城市4G無線通信論文
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1.1城市4G無線通信接入網(wǎng)絡的安全威脅
在接入網(wǎng)絡中，用戶可以在同一網(wǎng)絡內(nèi)和不同網(wǎng)絡間任意地漫游和切換，已經(jīng)完全控制某個系統(tǒng)的攻擊者通過生成RRC（RadioResourceControl）信令的方法向ME發(fā)起重配置過程，制ME切換到安全性較弱的傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，并且將ME引進攻擊者已經(jīng)控制的網(wǎng)絡或系統(tǒng)中。比如當前EPON網(wǎng)絡中OLT設備往往是多個邏輯OLT的集合，可選加上交換芯片，集成交換機或路由器的功能，與核心網(wǎng)絡的接口稱為SNI（系統(tǒng)網(wǎng)絡接口）。ONU設備一般為單個邏輯ONU設備，提供UNI（用戶網(wǎng)絡接口），SNI、UNI口可以為以太口（數(shù)據(jù)）、POTS口（語音）、RF（視頻）接口，可選和交換機、路由器、其他特定功能的網(wǎng)絡終端集成。
2接入網(wǎng)技術在城市4G無線通信中的應用體系建立
2.1常見安全機制
采用臨時身份或加密的永久身份信息實現(xiàn)用戶的身份隱藏。通過使用數(shù)字簽名技術可以實現(xiàn)信息的防抵賴性。通過數(shù)字管理技術、加密技術、消息摘要技術可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性。通過加密技術和安全信道可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的機密性。通過認證機制實現(xiàn)通信參與方在數(shù)據(jù)交換之前的身份鑒定過程。比如當前某某城市聯(lián)通移動核心網(wǎng)新建的第一套4GHSS（用戶歸屬服務器，是4G移動網(wǎng)的核心網(wǎng)元）順利割接入網(wǎng)，經(jīng)過近期運行觀察，性能良好，各項話務指標都在正常范圍。割接完成后，現(xiàn)有用戶不換號就可以享受聯(lián)通4GLTE網(wǎng)絡，對整個4G網(wǎng)絡建設進度具有里程碑式的意義。
2.2系統(tǒng)總體設計
對于開發(fā)下一代產(chǎn)品的驗證平臺，對于城市4G無線通信接入網(wǎng)絡，強大的硬件運算能力和大容量存儲以及高速的數(shù)據(jù)傳輸能力都是必須的，因此在器件選型的時候就選擇了業(yè)界較為先進、處理能力高、集成度大、功耗低和工藝新的器件。比如TMS320DM8168多媒體處理器具有一顆CortexA8內(nèi)核和一顆C674X系列的DSP，其中電源是整個電路能否正常穩(wěn)定工作的核心，這個部分著重講了驗證平臺所選取的電源芯片以及周邊電路，同時分析了各個支路的電流和上電順序，以確保電路能夠正常穩(wěn)定的工作。驗證平臺的PCB設計主要包括器件布局，層疊結(jié)構(gòu)設計等。外設部分主要包含了存儲系統(tǒng)和配置電路。存儲系統(tǒng)為軟件運行提供了足夠的運行空間，配置電路為FPGA的程序下載提供了一條高速公路，減少了程序員的開發(fā)時間。接入網(wǎng)系統(tǒng)是芯片與芯片或者芯片與外設信息交換的橋梁，這部分主要介紹了驗證板所使用的各種接入網(wǎng)方式同時分析了接入網(wǎng)系統(tǒng)的硬件性能。
2.3接入網(wǎng)系統(tǒng)設計
接入網(wǎng)系統(tǒng)是芯片與芯片之間以及驗證平臺與外設之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，一個接入網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)劣直接決定了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力以及性能。目前所用的系統(tǒng)間或者芯片間的接入網(wǎng)方式很多，例如UART、I2C、SPI等，這些都是速度比較低的接入網(wǎng)接口協(xié)議，而現(xiàn)代的多媒體時代需要更高速的接入網(wǎng)接口比如USB2.0、USB3.0、SATA、PCIe、SRI/O等。TMS320DM8168主板上的PCIExpressx2接口，每條串行線路的數(shù)據(jù)傳輸率最大可傳輸5Gbps的數(shù)據(jù)，該接口用于和外設進行高速數(shù)據(jù)傳輸。目前，中國移動已經(jīng)啟動了全國范圍內(nèi)4G網(wǎng)絡技術的試點應用，正準備快速在全國范圍內(nèi)推廣?！?G”TD-LTE的最大特點是高速數(shù)據(jù)傳輸服務，是現(xiàn)有3G網(wǎng)絡的十倍。同時可以通過手機等各種終端獲得無線高清視頻體驗，十分流暢清晰。4G無線網(wǎng)絡的部署是在運營商的4G網(wǎng)絡基礎上對覆蓋點進行網(wǎng)絡的延伸，增加4G網(wǎng)絡路由器通過無線方式與監(jiān)控平臺互聯(lián)，通過運營商的寬帶網(wǎng)絡實現(xiàn)信息傳輸。在4G網(wǎng)絡未覆蓋到的區(qū)域可以通過3G網(wǎng)絡作為補償進行承載，可根據(jù)3G網(wǎng)絡帶寬情況靈活調(diào)整信號的方式和容量。其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)采用無線監(jiān)控方式。
3結(jié)語
總之，城市4G無線通信作為下一代通用無線通信系統(tǒng)，面對各種通信技術和網(wǎng)絡融合的復雜應用環(huán)境，具有很多優(yōu)點，不過4G無線網(wǎng)絡安全接入技術需要具備更高更強的安全性能，從而確保城市4G無線通信應用的安全性與可靠性。本文針對現(xiàn)有4G無線網(wǎng)絡接入安全研究存在的問題與城市4G無線通信的應用特點，演繹設計了接入網(wǎng)技術在城市4G無線通信中的應用體系，提供不可否認服務和身份隱私性，確保了接入的安全性與可靠性，同時提高了移動終端的接入效率。
作者：王偉偉 單位：鐵通臨沂分公司
