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1、课程01-移动通信入门知识,移动网络初印象-基站全景,铁塔及天馈部分,机 房,机房内部,移动网络初印象-机房内部,天线,GPS天线,只有CDMA和TD系统需要,移动网络初印象-天馈系统,1、移动通信的网络结构 2、基站(室内、室外)、扇区、频点 3、移动通信发展 4、大区制和小区制-蜂窝 5、多址技术和双工技术 6、基本呼叫MOC/MTC/MMC 7、漫游和切换 8、MSISDN/IMSI/TMSI 9、GSM/GPRS/3G网络构架,本章内容,移动网络结构示意图,移动台由SIM卡与机身设备组成。,SIM卡上包含所有与用户有关的无线接口一侧的信息,也含有鉴权和加密实现的信息。 固化数据:IMS
2、I、Ki、安全算法(A3、A8) 临时网络数据:TMSI、LAI、KC 业务相关数据:PIN(个人识别号)、PUK 机身设备可以是手持机,车载台等。,移动台(MS)的功能,BTS受控于BSC,实现BTS与移动台(MS)空中接口的功能,BTS的功能,接口管理,BTS的管理,操作与维护,支持呼叫控制,切换,话务量统计,无线链路的测量,无线参数及无线资源管理,BSC的功能,支持位置登记、越区切换和自动漫游等其它网络功能,MSC的功能,服务于其控制区域内移动用户,存储进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息,VLR的功能,GSM系统的中央数据库,所有移动用户的重要数据都存储在HLR中。包括用户识别号码
3、,访问能力、用户类别和补充业务等数据,以及漫游移动用户所在MSC区域的有关动态数据,HLR的功能,基站、扇区、频点,基于覆盖的不同,基站可以分为: 室外宏基站:实现室外区域较大范围的覆盖。可以按使用天线的不同再分为:定向站和全向站。一个定向站会有多个扇区,一般都是三个扇区。一个全向站只有一个扇区。 室分分布系统:实现某个特定建筑物场所的内部覆盖。,基站类型划分,三扇区定向站,全向站,蜂窝的概念:大区制和小区制,频率复用技术,频率复用: 处在不同位置(不同小区)上的用户可以同时使用相同频率的信道。极大地提高频谱效率。 频率复用系数K 系统设计不合理,容易导致网内同、邻频干扰。,频率复用技术,频率
4、复用技术,GSM最基本的频率复用模式:43,“4”个站点,“3”个小区,12个小区群,12个频率组成一组,移动通信的发展历程,三代移动通信的主要区别在于:空中多址方式的不同,第一代移动通信系统,代表系统:美国的AMPS、欧洲的TACS 采用频分多址(FDMA),模拟调制方式 主要缺点 频谱利用率低(采用FDMA所致) 业务种类有限(采用模拟方式所致) 无数据业务(采用模拟方式所致) 保密性差(采用模拟方式所致) 设备成本高、体积、重量大(采用模拟方式所致),第二代移动通信系统,代表系统:美国的IS95A(CDMA)、欧洲的GSM(TDMA)、日本的JDC 采用时分多址(TDMA)或码分多址(C
5、DMA),数字调制方式 对第一代移动通信系统缺点的改善 频谱利用率低 提高了2倍(GSM)-10倍(CDMA) 业务种类有限 提供了较丰富的电信业务 无数据业务 提供了低速数据业务(最大64Kbit/s) 保密性差 具有良好的保密性能 设备成本高 设备(特别是终端设备)成本大大降低,体积、重量大 体积、重量大大减少,2019/1/30,第 21 页,2.5G移动通信系统,IS-95,GSM,IS-136& PDC,2G,IS-95B,HSCSD,EDGE,2.5G,GPRS,CDMA2000-3XRTT,CDMA2000-1XEV,DV,DO,CDMA2000-1XRTT,WCDMA,TD-S
6、CDMA,3G,第三代移动通信系统,采用码分多址(CDMA),实现移动宽带多媒体通信 IMT2000:2000年,在2000M频段实现2000K的数据通信 3G对数据通信速率的要求 室内环境至少2Mbps 室内外步行环境至少384kbps 室外车辆运动中至少144kbps 卫星移动环境至少9.6kbps IMT2000推荐的3种制式:WCDMA(欧洲)、CDMA2000(美国)、TDSCDMA(中国) TDSCDMA:中国的第一个国际通信标准,特点: 1)无缝的全球漫游;2)高速传输;3)无缝业务传递,即在固定网、移动网和卫星网上均能互通。,多址技术使众多的用户共用公共的通信线路而相互不干扰
7、常用的方法基本上有四种:频分多址FDMA、时分多址TDMA、码分多址CDMA、空分多址SDMA,多址技术,多址技术,多址技术解决多个用户间如何相互区别开。,多址技术,双工技术,双工技术解决一个用户同时进行上下行通信的问题。,双工技术,FDD,TDD,上行 5MHz,下行 5MHz,190M带宽,1.6M带宽,FDD模式的移动通信系统中接收和传送是在分离的两个对称的频率信道上,用保护频段来分离接收与传送信道; TDD模式的移动通信系统中接收和传送是在同一频率信道,即载波的不同时隙,用保护时间来分离接收与传送信道。,GSM系统采用了FDMA、TDMA混合方式:FDDTDMA,GSM系统频率资源,G
8、SM900: 基站收:f1(n)890n0.2 MHz 基站发:f2(n)f1(n)45 MHz,GSM1800: 基站收:f1(n)1710(n511)0.2 MHz 基站发:f2(n)f1(n)95 MHz,系统频点配置,GSM系统频率资源,双工技术与多址技术的比较,本质上是有区别的,移动通信中的基本呼叫-MOC,MOC:Mobile Originating Call,移动台发起的呼叫,MTC:Mobile Terminate Call,移动台终止的呼叫,移动通信中的基本呼叫-MTC,移动通信中的基本呼叫-MMC,MMC:Mobile To Mobile Call,移动台到移动台的呼叫,漫
9、游,Roaming,切换:Handover,切换是实现移动通信的重要技术手段。切换让通信可以移动起来!,切换,Why 切换? 在移动中保持通话的连续 提高网络服务质量 降低掉话率 降低拥塞率 Who 参与切换? MS、BTS、BSC、MSC MS:测量无线子系统下行链路性能和从周围小区中接收的信号强度 BTS:监视每个被服务的MS上行接收电平和质量,监视干扰电平,结果送往BSC BSC:最初判决由BSC完成 MSC:对从其它BSS和MSC发来的信息,测量结果的判决由MSC完成,切换技术-硬切换,硬切换:先断开后连接。,切换技术-软切换,软切换:先连接后断开。,切换技术-接力切换,接力切换:上下
10、行先后转移。,MSISDN,MSISDN的一般格式为86-139-H0 H1 H2 H3 ABCD,MSISDN是指主叫用户为呼叫GSM PLMN中的一个移动用户所需拨的号码,作用同于固定网PSTN号码 存储在HLR和VLR中 例:13900188210,MSISDN,IMSI/TMSI,IMSI:国际移动用户识别码,是识别移动用户的标志,IMSI是全网和全球唯一的,一般在入网和TMSI更新失败时使用。 IMSI是GSM系统分配给移动用户(MS)的唯一的识别号。 存储在SIM卡、HLR和VLR中。 IMSI分配原则:最多包含15个数字(0-9)。 例:460002289000168,TMSI:
11、临时移动用户识别码,它是IMSI的临时“代表”,出于IMSI的安全考虑,为尽量避免在空中接口传递IMSI,由VLR给用户分配的,TMSI在当前VLR中是唯一的。 TMSI分配原则:包含四个字节,可以由八个十六进制数组成,其结构可由各运营部门根据当地情况而定。 当用户漫游至其它VLR时,当前VLR向前一VLR查询用户TMSI,查询成功后,当前VLR完成对用户的鉴权,并重新给用户分配一个新的TMSI,前一VLR将用户的过期TMSI和用户信息删除;如果查询失败,则当前VLR向用户归属HLR查询用户IMSI,完成鉴权。,IMSI/TMSI,MCC:Mobile Country Code,移动国家码,中
12、国为 460。 MNC:Mobile Network Code,移动网号,两个数字, 如中国移动的MNC为00。 LAC:Location Area Code,是2个字节长的十六进制BCD码, 0000与FFFE不能使用。 例:460008C90,在检测位置更新时,要使用位置区识别LAI,寻呼移动台是以LAI为单位进行,Location Area Identification,MCC,MNC,LAC,LAI,CGI是所有GSM PLMN中小区的唯一标识,是在位置区识别LAI的基础上再加上小区识别CI构成的。 编码格式为LAI+CI CI:Cell Identity, 是2个字节长的十 六进制B
13、CD码,可由运营部门自定 例:4600017A728FD,CGI,NCC-PLMN色码。用来唯一地识别相邻国家不同的PLMN。 相邻国家要具体协调NCC的配置。 BCC-BTS色码。用来唯一地识别采用相同载频、相邻的、不同的BTS。(取值07) 例:25,用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同的基站收发信台(BTS),特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频的相邻BTS.,基站识别色码BSIC,NCC,BCC,BSIC,TAC-型号批准码,由欧洲型号批准中心分配。 FAC-最后装配码,表示生产厂家或最后装配所在地,由厂家进行编码 SNR-序号码。这个数字的独立序号码唯一地识别每个TAC和FAC的每个移动设备。 SP-备用,为0 例:490547403767335,IMEI唯一地识别一个移动台设备,用于监控被窃或无效的移动设备,#06#,IMEI(15位数字),TAC,SP,FAC,SNR,6个数字,2个数字,6个数字,1个数字,IMEI,GSM位置区域,PLMN区,MSC区,LAC区,BTS区,CELL区,GSM业务区,GSM网络结构,新增设备和接口,GPRS网络结构,和GSM网络的区别在哪儿?,3G网络结构,和GPRS网络的区别在哪儿? 增加了3G的无线接入网,RNS。,谢 谢!,
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