淺析無線通信網絡主要技術及發展前景

曲陽

（中國電信哈爾濱分公司，黑龍江 哈爾濱 150001）

無線網絡技術涵蓋的范圍很廣，既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數據網絡，也包括為近距離無線連接進行優化的紅外線技術及射頻技術。通常用于無線網絡的設備包括便攜式計算機、臺式計算機、手持計算機、個人數字助理(PDA)、移動電話、筆式計算機和尋呼機。無線技術用于多種實際用途。

1 無線通信網絡主要技術

1.1 無線自組網技術

無線自組網是無線(移動)通信和計算機網絡融合發展的產物，特點是網絡無中心、自組織、多跳傳輸，Ad Hoc網絡、無線傳感網和無線網狀網均屬于無線自組網范疇。Ad Hoc網絡是一種特殊的移動通信網絡，無需依賴預設的通信基礎設施就可以快速自動組網。它具有自組織、自愈合、無中心、多跳路由和高抗毀性等顯著特點，特別適合突發、臨時性的應急通信場合。早期的Ad Hoc網絡主要用于軍事通信領域，研究也主要集中在如何保證在多跳無線網絡環境中高效和可靠地傳送數據，在此期間眾多學者針對各種通信環境提出了大量卓有成效的信道接入協議和路由算法。隨著研究的深入和信息技術的進步，Ad Hoc網絡的應用逐漸轉向民用和商業領域，研究的內容也更為寬泛，包括網絡體系結構、分簇算法、跨層設計、QoS支持、服務發現、網絡互聯和信息安全傳輸等。與此同時，針對實際應用需求在Ad Hoc網絡技術的基礎上衍生出了其他無線自組網技術，如WSN和無線網狀網。WSN整合了Ad Hoc網絡技術、傳感器技術和分布式信息處理技術，是一種具有傳感功能的小型移動設備構造的用于收集、傳播和處理傳感信息的Ad Hoc網絡。它可以有效監控特定目標區域，及時向相關用戶發出通告，并通過對收集的傳感信息加以處理來輔助行動決策。在WSN中，多個傳感節點協作運行，并根據網絡規模和應用需求選用合適的信息處理機制和路由協議來高效完成特定的信息監測和傳輸任務。WMN也是Ad Hoc網絡在商業應用領域的發展，采用網狀拓撲結構并利用了無線骨干路由器，具有高可靠性和強自愈能力。這些技術手段各有特色，但都具有網絡自組織和協同特征，非常適合組建應急通信網絡來協調各類人員展開救援行動和應對突發事件。WSN和WMN網絡具有鮮明的技術特色和應用領域，但是從網絡自組織、多跳中繼和協同傳輸的角度講，它們都是Ad Hoc網絡技術在特定應用領域的延伸和拓展，均可歸屬于無線自組網技術領域。這些無線自組網將在應急通信場合發揮重要作用。例如，利用AdHoc網絡和WMN可以快速構建高抗毀性的應急救援網絡，協調各救援群體；同時，可以部署WSN來實時監控事發區域的各種情況，并把相關信息及時通知現場人員和上報指揮中心。

當前有關無線自組織網絡技術的研究往往關注特定網絡的各種技術問題，Ad Hoc網絡中的信道接入和路由選擇問題，WSN的信息有效傳輸問題等，沒有深入考慮無線自組織網絡之問以及無線自組網和現有網絡基礎設施之間的內在聯系和有機融合，更缺乏針對應急通信保障實際應用需求組建和維護異質應急通信網絡的系統性研究。為此，應急通信網絡的組建必須充分發揮無線自組織網絡的技術特點，設計一種有機結合有線、無線、衛星等多種通信手段的異構應急通信網絡體系，實現技術優勢互補和協作，切實解決異構網絡互聯、多業務流Q0S支持和目標定位等關鍵技術問題，從而快速組建可靠、高效、健壯的應急通信網絡，針對多種應急突發情況提供有效的通信保障。

1.2 無線通信網絡安全中的密碼技術分析

無線通信網絡的安全密碼技術是從很大程度上提高了無限通信網絡的安全性，也是保障無線通信網絡安全的重要的安全技術之一。在無線通信應用之前密碼分析者要獲得密文是非常苦難的，更別說破譯密碼。因而無線通信的廣發應用也幫助了密碼分析的發展，從而推動了密碼技術的發展。從無線通信網絡安全中經常用到的密碼技術包括用加密技術實現保密性，認證技術實現身份認證性，完整性檢測技術實現完整性，數字簽名技術實現服務不可否認性。

1.2.1 加密技術

它是一種最基本的安全機制，通過它通信明文可以被轉換成密文，而這些密文對于不知道解密密鑰的人來說是雜亂無章、不可理解的，只有知道解密密鑰的人才能恢復出原來的明文。當然，加密明文的過程也需要知道密鑰。當加密密鑰和解密密鑰相同時，這種密碼算法稱為堆成密鑰密碼算法；而加密密鑰和解密密鑰不相同的密碼算法稱為非堆成密鑰密碼。對稱密鑰密碼系統要求保密通信雙方必須事先共享一個密鑰，因而人們也稱對稱密鑰密碼系統為單鑰密碼系統。在單鑰密碼系統中，只有知道共享秘密的通信雙方才能相互通信，這不僅限制了保密通信范圍，也帶來了密鑰管理問題，但因為其容易實現，所以幾乎所有的通信網絡都采用單鑰密碼算法來保護通信內容。

1.2.2 完整性檢測技

它用于提供消息認證的安全機制。從概念上來講，完整性檢測技術類似于數據通信中的校驗位和循環校驗。在數據通信中，發送方根據通信協議生成一個消息的校驗位或循環校驗和，并將它附著在消息之后一起傳給接收方。接收方在收到消息后重新計算校驗位或循環校驗和，并將其與接收到得校驗位或循環校驗。

2 無線通信發展展望

經過多年的發展，無線局域網在技術上已經日漸成熟，應用日趨廣泛，無線局域網將從小范圍應用進入主流應用。未來無線局域網技術將更加成熟，產品性能將更加穩定，市場將持續不斷地增長，價錢將持續降低，大型設備提供商將進入這個市場，大多數企業和公司將采用無線局域網進行內部網絡建設。面對如此良好的發展前景，我國應大力推動無線局域朋技術的研究和實用化，抓住無線局域網發展的契機。這樣，不但可極大地推動國家信息化的發展進程，還將為我國信息產業和通信市場步人國際市場提供大好機遇。

3 結語

文中簡要敘述了幾種無線通信技術及發展前景，它們各有各的特點，對于一些企業來說，如果能繞過主要的無線通信運營商可以節約可觀的成本，隨著短距離無線通信技術的發展，用戶一定可以找到最合適的無線通信技術標準。從而達到最大的經濟效益和社會效益。

[1]丁飛，張西良，張世慶，楊軍.未來家庭網絡中的無線技術[J].信息技術與標準化，2006，08.