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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 MMC7 漫游和切换8 MSISDN IMSI TMSI9 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 IMSI Ki 安全算法 A3
2、 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 访问能力 用户类别和补充业务等数
3、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 频率复用技术 GSM最基本的频率复用模式 4 3 4
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IS 95A CDMA 欧洲的GSM TDMA 日本的JDC采用时分多址 TDMA 或码分多址 CDMA 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
5、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 2020 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 SCDMA 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
6、 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 6kbpsIMT2000推荐的3种制式 WCDMA 欧洲 CDMA2000 美国 TD SCDMA 中国 TD SCDMA 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
7、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 FDD TDMA GSM系统频率资源 GSM900 基站收 f1 n 890 n 0 2MHz基站发 f2 n f1 n 45MHz GSM1800 基站收 f1 n 1
8、710 n 511 0 2MHz基站发 f2 n f1 n 95MHz 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 MobileOriginatingCall 移动台发起的呼叫 MTC MobileTerminateCall 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 MobileToMobileCall 移动台到移动台的呼叫 漫游 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
9、质量降低掉话率降低拥塞率Who参与切换 MS BTS BSC MSCMS 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BSCBSC 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 上下行先后转移 MSISDN MSISDN的一般格式为86 139 H0H1H2H3ABCD MSISDN是指主叫用户为呼叫GSMPLMN中的一个移动用户所需拨的号码 作用同于固定网PST
10、N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 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
11、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 MobileCountryCode 移动国家码 中国为460 MNC MobileNetworkCode 移动网号 两个数字 如中国移动的MNC为00 LAC LocationAreaCode 是2个字节长的十六进制BCD码 0000与FFFE不能使用 例 460008C
12、90 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 LocationAreaIdentification MCC MNC LAC LAI CGI是所有GSMPLMN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 CICI CellIdentity 是2个字节长的十六进制BCD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0 7 例 25 用于移动台
13、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 知识回顾KnowledgeReview
