無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸性能優(yōu)化設(shè)計探究

浙江省郵電工程建設(shè)有限公司 陸于翔

一、前言

隨著社會經(jīng)濟水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)領(lǐng)域的發(fā)展迎來了更為廣闊的空間。本文從移動通信設(shè)備IP存在被盜用的現(xiàn)象、移動通信設(shè)備數(shù)據(jù)輸出的安全性較低以及無線網(wǎng)絡(luò)移動數(shù)據(jù)傳輸信息的泄露問題三個方面入手，對無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸存在的問題展開分析，同時通過對無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸原理的研究，對其傳輸性能的優(yōu)化策略提出建議。

從當(dāng)前我國通信研究領(lǐng)域的實際情況來看，在無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸方面已經(jīng)取得了不錯的成果，不論是數(shù)據(jù)傳輸還是通信方式，均向著多樣化的趨勢發(fā)展。但是隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的日益復(fù)雜化，使得無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸仍舊會受到來自外界諸多因素的影響，進而對其數(shù)據(jù)傳輸效率和傳輸安全性造成影響。這種情況下，如何針對數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)、內(nèi)容、構(gòu)架及傳輸技術(shù)進行改進成為重點任務(wù)。

二、無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸存在的安全隱患問題

對于現(xiàn)階段的信息技術(shù)發(fā)展來說，雖然移動通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展均呈現(xiàn)出良好的態(tài)勢，但是與西方發(fā)達國家相比，我國的信息技術(shù)水平還處于中間位置，而無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)的傳輸還在很大程度上受到一定的限制。通過對相關(guān)文獻資料的分析，必將圍繞影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)目陀^因素，對無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸存在的安全隱患問題進行以下總結(jié)：

第一，移動通信設(shè)備IP存在被盜用的現(xiàn)象。通過對無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)特性的分析，可以發(fā)現(xiàn)移動通信設(shè)備IP被盜用的問題主要與網(wǎng)絡(luò)安全審計以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩杂兄苯拥年P(guān)系。移動通信設(shè)備的IP被惡意盜取之后，一些不法分子可能會利用這些IP地址來冒充用戶向自己傳輸數(shù)據(jù)，造成原用戶私密數(shù)據(jù)信息的泄露，而IP地址被惡意竊取，也會增加設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率；

第二，移動通信設(shè)備數(shù)據(jù)輸出的安全性較低。一般情況下，無線網(wǎng)移動通信設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸安全性較低，主要與泛洪攻擊威脅移動通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性有關(guān)。某些不法分子會通過采用向移動通信設(shè)備終端發(fā)送大量數(shù)據(jù)和指令的方式，對無線網(wǎng)移動通信設(shè)備進行蓄意攻擊，從而使移動通信設(shè)備出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸堵塞的現(xiàn)象，增加設(shè)備內(nèi)存儲的海量數(shù)據(jù)信息蘊含的隱患，不僅會造成無線通信資源的浪費，還會進一步提升移動通信設(shè)備的掉話率和數(shù)據(jù)傳輸阻斷率，嚴重時甚至?xí)l(fā)移動互聯(lián)網(wǎng)的全面癱瘓；

第三，無線網(wǎng)絡(luò)移動數(shù)據(jù)傳輸信息的泄露問題。在無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)的傳輸過程中，移動通信需要利用無線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸工作。無線網(wǎng)絡(luò)中的短波、中波以及微波等一系列電磁波作為移動通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕据d體，不法分子主要對上述這些電磁波波段進行覆蓋，便可對數(shù)據(jù)傳輸頻率進行分析，進而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)母`取，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩栽馐艿絿乐氐耐{，甚至某些特定的通信數(shù)據(jù)還會被惡意篡改，使無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)丟失，移動通信設(shè)備的正常運行也會受到影響。比如：不法分子通過AP或者偽基站發(fā)送信息或者截取數(shù)據(jù)信息，以此來實現(xiàn)對無線網(wǎng)移動通信傳輸數(shù)據(jù)的篡改，大大降低了移動通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

三、無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?/h2>

1.網(wǎng)絡(luò)模型

在無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸過程中，完成一系列數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用原理主要在于三個階段，其中對于網(wǎng)絡(luò)模型的研究對象主要是指移動通信網(wǎng)絡(luò)中的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。在這網(wǎng)絡(luò)中，每一個移動節(jié)點集會在二維平面上隨機分布，并嚴格遵循隨機移動模式進行相關(guān)的運動。在這一過程中，每一個節(jié)點均有著獨立的單一信道，可以借助相似的標識符對節(jié)點及其地址進行標識，同時每一個節(jié)點的移動性都可以直接導(dǎo)致移動互聯(lián)網(wǎng)拓撲的頻繁更新行為。此外，如果假設(shè)所有包含的移動節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸功率基本相同，那么每一個節(jié)點的臨近節(jié)點集Θ均由臨界節(jié)點所構(gòu)成。具體公式如下：Θi={Vj：d（vi,vj）≤ρ}，其中d（vi,vj）主要代表移動節(jié)點與臨近節(jié)點之間的歐氏距離。

2.路由發(fā)現(xiàn)

在無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸過程中，當(dāng)源節(jié)點想要與目的節(jié)點完成數(shù)據(jù)傳輸時，應(yīng)該首先對緩存中是否存在存儲該路徑進行嚴格的檢查，如果不存在存儲該路徑，則表示源節(jié)點在無線移動網(wǎng)絡(luò)中播送路由請求數(shù)據(jù)包（RREQ），以此來對源節(jié)點到目的節(jié)點之間的可用路徑信息進行收集。其次，在中間節(jié)點收集到路由請求數(shù)據(jù)包（RREQ）之后，可以在數(shù)據(jù)包內(nèi)嵌入自己的傳輸?shù)刂?，同時將路由請求數(shù)據(jù)包發(fā)送給臨近節(jié)點。在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中，會一直反復(fù)重復(fù)上述過程，直到最路由請求數(shù)據(jù)包順利到達目的節(jié)點為止。最后，在目的節(jié)點位置處通過創(chuàng)建路由應(yīng)答數(shù)據(jù)包（RREP），對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所擁有的地址路徑摘要進行計算，并在此基礎(chǔ)上將對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸子路徑存儲到緩存中，由路由請求數(shù)據(jù)包相反的傳遞路徑將應(yīng)答數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。

3.數(shù)據(jù)包傳輸

無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸過程中，數(shù)據(jù)包的傳輸主要以下幾方面內(nèi)容：第一，假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸路徑為R=（V1，V2，V3，V4···，Vn），其中V1=Vs，而Vn=Vd，分別代表源節(jié)點與目的節(jié)點兩方面內(nèi)容。在經(jīng)典的DSR路由技術(shù)中，關(guān)于源節(jié)點主要涉及到請求數(shù)據(jù)包自身傳輸?shù)耐暾窂剑簿褪怯陕窂街邪闹虚g節(jié)點地址所構(gòu)成的列表；第二，在路徑中中間節(jié)點完成數(shù)據(jù)包接收之后，會存儲數(shù)據(jù)包傳輸之前的一跳節(jié)點，即：發(fā)送數(shù)據(jù)包的節(jié)點。在此基礎(chǔ)上，中間節(jié)點會對中間節(jié)點列表進行檢查，并將列表中的節(jié)點標識符進行刪除，同時將該數(shù)據(jù)包傳輸?shù)较乱惶?jié)點；第三，反復(fù)重復(fù)上述傳輸過程，直到數(shù)據(jù)包被順利傳輸?shù)侥康墓?jié)點為止，這時的路徑長度等于1[1]。

四、無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸性能的優(yōu)化策略

1.針對存儲需求方面的優(yōu)化

針對無線網(wǎng)絡(luò)移動通信數(shù)據(jù)傳輸中可能出現(xiàn)的一系列數(shù)據(jù)傳輸安全問題，為了進一步提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，為廣大用戶提供切實的保障作用，需要對無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)中的傳輸性能進行必要的優(yōu)化和改進。無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸過程中，對于存儲方面的需求是最為基礎(chǔ)的部分，所以在對其數(shù)據(jù)傳輸性能進行優(yōu)化設(shè)計時，可以從無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸中的存儲需求優(yōu)化這一方面著手。本文針對存儲需求方面優(yōu)化的算法，主要是移動節(jié)點Vi需要對自身的路由列表進行基本的維護，并對列表中的索引及其對應(yīng)的子路徑進行詳細記錄。這一過程中，路由表中的第一字段顯示為log2（η）位。在最糟糕的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)下，節(jié)點必須對由所有節(jié)點共同組成的路徑進行維護；而第二字段考慮到節(jié)點地址占32位，所以具體字段為32位，并且緩存中實際的記錄條數(shù)直接由經(jīng)過該節(jié)點的可能路徑數(shù)量決定。由此，對于無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸中存儲需求方面的優(yōu)化，可以節(jié)點路徑進行有效控制，最大程度的增加路徑傳輸信息，從而是節(jié)點的通信傳輸速度進一步提升，以便更好的滿足數(shù)據(jù)存儲與傳輸需求[2]。

2.針對傳輸延遲問題的優(yōu)化

在改進無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸中PHC-DSR算法的性能分析過程中，針對數(shù)據(jù)傳輸延遲問題的性能優(yōu)化思路如下：假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸路徑為R=（V1，V2，V3，V4···，Vn），其中V1=Vs，而Vn=Vd，并且所有節(jié)點均具備一致的硬件特性與無線接口數(shù)目。這種情況下，當(dāng)源節(jié)點所生成的數(shù)據(jù)包沿著傳輸路徑進行發(fā)送時，數(shù)據(jù)包會經(jīng)過中間節(jié)點進行傳輸，一直到數(shù)據(jù)包順利達到目標節(jié)點為止。在這一過程中，中間節(jié)點除了接收來自節(jié)點Vi的傳輸數(shù)據(jù)而來的數(shù)據(jù)包之外，還會接收到來自臨近節(jié)點所傳輸而來的更新數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)分組頭，在完成對數(shù)據(jù)分組頭相關(guān)參數(shù)的修改之后，可以將更新之后的數(shù)據(jù)包繼續(xù)傳輸給節(jié)點Vi+1。與傳統(tǒng)的DSR算法相比，PHC-DSR算法不會受到源節(jié)點在數(shù)據(jù)分組頭中嵌入路徑參數(shù)的影響，其路徑長度對于數(shù)據(jù)包大小的影響也不復(fù)存在，因此可以有效避免數(shù)據(jù)包傳輸?shù)难舆t。

3.針對通信開銷方面的優(yōu)化

PHC-DSR算法中關(guān)于無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸通信開銷方面的優(yōu)化，需要對無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸中通信開銷所需的控制信息總量進行基本的明確。一般情況下，無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸中通信開銷涉及到的控制信息會嵌入到數(shù)據(jù)分組頭，這種嵌入方式可以最大程度的為數(shù)據(jù)包的傳輸提供便利，保證數(shù)據(jù)包可以從源節(jié)點順利發(fā)送到目的節(jié)點?？刂乒?jié)點不屬于用戶信息類型，因此在實際的數(shù)據(jù)傳輸過程中，為了進一步優(yōu)化無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅埽梢酝ㄟ^壓縮控制信息的方式來進一步減輕無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸過程中的網(wǎng)絡(luò)負載，從而有效提升無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H效率。

在傳統(tǒng)的DSR算法中，關(guān)于中間節(jié)點生成單個數(shù)據(jù)包的開銷計算公式為：O=16（n-1）（n-2）,而采用PHC-DSR算法來計算中間節(jié)點生成的單個數(shù)據(jù)包開銷計算公式為：0=（n-1）log2（η）。對于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸性能而言，普遍存在著傳輸效率低和通信性能相對較低的問題，本文提出的PHC-DSR算法，可以在保證不丟失完整路徑信息的基礎(chǔ)上，最大程度的壓縮傳輸數(shù)據(jù)包的大小，從而有效降低傳輸所用時間和通信開銷[3]。

五、總結(jié)

綜上所述，無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芎脡呐c數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院蛡鬏斝视兄g的聯(lián)系。為了可以充分發(fā)揮出無線網(wǎng)移動通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H作用，可以從針對存儲需求方面的優(yōu)化、針對傳輸延遲問題的優(yōu)化以及針對通信開銷方面的優(yōu)化幾個方面進行綜合考慮。只有真正認識到數(shù)據(jù)傳輸性能優(yōu)化與改進的重要性，才能在保證數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)幕A(chǔ)上，促進我國無線網(wǎng)移動通信領(lǐng)域的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。