5G無線通信技術與網絡安全研究

◆劉高產

5G無線通信技術與網絡安全研究

◆劉高產

（淮北市公安局 安徽 235000）

新時代背景下，對于通信技術的換代革新要求增大，而最新的5G無線通信技術符合當前的需要，并為實現智能生活打下基礎。然而，作為通信技術的一種，加上即將對接大數據傳輸，5G無線通信技術因此也產生了關于網絡安全方面的問題。本文針對5G無線通信技術與網絡安全展開了分析，供相關讀者參。

5G時代；5G網絡安全；發展趨勢

1 5G無線通信技術概述

1.1 根本定義

5G無線通信技術本質是無線通信網絡下，對于2G、3G和4G通信技術的發展改善后，最終形成的較為完善的通信手段。從技術手段上來看，5G的速度很快，遠超4G，因此5G可以在極短的時間內傳輸大量的信息，這保證了數據傳輸的穩定性和實時性。不僅如此，由于5G技術使用最新的IP地址作為數據傳輸的基站，這樣可以在一定程度上保證數據的安全，并且可以及時收集大量數據并將其放入移動終端，這樣就可以讓傳輸速度很快，確保了數據的有效性和安全性。首先，作為最新的通信技術，5G在頻譜資源上也存在一定的優勢，它的頻譜資源相對較高，并可以在一定程度上保證頻譜的抗干擾能力。其次，在研究的時候，5G克服了頻譜的關鍵性技術問題，比如說最新的全頻譜共享，新的多載波和頻譜共享。此外，伴隨著硬件系統的提高和技術突破，5G在系統容量方面也有了極大的進步，并給用戶帶來了方便。

1.2 5G無線通信網絡的特征

1.2.1多天線傳輸技術

利用多天線傳輸技術可以保證在一定程度上避免信號干擾，同時做到優化頻譜分配，并將頻譜效率提高數十倍。由于對于頻譜的長期開發導致了頻譜本身存在了資源消耗過度的問題，因此限制了無線通信技術的發展。在這種背景下，對于5G無線通信技術的開展首先要克服的就是頻譜資源的稀缺。運用LSAS技術可以有效地提高頻譜效率。另外，還可以運用LSAS技術完成區分空間地位的功用，該技術還可以使多個用戶在同一空間內享用效勞。

1.2.2高頻傳輸技術

這種傳輸系統主要是使用了高頻來克服頻譜稀缺的困難。同時為了使得5G無線通信技術能夠維持自身的使用效率保持在一定范圍之內，那么就需要使用毫米波技術。這種技術可以緩解通信頻譜網絡堵塞的問題。保證了通信技術的綠色可持續發展。目前來看，主流的無線通信技術以低頻譜為主，這種頻譜占據了大多數通信網絡資源。而高頻的開發則避免了和以往通信資源的沖突。此外，對于更多高頻技術的開發已經成了世界各國的熱門研究話題。例如，韓國三星集團已開端研究37GHz和28GHz頻帶，并已開端開發28GHz頻帶的設備，其研究后果已到達1Gb/s。

1.2.3 D2D技術

D2D技術無須基站的協助即可完成通信終端的直接通信。這樣就可以在信號較為擁堵的情況下找到合適的信號。通常使用的方法是使用密集部署在網絡中的專用中繼站。無論何時發生擁塞，BS都可以通過LOS鏈接將波束方向引導到中繼站，從而到達目標用戶。基于不同的性能標準，可以實現各種中繼選擇/路由方案。經過擴展網絡技術，它可以完成高數據速率傳輸，同時可以完全掩蓋并降低延遲，并提高網絡的可靠性。D2D技術對于5G通信技術的提高不只在軟件定義網絡（SDN）和網絡功用虛擬化（NFV）的新網絡架構方面獲得了好的效果。同時也注重用戶體驗和網絡安全，使用戶不只在運用進程中有良好的在線體驗，這樣就能保護用戶信息安全。

1.2.4新型網絡架構技術

新型網絡架構技術主要運用C-RAN架構來充分降低高速傳輸的成本，同時，它可以增加干擾，降低功耗，提高效率并促進智能聯網。對于可再生能源的使用和盡可能減少資源浪費是我們的追求。這就需要我們采取更加復雜穩定的算法來保證架構技術的質量。當前時代背景下，對于可持續發展的追求是我們的發展理念，而新型網絡架構技術，符合當前對于可持續發展的定位。可再生能源近年來在我國發展態勢良好，且由于5G對于能源消耗較大，對于綠色能源的追求可以在一定程度上保證無線通信的可持續發展。

2 5G無線通信技術面臨網絡安全問題

2.1 數據交互問題

從數據交互的角度來看，5G可以保證互聯網的實時交互，這樣就使得通信的覆蓋面積增大，并保證互聯網交互的穩定性。但相應的也會產生一定的安全問題。因為網絡面對大量數據交互，不可避免地會導致接入網與核心網信令之間頻繁的交互。在這些數據之間的交互中，犯罪分子就能有機可乘，運用各種技術手段攻擊無線通信網絡，最終從中獲取不法利益。

2.2 網絡安全問題

由于運用了基于5G通信技術的更初級的IP網絡以及5G通信技術作為交融網絡，這樣可能會導致一定的系統延遲，無法保證多個系統的運轉。與此同時，用戶的信息安全也會受到影響，網絡鏈接的地址也會被獲取甚至篡改。因此對于網絡數據的安全是必須要考慮的重要問題。假如無法處理網絡安全問題，將無法保證正在運轉的網絡功用資源和某些特定設置。因而，需要自定義網絡切片，這也可以最大水平地增加能耗，降低成本并提高效率。

2.3 用戶信息安全問題

目前對于用戶的信息安全問題已經成為當下最重要的問題，因此必須要確保5G傳輸網絡安全，比如說在第三方軟件的審核機制方面實行高標準來進行嚴格審核，杜絕不法分子對于用戶隱私信息的侵犯，確保用戶信息安全。信息時代下，5G作為無線通信技術中最先進的代表，可以引發整個行業的進步，因此在進行科研設計的過程中就需要保證用戶的隱私，在信息傳輸方面進行轉碼加密，提高用戶信息安全級別。

3 5G無線通信技術的發展趨勢

3.1 高速數據傳輸和存儲

最新的高速數據傳輸存儲可以極大改善用戶的體驗。數據傳輸的需要曾經可以起到很大的作用。5G可以再次提高傳輸速度，可以到達驚人的3.6Gb/s。5G通信技術除了提高傳輸速率外，還可以提高用戶的資源使用有效率，還可以節省空間，為用戶的信息安全提供保證，并使人們的日常生活和任務愈加便捷。假如將來的傳輸速率可以到達10G，這樣可以極大的提高用戶的使用體驗，與此同時，遠程控制將在我們的日常生活中得到普及。隨著5G技術在生活中的使用，網絡延遲將可以到達驚人的1毫秒。

3.2 強兼容性

在網絡通信技術的開發進程中，各個階段都會呈現問題，即缺乏兼容性，這已成為相關技術增加的局限性他們的市場份額。因而，迫切需要處理改善兼容性的問題。就移動通信網絡的歷史而言，2G，3G和4G都具有很大的局限性，還沒有很好地解決兼容性問題。但是5G網絡的特點是其強大的兼容性。這種兼容性保證了多數設備可以同時使用一個網絡來進行無線通信網絡的集成，最終保證了信息的傳遞和用戶的使用體驗。對于信息技術的發展提供了動力。同時，強大的兼容性可以降低運營和維護成本，并滿足用戶的經濟利益要求。

3.3 可以充分完成有效的成本控制。

5G技術由于其強大的傳輸速率和兼容性，將不可避免地在將來的網絡通信技術中占據主流位置，但是由于其強大的影響傳輸速率不可避免地會增加流量，隨之而來的是昂貴的運用成本，因而必須將其控制在用戶可承受的運用成本之內。依據有關部門的研究，570-690MHz是我國在2015年曾經滿足的頻譜需要。因而，頻譜資源緊張已無法滿足用戶的更大需要，而引入新頻譜資源將增加成本。從而降低了該技術的可行性。因而，在5G技術的開發和研究進程中，依然需要克制成本控制問題。

4 5G通信技術的使用

在原始通信技術的支持下，我們只要銜接到互聯網的智能手機和計算機。由于在當前形勢下，智能生活已經開始逐步滲透到我們社會，同時人工智能技術也在5G的推動下有了突破性的進展，VR技術，汽車無人自動駕駛技術等等這些，都需要5G的推動才能真正達到推廣的目的。例如，虛擬現實技術（VR）遭到5G無線通信的超高速互聯網速度和移動互聯網安全技術的支持，以取得更好的體驗，使人們可以在不離開家鄉的狀況下感受到祖國的大河和山脈。借助5G技術的超高速互聯網速度，無人駕駛汽車使汽車的響應速度約為1毫秒。在緊急情況下，人類會在1秒內做出反應。而相對而言，汽車無人駕駛的反應能力要比人類要快得多，有了5G的超高速率傳輸，那么無人駕駛就可以在極短的時間內做出反應，從而完全替代人類駕駛。這樣就可以保證無人駕駛汽車的安全性。5G作為最新的無線通信技術，有著4G無法比擬的優勢，比如在速率方面，比如在信息容量方面，都可以完美的匹配當前熱門的大數據產業。進而引發新的技術革命。5G可將原有網絡功能提高100倍，這樣就可以保證互聯網交互的實時性，最終可以實現人工智能以及大數據網絡的突破性發展。當然，5G時代必須突破無線傳輸技術和網絡技術。在無線傳輸技術中，如何提高頻譜利用率和處理毫米波是關鍵。從網絡技術的角度來看，新的網絡架構和軟件定義的網絡被應用于改進和發展。在傳輸速度上，5G比4G好；同時5G具有兼容性的優勢，使用壽命更長，因此可以看出，5G無線通信技術的持續開展必將是網絡傳輸技術的重大革新，所以有必要增強對該技術的研究和開發。這項技術的開展必將促進現代社會的提高，并為當代人們帶來不同而美妙的體驗。

5 結語

綜上可以看出，5G網絡的優勢巨大，可以極大改善人們的生活，實現科學技術大發展。通過對這項技術的深入研究，我們在不知不覺中進入了5G時代。新的通信技術將改善社會，并在大數據產業的幫助下對人們的生活形成幫助。相信即便當前網絡存在一定的安全問題，但經過5G技術的進一步研究和發展，它一定會以一種快速、安全、綠色的方式給人們帶來更好的通信體驗。

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