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Lost in the ever flowing river of the Universe.
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&　　前两天重新设置了家里的无线接入点，利用接入点上的局域网接口，将原本接到光猫局域网口的台式机网线接到了接入点上。这样做是因为我怀疑光猫没有在全双工状态下工作，因为台式机和无线设备之间的文件传输协议速度始终保持在4.5~5M的瓶颈上不去却没有其他限制。重新接线后，我就顺便把接入点的无线发射参数做了调整，不过，还没来得及测试调整后的文件传输协议传输速率，连通性问题倒是先期降临。
　　表现为连接速度缓慢，无线信号时断时续，有线连接报文经常无法转发到路由器节点，平均访问速度接近于拨号水平，并且愈演愈烈。
　　开始以为是出境数据转发异常，后来发现国内网站访问同样不稳定，于是怀疑光猫故障，重置后将台式机接回光猫，连接稳定。排除光猫问题。
　　观察无线访问点情况，注意到信号灯指示状态不正常，进入光猫查看局域网口连接情况，发现无线接入点和无线设备连接状态异常，遂断定无线访问点故障，进行重置处理，路由器和访问点冷启动后工作正常。
　　重新设置无线参数，并仔细观察每一步调整并重启接入点后的无线工作情况，终于发现罪魁祸首在高级无线参数的Beacon间隔参数上。
　　查阅了技术文档，才知道自己对Beacon间隔的理解错了。在没有了解属于具体定义的情况下，错误地认为这个数值像引擎转数一样，周期越短效率越高。
　　其实，Beacon的中文叫做“信标”。与这个单词的原意相近，WiFi Beacon周期性地向WiFi装置发射“导航”信号，告诉WiFi设备“这是哪里”，“现在是什么状态”，“允许什么操作”等信息。具体而言，beacon是一个周期性发射的广播，因此地址永远为255.255.255.255 (IPv4)，报文大约50字节长，具体构成如下。
　　第一部分，包括报文头和广播地址，报文头与其他WiFi报文一样，没有特殊之处。广播地址不再赘述。
　　第二部分，报文内容，约占去报文一半长度，包含时间槽 (beacon interval)、时间戳 (timestamp)、服务状态码 (SSID)、速率 (rate)、信号传输参数集 (parameter set)、设备能力要求 (capability information)和流量映射表 (Traffic Indication Map, TIM)。时间槽影响信号扫描频率，就好比灯塔信号灯的旋转速度，速度快慢决定了单位时间内能看到信号的区域范围，类似地，时间槽决定了单位时间内接入点能够被设备扫描到的概率，当WiFi设备进入省电模式时，这个数值影响了从接入点检测到有报文要转发给设备到设备和接入点间的传输连接完全建立需要的时长。时间戳用于同步信号收发。服务状态码可以视作WiFi接入点名称。速率表示接入点允许的速率，有好几档，通常都是自动适应的。信号传输参数集决定了信号收发的具体方式，包括信道、展频、信号跳跃等等，在信号众多的情况下使用独特的参数可以增强连通性减少噪音。设备能力要求规定了连接接入点的设备应当具备哪些能力，如支持的加密方式、安全***等等。流量映射表标示了有数据等待传输的设备信息，当WiFi设备进入省电模式时，这个映射表被用来唤醒设备进入传输模式。
　　第三部分，校验和。使用循环冗余检查。
　　由此可见，信标是WiFi通信中非常重要的一种报文，它声明了基站自身的属性定义，规定了设备到基站间通信的具体方法，协调了不同工作状态下的数据传输，保障了WiFi通信的规则秩序，在发现信号、建立连接、传送数据、转换工作状态等各方面都起着基础性的作用，如果信标设置出现了问题，那么接入点就无法正常工作了。其中，时间槽的影响尤其大，一方面，如上文所讨论的，这个时间阈值的设定影响信号发现和传输，另一方面，由于信标是一个短周期、不停止的广播，所以对接入点（基站）和路由器的效率以及无线传输开支(overhead)影响较大。此外，设计上规定，报文只能在时间槽期限内传送，两个时间槽之间的短小间隙，是没有报文交换的，接入点（基站）在这个间隙全部用来进行信标有关的工作。这样看来，不正确的信标设定，尤其是时间槽设定，会致使接入点忙于发送beacon和处理收到的回应而顾不上数据的传输。
　　在之前的设定中，由于对beacon的认识是错误的，所以我也做出了错误的决定，将其减小为33ms，一秒钟发送30个beacon，达到了默认值的3倍。由于接入点和路由器本身都是运营商提供的入门级产品，不具有强大的转发能力，受到多种限制，甚至存在硬件bug，所以这一变动直接导致了无线接入点工作异常。
　　经过对beacon的学习，我认为，在接入设备数量较少，不强调并发连接数但要求连接稳、速度快的普通家庭网络下，可以适当增大beacon的间隔，减少广播频率，让接入点花更多的精力处理数据传输。当然，如果处在时刻变化的网络环境中，并且信道抢占比较严重时，可以考虑保持默认为100ms的间隔，甚至更快，以确保设备可以保持与基站的通信，不受干扰。
　　需要指出的是，默认设置为100ms的这个值，在多篇文献中均被认为是一个可以接受的设定，没有一定要修改的必要，所以如果不想折腾，完全保持beacon为默认是最好的选择。
　　经试验，在本人的家庭网络中，使用其他信号较少使用的信道4，将beacon值设定为上限999ms，依然能保证无线网络连接的稳定，所有网络应用未见异常，如果在之后的使用中发现这个新设定的时长影响到了网路连通性的话，我会同步更新这篇文章。
　　最后，有读者会问，台式机和接入点间也是有线连接啊，用的是接入点的局域网端口啊，怎么信标设置错误会导致有线连接也跟着不正常呢？***其实很简单。接入点和路由器之间的通信，是通过接入点上的“上行网口”的端口和路由器的某个局域网口之间的网线传输的，而接入点和台式机之间，是通过接入点上“管理网口”和台式机网卡之间的网线连接的，同时，无线设备接入到接入点后，也要通过到路由器的那根网线最终完成转发。也就是说，除非把通过管理网口接入的台式机也视作一种无线设备，放到无线传输的队列中一起处理，否则这个接入点就不可能让台式机和无线设备和平共处了。现在，既然因为信标设置错误导致无线报文转发异常，那么被当作无线设备对待的有线连接当让也被波及了。参考文献：
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[摘要]Beacon技术使用低功率蓝牙接入技术将信息推送到智能手机或平板电脑上。
BI中文站 4月5日报道信标（Beacon）是一款低成本的硬件产品。它体型小巧，使用低功率蓝牙接入技术将信息或信号直接推送到智能手机或平板电脑上。这款新产品很可能将改变零售商、活动组织者、企业以及教育机构与消费者之间的沟通方式。在最近发布的一份报告中，BI Intelligence解释了信标的工作原理以及如何凭借iBeacon占据了室内移动通信市场的领导地位。什么是信标（Beacon）技术？通过使用低功耗蓝牙技术（Bluetooth Low Energy，也就是通常所说的Bluetooth 4.0或者Bluetooth Smart），信标基站可以创建一个信号区域，当设备进入该区域时，相应的应用程序便会提示用户是否需要接入这个信号网络。通过能够放置在任何物体中的小型无线传感器和低功耗蓝牙技术，用户便能使用***有信标应用的智能手机来传输数据。BI Intelligence在报告中的主要发现包括：● 实体零售店和线下支付方式正在经历新一轮信标应用的冲击。多数零售店都开始采用信标基站在为消费者提供产品信息、闪购和优惠券服务，而且信标技术还加快了付款支付过程。● 消费者似乎非常乐于使用信标技术，并把它视为丰富实体店购物体验的一种有效方式。有一半的美国成年人都在实体店内使用智能手机接收信标信号，而消费者也同样在自己的家中配置了信标基站。比如，当主人回到家或刚打开房门时，信标基站就会自动发送信号打开房间内的灯光。● 然而，大范围配置信标基站也存在阻力：多重授权过程。消费者必须开启手机的蓝牙系统、接受相关应用提供的位置服务，从而才能接收到店内或室内的通知信息。● 由于苹果尚未推出iBeacon硬件产品，因此人们对iBeacon还比较陌生。苹果的iBeacon将内置于其硬件设备以及iOS 7移动操作系统中。目前，可以作为接收器和发送器的苹果iOS设备已达2亿部，但第三方设备生产商却已经自行研发出可以向苹果设备发送iBeacon信息的信标设备。● 信标基站市场之争正在逐渐升温。PayPal和都推出了各自的信标硬件设备抗衡苹果。而包括Estimote、Swirl和GPShopper在内的小型竞争对手也加入了信标管理和业务咨询的市场竞争。● 信标的应用范围将远远超出实体店。我们预计信标将被应用于覆盖整个机场和地面信号传送中心，从而将航班的起飞时间、延误情况、登机口等信息即时推送到旅客的手机上。（景隼 编译）【美国Business Insider作品（简称“作品”）的中文翻译权及中文版版权均归腾讯公司独家所有。未经腾讯公司授权许可，任何组织、机构或个人不得对作品进行中文翻译或对作品中文版本实施转载、摘编或其他任何形式的使用行为，违者腾讯公司将追究其法律责任。】
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无线传感器网络中双信道无信标实时路由协议
针对事件驱动等应用中感知数据急剧增大的高负载网络环境，提出基于无信标转发的双信道实时路由协议DBRR，该协议采用采用竞争模式与邻居表相结合的转发策略，竞争模式在线地选择有效的转发节点，并使用双信道方式缓解高负载下的网络冲突。 DBRR通过速率约束和单跳延迟约束来满足实时性，它邻居表信息是通过竞争和无线广播特性而不是信标广播方式获得。仿真结果表明，在高负载性网络中，DBRR在数据传输成功率、传输延迟、平均能耗和通信代价等方面均明显优于SPEED。
Abstract：
Presents a dual-channel beaconless real-time routing protocol, called DBRR, for high-load wireless sensor networks (WSNs). End-to-end real-time requirements are fulfilled with speed or delay constraint at each hop through integrating the contention and neighbor table mechanisms. DBRR incorporates a dual-channel paradigm to alleviate packet collisions so as to lessen energy consumption and shorten end-to-end delay in high-load networks. Comprehensive simulations are carried out and show that DBRR outperform SPEED in terms of delivery ratio, end-to-end delay, energy efficiency and communication cost in high-load networks.
HUANG Chao
作者单位：
广东技术师范学院计算机科学学院,广州,510665
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广东高校优秀青年创新人才培养计划项目
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