時間：2023-03-22 17:44:50
序論：在您撰寫網(wǎng)絡通信技術論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
4G移動網(wǎng)絡通信技術相比于3G具有很強的優(yōu)越性，首先4G通信技術速度更加的快，第二代移動通信系統(tǒng)最高的傳輸速率是32kbps,第三代組高速率為2mbps，經(jīng)專家科學預測第四代移動通訊技術最高可達100mbps速度。其次，4G移動網(wǎng)絡通信技術將實現(xiàn)高質(zhì)量多媒體通信，第四代移動網(wǎng)絡通信技術比第三代覆蓋范圍更廣，質(zhì)量更高，更能滿足人們對高分辨率的多媒體需要。最后，能夠為客戶提供多樣化的增值服務，4G是利用正教多任務分頻技術來實現(xiàn)數(shù)字音頻廣播等多樣化的增值服務，能夠更好地滿足使用者的多樣化的需要。
二、4G移動通信技術的安全缺陷
1、安裝的應用程序存在安全漏洞。
現(xiàn)階段網(wǎng)絡技術還處于不成熟階段，軟件中存在著許多的安全漏洞，網(wǎng)絡瀏覽器和其他應用程序很容易出現(xiàn)故障。很多人對4G網(wǎng)絡認識不清，對4G移動通信安全系統(tǒng)不了解，不正常的操作極易出現(xiàn)系統(tǒng)問題和死機現(xiàn)象導致信息的不安全和不完整。
2、病毒的破壞。
4G移動網(wǎng)絡通信技術雖然有很多的優(yōu)勢，但它也跟其他網(wǎng)絡一樣懼怕病毒。病毒是安全系統(tǒng)的蛀蟲，當病毒入侵網(wǎng)絡系統(tǒng)后后不僅僅會對電腦網(wǎng)絡的傳輸途徑造成很大的破壞，而且會導致信號傳播中出現(xiàn)亂碼，妨礙信息的正確傳遞。
3、黑客的入侵。
黑客是指擁有高級知識的程序編輯人員，并且通過編程序來操作系統(tǒng)，利用電腦系統(tǒng)存在的漏洞非法的侵入他人系統(tǒng)，盜取他人的信息資料，非法獲得自身所需要的東西的人。黑客的入侵通常會導致系統(tǒng)安全的破壞，使他人利益損壞，對他人造成危害。
三、完善4G移動通信技術
4G系統(tǒng)是一個業(yè)務多種多樣的異構網(wǎng)絡，現(xiàn)有的3G安全方案加/解密匙的方法并不適用于4G系統(tǒng)。4G安全系統(tǒng)將是一種輕量的具有復合特點的能夠重復配置的系統(tǒng)。僅僅有防范和檢查作用的安全系統(tǒng)是不能完全保衛(wèi)系統(tǒng)的安全的，建立能夠?qū)Σ《居幸欢ǖ牡钟芰妥詣踊貜湍芰Π踩到y(tǒng)是非常必要的。所有的系統(tǒng)都會有一定的缺陷，一旦發(fā)生了信息的泄露將產(chǎn)生不可挽回的災難性的損失。人為的缺失和自然災害都會對網(wǎng)絡系統(tǒng)，造成毀滅性的災害。要在4G移動通信系統(tǒng)中加入系統(tǒng)容災技術，一些自然災害雖然會對通信系統(tǒng)產(chǎn)生危害但是在災難過后就能快速準確的恢復原有數(shù)據(jù)，保衛(wèi)系統(tǒng)安全。作為最后數(shù)據(jù)屏障的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，不能有失誤。要想保障數(shù)據(jù)不出現(xiàn)差錯，數(shù)據(jù)容災要選用兩個存儲器，這兩個存儲器內(nèi)保存的內(nèi)容雖然一致，但是他們兩個相互獨立一個出現(xiàn)問題不會直接影響另外一個，這兩個儲存器一個放在本地另外一個放在異地。它們通過IP連接在一起，是一個具有完整性、準確性、安全性的容災系統(tǒng)，二者同時為為本地的服務器服務，同時使用。要不斷地完善4G通信系統(tǒng)，無論是系統(tǒng)的硬件還是軟件都要全面升級，不斷地提升系統(tǒng)的安全性能。
四、小結(jié)
1.1、傳輸速率大幅提升5G作為最新的移動通信網(wǎng)絡技術，其傳輸速度預計可達到幾十GB/s，整部超高畫質(zhì)電影在5G網(wǎng)絡通信中可在1s之內(nèi)下載完成。目前5G網(wǎng)絡已經(jīng)成功在28GHz波段下將傳輸速度達到1Gbps，而通常情況下4G的傳輸速率只有75Mbps，下行鏈路速度為100mbps，上行鏈路速度為30mbps，并且它只具有非對稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。三星電子公司利用64個天線單元的自適應陣列傳輸法達到了這一要求。這就意味著在5G網(wǎng)絡中可以利用智能終端分享3D電影和游戲，享受超高畫質(zhì)，這對于4G網(wǎng)絡通訊技術來說幾乎是不可能完成的任務。
1.2、5G具備高兼容性5G處在社會發(fā)展的前沿，根據(jù)目前世界各國對于5G技術的研究和發(fā)展的方向，5G通信技術是一個囊括4G、3G、2G等所有網(wǎng)絡通信技術特長于一身，還包括了Wi-Fi、NFC、BLUETOOTH等無線網(wǎng)絡技術的全能通信平臺。超強的兼容性使得5G網(wǎng)絡成為時代最先進的網(wǎng)絡通信技術，它的高兼容性是4G網(wǎng)絡無法比擬的，5G網(wǎng)絡通信技術可以擁有安全的支付方式，這必將會取代當前流行的4G網(wǎng)絡通信方式。
1.3、5G可以實現(xiàn)多制式、多模式的結(jié)合目前2G、3G、4G以及WLAN等無線通訊系統(tǒng)共存于社會，運營商難以靈活選擇合適的網(wǎng)絡和提供適合用戶的服務。多制式與多模式協(xié)調(diào)發(fā)展成為5G要達到的一個重要的目標。移動通訊業(yè)并不是新技術徹底取代舊技術，這就造成多種網(wǎng)絡通訊方式并存的局面。5G不同于4G的相對獨立的存在，它可以提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理框架，也就是MRM（多制式協(xié)同管理），用合適的網(wǎng)絡對不同的業(yè)務數(shù)據(jù)進行處理，同時5G網(wǎng)絡也可以實現(xiàn)TDD與FDD的融合，根據(jù)相互負載狀況，提供合適的服務基站等等。
1.4、電池使用壽命延長5G網(wǎng)絡通信技術在應用時會有很多較小的任務需要應用程序不停歇地運行，電子郵件應用程序會反反復復向服務器發(fā)送請求信息，以更新電子郵件的接收工作。5G移動網(wǎng)絡會自動利用快速的網(wǎng)絡傳輸速度審核、甄別那些可能蠶食電池電量的短小信息，可以有效地阻止一些無用的程序所的信息，保證電池的充足電量，也可以延緩電池充電周期，延長其使用壽命。這比當前應用的4G網(wǎng)絡更具備應用的現(xiàn)實性。
2、5G網(wǎng)絡通信技術應用前景分析
2.1、滿足人們對高速傳輸?shù)男枨竽壳笆澜缡謾C用戶已經(jīng)突破50億，全球的網(wǎng)民也達到20億，人們對于無線網(wǎng)絡通訊的要求也是逐年攀升，對網(wǎng)絡傳輸速率自然也提出了更高的要求。當前3G、4G網(wǎng)絡傳輸速率均低于1GBps，也僅支持三維立體圖像的傳輸，而5G網(wǎng)絡通信支持利用終端傳輸?shù)?D電影和超高清視頻，龐大的存儲空間以及迅猛的傳播速度等特點必將促使5G網(wǎng)絡有朝一日可以成為社會應用的主流通信技術。
2.2、合理控制成本如果要求一項應用技術被人們廣泛接受并使用，那么這項技術就一定要有一個合理的價格。可以預料到，5G會成為移動通信最主要的應用技術，數(shù)據(jù)通信業(yè)將進一步發(fā)展。但隨之而來的是流量使用量的暴漲，據(jù)預測，2015年中國人對頻譜的需求量大約在570～690MHz，現(xiàn)在的頻譜明顯不足以支撐龐大的需求。如果大規(guī)模從境外引進，那么成本就會大幅提高，人們就會傾向于成本更低的3G與4G通信技術，這樣反而不利于5G網(wǎng)絡通信的推廣。合理控制成本，成為5G技術研發(fā)要解決的一個重要問題。
在利益的驅(qū)使下，部分不法分子企圖通過不合法的網(wǎng)絡系統(tǒng)攻擊方式對網(wǎng)絡通信進行人為的攻擊從而獲取大量的網(wǎng)絡資源。這些“黑客”的攻擊不僅出現(xiàn)在商業(yè)管理終端等能夠獲取大量經(jīng)濟利益的領域，甚至還可能出現(xiàn)在個人的計算機中獲取個體用戶的信息，給用戶的信息安全造成重大隱患。應該客觀認識的是，我國網(wǎng)絡通信在人們生活水平不斷提升及通信方式變革的背景下發(fā)展速度一日千里，但是作為保障的信息安全維護工作卻與網(wǎng)絡通信的發(fā)展現(xiàn)狀存在較大差距。再加上網(wǎng)絡通信管理部門對于網(wǎng)絡通信信息安全認識不足、網(wǎng)絡通信管理制度不健全等問題也加劇了網(wǎng)絡通信信息安全隱患，甚至給整個互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)帶來安全隱患，給不法分子以利用的機會。正是基于當前我國網(wǎng)絡通信中信息安全的嚴峻現(xiàn)狀及在這一過程中所出現(xiàn)問題的原因，筆者認為，不斷加強網(wǎng)絡通信技術革新與網(wǎng)絡通信制度建設，充分保障網(wǎng)絡通信信息安全是時展的必然要求。
2保障網(wǎng)絡通信信息安全的途徑
2.1充分保障用戶IP地址
由于黑客對用戶網(wǎng)絡通信的侵入與攻擊大都是以獲取用戶IP地址為目的的，因此，充分保障用戶的IP地址安全是保護用戶網(wǎng)絡通信安全的重要途徑。用戶在使用互聯(lián)網(wǎng)時也要特別注意對自身IP地址的保護，通過對網(wǎng)絡交換機的嚴格控制，切斷用戶IP地址通過交換機信息樹狀網(wǎng)絡結(jié)構傳遞被透露的路徑；通過對路由器進行有效的隔離控制，經(jīng)常關注路由器中的訪問地址，對非法訪問進行有效切斷。
2.2完善信息傳遞與儲存的秘密性
信息傳遞與信息儲存的兩個過程是當前給網(wǎng)絡通信信息安全造成隱患的兩個主要途徑，在網(wǎng)絡信息的存儲與傳遞過程中，黑客可能會對信息進行監(jiān)聽、盜用、惡意篡改、攔截等活動以達到其不可告人目的的需求。這就要求用戶在使用網(wǎng)絡通信技術時要對網(wǎng)絡信息的傳遞與儲存環(huán)節(jié)盡量進行加密處理，保證密碼的多元化與復雜性能夠有效甚至從根本上解決信息在傳遞與儲存環(huán)節(jié)被黑客攻擊利用的威脅。當前在網(wǎng)絡通信過程中用戶可以選擇自身合適的加密方式對自身的信息進行加密處理，而網(wǎng)絡維護工作者也要根據(jù)實際情況加強對信息的加密設置。
2.3完善用戶身份驗證
對用戶的身份進行有效的驗證是保障網(wǎng)絡通信信息安全的另一條重要途徑。在進行網(wǎng)絡通信之前對用戶身份進行嚴格驗證，確保是本人操作從而對用戶的私人信息進行充分有效的保護。當前，用戶的身份驗證主要是通過用戶名與密碼的“一對一”配對實現(xiàn)的，只有二者配對成功才能獲得通信權限，這種傳統(tǒng)的驗證方法能夠滿意一般的通信安全需求，但是在網(wǎng)絡通信技術發(fā)展速度不斷加快的背景下，傳統(tǒng)的身份驗證方法需要新的變化，諸如借助安全令牌、指紋檢測、視網(wǎng)膜檢測等具有較高安全性的方法進一步提升網(wǎng)絡通信信息安全水平。此外，在保障網(wǎng)絡通信信息安全的過程中還可以通過完善防火墻設置，增強對數(shù)據(jù)源及訪問地址惡意更改的監(jiān)測與控制，從源頭上屏蔽來自外部網(wǎng)絡對用戶個人信息的竊取以及對計算機的攻擊。加強對殺毒軟件的學習與使用，定期對電腦進行安全監(jiān)測，從而確保用戶自身的信息安全。
3結(jié)語
1、通信技術問題
這主要是由于網(wǎng)絡故障引起的瀏覽器無法正常運行上網(wǎng)、網(wǎng)絡通信中斷等問題。對這樣問題的解決辦法則是通過運行網(wǎng)絡故障修復的診斷命令或者根據(jù)提示的故障原因報修等。除此之外，計算機網(wǎng)絡通信常常提示計算機設置錯誤等，則應該根據(jù)實際狀況進行設置即可。
2、網(wǎng)絡通信安全
網(wǎng)絡通信安全問題越來越成為人們頭疼的問題，尤其是計算機網(wǎng)絡在電子商務、電子銀行、電子購物等B2C、B2B領域的發(fā)展，使得計算機網(wǎng)絡安全問題越來越受到關注。網(wǎng)絡信息安全問題的出現(xiàn)，很大程度上是由當前技術發(fā)展過快、人們保護信息意識較差等原因造成的。這樣的問題，雖然給計算機網(wǎng)絡通信帶來了一定的障礙，但是卻可以在短時間內(nèi)解決。
二、新時期計算機網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展趨勢
1、多網(wǎng)融合技術
由于當前社會手機終端的發(fā)展、平板電腦的出現(xiàn)，在很大程度對傳統(tǒng)筆記本或家用電腦產(chǎn)生了沖擊。在這樣的背景下，移動網(wǎng)絡技術、光通信技術以及多媒體通信技術的融合發(fā)展，成為了人們在新時期新時代下的新要求。利用光通信技術的快速、移動通信技術的便利性以及多媒體技術的多樣性等優(yōu)勢，融合成為一種快速、便利、多樣的新技術，這樣不僅可以滿足人們對移動通信技術的要求，也可以促進人們在工作、生活中辦公的效率，大大提升人們由于計算機網(wǎng)絡通訊不便、不暢所帶來的工作效率低下等問題的解決效率。而且，還可以滿足不同人群、不同地點對計算機網(wǎng)絡通信的不同要求，一舉多得。
2、無線通信技術的跨越
在新時期網(wǎng)絡通信的改革中，人們對于網(wǎng)絡通信技術發(fā)展的便利性提出了越來越高的要求，因此，計算機網(wǎng)絡技術向無線通信技術的發(fā)展越成為了必然的趨勢。目前，無線通信技術主要是指WiFi技術，包括中國電信的chinanet、中國移動的CMCCauto等。這些率先使用無線通信技術的移動通信公司，在很大程度上是借鑒外國無線通信技術，缺少獨立自主的開發(fā)。所以，完成無線通信技術的消化吸收，完成無線技術的跨越，成為了擺在當前網(wǎng)絡通信技術公司的嚴峻問題。把無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展作為基礎設施來建設，把便利性提高，惠澤民眾，使得社會的發(fā)展更加得益于此，也是當前無線網(wǎng)絡通信公司所要解決的重大問題之一。
3、移動通信技術的革新
現(xiàn)如今，移動通信技術的發(fā)展正在由2G向4G跨越。然而，就目前的狀況來說，對4G移動網(wǎng)絡通信技術的追求，是為了保護三家移動通訊巨頭的市場占有率，并沒有真正的做到方便民眾，而是作為營銷的策略才進行的通信技術革新。因此，在未來的移動網(wǎng)絡通信中，如何做到通信技術革命真正的有益于使用者，這才是移動網(wǎng)絡通信所需要解決的首要問題。
三、結(jié)語
關鍵詞：TCP/IP協(xié)議單片機因特網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)卡芯片
在因特網(wǎng)上，TCP/IP協(xié)議每時每刻保證了數(shù)據(jù)的準確傳輸。在數(shù)據(jù)采集領域，如何利用TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)傳輸成為一個炙手可熱的話題。在本系統(tǒng)中，筆者利用TCP/IP協(xié)議中的UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）、IP（網(wǎng)絡報文協(xié)議）、ARP（地址解析協(xié)議）及簡單的應用層協(xié)議成功地實現(xiàn)了單片機的網(wǎng)絡互連，既提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，同時也擴展了數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行О霃健?/p>
1TCP/IP協(xié)議簡介
TCP/IP協(xié)議是一套把因特網(wǎng)上的各種系統(tǒng)互連起來的協(xié)議組，保證因特網(wǎng)上數(shù)據(jù)的準確快速傳輸。參考開放系統(tǒng)互連（OSI）模型，TCP/IP通常采用一種簡化的四層模型，分別為：應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、鏈路層。
（1）應用層
網(wǎng)絡應用層要有一個定義清晰的會話過程，如通常所說的Http、Ftp、Telnet等。在本系統(tǒng)中，單片機系統(tǒng)傳遞來自Ethernet和數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)，應用層只對大的數(shù)據(jù)報作打包拆報處理。
（2）傳輸層
傳輸層讓網(wǎng)絡程序通過明確定義的通道及某些特性獲取數(shù)據(jù)，如定義網(wǎng)絡連接的端口號等，實現(xiàn)該層協(xié)議的傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)協(xié)議UDP。在本系統(tǒng)中使用UDP數(shù)據(jù)報協(xié)議。
（3）網(wǎng)絡層
網(wǎng)絡層讓信息可以發(fā)送到相鄰的TCP/IP網(wǎng)絡上的任一主機上，IP協(xié)議就是該層中傳送數(shù)據(jù)的機制。同時建立網(wǎng)絡間的互連，應提供ARP地址解析協(xié)議，實現(xiàn)從IP地址到數(shù)據(jù)鏈路物理地址的映像。
（4）鏈路層
由控制同一物理網(wǎng)絡上的不同機器間數(shù)據(jù)傳送的底層協(xié)議組成，實現(xiàn)這一層協(xié)議的協(xié)議并屬于TCP/IP協(xié)議組。在本系統(tǒng)中這部分功能由單片機控制網(wǎng)卡芯片CS8900實現(xiàn)。
2硬件框圖
如圖1所示，系統(tǒng)提供RJ45接口連接Ethernet網(wǎng)絡，并且提供一個串口給用戶使用。系統(tǒng)板可以將從Ethernet上過來的IP數(shù)據(jù)報解包后送給串口，也可將從串口過來的數(shù)據(jù)封裝為IP包送到局域網(wǎng)中。外部RAM使用61C1024（128KB），從而為數(shù)據(jù)處理提供了很大的緩存；使用E2PROM——X25045，既可以作為看門狗使用，也可以將IP地址、網(wǎng)卡物理地址和其他參數(shù)保存在里面。
CS8900芯片是CirrusLogic公司生產(chǎn)的一種局域網(wǎng)處理芯片，它的封裝是100-pinTQFP，內(nèi)部集成了在片RAM、10BASE-T收發(fā)濾波器，并且提供8位和16位兩種接口，本文只介紹它的8位模式。
NE103是一種脈沖變壓器，在CS8900的前端對網(wǎng)絡信號進行脈沖波形變換。
3工作原理
3.1CS8900的工作原理
CS8900與單片機按照8位方式連接，網(wǎng)卡芯片復位后默認工作方式為I/O連接，基址是300H，下面對它的幾個主要工作寄存器進行介紹（寄存器后括號內(nèi)的數(shù)字為寄存器地址相對基址300H的偏移量）。
·LINECTL（0112H）
LINECTL決定CS8900的基本配置和物理接口。在本系統(tǒng)中，設置初始值為00d3H，選擇物理接口為10BASE-T，并使能設備的發(fā)送和接收控制位。
·RXCTL（0104H）
RXCTL控制CS8900接收特定數(shù)據(jù)報。設置RXTCL的初始值為0d05H，接收網(wǎng)絡上的廣播或者目標地址同本地物理地址相同的正確數(shù)據(jù)報。
·RXCFG（0102H）
RXCFG控制CS8900接收到特定數(shù)據(jù)報后會引發(fā)接收中斷。RXCFG可設置為0103H，這樣當收到一個正確的數(shù)據(jù)報后，CS8900會產(chǎn)生一個接收中斷。
·BUSCT（0116H）
BUSCT可控制芯片的I/O接口的一些操作。設置初始值為8017H，打開CS8900的中斷總控制位。
·ISQ（0120H）
ISQ是網(wǎng)卡芯片的中斷狀態(tài)寄存器，內(nèi)部映射接收中斷狀態(tài)寄存器和發(fā)送中斷狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。
·PORT0（0000H）
發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時，CPU通過PORT0傳遞數(shù)據(jù)。
·TXCMD（0004H）
發(fā)送控制寄存器，如果寫入數(shù)據(jù)00C0H，那么網(wǎng)卡芯片在全部數(shù)據(jù)寫入后開始發(fā)送數(shù)據(jù)。
·TXLENG（0006H）
發(fā)送數(shù)據(jù)長度寄存器，發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先寫入發(fā)送數(shù)據(jù)長度，然后將數(shù)據(jù)通過PORT0寫入芯片。
以上為幾個最主要的工作寄存器（為16位），CS8900支持8位模式，當讀或?qū)?6位數(shù)據(jù)時，低位字節(jié)對應偶地址，高位字節(jié)對應奇地址。例如，向TXCMD中寫入00C0H，則可將00h寫入305H，將C0H寫入304H。
系統(tǒng)工作時，應首先對網(wǎng)卡芯片進行初始化，即寫寄存器LINECTL、RXCTL、RCCFG、BUSCT。發(fā)數(shù)據(jù)時，寫控制寄存器TXCMD，并將發(fā)送數(shù)據(jù)長度寫入TXLENG，然后將數(shù)據(jù)依次寫入PORT0口，如將第一個字節(jié)寫入300H，第二個字節(jié)寫入301H，第三個字節(jié)寫入300H，依此類推。網(wǎng)卡芯片將數(shù)據(jù)組織為鏈路層類型并添加填充位和CRC校驗送到網(wǎng)絡同樣，單片機查詢ISO的數(shù)據(jù)，當有數(shù)據(jù)來到后，讀取接收到的數(shù)據(jù)幀。讀數(shù)據(jù)時，單片機依次讀地址300H，301H，300H，301H…。
3.2單片機工作流程
如圖人所示，單片機首先初始化網(wǎng)絡設備。網(wǎng)卡IP地址和物理地址存在X25045中，單片機復位后首先讀取這些數(shù)據(jù)以初始化網(wǎng)絡。
單片機主要完成數(shù)據(jù)的解包打包。當有數(shù)據(jù)從RJ45過來，單片機對數(shù)據(jù)報進行分析，如果是ARP（物理地址解析）數(shù)據(jù)包，則程序轉(zhuǎn)入ARP處理程序（因為在網(wǎng)絡上正是ARP協(xié)議將IP地址和物理地址相映射）。如果是IP數(shù)據(jù)包且傳輸層使用UDR協(xié)議，端口正確，則認為數(shù)據(jù)報正確，數(shù)據(jù)解包后，將數(shù)據(jù)部分通過串口輸出。反之，如果單片機從串口收到數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)按照UDP協(xié)議格式打包，送入CS8900，由CS8900將數(shù)據(jù)輸出到局域網(wǎng)中。
可以知道，單片機主要處理協(xié)議的網(wǎng)絡層和傳輸層，鏈路層部分由CS8900完成。因單片機將數(shù)據(jù)接收后完整不變地通過串口輸出，所以將應用層交付用戶來處理，用戶可以根據(jù)需求對收到的數(shù)據(jù)進行處理。
在單片機的程序處理中，包含了完整的APR地址解析協(xié)議。通過在單片機中正確設置網(wǎng)關、子網(wǎng)掩碼等參數(shù)，實現(xiàn)了通過局域網(wǎng)單片機與外部因特網(wǎng)上的終端設備的數(shù)據(jù)通信。
總的來說，由于覆蓋范圍、傳輸速率和用途的不同，無線網(wǎng)絡可以分為無線個域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)。從傳輸距離角度看，各種網(wǎng)絡的比較如圖1所示。從網(wǎng)絡拓撲結(jié)構角度，無線網(wǎng)絡又可以分為有中心網(wǎng)絡和無中心、自組織網(wǎng)絡。有中心網(wǎng)絡以蜂窩移動通信為代表；無中心網(wǎng)絡以移動自組織網(wǎng)絡（AdHoc）為代表，采用分布式、自組織的思想形成網(wǎng)絡。
1.1WPAN/WLAN/WMAN通信技術
無線個域網(wǎng)（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN）是為了實現(xiàn)活動半徑小、業(yè)務類型豐富、面向特定群體、無線無縫的連接而提出的新興無線通信網(wǎng)絡技術。WPAN能夠有效地解決“最后的幾米電纜”的問題，進而將無線聯(lián)網(wǎng)進行到底。如藍牙、ZigBee、RFID等。無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）的工作模式可分為基礎結(jié)構（Infrastructure）模式和自組織網(wǎng)絡（AdHoc）模式，基礎結(jié)構的拓撲結(jié)構是擴展服務集（ExtendedServiceSet，ESS），而自組織網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構是獨立基本服務集（IndependentBasicServiceSet，IBSS）。在基礎結(jié)構網(wǎng)絡下，無線終端通過訪問節(jié)點（AccessPoint，AP）相互通信，而且可以訪問有線網(wǎng)絡，這是最常用的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構；自組織網(wǎng)絡是無線終端之間任意連接相互通信形成的一種工作方式。WLAN的安全架構經(jīng)歷了從有線等效保密（WiredEquivalentPrivacy，WEP）到IEEE802.11i的演進，我國于2003年首次針對WEP的安全機制不足提出無線局域網(wǎng)安全標準（WirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure，WAPI）。無線城域網(wǎng)（WirelessMetropolitanAreaNetwork，WMAN）的推出是為了滿足日益增長的無線接入市場需求。在WLAN技術快速發(fā)展的同時，由于在用于室外環(huán)境時，帶寬和用戶數(shù)方面受到了限制，同時，還存在通信距離較長等一些其他問題。為更好地解決上述問題，IEEE制定了一套全新的、更復雜的全球標準[2]，這個標準能同時解決物理層環(huán)境（室外射頻傳輸）和QoS2方面的問題，典型的WMAN如WiMAX，Mesh等。
1.2GSM/GPRS通信技術
全球移動通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMobileCommunications，GSM）是2G系統(tǒng)的典型例子，其運營成本低、網(wǎng)絡覆蓋范圍廣、可靠性相對較高。但是該通信方式的實時性相對較差，尤其是在大數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，可能造成較長時間的傳輸時延，不適用于實時監(jiān)測系統(tǒng)。而且GSM沒有考慮完整性保護的問題，這一點在以語音通信為主的2G通信中不是十分重要，因為丟失或者改動的語音通?？梢哉J為識別。GPRS是在現(xiàn)有二代移動通信GSM系統(tǒng)基礎上發(fā)展而來的無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。GPRS采用與GSM相同的無線調(diào)制標準、頻帶、突發(fā)結(jié)構、調(diào)頻規(guī)則及TDMA幀結(jié)構。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡資源。近年來，GPRS技術在配電終端發(fā)展非常迅速，但是仍存在不足：GPRS會發(fā)生包丟失現(xiàn)象，調(diào)制方式不是最優(yōu)，只采用對用戶的單向認證等[3]。
1.33G通信技術
與前兩代通信系統(tǒng)相比，第三代移動通信系統(tǒng)的主要特征是可提供多種移動多媒體業(yè)務。在高速移動的環(huán)境中，其傳輸速率支持144kbit/s，靜止狀態(tài)下最高支持7.2Mbit/s。3G技術利用在不同網(wǎng)絡間的無縫漫游技術，將無線通信系統(tǒng)和Internet連接在一起，從而實現(xiàn)對移動終端用戶提供更多、更高級的服務，提高了通信質(zhì)量、系統(tǒng)容量和傳輸速率。在安全體系上，3G系統(tǒng)性的考慮了網(wǎng)絡接入安全、網(wǎng)絡域安全、用戶域安全、應用域安全、安全可視性和可配置性。雖然3G和2G相比有很多優(yōu)點，但還是存在很多缺點：3G缺乏統(tǒng)一的全球標準；3G所采用的語音交換架構不是純IP的方式，仍采用2G系統(tǒng)的電路交換方式；3G的業(yè)務提供和業(yè)務管理不夠靈活；流媒體的應用不盡如人意；3G的高速數(shù)據(jù)傳輸不成熟，接入速度有限；安全方面存在算法過多、認證協(xié)議容易被攻擊等安全缺陷。
1.44G通信技術
3G正朝著無處不在、全IP化的4G演進。4G網(wǎng)絡體系結(jié)構如圖2所示，4G的關鍵特征是網(wǎng)絡融合，允許多種無線通信技術系統(tǒng)共存，4G致力于融合不同的無線通信系統(tǒng)和技術，以提供普適移動計算環(huán)境。用戶可以在任何時間、任何地點使用無線網(wǎng)絡，這給認證和安全切換提出了更高的要求。在高速移動環(huán)境中，移動工作站仍能提供2~100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。4G使用單一的全球范圍的IP核心網(wǎng)來取代3G中的蜂窩網(wǎng)絡，交換架構從電路交換向分組交換過渡，最終演變成為基于分組交換架構的全IP網(wǎng)絡。TD-LTE是時分雙工技術（TimeDivisionDupl-exing，TDD）版本的LTE技術，是TD-SCDMA的后續(xù)演進技術，同時沿用了TD-SCDMA的幀結(jié)構。TD-LTE所采用的不對稱頻率時分雙工方式，是我國擁有自主核心知識產(chǎn)權的國際標準。與之前的通信技術標準相比，TD-LTE技術在物理層傳輸技術方面有顯著改進，主要使用的關鍵技術包括：多天線技術、多址接入技術、鏈路自適應、混合自動重傳等。1）TD-LTE采用TDD技術，充分利用了有限的頻譜資源。在TDD模式下通過將發(fā)送和接收信號調(diào)度到同一載波下不同時間段傳輸進行區(qū)分，將有限的頻譜資源充分利用。2）TD-LTE采用正交頻分復用調(diào)制編碼技術，有效對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾，也提高了單位頻譜的傳輸效率。正交頻分復用調(diào)制編碼技術是將頻段內(nèi)給定的信道分成若干個正交子信道，然后在每個子信道上使用一個載波進行調(diào)制，子載波并行傳輸，從而有效地消除信號波形間的干擾。3）TD-LTE采用多輸入輸出技術。該技術通過分立式多天線，利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集，能將通信鏈路分解成多個并行子信道，從而提高通信容量。TD-LTE還采用了自適應調(diào)制與編碼技術、自適應重傳技術、載波聚合技術等多種先進技術來實現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)傳輸[2]。
24G通信安全問題與對策
2.14G通信的接入系統(tǒng)與移動終端
4G的核心網(wǎng)是一個全IP網(wǎng)絡，即基于IP的承載機制、基于IP的網(wǎng)絡維護管理、基于IP的網(wǎng)絡資源控制、基于IP的應用服務。4G的根本優(yōu)點是可以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡間的無縫互聯(lián)。因此，4G網(wǎng)絡的接入系統(tǒng)包括無線蜂窩移動通信系統(tǒng)（2G、3G）、無線系統(tǒng)（如DECT）、短距離連接系統(tǒng)（如藍牙）、無線局域網(wǎng)（WLAN）系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、廣播電視接入系統(tǒng)（如DAB，DVB-T，CATV）、有線系統(tǒng)、WiMAX等。4G系統(tǒng)的顯著特點是智能化終端，通過實現(xiàn)在各種網(wǎng)絡系統(tǒng)之間無縫連接和協(xié)作，以最優(yōu)化的工作方式滿足用戶的通信需求。當智能化多模式終端接入系統(tǒng)時，網(wǎng)絡會自適應地分配頻帶，給出最優(yōu)化路由，以達到最佳通信效果。4G的特征決定了4G的移動終端不同于3G終端。4G移動終端應能支持高速率和寬帶要求，同時還應保證適應不同的空中接口要求及不同的QoS指標和終端用戶移動性能。此外，4G系統(tǒng)中的終端形式多樣化，具有物聯(lián)網(wǎng)功能的終端可視為4G系統(tǒng)的終端，如聯(lián)網(wǎng)的冰箱、熱水器、眼鏡、手表等。未來4G移動終端具有如下特征：更強的交互性能，更為方便的個人與網(wǎng)絡接口；更高的網(wǎng)絡聯(lián)通性，無線設備可通過AdHoc方式組網(wǎng)；豐富的個性化服務，支持視頻電話、GPS定位等多種業(yè)務；動態(tài)自重構能力，可以自適應地改變業(yè)務要求及網(wǎng)絡條件；增強型的安全保障功能，如嵌入式指紋識別認證。
2.24G通信安全問題
4G系統(tǒng)包括IP骨干網(wǎng)、無線核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和智能移動終端等部分，因此，其面臨的安全威脅也主要來自這幾方面。現(xiàn)有無線網(wǎng)絡中存在的安全隱患仍然存在于4G系統(tǒng)中。例如，無線網(wǎng)絡鏈路安全問題和攻擊者的竊聽、篡改、插入或刪除鏈路上的數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡實體身份認證問題，包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)中的實體，如無線局域網(wǎng)中的AP和認證服務器等；Internet網(wǎng)絡的各類網(wǎng)絡攻擊問題等。另外，4G的移動終端與用戶的交互更為密切，移動終端作為所有無線協(xié)議的參與者和各種無線應用的執(zhí)行者[4]，交互越來越復雜，威脅的來源越來越廣泛。而且，隨著計算和存儲能力的不斷增強，可被執(zhí)行的惡意程序的數(shù)量增多，破壞越來越大，使移動終端變得更加脆弱。例如，手機病毒攻擊、移動終端硬件平臺的篡改、移動終端操作系統(tǒng)漏洞等。
2.34G通信安全策略
4G安全的研究剛剛起步，還需要將來深入的研究。安全解決方案的設計應考慮的因素包括：安全性、效率、兼容性、可擴展性和用戶的可移動性。包括[5]：①需要通過移動終端完成的任務量盡可能少，以有效減少計算的時延；②安全協(xié)議需要交互的信息量盡可能少，且每條信息的數(shù)據(jù)長度盡可能短，以減少通信的時延；③被訪問網(wǎng)絡的安全防護措施應對用戶透明；④用戶可有效識別和了解被訪問網(wǎng)絡協(xié)商所采用的安全防護措施級別、算法，甚至安全協(xié)議；⑤合法的用戶可自由配置自身使用的業(yè)務是否需要采用安全防護措施；⑥協(xié)議要求的計算能力要具有明顯的非對稱性，較大的計算負擔應盡量在服務端完成，而非在移動終端完成，要充分利用移動終端的空閑時間和資源進行預計算和預認證；⑦安全防護方案能夠應對用戶和網(wǎng)絡設備數(shù)目的持續(xù)增長。具體而言，可采取的安全防護策略主要如下[6]。1）可協(xié)商機制：移動終端和無線網(wǎng)絡能夠自行協(xié)商安全協(xié)議和算法。2）可配置機制：合法用戶可配置移動終端的安全防護措施選項。3）多策略機制：針對不同的應用場景提供不同的安全防護措施。例如，首次登陸網(wǎng)絡和再次接入網(wǎng)絡的認證可以充分利用已有的驗證信息來節(jié)約成本、提高效率，切換認證也應該較普通接入認證有更高的效率。4）混合策略機制：結(jié)合不同的安全機制，如將公鑰和私鑰體制相結(jié)合、生物密碼和數(shù)字口令相結(jié)合。一方面，以公鑰保障系統(tǒng)的可擴展性，進而支撐兼容性和用戶的可移動性；另一方面，利用私鑰的高效性來保證實時性（如切換過程），進一步確保用戶的可移動性。
2.44G通信安全措施
根據(jù)安全威脅來源，4G通信的安全措施重點在于移動終端和無線接入網(wǎng)2部分，對于移動終端一般可采取的安全防護措施如下。1）防護物理硬件。提升集成度，減少可被攻擊的物理接口；增加電流、電壓檢測電路，防止物理攻擊手段；增加完整性檢驗、可信啟動和存儲保護等措施。2）加固操作系統(tǒng)。采用堅強可靠的操作系統(tǒng)，使其支持混合式訪問控制、域隔離控制和遠程驗證等安全策略。對于無線接入網(wǎng)一般可采取的安全措施如下。1）安全接入。無線接入網(wǎng)通過自身安全策略或輔助安全設備提供對可信移動終端的安全接入功能。防止非可信移動終端接入無線接入網(wǎng)絡。2）安全傳輸。移動終端與無線接入網(wǎng)能夠選擇建立加密傳輸通道，根據(jù)業(yè)務需求，從無線接入網(wǎng)、用戶側(cè)均能自主設置數(shù)據(jù)傳輸方式。必要時，無線接入網(wǎng)可以采用專用網(wǎng)絡進行物理隔離或邏輯隔離。3）身份認證。移動終端與無線接入網(wǎng)建立基于高可靠性載體（如數(shù)字證書）的雙向身份認證機制。4）安全數(shù)據(jù)過濾。無線接入網(wǎng)可提供安全數(shù)據(jù)過濾功能。在視頻、多媒體等應用領域，通過數(shù)據(jù)過濾，可以有效地防范非法數(shù)據(jù)通過搶占無線接入網(wǎng)資源，進而影響內(nèi)部系統(tǒng)或核心網(wǎng)。5）訪問控制。無線接入網(wǎng)可通過物理地址過濾、端口訪問控制等技術措施進行細粒度訪問控制策略設置。6）統(tǒng)一監(jiān)控與審計。對移動終端的訪問行為、無線接入設備的運行情況建立統(tǒng)一的監(jiān)控與審計系統(tǒng)，可以有效地分析移動終端行為規(guī)律、記錄異常操作，保證無線接入網(wǎng)的高效、可靠。無線核心網(wǎng)和IP骨干網(wǎng)Internet的安全措施與傳統(tǒng)網(wǎng)絡類似，包括設備冗余、鏈路冗余、容災技術、帶寬優(yōu)化等系列措施。在傳統(tǒng)安全措施基礎上，4G通信時主要需要考慮無線接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的安全問題。核心網(wǎng)需要加強對無線接入網(wǎng)的安全接入防護，建立可信接入機制。
3結(jié)語
1.1嵌入式體系
嵌入式體系是“節(jié)制、監(jiān)督或幫助裝配、機器和設備運行的設置裝備擺設；嵌入式體系綜合了軟件和硬件，同時包涵機械等隸屬裝配。目前國普遍認可的定義是：應用作為重點、計算機技術為根本、可裁剪軟件硬件、符合應用系統(tǒng)對功效、可靠性、本金、體積、功耗嚴厲規(guī)范的專用計算機系統(tǒng)。
1.2嵌入式系統(tǒng)的特點
按照嵌入式系統(tǒng)的相關解釋，其具備3個基本特征，“嵌入性”、“專用性”和“計算機”。
（1）嵌入性。嵌入性經(jīng)由過程操作初期微型機時代的嵌入式計算機而來，專指計算機嵌入到對象體系中，實現(xiàn)對工具系統(tǒng)的智能把控。當嵌入式體系逐漸能夠自身應變時，嵌入性是指內(nèi)部嵌有微處理器或計算機。
（2）計算機。計算機是工具系統(tǒng)智能化節(jié)制的根本確保。由于單片機向MCU、SoC成長發(fā)展，片內(nèi)計算機電路、接口電路、節(jié)制單位逐步增加，“專用計算機系統(tǒng)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皟?nèi)含微處理器”的當代電子體系。與傳統(tǒng)的電子體系進行對比，當代電子系統(tǒng)因為自身具有內(nèi)含微處理器，能具備對工具系統(tǒng)的計算機智能化控制能力。
（3）專用性。專用性是指符合對象節(jié)制標準和有關情況下的軟硬件裁剪性。嵌入式體系的軟、硬件裝備安排必須按照嵌入對象的相關標準尺度，計劃成專一的嵌入式應用系統(tǒng)。
2嵌入式實時網(wǎng)絡通信技術
2.1簡介嵌入式實時操作系統(tǒng)
遇到外界事件或數(shù)據(jù)發(fā)生，可以接管同時以足夠快的速度進行相關處置，處置結(jié)果又在計劃的時間之內(nèi)來節(jié)制生產(chǎn)過程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)作出快速回應，并確保全部及時任務協(xié)調(diào)一致運行的嵌入式操作體系。
2.2嵌入式實時網(wǎng)絡
2.2.1嵌入式網(wǎng)絡的要求
（1）及時性：出產(chǎn)裝備內(nèi)部多個分布式子系統(tǒng)信息耦合大體上比較縝密，對及時性提出了高標準，因此所用的網(wǎng)絡協(xié)議必須具有肯定的實時性能，即最壞情況下的反映時間是肯定的；此外在網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)比較多，或者有些節(jié)點對及時反應提有高要求，相關的網(wǎng)絡協(xié)議還應撐持優(yōu)先級調(diào)劑，以增強時間緊急型任務的信息傳輸可確定性。
（2）可靠性：嵌入式網(wǎng)絡自身的可靠性對有用功率造成直接影響還有成品率和生產(chǎn)效率，網(wǎng)絡能夠動態(tài)增添/刪除節(jié)點；惡劣多變的電磁情況下嵌入式收集本身要具有抗干擾本事、檢錯和糾錯能力和快速恢復的本領。
（3)通信效力：嵌入式搜集通訊的子系統(tǒng)間具有頻繁的通訊，每次的長度很短，因而要求嵌入式收集協(xié)議采納短幀結(jié)構，且?guī)^和幀尾要短，從而提升通信效率和帶寬的利用效力。
（4）雙重混合撐持：工作環(huán)境的差異要求嵌入式網(wǎng)絡應具備靈活矯捷的介質(zhì)訪問協(xié)議，不但撐持多種介質(zhì)（雙絞線、同軸電纜、光纜），而且撐持夾雜拓撲結(jié)構（星型、環(huán)型、總線型），有時大概要求同一個嵌入式網(wǎng)絡能同時利用多種介質(zhì)和多種網(wǎng)絡拓撲。
（5）實現(xiàn)難度和造價：嵌入式體系一般要按照實際請求舉行專門規(guī)劃和制造，其中的網(wǎng)絡體系軟硬件要便于運用實施，并和子系統(tǒng)控制部分集成，相關元器件商品化水平高，造價較低。
（6）開放性：嵌入式網(wǎng)絡必須具備杰出的開放性，一方面經(jīng)由過程企業(yè)Infranet連接到Intranet中，對企業(yè)生產(chǎn)管理的控制實現(xiàn)一體化；另外應具有公然透明的開辟界面，資料完備，系統(tǒng)硬件、軟件的能夠自立開辟和集成。此外，嵌入式網(wǎng)絡體系必需設置裝備擺設矯捷、保護簡潔。一般來講，根據(jù)覆蓋范圍的區(qū)別，嵌入式收集隸屬于局域網(wǎng)。按照ISO/OSI的觀點，TCP/IP協(xié)議簇位于網(wǎng)絡層以上。TCP/IP協(xié)議簇明顯越過了嵌入式網(wǎng)絡系統(tǒng)的限定范圍。嵌入式收集含有ISO/OSI七層模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層可詳細劃分為兩個子層：介質(zhì)訪問節(jié)制子層（MAC子層）和邏輯鏈路節(jié)制子層（LLC子層）。MAC子層涵有物理層接口硬件和能夠?qū)橘|(zhì)訪問協(xié)議進行通訊的控制器；LLC子層主要是通過軟件實現(xiàn)（用戶自主開發(fā)）。因此，如何選擇合適的介質(zhì)訪問協(xié)議是嵌入式系統(tǒng)設計中網(wǎng)絡通信的研究工作重點。
2.2.2介質(zhì)訪問協(xié)議的選擇
