浅析CDMA2000 1X无线数据网络安全

第２９卷　

ＶＯ１．２９　第２期　

ＮＯ．２　计算机工程与设计　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　２００８年１月　

Ｊａｎ．２００８　

基于ＣＤＭＡ２０００　１　Ｘ无线通信网络的移动电子警察系统　

毛力增　，　段里仁。，　毛恩荣　

（１．中国农业大学工学院，北京１０００８３；２．中国道路交通安全协会，北京１０００３４）　

摘要：针对移动电子警察系统设计中涉及到的无线通信关键技术进行了研究，结合无线通信移动电子警察系统的概念，　

组成、原理、特点和功能，分析了ＣＤＭＡ２０００　１Ｘ的硬件和软件模块的设计方法。对ＣＤＭＡ２０００　１Ｘ的在移动电子警察系统中　

的应用进行了深入地研讨，并且在路口实况抓拍试验中取得了良好的效果，实现了移动电子警察系统与指挥中心的数据动　

态交互　关键词：电子警察；移动电子警察系统；无线通信网络；交通违法监测；数据传输　中图法分类号：ＴＰ３９；Ｕ４９１．１＋１６　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００．７０２４（２００８）０２．０３４７．０３　

Ｍｏｂｉｌｅ　Ｅ—ｐｏｌｉｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＤＭＡ２０００　１　Ｘ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

ＭＡＯ　Ｌｉ－ｚｅｎｇ　，ＤＵＡＮ　Ｌｉ－ｒｅｎ　，ＭＡＯ　Ｅｎ－ｒｏｎｇ　

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　０００８３，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｒｏａｄ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｓａｆｅｔｙ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　０００３４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｈａｔ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍｏｖｅｍｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｐｏｌｉｃｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　

从1G到5G（一）

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第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术, 有多种制式,我国主要采用的是TACS。1976年，美国摩托罗拉公司的工程师马丁·库珀首先将无线电应用于移动电话。同年，国际无线电大会批准了800/900 MHz频段用于移动电话的频率分配方案。1978年底，美国贝尔试验室研制成功了全球第一个移动蜂窝电话系统——先进移动电话系统（AMPS，Advanced Mobile Phone System）。5年后，这套系统在芝加哥正式投入商用并迅速在全美推广，获得了巨大成功。1987年11月18日，中国的第一代模拟移动通信系统在广东第六届全运会上开通并正式商用，采用的是英国TACS制式。2001年12月底中国移动关闭模拟移动通信网。

第二代手机通信技术（2G）以数字语音传输为核心，手机短信在它的某些规格中能够被执行。2G技术基本可以被切为两种，一种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表，另一种则是CDMA规格，复用﹙Multiplexing﹚形式的一种。 1982年移动通信特别小组（Group Special Mobile， GSM）成立。1985年提出了移动通信的全数字化，并对泛欧数字蜂窝状移动通信提出了具体要求。1987年，就泛欧数字蜂窝状移动通信采用TDMA、RPE-LTP、GMSK等技术取得一致意见，并提出了主要参数：频段（935~960MHZ，890~915MHz），频带宽度（25MHz），通信方式（全双工），载频间隔（200kHz），信道分配（每载频8时隙，全速信道8个，半速信道16个），信道总速率（270.8kbit/s），调制方式（GMSK，BT=0.3），话音编码（RPE-LTP13kb/s规则脉冲激励线性预测编码），数据速率（9.6kb/s），抗干扰技术（跳频技术217跳/s，分集接收技术，交错信道编码，自适应均衡技术）。

强　中国电信ＣＤＭＡ网络优化与运营”专题ｉ；　

Ｃ　Ｄ　Ｍ　Ａ２　Ｏ　Ｏ　０网络增强技术　Ｑ　Ｌ　Ｉ　Ｃ浅析　：　王月珍　曹磊　赵晔　尹珂　中国电信股份有限公司广州研究院　【摘要】文章首先介绍了ＣＤＭＡ２０００网络增强技术——ＱＬｌｃ前向链路干扰消除技术的基本原理，然后对ＱＬＩＣ技术进　行了实验室测试和现场试验。测试结果表明，采用ＱＬＩＣ技术可以获得超过３０％的系统容量增益，节省超过３０％的频率　资源，且对现有ＣＤＭＡ２０００系统没有任何改造要求。　【关键词】ＣＤＭＡ　ＱＬＩＣ干扰消除现网试验前向链路容量增益　１引言　随着移动用户不断增加，无线数据业务迅速增长，　对频率资源的需求不断提高，而运营商的可用频率资源　有限。如何以有限的频率资源提供更多的用户服务成为　ＣＤＭＡ２０００网络运营的重点。　在此背景下，３ＧＰＰ２标准组织提出一系列１　Ｘ增强　技术，包括第四代语音编解码（４ＧＶ）、干扰消除技　术（ＱＬＩＣ）、手机多天线接收（ＭＲＤ）等。本文针对　ＱＬＩＣ技术进行分析。　２　ＱＬＩＣ基本原理　ＱＬＩＣ技术的主要目标是提升１　Ｘ系统的语音容量，　消除激活集内公共信道及其他用户的业务信道产生的干　扰。干扰减少后，在满足相同的ＳＮＲ要求时，手机所需　收稿Ｅ１期：２０１１－０５—１６　的前向链路功率也减少，而前向链路是功率受限，因此　用户前向功率的减少可提高系统的前向链路容量。　ＱＬＩＣ技术的具体实现包含干扰估算和干扰消除两部　分。具体如图１、图２所示：　

盏　ＱＬＩＣＢｌｏｃｋＬ　●．－　ｌ债冀－，Ｉ－，ｔ＝｝（Ｌ－１，　图１　ＱＬＩＣ原理图（１）　・：：：・：：　责任编辑：林菊ｌｉｎｊｕ＠ｍｂｃｏｍ　ｃｎ　臻　簿　赣黪　黪　释　譬　露蕊　黎　零穗　￥　垂　

㈣嚣　图２　ＱＬＩＣ原理图（２）　图１是ＱＬＩＣ处理器的第一部分：干扰估算。处理器　根据接收到的不同用户的多径信号，先进行不同径的干　扰估算，再把所有径的估算求和，得到总的干扰信号。　图２是ＱＬＩＣ处理器的第二部分：干扰消除。对每个　用户的信号解调之前，送入ＲＡＫＥ接收机的每路信号先减　去第一步干扰估算得到的干扰信号，消除从其他路径到　该路径的干扰和本径其他用户的干扰。　需要注意的是，ＱＬＩＣ干扰消除只能消除激活集内的　干扰，不能消除激活集外的用户干扰。此外，手机空闲　状态下不使用ＱＬＩＣ干扰消除技术，只在通话时启用ＱＬＩＣ　干扰消除。　３　ＱＬＩＣ技术的系统增益　３。１理论增益　ＣＤＭＡ系统的前向语音容量可用式（１】表示　Ｎｍａｘ：————　——一＋ｌ　，，　－Ｅｂ／Ｎｔ・（１一　＋７７ｉ＋　，）　（１）　式中，　是处理增益，　是正交因子，　是话音激　活因子，　是激活集内的邻区干扰因子，　是激活集外　的邻区干扰因子。　采用ＱＬＩＣ技术后，用　表示经过干扰消除后干扰信　号的剩余比例，ＣＤＭＡ系统的前向语音容量为：　Ⅳｍａｘｑ＝　Ｅ　ｂ　¨（２）　．　／　Ⅳｆ・　（１一　＋叩１１＋卵，）１　【　Ｊ　责任编辑林萄ｔｉｎｊｕ＠ｍｂｃｏｍ　ｃｒ）＞＞：．．　ｉ　中国电信ＣＤＭＡ网络优化与运营”专题　；ｉ　根据式（１】、（２）可推导出ＱＬＩＣ技术的容量增　益：　—Ｎｍ—ａｘｑ一１≈　１＋　２／（１一仅＋ｒｈ）　Ｎｍａｘ　＋，７２／（１－－０ｔ＋，７ｌ１　７７　／（１一口＋７７　）反映了激活集外的干扰和激活集　内干扰之比，用ｙ表示，则采用ＱＬＩＣ技术可获得的容量　增益如图３所示，增益范围在ｏ～　一ｌ。　

茵　同　１　移动接入终端在ＣＤＭＡ２０００　１　Ｘ　ＥＶ－ＤＯ网　［陈剑陈菊芳］　

ｌ圜　ｉｆ．ｆｆ￣；论递ｒ穆劫幅八终端扭Ｃ１）ＭＡ２（Ｘ）０　Ｉｘ　Ｊ・：ｖ—Ｉ）Ｏ无线　络巾们挂　＾过性认征机制．叫接入　椒和擅心　鍪根进行了　析　Ｉ：ｌ＇、ｌ，＇￣２ｆｌｏ（Ｉ　】、，１　Ｖ—１）（）混台蛐嘲糙式Ｆ．论连Ｔ档＾蜷粗的详蛔　骧　

陈剑　】９８６年毕业于华中理工大学，获计算机学硕士学值　】９８９年～Ｉ９９６卑　枉妹海格力集ｒｄ工作．１９９７年～２００４年在中国联通珠海分公司从事敷据网　络和移动网络的艘术工作２００４年赶在广东科学提术职业学ｌｒ完软件工程系　工作　陈菊芳　中国联通珠海分公司　

１　引言　从１９９６年离通公司开始研发ＨＤＲ技术．２０００年形　成ＣＤＭＡ２０００　ｌｘ　ＥＶ—ＤＯ标准．２００２年ＣＤＭＡ２０００　１×　ＥＶ—ＤＯ产品进入商用阶段．由于无线穆动网络的唯一边　界是无线电波信号强度这一事实，它暴鼯一系列的问题，如　信息被窃取、拒绝服务攻击等．　相对于其它的阐络技术，无　线网络更｛瞎耍有强大的认证和访问控制机制．．本文结合　在由ＣＤＭＡ２０００　１ｘ无线网络平滑升级到ＣＤＭＡ２０００　１ｘ　ＥＶ—Ｄ０无线网络的情况下详细论述了移动终端在　ＣＤＭＡ２０００　１ｘ　ＥＶ—ＤＯ无线网络中的接八过程认证机制　ＣＤＭＡ２００Ｏ　ｌｘ　ＥＶ—Ｄ０网络安全架构如图１所示，它包括　空中接口安全机制、接八鉴权和核心网鉴权　由于ＣＤ—　ＭＡ２０００　１ｘ　ＥＶ—ＤＯ网络是运营商专有网络．只有签约用　户才被允许接八。要求用户在建立空中接口会话的同时．完　成一次接入。并获得建立Ｒ—Ｐ会话所需要的用户标识１Ｍ—　ｓｌ。核心网鉴权用于鉴别用户是否有权与核心网进行数据　通信。　整个ＣＤＭＡ２０００　１　ｘ　ＥＶ—ＤＯ网络系统包括：ＡＴ（接入　终端）、ＡＮ（接入网）　ＰＣＦ（分组控制功能实体）、ＡＮ—ＡＡＡ　（接八网鉴权、授权和计费服务器）、ＰＤＳＮ（分组数据服务　节点）、ＡＡＡ（鉴权　授权和计费服务器）．ＦＡ（外地代理）、ＨＡ　ｃ归属代理）等　接入终端ｃＡＴ】：是为用户提供数据连接的设备。它可　以与个人电脑连接．或者自身为一个独立的数据设备（如手　机】．　接入网（ＡＮ）：是在分组网和移动终端之间提供数据连　接的网络设备．完成基站收发、呼叫控制及移动性管理功