劉冠秀

摘 要：在信息化高速普及的今天，移動(dòng)終端設(shè)備已成為人們之間進(jìn)行交流溝通的重要工具，高效便捷的移動(dòng)終端，精準(zhǔn)安全的通信技術(shù)已成為人們生活中必不可少的重要工具。隨著科技的發(fā)展，4G技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)始在我國(guó)普及，保障其安全性已成為我國(guó)通信行業(yè)面臨的新問(wèn)題。本文就4G通訊技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行初步探析，根據(jù)實(shí)際情況中出現(xiàn)的問(wèn)題，簡(jiǎn)述改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：4G；移動(dòng)通信技術(shù)；安全缺陷

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2017）06-0021-03

Research on 4G Mobile Communication Technology and Its Security Flaws

Liu Guanxiu

（Shangqiu Normal University of Information Technology，Shangqiu Henan 476000）

Abstract： In the high-speed information today， mobile terminal equipment has become an important tool for communication between people， accurate and secure communication technology has become an indispensable tool in people's lives. With the development of science and technology， 4G technology applications began to spread in China， ensuring its security has become China's communications industry is facing new problems. In this paper， the application status of 4G communication technology was preliminarily analyzed. According to the problems in the actual situation， the improvement measures were briefly described.

Keywords： 4G；mobile communication technology；security defects

1 4G移動(dòng)通信技術(shù)的含義

一般來(lái)講，能夠具有分布網(wǎng)絡(luò)和廣帶接入性能的通信技術(shù)被稱(chēng)之為4G移動(dòng)通信技術(shù)，其在非對(duì)稱(chēng)信息傳輸過(guò)程中的速度至少可以達(dá)到2Mb/s，這種高速傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使4G移動(dòng)通信技術(shù)在一定程度上可以為數(shù)字電視的高清畫(huà)面服務(wù)。隨著人們對(duì)電視畫(huà)面和視覺(jué)效果要求不斷提高，其作為電視視頻服務(wù)的業(yè)務(wù)范圍正在迅速擴(kuò)大，并在國(guó)內(nèi)的大型城市中呈現(xiàn)全面普及的形勢(shì)。4G移動(dòng)通信技術(shù)在工作中既能完成無(wú)線(xiàn)信號(hào)的傳輸，同時(shí)又能完成頻帶網(wǎng)絡(luò)的傳輸，這種配合傳輸?shù)男问绞剐盘?hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量變得更高、速度變得更快。其可以不受海拔、氣候、空氣內(nèi)物質(zhì)含量等因素的影響，將信號(hào)實(shí)時(shí)接入互聯(lián)網(wǎng)寬帶中，使信號(hào)質(zhì)量變得更高，信號(hào)的傳輸介質(zhì)更可靠，并將信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤且流暢地傳輸?shù)浇邮斩恕?G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)決定其對(duì)服務(wù)性能的提升作用是巨大的，4G技術(shù)不僅可以將基礎(chǔ)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)和視頻信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離精準(zhǔn)傳輸，而且還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)記錄、實(shí)時(shí)定位和實(shí)時(shí)傳輸。與互聯(lián)網(wǎng)的高度兼容使4G移動(dòng)通信系統(tǒng)被全面接入IP寬帶體系，移動(dòng)通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融為一體，信息、通話(huà)記錄、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等被實(shí)時(shí)傳輸?shù)酵ㄐ畔到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，為高效的信息服務(wù)奠定基礎(chǔ)[1]。

2 4G移動(dòng)通信技術(shù)原理

多入多出技術(shù)、智能天線(xiàn)技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)都具有信息儲(chǔ)存量龐大、速度傳遞快、集中化優(yōu)勢(shì)明顯等特點(diǎn)，均是滿(mǎn)足4G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用的常用技術(shù)。其明顯的優(yōu)勢(shì)使4G移動(dòng)通信技術(shù)在功能上更強(qiáng)大，音頻信號(hào)質(zhì)量逐漸增強(qiáng)，其信號(hào)整合水平逐漸提高，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)能力顯著增強(qiáng)，數(shù)據(jù)整合強(qiáng)度不斷增大。這種技術(shù)上的改變使數(shù)據(jù)出錯(cuò)的概率明顯降低，系統(tǒng)出現(xiàn)故障的頻率降低，系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量逐步提升。在一定程度上，其強(qiáng)大的硬件和軟件系統(tǒng)保障4G通信系統(tǒng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，并且能夠有效控制設(shè)備檢修和維護(hù)成本，有效保證減少設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間停工的次數(shù)。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)在于其信號(hào)主要為數(shù)字信號(hào)，其載體為互聯(lián)網(wǎng)，這種工作技術(shù)方式在一定程度上保證了信號(hào)傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，保證了連續(xù)工作的要求，避免了信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤和斷裂的現(xiàn)象。在實(shí)際使用時(shí)，信號(hào)在傳輸過(guò)程中還在實(shí)時(shí)進(jìn)行整理和收集工作，為用戶(hù)儲(chǔ)存服務(wù)記錄，便于其更好地進(jìn)行查詢(xún)工作，服務(wù)更為人性化。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在多入多出技術(shù)上，這一技術(shù)突破了3G技術(shù)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的局限性，將所有的用戶(hù)端都能有效地連接到一個(gè)蜂窩中，實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的蜂窩控制系統(tǒng)，以高速的傳播和安全路徑作為保障，保質(zhì)保量地完成多信道信號(hào)傳輸和接收服務(wù)，更好地實(shí)現(xiàn)全球通信目標(biāo)[2]。

3 4G移動(dòng)通信的核心技術(shù)

3.1 OFDM技術(shù)

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交頻分復(fù)用技術(shù)，作為廣泛應(yīng)用于信道劃分的通信技術(shù)，其穩(wěn)定的工作性能和高效的傳輸途徑使該技術(shù)成為4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)。在保證信道正常工作的情況下，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步微分化，使信道傳輸?shù)男盘?hào)種類(lèi)更加多樣，各個(gè)種類(lèi)信號(hào)傳輸?shù)墓δ芨用黠@，信號(hào)在處理過(guò)程中的精度更高、速度更快、質(zhì)量更好。信道信號(hào)在調(diào)試和正常使用的過(guò)程中，每個(gè)子載波都能夠在一個(gè)互不干擾的平行環(huán)境中進(jìn)行各自的傳輸工作，并能精確合理地控制傳輸速度，使每個(gè)信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩说臅r(shí)間控制在一定誤差之內(nèi)，并能夠保證傳輸信號(hào)的整合質(zhì)量，保障傳輸路徑的通暢。

該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，正交頻分復(fù)用技術(shù)的傳輸路徑廣，傳輸質(zhì)量高，比單載波系統(tǒng)的傳輸效率要高很多，并且精度和質(zhì)量也要遠(yuǎn)高于單載波系統(tǒng)，其信息信號(hào)細(xì)化的程度保證了其傳遞質(zhì)量是3G技術(shù)所無(wú)法比擬的；其次，正交頻分復(fù)用技術(shù)在降噪方面也遠(yuǎn)高于之前的技術(shù)，其受外界電子和環(huán)境的干擾能力明顯增強(qiáng)，在通過(guò)復(fù)雜環(huán)境區(qū)域時(shí)，能夠有效完成信號(hào)的分解和整合工作，保證信號(hào)正常傳輸；最后，正交頻分復(fù)用技術(shù)能夠有效保證信息數(shù)據(jù)整合的精度和速度，對(duì)信息的實(shí)時(shí)整合程度使其可以為更多業(yè)務(wù)上的拓展提供有效的技術(shù)平臺(tái)，根據(jù)不同服務(wù)的需要完成碼分、頻分、時(shí)分等多種數(shù)據(jù)分類(lèi)方式的相互結(jié)合。

3.2 MIMO技術(shù)

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術(shù)，全稱(chēng)為多輸入多輸出技術(shù)，其主要特征是在設(shè)備的輸入端和輸出端各布置一根天線(xiàn)，其技術(shù)的特殊之處在于其并未通過(guò)信道和波形的改進(jìn)而起到對(duì)通信技術(shù)改善的目的，其主要是利用傳統(tǒng)的物理方法對(duì)信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)，從而滿(mǎn)足4G通信系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量要求。之前的3G系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)都未能有效利用這一技術(shù)，因而其系統(tǒng)的信號(hào)傳遞質(zhì)量不高，信號(hào)傳輸故障較多。

多輸入多輸出技術(shù)的構(gòu)造特點(diǎn)使其對(duì)信號(hào)的接收范圍明顯擴(kuò)大，接收空間內(nèi)的分集增益大幅度提高，頻譜的利用率以及無(wú)線(xiàn)信道容量有所增加，碼間干擾進(jìn)一步降低，這些明顯的優(yōu)勢(shì)充分保障了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度。

3.3 SA技術(shù)

SA（Selective Availability）技術(shù)，全稱(chēng)為選擇可用性天線(xiàn)技術(shù)，其主要工作原理是基于自適應(yīng)天線(xiàn)移動(dòng)通信的原理基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)天線(xiàn)的技術(shù)改進(jìn)消除信號(hào)在傳輸過(guò)程中的干擾因素，以起到擴(kuò)大傳輸和接收范圍的目的，從而提升信號(hào)服務(wù)質(zhì)量。

選擇可用性天線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)也非常明顯，其最為明顯的優(yōu)勢(shì)莫過(guò)于其成本低廉，并且由于改進(jìn)了結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的內(nèi)部容量有較大的提升，其成本優(yōu)勢(shì)和容量?jī)?yōu)勢(shì)是其他技術(shù)無(wú)法替代的。儲(chǔ)存容量的增大使其信號(hào)的傳輸功能得到了較好的發(fā)揮，可以充分運(yùn)用空分復(fù)用接入技術(shù)將信號(hào)分布到不同頻率之上，并對(duì)其加以充分區(qū)分，進(jìn)一步擴(kuò)大信號(hào)的覆蓋范圍。以主波束為主要的傳播載體，利用主波束的信號(hào)傳遞優(yōu)勢(shì)，消除干擾因素的影響，增大覆蓋區(qū)域的面積，使用戶(hù)能夠充分接收到來(lái)自發(fā)射方的全部信號(hào)，并能形成有效的信號(hào)集中效果。系統(tǒng)也可以通過(guò)該技術(shù)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，有效獲取用戶(hù)的行蹤，及時(shí)完善用戶(hù)所在區(qū)域周?chē)姆?wù)信息和環(huán)境情況，并及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整傳輸模式，保證信號(hào)不會(huì)受到不良因素的影響，保障信號(hào)的傳輸質(zhì)量，其優(yōu)越的性能使該技術(shù)在4G移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

3.4 SDR技術(shù)

SDR技術(shù)的中文全稱(chēng)叫做軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，其設(shè)立的主要目的是利用無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)將信號(hào)擴(kuò)散到指定的用戶(hù)端，其原理是基于用戶(hù)間互相連通的需求，將信號(hào)在用戶(hù)端之間進(jìn)行高質(zhì)量、高速度傳輸，其主要的傳輸載體是互聯(lián)網(wǎng)信號(hào)，傳輸端口是若干種類(lèi)的傳輸信道，利用信道與互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快捷性打造完備的信號(hào)傳輸平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)4G通信系統(tǒng)無(wú)障礙溝通，將互聯(lián)體緊密連接形成高效的工作體系。

其優(yōu)勢(shì)在于該系統(tǒng)的靈活性很大，有專(zhuān)用的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建立起的平臺(tái)，使其連通的可靠性大大增強(qiáng)，軟件系統(tǒng)的高度整合使各種需求通過(guò)該技術(shù)得到充分滿(mǎn)足，所有的程序都可以通過(guò)各自特定的硬件有條不紊地工作，通過(guò)專(zhuān)門(mén)程序的編譯實(shí)現(xiàn)專(zhuān)門(mén)的功能，可以容納較多的功能頻段，傳輸較多的信號(hào)。

4 4G移動(dòng)通信技術(shù)存在的安全缺陷

4G移動(dòng)通信技術(shù)并非是完美的，其潛在的安全隱患較多，對(duì)用戶(hù)的使用安全和系統(tǒng)的正常工作造成了較大的負(fù)面影響。其主要的威脅體現(xiàn)在人為方面，如操作的失誤、惡意的人為攻擊、信息的集體泄露、系統(tǒng)的防木馬漏洞等都是造成系統(tǒng)故障的主要原因。系統(tǒng)的短暫崩潰會(huì)影響4G用戶(hù)移動(dòng)數(shù)據(jù)端的網(wǎng)絡(luò)使用情況，增大瀏覽器的故障頻率，加大瀏覽器崩潰的風(fēng)險(xiǎn)。一般情況下，投入較小的軟件性能較差，其病毒防護(hù)能力不足，軟件的使用故障發(fā)生概率增大，病毒入侵風(fēng)險(xiǎn)增大，用戶(hù)信息泄露安全風(fēng)險(xiǎn)增大，對(duì)4G用戶(hù)的關(guān)聯(lián)賬戶(hù)安全亦是一種威脅，在一定程度上也擾亂了運(yùn)營(yíng)商的正常工作。開(kāi)發(fā)人員在系統(tǒng)的編譯和軟件的開(kāi)發(fā)上都未能盡力而為，優(yōu)化工作不到位，一些設(shè)計(jì)人員的更新頻率遠(yuǎn)不及病毒和關(guān)聯(lián)軟件的更新速度，黑客正是利用這一漏洞，不斷編譯木馬程序和病毒程序，對(duì)健康的軟件環(huán)境進(jìn)行無(wú)休止的干擾，從中牟取暴利。這種破壞不但會(huì)造成用戶(hù)信息大量泄露，還會(huì)影響4G用戶(hù)與基站之間的信號(hào)傳輸速度，擾亂運(yùn)營(yíng)商的正常工作，破壞運(yùn)營(yíng)商的程序，造成用戶(hù)間通信不正常，在未能形成有效的病毒預(yù)防機(jī)制的今天，用戶(hù)抵抗病毒的難度越來(lái)越大，安全風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越高。

5 應(yīng)對(duì)4G移動(dòng)通信技術(shù)安全缺陷的解決策略

4G移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的技術(shù)實(shí)力，盡最大能力做好防護(hù)病毒入侵工作，并且在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中不斷引進(jìn)新的技術(shù)，引進(jìn)新的管理理念。移動(dòng)端用戶(hù)要具有一定的自我安全防護(hù)意識(shí)，對(duì)于收集個(gè)人信息過(guò)于全面的軟件應(yīng)當(dāng)慎重考慮之后再填寫(xiě)，對(duì)于賬號(hào)關(guān)聯(lián)的軟件應(yīng)當(dāng)減少其關(guān)聯(lián)性，并且選用較好的殺毒軟件進(jìn)行定時(shí)清理，增強(qiáng)安全保障意識(shí)。

運(yùn)營(yíng)商在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)以提高服務(wù)質(zhì)量作為主要的工作目的，在保證服務(wù)高效的前提下，選擇較為廉價(jià)的設(shè)備，并且建立科學(xué)高效的管理體系，在管理上要明確相關(guān)的責(zé)任制度，保證責(zé)任追究清晰化，并且在一定程度上要保證用戶(hù)的信息安全，對(duì)于用戶(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)備程序的維護(hù)要定期進(jìn)行，重點(diǎn)要及時(shí)對(duì)殺毒程序進(jìn)行更新，保證服務(wù)正常進(jìn)行。

異地間的服務(wù)要求兩地間的管理機(jī)制能夠完好銜接，并能夠形成全國(guó)統(tǒng)一的操作模式和運(yùn)營(yíng)制度，使4G移動(dòng)信息服務(wù)更加規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，形成聯(lián)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)制和管理機(jī)制，保障通信的順利和簡(jiǎn)便廉價(jià)。

6 結(jié)語(yǔ)

4G移動(dòng)通信的正常使用是建立在先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備、高效的管理機(jī)制和完備的安全保障措施之上的，建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的運(yùn)營(yíng)機(jī)制，更好地服務(wù)通信需求，極大地保障用戶(hù)的通信安全，是4G移動(dòng)通信服務(wù)面臨的巨大挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]伍偉化.4G移動(dòng)通信技術(shù)與安全缺陷分析[J].信息通信，2014（9）：168-169.

[2]王新宇.4G移動(dòng)通信技術(shù)與安全缺陷分析[J].信息與電腦，2016（6）：178-179.