移动通信安全研究论文

移动通信基站的防雷与接地问题探讨工学论文

摘要： 本文论述了移动基站防雷接地系统经常出现的问题，介绍了移动通信基站防雷接地的重要性，防雷接地系统的构成和基本要求，并结合多年运维经验提出根据实际情况设计移动通信基站防雷接地系统的设计思想。

关键词： 移动通信;基站;防雷;接地

简介由于移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上，还有一部分安装在铁塔上，相对周围环境而言，形成十分突出的目标，从而导致雷击概率增多。通信设备损坏，耗费了大量人力财力。怎样才能有效地预防雷害，确保移动通信基站设备和工作人员的安全呢?几年来的维护经验告诉我们：必须根据每个基站的实际情况设计移动通信基站的防雷接地系统，实施基站针对性防雷。

1认清移动基站雷害的主要原因

移动基站防雷是一个复杂的系统工程，过去我们按照防雷理论[1]，尽量提高基站防雷系统的泄流能力，选用了80kA甚至100kA的大型防雷器，但是防雷效果却不尽人意，经常出现基站防雷器没有明显动作，基站设备却已经发生损坏[2]。是防雷器不好吗?不，防雷器都是检测合格的入网产品。原因是没有按照基站的实际情况设计防雷系统。经调查统计了黑龙江省近两年来的雷击事故，得出一条重要数据;基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率为零。这是因为基站设备包括基站室外电力变压器的位置普遍较低[3]，完全处于建筑防雷设施或铁塔以及架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放，所以基站设备很难遭到直击雷损害。

2防止地电压反击是基站防雷接地的主要课题

当雷电流基站附近的避雷器对地泄放时，由于接地电阻的存在必然引起基站工作地的电位升高，基站直流负荷如BTS电源、开关电源的监控单元、基站的动力环境监控器等设备相对远端地一般都存在寄生电容，这些设备一端接工作接地，无流的远端地与基站的工作接地间存在电位差，因而产生差模脉冲电压[5]。当超过设备绝缘耐压的容许限度时必然造成设备的损坏。基站的单相交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上，当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时，变压器的交流地和交流重复接地电位也会升高，因此基站的单相交流设备也同样存在地电压反击的问题。

若把基站设备与接地有关的电路简单等效为线路电阻、线路寄生电感(可忽略不计)、线路负载(如传感器、BTS、空调、灯具等)、终端对远端地寄生电容组成的串联回路。假设基站的冲击接地电r为2欧姆，防雷器对地的泄放电流为2kA，这时基站的接地排的瞬间电压为U=1×r=4kV，可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kV，如不采取措施，必然造成设备损坏。

3因地制宜消减反击电压

怎样才能避免地电压反击造成的`损失呢?一般很自然会想到使用交流过压保护器和直流浪涌抑制器，即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器;在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。所有交流过压保护器和直流浪涌抑制器必须靠近被保护的设备安装，避免被保护设备由于接地或电源引线过长引起脉冲反射。除此之外一个非常重要的问题就是将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分开焊接，这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。众所周知，雷电电流沿地网泄放时，在避雷器引下线与地网连接点附近土壤内形成一个强电位场，距离越近电压越高。将基站工作接地与室外避雷器接地分开，可以大大降低基站的反击电压。所以YD5068-98《移动通信基站防雷与设计规范》明确指出：基站工作地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m，条件允许时宜间距10~15m。实际上除电力线路外，基站的铁塔遭雷击次数最多，与铁塔共用接地网的基站经常受到地电压反击的损害，如果铁塔地网边缘距离基站大于5m，应在基站附近另建环形工作接地网;条件差的基站可以沿铁塔地网与基站工作接地引接线，补设接地桩;只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与工作接地的引接点分别在对角塔基上安装。

对于山项基站尤其应注意将基站的工作接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分开，因为山顶基站的接地电阻较大，接地引线较长，雷电流泄放相对缓慢，所以地电压反击比较严重。

降低基站接地电阻也有利于电压反击事故。接地电阻较大的山上基站，可利用塔基钢筋、蓄水池、无爆炸和电击危险的金属管路等自然接地体，埋设地桩有困难的山上基站也可从塔基沿山体的自然沟壑，最好选择阴暗潮湿的地方，制作横向辐射接地网，辐射接地网长度应小于30m，塔基四周辐射的横向接地网越多也有利于雷电散流。

4适当地选用电源线路保护空开

防止雷电波侵入避雷的响应特性有远近软硬之分：气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙，当线中电压超过防雷器的击穿电压后，防雷器的绝缘电阻立刻急剧下降，放电能力较强，残压相对较高，恢复电压低于原来的击穿电压，属于硬响应特性;属于软响应特性的压敏电阻和浪涌抑制二极管，其特点是响应时间短，放电电流小，残压低，而且恢复电压基本不变。硬响应特性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化可能造成线路短路，所以防雷器前面应该配置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路允许强度。如果主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度，应设避雷器分路保护空开。

5实现分级防雷

防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数，一般来讲，泄流能力强的防雷器，响应时间长，残压高。世界上没有任何一种防雷器能满足所有混合雷电冲击波、残压以及响应时间指标要求，所以应根据基站电源设备的绝缘等级划分防雷层次，实现多级防护，对雷电能量逐级减弱，使各级防雷器残压相互配合，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。另外多级防护对于某一级防雷器失效、防雷器的残压不配合设备绝缘强度等也是必须的。我们认为应该结合YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的实际情况，从交流电力网高压线路开始，根据基站主要电源配套设备的耐雷电冲击指标和防雷器残压要求，采取分级协调的防护措施，进行基站的防雷系统设备。避雷器的直流1mAA参考电压是我们选择避雷器的绝缘要求，选用时应考虑电网的电压波动上限值和操作过电压远小于直流1mA参考电压。

实现各级防雷器的能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。电缆本身的感抗有一定的阻碍电流及分压作用，使雷电流更多地被分配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时，要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右，当防雷器接地线与被保护电缆有一定距离(>1m)，这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的，如两级防雷器靠近或线缆长度较短时，可利用专门的退耦器件，这是无距离要求。

参考文献

[1]YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范[S].

[2]张殿富.移动通信基础[M].北京：中国水利水电出版社.

[3]金山，刘吉克，陈强.YD/T 1429-2006通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法[S].2006.

[4]曹和生，吴少丰，匡本贺.GB/T 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].2008.

[5]张农.关于基站防雷接地的问题[J].邮电设计技术，2004(4).

移动业务支付方面无线通信技术的应用论文

引言

随着移动通信网络技术的不断发展，移动3G、4G用户数目越来越多，小型移动通信终端开启了一个崭新的销售和促销模式，与传统的支付方式相比，移动终端支付业务是银行业务与无线通信技术结合的新型支付业务方式，它超越了时间和空间的限制，并提供安全、便捷和个性化的服务业务。

1移动业务支付定义

移动业务支付也称为手机支付，支付第一步是指通过计算机与个人或者计算机与移动终端发出数字化指令为其消费的商品或服务进行账单支付的方式，支付第二步是商家接受支付并为顾客提供商品，银行或者中介机构作为可信的第三方，以经纪人的身份为商家和顾客进行货币销售和清算、维护账号、并解决可能引起的争端，支付第三步部是商家和顾客通过证书等方式认证交易身份，完成可靠性的交易过程。

2无线通信关键技术分析

技术

无线通信技术在移动业务支付应用方面最关键的技术是WAP技术，WAP技术即“无线应用协议”，一个典型的WAP应用体系结构由移动设备、WAP代理和应用服务器三类实体构成。WAP技术负责将Internet和移动通信网连接到一起，客观上已成为移动终端上网的标准。WAP的应用模型是基于WWW的客户/服务器结构，客户方通过浏览器向Internet上的服务器请求以标准格式表示的Web页面内容。

技术

WIM技术即是WAP身份识别模块，其技术的主要目的是要把安全功能从手持设备中分离出来。对于加解密算法、移动用户证书、客户端用于签名的永久性私钥等敏感信息，都可以放入WIM卡中。在现实中，这种防篡改设备就是一种智能卡，这种智能卡可以与现有的SIM卡结合，也可以单独存在。WIM卡有自己的处理器和存储器，能够进行加解密技术字签名的`运算，并能够保存用户证书、密钥等信息。

3微支付认证关键技术分析

微支付认证技术也称为身份鉴别，未支付认证技术必须使得通信的双方安全可靠，用以确保通信过程中数据传输的真实性，防止高科技等入侵者对系统进行干扰主攻击等，如假冒、篡改等。实现认证的手段有很多种，常见的认证技术有数字签名认证、证书认证两种方式：

数字签名认证

数字签名技术是使用非对称加密技术，加密过程中存在两个密钥，一个公开密钥，一个私有密钥。其中，用公开密钥对信息明文加密所产生的二进制流只能由相应的私有密钥进行解密还原，用私有密钥对信息明文加密所产生的密文数据也只能由该私有密钥所对应的公开密钥进行解密。由于在非对称加密体系结构中，私有密钥是不公开的，只能属于唯一的密钥持有人，所以利用私有密钥对数据信息进行加密运算，其结果就得到数字签名，如果相同则可以认为该信息确实为发送方所声称的身份实体所发送，保证了交易的安全性。

证书认证

数字证书包含标志网络用户身份信息的一系列数据。其主要作用是在网络通讯中识别交易双方的身份，传统的数字证书是由权威公正的第三方机构即认证中心CA（CertificateAuthority）签发的，以数字证书为核心的加密技术可以对网络上传输的信息进行加密和解密、数字签名和签名验证，确保网上传递信息的机密性、完整性，以及交易实体身份的真实性，签名信息的不可否认性，从而保障网络应用的安全性。

4总结

目前全球都在积极地探索如何利用无线通信技术完成安全性的小额移动支付系统，在未来，每一个人手中都有一部手机或者移动通信终端，以移动互联网为代表的现代无线通信技术，将会对现有金融模式产生根本影响。移动支付业务能够实现不同时间、不同地点、不同方式的支付性能，在用户的方便性和位置服务业务上提供了有力的竞争机制，从而为每一位消费者提供更加灵活便捷的支付平台。因此，本文着重对无线通信技术在移动终端支付业务的应用、安全方面进行研究。

中国移动通信市场发展与3G应用前景 移动通信事业的飞速发展 回顾我国移动电话10多年的发展历程，可以看出，中国的移动通信发展史是超常规的发展史。自1987年中国电信开始开办移动电话业务以来到1993年用户增长速度均在200%以上，从1994年移动用户规模超过百万大关，移动电话用户数每年几乎比前一年翻一番。1997年7月17日，我国移动电话第1000万个用户在江苏南京诞生，意味着中国移动电话用10年时间所发展的用户数超过了固定电话110年的发展历程。2001年8月，中国的移动通信用户数超过美国跃居为世界第一位。2003年底移动电话用户总数已达到亿户，普及率为。而在2002年底世界上已有10个国家的移动电话普及率超过83%。其中，英国为，意大利为，卢森堡为；当时，中国为。所以，我国移动通信业务尚具有巨大的发展潜力。 历史发展的新机遇 回顾我国移动通信发展的历程是第一代移动通信制式较多，有美国的AMPS，英国的TACS，北欧、日本的制式等。我国科技人员分析对比根据国情选用了TACS系统，购买国外设备建设移动通信网，设备制造厂也与外国公司合作生产(装配)了部分系统设备和手机。研究部门也研制了部分设备，但由于种种原因，都没有成为气候。到了第二代，国际上主要是GSM、CDMA两种制式。在建立第二代移动通信网之前，我国分别在嘉兴、天津进行了GSM、CDM的试验，测试了各种性能。由于GSM标准成熟较早，我国开始选用了GSM系统，后来联通公司又引进了CDMA统，在第二代移动通信建设中我国制定了较为完整的技术体制和标准系列，为第二代移动通信网络的发展提供了有利条件。与此同时，设备制造商如华为、中兴等公司也参与标准的制定工作，这样他们就推进了产品的开发生产，使我国民族产业在国内外市场占有一些比例。在制定第三代移动通信的标准时我国的相关领导和广大技术人员，明确认识到这是改变我国在移动通信业局面的重要机遇，组织相关技术人员积极参加3G标准制定工作，成立了IMT-2000RTT(无线传输技术)评估组，并先后向国际标准组织提出了具有自主知识产权的TD-SCDMA和LAS-CDMA。TD-SCDMA已成为国际上3G的三大主流标准之一，LAS-CDMA也成为3G国际标准组织的后备标准。设备制造厂商在积极参加标准制定的同时，努力开发产品，取得较好进展。尤其是中兴、华为开发的产品不仅在国内可以提供运营商使用，而且在国外也占有一定位置。 3G改变中国通信格局 关于3G的发展，三年前我国政府部门已确定了“冷静、稳妥、科学、求实”和“积极跟进，先行试验，培育市场，支持发展”的3G及3G产业发展的基本方针与原则。信息产业部于2002年出台了中国第三代移动通信系统的频率规划，时分双工获得了55 100=155MHz的频谱，FDD获得了120 60 (170)=180～C350MHz的频谱。这充分体现了我国政府对具有自主知识产权的时分双工标准体制的重视与支持。 根据政府确定的基本方针与原则，2001年6月22日信息产业部成立3G技术试验专家组(3GTEG)，负责实施3G技术试验，专家组由来自国内的运营、设备制造和科研院校的专家组成。信息产业部六个司局组成3G领导小组。试验工作分两个阶段进行：第一阶段，在MTNet(移动通信实验网)进行；第二阶段，在运营商网络和MTNet进行。截止2003年底，已对WCDMA，TD-SCDMA，2GHzCDMA20001x完成了第一阶段试验工作，结论是系统基本成熟，终端尚存在一定问题需要改进。2004年进行第二阶段试验。 国际电联ITU-R在1985年，就开始研究第三代移动通信的技术和标准。其目标是统一全球移动通信标准和频段，实现全球漫游，提高移动通信的频谱利用率及数据传输速率，满足多媒体业务的需求。1998年，国际电联ITU向全世界征集第三代移动通信世界标准草案，共征集了来自美、欧、中、日、韩等国家和地区的16种3GRTT(第三代移动通信无线传输技术)标准提案。在提案评审和筛选过程中，国际电联根据对3G标准的要求，对3G标准提案进行了长达两年的评估、仿真、融合、关键参数的确定工作，通过了包括中国提案在内的5个无线传输的技术规范。目前，国际上共认的3G主流标准有3个，分别是欧洲阵营的WCDMA、美国高通的CDMA2000和中国大唐的TD-SCDMA。