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第三代移动通信系统原理篇


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第三代移动通信系统原理篇
1. CDMA 技术

CDMA 直译为码分多址,是在数字通信技术的分支扩频通信的基础上发展起来的一种 技术。所谓扩频,简单地说就是把频谱扩展。

码分多址(CDMA)技术

是移动通信系统中所采用的多址方式之一。在移动通信系统中,由 于许 多移动台要同时通过一个基站和其它移动台进行通信,因此必须对不同的移动台和基 站发出的信号赋予不同的特征,以使基站能从众多的移动台信号中分辨出是哪个移动台发 出的信号,同时各个移动台也能识别出基站发出的多个信号中哪一个是属于自己的,解决 该问题的办法称为多址方式。多址方式的基础是信号特征上的差异。有了差异才能进行识 别,能识别了才能进行选择。一般情况下,信号的这种差异可以体现在某些参数上,如信 号的工作频率、信号的出现时间以及信号所具有的特定波形等。因此就产生了以下几种多 址方式:

FDMA(频分多址)-不同用户分配在时隙(出现时间)相同、工作频率不同的信道上;

TDMA(时分多址)-不同用户分配在时隙不同、频率相同的信道上;

CDMA(码分多址)-各个用户分配在时隙和频率均相同的信道上,以伪随机正交码(PN 码) 序列来区分各用户。

对于移动通信网络而言,由于用户数和通信业务量激增,一个突出的问题是在频率资源有 限的条件下,如何提高通信系统的容量。由于多址方式直接影响到移动通信系统的容量, 所以采用何种多址方式,更有利于提高这种通信

系统的容量,一直是人们非常关心的问题,也是当前研究和开发移动通信的热门课题。经 过多年的理论和实践证明,三种多址方式中:FDMA 方式用户容量最小,TDMA 方式次之,而 CDMA 方式容量最大。

CDMA 对每个用户信号实现带宽扩展。CDMA 技术的最早应用是在军事通信领域,而对其在移 动通信中应用的重视,始于 80 年代末期。理论表明 CDMA 系统扩频信号的强抗扰特性,可

用来提高系统容量。此外功率控制、话音激活、无线分区、纠错编码也可用在 CDMA 系统中 以增加系统容量,其容量将比现有的 FDMA 方式大 20 倍,比 TDMA 方式大 4 倍,进而为 CDMA 技术在移动通信领域开辟了广阔的应用前景。 1993 年 7 月 16 日美国电信工业协会正式通过 了美国 QUALCOMM 公司提议,制定了世界上第一个 CDMA 蜂窝通信系统标准(IS-95)。随后, 又陆续指定了 IS-95B,随着 3GPP2 的成立,推出了 CDMA2000 1X,以及 EV DO/DV 等标准。 3G 的另外两种制式 WCDMA/TD-SCDMA 的空口主要方式也采取了 CDMA 的原理。

?

2. CDMA 技术的起源
扩频技术的起源要追溯到二战时期,这种思想的初衷是防止敌方对己方通讯的干扰。我们 知道,由于窄带通讯采用的带宽只有几十 kHz,只需要使用一个具有相同发射频率及足够大 功率的发射机就可以非常容易地干扰对方的通信。因为无论调幅、调频技术都很难从恶劣 的信噪比环境中恢复原始信息。

CDMA 这种新颖的想法就是通过特殊的码型处理,把信号能量扩散到一个很宽的频带上,湮 没在噪声里,在接收端只有通过相同的码型才能把信号恢复出来(整个过程就像加密、解 密一样),我们称之为直接序列扩频。由于信号湮没在噪声里,故很难敌方侦测到。因此, 这种技术在军事领域中有着广泛应用。

3. CDMA 的软容量
按上面对 CDMA 系统的类比,房间里可能不断有新的交谈者进入。当然交谈者总数有一定限 度,这与房间大小、人的音量、交谈者之间的距离都有密切的关系。这里我们又引入了几 处新类比:房间的大小对于 CDMA 系统来说就是单载波的容量;而交谈者之间的音量则相当 于 CDMA 系统中手机的发射功率;音量控制即对应着 CDMA 中一个非常重要的技术---功率控 制;交谈者的距离即对应手机与基站的距离。通过这个例子,我们可以总结出 CDMA 系统的 一些特点:CDMA 系统是一个自干扰系统;CDMA 系统单载频的容量不像 FDMA、TDMA 那样是

固定的,这也就是我们常提到的"软容量";因此功率控制在 CDMA 系统中起着重要作用,它 直接影响着系统容量。

4楼 miss 发表于 2007-6-4 17:43 | 只看该作者 4. CDMA 短码和长码
CDMA 系统使用了两种伪随机机码序列,即短码和长码。

短码:短码是长度为 215-1 的周期序列。

少尉

在 CDMA 系统的前向信道(从基站指向手机方向)中,短码用于对前向 信道进行调制,使前向信道带上本基站的标记,不同的基站使用不同相

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位的短码,从而互相区别开来。

在反向信道中(从手机指向基站方向),短码用于对反向业务信道进行 调制,作用与短码在前向信道中相同。

长码:长码是长度为 242-1 的周期序列。

在 CDMA 系列的前向 信道(从基站指向手机方向)中,长码用于对业务 信道进行扰码(作用类似于加密)。在反向信道中(从手机指向基站方 向)。长码用来直接进行扩频,由于区分不同的接入手机。

沃尔什 (WALSH) CDMA 系统中还使用 64 位长沃尔什码 码, (Walsh Code) 。 沃尔什码在数学上具有很好的正交性。所谓正交性,就是讲不同语言且 不懂对方语言的人,相互之间无法用语言进行交流。用沃尔什码可以区 分开不同的前向信道。

2009-1-3 加入 Supporters 贵宾组,享受广角贵宾服务! | 上传头像, 酷爽拿大礼! 回复 引用 TOP

5楼 发表于 2007-6-4 17:44 | 只看该作者 5. CDMA 系统的功率控制
CDMA 系统的功率控制尤为重要,功率控制被认为是所有 CDMA 关键技术 核心。 要解释功率控制的重要性, 我们首先要了解"远近效应"这个概念。 我们可以设想,如果小区中的所有用户均以相同的功率发射信号,则靠 近基站的手机到达基站的信号就强,而远离基站的手机到达基站的信号 就弱,这样将导致强信号掩盖弱信号,这就是移动通信中的"远近效应" 问题。因为所有用户共同使用同一频率(载波),所以"远近效应"问题 更加突出。CDMA 功率控制的目的就是克服"远近效应",使系统既能维持 高质量通信,又不对占用同一信道的其它用户产生不应有的干扰。

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miss

6楼 发表于 2007-6-4 17:44 | 只看该作者 6. 为什么 CDMA 手机能保持低的发射功率
这是由于 CDMA 系统有一套精确的功率控制方法。CDMA 系统中的功率控 制分为前向功率控制和反向功率控制。反向功率控制又分为仅有手机参 与的开环控制和手机、基站同时参与的闭环功率控制。反向开环功率控

少尉

制由手机独立完成,手机根据它本身在小区中所接收功率的变化,迅速 调节手机发射功率。正是由于这些精确的功率控制,才使 CDMA 手机能

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保持适当的发射功率。

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miss

7楼 发表于 2007-6-4 17:44 | 只看该作者 7. 什么是 CDMA 软切换?它与硬切换有什么分别
移动通讯是建立在移动之中的。有了频率的复用,必然带来移动中的频 率切换问题,一个网络质量的好坏在无线方面主要表现在掉话、频率丢 失等指标上,切换方式将对这些指标产生影响。通过下面软切换和硬切

少尉

换方法的比较,孰优孰劣,我们能得出结论。

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硬切换:在 FDMA 和 TDMA 系统中,所有的切换都是硬切换都是硬切换。 当切换发生时,手机总是先释放原基站的信道,然后才能获得新基站分 配的信道,是一个"释放-建立"的过程,切换过程发生在两个基站过度 区域或扇区之间,两个基站或扇区是一种竞争的关系。如果在一定区域 里两基站信号强度剧烈变化,手机就会在两个基站间来回切换,产生所 谓的"乒乓效应"。这样一方面给交换系统增加了负担,另一方面也增加 了掉话的可能性。

软切换:在 CDMA 系统中,切换的情况有所不同。当一部手机处于切换 状态下同时将会有两个甚至更多的基站对它进行监测,系统中的基站控 制器将逐帧比较来自各个基站的有关这部手机的信号质量报告,并选用 最好的一帧。可见 CDMA 的切换是一个"建立-比较-释放"的过程,我们 称这种切换为软切换,以区别与 FDMA、TDMA 中的切换。软切换可以是 同一基站控制器下的不同基站或不同基站控制器下不同基站之间发生 的切换。

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miss

8楼 发表于 2007-6-4 17:45 | 只看该作者 8. 什么是 CDMA 的"更软切换"
在 CDMA 系统中还有一种切换称为"更软切换"。它指发生在同一基站具 有相同频率的不同扇区间的切换。另外,CDMA 系统中还可以提供导频引 导(Pilot Beacon)的不同载波间的切换,以及软件控制的一些切换。

少尉

所有这些切换措施都为 CDMA 系统带来了更可靠的无线通路。

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现有的蜂窝系统分级接收,与 CDMA 的分级接收有什么分别?

在 CDMA 系统中,由于采用了 Rake 接收机,克服了多径效应,使得不利 变为了有利,这是 CDMA 中独有的路径分级技术。

路径分级接收的远离是这样的:在基站处,每一个反向信道都有四个数 字解调器,而每个数字解调器又包含有搜索单元和解调单元,搜索单元 负责搜索不同的多径信号,并交由各解调单元解调。这样每个基站都可 以同时解调四路多径信号,并进行矢量合并,通过这样恢复出的信号比 任何一路的信号都要好。在手机里,有三个数字解调单元、一个搜索单 元,这样手机也能同时解调三路多径信号并进行矢量合并。由于采用了 多径接受机,使得基站、手机均能有稳定的接受信号。

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miss

9楼

发表于 2007-6-4 17:45 | 只看该作者 9. CDMA 系统的 UIM 卡介绍
目前 CDMA 终端在全球绝大多数地区仍采用机卡合一的方式,即所有的 信息都是存储在 CDMA 终端的 NAM(Name Address Module)存储区中,运 营商可通过 OTA(Over The Air)技术进行 NAM 数据的更改。

少尉
中国联通在推广 CDMA 时,首次采用了机卡分离技术,把 NAM 中的信息

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和手机终端的信息都剥离到一个 UIM(User Identification Module)卡 中,当进行业务处理时,手机从 UIM 卡中获得相关的信息。可以看出, UIM 卡与 GSM 的 SIM 卡的功用是一样的。

UIM 卡中包含的主要参数有 IMSI(MIN),ESN(手机的电子序列号)和鉴权 参数 A-KEY 等。ESN 在某些时候也被称为 UIMID.

IMSI,ESN,MDN 存储在不同的网络实体中. MDN(Mobile Directory Number)是每个用户的个人号码,在中国联通这个号码是以 133 打头的, MDN 存储在 HLR 中。 IMSI 是系统内部对每个用户的标识,存储在 UIM 卡中。用户购买了一张 UIM 卡,并选择了一个号码,就建立了 IMSI 和 MDN 的对应关系,这个对应关系存储在 HLR 中。

网络参数的基本交互过程如下图:

1)手机在开机或者拨打电话时,把 IMSI 和 ESN 上报给 MSC.

2)MSC 以 IMSI 为索引检测数据库,发现没有相关记录,MSC 发送登记 请求到 HLR,试图获取相关信息。

3) 以 IMSI 为索引, HLR 进行数据查询, 如果数据有效, 就把查到的 MDN, 用户签约信息等下发给 MSC,否则,直接拒绝。

4)MSC 获得了 MDN 和其他一些签约信息,就可以进行相关的业务处理, 这个 MDN 可以作为主叫号码显示给被叫用户,或者填写在话单中。

5)在用户做被叫时,GMSC 将通过被叫的 MDN 到 HLR 中去查询当前用户 在哪个 MSC 下.当前为用户服务的 MSC 最终会以 IMSI 作为标识下发寻呼 消息(paging),从而找到用户。

[ 本帖最后由 miss 于 2007-6-4 17:46 编辑 ]
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miss

10 楼 发表于 2007-6-4 17:47 | 只看该作者 10. IMSI(MIN)介绍
CDMA 规范由美国标准组织 ANSI 制定,在 IS95A,IS95B 阶段,采用 MIN(Mobile Identification Number)来标识用户。后来随着 CDMA 在全 球的应用,国际漫游的问题显得很突出,于是对 MIN 进行了扩展,变成

少尉

了 IMSI(International Mobile Subscriber Identification)。

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从技术上讲,IMSI 可以彻底解决国际漫游问题。但是由于北美目前仍有 大量的 AMPS 系统使用 MIN 号码,且北美的 MDN 和 MIN 采用相同的编号, 系统已经无法更改,所以目前国际漫游暂时还是以 MIN 为主。其中以 O 和 1 打头的 MIN 资源称为 IRM(International Roaming MIN),由 IFAST (International Forum on ANSI-41 Standards Technology)统一管理。 目前联通申请的 IRM 资源以 09 打头。可以看出,随着用户的增长,用 于国际漫游的 MIN 资源将很快耗尽,全球统一采用 IMSI 标识用户势在 必行。

MIN 共有 10 位,其结构如下:

其中的 M0M1M2M3 和 MDN 号码中的 H0H1H2H3 可存在对应关系, ABCD 四位 为自由分配。

0 最后登录 2009-1-3
MCC:Mobile Country Code,移动国家码,共 3 位,中国为 460; IMSI 共有 15 位,其结构如下:

MNC: Mobile Network Code,移动网络码,共 2 位,联通 CDMA 系统使 用 03,一个典型的 IMSI 号码为 460030912121001。

可以看出 IMSI 在 MIN 号码前加了 MCC, 可以区别出每个用户的来自的国 家,因此可以实现国际漫游。在同一个国家内,如果有多个 CDMA 运营 商,可以通过 MNC 来进行区别。

早期的 IS95 系统都采用 MIN 来标识用户, CDMA2000 系统为了保持对 MIN 的兼容,对于 IS95 手机上报的 MIN,针对 IFAST 的规划,在 MIN 前增加 MCC 或者 MNC,构造出 IMSI。

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miss

11 楼 发表于 2007-6-4 17:47 | 只看该作者 11. MDN 号码的介绍
MDN 号码为个人用户号码,采取 E.164 编码方式,MDN 号码的结构如下:

少尉

CC 为国家码,中国为 86

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MAC,移动接入码,中国联通为 133

H0H1H2H2,可与 HLR 的片区规划关联。

ABCD,自由分配。一个典型的 MDN 号码为:8613312121001。

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miss

12 楼 发表于 2007-6-4 17:47 | 只看该作者 12. TLDN 号码的介绍
TLDN(Temporary Local Directory Number)临时本地号码是 CDMA 中另 一个常见的号码。当 MS 漫游到一个新的 MSC 下后,其所有的信息将下 载在新的 MSC 下,HLR 也将记录用户新的位置信息。当用户做被叫时,

少尉

GMSC 根据被叫用户的 MDN 号码到其归属的 HLR 查询被叫所在的 MSC,该 MSC 将为用户分配一个 TLDN 号码,返回给 GMSC,并做好被叫接续的准

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备工作,后续的业务处理,以 TLDN 作为索引。GMSC 根据 TLDN 可以判断 出应该到哪个 MSC 去接续话路。当前服务的 MSC 长时间等不到与 TLDN 匹配的消息,将释放 TLDN。

TLDN 号码的格式和 MDN 完全一致。一个典型的 TLDN 数据为 8613344121XXX,X 为自由分配的数字,对于该 MSC 下的所有 TLDN,其 前缀应统一,此处均为 8613344121。可自由分配的数字的个数视 MSC 容 量而定,容量越大,需要自由分配的数字越多。

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miss

13 楼 发表于 2007-6-4 17:47 | 只看该作者 13. CDMA 为什么要加密和鉴权
加密主要是通过手机和网络配合,采用约定的加、解密算法对无线链路 上的的通信内容进行处理,包括语音、数据、用户信令和系统信令,从 而确保通信的保密性。由于目前 GSM/CDMA/WCDMA 都属于数字通讯,要

少尉

做到这点是比较容易的;

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而鉴权就是通过在手机和网络(主要是 HLR)中分别设定一些秘密数据, 通过这些秘密数据由网络侧识别哪些是合法用户,哪些是非法用户。

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miss

14 楼 发表于 2007-6-4 17:48 | 只看该 作者 14. 机卡一体,机卡分离
所谓机卡一体,是指手机和 SIM 卡 是一体

少尉

的,比如当前的市话通和小灵通。这些手 机的鉴权数据都是由专用写码器由局方写

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到手机中的。假如此类手机遗失而你又挂 失的话,除非经过运营商的二次写码,否 则这些手机是不能用的;

所谓机卡分离,是指手机和 SIM 卡分离 的,比如联通和移动的 CDMA/GSM 手机等。 就象你所说的,即然 ESN 参加鉴权,那么 用户的 SIM 卡换到另外手机上后,虽然卡 中的 IMSI 和鉴权数据没有变化, 但是 ESN 发生变化了, AC 肯定将他当做一个非法 用户处理了。

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15 楼 miss 发表于 2007-6-4 17:48 | 只看该 作者

15. 为什么 EIR 在国内没有开通
1)实现方案复杂,要为那么多运营商、那 么多 HLR 统一建立 EIR ,实现难度太大;

2)运营工作量很大,可能会导致大量的投

少尉

诉:假如你购买的二手手机在开户的时候 被告知是 “黑名单上的人”,愤怒的你肯

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定要抱怨、投诉, 运营商还要去调查、处 理....

3)最主要的,移动和联通为了争用户,现 在几乎肉搏。你想,假如其中的一方不配 合实现 EIR ,那些用“非法”手机的用户 肯定都跑到那家去开户。所以从运营商的 角度来看,谁也不会主动推这项业务。

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16. CDMA 系统如何保护 A_key 安全性
CDMA 鉴权用的基本数据,包括 IMSI/ ESN(UIMID) /A_KEY。A_KEY 是非常重要的参数,运营商、设备制造 商做了严密的防护措施,A_KEY 的产生、加载、保存、 维护都受严格监控的。具体可以从 以下 SIM 卡生效 流程便可反应出来:

1)A_KEY 的生成和手机侧的加载:运营商指定的制卡 中心在严格保密流程下,采用专用程序随机产生 A_KEY ,并连同 IMSI 、UIMID、CAVE 算法等其它重 要信息一次性写入到 SIM 卡中;同时,将制作完毕的 SIM 卡以及对应记录 IMSI/ESN(UIMID)/ A_KEY 的 资源文件提交给运营商;

2)A_KEY 资源文件的加密:运营商为了防止明文的资 源文件在传递过程中被他人盗用,可以通过加密密钥 K4 以及加/解密算法 DES 对 A_KEY 进行加密。为了 简化处理和便于管理,一个省级资源文件的 K4 密钥 一般采用几个就可以了;

3)A_KEY 资源在 HLR/AC 的加载:运营商将加密后的 资源文件提交给维护 HLR/AC 的各分公司,由分公司 的指定人员(A_KEY 管理员)甚至省公司的专职人员 将对应资源文件进行解密,形成明文资源文件,然后 利用设备制造商提供的资源文件加载接口批量加载到 HLR/AC 主机中。

在联通 CDMA 运维方式中,文件的加载操作都是按照 以上步骤操作的。

在资源文件加载方面, GSM 和 CDMA 略有不同。在 GSM 中,向 HLR/AC 加载 A_KEY 的时候,允许直接加 载被加密后的 KI(A_KEY) ,当然,加载内容除了 IMSI/ESN/ 加密后 KI (相当于 CDMA 中的 A_KEY ) 外,还有对 KI (A_KEY) 加密的密钥 K4。这样, 只 有在 HLR/AC 实际鉴权的时候才能获悉真正的密钥 KI (A_KEY) 。

通过分析比较,在 GSM 运维方式下,除了制卡中心人 员外,连 HLR/AC 密钥加载人员也不能直接得到用户 的解密 KI(A_KEY),要比 CDMA 中先解密 A_KEY 再 加载的方式的保密性更好一些。

4)A_KEY 的维护:在华为 CDMA HLR/AC 内,为了更 大程度确保鉴权数据的保密性,所有的 A_KEY 都是经 过 内部 加密后再存到数据库中;并且在维护上,华 为 HLR/AC 提供了严格的权限管理功能,只有 A_KEY 权限管理员才能做 A_KEY 的维护工作,其它未授权人 员是不能接触到这些敏感数据的。

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miss

17 楼 发表于 2007-6-4 17:49 | 只看该 作者 17. 天线增益、 水平/垂直波束宽度、 单/双极化的概念
天线增益:某一方向的天线增益是指该方 向上的功率通量密度和理想点源或半波 振子在最大辐射方向上的功率通量密度

少尉

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之比。

水平波束宽度:在水平面方向图上,在最 大辐射方向的两侧,辐射功率下降 3dB 的 两个方向的夹角。

垂直波束宽度:在垂直方向图上,在最大 辐射方向的两侧,辐射功率下降 3dB 的两 个方向的夹角。

单极化天线与双极化天线的区别在于一 根双极化天线的等于两根单极化天线。

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2009-1-3 回复 引用 TOP

18 楼 发表于 2007-6-4 17:49 | 只看该作者 miss 18. 接收机底噪、接收机增益、接收灵敏度、移动台的热噪声 功率
接收机增益分为射频接收通道增益和基带处理增益两部分。

射频接收信道增益=射频接收信道输出信号功率/天线口射频输入信号 功率;

少尉

基带处理增益包括扩频增益,编码(信道编码和语音编码)增益等。

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(S/N)m 表示解调所需信噪比 Ft 表示系统的噪声系数 B 表示信号带宽 T 表示温度 K 是常数 最小接收灵敏度用功率表示 Smin=KTBFt(S/N)m 接收灵敏度是指接收机在满足规定 BER (例如 0.1%) 指标要求的条件下, 天线口能够接收到的最小接收信号电平。

移动台的热噪声是指:

UE 接收信道的噪声底, 即没有信号输入情况下 UE 接收机本身底噪功率。 取决于 UE 接收机噪声系数指针。

电阻由于其内部电子热运动会产生噪声,即为通常所说的热噪声,其噪 声功率计算公式为:

热噪声=kBT-108dBm/3.84MHz。

如果 UE 射频接收信道的噪声系数为 9dB,则有:

UE 接收机底噪(等效到射频接收前端)

= -108dBm/3.84MHz+9dB=-99dBdBm/3.84MHz。

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miss

19 楼 发表于 2007-6-4 17:49 | 只看该作者 19. GOS、RSSI、Eb/No、Eb/Io 的概念
GOS:Grade Of Service,主要是指覆盖概率、阻塞率等;

RSSI:接收信号强度,是指接收机处信号的功率大小;

少尉
Eb/No、Eb/Io 是同一个概念,就是信噪比。这是一个衡量系统解调处理

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能力的指标。对具体业务,所要求的信噪比越低,则系统的容量和覆盖 就比较好。

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miss

20 楼 发表于 2007-6-4 17:50 | 只看该作者 20. db、dBi、dBm 分别是什么单位,有何区别
dB 是功率的比值(增益,抑制度(ACPR)等)取对数底结果。

例如,

少尉
增益=输出功率(W)/输入功率(W),是一个无量纲参数;

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将增益用对数形式表示,可得:

增益(dB)=10×log(增益)

dBi 是天线方向性的一个指标

天线增益一般由 dBi 或 dBd 表示。dBi 是指天线相对于无方向天线的功 率能量密度之比,dBd 是指相对于半波振子 Dipole 的功率能量密度之 比,半波振子的增益为 2.15dBi,因此 0dBd=2.15dBi。

专业值 0 最后登录 2009-1-3
例如信号功率为 x W,利用 dBm 表示时其大小为: 射频信号的功率常用 dBm、dBW 表示,它与 mW、W 的换算关系如下:

例如:1W 等于 30dBm,等于 0dBW。

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miss

21 楼 发表于 2007-6-4 17:50 | 只看该作者 21. 基站侧信号处理,比如交织、复用后同原来相比什么区别
基站信号处理,发射方向的信号处理过程有编码、扩频和调制。

编码包括:对 MAC 来的传输信道数据进行串接,即把所有数据块的 BIT

少尉

流串接后,再按照编码要求进行分割,即切割成等大小的数据包,对每 个数据包进行编码后,就做一次帧间交织,交织完成后就是 TRCH 通道

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了。

形成 TRCH 通道后再进行 TRCH 复用,即不同的传输通道之间进行复接, 组成了 10 ms/帧的 CCTRCH 通道。这些处理都是 BIT 速率,与具体传输 信道速率有关,而且都是 0 或 1。

针对 CCTRCH 进行扩频,即用扩频码对已经得到的 CCTRCH 进行扩频,则 得到 3.84Mbps 固定速率的码片速率,这时就得到了 I/Q 分路的码片速 率的信号流,数值为 0 或 1。

对得到的 I/Q 码片流进行 QPSK 调制,就得到了值为 1 或-1 的调制后的 信号。

专业值 0 最后登录

后续再进行中频和射频处理。

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22 楼 miss 发表于 2007-6-4 17:50 | 只看该作者 22. I、Q 信号是如何产生的,I、Q 信号复用的作用
接收机在中频部分实现模数变换和采样,采样后的信号和数字域的同频 相乘,就可以得到基带的 I、Q 分量。在无线接口传输时,每一种使用 特定的载波频率、码(扩频码和扰码)以及载波相对相位(I 或 Q)的 信道都可以理解为一类物理信道。

少尉

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录 2009-1-3
I/Q 信号复用的作用是降低信号功率的峰平比,以便降低发射机和接收 机的信号动态指针要求。 下行信道扩频时,除了 SCH 外的其它下行物理信道,每一对连续的两个 符号在经过串并转换后分成 I 路和 Q 路。分路原则是偶数编号的符号分 到 I 路和奇数编号的符号分到 Q 路。实数值的 I 路和 Q 路经过扩频、相 位调整、相加合并后,就变为复数值的序列。这个序列经过复数值的扰 码 Sdl,n 进行加扰处理。 上行信道的扩频包括两个操作:第一个是信道化操作,它将每一个数据 符号转换为若干码片,因此增加了信号的带宽。每一个数据符号转换的 码片数称为扩频因子。 第二个是扰码操作, 在此将扰码加在扩频信号上。 在信道化操作时,I 路 和 Q 路的数据符号分别和正交扩频因子相乘。 在扰码操作时,I 路 和 Q 路的信号再乘以复数值的扰码。

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miss

23 楼 发表于 2007-6-4 17:50 | 只看该作者 23. 3G 系统采用了什么语音编码技术
语音编码包括波形编码和声源编码两种类型:

波形编码以再现波形为目的,利用波形相关性采用线性预测技术,尽量

少尉

忠实地恢复原始输入语音波形。这种方式能保持较高的话音质量,硬件 上也容易实现,但比特速率较高。

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录 加入 Supporters 贵宾组,享受广角贵宾服务! | 上传头像, 酷爽拿大礼! 2009-1-3 回复 引用 TOP
目前 3G 系统多采用综合上述两种方式的混合编码技术,如 QCELP (Qualcomm 码激励线性预测)、EVRC(Enhanced variable rate coder) 和 AMR(Adaptive Multi Rate)。 声源编码是将人类语音信息用特定的声源模型表示。发送端根据输入语 音提取模型参数并进行编码,用传输模型参数替代传送以波形为基础的 语音信息, 在接收端则将收到的模型参数译码, 并重新混合出语音信号。 声源编码的比特速率大大降低,但自然度差,语音质量难以提高。尤其 是在背景噪音较大的环境下声码器不能正常工作。

24 楼 miss 发表于 2007-6-4 17:51 | 只看该作者

24. 3G 系统采用了什么信道编码技术
信道编解码主要目的是保证信号在传输工程中的正确性。与无编码情况 相比,传统的卷积码可以将误码率提高两个数量级达到 10-3~10-4; Turbo 码可以将误码率进一步提高到 10-6, 但其将带来更大的处理时延。

少尉

目前 Turbo 码因为编解码性能能够逼近 Shannon 极限而被采用作为 3G 的数据编解码技术。卷积码主要是用于低数据速率的语音和信令。

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录 加入 Supporters 贵宾组,享受广角贵宾服务! | 上传头像, 酷爽拿大礼! 2009-1-3 回复 引用 TOP

miss

25 楼 发表于 2007-6-4 17:51 | 只看该作者 25. 什么是 HARQ 技术
作为提高无线信道传输可靠性的主要手段,差错控制技术正在发挥越来 越大的作用。差错控制技术主要包括自动重传方案(ARQ)和分组编码、 卷积编码和 Turbo 码等纯粹的前向差错编码 (FEC) 方案。HARQ 是将 FEC

少尉

和 ARQ 结合起来的一种差错控制方案,它综合了二者的优势,可以自适 应地基于信道条件提供精确的编码速率调节,并补偿由于采用链路适配

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录

所带来的误码以提高系统性能。

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miss

26 楼 发表于 2007-6-4 17:51 | 只看该作者 26. CPCH 是否能够提高上行速率容量,该信道相关功能
在 WCDMA 移动通信系统中,UE 需要向 UTRAN 发送较短的消息时,可以 通过 CPCH 信道接入过程来实现,CPCH 接入过程实现移动用户终端向网 络设备的随机接入, 由于 UE 与 URTAN 之间距离和时间是不确定的, CPCH

少尉

接入过程是一个随机过程。UE 在进行 CPCH 接入过程前,必须与所在小 区取得同步,以及通过接收广播消息得到所处小区的系统信息。CPCH 过

积分 890 广角币

程由 UE 发起, 通过 PCPCH 接入物理信道发送, NodeB 对接入 Preamble 进 行接入搜索捕获,并向 UE 发送接入捕获指示 AP-ICH,表示接入捕获成 功,UE 再向 NodeB 发送冲突检测 Preamble,NodeB 确认没有冲突时发送 CD/CA-ICH,UE 在得到允许接入后向 NodeB 发送 Message 部分,NodeB

846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录

对 PCPCH 物理信道消息进行解扩解调, 信道译码, 并实现上行 PCPCH 到 CPCH 的映射、在 RNC 中映射到 DCCH 信道和 DTCH 信道,建立起上行接入 链接,其中 RNC 参与无线资源的分配和管理,UE 与 UTRAN 之间 RRC 层 建立无线承载链路。

CPCH 信道可以理解为 RACH 信道的扩展,目前电信业务需求还没有必要 通过 CPCH 信道来实现,直接通过目前的 RACH 和上行专用信道 DPCH 就 足够了,所以华为公司目前不支持 CPCH 功能。

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miss

27 楼 发表于 2007-6-4 17:52 | 只看该作者 27 WCDMA 承载分组数据的传输信道有哪些
WCDMA 系统中分组数据的传输可通过 3 种类型的传输信道来实现:公共 传输信道、专用传输信道和共享传输信道。

少尉

1)公共传输信道

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望

包括上行链路的 RACH 和下行链路的 FACH,两者均可承载信令数据和用 户数据,其优点是信道建立时间较短,可立即发送分组数据,但是通常 一个小区只有一个或几个 RACH 和 FACH 信道。公共信道没有反馈信道, 因此只能使用开环功率控制或固定功率,也不能使用软切换,因此公共 信道的链路性能比专用信道差,产生的干扰也较大。因此,公共传输信 道适于传送少量的分组数据,如短消息业务、短的文本电子邮件或者单 个的网页请求。

2)专用传输信道

53 激情 0 专业值 0 最后登录

其优点是可使用快速功率控制和软切换,无线性能较好,产生的干扰也 较小,但是建立专用信道的时间比接入公共信道要长。专用传输信道的 比特速率动态范围最大,理论上最高可达 2Mbits/s。

3)共享传输信道

2009-1-3 共享信道可在多个用户之间以时分方式共享一个物理信道,可节省下行
链路的码资源,用于传输突发分组数据。共享传输信道可与一个低速的 专用信道并行使用,由专用信道承载物理信道控制信令,如 TPC 等。但 是共享传输信道不能使用软切换。

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miss

28 楼 发表于 2007-6-4 17:54 | 只看该作者 28 WCDMA 系统中物理信道的功率分配方式
如下图所述,每个信道在调制前都有一个?系数对它进行功率大小控制。

少尉
c 是 DPCCH 的系数,d?是所有 DPDCH 的系数。

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53
?c and ?d ?c and ?d Signalling values for Quantized amplitude ratios

这个系数从 0 至 1 之间取 16 个区段的值(如表 14-1)。即每个信道的 发射功率是以一个标准功率值乘以?后得到的功率值进行发射的。

激情 0 专业值 0 最后登录 2009-1-3

15

1.0

14

14/15

13

13/15

12

12/15

11

11/15

10

10/15

9

9/15

8

8/15

7

7/15

6

6/15

5

5/15

4

4/15

3

3/15

2

2/15

1

1/15

0

Switch off

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miss

29 楼 发表于 2007-6-4 17:55 | 只看该作者 29 AAL2/AAL5 等 ATM 连接的区别
答复: ITU-T I.362 建议中,按照业务在信源和信宿间是否有定时关系、速率是 否恒定、是否面向连接还是无连接这三个特点,将业务分成 4 类。如图

少尉
A

所示:
B 需要 恒定 面向连接 C 不需要 可变 无连接 D

积分 890 广角币 846

信源、 信宿定时关系 比特率 连接模式

铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录 加入 Supporters 贵宾组,享受广角贵宾服务! | 上传头像, 酷爽拿大礼! 2009-1-3 回复 引用 TOP
针对 A 类业务, 制定了 AAL1 协议, 针对 B 类业务, 制定了 AAL2 协议, C 类和 D 类业务都使用 AAL3/4 协议,后来将 AAL3/4 作了简化,制定 了 AAL5 协议。如图所示:AAL2 针对的是低速有定时要求的变速率业 务,面向连接,例如压缩语音。这种业务产生的数据包较小,一个数据 包不足以填满一个信元。如果要积累一个用户的多个数据包去填满一个 信元,又可能会导致比较大的延时。AAL2 协议的做法是将多个用户复 用在一个 ATM 通道上,即用来自多个用户的数据包去填充信元,每个 数据包前面需要加一个头,用以表示它是属于哪个用户的。

miss

30 楼 发表于 2007-6-4 17:55 | 只看该作者 30 单模光纤和多模光纤简要介绍
在对光纤进行分类时,严格地来讲应该从构成 光纤的材料成分、光纤的制造方法、光纤的传 输点模数、光纤横截面上的折射率分布和工作

少尉

波长等方面来分类。现在计算机网络中最常采 用的分类方法是根据传输点模数的不同进行分

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53

类。根据传输点模数的不同,光纤可分为单模 光纤和多模光纤。所谓"模"是指以一定角速度 进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器 做光源,多模光纤则采用发光二极管做光源。 多模光纤允许多束光在光纤中同时传播,从而 形成模分散(因为每一个“模”光进入光纤的 角度不同它们到达另一端点的时间也不同,这 种特征称为模分散。 模分散技术限制了多模 ), 光纤的带宽和距离, 因此, 多模光纤的芯线粗, 传输速度低、距离短,整体的传输性能差,但 其成本比较低,一般用于建筑物内或地理位置

激情 0 专业值 0 最后登录 2009-1-3

相邻的环境下。 单模光纤只能允许一束光传播, 所以单模光纤没有模分散特性,因而,单模光 纤的纤芯相应较细,传输频带宽、容量大,传 输距离长,但因其需要激光源,成本较高,通 常在建筑物之间或地域分散时使用。同时,单 模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重 点, 也是光纤通信与光波技术发展的必然趋势。

多模光纤又根据其包层的折射率进一步分为突 变型折射率和渐变型折射率。以突变型折射率 光纤作为传输媒介时,发光管以小于临界角发 射的所有光都在光缆包层接口进行反射,并通 过多次内部反射沿纤心传播。这种类型的光缆 主要适用于适度比特率的场合,多模突变型折 射率光纤的散射通过使用具有可变折射率的纤 心材料来减小,折射率随离开纤心的距离增加 导致光沿纤心的传播好象是正弦波。将纤心直 径减小到一种波长(3-10um),可进一步改进 光纤的性能,在这种情况下,所有发射的光都 沿直线传播,这种光纤称为单模光纤,这种单 模光纤通常使用ILD(注入式激光二极管)作 为发光组件,可操作的速率为数百 Mbps。从上 述三种光纤接受的信号看,单模光纤接收的信 号与输入的信号最接近,多模渐变型次之,多 模突变型接收的信号散射最严重,因而它所获 得的速率最低。

31 什么是无线资源管理,主要的技术有哪 些
无线资源管理(Radio Resource Management,RRM) 的目标是在有限带宽的条件下, 为网络内无线用户 终端提供业务质量保障, 其基本出发点是在网络话 务量分布不均匀、 信道特性因信道衰弱和干扰而起 伏变化等情况下, 灵活分配和动态调整无线传输部 分和网络的可用资源, 最大程度地提高无线频谱利 用率,防止网络拥塞和保持尽可能小的信令负荷。

无线资源管理(RRM)的研究内容主要包括以下几个 部分:功率控制、信道分配、调度、切换、接入控 制、 负载控制、 端到端的 QoS 和自适应编码调制等。

WCDMA 的 R99 版本中 RRM 功能实体位于无线网络控 制器(Radio Network Controller,RNC)。在 R5 版本推出 HSDPA 后,为提高控制响应速度,部分相 关功能实体下移到基站(Node B)中。

接入控制

如果空中接口负载不受限制地增长, 那么小区的覆 盖区域将缩小并小于规划范围, 而且已经建立的无 线链路的 QoS 将不能得到保证, 因此在接受一个新 的无线链路建立连接请求之前, 接入控制功能必须 检查该接入是否会导致覆盖小于规划值, 或者导致 已有无线链路的 QoS 的劣化。

接入控制是在无线接入网络中接受或拒绝建立无 线接入承载的请求, 当承载建立或修改时接入控制 算法就被执行。接入控制在 RNC 中实现,RNC 可获 得它控制下的各个小区的负载信息, 并对上下行链 路两个方向进行评估, 仅当上下行链路均可接受新 链路时,新链路才可被接纳,否则由于它将对网络 产生过量的干扰而被拒绝。

负载控制

RRM 的一个重要任务就是控制无线网络不过载并保 持稳定。如果系统进行了合理的规划,而且接入控 制和分组调度都非常有效, 那么无线网络是不会发 生过载的。但是如果因为种种原因发生了过载,那 么负载控制功能将迅速控制系统的负载并使其回 到设定的门限值以内。 负载控制可采取的动作如下 所示。

l

下行链路快速负载控制:拒绝执行来自终

端的下行链路发射功率升高指令, 因为在下行链路 中发射功率升高意味着负载升高;

l

上行链路快速负载控制:降低上行链路快 速功控中使用的上行链路 SIR 门限值;

l

降低分组数据业务的吞吐量;

l

切换到另一个 WCDMA 载波或 GSM 系统;

l

降低实时业务的比特速率,如 AMR 语音业 务;

l

控制呼叫使其停止;

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miss

32 楼 发表于 2007-6-4 17:56 | 只看该作 者 32 WCDMA 终端是如何实现与系统的同步 的
移动台开机后首先要与某一个小区的信号取

少尉

得时序同步。 这种从无联系到时序同步的过程 就是移动台的小区搜索过程。 在小区搜索过程

积分 890 广角币 846 铜板 176

中, 移动台捕获一个小区的发射信号并据此确 定这个小区的下行链路扰码和帧同步。

小区搜索分三步实现:

第一步:时隙同步。

才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录 2009-1-3
由于使用不同扰码组的小区, 其辅同步码也不 同,而且这些辅同步码是以帧为周期,所以在 时隙已同步后,可以进行第二步,利用辅同步 信道 S—SCH 来识别扰码码组和实现帧同步。 通过计算接收信号和所有可能的 SSC 序列的 互相关性, 识别出该小区的帧头以及主扰码所 属的码组。 第二步:扰码码组识别和帧同步。 移动台首先搜索主同步信道的主同步码, 与信 号最强的基站取得时隙同步。 因为所有的小区 都使用同一个码字作自己的主同步码。 这一步 可利用匹配滤波器匹配基本同步码 Cpsc 来实 现,也可用相关器实现。PSC 是一个 Golay 码 序列, 具有良好的非周期自相关性, 易于识别。

第三步:扰码识别。

当基站所属的扰码码组已确定后, 需进一步确 定基站的身份码——下行扰码。 移动台使用第 二步识别到的扰码码组中的 8 个主扰码分别 与捕获的 P-CPICH 信道进行相关计算, 得到该 小区使用的下行扰码。

根据识别到的扰码, P-CCPCH 就可以被检测出, 从而可获得超帧同步, 系统以及小区的特定的 广播信息就可被读出。

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miss

33 楼

发表于 2007-6-4 17:57 | 只看该作者 33 WCDMA 系统是如何完成寻呼过程的
当终端注册到网络之后,就会被分配到一个寻呼组中,寻呼组由 PI 进 行唯一标识。如果有寻呼信息要发送给任何属于该寻呼组的终端,寻呼 指示(PI)就被设置为 1 并周期性地在寻呼指示信道(PICH)中出现。

少尉
终端监测到 PI 为全 1 后,将对 S-CCPCH 中发送的下一个 PCH 帧进行译

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码以查看是否有发送给它的寻呼信息。当 PI 接收指示判决的可靠性较 低时,终端也要对 PCH 进行译码。

PICH 每帧传送 300 个比特,其中 288 个比特用于传送 PI,其余 12 个比 特不用。PICH 传送的 PI 数有 18、36、72、144 共 4 种,每种分别对应 16、8、4、2 比特,寻呼组分的越精细,寻呼分辨率就越高,每帧 PI 数 也越多,将终端从休眠模式中唤醒的次数就越少,待机时间就越长,但 是寻呼响应时间也较长,如何折衷要根据实际情况而定。当然待机时间 也不会得到无限延长,因为终端在空闲模式时还有其他任务需要处理。

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miss

34 楼 发表于 2007-6-4 17:57 | 只看该作者 34 WCDMA 系统在切换时需要测量哪些参数
WCDMA 系统的模式内切换依赖于终端对 CPICH 进行测量而得到的 Ec/Io。 终端测量参数的具体定义如下:

少尉

l

接收信号码功率 (CPICH RSCP) 是主公共导频信道 , (P-CPICH) 上的接收功率;

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录 加入 Supporters 贵宾组,享受广角贵宾服务! | 上传头像, 酷爽拿大礼! 2009-1-3 回复 引用 TOP
实际的切换算法利用 Ec/Io 作为判决对象。除了 Ec/Io,软切换还需要 小区之间的相对定时信息。在异步网络中,软切换需要调整空口传输的 同步以便终端的 Rake 接收机进行相干合并,否则来自不同小区的传输 将难以合并, 并会给软切换的功率控制带来额外的延迟。 在具体操作中, 加入激活集的新增小区根据接收到的 RNC 信息,以 256 码片为步长进行 下行链路定时调整。 l Ec/Io,定义为 RSCP/RTWP,表示接收信号码功率除以接收总宽 带功率。 l 接收总宽带功率(RTWP),是在 3.84MHz 带宽上接收到的全部 信号功率;

miss

35 楼 发表于 2007-6-4 17:57 | 只看该作者 35 什么是 TD-SCDMA 系统中的接力切换技术
接力切换是一种改进的硬切换技术,可提高切换成功率,与软切换比, 可以克服切换时对邻近基站信道资源的占用,能够使系统容量得以增 加。

少尉
在接力切换过程中,同频小区之间的两个小区的基站都将接受同一终端 的信号,并对其定位,将确定可能切换区域的定位结果向 RNC 报告,完 成向目标基站的切换。所以,所谓接力切换是由 RNC 判定和执行,不需 要基站发出切换操作信息。

积分 890 广角币

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接力切换可以使用在不同载波频率的 TD-SCDMA 基站之间,甚至能够使 用在 TD-SCDMA 系统与其它移动通信系统(如 GSM,CDMA IS-95 等)的 基站之间。

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miss

36 楼 发表于 2007-6-4 17:58 | 只看该作者 36 WCDMA 无线接入网络都有哪些接口
WCDMA 无线接入网络(也称为 UMTS RAN,缩写为 UTRAN)的接口如下所 示:

少尉

l

Iu 接口:Iu 接口分为 IuCS 和 IuPS,前者将 UTRAN 的 RNC 与核

心网电路域的 MSC 相连,后者将 UTRAN 的 RNC 与核心网分组域的 SGSN

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望
l l

相连。Iu 接口的信令协议称为 RANAP(RAN Application Part);

Iur 接口:连接两个 RNC 的接口,用于实现跨 RNC 的软切换,其 信令协议称为 RNSAP(RNS Application Part);

Iub 接口: 连接 RNC 与 Node B 的接口, 其信令协议称为 NBAP Node ( B Application Part)。

目前 Iu 接口和 Iur 接口是开放的,Iub 接口开放在技术上是可行的。我 公司正努力推动 Iub 接口的开放,目前已经和 Motorola 实现 Iub 接口

53 激情 0 专业值 0 最后登录

的对接。

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miss

37 楼 发表于 2007-6-4 17:58 | 只看该作者 37 WCDMA 终端有哪些工作模式
终端具有两个基本工作模式, 分别是空闲模式和 UTRAN 连接模式。 UTRAN 连接模式因具有无线资源控制(RRC)连接而得名,可进一步分为 4 个 状态,分别定义了终端可用的物理信道。UTRAN 连接模式的 4 个状态分

少尉

别是 CELL_DCH、CELL_FACH、CELL_PCH 和 URA_PCH。两种基本模式和连 接模式的几种状态之间可在一定范围内进行转移。

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终端开机后将进入空闲模式。在空闲模式,终端先选择一个 PLMN,在寻 找一个合适的小区,并转到该小区的控制信道上接收系统信息和小区广 播消息。此时终端由非接入层标识,如国际移动用户标识(IMSI)、临 时移动用户标识(TMSI)和分组临时移动用户标识(P-TMSI)进行标 识。

根据业务需要建立 RRC 连接以后,终端进入连接模式的 CELL_DCH 状态 或 CELL_FACH 状态,终端分配到一个无线网络临时标识(RNTI),用作 公共传输信道的标识。连接模式中的 RRC 状态反映了终端连接的级别和 终端可使用的传输信道。

在 CELL_DCH 状态,终端分配到一个上行专用物理信道和一个下行专用 物理信道,系统在小区层次上根据当前的激活集来接入终端,终端还可 以使用下行共享传输信道(DSCH)。

2009-1-3 在 CELL_FACH 状态,系统没有为终端分配专用物理信道,只能使用 RACH
和 FACH 来传送信令消息和少量用户数据。 终端通过监听服务小区的 BCH 获取系统信息。在完成小区重选之后终端发送小区更新消息给 RNC,因 此 RNC 可以在小区层次上根据终端最近的更新小区得知终端的位置。在 该状态终端使用 C-RNTI 进行标识。

在 CELL_PCH 状态,系统没有为终端分配专用物理信道。终端使用非连 续接收 (DRX) 通过寻呼指示信道 (PICH) 的指定时隙监听寻呼信道 (PCH) 获取寻呼信息。终端也通过监听服务小区的 BCH 获取系统信息。在该状 态下, 终端可以支持小区广播业务 (CBS) 接收广播/组播控制协议 , (BMC) 消息。如果终端进行小区重选,它就自动转移到 CELL_FACH 状态执行小 区更新过程,之后如果在小区更新过程中没有引发其他动作,终端就重 新进入 CELL_PCH 状态。 因此 RNC 可在小区层次上根据终端在 CELL_FACH 状态下最近的更新小区得知终端的位置。

URA_PCH 状态与 CELL_PCH 状态非常相似。区别是在 URA_PCH 状态下,终 端并不是在每次小区重选之后就进行小区更新,而是从广播信道读取 UTRAN 登记区域(URA)标识,如果 URA 改变才进行小区更新。因此在该 状态下 RNC 是在 URA 层次上,根据在 CELL_FACH 状态下进行上一次 URA 更新时分配给终端的 URA 得知终端的位置。

当 RRC 连接被释放或 RRC 连接失败时,终端从连接模式返回空闲模式。

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miss

38 楼 发表于 2007-6-4 17:58 | 只看该作者 38 为什么 CDMA 需要对整个网络同步
如果码序列在传输中有传输时延,在收端便不能解调恢复出原始数数 据,需要在接受端通过人工的时延来补偿传输及数字信号处理造成的时 延。要做到这种补偿,我们必需建立一种同步体制,即必须使收、发端

少尉

产生的码序列同步。这就是 CDMA 系统的同步问题。由于 CDMA 系统中的

码速率非常高,因此不许有一套高精度的同步时钟作为参考,协调全网

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所有基站的工作。

目前,全球卫星定位系统(GPS)是这种时钟参考的最佳选择。GPS 是一 个由 24 颗绕地球运转的卫星组成的天线导航系统,它的优势在于全球 覆盖,系统时钟精度高,不易受电磁暴、低频干扰源的影响。作为备份, 远距离导航(LORAN-C)系统也是一个很好的选择,该系统采用地波传 播技术,同样具有时钟精确、不受电离层变化影响、衰减小、相位及幅 度稳定等特点。

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miss

39 楼 发表于 2007-6-4 17:59 | 只看该作者 39 WCDMA 的同步方式,以及与 CDMA2000 在同步上的区别
无线网络的同步分为几个方面:

1、网络同步

少尉
2、节点同步

积分 890 广角币 846 铜板

3、传输通道同步

4、无线接口同步

以上同步过程,都要求 BFN、RFN 的计数频率稳定且尽量一致,从这方

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面讲都是“同步”,这点非常重要。但是,其相位可以不同,而且同一 时刻 BFN、RFN 的计数值可以不同(各节点独立计数),从这方面讲是 “异步”。

WCDMA 系统是同步/异步可选的, 对不同 NodeB 之间保持严格的同步关系 不作要求,但需要通过节点同步尽量保证基站间相互同步。节点同步又 分为“RNC-NodeB 同步”以及“NodeB 之间同步”。 NodeB 需要与其所属 的 RNC 保持“RNC-NodeB 节点同步”, 以得到 RNC (RFN) NodeB 和 (BFN)

2009-1-3 之间的定时参考偏差,而 NodeB 之间的定时偏差可以通过各个 NodeB 与
RNC 的“RNC-NodeB 节点同步”间接得到。 具体过程: 首先 NodeB (基站) 需要网络同步, 保持 BFN 计数频率的稳定和精度; 然后通过“RNC-NodeB 节点同步”得到 RNC 和 NodeB 之间的定时参考差异,用于以后的同步过 程(如 TrCH 同步)。NodeB 只需要向 RNC“看齐”,如果一个 RNC 下的 所有 Node B 都这样做了,那么它们之间的定时关系也能得到(这个关 系是从 RNC 看到的),而 Node B 之间不必直接看齐,因为 Node B 向上 只和控制着它的 RNC 联系。

cdma2000 系统的基站之间要求严格同步的,目前主要利用 GPS 同步。主 要是为了切换时手机可以保持同两个基站的严格时间差异信息。WCDMA 切换算法与此不同。这是两者协议的差异。

综上所述,节点同步的优点主要是可以用来加快信令过程,其次是可以 加快手机的小区搜索。缺点是节点同步 GPS 安全性问题。从系统性能上 全网同步对系统稳定肯定是有益的,但不同步也不会对系统的性能有多 大影响。cdma2000 和 WCDMA 在同步问题上的不同选择,可能是基于 IPR 和 GPS 安全性两方面原因考虑。

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miss

40 楼

发表于 2007-6-4 17:59 | 只看该作者 40 相对与同步切换,异步切换会对切换掉话率有多少影响
同步切换需要网络中的基站间同步,异步切换则不需要网络中基站间的 同步。基站间同步的好处是,切换时 RNC 已经知道基站间的时间关系, 则不需要 UE 上报目标基站和源基站之间的时间关系(SFN-CFN)可以直

少尉

接进行切换。基站异步时,RNC 则需要 UE 测量目标基站和源基站之间的 时间关系(SFN-CFN),从而确定切换后的定时。另外,基站异步时,

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UE 搜索目标基站的时间也会长一些。总之,异步切换对于切换的掉话率 不会有什么影响。

加入 Supporters 贵宾组,享受广角贵宾服务! | 上传头像, 酷爽拿大礼! 2009-1-3 回复 引用 TOP

miss

41 楼 发表于 2007-6-4 17:59 | 只看该作者 41 3G 中都采用了哪些分集技术
移动通信信道是一种多径衰落信道。发射的信号要经过直射、反射、散 射等多条传播路径才能到达接收端,这些多径信号相互迭加就会形成衰 落。而且随着移动台的移动,各条传播路径上的信号幅度、时延及相位

少尉

随时随地发生变化,因此接收到的信号的电平是起伏的、不稳定的。

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分集技术是指系统能同时接收两个或更多个输入信号,这些输入信号的 衰落互不相关。接收机可以对多个携有相同信息且衰落特性相互独立的 接收信号在合并处理之后进行判决,以获得更好的解调能力。

由于衰落具有频率、 时间和空间的选择性, 因此分集技术包括频率分集、 时间分集和空间分集。

空间分集使用几个独立的天线或在不同场地分别发射和接收信号,以保 证各信号之间的衰落独立。

根据衰落的频率选择性,当两个频率间隔大于信道相关带宽时,接收到 的此两种频率的衰落信号不相关。市区的相关带宽一般约为 50kHz,郊 区的相关带宽一般约为 250kHz,都远小于 3G 信道带宽,所以码分多址 的宽带传输本身就是频率分集。

2009-1-3 时间分集是利用基站和移动台的 Rake 接收机来完成的。当来自两个不
同路径信号的时延大于 1 个码元宽度时, Rake 接收机就可以把它们分别 提取出来而不互相混淆。

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miss

42 楼 发表于 2007-6-4 18:01 | 只看该作者 42 基站发射分集的实现方式以及带来的增益、投资成本
基站目前一般支持的发射分集方式包括 STTD、TSTD、TxAA 三种方式。 其中 STTD、TSTD 为开环发射分集,TxAA 为闭环发射分集。

少尉

1、STTD 发射分集

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录 2009-1-3
与非发射分集情况下比较,在各种环境(包括 single path, two equal paths, indoor-to-outdoor pedestrian and the vehicular environment,WMSA/Wiener channel estimation, power control and soft-handoff between two base stations)仿真获得结论,下行链路 性能提高 0.6 dB 到 1.3 dB,环境越差性能提高越大。STTD 发射分集由 于提高了下行链路性能,使传送给 UE 侧的上行 TPC 符号更准确,从而 减少上行链路的功率控制错误率,可以间接使上行链路的性能提高 0.5 dB。 STTD 可以提高下行链路性能和容量、STTD 对基站下行基带处理复杂性 影响小、 对移动台的解码影响小, 对解调部分的复杂性增加有一定影响, 主要是对每个分集路径每个符号需要解扩(despreader)、搜索 (searcher)、最大比合并(maximal ratio combiner)。 图 5-1 STTD 发射分集编码方式

2、TSTD 发射分集

该发射分集仅仅用于 SCH 信道。 该分集由于减少了 SCH 信道的发射功率, 从而减少了对系统其它信道的干扰,降低的基站 PA 要求。对 UE 没有影 响,对 UE 的小区搜索也不会有影响。下图是 SCH 信道采用 TSTD 发射分 集示意图。

图 5-2 TSTD 发射分集示意图

3、TxAA 发射分集

图 5-3 闭环反馈发射分集

TxAA 闭环反馈发射分集对于下行链路性能提高为 1-2dB 左右。模式 1 是通过调整相位、模式 2 是通过调整相位和幅度。模式 1 的应用场合主 要是低速移动或分集天线路径之间有相关的衰落信道,而模式 2 的应用 场合可以保证两个分集天线通道之间的功率平衡。

该分集方式对于 UE 的 RAKE 接收机的复杂度增加 18%。TxAA 闭环反馈发 射分集对于基站侧而言作为可选项,对于 UE 侧而言,如果是低档终端 (low cost terminals.)为可选项,如果是高档终端(high-end terminals )为必选项。

4、各种发射分集适用信道
Physical channel Open loop mode type TSTD P-CCPCH SCH S-CCPCH DPCH PICH PDSCH AICH 不支持 支持 不支持 不支持 不支持 不支持 不支持 STTD 支持 不支持 支持 支持 支持 支持 支持 Mode 不支持 不支持 不支持 支持 不支持 支持 不支持 Closed loop

5、发射分集的好处是非常明显的,对网络侧的影响最大的是 NodeB, 主要是射频部分的发射通道需要两路。 在不同的覆盖场景下, 可获得 0~ 2dB 的额外增益,最大可增加 26%覆盖面积或者 58%无线容量。系统 对发射分集模式的配置控制最主要的是根据不同无线信道环境来配置, 从而实现最佳性能。
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miss

43 楼 发表于 2007-6-4 18:02 | 只看该作者 43 什么是高速下行分组接入技术(HSDPA)?
高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access,HSDPA)是 3GPP 在 Rel5 协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的, 它可以使最高下行数据速率达 10Mbps, 从而大大提高用户下行数据业务

少尉

速率,而且不改变已经建设的 WCDMA 系统的网络结构。因此,该技术是 WCDMA 网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。

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为了更快地调整参数以适应变化迅速的无线信道,HSDPA 与 WCDMA 基本 技术不同的是将 RRM 的部分实体如快速分组调度等放在 Node B 中实现, 而不是将所有的 RRM 都放在 RNC 中实现。 HSDPA 采用的关键技术为自适应调制编码 (AMC) 和混合自动重复 (HARQ) 。 AMC 自适应调制和编码方式是根据信道的质量情况,选择最合适的调制 和编码方式。信道编码采用 R99 1/3Turbo 码以及通过相应码率匹配后 产生的其它速率的 Turbo 码,调制方式可选择 QPSK、8PSK、16QAM 等。 通过编码和调制方式的组合,产生不同的传输速率。而 H-ARQ 基于信 道条件提供精确的编码速率调节,可自动适应瞬时信道条件,且对延迟 和误差不敏感。

44 楼 miss 发表于 2007-6-4 18:02 | 只看该作者

44 智能天线波束宽度是多大? 多径条件下如何跟踪用户?
智能天线波束的宽度和天线的个数相关,天线越多,beam width 越小, 而且 beam width 跟天线阵的具体排列也有关系,不能一概而论。一般 四元阵的 beam width 约二十度。

少尉

在多径条件下跟踪用户,要求算法响应速度较快,能实时覆盖所有的路 径,要求算法可以实现所有路径的跟踪。

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miss

45 楼 发表于 2007-6-4 18:02 | 只看该作者 45 GGSN 和 SGSN 是否和 GPRS 中的设备相 同?
从组网的作用上看是相同的。但在 WCDMA 系统 中实现的协议已经和 GPRS 不同了。而且在 3G

少尉

系统中,用户较之 GPRS 的带宽需求和业务需求 也增加了,对于 SGSN、GGSN 的需求也提高了。

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录

WCDMA R99 版本要求实现的 QoS 的能力较之 GPRS R98 版本提高,要求实现区别服务的能力。

当前 GPRS 网络中的 SGSN 和 GGSN 不能满足 3G 要求,但可以通过平滑升级(硬件和软件) GPRS 到 3G, 要求 3G 中的 SGSN 设备可以同时提供 GPRS/UMTS 用户的接入,支持系统间漫游和切 换,从而实现 2.5G、3G 的平滑过渡。

2009-1-3 46 3G 电路域和分组域网络鉴权和认证基本 要求
3GPP 使用鉴权 5 元组, 除支持网络鉴权 UE 外,还 增加了 UE 鉴权网络的功能。通过分配临时用户身 份标识(电路域 TMSI,分组域 P-TMSI),减少在 空口使用 IMSI, 增强用户身份的隐秘性。 MSC/SGSN 一次从 HLR 提取多组鉴权集,提供鉴权集重用功 能,以减少 D 接口和 Gr 接口的信令流量。

3GPP 加密功能由 CN 控制, RNC 和 UE 之间进行。 在

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47 楼 miss 发表于 2007-6-4 18:03 | 只看该作者

47 2G 系统和 3G 系统中对用户的鉴权有 哪些区别?
在 2G 系统中, 根据系统配置, 当用户终端进行 开机登记、切换等操作时,网络设备可以通过 对鉴权 3 元参数组(RAND、SRES、Kc)进行一

少尉

系列的操作来对用户终端的身份进行识别,此 过程称为鉴权。如鉴权成功,则用户可以进行

积分 890 广角币 846 铜板 176 才气 0 威望 53 激情 0 专业值 0 最后登录 2009-1-3

相关操作,否则操作将被禁止。

在 3G 系统中, 除了网络设备可以对用户终端的 身份进行识别外,还增加了用户终端对网络设 备的身份进行识别的功能,即网络和用户终端 之间的双向鉴权,这将通过对鉴权 5 元参数组 (RAND/XRES/CK/ IK /AUTN)进行一系列的操 作来实现。

由于 2G 系统中的鉴权机制是单方面的, 即只考 虑了网络对用户的认证,而没有考虑用户对网 络的识别。由此带来的问题是,可以通过伪装 成网络成员对用户进行攻击。3G 系统克服了这 种安全隐患,并考虑了安全的扩展性。

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48 楼 发表于 2007-6-4 18:04 | 只看该作者 48 相对 2G 系统,3G 在信息安全措施上有哪些改进?
2G 系统的加密机制是针对空中接口的, 只有在无线接入部分的信息被加 密,而在网络内的传输链路和网间链路上的信息仍然使用明文传送。2G 中使用的加密密钥长度是 64 bit,现在已经能在较短的时间内解密该密

少尉

钥。在 2G 中没有考虑密钥算法的扩展性,只采用了一种加密算法,致 使更换密钥算法十分困难。另外 2G 系统的信息传送没有考虑消息的完

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整性。

与 2G 系统相比,3G 系统不仅加长了密钥长度,而且引入了加密算法协 商机制。3G 系统加强了消息在网络内的传送安全,采用了以交换设备为 核心的安全机制,加密链路延伸到交换设备,并提供基于端到端的全网 范围内的加密。在 3G 系统中采用了消息认证来保护用户和网络间的信 令消息没有被篡改,保护了消息的完整性。

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miss

49 楼 发表于 2007-6-4 18:04 | 只看该作者 49 七号信令传输如何变为 MPLS,也就是如何用 IP 承载?
七号信令在 IP 网上的传送 ,由 Sigtran 的系列协议来实现, 协议栈如下:

少尉 SCCP M3UA SCTP

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IP

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50 楼 发表于 2007-6-4 18:05 | 只看该作者 50 R4 如何和 PSTN 网络互通?
R4 系统通过 TDM 接口与 PSTN 网络互通,互通的方式为:MSC Server 通 过 ISUP 与 PSTN 实现信令互通;MGW 通过 G.711/TDM 话音(64kbs)与 PSTN 实现承载的互通。具体实现时,其中一种方案是:ISUP 信令在 MGW

少尉

与 PSTN 的局间中继上传送,通过 MGW 的 SIGTRAN 功能转换后,经 IP 网 传送到 MSC SERVER。

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51 楼 发表于 2007-6-4 18:05 | 只看该作者 51 路由器支持哪些安全协议,启用后对路由器的性能影响?
IPSec 报文封装(tunnel、transport)

少尉

安全协议 esp(RFC2406)、ah(RFC2402)、 ah-esp(RFC2401/2402/2406)

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IKE(RFC2409)

加密算法(3des、des、blowfish、cast、skipjack) ESP 验证算法(md5-hmac-96、sha1-hmac-96)(RFC2403) AH 验证算法(md5-hmac-96、sha1-hmac-96)(RFC2403) 手工配置安全联盟 IKE 自动协商安全联盟 访问列表支持 安全策略 支援数据流分类

安全策略 身份验证字(pre-shared key) 安全策略支持 56-bit DES-CBC 加密算法

安全策略支持 168-bit 3DES-CBC 加密算法 安全策略支持 MD5 散列算法和 SHA-1 散列算法 安全策略支持使用 Diffie-Hellman 交换生成密钥 支持使用 keepalive 握手报文 加密卡 安全协议(esp、ah、ah-esp) 加密算法(3des、des、 blowfish、 cast、 skipjack、 aes、 skipjack、qc5) ESP 验证算法(md5-hmac-96、sha1-hmac-96) AH 验证算法(md5-hmac-96、sha1-hmac-96)

AAA, RADUIS Fire Wall NAT(RFC1631)

安全算法启动对路由器有一定影响,不同的算法影响程度不同。

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52 楼 发表于 2007-6-4 18:06 | 只看该作者 52 移动网络中信令寻址方式有哪些?各有什么优缺点?
移动网络中信令寻址方式有两种:DPC+SSN;GT+SSN。DPC 是目的地信令 点编码,GT 是全局码(Global title),SSN 是子系统号(用于区别 MSC/VLR、HLR 等)。采用 DPC+SSN 方式的优点是使用 DPC 直接在七号信

少尉

令网中寻址,消息传递时延短;缺点是需要定义全网与它有 SCCP 信令 关系的信令点的点码,局数据量大,维护和管理不方便。采用 GT+SSN 方式的优点是只需定义 SCCP 转接节点的信令点点码(如 LSTP 的 SP),

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消息首先传送给 SCCP 转接节点,由 SCCP 转接节点传送到目的地;缺点 是每经过一次 SCCP 转接节点就增加时延。在实际工作中,通常是两种 寻址方式都会使用。

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53 楼 发表于 2007-6-4 18:06 | 只看该作者 53 什么是 APN?
APN 是 Access Point Name 的缩写,称为接入点名称,由网络标识和运 营者标识两部分组成,网络标识定义了 GGSN 所要连接的外部网络。运 营者标识是可选的, 定义了 GGSN 所在的 PLMN GPRS 分组网。 SGSN 通过 APN

少尉

解析找到所要用的 GGSN。另外,在 GGSN 内 APN 可以用于识别外部数据 网。

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54 楼 发表于 2007-6-4 18:06 | 只看该作者 54 什么是 SIGTRAN?
SIGTRAN 是 Signalling Transport 的缩写,是电话信令消息在 IP 网络 上传送的适配协议的总称。SIGTRAN 协议栈结构示意图如下:

少尉

BICC、ISUP、TUP、RANAP、MAP、CAP、INAP、SCCP

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M3UA、M2UA、IUA、SUA、M2PA、V5UA、DUA

SCTP

IPV4/IPV6

信令适配层对电话信令消息进行适配,保证电话信令消息可以未经修改 地传送,如 M3UA 是 BICC、ISUP、SCCP 的适配层,M2UA 是 MTP3 的适配 层。通过使用 SCTP(流控制传输协议)保证在 IP 网上提供可靠的消息 包传输。

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miss

55 楼 发表于 2007-6-4 18:07 | 只看该作者 55 什么是 TFO、TrFO,各有什么优点?
TFO 是 Tandem Free Operation 的缩写,是在呼叫建立后通过两个 TC (编解码器)对所使用的 Codec 进行带内协商完成,使得移动用户之间 的呼叫可以避免在发端和收端侧进行不必要的语音编解码转换,从而提

少尉

高话音质量。虽然不需要 TC 进行编解码转换,但 TC 要一直监视进行中 的呼叫,所以 TFO 并不节省 TC 资源。TFO 在 GSM、R99 都有应用。

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TrFO 是 Transcoder Free Operation 的缩写,是一种带外的协商机制, 可通过 MSC SERVER 之间的信令进行协商,使得网络可以在呼叫建立前 就对 Codec 的类型和模式进行协商,经协商后,移动用户之间的呼叫可 以完全不经过编解码器,从而提高话音质量。因为采用的是带外的协商 机制,所以 TrFO 不需要 TC 资源,从而节省了昂贵的 TC 资源及其带来 的功耗。TrFO 的另一好处是分组承载中使用时可以节省网络带宽,因为 话音可以以 AMR 12.2 kbps 的速率在核心网中传输。TrFO 是使用 ATM 或 IP 承载的 R4 网络特有的技术。

miss

56 楼

发表于 2007-6-4 18:07 | 只看该作者 56 R4 的承载方式有哪些及其各自优缺点?
在 3GPP 的规范,R4 承载方式只对 ATM 和 IP 进行了定义。但目前也有不 少厂家是支持 TDM、ATM 和 IP 三种承载方式。

少尉

TDM 承载方式的优点:话音质量好;网络安全有保证。缺点:信令和话 路都需要分级汇接;对带宽资源的利用率低;不符合网络 IP 化的趋势。

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IP 承载方式的优点:可采用 TrFO 技术,具有统计复用的优势,带宽资 源的利用率高; 话路不需要分级汇接; 承载是网络发展的趋势。 IP 缺点: 缺少大规模的商用经验。 ATM 承载方式的优点:服务质量有保证;可采用 TrFO 技术,具有统计复 用的优势,带宽资源的利用率高;网络安全有保证。缺点:信令和话路 都需要分级汇接;目前 ATM 网络不如 TDM 网络和 IP 网络成熟;网络管 理比较复杂。

miss

57 楼 发表于 2007-6-4 18:08 | 只看该作者 57 3G 用户是如何访问外部数据网的?
3G 用户访问外部数据网之前, 必须先通过了 HLR/AuC 的身份认证和鉴权 流程成功附着到 SGSN。然后,MS 发起 PDP 上下文激活过程,相关的信 令带了 APN 参数,SGSN 通过 DNS 解析 APN,获取 GGSN 的 IP 地址,然后

少尉

向 GGSN 发起创建 PDP 上下文过程并进行 QoS 参数协商,GGSN 返回的成 功响应中会含有用户 IP 地址等必要信息。当 PDP 上下文激活后,用户

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就可以发送数据包,数据包在 SGSN 和 GGSN 之间是通过 GTP 隧道承载, 到达 GGSN 后被转换成普通 IP 包,进入外部数据网(通常指的就是 Internet)。

漫游用户可以通过拜访地或者归属地的 GGSN 进入外部数据网,由运营 商根据业务和路由策略决定,通常对于 Internet 接入业务使用拜访地 GGSN,对于 Intranet 接入业务使用归属地 GGSN。

根据鉴权方式和用户 IP 分配策略的不同,用户接入到外部数据网通常 有两种方式:

透明接入方式:移动用户的 IP 地址由 GGSN 分配,移动用户在激活 PDP context 时不需要进行第二次鉴权。

非透明接入方式:移动用户的 IP 地址由外部数据网的 DHCP 服务器或

2009-1-3 RADIUS 服务器分配。移动用户在激活 PDP context 时还需要进行一次身
份认证和鉴权,此时 GGSN 起 AAA 客户端作用。

一般来说,对于 Internet 接入业务采用透明接入方式,方便用户快速 接入;对于 Intranet 接入业务采用非透明方式,执行企业网内部的安 全策略。

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miss

58 楼 发表于 2007-6-4 18:08 | 只看该作者 58 MIP 技术简单介绍,及技术实现方案
简单来说,MIP 技术的目的就是移动终端(不限于手机)在不改变 IP 地 址的情况下可以从一个子网移动到其他子网。一个移动节点通常由它的 “Home IP address”来设定其地址, 这个地址是在“Home subnetwork”

少尉

上分配给移动节点的,此地址的子网前缀是“Home subnetwork”的子 网前缀。使用“Home IP address”发送到移动节点的数据包,首先到

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达 HA(HOme Agent),查找移动节点的注册信息,获得用户当前所在子 网的 FA(Foreign Agent)地址,然后访问 FA,从而最终找到移动节点, 继续保持通信。由于移动节点的“Home IP address”保持不变,所以 它的移动对于传输层和更高层来说是透明的。

MIP 不是专门针对蜂窝移动通信系统设计的技术。附件的原理图应该是 基于 MIPv4 的,故上述描述也是针对 MIPv4。MIPv6 的实现有所不同。 实现 MIPv4 特性需要 GGSN 支持 FA 功能。


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