中国移动通信网络基础讲义20649.pptx
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1、移动通信网络基础移动通信网络基础四川移动四川移动-网管中心网管中心2 2GSM移动区域与编号计划GSM移动通信网组网移动通信概述GSM系统结构与接口GSM通信流程3G发展移动通信概述移动通信概述四川移动四川移动-网管中心网管中心3 3一、移动通信定义一、移动通信定义移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信.移动体之间的通移动体之间的通信只能依靠无线电传输。信只能依靠无线电传输。那什么是无线通信呢?无线通信指利用电磁波的辐射和传播,经过空间传送信息的通信那什么是无线通信呢?无线通信指利用电磁波的辐射和传播,经过空间传
2、送信息的通信方式。电磁波是它的载体。方式。电磁波是它的载体。二、二、1G3G移动通信技术发展历程移动通信技术发展历程1G(firstgeneration)表示第一代移动通讯技术,以模拟网)表示第一代移动通讯技术,以模拟网TACS为代表。我国模拟为代表。我国模拟TACS网始建于网始建于1987年,年,2001年年12月月31日我国关闭了模拟移动网络。日我国关闭了模拟移动网络。2G(secondgeneration)表示第二代移动通讯技术,以)表示第二代移动通讯技术,以GSM为代表。以数字语音传输为代表。以数字语音传输技术为核心。我国技术为核心。我国1994年开始建设年开始建设GSM网络。网络。2
3、.5G是基于是基于2G与与3G之间的过渡类型,之间的过渡类型,以以GPRS为代表。比为代表。比2G在速度、带宽上有所提在速度、带宽上有所提高。可使现有高。可使现有GSM网络轻易地实现与高速数据分组的简便接入。网络轻易地实现与高速数据分组的简便接入。2.75G是基于是基于2.5G与与3G之间的过渡类型。代表为之间的过渡类型。代表为EDGE。网络容量及数据传送比。网络容量及数据传送比GPRS更快,有更快,有384Kbps。3G(thirdgeneration)表示第三代移动通讯技术。面向高速、宽带数据传输。国际电)表示第三代移动通讯技术。面向高速、宽带数据传输。国际电信联盟(信联盟(ITU)称其为
4、)称其为IMT-2000(InternationalMobileTelecom-munication)。最高可提)。最高可提供供2Mbp/s的数据传输速率。的数据传输速率。2G2G技术技术_GSM_GSM四川移动四川移动-网管中心网管中心4 4GSM全名为:全名为:GlobalSystemforMobileCommunications,中文为全球移动通讯,中文为全球移动通讯系统,俗称系统,俗称“全球通全球通”,是一种起源于欧洲的移动通信技术标准,是第二代移动通,是一种起源于欧洲的移动通信技术标准,是第二代移动通信技术,其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准,让用户信技术,其开发
5、目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准,让用户使用一部手机就能行遍全球。使用一部手机就能行遍全球。1994年进入我国,此前一直是采用蜂窝模拟移动技年进入我国,此前一直是采用蜂窝模拟移动技术,即第一代移动通讯技术(术,即第一代移动通讯技术(2001年年12月月31日我国关闭了模拟移动网络)。目前,日我国关闭了模拟移动网络)。目前,中国移动、中国联通各拥有一个中国移动、中国联通各拥有一个GSM网,为世界最大的移动通信网络。网,为世界最大的移动通信网络。GSM系系统包括统包括GSM900:900MHz、GSM1800:1800MHz及及GSM-1900:1900MHz等等几个频段几个频段。
6、GSM系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。低。GSM手机的方便之处在于它提供了一个智能卡,人们称之为手机的方便之处在于它提供了一个智能卡,人们称之为SIM卡,机卡可卡,机卡可以分离,这样用户更换手机时定制的个人信息就可以实现转移。以分离,这样用户更换手机时定制的个人信息就可以实现转移。2G2G技术技术_GSM_GSM四川移动四川移动-网管中心网管中心5 52G2G技术技术_GP
7、RS_GPRS四川移动四川移动-网管中心网管中心6 6GPRS(GeneralPacketRadioService):是):是GSM网络过渡网络过渡3G(第三代移动通讯)的第(第三代移动通讯)的第一步,能够将数据传送由今天一步,能够将数据传送由今天9.6Kbps的速率逐步提升到每秒的速率逐步提升到每秒115Kbps的速度的速度.它还不是真它还不是真正的第三代移动通信系统正的第三代移动通信系统.GPRS特点:特点:GPRS向用户提供从向用户提供从9.6kbps到多于到多于150kbps的接入速率的接入速率.GPRS支持多用户共享一个信道的机制支持多用户共享一个信道的机制(每个时隙允许最多每个时隙
8、允许最多8个用户共享个用户共享)提高了无线信道的利用率提高了无线信道的利用率在技术上提供了按数据量计费的可能在技术上提供了按数据量计费的可能GPRS支持一个用户占用多个信道:提供较高的接入速率支持一个用户占用多个信道:提供较高的接入速率GPRS是移动网和是移动网和IP网的结合:可提供固定网的结合:可提供固定IP网支持的所有业务网支持的所有业务对运营商:对运营商:可提供更多更优质的增值业务可提供更多更优质的增值业务可提高无线资源的利用率可提高无线资源的利用率运营商将从运营商将从IP业务的迅猛发展中得到更多的商机业务的迅猛发展中得到更多的商机.对用户:对用户:计费合理计费合理GPRS可以采用以所传
9、输的数据量为依据的计费方法可以采用以所传输的数据量为依据的计费方法覆盖广泛覆盖广泛依靠依靠GSM广泛的覆盖,广泛的覆盖,GPRS向用户提供无处不在的业务向用户提供无处不在的业务业务丰富业务丰富GPRS可向用户提供固定可向用户提供固定IP网可以提供的所有业务网可以提供的所有业务性能优越性能优越GPRS支持更高的接入速率、更短的建立时间支持更高的接入速率、更短的建立时间2G2G技术技术_EGPRS_EGPRS四川移动四川移动-网管中心网管中心7 7EDGE(EnhancedDataRatesforGlobalEvolution,增强,增强型数据速率型数据速率GSM演进技术)网络容量及数据传送比演进
10、技术)网络容量及数据传送比GPRS更快,足有更快,足有384Kbps。网络商只需在软硬件上作少许相应。网络商只需在软硬件上作少许相应改动,便可继续沿用现有改动,便可继续沿用现有GSM系统,去支持移动多媒体系统,去支持移动多媒体服务,完全符合低成本高效益的理念服务,完全符合低成本高效益的理念.GSMGSM系统结构与接口系统结构与接口四川移动四川移动-网管中心网管中心8 8GSM系统的典型结构如图所示。由图可见,系统的典型结构如图所示。由图可见,GSM系统是由若干个子系统或功能实体组成。系统是由若干个子系统或功能实体组成。其中基站子系统(其中基站子系统(BSS)在移动台()在移动台(MS)和网络子
11、系统()和网络子系统(NSS)之间提供和管理传输通)之间提供和管理传输通路,特别是包括了路,特别是包括了MS与与GSM系统的功能实体之间的无线接口管理。系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS必须管理通信业必须管理通信业务,保证务,保证MS与相关的公用通信网或与其它与相关的公用通信网或与其它MS之间建立通信,也就是说之间建立通信,也就是说NSS不直接与不直接与MS互通,互通,BSS也不直接与公用通信网互通。也不直接与公用通信网互通。MS、BSS和和NSS组成组成GSM系统的实体部分。操系统的实体部分。操作支持系统(作支持系统(OSS)则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。)则提供
12、运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。GSMGSM系统结构与接口系统结构与接口四川移动四川移动-网管中心网管中心9 9网路子系统(网路子系统(NSS)网路子系统(网路子系统(NSS)主要包含有)主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能,它对理所需的数据库功能,它对GSM移动用户之间通信和移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成,整个由一系列功能实体构成,整个GSM系统内部,即系统内部,即NSS
13、的各功能实体之间的各功能实体之间和和NSS与与BSS之间都通过符合之间都通过符合CCITT信令系统信令系统No.7协议和协议和GSM规范的规范的7号信令网路互相通信。号信令网路互相通信。移动业务交换中心(移动业务交换中心(MSC)移动业务交换中心(移动业务交换中心(MSC)是网路的核心,它提供交换功能及面向系统其它功能实体:基站子)是网路的核心,它提供交换功能及面向系统其它功能实体:基站子系统系统BSS、归属用户位置寄存器、归属用户位置寄存器HLR、鉴权中心、鉴权中心AUC、移动设备识别寄存器、移动设备识别寄存器EIR、操作维护中、操作维护中心心OMC和面向固定网(公用电话网和面向固定网(公用
14、电话网PSTN、综合业务数字网、综合业务数字网ISDN、分组交换公用数据网、分组交换公用数据网PSPDN、电路交换公用数据网、电路交换公用数据网CSPDN)的接口功能,把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户)的接口功能,把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来。互相连接起来。移动业务交换中心移动业务交换中心MSC可从三种数据库,即归属用户位置寄存器(可从三种数据库,即归属用户位置寄存器(HLR)、访问用户位置寄存)、访问用户位置寄存器(器(VLR)和鉴权中心()和鉴权中心(AUC)获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。反之,)获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数
15、据。反之,MSC也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。MSC可为移动用户提供一系列业务:可为移动用户提供一系列业务:电信业务。例如:电话、紧急呼叫、传真和短消息服务等;电信业务。例如:电话、紧急呼叫、传真和短消息服务等;承载业务。例如:承载业务。例如:3.1KHz电话,同步数据电话,同步数据0.3kbit/s2.4kbit/s及分组组合和分解(及分组组合和分解(PAD)等;)等;补充业务。例如:呼叫前转、呼叫限制、呼叫等待、会议电话和计费通知等。补充业务。例如:呼叫前转、呼叫限制、呼叫等待、会议电话和计费通知等。当然,作为网路的核心,当
16、然,作为网路的核心,MSC还支持位置登记、越区切换和自动漫游等移动特征性能和其它网还支持位置登记、越区切换和自动漫游等移动特征性能和其它网路功能。路功能。GSMGSM系统结构与接口系统结构与接口四川移动四川移动-网管中心网管中心1010访问用户位置寄存器(访问用户位置寄存器(VLR)访问用户位置寄存器(访问用户位置寄存器(VLR)是服务于其控制区域内移动用户的,存储着进入其控制区域内已登记的移动用)是服务于其控制区域内移动用户的,存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息,为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。户相关信息,为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR从该移动
17、用户的归属用户位置寄存从该移动用户的归属用户位置寄存(HLR)处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该)处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域,则重新在另一个的控制区域,则重新在另一个VLR登记,原登记,原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。因此,将取消临时记录的该移动用户数据。因此,VLR可看作为一个动态用户数据库。可看作为一个动态用户数据库。VLR功能总是在每个功能总是在每个MSC中综合实现的。中综合实现的。归属用户位置寄存器(归属用户位置寄存器(HLR)归属用户位置寄存器(归属用户位置寄存器(HLR)是)是GSM系统的中央数据库,存储着该系统的中央数据库,存储着该
18、HLR控制的所有存在的移动用户的相关控制的所有存在的移动用户的相关数据。一个数据。一个HLR能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网,所有移动用户重要的静态数据都存储能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网,所有移动用户重要的静态数据都存储在在HLR中,这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。中,这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR还存储且为还存储且为MSC提供提供关于移动用户实际漫游所在的关于移动用户实际漫游所在的MSC区域相关动态信息数据。这样,任何入局呼叫可以即刻按选择区域相关动态信息数据。这样,任何入局呼叫可以即刻按选择路径送到
19、路径送到被叫的用户。被叫的用户。鉴权中心(鉴权中心(AUC)GSM系统采取了特别的安全措施,例如用户鉴权、对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密等。因系统采取了特别的安全措施,例如用户鉴权、对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密等。因此,鉴权中心(此,鉴权中心(AUC)存储着鉴权信息和加密密钥,用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动)存储着鉴权信息和加密密钥,用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。用户通信的安全。AUC属于属于HLR的一个功能单元部分,专用于的一个功能单元部分,专用于GSM系统的安全性管理。系统的安全性管理。移动设备识别寄存器(移动设
20、备识别寄存器(EIR)移动设备识别寄存器(移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码()存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI),通过检查白色清单、黑色清),通过检查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格,在表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备单或灰色清单这三种表格,在表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的的IMEI识别码,使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危及网路正常运行的识别码,使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危及网路正常运行的MS设备,设备,都能采取及时的防范措
21、施,以确保网路内所使用的移动设备的唯一性和安全性。都能采取及时的防范措施,以确保网路内所使用的移动设备的唯一性和安全性。GSMGSM系统结构与接口系统结构与接口四川移动四川移动-网管中心网管中心1111A接口接口:A接口定义为接口定义为msc与与BSc之间的通信之间的通信接口接口Abis接口接口:Abis接口定义接口定义BSC和和BTS之间的之间的通信接口通信接口Um接口接口:Um接口定义为移动台与接口定义为移动台与BTS之之间的通信接口间的通信接口D接口:接口:D接口定义为接口定义为HLR与与VLR之间的接之间的接口。口。B接口:接口:B接口定义为接口定义为VLR与与MSC之间的内之间的内部
22、接口部接口C接口:接口:C接口定义为接口定义为HLR与与MSC之间的接之间的接口。口。E接口:接口:E接口定义为控制相邻区域的不同接口定义为控制相邻区域的不同MSC之间的接口。之间的接口。F接口:接口:F接口定义为接口定义为MSC与与EIR之间的接之间的接口。口。G接口:接口:G接口定义为接口定义为VLR之间的接口之间的接口。BSCBTSMSAAbisUmGSMGSM移动区域与编号计划移动区域与编号计划四川移动四川移动-网管中心网管中心1212在小区制移动通信网中,基站设置很多,移动台又没有固定的位置,移动用户只要在服在小区制移动通信网中,基站设置很多,移动台又没有固定的位置,移动用户只要在服
23、务区域内,无论移动到何处,移动通信网必须具有交换控制功能,以实现位置更新、越区切换务区域内,无论移动到何处,移动通信网必须具有交换控制功能,以实现位置更新、越区切换和自动漫游等性能和自动漫游等性能。一、服务区一、服务区服务区是指移动台可获得服务的区域,即不同通信网(如服务区是指移动台可获得服务的区域,即不同通信网(如PLMN、PSTN或或ISDN)用)用户无需知道移动台的实际位置而可与之通信的区域。一个服务区可由一个或若干个公用户无需知道移动台的实际位置而可与之通信的区域。一个服务区可由一个或若干个公用陆地移动通信网(陆地移动通信网(PLMN)组成,可以是一个国家或是一个国家的一部分,也可以是
24、若)组成,可以是一个国家或是一个国家的一部分,也可以是若干个国家。干个国家。二、公用陆地移动通信网(二、公用陆地移动通信网(PLMN)PLMN是由一个公用陆地移动通信网(是由一个公用陆地移动通信网(PLMN)提供通信业务的地理区域。)提供通信业务的地理区域。PLMN可以可以认为是网路(如认为是网路(如ISDN网或网或PSTN网)的扩展,一个网)的扩展,一个PLMN区可由一个或若干个移动业区可由一个或若干个移动业务交换中心(务交换中心(MSC)组成。在该区内具有共同的编号制度(比如相同的国内地区号)和)组成。在该区内具有共同的编号制度(比如相同的国内地区号)和共同的路由计划。共同的路由计划。MS
25、C构成固定网与构成固定网与PLMN之间的功能接口,用于呼叫接续等。之间的功能接口,用于呼叫接续等。三、三、MSC区区MSC是由一个移动业务交换中心所控制的所有小区共同覆盖的区域构成是由一个移动业务交换中心所控制的所有小区共同覆盖的区域构成PLMN网的一网的一部分。一个部分。一个MSC区可以由一个或若干个位置区组成。区可以由一个或若干个位置区组成。四、位置区四、位置区位置区是指移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域。位置区可由一个或若干个小位置区是指移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域。位置区可由一个或若干个小区(或基站区)组成。为了呼叫移动台,可在一个位置区内所有基站同时发寻呼信号。区(
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