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關鍵詞:無線網絡;快捷;信息技術;發展趨勢
中圖分類號:TP393.1 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 10-0000-01
Wireless Network Technology Applications Status and Development Trend
Li Ning
(Great Wall Motor Company Limited,Baoding071000,China)
Abstract:With the rapid development of the information technology,wireless network technology with fast,efficient,flexible fabric characteristics is also more and more attentioned and achieved fast development.In this paper,the point is wireless network applications,analysis of the technical aspects of the application status,and combined with current information technology,discuss the development trend of wireless networks.
Keywords:Wireless networks;Fast;Information technology;Trends
隨著經濟的發展與科技的進步,個人數據通信技術得到飛速的發展,人們對功能強大、應用便捷的便攜式數據終端的要求也越來越高。與有線網絡相比,無線網絡具有安裝便捷、移動性強、建設成本低、可擴充性強、兼容性強以及可實現多種終端接入等優點。
一、無線網絡技術的應用現狀
(一)無線網絡的應用類型
1.無線局域網(WLAN)
使用無線網絡技術的用戶可以在任意地方創建本地的無線連接,因此能夠使用戶輕松實現隨地辦公和通信。一般情況下WLAN具有兩種工作方式,第一種是在基礎結構無線局域網中,將無線站連和無線接入點進行連接,后者主要是起紐帶作用,將無線站和現有的網絡中樞實現連接;第二種是在點對點的無線局域網中,有限區域內(如辦公室)的多個用戶在不需要訪問網絡資源的情況下,可以不通過接入點連接而直接建立臨時網絡。
2.無線廣域網(WWAN)
目前的無線廣域網技術被稱為通訊第二代系統,及2G系統。用戶通過該技術可以在遠程公用網絡或專用的網絡建立起無線連接,并實現該連接覆蓋廣大的地理區域。2G系統的組成部分主要有碼多分址(CDMA)、蜂窩式數字分組數據(CDPD)以及移動通信全球系統(GSM)。
3.無線城域網絡(WMAN)
使用無線城域網絡,用戶可以在城區的多個場所(如同一個城市的多個校園或同一校園的多個建筑之間)建立無線連接。無線城域網絡使用無線電波或紅外光波進行數據傳送,該網絡覆蓋區域較大,最遠可達50公里,因此不同地方接受的信號功率和信噪比等也會有比較大的差別。
4.無線個人網絡(WPAN)
用戶可以通過無線個人網技術為個人操作空間創建臨時的無線通訊。個人操作空間一般指以個人為中心的空間范圍,其最大距離為10米。藍牙技術是一種可以在30英尺內使用無線電波傳送數據的電纜替代技術,該數據的傳遞可以穿透墻壁、文件袋等障礙。
(二)無線網絡的應用領域
無線網絡技術作為順應信息時代而生的新技術,其應用領域在自身不斷更新發展中得到迅速擴大。一般可以將無線網絡的應用劃分為室內和室外兩種。前者主要有醫院、工廠、辦公室、商場、會議室以及證券市場等場所;室外的無線網絡應用主要有學校校園網絡、工礦企業區域信息管理網絡、城市交通信息網絡、移動通信網絡、軍事移動網絡等。
二、無線網絡技術發展趨勢
(一)WCDMA技術的未來展望
WCDMA技術是3G基本制式三大主流無線接口標準之一,該技術在提供市場前期牽引方面具有獨特的功能,更加注重了其業務能力的開發,并加以規范。在WCDMA的發展計劃中,其應該呈現一種多元化的發展模式。WCDMA還支持多呼叫功能,即可以在同一時間向多個終端提供的PS進行會話或呼叫。
(二)第4代移動通信系統(4G)
第4代移動通信系統(4G)集WLAN與3G技術于一體,其支撐高速率通信環境,并致力于不同通信技術的無縫融合,是一種寬帶接入和分布式的全企網絡。4G技術通過將不同的無線平臺及固定平臺及跨越不同頻帶的無線網絡進行無縫連接,為其提供一致性的移動計算環境,在該環境下支持200Mb/s的數據傳輸能力,能夠輕松實現數據、圖像和語音的高質量傳輸。
(三)LWAPP協議集中式WLAN應用
在3G系統環境下,WLAN網絡的設計是基于對等架構的模型,能夠使網絡管理和信息安全上存在的一些問題得到很好的解決。未來無線網絡WLAN發展中的一個重要協議LWAPP協議,是專門針對集中式WLAN環境下的無線控制器和接入點之間的開放標準通信協議,能夠對各個無線網絡廠商的設備都實現網絡接入,通過LWAPP協議可以進行無線控制器和輕量型的無線接入點之間的自由通訊。
(四)WIFI技術的應用
隨著電子信息技術的不斷發展,WIFI技術在手機、筆記本電腦等電子產品中的應用越來越廣泛,基于WIFI標準的無線網絡也成為無線組網的最新流行方式。WIFI技術通過無線電波進行數據傳輸,其覆蓋范圍廣、傳輸速度快、穩定性能好,無需布線而完全能夠滿足個人和社會信息化的需求,不受地理和區域條件的限制。
三、結論
無線網絡技術作為信息時代的新生力量,其以強大的技術功能為人們的生活和工作帶來了極大的方便,并逐漸成為人們網絡生活的主流應用。隨著無線網絡技術的發展,以3G和超3G技術為代表的無線網絡新技術將得到更大的發展,為我國信息產業和通信市場步入國際市場提供強大的技術支持和良好機遇。
參考文獻:
關鍵詞:無線通信;網絡技術;網絡安全
隨著社會的發展和不斷進步,通信已經成為人們生活中必不可少的部分,成為人們之間進行溝通和交流的主要手段。通信技術開發初期,信息的傳輸技術得到開發和應用,傳輸是通信的主要內容。不論是通過金屬線傳送信息,還是通過無線電傳遞,傳送的過程中涉及到傳送帶這一概念,傳送帶根據不同的情況有不同的要求,受到不同程度的限制。因此長期以來傳送大量信息是個難點。但是,光通信網絡技術的開發緩解了這一問題,光通信網絡技術助通信技術一臂之力,隨著現代化的發展茁壯成大。
一 通信網絡建設中不安全問題存在的特點
各種通信建設項目都存在著這樣或那樣的安全問題,通信網絡建設也不列外,其建設過程中同樣充滿了各種大大小小的風險。然而,有時僅以人的力量是無法控制這種不安全問題的不確定性的,因為它們有些是由客觀因素造成的,有些又是由人為因素造成的。我們能做的就是在建設過程中控制那些可以預見的不安全因素,把建設中的不安全因素降到最低,減少損失度,盡量保障公民與企業與國家的信息安全。通信網絡建設除具有一般網絡建設中的不安全因素的特點。
二 通信網絡建設的中存在的不安全問題
1.通信網絡建設中設備因素。
通信網絡建設過程中需要大量網絡建設本身的設備如大型交換機、服務器、光纖、光纜、電纜和相關土建的大型設備,這些與網絡計算機相關的設備的易損性也極大地影響網絡安全,同樣如果這些網絡設備本身存在質量問題,將極大關系到通信網絡建成后的通信網絡質量。
2.通信網絡建設中系統平臺問題。
如果說通信網絡建設中,硬件好比是一個人的軀體,那么軟件平臺就相當一個人的中樞神經,軟件平臺質量的好壞,包括此平臺的運行是否穩定,后續售后服務是否到位,軟件平臺是否可以升級,是否具有可持續發展性,都大大地關系到通信網絡建設中的安全問題。 另外由于目前我國通信系統所使用的軟件平臺多是商用軟件或是在商用的基礎上加以改進的, 因此源代碼的不安全性,是通信網絡建設中的一個重大的安全隱患。
3.人類或動物因素的破壞。
人為因素的破壞主要由兩部分組成,一是人類活動的無意識的偶然性的破壞,如在建筑過程中將通信網絡的光纜挖斷等;二是人們主觀性有意的破壞活動,有的甚至是一種犯罪活動,如偷挖光纜,或是因某種行業競爭進行網絡破壞,或是損害社會利益破壞通信網絡建設的一種行為。動物破壞網絡建設的安全問題一般都比較小,影響面不大,一般指被動物咬斷光纖,咬斷網線的一些偶然性的事件。
4.自然災害的影響。
近年來,地球上的自然災害頻發,如海嘯、地震、泥石流、水災、火災等,這些自然災害對通信網絡建設的損害是巨大的,有的是無法恢復的,但這一切又是現有人類的技術水平,人類的力量所不能抵抗的,在損害網絡安全的這些災害發生后,人類只能盡可能地恢復和彌補,將損失降到最小。
5.戰爭的影響。
由于現代科技的發展,現代戰爭對地球的損害幾乎是毀滅性的,戰爭離不開通信設備,也是戰爭雙方首先要破壞的設施, 因此戰爭成為通信網絡建設不安定因素和破壞者之一。
三 提高通信網絡建設安全的策略
通信網絡建設過程中,建設周期內會面臨各種各樣的安全問題,并且大量的安全問題之間存在著內在的錯綜復雜的關系,有的安全問題與外界因素交互影響,使得網絡建設的安全問題題顯得復雜化、多樣化和多層次化。我們應該在網絡建設過程中采取有力的方法手段將這些安全問題最小化,保證通信網絡建設的正常運行。
1.加強網絡建設人員管理。
通信網絡建設項目往往周期長、規模大、涉及范圍廣,人員是決定通信網絡建設項目的重要因素,項目決策人可以為項目起到好的導向和管理作用,技術人員、施工人員和具體的業務管理人員,則細致到網絡建設的各個部分,每個人的工作都影響到網絡建設的安全問題, 如,采買設備的人員采買的質量是否過關,技術人員在具體實施過程中是否認真等。
2.做好網絡建設的前期調查。
在進行通信網絡建設時,一定要做好前期的調查和分析,做出可行性方案供多方面技術人員討論, 因為通信網絡建設有著本身的特點,涉及到多個領域多個學科的多個方面, 如地質勘測,可以決定某一區域的地質是否合適鋪設光纜,是否適合建設大型機房,存放服務器等。 每個方面的調查分析都要盡量充分,將網絡建設中的任何不安全問題都考慮在內, 盡量杜絕可以防止發生的網絡建設安全問題。
3.做好防雷措施。
有些自然現象是人類無法更改的,更是望而興嘆的,通信網絡建設中一定要充分考慮這一問題,做好防雷擊的設施,防止雷擊對通信網絡、設備造成的損害。防雷設施對通信網絡非常重要,直接影響到通信網絡能否正常運行。
4.做好防災措施。
關鍵詞:無線通信;網絡技術;網絡安全
Abstract: In recent years, wireless network communication technology rapid development, and is widely used in the morning, the military and other fields. The expanding field of applications of wireless network communication technology, modern communication indicates that China has officially entered into the digital age. Become the focus of attention in the communication network technology, the rapid development of information society, network security issues. In this paper, to discuss security issues in network construction features, causes, and the corresponding measures taken.
Keywords: Wireless communication; network technology; network security
中圖分類號: TN92 文獻標識碼: A 文章編號:
現代科技的發展使得通信技術得到較快發展。在通信產業高速運行的中國,也讓人感受到通信市場競爭越來越激烈。各通信公司爭先強化通信網絡的建設工作以贏得市場份額。可以說,通信網絡的建設是保證營運商贏得市場的關鍵。然而在其建設中不可避免的出現了很多網絡安全問題,直接影響了通信網絡服務質量,降低了人們的生活安全度,甚至威脅著人們的隱私權和國家的信息安全。
1通信網絡建設中不安全問題存在的特點
各種通信建設項目都存在著這樣或那樣的安全問題,通信網絡建設也不列外,其建設過程中同樣充滿了各種大大小小的風險。然而,有時僅以人的力量是無法控制這種不安全問題的不確定性的,因為它們有些是由客觀因素造成的,有些又是由人為因素造成的。我們能做的就是在建設過程中控制那些可以預見的不安全因素,把建設中的不安全因素降到最低,減少損失度,盡量保障公民與企業與國家的信息安全。通信網絡建設除具有一般網絡建設中的不安全因素的特點外,還具有它自身獨特的的特點:
1.1 不安全因素存在客觀性
通信網絡建設中的不安全問題有著一定的客觀性, 如客觀存在對網絡有害的地質環境等。
1.2 不安全因素存在主觀性
由于社會的不安定因素的存在, 在通信網絡建設中還存在人為破壞網絡安全的主觀因素。
1.3 不安全因素存在偶然性
任何一種風險都存在著偶然性,網絡建設過程中的風險不安全因素也同樣,有時因多種其他因素引起的偶然性原因造成。
1.4 不安全因素存在必然性
在經過大量的不安全因素的事故資料研究后,我們發現通信網絡建設過程中存在著某些必然發生的不安全因素,需要我們找出規律,有效避免。
1.5 不安全因素存在可變性
在通信網絡建設過程中,各種不安全因素會隨著項目的進度而變化,因此在建設過程中的任何一個時期都要注意這些可變性的不安全因素。
2通信網絡建設的中存在的不安全問題
2.1 通信網絡建設中設備因素
通信網絡建設過程中需要大量網絡建設本身的設備如大型交換機、服務器、光纖、光纜、電纜和相關土建的大型設備,這些與網絡計算機相關的設備的易損性也極大地影響網絡安全,同樣如果這些網絡設備本身存在質量問題,將極大關系到通信網絡建成后的通信網絡質量。
2.2 通信網絡建設中系統平臺問題
如果說通信網絡建設中,硬件好比是一個人的軀體,那么軟件平臺就相當一個人的中樞神經,軟件平臺質量的好壞,包括此平臺的運行是否穩定,后續售后服務是否到位,軟件平臺是否可以升級,是否具有可持續發展性,都大大地關系到通信網絡建設中的安全問題。 另外由于目前我國通信系統所使用的軟件平臺多是商用軟件或是在商用的基礎上加以改進的, 因此源代碼的不安全性,是通信網絡建設中的一個重大的安全隱患。
2.3 人類或動物因素的破壞
人為因素的破壞主要由兩部分組成,一是人類活動的無意識的偶然性的破壞,如在建筑過程中將通信網絡的光纜挖斷等;二是人們主觀性有意的破壞活動,有的甚至是一種犯罪活動,如偷挖光纜,或是因某種行業競爭進行網絡破壞,或是損害社會利益破壞通信網絡建設的一種行為。動物破壞網絡建設的安全問題一般都比較小,影響面不大,一般指被動物咬斷光纖,咬斷網線的一些偶然性的事件。
2.4 自然災害的影響
近年來,地球上的自然災害頻發,如海嘯、地震、泥石流、水災、火災等,這些自然災害對通信網絡建設的損害是巨大的,有的是無法恢復的,但這一切又是現有人類的技術水平,人類的力量所不能抵抗的,在損害網絡安全的這些災害發生后,人類只能盡可能地恢復和彌補,將損失降到最小。
2.5 戰爭的影響
世界的總體雖然是和平的,但某些在局部地區也常常有局域性的戰爭爆發,像海灣戰爭等,各國家內也時有發生的各種不同等級不同性質的戰爭,由于現代科技的發展,現代戰爭對地球的損害幾乎是毀滅性的,戰爭離不開通信設備,也是戰爭雙方首先要破壞的設施, 因此戰爭成為通信網絡建設不安定因素和破壞者之一。
3提高通信網絡建設安全的策略
通信網絡建設過程中,建設周期內會面臨各種各樣的安全問題,并且大量的安全問題之間存在著內在的錯綜復雜的關系,有的安全問題與外界因素交互影響,使得網絡建設的安全問題題顯得復雜化、多樣化和多層次化。我們應該在網絡建設過程中采取有力的方法手段將這些安全問題最小化,保證通信網絡建設的正常運行。
3.1 加強網絡建設人員管理
通信網絡建設項目往往周期長、規模大、涉及范圍廣,人員是決定通信網絡建設項目的重要因素,項目決策人可以為項目起到好的導向和管理作用,技術人員、施工人員和具體的業務管理人員,則細致到網絡建設的各個部分,每個人的工作都影響到網絡建設的安全問題, 如,采買設備的人員采買的質量是否過關,技術人員在具體實施過程中是否認真等。
3.2 做好網絡建設的前期調查
在進行通信網絡建設時,一定要做好前期的調查和分析,做出可行性方案供多方面技術人員討論, 因為通信網絡建設有著本身的特點,涉及到多個領域多個學科的多個方面, 如地質勘測,可以決定某一區域的地質是否合適鋪設光纜,是否適合建設大型機房,存放服務器等。 每個方面的調查分析都要盡量充分,將網絡建設中的任何不安全問題都考慮在內, 盡量杜絕可以防止發生的網絡建設安全問題。
3.3 做好防雷措施
有些自然現象是人類無法更改的,更是望而興嘆的,通信網絡建設中一定要充分考慮這一問題,做好防雷擊的設施,防止雷擊對通信網絡、設備造成的損害。防雷設施對通信網絡非常重要,直接影響到通信網絡能否正常運行。
3.4 做好防災措施
包括很多方面,因為在許多自然災害面前人類是無能為力的,而地震、水災、火災這些自然災害對通信網絡的損害又是毀滅性的,針對不同的自然災害要采取不同的措施。在地震高發地區,通信網絡更為重要,同樣防震措施尤為關鍵,為了保證通信網絡與信息傳送的安全,要盡可能地將網絡建設的主要點建設在盡可能遠離地震帶的地方,在每個環節中都要做好防震措施,提升建筑特的防震等級。在水災易發地區,同樣會對通信網絡安全造成重大的損害,破壞通信網絡的正常運行,因此在一些易發水災的地區,將考慮通信網絡建設的鋪設地點,盡可能地將建設點建在地勢較高的地方,遠離水域,或是深埋地下,不易被洪水沖刷的地方。
總之,通信網絡建設的安全關系大到影響到國家、社會的政治、經濟、生活、文化的發展,小到影響到每一個人的具體生活,難以想象沒有通信網絡,在信息社會中人將如何生存,因此,提高對通信網絡建設的安全問題的重視,采取相對應的安全措施,是保證通信網絡建設的重要問題,從而確保我國擁有一個安全穩定的通信網絡環境。
參考文獻:
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【關鍵詞】 5G無線通信 關鍵技術 應用 發展
目前,4G移動通信技術得到了廣泛使用,具有通信速度快、通信容量大等優點。而5G移動通信是4G移動通信技術發展的基礎上出現的,是4G 技術的不斷完善和創新的體現,是通信領域新的里程碑,引起了各運營商的關注。5G是第五代移動通信技術的出出,大大提高了數據信息傳輸速度,高達3Gb/s,在現代社會發展中將會得到普及。
一、5G無線通信技術的優點
5G技術作為一種新型的通信網絡技術,主要將多種無線接入技術與現有無線接入技術相結合,其服務對象面向大眾,具有靈活、智能、高效和開放等特點。
1.1 數據傳輸速率提升
5G 技術作為當前最新的移動通信網絡技術,它的一個明顯優勢就是數據傳輸速度可達到每秒幾十GB,相對于4G技術來說,這是十分明顯的一個創新優勢。根據當前5G技術的應用效果來看,已經在28GHz 波段下成功的將傳輸速度達到了1Gbps,而傳統的4G技術的傳輸速率只有75Mbps,而且它也僅僅具有非對稱的超過2Mb/s 的數據傳輸能力。
1.2 兼容性好
從當前5G技術的研究和發展現狀來看,它是一個包括2G、3G、4G 等所有網絡通信技術于一體的新型無線網絡技術的全通信平臺,此外,它還涉及到Wi-Fi、NFC以及BLUETOOTH等的無線技術,因此,它的兼容性很好,這是以往通信技術所不具備的,同時這種特性也可以大大提升支付方式的安全系數。
1.3 電池使用壽命延長
5G 無線網絡通信技術在實際應用的過程中,會有很多小的任務需要應用程序持續的運行支持,而作為關鍵應用的電子郵件程序就要不斷的向服務器發送各種請求信息,以保證電子郵件的實時更新。為在5G技術下,可以自動的、快速的審核和確定出那些浪費電池電量的應用,并有效組織那些無用應用程序所的各種信息,進而減少電池電量的流失,并且也可以大大延長電池的充電周期,使其使用壽命得到進一步的提高。
二、5G無線通信的關鍵技術
2.1 多用戶大規模MIMO技術
當無線蜂窩通信技術對靈活性要求更高時,多端口輸入和多端口輸出的通信技術(MIMO)就 發揮了其應用價值。MIMO 通過加大了對發射功率的復用和通信帶寬的復用讓無線通信系統的性能更為完善。為進一步增加頻譜利用率和系統的覆蓋率,并且提高單位比特能耗利用率,一種新型的通信網絡――大規模MIMO通信網引起了人們的廣泛關注。
MIMO技術歷經了單點對單點的發展階段,以后會朝著多用戶MIMO方向發展,具體技術方案采用將多根天線置于發射端或者接收端實現,這種技術方案可以滿足現有時頻資源下,最大化空間的分集增益、空間的多路復用增益和空間陣列增益,從而對系統的容量和通信鏈路的可靠性進行提升,最終的結果使得整個通信系統的總吞吐量最大化。
但隨著用戶對通信系統的通信容量需求的不斷提升,現有的MIMO通信技術還需要進一步對容量和帶寬性能進行提升,目前主要的提升方向為優化天線尺寸以及新型排布方式。而目前,集中式排布天線的方式是研究最多的,更有學者提出融合大規模MIMO和云無線接入網,得到一種新穎的分布式大規模MIMO系統。
2.2 D2D通信
隨著社交網絡等應用的發展, 用戶的近距離數據通信需求與日俱增。但現有的蜂窩通信系統不夠靈活,對于用戶需求的實時性強和可靠性高的需求難以滿足。在5G移動通信技術中,對D2D(device to device)通信技術的研究顯得非常重要。D2D通信技術是5G移動通信的P鍵技術之一,其重要作用主要體現在對蜂窩通信系統進行了支撐和補充,使得無線數據流量的大幅度增長,降低了調備功耗,提高了系統的可靠性。
D2D最大的優勢在于可以對資源實現精簡,同時減少了外界干擾,傳輸效率進行了提升,并最終降低了傳輸成本。目前,業內人員主要研究精力集中在對D2D發送功率的控制和資源的分配等關鍵方面。對于現有的D2D技術,還需要進一步完善問題如下:無線資源管理問題;通信的可靠性和實時性;如何抗干擾。
2.3 綠色通信
5G無線通信系統與其他通信系統相比的優勢在于進一步降低能耗,從而實現更加綠色的通信。 全世界的運營商都希望能夠降低能耗,從源頭上對二氧化碳的排放量進行降低。對于綠色通信的實現,研究者們首先想到的是減少單個基站的能耗;同時,考慮從網絡調度方面展開,讓網絡能夠隨著用戶上網業務需求的變化而動態變化,實現動態資源調度和功率控制;還可以采用對網絡部署和網絡的拓撲結構方面進行優化。
國內外研究者提出了一些有效的綠色通信解決方案,如搞能效的空時資源配置 MIMO-OFDMA系統,基于CoMP的高能效譜效基站協作休眠方案;綠色共享通路保護算法;回程概念的提出等。這些方案中,由于異構網絡部署的開展,5G綠色通信的瓶頸在于回程的功耗。
三、5G無線通信技術的實際應用
3.1 在安卓系統中的應用
目前來說,大多數移動智能終端采用的系統都是以安卓為主,它是一種以Linux為基礎的自由和開放源代碼的操作系統,在移動設備中具有明顯的應用優勢。
安卓系統采用的是分層架構,主要劃分為四個層次,從高到低依次是應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層以及系統內核層。四個層次中,系統內核層采用的是5G納米核心技術,以此來完成安卓基礎性文件和硬件驅動的分離。
此外,安卓系統自身所具有的開放性特征使得其安全系數大大下降,5G納米技術所具有的保密性可以在量子密碼學的應用下增強加密等級。
3.2 在光場相機中的應用
光場相機是一種先拍照后對焦的照相設備,它的原理是在光場技術的作用下,在進行拍照時只需要進行構圖就可以了,不再需要進行對焦處理,這樣的一大好處就是可以對現有的相機拍照方式和習慣起到改善作用,它具有很好的抓拍優勢,只要被照的物體在相機的焦距范圍內,對焦點都可以在拍完之后進行隨意的選擇,前提是在拍照時焦距范圍內的所有光學信息都已經被記錄起來,因此,它自身的容量會很大,存儲一張照片可能需要至少200M的空間,這在側面就需要有更快速的傳輸速度和儲存空間做保障,而5G技術自身所具備的優勢特點正好可以滿足這一要求,此外,依據它的這一特性,它在安全防衛監控工作中的應用具有良好的前景。
四、結語
總之,隨著我國社會經濟的發展和科學技術的進步,在5G無線通信技術研究領域,將取了一定的成果。目前來說,5G網絡的核心技術體系并不完善,但運營商對其技術需求達成了一致,目前正從前期研究進入至標準制定階段。與4G通信技術相比,5G具有高速度、低時延、低功耗的優勢。相信在未來通信技術的發展過程中將會發揮著更大的作用。
參 考 文 獻
關鍵詞 移動通信;體系結構;安全機制
中圖分類號:TN91 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)01-0067-02
進入21世紀以來,人類正在向信息時代邁進,在此背景之下,無線移動通信網絡技術得到快速發展,隨著技術的不斷完善,其應用的范圍越來越廣泛,幾乎所有國家都增加了對無線移動通信網絡技術開發的投入資金,基于其快速、方便的優點,其會向更加深入的方向發展。
1 無線移動通信網絡的體系結構
無線移動通信網絡主要有以下兩種體系結構。
1)集中式網絡體系結構。此結構體系的運行和組成主要依靠基站的系統。
2)分布式網絡體系結構。其主要由組織通信系統組成,有較廣泛的分布結構。
1.1 集中式網絡體系結構
一般來講,此體系結構主要依靠一個較為精確可靠的基站運行,這就需要在安裝基站的時候精確定位,盡可能保證其覆蓋范圍廣,而且有利于數據的傳輸和收集。基站通過將地面的各條有線線路連接起來,實現數據通暢傳輸,此種體系結構設計較為簡單,運行效率高,便于管理,但是其不利于無線網絡的展開,基站的安裝要求較高,而且由于地面的有線系統的存在,可能導致一條線路的損壞引起整個系統的癱瘓。
1.2 分布式網絡體系結構
1)平面結構。在設計過程中,所有的結點都具有相同的功能和地位,結構比較簡單,源結點和目的結點有較多的聯通線路,可以實現不同的業務運用不同的路徑進行數據傳輸和接收,實現網絡體系的暢通,但是由于節點太多就會造成網絡規模的擴展受到較大影響。
2)分層結構。在分層結構中,網絡被劃分為簇。簇主要由簇頭和簇成員組成,每一級網絡結構體系可以組成一個簇,在更高一層的網絡中又可以進一步分簇,以此類推,形成一個比較系統的結構體系。在此結構體系中,每一層體系較為簡單,在管理上容易實現實時監控,可以較大幅度的減輕路由的工作量,實現數據的通暢傳輸和接收,而且維護起來較容易,費用較低。但是,體系結構中所分的層次太多,也導致在選擇簇頭算法到時候較為困難,需要設計人員進行詳細的分析,再者,簇間的數據傳輸都要經過簇頭去尋找更好的路徑,實現數據傳輸的通暢,在網絡結構規模較大時,就不容易實現精確地選擇,這樣就會造成整個系統運行不暢,效率不高。
2 安全路由機制
2.1 針對路由的攻擊
1)被動型攻擊。攻擊者在進行攻擊的時候,并沒有試圖改變正常的路由協議,只是通過一定的設備和技術竊取路由數據。由于大部分情況下使用的是無線信息通道,攻擊者的行為很難被發現,管理者也無法進行有效的監控。一般情況下,攻擊者會選擇那些路由請求較頻繁的節點進行竊聽,因為此處路由信息可能較重要,而且數據量較大,可以從中尋找更多有用的信息,一旦攻擊者得逞,就會給整個系統造成極大的危害,帶來嚴重的損失。被動攻擊主要由以下兩種模式:①不合作行為。在移動網絡中,節點之間的相互合作可以有效地提高網絡運行效率,而且有利于整個系統實現信息共享,保證數據傳輸和接收的通暢。如果在系統中存在不合作的節點,此節點就不會和其他節點進行合作(數據交流、信息交換、資源共享),相當于只接受網絡系統提供的服務而不服務,這樣就會嚴重影響整個網絡修通運行的安全,也會造成網絡運行效率大幅度降低,是一種比較隱蔽的威脅行為。就目前網絡技術的水平,還難以對此類問題進行有效的控制;②流量分析。一般的無線移動通信網都缺乏有效的安全保護措施,攻擊者就會利用網絡體系的這種缺點,通過那些惡意節點獲取較多有用的信息,因為網絡系統中的那些惡意節點會利用自身在整個體系中作用和位置,充分收集周圍節點中的信息和數據,進行有效分析獲取機密信息,如果路由中的多個節點進行協同合作,就會對整個系統造成安全影響。攻擊者如果進行有效地選擇節點進行攻擊,就會更加高效的完成攻擊過程,并獲得想要的信息。
2)主動型攻擊。主動攻擊并不是一種隱蔽盜取數據信息的手段,攻擊者主要通過修改一些程序或者插入一些影響網絡系統正常或運行的數據流對網絡進行干預,造成整個網絡系統運行不暢或者發生較嚴重的故障,所以主動攻擊容易作人員發現,并及時采取有效措施。
2.2 移動通信網絡體系的安全目標
1)能用性。廣大用戶能夠充分享受網絡所提供的服務,即使在網絡受到攻擊的時候也可以享受優質的服務。
2)機密性。就是要保障用戶的個人私密信息不外泄。
3)完整性。不管在何種情況下,網絡系統要能夠保證信息在傳輸和接收過程中不發生中斷和丟失。
4)認證。為了保證網絡通信的安全性,網絡中的節點要進行認證來確保通信對端身份的可靠性。
5)不可否認性。就是要使網絡中的節點對自己發送出的信息全程負責。
2.3 安全機制和策略
2.3.1 消息鑒別機制
1)消息鑒別碼。一般情況,可以在兩個節點之間設置一個共享密鑰K,然后在進行數據信息交換和共享的時候,通過計算消息散列(hK)值來生成和檢驗消息鑒別碼。此種方式計算簡單,設計程序較容易,且可以有效控制,便于運用到整個網絡系統中來,但是由于網絡體系中節點較多,所以需要設置的密鑰數目也較多,例如網絡中有n個節點的,就需要設置n(n-1)/2個密鑰,這不利于簡化整個系統的管理。
2)數字簽名。在網絡中,由于公鑰結構的存在,只要客戶知道公鑰密碼算法,就可以是的雙方數字簽名的有效性,數字簽名就是基于此而發展起來的。有其特點可以知道,非常適合網絡中一對多的的環境,但是因為是公鑰結構,就會使得簽名和驗證的計算量比較大,增加了網絡體系的負擔,而且如果攻擊者發送較多的假信息,就會給整個結構帶來較大的影響,大大降低了網絡運行的效率。
2.3.2 聲譽機制
由以上可以知道,在網絡結構中,常常有很多異常節點對網絡運行造成較大影響,降低了信息傳輸效率,為了更好地解決這類問題,可以建立聲譽機制,其作用主要有以下幾個方面。
1)建立合理的評估機制,將系統中的節點分類并進行打分(分為信任和不信任兩級)。
2)及時對節點進行檢查,并引導其正常工作。
3)將那些異常節點從網絡中孤立起來,不讓其在網絡中發揮作用。
3 無線移動通信網絡的關鍵技術分析
3.1 第三代移動技術
隨著移動網絡通信技術的快速發展,3G主流技術的應用越來越普遍,而且其功能也不斷完善,隨著時間的推移,必將實現大規模的發展和應用。進入21世紀以來,網絡技術和3G技術的有效結合使得網絡數據業務增幅較大,改善現有的3G技術已經成為發展的新趨勢,在此情況下,LTE技術成為了寬帶無線移動通信技術開發與產業推廣的新方向。一般認為,LTE技術是3G向4G技術過渡中的主流技術,其具有其他系統不具備的一些優勢功能,可以較大幅度提高網絡峰值速度,降低整個系統延誤的時間,而且可以對目前的網絡技術中空中對接技術進行改進,實現跨越式發展。世界上已經有一些發達國家采用此項新技術,大大改善了其網絡的通暢性能,我國也正在加緊研究,不斷改善網絡技術,引進更加先進的主流技術,以實現突破性發展。
3.2 無線局域網技術
無線局域網(WLAN)的技術標準為802.11,可實現十幾兆至幾十兆的無線接入。我國目前發展的主要是802.1lb標準的WLAN網絡,支持11Mbps的無線接入。但是無線局域網技術具有自身一些特點:漫游性、安全性、以及計費方式等限制,這就會造成投入大而收益較小,可能會挫傷一些運營商的信息,不利于其發展。然而無線局域網具有高吞吐量、低成本、簡單易用的特點,非常適合在室內熱點地區為蜂窩網分流,隨著網絡技術的不斷發展,WLAN技術的應用將會越來越廣泛和深入,在一些熱點領域發揮其優勢,充分體現網絡技術的吸引力,為廣大客戶提供更好的網絡服務。
3.3 寬帶無線接入技術
作為一項新興的寬帶無線接入技術,WiMAX具有QoS保障、傳輸速率高、業務豐富多樣等優點,并能提供面向互聯網的高速連接,數據傳輸距離最遠可達50 km。
目前,該領域在全球的發展呈現出向高帶寬快速躍進、覆蓋范圍逐步擴張的趨勢。隨著科研人員的努力,相信在不久的將來會開發出更加先進的網絡技術,進而推動整個無線移動通信產業的發展。
4 結束語
通過以上的分析可以知道,在無線移動通信網絡中,目前還存在較多的問題沒有解決,而且整個系統中有些功能也不夠完善,這些都嚴重影響了無線移動通信網絡體系的運行,也給廣大用戶帶來了一些麻煩。為了更好地解決此類問題,科研人員就需要積極與相關部門進行有效的協商,合理調配頻譜資源,實現移動通信網絡的通暢運行,更好地服務社會。在新的環境下,要充分引進和開發先進的主流技術,優化無線移動通信網絡體系,實現網絡技術的跨越式發展,爭取提供更加優質、經濟的寬帶網絡服務。
參考文獻
[1]雷春娟,李承恕.移動Ad hoc網絡及其關鍵技術[J].電信技術,2002.
關鍵詞:無線網絡技術;新課程;課程設計;仿真實踐
1引言
社會信息化、網絡化已發展到一個全民普及的高度。作為計算機技術和信息社會的核心,計算機網絡技術的發展日新月異,基于網絡技術的各種創新性應用更是層出不窮,對人們的生產、工作、學習和生活等方面產生了深遠的影響,也推動著整個社會和產業經濟高速發展。根據第83次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》,中國的網民人數已達7億。其中,手機網民占總人數的92.5%。互聯網尤其移動互聯網技術已廣泛應用于各行各業,成為人們日常生活中必不可少的基礎設施,熟悉并掌握相關技術和技能對現代工程技術人員非常重要[1]。高等學校是我國科技人才、工程技術人才培養的主力軍。為順應時代要求,高等學校緊跟社會發展的腳步,為培養適應行業性需求的高素質人才,高等學校信息技術類專業有必要適當調整、完善,進行教學內容的改革。無線網絡技術是高校教學改革的核心課程之一。據統計,截至2017年上半年,計算機專業在各高校的覆蓋面達到75%。與此形成對比的是,無線網絡技術課程在各高校的課程開設率只有15%~20%,即便開設,也只是作為選修課[2]。這說明無線網絡技術課程在未來有很大的發展空間和潛力。為此,有必要深入探討無線網絡的課程設計,為無線網絡的進一步推廣奠定基礎。
2課程設置方案
學習無線網絡技術時需要有前期預備知識,要求學生先修一些專業課程,包括計算機網絡、操作系統等。本課程的授課對象是三、四年級本科生和一年級研究生,面向的專業有網絡工程、物聯網、計算機科學與技術、通信工程、電子工程、信息安全和軟件工程等。無線網絡技術的學時安排為32個理論學時和16個實驗學時。無線網絡技術主要理論內容包括無線通信基礎、網絡仿真基礎。按照覆蓋區域劃分的無線局域網、無線城域網、無線廣域網、無線個域網和無線體域網。按照應用劃分的無線傳感器網絡、移動自組織網絡、車載自組織網絡等。無線網絡技術的實驗項目包括面向各種不同無線網絡進行的物理測量、室外組網、網絡管理、介質訪問控制/路由/傳輸協議仿真、室內定位以及智能穿戴等,由仿真和實測兩種手段進行。課外學習以深入閱讀前沿技術文獻為主,習題為輔。教學方法以講授為主,查閱資料和分組討論為輔。
3課程教學設計
3.1課堂教學
通過本課程的學習,使學生了解當前主流的無線網絡技術和發展趨勢。無線網絡技術課程首先講述無線通信技術基礎知識,包括無線網絡的體系結構和參考模型,重點學習硬件基礎——天線、無線信號傳播的損傷與衰退特性、適合無線傳輸的信號編碼方案與擴頻技術以及在無線傳輸過程中的差錯控制技術。在此基礎上,從縱橫兩條線學習各類無線網絡。縱向按照覆蓋范圍劃分的六類無線網絡:無線體域網WBAN、無線個域網WPAN、無線局域網WLAN、無線城域網WMAN、無線廣域網WWAN和無線地域網WRAN。重點學習以上各種網絡的概念、特點、應用、網絡體系結構、協議棧和主要技術。橫向按照應用劃分的3類無線網絡:移動AdHoc網絡、無線傳感器網絡WS和車載自組織網絡。重點學習這三種網絡的概念、應用領域、主要難題、關鍵技術和解決方案。通過本課程的學習,要求學生理解無線網絡的基本概念與技術,了解無線網絡的發展趨勢與動向。旨在將學生所掌握的互聯網概念和原理拓展到無線領域[3]。
3.2實驗設計
在講授理論知識的基礎上,設計了實驗環節,旨在讓學生親身實踐,將理論知識運用在實踐中解決具體問題,以加深對實際問題的理解,提高學生的動手操作能力。在傳統的驗證性實驗基礎上,為了緊跟最新學術前沿,保持技術上的領先性和前瞻性,增加了綜合性、設計性實驗。此外,考慮到無線網絡技術更新速度較快,為了引導學生掌握各種無線網絡技術的前沿動態,搜集了無線網絡與移動計算領域內最新高水平的原始文獻,如ACM、IEEE權威學術期刊。開學初將學生分組,每組10人,為其分配20~30頁的英文文獻,并要求翻譯閱讀。期末各小組派代表上臺展示和演講,對研讀的相關技術內容進行介紹、分析和討論。學生通過這項活動,既可以開闊視野,又可以鍛煉英文閱讀、翻譯、理解和演講等能力.
1 無線網絡技術的特征及優勢
當前,社會主義經濟快速發展的過程中,現代化社會創新建設的背景下,信息化技術在社會、經濟等方面發展中的應用是符合社會整體發展的必要需求,是滿足人們生產生活需求的重要做法。而就信息化建設步伐推進的過程中,能夠發現我國眾多的企業、事業單位都在全力促進自身的信息化建設水平的提升和拓展,力圖能夠通過信息化的建設在新一輪的網絡資源競爭中占據有利的地位。那么,對于企業信息化建設而言,在信息化建設的過程中,在整體統籌規劃和推進的過程中,有必要按照企業內部各個組成部門的分布,在企業全范圍內覆蓋網絡技術,促使企業工作人員能夠隨時隨地獲取與企業相關的信息,接收到關于工作的通知,而不再是局限在過去有線網絡技術給工作人員帶來的局限,企業的信息化建設中,構建以部門為基礎的網絡信息化建設部分區域是必要的發展趨勢。那么,基于這一要求的實現,無線網絡技術在企業信息化建設中的應用是必然的。無線網絡技術的應用能夠有效彌補有線網絡技術應用過程中存在的不足,對使用人員和使用工具,尤其是在當前移動客戶端在企業信息化建設中的廣泛應用等方面有著重要的優勢。而且,對于企業信息化建設來講,如果采用有線網絡技術,那么安裝人員需要做好企業內部調查,然后進行網線的布置,因此,不但加劇了信息化建設的難度和工作量,而且網線的運用對企業工作人員辦公形成了很大的限制,即企業員工必須在接有網線的計算機上進行辦公操作,這樣就會影響到企業人員的工作效率。而無線網絡技術的應用能夠極大地改變這一發展趨勢,但是無線網絡技術在應用的過程中,需要安裝人員合理地布局無線網接入點,對覆蓋范圍進行精確的計算,最終保證無線網能夠覆蓋到企業的各個角落中,而且企業員工的電子設備在介入無線網時不會受到很大的限制。此外,對于企業來講,無線網的安全性相比有線網較低,所以企業在運用無線網進行信息化建設的過程中,做好加密設置,或者隱藏無線網絡等保證自身無線網絡運用的安全,避免外來人員通過無線網絡進入企業內部,對企業的信息數據安全形成危害。整體上而言,無線網絡技術相比有線網有著重要的應用優勢,但是在實際應用的過程中,同樣必須針對其缺點進行針對性的預防,保證無線網的安全使用。
2 無線網絡技術在企業信息化建設中的應用意義
無線網絡技術在企業信息化建設中的應用主要是通過網絡組建模式建構而成的,無線網絡技術的應用能夠覆蓋到每個角落,且人員的使用具有很大的便利性,在當前政策和信息化建設的推動下,無線網絡技?g的信息化建設成為企業的首要選擇,當前大大小小的企業已經形成了密集的無線網絡群,企業無線網絡技術的應用能夠深入到企業每個員工中,通過不同的形式為企業員工提供與企業相關、與自身崗位相關的信息資料。整體上而言,無線網絡技術在企業信息化建設中的應用能夠促使企業信息化建設速度、便捷度和利用效率等方面整體提高。
3 無線網絡技術在企業信息化建設中應用
3.1 企業無線網絡技術應用的原則
3.1.1 兼容并包
企業無線網絡信息化建設的過程中,兼容并包的原則首先是無線網絡技術的開放性,即企業的每個員工都可以通過權限設置或者加密設置等接入到企業固定的無線網絡中,但是開放性要有適度的標準建設,而不是無條件的網絡技術開放。其次,則是包容性的原則,一方面企業的無線網絡技術能夠積極地適應企業信息化設備和網絡技術設備的升級改造;另一方面企業的無線網絡能夠與企業原先的網絡技術實現兼容符合,不會發生強烈的碰撞,以此整體上促進企業的信息化建設。
3.1.2 性價比最優化
企業在進行無線網絡信息化建設的過程中,能夠實現性價比最優化的原則,首先則是無線網絡技術的實用性原則,企業所選擇建設的無線網絡的技術標準和規范等必須保證復核企業的需要,不能選擇速度過慢的無線網絡技術。其次,則是無線網絡技術的經濟型原則,保證無線網絡信息化建設成本的有效控制,實用性與經濟性兩者相符合,以此保證無線網絡技術能夠被企業很好地應用。
3.2 企業無線網絡規劃需要考慮的問題
3.2.1 無縫漫游
企業無線網絡信息化建設的過程中,無縫漫游主要指的是在企業內部,通過使用移動客戶端,企業每個人員可以在相同的擴展服務區不同的基本服務區中信號隨機切換,且能夠在不同的拓展區不同的基本服務區中信息同樣能夠實現隨機的切換,且整個信號切換的時間快而短,實現無縫漫游。
3.2.2 不同類型轉發切換
無線網絡技術在企業信息化建設中的應用還應考慮到本地轉發和集中轉發之間的切換。本地轉發不經過無線控制器的數據處理,而集中轉發需要經過無線控制器的數據處理進行。且兩種轉發模式的應用有著自身的優缺點,而在使用的過程中,企業需要結合自身無線網絡覆蓋范圍和無線網絡的數據處理速度等,在本地轉發和集中轉發兩種模式之間進行選擇。
3.2.3 災備
企業信息化建設過程中,無線網絡技術的應用需要保障此種技術的完整性,避免意外情況對無線網絡產生損害和碰撞,所以需要設置一定的災備。而企業在災備應用的過程中,可以基于無線網絡技術的覆蓋范圍和建設規模,可以通過增加備份交流電(Alternating Current,AC)的方式對無線網絡設置保障屏障,以此保障無線網絡的穩定運行。
3.3 企業無線網絡規劃與實現
3.3.1 網絡拓撲結構
企業無線網絡規劃與實現需要在網絡拓撲結構建立的基礎上進行建設,但是就實際而言,當前許多企業在有線網絡建設的過程中,已經基本上建立了網絡拓撲結構。網絡拓撲結構分為核心層、匯聚層、接入層,其中核心層主要是對網絡的數據信息進行交換,核心層的存在主要是保證網絡運行的平穩安全,這一網絡結構層的建設必須做好外部網絡路由器的安全建設和科學的部署,保證經過路由器的網絡能夠準確地向覆蓋范圍傳輸,能夠很好地適用于企業的生產經營管理中。而在無線網絡拓撲結構的接入層中,接入器主要是由無線控制器AC掛接與核心交換機相連接,以此能夠通過交換機促使無線網絡信號集中、高度的轉發,能夠有效解決無線網絡技術應用過程中存在的瓶頸問題。
3.3.2 命令配置
在?o線網絡拓撲結構建設的基礎上,需要針對無線網絡進行命令的配置設置,而一般需要針對冗余AC和三層漫游進行優先配置,需要針對具體的配置層進行順序的優先配置設置,保證每層配置命令能夠很好地被無線網絡技術傳遞和轉化使用。
3.4 企業無線網絡架構應注重的問題
企業在無線網絡架構中,應注意到無線網絡技術的設置必須符合企業對無線網絡技術的覆蓋范圍,保證路由器的覆蓋設置能夠保證深入到企業生產經營管理的每個角落,而且,無線網絡的構建必須同時注重無線網絡技術應用的先進性和成熟性,既能夠保證無線網絡技術是比較先進的,短時期內不需要企業重新進行構建,但是又不能夠僅僅保證技術的先進性,而且要選擇應用不熟的無線網絡技術,避免給企業造成數據信息的交換形成不良的影響,能夠在技術先進性和成熟性之間合理的權衡,保證無線網絡技術的應用對企業信息化建設形成促進作用[2]。