無線網移動通信數據傳輸性能優化設計探究

浙江省郵電工程建設有限公司 陸于翔

一、前言

隨著社會經濟水平的不斷提高和科學技術的不斷創新，無線網移動通信數據領域的發展迎來了更為廣闊的空間。本文從移動通信設備IP存在被盜用的現象、移動通信設備數據輸出的安全性較低以及無線網絡移動數據傳輸信息的泄露問題三個方面入手，對無線網移動通信數據傳輸存在的問題展開分析，同時通過對無線網移動通信數據傳輸原理的研究，對其傳輸性能的優化策略提出建議。

從當前我國通信研究領域的實際情況來看，在無線網移動通信數據傳輸方面已經取得了不錯的成果，不論是數據傳輸還是通信方式，均向著多樣化的趨勢發展。但是隨著網絡環境的日益復雜化，使得無線網移動通信數據傳輸仍舊會受到來自外界諸多因素的影響，進而對其數據傳輸效率和傳輸安全性造成影響。這種情況下，如何針對數據傳輸的結構、內容、構架及傳輸技術進行改進成為重點任務。

二、無線網移動通信數據傳輸存在的安全隱患問題

對于現階段的信息技術發展來說，雖然移動通信數據傳輸技術和互聯網技術的發展均呈現出良好的態勢，但是與西方發達國家相比，我國的信息技術水平還處于中間位置，而無線網移動通信數據的傳輸還在很大程度上受到一定的限制。通過對相關文獻資料的分析，必將圍繞影響數據傳輸的客觀因素，對無線網移動通信數據傳輸存在的安全隱患問題進行以下總結：

第一，移動通信設備IP存在被盜用的現象。通過對無線網移動通信數據傳輸技術特性的分析，可以發現移動通信設備IP被盜用的問題主要與網絡安全審計以及數據傳輸的安全性有著直接的關系。移動通信設備的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據，造成原用戶私密數據信息的泄露，而IP地址被惡意竊取，也會增加設備出現故障的幾率；

第二，移動通信設備數據輸出的安全性較低。一般情況下，無線網移動通信設備數據傳輸安全性較低，主要與泛洪攻擊威脅移動通信數據傳輸的穩定性有關。某些不法分子會通過采用向移動通信設備終端發送大量數據和指令的方式，對無線網移動通信設備進行蓄意攻擊，從而使移動通信設備出現數據傳輸堵塞的現象，增加設備內存儲的海量數據信息蘊含的隱患，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備的掉話率和數據傳輸阻斷率，嚴重時甚至會引發移動互聯網的全面癱瘓；

第三，無線網絡移動數據傳輸信息的泄露問題。在無線網移動通信數據的傳輸過程中，移動通信需要利用無線網絡來實現相應的數據傳輸工作。無線網絡中的短波、中波以及微波等一系列電磁波作為移動通信數據傳輸的基本載體，不法分子主要對上述這些電磁波波段進行覆蓋，便可對數據傳輸頻率進行分析，進而實現對數據傳輸的竊取，因此數據傳輸的安全性遭受到嚴重的威脅，甚至某些特定的通信數據還會被惡意篡改，使無線網移動通信數據丟失，移動通信設備的正常運行也會受到影響。比如：不法分子通過AP或者偽基站發送信息或者截取數據信息，以此來實現對無線網移動通信傳輸數據的篡改，大大降低了移動通信數據傳輸的完整性。

三、無線網移動通信數據傳輸的原理

1.網絡模型

在無線網移動通信數據傳輸過程中，完成一系列數據傳輸的應用原理主要在于三個階段，其中對于網絡模型的研究對象主要是指移動通信網絡中的Ad-hoc網絡。在這網絡中，每一個移動節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的運動。在這一過程中，每一個節點均有著獨立的單一信道，可以借助相似的標識符對節點及其地址進行標識，同時每一個節點的移動性都可以直接導致移動互聯網拓撲的頻繁更新行為。此外，如果假設所有包含的移動節點的數據傳輸功率基本相同，那么每一個節點的臨近節點集Θ均由臨界節點所構成。具體公式如下：Θi={Vj：d（vi,vj）≤ρ}，其中d（vi,vj）主要代表移動節點與臨近節點之間的歐氏距離。

2.路由發現

在無線網移動通信數據傳輸過程中，當源節點想要與目的節點完成數據傳輸時，應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，則表示源節點在無線移動網絡中播送路由請求數據包（RREQ），以此來對源節點到目的節點之間的可用路徑信息進行收集。其次，在中間節點收集到路由請求數據包（RREQ）之后，可以在數據包內嵌入自己的傳輸地址，同時將路由請求數據包發送給臨近節點。在整個數據傳輸過程中，會一直反復重復上述過程，直到最路由請求數據包順利到達目的節點為止。最后，在目的節點位置處通過創建路由應答數據包（RREP），對網絡內所擁有的地址路徑摘要進行計算，并在此基礎上將對應的數據傳輸子路徑存儲到緩存中，由路由請求數據包相反的傳遞路徑將應答數據包發送出去。

3.數據包傳輸

無線網移動通信數據傳輸過程中，數據包的傳輸主要以下幾方面內容：第一，假設數據傳輸路徑為R=（V1，V2，V3，V4···，Vn），其中V1=Vs，而Vn=Vd，分別代表源節點與目的節點兩方面內容。在經典的DSR路由技術中，關于源節點主要涉及到請求數據包自身傳輸的完整路徑，也就是由路徑中包含的中間節點地址所構成的列表；第二，在路徑中中間節點完成數據包接收之后，會存儲數據包傳輸之前的一跳節點，即：發送數據包的節點。在此基礎上，中間節點會對中間節點列表進行檢查，并將列表中的節點標識符進行刪除，同時將該數據包傳輸到下一跳節點；第三，反復重復上述傳輸過程，直到數據包被順利傳輸到目的節點為止，這時的路徑長度等于1[1]。

四、無線網移動通信數據傳輸性能的優化策略

1.針對存儲需求方面的優化

針對無線網絡移動通信數據傳輸中可能出現的一系列數據傳輸安全問題，為了進一步提升數據傳輸的安全性和穩定性，為廣大用戶提供切實的保障作用，需要對無線網移動通信數據中的傳輸性能進行必要的優化和改進。無線網移動通信數據傳輸過程中，對于存儲方面的需求是最為基礎的部分，所以在對其數據傳輸性能進行優化設計時，可以從無線網移動通信數據傳輸中的存儲需求優化這一方面著手。本文針對存儲需求方面優化的算法，主要是移動節點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。在最糟糕的數據傳輸狀態下，節點必須對由所有節點共同組成的路徑進行維護；而第二字段考慮到節點地址占32位，所以具體字段為32位，并且緩存中實際的記錄條數直接由經過該節點的可能路徑數量決定。由此，對于無線網移動通信數據傳輸中存儲需求方面的優化，可以節點路徑進行有效控制，最大程度的增加路徑傳輸信息，從而是節點的通信傳輸速度進一步提升，以便更好的滿足數據存儲與傳輸需求[2]。

2.針對傳輸延遲問題的優化

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

3.針對通信開銷方面的優化

PHC-DSR算法中關于無線網移動通信數據傳輸通信開銷方面的優化，需要對無線網移動通信數據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，無線網移動通信數據傳輸中通信開銷涉及到的控制信息會嵌入到數據分組頭，這種嵌入方式可以最大程度的為數據包的傳輸提供便利，保證數據包可以從源節點順利發送到目的節點。控制節點不屬于用戶信息類型，因此在實際的數據傳輸過程中，為了進一步優化無線網移動通信數據傳輸的性能，可以通過壓縮控制信息的方式來進一步減輕無線網移動通信數據傳輸過程中的網絡負載，從而有效提升無線網移動通信數據傳輸的實際效率。

在傳統的DSR算法中，關于中間節點生成單個數據包的開銷計算公式為：O=16（n-1）（n-2）,而采用PHC-DSR算法來計算中間節點生成的單個數據包開銷計算公式為：0=（n-1）log2（η）。對于傳統的無線網移動通信數據傳輸性能而言，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上，最大程度的壓縮傳輸數據包的大小，從而有效降低傳輸所用時間和通信開銷[3]。

五、總結

綜上所述，無線網移動通信數據傳輸的性能好壞與數據傳輸的安全性和傳輸效率有著之間的聯系。為了可以充分發揮出無線網移動通信數據傳輸的實際作用，可以從針對存儲需求方面的優化、針對傳輸延遲問題的優化以及針對通信開銷方面的優化幾個方面進行綜合考慮。只有真正認識到數據傳輸性能優化與改進的重要性，才能在保證數據安全傳輸的基礎上，促進我國無線網移動通信領域的持續穩定發展。