CDMA的原理:CDMA是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽 信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制, 使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端由 使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号 换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
一、CDMA蜂窝移动通信网的特点 1.系统容量大理论上CDMA移动网比模拟网大20倍。实际要比模拟网大10倍, 比GSM要大4-5倍。 2.系统容量的灵活配置:这与CDMA的机理有关。CDMA是一个自扰系统, 所有移动用户都占用相同带宽和频率,我们打个比方,我们将带宽想象成 一个大房子。所有的人将进入唯一的大房子如果他们使用完全不同的语言, 他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰在这里, 屋里的空气可以被想象成宽带的载波,而不同的语言即被当作编码,我们可以 不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们如果能控制住用户的信号强度, 在保持高质量通话的同时,我们就可以容纳更多的用户。 3.通话质量好:CDMA系统话音质量很高,声码器可以动态地调整数据 传输速率,并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据 背景噪声的改变而变,这样即使在背景噪声较大的情况下,也可以得到较好 的通话质量。另外CDMA系统采用软切换技术,"先连接再断开",这样完全克 服了硬切换容易掉话的缺点。 4.频率规划简单用户按不同的序列码区分,所以不相同CDMA载波可在相邻 的小区内使用,网络规划灵活,扩展简单。 5.延长手机电池寿命采用功率控制和可变速率声码器, 手机电池使用寿命延长。 6.建网成本下降。
GPRS(General Packet Radio Service)的中文是通用分组无线业务,是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS与GSM系统最根本的区别是,GSM是一种电路交换系统,而GPRS是一种分组交换系统。GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。我们可以将GPRS理解为GSM的一个更高层次。
CDMA是与GSM并列的移动通信技术,是码分多址数字无线技术的英文缩写,它拥有频率利用率较高、手机功耗低等优点。与GSM相同,CDMA也有2代、25代和3代技术。中国联通将于今年下半年推出的CDMA属于25代技术。CDMA被认为是第3代移动通信技术的首选,目前的标准有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。
前中国移动通信产业的技术发展趋势就是从第二代移动通信通过25代向第三代技术标准转移。由于目前存在着三种主流的第三代移动通信的技术标准,移动通信运营商在技术升级和产业技术发展上的标准选择将决定产业技术发展的方向。
表15 GSM、GPRS和CDMA技术的比较
GSM(2G)
GPRS(25G)
CDMA
全称
全球移动通信系统,是世界上主要的蜂窝系统之一
通用无线分组业务,是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,属于在25G的过渡技术
码分多址,是根据美国标准(IS-95)而设计的频率在900~1800MHz范围的数字移动电话系统
优势
采用的国家和地区较广,可以实现跨区漫游,后台计费系统更易支持
实现无线上网,向下兼容GSM;数据实现分组发送和接收,成本和费用降低
系统容量要比GSM大4-5倍;配置灵活,CDMA是一个自扰系统,所有移动用户都占用相同带宽和频率,通话质量好,其门限值可以根据背景噪声的改变而变,克服了硬切换容易掉话的缺点;网络规划简单灵活,扩展简单;建网成本低
缺点
容量或频谱利用率不足;话音质量低,容易掉线;不能支持高速数据和多媒体业务,难以满足Internet无线接入等日益高涨的市场需求
属于过渡技术,商用化存在费用回收压力,上网的实际速度较慢
3G标准还没有统一,对设备供应商的研发和生产带来了困难
前景
GSM技术已经充分成熟,发展潜力接近极限,处于产品淘汰的边缘
全世界很多的运营商开通了GPRS商用系统、试商用系统或实验系统,其中包括英国的BT Cellnet、德国的T-Mobile、中国香港的Smartone、中国台湾的TSL、马来西亚的Cellcom、澳大利亚的Optus公司以及法国、西班牙、葡萄牙、芬兰、捷克等国家和地区的运营商
CDMA的技术优势明显,中国联通目前已经开始了CDMA网络的建设,目前的CDMA IS95增强型将通过CDMA 1X向第三代的CDMA2000 平滑过渡
资料来源:CCID 2002,02
表16 3G标准技术比较
W-CDMA
CDMA2000
TD-SCDMA
制订方
WCDMA标准主要由欧洲ETSI提出
CDMA2000是美国TIA TR455向ITU提出的RTT方案,其核心是由Qualcomm 、Lucent、Motorola和Nortel联合提出的Wideband cdmaOne技术
由信息产业部电信科学技术研究院(大唐电信集团)代表中国提出,2000年5月,在国际电联无线大会上正式被列入世界第三代移动通信无线传输标准之一
优势
在远距离通信等领域有优势;在迈向WCDMA之前,GSM先要经历GPRS和EDGE以增加频宽。今年,GPRS 已于世界各地进行测试,由于WCDMA标准的起草者-3GPP正好同时又是GSM标准的制订者,加之遍及全球的庞大GSM网络,在这种基础上发展3G、WCDMA会占尽先机
设计时优先考虑扩展性及清晰的增长升级路线,在投入商用仅三年的时间里,用户数已达3000万,不失为世界上最快的增长速度;低成本也是许多通信服务商决定采用CDMA2000的理由之一,可以利用现有的设备,大幅度降低近期的投资;得到美国政府的支持,是中美谈判中的重要筹码
有着独到的技术和经济优势。采用TDD模式,收发是同一个频段,可以节省频段;频谱利用率很高,能够解决高人口密度地区频率资源紧张的问题,并在互联网浏览等非对称移动数据和视频点播等多媒体业务方面具有突出优势;系统的基站采用智能化的天线,辐射小,通话质量好并降低了系统成本;与现存的GSM系统兼容性好,能解决GSM向第三代平滑过渡的问题
现状
目前,全球主要的电信制造商Ericsson、Nokia、Lucent、Motorola、Nortel、Alcatel、Siemens、NEC、FUJISU和中国通信设备制造商华为、中兴等都将WCDMA系统作为最重要的3G系统来开发,并积极参与WCDMA标准和规范的制定。日本公司的参与,加速了WCDMA系统设备的成熟和稳定。眼下,欧洲与亚洲主要的运营商都选择了WCDMA作为其3G运营系统
CDMA2000依赖全球定位系统(GPS)来实现同步,一方面使得室内基站同步困难,另一方面因为GPS是由美国控制的军用技术,易受美国的控制。所以,部分国家并不愿意完全支持把CDMA2000方案作为全球统一标准。CDMA2000的发源地--美国在三代的发展上令其他国家运营商信心不足。几年前,美国政府就已将三代移动通信的频率资源拍卖,政府不可能将这个频率资源收回,作为3G频率再发给运营商,这是美国在三代问题上遇到的一个非常尴尬的事情。目前在美国,多种不同的移动通信技术标准同时存在,即使美国三代技术采用CDMA2000,也不可能非常整齐划一地统一到这一个标准上来
目前,TD-SCDMA的成熟程度相对滞后,在这一技术标准下进行研发与生产的设备商不多。任何一种先进的技术,只有投入到商用,有实实在在的产品供消费者使用,才能体现其应有的价值。 2000年2月25日,大唐电信向国内运营商和制造商公开了TD-SCDMA标准的部分关键技术。此举意味着从此以后中国的通信企业可以共同参与这项国际标准的开发,从而有利于在第三代移动通信上实现整体突破,形成我国TD-SCDMA第三代移动通信产业群。2000年9月22日,由中国移动、中国联通、大唐电信、华为科技、摩托罗拉、北电网络和西门子等7家中外电信巨子作为发起人,在北京倡议成立TD-SCDMA技术论坛,目的是推动TD-SCDMA技术在全球的发展和应用
资料来源:CCID 2002,02
表17 运营商3G标准的选择预测
运营商
3G标准
W-CDMA
CDMA2000
TD-SCDMA
中国移动
基于现有的GSM网,可以在全国范围内推出GPRS服务,是通过GSM网络向第三代W-CDMA过渡的有效方式。目前中国绝大部分的移动通信系统都是基于GSM技术的,中国移动的网络全部为GSM系统,中国移动拥有全球最大的GSM网,网络覆盖2018个县市、330个地市、覆盖98%以上乡镇城市。国际漫游通达72个国家和地区,138个运营商。其GPRS业务已于2001年7月初开始在全国16个省市的25个城市投入试商用,容量为40万户,并最终向W-CDMA过
由于该标准是中国提出的第一个国际技术标准,因此在选择上中国移动会考虑一定的民族因素,政策也可能有相应的扶持
中国联通
目前联通拥有的CDMA网络,主要是2001年1月接管的原长城电信公司运营的一个移动通信网络。这使得中国联通旗下CDMA移动通信网络的容量扩大到75万,用户数增加到55万。CDMA项目首期工程总容量1515万门,一年内覆盖全国200多个重要城市和所有县以上地区,并通过25代的CDMA 1X向第三代的CDMA2000过渡
由于该标准是中国提出的第一个国际技术标准,因此在选择上中国联通会考虑一定的民族因素,政策也可能有相应的扶持
新兴移动运营商
WCDMA的覆盖地区遍及全球。众多的运营商和制造商的接受和加入有利于技术上更加优化和成本的不断降低。同时,标准的一致性在实现全球漫游上也更为有利。但应对其语音业务的支持性进行验证,并作好终端产品的商用化
能够提供高质量的话音业务,同时又能够提供先进的3G型数据业务,并且在今后能够升级到1x EV,提供IMT2000所要求的宽带数据业务
中国是TD-SCDMA标准的主要发起人,作为中国提出的第一个国际技术标准,TD-SCDMA对中国的技术进步具有极其重大的意义。但该标准至今还不完整,不能进行大规模的试验和测试,商用化方面的差距明显
CDMA技术简介
一、CDMA技术的演进与标准在第三代移动通信的无线接口国际提案中,最广泛受到注意的是W-CDMA和cdma2000这两种宽带CDMA方案,除了码片速率、同步方式、导频方式等有所不同外,其它如功率、软切换等基本技术并无大的区别。
本讲座介绍的cdma2000-1X属cdma2000系列方案之一,鉴于有关CDMA的名词术语既多又乱,即使是业内人士,也往往分不清,先对系列名词缩语作一个简短清晰的描述,对读者是有帮助的。
1、IS-95A和IS-95B——第二代CDMA技术标准▲IS-95A——是1995年美国TIA正式颁布的窄带CDMA(N-CDMA)标准。
▲IS-95B——是IS-95A的进一步发展,于1998年制定的标准。主要目的是能满足更高的比特速率业务的需求,IS-95B可提供的理论最大比特速率为115kbit/s,实际只能实现64kbit/s IS-95A和IS-95B均有一系列标准,其总称为IS-95 2、cdma one——第二代CDMA技术标准cdma one是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称,即所有基于cdma one技术的产品,其核心技术均以IS-95作为标准。
3、cdam2000和IS-2000——第三代CDMA技术▲cdma2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,这是一种宽带CDMA技术。cdma2000室内最高数据速率为2Mbit/s以上,步行环境时为384kbit/s,车载环境时为144kbit/s以上。
▲IS-2000则是采用cdma2000技术的正式标准总称。IS-2000系列标准有六部分,定义了移动台和基地台系统之间的各种接口。
4、cdma2000-1X/cdma2000-3X/cdma2000-1XEV▲cdma2000-1X原意是指cdma2000的第一阶段(速率高于IS-95,低于2Mbit/s),可支持308kibit/s的数据传输、网络部份引入分组交换,可支持移动IP业务。
▲cdma2000-3X有人称为cdma2000第二阶段,实际上并不准确。它与cdma2000-1X的主要区别是前向CDMA信道采用3载波方式,而cdma2000-1X用单载波方式。因此它的优势在于能提供更高的速率数据,但占用频谱资源也较宽,在较长时间内运营商未必会考虑cdma2000-3X,而会考虑cdma2000-1XEV▲cdma2000-1XEV是在cdma2000-1X基础上进一步提高速率的增强体制,采用高速率数据(HDR)技术,能在125MHz(同cdma2000-1X带宽)内提供2Mit/s以上的数据业务,是c dma2000-1X的边缘技术。3GPP已开始制定cdma2000-1XEV的技术标准,其中用高通公司技术的称为HDR,用摩托罗拉和诺基亚公司联合开发的技术称为1XTREME,中国的LAS-CDMA也属此列。
与GSM不同,由GSM演进的GPRS为第二代半产品,CDMA并无第二代半产品。
IS-95为第二代,IS-2000(包括cdma2000-1X、cdma2000-3X、cdma2000-1XEV等)均属第三代产品。当然,各系列产品之间的业务性能、功能还是有明显的差别的。
二、cdma2000系列的特点1、cdma2000系列第三代移动通信系统主要追求目标是更高的比特率和更好的频谱效率。
cdma2000最终正式标准是2000年3月通过的,下表归纳了cdma2000系列的主要技术特点。
带宽(MHz)125 375 75 115 15无线接口来源于IS-95网络结构来源于IS-41业务演进来源于IS-95最大用户比特率(bit/s)3072k 10368M 20736M 24576M码片速率(Mbit/s)12288 36864 73728 110592 147456帧的时长()典型为20,也可选5,用于控制同步方式IS-95(使用GPS,使基站之间严格同步)
导频方式IS-95(使用公共导频方式,与业务码码复用)
分析上表,与cdma one相比,cdma2000有下列技术特点:●多种信道带宽。前向链路上支持多载波(MC)和直扩(DS)两种方式;反向链路仅支持直扩方式。
当采用多载波方式时,能支持多种射频带宽,即射频带宽可为N X 125MHz,其中N =1、3、5、9或12目前技术仅支持前两种,即125MHz(cdma2000-1X)和375MHz(cdma2000-3X)。
●可以更加有效地使用无线资源。
●可实现cdma one向cdma2000系统平滑过渡。
●核心网协议可使用IS-41、GSM-MAP以及IP骨干网标准。
●前向发送分集。
●快速前向功率控制。
●使用Turbo码。
●辅助导频信道。
●灵活帧长。
●反向链路相干解调。
●可选择较长的交织器。
2、cdma2000-1X cdma2000-1X(第一阶段)采用扩频速率为SR1,即指前向信道和反向信道均用码片速率12288Mbit/s的单载波直接序列扩频方式。因此它可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容,实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致容量不够的蜂窝(cdma one)上,用相同载波部署cdma2000-1X系统,从而减少了用户和运营商的投资。
由于cdma2000-1X采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术,其容量比IS-95大为提高。在相同条件下,对普通话音业务而言,容量大致为IS-95系统的两倍。
3、cdma2000-3X cdma2000-3X就是采用扩频速率SR3(记为3X)的cdma2000系统。其技术特点是前向信道有3个载波的多载波调制方式,每个载波均采用12288Mbit/s直接序列扩频,其反向信道则采用码片速率为36864Mbit/s的直接扩频,因此cdma2000-3X的信道带宽为375MHz,最大用户比特率为10368Mbit/s如前所述,因为它占用频带过宽,因此许多开发商目前更对HDR感兴趣。
4、高速数据率HDR(cdma2000-1XEV)
这是一种依托在cdma2000-1X基础上的增强型3G系统。除基站信号处理部份及用户手持终端不同外,它能与cdma2000-1X共享原有的系统资源。它可以在125MHz带宽内,前向链路达到24Mbit/s(甚至高于cdma2000-3X),反向链路上也可提供1536kbit/s的数据业务,很好地支持高速分组业务,适于移动IP本讲座以介绍cdma2000-1X为主,了解1X后,举一反三,对HDR、3X或NX就容易了。
区别有:
通话质量。CDMA的通话质量要高于GSM,在相同环境下打电话,CDMA的杂音要比GSM小很多。
手机辐射。由于CDMA采用了出色的功率控制技术,因此CDMA手机的辐射要比GSM小很多。
高速数据上网。CDMA1x可以提供高达1536kbps的上网速率,比GSM GPRS的20几k要快多了。
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Muitiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
移动通信系统有多种分类方法。例如按信号性质分,可分为模拟、数字;按调制方式分,可分为调频、调相、调幅;按多址连接方式分,可分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。目前中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网采用的便是FDMA和TDMA两种方式的结合。GSM比模拟移动电话有很大的优势,但是,在频谱效率上仅是模拟系统的3倍,容量有限;在话音质量上也很难达到有线电话水平;TDMA终端接入速率最高也只能达到96kbit/s;TDMA系统无软切换功能,因而容易掉话,影响服务质量。因此,TDMA并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接入,而CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等,正受到越来越多的运营商和用户的青睐。
CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术,其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰,在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信,后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年,第一个CDMA商用系统运行之后,CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验,从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区,包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。在美国和日本,CDMA成为国内的主要移动通信技术。在美国,10个移动通信运营公司中有7家选用CDMA。到今年4月,韩国有60%的人口成为CDMA用户。在澳大利亚主办的第28届奥运会中,CDMA技术更是发挥了重要作用。
2)容量。由于每个信道传输带宽增加,使同频复用栽干比要求降低至9dB,故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小(模拟系统为7/21);加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数,使GSM系统的容量效率(每兆赫每小区的信道数)比TACS系统高3~5倍。
3)话音质量。鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义,在门限值以上时,话音质量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关。
4)开放的接口。GSM标准所提供的开放性接口,不仅限于空中接口,而且报刊网络直接以及网络中个设备实体之间,例如A接口和Abis接口。
GSM MODEM5) 安全性。通过鉴权、加密和TMSI号码的使用,达到安全的目的。鉴权用来验证用户的入网权利。加密用于空中接口,由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI是一个由业务网络给用户指定的临时识别号,以防止有人跟踪而泄漏其地理位置。
6)与ISDN、PSTN等的互连。与其他网络的互连通常利用现有的接口,如ISUP或TUP等。
7)在SIM卡基础上实现漫游。漫游是移动通信的重要特征,它标志着用户可以从一个网络自动进入另一个网络。GSM系统可以提供全球漫游,当然也需要网络运营者之间的某些协议,例如计费。 GSM - 技术 2GSM系统的技术规范及其主要性能
GSM标准共有12章规范系列,即:01系列:概述 02系列:业务方面 03系列:网络方面 04系列:MS-BS接口和规约(空中接口第2、3层) 05系列:无线路径上的物理层(空中接口第1层) 06系列:话音编码规范 07系列:对移动台的终端适配 08系列:BS到MSC接口(A和Abis接口) 09系列:网络互连 10系列:暂缺 11系列:设备和型号批准规范 12系列: *** 作和维护
3GSM系统关键技术
工作频段的分配
1)工作频段
中国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段:
890~915(移动台发、基站收)
935~960(基站发、移动台收)
双工间隔为45MHz,工作带宽为25 MHz,载频间隔为200 kHz。
随着业务的发展,可视需要向下扩展,或向18GHz频段的GSM1800过渡,即1800MHz频段:
1710~1785(移动台发、基站收)
1805~1880(基站发、移动台收)
双工间隔为95MHz,工作带宽为75 MHz,载频间隔为200 kHz。
2)频道间隔
相邻两频道间隔为200kHz。 每个频道采用时分多址接入(TDMA)方式,分为8个时隙,即8个信道(全速率)。每信道占用带宽200 kHz/8=25 kHz。
将来GSM采用半速率话音编码后,每个频道可容纳16个半速率信道。
3)多址方案
GSM通信系统采用的多址技术:频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)结合,还加上跳频技术。
GSM在无线路径上传输的一个基本概念是:传输的单位是约一百个调制比特的序列,它称为一个“突发脉冲”。脉冲持续时间优先,在无线频谱中也占一有限部分。它们在时间窗和频率窗内发送,我们称之为间隙。精确地讲,间隙的中心频率在系统频带内间隔200 kHz安排(FDMA情况),它们每隔0577ms(更精确地是15/26ms)出现一次(TDMA情况)。对应于相同间隙的时间间隔称为一个时隙,它的持续时间将作为一种时间单位,称为BP(突发脉冲周期)。
这样一个间隙可以在时间/频率图中用一个长15/26ms,宽200KHz的小矩形表示(见图)。统一地,我们将GSM中规定的200KHz带宽称为一个频隙。
4)在时域和频域中的间隙
在GSM系统中,每个载频被定义为一个TDMA帧,相当于FDMA系统的一个频道。每帧包括8个时隙(TS0-7)。每个TDMA帧有一个TDMA帧号。
TDMA帧号是以3小时28分53秒760毫秒(204851268BP或者说20485126个TDMA帧)为周期循环编号的。每20485126个TDMA帧为一个超高帧,每一个超高帧又可分为2048个超帧,一个超帧是5126个TDMA帧的序列(612秒),每个超帧又是由复帧组成。复帧分为两种类型。
26帧的复帧:它包括26个TDMA帧(268BP),持续时长120ms。51个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带TCH(和SACCH加FACCH)。
51帧的复帧:它包括51个TDMA帧(518BP),持续时长3060/13ms。26个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带BCH和CCCH。
5)无线接口管理
在GSM通信系统中,可用无线信道数远小于潜在用户数,双向通信的信道只能在需要时才分配。这与标准电话网有很大的区别,在电话网中无论有无呼叫,每个终端都与一个交换机相连。
在移动网中,需要根据用户的呼叫动态地分配和释放无线信道。不论是移动台发出的呼叫,还是发往移动台的呼叫,其建立过程都要求用专门方法使移动台接入系统,从而获得一条信道。在GSM中,这个接入过程是在一条专用的移动台--基站信道上实现的。这个信道与用于传送寻呼信息的基站――移动台信道一起称为GSM的公用信道,因为它同时携带发自/发往许多移动台的信息。相反地,在一定时间内分配给一单独移动台的信道称作专用信道。由于这种区别,可以定义移动台的两种宏状态:
空闲模式:移动台在侦听广播信道,此时它不占用任一信道。
专用模式:一条双向信道分配给需要通信的移动台,使它可以利用基础设施进行双向点对点通信。
接入过程使移动台从空闲模式转到专用模式。
4GSM信道
GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道,一个物理信道就为一个时隙(TS),而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道,这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路,相反的方向称为上行链路。
逻辑信道又分为两大类,业务信道和控制信道。
1) 业务信道(TCH):
用于传送编码后的话音或客户数据,在上行和下行信道上,点对点(BTS对一个MS,或反之)方式传播。
2) 控制信道:
用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道,它们又可细分为:
a保密措施
GSM系统在安全性方面有了显著的改进,GSM与保密相关的功能有两个目标:第一,包含网络以防止未授权的接入,(同时保护用户不受欺骗性的假冒);第二,保护用户的隐私权。
防止未授权的接入是通过鉴权(即插入的SIM卡与移动台提供的用户标识码是否一致的安全性检查)实现的。从运营者方面看,该功能是头等重要的,尤其在国际漫游情况下,被访问网络并不能控制用户的记录,也不能控制它的付费能力。
保护用户的隐私是通过不同手段实现时,对传输加密可以防止在无线信道上窃听通信。大多数的信令也可以用同样方法保护,以防止第三方了解被叫方是谁。另外,以一个临时代号替代用户标识是使第三方无法在无线信道上跟踪GSM用户的又一机制。GSMbPIN码
这是一种简单的鉴权方法。
在GSM系统中,客户签约等信息均被记录在SIM卡中。SIM卡插到某个GSM终端设备中,便视作自己的电话机,通话的计费帐单便记录在此SIM卡名下。为防止盗打,帐单上产生讹误计费,在SIM卡上设置了PIN码 *** 作(类似计算机上的Password功能)。PIN码是由4~8位数字组成,其位数由客户自己决定。如客户输入了一个错误的PIN码,它会给客户一个提示,重新输入,若连续3次输入错误,SIM卡就被闭锁,即使将SIM卡拔出或关掉手机电源也无济于事,必须向运营商申请,由运营商为用户解锁。
c鉴权
鉴权的计算如下图所示。其中RAND是网络侧对用户的提问,只有合法的用户才能够给出正确的回答SRES。
RAND是由网络侧AUC的随机数发生器产生的,长度为128比特,它的值随机地在0~2128-1(成千上万亿)范围内抽取。
SRES称为符号响应,通过用户唯一的密码参数(Ki)的计算获取,长度为32比特。
Ki以相当保密的方式存储于SIM卡和AUC中,用户也不了解自己的Ki,Ki可以是任意格式和长度的。
A3算法为鉴权算法,由运营者决定,该算法是保密的。A3算法的唯一限制是输入参数的长度(RAND是128比特)和输出参数尺寸(SRES必须是32比特)。
d加密
在GSM中,传输链路中加密和解密处理的位置允许所有专用模式下的发送数据都用一种方法保护。发送数据可以是用户信息(语音、数据……),与用户相关的信令(例如携带被呼号码的消息),甚至是与系统相关信令(例如携带着准备切换的无线测量结果的消息)。
加密和解密是对114个无线突发脉冲编码比特与一个由特殊算法产生的114比特加密序列进行异或运算(A5算法)完成的。为获得每个突发加密序列,A5对两个输入进行计算:一个是帧号码,另一个是移动台与网络之间同意的密钥(称为Kc),见图。上行链路和下行链路上使用两个不同的序列:对每一个突发,一个序列用于移动台内的加密,并作为BTS中的解密序列;而另一个序列用于BTS的加密,并作为移动台的解密序列。
d-1帧号:
帧号编码成一连串的三个值,总共加起来22比特。
对于各种无线信道,每个突发的帧号都不同,所有同一方向上给定通信的每个突发使用不同的加密序列。
d-2A5算法
A5算法必须在国际范围内规定,该算法可以描述成由22比特长的参数(帧号码)和64比特长参数(Kc)生成两个114比特长的序列的黑盒子。
d-3密钥Kc
开始加密之前,密钥Kc必须是移动台和网络同意的。GSM中选择在鉴权期间计算密钥Kc;然后把密钥存贮于SIM卡的永久内存中。在网络一侧,这个“潜在”的密钥也存贮于拜访MSC/VLR中,以备加密开始时使用。
由RAND(与用于鉴权的相同)和Ki计算Kc的算法为A8算法。与A3算法(由RAND和Ki计算SRES的鉴权算法)类似,可由运营者选择决定。
d-4用户身份保护
加密对于机密信息十分有效,但不能用来在无线路径上保护每一次信息交换。首先,加密不能应用于公共信道;其次,当移动台转到专用信道,网络还不知道用户身份时,也不能加密。第三方就有可能在这两种情况下帧听到用户身份,从而得知该用户此时漫游到的地点。这对于用户的隐私性来说是有害的,GSM中为确保这种机密性引入了一个特殊的功能。
在可能的情况下通过使用临时移动用户身份号TMSI替代用户身份IMSI,可以得到保护。TMSI由MSC/VLR分配,并不断地进行更换,更换周期由网络运营者设置。 GSM - 系统的组成移动交换子系统MSS完成信息交换、用户信息管理、呼叫接续、号码管理等功能。
基站子系统BSS
BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制,与MS进行通信的系统设备,完成信道的分配、用户的接入和寻呼、信息的传送等功能。
移动台MS
MS是GSM系统的移动用户设备,它由两部分组成,移动终端和客户识别卡(SIM卡)。移动终端就是“机”,它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。SIM卡就是“人”,它类似于我们现在所用的IC卡,因此也称作智能卡,存有认证客户身份所需的所有信息,并能执行一些与安全保密有关的重要信息,以防止非法客户进入网路。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据,只有插入SIM卡后移动终端才能接入进网。
*** 作维护子系统
GSM子系统还包括 *** 作维护子系统(OMC),对整个GSM网络进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。GSM GSM - 发展现状 20世纪80年代中期,当模拟蜂窝移动通信系统刚投放市场时,世界上的发达国家就在研制第二代移动通信系统。其中最有代表性和比较成熟的制式有泛欧GSM ,美国的ADC(D-AMPS)和日本的JDC(现在改名为PDC)等数字移动通信系统。在这些数字系统中,GSM的发展最引人注目。1991年GSM系统正式在欧洲问世,网络开通运行。GSM系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三部分,三者之间的主要区别是工作频段的差异。蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统容量,网络的智能化实现了越区转接和漫游功能,扩大了客户的服务范围,但上述模拟系统有四大缺点:各系统间没有公共接口;很难开展数据承载业务;频谱利用率低无法适应大容量的需求;安全保密性差,易被窃听,易做“假机”。尤其是在欧洲系统间没有公共接口,相互之间不能漫游,对客户造成很大的不便。GSM数字移动通信系统源于欧洲。早在1982年,欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营,例如北欧多国的NMT(北欧移动电话)和英国的TACS(全接入通信系统),西欧其它各国也提供移动业务。当时这些系统是国内系统,不可能在国外使用。为了方便全欧洲统一使用移动电话,需要一种公共的系统,1982年,北欧国家向CEPT(欧洲邮电行政大会)提交了一份建议书,要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会(ETSI)技术委员会下的“移动特别小组(Group Special Mobile)”,简称“GSM”,来制定有关的标准和建议书。中国自从1992年在嘉兴建立和开通第一个GSM演示系统,并于1993年9月正式开放业务以来,全国各地的移动通信系统中大多采用GSM系统,使得GSM系统成为目前中国最成熟和市场占有量最大得一种数字蜂窝系统。截至2002年11月,中国手机用户2亿,比2001年年底新增55092万。GSM系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。目前中国主要的两大GSM系统为GSM 900及GSM1800,由于采用了不同频率,因此适用的手机也不尽相同。不过目前大多数手机基本是双频手机,可以自由在这两个频段间切换。欧洲国家普遍采用的系统除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900,手机为三频手机。中国随着手机市场的进一步发展,现也已出现了三频手机,即可在GSM900\GSM1800\GSM1900三种频段内自由切换的手机,真正做到了一部手机可以畅游全世界。GSM早期来看,GSM900发展的时间较早,使用的较多,反之GSM1800发展的时间较晚。物理特性方面,前者频谱较低,波长较长,穿透力较差,但传送的距离较远,而手机发射功率较强,耗电量较大,因此待机时间较短;而后者的频谱较高,波长较短,穿透力佳。但传送的距离短,其手机的发射功率较小,待机时间则相应地较长。
紧急呼叫是GSM系统特有的一种话音业务功能。即使在GSM手机设置了限制呼出和没有插入用户识别卡(SIM)的情况下,只要在GSM网覆盖的区域内,用户仅需按一个键,便可将预先设定的特殊号码(如110、119、120等)发至相应的单位(警察局、消防队、急救中心等)。这一简化的拨号方式是为在紧急时刻来不及进行复杂 *** 作而专门设计的。个人觉得最好的是B-mobile的1g流量高速上网卡,真正的4g上网卡,信号非常好,上次去了2周整,每天共享热点看google地图、乘换案内app查交通,一天都挂着qq和微信,也不过用了900m不到,有点贵,15天左右比较合适。7天以前是樱花卡3g流量,因为要经过国内网关,说google地图能用的都是以前的用的,现在6月以后很多可能上不去,现在其实联通已经不出樱花卡了,现在淘宝上是联通富士卡,国际线路不会被墙,7天18g也足够流量,用不完的,因为不用返回国内,速度稍快和稳定点,日本合作运营商SoftBank的信号覆盖一般,速度也就25g多,说速度够快的大约都是国内iPhone用移动卡2g的或者去的都是大城市,说速度慢的多半都是国内用联通3g的或者偏僻地方,性价比不错。至于随身wifi,其实原理就是一个含电源的3g路由器+当地包好数据套餐的sim卡,实际信号和速度得看每家实际包的套餐是啥,哪家运营商的,好处是不用占用手机卡槽,大家共享,缺点是一样要用移动电源,本身一直开最多也就坚持4、5小时吧,去的天数少可以考虑。B-mobile卡可以淘宝也可以官网预定日本机场取,一直觉得当地上网卡+3、4g版的ipad mini2热点共享是最佳选择,富士卡也够性价比,还有就是日本没有gsm的2g模式了,所以联通双卡版的手机其中一个gsm卡插槽是没法用的,只有wcdma的卡槽能用,不能指望以前的那样,wcdma卡槽插当地上网卡共享热点,gsm卡槽插国内sim卡国际漫游。GSM和CDMA是不同的两种2G网络制式。
中国移动和中国联通采用的2G网络制式为GSM,而中国电信的2G网络制式采用了CDMA。
全球移动通信系统Global System for Mobile Communication就是众所周知的GSM,是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。GSM标准的无处不在使得在移动电话运营商之间签署"漫游协定"后用户的国际漫游变得很平常。 GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的,因此GSM被看作是第二代 (2G)移动电话系统。 这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。
CDMA是码分多址的英文缩写(CodeDivisionMultipleAccess),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。您好,感谢您使用中国移动通信。只要您的手机支持WCDMA制式就可以去日本漫游。如果您是江苏客户,您可通过网上营业厅和掌上营业厅办理国际及港澳台漫游,网上营业厅办理页面为>
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