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1、移动网络介绍 2013年7月 移动公司生产什么？ 客户从移动公司购买什么？ Page 3 课程内容 GSM系统结构与功能 移动通信的主要通信流程 移动通信关键技术 移动通信发展概述 移动通信中的传输 移动通信的定义： 移动通信就是指移动双方或者有一方处于运动的过程中而 进行的信息交互方式； 什么是移动通信 移动通信系统按照制式不同其 结构也有所不同， GSMCDMAWCDMATD- SCDMA等移动通信系统都具 有各自不同的系统结构，但是 其大致都包含移动通信系统所 必须的几个主要结构部分。 一般来讲，移动通信系统都包 含移动台(MS)、无线基站子系 统(BSS)、交换子系统 (NSS/RNS
2、)三个主要部分。 移动通信系统 Page 6 OSS：操作支持子系统 NMC：网络管理中心 DPPS：数据后处理系统 SEMC：安全性管理中心 PCS：用户识别卡个人化 GSM系统结构与功能 PDN：公用数据网 PSTN：公用电话网 ISDN：综合业务数字网 MS：移动台 BSS：基站子系统 BSC：基站控制器 BTS：基站收发信台 NSS：网络子系统 OMC：操作维护中心 MSC：移动业务交换中心 VLR：来访用户位置寄存器 HLR：归属用户位置寄存器 AUC：鉴权中心 EIR：移动设备识别寄存器 MS：移动台 Page 7 移动台由SIM卡与物理设备组成，二者是分离的. u移动台的功能 G
3、SM系统结构与功能 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：IMSI、Ki、安全算法（A3、A8) 临时网络数据：TMSI、LAI、KC、被禁止的PLMN、 PLMN选择预编程 业务相关数据：PIN(个人识别号) 物理设备可以是手持机，车载机或是由移动终端直接 与终端设备相连而构成. Page 8 uBSC的功能 GSM系统结构与功能 接口管理 BTS-BSC之间的信道管 理 无线参数及无线资源管 理 无线链路的测量 话务量统计 切换 支持呼叫控制 操作与维护 Page 9 uBTS的功能 GSM系统结构与功能 BTS主要分为基带单元、载频单
4、元和 控制单元三部分. BTS受控于基站控制器(BSC)，服务于 某小区的无线收发信设备，实现BTS 与移动台(MS)空中接口的功能. 交换的概念： l 交换源自电话网中的交换机，就是用于将用户线路、电信 电路和(或)其他要互连的功能单元根据单个用户的请求连 接起来的功能单元。 l 在移动通信系统中，交换子系统（NSS/RNS）主要完成 交换功能（交换机功能）和客户数据与移动性管理、安全 性管理所需的数据库功能等。 l 目前，交换子系统一般包括CS域和PS域两部分功能模块 。 交换 交换的组成： MSC：是系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的 功能实体，也是移动通
5、信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网络接口、公 共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源 管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，还应能完成入口MSC（ GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。 VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来 话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供 的服务等参数。 HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都 应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参 数；二是有关客户
6、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、 VLR地址等。 AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机 号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。 EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要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。 交换 交换的组成： GMSC：GMSC (Gateway Mobile Switching Center)网关移动交换中心, GMSC是 网关移动交换中心, 它具有从HLR查询得到被叫MS目前的位置信息，并根据此信息选 择路由。GMSC 可以是任意的MSC ，也可以单
7、独设置。单独设置时，不处理 MS的 呼叫，因此不需设VLR ，不与BSC 相连。 SGSN：SGSN作为GPRS/TD-SCDMA(WCDMA)核心网分组域设备重要组成部分， 主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加 密、话单产生和输出等功能。 GGSN：GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN、 PSPDN和LAN等。有的文献中，把GGSN称为GPRS路由器。GGSN可以把GSM网中 的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP 或X.25网络。 交换 HLRGMSC MSC/ VLR MSC
8、/VLR AuC GGSN Internet PSTN Other PLMN SGSN GGSN BTSBTSNode BNode B Iu-CS RNC Iu-PSGb BSC A Gs Gr Gn GcC D H E G Gp IubAbis Um Uu RNC Iur CS域PS域 Node B Iub UMSC Gi GSMIMT-2000 交换 Page 14 操作支持子系统OSS完成移动用户管理、移 动设备管理、系统的操作与维护. GSM系统结构与功能 Page 15 课程内容 GSM系统结构与功能 移动通信的主要通信流程 移动通信关键技术 移动通信发展概述 移动通信中的传输 GS
9、M通信流程 位置更新 被叫 主叫 切换 位置更新 切换 移动主叫 移动被叫 Page 21 课程内容 GSM系统结构与功能 移动通信的主要通信流程 移动通信关键技术 移动通信发展概述 移动通信中的传输 双工技术 双工技术 TDDFDD 时分双工 (TDD): 上行频段和下行频段一样 DUDDDDDD 频分双工(FDD): 上行频段和下行频段分开 DDDDDDD U 多址技术 FDMACDMA 多址技术 TDMA 资源 容量 质量 2341 FDMA FREQUENCY Division Multiple Access 时间 TDMA TIME Division Multiple Access
10、频率 时间 CDMA CODE Division Multiple Access 编码 频率 时间 . . . 频率 多址技术 多址技术 蜂窝和频率复用技术 蜂窝和频率复用技术 f1 f6 f2 f5 f4 f3 f7 f1 f6 f2 f5 f4 f3 f1 f6 f2 f5 f4 f3 f7 f7 f1 f6 f2 f5 f4 f3 f7 蜂窝和频率复用技术 蜂窝技术的基本概念 提高容量 蜂窝技术不是分割频率而是分割地理区域 蜂窝系统的优势：频率复用 蜂窝移动通信的频率分配 我国模拟蜂窝移动通信曾使用890905MHz（移动台发，基站收）和935950MHz（ 基站发，移动台收）工作频段，
11、现已逐步将部分频率让给GSM 我国数字蜂窝移动通信使用905915MHz（移动台发，基站收）和950960MHz（基 站发，移动台收）工作频段，其中中国移动通信公司GSM系统使用905909MHz和 950954MHz工作频段，中国联通公司GSM系统使用909915MHz和954960MHz工 作频段。此外中国移动通信公司还使用了1800MHz频段的10MHz的带宽。 第三代移动通信工作在2000MHz频段上。 29 CDMA 上行CDMA 下行 825 835 电电信CDMA 870 880 电电信CDMA GSM 上行 890 909 915 移动动GSM联联通GSM GSM 下行 移动动
12、GSM联联通GSM 935 954 960 我国GSM，CDMA移动动通信工作频频段 MHz GSM,CDMA工作频段频段分配 30 DCS1800工作频段的分配 DCS 上行 1710 1785 DCS 下行 1805 1880 DCS-1800工作频频段 中国移动公司拥有15M的带宽，17101725, 18051820 中国联通公司拥有10M的带宽，17451755, 18401850 31 中国3G频谱分配 n中国3G频谱资源 n中国联通获1940-1955MHz和2130-2145MHz共30MHz频段； n中国电信获得1920-1935MHz和2110-2125MHz共30MHz频
13、段，目前在CDMA 占用的825-835和915-925频段升级EVDO； n中国移动获得的TDD频段是1880-1900MHz和2010-2025MHz，以及日后小 灵通让出的1900MHz-1920MHz频段，其中核心频段55MHz资源，另外还 2300至2400MHz的补充资源。 无线电波 无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是 相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。 无线电波在空气中的传播速度略小于光速，通常我们就认为它等于光 速。 无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱 天馈系统 电波的传播特性 GSM和CDMA移动通信使用的频段都属于UHF（特高
14、频）超短波段，其高端属 于微波。超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面波衰减很快。因此也不 能依靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来传播的。空间波一般只能 沿直线方向传播到直接可见的地方，即视距传播。 电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑 物，还会产生反射。因此，到达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波， 这种现象就叫多径传输。 电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象 叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴 影区”。 天馈系统 天线的极化 无线电波在空间传播时，其电 场方向是按一定
15、的规律而变化 的，这种现象称为无线电波的 极化。无线电波的电场方向称 为电波的极化方向。如果电波 的电场方向垂直于地面，我们 就称它为垂直极化波。如果电 波的电场方向与地面平行，则 称它为水平极化波。 天馈系统 垂直极化波水平极化波 天线辐射的电磁场的电场方向就 是天线的极化方向 垂直极化 水平极化 +45极化-45极化 天馈系统 天线的辐射 在方向图中通常都有 两个瓣或多个瓣，其 中最大的瓣称为主瓣 ，其余的瓣称为副瓣 。主瓣两半功率点间 的夹角定义为天线方 向图的波瓣宽度。称 为半功率（角）瓣宽 。主瓣瓣宽越窄，则 方向性越好，抗干扰 能力越强。 120 (eg) 峰值值 - 10dB点
16、- 10dB点 10dB 波束宽宽度 60 (eg) 峰值值 - 3dB点 - 3dB点 3dB 波束宽宽度 15 (eg) 峰值值 - 3dB点 - 3dB点 32 (eg) 峰值值 - 10dB点 - 10dB点 俯仰面即垂直面方向图图 下旁瓣抑制 上旁瓣抑制 俯仰面即水平面方向图图 前功率 后功率 天线的下倾 为使波束指向朝向地面, 需要天线下倾，天线下倾分为电下倾和机械 下倾。 天馈系统 无下倾倾 电电下倾倾机械下倾倾 天馈系统 天线的下倾变化图 逐渐增加天线下倾角 Page 38 课程内容 GSM系统结构与功能 移动通信的主要通信流程 移动通信关键技术 移动通信发展概述 移动通信中的传输 移动通信发展概述 Page 40 移动通信发展历
