城市4G無(wú)線通信論文
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1.1城市4G無(wú)線通信接入網(wǎng)絡(luò)的安全威脅
在接入網(wǎng)絡(luò)中，用戶可以在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)和不同網(wǎng)絡(luò)間任意地漫游和切換，已經(jīng)完全控制某個(gè)系統(tǒng)的攻擊者通過(guò)生成RRC（RadioResourceControl）信令的方法向ME發(fā)起重配置過(guò)程，制ME切換到安全性較弱的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，并且將ME引進(jìn)攻擊者已經(jīng)控制的網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)中。比如當(dāng)前EPON網(wǎng)絡(luò)中OLT設(shè)備往往是多個(gè)邏輯OLT的集合，可選加上交換芯片，集成交換機(jī)或路由器的功能，與核心網(wǎng)絡(luò)的接口稱為SNI（系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口）。ONU設(shè)備一般為單個(gè)邏輯ONU設(shè)備，提供UNI（用戶網(wǎng)絡(luò)接口），SNI、UNI口可以為以太口（數(shù)據(jù)）、POTS口（語(yǔ)音）、RF（視頻）接口，可選和交換機(jī)、路由器、其他特定功能的網(wǎng)絡(luò)終端集成。
2接入網(wǎng)技術(shù)在城市4G無(wú)線通信中的應(yīng)用體系建立
2.1常見安全機(jī)制
采用臨時(shí)身份或加密的永久身份信息實(shí)現(xiàn)用戶的身份隱藏。通過(guò)使用數(shù)字簽名技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的防抵賴性。通過(guò)數(shù)字管理技術(shù)、加密技術(shù)、消息摘要技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性。通過(guò)加密技術(shù)和安全信道可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的機(jī)密性。通過(guò)認(rèn)證機(jī)制實(shí)現(xiàn)通信參與方在數(shù)據(jù)交換之前的身份鑒定過(guò)程。比如當(dāng)前某某城市聯(lián)通移動(dòng)核心網(wǎng)新建的第一套4GHSS（用戶歸屬服務(wù)器，是4G移動(dòng)網(wǎng)的核心網(wǎng)元）順利割接入網(wǎng)，經(jīng)過(guò)近期運(yùn)行觀察，性能良好，各項(xiàng)話務(wù)指標(biāo)都在正常范圍。割接完成后，現(xiàn)有用戶不換號(hào)就可以享受聯(lián)通4GLTE網(wǎng)絡(luò)，對(duì)整個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度具有里程碑式的意義。
2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
對(duì)于開發(fā)下一代產(chǎn)品的驗(yàn)證平臺(tái)，對(duì)于城市4G無(wú)線通信接入網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)大的硬件運(yùn)算能力和大容量存儲(chǔ)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(shí)候就選擇了業(yè)界較為先進(jìn)、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(gè)電路能否正常穩(wěn)定工作的核心，這個(gè)部分著重講了驗(yàn)證平臺(tái)所選取的電源芯片以及周邊電路，同時(shí)分析了各個(gè)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(yàn)證平臺(tái)的PCB設(shè)計(jì)主要包括器件布局，層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。外設(shè)部分主要包含了存儲(chǔ)系統(tǒng)和配置電路。存儲(chǔ)系統(tǒng)為軟件運(yùn)行提供了足夠的運(yùn)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(shí)間。接入網(wǎng)系統(tǒng)是芯片與芯片或者芯片與外設(shè)信息交換的橋梁，這部分主要介紹了驗(yàn)證板所使用的各種接入網(wǎng)方式同時(shí)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(shè)計(jì)
接入網(wǎng)系統(tǒng)是芯片與芯片之間以及驗(yàn)證平臺(tái)與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，一個(gè)接入網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)劣直接決定了整個(gè)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(shí)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(shè)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。目前，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)啟動(dòng)了全國(guó)范圍內(nèi)4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的試點(diǎn)應(yīng)用，正準(zhǔn)備快速在全國(guó)范圍內(nèi)推廣?！?G”TD-LTE的最大特點(diǎn)是高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，是現(xiàn)有3G網(wǎng)絡(luò)的十倍。同時(shí)可以通過(guò)手機(jī)等各種終端獲得無(wú)線高清視頻體驗(yàn)，十分流暢清晰。4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的部署是在運(yùn)營(yíng)商的4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上對(duì)覆蓋點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的延伸，增加4G網(wǎng)絡(luò)路由器通過(guò)無(wú)線方式與監(jiān)控平臺(tái)互聯(lián)，通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息傳輸。在4G網(wǎng)絡(luò)未覆蓋到的區(qū)域可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)作為補(bǔ)償進(jìn)行承載，可根據(jù)3G網(wǎng)絡(luò)帶寬情況靈活調(diào)整信號(hào)的方式和容量。其安裝方便、靈活性強(qiáng)、性價(jià)比高等特性使得更多行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)采用無(wú)線監(jiān)控方式。
3結(jié)語(yǔ)
總之，城市4G無(wú)線通信作為下一代通用無(wú)線通信系統(tǒng)，面對(duì)各種通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)融合的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境，具有很多優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)需要具備更高更強(qiáng)的安全性能，從而確保城市4G無(wú)線通信應(yīng)用的安全性與可靠性。本文針對(duì)現(xiàn)有4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入安全研究存在的問(wèn)題與城市4G無(wú)線通信的應(yīng)用特點(diǎn)，演繹設(shè)計(jì)了接入網(wǎng)技術(shù)在城市4G無(wú)線通信中的應(yīng)用體系，提供不可否認(rèn)服務(wù)和身份隱私性，確保了接入的安全性與可靠性，同時(shí)提高了移動(dòng)終端的接入效率。
作者：王偉偉 單位：鐵通臨沂分公司
