無線移動通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢

郭紅艷　張澤

摘 要：隨著科技水平的高速發(fā)展，無線移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也進入了發(fā)展的新時代。目前，無線移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面還存在很多問題，結(jié)構(gòu)體系也不夠完善，運行過程中還存在很多安全問題。路由是無線移動通信網(wǎng)絡(luò)中重要的基礎(chǔ)，對于保障網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的通暢具有重要意義。本文主要介紹了無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，以及對其關(guān)鍵技術(shù)的探討。

關(guān)鍵詞：無線移動通信；體系結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

1 無線移動通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分類

1.1 分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有以下兩種形式：⑴分層結(jié)構(gòu)。在分層結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的基本單位為簇。簇的組成包括一個簇頭和多個簇成員。高一層的網(wǎng)絡(luò)由這些簇頭組成。同時，對于高一層的網(wǎng)絡(luò)而言，又可以進行分簇，從而形成更高一層的網(wǎng)絡(luò)，逐漸達到最高層。分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是功能簡單，網(wǎng)絡(luò)中需要控制信息的路由數(shù)量少。缺點是維護這種結(jié)構(gòu)需要用到較復(fù)雜的簇頭選擇算法，對簇頭的負(fù)擔(dān)有時候會比較大。⑵平面結(jié)構(gòu)。平面結(jié)構(gòu)又稱為對等式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是相對簡單，不需要進行結(jié)構(gòu)方面的維護。由于所有節(jié)點的地位都是對等的，所以系統(tǒng)會更加穩(wěn)定。不過，平面結(jié)構(gòu)也存在其缺點，就是會使得網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模受到限制。

1.2 集中式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

此種結(jié)構(gòu)的特點是通常都會有一個專門節(jié)點來協(xié)調(diào)和控制其相應(yīng)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。集中式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于能量高效、設(shè)計簡單緊湊。缺點是展開比較困難，需要精確的位置和系統(tǒng)配置。

2 無線移動通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)安全路由機制及策略

2.1 作為整個網(wǎng)絡(luò)中重要既基礎(chǔ)，對于路由方面的攻擊主要有兩種形式

⑴主動型攻擊。主動攻擊分為資源消耗攻擊和路由破壞攻擊兩種，一般是指攻擊者通過各種操作，例如：刪除、復(fù)制，粘貼等，從而達到其攻擊的目的。通常會造成整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行故障。

⑵被動型攻擊。被動攻擊不需要改變正常的路由協(xié)議，只需要使用一定的設(shè)備和技術(shù)來竊取信息。這一過程大部分通過無線信息通道實現(xiàn)的，一般是很難被發(fā)現(xiàn)的，因此，不能及時的排出攻擊，可能會對用戶造成很大的損失。被動攻擊包括以下兩種類型：a流量分析。攻擊者一般會利用無線移動通信網(wǎng)絡(luò)缺乏有效的安全保護措施之一缺陷，通過一些相關(guān)的惡意節(jié)點獲取信息。利用這些惡意節(jié)點的、進行攻擊的原理是因為其自身在整個體系中的作用和位置，收集周圍各節(jié)點中的有用信息，然后經(jīng)過一定的分析，得到各種機密信息。甚至，當(dāng)出現(xiàn)多個節(jié)點相互協(xié)作的情況時，就極有可能會對整個系統(tǒng)安全運行造成嚴(yán)重的影響。b不合作行為，即指網(wǎng)絡(luò)中的一些和其他節(jié)點不能良好合作的節(jié)點，會使得整個網(wǎng)絡(luò)的運行受到嚴(yán)重的影響，降低運行的效率。

2.2 無線移動通信網(wǎng)絡(luò)體系在安全方面的目標(biāo)要求

⑴保障用戶信息的安全；⑵認(rèn)證用戶身份信息；⑶保障對信息的真實性；⑷保障完整的接收信息；⑸保障用戶能夠充分享受網(wǎng)絡(luò)所提供的服務(wù)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)安全運行機制和策略

2.3.1 消息鑒別機制

⑴數(shù)字簽名。數(shù)字簽名技術(shù)的發(fā)展是基于公鑰密碼算法的。由于采用的是公鑰結(jié)構(gòu)，所以凡是知道發(fā)送者公鑰的接收方都可以驗證數(shù)字簽名的有效性，適用于一對多的環(huán)境；

⑵消息鑒別碼。原理是通過在節(jié)點之間設(shè)置共享密鑰，在運行過程中，通過計算消息散列值來生成消息鑒別碼。優(yōu)點是設(shè)計程序容易、計算簡單、控制方便以及便于推廣運用，缺點是需要設(shè)置的密鑰數(shù)目較多，不利于系統(tǒng)的簡化。

2.3.2 聲譽機制

⑴定期的檢查節(jié)點的運行情況，合理的處理節(jié)點運行過程中存在的問題；⑵建立完善的評估體系，對系統(tǒng)中各個節(jié)點進行打分；⑶孤立網(wǎng)絡(luò)中的異常節(jié)點，防止其發(fā)揮作用。

3 無線移動通信網(wǎng)絡(luò)體系的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 第四代移動通信技術(shù)

第四代移動信息技術(shù)指的是寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)，其非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力達到了2Mbs以上。第四代移動通信主要特點包括：跨度大、覆蓋范圍廣以及精確的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等。

3.2 寬帶無線接入技術(shù)

寬帶無線接入技術(shù)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在傳輸速率高、QoS 保障、業(yè)務(wù)豐富多樣等方面。就目前來看，此種技術(shù)在全球范圍內(nèi)都是呈現(xiàn)出向高帶寬發(fā)展的趨勢。其良好的發(fā)展對于推動整個無線移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

3.3 無線局域網(wǎng)技術(shù)

無線局域網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸能力值在十幾兆至幾十兆的范圍。其優(yōu)點包括成本低、吞吐量高、簡單易用。缺點主要為：漫游性、安全性、計費方式等受到了限制，因此，對其的投入往往打不到預(yù)想的效果，影響其發(fā)展。但是，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展可能會產(chǎn)生解決此類問題的措施，發(fā)展會更加深入，為廣大客戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

[參考文獻]

[1]王華奎.移動通信原理與技術(shù).清華大學(xué)出版社.

[2]雷春娟，李承恕.移動Ad hoc網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].電信技術(shù)，2002.

[3]趙志峰，鄭少仁.Ad hoc網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究[J].網(wǎng)絡(luò)技術(shù)報，2009.

[4]英春，史美林.自組網(wǎng)環(huán)境下基于QoS的路由協(xié)議[J].計算機學(xué)報，2001.