LTE基站系統(tǒng)安全性算法的介紹及如何使用FPGA設(shè)計和實現(xiàn)接口

　　在移動通信寬帶化、智能終端普及化、和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重要化的背景下，LIE 系統(tǒng)即將大規(guī)模商用，并在未來十年或者更久時間內(nèi)成為移動通信的重要支撐。

　　本文對于基站系統(tǒng)中分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（Packet Data Convergence Protocol，PDCP ）層的安全性過程進(jìn)行了分析和研究，并且給出了安全性算法和硬件接口的FPGA方案、驗證和實現(xiàn)。

　　本文首先對LTE發(fā)展背景、LTE系統(tǒng)架構(gòu)、LTE終端協(xié)議層次結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了研究，分析了LTE協(xié)議棧各個層的作用。第二章介紹了LITE 的PDCP子層中的安全性功能過程，詳細(xì)分析了加密過程和完整性保護(hù)過程。第三章介紹了已經(jīng)被3GPP標(biāo)準(zhǔn)采用了的兩種LTE安全性算法：祖沖之序列密碼算法和SNOW 3G算法。

　　本文第四章和第五章提出了在CCU單板上的LTE安全性算法及接口的FPGA實現(xiàn)方案。第四章主要介紹了SNOW SG和祖沖之序列密碼算法的詳細(xì)實現(xiàn)方案，第五章詳細(xì)介紹了從10G以太網(wǎng)口到FPGA內(nèi)部安全性算法模塊的全部接口設(shè)計方案。然后在第六章，對第四章和第五章提出的方案進(jìn)行了仿真分析。

　　本文的亮點在于： （1）文章對ZUC算法模塊、128-EEA3 和128-EIA3做了硬件實現(xiàn)，整體設(shè)計保持1了ZUC算法模塊的高吞吐率。（2）算法模塊可以直接和高速接口對接。（3）接口的設(shè)計方案解決了FPGA片內(nèi)數(shù)據(jù)處理和高速網(wǎng)口的對接問題，并且通過了實際情況CCU單板的上電測試。