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3G原理2
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1.CDMA系統如何保護A_key安全性
答復：
CDMA鑒權用的基本數據，包括 IMSI/ ESN（UIMID）/A_KEY。A_KEY是非常重要的參數，運營商、設備制造商做了嚴密的防護措施，A_KEY 的產生、加載、保存、維護都受嚴格監控的。具體可以從 以下 SIM 卡生效流程便可反應出來：
1）A_KEY 的生成和手機側的加載：運營商指定的制卡中心在嚴格保密流程下，采用專用程序隨機產生 A_KEY ，并連同 IMSI 、UIMID、CAVE 算法等其它重要信息一次性寫入到 SIM 卡中；同時，將制作完畢的 SIM 卡以及對應記錄 IMSI/ESN（UIMID）/ A_KEY 的資源文件提交給運營商；
2）A_KEY 資源文件的加密：運營商為了防止明文的資源文件在傳遞過程中被他人盜用，可以通過加密密鑰 K4 以及加/解密算法 DES 對 A_KEY 進行加密。為了簡化處理和便于管理，一個省級資源文件的 K4 密鑰一般采用幾個就可以了;
3）A_KEY 資源在HLR/AC 的加載：運營商將加密后的資源文件提交給維護 HLR/AC 的各分公司，由分公司的指定人員（A_KEY 管理員）甚至省公司的專職人員將對應資源文件進行解密，形成明文資源文件，然后利用設備制造商提供的資源文件加載接口批量加載到 HLR/AC 主機中。
在聯通 CDMA 運維方式中，文件的加載操作都是按照以上步驟操作的。
在資源文件加載方面， GSM 和 CDMA略有不同。在 GSM 中，向 HLR/AC 加載 A_KEY 的時候，允許直接加載被加密后的 KI（A_KEY） ，當然，加載內容除了 IMSI/ESN/ 加密后KI （相當于CDMA 中的 A_KEY ）外，還有對KI （A_KEY) 加密的密鑰 K4。這樣， 只有在 HLR/AC實際鑒權的時候才能獲悉真正的密鑰 KI （A_KEY) 。
通過分析比較，在 GSM 運維方式下，除了制卡中心人員外，連 HLR/AC 密鑰加載人員也不能直接得到用戶的解密 KI（A_KEY），要比 CDMA 中先解密 A_KEY 再加載的方式的保密性更好一些。
4）A_KEY 的維護：在華為 CDMA HLR/AC 內，為了更大程度確保鑒權數據的保密性，所有的 A_KEY 都是經過 內部加密后再存到數據庫中；并且在維護上，華為 HLR/AC 提供了嚴格的權限管理功能，只有 A_KEY 權限管理員才能做 A_KEY 的維護工作，其它未授權人員是不能接觸到這些敏感數據的。
2. 接收機底噪、接收機增益、接收靈敏度、移動臺的熱噪聲功率
答復：
接收機增益分為射頻接收通道增益和基帶處理增益兩部分。
射頻接收信道增益=射頻接收信道輸出信號功率/天線口射頻輸入信號功率；
基帶處理增益包括擴頻增益，編碼（信道編碼和語音編碼）增益等。
接收靈敏度是指接收機在滿足規定BER（例如0.1%）指標要求的條件下，天線口能夠接收到的最小接收信號電平。
最小接收靈敏度用功率表示Smin=KTBFt（S/N）m
K是常數
T表示溫度
B表示信號帶寬
Ft表示系統的噪聲系數
（S/N）m表示解調所需信噪比
移動臺的熱噪聲是指：
UE接收信道的噪聲底，即沒有信號輸入情況下UE接收機本身底噪功率。取決于UE接收機噪聲系數指針。
電阻由于其內部電子熱運動會產生噪聲，即為通常所說的熱噪聲，其噪聲功率計算公式為：
熱噪聲＝kBT-108dBm/3.84MHz。
如果UE射頻接收信道的噪聲系數為9dB，則有：
UE接收機底噪（等效到射頻接收前端）
＝ -108dBm/3.84MHz+9dB=-99dBdBm/3.84MHz。
答復
基站信號處理，發射方向的信號處理過程有編碼、擴頻和調制。
編碼包括：對MAC來的傳輸信道數據進行串接，即把所有數據塊的BIT流串接后，再按照編碼要求進行分割，即切割成等大小的數據包，對每個數據包進行編碼后，就做一次幀間交織，交織完成后就是TRCH通道了。
形成TRCH通道后再進行TRCH復用，即不同的傳輸通道之間進行復接，組成了10 ms/幀的CCTRCH通道。這些處理都是BIT速率，與具體傳輸信道速率有關，而且都是0或1。
針對CCTRCH進行擴頻，即用擴頻碼對已經得到的CCTRCH進行擴頻，則得到3.84Mbps固定速率的碼片速率，這時就得到了I/Q分路的碼片速率的信號流，數值為0或1。
對得到的I/Q碼片流進行QPSK調制，就得到了值為1或-1的調制后的信號。
后續再進行中頻和射頻處理。
4. 3G系統采用了什么語音編碼技術？
答復：
語音編碼包括波形編碼和聲源編碼兩種類型：
波形編碼以再現波形為目的，利用波形相關性采用線性預測技術，盡量忠實地恢復原始輸入語音波形。這種方式能保持較高的話音質量，硬件上也容易實現，但比特速率較高。
聲源編碼是將人類語音信息用特定的聲源模型表示。發送端根據輸入語音提取模型參數并進行編碼，用傳輸模型參數替代傳送以波形為基礎的語音信息，在接收端則將收到的模型參數譯碼，并重新混合出語音信號。聲源編碼的比特速率大大降低，但自然度差，語音質量難以提高。尤其是在背景噪音較大的環境下聲碼器不能正常工作。
目前3G系統多采用綜合上述兩種方式的混合編碼技術，如QCELP（Qualcomm碼激勵線性預測）、EVRC（Enhanced variable rate coder）和AMR（Adaptive Multi Rate）。
5. 3G系統采用了什么信道編碼技術？
答復：
信道編解碼主要目的是保證信號在傳輸工程中的正確性。與無編碼情況相比，傳統的卷積碼可以將誤碼率提高兩個數量級達到10-3~10-4；Turbo碼可以將誤碼率進一步提高到10-6，但其將帶來更大的處理時延。
目前Turbo碼因為編解碼性能能夠逼近Shannon極限而被采用作為3G的數據編解碼技術。卷積碼主要是用于低數據速率的語音和信令。
6. AAL2/AAL5等ATM連接的區別
答復：
ITU-T I.362建議中，按照業務在信源和信宿間是否有定時關系、速率是否恒定、是否面向連接還是無連接這三個特點，將業務分成4類。如圖所示：
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A |
B |
C |
D |
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信源、信宿定時關系 |
需要 |
不需要 | ||
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比特率 |
恒定 |
可變 | ||
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連接模式 |
面向連接 |
無連接 | ||
針對A類業務，制定了AAL1協議，針對B類業務，制定了AAL2協議，C類和D類業務都使用AAL3/4協議，后來將AAL3/4作了簡化，制定了AAL5協議。如圖所示：AAL2針對的是低速有定時要求的變速率業務，面向連接，例如壓縮語音。這種業務產生的數據包較小，一個數據包不足以填滿一個信元。如果要積累一個用戶的多個數據包去填滿一個信元，又可能會導致比較大的延時。AAL2協議的做法是將多個用戶復用在一個ATM通道上，即用來自多個用戶的數據包去填充信元，每個數據包前面需要加一個頭，用以表示它是屬于哪個用戶的。
答復：
無線資源管理（Radio Resource Management，RRM）的目標是在有限帶寬的條件下，為網絡內無線用戶終端提供業務質量保障，其基本出發點是在網絡話務量分布不均勻、信道特性因信道衰弱和干擾而起伏變化等情況下，靈活分配和動態調整無線傳輸部分和網絡的可用資源，最大程度地提高無線頻譜利用率，防止網絡擁塞和保持盡可能小的信令負荷。無線資源管理(RRM)的研究內容主要包括以下幾個部分：功率控制、信道分配、調度、切換、接入控制、負載控制、端到端的QoS和自適應編碼調制等。
WCDMA的R99版本中RRM功能實體位于無線網絡控制器（Radio Network Controller，RNC）。在R5版本推出HSDPA后，為提高控制響應速度，部分相關功能實體下移到基站（Node B）中。
接入控制
如果空中接口負載不受限制地增長，那么小區的覆蓋區域將縮小并小于規劃范圍，而且已經建立的無線鏈路的QoS將不能得到保證，因此在接受一個新的無線鏈路建立連接請求之前，接入控制功能必須檢查該接入是否會導致覆蓋小于規劃值，或者導致已有無線鏈路的QoS的劣化。
接入控制是在無線接入網絡中接受或拒絕建立無線接入承載的請求，當承載建立或修改時接入控制算法就被執行。接入控制在RNC中實現，RNC可獲得它控制下的各個小區的負載信息，并對上下行鏈路兩個方向進行評估，僅當上下行鏈路均可接受新鏈路時，新鏈路才可被接納，否則由于它將對網絡產生過量的干擾而被拒絕。
負載控制
RRM的一個重要任務就是控制無線網絡不過載并保持穩定。如果系統進行了合理的規劃，而且接入控制和分組調度都非常有效，那么無線網絡是不會發生過載的。但是如果因為種種原因發生了過載，那么負載控制功能將迅速控制系統的負載并使其回到設定的門限值以內。負載控制可采取的動作如下所示。
l 下行鏈路快速負載控制：拒絕執行來自終端的下行鏈路發射功率升高指令，因為在下行鏈路中發射功率升高意味著負載升高；
l 上行鏈路快速負載控制：降低上行鏈路快速功控中使用的上行鏈路SIR門限值；
l 降低分組數據業務的吞吐量；
l 切換到另一個WCDMA載波或GSM系統；
l 降低實時業務的比特速率，如AMR語音業務；
l 控制呼叫使其停止；
8.WCDMA終端是如何實現與系統的同步的？
答復：
移動臺開機后首先要與某一個小區的信號取得時序同步。這種從無聯系到時序同步的過程就是移動臺的小區搜索過程。在小區搜索過程中，移動臺捕獲一個小區的發射信號并據此確定這個小區的下行鏈路擾碼和幀同步。
小區搜索分三步實現：
第一步：時隙同步。
移動臺首先搜索主同步信道的主同步碼，與信號最強的基站取得時隙同步。因為所有的小區都使用同一個碼字作自己的主同步碼。這一步可利用匹配濾波器匹配基本同步碼Cpsc來實現，也可用相關器實現。PSC是一個Golay碼序列，具有良好的非周期自相關性，易于識別。
第二步：擾碼碼組識別和幀同步。
由于使用不同擾碼組的小區，其輔同步碼也不同，而且這些輔同步碼是以幀為周期，所以在時隙已同步后，可以進行第二步，利用輔同步信道S—SCH來識別擾碼碼組和實現幀同步。通過計算接收信號和所有可能的SSC序列的互相關性，識別出該小區的幀頭以及主擾碼所屬的碼組。
第三步：擾碼識別。
當基站所屬的擾碼碼組已確定后，需進一步確定基站的身份碼——下行擾碼。移動臺使用第二步識別到的擾碼碼組中的8個主擾碼分別與捕獲的P-CPICH信道進行相關計算，得到該小區使用的下行擾碼。
根據識別到的擾碼，P-CCPCH就可以被檢測出，從而可獲得超幀同步，系統以及小區的特定的廣播信息就可被讀出。
8.WCDMA系統是如何完成尋呼過程的？
答復：
當終端注冊到網絡之后，就會被分配到一個尋呼組中，尋呼組由PI進行唯一標識。如果有尋呼信息要發送給任何屬于該尋呼組的終端，尋呼指示（PI）就被設置為1并周期性地在尋呼指示信道（PICH）中出現。
終端監測到PI為全1后，將對S－CCPCH中發送的下一個PCH幀進行譯碼以查看是否有發送給它的尋呼信息。當PI接收指示判決的可靠性較低時，終端也要對PCH進行譯碼。
PICH每幀傳送300個比特，其中288個比特用于傳送PI，其余12個比特不用。PICH傳送的PI數有18、36、72、144共4種，每種分別對應16、8、4、2比特，尋呼組分的越精細，尋呼分辨率就越高，每幀PI數也越多，將終端從休眠模式中喚醒的次數就越少，待機時間就越長，但是尋呼響應時間也較長，如何折衷要根據實際情況而定。當然待機時間也不會得到無限延長，因為終端在空閑模式時還有其他任務需要處理。
10.什么是TD-SCDMA系統中的接力切換技術？
答復：
接力切換是一種改進的硬切換技術，可提高切換成功率，與軟切換比，可以克服切換時對鄰近基站信道資源的占用，能夠使系統容量得以增加。
在接力切換過程中，同頻小區之間的兩個小區的基站都將接受同一終端的信號，并對其定位，將確定可能切換區域的定位結果向RNC報告，完成向目標基站的切換。所以，所謂接力切換是由RNC判定和執行，不需要基站發出切換操作信息。
接力切換可以使用在不同載波頻率的TD-SCDMA基站之間，甚至能夠使用在TD-SCDMA系統與其它移動通信系統（如GSM，CDMA IS－95等）的基站之間。
11. WCDMA的同步方式，以及與cdma2000在同步上的區別
答復：
無線網絡的同步分為幾個方面：
1、網絡同步
2、節點同步
3、傳輸通道同步
4、無線接口同步
以上同步過程，都要求BFN、RFN的計數頻率穩定且盡量一致，從這方面講都是“同步”，這點非常重要。但是，其相位可以不同，而且同一時刻BFN、RFN的計數值可以不同（各節點獨立計數），從這方面講是“異步”。
WCDMA系統是同步/異步可選的，對不同NodeB之間保持嚴格的同步關系不作要求，但需要通過節點同步盡量保證基站間相互同步。節點同步又分為“RNC-NodeB同步”以及“NodeB之間同步”。NodeB需要與其所屬的RNC保持“RNC-NodeB節點同步”，以得到RNC（RFN）和NodeB（BFN）之間的定時參考偏差，而NodeB之間的定時偏差可以通過各個NodeB與RNC的“RNC-NodeB節點同步”間接得到。具體過程：首先NodeB（基站）需要網絡同步，保持BFN計數頻率的穩定和精度；然后通過“RNC-NodeB節點同步”得到RNC和NodeB之間的定時參考差異，用于以后的同步過程（如TrCH同步）。NodeB只需要向RNC“看齊”，如果一個RNC下的所有Node B都這樣做了，那么它們之間的定時關系也能得到（這個關系是從RNC看到的），而Node B之間不必直接看齊，因為Node B向上只和控制著它的RNC聯系。
cdma2000系統的基站之間要求嚴格同步的，目前主要利用GPS同步。主要是為了切換時手機可以保持同兩個基站的嚴格時間差異信息。WCDMA切換算法與此不同。這是兩者協議的差異。
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