任务4：移动通信系统的组成

《任务4：移动通信系统的组成》由会员分享，可在线阅读，更多相关《任务4：移动通信系统的组成（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、项目1 通信网络基础知识,任务4：移动通信系统的组成,知识链接1：移动通信网网络结构及其组成,自动售货机网络结构图,GSM网络结构图,GSM网络实际系统图,移动通信系统的组成,移动交 换中心,(MSC),基站,（BS）,移动台,（MS）,中继线,基站BS,为移动台提供一个双向的无线链路。 每个基站都有一个可靠的通信服务范围， 称为无线小区。 无线小区的大小主要由基站天线的高度 和发射功率决定。,移动业务交换中心MSC,用来处理信息的交换和整个系统的集中控制管理,知识链接2：GSM、 GPRS、 CDMA系统基本概念、系统组成,GSM系统结构,GSM系统主要由移动台(MS)、移动网子系统(NSS

2、)和基站子系 统(BSS)和操作支持子系统（OSS）四部分组成,MS,BSS,NSS,OSS,OMC,MSC,VLR,HLR,AUC,EIR,BTS,BSC,1、移动台(MS),移动台是公用GSM移动通信网中移动用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备,它可以为车载型、便携型和手持型。 移动用户和移动台二者是完全独立的。 GSM系统是功过SIM卡来识别移动电话用户的。,2、移动网子系统（NSS）,移动网子系统又称交换子系统，主要完成GSM系统的交换功能和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GSM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信起

3、着管理作用,1）移动交换中心（MSC）,MSC是移动网的核心。MSC对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路接续的功能，也是移动网和其他网络之间的接口。它完成通话接续，计费，BSS和MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等功能。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MSC还完成GMSC的功能，即查询移动台位置信息的功能。 MSC从三种数据库，拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）和鉴权中心（AUC）中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC根据其最新数据更新数据库。,2）拜访位置寄存器（VLR）,VLR通常与MSC合设，其中存储MSC所管辖区域中的移动台（

4、称拜访客户）的相关用户数据，包括：用户号码、移动台的位置区信息、用户状态和用户可获得的服务等参数。 VLR是一个动态用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄存器（HLR）处获取并存贮必要的数据，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消该移动用户的数据记录。,3） 归属位置寄存器（HLR）,HLR存储管理部门用于移动用户管理的数据。每个移动用户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关移动用户的参数，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；一是有关移动用户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、

5、VLR地址等。,4）鉴权中心（AUC）,AUC属于HLR的一个功能单元部分，专门用于GSM系统的安全性管理。鉴权中心产生鉴权三参数组（随机数RAND、符号响应SRES、加密键Kc），用来鉴权用户身份的合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止无权用户接入和保证移动用户通信的安全。,5）设备识别寄存器（EIR）,EIR存储有关移动台设备参数。完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。 EIR中存有三种名单： （1） 白名单存贮已分配给可参与运营的GSM各国的所有设备识别标识IMEI。 （2） 黑名单存贮所有应被禁用的设备识别标识IMEI。 （3） 灰名单存贮

6、有故障的以及未经型号认证的设备识别标识IMEI，由网路运营者决定。,6）操作维护中心（OMC）,任务是对全网进行监控和操作，例如：系统的自检、报警与备用设备的激活，系统的故障诊断与处理等。,3、基站子系统(BSS),是在一定的无线覆盖区域中由MSC控制并与MS进行通信的系统设备。它主要负责无线发送、接收和无线资源管理等功能。 基站子系统是由基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)这两部分的功能实体构成。,（1）基站收发信台（BTS）,基站收发信台（BTS）包括基带单元、载频单元和控制单元三部分，属于基站系统的无线部分，是由基站控制器控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道

7、之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。 当BTS与BSC为远端配置方式时，则需采用Abis接口，这时，BTS与BSC两侧都需配置BIE设备；而当BSC与BTS之间的间隔不超过10米时，可将BSC与BTS直接相连，采用内部BS接口，不需要接口设备BIE。,（2）基站控制器（BSC）,BSC是基站系统（BSS）的控制部分，在BSS中起交换作用。 BSC一端可与多个BTS相连，另一端与MSC和操作维护中心OMC相连，BSC面向无线网络，主要负责完成无线网络管理、无线资源管理及无线基站的监视管理，控制移动台和BTS无线连接的建立、接续和拆除等管理，控制完成移动台的定位

8、、切换和寻呼，提供语音编码、码型变换和速率适配等功能，并能完成对基站子系统的操作维护功能。 BSS中的BSC所控制的BTS的数量随业务量的大小而改变。 移动交换子系统MSS完成GSM的主要交换功能，同时管理用户数据和移动性所需的数据库。MSS子系统的主要作用是管理GSM移动用户之间的通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间的通信。,操作支持子系统（OSS）需要完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作与维护。主要包括网路管理中心(NMC)、安全性管理中心(SEMC)、用于用户识别卡管理的个人化中心(PCS)、用于集中计费管理的数据后处理系统(DPPS)等功能实体。,4、操作支持子

9、系统（OSS）,GPRS的系统结构,1、定义：GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称，是在现有的GSM网络基础上叠加了一个新的网络，充分利用了现有的移动通信网设备。仅通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造，增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体来实现分组交换，使现有的移动通信网与数据网结合起来GSM。 2、GPRS与GSM的区别：GPRS是分组交换系统，每个用户可使用多个无线信道，信道能提供164kbit/s ；GSM是电路交换系统，每条信道只能提供9.6kbit/s或14.4kbit/s的传输速率。,GPRS

10、系统组成,SGSN：业务支持结点。 主要负责移动性管理,监测本地区内移动台对于分组数据的传输和接收。此外它还定位和识别移动台的状态并收集关键的呼叫信息,控制移动寻呼和短消息等电路交换业务的加密、压缩与交互。 GGSN：网关支持结点。 GGSN能利用各种物理和隧道协议上的IP,直接与互联网连结。GGSN还可以用作防火墙,以保证所有的输入和输出数据都是经过授权的,增加了网络的安全性。GPRS只接受来自被鉴权的、加密的和隧道式连结的业务,所有出入GRPS网络的业务活动都被安全地记录下来。,GPRS的特点,1、应用上的特点 (1)高速数据传输 速度10倍于GSM，更可满足您的理想需求，还可以稳定地传送

11、大容量的高质量音频与视频文件，可谓不一般的巨大进步。 (2)永远在线 由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建立呼叫连接)，因而您随时都可与网络保持联系，举个例子，若无GPRS的支持，当您正在网上漫游，而此时恰有电话接入，大部分情况下您不得不断线后接通来电，通话完毕后重新拨号上网。这对大多数人来说，的确是件非常令人恼火的事。而有了GPRS，您就能轻而易举地解决这个冲突。 (3)仅按数据流量计费 根据传输的数据量来计费，而不是按上网时间计费也就是说，只要不进行数据传输，哪怕您一直“在线”，也无需付费。做个“打电话”的比方，在使用GSM+WAP手机上网时，就好比电话接通便开始计费

12、；而使用GPRE+WAP上网则要合理得多，就像电话接通并不收费，只有对话时才计算费用。总之，它真正体现了少用少付费的原则。 2、技术上的特点 数据实现分组发送和接收，按流量计费；56115Kbps的传输速度.,GPRS的特点,3、GPRS与GSM比较中表现出的特点 1）访问速度 GSM：9.6kbps， GPRS：171.2kbps。 2）连接建立时间 GSM：10-30秒， GPRS只需要极短的时间 3）费用 GSM是按连接时间计费的， GPRS只需要按数据流量计费；GPRS对于网络资源的利用率而相对远远高于GSM。,GPRS的特点,4、GPRS服务特点对应的范围 （1）移动办公 （2）移动

13、商务 （3）移动信息服务 （4）移动互联网 （5）多媒体业务 5、GPRS的技术优势 （1）相对低廉的连接费用 （2）传输速率高 （3）接入时间短,GPRS业务,GPRS是一组新的GSM承载业务，利用在PLMN和与外部网络互通的内部网提供分组模式传输。GPRS不应妨碍用户的其它GSM业务。在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS网络管理可以提供（或支持）一系列的交互电信业务。 其中包括：承载业务、用户终端业务、附加业务。,承载业务,点到点（PTP）业务：在两个用户之间提供一个或多个分组的传输。 1）PTP无连接型网络业务：数据报业务类型，是IP协议支持的业务 2）PTP面向连

14、接的网络业务：虚电路型业务 点到多点（PTM）业务：将单一信息传送到多个用户,用户终端业务、附加业务,1、用户终端业务 1）基于PTP的用户终端业务： 检索业务、电子信函业务、会话业务、遥信业务 2）基于PTM的用户终端业务：分布业务、调度业务、会议电话业务 2、附加业务：支持所以GPRS基本业务,CDMA的系统结构,1、基本概念 CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，CDMA允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞 (collision) 问题。 基

15、本原理：采用扩频技术。,CDMA扩频通信系统原理示意图,CDMA的系统结构,2、CDMA系统组成,BSC：基站控制器。 BTS：基站收发信机。 MSC：移动交换中心。 OMC：操作维护中心。 AUC：鉴权中心。 EIR：设备识别寄存器。 HLR：归属位置寄存器。 VLR：访问位置寄存器。 MS：移动台。 SC：短消息中心。 ISDN：综合业务数字网。 PSTN：公用电话交换网。 PSPDN：公用数据交换网。 PLMN：共用陆地移动网。 IWF：互连功能单元。,CDMA系统的优势,1、大容量 CDMA系统的信道容量是模拟系统的10-20倍，是TDMA系统的4倍。 2、软容量 在CDMA系统中，用

16、户数目和服务质量之间可以相互折中，灵活确定。体现软容量的另外一种形式是小区呼吸功能。 3、软切换 所有小区可使用相同频率，小区之间是靠码型的不同来区别。当用户由一个小区到另一个小区时不用切换移动台的收发频率，只要在码序上做相应的调解，称为软切换。,4、采用多种分集技术 分集技术是指系统能同时接收并有效利用两个或更多个输入信号，这些输入信号的衰落互不相关。 时间分集（通过交织编码和纠错编码实现）、频率分集（将信号能量在宽频带里扩展实现）、空间分集（基站使用多副接收天线，且移动台和基站都采用多径接收技术以及软切换来实现）,CDMA系统的优势,5、话音激活 用户说话时语音编码器输出速率高，发射机发射功率大；当用户不说话时语音编码速率低，发射机发射功率小，减轻干扰。 典型的全双工双向通话中，每次的通话的占空比小于35%，在FDMA和TDMA系统中，由于通话停顿等重新分配信道存在一定的时延，所以难以利用话音激活因素。 6、保密 CDMA系统的信号扰码方式提供了高度的保密性，使这种数字蜂窝系统在防止串话、盗用等方面具有其