1、第三代移动通信系统原理篇1. 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。1）公共传输信道包括上行链路的 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
2、页请求。2）专用传输信道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。2. 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。c 是 DPCCH 的系数，d 是所有 DPDCH
3、 的系数。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。Signalling values forc and dQuantized amplitude ratiosc and d15 1.014 14/1513 13/1512 12/1511 11/1510 10/159 9/158 8/157 7/156 6/155 5/154 4/153 3/152 2/151 1/150 Switch off 3. 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
4、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。如图所示：A B C D信源、信宿定时关系需要 不需要比特率 恒定 可变连接模式 面向连接 无连接针对 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
5、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。4. 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
6、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
7、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(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。5. 什
8、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 N
9、etwork 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
10、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。 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； 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； 降低分组数据业务的
11、吞吐量； 切换到另一个 WCDMA 载波或 GSM 系统； 降低实时业务的比特速率，如 AMR 语音业务； 控制呼叫使其停止；6. 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。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
12、是一个 Golay 码序列，具有良好的非周期自相关性，易于识别。第二步：扰码码组识别和帧同步。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 SSCH 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
13、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。7. 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。终端监测到 PI 为全 1 后，将对 SCCPCH 中发送的下一个 PCH帧进行译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
14、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。8. 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： 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； 接收总宽带功率（R
15、TWP），是在 3.84MHz 带宽上接收到的全部信号功率； 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。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。9. 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
16、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。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。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 IS95 等）的基站之间。10. 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
17、： 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 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
18、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接口的对接。11. 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。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
19、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）。在 CEL
20、L_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 CRNTI 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
21、（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
22、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。12. 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
23、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。13. 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2、节点同步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”
24、。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）和 NodeB（BFN）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
25、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
26、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。14. 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
27、，基站异步时，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。15. 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。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
28、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。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。16. 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
29、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。1、STTD 发射分集图 5-1 STTD 发射分集编码方式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）。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
30、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。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
31、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 12dB 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
32、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 typeOpen loop mode Closed loopTSTD STTD ModeP-CCPCH 不支持 支持 不支持SCH 支持 不支持 不支持S-CCPCH 不支持 支持 不支持DPCH 不支持 支持 支持PICH 不支持 支持 不支持PDSCH 不支持 支持 支持AICH 不支持 支持 不支持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
33、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 02dB 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。17. 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 WCDM
34、A 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。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 HARQ 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。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 R
35、RM 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。18. 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。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。19. 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
36、同了。而且在 3G 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。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。20. 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
37、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，在 RNC 和 UE 之间进行。21. 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
38、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。22. 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
39、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。23. 七号信令传输如
40、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：SCCPM3UASCTPIP24. 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 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。25. 路由器支
41、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)安全协议 esp(RFC2406)、ah(RFC2402)、ah-esp(RFC2401/2402/2406)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IKE(RFC2409)安全策略身份验证字(pre-shared key)安
42、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, RADUISFire WallNAT
43、(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。26. 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），消息
44、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。27. 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 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。28. 什么是 SIGTRAN？SIGTRAN 是 Signalling Trans
45、port 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：BICC、ISUP、TUP 、RANAP、MAP、CAP 、INAP、SCCPM3UA、M2UA、IUA、SUA、M2PA 、V5UA 、DUASCTPIPV4/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。29. 什么是 TFO、TrFO，各有什么优点？TFO 是 Tandem Free Op
46、eration 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。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
47、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。30. 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。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；
48、不符合网络 IP 化的趋势。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。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；IP 承载是网络发展的趋势。缺点：缺少大规模的商用经验。31. 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，
49、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 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。
