5G無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡安全研究

◆劉高產(chǎn)

5G無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡安全研究

◆劉高產(chǎn)

（淮北市公安局 安徽 235000）

新時代背景下，對于通信技術(shù)的換代革新要求增大，而最新的5G無線通信技術(shù)符合當前的需要，并為實現(xiàn)智能生活打下基礎(chǔ)。然而，作為通信技術(shù)的一種，加上即將對接大數(shù)據(jù)傳輸，5G無線通信技術(shù)因此也產(chǎn)生了關(guān)于網(wǎng)絡安全方面的問題。本文針對5G無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡安全展開了分析，供相關(guān)讀者參。

5G時代；5G網(wǎng)絡安全；發(fā)展趨勢

1 5G無線通信技術(shù)概述

1.1 根本定義

5G無線通信技術(shù)本質(zhì)是無線通信網(wǎng)絡下，對于2G、3G和4G通信技術(shù)的發(fā)展改善后，最終形成的較為完善的通信手段。從技術(shù)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(nèi)傳輸大量的信息，這保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和實時性。不僅如此，由于5G技術(shù)使用最新的IP地址作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕荆@樣可以在一定程度上保證數(shù)據(jù)的安全，并且可以及時收集大量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的有效性和安全性。首先，作為最新的通信技術(shù)，5G在頻譜資源上也存在一定的優(yōu)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(guān)鍵性技術(shù)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(tǒng)的提高和技術(shù)突破，5G在系統(tǒng)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(wǎng)絡的特征

1.2.1多天線傳輸技術(shù)

利用多天線傳輸技術(shù)可以保證在一定程度上避免信號干擾，同時做到優(yōu)化頻譜分配，并將頻譜效率提高數(shù)十倍。由于對于頻譜的長期開發(fā)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(shù)的發(fā)展。在這種背景下，對于5G無線通信技術(shù)的開展首先要克服的就是頻譜資源的稀缺。運用LSAS技術(shù)可以有效地提高頻譜效率。另外，還可以運用LSAS技術(shù)完成區(qū)分空間地位的功用，該技術(shù)還可以使多個用戶在同一空間內(nèi)享用效勞。

1.2.2高頻傳輸技術(shù)

這種傳輸系統(tǒng)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(shù)能夠維持自身的使用效率保持在一定范圍之內(nèi)，那么就需要使用毫米波技術(shù)。這種技術(shù)可以緩解通信頻譜網(wǎng)絡堵塞的問題。保證了通信技術(shù)的綠色可持續(xù)發(fā)展。目前來看，主流的無線通信技術(shù)以低頻譜為主，這種頻譜占據(jù)了大多數(shù)通信網(wǎng)絡資源。而高頻的開發(fā)則避免了和以往通信資源的沖突。此外，對于更多高頻技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)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(fā)28GHz頻帶的設備，其研究后果已到達1Gb/s。

1.2.3 D2D技術(shù)

D2D技術(shù)無須基站的協(xié)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(wǎng)絡中的專用中繼站。無論何時發(fā)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?；诓煌男阅軜藴剩梢詫崿F(xiàn)各種中繼選擇/路由方案。經(jīng)過擴展網(wǎng)絡技術(shù)，它可以完成高數(shù)據(jù)速率傳輸，同時可以完全掩蓋并降低延遲，并提高網(wǎng)絡的可靠性。D2D技術(shù)對于5G通信技術(shù)的提高不只在軟件定義網(wǎng)絡（SDN）和網(wǎng)絡功用虛擬化（NFV）的新網(wǎng)絡架構(gòu)方面獲得了好的效果。同時也注重用戶體驗和網(wǎng)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(wǎng)絡架構(gòu)技術(shù)

新型網(wǎng)絡架構(gòu)技術(shù)主要運用C-RAN架構(gòu)來充分降低高速傳輸?shù)某杀?，同時，它可以增加干擾，降低功耗，提高效率并促進智能聯(lián)網(wǎng)。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(wěn)定的算法來保證架構(gòu)技術(shù)的質(zhì)量。當前時代背景下，對于可持續(xù)發(fā)展的追求是我們的發(fā)展理念，而新型網(wǎng)絡架構(gòu)技術(shù)，符合當前對于可持續(xù)發(fā)展的定位?？稍偕茉唇陙碓谖覈l(fā)展態(tài)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(xù)發(fā)展。

2 5G無線通信技術(shù)面臨網(wǎng)絡安全問題

2.1 數(shù)據(jù)交互問題

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

2.2 網(wǎng)絡安全問題

由于運用了基于5G通信技術(shù)的更初級的IP網(wǎng)絡以及5G通信技術(shù)作為交融網(wǎng)絡，這樣可能會導致一定的系統(tǒng)延遲，無法保證多個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。與此同時，用戶的信息安全也會受到影響，網(wǎng)絡鏈接的地址也會被獲取甚至篡改。因此對于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的安全是必須要考慮的重要問題。假如無法處理網(wǎng)絡安全問題，將無法保證正在運轉(zhuǎn)的網(wǎng)絡功用資源和某些特定設置。因而，需要自定義網(wǎng)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(jīng)成為當下最重要的問題，因此必須要確保5G傳輸網(wǎng)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(shù)中最先進的代表，可以引發(fā)整個行業(yè)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(zhuǎn)碼加密，提高用戶信息安全級別。

3 5G無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 高速數(shù)據(jù)傳輸和存儲

最新的高速數(shù)據(jù)傳輸存儲可以極大改善用戶的體驗。數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?jīng)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(shù)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(jié)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(shù)在生活中的使用，網(wǎng)絡延遲將可以到達驚人的1毫秒。

3.2 強兼容性

在網(wǎng)絡通信技術(shù)的開發(fā)進程中，各個階段都會呈現(xiàn)問題，即缺乏兼容性，這已成為相關(guān)技術(shù)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(wǎng)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(wǎng)絡的特點是其強大的兼容性。這種兼容性保證了多數(shù)設備可以同時使用一個網(wǎng)絡來進行無線通信網(wǎng)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(shù)的發(fā)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(jīng)濟利益要求。

3.3 可以充分完成有效的成本控制。

5G技術(shù)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(wǎng)絡通信技術(shù)中占據(jù)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(nèi)。依據(jù)有關(guān)部門的研究，570-690MHz是我國在2015年曾經(jīng)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(shù)的可行性。因而，在5G技術(shù)的開發(fā)和研究進程中，依然需要克制成本控制問題。

4 5G通信技術(shù)的使用

在原始通信技術(shù)的支持下，我們只要銜接到互聯(lián)網(wǎng)的智能手機和計算機。由于在當前形勢下，智能生活已經(jīng)開始逐步滲透到我們社會，同時人工智能技術(shù)也在5G的推動下有了突破性的進展，VR技術(shù)，汽車無人自動駕駛技術(shù)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(xiàn)實技術(shù)（VR）遭到5G無線通信的超高速互聯(lián)網(wǎng)速度和移動互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的支持，以取得更好的體驗，使人們可以在不離開家鄉(xiāng)的狀況下感受到祖國的大河和山脈。借助5G技術(shù)的超高速互聯(lián)網(wǎng)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(nèi)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(nèi)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(shù)，有著4G無法比擬的優(yōu)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(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)。進而引發(fā)新的技術(shù)革命。5G可將原有網(wǎng)絡功能提高100倍，這樣就可以保證互聯(lián)網(wǎng)交互的實時性，最終可以實現(xiàn)人工智能以及大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的突破性發(fā)展。當然，5G時代必須突破無線傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)。在無線傳輸技術(shù)中，如何提高頻譜利用率和處理毫米波是關(guān)鍵。從網(wǎng)絡技術(shù)的角度來看，新的網(wǎng)絡架構(gòu)和軟件定義的網(wǎng)絡被應用于改進和發(fā)展。在傳輸速度上，5G比4G好；同時5G具有兼容性的優(yōu)勢，使用壽命更長，因此可以看出，5G無線通信技術(shù)的持續(xù)開展必將是網(wǎng)絡傳輸技術(shù)的重大革新，所以有必要增強對該技術(shù)的研究和開發(fā)。這項技術(shù)的開展必將促進現(xiàn)代社會的提高，并為當代人們帶來不同而美妙的體驗。

5 結(jié)語

綜上可以看出，5G網(wǎng)絡的優(yōu)勢巨大，可以極大改善人們的生活，實現(xiàn)科學技術(shù)大發(fā)展。通過對這項技術(shù)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(shù)將改善社會，并在大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的幫助下對人們的生活形成幫助。相信即便當前網(wǎng)絡存在一定的安全問題，但經(jīng)過5G技術(shù)的進一步研究和發(fā)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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