WCDMA综述报告总结Word文件下载.docx

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成绩：

优

评语：

查阅了相关资料，总结了所查的资料以及书本和PPT上相关的知识，并有自己的理解和心得体会，排版整洁。

2016年5月2日

WCDMA移动通信系统分析报告

摘要

移动通信技术经历了从模拟调制到数字调制技术的发展。

第一代采用频分多址（FDMA）模拟调制方式，第二代蜂窝系统采用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的数字调制方式，第三代数字蜂窝移动通信系统的两大主要候选方案是北美的CDMA2000［1］系统和欧洲的WCDMA［2］系统，都是建立在CDMA技术基础上，CDMA已被广泛接收为第三代移动通信系统的重要技术。

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DBS3900设备原理及其在组网中的作用和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。

关键词：

宽带码分多址（WCDMA）；

3G；

组网；

DBS3900；

WCDMA接入安全

一、WCDMA移动通信网组网结构及其关键技术

1.1WCDMA简介

WCDMA（WidebandCodeDivisionMultipleAccess宽带码分多址）是一种3G蜂窝网络。

WCDMA使用的部分协议与2GGSM标准一致。

具体一点来说，WCDMA是一种利用码分多址复用（或者CDMA通用复用技术，不是指CDMA标准）方法的宽带扩频3G移动通信空中接口。

历史上，欧洲电信标准委员会（ETSI）在GSM之后就开始研究其3G标准，其中有几种备选方案是基于直接序列扩频分码多工的，而日本的第三代研究也是使用宽带码分多址技术的，其后，以二者为主导进行融合，在3GPP组织中发展成了第三代移动通信系统UMTS，并提交给国际电信联盟（ITU）。

国际电信联盟最终接受WCDMA作为IMT-20003G标准的一部分。

1.2WCDMA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．3GPPR4版本标准已经成熟，各个厂家基于3GPPR4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3GPPR99还是3GPPR4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3GPPR99、类3GPPR4、全TDM一3GPPR4结构、全IP3GPPR4结构和混合3GPPR4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。

1.3WCDMAR99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。

3GPPR99阶段与2GSM以及2.5GGPRS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。

3GPPR99组网，沿袭了传统的GSM组网方式。

WCDMAR99组网结构

WCDMAR99本地组网方式

WCDMAR99长途组网方式

由于在3GPPR99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。

二、DBS3900

2.1DBS3900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在系统中的位置

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：

（1）提供与BSC通信的物理接口，完成基站与BSC之间的功能交互。

（2）提供与RRU3004通信的CPRI接口。

（3）提供USB接口，执行基站软件下载。

（4）提供与LMT（或M2000）连接的维护通道。

（5）完成上下行数据处理功能。

（6）集中管理整个分布式基站系统，包括操作维护和信令处理。

（7）提供系统时钟。

BBU3900逻辑结构

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（AutomaticGainControl）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。

RRU逻辑结构

2.2DBS3900设备组网概述

2.2.1BBU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。

2.2.2RRU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

RRU与BBU之间支持星型和链型组网方式

三、WCDMA接入安全

3.1.安全机制

WCDMA系统制定了较完善的安全机制，整个系统的安全架构分为五个部分：

接入域安全、网络域安全、用户域安全、应用域安全以及安全的可配置性和可见性。

3.2安全原则

原则1：

WCDMA安全是建立在第二代移动通信系统的安全基础上，在GSM和其他2G系统中认为是必要的和稳健的安全特性，将在WCDMA安全中采纳。

原则2：

WCDMA安全将对现有的2G系统的安全体制进行增强和改进，它对2G系统中现存潜在的安全缺陷进行改进。

原则3：

WCDMA安全根据3G提供的业务特点，将提供新的安全特性和安全服务。

3.3安全目标

确保用户生成的信息或与用户相关的信息得到保护，确保服务网络和归属环境提供的资源和业务得到足够的保护，以防止滥用或盗用；

确保标准化的安全特性能在全球范围内兼容，至少存在一个加密算法可以出口到世界各国；

确保安全特性的充分标注化，保证全世界范围内的漫游和互操作能力；

确保提供的安全水平高于当前正在使用的固定网络和移动网络；

确保3G安全特性的可扩展性，能够根据新的威胁和要求进行升级。

3.4WCDMA接入安全特性

用户身份保护、实体认证、机密性、完整性、移动设备认证

3.5认证与密钥协商AKA

WCDMA系统中的认证体制是用户和网络之间的相互认证，通过用户和网络显示自己知道存储在用户的USIM和归属网络中的AuC中的秘密密钥K来认证。

AKA的目的：

完成网络与用户的双向认证，生成加密密钥（CK）和完整性密钥（IK）,确保CK/IK的新鲜性。

前提条件：

认证中心（AuC）和USIM卡共享，有随机数产生函数，能够产生新的序列号，能够验证收到的序列号的新鲜性。

安全性分析：

1）双向认证：

认证完成后提供加密密钥（CK）和完整性密钥（IK），防止假基站攻击；

2）密钥的分发：

没有在无线信道上传输，Av认证向量在固定网内的传输也由网络域安全提供保障；

3）密钥的新鲜性：

由新的随机数提供，防止重放攻击，对有可能暴露用户位置信息和身份信息的SQN用AK异或，达到隐藏SQN的目的；

4）MAC的新鲜性：

SQN和RAND变化，防止重放攻击。

四、总结与心得体会

4.1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 

4.2心得体会

通过本门课程的学习，我掌握了很多知识，比如2G、3G、4G网的结构与它们之间的联系差异,以及多种不同的算法，像DES加密算法、公开密钥算法、分组加密流加密等，让我对本专业的学习有了更大的兴趣，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，最重要的是对通信网的安全有了更深一层面的认识，以前对网络安全的了解只有黑客攻击，学过这门课之后，知道了除了黑客攻击还有冒充、消息篡改、服务拒绝、重放、内部攻击、外部攻击、等攻击方法，所以通信安全保密这一领域还是很值得深入学习与研究的。

在实验中通过对WCDMA实验平台的了解使用，以及老师对BSC6900、BSC3900知识架构的讲解，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，完成光通信数字通信等认证实验。

五、参考文献

[1]XX百科

[2]郎为民．下一代网络技术原理与应用．北京：

机械工业出版社．2005

[3]李旭，郎为民等.WCDMA组网技术研究[J].微计算机信息.2006，26:

8-2

[4]合肥学院电子信息与电气工程系通信工程教研室，通信网的安全与保密.2016.3.15

[5]华为.DBS3900硬件结构与原理-2008-8

[6]胡国华，桂金瑶.通信网络原理实验指导.2015,2