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基于信令分析的4G网络安全性研究在当今互联网时代，无数数据在网络中互相交换。
因此，越来越多的人意识到网络安全的重要性。
然而，4G网络中有很多安全问题仍未解决。
本文将基于信令分析的研究方法，分析4G网络的安全性。
1. 信令分析的研究方法信令分析是一种分析网络通信协议的技术。
通过捕获网络流量，分析其中的通信信令，以便进一步研究网络安全问题。
在4G网络中，信令分析是一种十分有效的研究方法，可以用于研究网络中的安全威胁。
信令分析的方法可以分为两种：在线分析和离线分析。
在线分析是指实时捕获分析网络流量；而离线分析是在捕获网络流量之后离线分析。
在4G网络中，由于流量比较大，离线分析比在线分析更加常见。
2. 4G网络的安全问题虽然4G网络比3G网络更加安全，但是仍然存在一些安全问题。
其中最常见的问题是身份验证问题。
很多攻击者可以通过仿冒用户身份来获取用户的敏感信息。
另外，4G网络中还存在着信令欺骗和信令劫持等问题。
信令欺骗是指攻击者通过欺骗基站和用户手机之间的信令来获取用户的信息。
例如，攻击者可以发送一些虚假的信令请求，来欺骗基站，攻击者可以通过这一欺骗手段获取用户的个人信息。
信令劫持是指攻击者通过竊聽或篡改网络信令，让基站和用户之间的网络会话不受干扰。
因此，攻击者可以在网络会话中注入恶意数据包和病毒，从而攻击和影响网络安全。
3. 借助信令分析解决4G网络安全问题由于信令分析技术的优越性，可以用于解决4G网络中的一些安全问题。
例如，通过分析网络信令，可以识别仿冒身份的攻击者。
同时，还可以使用该技术来保护4G网络，防止攻击者通过信令欺骗和信令劫持的方式入侵网络，保证网络通讯安全。
通过信令分析，可以分析4G网络中的所有信令，以便识别其中的异常信令，从而发现攻击者并阻止他们的进一步攻击。
这是在基于信令分析的研究方法中，实现对4G网络安全性分析的重要技术手段。
总结起来，这种基于信令分析的研究方法可以有效帮助防范网络攻击，保证4G网络的安全可靠。
4G-5G信令及内容解析1.4G网管后台完整SN添加信令：4G网管可在系统工具中跟踪增强型UE信令（跟踪IMSI信令），需打开全局业务变量开关中的UE 全局标识记录开关。
2.UE签约速率查询：初始化上下文建立请求3.SIM卡签约QCI：初始化上下文建立请求4.UE支持DC双链接能力信息：UE第一次上报能力信息5.4G侧配置的NR SN序列长度：第一条重配消息6.4G侧下发B1测量事件测量频点信息：B1事件信息：测量报告ID信息：7.NR测量报告1.1 系统消息广播系统消息广播是UE获得网络基本服务信息的第一步，通过系统消息广播过程，UE可以获得基本的AS层和NAS层信息：AS层信息包括公共信道信息、一些UE所需的定时器、小区选择/重选信息以及邻区信息等；NAS层信息包括运营商信息等。
UE通过系统消息获得的这些信息，决定了UE在小区中进行驻留、重选以及发起呼叫的行为方式。
UE在如下场景会读取系统消息：小区选择（如开机）、小区重选、系统内切换完成、从其他RAT系统进入5G RAT、以及从非覆盖区返回覆盖区时，UE都会主动读取系统消息。
当UE在上述场景中正确获取了系统消息后，不会反复读取系统消息，只会在满足以下任一条件时重新读取系统消息：l 收到gNB寻呼，指示系统消息有变化。
l 收到gNB寻呼，指示有ETWS或CMAS消息广播。
l 距离上次正确接收系统消息3小时后（参见3GPP 38331.5.2.2.2.1 SIB validity: The UE delete any stored versionof SI after 3 hours from the moment it was successfully confirmed asvalid）。
系统消息分类参见38.300.7.3.1按照内容分类，系统消息可以分为MSI （MinimumSystem Information）和OSI（Other SystemInformation）两大类。
4G系统中终端(UE)开机接入首先要在位置区(TAC)注册才能接受网络服务；之后终端周期性或按事件进行位置区更新(TAU)；一、附着与注册终端(UE)通过附着(Attach)启动在核心网注册流程，而TAU(跟踪区域更新)是由终端(UE)根据计时器T3412或异网返回后启动；发起附着(Attach)时，UE将其位置(TAC+CELL)信息注册到网络并根据其业务状态可在处于ECM-IDLE或ECM-CONNECT状态。
终端(UE)通常使用LAI和ECGI来表示其位置，期间可能会请求EPS服务和非EPS服务的组合附着。
在这种情况下EPS将需要与传统网络进行互操作，其间的失败将导致重启跟踪区域更新过程；下图(1)显示了UE注册(上)和更新其跟踪区域（下)的正常流程。
图1. 初始连接注册和跟踪区域更新流程二、终端(UE)附着(Attach)消息[1]RRC连接完成后，UE过向MME发送Attach Request连接到LTE网络。
传递附着请求的S1AP InitialUEMessage中包含TAI和ECGI,通知网络其位置。
MME收到Attach Request后与UE进行LTE 和Security认证。
图2. S1AP Initial UE Message消息图2消息中UE请求联合附着，其附着类型设置为“EPS/IMSI联合附着”----UE在EPS和非EPS附着。
语音域偏好和UE使用已设置为“首选IMS PS语音，次要CS语音”。
因此，当发起(或接收语音服务时)UE可能能够尝试VoLTE；如VOLTE不可用将执行CSFB流程。
图3. EPS/IMSI联合附着消息[2-3]MME通过发送包含拜访的PLMN标识符(即MCC和MNC)的更新位置请求来将UE的位置更新到HSS。
[4-7]MME通过发送创建会话请求与SGW/PGW创建GTP-C会话，PGW向PCRF触发信用控制请求(CCR)。
创建会话请求包含用于PLMN ID服务网络IE和用于TAI和ECGI的用户位置信息IE。
LTE完整信令流程分析LTE（Long Term Evolution）是4G移动通信技术的一种，其完整信令流程可以分为以下几个步骤：小区、小区选择、多路径环境估计、寻呼和分配、随机接入、授权和安全过程、连接和传输。
首先是小区。
移动设备需要找到一个合适的基站进行连接。
移动设备会周期性地扫描周围的频率和小区，以获得可用的信号质量和相应的小区信息。
接下来是小区选择。
移动设备根据收到的小区广播信息，选择一个最佳的小区进行连接。
选择的依据可以是信号强度、小区负载等因素。
然后是多路径环境估计。
移动设备需要识别并估计信号传输过程中所处的多径环境，以便后续的信号处理和解码。
接着是寻呼和分配。
一旦移动设备完成小区选择，它会请求网络进行寻呼以注册到网络中。
网络会为移动设备分配一个临时标识，并通知移动设备在哪个频率和时间上进行下一步操作。
然后是随机接入。
移动设备在分配的频率和时间上，通过发送一个随机接入信令来请求网络的资源分配。
网络收到请求后会返回分配的资源。
接着是授权和安全过程。
网络会验证移动设备的身份，并通过认证过程分配相应的资源。
同时还会启动安全机制来保护用户数据的传输。
最后是连接和传输。
通过授权和安全过程后，移动设备和网络建立连接，并开始进行数据传输。
LTE使用OFDMA（正交频分复用）和MIMO（多输入多输出）技术来提高系统容量和吞吐量。
除了以上流程，LTE还涉及QoS（服务质量）、移动性管理和位置更新等功能来保证通信的稳定性和无缝性。
总的来说，LTE的完整信令流程包括了小区、小区选择、多路径环境估计、寻呼和分配、随机接入、授权和安全过程、连接和传输等步骤。
通过这些步骤，移动设备可以顺利地连接到LTE网络并传输数据。
这些流程不仅保证了通信的可靠性和稳定性，还提高了网络的容量和吞吐量。
LTE基本概念及信令流程分析分解LTE（Long Term Evolution）是一种第4代（4G）移动通信技术，具有高速数据传输、低延迟、更高的频谱效率和更好的覆盖范围等特点。
LTE基本概念及信令流程分析分解如下：1.基本概念：a.用户面：用户面是指移动设备和LTE网络之间传输数据的部分，主要涉及无线链路、空中接口等。
LTE使用OFDMA（正交频分多址）和MIMO （多输入多输出）等技术，提供高速数据传输和频谱效率。
b.控制面：控制面是指移动设备和LTE网络之间传输控制信息的部分，主要涉及信令过程、协议等。
控制面用于管理无线资源、连接建立和维护等功能，确保通信的可靠性和稳定性。
2.信令流程分析分解：a.接入过程：i.基站选择：移动设备通过扫描周围的基站，选择信号强度最强的基站作为接入点。
ii. 尝试连接：移动设备发送连接请求（RRC Connection Request）给选择的基站。
iii. 寻呼过程：基站通过广播信道向所有连接到该基站的设备发送寻呼消息，通知设备建立连接。
iv. 建立连接：设备收到寻呼消息后，发送连接确认（RRC Connection Setup）给基站确认建立连接。
v.建立数据通路：设备和基站之间建立数据通路，以实现数据传输。
b.数据传输过程：i.资源分配：基站分配资源给设备，包括子载波、时隙等。
ii. 数据传输：设备通过无线链路向基站发送数据，基站收到数据后进行解码和分析。
iii. 反馈信息：基站发送ACK/NACK（确认/否认）给设备，告知数据传输是否成功。
iv. 集束赋形：如果使用了MIMO技术，则基站根据反馈信息调整天线的赋形，提高信号质量和数据传输速率。
v. 端到端延迟控制：LTE通过QCI（QoS Class Identifier）来实现不同业务的延迟控制，保证对延迟敏感的应用（如VoIP）具有较低的延迟。
c.连接释放过程：i. 释放请求：设备发送连接释放请求（RRC Connection Release）给基站，请求释放连接。
2.3.1.1 网络问题短板定位及分析网管性能分析优化的工作内容主要为，根据高端优化项目制定的全局性优化策略以及多维度发掘的全局性短板，网管性能分析专题有针对性地进行小区性能指标监控、输出质差小区，进行质差小区的优化方案制定和实施，以保障整网优化效果。
2.3.1.1.1 网管性能分析优化短板随着LTE网络的不断建设升级，网络覆盖也越来越健全，LTE网络的接入性、保持性等网管KPI的到很大的改善，但伴随着网络的扩大，用户也是飞速的增长，集中性的业务量以及干扰对网络的影响也越来越大，因此网管性能分析主要从两方面进行优化分析：1、高负荷2、干扰➢高负荷指标分析随着用户数的高速增长，在密集城区的热点区域如高校、车站、商场等出现了小区最大连接用户数超出门限、利用率超高现象，由于其场景的特殊性，用户基数巨大，业务量也在不断的上升，导致该场景的覆盖小区处于高负荷状态，由此引发的接入、掉话、切换、拥塞等KPI问题会导致用户感知急剧下降。
因此如何精准定位网络问题，快速提出优化方案，有效利用现网设备，都是保障热点场景网络稳定与用户感知的关键。
1. 省公司感知高负荷定义：2. 高负荷小区趋势XXX从2017年4月4日起至今高负荷小区总数在1500左右，数量最多集中在周一~周四间，周五~周日间数量有所减少，在800-1000左右。
由于一天中出现高负荷小区也需要入库处理，因此每日较以往高负荷小区基数新增在60个左右，如下图所示：按照行政区域划分：（5月11日周四）按照场景划分：（5月11日周四）筛选4月4日至今，包括出现1次高负荷小区总数为6163个，其中仅出现1次的小区数为1675个，整体趋势如下图所示：用户数分布区间如下：➢干扰指标分析随着LTE建设逐步深入，无线环境也日趋复杂，网络干扰形势日趋严峻。
XXX网络规模大，结构复杂，网络负荷高，且外部干扰多。
通过多维度归纳分析，逐步细分干扰原因，针对性手段整治，为有效分析XXX干扰原因，对全网数据进行多维度归纳分析：3. 维度一：频段（F/D/E）主要干扰来自F频段，占比达到七成（69.3%）。
【4G+（VOLTE）知识】_VOLTE信令流程VOLTE_MO_MT 流程1. VoLTE 语音呼叫路由原则1.：VoLTE 主叫1VoLTE 用户附着在 LTE，如果被叫是 VoLTE 用户，则将呼叫路由至被叫归属 IMS 域，由被叫归属 IMS 进行被叫域选，根据域选结果进行后续路由；2VoLTE 用户附着在 LTE，如果被叫是 CS 用户，则呼叫从主叫归属 IMS 域直接进入 CS 域，由 CS 域完成后续呼叫；3VoLTE 用户附着在 CS，如果被叫是 VoLTE 用户，通过被叫锚定方案将语音接续到被叫归属 IMS 域，由被叫归属 IMS 进行被叫域选，根据域选结果进行后续路由；4VoLTE 用户附着在 CS，如果被叫是 CS 用户，呼叫同现网 CS 用户呼叫 CS 用户。
1.2：VoLTE 被叫1主叫是 VoLTE 用户，附着在 LTE，被叫是 VoLTE 用户，则将呼叫路由至被叫归属 IMS 域，由被叫归属 IMS 进行被叫域选，并根据域选结果进行后续路由；2主叫是 VoLTE 用户，附着在 CS，被叫是 VoLTE 用户，通过锚定方案将语音接续到被叫归属 IMS 域，由被叫归属 IMS 进行被叫域选，根据域选结果进行后续路由；3主叫是CS 用户，被叫是VoLTE 用户，通过锚定方案将语音接续到被叫归属 IMS 域，由归属 IMS 进行被叫域选，根据域选结果进行后续路由；3.：Precondition建立媒体 PDP 上下文的过程称为资源预留。
对于双方的 UE 而言，建立 PDP 上下文的执行过程是相互独立的。
这意味着在资源被成功预留之前，根本无法保证所协商的媒体会话是否可以建立起来。
因此，Precondition 作用主要是为了保证在确认本地和主叫方的资源预留都已成功之前，被叫方不应振铃,以最大程度减少被叫方振铃但接听电话又失败的情况4.：VoLTE 信令包过渡(((diameter or sip or gtpv2 or megaco or dns or camel or bicc or gsm_map) && !(diameter.cmd.code == 280)) && !(diameter.cmd.code == 257)) && !(diameter.cmd.code == 282)2. VoLTE 用户（LTE 附着）呼叫 VoLTE 用户（LTE/CS 附着）2.1VoLTE 用户呼叫 VoLTE 用户，主被叫均附着在 LTE1主叫用户 UE(O)的呼叫请求发送到主叫 PCSCF 。
