王文明
广州航天海特系统工程有限公司 广东省广州市 510663
摘要：4G网络技术的发展为人们带来更为便捷的生活享受，越来越多的人在网上购物、娱乐及进行日常的交流。但是由于4G网络技术尚不完善，存在安全隐患，有些不法分子就是利用这些技术弊端进行网络攻击，使国家和人民的财产遭受损失。所以，只有在网络技术发展过程中不断的吸取经验教训，找出网络安全隐患，对症下药，才能保证国家和人民的财产安全。
关键词：4G通讯技术发展；安全问题；改善；分析
导言
近年来，4G通讯技术也获得了很大的发展，让人们对移动通讯技术所带来的便捷进行了充分感受。另外，4G通讯技术不仅对人们生活带来重大变革，也导致移动通讯领域内出现重大变革。但是，在4G通讯技术获得迅速发展的过程中，安全问题也成为发展过程中不可忽视的一个重要问题。有实践证明，由于4G通讯技术存在的安全漏洞，导致在使用的过程中出现较多的安全问题，给国家人民财产都带来了一定的损失[1]。本文就是在这个背景下，对4G通讯技术存在的安全问题进行了深入的剖析，并提出如何改进使用过程中出现的安全问题。
1、技术的实现方案及进展
1.1编码与调制
4G移动通信系统采用的是非常高级的信道编码方案。比如，LDPC、级连码以及Turbo码，保障了4G移动通信系统的性能。4G系统采用的是多载波调制技术，而4G系统的多载波调制技术采用的是正交频分复用时分多址（OFDM-TDMA）和多载波码分多址（MC-CDMA）这两种形式。OFDM-TDMA采用的是高电平调制方式，而MC-CDMA采用的是QPSK调制方式。
1.2智能天线技术
以往的通信系统中采用的是定向天线和全向天线这两种天线。全向天线主要是应用于三百六十度覆盖的小区，而定向天线则主要是应用小区分裂后的部分覆盖小区。同时，这两种天线覆盖区域的形状都是不会变化的，相对于基站来说，若是每一个移动用户的下行信号都是广播式发送的，就会引起系统的干扰，并使系统容量呈现出降低的趋势。而智能天线，它主要是采用了空分多址的技术，这种技术主要是利用信号在传输方向上的差异性，对同码道、同时隙或同频率的信号加以区分，对所覆盖的区域进行信号的动态性改变，并使主波束对准用户的方向，零陷对转干扰信号的方向，并智能跟踪用户以及对环境变化进行检测，从而为用户提供了优质的上行链路以及下行链路信号，进而达到对有效信号能够准确提取和抑制干扰的目的。由此可见，智能天线不经能促进系统容量的提高，同时，更适用于相对复杂电波传播环境的移动通信系统。和普通天线相比，在同等发射功率的条件下，智能天线发送的信号能够传播的更远，扩大了覆盖范围，减少了基站的建设数量，使运营商的建设成本实现了一定程度的降低。值得我们注意的是智能天线也使得通信系统的复杂度增加了很多，并且对元器件的性能也相应地提出了更高的要求。
1.3软件无线电（SDR）技术
4G系统的目标就保证移动的终端能够适合各种类型的空中接口，以便在不同的网络环境之间实现无缝漫游，同时还可以在不同业务类型之间进行转换。这样才能够实现真正的个人通信。而4G系统的软件无线电的基本思想就是把硬件作为通用的基本平台，从而尽可能多地把无线或者个人通信的功能通过可编程的软件来实现，使它成为一种多工作模式、多工作频段、多信号的传输与处理的无线电系统，也可以把它认为是一种通过对软件的运用来实现物理层对接的无线通信方式。可以说，软件无线电的核心技术是通过频带的无线接收机来替代以前的窄带接收机，并将宽带数字/模拟、模拟/数字变换器去尽可能的和天线近距离接触，来让通信电台的功能尽可能多地采用可编程软件来带接收机，并将宽带的模拟/数字、数字/模拟变换器尽可能的靠近天线，从而通过尽可能地采用可编程软件来实现通信电台的功能。
1.4无限接入方式和多址方案
在CDMA、TDMA、FDMA以及OFDM等众多的多址方式中，目前，4G技术采用的是OFDM的多址方式。这个多址方式主要是通过把需要传输的串行数据流分级为多个速率较低的、并行的子数据流，然后再将这些并行的子数据流调制到相互正交的子载波上，最后进行合成，完成输出的过程。而输出的数据速率和串行数据流分解前的速率是一样的。虽然OFDM这种多址方式有一些不足。比如，对相位和频偏的噪声就非常地敏感，同时，发送端放大器功率效率很低，以及与之适应的调制技术提高了整个系统的复杂度。但是，它的优势也非常的明显，主要体现在，它促进了频谱利用效率的提高，而且，每个子载波使用的不同的调制方法，它还能降低频率的选择性衰落，更重要的是OFDM技术，它的抗窄干扰能力很强。可以说OFDM这个方案已经非常成熟，同时，在4G技术发展的过程中也获得了非常理想的结果。
4G在无线接入方式上，主要采用的是VSF-OFCDM的无线接入方式，VSF的意思是不可变的扩频因子，OFCDM的意思是不正交频码分和频分的复用。VSF-OFCDM这种无线接入方式，它属于多载波CDMA，它的频率可在所有小区里重复使用，并且不受多径干扰的影响，非常有效地促进了频谱的利用率的提高。同时，它采用的是可变扩频因子方式，它可以通过对扩频因子进行改变的方式来分别适用于密度较高的业务区和普通的业务区，现阶段VSF-OFCDM无线接入方式已经广泛应用于商用。
2、4G通讯技术安全问题分析
4G通讯技术的技术构成较为复杂，因此，在该种技术中也存在多种安全问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总的来说，存在的问题主要有：
2.1安全配置存在问题
4G通讯技术的安全配置若不够规范，就会导致网络在运行的时候出现紊乱，进而导致系统在运行的时候出现乱码。这样一来，当网络异常的时候，就很难发挥安全防护的作用，导致安全问题的出现。另外，4G通讯技术的应用时间已经很长了，但是，就其理论来说，其配备还不够完善成熟。现存的安全理论与实践需求存下一定的差距，这就导致实际使用中的安全技术满足不了现实的需求，在实际防护中容易产生安全问题。
2.2病毒入侵
在整个网络环境中，都存在病毒入侵的潜在危险。在4G通讯技术中也存在较多的病毒入侵危险，当病毒程序处在安全防护不当的条件下就会导致病毒入侵网络，导致网络运行处在死循环的状态中，进而导致网络故障发生。另外，一些病毒还可以直接对网络入侵对用户的信息进行窃取，导致用户受到损失。这些情况都说明在4G通讯技术运行中存在较多的安全隐患，出现这一情况的主要原因是由于系统病毒的防护能力存在不足，对于病毒防御的效果不佳。
2.3人为攻击
在4G通讯技术使用过程中，存在一些不法人员对于网络进行非法攻击，或对通信网络中的漏洞进行利用，对网络进行攻击，进而导致通讯网络出现故障，可能导致用户的信息被泄露，造成国家人民的财产受到损失。这主要是因为4G通讯技术存在技术不成熟的缘故，在开发中存在技术漏洞，给了不法人员一些可趁之机。
3、4G通讯技术发展存在的安全改善分析
针对目前4G通讯技术应用存在的安全问题，需要制定相应的改善措施，从4G通讯网络的稳定发展出发，具体的改善措施包括：
3.1信息加密
数据加密技术就是对数据和信息重新进行编码，这样就隐藏了信息的内容，保护了信息的内容，这对通信技术是非常之重要，因为通信技术就是传送的数据以及信息，加密之后，只有输入正确的密码和数据，才能接收到真实的信息，从而保证信息不会外漏，增加了其安全性。
4G通信网络中信息加密技术要采用多种策略相结合的办法，使加密后的信息难以被非法人员破解，达到良好的加密作用。其中，机密策略就是在网络需求下构建出最佳的信息伪装方案，从而提升4G通信网络信息的安全性。
3.2系统防御
系统防御就是针对外界病毒、非法用户构建权限，防止非法访问，达到良好的系统防御功能。其中，防火墙技术就是应用成熟的系统防御技术，能够在系统中控制内部和外部的非法入侵，对传送的数据和信息进行安全的检查和盘问，对不被系统认可的数据不予通过，从而起到保护作用。
4G通信网络的系统防御工具要借助其他网络中先进的技术，提升系统的防御能力，防止系统受到破坏。此外，4G通讯网络还需要排除各种干扰信号的影响，能够通过良好的硬件防御起到相应的保护作用。
3.3系统容灾能力
由于4G通讯系统中的故障和安全问题一直存在发生的可能，构建系统
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容灾能力才能够有效地控制系统安全事故的扩散，最大程度地控制安全事故发生，具体措施包括：第一，数据容灾能力。通过IP容灾技术来保证数据安全，数据容灾使用时要有两个存储器，在两者之间建立起复制关系，两个不能放在同一个地方，应该一个放在本地，另一个放在异地。本地的存储器为本地提供服务，供本地使用，而异地的容灾备份存储器实时复制备份存储器的关键数据。第二，系统信息容灾能力。通过在系统应用还原策略，能够在发生系统故障和安全问题时实现系统还原，从而保证系统信息的恢复，防止出现整个系统由于信息安全问题出现故障。
4、结束语
总而言之，4G通讯技术虽然已经得到了一定程度的发展，但就目前来看，该技术仍然处于推广时期，其中的技术优势已经得到社会的广泛认可，发展前景十分客观。但其中存在的安全问题也是制约4G通讯技术发展的一个实际问题，因此，需要对制约4G通讯技术发展的安全因素进行详细分析，并提出改进的策略，推动4G通讯技术的进一步发展。
参考文献：
[1]刘巧平，周斌，于丹，杜晓鸽.基于椭圆曲线的4G网络身份认证算法的研究[J].河南科学，2016，04：477~480.
[2]高华民.4G通讯技术及其在电力系统的应用分析[J].信息通信，2016，03：252~253.
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[5]苏文力，许长智，刘元安，陈钟，魏珺.4G，构建未来金融发展“高速路”[J].金融电子化，2013，02：40~43+6.
论文作者:王文明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/27
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