时间：2023-10-11 10:04:07
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇移动网络经济，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
网络市场是一个有别于传统市场、极具开放性的数字信息新型市场。但是，由于我国相关立法在互联网消费领域的缺失，常常有企业利用此法律盲点获取非法利益，损害广大消费者的合法权益。本文以此例为契机，进一步关注当今我国网络消费者的权益状况，并就此提出解决方法。
【关键词】
网络消费；网络消费者权益；自；知悉权
根据2013DCCI中国电子商务蓝皮书显示：2012年中国互联网用户网络消费总规模达12741亿元，额度增长率达到49.2%；人均年网络消费6010元，额度增长率为36.5%。与此同时，移动网购注册用户总规模5622万人，增长率为139.5%；移动网购总金额为251.5亿元。在电子商务迅猛发展的同时，网络消费投诉的案例增长速度位居首位。据统计，2010年我省一共接到网购投诉是3192件，2011年是4943件，增长率达到了54.86%。因此，建立一套维护网络消费者合法权益的综合机制，是一个值得慎思和急需解决的问题。
一、在现实环境下网络消费者权利面临的挑战
（一）网络消费者的自主选择权备受挑战
网络消费者不仅有权选择信息服务的方式，还拥有自主选择提供信息的经营者和信息内容的权力。在何时、以怎样的方式、接受何种服务等，都是信息消费者自主选择权应该包括的内容。但是到现在为止，信息服务提供者常常违背消费者的意愿，以各种不恰当的方式、在不恰当的时机向消费者提供“多余”的服务，这都是侵害消费者权益的体现。比如，很多人都会遇到这样一种经历：从网上下载某个免费软件使用，在安装成功后，会惊讶地发现电脑里面多出了一些莫名的软件。后来才发现原来当初在安装软件时，软件开发商暗地里和其他软件（带有宣传目的）捆绑在一起下载安装。国际经济合作组织《关于电子商务中消费者保护指南》规定：“经营者应当以消费者的个人意愿为前提，不得违背消费者意愿发放各种广告资讯。”目前我国国内还未有具体的相关法律规范，信息消费者的自主选择权不可避免地收到多方侵害。
（二）网络消费者的隐私权备受挑战
现在不少的市民都会有过这样的网上购物的经历：他们一般在某个网站购物前，都必须先注册一个账号。在这个注册的过程中，消费者必须要在经营者提前设置的表格中填写如姓名、身份证号码、手机号码、联系地址等等的一大堆个人基本信息。由于互联网具有强大的信息整理和分类的功能，消费者的信息随时都有被收集和泄露的危险。因此，消费者隐私权的保护面临着前所未有的挑战。
（三）网络消费者的知悉真情权备受挑战
有部分学者指出，知悉真情权的内涵具有相对性。一方面从网络消费者角度看，它是一种权利和自由，有权获得准确、完整的信息资源；另一方面从网络商家角度分析，它是一种向消费者提品或服务的全部资料的义务。网络消费者对于这些知情权的实施与实现，是离不开传统购物方式中的淘货、询问、讨价还价、确定交易、送货等一系列环节。但是这些环节在网购中，消费者与产品供应者并不见面，只能通过网上的图片和文字宣传了解商品信息，通过互联网远距离订货，通过网上银行支付，由配送机构送货上门等等。而这种了解是片面而抽象的，有些内容如商品的质地、整体效果、手工质量等都难以从网页上的图片和文字中全面了解。
（四）网络消费者的安全权备受挑战
网购过程中最核心的问题必定是安全问题。网络交易的安全性主要体现在账户信息的保密性、信息传输的可控性、资质认可的合法性等方面的内容。在网络交易中一般存有以下几种安全隐忧：（1）偷取和删改资料。消费者将重要的个人信息或者自己的身份数据传送给商家时，这些信息在传输的过程中会有被截取的可能。另外，许多不法分子通过入侵他人的计算机操作系统修改消费者的账号、交易密码等信息，盗走消费者银行账户里面的资金，导致消费者的财产遭受巨大损失。（2）虚假订单。假冒者可能会通过盗取账号和密码假借消费者的名字来订购商品并且冒名取走，而该名消费者却被“无辜”要求付款或者返还订购商品。（3）故意破坏。入侵者可能向网络经营商的终端服务器发送大量的无用数据来耗尽它的资源，造成运营商的被迫中断交易，使消费者得不到正常的服务。
二、完善我国网络消费者权益保护机制的建议
（一）通过立法完善保护机制
1.完善国内相关法律规范。
有学者认为，通过立法来保障网络消费者权益是最为理想的、根本并治的途径。第一，完善《消费者权益保护法》等相关规定，构建有利于保护消费者知悉权的法律法规。例如，针对我国国情，可以在《消费者权益保护法》中增设网络消费信用、网络消费诉讼等规定，构建一套以网络交易特性为基础的新型消费者权益保护体系。又例如，跟据网络交易的特征，在《消费者权益保护法》中强制规定网络经营者披露与产品或服务相关信息的义务，并且明确信息披露的具体内容、形式等要求。完善《广告法》，严厉查处网络虚假销售广告，同时规定网络服务平台提供者承担一定的审查和监管责任。第二，建立有利于保护消费者的诚信认证体系，包括网络经营企业的身份主体信息、资质证明、产品信息、交易情况与信用状况等，当中最为核心的就是构建权威部门的统一认证体系。第三，增强保护网络用户的隐私权，立法禁止网络经营者在未得到允许的前提下披露消费者个人信息，尽快建立网络经营者信用评价机制、个人数据保密体系和网络支付安全体系三大安全保障体系。
2.国外先进的立法经验
联合国国际贸易法委员会在《电子商务示范法及其颁布指南》指出“任何此类消费者保护法均可优先于《电子示范法》的条款。立法者应着重考虑《电子示范法》的法规是否适用于消费者。”从中可以看出，在网络消费环境下普及电子商务，也不该减弱消费者权利保护。另外，欧盟颁布的《消费者保护规则》，其提前通知条款清楚地规定了远程（包括网络交易）销售中经营者应在缔约前向消费者提供易懂的、确定化的信息，包括解除合同的程序、条件和产品风险转移的时间，归还原物于供应商的要求以及返还原物的程序、费用等。此外，欧盟于1997年12月中旬还颁布了《在公共数字通信领域个人数据处理和隐私保护1997年指令》，希望确保在个人电子通信领域中保护消费者个人隐私权等基本人权。
（二）统一电子商务认证体系
网络交易的虚拟性使其具有较大的潜在风险，因而需要一个比传统商业模式更加完善的身份认证体系。一方面，为了迎合电子网络之特性，可将传统意义上的标识商家身份的证件，例如个体工商户营业执照、烟酒销售许可、食品卫生执照等数字化，以图片等形式张贴在网站显眼的位置，方便消费者查阅。另一方面，网络服务平台提供者可以根据网络消费的特征，有针对性地独创一些辅认证商家身份的途径，从侧面向消费者反映商家的各种信息，达到对商家身份的认证作用。因此，必须建立起一个专门的全国性的认证体系，权威、公正地开展电子商务认证工作，确认从事电子商务活动的企业身份的合法性、真实性和准确性。
（三）建立和量化交易诚信认证机制
诚信是维持市场有序运行的一个重要机制。维持市场运行需要诚信机制做保障，若没有诚信机制，经济活动就会无法正常运行。因此，笔者建议国家工商部门和电子信息部门可以尝试建立一套全国性的网络商家诚信积分机制。当商家积分达到某个区间时，其信用等级随之升或降；积分的增减以消费者的评价为主，“优评”加分，“劣评”减分。另外，该部门应该设立一个调停机构扮演网络仲裁的角色。该机构用来解决若果遇到某些顾客恶意“劣评”，商家可就此提出异议；其裁定之性质具有行政效力，若双方不服可以诉诸人民法院。基于网络交易自身带有的特点，另到大部分消费者维权难度加大，维权成本增高，实现保护合法权益的目标最终不了了之。因此国家急需通过建立同一科学的网络认证（包括主体身份、商家诚信度等）制度，规范网络信用。
（四）完善维权和监管机制
有学者指出，通过如下制度可以更好地完善维权和监管机制。第一，建立网站成立备案制度，掌握基础信息。例如四川省的德阳市，当地工商部门于2008年10月1日在全市范围实施《网络经营备案管理暂行办法》。这办法的内容，一方面要求网站主办者将其自身的主体信息张贴在网站主页的显著位置，实行网上“亮照经营”；另一方面对于网络商家（非网站主办者），则由网站主办者在与其签订服务协议时，对其主体信息加以审查、储存，储存期限自合同履行期届满或者履行完毕之日起两年以内（保持与民事诉讼时效一致）；一旦网上网络商家侵害了消费者的合法权益，执法机关就可根据网站主办者（服务平台提供商）储存的信息对其进行查处。第二，建立网络12315申（投）诉专项处理制度。涉及网络申（投）诉，统一由工商局网络消费监督小组负责统一查处。第三，以中国消费者权益保护协会和中国工商总局为核心，共同建立一个联合统一、权威有效的在线投诉中心，接受来自全国范围内的各种网络消费（申）投诉，则更能有效地保护广大网络消费者的权益。第四，建立网上巡查制度，实施动态监管。执法人员对行政区域内的经营网站主动进行浏览、搜索、核查各类经营信息，搜索违法违规线索，并结合经济户口比较、现场检查、实地巡查等方式动态监管网络经营行为，及时发现和查处违法经营。
（五）加强对于服务平台的管理
因为过去10年我国电子商务规模的迅速膨胀，网络经营者的数量也大大增加，政府相关部门无法对其进行一一管理，所以政府必须通过对服务平台的提供者进行管理来对众多的网络经营者进行管理。故相关学者指出，网络服务平台提供商成为了政府有关部门监管网络经营者的中介桥梁，并且这种方法是可行的而且是必要的。首先，服务平台的建立者比任何人都更了解服务平台系统，在技术上便于管理。其次，网络经营者必须通过平台提供者审核才能注册，因此平台提供商可以在这一环节中审核经营者的资质，控制其数量，并且可以通过设定合理的门槛来禁止不合格的经营者进入其服务平台。第三，服务平台提供商可以利用实名认证这一程序来确切得知经营者的相关信息，完善经营者的网络经济户口。
另外，在消费者权益遭到侵害而找不到相关商家的时候，服务平台提供商应当承担连带责任，赔付消费者的损失。这样即能扭转了消费者的弱势地位，保护消费者的合法权益，又可以督促服务平台提供者管理好网站。
（六）树立网络消费者自我保护意识
政府干预和社会立法的支持是消费者权益得到切实救济的前提，但消费者懂得自身保护是最直接有效的维权办法。无论相关制度完善与否，消费者自保护始终是不可或缺的环节。因此，部分学者指出，网络消费者应从以下几点加强警惕：1、充分掌握卖家资料。消费者除了对卖家的真实身份、住所有了解以外，卖家信誉也是网络消费者确定交易前应着重了解的信息。消费者一方面在消费时尽量选择成交量多、规模大、口碑好的大型网站；另一方面消费者应该去关注其他买家对商家好评和差评的具体内容以及原因。此外，消费者应尽量选择加入自律组的卖家。这样不仅可降低购物风险，而且即使出现纠纷时，消费者也可找其依托的网站或相关的部门进行申诉和赔付。2、充分了解所购的商品或服务的特点。网购最大的优点在于它可以为消费者提供巨大的信息量，使消费者便捷地货比多家，充分地发挥自主选择权，因此消费者在“淘宝”时也应充分利用这一优势，对产品的价格、生产地、正品验证码和质量等细节作甄别，不要因低价的诱惑而忘记研究性价比。3、与商家全面沟通。在确定下订单之前必须要和卖家充分沟通，向商家了解包括产品质地，外观形状，售后服务及纠纷解决等事宜，这样做不仅可以更全面客观的了解商品，而且消费者可将这些谈话记录保存下来，预防日后出现买卖纠纷时，这些交谈话记录可以直接作为投诉和维权的证据，避免部分商家不认账或服务平台提供商推诿等情形。4、增强安全交易意识。消费者应注意商家是否提供了安全便捷的交易措施；加强个人信息的保密工作，如设置安全度比较高的密码，个人计算机系统的杀毒补漏和防护软件及时升级。
三、小结
消费者权益的保护是一个全世界不可忽视的共同性问题。随着网络技术突飞猛进的革新，消费者的权益暴露在互联网中更加容易受到各方面的侵害，同时手段也变得愈加隐秘和迅速，加大了消费者维权的难度。笔者认为保护消费者权益必须要以“多管齐下”之法，除了从消费者法益这方面努力以外，还要借助通过完善网络消费者权益保护特别是完善和规定企业在网络交易中的行为，细化可操作性规定，剔除立法上的盲点，才能从实质上保护消费者的合法权益。
参考文献：
[1]王林昌，邓林燕.网络消费者的权益维护[J].中国工商管理研究，2004（5）.
[2]杜颖.网上交易中消费者保护特则[J].法律适用，2002（5）.
[3]郭卫华，金朝武，王静.网络中的法律问题及其对策[M].法律出版社，2004.
关健词：软交换；前景展望
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-02
（一）软交换的概念。软交换是下一代网络（Next Generation Network,NGN）狭义上的概念，特指以软交换设备为控制中心，实现业务控制与呼叫控制分离，呼叫控制与接入和承载分离，各功能部件之间采用标准的协议进行互通，能够兼容公共交换电话网络(Public Switched Telephone Network,PSTN)、IP网络、移动网等技术，提供丰富的用户接入手段，支持标准的业务开发接口，并采用分组网进行传送的网络。
（二）软交换产生的背景。随着电信业务迅猛发展，以互联网为代表的新技术革命正在深入地改变着传统电信网络的概念和体系，电信网正面临着一场巨变，推动网络向下一代网发展的主要因素主要有以下两个方面：
1.新技术发展。基础技术层面微电子信息技术进步的速度正在继续按摩尔定律发展。移动通信技术和业务的巨大成功正在改变世界电信的基本格局，革命性的技术突破为下一代网络的诞生打下了坚实的基础。
2.市场需要。由于市场的需要电信业务的业务组成发生了根本性需求变化，这种变化需要有效的技术支撑。从1876年贝尔发明电话以来的100多年里，电话网的业务一直以电话业务为主，由传统的电路交换网支撑。近几年来，以IP为主的数据业务的飞速发展打破了这种传统格局，数据业务已经日趋成为电信网的主导业务，突发型数据业务需要新的下一代网络结构进行有效支撑。
在这种大环境下，软交换网络做为现有电路交换网至下一代网络的平滑过渡网络孕育而生。
（三）软交换的优势。软交换的主要贡献就是提出了分层的思想，把传统电路交换机的呼叫控制功能、媒体承载功能、业务功能进行了分离。软交换只负责基本的呼叫控制及其相关的一些属性，其它业务由接入设备处理。目前软交换技术已经比较成熟，是当前传统网络改造的首选技术。其灵活的综合接入，强大的业务提供，较高的资源利用，开放的网络接口，运营成本和网络建设的节约使软交换的优势更加明显。
（四）软交换在移动运营商网络中的应用现状。1.各大运营商都在建设软交换网络。中国的几大运营商都已经建成大规模的覆盖全国的长途软交换网，用于分流长途语音话务，并逐步将长途话音业务向软交换网迁移。各运营商长途软交换网和本地软交换网络基本是同步进行建设的，一来缓解传统本地交换网络的容量压力，二来将长途话音业务向软交换分流。
2.运营商在建设软交换网络时的步骤。运营商在建设软交换网络时大致分三个步骤：第一步，利用NGN 技术实现运营商长途汇接网的优化改造。长途汇接网的改造，只需关注端局的接入即可，可以不考虑用户的接入问题，工程实施难度小，对现网影响小。第二步，利用软交换技术实现替换和新建本地网的功能，软交换的本地网应用已经成为新兴运营商竞争市场和传统运营商替换老化设备和进行网络扩容的重要手段。第三步，利用软交换技术提供新型增值业务。当然，由于基础网络的差异会导致不同运营商的软交换网络建设具体方案存在差异。
图1-1基于R4的网络结构
3.移动软交换的网络拓扑结构。
上图为基于R4的核心网部分，R4网络将MSC分为MSC服务器(MSCServer)和媒体网关(MediaGateWay，MGW)，实现了CS域中呼叫与承载的分离，支持信令的IP承载。
MSC Server完成R99 MSC的所有电路域控制面功能，集成VLR功能，并处理移动用户业务数据及CAMEL相关数据；与其他MSC server间通过BICC信令实现承载无关的局间呼叫控制。
媒体网关MGW是R4核心网承载面的网关设备，接受来自MSC server的控制命令，负责媒体转换、承载控制等功能。
信令网关SGW完成MTP的传输层信令协议栈的双向转换 (SIGTRAN M3UA /SCTP/IPSS7 MTP3/2/1)。
4.软交换的协议结构。
图1-2
（1）软交换与信令网关(SG)间的接口使用SIGTRAN协议。信令网关完成软交换和信令网关间的SIGTRAN协议到7号信令网络之间消息传递部分MTP的转换。（2）软交换与中继网关(TG)间采用MGCP或H．248/Megaco协议，用于软交换对中继网关进行承载控制、资源控制和管理。（3）软交换与接入网关(AG)和IAD之间采用MGCP或H．248协议。
5.R4核心网主要接口。
图1-3
（1）Mc接口。Mc接口是MSC Server与媒体网关MGW之间的接口，采用H.248协议，增加了针对3GPP特殊需求的H.248扩展事务（Transaction）及包（Package）定义。（2）Nc接口。Nc接口是MSC Server之间的呼叫控制信令接口，采用与承载无关的呼叫控制协议BICC。（3）Nb接口。Nb接口是MGW之间的接口，在R4核心网内承载用户的话音媒体流。
6.软交换中的主要设备SS和MG、SG的作用
（1）软交换设备（SS）。呼叫控制功能是软交换设备的核心，它负责呼叫建立、维持和释放等功能，包括呼叫处理、连接控制和资源控制等。兼作软交换新业务的SSP，完成智能业务触发和呼叫计费。软交换设备具备信令协议转换功能，负责完成SIP-T/SIP-I协议与ISUP协议间的转换功能。（2）中继媒体网关（MG）。MG接受软交换设备的控制，将本地网所有端局业务集中汇聚到MG上。核心功能是语音压缩和语音处理，支持语音在多编码间切换。（3）信令网关（SG）。信令网关SG提供IP网络和电路交换网之间信令映射和代码转换功能，实现软交换网络与IP网络信令的互通。
（五）软交换、IMS与NGN。软交换技术和IMS是下一代网络NGN中已有的两种比较适合的网络技术。软交换和IMS实现的目标均是构建一个基于分组的、层次分明的、控制和承载分离的、开放的下一代网络。在向下一代网络演进的漫长过程中，传统电路交换网络将逐步消亡，软交换是传统电路交换网目前来看最好的替代技术，最终基于IMS的下一代网络将融合各种网络而成为一个统一的平台，这三者将采取互通的方式。
（六）软交换与NGN的不同。1.软交换对移动性控制和多媒体业务的提供考虑较少。软交换主要针对电话语音业务、IP或非IP接入以及与PSTN、VOIP互通等方面考虑得较多，对移动性管理和多媒体业务的提供考虑得较少。而IMS相比较而言对数据业务方面是最有能力融合各种网络的。
2.软交换与NGN实现的业务不同。软交换技术提供的业务都是基于呼叫的各种电话业务，数据业务并不是由软交换提供。理想的NGN应该是能够提供全部业务的网络。
3.软交换与NGN实现的网络架构不同。软交换的技术是利用ATM/IP分组网进行信息传送，把传统电路交换机的呼叫控制功能、媒体承载功能、业务功能进行分离，只负责基本的呼叫控制属性，用户的接入由各种用户网关来完成。NGN除了完成软交换提供的业务外，还要提供一些应用服务器完成对数据业务的控制管理。
4.软交换与NGN网络业务的接入控制不同。软交换是网络业务的控制设备，所有的呼叫都由软交换进行连接，软交换监控呼叫的建立、通话和释放，记录呼叫的发生过程，产生计费所需的信息。而NGN的终端之间的呼叫不一定经过软交换而直接在终端之间进行，运营商的管理计费是不可控的。目前软交换技术利用IP网传送业务的组网机制还缺乏网络的控制和管理。下一代网络的承载网是一个保证质量、收费的网络，它有别于目前免费的Internet，因此下一代网络必须要作到电信级的管理和控制，才可以商用，这样运营商才能从中获得收益，用户才可以得到优质的服务，网络才能良性地运营。
(七)前景展望。本文重点介绍的是目前运营商普遍采用的R4阶段的软交换网络，R5阶段主要采用了软交换体系和IP技术相结合，引入了IMS--IP多媒体子系统的概念。在R5阶段，网络结构的功能体有了更大的变化，新增接口为网络的开放性提供了更好的拓展空间，目前3GPP R5阶段的版本标准化已完成，正在逐步商用。
参考文献：
关键词：4G；移动网络
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）20-4682-02
The Current Status And Prospect of Mobile Network 4G
LIU Ya-ting
（School of Information Science and Engineering， Central South University， Changsha 410075，China）
Abstract： In today's society is a highly developed information society， along with the network technology popularization and popularization， we ushered in a new era of a 4G mobile network， which means we really start to enter the mobile Internet era， people depend on network and strengthen. This paper analyzes the characteristics of 4G network， and the 4G network development advantages and disadvantages were discussed， and the characteristics of the era of 4G may exist what factors will affect the daily life and social activities of our. Finally， the author puts forward some measures taken in the 4G network must be the development of our country and its developing prospect.
Key words： 4G， mobile network
1 4G概念
4G是指第四代移动通信技术，它是由我们所熟知的2G、3G演变而来，其在传输数据速率方面有了质的飞跃，最大速率甚至超过了100Mbit/s，这比3G移动电话速率和移动电话数据传输速率要高出许多。4G手机拥有超高的性能，能够流畅的进行浏览媒体内容，它也能够观看高分辨率的视频内容，从而将广播和通信成功连接起来。2G时代，我们打电话及发短信主要通过手机完成，并能够进行一些简单的上网活动。当3G时代到来时，上网速率有了很大的提升，也推动了智能手机的发展。如今，我们迎来了4G时代，它在网络速率上有了很大的提升，能够更容易的进行网络体验，将会成为广大使用者的新宠。如果把2G网络比作自行车，3G网络比作汽车，那么4G网络就会是高速列车。[1]
2 4G网络标准
目前，4G网络标准还比较混乱，尚未完全统一，因其是从3G网络发展而来的，具备3G网络的大部分功能，故 4G网络在不同国家及不同领域都能够有较好适应并获得推广使用，其具体开发技术的发展演变极为复杂。简单来说，4G标准总共有两条线路，分别为Wimax和LTE线路，其各自进行升级成功后分别为无线城域网和LTE-Advanced，后两种已经获得了国际电信联盟的认可。
表面看上，4G网络标准有很多地方不能够有效统一，但是，实际上这些与我们用户关系不大，我们只需要知道中国选择了LTE-Advanced的标准中的TDD和FDD就行了。移动选择的是TDD，而电信及联通选择的是FDD，但是，在通信方面，二者差别并不大，其大部分的芯片及设备均属于多模兼容的。
2013年12月4日，中国移动、中国电信、中国联通正式得到工信部颁发的4G牌照，此三家运营商均能够正常运营TD-LTE技术。工信部称，未来将依据相关法定标准并参考运营商的申请明细，对LTE FDD网络技术进行正式的批准，并将由系统对LTE FDD和TD-LTE组网结合的发展形势进行验证，并将在验证成功后颁发LTE FDD牌照。[2]
3 4G网络发展优势及劣势
3.1 4G网络发展优势
1） 4G网络通信速率高。因4G网络开发的主要目的便是提升通信速率，以此获得更流畅的上网体验，故高速率是4G网络给我们留下的最主要特征。
2） 网络频谱宽。4G网络在网络通信带宽方面具有明显优势，较之以往的CDMA2000网络，其带宽增加数倍。以往的CDMA2000网络每个信道的频谱仅有5MHZ，而LTE FDD网络每个信道的频谱能够达到100MHZ。
3） 通信形式多。以往2G时代，手机主要功能只是用来进行通话，但到了3G时代，人们能够使用智能手机进行更多的通信体验，这给人们生活带来了很大的改变。当4G时代到来后，因4G网络出色的性能，人们能够通过4G网络在智能手机上体验更多上网乐趣，例如，在线进行网络游戏，在线观看实时新闻，在线进行高清视屏观看等等，将人们的生活逐渐引入智能化新时代。
4） 通信质量高。4G网络的成功应用，不仅仅能够让终端用户增加，更主要的是它能够大程度的改善通信质量，同时能够更流畅的进行流媒体传送，从而让广大使用者能够顺利进行各种下载活动。
3.2 4G网络发展劣势
1） 相关标准多且杂：目前世界上的移动公司在使用4G网络时，采用的并非同一种网络技术，所以至今4G网络尚未形成一致性标准，系统之间不能兼容，给移动终端用户带来较多的小麻烦。因此，4G移动通信系统目前急需解决的问题便是标准统一化问题，只有这样，全球移动通信厂商制造的产品才能够受到广大用户的欢迎。
2） 通信系统容量被限制：从理论上来理解， 大约为12.5MB/s的宽带速度，较之2009年10KB/s的传输速度要快上许多，但这并不能完全成比例，这是因为通信系统容量具有局限性，其容量在短期内是有限的，当用户逐渐增多时，上网速率必定会有所下降。据专业人士透露，4G手机只有在理论下才能够做到100Mbps传输水平。
3） 市场推广难度大：目前，由于第三代移动通信相关技术尚未完全成熟，4G技术很可能会演变成3G与5G之间的中间产品。
4） 基础设施更新不及时：如今的通信设施主要都是从2G及3G网络发展而来，当一味追求4G网络时可能会带来适得其反的效果，这是由于目前世界上移动通信相关的基础设施均是在2G及3G系统建立的基础上发展而来的，当4G时代来临时，全球通信基础设施都必须进行大量的变更，故短期内4G通信技术难以全面的打入市场。[3]
4 4G网络对现代生活的影响
1） 可能取代有线电视。4G网络能够直接通过网络信号与各大电视节目进行链接，此趋势目前已经存在，其实，目前已经有这种趋势。
2） 刺激视频网站的发展。4G网络技术的运用，使得视频网站的发展更加快速。3G时代，人们能够容易获得相关文字资讯，到了4G时代，预计视频节目也能够较容易的进行观看，故4G网络的推广能够刺激视频网站的发展。
3） 加快在线教育的发展。由于使用4G网络技术能够容易的进行网络视频浏览，故可能促进未来网络在线教育的发展。实际上，目前百度、阿里、腾讯三大网络公司早早就布置好了在线教育。
4） 再度冲击纸质媒体。4G网络技术的运用将会对传统纸质媒体形成冲击，报纸印刷将可能慢慢退出市场，新时代电子化、数字化在屏幕媒体中得到广泛运用，人们更喜欢声音及视频共现的平面媒体，正如我们现在已经渐渐不喜欢打印照片了。
5） 推动汽车智能化产业发展。随着时代的进步，汽车已经不仅仅只是为了满足代步要求，联网汽车将可能会成为未来智能汽车的新品种。联网汽车主要包括三个方面，分别为内网、车际网和车载移动互联网。通过联网，未来智能汽车还可能实现无人驾驶。
6） 远程医疗等大众服务将可能出现。4G网络技术的普及与应用，极可能在未来实现远程医疗等大众服务。例如在公安部门、消防部门及医疗机构内使用4G网络技术，广大市民能够更快捷的获得应急援助及医疗。
7） 导航技术将会得到更广泛的运用。目前，各大导航产品已经深受广大使用者的欢迎，也刺激了智能手机的发展，随着目前4G网络的速率大幅度的提升，导航类产品开发商已经开始研究“真实化”的概念，即通过手机拍照功能便能够实现手机可视化数据的获取及定位信息，这种技术将可能能够普遍运用在车载系统、GPS系统中。
8） 促进手机游戏产业急剧发展。手机游戏一直都受到广大游戏爱好者青睐，4G网络技术的运用将极大促进更多智能手机游戏及社交游戏的发展。此类游戏大多需要联网活动，它们需要更顺畅的网络支持，4G网络技术正好能够满足这点，从而让广大游戏玩家们获得全新体验，享受到画面更优质、更刺激的网络游戏体验。[4]
5 4G网络未来发展建议
目前，4G网络技术的发展尚存在一些问题，基站附近客户时常投诉手机信号不良甚至搜不到信号。造成这一原因是因为附近居民担心基站存在辐射，故时常出现蓄意破坏基站甚至强行拆除基站的行为。而进入4G时代，该问题可能会表现的更加严重，这是因为参考目前的频率划分，4G网络的频率的传输性较之2G和3G网络均表现偏弱，这表示将来必须建立更多的基站，而基站的建立需要花费大量的资金。由于此类问题的存在，毫无疑问将限制了4G网络技术的发展，阻碍其顺利的推广，可能短期内难以全国普及，只能做到局部覆盖及使用。故笔者建议，在未来的4G网络技术发展过程中，我们应该寻求技术上更多的突破，改善4G网络技术传输性较差的问题，同时，基站建立过程必须寻求政府部门的大力支持，对基站附近居民进行相关教育，消除其对基站建立可能带来影响的疑虑，对蓄意破坏及强行拆除基站的行为必须严惩。[5]
此外，4G网络的应用虽然解决了网络速率上的问题，但同时也增加了数据流量的消耗，这势必造成流量费用的增加。故笔者建议，在4G网络的推广过程中，应当要降低流量费用的收取，或者采用优惠套餐形式，按月进行流量费收取，否则人们在高昂的流量费面前可能会选择少用甚至不用，那么4G网络也就失去了意义。
6 总结
目前，4G网络技术已经开始了逐步推广阶段，但是，在3G到底如何商用及盈利都还未得到妥善解决的大环境下，那么4G网络技术凭借什么进行推广运用呢？ “难道要再复制3G时代模式，靠给苹果卖手机，做特约经销加盟店那样吗？”。 我们必须清楚意识到，以销售终端、捆绑客户的方式已经成为了过去式。或许，可行性较强的方式只有一个，那就是未来的运营商必须采用分层次的商业模式，首先确保低层次的需求，在发展4G网络的过程中，2G、3G必须一起共同发展，并且不断寻求更多符合4G发展的商业模式，增加更多个性化服务，降低资费的收取。只有这样，4G商业模式才能稳步运营，我们的生活方式也会因此有了更多精彩。
参考文献：
[1] 张云龙. 3G和4G网络的对比[J].电子测试，2013（10）.
[2] 张玉龙，李志峰，赵勋.对4G移动通信技术应用与发展的展望[J].信息通讯，2013（1）.
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关键词:3G;电信重组;固网;应用;补充
中图分类号:F49
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)05-0294-02
1 3G的含义
“3G”(英语 3rd-generation)是第三代移动通信技术的简称,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。 相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机 (2G),第三代手机(3G)一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2MBps(兆字节/秒)、384KBps(千字节/秒)以及144KBps的传输速度。
2 3G的基本技术特点及标准
从目前已确立的3G标准分析,其网络特征主要体现在无线接口技术上。蜂窝移动通信系统的无线技术包括小区复用、多址/双工方式、应用频段、调制技术、射频信道参数、信道编码及纠错技术、帧结构物理信道结构和复用模式等诸多方面。它是在充分借鉴了2G网络运营经验基础上,根据IMT-2000确立的目标,具有高频谱利用率、高业务质量、适应多业务环境,并具有较好的网络灵活性和全覆盖能力。3G在无线技术上的创新主要表现在以下几方面:
2.1 采用高频段频谱资源
为实现全球漫游目标,按ITU规划IMT-2000将统一采用2G频段,可用带宽高达230MHz,分配给陆地网络170MHz,卫星网络60MHz,这网络为3G容量发展,实现全球多业务环境提供了广阔的频谱空间,同时可更好地满足宽带业务。
2.2 采用宽带射频信道,支持高速率业务
充分考虑承载多媒体业务的需要,3G网络射频载波信道根据业务要求,可选用5/10/20M等信道带宽,同时进一步提高了码片速率,系统抗多径衰落能力也大大提高。
2.3 实现多业务、多速率传送
在宽带信道中,可以灵活应用时间复用、码复用技术,单独控制每种业务的功率和质量,通过选取不同的扩频因子,将具有不同QoS要求的各种速率业务映射到宽带信道上,实现多业务、多速率传送。
2.4 快速功率控制
3G主流技术均在下行信道中采用了快速闭环功率控制技术,用以改善下行传输信道性能,这一方面提高了系统抗多径衰落能力,但另一方面由于多径信道影响导致扩频码分多址用户间的正交性不理想,增加了系统自干扰的偏差,但总体上快速功率控制的应用对改善系统性能是有好处的。
2.5 采用自适应天线及软件无线电技术
3G基站采用带有可编程电子相位关系的自适应天线阵列,可以进行发信波束赋形,自适应地调整功率,减小系统自干扰,提高接收灵敏度,增大系统容量,另外软件无线电技术在基站及终端产品中的应用,对提高系统灵活性、降低成本至关重要。
目前,中国承认的3G标准是国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定的WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准。
WCDMA即Wide-bandCDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡,目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。WCDMA采用直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)、频分双工(FDD)方式,码片速率为3.84Mcps,载波带宽为5MHz.基于Release 99/Release 4版本,可在5MHz的带宽内,提供最高384kbps的用户数据传输速率。目前中国联通采用的此种3G通讯标准。
CDMA2000也称为CDMA Multi-Carrier,由美国高通北美公司为主导提出,这套系统可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G,中国电信集团公司获得增加基于CDMA2000技术制式的3G业务经营许可,中国电信在收购了中国联通CDMA网络之后,由于之前所采购的设备都支持CDMA2000制式,中国电信不需要重新建设网络,在3G牌照发放后,只需进行软件升级,中国电信就会在第一时间里建设起一个全国覆盖的3G网络。
TD-SCDMA是由中国大陆独自制定的3G标准,该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国内的庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。
3 3G技术在应用中的优点和不足
由于3G网络拥有更高的数据传输速率和数据业务支撑能力,3G运营商不仅可以向用户提供高质量的语音业务,而且还能够提供高速率的流媒体业务。从全球来看,随着3G商用进程的加快,日本和韩国以及欧美地区的一些移动运营商已相继推出了基于移动流媒体技术的视频业务,移动流媒体业务已成为3G网络的核心业务和热点业务。从实际应用的情况来看,移动流媒体可提供点播、直播、下载播放三种业务形式,其中,点播应用主要包括电影片花、精彩片断、MTV等;直播包括电视节目、视频监控、重大赛事、音乐现场会等;下载播放比较适合于那些非在线、对音视频质量要求较高的多媒体节目。基于3G的应用,中国移动推出“G3”品牌,中国电信推出的“天翼”品牌,中国联通推出“沃”,都为用户提供丰富的互联网应用。用户在使用3G服务时,能明显感觉到速度是以网2G网络无法比拟的,一首高品质的MP3歌曲可以在几秒钟内下载完,一部上百兆的电影也可以在数分钟内下载完成,观看视频、浏览网页同样不在话下,加之运营商的高调宣传,用户越来越明显的感觉到3G大有代替传统固网宽带的趋势。
但是,3G网络的信道资源并不是独享给每位用户的,而是多位用户共享使用的,3G现在的理论速度也仅有1Mbps左右。在实际应用中,3G网络的接入速度不仅取决于基站的信号强度,还要取决于基站的通信量。如果基站非常闲,而且只有1名用户在使用无线上网业务,那么速度肯定会非常快。在实际应用中,出现这种情况的机率是很小的,如果有数量较多在终端在同一小区内,正常语音通信需要占用一定数量的信道,无线上网业务能够分配到的信道数量就非常少了,这种情况下用户就不会有上面所说的体验了。随着3G用户的不断增加,频谱资源也会越来越紧张,3G网络的频率有限,信道有限,每个用户所能独享的带宽自然就会非常有限。所以,带宽共享模式已经是3G最大的软肋。
4 3G与固网的关系
这涉及互联网和电信网两个不同网络:互联网是开放的,由一台台的服务器构成,每个服务器都是网络一个节点,这种开放式的结构就决定了其自由、开放的基本精神,但由于缺乏管理层,所以互联网的另一个特点就是免费;但电信网是封闭的,是由一定层级管理构成的网络。好比是一个司令部,电信网是首长到士兵信息纵向传播,这种管理级的结构决定其可管理、可控制的基本理念,它拥有良好的计费系统,开展商业活动相当方便。基于上述原因,3G网络应该有自己独特的高回报应用,而不是一味向免费互联网方向发展。业内专家提出的手机支付,手机媒体都是基于这方面的考虑,日前中国移动高调入股浦发银行,一个重要原因就是中国移动认为手机支付在将来会有良好的发展前景。
而传统固网,作为3G的一个有效补充,一样有它独特的应用。目前的3G手机大都支持WIFI或者基于中国标准的WAPI,在没有3G网络的地方是一个不错的选择,中国电信提出的3G+W就是基于这样的考虑。
[关键词]神经网络；移动机器人；气源定位；浓度梯度
一、引言
近年来，气源定位研究吸引了众多的研究人员的注意。利用一个具有主动嗅觉定位功能的移动机器人可以探测危险气体的泄露。由于采用模拟的方式效率高而且费用低，因此我们采用模拟的方式研究移动机器人的主动嗅觉定位问题。
到目前为止，很多研究人员在该领域取得了一些成就。但是他们的机器人机构复杂，而且不能够用最优的路径找到气源[1、2、3]。在本文中，我们基于高斯烟羽模型建立了一个气体烟羽扩散模型。然后将训练好的BP神经网络引入到移动机器人中。通过使用这个智能的算法，移动机器人能够在较短的时间内找到气源。
二、在MATLAB中模拟烟羽
在本文中，我们采用数值接近的方法来生成烟羽，使用MATLAB生成烟羽扩散模型。高斯模型非常适合模拟从一个点气源扩散开来的烟羽模型。因此，本文采用高斯模型建模。由于没有考虑重力的影响，高斯烟羽模型只适用于气体密度小于空气密度的扩散模型。
三、BP神经网络
拥有高度并行结构和处理能力的人工神经网络是智能识别方法的一种。由于固有的非线性特征，人工神经网络具有逼近任何非线性映射的能力。一个经过适当训练的神经网络能够解决数学模型或描述性规则不能解决的问题。移动机器人的主动嗅觉定位即属于该类问题。
BP神经网络是一种多层正反馈神经网络，通过学习已知的样本，它能够识别未知的样本。只有一个隐含层的BP神经网络可以任意地接近任何一个在闭区间内连续的函数[4]。因此，在本文中我们采用含有一个隐含层的BP神经网络。
根据本研究，这里有五个输入节点和两个输出节点。
在BP神经网络中，隐含层节点的数量对精度的影响很大。经过多次测试，可以得到不同节点的隐含层的效果。随着隐含层节点数量的增多，BP神经网络的效果先增大然后减小。根据需要，我们选取隐含层节点的数量为4，这样就得到了结构确定的PB神经网络。
四、初步模拟和讨论
移动机器人由一种基于仿生学的BP神经网络智能烟羽跟踪算法来控制，以此跟踪模拟的气体烟羽。在模拟中，我们没有考虑机器人本身的尺寸及障碍物对烟羽扩散的影响。根据机器人的传感系统，从传感器到控制器有五个输入。其中三个来自红外传感器，另外两个分别来自离子传感器和风向传感器。a1、a2和a3分别表示机器人前方左侧、中间和右侧三个红外传感器的输出信号，b1表示离子传感器的输出信号，c1表示风向传感器的输出信号。利用采集的样本训练神经网络后，神经网络便能对未知样本作出相应的判别。下面以单障碍物环境下移动机器人跟踪气体烟羽并确定气源的模拟过程进行说明：
1、当a1=1，a2=1，a3=1，b1≤0.0972，c1=180°时，机器人前方没有障碍物，运动方向正好迎着风向并且沿着气体浓度增大的方向。此时，机器人直行。
2、当a1=1，a2=0，a3=1时，不管b1和c1为何值，机器人必须拐弯。因为此时机器人前方有障碍物，必须要避开障碍物后再继续跟踪气体烟羽。
3、当a1=1，a2=1，a3=1，b1=0.0953，c1=270°时，机器人前方没有障碍物，其所处位置的气体浓度超过设定的阀值。因此机器人转弯，继续沿着气体浓度增大的方向运动。
4、当a1=1，a2=1，a3=1，b1=0.1031，c1=225°时，机器人前方没有障碍物，但是机器人转弯，原因与3中的相同。
5、当a1=1，a2=1，a3=1，b1=0.1656，c1=135°时，机器人前方没有障碍物，但是机器人转弯，原因与3中的相同。
6、当a1=1，a2=0，a3=1，b1=1.9331，c1=180°时，机器人前方遇到障碍物，此时探测到的气体的浓度与平均浓度之比高于设定的阀值，达到气味源确认的条件，机器人找到气源，停止运动。
在模拟的环境中，机器人能够感知气体烟羽并跟踪烟羽不断地趋近气源所在的位置。机器人在寻找气源的过程中其运动轨迹并不是一条直线，这是因为在跟踪气体烟羽时机器人需要调整其朝向以保证面向气流的方向和气体浓度增大的方向。
五、结论和进一步的工作
在本文中，我们采用了数值方法来生成气体烟羽模型，在移动机器人模仿黄蜂行为的基础上利用BP神经网络提供更高效的智能算法。在该算法中，机器人在模拟的环境中感知并追踪气体烟羽，直至找到气源。但是这个模型并不完美。首先，研究人员必须熟悉MATLAB并且具有编程能力；其次，我们假设机器人和障碍物不影响烟羽的扩散。但是当机器人和障碍物较大时，这个假设并不成立。
将来，可以采用考虑了机器人和障碍物尺寸的更为真实的模拟环境及开发更为智能的算法来研究移动机器人气源定位问题。
参考文献
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【关键词】人工神经网络 路径规划 移动机器人
1 引言
在移动机器人导航技术应用过程中，路径规划是一种必不可少的算法，路径规划要求机器人可以自己判定障碍物，以便自主决定路径，能够避开障碍物，自主路径规划可以自动的要求移动机器人能够安全实现智能化移动的标志，通常而言，机器人选择的路径包括很多个，因此，在路径最短、使用时间最短、消耗的能量最少等预定的准则下，能够选择一条最优化的路径，成为许多计算机学者研究的热点和难点。
2 背景知识
神经网络模拟生物进化思维，具有独特的结构神经元反馈机制，其具有分布式信息存储、自适应学习、并行计算和容错能力较强的特点，以其独特的结构和信息处理方法，在自动化控制、组合优化领域得到了广泛的应用，尤其是大规模网络数据分析和态势预测中，神经网络能够建立一个良好的分类学习模型，并且在学习过程中优化每一层的神经元和神经元连接的每一个节点。1993年，Banta等将神经网络应用于移动机器人路径规划过程中，近年来，得到了广泛的研究和发展，morcaso等人构建利用一个能够实现自组织的神经网络实现机器人导航的功能，并且可以通过传感器训练网络，取得更好的发展，确定系统的最佳路径。神经网络拓扑结构模型可以分为：
2.1 前向网络
网络中各个神经元接受前一级的输入，并输出到下一级，网络中没有反馈，可以用一个有向无环路图表示。这种网络实现信号从输入空间到输出空间的变换，它的信息处理能力来自于简单非线性函数的多次复合。网络结构简单，易于实现。反传网络是一种典型的前向网络。
2.2 反馈网络
网络内神经元间有反馈，可以用一个无向的完备图表示。这种神经网络的信息处理是状态的变换，可以用动力学系统理论处理。系统的稳定性与联想记忆功能有密切关系。Hopfield网络、波耳兹曼机均属于这种类型。
3 基于人工神经网络的移动机器人路径规划算法
神经网络解决移动机器人路径规划的思路是：使用神经网络算法能够描述机器人移动环境的各种约束，计算碰撞函数，该算法能够将迭代路径点集作为碰撞能量函数和距离函数的和当做算法需要优化的目标函数，通过求解优化函数，能够确定点集，实现路径最优规划。神经网络算法在移动机器人路径规划过程中的算法如下：
（1）神将网络算法能够初始化神经网络中的所有神经元为零，确定目标点位置的神经元活性值，并且能够神经网络每层的神经元连接将神经元的值传播到出发点；
（2）动态优化神经网络，根据神经网络的目标节点和障碍物的具置信息，在神经网络拓扑结构中的映射中产生神经元的外部输入；
（3）确定目标值附件的神经元活性值，并且使用局部侧的各个神经元之间，连接整个神经网络，并且在各个神经元中进行传播。
（4）利用爬山法搜索当前邻域内活性值最大的神经元，如果邻域内的神经元活性值都不大于当前神经元的活性值，则机器人保持在原处不动；否则下一个位置的神经元为邻域内具有最大活性值的神经元。
（5）如果机器人到达目标点则路径规划过程结束，否则转步骤（2）。
4 基于人工神经网络的移动机器人路径规划技术展望
未来时间内，人工神经在机器人路径规划过程中的应用主要发展方向包括以下几个方面：
4.1 与信息论相融合，确定神经网络的最优化化目标解
在神经网络应用过程中，由于经验值较为难以确定，因此在神经网络的应用过程中，将神经网络看做是一个贝叶斯网络，根据贝叶斯网络含有的信息熵，确定神经网络的目标函数的最优解，以便更好的判断机器人移动的最佳路径。
4.2 与遗传算法想结合，确定全局最优解
将神经网络和遗传算法结合起来，其可以将机器人的移动环境设置为一个二维的环境，障碍物的数目、位置和形状是任意的，路径规划可以由二维工作空间一系列的基本点构成，神经网络决定机器人的运动控制规则，利用相关的神经元的传感器作用获未知环境的情况，将障碍信息和目标点之间的距离作为神经网络的输入信息，使用遗传算法完成神经网络的权值训练，神经网络的输出作为移动机器人的运动作用力，实现一个可以在未知环境中进行的机器人运动路径规划。
4.3 与蚁群算法相结合，降低搜索空间，提高路径规划准确性
为了提高神经网络的搜索准确性和提高效率，可以将蚁群算法与神经网络相互结合，蚁群算法的路径规划方法首先采用栅格法对机器人工作环境进行建模，然后将机器人出发点作为蚁巢位置，路径规划最终目标点作为蚁群食物源，通过蚂蚁间相互协作找到一条避开障碍物的最优机器人移动路径。
5 结语
随着移动机器人技术的发展，路径规划作为最重要的一个组成部分，其得到了许多的应用和发展，其在导航过程中，也引入了许多先进的算法，比如神经网络，更加优化了移动的路径。未来时间内，随着神经网络技术的改进，可以引入遗传算法、信息论、蚁群算法等，将这些算法优势结合，将会是路径规划更加准确和精确。
参考文献
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论文摘要：教师通常采用各种形式的教学方法来解决学习者的学习动机激发问题。但如何更深层次地在网络环境下激发学者的学习动机，本文拟从学习动机的内涵入手，结合网络学习环境的特点，探讨网络学习过程中学习动机的特点及其影响，讨论网络学习中学习动机的激发策略，进一步丰富和发展激发学习动机的技巧。
一、网络学习过程中学习动机的特点
由于网络学习的虚拟性、开放性、自主性，学习者的学习动机也具有不同于传统课堂学习中所测量到的特点。
（一）不确定性。课堂环境中由于固定的学习时间表、固定的学习环境和固定的人际环境，即使学习者缺乏必要的内部诱因，也能从外部获得相对稳定的学习动机。而网络学习缺乏课堂学习中的固定因素，学习者的动机主要依赖学习者的个体特征来维持，由于学习者不同的个性特征，使其学习动机具有很强的不确定性。
（二）个性化。网络学习以学习者自主学习为主，对学习动机的激发要基于学习者的个性特征，并针对不同的学习者选择不同的动机激发策略。
（三）动态性。学习动机随着学习过程的进行有着很大的变动，对学习的动机的动态信息以及相关因素进行翔实记录，便于教师和学习者根据学习过程来观察学习动机的强弱，以便进一步反思和干预学习动机，使其达到最佳状态。
二、网络学习对学习动机的负面影响
网络环境中存在海量的资源，以便学习者学习，但这种大量的资源除了满足学习者学习的需要之外，也导致了学习者的信息迷航。主要表现在漫游（wandering）、迷向（disorientation）和认知超载（cognitive overload）三个方向。对学习动机的影响主要体现在以下三个方面。
（一）消耗了学习者有限的注意力资源。西蒙曾说：“随着信息的发展，有价值的不是信息，而是你的注意力”。注意是学习过程中的重要环节，是自主学习活动赖以产生的前提。注意也是有限的资源，而网络中的学习资源却在不断地增加，如果学习者信息迷航，则大大消耗了学习者的注意力资源。
（二）学习时间的损耗。迷向和漫游在消耗学习者注意力的同时也大量占用了学习者宝贵的时间。
（三）自我效能感的降低。当学习者认知超载时，会感到自己没有能力处理繁杂的信息并获得意义时，就可能逐渐降低自己的责任感，从而变得没有能力实现任何目标。
三、网络学习中学习动机的激发策略
（一）建立可选择的课程项目以及丰富的教育资源。丰富信息技术学习环境不仅能对学习者的学习给予支持和激励，而且能使学习者的进步得到记录，学习的结果或产品得到保存。计算机网络环境下的远程学习，能模拟真实情境，使学科内容具有高度的真实性，能使学习过程更为有效。特别是超媒体能使学习者以非线性方式接触信息，超链接使学习者对相关思维链接的追踪成为可能。学习者可根据需要开发大量的深层信息，并且可以自定步调与学习材料进行双向交互，可以按照自己选择的路径学习。
课程项目可以让学生自己选择适合自己的题目，让学生从学习的开头就对该课程项目充满兴趣。同一个教学项目或者任务，可以设置不同的情境环境，让学生自己根据自己的喜好，去选择适合自己的项目。
（二）增强网络学习的交互性。在网络学习中建立一个完善的交流系统和学习支持服务系统。如：在线论坛、教学聊天室或者QQ群。能够提供学习者在线辅导、即时答疑以及进行学术上的交流。让教师和学习者、学习者和学习者之间的有良好的交流，并且在交流中学习知识、解决问题。这有助于让学习者明白自己身处一个良好的网络学习环境。
（三）学习者的自我反思和自我完善。学习者在一边进行网络的自我学习，一边对该次学习的效果进行自我反思。以此不断提高网络环境下抵制其它诱惑的自律能力，并且不断改进学习策略，以提高自我调节能力为目的。每一次自主学习结束后，都对该次自主学习的学习计划和学习效果进行对比，发现自身在自主学习过程中的不足，进行自我反思。并且每次学习之后，相信自己能力可得到提高时，心理动机将会得到激发。对下一次的自我学习更加充满信心。这是一种提高自我调节能力的重要方法，是学习者对自主学习的一种觉悟。
网络学习要求成功达到“认同—内化”的基础上，让学习者自我反思、自我规范，逐步形成自我教育的能力。一是计划反思。让学习者依据学习规范要求，结合课程学习特点，精心制订自身学习发展的奋斗目标，督促自我向既定目标挺进，不断磨砺意志，增强自我学习的信心。二是交换反思。学习者经常与同学交流，彼此取长补短，探究疑难问题，反复提取有用知识，弥补不足，以期近忧远虑得以克服。三是过程反思。学习过程通常是曲折迂回螺旋式上升的，学习过程难免有波折，故对每一个波折点的思考可以凝聚学习力，改善学习态度。凡有成就的人取得成功都是在没一个节点上的深刻反思才有灵感和觉悟，从而取得成功的。
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作者简介:邓亚平（1948-）,男,重庆人,教授,主要研究方向:计算机网络与通信、信息安全; 吴川平（1986-），男，四川巴中人，硕士研究生，主要研究方向：计算机网络与通信。
文章编号:1001-9081（2011）07-1939-05doi:10.3724/SP.J.1087.2011.01939
（重庆邮电大学 计算机科学与技术学院，重庆 400065）
（）
摘 要:“瓶颈节点”是在无线传感器网络中由于随机部署的原因产生了连接两个或是多个区域的孤立节点。由于这类节点对网络的生存周期存在着很大的影响，提出一种分布式瀑布型移动方案。该方案减少了节点移动的距离并节约了节点移动所消耗的能量，同时也减少了网络覆盖初始化的时间;通过移动一定数量的节点到“瓶颈节点”的附近来均衡节点的通信量，进而延长了整个网络的生存周期。仿真实验结果表明，该方法可以有效地提高整个网络的生存周期，均衡了节点的能量消耗，并缩短了节点重定位时间。
关键词:移动节点；瓶颈节点；能量消耗；网络生存周期
中图分类号:TP393.07文献标志码:A
Bottleneck nodes in wireless sensor networks based on mobile sensors
DENG Ya-ping，WU Chuan-ping
（College of Computer Science and Technology, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065,China）
Abstract: "Bottleneck Nodes"are those connecting two or more isolated areas because of the random deployment. Compared with other nodes, these nodes are more important to the lifetime of the whole network. The paper proposed a distributed cascading movement solution. This solution can reduce the distance and save the energy by moving nodes, and it also reduced the time to initialize the network coverage. The solution can balance the network's communications and increase the network's lifetime by moving some nodes to its proximity. The simulation results verify that the proposed solution outperforms others in terms of network lifetime, energy consumption and the time of node relocation.
Key words: mobile node; bottleneck node; energy consumption; network lifetime
0 引言
无线传感器网络是由部署在监测区域中大量的微型传感器节点组成，通过无线通信的方式形成的一个多跳自组织网络［1］，每个传感器节点具备信号采集、数据处理、互相通信的功能，直接嵌入到相应的设备或环境中，具备了很大的移动性和灵活性。基于这些优点，无线传感器网络在医疗卫生、环境监测、军事、智能家居等方面具有很高的应用价值。尤其是在无人监测或人类无法到达的恶劣环境对事件监测和事件跟踪中显示了巨大的优势，同时具备了巨大的商业价值［2］。
在实际的应用中，需要高效的节点调度算法来完成节点的部署工作，无线传感器网络中首先要完成的是节点的部署，由于节点由有限能量的电池供电，所以无线传感器网络的首要性能指标是网络的生存周期。但是由于节点部署的方式一般是通过飞机等其他一些不能人为精确控制的方式进行的，这样便产生了连接几个区域的瓶颈节点，瓶颈节点如图1所示，如果基站位于区域1，而被监测的目标位于区域2或者区域3，那么由于瓶颈节点的过早死亡而造成整个网络被割裂成多个不相连的区域。这样便造成了基站（或用户）不能够收到对目标点的检测信息，那么就可以断定网络已经死亡，并且它的死亡是由那些消耗完能量的瓶颈节点造成的，于是这些节点决定了整个网络的生存周期。
1 相关工作
瓶颈节点是一个广泛被研究的课题［3］,在互联网中的瓶颈节点是从服务质量和网络带宽的角度出发，而在无线传感器网络中是从能量的角度考虑网络的性能。文献［4］中提出了瓶颈节点的定义、节点成为瓶颈节点的概率以及如何判断一个节点为瓶颈节点的算法，最后还简要地提出了两个解决瓶颈节点造成的网络过早死亡的方案，但没有具体地实现。文献［5］提出了一种基于移动节点来延长K-覆盖网络生存周期的方案。文献［6］提出了一种基于Grid-Quorum的节点梯次移动方案，该方案采用节点同时移动到目标位置，有效地减少了网络初始化时间，减少并均衡了移动节点能量消耗。文献［7-8］提出了一种基于虚拟力模型的节点移动方案，有效地实现了节点的移动。文献［9-11］叙述了移动节点自部署方法，有效地提高了网络覆盖率。文献［12］采用了梯次移动节点的方法并在实验平台上进行了实现。本文提出了一种冗余节点发现算法，然后采用了一种分布式的瀑布型节点移动方案，通过移动部分节点到瓶颈节点的周围来分担瓶颈节点的通信量，进而减缓瓶颈节点的能耗，来延长整个网络的生存周期。
2 冗余节点
传感器节点的感知模型分为两类：布尔感知模型和概率感知模型。
布尔感知模型就是在二维的平面上，传感器节点的感知范围为一个以节点为圆心，Rs为半径的一个圆形区域。Rs为传感器节点的感知半径，由节点的物理特性设定的。假如节点s的坐标为（Xs,Ys），对于平面上的任意一定q的坐标为（Xq,Yq）,节点s检测到q处发生事件的概率为：
q（s,q）
式中：d（s,q）为q点到s点的欧拉距离［13］。
概率感知模型［14］就是根据信号衰减模型和设定的阈值，节点根据收到的信号的强度来决定是否可以正确地接收到信号。目前大多数网络覆盖问题均是采用此模型来进行研究的，在论文中采用了布尔感知模型来模拟传感器节点的感知能力。
图1 包含瓶颈节点的网络拓扑
2.1 冗余节点发现阶段
冗余节点就是该节点的覆盖区域可以完全被其邻居节点所感知，当此节点处于休眠状态时不会造成网络覆盖漏洞。判断一个节点为冗余节点的方法很多，本文采用如下的判断方法：假设所有节点具有相同的感知半径Rs，并且所有的节点都处于二维的平面上，节点i感知范围表示为s（i）,首先给出邻居节点集的定义。
定义1 邻居节点集。节点i的邻居节点集是由到节点i的欧拉距离小于或等于节点i的感知半径的节点组成的集合，用公式表示为：
N（i）{ j∈N|d（i,j）≤Rs, j≠i}
其中N（i）为节点i的邻居节点集，N为该区域的节点总数，d（i,j）为节点i到节点j的欧拉距离。
因此，对节点i来说它被视为冗余节点的条件就是：
∪j∈N（i）s（j）s（i）（1）
式（1）表示的即是节点i的感知范围为其邻居节点集感知范围的子集，式（1）同理可以表示为：
∪j∈N（i）（s（j）∩s（i））s（i）（2）
其中s（j）∩s（i）可以如图2所示，两个相邻节点的覆盖交集如图2的阴影部分所示，为了方便计算整个阴影部分的面积，设计了如图3所示的扇形区域来代替整个阴影部分的面积，因为扇形的面积可以利用圆心角和弧长来计算，节点i判断自己是否满足冗余时仅仅判断如图3所示的扇形区域。
为了进一步分析这个扇形区域，称这个扇形为辅助扇形，它的定义为：假如节点i和节点j为邻居节点，它们的感知范围分别为s（i）和s（j）,它们相交于点P1和P2,那么扇形就由半径NiP1和NiP2,弧P1P2围绕而成。Sji表示节点j在节点i的感知范围内的扇形感知区域，θji表示此扇形感知区域的圆心角。
图2 s（i）∩s（j）
图3 Sji和θji
图4 ∪j∈N（i）SjiS（i）
定理1 如果有∪j∈N（i）SjiS（i）,那么∪j∈N（i）（S（j）∩S（i））S（i）成立。
证明 （S（i）∩S（j））Sji
∪j∈N（i）（S（i）∩S（j））隆j∈N（i）Sji
∪j∈N（i）SjiS（i）
定理1证明了一个节点感知范围能够被邻居节点所覆盖的充要条件是扇形区域面积之和是否等于节点的感知范围，也就是说扇形圆心角的和是否为360°，如图4所示。如果条件∪j∈N（i）SjiS（i）满足，那么就称节点i的邻居节点可以完全代替自己完成网络覆盖，可以从图3中简单的得出圆心角：
θji2・arccos（3）
因为0
2.2 冗余节点判断阶段
为了获得邻居节点集的信息，每个节点向周围广播一个PAM（Position Advertisement Message），此信息中包含了节点的ID号和目前的位置信息，由于在此方案中仅仅考虑了离节点距离小于或是等于感知半径Rs的节点,为了节约能耗，每个节点只产生能够发送距离为感知半径Rs的能量，这样的能量控制模式保证了只有在节点感知范围内的节点才可以接受到此信息，这样大大减少了网络的通信量，避免了广播风暴，同时也实现了节能。邻居节点在收到了此消息后，将其状态标识符used的值设置为1（used为1时表示已经归属于某一个节点的邻居节点集，used为0时表示还未归属于某一个节点的邻居集），表示该节点已经为某个节点的邻居节点，不再接受另外节点发来的PAM，然后在收到PAM后节点立即返回一个含有节点位置参数的信息，发送完毕后马上转为休眠状态。发送PAM的节点在收集了邻居节点信息后，通过式（3）计算出圆心角θji。如果∑j∈N（i）θji≥360°,那么节点i就为冗余节点。
如果所有的节点同时进行判断，那么就有可能产生盲点，过程如图5所示。节点1的感知范围可以被节点2、3和4的感知范围所代替，同理节点4的感知范围可以被节点1、5和6的感知范围所代替，如果节点1和节点4同时关闭，那么就会造成如图5中（d）所示的盲点。由此设计一种状态标识的方法来解决此问题，由于节点移动方案不需要大量的冗余节点参与移动，在节点被设置为某一个节点的邻居节点后，便将邻居节点状态标识符used的值设置为1。比如节点1得到自己的邻居节点集后，节点2、3和4的状态标识符used都被设置为1，待节点2、3和4返回各自的位置信息后立刻转为休眠状态，那么节点4不再处于工作状态，它也就不再参与节点4是否为冗余节点的判断过程。
图5 生成盲点的过程
无线传感器网络中通信所消耗的能量往往比节点计算所消耗的能量要大几倍。由于邻居节点在发送了自己的位置信息后马上转为休眠状态，此方法比文献［15］中的方法更加节约了能量，因为不需要节点再次广播自己的状态信息，这样就减少了通信量，从而减少了节点的能量消耗，发现冗余节点的算法伪代码如下。
Notation：
PAM：position advertisement message
LOC（i）：location of the node i
used：the status of the node
N（i）：the neighbors of the node i
R（i）：redundant node identifier
Initialization：
For each node get their ID,LOC（i）
For each node set R（i）0,used0
Calculate the neighbor of each node N（i）
For each area：
At the node i
If node i broadcast the PAM then
For each node j which belongs to the N（i）
Node i receive it’s neighbor’s LOC（j） message
Calculate θji
If ∑j∈N（i）θji≥360° then
R（i）1
used1
If node i receive the PAM then
Ifused0 then
Send it’s LOC（j） message to the node i
used1
Ifused1 then
node i turn into off-duty status
3 节点移动方案
假设网络中节点具有相同的感知半径和通信半径，节点的通信半径和感知半径满足：Rc≥2Rs,其中Rc表示节点的通信半径，Rs表示节点的感知半径。每个区域中具有大量的移动节点［16］，而且移动节点均匀部署在各个区域中，节点在移动的过程中不会遇到障碍物，并规定每个节点只参与一种移动方案。以下所讨论的方案均是在移动节点之间进行的。
3.1 节点移动方案比较
移动一个节点到瓶颈节点的周围一般有两种移动方案，直接型移动和瀑布型移动，如图6所示。
图6 两种节点移动方案
直接型移动 直接型移动就是当冗余节点收到移动的信号后，从当前的位置直接移动到目标区域，如图6（a）所示，节点S1直接从当前的位置一次性移动到S0节点处。这种移动方案不需要网络中每个节点都具有移动性，但是由于一个节点移动了较长的距离从而导致节点到达目标区域时节点消耗了非常多的能量，并且直接移动一个节点会花费较长的时间，这样也增加了网络的初始化时延。
瀑布型移动 瀑布型移动则是在节点收到移动信号后，首先通过算法求出一个最优的节点移动方案，该方案选出了一部分满足移动条件的节点，被选中的节点全部同时移动一个较短的距离。如图6（b）所示，称节点S1为节点S2的前驱节点，节点S2为节点S1的后继节点，同理其他节点类似处理。S1移动到节点S2处，节点S2移动到节点S3处，节点S3移动到节点S0处，并且节点S1、S2和S3是同时开始移动。这种算法需要所选的节点都具有移动性，由于每个节点都移动相对较短的距离，可以均衡单个节点移动所需的能量开销，而且同时移动一个较短的距离缩短了网络初始化时间。因为冗余节点作为移动方案的第一个前驱节点，其他的节点均是代替其后继节点的位置，所以移动节点后不会对监测区域造成覆盖漏洞。
瀑布型节点移动方案是为了最小化节点移动消耗的总能量同时最大化节点剩余最少能量，但是在大多数情况下这两者之间很难同时满足，文献［6］通过仿真实验详细阐述了该问题并得出最好的平衡点就是两者差值最小的那个点。
3.2 瀑布型节点移动算法
为了得到一个最好的节点移动方案，在计算出各个区域的冗余节点之后，瓶颈节点向各个区域广播一个“HELP”信息来表示此处需要移动节点的辅助。此信息中包含了此瓶颈节点的位置信息LOC（Sb）（Sb表示瓶颈节点），在各个区域中收到此信息的节点把瓶颈节点的位置信息存储在自己的存储器中，并把瓶颈节点设为自己的后继节点，然后以收到信息的节点为源节点，构造一个无向加权图G（V,E,W）,顶点V为网络拓扑图中的节点，E为网络拓扑图中相邻节点之间的连线，W为邻节点的距离d（i,j）。对每个源节点使用改进的Dijkstra算法与冗余节点优先原则相结合的方法，便可求出一系列满足条件的节点，最后节点依据其后继节点的位置信息LOC（Si）同时移向其后继节点。
冗余节点优先原则：当节点i的邻居节点集N（i）中包含了冗余节点时，直接选择W最小的冗余节点作为下一个转节点；当邻居节点不含冗余节点时，选择邻居节点j（j∈N（i））的邻居节点集N（j）中含有冗余节点且Wij（Wij为节点i与其邻居节点j的连线的权值）最小的节点为转接点；当上面两个条件都不满足时，选择一个Wij最小的节点为下一个转接点。冗余节点优先原则可以有效地避免慢收敛的情况，以便尽早发现冗余节点，缩短网络的初始化时间。
图论中的Dijkstra算法可以构造出无向加权图中两个顶点之间的最短路径。对它进行改进，改进后的算法思想为：以区域中接收到瓶颈节点发送的“HELP”信息的非冗余节点为源点，首先从源点i的邻居集合N（i）中利用冗余节点优先原则选择邻居节点K作为转接点并将节点K的后继节点设为i，同时将K划归到标识集合S中 （初始时，S{i}）。然后对K的邻居节点集与标识集合的差集（N（k）-S）中每个节点j的Wj值进行更新；再从标识集合S中所有节点的邻居节点集的并集与标识集合S的差集（∪N（i）－S,i∈S）中利用冗余节点优先原则选择一个节点作为下一个转接点，并将最近加入到S集合中的节点标识为该节点的后继节点，同时规划到标识集合S中；重复上述过程，当转接点为冗余节点时，终止此算法。改进的Dijkstra算法和冗余节点优先原则相结合的过程描述如下，其中successor（j）i表示节点j的后继节点为i。
第1步 对每个接收到“HELP”信息的源节点i判断其是否为冗余节点，若是则successor（i）Sb,并终止算法，否则执行第2步。
第2步 初始化S{i}；Wijd（i,j）（j∈N（i））；successor（i）Sb。
第3步 使用冗余节点优先原则对j∈N（i）进行判断得到节点k，SS∪{k}；successor（k）i；若k为冗余节点，终止算法，否则执行第4步。
第4步 修改N（K）－S中的Wj值：Wjkminj∈N（k）－s{Wj,Wj+d（k,j）}。
第5步 利用冗余节点优先原则在∪N（i）－S,（i∈S） 中选定一个节点p,并将其规划到S中，SS∪{p},successor（p）k。若p为冗余节点，则终止算法，否则转第3步。
图7为一个通过上述方法得到的节点移动路径示例图，最后瓶颈节点Sb的周围增加了三个节点S1、S3、S5来辅助瓶颈节点Sb进行网络通信，这样便很好地解决了无线传感器网络中的瓶颈节点的问题，优化了网络拓扑，延长了网络生存周期，更加有助于无线传感器的实际应用。
图7 瀑布型节点移动方案示例
4 仿真实验与分析
本节给出了直接型移动与瀑布型移动两种方案节点移动的距离，节点移动后剩余的能量和节点移动到目的点所需的时间的仿真结果。仿真平台采用NS-2，假设基站位于网络拓扑图的左上角，在仿真中选择了定向扩散协议作为网络层协议［17］。
表1 仿真实验的参数设置
图8得到的是直接型移动与瀑布型移动两种方案节点移动的距离。在直接型移动方案中冗余节点直接按直线移向瓶颈节点，而瀑布型移动方案中节点则是移向其后继节点，整个瀑布型节点移动的轨迹是一条折线，通过仿真得出瀑布型节点移动的总距离大于直接型移动节点移动的距离，但是距离差值不大，同时也验证了图7所示的场景。
图8 两种方案节点移动距离比较
图9得到的是直接型移动与瀑布型移动两种方案节点的剩余能量。直接型移动方案中冗余节点单个直接移向瓶颈节点，而瀑布型移动方案中每个节点仅仅移向其后继节点并且后继节点均为其邻居节点，由此可得直接型移动方案中冗余节点移动很长的距离才能到达瓶颈节点周围，由此消耗的能量远远大于瀑布型移动方案中节点移动所消耗的能量。在图9中可以得到瀑布型移动方案中节点因移动所消耗的能量平均值约0.5J，而直接型移动方案中节点消耗的能量平均值为约4J，直接型移动方案中节点消耗的能量为瀑布型移动方案中节点消耗能量的8倍。此仿真结果证明了瀑布型移动方案在节点节能方面的优越性，它均衡了节点能量的消耗，同时提高了整个网络的生存周期。
图9 两种方案节点剩余能量比较
图10得到的是直接型移动与瀑布型移动两种方案节点移动所需的时间。直接移动是冗余节点直接移向瓶颈节点，在节点移动速度相同的条件下，由于冗余节点移动了较长的距离，所以整个网络初始化需要更长的时间；而瀑布型移动是节点同时移向其后继节点，后继节点均是在邻居节点中产生的，这样节点移动的最大的距离为传感器的感知半径Rs,由感知半径和节点移动的速度可得瀑布型节点移动所需的最长时间为15s，由图10可得瀑布型移动方案中节点移动所消耗的平均时间远小于直接型移动方案，从而缩短了整个网络的初始化时间。
图10 两种方案节点移动时间比较
5 结语
由于无线传感器网络中节点能量的有限，首先考虑如何节约能量来提高整个网络的生存周期，由于节点的随机部署导致网络中出现瓶颈节点，本文中提出一种高效的冗余节点判定算法，然后详细讨论了瀑布型节点移动方案，通过对Dijkstra算法的改进并采用冗余节点优先原则，快速得出节点移动路径。通过仿真实验对两种移动方案进行了比较，验证了瀑布型节点移动方案在解决无线传感器网络中瓶颈节点时的优越性。后期的工作为当场景中存在障碍物时节点移动方案的优化。
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