4G通信技術(shù)存在問題及處理措施的探討

楊超

摘 要：主要對(duì)4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，比較了3G通信技術(shù)與4G通信技術(shù)的區(qū)別，并在此基礎(chǔ)上對(duì)4G通信技術(shù)中存在的問題和處理措施展開了探討，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：4G通信技術(shù)；電子科技；3G通信技術(shù)；無線網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.124

隨著電子科技的不斷發(fā)展和通訊技術(shù)的不斷改革，4G通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。相較于以往的通信技術(shù)，4G通信技術(shù)顯然能給人們的日常信息交流帶來更大的便利，更能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。但由于該技術(shù)還未成熟，仍然存在一定的安全問題，需要采取處理措施，進(jìn)一步促進(jìn)4G通信技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

1 4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

4G網(wǎng)絡(luò)將跨越不同頻帶的無線網(wǎng)絡(luò)和無線平臺(tái)搭建起來，可提供無縫和一致性的移動(dòng)計(jì)算環(huán)境，并支持高速移動(dòng)環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)傳輸能力，可實(shí)現(xiàn)圖像和語音、數(shù)據(jù)的高質(zhì)量傳輸，具體如圖1所示。

目前，4G被大眾普遍接受的概念為：4G是一種寬帶（Broadband）接入和分布式的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)。

2 3G通信技術(shù)與4G通信技術(shù)的比較

4G通信技術(shù)與3G通信技術(shù)相比，有以下11個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①通信速度更快。專家預(yù)估，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸速度可達(dá)到10～20 Mbps。②網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100 MHz的頻譜。③容量更大。其容量至少為3G系統(tǒng)的10倍。④無縫覆蓋。用戶可在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用無線網(wǎng)絡(luò)。⑤智能性更高。能自適應(yīng)地進(jìn)行資源分配，處理變化的業(yè)務(wù)流和適應(yīng)不同的信道環(huán)境，終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作也將智能化。⑥兼容性更平滑。具備全球漫游，接口開放，能與多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，具有終端多樣化和從第二代平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。⑦可實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信。4G提供的無線多媒體通信服務(wù)包括語音、數(shù)據(jù)和影像等大量信息。⑧通信費(fèi)用更便宜。⑨用戶設(shè)備共存。4G能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況和通信條件進(jìn)行自適應(yīng)處理，以滿足多類型用戶的需求，使低、高速用戶和各種用戶設(shè)備能并存和互通。⑩業(yè)務(wù)多樣性。在未來的通信中，需要的是多媒體通信，即個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、廣播與娛樂等結(jié)合成的整體。4G能提供各種標(biāo)準(zhǔn)的通信業(yè)務(wù)，可滿足寬帶和綜合多種業(yè)務(wù)的需求。?自治的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。4G網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)完全自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，可自動(dòng)管理、動(dòng)態(tài)改變自身的結(jié)構(gòu)，以滿足系統(tǒng)變化和時(shí)代發(fā)展的要求。

4G通信并不是在3G通信的基礎(chǔ)上經(jīng)過簡單的升級(jí)而演變來的，其核心建設(shè)技術(shù)是不同的，具體如表1所示。

3 4G通信網(wǎng)絡(luò)面臨的安全問題

對(duì)于現(xiàn)在的人而言，未來的4G通信顯得很神秘，第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)在具體實(shí)施的過程中出現(xiàn)了大量令人頭痛的安全問題。第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)中存在的安全問題多與無線網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，由于無線網(wǎng)絡(luò)具有的脆弱性，通常會(huì)存在以下安全問題。

3.1 無線或有線鏈路上存在的安全問題

隨著Internet與無線網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，4G系統(tǒng)的無線和有線鏈路面臨著更大的威脅。具體表現(xiàn)有以下4方面：①安全性。攻擊者竊聽、篡改、插入或刪除鏈路上的數(shù)據(jù)。②容錯(cuò)性。減少因無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同而造成的差錯(cuò)。③多計(jì)費(fèi)。運(yùn)營商的欺詐行為更加突出。服務(wù)網(wǎng)絡(luò)惡意收取用戶的接入費(fèi)用等各類網(wǎng)絡(luò)攻擊問題。④移動(dòng)性。通常情況下，無線終端都在不同的子網(wǎng)中移動(dòng)。

3.2 移動(dòng)終端存在的安全問題

4G的移動(dòng)終端與用戶的交互更為密切。隨著計(jì)算存儲(chǔ)能力的不斷增強(qiáng)，可被執(zhí)行的惡意程序越來越多，破壞力越來越大，導(dǎo)致移動(dòng)終端更加脆弱。比如，手機(jī)病毒、移動(dòng)終端操作系統(tǒng)漏洞、通信接口缺乏機(jī)密性和完整性的保護(hù)等。

3.3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體上存在的安全問題

網(wǎng)絡(luò)實(shí)體身份認(rèn)證問題包括接入網(wǎng)和核心網(wǎng)中的實(shí)體、無線LAD中的AP和認(rèn)證服務(wù)器等。具體安全威脅體現(xiàn)在以下4方面：①攻擊者偽裝成合法用戶使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；②由于無線網(wǎng)絡(luò)接入信道的數(shù)量和帶寬有限，因此，在未來的安全威脅中，該種攻擊成功的可能性將大大增加；③攻擊者在空中接口對(duì)用戶的非法跟蹤可獲取有效的用戶信息，進(jìn)而開展攻擊；④用戶否認(rèn)其使用的服務(wù)或資源。

4 4G通信網(wǎng)絡(luò)安全措施

通過對(duì)通信安全問題的分析和探討，4G通信系統(tǒng)的安全措施應(yīng)注重?zé)o線、有線鏈路和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體上的防護(hù)。

4.1 建立適合未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的安全體系

具體而言，可建立協(xié)商機(jī)制、可配置機(jī)制、多策略機(jī)制和混合策略機(jī)制。

4.2 防止非可信移動(dòng)終端接入無線網(wǎng)絡(luò)

無線接入網(wǎng)應(yīng)通過自身安全策略或輔助安全設(shè)備提供對(duì)可信移動(dòng)終端的安全接入功能。

4.3 新密碼技術(shù)的廣泛應(yīng)用

可設(shè)置公鑰、私鑰、量子密碼技術(shù)、橢圓曲線密碼、技術(shù)生物密碼和數(shù)字口令等較為可靠的密碼，從而保證傳輸信息的機(jī)密性、可用性和可控性。

4.4 確保4G安全體系向透明化發(fā)展

未來的安全中心應(yīng)能獨(dú)立于系統(tǒng)設(shè)備，具有開放的接口，能獨(dú)立完成雙向鑒權(quán)、端到端數(shù)據(jù)加密等安全任務(wù)，甚至對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部人員也是透明的。

4.5 安全傳輸

移動(dòng)終端與無線接入網(wǎng)能選擇建立加密傳輸通道，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，從無線接入網(wǎng)、用戶側(cè)均能自主設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方式。比如對(duì)服務(wù)器本身采用入侵檢測、加裝防火墻等，必要時(shí)可采取物理隔離等。

4.6 身份認(rèn)證

移動(dòng)終端與無線接入網(wǎng)的建立應(yīng)基于高可靠性的載體（數(shù)字證書）的雙向身份認(rèn)證機(jī)制。

4.7 提高接入效率

盡量減少需要通過移動(dòng)終端完成的任務(wù)，以有效縮短計(jì)算時(shí)延；盡量減少需要安全協(xié)議交互的信息量，且每條信息的數(shù)據(jù)長度應(yīng)盡可能短，以縮短通信時(shí)延。

5 結(jié)束語

綜上所述，4G通信技術(shù)是當(dāng)前我國最好的通信技術(shù)。為了促進(jìn)4G通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不僅要加快移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，還要針對(duì)通信技術(shù)中存在的問題采取有效的處理措施。筆者相信，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，通過應(yīng)用合理的安全防護(hù)措施，4G通信的安全性會(huì)逐步加強(qiáng)，人們會(huì)擁有一個(gè)更好、更強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

[1]管永芳.4G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全問題及對(duì)策探討[J].黑龍江科技信息，2014（25）.

[2]陳勇明，田雄峰.移動(dòng)4G在推廣中存在的問題以及解決措施[J].經(jīng)營管理者，2015（05）.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： This paper mainly for 4G mobile network structure and characteristics are described， the difference between 3G and 4G communication technologies， and on the basis of 4G communication technologies in the existing problems and treatment measures were discussed， in order to provide references for the needs.

Key words： 4G communication technology； electronic technology； 3G communication technology； wireless network