5G無(wú)線通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全研究

杜 瑩

（江蘇理工學(xué)院，江蘇 常州 213000）

0 引 言

在我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)3G網(wǎng)絡(luò)和4G網(wǎng)絡(luò)存在的不足之處越來越明顯，而5G無(wú)線通信技術(shù)憑借自身覆蓋面積更廣、熱點(diǎn)容量更高、信號(hào)穩(wěn)定性較高、能源消耗具有環(huán)保性和生態(tài)性等特征，逐漸成為深受人們高度認(rèn)可的網(wǎng)絡(luò)方式。在此過程中，人們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)問題的高度重視與積極研究，對(duì)其中存在的問題進(jìn)行詳細(xì)分析，明確導(dǎo)致相關(guān)問題產(chǎn)生的原因，從而采取對(duì)應(yīng)措施，確保相關(guān)問題得到妥善解決。在此基礎(chǔ)上，將現(xiàn)代化理念以及多元化技術(shù)不斷結(jié)合，確保5G無(wú)線通信技術(shù)具備滿足人們個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)使用需求的能力，不斷提高安全性，全面推動(dòng)5G無(wú)線通信技術(shù)朝著更加完善的方向發(fā)展。

1 5G無(wú)線通信技術(shù)概述

1.1 5G無(wú)線通信技術(shù)的根本定義

對(duì)于5G無(wú)線通信技術(shù)而言，其本質(zhì)主要是指在傳統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)背景下，通過對(duì)2G、3G、4G通信技術(shù)的全面改善，形成的一種具有較高完善性的通信手段[1]。從技術(shù)層面來看，5G技術(shù)的通信速度極快，能夠確保海量信息在較短時(shí)間內(nèi)快速傳遞，為數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性提供了保障。此外，5G技術(shù)在建立數(shù)據(jù)傳輸基站的過程中使用了最新型的IP地址，不僅能夠確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)的安全傳輸，而且能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)收集并上傳至移動(dòng)終端，再加上5G技術(shù)具有的頻譜資源相對(duì)較高，對(duì)頻譜各個(gè)階段的抗干擾能力提供了保障[2]。

1.2 5G無(wú)線通信技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 多天線傳輸技術(shù)

通過對(duì)多天線傳輸技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠最大程度降低各種因素對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的干擾，確保頻譜得到優(yōu)化配置，成倍提升頻譜效率。然而頻譜在長(zhǎng)時(shí)間開發(fā)中自身存在的資源消耗程度較大，對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了一定影響。對(duì)此，在對(duì)5G無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行全面開發(fā)的過程中，必須加強(qiáng)對(duì)頻譜資源稀缺這一問題的積極克服。通過對(duì)LSAs技術(shù)的靈活應(yīng)用，能夠使頻譜效率得到有效提高的同時(shí)，確保對(duì)空間地位進(jìn)行合理區(qū)分，有效實(shí)現(xiàn)在同一空間內(nèi)多個(gè)用戶對(duì)相關(guān)資源同時(shí)共享的目標(biāo)[3]。

1.2.2 高頻傳輸技術(shù)

對(duì)于高頻傳輸技術(shù)而言，主要是通過對(duì)高頻的合理應(yīng)用，確保頻譜稀缺問題得到有效解決。為了確保5G無(wú)線通信技術(shù)能夠使自身的使用效率始終保持在一定范圍內(nèi)，還應(yīng)該將毫米波技術(shù)與高頻傳輸技術(shù)進(jìn)行充分整合。毫米波技術(shù)能夠使通信頻譜存在的網(wǎng)絡(luò)堵塞問題得到有效緩解，為通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)保障。結(jié)合目前的實(shí)際情況來看，大部分無(wú)線通信技術(shù)以低頻為主，導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)資源被低頻大量占據(jù)；而通過對(duì)高頻的積極開發(fā)，能夠使低頻譜與通信資源之間的沖突得到有效避免。目前，全世界各個(gè)國(guó)家對(duì)高頻技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)投入大量精力和資源，成為信息技術(shù)領(lǐng)域近些年的熱點(diǎn)話題。例如，韓國(guó)三星集團(tuán)開端研究37 GHz和28 GHz頻帶，目前已經(jīng)對(duì)與28 GHz平臺(tái)有關(guān)的周邊設(shè)備進(jìn)行批量生產(chǎn)，研究效果已經(jīng)能夠達(dá)到1 Gb/s[4]。

1.2.3 D2D技術(shù)

設(shè)備到設(shè)備（Device-to-Device，D2D）技術(shù)能夠在缺乏基站協(xié)助的環(huán)境下，確保通信終端的直接通信工作順利完成。因此，當(dāng)信號(hào)呈現(xiàn)出擁堵現(xiàn)象時(shí)，可以利用D2D技術(shù)精準(zhǔn)找到目標(biāo)信號(hào)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)中密集部署的專用中繼站進(jìn)行充分利用，確保在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)發(fā)生擁堵現(xiàn)象時(shí)，瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，BS）模式都能在LOS鏈接的輔助下將波數(shù)方向引導(dǎo)至中繼站，并且順利到達(dá)目標(biāo)用戶。通過對(duì)D2D技術(shù)的不斷拓展，不僅能夠使數(shù)據(jù)的傳輸速率進(jìn)一步提升，而且還能將數(shù)據(jù)延遲完全掩蓋或降低，從而提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。D2D技術(shù)在提高5G通信技術(shù)效果的過程中，不僅能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)公用虛擬化以及軟件定義網(wǎng)絡(luò)的全新網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架層面發(fā)揮作用，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全和用戶體驗(yàn)給予了高度重視，既能使用戶在使用5G通信技術(shù)的過程中感受到良好的在線體驗(yàn)，又能使用戶的信息安全得到高度保護(hù)[5]。

1.2.4 新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)

對(duì)于新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)而言，主要是通過對(duì)集中化無(wú)線接入網(wǎng)（Centralized-Radio Access Network，C-RAN）構(gòu)架的有效利用，不僅能夠使數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)某杀镜玫酱蠓冉档停疫€能提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力、降低功率損耗、提高傳輸效率、實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)，在使用可再生能源以及減少資源浪費(fèi)層面發(fā)揮著重要作用。因此，為了提高新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)的整體質(zhì)量，必須確保采取的算法具有較高穩(wěn)定性和復(fù)雜性。在社會(huì)資源可持續(xù)發(fā)展的理念下，新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)具備滿足實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的能力，通過與5G無(wú)線通信技術(shù)的充分整合，能夠進(jìn)一步促進(jìn)無(wú)線通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展[6]。

2 5G無(wú)線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全

2.1 數(shù)據(jù)交互問題

各聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在5G無(wú)線通信技術(shù)的輔助下，彼此之間能夠始終保持良好的連接效果，并且對(duì)較大范圍的通信區(qū)域進(jìn)行有效覆蓋，而實(shí)際運(yùn)行過程中所承受的安全風(fēng)險(xiǎn)也必然會(huì)隨之提升。主要是因?yàn)樵趯?duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的過程中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量較大，接入網(wǎng)與核心網(wǎng)信令之間的數(shù)據(jù)交互極為頻繁。通過對(duì)數(shù)據(jù)交互中相關(guān)漏洞的利用，一部分不法分子惡意攻擊網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，從中非法牟利[7]。再加上現(xiàn)階段移動(dòng)終端設(shè)備的全面推廣，各種不良程序之間難免會(huì)存在一些隱藏病毒，導(dǎo)致5G無(wú)線通信技術(shù)的安全性受到質(zhì)疑。因此，在解決5G無(wú)線通信技術(shù)數(shù)據(jù)交互問題的過程中，首先要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)應(yīng)用流程的系統(tǒng)梳理，如圖1所示。通過對(duì)核心網(wǎng)信令以及接入網(wǎng)的不斷擴(kuò)充與強(qiáng)化，確保二者能夠具備應(yīng)對(duì)高頻次交互的能力。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)頻譜利用效率的不斷優(yōu)化，以利用毫米波為目標(biāo)導(dǎo)向開展科研創(chuàng)新，確保高速數(shù)據(jù)的傳輸與儲(chǔ)存需求得到充分滿足，不斷提高5G無(wú)線通信技術(shù)的兼容性，有效實(shí)現(xiàn)控制成本的同時(shí)，進(jìn)一步強(qiáng)化5G無(wú)線通信技術(shù)的功能作用、延長(zhǎng)使用壽命[8]。

圖1 5G無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用流程

2.2 網(wǎng)絡(luò)安全問題

通過將5G無(wú)線通信技術(shù)與初級(jí)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分整合，很可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)延時(shí)，從而引發(fā)多個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)法對(duì)用戶的信息安全提供保障，甚至網(wǎng)絡(luò)連接地址也會(huì)存在較大的截獲以及篡改風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)安全難以保障時(shí)，必然無(wú)法對(duì)運(yùn)行中的網(wǎng)絡(luò)功能資源以及某些特定設(shè)置進(jìn)行操作。因此，需要加強(qiáng)對(duì)自定義網(wǎng)絡(luò)切片的合理設(shè)置，確保最大程度降低能耗、縮減成本、提高效率[9]。

2.3 用戶信息安全

用戶信息安全已經(jīng)成為5G無(wú)線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全的重中之重，因此必須加強(qiáng)對(duì)5G傳輸網(wǎng)絡(luò)安全的不斷提升。例如，在制定第三方軟件審核機(jī)制的過程中，不僅要確保制定的規(guī)范要求具有較高的標(biāo)準(zhǔn)性，而且還要對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，從根源上杜絕不法分子竊取用戶隱私信息的情況發(fā)生，從而為用戶信息安全提供有力保障[10]。在信息時(shí)代背景下，作為先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的代表，5G無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展能夠促進(jìn)整個(gè)行業(yè)綜合實(shí)力得到大幅度提高。因此，在對(duì)5G無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行科研設(shè)計(jì)的過程中，必須加強(qiáng)對(duì)用戶隱私的積極維護(hù)，將轉(zhuǎn)碼加密結(jié)合到用戶信息傳輸操作中，確保用戶信息的安全級(jí)別得到進(jìn)一步提高[11]。

3 結(jié) 論

在現(xiàn)代化社會(huì)中，5G無(wú)線通信技術(shù)得到了較好發(fā)展，雖然能夠?yàn)槿藗兿硎芨咂焚|(zhì)生活提供良好服務(wù)，但同時(shí)也導(dǎo)致人們?cè)?G時(shí)代正式來臨之際承受著全新的網(wǎng)絡(luò)信息安全挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)安全問題對(duì)通信技術(shù)的有效應(yīng)用產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。因此，相關(guān)部門必須從思想和行動(dòng)層面入手，對(duì)提高5G無(wú)線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全性具有的重要意義給予正確認(rèn)知和高度重視，不僅要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)儲(chǔ)備的積極準(zhǔn)備與優(yōu)化，而且還要提高對(duì)數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡(luò)安全的研究力度，從而為5G無(wú)線通信技術(shù)充分發(fā)揮自身作用與價(jià)值創(chuàng)造一個(gè)具有較高安全性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，推動(dòng)通信領(lǐng)域全面升級(jí)的同時(shí)，使用戶的通信安全得到保障。