4G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)分析

張樹(shù)倫

[摘要]我國(guó)通訊行業(yè)迅速發(fā)展壯大，通信技術(shù)也在人們的生活和工作中得到了廣泛的使用和推廣。4G移動(dòng)通信技術(shù)，是3G移動(dòng)通訊技術(shù)的升級(jí)版本，擁有傳輸速度快、安全系數(shù)高、技術(shù)保障能力強(qiáng)、更加富有人性化等優(yōu)勢(shì)。隱私對(duì)于現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)被看得非常重要，所以安全技術(shù)對(duì)于移動(dòng)通信是非常重要的。本文對(duì)于4G移動(dòng)通信的安全策略進(jìn)行了深入的研究和探討，希望通過(guò)這些理論，能夠加快4G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展和推廣的腳步，以期促進(jìn)中國(guó)國(guó)內(nèi)整個(gè)通信技術(shù)行業(yè)的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]4G 移動(dòng)通信 關(guān)鍵技術(shù)

自20世紀(jì)起移動(dòng)通信技術(shù)在美國(guó)被研發(fā)出來(lái)，并被廣泛運(yùn)用到了生活和工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域中。從一開(kāi)始的2G發(fā)展到后來(lái)的3G通信技術(shù)，都對(duì)于通信技術(shù)發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用和基礎(chǔ)技術(shù)支持，由此研發(fā)的4G通信技術(shù)速度更加快，在移動(dòng)速度下4G速率可以達(dá)到100Mb/s，靜止?fàn)顟B(tài)下達(dá)到1Gb/s以上。如今的4G通信技術(shù)被人們廣泛的使用和認(rèn)可，但是在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)安全等方面也存在著很多缺陷，解決其存在的安全缺陷，是當(dāng)前必須面對(duì)的問(wèn)題。

一、4G移動(dòng)通信的存在特點(diǎn)

如果要保證用戶(hù)能在移動(dòng)性的狀態(tài)下通信，前提必須是無(wú)線通信方式，系統(tǒng)中要有完善的管理技術(shù)來(lái)對(duì)于通信使用者的使用位置來(lái)進(jìn)行登記跟蹤，保證用戶(hù)在移動(dòng)中也能進(jìn)行通信，不會(huì)因?yàn)槲恢酶淖兌袛?。移?dòng)臺(tái)的工作環(huán)境有可能在建筑群或者障礙物中等，所以電磁波在傳播過(guò)程中要有多樣化，包含直射信號(hào)、反射、折射、繞射、多普勒效應(yīng)等形式。在保證了傳播特性的基礎(chǔ)上，保證通信系統(tǒng)正常工作。在有線的網(wǎng)絡(luò)中，可以依靠多鋪設(shè)電纜或者光纜來(lái)提高系統(tǒng)的寬帶資源。最重要的還有通信的安全性，4G系統(tǒng)是一個(gè)異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)多種多樣，以往的安全方案加密、解密的密鑰長(zhǎng)度是固定的，但是4G的通信環(huán)境中不同業(yè)務(wù)對(duì)于安全性需要不同，中斷處理能力也有差異。

二、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術(shù)，也就是正交頻分復(fù)用技術(shù)，多載波調(diào)制的一種。將通信的信道分成若干正交子信道，再將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成同并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個(gè)子信道上，然后進(jìn)行傳輸工作。在3G轉(zhuǎn)換4G的過(guò)程中，OFDM是關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠結(jié)合分集時(shí)空編碼，最大限度的提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能。軟件無(wú)線電就是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性、全程可編程性，通過(guò)軟件更新實(shí)現(xiàn)新功能。智能天線通過(guò)帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線獲取方向性，并可以同時(shí)獲取基站和移動(dòng)站之前的各個(gè)鏈路方向特性，是一種安裝在基站現(xiàn)場(chǎng)的雙向天線裝置。智能天線的原理是將無(wú)導(dǎo)線電的信號(hào)引導(dǎo)向具體的方向，產(chǎn)生空間定向的波束，可以使天線的主波能夠準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)用戶(hù)信號(hào)到達(dá)方向，有效利用了移動(dòng)用戶(hù)的信號(hào)并且抑制了干擾信號(hào)的目的。多輸入、多輸出技術(shù)，是指使用多發(fā)射多接受的天線來(lái)進(jìn)行空間分集技術(shù)，采用分立式多天線的方式，有效的將通信鏈接路線分為多個(gè)并行子信道，有效提高系統(tǒng)容量，而GSM、CDMA IS-95、3G系統(tǒng)中并沒(méi)有使用這項(xiàng)技術(shù)。多輸入、多輸出技術(shù)將個(gè)途徑的信道與發(fā)射和接收看作是一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)了通道容量和頻譜的利用效率。4G通信系統(tǒng)使用IP的全分組傳送數(shù)據(jù)流，所以IPV6技術(shù)將成為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心協(xié)議。IPV6優(yōu)勢(shì)有：龐大的地址空間、支持無(wú)狀態(tài)、有狀態(tài)兩種地址自動(dòng)配置方式、能夠提供不同的服務(wù)水平、移動(dòng)性能更強(qiáng)。

三、4G移動(dòng)通信的安全技術(shù)的缺陷及應(yīng)對(duì)策略

1、移動(dòng)通信的安全技術(shù)缺陷。病毒入侵，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容易受到病毒的入侵，將會(huì)導(dǎo)致傳輸途徑被干擾，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)亂碼。對(duì)于通信來(lái)說(shuō)黑客入侵也是一個(gè)很大的威脅，黑客一半都是具備精深專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)技能，不僅用戶(hù)們的通信信息被竊取，情況嚴(yán)重的還有公司企業(yè)的通信系統(tǒng)以及國(guó)家政府的通信信息都將被竊聽(tīng)和篡改，如不及時(shí)處理將直接威脅國(guó)家和人民的安全問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)正處于探索和發(fā)展的環(huán)節(jié)，相關(guān)技術(shù)還有待成長(zhǎng)，在通信軟件編寫(xiě)過(guò)程當(dāng)中也存在著很多安全漏洞，如果再加上人為操作不當(dāng)?shù)纫蛩?，?huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓等故障，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)信息的完整性和安全性。

2、安全技術(shù)缺陷的應(yīng)對(duì)策略。在開(kāi)發(fā)和研究4G通信技術(shù)時(shí)，嚴(yán)格把控各個(gè)環(huán)節(jié)，使用復(fù)雜密鑰和網(wǎng)絡(luò)防火墻來(lái)提升系統(tǒng)的恢復(fù)能力，可以有效保證用戶(hù)信息的安全。辦不相關(guān)的法律條例，成立專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)來(lái)打擊危害網(wǎng)絡(luò)安全和通信安全的不法行為。4G并不是單一的技術(shù)，需要多個(gè)層面技術(shù)進(jìn)行配合，可以對(duì)于配套設(shè)施進(jìn)行跟進(jìn)發(fā)展，達(dá)到全面智能化效果。加入分析和容災(zāi)技術(shù)，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問(wèn)題可以迅速判斷并準(zhǔn)確回復(fù)原有數(shù)據(jù)，逐步完善系統(tǒng)。4G將提出一種輕量的復(fù)合式可重配置的安全機(jī)制，以增強(qiáng)移動(dòng)性設(shè)備的安全性能，進(jìn)一步提高4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的安全性能。

結(jié)語(yǔ)：本文對(duì)于4G移動(dòng)通信體系的結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、移動(dòng)性管理和安全策略一一進(jìn)行了分析，期望第四代移動(dòng)通信發(fā)展更加高速率、高質(zhì)量和大容量的多媒體服務(wù)，加快我國(guó)4G移動(dòng)通信發(fā)展，提高人們的通信生活品質(zhì)。