Ⅰ 無線感測器網路面臨的挑戰有哪些
無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展，孕育出無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)，並以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革，無線感測器網路是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網路。
信息安全
很顯然，現有的感測節點具有很大的安全漏洞，攻擊者通過此漏洞，可方便地獲取感測節點中的機密信息、修改感測節點中的程序代碼，如使得感測節點具有多個身份ID，從而以多個身份在感測器網路中進行通信，另外，攻擊還可以通過獲取存儲在感測節點中的密鑰、代碼等信息進行，從而偽造或偽裝成合法節點加入到感測網路中。一旦控制了感測器網路中的一部分節點後，攻擊者就可以發動很多種攻擊，如監聽感測器網路中傳輸的信息，向感測器網路中發布假的路由信息或傳送假的感測信息、進行拒絕服務攻擊等。
對策：由於感測節點容易被物理操縱是感測器網路不可迴避的安全問題，必須通過其它的技術方案來提高感測器網路的安全性能。如在通信前進行節點與節點的身份認證;設計新的密鑰協商方案，使得即使有一小部分節點被操縱後，攻擊者也不能或很難從獲取的節點信息推導出其它節點的密鑰信息等。另外，還可以通過對感測節點軟體的合法性進行認證等措施來提高節點本身的安全性能。
根據無線傳播和網路部署特點，攻擊者很容易通過節點間的傳輸而獲得敏感或者私有的信息，如：在使用WSN監控室內溫度和燈光的場景中，部署在室外的無線接收器可以獲取室內感測器發送過來的溫度和燈光信息;同樣攻擊者通過監聽室內和室外節點間信息的傳輸，也可以獲知室內信息，從而非法獲取出房屋主人的生活習慣等私密信息。[6]
對策：對傳輸信息加密可以解決竊聽問題，但需要一個靈活、強健的密鑰交換和管理方案，密鑰管理方案必須容易部署而且適合感測節點資源有限的特點，另外，密鑰管理方案還必須保證當部分節點被操縱後（這樣，攻擊者就可以獲取存儲在這個節點中的生成會話密鑰的信息），不會破壞整個網路的安全性。由於感測節點的內存資源有限，使得在感測器網路中實現大多數節點間端到端安全不切實際。然而在感測器網路中可以實現跳-跳之間的信息的加密，這樣感測節點只要與鄰居節點共享密鑰就可以了。在這種情況下，即使攻擊者捕獲了一個通信節點，也只是影響相鄰節點間的安全。但當攻擊者通過操縱節點發送虛假路由消息，就會影響整個網路的路由拓撲。解決這種問題的辦法是具有魯棒性的路由協議，另外一種方法是多路徑路由，通過多個路徑傳輸部分信息，並在目的地進行重組。
感測器網路是用於收集信息作為主要目的的，攻擊者可以通過竊聽、加入偽造的非法節點等方式獲取這些敏感信息，如果攻擊者知道怎樣從多路信息中獲取有限信息的相關演算法，那麼攻擊者就可以通過大量獲取的信息導出有效信息。一般感測器中的私有性問題，並不是通過感測器網路去獲取不大可能收集到的信息，而是攻擊者通過遠程監聽WSN，從而獲得大量的信息，並根據特定演算法分析出其中的私有性問題。因此攻擊者並不需要物理接觸感測節點，是一種低風險、匿名的獲得私有信息方式。遠程監聽還可以使單個攻擊者同時獲取多個節點的傳輸的信息。
對策：保證網路中的感測信息只有可信實體才可以訪問是保證私有性問題的最好方法，這可通過數據加密和訪問控制來實現;另外一種方法是限制網路所發送信息的粒度，因為信息越詳細，越有可能泄露私有性，比如，一個簇節點可以通過對從相鄰節點接收到的大量信息進行匯集處理，並只傳送處理結果，從而達到數據匿名化。
拒絕服務攻擊（DoS）
專門的拓撲維護技術研究還比較少，但相關研究結果表明優化的拓撲維護能有效地節省能量並延長網路生命周期，同時保持網路的基本屬性覆蓋或連通。本節中，根據拓撲維護決策器所選維護策略
在無線感測器網路的研究中，能效問題一直是熱點問題。當前的處理器以及無線傳輸裝置依然存在向微型化發展的空間，但在無線網路中需要數量更多的感測器，種類也要求多樣化，將它們進行鏈接，這樣會導致耗電量的加大。如何提高網路性能，延長其使用壽命，將不準確性誤差控制在最小將是下一步研究的問題。
採集與管理數據
在今後，無線感測器網路接收的數據量將會越來越大，但是當前的使用模式對於數量龐大的數據的管理和使用能力有限。如何進一步加快其時空數據處理和管理的能力，開發出新的模式將是非常有必要的。
無線通訊的標准問題
標準的不統一會給無線感測器網路的發展帶來障礙，在接下來的發展中，要開發出無線通訊標准。
Ⅱ 當前無線城市有哪些解決方案
無線城市在中國的發展表現出強勁的勢頭，除了台北，香港大規模部署外，中國大陸地區的北京，上海，廣州，武漢，深圳等地也已經或准備開始無線城市建設。目前中國大陸地區無線城市建設採用的主要無線技術體制為wimax+mesh wifi，其中wimax處於無線骨幹網路，用來匯聚各個區域的流量，與有線網路連接;mesh wifi則處於無線接入層，完成終端到網路的接入，以及小范圍內無線數據的跳接。
使用mesh wifi作為無線接入層的好處在於：
1. WIFI技術產業鏈成熟，各個環節的產品種類繁多，競爭充分，產品價格便宜。
2. WIFI技術發展快，各個方面的改進技術不斷涌現並形成規范，未來演進道路清晰。
3. WIFI終端數量龐大，手機，筆記本等電子產品中內置了WIFI功能，潛在的客戶巨大，市場前景誘人。
4. MESH WIFI技術可以有效解決城市建設無線網路時遇到的落地問題，大大降低工程難度，節省建設成本，縮短建設周期。
雖然有以上好處，但是MESH WIFI建設網路還是存在一定的問題，無線信號干擾問題就是必須要考慮的問題之一。
無線城市建設的無線網路中的干擾通常來自兩個方面：
1.系統內部的自干擾：MESH WIFI回傳網路各個相鄰設備如果處於同一頻點，則設備之間可能存在一定的干擾。此類干擾可以通過小心的網路頻率規劃來避免。
2.系統外部的隨機干擾和惡意干擾：由於WIFI設備被大量的使用，以及ISM頻段上其他類型設備的大量使用，無線城市網路體系之外的信號干擾可能非常強，且表現比較隨機。為了在一定程度上規避此問題，目前無線城市建設中，普遍採用5.8G頻段作為MESH WIFI回傳頻點，2.4G頻段作為MESH WIFI覆蓋頻點。由於終端設備大多使用2.4G頻段，因此採用5.8G頻段作為回傳頻段可以減輕干擾帶來的網路穩定性問題，但是並不能從根本上解決問題。採用頻點規劃的方式來規避干擾問題缺乏靈活性和適應性，從干擾發生到問題定位再到問題解決需要耗費很大的人力，浪費寶貴的時間，最終還會嚴重影響網路的業務質量。
在傳統的2G/3G蜂窩系統中，由於系統使用的頻段為專用的頻段，需要經過政府授權，因此無線系統對於外部系統的干擾考慮不多。無線城市建設中MESH WIFI遇到的系統外干擾為大型無線網路建設的嶄新問題，必須採用創新的技術和設備來解決這個問題。
作為專注於MESH WIFI領域的專業設備廠家，上海寰創通信(GBCOM)提出了有針對性的解決方案，技術副總裁尚濤認為「干擾問題的解決可以從頻點和功率譜密度兩個方面來考慮」。外部系統要對MESH WIFI無線網路產生影響，必須要在MESH WIFI無線網路使用的頻點上產生足夠的功率譜密度。在排除惡意干擾的情況下，由於MESH WIFI回傳使用的5.8G頻段有100MHZ帶寬，一般的電子設備/干擾源來很難在這么寬的頻段內，同時發射足夠的功率形成對MESH WIFI網路的全頻段阻塞。基於這一點考慮，GBCOM的MESH設備實現了一種動態檢測和調整機制，來保證MESH WIFI使用的信道在任何時候都是干擾最小的，以確保網路的穩定性。在這種機制中，GBCOM的MESH設備動態實時檢測所有信道上的干擾情況，並對干擾進行分析和評估，選擇出相對干凈的信道。同時該機制還包括一種可靠的控制信道技術，MESH網路中的各個節點通過可靠的控制信道可以動態調整數據信道，實現各個節點中的數據信道同步切換。為了有效的避免隨機干擾源對無線網路的干擾問題，GBCOM的數據信道同步切換速度達到每秒數百次。這樣，除了可以避免隨機的無意干擾外，在一定程度上還可以有效的抵抗惡意的干擾，這些惡意的干擾很可能在一些指定的信道上發射大功率信號來干擾網路。基於這種機制，一些更高級的干擾方式也無法對網路構成有效威脅。這要歸功於數據信道的全動態調整策略，並不是象一些系統按照預先設定的跳頻順序更改信道，而是完全根據信道干擾強度和特性來調整信道。因此企圖通過分析MESH設備的跳頻順序來破解系統也是不可能的。另外，由於MESH設備具備自動跳頻的功能，無線頻點的規劃和調整也變的輕松簡單。
由於WIFI技術最初並不是基於電信運營系統要求來設計，因此直接應用到無線城市存在一些關鍵性技術問題，如果這些問題不解決將直接影響到無線城市運營的成敗。面對技術挑戰，設備提供商和運營商必須更加緊密的合作，從大規模電信運營的角度出發，解決現有的技術問題，暴露出更多沒有考慮到的潛在問題，對基於MESH WIFI技術建立的電信級運營網路進行標准化和規范化，以促進無線城市的有效部署，推動無線城市市場的成熟和繁榮。