wcdma移动通信原理

wcdma移动通信原理（通用9篇）

篇1：wcdma移动通信原理

浅析WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种体制

王雪霏（学号：200830731229）

（集宁师范学院 电子信息工程 08级2班 呼和浩特 邮编：010022）

指导教师：刘凌云

摘要：本文介绍了第三代移动通信系统技术的三种主流标准：TD-SCDMA、WCDMA 和cdma2000，详细分析了这三种主流标准的技术特点，以及TD-SCDMA 具有的技术优势。关键词：TD-SCDMA、WCDMA cdma2000和3G。

国际电联批准了IMT-2000 无线接口5 种技术规范，而以其中3 种CDMA技术为主流。即频分双工方式：MC-CDMA(cdma2000)和DS-CDMA(WCDMA)；时分双工方式：CDMA TDD(TD-SCDMA 和UTRA TDD)。中国提出的基于TDD 模式的TD-SCDMA 虽然起步较晚，但它在频谱利用率、对业务支持的灵活性方面以及在许多方面非常符合移动通信未来的发展方向所具有的优势，使它在3G 之争中具有强大的竞争力。这是中国移动通信界的一次创举，也是中国对第三代移动通信发展的贡献，标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。WCDMA(是GSM的3G时代)

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access):WCDMA源于欧洲和日本几种技术的融合。WCDMA采用直扩（MC）模式，载波带宽为5MHz，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及384Kbps（移动空间）。它采用MC FDD双工模式，与GSM网络有良好的兼容性和互操作性。作为一项新技术，它在技术成熟性方面不及CDMA2000，但其优势在于GSM的广泛采用能为其升级带来方便。因此，近段时间也倍受各大厂商的青睐。WCDMA采用最新的异步传输模式（ATM）微信元传输协议，能够允许在一条线路上传送更多的语音呼叫，呼叫数由现在的30个提高到300个，在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。另外，WCDMA还采用了自适应天线和微小区技术，大大地提高了系统的容量。

WCDMA全名是Wideband CDMA，中文译名为“宽带分码多工存取”，它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率，在高速移 动的状态，可提供384Kbps的传输速率，在低速或是室内环境下，则可提供高达2Mbps的传输速率。而GSM系统目前只能传送9.6Kbps，固定线路Modem也只是56Kbps的速率，由此可见WCDMA是无线的宽带通讯。此外，在同一些传输通道中，它还可以提供电路交换和分包交换的服务，因此，消费者可以同时利用交换方式接听电话，然后以分包交换方式访问因特网，这样的技术可以提高移 动电话的使用效率，使得我们可以超过越在同一时间只能做语音或数据传输的服务的限制。在费用方面，WCDMA因为是借助分包交换的技术，所以，网络使用的费用不是以接入的时间计算，而是以消费者的数据传输量来定。

WCDMA的发起者主要是欧洲和日本标准化组织和厂商，WCDMA继承了第二代移动通信体制GSM标准化程度高和开放性好的特点，标准化进展顺利。WCDMA支持高速数据传输(慢速移动时384kbit/s，室内走动时2Mbit/s)，支持可变速传输。其主要特点如下：基站支持异步和同步的基站运行方式，组网方便、灵活；调制方式上行为BPSK，下行为QPSK；导频辅助的相干解调方式；适应多种速率的传输，同时对多速率、多媒体的业务可通过改变扩频比和多码并行传送的方式来实现；上、下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰，提高了系统容量，同时也降低了传输的功率；核心网络基于GSM/GPRS网络的演进，并保持与GSM/GPRS网络的兼容性；支持软切换和更软切换，切换方式包括三种，即扇区间软切换、小区间软切换和载频间硬切换等。

3GPP的R99、R4、R5、R6等各版本中，R6尚未冻结；R5虽已于2002年3月冻结，但目前正处于各厂家落实设备开发进程而大量提交CR的阶段，协议还很不稳定，近两三年内尚不具备大规模网络建设条件；R4于2001年3月冻结，协议已基本稳定；3GPPR99于1999年12月冻结，成熟稳定，目前已有多个网络运营实例。上述不同版本的改进主要体现在核心网，无线网则改动不大.2 CDMA2000(CDMA的话G时代)

CDMA2000即为CDMA2000 1×EV，是一种3G移动通信标准。由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和後来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMA One数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMA One结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。

CDMA2000 是一个3G移动通讯标准,国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口，也是2G CDMA标准(IS-95, 标志 CDMA1X)的延伸。根本的信令标准是IS-2000。CDMA2000与另一个主要的3G标准W-CDMA不兼容。

CDMA2000是美国通讯行业协会(TIA-USA)的注册商标, 并不是一个象CDMA一样的通用术语。CDMA2000有多个不同的类型。下面按照复杂度排列： CDMA2000 1x CDMA2000 1x 就是众所周知的3G 1X 或者1xRTT, 它是3G CDMA2000技术的核心。标志 1x习惯上指使用一对1.25MHz无线电信道的CDMA2000无线技术。日本运行商KDDI的CDMA2000 1xEV-DO网络使用商标 “CDMA 1X WIN”，不过这只是用于市场促销罢了。CDMA2000 1xRTT CDMA2000 1xRTT(RTT－无线电传输技术)是CDMA2000一个基础层,支持最高144kbps数据速率.尽管获得3G技术的官方资格，但是通常被认为是2.5G或者 2.75G技术，因为它的速率只是其他3G技术几分之一。另外它拥有双倍的语音容量较之之前的CDMA网络。CDMA2000 1xEV CDMA2000 1xEV(Evolution－发展)是CDMA2000 1x附加了高数据速率(HDR)能力。1xEV一般分成2个阶段：

CDMA2000 1xEV第一阶段, 速率最高到1.8 Mbps。CDMA2000 1xEV第二阶段，支持下行数据速率最高3.1 Mbps and 上行速率最高1.8 Mbps.CDMA2000 3x CDMA2000 3x利用一对3.75 MHz无线信道(i.e., 3 X 1.25 MHz)来实现高速数据速率。3X版本的CDMA2000有时被叫做多载波（Multi-Carrier或者MC），这一版本还没有部署正处在研究开发阶段

篇2：wcdma移动通信原理

WCDMA作为3G的三大主流技术标准之一，已经得到业界的广泛认可。在技术创新和市场驱动的双重作用下，WCDMA从概念向产业化的进程正在加快．全球主要设备制造商都在积极跟踪和研发基于WCDMA技术的3G网络产品。本文对WCDMA的组网能力进行了分析，并给出了相应的组网结构和组网模式。BSC6900是BSC6000、BSC6810后的新一代控制器产品，是华为公司Single RAN解决方案重要组成部分。它采用业界领先的多制式、IP化、模块化设计理念，融合UMTS RNC 和 GSM BSC业务功能，有效满足移动网络多制式融合发展的需求；BS3900为华为GSM新开发分布式基站，实现基带部分和射频部分独立安装，其应用更加灵活，广泛用于室内、楼宇、隧道等复杂环境，实现广覆盖，低成本等优势；本文对BSC6900设备原理及其在组网中的作用以及DBS3900设备原理及其在组网中的作用进行了分析。

关键词：宽带码分多址(WCDMA）；组网；3G；BSC6900；DBS3900 WCDMA移动通信系统分析报告

一、WCDMA移动通信网组网结构及其关键技术 1.WCDMA发展进程

WCDMA是IMT一2000家族最主要的三种技术标准之一。从基本意义上来说，WCDMA版本的演进过程也是一个技术和业务需求不断提高的过程。WCDMA标准经过多年发展，已渐趋成熟，其标准化工作由3GPP组织完成。到目前为止，主要有五个版本，即3GPP R99、3GPP R4、3GPP R5、3GPP R6和3GPP R7，前四个版本已经完成并终结，目前正在进行R7版本的制定工作。不同版本间的功能划分并不是绝对和清晰的．而是按时间进度和工作完成情况进行灵活划分．不一定某个功能必须在某个版本中完成，在修改版本时应遵守向后兼容的原则，各版本的演进时间如图所示

2.WCDMA 组网要求

为了打造综合价值最大化的WCDMA核心网络，在组网时需要考虑如下几个问题：

(1)核心网综合成本最优原则。对于3G网络的建设，我们认为应该从长期、全局的角度进行规划，规划的网络应该满足大容量、少局所、广覆盖的原则，具有清晰的全IP演进路线，避免后续网络频繁调整；能够进一步融合移动固定业务能力，便于向NGN演进。

(2)建设3G网的版本选择。随着3G牌照进一步后续．3GPP R4版本标准已经成熟，各个厂家基于3GPP R4版本的设备也进一步成熟，作为3G核心网建设的关键环节，起点版本的选择越来越成为讨论的焦点。采用3GPP R99还是3GPP R4进行组网，主要取决于网络建设时间、多厂家供货环境的形成和网络功能定位等多种因素。根据目前网络情况，核心网的结构又有3GPP R99、类3GPP R4、全TDM一3GPP R4结构、全IP 3GPP R4结构和混合3GPP R4结构等多种选择。

(3)现网资源的整合。3G核心网建设应保证对现有网络的影响最小，对传统移动运营商应能保证GSM／GPRS设备的再利用，并考虑现有电路传输网络、分组数据网络和信令网的共享、利旧还是新建．短消息业务(SMS)、多媒体消息服务(uus)、智能网(IN)业务和数据业务管理平台(DSMP)争l 台的弛问瓯综合考虑以上几个问题，做好核心网规划，同时在3G网络建设过程中利用后发优势、吸取2G网络的建设经验．避免2G网络中现有的各种技术和应用弊端，从而建设一个高质量、具有长远发展潜力的3G核心网络是完全有可能的。3.WCDMA R99组网结构 从协议发展的角度来看，3GPP协议的各个阶段点各有侧重。3GPP R99阶段与2GSM以及 2.5G GPRS体系相比，主要是无线接入侧升级为WCDMA无线接入系统，而核心网侧则无限本性变化。3GPP R99组网，沿袭了传统的GSM组网方式。

由于在3GPP R99的组网中，MSC之间的传输是TDM话路，如果把MSC集中设置必然会造成传输的长途迂回，从而增加运营商的成本。因此，在规划网络时通常采取将MSC设置到每个本地网的方式．MS之间直接互连或者在省会或中心城市来设置一级或者二级汇接局来疏通MSC之间的话务。4.WCDMA R4的组网方式

3GPP R4阶段在核心网电路域分离成MSC服务器和媒体网关(MG)两部分，实现了控制和承载的分离，同时电路域采用了与分组域相同的分组传输网络，并实现了在IP／ATM网络上承载分组话音数据和信令的能力。因此，对于3GPP R4阶段来说，最大的变化在于在这个阶段引入了软交换这个概念。在R4的组网中，由于控制和承载分离并且MSC服务器和MG之间只是IP上承载的信令，占用的带宽非常少，使得MSC服务器和MG之间可以经济地拉远放置。3GPP R4的本地组网方式、长途组网如图所示。

3GPP R4组网的一种方式是沿袭移动GSM 网目前的网络结构．在大多数省份或直辖市采用三级网的网络结构，即设置一对TMSC(汇接移动交换中心)服务器1，负责省际及国际话务汇接．一对TMSC服务器1采用负荷分担方式工作；设置一对或多对TMSC服务器2。负责省内话务汇接。成对的TMSC服务器2采用负荷分担方式工作：本地网设置一到多个MSC服务器。本地网内话务可以采用TMSC服务器2汇接机制，也可在话务量较大的MSC服务器之间设置直达路由：省内长途话务通过TMSC服务器2汇接：省际话务可以经过TMSC服务器2汇接到TMSC服务器1，部分省际话务量较大的MSC服务器可以建立与TMSC服务器1的直达路由。

3GPP R4组网的另一种方式是考虑到MSC服务器容量的提高，可以通过各大区汇接中心的TMSC服务器1采用一级汇接的方式实现国内长途互连。各大区汇接中心TMSC服务器1之间全互连，省内MSC服务器之间根据话务互连需求，通过大区汇接中心TM—SC服务器1汇接呼叫，或者在省内MSC服务器之间设置直达路由。传统的3GPP R99组网模式一般为多级组网方式，端到端之间的话路需要多级转接。而在3GPP R4网络中。由于承载与控制的分离，媒体流可以在IP／ATM上承载。使得承载可以看作是在一个平面上交互。因此，只要相关信令通过MSC服务器或者TMSC服务器协商完成，就可以建立起端到端的承载。即3GPP R4网络中的TMSC服务器仅需要对呼叫控制信令进行汇接，确定呼叫的路由，可以不需要汇接话路。

移动网络到移动网络的互连经过TMSC服务器汇接呼叫接续。可能有多个TMSC服务器进行汇接。TMSC服务器在其中充当呼叫协调节点角色，无承载控制功能，在呼叫建立时，分析被叫用户号码和其他的选路信息，以确定呼叫的路由，对和承载建立的相关信息进行透传。总之，3GPP R4组网方式下，除了TDM方式组网时需要中继媒体网关进行话路汇接外，采用IP／ATM方式的组网可以实现端对端直接互连，网络组织方式扁平化，避免了3GPP R99组网情况下话务网状互连或分层汇接带来的弊端。3GPP R4引入的TMSC服务器网元，有利于组成全国性的大网，满足电信级运营的需求。关键技术、增强技术和实现难点

WCDMA产业化的关键技术包括射频和基带处理技术，具体包括射频、中频数字化处理，RAKE接收机、信道编解码、功率控制等关键技术和多用户检测、智能天线等增强技术。

WCDMA-FDD实现技术和产业化的关键点主要是上述技术的实现和网络技术的实现，包括： 物理层发射和接收机关键技术

–射频技术－线性功放、多载波TRx，AGC，其主要实现难点在于功放的线性和功放效率的矛盾。

–中频技术－中频采样、变频，其实现难点在于数字变频技术和中频的自动增益控制算法。–基带技术：包括RAKE接收技术、功率控制技术和信道编解码实现技术，包括Turbo编解码和卷积码，其实现的主要难点在于大用户容量，通道多，基带处理量大。无线接入网络资源管理技术，主要的实现难点在于无线资源的参数配置需要在仿真和运营中不断优化调整，包括： –功率控制技术 –移动性管理

–无线资源优化参数配置 –无线接入网络运营

核心网络IP化技术，其实现主要是全IP的QoS控制算法。

WCDMA的接收机增强技术包括：智能天线技术和多用户检测技术。

多用户检测技术（MUD）是通过去除小区内干扰来改进系统性能，增加系统容量。多用户检测技术还能有效缓解直扩CDMA系统中的远/近效应。其实现难点主要是基带处理的复杂度很高。

智能天线技术是利用自适应的波束赋形技术，提高用户波达方向的方向图增益，同时利用方向图的零点降低空间上大功率用户的干扰。其主要实现难点在于多通道的不一致性和校正技术、RAKE接收机结合基带处理的高度复杂性以及FDD技术引起的上下行波达方向的不一致性。

二、BSC6900 1.BSC6900整体结构

BSC6900是BSC6000、BSC6810后的新一代控制器产品，是华为公司Single RAN解决方案重要组成部分。它采用业界领先的多制式、IP化、模块化设计理念，融合UMTS RNC 和 GSM BSC业务功能，有效满足移动网络多制式融合发展的需求。

BSC6900是华为公司Single RAN解决方案重要组成部分。它采用业界领先的多制式、IP化、模块化设计理念，融合UMTS RNC 和 GSM BSC业务功能，有效满足移动网络多制式融合发展的需求。

BSC6900根据不同网络环境可灵活配置成BSC6900 GO、BSC6900 UO和BSC6900 GU三种产品形态。

在BSC6900 GU形态下，BSC6900作为独立网元接入GSM和UMTS并存的网络，同时提供GSM BSC和UMTS RNC的功能。BSC6900 GU接入GSM网络时，遵循3GPP R6标准协议版本；BSC6900 GU接入UMTS网络时，遵循3GPP R7标准协议版本。2.BSC6900在组网中的作用

2.1 BSC6900在GSM网络中的位置

BSC6900在GSM网络中的位置如图所示

BSC6900在GSM网络中的位置

BSC6900与UMTS网络中各网元的接口如下： Iub接口：BSC与NodeB之间的接口。Iur接口：BSC与其他RNC之间的接口。

Iu-CS接口：BSC与MSC和MGW之间的接口。Iu-PS接口：BSC与SGSN之间的接口。Iu-BC接口：BSC与CBC之间的接口。

BSC6900与GSM网络中各网元的接口如下： Abis接口：BSC与BTS之间的接口。A接口：BSC与MSC和MGW之间的接口。Gb接口：BSC与SGSN之间的接口。BSC6900产品特点－多制式融合 2.2支持灵活组网和多系统制式

平滑演进可以工作在 GO, UO 或者 GU模式；实现GSM UMTS共柜模式下，操作维护系统归一

BSC6900根据不同网络环境可灵活配置成BSC6900 GSM、BSC6900 UMTS和BSC6900 GU三种产品形态。用户可通过软件模式和License的切换，实现GSM制式→GU制式→UMTS制式的演进。

BSC6900 GSM兼容现网运行的BSC6000硬件。BSC6900 UMTS兼容现网运行的BSC6810硬件。BSC6900 GU制式是指BSC6900 GSM和BSC6900 UMTS通过统一的软件管理，共用操作维护处理单元(OMU)和时钟处理单元(GCU/GCG)，GSM业务单板和UMTS业务单板分别配置在独立插框的形式。2.3 2G/3G共传输

统一的传输资源管理，带宽在GSM和UMTS间实现共享 推荐使用IP模式下的共传输 无线资源管理共享

3.BSC6900系统信号流程

BSC6900系统信号流包括控制平面信号流、Uu接口控制信号流、Iub接口控制信号流、Iur/Iu接口控制信号流、用户平面信号流、UMTS业务信号流、CBC业务信号流、操作维护信号流。Uu接口控制信号

RRC消息构成Uu接口信令信号流。RRC消息是指在UE需要接入网络时或通信过程中和BSC6900交互的信令消息，UE进行位置更新或呼叫等过程时都会产生RRC消息。 当由同一个RNC为UE提供无线资源管理和无线链路时

RRC消息的SPUa单板不在同一个插框内，则该消息需要经过MPS插框进行交换。当分别由BSC6900-1和BSC6900-2为UE提供无线资源管理和无线链路时

Iub接口控制信号

Iu/Iur接口控制信号

BSC6900与MSC/SGSN/其他BSC6900之间的控制面消息构成Iu/Iur接口信令信号流。下行方向：

信号流1所示，消息经过Iu/Iur接口板处理后，在本框SPUa单板处理。信号流2所示，消息经过Iu/Iur接口板处理后，先在本框SPUa单板进行判断，如果本框SPUa单板

无法处理Iu/Iur接口消息，则通过MPS插框到达另一插框的SPUa单板进行处理。

信号流3所示，消息经过Iu/Iur接口板处理后，直接通过MPS插框到达另一插框的SPUa单板进行处理。上行方向反之。UMTS业务数据流

Iub与Iu-CS/Iu-PS接口间的数据构成BSC6900与MSC/SGSN之间的用户面数据，即UMTS业务信号流。

BSC6900内Iub与Iu-CS/Iu-PS数据UMTS业务数据流上行方向处理过程描述如下： 信号流1：在上行方向，数据经过NodeB处理后，通过Iub接口到达BSC6900的Iub接口板。数据在Iub接口板单板进行处理后，到达本插框内的DPUb单板。

信号流2：如果接收消息的Iub接口板和处理消息的DPUb单板不在同一个插框内，则该消息需要经过MPS插框进行交换，然后到达相应的DPUb单板。DPUb单板对数据进行FP、MDC、MAC、RLC、Iu UP/PDCP/GTP-U等处理后，分离出CS/PS域用户面数据，并发送到Iu-CS/Iu-PS接口板。

Iu-CS/Iu-PS接口板对数据进行处理，并将数据发送到MSC/SGSN。下行方向反之。UMTS业务数据流

BSC6900间Iub与Iu-CS/Iu-PS数据 上行方向处理过程描述如下：

1、在上行方向，数据经过NodeB处理后，通过Iub接口到达BSC6900-1的Iub接口板。

2、数据经过BSC6900-1的Iub接口板和DPUb单板处理后，到达BSC6900-1的Iur接口板。

3、数据经过BSC6900-1的Iur接口板处理后，通过BSC6900-1与BSC6900-2之间的Iur接口到达

BSC6900-2的Iur接口板。

4、BSC6900-2的Iur接口板对来自BSC6900-1的数据进行处理，然后将数据发送到DPUb单板。

5、DPUb单板对数据进行处理后，分离出CS/PS域用户面数据，并发送到Iu-CS/Iu-PS接口板。

6、Iu-CS/Iu-PS接口板对数据进行处理后，将数据发送到MSC/SGSN。下行方向反之。操作维护信号流

BSC6900与LMT/M2000之间交互的消息构成BSC6900操作维护信号流。通过操作维护信号流，LMT/M2000可以实时对BSC6900进行维护和监控。

三、DBS3900 1.DBS3900结构以及设备原理

DBS3900为华为GSM新开发分布式基站，实现基带部分和射频部分独立安装，其应用更加灵活，广泛用于室内、楼宇、隧道等复杂环境，实现广覆盖，低成本等优势。

DBS3900的功能模块包括BBU3900和RRU3004 , BBU3900和RRU3004之间使用光纤连接。BBU3900是室内单元，提供与BSC的物理接口，同时提供与RRU的物理接口，集中管理整个基站系统，包括操作维护和信令处理，并提供系统时钟。

RRU3004是室外射频拉远单元，主要完成基带信号及射频信号的处理。LMT/MMI可通过BBU3900维护DBS3900系统。

BBU3900设备是基带处理单元，完成基站与BSC之间的功能交互。BBU3900的主要功能包括：

提供与BSC通信的物理接口，完成基站与BSC之间的功能交互。提供与RRU3004通信的CPRI接口。提供USB接口，执行基站软件下载。

提供与LMT（或M2000）连接的维护通道。完成上下行数据处理功能。

集中管理整个分布式基站系统，包括操作维护和信令处理。提供系统时钟。

RRU3004是室外型射频远端处理单元。RRU3004的主要功能包括：

在发射通道采用直接变频技术，将信号调制到GSM发射频段，经滤波放大或合并后，由射频前端单元的双工滤波器送往天线发射。

通过天馈接收射频信号，将接收信号下变频至中频信号，并进行放大处理、模数转换、数字下变频、匹配滤波、AGC（Automatic Gain Control）后发送给BBU3900或宏基站进行处理。CPRI接口时钟电路产生、恢复以及告警检测等功能，完成CPRI接口驱动。2.DBS3900设备组网概述 2.1 BBU组网

BBU与BSC之间支持星型、链型、树型和环型组网方式。

E1/T1传输方式可以用于BBU和BSC或者传输设备的互连，光纤方式和网线方式可以用于BBU和路由设备的互连。2.2 RRU组网

RRU与BBU之间支持星形、链型和环形组网方式。RRU与BBU之间支持光纤方式。

BBU与BSC之间支持星型、链型、树型和环型组网方式

四、总结

WCDMA仿真教学平台真实体现了现实中的机房机构，以无线网络RNC与NodeB组网方式为例，模拟再现了RNC、NodeB硬件结构和工程现场无线操作维护中心。通过网管数据配置、告警、信令、业务测试等方面的学习，掌握无线网络设备中各个网元设备的配置，理解无线网络信令流程，及无线网络对接数据的含义、业务功能，从而掌握无线网络开局的一个完整流程，有效提升学习的理论与实践的结合。WCDMA仿真教学平台包括“模拟真实机房”“客户端仿真环境模块”“仿真数据配置模块”“仿真故障系统模块”“仿真拨打测试模块”“完善的帮助功能”等多个模块。它真实地再现了语音压缩编译码、数字调制解调、射频空中接口、信令交换、路由交换、功率控制、多径效应等功能 通过对通信网络实验课的学习，使我加深了对通信原理基础理论的理解，熟悉了通信网络各个处理环节的信号特征以及其信令处理过程。在试验中通过对WCDMA实验平台的使用，使我对WCDMA实验平台的在网设备有了一定的认识。对于今后的学习，我希望通过对于WCDMA平台的使用能帮助我学习更多知识以及技能，完成光通信等认证实验。参考文献

篇3：联通WCDMA通信技术探析

1 WCDMA概述

目前看来，3GPP所制定的WCDMA标准主要包括了以下的几个版本：分别是R99、R4和R5。R99又是现在最为成熟和稳定的一种版本，它本身有着一个重要的特点，那就是采用了GSM/GPRS的核心网络，并且引入了全新的WCDMA与CDMATDD的无线接入网络RAN。除此之外，R4也有一个其本身的主要特征，那就是可以更好的将我国提交的TD-SCDMA技术在3GPP的标准化，它的核心网络有一个主要特点，那就是在电路域就已经将控制和承载分开来，然后更好的面向全IP的核心网络结构过渡。R5才有的就是另一个全IP版本，它的核心网部分在结构上就已经发生了很大的变化，然后引入到IP的多媒体域。R5还有有另一个主要作用，那就是增强无线接口技术，来更好的支持下行速率为10Mbit/s的HSDPA技术。

2 WCDMA的系统标准和特点

2.1 基本技术指标

系统带块是5MHZ、码片速率是3.84Mchip/s。WCDMA其实是一个宽带直扩码分多址系统，也就是说，它是通过用户的数据传输和CDMA扩频码进行比特线程伪随机的，这样就可以更好的将用户的信息比特扩展到更宽的带宽上去。在WCDMA系统中，数据流采用的是正交可变扩频因子(OVSF)码进行扩频的，扩频后的码片速率可以达到3.84Mchip/s，该码也可以称之为信道化码。扩频之后的数据流将采用Gold码进行数据加密，Gold码本身有很好的相互关联性，非常的适合区分小区与用户。

2.2 WCDMA中的声码器采用AMR技术

所谓的AMR技术，其实就是自适应多速率技术，多速率声码器本身是一个有着八种信源速率的集成声码器。然后根据空中接口的负荷和语音连接的质量进行AMR控制，无线接入网控制AMR语音连接的比特速率。如果是在较高的负荷其间，那就会采用相对较低的AMR速率，这样可以保证在语音质量的同时能够有较高的信息储存容量。合理的利用AMR声码器，可以根据小区网络的容量进行适当的选择，对于语音通话质量和容量的平衡可以起到积极的效果。

2.3 快速功率控制

保证WCDMA系统性能的一个最基本要求就是保证功率控制的快速和准确。功率控制可以解决的基本问题之一就是远近效应，这样对于接收机几首到近距离的发射机信号也能够相对容易一些，但是如果在接受远距离的接收机信号的时候，可能就会出现接受困难的问题。这样通过对功率的控制，就可以更好的调整发射信号的功率，保证信号的传输效率的同时可以保证信号传输的质量。

2.4 WCDMA中的Turbo编码应用

在WCDMA系统中涉及到了两种应用编码类型，一种是卷积码，另一种是Turbo编码。第一种编码形式已经使用了长达几十年，但是随着科技的发展和不断进步，该编码形式也逐渐发展为信道编码形式。另一种编码形式Turbo编码形式，有着以下的几点优势，它可以在相对信噪比条件较差和较低的条件具有相对优越的纠错能力，还能够保证尽可能的降低数据传输的误码率，适合在高速率、对译码的延时要求也不是很高的分组数据业务能够很好的适应。采用这种编码形式，还可以最大限度的降低发射功率，同时增加储存信息的容量，在第三代的通信技术中，这种编码形式被广泛采用。

3 WCDMA演进技术

3.1 MIMO及时空码技术

该技术是在CDMA系统中广泛采用的，可以在上行链路使用多用户检测，对于信息容量的提高有很大的帮助，还可以加快下行链路的数据传输速度，同时提出了多天线和发送分集技术。主要包括了V-BLAST和基于发送分集的时空编码技术。前者因为各个发送天线的数据是相互独立的，这样就会使贷款效率较高，后者发送天线上数据相互关联，这样就会有相对较好的性能。这两种技术在WCDMA系统中的应用也大大的提高了通信的性能。

3.2 智能天线技术

多址干扰对WCDMA系统的容量进行了限制，在不增加带宽的的条件下可以精炼的抑制多址干扰。智能天线技术可以通过定向对信号进行发射，还可以更好的抑制干扰，通过空间的合并，这样整个天线阵方向就能够在期望的信号方向产生较大的增益，在其他方向增益降低，提高收信的干比。随着技术和设备的改进，智能天线技术在WCDMA系统发展中将会有更加长远的发展与应用前景。

3.3 多用户检测

在CDMA技术中，因为多个用户是随机接入的，这样使用的扩频码集通常情况下会正交，这样多径信道就会导致Walsh码不正交，这样就会导致各个用户之间产生干扰，这就是多址干扰。这种干扰会给WCDMA产生非常严重的影响，并且会严重的降低整个通信系统的性能和容量。应运而生的就有了多级型非线性并行干扰抵消检测器，这也是到目前为止，最有可能实现多址干扰抵消的一种技术。

4 总结

在WCDMA系统的应用中，自适应多速率技术、Turbo编码技术、快速功率控制技术等都已经通过了网络的测试，并且证明了这些技术的成熟性和可靠性。作为WCDMA在3G演进的增强基带传输技术，多用户检测和智能天线技术的应用，将会保证通信的质量和容量，该技术现在逐渐商业化，并且加快3G演进进程，相信在未来该技术会占有较大的发展前景。

参考文献

[1]孔丽萍.联通WCDMA通信技术优势浅析[J].管理学家, 2012, (13) :331-332.

[2]卢昌龙.WCDMA系统及其关键技术探讨[J].广西通信技术, 2003, (01) :12-16.

篇4：wcdma移动通信原理

摘 要：主要针对高校移动通信课程教学内容多、难度大、知识更新快、实践性强的特点，在WCDMA的强大支持下逐步推进移动通信课程教学的改革，主要从授课内容、教学手段、实践等方面对该课程的教学改革进行探索，为进一步提高该课程的教学效果、提高其实践性奠定基础。

关键词：移动通讯;教学实践;教学形式

近年来随着科学技术的日新月异，移动通信也得到了迅速发展，第二代移动通信技术已经逐渐趋于成熟，发展潜力已经接近极限，正处于产品淘汰的边缘期。随着3G时代的到来，WCDMA作为3G技术中最成熟、终端最丰富、商用时间最长久的标准，在中国联通的运营下在不断增长。移动通信是电子通信类专业中一门具有较强综合性的专业课程，移动通信技术在社会生活中的广泛应用使得社会对通信业务种类与数量的需求不断激增。目前移动通信课程教材的便携与实际严重脱节，远远落后于科学技术的发展的脚步。在实际教学中由于教材内容只重视教授学生对各种算法的理论推导，与实际工程的要求相去甚远，从而导致很多学生学习积极性不高、教学效果差的现状。很多学生对于毕业后能否找到适合自己专业的工作存在迷茫感，也对自己毕业后能否胜任具体工作感到担忧。因此必须从根本上解决这些问题才能真正为通信技术的发展培养出优秀的工程技术人才。

面对日新月异的现代通信技术，必须加强对学生实践技能的培养，尽量缩小学生在学校所学技能与工作岗位技能需求之间的差距。

一、授课内容要密切联系实际工程

这主要要求教师在授课中以实际工程作为引导，在帮助学生掌握好理论知识的基础上密切联系实际。教师授课的内容要与学生的生活实际问题紧密结合，保证理论知识的有效发挥，在全面提高学生分析问题能力的同时提高学生解决实际问题的能力。如：利用中兴通讯公司的技术和产品，完成WCDMA移动通信系统的组建，主要包括基站、RNC和核心网的组建。在教学中，我们经常会遇到理论知识无法解决实际问题的现象，有时新科技的发展还会对学生所学理论知识存在争议的内容，这就要求学生不能完全依赖书本知识，要懂得创新、懂得联系实际。

二、教学手段要重视实践教学的作用

通信技术课程单从学生就业方面来看，是一门具有较强针对性的实践性课程。在移动通信教学中动手实验是必不可少的。如：为了进一步强化学生对WCDMA的理解，把WCDMA移动通信系统与奥尔斯公司的物联网实验系统结合在一起。通过借助实际的通信设备加强了学生的动手实践能力。再例如：带着学生与中兴通讯公司进行包括TD-SCDMA的软硬件配置、B328配置以及运行差错等在内的实践教学，以此来确保学生的理论知识与实际操作不脱节。

三、实践教学形式多样

在教学实践中教师应设计一些具有针对性、实用性的通信技术大赛、项目开发等，最大限度地激发学生的学习兴趣，提高学生的学习能力。如：可以利用中兴通讯设备与相邻的高校开展移动通信TD-SCDMAS实践技能的比赛，从而增强学生的实践应用能力，增强学生的团队合作意识。另外，还可以通过与多个企业签订实习的合同，让学生提前到实际工作中去历练，实践时间虽然只有短短的三个月，但是学生毕业后就业率得到了大幅提升。

总之，由于通信技术领域更新换代比较频繁，传统的、陈旧的教学方法、教学内容已经无法适应社会的需求，教师只有不断地汲取先进的教学思想、更新教学观念、采用先进的教学手段，坚持走教改的道路，才能为社会的发展培养出合格的通信技术人才。

参考文献：

伍学珍，黄跃华，邓海鹰.高职通信专业课程设置的改革与实践[J].广西教育，2011.

篇5：移动通信原理学习心得

一、移动通信的主要特点 移动通信必须利用无线电波进行信息传输

移动通信是在复杂的通信环境中进行的 移动通信可以利用的频谱资源非常的有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增 移动通信系统的网络通信结构多种多样，网络管理和控制必须有效 5 移动通信设备（主要是移动台）必须适于在移动的环境中使用

二、移动通信系统 无线电寻呼系统 2 蜂窝移动通信系统 3 无绳电话系统 集群移动通信系统 5 移动卫星通信系统 6 分组无线网

三、移动通信的主要技术 调制技术 移动新到中电波传输特性的研究 多址方式 4 抗干扰措施 组网技术

四、调制解调

调制的目的是把要传输的模拟信号或者是数字信号变换成适合传输的高频信号。该信号称为已调信号。调制可分为模拟调制和数字调制。模拟调制是利用模拟信号直接调制载波的振幅、频率和相位。数字调制是利用数字信号来调制载波的振幅、频率和相位。

1、数字频率调制

2、数字相位调制

3、正交振幅调制（QAM）

4、扩展频谱调制

5、多载波调制

五、移动通信的传播特点和抗衰落技术

1、无线电波的传输特征

电波的传输方式：1直射波，电波从发射天线直射到接收天线的传播方式；2地表面波，是一种沿着地球表面传播的电磁波；3地面反射波，电波经过地面的反射到达接收天线。

电波在大气中传输：1大气折射，由大气的折射率的垂直梯度；2视线传播极限距离，主要与天线的高度有关。

2、移动信道的特征

1移动信道中存在的衰落：直射波、反射波和散射波在接收地点形成干涉场，使信号产生深度且快速的衰落；由于移动台的不断运动而造成的衰落比多经衰落慢得多，是慢衰落；由于大气的折射率的平缓的变化造成的衰落更加缓慢。2电波信号的多径时延。3多普勒效应。

为了防止因衰落引起的通信中断，在信道的设计中必须使信号的电平留有足够的的余量，以使中断率R小于规定指标。这种电平余量叫做衰落储备。

3、抗衰落技术：分集接收

分集技术(diversity techniques)就是研究如何利用多径信号来改善系统的性能。分集技术利用多条传输相同信息且具有近似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，并在接收端对这些信号进行适当的合并(combining)，以便大大降低多径衰落的影响，从而改善传输的可靠性。

分集的方式：1.空间分集(Space diversity)2极化分集(polarization diversity)3.角度分集(angle diversity)4.频率分集(frequency diversity)分量分集(field diversity)

4、RAKE接收

利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用的接收机。接收机利用多个并行相关器，获得多径信号能量，提高了通信质量。

5、纠错编码技术

在信息的码元序列中加入监督码元称为纠错编码技术，监督位码元所占的比率越大，纠错能力越强。

6、均衡技术

各种用来处理码间干扰（ISI）的算法和实现的方法叫做均衡技术。在移动的环境中，由于信道的时变多径传播特性，引起严重的码间干扰，所以素要均衡技术。

六、组网技术

1、多址技术

A、频分多址（FDMA）

FDMA为每一个用户指定了特定信道，这些信道按要求分配给请求服务的用户。

B、时分多址（TDMA）

TDMA是在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙(无论帧或时隙都是互不重叠的)，每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户。

C、码分多址（CDMA）

CDMA系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。

D、空分多址（SDMA）

SDMA(空分多址)方式就是通过空间的分割来区别不同的用户。在移动通信中，能实现空间分割的基本技术就是采用自适应阵列天线，在不同用户方向上形成不同的波束。

2、区域覆盖和信道配置

区域覆盖：1带状网，基站的天线如果用全向辐射，覆盖的区域是圆形的，带状应用有向的天线，是每个小区呈扁圆形。2蜂窝网，用正六边形的小区所用的基站最少，也最经济。

区群应该满足两个条件：1区群之间可以邻接，且无重叠无缝隙的覆盖；2邻接之后的区群应该保持各个相邻同信道小区之间的距离相等。

信道的分配方式主要两种：1分区分组分配法，2等频距被配置法

3、网络结构

基本的网络结构：基站通过传输链路和交换机连接，交换机再与固定的电信网连接，这样就形成了移动用户-基站-交换机-固定网络-固定用户或者移动用户-基站-

5.时间分集(time diversity)6.场

交换机-基站-移动用户等不同情况的通信链路。

4、信令

信令是移动台与交换系统之间、交换系统与交换系统之间相互传送的地址信息、管理信息（包括呼叫建立、信道分配与保持信息、拆线信息甚至计费信息等）以及其它交换信息。（1）按信令的传输方式分有共路信令和随路信令两种方式。2）按信令的信号形式分有模拟信令和数字信令。3）按信令的功能分为状态标志信令、拨号信令、控制信令

5、越区切换和位置管理

越区(过区)切换(Handover或Handoff)是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。该过程也称为自动链路转移ALT(Automatic Link Transfer)。

在移动通信系统中，用户可在系统覆盖范围内任意移动。为了能把一个呼叫传送到一个随机移动用户，就必须有一个高效的位置管理系统来跟踪用户的位置变化。

位置管理包括两个主要任务：位置登记（Location Registration）和呼叫传递（Call Delivery）。与任务相关的问题是：位置更新（Location Update）和寻呼（Paging）

七、数字蜂窝网，时分多址（TDMA）

GSM系统的主要组成

OSSNMCDPPSPCSSEMCNSSOMCBTSMSBSSBTSBSCMSC/VLRHLR/AUCEIRPSTNISDNPDN OSS：操作支持子系统

BSS：基站子系统

OMC：操作维护中心 NMC：网路管理中心 PCS：用户识别卡个人化中心 NSS：网路子系统

MSC：移动业务交换中心

VLR：来访用户位置寄存器

HLR：归属用户位置寄存器

SEMC：安全性管理中心 AUC：鉴权中心EIR：移动设备识别寄存器BSC：基站控制器

BTS：基站收发信台PDN：公用数据网PSTN：公用电话网

ISDN：综合业务数字网 MS：移动台 DPPS：数据后处理系统

GSM系统的主要接口

Um接口Abis接口A接口BTSMSBTSBSCBS接口BSCMSC GSM系统的主要接口是指A接口、Abis 接口和Um 接口。

A接口定义为网路子系统（NSS）与基站子系统（BSS）之间的通信接口，其物理链接通过采用标准的2.048Mb/s PCM数字传输链路来实现。

Abis 接口定义为基站子系统的两个功能实体基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）之间的通信接口，物理链接通过采用标准的2.048Mb/s 或64kbit/s PCM 数字传输链路来实现。

Um 接口（空中接口）定义为移动台与基站收发信台（BTS）之间的通信接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链路实现。

GSM的区域

在由GSM系统组成的移动通信网络结构中，其相应的区域定义从大到小分别为：GSM服务区-公用陆地移动通信网（PLMN）-MSN区-位置区-基站区-扇区。

GSM信道配置

分为物理信道和逻辑信道

青海移动电子与通信工程在职研究生班

姓名：张亮

篇6：移动通信终端电源管理设计原理

1.1 放电工作原理

电池过放可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放或反复过放，对电池的影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质的可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量会有明显衰减。锂离子电源管理电路的功能之一就是为了保护锂电池不至于过放。

图1

锂电池的正常工作电压为2.575～4.2V。当电池电压在此范围内，管理电路将MOSFET管S4打开，在电池(CELL)电压与BATT+之间建立低阻通道，有利于电流从电池流向手机负载。在此情况下，过放就体现为输出电流过大。在整个输出过程中，电源管理电路不断地检测从电池输出到负载的电流。当电池输出电流超过通常的保护值3.5A的时候，手机短路保护电路开始工作，关闭S4，切断电池与BATT+的连接。

当电池持续放电到电池电压低于文献[1]规定的放电终止电压2.375V以下时，则属于电压过放。此时，图1中的手机低电压及短路保护电路开始工作，同电流过放一样，关闭S4，切断电池与BATT+的连接达到保护锂电池的目的。

1.2 充电工作原理

充电管理电路在对锂电池进行充电时，更是一个复杂的过程，既要保证锂电池能够充满，又要保证锂电池的性能，最重要的是要保证锂电池不能过充。如果锂电池在充电过程中充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液等不良现象。同时，其电性能也会显著降低。

整个充电电路应该具有以下几种充电模式：

――低电压预充电模式;

――全速充电模式;

――涓流充电模式;

――顶端截止、脉冲充电模式;

――充电截止模式。

1.2.1 低电压预充电模式

当电池电压低于3.0V时，电源管理电路进入低电压预充电模式。当电池极度过放时，为了防止过量的充电电流对电池性能造成损伤，充电电路应该采取渐进的充电方式。

对于一块极度过放的，电压已低于0.7V的锂电池，电源管理电路将提供预充电涓流给电池。此时S1关闭，充电器通过R1提供电流给管脚Vdect，充电器提供电流的大小完全由R1决定，整个充电器几乎工作在无负载情况下。这种充电模式甚至可以对电压已经为0V的电池进行充电;当电池电压高于0.7V低于1.98V时，外部S1及S2工作，电源管理电路可以以更高的.电流对电池进行充电。但是，此时三极管S1的功耗检测电路还没有工作，必须限制其功耗低于800mW，以免烧毁S1;当电池电压高于1.98V低于3.0V时，整个电源管理电路都正常工作，此时S1的控制电路使S1以较高的电流，但远低于全速充电电流对电池进行充电，该电流一般超过100mA。

1.2.2 全速充电模式

当电池电压高于3.0V时，预充电模式结束，进入全速充电模

式。此时，电源管理电路将S1及S2打开，并使S1工作在饱和模式，充电器提供全速充电电流给电池充电。但是，电源管理电路将限制最大充电电流小于1.5A。

这种充电模式对充电器也有一定的要求，要求其实现限流输出。这样做的目的是便于移动通信终端厂商，在产品设计时可以根据产品的定义，选择不同的充电电流，实现对具体锂电池快速有效的充电。在典型应用中，一般要求充电器提供的输出电流限制在1A以内，具体的电流可以根据所用锂电池厂商推荐使用的充电电流，以便电池能够具有一个较高的循环寿命。

1.2.3 涓流充电模式

该充电模式其实也是一种恒压充电模式，当电池表面达到控制电路设定的终止充电电压Vterm时，即进入该种充电模式。由于在全速充电模式下，电流比较大，电池表面电压与实际电池芯的电压有比较大的落差，涓流充电模式就是用来减小甚至消除该落差。此时，电源管理电路通过控制S1的开闭情况，将提供给电池的最大电流限制在100多mA。由于电池被充得越来越足，因此，涓流就越来越小，直到截止。

1.2.4 顶端截止脉冲充电模式

当电源管理电路处于涓流充电模式时，它会周期性地跳转到全速充电模式，形成脉冲电流对电池进行充电。大电流脉冲宽度一般<100μs，这样有利于电池更快被充满。

1.2.5 充电截止模式

电源管理电路会有一个控制引脚，由手机的CPU决定什么时候停止充电。进入这种模式，一般会有这样几种情况：手机检测到充电电路包括锂电池温度过高;不是原装的锂电池;已经进入涓流充电，不需要充电时间过长;充电器设计不合理等等。

2 结语

篇7：wcdma移动通信原理

关键词：高职院校;《移动通信原理与应用技术》;项目化;教学

引言

篇8：wcdma移动通信原理

关键词：华为业务区,3G移动核心网,网络安全策略

安全策略即是在一个特定的环境里为保证提供一定级别的安全性所必须遵守的规则。对于一个设备集中、网元众多的网络, 必须把网络的安全性放在首位。而实现网络安全管理, 不但要靠先进的技术, 也得靠严格的管理制度, 既要在各个方面遵守网络安全策略, 包括组网安全策略、路由安全策略、网络预警安全策略、维护管理安全策略等。本文将以某地华为业务区为例, 对核心网网络安全策略进行探讨。

1 组网安全策略

1.1 设备设置策略

WCDMA核心网设备在网络实体上分为MSC Server和MGW, 实现了控制与承载的分离。所以, 在选择设备放置地点时, 完全可以考虑把MSC Server放置在中心城市或维护技术水平高的地市。在经济不发达地区可以只设置MGW来和RNC互通。基于这样的考虑, 在建网初期, 华为业务区MSC Server设置就以“统一规划, 集中放置、区域管理”为原则, 制定了以省会城市、区域中心城市为中心的网络格局。这样对整个网络的维护管理具备较好的安全保障性, 再根据地市的业务量情况设置本地网MGW。

1.2 组网方式

华为业务区采用组网模式为, MSC Server与汇接局、关口局、BSC、RNC、HLR、信令转接点之间的信令链路均通过MGW转接。这种模式逻辑结构清晰, 尤其是因为M S C S e r ver与其他网元无连接, 所以当MSC Server故障, 需要进行主备切换时, 其他周边网元无需进行任何设置更改, 方便快捷, 对整个网络的影响面小, 网络的安全性强。

1.3 容灾备份策略

R4组网模式下, MSC Server的集中设置, 使得MSC Server容量必须足够大, 可以管理多个本地网。因此, 当一个MSC Server故障就会造成很大的影响, 网络安全性问题尤为凸现。针对这个问题, 引入了MSC Server的容灾备份机制, 即让一个MGW在MSC Server发生故障时, 可以注册到另外一个MSC Server下。华为业务区采取了N+1双归属备份的方式。在备份M S C Server中, 我们“克隆”其他主用MSC Server的数据。一旦出现某个MSC Server无法正常工作的情况, 备用MSC Server会启用接管机制, 完全接管主用故障Server的数据及用户, 从而保障网络运行不中断, 用户感知不受影响。

2 路由安全策略

路由的设置对于整个交换网络来说都是确保网络安全性的重中之重。

2.1 长途话务路由

根据华为业务区网络实际, 华为业务区出局长途话务路由均采用负荷分担或主备方式送入长途网。例如:对于异地中国联通、中国移动PLMN话务, 采用负荷分担方式送入长途话务网1和软交换汇接网等。所以, 即使至某个局向发生故障, 也不会影响用户的正常使用。

2.2 本地话务路由

对于本地业务, 本地网MSC Server至每个HLR均设置了以HSTP为备用的第二信令路由, 即使至HLR中断也可保证话务寻址不受影响;到每个本地网直联端局都设置了以长途话务网1为备份的第二路由保障网内话务的安全。

对于本地异网话务, 在话务量大的本地网设置双关口局, 保障业务本地网间话务安全。在话务量较小的本地网发生紧急情况时, 采用人工疏导的方式, 全力保障业务不中断。

2.3 CE路由安全策略

随着WCDMA网络的建设, 项目配套CE大量的运用到了网络组网中, 主要用于承载无线和核心网部分业务。华为业务区CE采用双平面路由器负荷分担+无交换机方式组网, 路由器之间使用OSPF协议寻址, 各本地网均设有一对CE路由器。由于采用了“双平面双备份”的组网方式与保护机制, 网络结构做到了动态的主备倒换。当CE发生故障时, 可实现路由自动保护, 节点间的倒换能做到用户无感知切换。

3 网络预警安全策略

网络预警安全策略是在网络故障发生前发现异常情况, 从而能够采取有效措施最大程度的降低因故障对网络造成的影响。华为业务区根据网元的重要程度、告警影响程度将网元预警分为三级。红色预警是网络中可能引发重要等级以上故障或存在潜在重大安全影响的异常状况。橙色预警是可能引发一般故障或存在潜在安全影响的异常状况。黄色预警是可能引发轻微故障的异常状况。各级预警中所包含的指标主要分为设备自身引起的预警, 如设备出现带有外围模块的高级别的重新启动等;由于网络负荷引起的预警, 如系统的处理能力达到阀值、话路、信令负荷达到阀值等;由于网络故障引起的预警, 如局间主用路由不可达等;由于网络质量、话务情况明显变化引起的预警等。重点对关键指标进行监测, 及时对现网设备、系统发布网络预警是降低故障隐患, 保障网络平稳安全运行的保障。

4 维护管理安全策略

严格的维护管理制度是确保安全策略落实的基础。

4.1 例行备份制度

制定完备数据备份制度, 以离线备份为原则, 定期将bam服务器上的自动备份内容存储在独立介质存储器上, 每逢重大节假日和重大割接钱均做到专门备份。对于备份数据的存储做到专人负责, 专门地点存放, 一旦设备发生问题, 可以做到快速数据恢复, 缩短故障历时。

4.2 健康检查制度

核心网网元是通信网络的核心, 因此对设备运行情况应进行定期健康检查, 发现问题及时整治, 保证交换机安全无隐患运行。特别要对容灾备份Server进行数据的核对, 华为设备提供了主备Server数据一致性检查功能。通过此功能, 用户可以检查双归属对网元数据是否一致, 以确保系统发生双归属倒换后, 一个MSC Server能够接管另一个MSC Server上的部分或全部数据。

4.3 应急保障制度

制定完备的应急保障制度, 各地制定详尽的应急预案;明确应急小组成员, 责任到人;定期举办应急演练, 模拟可能出现的故障情况。确保一旦紧急情况发生做到有的放矢, 从容应对, 有章可循, 责任分明, 最大可能的缩短故障历时, 保障通信顺畅。

5 结语

篇9：WCDMA通信网络安全技术研究

摘要：随着信息技术、网络技术的快速发展，通信网络安全技术问题得到了广泛的关注，主要是其直接关系着社会的发展与人们的生活，影響着用户数据与信息的安全性与可靠性，因此通信网络安全技术是重要的，值得对其进行深入的研究。WCDMA系统具有诸多业务功能，能够满足人们的需求。现阶段，互联网业务、电子商务等均在迅速开展，但WCDMA通信网络的安全性不足，急需解决。本文将对WCDMA通信网络安全技术展开研究，旨在提升WCDMA通信网络的安全技术。

关键词：WCDMA；通信网络；安全技术

中图分类号：TN929.533

随着人们对通信系统信息安全问题要求的不断提升，WCDMA系统的安全技术问题得到了广泛的关注，WCDMA系统提供了多种业务，如：互联网业务、电子支付与电子商务等，在新的环境下，WCDMA通信网络安全面对着诸多的挑战，WCDMA通信网络系统存在的缺陷，严重影响着用户的正常使用，因此本文将研究WCDMA通信网络安全技术，旨在提升其安全性，从而促进其可持续发展。

1 WCDMA系统的概况

WCDMA系统是移动通信网络中的一种，也是第三代移动通信系统，它是由3GPP制定的。现阶段，WCDMA系统有诸多版本，其标准为国际电信联盟，其主要方式为直接序列扩频码分多址与频分双工，其数据传输的速率为384kbit/s。WCDMA系统能够提供多种服务，如：语音、数据传输、视频、图像与电子商务等，在局域网内其速率为2kbit/s。在宽带网内其速率为384kbit/s。WCDMA系统的网络结构主要分为两部分，即：核心网与无线接入网[1]。

2 WCDMA通信网络的基本安全技术

2.1 信息保密技术

信息保密技术主要是对移动用户而言的，主要利用的是IMSI的唯一性，从而保证移动用户的通信位置与信息业务。信息保密技术主要是通过VLR，TMSI进行分配，进而实现对用户信息的保密，但在TMSI进行分配前，用户的TMSI是通过明码进行传输的。

2.2 信息的互鉴权

WCDMA系统中的移动用户与网络，二者在鉴权与加密秘钥（AKA）分配过程之际，将相互操作鉴权。鉴权主要依据为鉴权组（CK）与完整效验码（IK）。

WCDMA系统中的专用部件，将产生SQN与RAND，其中SQN是鉴权五元组中的一部分，它与运算器接近，是对网络进行合法性验证的重要参数，RAND是由发生器产生的随机数，长度为168，RAND保障着五元组的计算，二者在移动通信系统中将作为运算器，进而分别进行信息的输入。在输入后，将产生一系列数据的鉴权，如：鉴权组（CK）与完整效验码（IK）等，因此，HLR、USIM的鉴权是WCDMA系统中较为重要的安全技术，能够保证信息的安全性[2]。

2.3 数据的完整性

在WCDMA系统中，如果用户双方进行通信，其中发送方与接收方、HLR的相同专用部件，将产生SQN与RAND，在移动通信中，它们将作为运算器，分别进行信息的输入，并产生MAC-1进行对比，验证其数据完整性。

在WCDMA系统中，用户需要对敏感的数据与信息进行加密，从而实现安全保护。用户数据与信息的加密，需要增加数据长度的检验，同时也需要增加校正的字段，通过加密与解密，将实现对用户信息的保护，并能够提高用户数据与信息的安全性。

3 3GPP的基本安全技术

WCDMA系统的通信网络安全技术中最为重要的安全技术为3GPP，3GPP安全技术保证着WCDMA系统的安全性与可靠性。

从上文可知，3GPP安全技术的层面主要有3个，其安全技术特征主要包括5个，3GPP中的任意一个安全技术特征，通过组对的形式实现对内部与外部威胁的抵抗，从而保证安全目标的实现，具体的安全技术主要表现在以下几方面：

其一，在网络接入方面。3GPP安全技术在网络接入方面的特征主要保证了3G服务网的安全接入，同时能够对无线链路的攻击进行有效的抵御。其中最为重要的便是对空中接口保护，主要是由于空中接口的无线链路极易遭到不同类型的攻击，因此，要注重对空中接口的保护，使其安全性逐渐提升。在网络接入方面进行了安全技术保护具有一定的功能，主要包括保密用户的身份，认证与秘钥分配，加密数据及数据的完整性等。其中相互认证的为认证与秘钥分配，同时在认证之际，其结合的措施为完整性保护与加密等。

其二，在网络域方面。3GPP安全技术在网络域方面的特征组主要是保证了网络域内的信令安全，从而使其进行安全的传递，同时也将对有线网络的攻击进行抵御。

其三，在户域方面。3GPP安全技术在户域方面的特征组主要是保证了接入的安全性，主要是通过对用户、智能卡二者间的认证实现保护的，同时也保护了智能卡、终端二者间的认证，并且也实现了对链路的保护。

其四，在应用域方面。3GPP安全技术在应用域方面的特征组主要是保证用户域和服务提供商二者间信息的安全，当二者在应用程序时，对二者的信息进行保护，从而保证信息的安全交换。

其五，在安全特性方面。3GPP安全技术在安全特性方面特征组主要实现用户对安全特性的有效运行与使用，同时实现服务提供商的安全服务[3]。

3.1 通信网络计入的基本安全技术

通信网络计入的基本安全技术主要包括三部分内容，即：保密用户身份、认证用户实体、机密性与完整性。

实现对用户身份的保密，其安全技术的特性表现在用户身份与位置的机密性和用户的不可追溯性等。当移动用户在无线链路上进行业务的接收之际，其身份要具有机密性，从而保证用户的永久身份不被窃听；当移动用户在无线链路上进行某一领域的使用时，其位置要具有机密性，以保证用户的位置不被窃听；当移动用户的业务在无线链路上开展之际，要求其不能被窃听，同时也不能被推断并进行传递等。为了实现对用户身份的保密，移动用户在无线链路进行访问之际，可以选择对临时身份识别用户进行利用，但此时不能对这一临时身份进行长期的使用。

实现对用户实体的认证，其安全技术的特征主要是移动服务网对移动用户的真实身份进行验证。

實现机密性，主要是指保护在移动网络接入链路上的用户，保证用户数据的机密性，其安全技术特征是通过加密算法与加密秘钥的协商实现的，其一，加密算法是指移动用户与移动服务网通过安全协商，采用一致的算法，从而实现对数据的加密；其二，加密秘钥是指移动用户与移动服务网通过安全协商，采用一致的加密秘钥，从而实现对数据的加密。

实现完整性，主要是指保护网络接入链路上的数据，保证其完整性，其安全技术特征主要是通过数据完整性算法、数据完整性秘钥协商实现的，其一，完整性算法是指移动用户与移动服务网通过安全协商，采用一致的算法，从而保证数据的完整性；其二，完整性秘钥是指移动用户与移动服务网通过安全协商，采用一致的数据完整性秘钥，从而保证数据的完整性。

3.2 在用户域方面

在用户域方面的安全技术主要是通过USIM认证实现的，USIM认证特征是对移动台的安全接入进行保护，但USIM认证具有限制性，其仅能对一个授权的用户进行接入，在此基础上实现对USIM的保证，保证用户存储的数据。用户通过验证将掌握密码数据，进而才能够接入USIM，此时的认证是对用户、智能卡二者间的认证。

3.3 在安全管理方面

通信网络的安全技术管理主要包括可视性与可配置性两方面内容。在可视性方面，用户将对安全特征的使用进行获知，同时服务提供商提供的服务也能够对安全服务进行考虑，用户将对自身的安全等级与安全模式等进行随时地查看，移动用户的安全特征在此方面具有透明性。例如：在无线接入链路上，用户对其数据进行加密时，将通知用户是否选取保护。在可配置性方面，用户可以对一个业务的应用进行配置[4]。

4 WCDMA的核心加密算法

WCDMA的核心加密算法主要是指KASUMI核心算法，这一算法有两个标准化的核心算法，即：f8与f9。这一算法是在3G安全体制中提出的，f8算法属于保密算法；而f9算法属于完整性算法，这两种算法均根据KASUMI算法实现的，同时也符合3GPP组织的规定，其功耗较少，保证了WCDMA系统的安全性，同时能够对非现实的攻击进行对抗。

将KASUMI算法的安全性进行论证后，3GPP组织能够得出这一算法安全性相对较弱的结论。目前，KASUMI算法的不足仍未全面展现，但随着科学技术的快速发展，KASUMI算法的不足将威胁用户的数据安全，同时也会对计算机的可靠性造成影响，使其软件的性能有所降低。为了更好的保护用户的信息与数据，可以运用公约密码RSA[5]。

在WCDMA系统中运用公约密码RSA，主要由于RSA具有安全性、可靠性与方便性等特点。RSA算法既能够进行数据加密，同时也可以进行数字签名，这一算法是一种相对完善的、公开的秘钥算法，它可以成为身份认证的一种方式。它也能够对用户信息进行加密，能够通过数字签名认证的加密方式提升计算机系统的安全性与可靠性。在具体的应用过程中，可以将对称秘钥算法与公钥密码算法进行结合。

5 结束语

综上所述，随着科学技术的快速发展，WCDMA通信网络安全技术需要进行深入的研究，主要是其直接关系着用户数据与信息的安全。本文对WCDMA系统的概况进行了分析，介绍了WCDMA通信系统与3GPP的基本安全技术，同时阐述了WCDMA核心加密算法。相信通过不断的完善，WCDMA通信网络安全技术将不断提高。

参考文献：

[1]滕学斌，齐忠杰.通信网络安全关键技术[J].通信论坛，2011（12）：71-72.

[2]代正贤.浅谈通信网络安全技术[J].信息技术，2013（07）：54-55.

[3]李清.通信网络安全现状及其安全技术措施[J].信息产业，2012（03）：86-87.

[4]袁春林.WCDMA通信网络安全技术研究[D].南京理工大学，2012.

[5]李强，谢宏仁.通信网络安全现状及其安全技术措施[J].通信与技术，2012（03）：186-187.

作者简介：周超（1975.10-），男，河南南阳人，2000年毕业于西安邮电学院计算机通信专业，2000年就职于天津联通，无线通信工程师，研究方向：移动通信技术。