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1、第一章GSM21.1简介21.2 GSM系统的主要规格参数41.3主要技术5第二章 3G92.1 简介92.2 IMT-2000的主要技术要求92.3 WCDMA系统：102.3.1 WCDMA系统可实现的基本技术参数：112.4 TD-SCDMA:112.4.1 TD-SCDMA与WCDMA基本参数比较：112.4.2 TD-SCDMA与WCDMA关键技术：122.5 CDMA2000132.5.1 CDMA2000的无线接口参数：132.5.2 CDMA2000关键技术：14第三章 LTE163.1 简介163.2 LTE主要技术特点：163.3 LTE 核心技术173.4 LTE技术优势
2、193.5 LTE 技术的市场前景与挑战20第四章WLAN214.1 简介214.2 WLAN主要技术214.3 WLAN技术指标234.4 WLAN市场应用25第五章 WiMAX:275.1 简介275.2 WiMAX中的先进技术275.3 WiMAX与Wi-Fi、3G比较295.4 WiMAX主要技术参数295.5 WiMAX的现状、应用及发展29第一章GSM(Global System For Mobile Communications ):1.1简介：是由欧洲电信标准化协会（ETSI）提出的第二代数字蜂窝移动通信系统标准。经过多年的发展，GSM目前包括了GSM900，DCS1800,和
3、PCS1900三个不同频段的系统，用户遍及欧洲、亚洲、非洲、美洲、大洋洲的130多个国家和地区。自90年代中期投入商用以来，GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上。所有用户可以在签署了漫游协定移动电话运营商之间自由漫游。可以说，GSM是目前世界上使用最广、用户数最多、发展最成功的无线系统标准。GSM系统采用FDD双工方式，采用TDMA/FDMA多址接入方式，以语音业务为主，也支持无线的数据业务。GSM系统网络构成如下图所示：一般整个系统可分成四个部分：(1) 移动台MS(Mobi1e Station)：如手机、传真机等用户实际所使用的设备。MS包括存储用户个人信息的SIM卡
4、和实现移动通信物理设备（ME）两部分。SIM卡上存储用户特有的个人信息，包括实现鉴权和加密的信息、享有的业务类型等。物理设备是实现通信功能的设备，这部分设备对所有用户都是相同的，可以是手持机、车载机等。没有SIM卡，GSM移动台就不能接受网络服务。(2) 基站子系统BSS (Base Station System)：为移动台MS和陆地交换设备提供无线连接的部分。基站系统BSS包括基站控制器BSC和基站收发信机BTS、XCDR(编解码器)三部分。每个BSS包括多个BSC，BSC经过一个专用线路或微波链路连接到MSC。一般情况下，一个BSC可以控制多个BTS。BSC与BTS之间的接口叫做Abis接
5、口，BSC与MSC之间的接口叫做A接口。 基站控制器BSC主要完成：（1）接口管理（2）BTS与BSC之间的地面信道管理（3）无线参数及无线资源管理（4）无线链路测量与话务量管理（5）控制小区切换（6）支持呼叫控制（7）操作与维护等功能。基站收发信机BTS是服务于蜂窝小区的无线收发信设备，实现BTS与MS空中接口的功能。BTS主要分为基带单元、载频单元与控制单元三部分。XCDR(编解码器)：XCDR被用做编解来自与移动台的信号，使信号能够在陆地链路中有效的传输。由于它经常放在MSC一边，所以，常称为RXCDR。（基站子系统BSS）(3) 网络子系统（NSS）: 网络交换系统包含了GSM网络的主
6、要交换功能，它同时也包括用户数据和移动网管理所需的数据库，其主要的功能是管理GSM网络和其余通信网络之间的通信。NSS主要由移动业务交换中心（MSC），访问用户位置寄存器（VLR），归属用户位置寄存器（HLR），鉴权中心（AUC），移动设备识别寄存器（EIR）等几部分组成。MSC是整个GSM网络的核心，完成或参与NSS的全部功能，协调与控制整个GSM中BSS，OSS的各个功能实体。MSC提供各种接口，如与BSC的接口，与内部各功能实体的接口，与PSTN、ISDN、PSPDN、PLMN等其他通信网络的接口，并实现各种相应的管理功能。MSC还支持一系列业务:电信业务、承载业务和补充业务。VLR是服
7、务于其控制区域内移动用户的一个寄存器，存储着进入其控制区域内已登记移动用户的相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。当某用户进入一个VLR控制的特定区域中时，移动用户要在该VLR上登记注册。HLR用于存储每一个相同MSC中所有初始登记注册用户的个人信息和位置信息，包括用户识别号码，访问能力，用户类别和补充业务等数据，由它控制整个移动交换区域乃至整个PLMN。AUC存储着移动用户的鉴权信息和加密密匙，主要是为了防止非授权用户接入系统和防止无线接口中数据被窃。EIR存储着移动设备的国际移动设备识别码（IEMI），通过核查三种表格（白名单、灰名单、黑名单）使得网络具有防止非授权用户设
8、备接入、监视故障设备的运行和保障网络运行安全的功能。(4) 操作维护子系统（OMS）: 操作和维护子系统可以对整个GSM网络进行远程控制。包括网络管理中心NMC、操作维护中心OMC。1.2 GSM系统的主要规格参数：特性GSM900DCS1800发射频带（基站）935-9601805-1880发射频带（移动台）890-9151710-1785双工间隔/MHz4595信道载频间隔/MHz200200最小小区半径/km0.50.5最大小区半径/km3535多址接入方式TDMA/FDMATDMA/FDMA调制GMSKGMSK单载频数据传输速率/(kb/s)270.833270.833全速率语音编译码
9、比特率（kb/s）1313全速率语音编译码误差保护9.89.8语音编码算法RPE-LTPRPE-LTP信道编码具有交织脉冲检错和1/2编码率卷积码具有交织脉冲检错和1/2编码率卷积码调制方式：GSM采用0.3GMSK调制方式。其中，0.3表示高斯脉冲成形滤波器的3dB带宽与比特周期的乘积。1.3主要技术：GSM蜂窝系统采用时分多址、频分多址和频分双工（TDMA/FDMA/FDD）体制，在25MHz的频段中共分为125个射频信道，去掉上下各一个100kHZ的保护带宽，实际可用的射频信道是124个。这124个射频信道以绝对射频信道号（ARFCN）标识。一个ARFCN代表一对前向和反向射频信道。TD
10、MA(时分多址)：时分多址是把一个载波在时间上分割成周期性的帧，每一个帧再分割成若干个时隙，然后根据一定的时隙分配原则，使各个移动台在每帧内能按指定的时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动台的信号而不混扰。GSM系统中的交织技术： GSM系统采用交织技术来减少突发错误的影响。交织技术的实质是时间分集，就是将要传输的数据码重新排序，重新排序的结果使得突发差错时产生的成串错误的比特位来自交织前信道编码不同的位置。在接收端去交织后，数据编码恢复了原来的顺序，从而连续的突发差错就变成了离散的随机差错，而随机差错可以用卷积编码等信道编码技术进行纠正。GSM系统中
11、同时采用了比特交织和块交织两种方法。（1）比特交织：信道编码输出的456个编码比特按行的顺序写入一个矩阵，每行8个，然后按列读出，从而将一个语音帧的456个编码比特分成了8个完成比特交织的子块，每个子块57个比特，矩阵的行数就是交织深度。（2）块交织：块交织是在相邻不同语音帧之间进行的。根据GSM一个突发脉冲序列中数据的结构特点，块交织是在完成了比特交织的两个语音帧共912比特语音数据之间进行的。块交织时，第n个语音帧子块1与第n+1个语音帧的子块1分别放在TDMA帧指定时隙的两段57比特语音数据的位置；第n个语音帧的子块2与第n+1个语音帧的子块2分别放在下一个TDMA帧中对应时隙的两段57
12、比特语音数据的位置；以此类推。这样，块交织后就将912比特数据分散到了8个TDMA帧的同一时隙中并周期性地发送出去。跳频技术：采用跳频技术是为了确保通信的秘密性和抗干扰性，它首先被用于军事通信，后来在GSM标准中也被采纳。跳频功能主要是： (1) 改善衰落。 (2) 处于多径环境中的漫速移动的移动台通过采用跳频技术，大大改善移台的通信质量。 (3) 跳频相当于频率分集 GSM系统中的跳频分为基带跳频和射频跳频两种。保密措施：GSM系统在安全性方面有了显著的改进，其主要是在下列部分加强了保护：接入网路方面采用了对客户鉴权；无线路径上采用对通信信息加密；对移动设备采用设备识别；对客户识别码用临时识
13、别码保护；SMI卡用PIN码保护。 (1)提供三参数组 客户的鉴权与加密是通过系统提供的客户三参数组来完成的。客户三参数组的产生是在GSM系统的AUC(鉴权中心)中完成。每个客户在签约(注册登记)时，就被分配一个客户号码(客户电话号码)和客户识别码(IMSI)。IMSI通过SIM写卡机写入客户SIM卡中，同时在写卡机中又产生一个对应此IMSI的唯一的客户鉴权键Ki，它被分别存储在客户SIM卡和AUC中。AUC中还有个伪随机码发生器，用于产生一个不可预测的伪随机数(RAND)。RAND和Ki经AUC中的A8算法(也叫加密算法)产生一个Kc(密钥)，经A3算法(鉴权算法)产生一个响应数(SRES)
14、。由产生Kc和SRES的RAND与Kc、SRES一起组成该客户的一个三参数组，传送给HLR，存储在该客户的客户资料库中。一般情况下，AUC一次产生5组三参数，传送给HLR，HLR自动存储。HLR可存储10组三参数，当MSCVLR向HLR请求传送三参数组时，HLR又一次性地向MSCVLR传5组三参数组。MSCVLR一组一组地用，用到剩2组时，再向HLR请求传送三参数组。 （2) 鉴权 鉴权的作用是保护网路，防止非法盗用。同时通过拒绝假冒合法客户的“ 入侵” 而保护GSM移动网路的客户。当移动客户开机请求接入网路时，MSCVLR通过控制信道将三参数组的一个参数伪随机数RAND传送给客户，SIM卡收
15、到RAND后，用此RAND与SIM卡存储的客户鉴权键Ki，经同样的A3算法得出一个响应数SRES，传送给MSCVLR。MSCVLR将 收到的SRES与三参数组中的SRES进行比较。由于是同一RAND，同样的Ki和A3算法，因此结果SRES应相同。MSCVLR比较的结果相同就允许接入，否则为非法客户，网路拒绝为此客户服务。 在每次登记、呼叫建立尝试、位置更新以及在补充业务的激活、去活、登记或删除之前均需要鉴权。 (3) 加密 GSM系统中的加密也只是指无线路径上的加密，是指BTS和MS之间交换客户信息和客户参数时不被非法个人或团体所得或监听。在鉴权程序中，当客户计算SRES，同时用另一算法(A8算法)也计算出密钥Kc。根据MSCVLR发送出的加密命令，BTS侧和MS侧均开始使用Kc。在MS侧，由Kc、TDAM帧号和加密命令一起经A5算法，对客户信息数据流进行加密(也叫扰码)，在无线路径上传送。在BTS侧，把从无线信道上收到加密信息数据流、TDMA帧号和Kc，再经过A5算法解密后，传送BSC和MSC。 所有的语音和数据均需加密，并且所有有关客户参数也均需加密。 (4) 设备识别 每个移动台设备均有设备识别码(1ME
