3G网络技术

关键词： 制式 频段 牌照 运营商

3G网络技术（精选十篇）

3G网络技术 篇1

2009年1月7日, 工业和信息化部根据国务院会议精神, 正式将3G移动通信运营牌照发放给中国电信、中国移动和中国联通三家电信运营商, 目前3G频段也已经正式分配。其中中国电信获得的是CDMA2000制式, 频段是1920-1935MHz和2110-2125MHz, 其3G制式基于FDD (频分双工) 模式;中国移动获得的是TD-SCDMA制式, 频段是1880-1900MHz和2010-2025MHz, 其3G标准基于TDD (时分双工) 模式;中国联通获得的是WCDMA制式, 频段是1940-1955MHz和2130-2145MHz, 3G标准也基于FDD模式。根据工业和信息化部无线电管理局消息, 相关分配方案已经正式通知三大运营商。自此, 中国的移动通信正式开启了3G时代。

3G (3rd Generation) 是指第三代移动通信。第一代模拟制式手机 (1G) 只能进行语音通话;第二代GSM、TDMA等数字制式手机 (2G) 便增加了接收数据的功能, 如接受电子邮件或网页;第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升, 它能够在全球范围内更好地实现无缝漫游, 并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式, 提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务, 同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务, 无线网络必须能够支持不同的数据传输速度, 也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps (兆比特/每秒) 、384kbps (千比特/每秒) 以及144kbps的传输速度。国际电信联盟 (ITU) 目前确定了全球3G三大主流标准, 分别是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和Wi MAX。

3G是ITU在1985年提出的工作在2000MHz的频段、预期在2002年左右商用的系统, 当时称为陆地移动通信, 即FPLMTS。1996年正式更名为IMT2000。1998年6月, 各国标准化组织向国际电联提交了各自的无线传输技术候选方案, 共有16种。在这些技术当中, 以码分多址技术作为第三代移动通信的主要技术。其中, 最有代表性的主流技术有三种, 分别是WCDMA技术、CDMA2000技术和TD-SCDMA技术。其中, WCDMA是欧洲和日本支持的方案, CDMA2000是由美国提出的方案, 而TD-SCDMA则是第一个由中国提出、以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的国际标准, 采用的是TDMA和CDMA混合接入方案。WCDMA和TD-SCDMA是由3GPP (3rd Generation Partnership Project, 第三代合作伙伴计划, 一个成立于1998年12月的标准化机构) 开发和维护的规范, 而CDMA2000是由3GPP2开发和维护的规范, 这些技术都是以CDMA技术为核心。这三种无线传输技术的具体技术参数如表1所示。

CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA同属3G的主流技术标准, 其中CDMA2000和WCDMA是FDD的标准, 而TD-SCDMA则是一个TDD标准, 这三种技术标准各有特色。WCDMA的主要关键技术在窄带CDMA的技术基础上有所改进:可适应多种速率的传输, 灵活地提供多种业务;BTS之间无需同步;优化的分组数据传输方式;支持不同载频之间的切换;上、下行快速功率控制;反向采用导频辅助的相干检测;充分考虑了信号设计对EMC的影响。CDMA2000主要考虑了美国和韩国现有的IS-95商用系统的兼容性, 采用了IS-95的软切换和功率控制技术, 帧长同样为20ms, 需要BTS之间的同步, 主要改进在于:反向信道采用连续导频方式;反向信道相干接收;前向发送分集;充分考虑了信号设计对EMC的影响等。TD-SCDMA采用TDD的模式, 前向和反向可以使用相同频率的同步时间间隔, 其特点在于:能使用各种频率, 不需要成对的频率;适用于不对称的上下行数据速率;因前向和反向信道在同一频率, 可以采用智能天线等新技术以提高性能。

现有的移动通信业务都是对称双工语音业务和相应的低比特率数据业务。对于语音业务, 每窄带的业务信道被占用的带宽是20-30KHz, 通常整个频谱会被再分为固定数量的业务信道。对称成对频带上的FDD运行模式非常适合于对称双工的语音业务, 因此在1G和2G时代, FDD成为移动通信系统的典型标准。然而, 随着移动用户对高速数据处理能力的要求日渐增长, 对3G数据传输速率的要求也从8k bit/s增长到2M bit/s。随着每个用户要求的频带和数据吞吐量的迅速增长, 3G要同时支持对称和非对称业务的混合业务, 导致频谱分配和频谱管理发生了相当大的变化。

由于要实现对称和非对称业务, 实现灵活的、自适应的频谱分享是十分必要的。在FDD系统中, 由于其采用固定的上/下行链路分配, 导致这个问题不能在频域中被彻底解决。而TDD模式是通过无线信道在时域里周期性重复的TDMA帧结构来实现, 这个帧结构被再分为几个时隙, 因而能在同一帧的不同时隙中发送上行业务 (从移动终端到基站的通信业务) 或下行业务 (从基站到移动终端的通信业务) 。也就是说, 根据所传输数据的类型不同, 上、下行链路上的频谱可以被灵活地分配。当从基站发送电子邮件和下载互联网信息等非对称数据业务时, 更多的时隙将被分配给下行链路;当进行语音电话等对称业务时, 上、下行业务占有相同的时隙, 从而实现了对无线频谱灵活的、自适应的共享。

对于频率规划管理来说, 采用TD-SCDMA后, 不成对频域更容易被分配和利用, 自行解决了所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。因此, 中国建议的TD-SCDMA系统带有无线资源灵活时域分配的显著特点, 对各种双工业务的全球无线业务发展都可以说是一个里程碑。

与FDD的两种标准WCDMA和CDMA2000相比, TD-SCDMA也有其不足之处。比如, 在对CDMA技术的利用方面, TD-SCDMA因要与GSM的小区兼容, 小区复用系数为3, 降低了频谱利用率;因为TD-SCDMA采用多时隙不连续传输方式, 频带宽度窄, 不能充分利用多径, 抗快衰落和多普勒效应的能力差, 降低了系统效率, 实现软切换和软容量能力较困难;系统平均功率与峰值功率之比随时隙数增加而增加, 受耗电制约, 终端发射功率不大, 小区半径较小, 一般不超过10公里, 而FDD系统的小区半径可以达到几十公里。

FDD的两种标准WCDMA和cdma2000都满足IMT-2000提出的全部技术要求, 包括支持高比特率多媒体业务、分组数据和IP接入等。这两种系统的无线传输技术均基于DS-CDMA作为多用户接入技术, WCDMA和cdma2000各具优势。WCDMA相对cdma2000的一些优势主要在于:

1) WCDMA使用的带宽和码片速率 (3.84Mcps) 是cdma20001x演进家族的三倍以上, 因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。此外, 更高的码片速率也改善了接收机解决多径效应的能力。2) WCDMA在小区站点同步方面的设计是使用异步基站, 而cdma2000基站则通常通过GPS实现同步, 这将造成室内和城市小区 (采用室内天线) 部署的困难。3) WCDMA进行功率控制的频率几乎是CDMA2000的两倍, 达到每秒1500次 (1.5k Hz) , 因而能保证更好的信号质量, 并支持更多的用户。

另外, 在现有网络基础和市场推广上, WCDMA占据着更大的优势。由于全球移动系统有85%都在用GSM系统, 而GSM向3G过渡的最佳途径就是历经GPRS演进到WCDMA。所以, 现有网络上的绝对优势使得cdma2000难以对WCDMA望其项背。

但是, 另一方面, 运营商在网络演进过程中必须考虑由2G到3G的过渡成本问题。新的3G网络要能够最大限度地利用已有的2G网络设备, 包括核心网络和基站设施。最好可以避免在初期不确定情况下大规模投资, 采取一个逐步追加投资的过程, 从而降低风险, 并且获得长期的最大规模效益。

从GSM过渡到WCDMA的成本要远远高于从CDMA过渡到cdma2000, 因为WCDMA只能兼容GSM的核心网, 基站设施都需要重新建设, 因此, WCDMA只能在原有GSM网络之外另外建设一个独立的3G网络。而对于CDMA2000, 由于其延续了IS-95的技术, 系统的升级只需更换基站的信道板, 终端的设计和元器件也有许多是相同的。原有的IS-95网络设备商和终端设备商就可以很容易继续提供对CDMA2000系统和终端的支持。因此, 运营商可以在极短的时间内将IS-95的系统升级为CDMA2000, 终端厂商也会非常容易地推出CDMA2000的终端, 从而大大提高了CDMA2000网络和终端的经济规模, 也大幅降低了CDMA2000的成本。尤为重要的是, 从2G升级到3G的工程建设周期, cdma2000要远远快于WCDMA, 这将是3G市场竞争中中国电信制胜的“法宝”。

展望后3G时代的技术潮流, 能够超越3G而实现个人通信“超级链接”的网络技术——3G长期演进技术LTE (简称LTE) 将是未来发展的方向。LTE解决方案是3GPP组织发布的下一代网络技术标准, 由于美国高通公司在3G时代占据了技术的核心专利, LTE阵营处心积虑搞OFDM以绕开高通主要技术。与3G相比, LTE具有更高容量、更高频谱效率和低时延的特点, 并完全支持与3GPP2组织的CDMA网络的互通。采用LTE技术, CDMA运营商可以融入到3GPP部署的移动网络中, 获取规模化效益, 支持LTE终端的全球漫游。

目前, 移动无线技术的演进路径主要有三条:一是WCDMA和TD-SCDMA, 均从HSPA演进至HSPA+, 进而到LTE;二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B, 最终到UMB或LTE;三是802.16m的Wi MAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者。原本就运营GSM/WCDMA的英国沃达丰、日本NTT Do Co Mo、西班牙电信、法国电信、美国AT&T和Verizon、中国移动等世界最主要电信运营商已经决定采用或测试LTE技术。而全世界最优秀的CDMA运营商也都在部署LTE或HSPA作为其的下一代网络:美国Verizon、Alltel, 日本KDDI、韩国SK电讯和韩国电信 (KTF) 、澳大利亚电信 (Telstra) 、和记电讯 (澳大利亚、越南) , 以及较小的加拿大贝尔和Telus、泰国CAT、新西兰电信。因此, 未来在宽带无线移动技术领域, LTE将成为主流技术, 并占据移动市场的大部分份额。

3G网络技术 篇2

依靠移动通信业务的高速发展以及不断增长的电信服务需求，电信行业的平均薪资在各行业中一直独占鳌头。中华英才网最新调查结果显示，电信业的年薪均值达到了54967元，高出排在第二位的石油化工行业近11%。在未来，该行业的薪资水平尤其是3G移动应用软件工程师的平均薪资还将继续看涨。

据工业和信息化部人才交流中心报告显示，自2009年3G牌照发放后，3G通信软件类人才需求量已超过20万。另据权威人力资源机构前程无忧的一份最新数 据显示，3G通讯软件工程师的缺口在近一步加大，未来几年将可达到百万，3G软件工程师已居于职业收入排行榜榜首。调查报告中称，华为手机软件工程师的年 薪在12万～14万元之间；中兴手机软件工程师的年薪为10万元以上，大唐电信手机软件工程师的年收入也超过了10万元，而外资电信企业软件工程师年收入 则达到了15万以上。３Ｇ运营商、３Ｇ设备提供商、手机终端制造商、无线互联网及内容提供商、3G风险投资商都成为了招聘的主角企业。这说明3G软件开发将成为未来it从业人员的主流方向，如何走在最前端是现在往it方向发展人员的一个最重要问题。

对于今天高考毕业的考生来说，或许是一个契机，3G软件技术开发作为一个新型的专业已经参与高考统招，有兴趣的学生可以选择报考。湖南生物机电的软件技术专业校企合作班（3G移动软件方向）即是生物机电学校为满足社会这一人才需求特别开设，校企合作的模式不但有利于保证学生专业知识的学习，而且能够有机会通过企业实践把理论知识运用的实践中并且不断的帮助学生发现问题，提高技术，不论从哪个角度来说都是一个不可多得的机会。

3G热点区域网络优化探索 篇3

关键词：WCDMA；热点区域；网络优化

中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 16-0000-01

一、移动网络优化必要性和目的

移动通信的网络优化是指对运营商通过实际测试、用户反馈以及统计移动通信网络中的各种数据，找到影响通信质量的各种不利因素，通过调整网络配置、扩容等技术，使现有移动网络运行平稳，同时也对移动通信网络未来的规划及维护建设提出合理性建议。3G系统的资源利用率很高，能以较少的投入提供高质量的通信服务，节省开支。3G已经取代了2G系统，所以继续完善3G网络建设，保证3G业务的有效开展，加强对其它运营商用户的吸引是非常必要的。

近些年移动通信技术的高速发展，移动用户对网络的服务质量及便捷性要求提出了更高的要求，只有不断优化现有网络，才能满足用户的需求。中国的三大移动通信运营商，中国移动、中国联通及中国电信，经过几年对3G网络的大力投资，高速建设，三家运营商的3G网络规模己经发展成为世界上最大的3G移动通信网络，拥有10亿的用户群。但是，网络的质量却远远没有跟上网络规模的发展速度，导致网络信号质量差、带宽不足。由于网络性能跟不上导致一些地区无法发展数据业务，不能充分发挥3G网络的优势，使得用户流失，网络运营收益降低。因此，网络优化工作的高效性可以直接影响到运营商的收入，对运营商的长期效益更有深远的影响。

移动通信网络是一个结构非常复杂且运营环境不断发生变化的网络。随着移动用户数的快速增长，用户群体的不断庞大，给现有移动通信网络的的容量带来巨大压力，再加上话务量的分布及其不规则，使得移动通信网络规划设计很难做到一次到位，网络建成后总会因情况的不断变化出现各种问题。此外，无线频率资源十分有限，分配给移动通信使用的频率资源的更是严重不足，导致移动通信中频率复用非常普遍，同频干扰的现象很严重。上述原因，使得现有的移动通信网络的服务质量往往不能达到预期状态，运营商的投资并没有得到很高的效益。因此，运营商要在运营中要投入大量人力、物力对网络进行及时调整，合理配置网络资源，通过网络优化使现网各项指标达到要求。

二、导频污染的RF优化方法

导频污染的优化大量的工作是在RF优化，即调整天线高度、方向角、下倾角等，目的是增强需要的小区覆盖和降低不必要的小区覆盖。所以，优化的关键，需要考虑到如下的情况。

（1）通过测试确定哪些区域存在导频污染，以及严重程度，因为有一些地方比如水面上比较容易发生导频污染，但由于水面是没有用户或用户极少，可能就不必要过分关注那里有少量的导频污染现象。

（2）结合规划目标，确定这个区域应该属于哪个小区或哪几个小区（不要超过3个）覆盖，以及哪些小区是越区覆盖。

（3）根据目前相关小区工程参数配置情况来调整相应的工程参数（通常是天线方位角、倾角、挂高等），来达到增强应该覆盖的小区信号，降低是越区覆盖的小区信号，但需要注意，在选择调整方法时，要充分考虑利弊，不要出现这个问题点解决了，另一个地方又出现了问题。

（4）如果调整工程参数不能解决，根据具体情况可以考虑其它一些方法，如：调整导频功率、增加基站等。

三、规划阶段导频污染问题优化

在移动网络规划时，可以利用规划仿真软件进行模拟测试，假设给定负荷情况下给出的网络整体性能，其中可以看出网络中哪些地方可能会出现导频污染，并加以分析。经过规划仿真软件的模拟及计算，软件可以画出导频污染的分布区域的图示。仿真软件可以直观的看到建成后的效果，规划时提前避免导频污染，把导频污染在规划阶段降到最低，从而为实际的网络设计方案提供设计分析。地图的精度和准确性传播模型的精确度决定了规划软件导频污染分析的准确性，实际应用中应加以考虑。

四、实际网络导频污染问题优化

规划仿真软件的设置的各方面条件比实际网络的地貌、无线环境、话务分布等要单一很多，所以实际网络中的导频污染现象的原因更为复杂。经常会出现在仿真时导频污染问题通过调试解决，但实际现网中同一地点导频污染严重。同理，某区域在仿真中存在严重的导频污染，而在实际网络中由于地形特点并不存在导频污染了。此外，仿真调整依靠计算机完成，方便快捷，而现网中的优化会受到多方面因素的影响，操作起来会复杂很多。比如，想调整移动某一天线高度，刚好这个天线的挂高位置不能改变，那么只能用别的方法替代。但就仿真和实际网络优化解决导频污染的总体思路来说是很相似，具体的说，常用调整天线的角度、调整导频功率、调整导频功率、采用RRL'或直放站、加设微小区等方法。

五、具体网络优化案例

移动终端如果同时收到多个主导频，且功率而相近，存在導频污染，测试过程中发生了掉话。可通过调整天线角度解决掉话现象。如发现无线接通率指标差，应查看UEID分别为不同用户导致的，从而排除用户因素，从失败的业务类型来看RRC连接请求建立失败（业务相关）大部分为发起PS业务建立、RRC连接请求建立失败（其它）都为注册类业务。RAB请求建立时下行EC/IO处于-17左右，从而判定为下行质量差导致的，该小区覆盖处于热点区域3G网络边缘怀疑小区覆盖方向信号杂乱无主导频现象。从而导致当发起呼叫建立时容易造成未接通现象。核查小区无邻区漏配现象，本次通过调整小区异系统重选启动门限（SsearchRAT）（2->4）让UE在EC/IO迅速恶化前通过及时重选占上GSM小区以免由于EC/IO变差而导致的RRC、RAB请求建立失败现象。RRC连接建立请求次数、RAB建立请求次数与调整前相比略有下降，RRC连接建立失败次数、RAB建立失败次数均有所下降。符合当小区覆盖质量较差时通过加快异系统重选占上GSM小区，所以本次RRC、RAB连接建立请求次数相比之前有所下降，本次话务统计效果良好。

参考文献：

3G网络技术教育功用反思 篇4

工作、学习和生活模式带来巨大冲击, 迫使媒体、商业、教育等各行各业不得不开展对3G应用的深入探讨, 如何利用3G技术和通信条件来开展移动学习的研究也如火如荼地展开, 成为教育领域对3G关注的焦点和核心。

3 G及其功能特征

3 G———3rd Generation, 即第三代移

动通信, 是通过开发和整合最新电子信息技术, 将无线通信技术和互联网多媒体通信技术结合起来形成的一项新的通信技术系统, 是具有强大信息传输功能的新一代移动通信系统与通信终端。“第三代”是相对于第一代模拟制式手机 (1G) 和第二代GSM、TDMA等数字手机 (2G) 而言的。它能够快速处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式, 提供包括网页浏览、电话会议、电子商务在内的多种信息服务, 能够支持不同的数据传输速度, 可以在室内、室外和行车的环境中分别支持至少2Mbps (兆字节/每秒) 、384kbps (千字节/每秒) 以及144kbps的传输速度。3G能够提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务, 传输速率最高可达2M BIT/S, 带宽可达5MHZ以上。 (1)

3 G的功能特征如下:

3 G具有高速的传输速率。

3G市场形成之前, 广泛应用于商业的是2.5G移动通信技术。由于3G是个相当浩大的工程, 要从2G直接迈向3G有非常大的难度, 因此出现了介于2G和3G之间的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、蓝牙 (Bluetooth) 、EPOC等技术都是2.5G技术。3G技术是在上述技术基础上强化和新增功能后形成的新的技术系统, 它不仅包含了上述技术的精华, 还大大强化了上述技术的各种能力, 新增了许多2.5G技术所不具有的新的功能, 具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能, 具有在2GHz左右的高效频谱利用率, 且能最大限度地利用有限带宽, 使得其声音和数据传输速率大大提高, 图像、音频、视频的下载传输更加快捷。

3 G具有视音频电话功能。

3G技术最吸引眼球的是手机的视频通话功能。在3G技术的支持下, 视频通话已经像语音通话一样得到迅速普及。依靠3G网络的高速数据传输, 3G手机用户即使远隔千山万水, 也可以随心所欲、畅通无阻地通过手机来进行“面谈”。当用户用3G手机拨打视频电话时, 不再是把手机放在耳边, 而是面对着手机, 再戴上有线耳麦或蓝牙耳麦, 通话双方都能在手机屏幕上看到对方的适时影像, 一方的通话状态还可以被录制下来并传送给对方或者第三方和多方。同时, 3G手机的语音通话效果也将随着网络技术的提升而得到提高, 从而更加清晰、保真。

3 G具有视频社区的功能。

视频社区功能的实现, 使空间、速率、介质所造成的障碍与干扰变得无关紧要甚至销声匿迹。在基于3G网络技术的基础上, 实现不同通信介质的兼容和跨设备的通信成为现实。通过3G网络, 处在世界不同地区、不同文化背景的朋友们可以自发形成视频社区, 通过事先约定的时间, 采用不同的介质, 在任何一个角落顺畅地实现互动交流。因此, 3G技术为远程公众通信、远程会议、远程会诊、远程交易和远程教育提供了可能, 成为实现地球村的最有价值的技术保障。 (2)

3 G对教育的促进作用

3 G的核心应用是“宽带无线上网”, 重要优势是传输速率高。

3G的这两个重要特征正好可以用来帮助解决目前我国依托网络开展的相关教育教学活动如移动学习、远程教育、网络教育中遇到的困难, 成为解决这些教育形态发展瓶颈最有力的技术手段。

首先, 从3G视角审视传统网络教育存在的问题。

教、学时空的限制。无论是移动学习、远程教育还是网络教育, 大都是采用师生异地同步或非同步的教学形式, 提供的是已开发的教学内容。在任何时候、任何可以连接网络的地方, 学生都可以参与学习、接受教育。但是, 由于网络连接和计算机必须具备物理设备等先决条件的限制, 在无网络覆盖的区域、移动的交通运输工具上或步行中, 大家都无法随心所欲地参与教学活动。

教学资源的局限。虽然网络传输速度在逐步加快, 网络上提供的各种文本、声音、视频、动画等教学资源也在日益丰富, 但由于技术壁垒、搜索困难和资源来源不确定等一些客观原因, 依然无法满足学习者的需求。而最主要的是受到设备存储容量以及网络带宽和传输速率的影响, 通过网络下载的学习资源多为文字的表现形式, 视音频流无法顺畅快速地上传和下载, 或者说视音频资源的下载速度已无法满足学习者的学习需求, 在某种程度上已经严重制约了这类教育的发展。

交互性相对较差。受到网络带宽的限制, 在移动学习、远程教育、网络教育等教育活动中, 老师与学生之间、学生与学生之间的交互, 如网上答疑、在线讨论等主要还是通过电子邮件、BBS、QQ、SNS等形式, 以文本为主, 声音、视频的直接交互较少。限于文字交流的单一形式, 无法看到对方的表情、无法听到对方的声音, 从而影响了师生情感交流的效果, 进而影响了教、学效果。因此, 提高网络带宽, 丰富师生交互方式就显得十分必要。另外, 传统的网络教育在教学内容的表现方式上也较为单一, 对于语言、视觉艺术等方面的学习内容无法很好地呈现, 对于不少技术性强的学科适用性不强, 有很大的局限性。若能够突破网络传输速度的局限性, 顺畅地传输视音频流, 较大程度地丰富学习内容的呈现方式, 依托网络开展的教育教学活动的适用范围将极大地扩大, 学习效果也将得到改善。 (3) 而3G技术正好向我们提供了这个可能。

其次, 3G强大的通信功能为移动学习带来新希望。

提供移动互联网。移动互联网是将有线互联网、移动通信网集成在一起的信息传输网络, 它主要包括有线互联网、无线连接和灵便终端。有线互联网即Internet, 无线连接是由无线模块组成的网络, 灵便终端指具有终端处理能力的便于携带的终端设备, 如移动手机等。与有线互联网相比, 移动互联网的主要优点是弥补了有线互联网不能移动的缺点。移动互联网可以把一个学习系统中的每一个人都联系在一起, 它打破了各种封闭的学习空间, 使学生得到一个可以自由发展个性的空间, 课堂的空间性在理论上被无限地扩大了。只要有通信信号覆盖的地方, 就可以实施移动教学。移动用户使用无线终端, 经过网关可以接入互联网, 访问学校的教学服务器, 并进行浏览、查询、实时交互, 类似于普通的互联网用户。而面向浏览器的移动设备的推出, 可使我们通过手机浏览互联网上丰富的和更新较快的各种各样的素材, 获得更多的信息。 (4)

提供海量移动资源库。随着移动学习设备容量的增大, 以及3G网速的大幅度提高, 教师可以随时随地上网查看和收集与教学有关的声音、影像、视频等多媒体资源, 并从互联网浩瀚的资源中搜索所需材料。学生也可以通过移动网络搜取自己需要的内容, 如课程的重难点和常见问题及其答案等, 而且可以存储于网站数据库中, 学生不仅能不受时间、地点限制登录网络, 查询各种学习问题, 还可以浏览、快速下载专家讲座、在线课堂讲座等。

提供移动的交互式多媒体。3G以前的交互式多媒体信息传输在很大程度上受到了通信技术水平的限制, 数据流量远远不能满足学习者交互的需求, 因而所谓的交互式多媒体的交互功能也就有一定的局限性, 其“慢吞吞”的信息传输特征常常令参与者不耐烦。3G的高速率传输使移动终端用户之间数据、音频、视频传输不仅是“立等可取”, 而且是“适时同步”, 使得真正的多媒体通信成为可能。3G为用户提供了多种多媒体业务:包括多媒体短消息业务、多媒体邮件业务、无线点播业务、wap浏览、互动游戏业务等, 为学习者提供使用无线移动设备同时访问多种学习资源和学习服务的无线通道。 (5) 这使得师生之间随时随地“轻松面对面”的交流成为了可能。

3 G教育功用的反思

3 G移动互联网将把我们带入一个前

所未有的移动互联空间, 3G手机不仅能进行语音通信, 还能用来上网浏览、收发电子邮件、传输文字和图像资料、开展电子商务等, 堪称继报刊、广播、电视、网络之后的第五大媒体。 (6) 但3G技术被引入教育领域毕竟是新生事物, 许多未知世界还需要我们去认识, 各种新的矛盾需要我们认真去寻找答案。在充分认识和利用3G带给教育新的形态新的气象的同时, 我们也要客观积极地认真思量3G的教育功用究竟有多大, 明确3G应用于教育还存在哪些局限性, 以防患于未然。

设备局限性。3G设备的性能是3G技术应用于教育的主要瓶颈, 目前具备较成熟的3G技术、应用最广的终端设备是3G手机。就目前的情形来看, 各大厂商生产的3G手机多是为了商用, 教育性能很少。3G手机的核心应用有:宽带上网、视频通话、手机电视、无线搜索、手机音乐、手机购物、手机网游。而且由于手机屏幕较小、待机时间有限等原因, 手机不适合进行长时间、系统的学习, 只能作为传统教育的一种辅助方式, 因此积极开发并推广使用适用于远程教育、网络教育和移动教育的3G终端已成为摆在我们面前的紧迫任务。

资源质量和检索效率有待提高。3G传输速率的大幅度提高, 在给人们带来方便的同时, 也使得网上信息量成倍激增, 信息资源泥沙俱下, 良莠不齐。这就要求学习者必须花费一定的时间和精力去选择自己需要的优质资源。对于那些辨别力不强、自觉性差的学习者, 还可能受到不良信息的干扰和误导, 进而影响学习。因此信息资源内容的质量和检索获取效率也是3G技术应用于教育需要解决的一个重要问题。

资费问题。3G的到来, 使宽带无线高速上网成为不争的事实, 网络中可供选择的多媒体数据业务也日渐增多。多媒体数据业务的丰富意味着学习者使用网络教育业务的可选性增多, 但同时也会带来学习者通信消费成本的提高, 给使用者带来一定的经济负担, 一些经济基础薄弱的地区和个人就又有被拒之于3G教育门外的潜在危险。 (7) 因此, 开发低资费的3G移动设备以满足低收入群体的学习需求也必须提上议事日程。

管理机制需要提升。灵便终端应用于教育, 尤其是手机, 我们首先想到的是可以随时随地、不受时空限制地上网学习。但反观我们目前手机的使用情况, 不外乎打打电话, 传传简讯, 上网浏览浏览新闻、图片、视频短片等, 有多少人使用手机来进行学习?尤其在现今的课堂上, 经常会出现手机铃声此起彼伏, 打断正常教学的情形。因此, 如何制定一套合理的管理机制, 对使用灵便终端开展的教育教学活动进行规范约束仍是一个值得思考的问题。

综上所述, 我们不可否认3G技术对教育的发展能起到一定的推动促进作用, 尤其是对依托网络开展的教育教学活动更能起到推波助澜的作用。但我们在将3G技术引入教育领域时, 还应注意增强设备的教育性能、提高资源的质量和检索效率、合理调整资费用度、完善管理体制。3G技术给我国教育的发展带来了新的机遇, 但同时也使教育面临新的挑战, 因此, 我们应该辩证地看待3G, 把握好机遇, 迎接挑战, 开创3G时代教育事业的新局面。

参考文献

[1][4]罗小巧、周丽丽、万李:《3G在移动教育中的应用展望》, 《高等函授学报 (自然科学版) 》, 2004 (6) 。

[2][3]肖澎、陈燕:《3G技术支持下的移动学习应用探究》, 《中国教育技术装备》, 2009 (12) 。

[5]彭春旺、赵新胜:《3G时代:学习在“移动”中“宽带”起来》, 《现代教育技术》, 2009 (6) 。

[6]陈龙:《浅析3G新媒体对受众的影响》, 《决策探索》, 2009 (6) 。

3G网络知识 篇5

3G能够处理图像、语音、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，主要目标定位于实时视频、高速多媒体和移动互联网访问业务，

国际电信联盟(ITU)于2000年确定了WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三个主流3G国际标准。其中，TD-SCDMA由我国提出，被称为自主创新的技术标准;WCDMA由欧洲提出，CDMA2000由美国提出。

浅析3G网络安全体系构建 篇6

关键词：3G网络；网络

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-01

Analysis of 3G Network Security System

Zhang Kewei

(Baoding Branch of China Tietong,Baoding071000,China)

Abstract:With the continuous progress of the times,the rapid development of 3G networks has become a sign of the times,and we are eager to solve the problems and concerns is the security of 3G networks.This article on the current status of 3G network security analysis,and the 3G network problems and loopholes to be discussed,thereby enhancing the safety factor of the network to ensure the safe use of the user.

Keywords:3G networks;Network

安全体系的不断发展，网络的不断升级，3G网络系统已趋于全球化。如今的信息传输不仅可以通过全开放的无线链路，也可以通过全球有线网络进行传输信息。在多种信息服务于我们的同时，相应的网络安全性就成为我们关注的焦点，网络的安全性将会严重阻碍3G的未来发展空间。

一、3G第三代移动通信技术

3G第三代移动通信技术，指的是支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。它可以在传送声音的时候同步传送邮件等数据信息。其特点是提供数据业务的速度。3G的安全技术是建立在GSM网络安全基础上的，这一技术不但在安全功能上给予了大幅度提升，而且还克服了GSM的一些安全隐患，给用户提供了更稳定的平台，并受到用户的极大欢迎，它将无线通信技术与因特网技术有机的融合在一起，并引入了因特网中的加密技术，给3G的业务拓展带来了极大的发展空间。

二、3G的安全漏洞3G网络的安全性虽然得到了大幅度的提升，但是随着网络技术的不断革新，3G网络的漏洞也相形见影

（一）通过非法手段获取敏感数据以及保密信息 攻击者通过伪装成为合法的身份切入用户网络，在用户不知情的情况下对用户进行侦听，获取有价值信息，并进行非法活动，只是用户经济以及其他方面的损失。

（二）干扰网络服务攻击者通过非法手段获取用户的使用特权，获取一些非授权信息，并通过非法手段对于网络系统以及服务器进行干扰，滥用系统中的服务功能，已达到为其获取利益的目的。

（三）服务的非法访问这一攻击主要包括两个方面：一是攻击者伪装成网络和用户实体，非法窃入访问系统服务器，盗用访问权限，获取非法服务。

三、3G安全技术分析

（一）2G网络的接入都采用无线信道，因此极易受到攻击，移动台到无线网络接入这一部分是移动通信系统的关键，在进入到3G系统时，对于接入控制的安全性给予了加强，同时有兼顾到了与GSM的兼容性。3G与GSM的相似之处在于，用户接入网的安全依靠于USIM（物理和逻辑上均独立的智能卡）设备。

（二）3GPP在发展的初期与移动通信系统第二代一样，都对核心网的安全技术未定义。核心网的安全性随着网络的进步、发展在全球的普遍应用，越来越成为人们关注的焦点。在今后网络发展的道路上，它也将会列入到3GPP标准化规定中。当前，3G核心网住处于一种向IP网过渡的一个时期，所以IP网所存在的一些问题核心網也必然会面对。因此，在3G网中因特网的安全技术也发挥了非常重要的作用。移动无线因特网为3GPP定义一个统一的结构。

（三）在3G系统中，保障应用层的安全性，除要提供传统的话音通话业务外，3G发展的热点将致力于电子商务、电子贸易、网络服务等新型业务。业务圈的不断扩大，使得3G的网络安全性越来越成为人们关注的重点。可以通过SIM应用工具包来达到完成端到端的安全和数字化签名认证。它也为SIM/USIM和网络SIM应用工具提供商之间建立一条安全纽带。

（四）代码安全。与第二代移动通信系统相比较，第三代移动通信系统定义的标准化工具包可以用来实现各种服务（比如3GPP TS 23.057定义的MexE），而第二代移动通信系统就是固定标准化的服务模式。MExE的安全保护机制虽然是相对有限的，但是它可以提供下载手机终端的一系列的服务（比如下载新功能、新业务等）。

（五）个人无线网络安全3G终端的硬件设备形式多样，其中包括手机电话、PDA、电子钱包以及一些共享设备等，他们也可以通过设备自带的蓝牙技术组建局域网，允许各终端设备的自由加入和退出，因此，局域网内的安全也成为了我们值得关注的焦点。

四、3G系统中安全特性的优缺点

（一）相对于2G网络系统而言，3G系统在以下几个方面上有优于2G系统：双向鉴权认证：是指MS与基站之间的互相认证，既防止了一些为基站的攻击伤害，同时也可以及时避免了一些不良现象。为接入链路信令数据的完整性上提供了保护。增加了密钥的长度，对算法也进行了改进。3GPP接入链路数据加密延伸至无线接入控制器RNS。为了使将来在新业务上提供安全保护措施，3G的安全机制还具有可拓展性，可以对自己的安全模式、级别等随时查看具有安全可视性的功能。

（二）与2G相比在密钥的长度和算法的选定上还有鉴别机制和数据完整性检验等一系列的问题上3G要远远超越于2G。但依然存在着缺陷：公钥密码提职尚没有建立，用户签名认证难以实现。然而随着移动存储器容量的不断增大，无线带宽增容，以及CUP处理能力也在不断提升，这也迫使要建立无线公钥设施。3G中密码学的最新研究成果也并未得到发挥。而在密钥产生机制和认证协议上也有一定的安全性问题。

五、结束语

3G系统的逐步发展，给信息革命带来新的要求，随之也有许多的弊端出现，因此，更好的建设3G网络，需要我们认清目前3G网络的现状，以及存在问题，寻找更好的方法与手段予以解决。随着网络飞速的发展，3G在未来还有很大的发展空间，所以研究3G网络系统的安全任重而道远。

参考文献：

[1]庚志成.全球3G发展现状分析[J].移动通信,2005:10-20

简析3G通讯技术 篇7

“3G” (3rd-generation) 是第三代移动通信技术的简称, 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。

1、W-CDMA (欧洲标准)

全称为Wideband CDMA, 也称为CDMA Direct Spread, 意为宽频分码多重存取, 这是基于GSM网发展出来的3G技术规范, 是欧洲提出的宽带CDMA技术, 它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同, 目前正在进一步融合。W-CDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商, 日本公司也或多或少参与其中, 包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电, 以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。该标准提出了GSM (2G) -GPRS-EDGE-WCDMA (3G) 的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上, 对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲, 对这套新技术的接受度会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。

2、CDMA2000 (美国标准)

CDMA2000是由窄带CDMA (CDMA IS95) 技术发展而来的宽带CDMA技术, 也称为CDMA Multi-Carrier, 它是由美国高通北美公司为主导提出, 摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与, 韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的, 可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G, 建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美, 所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的, 许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMA IS95 (2G) -CDMA20001x-CDMA20003x (3G) 的演进策略。目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡, 并已建成了CDMA IS95网络。

3、TD-SCDMA (中国标准)

全称为Time Division-Synchronous CDMA (时分同步CDMA) , 该标准是由中国大陆独自制定的3G标准, 1999年6月29日, 中国原邮电部电信科学技术研究院 (大唐电信) 向ITU提出, 但技术发明始祖于西门子公司, TD-SCDMA具有辐射低的特点, 被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中, 在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外, 由于中国内地庞大的市场, 该标准受到各大主要电信设备厂商的重视, 全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD—SCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节, 直接向3G过渡, 非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。

4、Wi MAX

全名是微波存取全球互通 (Worldwide Interoperability for Microwave Access) , 又称为802·16无线城域网, 是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后, 由于成本较低, 将扩大宽带无线市场, 改善企业与服务供应商的认知度。2007年10月19日, 在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上, 经过多数国家投票通过, Wi MAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。

二、3G技术的核心应用

1、无线宽带网络

无线宽带上网是3G技术的一项很重要的功能, 有了3G技术, 我们将步入移动互联网时代。届时我们能随时随地在手机、笔记本电脑上收发语音邮件、写博客、聊天、搜索、下载图铃等, 现在不少人以为这些在手机上的功能应用要等到3G时代, 但其实目前的无线互联网门户也已经可以提供。尽管目前的GPRS网络速度还不能让人非常满意, 但3G时代来了, 手机变成小电脑就再也不是梦想了。

2、视频通话

3G时代, 传统的语音通话已经是个很弱的功能了, 到时候视频通话和语音信箱等新业务才是主流, 传统的语音通话资费会降低, 而视觉冲击力强, 快速直接的视频通话会更加普及和飞速发展。

3、手机电视

从运营商层面来说, 3G牌照的发放解决了一个很大的技术障碍, TD和CMMB等标准的建设也推动了整个行业的发展。手机流媒体软件会成为3G时代最多使用的手机电视软件, 在视频影像的流畅和画面质量上不断提升, 突破技术瓶颈, 真正大规模被应用。

4、手机娱乐

3G网络架构及安全技术探讨 篇8

关键词：3G系统,网络安全,安全技术

1 无线接入网架构概述

3G系统由cn (核心网) , utran (无线接入网) 和ue (用户装置) 三部分组成。cn与utran的接口定义为iu接口, utran与ue的接口定义为uu接口, uu接口和iu接口协议分为两部分:用户平面协议和控制平面协议。

2 3G网络安全结构

3 G系统是在2G的基础上发展起来的, 认识到gsm/gprs的安全缺陷, 3GPP采取了公开透明的设计方法推进公众对移动数据业务的信心。其安全设计基于以下假设:被动和主动的攻击是非常严重的威胁;终端设备不能被信任;网间和网内信令协议 (七号信令和ip) 并不安全;能够应付欺骗用户的伪基站攻击。

3 G系统的安全设计遵循以下原则:所有在gsm或其他2G系统中认为是必须或应增强的安全特征在3G系统中都必须被保留, 它们包括:无线接口加密;无线接口用户识别安全;无线接口用户身份保密;用户接入服务认证;在归属环境下对服务网络的信任进行最小化;网络运营商管理可移动的硬件安全模块sim, 其安全功能独立于终端。3G将改进2G系统存在和潜在的弱安全功能。对3G系统将提供的新的业务提供安全保护。

3 G系统除了支持传统的语音和数据业务外, 还提供交互式和分布式业务。全新的业务环境体现了全新的业务特征, 同时也要求系统提供对应的安全特征。这些新的业务特征和安全特征如下:不同的服务商提供多种新业务及不同业务的并发支持, 因此3G安全特征必须综合考虑多业务情况下的风险性;在3G系统中占主要地位的是非话音业务, 对安全性的要求更高;用户对自己的服务数据控制能力增加, 终端应用能力也大为增加;3G系统中的新安全特征必须抗击对用户的主动攻击。针对3G业务特点提供新的安全特征和安全服务。

基于上述原则, 3G系统安全应达到如下目标:确保归属网络与拜访网络提供的资源与服务得到足够保护, 以防滥用或盗用;确保所有用户产生的或与用户相关的信息得到足够的保护, 以防滥用或盗用;确保标准安全特性全球兼容能力;确保提供给用户与运营商的安全保护水平高于已有固定或移动网络;确保安全特征的标准化, 保证不同服务网络间的漫游与互操作能力;确保3G安全能力的扩展性, 从而可以根据新的威胁不断改进。

3 G网络是一个规模庞大的, 技术复杂的系统, 为此必须提出一个通用的安全体系, 用来指导3G网络的建设、管理与应用。3G系统安全结构分为三层, 定义了五组安全特性。

(1) 网络接入安全:主要抗击针对无线链路的攻击, 包括用户身份保密、用户位置保密、用户行踪保密、实体身份认证、加密密钥分发、用户数据与信令数据的保密及消息认证; (2) 网络域安全:主要保证核心网络实体间安全交换数据, 包括网络实体间身份认证、数据加密、消息认证以及对欺骗信息的收集; (3) 用户域安全:主要保证对移动台的安全接入, 包括用户与智能卡间的认证、智能卡与终端间的认证及链路的保护; (4) 应用域安全:用来在用户和服务提供商应用程序间提供安全交换信息的一组安全特征, 主要包括应用实体间的身份认证、应用数据重放攻击的检测、应用数据完整性保护、接收确认等。由于在第三代移动通信系统中, 终端设备和服务网间的接口是最容易被攻击的点, 所以如何实现更加可靠的网络接入安全能力, 是3G系统安全方案中至关重要的一个问题。网络安全接入机制应该包括如下:用户身份保密、接入链路数据的保密性和完整性保护机制以及认证和密钥分配机制。3g安全功能结构如图。

横向代表安全措施, 纵向代表相应的网络实体。安全措施分为五类:euic (增强用户身份保密) 通过he/auc (本地环境/认证中心) 对usim (用户业务识别模块) 身份信息进行认证;uic (用户与服务网络的相互身份认证) ;aka用于usim、vlr (访问位置寄存器) 、hlr (归属位置寄存器) 间的双向认证及密钥分配;数据加密 (dc) , 即ue (用户终端) 与rnc (无线网络控制器) 间信息的加密;数据完整性 (di) , 即对信令消息的完整性、时效性等进行认证。

3 安全接入机制

3.1 身份保密

用户身份是重要而又敏感的信息, 在通信中必须保证这些信息的机密性。身份保密的目的是保护用户的隐私, 避免imsi (永久用户标识) 信息的泄漏。

3.2 数据保密性及完整性保护

网络接入部分的数据保密性主要提供四个安全特性:加密算法协商、加密密钥协商、用户数据加密和信令数据加密。其中加密密钥协商在aka中完成;加密算法协商由用户与服务网络间的安全模式协商机制完成, 使得me和sn之间能够安全的协商它们随后将使用的算法。用户数据加密和信令数据加密用以保证数据在无线接入接口上不可能被窃听。

在2G中的加密是基于基站, 消息在网络内是用明文传送, 这显然是很不安全的。3g G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加密。

加密算法的输入参数除了加密密钥ck (128bit) 外, 还包括加密序列号count-c (由短计数器和计数器超帧号hfn组成32bit) 、无线承载标识bearer (5bit) 、上下行链路指示direction (方向位, 其长度为1bit。“0”表示ue至rnc, “1”表示rnc至ue) 和密钥流长度指示length (16bit) 。掩码生成算法f8基于一种新的块加密, 这个块算法把64bit的输入转变成64bit的输出, 转换由128bit的密钥f8来控制。如果f8未知, 就不能从输入有效地计算输出或根据输出计算输入。原则上, 如果满足下面的条件之一就可以进行转换: (1) 试所有可能的密钥, 直到找到正确地密钥; (2) 以某种方式收集一个巨大的表, 包含所有264的输入输出对。

但实际上, 这两种方法都是不可行的。终端使用加密指示符来表示用户是否使用加密, 这样提供了加密机制的可见性。

网络接入部分的数据完整性主要提供三个安全特性:完整性算法协商, 完整性密钥协商, 数据和信令的完整性。其中完整性密钥协商在aka中完成;完整性算法协商由用户与服务网间的安全模式协商机制完成。3G系统预留了16种uia的可选范围。目前只用到一种kasumi算法。该安全特性是3G系统新增的。它使系统对入侵者的主动攻击有更强的防御能力。与uea协商功能的作用类似, uia的协商增加了系统的灵活性, 为3G系统的全球漫游打下基础。

umts的完整性保护机制是:发送方 (ue或rnc) 将要传送的数据用完整性密钥ik经过f9算法产生的消息认证码mac (message authentication code) , 附加在发出的消息后面。接受方 (rnc或ue) 收到消息后, 用同样的方法计算得到xmac。接收方把收到的mac和xmac相比较, 如果两者相等, 就说明收到的消息是完整的, 在传输的过程中没有被篡改。该算法的输入参数除了完整性密钥ik (128bit) 外, 还包括完整性序列号count-i (32bit, 由rrc序列号sn和rrc超帧号hfn组成) 、发送的消息message、direction (方向位, 其长度为1bit。“0”表示ue至rnc, “1”表示rnc至ue) 、mac-i (用于消息完整性保护的消息认证码) 和随机数fresh (为网络方产生的随机数并传输给ue, 长度为32bit, 用以防止重传攻击) 。我们需要对网络进行保护, 以防止恶意为count-i选择初始值。实际上, hfn的最重要的部分存储在连接间的usim中。攻击者可能伪装成usim并给网络发送一个假值以强迫初始值变得非常小。这时, 如果没有执行认证过程就使用旧的ik, 就会为攻击者在只缺少fresh的情况下利用以前记录的mac-i值对以前连接的rrc信令消息进行再次发送提供了可能。通过使用fresh, rnc可以防止这类重放攻击。当fresh在一个单独的连接中保持不变时, 不断递增的count-i又可以防止基于同一连接中已经记录的消息的重放攻击。

4 3G系统有待研究的问题

3G系统的新特点在于提供高带宽和更好的安全特性。从3G网络接入部分的安全结构中可以看出, 3G系统的变化很大。无论从提供的服务种类上, 还是从服务质量上都有很大改观。但是3G系统仍存在开放问题有待继续研究。

参考文献

[1]第3代移动通信的网络安全探讨[J].通信世界, 2005.

浅谈3G传输网络的建设 篇9

关键词：业务特点,3G传输网,特征,建设思路

1 前言

第三代移动通信网是根据国际电信联盟ITU制定的供全世界范围使用的第三代移动通信系统标准IMT-2000 (International Mobile Te le com m unication-2000)发展而成的新一代移动通信系统。

3G是以宽带及分包形式传送信息的系统，致力于为用户提供更好的语音、文本和数据服务。与现有的技术相比较而言，3G技术的主要优点是能极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率。此外，利用在不同网络间的无缝漫游技术，可将无线通信系统和Internet连接起来，从而可对移动终端用户提供更多更高级的服务。

在实现移动网络分组化，提升网络业务实现能力和增值空间的同时，通过更先进的无线技术，为终端用户提供超过2Mbps的高速接入，使无线用户能够体验到和固定网络宽带用户一样的宽带感受。正是这种分组化和高速接入的特性，使3G对传输承载网的要求和2G有较大的不同。下面将从3G业务的特点、3G传输网的特征以及3G传输网的建设思路等几方面进行分析。

2 3G业务特点分析

作为解决未来的移动通信系统支持高速的数据接入的3G网络，其业务承载除了GSM话音业务外，更多的是对移动数据业务的承载。作为数据业务的整体提供方案，集团用户数据专线业务、智能小区高速上网业务以及带宽出租业务等都应在3G传输网建设中给予前瞻性的考虑。对于上述不同的业务有不同的速率要求和质量要求，下面我们将对移动传输网的承载业务进行分类分析。

首先移动传输网大量承载的是话音、会议电视、视频图像、透传带宽、有严格QOS要求的企业专线等对QOS要求很严的实时业务。这类业务非常适合以TDM方式传送;

其次是企业VPN、3G基站等要求有QOS保证但本身具有统计复用特性的业务。这类业务需要采用ATM方式，能充分满足其带宽动态可调，而采用SDH方式则带宽浪费比较严重非常不经济;

最后对于个人和小区Internet接入、门户网站等不需严格QOS保证、尽力传送方式的数据业务。这类业务用IP方式传输性价比最佳，用SDH和ATM方式传输则不经济。在IP的接入上，主要有两种，即低速率的10M/100M业务和高速率的GE/10GE。

除了业务多样性的特点之外，与现有的GSM/GPRS和窄带CD-MA业务相比，3G网络最大的特点还表现在对传输带宽的需求方面。

第一，由于3G网承载的业务引入了大量的流媒体业务和高速宽带业务，因此3G传输网在基站侧引发的容量需求将加大。3G初期，承载的业务以语音为主，逐步发展数据业务，且受空口限制一般对网络带宽需求较小，绝大多数的的普通市区基站带宽需求为6～8Mbit/s;在3G中、远期，是数据业务将成为主要业务，且随着HSDPA的上马，其带宽需求将会逐步加大，故3G传输网应根据该因素而对网络容量进行相应的预留考虑。

第二，传统的2G基站提供的传输接口都是E1接口。3G发展初期，基站提供的传输接口为可选的E1和FE接口;而在3G发展的中、后期，由于基站的全IP化，基站提供的传输接口将会全面采用FE接口。

3 G传输网络的特征

3.1 3G传输网络的定位

从网络的功能上看，WCDMA网络主要分为核心网络(CN)和无线接入网络(UTRAN)。无线接入网络是由基站 (Node B) 和无线网络控制器 (RNC) 组成，主要负责处理与无线接入相关的功能;核心网络主要由电路域的MSC/VLR(移动交换中心/拜访位置寄存器)、GMSC(关口移动交换中心)和分组域的SGSN (服务GPRS支持节点) 、GGSN(网管GPRS支持节点)等无线网元组成，主要负责处理语音呼叫及数据连接与外部网络的交换与路由等功能。具体结构如图1所示。

从上图可以看出，核心网(CN)与无线接入网络(UTRAN)中的RNC相连，而RNC控制若干个Node B, RNC与Node B之间通过有线连接。因此，3G网络对于传输的需求主要包括核心网络(CN)内部功能节点之间、核心网络(CN)与无线接入网络(RAN)功能节点之间以及无线接入网络(RAN)内部功能节点之间的业务传输，同时需要传输网络提供与外部网络互连的网络接口，如PSTN和Internet等。

3.2 3G网络的主要传输接口

3G网络在不同的技术发展阶段可以采用不同的承载技术，包括TDM、ATM、IP等。由于数据业务流向的不确定性，使TDM技术很难为3G业务的承载提供一个高效可靠的平台。因此，到目前为止，3G主要应用的传输接口技术以ATM和IP为主。

根据接口功能划分，在3G网络的不同参考点之间，分别定义了相应的传输接口。

基站接口：接口类型为Iub, 对应的传输层接口为E1接口(IMA E1、PPP E1)、ATM 155Mbit/s接口和IP FE接口;

基站控制器接口：接口类型包括Iub、IuCS、IuPS、Iur，对应传输层接口为IMA E1、ATM 155Mbit/s、SDH 155/622Mbit/s、IP FEGE等;

电路域设备接口：接口类型主要包括Mc接口、CD接口，对应传输层接口分别为：FEGEPOS (Mc)、E1FE (CD);

分组域设备接口：接口类型主要包括Gn、Gp接口、Gr接口、Gi接口，对应传输层接口为FEGEPOS (GnGp)、E1FE (Gr)、FEGE (Gi) ;

3G系统不同发展阶段对传输接口的类型要求是不一样的，早期R99/R4版本的3G系统对传输网的接口类型主要是基于ATM和SDH的，但是随着3G无线技术的演进，在R5版本以后，3G系统将形成全IP化的接口类型。

4 3G传输网建设思路

4.1 3G传输网络总体架构

依据3G网的网络架构和业务流量流向的需求分析，移动传输网主要分为中继传输网和接入传输网。中继传输网主要是解决RNC之间局间中继电路、CN域城域范围内的局间中继电路和信令电路的传送，包括CS电路域的RNC至MGW、MGW之间的中继电路，MGW至MSC SERVER、MSC SERVER之间的信令电路、PS分组域的RNC至SGSN、SGSN至GGSN中继电路;接入传输网则主要是解决基站Node B至RNC电路的接入传送。对于基站而言，随着移动网络规模的扩大，需要经常进行基站归属的调整，从而影响到传输网络必须进行相应的基站电路上连局向的调整。因此，根据移动传输网络的这一特点，可将整个移动传输网共分为四层：核心层、调度层、汇聚层和接入层。

核心层传输网是由各RNC、MGW、MSCSERVER、SGSN及关口局所在节点之间组建的传输网络，主要是实现RNC之间局间中继电路和CN域城域范围内的局间中继电路和信令电路的传送，主要有三种传输速率，对于RNC之间以及CS电路域的RNC至MGW、MGW之间中继电路一般为155Mbit/s颗粒，MGW至MSC SERVER、MSCSERVER之间的信令电路一般为2Mbit/s颗粒，对于PS分组域的RNC至SGSN、SGSN至GGSN中继电路一般为GE颗粒。对于155Mbit/s和2Mbit/s电路，主要基于核心层原有的SDH传输网络网络承载，而GE颗粒电路则主要基于IP+WDM或OTN网络承载，少量也可以由核心层的MSTP传输网络承载。

调度层主要由具有较强业务处理能力的大容量交叉连接设备构成，实现基站大量2Mbit/s或FE电路频繁的归属调整。交叉连接设备应具有大容量业务调度能力和多业务传送能力，同时具有较高的业务安全性和网络可靠性。

汇聚层根据基站分布情况，选择业务发展潜力大、辐射区域内方便组网的节点，作为基站业务的汇聚点。每个业务汇聚节点将本节点所辖范围内的基站电路进行汇聚后，上连到相应的RNC上。一般而言，汇聚层网络多采用环形网络结构。

接入层的建设主要是解决基站至RNC之间的电路传送。电路以2Mbit/s和FE为主，采用环形或链形结构。接入层设备应具备较强的多业务接入能力和良好的网络扩展能力，同时兼顾固网业务、大客户业务的快速灵活的接入。

4.2 3G传输技术的选择

对于3G业务网络，目前可选择的传输技术主要有传统SDH、ATM、MSTP、RPR、WDM等。采用传统SDH构建3G城域网时具备网络结构清晰、管理维护方便、业务自愈能力强等优点，但存在带宽利用率低的缺陷;而采用ATM技术组网，则会造成网络功能的重叠、成本高、维护管理复杂，同时ATM的组网保护能力和对TDM业务的支持能力较弱;采用RPR技术，网络拓扑受限于环，配置复杂维护困难，同时还具有较高的成本;采用WDM技术能够实现业务透明的高速传输，主要适合于业务量较大的场合，对于未来3G业务“IP”化的发展趋势而言，WDM技术将能够满足业务高速带宽的需求，但是现阶段WDM还不能实现灵活的网络保护和业务处理功能，同时成本还是偏高;而MSTP技术，已经比较成熟，具备SDH网络的一切优点，同时也具备FE/GE/ATM/TDM等多业务接入和处理能力，带宽利用率较高，并且在数据业务逐步成为业务发展主流的时候，已成为各大运营商建网的首选技术方案，得到了大量的现网应用。

因此，在3G网络的发展初期，数据业务量不是很大的情况下，采用MSTP技术将是比较合理的选择。

4.3 3G传输网建设的重点考虑因素

根据3G网络的特点以及目前3G网络的发展现状，在进行3G传输网络建设时，应从可扩展性、可维护性、可管理性、兼容性和安全性五个方面进行考虑。可扩展性，要求网络具有延续性和较强的生存性，能够根据业务网络的技术发展，快速而经济地扩容和升级;可维护性，通过实现网络的有效分层管理，以达到快速实施定位故障的目的;可管理性，即丰富原有的的网络管理功能，完成业务实时调配、告警故障定位、性能在线测试等操作，同时还要面对3G网络覆盖面的扩大和业务的深入开展，提供更多的方便、可靠、灵活的管理手段和综合业务管理能力，如业务链路的优化和带宽资源的重新分配等;兼容性，指现阶段电路交换和分组交换共存的环境下，为了充分保护运营商的已有投资，3G传输网络应尽可能兼容或利用现已部署的大量为GSM、GPRS的2G和2.5G系统服务的传输网络平台，促进网络的互通和平滑演进;安全性，即要求传输网能够为用户的业务安全性提供保障，同时能够根据用户的个性化要求，提供用户选择的服务等级协议(SLA)保障。

因此，3G传输网的建设既要适应3G发展需要，又要结合现有网络基础，提高业务传输质量和带宽利用率，保护已有的网络投资。

5 结束语

总之，作为一个高品质的下一代移动通信网络，3G网络无论在传输带宽、业务多样性方面，还是在服务质量方面的要求都超过了现有的2G/2.5G网络。因此，对于目前的电信运营商而言，必须要对现有的传输网络进行优化、改造，提高可用的网络带宽、扩大网络覆盖范围、优化网络结构，提供高可靠性的网络保护方案，以构建满足3G业务需求的传输网络;同时，考虑到3G业务网络的全IP化的发展趋势，传输网必须加快OTN、PTN等新传送技术的研究和应用，以保证传输网能够对分组业务提供更好地支持。

参考文献

[1]张民.建设适应3G需求的光传输网络[J].通信产业报, 2004.

3G网络VLAN划分方案 篇10

随着3G技术及应用的迅猛发展,尤其是分组业务需求的迅速上升,IP接入方式被越来越广泛地应用,本地接入网面临着巨大的挑战,单一的TDM业务为主的传输网无法满足网络进一步发展的需求。同时,经过运营商多年的建设,各本地网都已经具备一定的规模。在这一背景下,如何保护原有SDH的投资,利用现有资源满足3G业务对传输需求,是本文重点。按照3G业务采用IP接入方式,满足带宽和速率的需求,同时考虑3G基站采用IP承载带来的网络风暴、网络安全。以WCDMA为例,重点阐述基于传输MSTP承载,考虑3G网络安全因素,对采用IP连接方式下3G移动网VLAN进行划分。

1 VLAN划分的背景

对于IP承载方式,传输网络需要解决的问题包括三个方面:一是核心网电路域的连接;二是核心网分组域的IP互连;三是RNC到NodeB之间连接。在实际网络中,核心网电路域和分组域设备及RNC一般共址建设,这样他们之间的传输一般本局内解决。因此对传输的需求,主要集中在RNC与NodeB之间,即Iub接口的需求。

基于SDH的MSTP技术可以动态调整SDH,ATM,IP的容量,实现高效传送,并运行稳定,是目前的主流应用。本文以MSTP方式承载,采用E1+FE双栈方式进行基站业务的回传,即基站侧语音等业务通过SDH方式的E1接口,数据业务以IP方式的FE接口,在RNC侧分别汇聚成STM-1接口和GE/10GE接口。为了便于在MSTP网络上进行基站业务的识别、隔离和汇聚,避免网络中出现广播风暴,保证对3G分组业务的承载质量,引入了WCDMA基站的VLAN规划。

2 VLAN基本原理

2.1 VLAN的定义

VLAN(Virtual Local Area Network,虚拟局域网)是指在交换局域网的基础上,采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络,以隔离广播域。一个VLAN组成一个逻辑子网,即一个逻辑广播域,它可以覆盖多个网络设备,允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。

802.1Q协议,即Virtual Bridged Local Area Networks协议,主要规定了VLAN的实现。每一个支持802.1Q协议的主机,在发送数据包时,都在原来的以太网桢头中的源地址后增加了一个4 B的802.1Q标签头,之后接原来以太网的长度或类型域:

802.1Q的标签头格式如下:

TPID(Tag Protocol Identifier):TPID占16 b,它被设置成值0x8100来标明这个帧是一个IEEE 802.1Q标签过的帧。

Priority:占3 b,用来表明IEEE 802.1p的优先级,主要用于流量大时的优先级处理。IEEE 802.1p的优先级共有8级(0～7)。

CFI(Canonical Format Indicator):1 b,当其值为1时,表明MAC地址是非标准格式,如果是0则MAC地址是标准格式。

VID(VLAN Identifier):占12 b,是VLAN的ID,因为是12位二进制来表示的,也就是说可能的VLAN一共4 096个(0～4 095之间)。其中VID 0和4 095被802.1Q协议保留,所以VLAN的最大个数是4 094个。

2.2 VLAN划分的策略

划分VLAN的基本策略:

基于端口的VLAN划分;基于MAC地址的VLAN划分;基于网络层的VLAN划分;基于IP组播的VLAN划分。

2.3 VLAN划分的优点

使用VLAN优点如下:

控制广播风暴——隔离广播;提高网络整体安全性——任意分组功能;网络管理简单、直观——可跨物理网段。

3 WCDMA中基站VLAN划分方案

3.1 原则

为便于VLAN划分方案对比,本文首先确定制定划分原则如下:

(1) VLAN划分以本地网为单位,本地网内尽量采用一种方式;

(2) VLAN划分应综合考虑无线设备及传输设备能力规划;

(3) VLAN划分应考虑后期新增、搬迁、割接等方面需求,支持平滑扩容。

3.2 方案

基于以上原则及无线和传输等不同角度考虑,本文提出以下几种方案:

方案一:本地网按照一个区域考虑,统一分配VLAN,每基站分配惟一的VLAN ID。

每基站分配不同的业务VLAN ID(也可以细分为承载VLAN ID和信令VLAN ID)、管理VLAN ID。本方案适用于本地网规模较小,VLAN ID标识数量满足中远期发展需求的。

方案二:根据本地传输网的情况,按传输环网分类划分不同区域,每区域内基站分配惟一的VLAN ID。

不同的区域内VLAN ID可以重复,提高利用率。此方案适用于本地网规模较大,对VLAN ID数量需求较多的本地网。

方案三:按照每个RNC管理的范围,把RNC管辖的基站分成若干组,每组基站分配惟一的VLAN ID。

把传输环上按每RNC分不同的区域,区域内VLAN ID惟一,区域间VLAN ID可以重复。当传输环上节点数目比较多时,可以通过共享节省大量的光纤带宽。但该方案需要传输MSTP设备支持数据二层交换功能,可以提供以太网专用局域网以及以太网虚拟专用局域网业务。

3.3 方案对比

对比以上三种方案,主要区别为是依据RNC管辖区域划分还是依据传输环路进行划分。

一般本地网中RNC的管辖范围是按照地理区域划分的,VLAN的划分与RNC区域保持一致,可以将VLAN ID 与基站编码相关联,便于无线和传输的维护和调整,对于本地网较小,基站数量不多的地市是非常方便的。但对于规模较大的本地网就显得不足。对于基站密集的地域,由于同一本地网环路可能归属不同的RNC,带来同一本地环的基站归属不同的VLAN域;对于基站较疏的地域,同一VLAN区域内的传输资源包含多传输设备厂家的情况,不同的厂家需要考虑汇聚时的配合,需要做到不同厂家之间封装方式、 映射颗粒、 映射方式等方面的配合。

对于按照传输环路划分VLAN ID,同一厂家的传输设备,划分在一个VLAN ID域内,避免不同厂商传输设备之间的兼容,及同一传输环内基站归属不同RNC的问题。VLAN ID的规划同时考虑范围内室分基站的需求。但后期如需进行传输环路调整,对VLAN调整影响稍大。

方案三传输采用EVPLAN方式传递,需要传输设备提供支持数据二层交换功能,需要传输设备改造支持,性价比稍低。

3.4 方案选择

由上对比,两种方案各有优势,需要根据不同本地网的特点,按照不同的传输环境区别选择。

对于本地网规模较大,且传输设备厂家较多情况,VLAN划分配置的方式按照RNC为单位进行分区域,区域内VLAN ID惟一。方案设计、工程建设以及维护都比较清晰方便。

对于本地网规模不大,传输环路结构稳定,传输设备厂家较少的情况,VLAN划分配置的方式按照传输环网为单位进行分区域(或一个本地网按照一个区域),区域内VLAN ID惟一。大大降低VLAN ID规划配置的复杂度,维护清晰明了,且满足后期发展的平滑扩容。

以上两种方案都需要考虑后期建设的新增、搬迁、扩容等建设,特别是基站搬迁对VLAN ID的影响。基站新增可以按照VLAN域内规划预留的地址与基站编码同步新增。而对于搬迁基站,由于已配置VLAN ID和VLAN 域,如搬迁基站需要跨VLAN域(如归属RNC的调整、传输环路的调整),因此可以采用类试基站频率规划的方式,同一VLAN区域内的VLAN ID划分3、4组,相邻地理位置、不同VLAN区域采用不同的组,这样有效避免基站搬迁到附近区域的时候带来的VLAN ID的冲突。

4 结 语

国内三大移动运营商均在紧锣密鼓的部署基站IP化,VLAN ID的划分是其中的重要部分。上述方案均在现行网络中部署并经过验证,切实可行。对暂未无线IP化的城市具有一定指导性。且无线IP化不仅是WCDMA需要,3G制式的其他网络也需要进行IP化,也需要考虑VLAN的问题,因此本文对他们也有指导性。

随着基于SDH方式传输网络的服务年限及折旧,传输设备陈旧故障,以及新技术的演进,全IP网建设方案的成熟和设备的多样性,全IP化的传输网络将会成为主流传输网络,VLAN的配置将逐步简单化。

摘要：随着3G建设的蓬勃开展,3G新业务对带宽、速率等要求越来越高,对本地传输网提出了更高的要求。为解决此问题,IP化建设已经展开。考虑IP化带来的网络安全影响,为防治网络风暴等不安全因素,除考虑物理硬件的措施外,需要考虑VLAN的划分和隔离。以WCDMA为例,通过对比不同条件的本地网环境及发展潜力,提出本地网中不同情况下VLAN划分的解决方案。

关键词：WCDMA,IP化,VLAN,MSTP,3G网络

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