4G通信技術存在問題及處理措施的探討

楊超

摘 要：主要對4G移動網絡的網絡結構及其特點進行了闡述，比較了3G通信技術與4G通信技術的區別，并在此基礎上對4G通信技術中存在的問題和處理措施展開了探討，以期能為有關方面的需要提供參考和借鑒。

關鍵詞：4G通信技術；電子科技；3G通信技術；無線網絡

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.124

隨著電子科技的不斷發展和通訊技術的不斷改革，4G通信技術應運而生。相較于以往的通信技術，4G通信技術顯然能給人們的日常信息交流帶來更大的便利，更能滿足人們日益增長的需求。但由于該技術還未成熟，仍然存在一定的安全問題，需要采取處理措施，進一步促進4G通信技術的應用發展。

1 4G移動網絡的網絡結構及其特點

4G網絡將跨越不同頻帶的無線網絡和無線平臺搭建起來，可提供無縫和一致性的移動計算環境，并支持高速移動環境下的高速數據傳輸能力，可實現圖像和語音、數據的高質量傳輸，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IP網絡，是集成多功能的寬帶移動通信系統。

2 3G通信技術與4G通信技術的比較

4G通信技術與3G通信技術相比，有以下11個優點：①通信速度更快。專家預估，第四代移動通信系統的傳輸速度可達到10～20 Mbps。②網絡頻譜更寬。據研究，每個4G信道將占有100 MHz的頻譜。③容量更大。其容量至少為3G系統的10倍。④無縫覆蓋。用戶可在任何時間、任何地點使用無線網絡。⑤智能性更高。能自適應地進行資源分配，處理變化的業務流和適應不同的信道環境，終端設備的設計和操作也將智能化。⑥兼容性更平滑。具備全球漫游，接口開放，能與多種網絡互聯，具有終端多樣化和從第二代平穩過渡等特點。⑦可實現更高質量的多媒體通信。4G提供的無線多媒體通信服務包括語音、數據和影像等大量信息。⑧通信費用更便宜。⑨用戶設備共存。4G能根據網絡狀況和通信條件進行自適應處理，以滿足多類型用戶的需求，使低、高速用戶和各種用戶設備能并存和互通。⑩業務多樣性。在未來的通信中，需要的是多媒體通信，即個人通信、信息系統、廣播與娛樂等結合成的整體。4G能提供各種標準的通信業務，可滿足寬帶和綜合多種業務的需求。?自治的網絡結構。4G網絡將是一個完全自治、自適應的網絡，可自動管理、動態改變自身的結構，以滿足系統變化和時代發展的要求。

4G通信并不是在3G通信的基礎上經過簡單的升級而演變來的，其核心建設技術是不同的，具體如表1所示。

3 4G通信網絡面臨的安全問題

對于現在的人而言，未來的4G通信顯得很神秘，第四代無線通信網絡在具體實施的過程中出現了大量令人頭痛的安全問題。第四代無線通信網絡中存在的安全問題多與無線網絡有關，由于無線網絡具有的脆弱性，通常會存在以下安全問題。

3.1 無線或有線鏈路上存在的安全問題

隨著Internet與無線網絡的飛速發展，4G系統的無線和有線鏈路面臨著更大的威脅。具體表現有以下4方面：①安全性。攻擊者竊聽、篡改、插入或刪除鏈路上的數據。②容錯性。減少因無線網絡結構的不同而造成的差錯。③多計費。運營商的欺詐行為更加突出。服務網絡惡意收取用戶的接入費用等各類網絡攻擊問題。④移動性。通常情況下，無線終端都在不同的子網中移動。

3.2 移動終端存在的安全問題

4G的移動終端與用戶的交互更為密切。隨著計算存儲能力的不斷增強，可被執行的惡意程序越來越多，破壞力越來越大，導致移動終端更加脆弱。比如，手機病毒、移動終端操作系統漏洞、通信接口缺乏機密性和完整性的保護等。

3.3 網絡實體上存在的安全問題

網絡實體身份認證問題包括接入網和核心網中的實體、無線LAD中的AP和認證服務器等。具體安全威脅體現在以下4方面：①攻擊者偽裝成合法用戶使用網絡服務；②由于無線網絡接入信道的數量和帶寬有限，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用戶的非法跟蹤可獲取有效的用戶信息，進而開展攻擊；④用戶否認其使用的服務或資源。

4 4G通信網絡安全措施

通過對通信安全問題的分析和探討，4G通信系統的安全措施應注重無線、有線鏈路和網絡實體上的防護。

4.1 建立適合未來移動通信系統的安全體系

具體而言，可建立協商機制、可配置機制、多策略機制和混合策略機制。

4.2 防止非可信移動終端接入無線網絡

無線接入網應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。

4.3 新密碼技術的廣泛應用

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

4.4 確保4G安全體系向透明化發展

未來的安全中心應能獨立于系統設備，具有開放的接口，能獨立完成雙向鑒權、端到端數據加密等安全任務，甚至對網絡內部人員也是透明的。

4.5 安全傳輸

移動終端與無線接入網能選擇建立加密傳輸通道，根據業務需求，從無線接入網、用戶側均能自主設置數據傳輸方式。比如對服務器本身采用入侵檢測、加裝防火墻等，必要時可采取物理隔離等。

4.6 身份認證

移動終端與無線接入網的建立應基于高可靠性的載體（數字證書）的雙向身份認證機制。

4.7 提高接入效率

盡量減少需要通過移動終端完成的任務，以有效縮短計算時延；盡量減少需要安全協議交互的信息量，且每條信息的數據長度應盡可能短，以縮短通信時延。

5 結束語

綜上所述，4G通信技術是當前我國最好的通信技術。為了促進4G通信技術的進一步發展，不僅要加快移動通信技術的發展，還要針對通信技術中存在的問題采取有效的處理措施。筆者相信，隨著新技術的不斷發展和創新，通過應用合理的安全防護措施，4G通信的安全性會逐步加強，人們會擁有一個更好、更強大的通信網絡。

參考文獻

[1]管永芳.4G通信技術的網絡安全問題及對策探討[J].黑龍江科技信息，2014（25）.

[2]陳勇明，田雄峰.移動4G在推廣中存在的問題以及解決措施[J].經營管理者，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