移动通信网与移动精品文稿.ppt
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1、移动通信网与移动1第1页,本讲稿共49页5.1 5.1 蜂窝式公用陆地移动通信系统的简况蜂窝式公用陆地移动通信系统的简况 5.2 5.2 蜂窝式公用陆地移动通信网的基本组成蜂窝式公用陆地移动通信网的基本组成 5.3 5.3 移动交换基本技术移动交换基本技术 5.4 5.4 移动交换信令移动交换信令5.5 5.5 移动交换系统移动交换系统 5.6 5.6 移动移动IPIP技术技术 目录目录2第2页,本讲稿共49页移动用户移动用户中国移动中国移动GSM8000万万中国联通中国联通GSM3000万万CDMA容量容量1500万万3第3页,本讲稿共49页公用陆地移动通信系统公用陆地移动通信系统公用陆地移
2、动通信系统公用陆地移动通信系统(PLMTS:PublicLandMobileTelecomSystem)PublicLandMobileTelecomSystem)5.1 5.1 蜂窝式公用陆地移动通信系统的简况蜂窝式公用陆地移动通信系统的简况模拟蜂窝移动电话模拟蜂窝移动电话无线寻呼、模拟无绳电话、模拟集群等无线寻呼、模拟无绳电话、模拟集群等1数字蜂窝移动电话数字蜂窝移动电话高速无线寻呼、数字无绳电话、数字集群等高速无线寻呼、数字无绳电话、数字集群等2FPLMTSIMT-20003无线传输技术标准无线传输技术标准4第4页,本讲稿共49页 1G.模拟模拟 FDMA2G.数字数字 TDMAGSMC
3、DMAIS-95AIS-95B3G.数字数字4G.数字数字容量大容量大频带利用率高频带利用率高覆盖面大覆盖面大基站数少基站数少总投资小总投资小2.5GGPRS分组技术分组技术数据率数据率115.2Kb/s多媒体多媒体数据率数据率2Mb/s5第5页,本讲稿共49页 3G.数字数字宽带宽带CDMA4G.数字数字多媒体多媒体数据率数据率2Mb/sIMT-2000TD-SCDMA20Mb/s-150Mb/sUMTS通用移动通信系统通用移动通信系统WCDMA日本日本CDMA2000北美北美6第6页,本讲稿共49页5.2 5.2 蜂窝式蜂窝式PLMTSPLMTS的基本组成的基本组成Q.10007第7页,本
4、讲稿共49页5.2.1 5.2.1 网络功能结构网络功能结构MSCEIRHLRBSMSCVLRVLRAUCOMCPSTNISDNX.25PDNDDNATMUmAEBGDCF移动站移动站基站基站基站子系统基站子系统(BSS)网络子系统网络子系统(NSS)基站子系统(BSS)和网络子系统(NSS)8第8页,本讲稿共49页1.1.基站子系统基站子系统 l移动台移动台(MS)/移动用户移动用户l基基站站(BS):负负责责射射频频信信号号的的发发送送和和接接收收以以及及无无线线信信号号至至移移动动业业务务交交换换中中心心(MSC)的的接接入入,在在某某些些系系统统中中还还可可以以有有信信道道分分配配、蜂
5、蜂窝窝小小区区管管理理等等控控制制功功能能。一般,一个基站控制一个或数个蜂窝小区(一般,一个基站控制一个或数个蜂窝小区(cell)。l通通常常基基站站(BS)是是由由一一个个或或多多个个基基站站收收发发信信台台(BTS)和和基基站站控控制制器器(BTC)组组成成。根根据据业业务务需需要要,BTS和和BTC可可处处于于同同一一位位置置,或或分分开开设设置置。如如果果BTS与与BSC之之间间的的距距离离小小于于10m,业业务务信信道道可可直直接接连连接接,称称为为组组合合方方式式;否否则则在在BTS与与BSC之之间间必必须须用用Abis接口连接,称为接口连接,称为远程方式远程方式。9第9页,本讲稿
6、共49页2.网络子系统网络子系统 l(1)移移动动业业务务交交换换中中心心(MSC:MobileSwitchingCenter):MSC是移动通信网的核心。它完成移动呼叫接续、跨区切换控制、无线信道管理等功能,同时也是PLMN与PSTN、ISDN、PDN(X.25分组网、FRN)、ATM网等陆地固定网的接口设备。MSC从HLR、VLR、AUC中,获取处理用户呼叫请求所需的各种信息,并更新相关的数据。(2)归归 属属 位位 置置 寄寄 存存 器器(HLR:Home LocationRegister):也称归属位置登记器。所谓“归属”指的是移动用户开户登记的移动局所属区域。HLR是一个专用数据库,
7、它存储了在该地区开户的所有移动用户的用户数据(用户号码、移动台类型和参数、用户业务权限等)、位置信息、路由选择信息、漫游能力(动态数据)等。HLR还集中管理移动用户的计费信息。10第10页,本讲稿共49页l(3)访访问问用用户户位位置置寄寄存存器器VLR(VisitorLocationRegister):lVLR是一个动态数据库,它贮存进入本地区的所有访问用户的相关数据。这些数据都是呼叫处理的必备数据,取自于访问用户的HLR,MSC处理访问用户的去话或来话呼叫时,直接从VLR检索数据,不需要再访问HLR。访问用户通常称为“漫游用户”。l(4)设设 备备 标标 识识 寄寄 存存 器器 EIR(E
8、quipmentIdentifyRegister):l记录移动台设备号,如国际移动设备标识符(IMEI)、非经许可的移动台号(黑户),能够供系统鉴别管理使用,验证其使用合法性等信息。11第11页,本讲稿共49页l(5)鉴鉴权权中中心心(AUC:AuthenticationCenter):lAUC是一个独立的功能单元,只在数字移动通信系统中使用,通常与HLR位于一起。它提供各种安全措施,存储移动用户合法性检验的专用数据和算法,可防止非法使用并进行位置确定、跟踪,其传输通路是加密的,AUC数据库记录加密代码。l(6)网网络络操操作作维维护护中中心心(OMC:OperationandMaintena
9、nceCenter):):lOMC用于整个系统的集中操作和维护。PLMS中每个组成部分都要连接到OMC,它由两个功能单元构成:OMC-SC(操作维护中心-交换部分)用于MSC和相关的VLR的操作及维护,由网络业务中心(NSC)来实现;OMC-M(操作维护中心-维护部分)用于BSS移动专用部分的操作和维护,在基站提供工作站(如Sun)来实现。12第12页,本讲稿共49页5.2.2 5.2.2 PLMNPLMN的通信接口的通信接口 l1.Um接口接口lUm接口,即无线接口,又称空中接口,该接口位于MS与BSS之间,移动通信系统的制式是与采用的Um接口技术有关:l(1)按照话音信号传送方式:按照话音
10、信号传送方式:l采用摸拟还是数字方式传送,可分为模拟和数字移动通信系统;l(2)按照多址方式:按照多址方式:l可分为FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)和CDMA(码分多址)系统。13第13页,本讲稿共49页l2.A接口接口lA接口,即无线接入接口。该接口位于MSC和BS之间,传送有关移动呼叫处理、基站管理、移动台管理、信道管理等信息,并与Um接口互通。l在模拟移动通信系统中,A接口规范没有标准化,仅作为内部接口处理。l在数字系统中,尤其是欧洲的GSM系统,对A接口作了详尽的定义,因此原则上可适用不同厂商生产的MSC和BS互连。14第14页,本讲稿共49页l3.B接口接口lB接接口口是是
11、位位于于MSC和和VLR之之间间的的接接口口。MSC通过该接口向VLR传送漫游用户位置信息,并在呼叫建立时向VLR查询漫游用户的有关数据。l4.C接口接口lC接口是位于接口是位于MSC和和HLR之间的接口之间的接口。MSC通过该接口向HLR查询被叫移动台的选路信息,以便确定呼叫路由,并在呼叫结束时向HLR发送计费信息。15第15页,本讲稿共49页l5.D接口接口lD接接口口是是位位于于VLR和和HLR之之间间的的接接口口。该接口主要用于寄存器之间传送移动台的用户数据、位置信息和选路信息。l6.E接口接口lE接口是位于接口是位于MSC之间的接口。之间的接口。该接口主要用于跨局切换。当移动台在通信
12、过程中由某一MSC业务区进入另一MSC业务区时,两个MSC需要通过该接口交换信息,由另一MSC接管该移动台的通信控制,使移动台通信不中断。16第16页,本讲稿共49页l7.F接口接口lF接接口口是是位位于于MSC和和EIR之之间间的的接接口口。MSC通过该接口向EIR查询发呼移动台设备的合法性。l8.G接口接口lG接口是位于接口是位于VLR之间的接口。之间的接口。当移动台由某一VLR管辖区进入另一VLR管辖区时,新老VLR通过该接口交换必要的信息。17第17页,本讲稿共49页PLMN的三种组合方式:(1)综综合合式式:MSC,HLR,VLR位于同一设备中,即移动交换机兼具位置寄存器的功能。交换
13、机的内部接口有B接口和C接口(MSC与本局HLR),移动交换机之间通过C,D,E,G接口的信令链路中传送信息。在移动网建设初规模校小时使用这种方式。(2)部部分分分分离离式式:MSC和VLR位于同一物理设备中,HLR为单独的物理设备。这种方式当前用得最多。(3)完完全全分分离离式式:MSC,HLR,VLR均为独立的物理设备。这时,HLR,VLR为独立的网络数据库,控制移动业务的处理,MSC则完成单纯的话路接续任务。这一结构和智智能能网网结构完全一致。其中,HLR,VLR相当于SCP(业务控制点),MSC相当于SSP(业务交换点),它们之间通过7号信令交换信息。18第18页,本讲稿共49页5.2
14、.3网络区域划分网络区域划分 蜂窝蜂窝小区小区基站区基站区位置区位置区移动业务交换区移动业务交换区服务区服务区系统区系统区19第19页,本讲稿共49页5.2.4频道、信道和蜂窝小区频道、信道和蜂窝小区l频道指配频道指配l信道信道l蜂窝小区蜂窝小区3G移动通信系统将采用移动通信系统将采用2000MHz频段。频段。每个系统在其工作频段中划分为若干频道,每个系统在其工作频段中划分为若干频道,以供众多用户使用。典型的以供众多用户使用。典型的TACS模拟系统模拟系统基站的发射频段基站的发射频段935960MHz,移动台的发,移动台的发射频段射频段890-915MHz,频段宽度为,频段宽度为25MHz,收
15、发频段间隔为,收发频段间隔为45MHz,频道间隔为,频道间隔为25kHz,可划分为,可划分为1000个频道;个频道;GSM数字系统数字系统频段宽度也是频段宽度也是25MHz,划分为,划分为125个频道。个频道。信道是传送数据或控制信息的逻信道是传送数据或控制信息的逻辑通道。辑通道。FDMA:一个信道占用一个频道;一个信道占用一个频道;TDMA:多个多个信道通过时分复用方信道通过时分复用方式共用一个式共用一个频道;频道;CDMA:多个信道通过多个信道通过分配不同的分配不同的伪随机扩频序列(伪码)伪随机扩频序列(伪码)共用一个频道。共用一个频道。20第20页,本讲稿共49页312546711.ba
16、若若 a=2,b=1,则则N=7。对对于于给给定定的的N,若若小小区区形形状状为为正正六六边边形形,则则频频道道分分组组数数N和和同同频频复复用用最最小小中中心心距距D的的关系为关系为:DRN=a2+ab+b221第21页,本讲稿共49页基站设置的方法基站设置的方法:l基站设置在蜂窝中心,采用全向天线;基站设置在蜂窝中心,采用全向天线;l基基站站设设置置在在蜂蜂窝窝顶顶点点,采采用用1200定定向向天天线线,如图如图5.2.5(a)所示;)所示;l基站设置成三叶草模型,采用基站设置成三叶草模型,采用600定向天线,定向天线,如图如图5.2.5(b)所示。)所示。基站设置成三叶草模型,基站设置成
17、三叶草模型,采用采用600定向天线定向天线22第22页,本讲稿共49页5.2.4编号计划编号计划 l移动台号簿号码(移动台号簿号码(MSDN:MobileStationDirectoryNumber)l国际移动台标识号(国际移动台标识号(IMSI:InternationalMobileStationIdentification)l国际移动台设备标识号(国际移动台设备标识号(IMEI:InternationalMobileEquipmentIdentification)l移动台漫游号(移动台漫游号(MSRN:MobileStationRoamingNumber)23第23页,本讲稿共49页5.3
18、移动交换基本技术移动交换基本技术 l5.3.1移动呼叫连接过程移动呼叫连接过程1.移动台初始化移动台初始化移移动动台台开开机机后后,首首先先就就要要通通过过自自动动扫扫描描,捕捕获获当当前前所所在在小小区区的的广广播播信信道道,由由此此获获得得所所在在PLMN号号、基基站站号号和和位位置置区区域域等等信信息息,并并将将其其存存入入RAM中中。扫扫描描的的起起始始信信道道根根据据选选定定归归属的属的PLMN确定。确定。24第24页,本讲稿共49页l2.移动台呼叫固定网用户移动台呼叫固定网用户(1)BSMSC本地交换机本地交换机通话通话(2)(4)(5)(6)(7)(8)(9)回铃音回铃音(10)
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