时延。这两个协议不需要维护路由信息，也不需要任何算法，简单但扩展性很差。Flooding协议和Gossiping协议很类似，所以他们的仿真模型设计差不多。
Flooding协议是基于广播的路由协议，当某个节点完成广播消息的初始化后，就把这条消息发送给它的所有邻居节点。邻居节点是指处于该节点的传输范围内的节点。当某个节点第一次接收到FAM（flooding algorithm message）时，它就接着广播给自己的邻居节点，如已收到过就丢弃该FAM，最终实现整个网络的每个节点都收到过FAM[1]。
Gossiping协议是在泛洪协议的基础上进行改进而提出的。它传播信息的途径是通过随机的选择一个邻居节点，获得信息的邻居节点以同样的方式随机的选择 下一个节点进行信息的传递。毕业论文，仿真。这种方式避免了以广播形式进行信息传播的能量消耗，但其代价是延长了信息的传递时间。虽然Gossiping协议在一定程度上 解决了信息的内爆，但是仍然存在信息的重叠现象。
Gossiping协议，又称RumorMongering协议，因为消息在网络 中的传播与流行病在易感人群中传播的方式相似，传播的下一跳是随机的，故又称流行病协议（Epidemiological Protocol）。
2.2 Gossiping协议的OMNET++仿真
本系统是基于OMNeT++的协议仿真，因此从技术要求上系统设计的基本框架如下：
图2.1 基本框架
用整个模块中有3种子模块，application模块、layer0模块和manager模块。其中application模块代表的是应用层，layer0模块代表的是FA层，manager模块代表的是调度节点模块，每个模块都有自己的功能。
从图中我们可以看到，Manager是整个系统的控制中心，它负责对网络模块的控制。对初始化参数进行检查，随机生成节点的位置，判断哪些节点在传输范围内，将它们连接，并构成相应的连接矩阵。毕业论文，仿真。还负责接收一些更新消息[2]。毕业论文，仿真。主要就是协调application模块、layer0模块、manager模块之间的通信以实现仿真过程。
3算法设计
3.1 application模块的设计
Application模块的功能是设置一些参数和通过用户接口接收源节点和目的节点，并在源节点产生消息以待转发。处理两类消息M_LOWHIGH和M_SELF。它主要实现从cSimpleModule类继承的三个虚函数以及用户自定义函数processGossip：
voidinitialize（）
voidhandleMessage（cMessage *msg）
voidfinish（）
voidprocessGossip(cMessage *msg)
还有以下成员变量：
intmsgcount; // 产生或转发的消息个数
intTTL; //消息的生存时间
int first; //表示前一节点
intsrc; //源节点
intdest; //目的节点
以及一个全局变量extern int totalmsg ; //用来记录仿真过程中总共产生的消息数
在initialize()中初始化一些变量TTL，msgcount，提示用户输入源节点和目标节点来初始化src和dest。如果当前节点是src，则产生一个为“M_SELF”类型的消息，并发给自己。
在handleMessage（cMessage *msg）中对接收到的消息进行处理：
如果收到的消息类型为M_LOWHIGH,则用processGossip（）函数进行处理；如果收到的消息类型为M_SELF,产生一个新消息---gossip进行相关设置。将消息类型设置为M_HIGHLOW,向新产生的消息内添加一个TTL参数，初始化为132；向新产生的消息内添加一个source参数，初始化为src；向新产生的消息内添加一个destination参数，初始化为dest；向新产生的消息内添加一个sendtime参数，初始化为simTime（），记录产生消息的时间；向新产生的消息内添加一个first参数，表示路径中的第一个节点即源节点。通过lowergate_out发送出去并更新此节点的颜色、msgcount、totalmsg的值,如果收到其他类型的消息则报错，并结束仿真[3]。
在finish（）函数中只是简单的输出每个节点在仿真过程中总共转发或者产生了多少个信息。在用户自定义函数processGossip（）中，主要实现的功能是：设置消息类型为M_HIGHLOW，经过一定的延时后通过lowergate_gate发送出去，并改变节点的颜色、更新msgcount和totalmsg的值。
3.2 layer0模块的设计
Layer0模块的功能是与manager通信，递交（deliver）消息给传输范围内的节点。layer0主要处理两种类型的消息：M_NODE和M_HIGHLOW[4]。它实现从cSimpleModule类继承的三个虚函数以及用户自定义函数processGossip：
它主要实现从cSimpleModule类继承的一个虚函数以及三个用户自定义函数hasReceived（）、arrlength（）和createPara（）：
voidactivity（） // 主循环
boolhasReceived(cGate *gate,cMessage *msg); //判断是否收到过消息
int arrlength(cArray arr); //得到数组的长度
intcreatePara(char ch[],int test); //对不同的节点可以创建不同的变量名
在activity中有一个while（1）主循环，一直接收信息并对其进行处理；如果收到的消息类型为M_NODE即来自另一个节点的消息,则将其的消息类型设置为M_LOWHIGH，并从uppergate_out发送出去，即发给application层；如果收到的消息类型为M_HIGHLOW即application层交付下来的消息,处理此类消息是整个仿真的重点和难点，主要进行以下处理： 将收到消息里的目的节点给提取出来，并与当前节点比较，如果当前节点就是目的节点，则输出传输延时，转发路径和转发过程中总过产生了多少个消息，至此仿真顺利结束；如果当前节点不是目的节点，则进行以下处理：首先，将TTL减一，如果TTL==0，则由于消息的生存时间到期，而被迫终止仿真。如果不为0，则设置消息类型为M_NODE，随机选择一个节点进行转发，如果产生节点已经收到过消息，则重新选择一个直到被选的节点之前没有收到过消息，才进行转发，并将当前节点添加到已经收到过消息的列表中。如果所有的节点都已经收到过消息，则消息转发失败，即消息不能被转发到目的节点，被迫结束仿真过程。毕业论文，仿真。
3.3Manager模块的设计
manager模块是中心模块，协调传感器节点的信息交换。它主要负责初始化并存储所有节点的位置信息，管理节点间的通信，创建节点间的链路[5]。它实现从cSimpleModule类继承的三个虚函数以及用户自定义函数distance（）和updateSignalStrength（）：
voidinitialize( ) // 初始化函数
voidactivity（） // 主循环
voidfinish( ) //结束函数
intdistance(int sstrength) //返回传输范围的函数
voidupdateSignalStrength（）
还有一个连接矩阵
boolcm[NNODES][NNODES] //表示两个节点是否连接
在initialize() 中，首先检查在.h文件和.ini文件中初始化的参数是否相同，不相同会结束仿真。接着初始化节点的坐标位置，即随机生成节点的X、Y坐标，将节点图标显示出来。然后开始判断任何两个节点之间的距离是否小于传输范围，若是就把它们连接起来，并把cm[NNODES][NNODES]的标志位置为true。
在activity（）中，有一个主循环while（1），接收消息进行判断：如果是M_UPDSSTRENGTH类型，则调用updateSignalStrength（msg）函数进行更新。收到其他类型的消息则报错终止仿真。毕业论文，仿真。毕业论文，仿真。
在finish（）中，只是简单输出在整个仿真过程的流量，用转发了多少个消息来表示。
在intdistance（int sstrength）中，根据强度返回可以传输的距离。
在voidupdateSignalStrength（cMessage*msg）中，就是简单的增加消息的-TTL，以提高强度。
4结束语
Gossiping协议是在泛洪协议的基础上进行改进而提出的。这种方式避免了以广播形式进行信息传播的能量消耗，但其代价是延长了信息的传递时间。虽然在一定程度上解决了信息的内爆，但是仍然存在信息的重叠现象。所以要根据实际的应用场合选择合适的网络协议。
参考文献：
[1]Haas ZJ, Halpern JY, Li L. Gossip-Based ad hocrouting. In: Proc. of the IEEE
INFOCOM.NewYork:IEEECommunicationsSociety,2002.
“Bluetooth”蓝牙一词原来是一位丹麦国王的名字，他在10世纪时，统一了当时的瑞典、芬兰和丹麦。后来用他的名字来给一种新的技术标准命名，意思将各种不同的技术标准统一起来。这种新的技术主要使用高速跳频与时分多址等通信技术，在一定的距离低成的把若干台数字化设备，包括各种便携移动设备、固定通信设备、PC机及其终端设备、数字系统，如数码照相机、数码摄像机等，还包括智能家器、自动化设备呈网状链接起来。Bluetooth成为网络中各种外设接口的一种桥梁，取消了设备之间实在的连线，以无线连接来取代
这种技术的替代对象主要有红外线传输和RS232串口线传输，红外线接口的传输需电子装置在视线之内的距离，而以RS232串口线连接的设备的缺点是需要线缆和和传输速度低，蓝牙技术的发展，方便了各种移动设备的互联。
Bluetooth现成为整个无线通信领域的重要分支，它不仅仅是一个芯片，而是一个近距无线网络，在包括智能手机、掌上电脑、无线耳机、便携PC、各种外设之间进行无线信息传输，现今由Bluetooth构成的无线网络已在移动通信领域到处存在。
Bluetooth应用高速跳频和时分多址等通信技术，能在近距离内较方便地将几台数字化设备呈网状链接起来，可应用于智能手机、PC机、掌上电脑、打印机、游戏机数码相机、MP3等，还可视频、语音、图像、文字、文件同步传输，还可简化白板记录仪、投影机等操作。蓝牙模块连接图如图1所示。
图1 连接图
Fig.1 Connection diagram
2 蓝牙技术的规范及特点（Specifications and
characteristics of bluetooth technology）
Bluetooth的技术标准是IEEE802.15，工作频带为2.4GHz，1MB/s的带宽。采用时分多址实现全双工方式通信，基带协议组合了电路交换和分组交换。每个跳频频率发送一组同步数据，每个时隙分配给某个分组，利用扩频技术可扩展为五个时隙。Bluetooth支持三个并发的同步话音通道或一个异步数据通道，还可一个同时传送异步数据和同步话音的通道。64kB/s的同步话音提供给每个话音通道，异步通道的传输速率可达为721kB/s，非对称的反向应答连接速率为57.6kB/s，对称连接速率为432.6kB/s。
根据发射功率大小，Bluetooth有三种传输距离等级：第一种约为100m；第二等级为10m左右；第三等级为2—3m。其正常的工作范围是10m半径内。有效范围内能进行多台设备间的互联。Bluetooth的特点有：利用跳频技术，数据包短，减缓信号衰减。链路稳定，使用快速跳频和前向纠错方案，有效减少同频干扰和远距离传输时的随机噪声影响。使用2.4GHz频段，无须许可。同时进行数据、音频、视频信号的传输。采用FM调制方式，可减低复杂性[2]。蓝牙模块部分电路原理图如图2所示。
图2 电路原理图
Fig.2 Circuit diagram
3 蓝牙匹配规则及使用注意（Using bluetooth
matching rules and notice）
Bluetooth标准开放性无线接入方式的一种，在使用前需要了解和遵循标准技术规则。不同蓝牙设备在进行通讯前，需要将其匹配在一起，从而确保一个设备发出的数据仅会被许可的其它设备接受。
Bluetooth将设备分为主从两种。其主设备的特点主要有，主设备有输入端口。进行匹配时，可通过输入端口输入随机的匹配密码将不同设备匹配。如蓝牙智能手机、有蓝牙模块的个人电脑等都为主设备。
从设备的特点主要有，从设备多半没有输入端口。所以从设备往往在出厂时，在芯片中，烧写了一个6位或4位数字的匹配密码。例如蓝牙耳机等都是从设备。各种主设备之间，以及主设备与从设备之间，都是可互相匹配的，但是从设备与从设备是不能匹配的。如蓝牙PC与蓝牙智能手机可匹配，蓝牙PC也可以与蓝牙耳机匹配，而蓝牙耳机与蓝压耳机不能匹配[3]。
蓝牙主设备，依据其类型不同，可匹配一个或多个其他设备。如一部蓝牙移动电话，一般最多匹配七个蓝牙设备。但是一台蓝牙个人电脑，却可以匹配十多个或数十个蓝牙设备。在同一时间，Bluetooth设备之间只支持点对点传输。
4 具体实现步骤（The specific implementation steps）
（1）首先修改模块的参数，运行chmod命令进行修改，模块波特率默认值为38400，主模块和从模块分别与核心控制模块ARM处理器连接好。
（2）实现接收功能，主函数为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）实现发送功能，主函数为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）分别调试蓝牙的主从模块，其中一片ARM处理模块烧写发送程序，另一片ARM处理模块烧写接收程序。
（5）运行相应程序，在超级终端下可以看到一个ARM处理模块一直在发送数据，另一个ARM处理模块一直在接收从蓝牙模块发过来的数据。
（6）模块参数的修改参照蓝牙模块命令集。
5 结论（Conclusion）
以上为笔者在进行嵌入式ARM开发实践过程中总结出来的，由于能力有限，诸多细节不够完善，如未能实现多蓝牙模块的多点通讯，未能将蓝牙模块驱动程序加载到Linux内核中运行，不足之处难免，希望得到读者朋友的批评指正。 [提供，第一论文 网专业代 写各种职称论文和毕业论文，欢迎光临DYlW.neT]
参考文献（References）
[1] 吴作鹏.蓝牙迎来第二春[N].计算机世界，2004（04）.
[2] 季岩.关于蓝牙技术的研究—基于蓝牙的Adhoc网络散列
网形成协议的研究[D].江南大学，2008（07）.
[3] 蒋喜焰.基于无线蓝牙通信的智能家居系统的研究与实现
[D].华东师范大学，2009（04）.
作者简介：
2009年12月2日，中国工程院2009年院士增选结果在京揭晓。44岁的中国人民总参谋部某研究所总工程师于全与邓中翰、吴曼青一起当选中国工程院信息与电子工程学部院士，刷新了中国工程院最年轻院士记录，成为新增选的48名院士之一。这一消息不仅让于全的九江家乡人为之骄傲，更引起世人的普遍关注。
出人意料的选择
对熟悉他的人来说，于全当选为院士这一消息并不意外，自幼天资聪颖的他，求学与科研之旅可谓一路坦途――
1982年，于全17岁时以九江市高考理科第二名的成绩考入南京大学信息物理系，成为其母校同文中学和九江市三中的荣光。1986年，本科毕业后又考入以“西军电”之称蜚声海内外的西安电子科技大学，攻读物理系电波传播专业硕士学位，1988年6月30日，作为该校唯一入选的国家公费研究生，被派往在欧洲通信界大名鼎鼎的法国里摩日大学光纤微波通信研究所继续深造。
初到法国，按法国规定必须首先取得攻读法国博士的资格（即DEA），一年后，不服输的他以全优的成绩在来自世界各地的60多位同学中名列前茅。此后3年，在集光纤、通信、计算机等多学科为一体的法国里摩日大学光纤微波通信研究所，于全苦心修炼，先后取得了多功能光纤传感器、光纤网络的计算机辅助设计系统等3项重要科研成果，撰写的6篇学术论文在国际著名学术刊物上发表，创造的可调式光纤藕合器获得法国专利，出色的科研能力令人刮目相看。
1992年5月11日，于全顺利地通过了博士答辩，《多模光纤效应的研究及在光纤网络CAD中的应用》作为一等论文，被列为里摩日大学的博士毕业论文范本，专家评判“非常出色”。尤为人称道的是，于全在论文中解决了法国巴黎地铁公司、煤气公司、电力公司光纤网络建设中的技术难题，取得了良好的经济效益和社会效益。一时间，法国、美国、加拿大等国外诸多企业、大学与研究机构纷纷邀请于全加盟，他却毅然谢绝了许多人梦寐以求的优越条件与丰厚待遇，在1992年6月30日即他出国4周年这一天回到祖国，成为同期70多位留法中国留学生中第一个学成归国的博士。
“4年留学生活，开拓了我的思维，也给了我自信。我受不了西方人居高临下的同情与怜悯，不甘于做发达国家的‘二等公民’，选择回国创业就是希望能在祖国这块土地实现自己的价值，寻求一种在科技创新上与西方列强精神平等的途径。”在于全心中，国家绝不仅仅只是一个概念。“祖国送我出国深造，4年就得花费50多万元人民币，相当于5000个农民1年的农业税，这是人民的血汗钱呀！”留学4年，承载着祖国消息的《人民日报》海外版成为他了解祖国的窗口，这种独特的爱国主义教育已在1400多个日夜中深深浸入他的血液。
彼时，像于全这样的人才，在国内也是“宝贝疙瘩”。在首都机场，于全就被清华大学电子工程系给“预订”了，很快航天部中国精密机械进出口总公司也向他伸出了“橄榄枝”，有意请他加盟的单位络绎不绝。与于全同期回国的学者，不少选择了高等学府，成为了行业领军者，保持着在全世界行走的高度自由。那时，中关村已经出现了收入高达5万元的年薪，像于全这样的“海归”精英，可以拿得更多。
这时，一位好友给他介绍了总参某研究所。所领导和于全促膝长谈，谈的不是条件，不是待遇，而是我军目前的通信现状及其与国外的差距。于全感觉自己的血管里有一股热流在奔涌，他出人意料地谢绝了多个国内知名学府与大型企业的邀约，义无反顾地选择了部队。这个选择，意味着月薪300多元，而且，要受到部队高度的组织纪律约束。
在当时，于全的选择太出人意料，以至于很长一段时间，他每天都在回答为什么回国、入伍这两个问题，只因为好奇、不解的人实在太多了。“后来的事实证明，我的选择是对的。”
于全含笑谦称：“像我这样的人，在中国比比皆是，但是有我这样机遇的人不是很多，是部队给我提供了干大事的条件。要说起来，我当时的选择也是一种思维上的创新。那时，国内洋博士不多，军队里更是凤毛麟角，因此，我到军队后很受重视。正所谓，别人不太容易想到的，往往是机会最多的；不随大流，机会概率才会高。”
1992年9月4日，于全穿上国防绿，成为总参某研究所通信研究中心工程师，17年间，他历任高级工程师、研究员、中心主任、总工程师，2009年12月当选中国工程院院士，成为万众瞩目的焦点之一。
洋博士的自适应
许多人都以为于全在部队顺风顺水，实际上，这位留法4年的“洋博士”曾经经历了一个相当痛苦的自适应过程――
初进军营，部队并不因为于全是一名特殊的新兵，就给他特殊的照顾。几个月封闭的新兵训练，让于全感觉丝毫不比搞科研轻松，但这也锻就了他作为军人的刚毅与坚韧。
在山西完成新兵训练后，于全回到北京。当时各种舆论都将于全“举得很高”，媒体的轮番“轰炸”与重压，让他感觉压力很大。“最痛苦的不是后来睡实验室吃方便面做项目的日子，而是那段找不着北的日子。”
一次与同学聚会时，同学跟于全开玩笑说：“在法国，你好比‘人头马’，是高档货；刚回国，你好比‘五粮液’是抢手货；当了兵，变成了‘二锅头’，是大路货。怎么样，现在你是不是有点想吃后悔药了？”于全表面上嘿嘿一笑，心头却是沉重的，怎样尽可能快地完成自适应过程成为他那段时期重点考虑的问题。
放下“洋博士”身价，虚心向“老人”学习，是他对自己的要求。“我原来学的是物理专业，读博时学的是光纤通信，进入总参某研究所后，转攻无线通信。而且，军事通信与民用通信之间存在差异，我对军队的特点、需求完全不了解，因此很多东西都要从零学起。”半年时间，他所阅读的书籍与资料，摞起来比人还高。
那段时间，于全每天清晨7时就第一个来到办公室，去几百米外的食堂打来开水，然后拖地、擦桌子。“我想通过这种朴实无华的方式告诉大家，洋博士没什么了不起。同时，也想看看，从无拘无束到纪律严明，自己的自适应能力究竟怎样。”就这样坚持了三四个月，于全的心慢慢沉静下来，所里的“老人”们也渐渐接受了这个脚踏实地的“洋博士”。
这段自适应心得，后来被于全总结为“打扫卫生理论”，成为其所在单位人所周知的信条之一。在于全看来，扫地、拖地、打水、擦桌子，这些一般人眼中的小事，却很能反映出一个人的综合素质，体现出一个人的工作态度、处事心态与精神格调，只有脚踏实地干事、真正融入团队的人，才有可能成就大事业。
“如果只看外表，没人知道他是海归。”于全的战友们说。他经常会穿着作训服，与野战部队最基层的战士们混在一起。“只有这样，我才知道部队需要什么样的通信装备。”于全解释说。
凡是蹲过点的部队，于全都能叫出每一名通信士官的名字。在他的带动下，课题组的同事都爱上了基层蹲点试验，正是在这种深入接触与调研中，于全与他的团队创造了一个又一个奇迹。
耐得大寂寞，才出大成果
接到第一个课题后的一年多时间里，为了加快项目进度，于全与他的两名助手放弃了休息日，加班加点查资料、编程序，每天都干到深夜，饿了就吃方便面，困了就凑合着在实验室睡一觉，500多个日日夜夜，就这么不知不觉地过去了。计算机程序枯燥而又繁琐，他们反复地编写、修改，再编写、再修改，光编制的程序就达几十万条，打印出来足有几公里长……
1994年12月，于全主持设计的野战通信网计算机仿真系统研制成功，并荣获1995年度军队科技进步一等奖。这个系统不仅填补了国内空白，而且有10多项技术指标都达到了国际领先水平。其研制时间之短、质量之高，令专家们惊叹，更让人惊叹的还是它的神奇功效，如今，这一成果已广泛应用于卫星通信、无线通信、保密通信、电子对抗等军事领域，产生了巨大的军事、经济和社会效益。
近年来，随着科技的日新月异，信息已成为掌控战场物质和能量流向的关键因素，制信息权成为决定战争胜负新的战略制高点，军队信息化建设成为当前世界新军革和各国军队转型的核心内容。多年来，协同通信一直是困扰世界各国军队通信畅通的一大难题。这一世界性难题引起了于全的关注和思考。
“软件无线电”这项刚刚萌芽的新技术进入了他的视野。研究所领导全力支持他的大胆设想，筹备60多万元人民币，从全所选调精兵强将，组成一个包括2名博士、5名硕士在内的课题组，协助于全一起攻关。
“军用软件无线电网关”课题的研究需要大量野战电台运行数据来支持，在立项后一年多时间里，于全和他的团队从青藏高原到天涯海角，从辽东半岛到东海之滨，跋山涉水，战严寒，冒酷暑，深入陆海空通信部队，掌握第一手资料，仅搜集、归纳的各类数据就有数百万条。
1998年11月，于全和他的团队以最少的经费和最快的速度，研制出中国第一台“军用软件无线电网关”电台，成功地实现了我军不同频段、不同体制电台的互连互通，较好地解决了三军协同通信这一世界难题，被誉为“自模拟过渡到数字之后无线通信领域的又一场革命”，使我军在野战通信技术研究上第一次走在了西方发达国家的前面。
荣誉接踵而至，“耐得大寂寞，才出大成果”，为排除干扰，于全给自己定了“三条规矩”：成果不急于报奖，不急于出专著，不接受媒体采访。他淡泊名利，多次在报奖时划去自己的名字，还常把自己所得奖金悉数分给他人。他常说：“泰戈尔说得好啊！鸟儿的翅膀绑上了黄金，怎能飞得远呢？”
正是在这种清醒与淡定下，于全率领他的团队继续瞄准世界军事信息技术发展前沿，马不停蹄地创新，先后完成了20余项重大科研项目，成功研制出我军第一代战术通信网，实现了通信保障模式的跨越式发展，为我军打赢信息化战争提供了强有力的保障。
17年来，于全刻苦攻关，不断创新，先后荣获国家科技进步一等奖1项、二等奖1项；军队科技进步一等奖4项；国家重点资助优秀留学回国人员；全国优秀归国留学人员；全国优秀科技工作者；中国青年科技奖；全国青年科技奖一求是工程奖；全军学习成才标兵；全军通信系统优秀科技骨干；总参青年标兵；总参优秀中青年专家；总参优秀科技干部；一等功1次，二等功2次，三等功1次；第十二届“中国青年五四奖章标兵”等奖项。一批科研人员在他的带动和影响下，成为我军通信领域的中坚力量，而他自己也成为我军最年轻的军事通信学科带头人，是当代青年景仰的偶像之一。
文理兼备的“交联”式读书与学习
当选中国工程院院士，对于全来说，惊喜之外，更是责任。“它是我人生的重要节点，今后，我将在这个更高的平台与更大的舞台上，为自己所钟爱的军事通信事业而奋斗。”
在一般人眼里，于全是一个传奇，他的人生写满精彩，充满创新。前辈称赞他“思维不拘一格”，学生说他“善于出奇制胜”，而于全自己却谦逊地说这得益于“交联”式的读书与学习。“交联”本是物理和化学领域的一个专业词语，于全借用过来，旨在强调一种互联互通、融会贯通、触类旁通的学习方式。“虽然工作繁忙，但他至今依然保持平均每周读一本书的习惯。“工作再忙，也不能放松学习；不学习，就意味着放弃明天。”这是于全给自己的忠告。
于全经常阅读的书基本上分为四大类：第一类是通信行业的专业书籍，第二类是作战理论方面的军事类书籍，第三类是涉及人生观、价值观方面问题的哲学社会科学类综合图书，第四类则是小说、散文、艺术之类怡情养性的图书。
关键词：智能手机；移动学习；高等教育
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2013）33-0284-02
收稿日期：2013-09-28
基金项目：南京邮电大学教学改革项目“基于创新人才培养的毕业论文教学模式探讨”的研究成果（JG00111JX88）
作者简介：王娟（1982-），女，江苏南京人，讲师，从事企业战略管理研究。
一、概念的界定
（一）移动学习
移动学习（E-learning），是一种新型的学习方式，是指学习者可以随时随地，通过移动设备和无线通信网络进行学习活动，是对现有的传统的场地式教学方式的大的突破。移动学习可以借助手机、平板电脑、笔记本电脑，MP3播放器、电子阅读器等终端设备。
最早的移动学习始于1994年，美国卡耐基梅隆大学开展了无线网络教育研究项目，通过三年的研究，最终建成覆盖整个校园的无线高速网络，并在全球范围内造成了积极的影响。之后，斯坦福大学实验室也开始致力于移动学习系统，与爱立信公司合作，并将研究成果应用于语言学习之中。2001年欧洲资助了“下一代学习”项目，非洲开展了农村移动学习项目。英国开发了具有自动回复功能的多项选择题短信测试系统。意大利国家教育技术研究中心让学生通过使用移动设备依照教师设定的模式进行交流。日本开发了BSUL环境，使用PDA和无线网络帮助师生完成日常的出勤，交作业，报告提交等活动。新加坡架构了无线学习解决方案，改善学生的学习环境。虽然对移动学习的研究时间不长，但就目前的研究进展来看，发展是非常迅猛的。
中国移动学习项目起步较晚，最早是北京大学2001年的“移动教育理论与实践”项目，由国家教育部牵头，将移动计算与教育技术结合。2006年上海电视大学首次采用了手机远程教育。目前，国内很多大学都开展了移动学习的研究，大型网站也陆续推出了手机和短消息形式的学习辅导服务。
（二）智能手机
手机，美式英语中被翻译为“cell phone”，英式英语中是“Mobile phone”。智能手机的诞生，是掌上电脑演变而来的。起初的掌上电脑并不具备手机的通话功能，但是随着用户对个人信息的需要，厂商将掌上电脑和手机的功能合二为一。通俗意义上说，智能手机就是除了拥有普通手机的基本功能之外，性能更广泛，手机内预装了开放式操作系统，可以安装APP软件，可以无线接入互联网。国内学者对智能手机的功能进行了多项研究。徐超（2010）认为智能手机的便携性适合多媒体资源的存储及播放，新媒体信息的传送。罗宇等（2011）认为智能手机的开放式的操作系统处理速度快。宋少婷、王朋娇（2010）肯定了智能手机因为其移动性，丰富性和多样性在移动学习中的优势。余杰（2012）认为智能手机是人的随身助手，可以具有听、说、读、写等各种获取信息的能力，是信息科技高速发展的产物。
二、基于智能手机的移动学习与教学实践相结合的优势
（一）移动的学习环境
无论是传统的教学方式还是网络教学方式，都是固定的教学场所。但是移动学习的环境不是固定的，真正地实现了学生学习的自主性。学生利用无线移动通信技术与设备，真正实现anyone anytime anywhere anystyle的4A学习。移动学习从传统的一对一或一对多的学习形式转变为一对一或多对一的学习形式，即一个学生对应一名教师或多名教师，还可以和其他学生进行交流与沟通。学生摆脱了时间、空间的限制，平时零碎的时间都可以用来学习，增加了学习的弹性，提高了自主学习的能力。
（二）丰富的学习交互
交互是新技术条件下学习环境赋予学习者的独特优势，包括师生交互、生生交互、学习者/教师和资源的交互。在新的交互方式支持下，以教为主的教学方式正逐渐演变为以学为主，移动学习通过网络通信技术和移动计算机技术实现交互交流，适合学生之间的团队协作学习或者自主学习。比如通过短消息、文字、声音、图片、视频等和其他同学或者老师进行交流，发表自己的看法，共同探讨学习中遇到的难题。
（三）个性化的学习方式
不同学习者的学习风格、习惯各不相同，在学习中感兴趣的问题和可能遇到的难题也截然不同，传统的集体式的教育并不能解决这一问题。移动学习提供了一个新的便捷可适的途径，学习者可以根据自己的实际情况，掌握学习进度、学习时间、学习地点和学习内容。基于无线移动网络和情境感知技术下载合适的学习资源，学校也可以根据每个学生的兴趣爱好特点制订不同的学习计划。目前很多高校推出的“自主个性化学分”就是对普通教育课程的补充。
三、高校开展移动学习的可行性
（一）高校移动终端普及
移动学习终端应该具有可携带性、无线性、移动性的特点。可携带性要求设备形状小、重量轻，便于随身携带；无线性是指设备入网无需连线；移动性指使用者在移动中也可以很好地使用。目前所说的移动学习终端一般是指三代手机和具有无线连接的笔记本电脑等。目前高校学生移动终端的普及情况如何呢，笔者对南京仙林大学城、江宁大学城的高校开展了问卷调查。结果显示，手机已经成为大学生生活的必需品，拥有量接近100%，其中智能手机拥有量接近75%。
（二）移动教育网络完善
该网络是整个移动网络的一部分，由多个基站组成，用来发射或接收来自移动学习终端以及互联网的信息，并通过空中接口将移动学习终端与互联网实现无缝连接。无线移动教育网是移动学习技术系统中的关键组成部分，也是制约移动学习的瓶颈。目前无线移动教育网络基本上是2G或3G网络。相对第一代（1G）和第二代（2G），第三代无线网络系统是将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，分别支持至少2 Mbps、384 kbps以及144 kbps的传输速度。目前很多高校都建设了无线校园网，为高校移动学习提供了完善和先进的技术环境。
（三）学生的移动学习需要强烈
笔者对南京仙林大学城、江宁大学城的高校开展了问卷调查，被试学生中76.1%的学生都非常希望通过移动终端随时随地获取信息，表明大多数学生对于移动学习非常有兴趣。学生大部分采用的都是包月流量的方式上网，接近50%的学生认为上网费用偏高，这也是移动学习发展的瓶颈。同时，网速偏慢，智能手机电池的延续时间过短，都是移动学习进一步发展要解决的问题。
四、基于智能手机的移动学习在高校教育中的应用
（一）基于短消息的移动学习
从整个移动教育系统的框架来看，Internet、教学服务器、直播教室是数字化教学资源的主要传送。学习者通过手机等学习终端，将短信息发送到位于互联网的教学服务器上，教学服务器分析用户的短信息后转化成数据请求，并进行数据分析、处理，再发送到学习者的手机。利用这一特点，基于短消息的移动学习可实现学生通过无线移动网络与互联网之间的通信，并完成一定的教学活动。基于短消息的移动学习可以实施的教学活动有如下几种：学校对教师和学生的教学活动通知；学生向教师提问以及通知教师浏览和回答。也可以按照关键词匹配的方法系统检索问题知识数据库，如果找到答案了就直接回复学生的问题，实现自动问题答复功能；学生对考试分数和作业提交情况进行查询；进行一些简单的测评和辅导。
（二）基于连接浏览的移动学习
对于基于短消息的移动学习来说，其数据通信是间断的，不能实时连接，因而不能利用该种方式实现移动学习终端对学习网站的浏览，也就很难实现多媒体教学资源的传输和显示。随着通信芯片和DSP（Digital Signal Processor）性能的提高以及3G通信协议的推出，移动通信协议将得到很大改进，通信的速度也会大大提高，基于连接浏览方式的移动学习将会得到广泛的应用。该方式是学习者利用移动学习终端，经过电信的网关后接入互联网，通过WAP协议访问教学服务器，进行浏览、查询，实时交互，类似于普通的互联网用户。由此可以看出，基于连接浏览的移动学习方式不但可以传输文本，还可以传输一些图像信息。
（三）基于校园无线网络的准移动学习
准移动学习指可以在局部范围内（如整个校园、一栋楼、一片户外学习区或一个教室）实现移动学习。从3G技术不同标准之间的争论和产品开发进展来看，在全球或全国范围内完全实现连接浏览的移动学习估计还需要一段时间，但无线局域网络（WLAN）技术相对比较成熟了，可以作为准移动学习的实现技术。根据移动学习环境的范围和不同的需求与功能，校园准移动学习环境建设可以有以下三种形式。（1）集中控制方式：适用于教室范围内的移动学习。（2）中继连接方式：适用于整栋楼或两个楼范围内的移动学习。（3）混合连接方式：适用于校园范围的移动学习。
五、结语
基于智能手机的移动学习弥补了传统高等教育的不足，随着中国教育改革步伐的加快，智能手机移动学习与传统教育的融合发展是大势所趋。教师需要转化教学观念，适应新的教学工具。通过移动学习系统，教师可以短信或者Email布置作业，安排教学活动，上传教学课件，资源共享，移动专业化的学习内容。同时学校需要引导学生形成移动学习的习惯，很多学生在休闲时间都是利用手机发微博、发短信，真正利用移动学习的学生人数很少，学校就需要政策引导学生利用零散的时间加强学习，充分发挥智能手机的作用。
参考文献：
[1] 云玉芹.移动学习在高校教育中的应用研究[J].软件导刊，2008，（2）：33-35.
[2] 连红.移动学习中教学设计模式的研究[J].现代远程教育研究，2008，（1）：65-67.
[3] 王朋娇，王爱文.手机移动学习平台在开放教育中的构建研究[J].现代远距离教育，2008，（5）：60-63.
关键词：无线Mesh网络 安全隐患 防御
中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0189-02
无线Mesh网络也就是无线网状网，因为速率较高、容易组网和成本低廉的优势被大家熟悉和接受，被普遍应用于无线设备和互联网的接入中。无线Mesh网络最主要的意义，是能够使任何网络节点都具备接收和转发数据的功能，并且能够使每个节点都可以实现与一个或多个对等的节点直接进行通信。和无线局域网相比，无线Mesh网络使用的是多跳机制，这就意味着用户要实现通信就必须通过较多数量的节点，这在一定程度上大大增加了无线Mesh网络的安全隐患。随着无线Mesh网络越来越广泛地被应用，其安全问题已经成为了急需研究的话题。
1 无线Mesh网络的结构特点
无线Mesh网络有别于传统无线网络技术，其无线电通信网络是由网状的拓扑射频节点组成的。无线Mesh网络所包含的节点可以分为三类，分别是客户端、路由以及网关。其客户端节点可以是传统笔记本电脑，也可以是手机、ipad等无线设备，路由节点则利用自身组织或者预先配置的方式形成骨干网络，为客户端提供无线接口，网关节点则提供到网络的访问。由于无线Mesh网络的通信网络结构特点，能够满足当一个节点发生故障，其他剩余节点仍能够直接或间接实现相互通信的要求，因此是一种比较可靠的数据通信方式。
2 无线Mesh网络潜在的安全问题
无线Mesh网络的结构特点使得其除了面临传统有线网络安全的风险外，还面临着其他特殊的安全隐患：
2.1 无线传输的开放性使其安全面临更大挑战
通常情况下，要对有线网络发起供给需要依赖于对物理通道的监听或以流量注入的方式发起攻击。而无线网络由于其开放性特点，使得黑客可以通过窃听无线链路的信号、接收覆盖范围的节点发送的报文篡改数据等方式实现对网络的供给，甚至可以直接发送无线干扰信号来对无线Mesh网络造成破坏。
2.2 无线Mesh网络认证的分散性使其更加容易受到攻击
与传统有线网络不同，无线Mesh网络缺少控制中心这样的节点，导致对其进行安全管理变得困难。又由于其特殊的拓扑结构，使得网络中节点之间的数据传送变得不稳定，已有的安全措施难以直接应用，安全认证变得困难重重。
2.3 无线Mesh网络终端节点的两重身份加大其安全威胁
在无线Mesh网络中，非常特殊的一点在于其终端节点同时承担着主机和路由器的角色因而既需要运行相关联的应用程序，又需要遵守路由协议运转。如果网络内部的节点要实现与网络外部节点的通信，就必须依靠终端网络节点的多跳机制参与，这意味着如果任何一个有多条通信链经过的节点受到攻击，都有可能给整个网络的安全造成影响。
2.4 无线Mesh网络独特的路由机制给网络攻击提供更多机会
无线Mesh网络的路由节点运行原理是多跳动态机制。攻击者可以利用路由器的这一特点进行错误路由信息的传播，整个网络系统有可能因此陷入停运状态。路由节点的这一特质也使得DOS攻击手段变得多样化，通过虚假路由信息进行欺骗，实现虫洞等形式的攻击，更加隐蔽和防不慎防。
3 无线Mesh网络常见的安全攻击手段
有线网络的攻击手段仍可能对无线Mesh网络造成威胁。同时，由于无线Mesh网络的特殊性，使其还将面临更多的威胁。总的来说，针对无线Mesh网络的攻击可能由网络外部的恶意节点发起，也可能由内部的被侵入的节点进行，手段比较多样，且一些手法具有很强的隐蔽性，应该引起高度的重视。
3.1 窃听
窃听是一种比较传统的攻击方式，通常是其他网络攻击的基础，在有线网络时代已经存在，通过窃取流经网络的计算机信号实现对网络传输流的截取，对用户的信息隐私造成威胁。由于无线网络是以无线电为载体进行的，介质具有公开向，理论上说流经无线通信的每一个信息对于窃听者都是可见的。如果用户的数据没有进行加密，窃听者将非常容易地获取到想要获得的明文，再通过报文解析获取信息。
3.2 DDoS进攻
DDoS是中文“分布式拒绝服务”的英文缩写，其攻击主要以干扰正常网络通信，占用正常网络带宽为手段，以实现影响用户网络正常使用或导致一些节点对某种服务无法正常访问。与传统DoS不同，DDoS的攻击更多是通过向目标主机传输大量的垃圾数据，造成其通信堵塞或服务器不堪重负，从而实现拒绝服务的目的，用户对网内资源的正常访问受到严重影响。
3.3 中间人进攻
数据要实现通信必须在至少两个节点之间传输，中间人进攻就是在两个合法节点之间，利用一定手段对节点双方以欺骗的方式获取通信内容。对于底层的无线Mesh网络，这种以中间人的身份进行的进攻是非常突出和致命的。中间人进攻对于无线Mesh网络的各个传输线路都可能造成严重的危害。攻击者可以通过这种欺骗手段获得累积的明文甚至加密文件，在此基础上进行分析，就可能对网络密匙实现破解。
3.4 路由节点进攻
路由机制的实现需要内部节点的相互合作。如果内部节点被利用改造成恶意节点，就可能向其他节点发送虚假信息，或者伪造其他节点的路由信息，对整个网络系统造成严重破坏。由路由节点发起的进攻具有很大的隐蔽性，在爆发前通常难以被发现，引起破坏性非常大。目前针对无线Mesh网络路由机制的进攻主要通过以下几种方法：
（1）黑洞。黑洞攻击是通过恶意节点对外伪装具有最短路劲，欺骗其他节点与其建立路由连接。在连接建立之后，恶意节点将利用窃听或者吞噬需要转发的数据，造成数据分组丢失的拒绝服务。
（2）虫洞。虫洞攻击的原理是通过两个处于同一网络但位置不同的恶意节点之间绕路信息的交换，导致通过恶意节点的跳跃数的减少，以此换取获得路权机会的增加。这种攻击可能导致路由扰，正常的通信无法进行。
（3）篡改数据。对数据的篡改通常很难被检测。这种攻击是由恶意节点在报文上动手脚，修改报文的内容，从而造成该报文在目标节点上的认证失败，或者使攻击者获得需要信息。
（4）自私节点。自私节点是指在整个网络系统中为了尽可能地满足本节点的需求，而拒绝为其他节点提供中继服务的节点。如果攻击者制造出大量的自私节点，就可能造成网络系统较大面积的停止运行。
（5）女巫攻击。这种策略是指一个恶意节点使用一个物理设备但是却伪造了多个身份，造成一定的迷惑性，使得路由协议的运行受到干扰，网络资源的分配也可能出现问他，从而影响系统的正常运行。
4 无线Mesh网络的安全防御
针对上述无线Mesh网络面临的安全问他，可以采取适当的措施进行防护，最大程度降低破坏的发生，保障系统的相对安全。
4.1 针对窃听的防范措施
从窃听攻击的发动原理可以看出，无线Mesh网络的窃听风险主要是由于无线介质的开放性造成的，其防御也是利用这一原理，尽量减少其开放性带来的威胁。一方面，可以利用定向天线技术和扩频技术等手段，减少恶意破坏者接收到完整信号的几率。另一方面，采取数据加密，保证节点的认证和路由信息都受到网络密钥的支撑。
4.2 DDoS攻击的防范措施
如果网络节点已经受到了DDoS攻击，再进行防御产生的效果是不尽如人意的。因为当意识到有大量垃圾数据向其传输的时候，网络很可能已经因为通信量超过负荷而陷入瘫痪。此时只有及时进行相关检查进行抵抗。第一，是尽力找出进攻的发源，及时关闭相关设备。第二，是查处攻击经过的路由，再有针对性的进行屏蔽。由于DDoS攻击通常是恶意的网络拥堵，并非传统意义上端口到端口的拥堵，因此单独节点上的有效防范难以实现，需要通过路由来解决。一个比较可行的方法是在每个节点上加入检测攻击，或者选择分组丢失功能。另外使用资源调节器也可以对资源耗尽类型的DDoS攻击达到比较好的防范目的。
4.3 中间人攻击的防范措施
中间人攻击之所以能够成功，关键原因是任何一个无线Mesh网的节点都被允许既是申请者同时又是认证者。利用这一原理，运用身份签名技术，采取挑战签名及以及验证的方法实现双向认证，能够较好地防御中间人攻击这一手段。具体来说，当每一个节点新加入到整个网络系统中时，必须向其相邻的节点发出认证，通过认证的节点蔡有资格进入。这就使得节点只具备一种身份，新加入的节点为申请者，而其相邻的节点则成为认证者。
4.4 路由攻击的防范措施
（1）黑洞攻击的防范。要预防黑洞攻击的发生，最可靠的办法是找出黑洞节点。使用者可以利用对无线网络进行监听的方法来实现对黑洞节点的检测和排查。监听的原理如下：由于无线信号的传播是全向的，当源节点向非目的节点发送数据分组的时候，非目的节点会根据路由信息转发这一数据分组，其他节点包括源节点在内，都肯定能够收到来自非目的节点转发的这一数据分组，从而可以由源节点对非目的节点转发的数据分组的数量进行检测，以此作为依据判断非目的节点为黑洞节点的可能性大小。
（2）虫洞攻击的防范。针对虫洞攻击当前已经有了一些比较成熟的防范。比较常使用的是地理束缚和时间束缚、计算邻居数目分布以及基于邻居信任的评估。
（3）数据篡改的防范。目前对于数据篡改类的网络攻击，比较常用的方法是对路由信息进行加密以及采用数字签名的方法。为了避免被恶意俘获的节点利用路由进行网络攻击，用户应该定期和非定期地对路由表以及选择方式进行更新，确保正确的路由选择。
（4）自私节点攻击的防范。自私节点攻击的防范可以通过对自私节点的排查和检测进行方法。目前比较流行的检测方法有基于上下文感知的排查法、中心极限定理（CLT）检测算法以及基于滑动窗口的残差阂值测算法等。
（5）女巫攻击的防范。如果能够对节点的身份进行有效的识别和检测，女巫攻击就能够得到有效的防范。其检测的标准时能够确保每个节点有效并且只具备一个物理身份。当前比较流行的方法有网络密钥预分配和节点定位等。
随着无线Mesh网络的应用和推广，其面临的安全隐患引起人们越来越多的关注，针对无线Mesh网络进行的攻击也更加多样，其中一些具有很强的隐蔽性，能够对整个网络系统造成较大的破坏。本文在简单介绍无线Mesh网络特性的基础上，主要针对其存在的安全隐患进行分析。介绍了几种主要的攻击手段，并提供了相应的防御方法。这些方法能够比较有针对性地防范一种或几种攻击，但从长远来看，要真正打破无线Mesh网络的安全瓶颈，还是应该从无线Mesh网络的网络协议入手，构建安全稳定的网络框架结构，从根源上堵塞安全漏洞。
参考文献
[1]郭渊博，杨奎武，张畅.无线局域网安全：设计与实现[M].北京：国防工业出版社，2010.
[2]刘振华.无线Mesh网络安全机制研究.中国科学技术大学博士学位论文，2011.
关键词：短信；开放教育；沟通
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)13-3122-02
1概述
随着计算机网络技术和电信技术的以展，信息化程度越来越高，利用手机进行信息沟通日益普及，同时也给了传统教育提供了交流的平台，从中央电大到省、市、县电大，学生遍布全国各地，成人教育是非全日制在校生，师生信息的交流尤为重要。从学生领取教材、收交作业、上课到考试等，如果每次都是打电话，教师的工作量太大，有的老师使用手机或QQ发短信，效率不高，使用飞信，只限于移动号，方法多但效率都不高。自河南电大在线平台嵌入短信系统后，利用该平台进行教学和管理，成功地解决了省电大和各地市级电大师生间的交流，具有及时、迅速、方便、投入小等特点，为全省电大师生提供了一个及时、丰富多元的个性化信息服务。大大提高了工作效率，还降低了教育成本，深受广大师生的欢迎。
2短信平台的功能
电大短信系统以WEB方式嵌入河南电大在线平台，主要功能由信息服务、学生管理和访问控制三个模块组成。
由于开放教育学生不在校，使得信息服务特别重要，信息服务主要是教学信息服务和管理信息服务。教学信息服务有学习告知、学习督促和日常教学通知。学生告知主要是学习计划、课程进度、网上学习资源、考前复习等告知，学习督促主要是网上听课、在线学习、BBS讨论，毕业论文指导和催交等，日常教学通知主要是领取教材、复习资料和作业，收交作业、考试等通知。管理信息服务主要是学习之外的各种信息，主要有开学、放假、交费，照毕业照，填写毕业生登记表、学校各种活动等，通过收发短信进行师生交流和沟通。
学生管理是学生信息的导入、查询、输出打印、修改等。管理员把学籍库里学生基本信息导入短信平台，同时可对这些数据筛选、查询和打印。不同的用户管理范围也不同，省校可看到全省电大电大的所有信息，地市电大只能看到本有市学生的基本信息，并可根据情况选择自己管理的班级，批量导入学生电话和进行相关维护。
访问控制通过权限控制，角色控制。目前用户有3种，省电大管理员、市级电大管理员和班主任。省电大管理员负责与联通，设置系统运行的基本数据，与学生数据库对接导入学生基本情况，监控系统运行基本情况，给地市电大管理员分配权限。市级电大管理员主要是管理和维护系统，负责给本地市的教师分配权限，进行费用的计算和上缴等，并负责本地市短信的内容筛查和监督，如发现违规内容，取消权限。班主任权限是收发短信，查看信息，建立班级，导入学生手机号，修改密码等。系统功能结构图如1。
图1系统功能结构图
3短信平台的安全管理
该平台采用基于权限和基于角色相结合的安全管理模型。角色是对用户的分类和抽象，权限是用户对系统所能进行的操作或者操作的集合，也就是用户能对安全对象进行哪些操作。通过对角色定义、管理、角色继承、权限等进行安全管理。本系统用户有3种，省电大管理员、市级电大管理员和班主任。不同的用户所承担的角色不同，访问受限也不一样。
短信业务是通过存储转发实时监控的机制，可提供可靠、低开销的无线数据业务，满足用户资源受限的无线网络和设备中使用的要求。除技术上进行控制外，行政上也有相应的管理规定。发短信要求具体到每一个学生，精确到人，不能滥用群发功能，不发与学生学习无关的短信，如有3名学生举报是垃圾短信的，关掉相应地市电大的短信权限，不再开通。地市级电大管理员经常查看日志，对授权的班主任进行监督。短信平台非常实用，非常方便，一定要加强管理，如果管理不好可能带来很多麻烦。有的老师的帐号被别人用了发一些广告信息或给发私人短信，内容不适合教学，影响很不好，怎么监督这种情况？第一制订严格的规章制度，第二技术上控制，现用的是管理员分级，省电大管理员负责给市级电大管理员权限，监督市级电大管理员的工作；各市级电大负责人提交书面的和电子的管理人员名单及相关规定，监督每位班主任的短信内容；班主任提交书面申请才能开通短信功能，要求只能给学生发与学习有关的短信。
4短信平台的技术实现
目前在计算机上实现手机短信收发技术主要有四种：
一是通过电信部门提供的移动网关发送短信，使用该方法不需要附加硬件，需要到电信部门申请。这种方法适合大型的通信开发，使用起来相对方便，但费用高。
二是通过一些网站上提供的短信发送功能实现，比如新浪、网易都提供这种服务。这种方法简单，所需资源少但依赖性太强。
三是用无线GSM技术的短信猫，是内嵌GSM无线通信模块，插入移动运营商的手机SIM卡，可以与移动运营商的短信中心建立无线连接，本地通过与PC的连接可以实现计算机控制应用系统实现自由的短信收发。短信猫在短信收发的速度要更快，可靠性更高，实时发送等优点，在目前的企业短信中应用广泛
四是使用IMS（即时通信软件）如QQ的短信超人、飞信等，使用方便并且免费，但都有一定的局限性。
考虑到全省电大师生多，使用率很高，直接把基于WEB的短信平台嵌入河南电大在线平台，不需安装任何软件，只要打开河南电大在线就能使用。高效便捷的同时也降低了使用成本。该平台使用移动网关技术，主要功能如下：
方便、高效。用户不需要安装任何软件，彻底摆脱了单机版软件的束缚，只要能登陆网络，就可以随时使用。高效便捷的同时也降低了使用成本。
功能强大。该平台可以批量发短信、有excel短信、个性短信功能，支持接收回复短信互动沟通最佳手段。
树状管理架构。树状的管理机制，允许客户根据本校实际情况搭建学校架构，设置角色权限，符合办公管理流程和个性要求。
管理方便。按地市，按月计算费用，能查询到每个用户发的短信数和产生的费用，按时间进行各种检索。功能简单易用，费用直观。
鉴于河南电大全省使用人员较多，短信平台的运营中需要进行大量的帐户开立操作、密码修改找回、模块功能使用指导等大量的日常服务内容，短信业务是通过存储转发实时监控的机制，可提供可靠、低开销的无线数据业务。网通提供行业网关通道保障，确保学校短信应用的稳定性、到达率，并最大限度避免短信延迟情况的发生。
5结束语
短信提供的低成本通信方式将对教育模式产生巨大影响，及时的师生交流，消除学生学习中的孤独感，感觉老师一直在身边，有问题能随时解决，增加学习兴趣，提高学习效果。短信嵌入河南电大在平台后，学生上网学习的积极性有了很大提高，表现在网上实时课堂听课人数增加，发贴量明显增多，短信给电大教学和管理带来了很大的便利，相信它的功能在今后的应用中会更多。
参考文献：
[1]唐叶.手机短信SMS的社会语言学考察[J].社会科学家,2009:187
[2]王杰.基于智能手机的移动学习研究与应用[J].软件导刊,2011(5):38-39.
卫视传媒：目前3G在我国是一种什么样的发展状况？
曾教授：4月1日，经历了4年努力的TD-SCDMA终于面向社会公开放号。这也意味着中国3G时代的大幕正式拉开，3G真真切切地来到了老百姓身边！目前，我也对3G进行了测试。我发现，在奥运场馆水立方和鸟巢无论是用手机打电话或者进行视频，还是进行手机游戏，都畅通无阻。那么我的观点归结起来，就是两点:第一中国的3G已经开始上路了，第二3G的质量和服务已经基本就位，它将在奥运期间发挥巨大作用。
卫视传媒：您认为3G在中国的发展目前还面临着哪些问题呢？
曾教授：其实中国3G所面临的问题就是一个如何选择的问题，可以这么说3G在中国的发展已经错过了最佳时机。2003年或2005年应该是3G在中国发展的最佳时机。为什么这么说呢？我主要是从全球通讯技术发展的角度来看待这个问题的。因为目前全球的手机用户超过了30多亿，而3G用户也有3亿多，占了总用户的1/10。而我国目前拥有的手机用户已经超过了5.8亿，然而3G在我国才刚刚起步，这与中国手机发展大户的地位极不匹配。事实上，早在2003年，中国的手机用户就已经发展的很迅速了，虽然仍然比不上美国，但是在世界上也是数一数二了。而在2005年，中国的手机用户已经赶超了美国成为了全球第一，在这样的时候发展3G也是比较成熟的时机。我认为如果在当时发展3G的话至少有两大好处：一是可以推动中国3G产业化的形成和发展；二是推动全球通信技术的进一步发展。
卫视传媒：那您现在又是如何看待3G在中国的发展状况呢？您认为还有哪些方面是需要改进的？
曾教授：通讯技术的发展是一个不断向前演进地的过程，当然3G也不例外。从技术层面来讲，选择TD―SCDMA还是HSPA，我觉得目前的选择还是明智的。因为HSPA是基于3.5代的技术，而TD―SCDMA是基于3.9代的技术，显然这个发展层面更好一些。当然，技术的演进一定要遵循其发展规律，社会可以通过变革来实现跳跃，而通讯技术却要在原来的基础上逐渐演变来升级换代。3G的发展就是基于2G发展起来的，3G拥有很多2G所达不到的功能和技术。3G在中国发展如今也面临着一些问题，如手机的耗电量比较大，网络的覆盖度还不太完善等等。
卫视传媒：国外3G的发展现状如何？对此您又是如何看待的。
曾教授：3G在国外如韩国、日本、欧洲等一些国家的发展还是相当不错的，因为3G与2G相比，在带宽和速率方面有了很大的提高，这对包括数据业务在内的一些新功能非常有帮助，3G很好的突破了2G在网速和技术方面的一些限制，满足了用户更高层次的需求如购物、预定参观、游戏、聊天、电子支付等等。我个人认为现在国外3G技术的发展主要有三方面的特征：一是基于人对人的业务；二是基于人对物的业务；三是基于物对物的业务。国外的很多发展经验是值得我们学习的。
卫视传媒：您认为运营商应该如何协调3G、2G的协调发展？
曾教授：这个是没有问题的，因为3G对2G是兼容的，不存在协调不协调等问题，全球的3G手机都是兼容的，这是可以肯定的。比如我现在用的中兴手机就是兼容的，它既可以使用TD卡也可以使用GSM卡。
卫视传媒：您是如何看待电信重组和3G牌照发放等问题的？
曾教授：我认为两者是互为支撑和互相促进的关系，电信重组有利于3G牌照的发放而3G牌照的发放反过来又会促进电信资源的优化配置和重组。在国内电信业竞争格局失衡日益严重，中国移动一家独大、强者恒强，两固网运营商因无移动运营牌照缺乏增长点的情况下，国内电信运营商通过重组来构建有效竞争格局势在必行，同时在全球3G业务蓬勃发展的态势下给主要运营主体发放3G牌照。目前国内电信业进行重组并发放3G牌照的时机已经成熟，估计3G牌照发放及重组时间为期不远。
卫视传媒：最后再问您一个问题啊，你是否同意如果在地震之前，中国已经普及了3G的话，那么这次地震就可能不会造成那么大的损失？
曾教授：这个观点我是同意的，因为3G无论是在通信还是视频、以及资讯传输方面都有巨大的优势。中国如果早几年普及3G的话，那么在通讯领域我们的沟通交流以及信息的咨询将会更加便利。当然，即使在2005年开始普及3G的话，像汶川那么偏远的地区可能也不会普及的那么快。不过，因为3G是从2G演变而来的，它肯定要比2G要具有多方面的优势，无论是在功能上、质量上、还是业务上。
采访手记：在北京邮电大学教学楼主楼13层的实验室里见到曾教授的时候，他还在紧张的忙碌着，一方面他要进行电信领域的相关课题研究，一方面还要对几名研究生的毕业论文进行选题和指导，不过，热情的曾教授还是抽出了宝贵的时间接受了本刊的专访。曾教授以其渊博的知识和谦逊的做事态度在业界享有盛名，而本刊编辑在与曾教授短短30几分钟的交流也确实是获益匪浅。■
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3G，全称为3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信。1995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话；1996到1997年出现的第二代GSM、TDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能，如接受电子邮件或网页；第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够要能在全球范围内更好地实现无缝漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps（兆比特／每秒）、384kbps（千比特／每秒）以及144kbps的传输速度。（此数值根据网络环境会发生变化)。
相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G)，3G通信的名称繁多，国际电联规定为“IMT-2000”（国际移动电话2000）标准，欧洲的电信业巨头们则称其为“UMTS”通用移动通信系统。
