现代通信系统-电子教案.ppt

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1、机械工业出版社同名教材配套电子教案现代通信系统现代通信系统（第（第2 2版）版）第第1 1章章 程控交换系统程控交换系统 第第2 2章章 数据交换系统数据交换系统 第第3 3章章 移动通信系统移动通信系统第第4 4章章 数字传输系统数字传输系统 第第5 5章章 光纤通信系统光纤通信系统 第第6 6章章 卫星通信系统卫星通信系统 第第7 7章章 用户接入系统用户接入系统 本书章节本书章节 现代通信的起源可以说是从现代通信的起源可以说是从电话电话开始开始的，电话满足了人们相互之间进行信息的，电话满足了人们相互之间进行信息交流的需要。人们使用电话离不开电话交流的需要。人们使用电话离不开电话交换机交换

2、机，交换机能够将任意两个电话用，交换机能够将任意两个电话用户接通。众多交换机连在一起就构成电户接通。众多交换机连在一起就构成电话话交换网交换网，通过这个网，世界各地的电，通过这个网，世界各地的电话用户可以相互通话。话用户可以相互通话。第第1 1章章 程控交换系统程控交换系统电电话话交交换换的的过过程程中中，要要经经过过电电话话机机、交交换换机机，以以及及交交换换网网。电电话话交交换换技技术术的的发发展展也也是是经经历历了了这这样样的的过过程程。一一百百多多年年来来，这这一一技技术术得得到到了了巨巨大大的的发发展展和和广广泛泛的的应应用用，无无论论是是在在结结构构方方面面，还还是是功功能能方面，

3、都已日方面，都已日趋趋成熟。成熟。1.1 1.1 电话交换简介电话交换简介最最初初的的电电话话通通讯讯只只能能在在固固定定的的两两部部电电话话机之机之间进间进行行 A A用户用户B B用户用户C C用户用户交换技术的发展交换技术的发展固固定定的的两两部部电电话话机机之之间间的的通通话话显显然然不不能能满满足足人人们们的的需需要要，人人们们希希望望有有选选择择地地与与对对方方通通话话，由此由此想到建立一个想到建立一个人工人工电话电话交交换换站站。人工交换出现人工交换出现电话电话交换站交换站(话务员话务员)A A用户用户B B用户用户C C用户用户人人工工交交换换的的缺缺点点是是显显而而易易见见的

4、的，如如果果能能用用机机器器来来代代替替话话务务员员的的工工作作，那那就就能能大大大大提提高高电电话话交交换换的的工工作作效效率率。这这就就引引出出了了自自动动电电话交换机的产生。话交换机的产生。自自动动电电话话交交换换机机的的发发展展经经历历了了步步进进制制、纵纵横制横制、程控程控制制等发展过程。等发展过程。自动交换的发展自动交换的发展 现在，现在，数字程控交数字程控交换换机机已经已经得到得到广泛普及广泛普及。程控交换机房程控交换机房 随随着着社社会会经经济济的的发发展展，人人们们不不仅仅需需要要进进行行本本地地电电话话交交换换，而而且且需需要要同同世世界界各各地地进进行行通通话话联联系系，

5、这这就就要要考考虑虑如如何何把把各各地地的的电电话话连连接接起起来来，也也就就是是如何如何组组建建电话电话网。网。电话电话交交换换网网的出现的出现电电话话网网中中不不同同位位置置的的交交换换机机起起着着不不同同的的作作用用，故故有有不不同同的的名名称称，如如端端局局、汇汇接局、接局、长长途局途局等。等。不不同同的的连连接接线线也也有有不不同同的的名名称称，如如用用户线户线、中、中继线继线等。等。交交换换网网中的交换机中的交换机电话电话交交换换网的网的组组成成 中继线中继线用户线用户线汇接局汇接局汇接局汇接局端局端局端局端局端局端局端局端局长途局长途局 程程控控交交换换机机是是指指用用计计算算机

6、机来来控控制制的的交交换换系系统统，它它由由硬硬件件和和软软件件两两大大部部分分组组成，其中硬件部分被分为两个子系统：成，其中硬件部分被分为两个子系统：话话路路子子系系统统控制控制子子系系统统 程控交换机的基本组成程控交换机的基本组成 程控交换机的的硬件结构程控交换机的的硬件结构用户电路用户电路中继器中继器中继器中继器交交换换网网络络信号终端信号终端扫描器扫描器驱动器驱动器存储器存储器中央中央处理器处理器输入输入/输输出设备出设备话路子系统话路子系统控制子系统控制子系统总线总线用户电路用户电路程控交换机的机柜程控交换机的机柜交交换换机机的的中中央央处处理理机机柜柜和和电电源源机机柜柜自动振铃回

7、叫自动振铃回叫 缩位拨号缩位拨号 热线服务热线服务 呼叫转移呼叫转移 呼出限制呼出限制 程控交程控交换换机的服机的服务务功能功能呼叫等待呼叫等待 三方通话三方通话 免打扰免打扰 闹钟叫醒闹钟叫醒 交交换换机机按按用用途途可可分分为为局局用用交交换换机机和和用用户户交交换换机机两两类类。用用户户交交换换机机也也称称为为小小交交换换机机（PBXPBX），用用于于单单位位内内的的电电话话交交换换以以及及内内部部电电话话与与公公共共电电话话网网的的连连接接。可可以以用用用用户户线线与与局局用用交交换换机机连连接接，也也可可以以用用中中继继线线与与局局用用交交换换机机连连接接。最最常常见见的的连连接接方

8、式是方式是半自半自动动中中继继方式方式和和全自全自动动中中继继方式方式。用用户户交交换换机机在在程程控控交交换换机机中中，为为便便于于传传输输与与处处理理,常常将将多多条条话话路路信信号号复复用用在在一一起起，然然后后再再送送入入交交换换网网络络。此此时时，在在一一条条物物理理电电路路上上顺顺序序传传送送着着多多路路话话音音信信号号，每每路路信信号号占占用用一一个个时时隙隙。所所以以说说，在在数数字字交交换换网网络络中中对对话话音电路的交换实际上是对时隙的交换。音电路的交换实际上是对时隙的交换。1.2 1.2 数字交数字交换换网网络络时隙交换的过程可以分成两步。时隙交换的过程可以分成两步。第第

9、一一步步是是在在一一条条电电路路的的任任意意两两个个时时隙隙之之间间进进行行的的交交换换，称称为为时时分分交交换换，由由T T型型接接线线器器完成；完成；第第二二步步是是在在两两条条电电路路上上的的相相同同时时隙隙之之间间进进行行的的交交换换，称称为为空空分分交交换换，由由S S型型接接线线器器完成。完成。时隙交换时隙交换 对对于于小小型型交交换换机机来来说说，交交换换网网络络往往往往由由一一级级T T型型接接线线器器组组成成就就可可以以了了，而而对对于于大大型型交交换换机机则则肯肯定定是是不不够够的的。这这时时可可以以采采用用多多级级组组合合方方案案，其其中中T-S-TT-S-T组组合合是是

10、最最常用的。常用的。多多级组级组合交合交换换网网络络交交换换网网络络的的控控制制一一般般包包括括：接接收收要要求求建建立立接接续续的的地地址址，寻寻找找通通过过单单级级或或多多级级网网络络的的通通路路，建建立立通通路路接接续续以以及及最最后后释释放放该该通路。通路。交换网络的控制交换网络的控制电电话话机机所所产产生生的的话话音音信信号号都都是是模模拟拟信信号号，而而程程控控交交换换机机所所处处理理的的必必须须是是数数字字信信号号。因因此此，程程控控交交换换机机必必须须将将电电话话机机发发出出的的模模拟拟信信号号转转换换成成数数字字信信号号，而而且且还还要要对对电电话话机机进进行行馈馈电电、振振

11、铃铃和和测测试试等等。这这些些必必不可少的功能不可少的功能都是由都是由用用户电户电路路来完成的来完成的。1.3 1.3 用户电路用户电路BB向用户馈送电源向用户馈送电源OO过压保护过压保护RR振铃振铃SS监视监视 CC编译码及滤波编译码及滤波H2/4H2/4线转换线转换TT测试测试 用户电路的功能可以简称为用户电路的功能可以简称为“BORSCHT”“BORSCHT”功功能能 用户电路的功能用户电路的功能用用户户电电路路一一般般由由两两块块专专用用集集成成电电路路组组件件组组成成，一一块块是是用用户户接接口口电电路路，另另一一块块是是编编译译码码器器和滤波器。和滤波器。用用户电户电路的整体路的整

12、体结结构构 用用 户户 机机 柜柜电电话话交交换换机机之之间间是是由由中中继继线线连连接接的的，中中继继器器是是交交换换机机与与中中继继线线之之间间的的接接口口设设备，中继器可分为以下两种：备，中继器可分为以下两种：模拟中继器模拟中继器数字中继器数字中继器1.4 1.4 中继器中继器模模拟拟中中继继器器的的主主要要功功能能与与模模拟拟用用户户电电路路相相似似，如如忙忙闲闲控控制制、信信号号发发送送与与接接收收、过过压压保保护护、发发送送与与接接收收电电平平的的调调节节、各各种种传传输输参参数数的的分分配配、提提供供测测试试接接口口、完完成成话话音音信信号号的的A/DA/D和和D/AD/A转换转

13、换。模拟中继器模拟中继器数数字字中中继继器器的的主主要要功功能能有有：时时钟钟提提取取、码码型型变变换换、帧帧同同步步和和复复帧帧同同步步等等。数数字字中中继继器器所所连连接接的的是是传传码码率率为为2048Kbps2048Kbps的的3232路路PCMPCM基基群群线线路路,即即一一个个数数字字中中继继器器可可提提供供3030条条话话路路、一条同步通路和一条一条同步通路和一条标标志信号通路。志信号通路。数字中继器数字中继器中继传输模块中继传输模块程程控控交交换换机机是是存存储储程程序序控控制制的的交交换换机机，也也就就是是通通过过运运行行处处理理器器中中的的程程序序，控控制制整整个个话话路路

14、的的接接续续，因因此此软软件件在在程程控控交交换换机中具有极其重要的作用。机中具有极其重要的作用。1.5 1.5 交换机的交换机的软软件系件系统统程程控控交交换换机机的的软软件件系系统统从从总总体体上上可可分分为为两两大大部分运行部分运行软软件和支持件和支持软软件。件。运运行行软软件件是是指指交交换换系系统统进进行行呼呼叫叫处处理理、管管理理和和维护维护等工作所需的程序和数据等工作所需的程序和数据,是在是在线线运行的运行的。支支持持软软件件是是指指编编译译程程序序、模模拟拟程程序序和和连连接接编编辑辑程程序序等等，它它是是在在编编写写和和调调试试程程序序时时为为了了提提高高效效率而使用的程序，

15、是脱机运行的。率而使用的程序，是脱机运行的。运行运行软软件件和和支持支持软软件件程程控控交交换换机机软软件件系系统统的的基基本本任任务务是是控控制制交交换换机机运运行行，而而交交换换机机的的基基本本目目的的是是建建立立和和释释放放呼呼叫叫。因因此此对对交交换换机机软软件件系系统统有有以下一些特殊要求：以下一些特殊要求：1.1.运行快存储小；运行快存储小；2.2.以多道程序运行的方式工作以多道程序运行的方式工作；3.3.保保证证系系统统不中断不中断；4.4.通用性能好通用性能好。对对软软件系件系统统的要求的要求呼呼叫叫处处理理的的过过程程是是比比较较复复杂杂的的，可可简简单单地概括地概括为为三步

16、三步:输入处理输入处理输出处理输出处理内部处理内部处理 经经过过这这三三步步后后，交交换换机机便便从从一一种种稳稳定定状状态态转转移到另一种移到另一种稳稳定状定状态态,周而复始周而复始,循循环环无尽。无尽。呼叫处理的过程呼叫处理的过程 信信令令是是指指通通信信系系统统中中的的控控制制指指令令。它它可可以以指指导导终终端端设设备备、交交换换系系统统及及传传输输系系统统协协同同运运行行，在在指指定定的的终终端端之之间间建建立立临临时时的的通通信信信信道道，并并维维护护网网络络本本身身正正常常运运行行。信信令令系系统统是是通通信信网网的的重重要要组组成成部部分分，是是通通信信网的神网的神经经系系统统

17、。1.6 1.6 交换机的交换机的信信令系令系统统按按传传送通道可分送通道可分为为：随路信令随路信令，共路信令共路信令按功能可分按功能可分为为：线线路信令路信令，路由信令路由信令，管理信令管理信令 按工作区域可分按工作区域可分为为：用用户线户线信令信令，局局间间信令信令信令信令的分类的分类 信信令令的的传传送送要要遵遵守守一一定定的的规规约约和和规规定定，这这就就是是信信令令方方式式。它它包包括括信信令令的的结结构构形形式式、信信令令在在多多段段路路由由上的传送方式及控制方式。上的传送方式及控制方式。信令方式信令方式当当电电话话网网采采用用共共路路信信令令后后，除除原原有有电电话话网网外外，还

18、还要要有有一一个个独独立立的的数数据据通通信信网网，即即信信令令网网。它它除除传传送送呼呼叫叫控控制制等等电电话话信信令令以以外外，还还要要传传送送网网络络管管理理与与维维护护等等信信息息，它它实实际际上上是是一一个个载载送送各各种种信信息息的的数数据据传传送送系系统统，是一个，是一个专专用的数据通信网。用的数据通信网。信令网信令网信令信令模块模块 数数据据交交换换也也称称数数据据通通信信，是是现现代代信信息息技技术术中中的的一一个个重重要要组组成成部部分分，它它是是计计算算机机科科学学与与通通信信科科学学相相结结合合的的产产物物，是是把把通通信信技技术术中中的的信信息息传传输输、交交换换同同

19、计计算算机机技技术术中中的的数数据据处处理理、加加工工及及存存储储有有机机结结合合而而形形成成的的一一种种通通信信方方式式。数数据据通通信信网网的的建建立立与与应应用用，极极大大地地推推动动了了数数据据通通信信技技术术的的发发展展，也也为为更更大大规规模模的的生生产产活活动动、更更大大范范围围的的信信息资源共享提供了必要的条件。息资源共享提供了必要的条件。第第2 2章章 数据交换系统数据交换系统 计计算算机机的的输输入入和和输输出出都都是是数数据据信信号号，因因此此数数据据通通信信是是计计算算机机和和通通信信相相结结合合而而产产生的一种通信方式。生的一种通信方式。数数据据通通信信可可定定义义为

20、为“用用通通信信线线路路（包包括括通通信信设设备备）将将远远地地的的数数据据终终端端设设备备与与主主计计算算机机连连接接起起来来进进行行信信息息处处理理”，以以实实现现硬件、硬件、软软件和信息件和信息资资源共享。源共享。2.1 2.1 数据通信基数据通信基础础 通信通信对对象不同象不同 对可靠性的要求不同对可靠性的要求不同 通信的持续时间不同通信的持续时间不同 通信中的信息特性不同通信中的信息特性不同 数据与数据与话话音的区音的区别别 数据通信系数据通信系统统的的组组成成 DTEDTE通通信信控控制制器器中央处中央处理装置理装置主存主存储器储器信信道道DCEDCEDCEDCE数据终端数据终端设

21、备设备数据链路数据链路计算机中心计算机中心磁带磁带磁盘磁盘接口接口接口接口 电电路交路交换换 报报文交文交换换 分分组组交交换换 数据通信的交数据通信的交换换方式方式 分分组组交交换换方方式式首首先先把把来来自自发发信信终终端端的的数数据据暂暂存存在在交交换换机机的的存存储储器器里里，接接着着在在网网内内高高速速存存储储和和传传送送，最最后后传传递递到到收收信信终终端端。分分组组是是将将整整个个报报文文划划分分成成一一定定大大小小的的块块（也也叫叫小小包包），再再加加上上接接收收地地址址和和控控制制信信息息（也也叫叫标标签签）所所构构成成的的信信息传送单位。息传送单位。2.2 2.2 分分组组

22、交交换换技术技术 数据数据报报方式方式 虚虚电电路方式路方式 分分组组交交换换方式方式 虚虚电电路路可可以以是是永永久久连连接接,也也可可以以是是临临时时连连接接。永永久久连连接接的的称称为为“永永久久虚虚电电路路”,”,用用户户在在向向网网络络预预约约了了该该项项服服务务之之后后,就就在在两两个个用用户户之之间间建建立立起起永永久久的的虚虚连连接接,用用户户之之间间的的通通信信直直接接进进入入数数据据的的传传输输阶阶段段,就就好好象象具具有有一一条条专专线线一一样样,可可随随时时传传送送数数据据。临临时时连连接接的的称称为为“交交换换虚虚电电路路”,”,用用户户终终端端在在通通信信之之前前建

23、建立虚立虚电电路，通信路，通信结结束后就拆除虚束后就拆除虚电电路。路。虚虚电电路的路的连接连接 公公共共数数据据网网(PDN)PDN)是是在在整整个个国国家家或或全全世世界界提提供供公公共共电电信信服服务务的的数数据据通通信信网网。为为了了使使用用户户设设备备经经PDNPDN的的连连接接能能标标准准化化，原原CCITTCCITT在在19761976年年制制定定了了X.25X.25协协议议标标准准，所所以以习习惯惯上称上称PDNPDN为为X.25X.25网。网。X.25X.25协议标准协议标准 X.25X.25对对高高速速数数据据文文件件的的传传送送及及实实时时性性要要求求较较高高的的应应用用不

24、不能能适适应应。另另一一方方面面，随随着着LANLAN的的普普及及，LANLAN通通过过WANWAN（广广域域网网）彼彼此此互互连连，以以实实现现更更大大范范围围内内的的信信息息交交流流与与合合作作，已已成成为为必必然然趋趋势势。这这种种应应用用需需求求对对WANWAN提提出出了了更更高高的的要要求求，在在这这种种情情况况下下，8080年年代代末末，帧帧中中继继技技术应术应运而生。运而生。帧帧中中继继 ATMATM交交换换也也叫叫异异步步转转移移模模式式，是是一一种种全全新新的的交交换换技技术术，融融合合了了电电路路交交换换和和分分组组交交换换的的优优点点。这这里里的的“转转移移模模式式”是是

25、对对通通信信网网络络中中传传输输、复复用用和和交交换换等等过过程程的的综综合合表表述述，而而“异异步步”则则是是针针对对“同同步步”而而言言的的。利利用用ATMATM交交换换可可以以实实现现高高速速数数据据传传输输，在在未未来来通通信信网网中中它它将将发挥发挥核心作用。核心作用。2.3 2.3 ATMATM交交换换 信信元元结结构构分分为为两两类类：一一类类用用于于网网络络节节点点之之间间的的接接口口NNINNI，另一，另一类类用于用用于用户户和网和网络络之之间间的接口的接口UNIUNI。ATMATM信元的信元的结结构构 ATMATM交交换换与与分分组组交交换换相相似似，它它也也采采用用虚虚电

26、电路路连连接接，但但为为了了和和分分组组交交换换有有所所区区别别，一一般般将将ATMATM交交换换中中的的连连接接称称之之为为“虚虚连连接接”，其其连连接接的的建建立立过过程程和和分分组组交交换换完完全全不不同同,而而且且,这这种种虚虚连连接接是是由由若若干干虚虚信信道道（VCVC）和和虚虚通通道道（VPVP）相相互互连连接而成。接而成。虚虚连接连接 信头信头 用户信息用户信息异步多路复用模式异步多路复用模式 t t 装入用户信息的信元装入用户信息的信元 其它用户的信元其它用户的信元 用户信息用户信息 时隙时隙同步多路复用模式同步多路复用模式 t t 125us(125us(帧帧)125us(

27、)125us(帧帧)异步复用的基本概念异步复用的基本概念 ATMATM交换过程主要包括以下几个方面：交换过程主要包括以下几个方面：1.1.路由选择路由选择2.2.标记转换标记转换3.3.信元排队信元排队4.4.发送发送ATMATM交交换换过程过程ATMATM交交换换网网络络的的结结构构信信元元交交换换机机构构(CSF)(CSF)IMIMIMIM接续容许控制接续容许控制OMOMOMOM系统管理系统管理N N1 1N N1 1:当当今今，计计算算机机技技术术的的应应用用已已成成为为人人们们日日常常生生活活中中的的一一个个重重要要部部分分，从从管管理理和和控控制制自自动动化化设设备备到到处处理理文文

28、档档及及管管理理日日常常事事物物，可可谓谓无无处处不不在在。为为了了解解决决人人力力和和技技术术资资源源的的共共享享，进进一一步步提提高高计计算算机机应应用用的的效效率率，自自计计算算机机问问世世以以来来，人人们们便开始研究便开始研究计计算机之算机之间间的通信的通信问题问题。2.4 IP2.4 IP交交换换技术技术 早早期期的的计计算算机机之之间间的的通通信信只只是是点点到到点点的的通通信信方方式式。例例如如，利利用用RS-232RS-232技技术术把两个把两个较较近距离的近距离的计计算机互算机互联联起来起来。早期早期计计算机通信算机通信计算机计算机A A计算机计算机B B 随随着着互互联联计

29、计算算机机台台数数的的增增加加，点点到到点点的的连连接接方方式式已已无无法法使使用用，取取而而代代之出现了局域网（之出现了局域网（LANLAN）技术。技术。局域网（局域网（LANLAN）技技术术计算机计算机A A计算机计算机B B计算机计算机C CLANLAN 如如何何将将技技术术上上互互不不兼兼容容的的局局域域网网互互联联起起来来呢呢？这这就就要要使使用用互互联联网网了了，互互联联网网络络中中执执行行路路由由选择选择任任务务的的专专用用计计算机称算机称为为“路由器路由器”。互联网互联网技技术术网络网络1 1计算机计算机A A计算机计算机B B计算机计算机D D路由器路由器计算机计算机C C网

30、络网络2 2 一一个个机机构构可可以以根根据据自自己己的的需需要要选选择择适适当当的的网网络络技技术术，然然后后由由路路由由器器把把所所有有的的网网络络连连成成一一个个互互联联网网。网网络络互互联联的的目目的的是是通通过过异异构构网网络络实实现现通通用用服服务务。为为了了实实现现通通用用服服务务，在在计计算算机机和和路路由由器器上上都都需需要要配配置置协协议议软软件件。在在人人类类社社会会交交往往中中，除除非非两两人人会会讲讲同同一一种种语语言言，否否则则这这两两人人是是不不可可能能进进行行交交流流的的。这这一一道道理理也也同同样样适适用用于于计计算算机机通通信信，因因此此在在互互联联网网中中

31、，也也为为互互联联通通信信定定义义了了一一系系列列协协议议，这这些些协协议议简简称称为为“传传输输控控制制协协议议/网网络互联协议络互联协议”（TCP/IPTCP/IP）。）。TCP/IPTCP/IP协议协议 用户用户A A 路由选择表路由选择表 路由器路由器1 1 路由器路由器2 2 203.0.5.10 203.0.5.10 202.56.5.1 203.0.5.2 202.56.5.1 203.0.5.2 198.1.2.3 198.1.2.3 198.1.2.0 198.1.2.0 路由选择表路由选择表 网络网络3 3 198.1.2.9 198.1.2.9 用户用户B B 网络网络1

32、 1202202.56.5.0.56.5.0网络网络2 2203203.0.5.0.0.5.0C 202.56.5.0 1C 202.56.5.0 1C 203.0.5.0 2C 203.0.5.0 2R 198.1.2.0 203.0.5.10 2R 198.1.2.0 203.0.5.10 2C 203.0.5.0 1C 203.0.5.0 1C 198.1.2.0 2C 198.1.2.0 2R 202.56.5.0 3.0.5.2 2R 202.56.5.0 3.0.5.2 2路由器工作原理路由器工作原理路由器路由器机架机架 IPIP交交换换是是IpsilonIpsilon公公司司提提

33、出出专专门门用用于于在在ATMATM网网上上传传送送IPIP分分组组的的技技术术，其其目目的的是是使使IPIP更更快快更更好好地地提提供供业业务务质质量量支支持持。IPIP交交换换技技术术打打算算抛抛弃弃面面向向连连接接的的ATMATM软软件件，而而在在ATMATM硬硬件件的的基基础础之之上上直直接接实实现现无无连连接接的的IPIP选选路路。该该方方法法旨旨在在同同时时获获得得无无连连接接IPIP的的强强壮壮性性以以及及ATMATM交交换换的的高高速速、大大容容量量的的优优点点。I IP P交交换换基基本本上上是是一一个个附附有有交交换换硬硬件件的的路路由由器器，它它能能够够在在交交换换硬硬件

34、件中中高高速速缓缓存路由策略。存路由策略。IPIP交交换换原理原理IPIP网络系统整体结构网络系统整体结构市话市话交换机交换机网关网关LANLAN关守关守PCPC机机计费服务器计费服务器电话电话传真传真传真传真网管服务器网管服务器 电话电话市话市话交换机交换机网关网关IP网络网络 通通信信的的普普及及造造成成各各种种各各样样通通信信网网并并存存的的局局面面，由由此此给给用用户户带带来来麻麻烦烦。为为解解决决这这一一问问题题，ISDNISDN应应运运而而生生。通通过过一一个个ISDNISDN网网,用用户户可可以以将将多多种种通通信信设设备备同同时时接接入入，只只用用一一个个号号码码，这这无无疑疑

35、带带来来极极大大方方便便。现现阶阶段段应应用用还还仅仅是是N-ISDNN-ISDN，它它是是对对现现有有程程控控交交换换机机做做一一些些软软硬硬件件的的增增补补而而成成，提提供供两两种种连连接方式，即接方式，即2 2B+DB+D方式和方式和3030B+DB+D方式。方式。2.5 2.5 综综合合业务业务数字网（数字网（ISDNISDN）ISDNISDN概念示意概念示意图图电话网电话网分组网分组网ISDNISDN网网NTNT电报网电报网第第3 3章章 移动通信系统移动通信系统 现现代代综综合合业业务务通通信信网网中中不不可可缺缺少少的的一一环环就就是是移移动动通通信信。由由于于移移动动通通信信几

36、几乎乎集集中中了了有有线线和和无无线线通通信信的的最最新新技技术术成成就就，不不仅仅可可以以传传送送话话音音信信息息，而而且且还还能能够够传传送送数数据据信信号号，使使用用户户随随时时随随地地快快速速而而可可靠靠地地进进行行多多种种信信息息交交换换，因因此此，它它和和卫卫星星通通信信、光光缆缆通通信信一一起起被被列列为为现现代代通通信信领领域域中中的的三三大大新兴通信手段。新兴通信手段。3.1 3.1 移动通信简介移动通信简介 移移动动通通信信是是指指通通信信的的双双方方，至至少少有有一一方方是是在移动中进行信息交换的。在移动中进行信息交换的。移动通信的分类移动通信的分类 按按设设备备的的使使

37、用用环环境境可可分分为为陆陆地地移移动动通通 信、海上移动通信和航空移动通信；信、海上移动通信和航空移动通信；按按服服务务对对象象可可分分为为专专用用移移动动通通信信和和公公用用移动通信；移动通信；按按系系统统组组成成结结构构可可分分为为蜂蜂窝窝移移动动电电话话系系统统、集集群群调调度度移移动动电电话话系系统统、无无中中心心个个人人无无线线电电话话系系统统、公公用用无无绳绳电电话话系系统统和和移动卫星通信系统。移动卫星通信系统。移动通信的特点移动通信的特点 1 1.电波衰落现象电波衰落现象 2.2.远近效应远近效应 3.3.干扰大干扰大 4.4.多普勒效应多普勒效应5.5.环境条件差环境条件差

38、 移动通信系统的组成移动通信系统的组成 移移动动通通信信系系统统一一般般由由移移动动台台（MSMS）、基基站站（BSBS）、移移动动业业务务交交换换中中心心（MSCMSC）等等组成。组成。BSBSMSCMSC市话局市话局MSMS市话网市话网（PSTNPSTN）移动电话网移动电话网移动通信机房移动通信机房 3.2 3.2 蜂窝系统的组网技术蜂窝系统的组网技术 随随着着经经济济的的发发展展，移移动动通通信信应应用用日日益益广广泛泛，有有限限的的无无线线电电频频率率要要提提供供给给越越来来越越多多的的用用户户共共同同使使用用。频频道道拥拥挤挤、相相互互干干扰扰已已成成为为阻阻碍碍移移动动通通信信发发

39、展展的的首首要要问问题题。解解决决这这些些问问题题的的办办法法就就是是按按一一定定的的规规范范组组成成移移动动通通信信网网络络，保保障障网网内内所所有有用用户户有有序序地地通信。通信。频率管理频率管理 频频率率是是人人类类所所共共有有的的一一种种特特殊殊资资源源，它它并并不不是是取取之之不不尽尽的的。频频率率的的分分配配和和使使用用需需在在全全球球范范围围内内制制定定统统一一的的规规则则。我我国国分分配配给给民民用用移移动动通通 信信 的的 频频 段段 主主 要要 在在 150MHz、450MHz、900MHz频频段段和和1800MHz频频段段，各各项项具具体体业业务务如如专专用用对对讲讲机机

40、、无无绳绳电电话话、蜂蜂窝窝移移动动电电话话等等的的使用频率均有具体的明确规定。使用频率均有具体的明确规定。频率有效利用技术频率有效利用技术 1.1.频频率率域域的的有有效效利利用用：一一是是信信道道的的窄窄带带化化，以以便便得得到到更更多多的的载载波波信信道道；二二是是应应用用宽宽带带多多址址技技术，使一个载波信道上能传输多个用户信息术，使一个载波信道上能传输多个用户信息 。2.2.空空间间域域的的有有效效利利用用：某某一一地地区区使使用用了了某某一一频频率率之之后后，在在相相隔隔一一定定距距离离的的另另一一地地区区可可以以重重复复使用这一频率，这就是所谓使用这一频率，这就是所谓“同频复用同

41、频复用”。3.3.时时间间域域的的有有效效利利用用：是是指指在在一一地地区区中中，多多个个用用户户共共用用一一个个载载波波频频率率，每每个个用用户户占占用用频频率率的的时间不同，这就是所谓的时间不同，这就是所谓的“时分复用时分复用”。信道的分配信道的分配 移移动动通通信信的的基基站站都都采采用用多多信信道道共共用用方方式式，由由这这些些信信道道组组成成的的一一个个信信道道组组的的频频率率配配置置应应遵遵循循一一定定的的规规则则，以以避避免免种种种种可可能能的干扰。信道的分配方法主要有两种的干扰。信道的分配方法主要有两种:分区分组配置法分区分组配置法 等频距配置法等频距配置法。基站天线基站天线

42、3 3个个 板板 状状 天天线线构构成成3 3个个无无线扇形小区。线扇形小区。移动通信网的信令移动通信网的信令 在在移移动动通通信信网网中中，除除了了传传输输话话音音信信号号之之外外，为为使使全全网网有有秩秩序序地地工工作作，还还必必须须在在正正常常通通话话的的前前后后传传输输很很多多非非话话音音信信号号，这这些些非非话话音音信信号号统统称称为为“信信令令”。移移动动通通信信中中的的信信令令大大致致可可以以分分为为移移动动台台位位置置登登记记的的信信令令；有有关关通通话话开开始始的的信信令令；通通话话中中的的各各种种信信令令以以及及有有关关通通话话结结束束的的信信令令。传传输输这这些些信信令令

43、的的方方式式有有专专用用控控制制信信道道和和共共用用话话音音信道两种方式。信道两种方式。3.3 GSM3.3 GSM移动通信系统移动通信系统 GSMGSM系系统统也也叫叫数数字字移移动动通通信信系系统统，属属于于第第二二代代移移动动通通信信系系统统。该该系系统统采采用用频频分分复复用用(FDMA)(FDMA)和和时时分分复复用用(TDMA)(TDMA)结结合合的的方方式式，扩扩大大了了用用户户容容量量，信信道道中中传传输输的的全全部部是是数数字信号，保密性能提高。字信号，保密性能提高。我国我国GSMGSM标准标准 我我国国参参照照GSMGSM标标准准指指定定了了自自己己的的技技术术要要求求,主

44、主要要内内容容有有：使使用用900MHz900MHz频频段段，即即890890915MHz915MHz（移移动动台台基基站站）和和935935960MHz960MHz（基基站站移移动动台台），收收发发间间隔隔45MHz45MHz，载载频频间间隔隔200KHz200KHz。共共124124个个载载波波，每每载载波波信信道道数数8 8个个，基基站站最最大大功功率率300W300W，小小区区半半径径0.50.535Km35Km，调调制类型制类型GMSKGMSK，传输速率，传输速率270Kbps270Kbps。TDMATDMA基本概念基本概念 TDMATDMA的的基基本本思思想想是是小小区区中中各各移

45、移动动台台占占用用同同一一频频带带，但但使使用用不不同同的的时时隙隙。通通常常各各移移动动台台只只在在规规定定的的时时隙隙内内以以突突发发的的形形式式发发射射它它的的信信号号，这这些些信信号号通通过过基基站站的的控控制制在在时时间间上上依依次次排排列列、互互不不重重叠叠的的；同同样样，各各移移动动台台只只要要在在指指定定时时隙隙内内接接收收信信号号，就就能能从合路信号中把从合路信号中把发给发给它的信号区分出来。它的信号区分出来。GSMGSM系统的功能实体系统的功能实体BTSBTSBSCBSCBSCBSCBTSBTSBTSBTSOMCOMCEIREIRHLR/AUCHLR/AUCMSCMSC/V

46、LR/VLRMSMSMSMSMSMSGSMGSM移动交换机移动交换机越区切换越区切换 当当移移动动用用户户离离开开基基站站较较远远时时，无无线线传传输输质质量量逐逐渐渐下下降降。这这时时，系系统统就就需需要要将将移移动动用用户户转转换换到到另另一一个个基基站站，这这种种由由原原基基站站的的业业务务信信道道转转换换到到新新基基站站的的业业务务信信道道的的过过程程称称为为越越区区切切换换，切切换换的的过过程程由由系系统统网网络络来决定。来决定。BSCBSC模块模块 GPRSGPRS业务业务 GPRSGPRS是是通通用用分分组组无无线线业业务务的的简简称称，是是一一种种新新的的分分组组数数据据承承载

47、载业业务务。GPRSGPRS与与现现有有的的GSMGSM话话音音系系统统最最根根本本的的区区别别是是，GSMGSM是是一一种种电电路路交交换换系系统统，而而GPRSGPRS是是一一种种分分组组交交换换系系统统，目目前前可可通通过过升升级级GSMGSM网网络络实实现现。GPRSGPRS网网络络的的建建立立不不代代表表GSMGSM网网络络的的淘淘汰汰，GPRSGPRS是是一一项项通通信信技技术术，是是对对GSMGSM网网络络的的的的一一个个升升级级而已。它是而已。它是GSMGSM向向3G3G系统过渡的必经之路。系统过渡的必经之路。GPRSGPRS系系统结统结构构 Internet Internet

48、(TCP/IP)(TCP/IP)BTSBTSBSCBSCHLR/AUCHLR/AUCMSC/MSC/VLRVLRPCUPCUSGSNSGSNGGSNGGSN基站子系统基站子系统(BSS)(BSS)PSTNPSTN电路交换子系统电路交换子系统(CSS)(CSS)分组交换子系统分组交换子系统(PSS)(PSS)GPRSGPRS的优点的优点 速率高容量大速率高容量大 手机永远在线手机永远在线 根据用户传输的数据量收费根据用户传输的数据量收费 3.4 CDMA3.4 CDMA移动通信系统移动通信系统 第第二二代代移移动动通通信信系系统统产产生生于于2020世世纪纪8080年年代代末末期期，使使用用数数

49、字字调调制制技技术术，网网络络采采用用数数字字信信令令，除除提提供供语语音音业业务务外外，还还含含有有少少量量短短消消息息服服务务。前前面面介介绍绍的的GSMGSM系系统统就就属属于于第第二二代代移移动动通通信信系系统统，它它采采用用的的是是TDMATDMA方方式式。在在第第二二代代移移动动通通信信系系统统中中，还还有有一一种种系系统统采采用用的的是是码码分分多多址址（CDMACDMA）方方式式，简简称称CDMACDMA系统。系统。CDMACDMA原理示意原理示意图图 编码与编码与交织交织BPFBPF扩频扩频编码编码扩频扩频编码编码数字数字滤波器滤波器去交去交织和织和解码解码BPFBPF载波载

50、波载波载波数据数据 数据数据 CDMACDMA系统的主要优点系统的主要优点 大容量大容量 软容量软容量 软切换软切换 话音激活话音激活 保密性好保密性好 高质量和低功率高质量和低功率CDMACDMA移动通信直放站移动通信直放站3.5 3.5 移动台的工作原理移动台的工作原理 移移动动台台是是通通信信网网络络的的终终端端无无线线设设备备，主主要要由由射射频频部部分分和和逻逻辑辑/音音频频部部分分组组成成。不不同同移移动动通通信信网网络络系系统统的的移移动动台台电电路路结结构构有有所所区区别别，但但其其基基本本的的原原理理是是相相同同的的，都是无线终端设备。都是无线终端设备。射频部分射频部分 射射