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1、,组网技术,内容,概述,网络结构 基本网络结构 数字蜂窝移动通信网的网络结构 GSM 空中接口 帧结构 信道 协议结构 信令 接入信令 网络信令 越区切换和位置管理 越区切换 位置管理,通信网概述,固定通信网 公众电话网 PSTN (Public Switched Telephone Network) 公众数据网 PDC (Public Data Network) 综合数字网 IDN (Integrated Digital Network) 综合业务数字网 ISDN (Integrated Service Digital Network) 移动通信网是固定通信网的延伸和扩展 与固定通信网络互联
2、， 尤其是与ISDN的互联 标准化 电信标准化部门(ITU-T) (CCITT国际电报电话咨询委员会 ) 无线通信部门(ITU-R) 电信发展部门(ITU-D) 信令系统： 用户接口和网络信令,PDC分为PSPDN(分组交换公众数据网)和CSPDN(电路交换公众数据网) ISDN： 是以数字化方式处理和传送所有信息形式的传输与交换的信息网络 综合业务： 在一个通信网络内传送语音数据文字和图像通信的综合服务 数字化： 指信息的处理、交换和传送的数字化 ISDN的标准： 1985， CCITT提出I系列建议， 1989年进行修改， 提出宽带综合业务数字网B-ISDN ISDN提供语音业务和非语音业
3、务 ISDN的信令采用公共信道信令方式, 定义了用户网络标准接口和No.7号信令,移动通信协议分层简单模型,用来确定 频率，功率，码片，定时与同步，调制解调，收发信机性能等无线电参数。,介质接入控制层:介质访问管理和数据封装等。 选择物理信道，建立和释放连接； 将控制信息， 高层信息 , 差错控制信息复接成数据分组。,数据链路层（DLC）：网络提供非常可靠的数据链路。 在用户平面，提供如： 语音传输业务 电路交换模式或分组交换模式的数据传输业务。,是信令层,有三个功能实体：呼叫控制, 无线资源管理, 移动管理. 用于管理链路连接，控制呼叫过程，支持附加业务和短消息业务，以及移动管理和无线资源管
4、理。,协议： Protocol， 指各同名层间的通信规约。 实体： Entity， 指各个功能层中实现各个功能的模块。 服务： Service， 在各功能层中,低层向高层提供什么的层服务。 服务接入点： SAP， 指相邻功能层间的接口。 原语： Primitive， 指功能层间交换的信息。 Request 原语， 应答为Confirmation原语。 Indication原语， 应答为Response原语。,移动通信协议分层简单模型中的基本术语,移动通信的主要特点回顾,必须利用无线电波传输信息，传播特性差 传播环境复杂：多径效应和阴影效应造成电波传播的幅度衰落和时延扩展 用户高速移动：多普勒频
5、移造成电波传播特性的快速随机变化 工作于复杂的干扰环境 外部干扰：天电、机电和信道热噪声 系统内部和不同系统之间的干扰：邻道、同信道、互调、多址和远近效应 可利用的频谱资源有限，而通信业务量的需求与日俱增 用户容量问题，业务容量问题 网络结构多种多样，网络管理复杂 用户注册和登记，鉴权和计费，安全和保密 用户终端成为个人消费品,提高频谱利用率的途径,应用层：信源编码 网络层：蜂窝规划和无线资源管理(RRM) 数据链路层：多址接入控制 物理层：多址方式和调制技术,5. 空闲信道的选取,空闲信道的选取方式主要可以分为两类：一类是专用呼叫信道方式(或称“共用信令信道”方式)；另一类是标明空闲信道方式
6、。 专用呼叫信道方式。这种方式是在网中设置专门的呼叫信道，专用于处理用户的呼叫。移动用户只要不在通话时就停在这呼叫信道上守候。 标明空闲信道方式。标明空闲信道方式可分为“循环定位”、标明空闲信道方式“循环不定位”、“循环分散定位方式”,专用呼叫信道方式,定义：在给定的多个信道中，选择一个信道专门用作呼叫。 该信道有两个作用：一是处理呼叫；二是指配话音信道。,专用信道,专用信道1,发空闲信号,MSC,BS,专用信道1,发空闲信号,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,专用信道1,发对MS1的寻呼信号,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,专用信道1,寻呼成功，指定可用信道如信道3,MSC,BS,
7、MS1,MS2,MSn,专用信道1,MSC,BS,MS1,MS2,MSn,信道3,发空闲信号,对于专用信道呼叫方式，为了减小同抢概率，要求专用呼叫信道处理一次呼叫过程所需的时间很短，一般为几百毫秒甚至更短，这样一个信道就可以处理成百上千个呼叫。 适用场合：采用数字信令的大容量通信系统。对于信道数目小于12的小容量移动通信系统不适合。目前的蜂窝电话系统就采用这种方式。,标明空闲信道方式,(1)标明空闲信道方式-循环定位方式,定义：系统中没有专用的呼叫信道，而是由BS临时指定一个信道做呼叫信道，并在这个信道上发空闲信号，而所有空闲的移动台通过信道扫描，停留在发空闲信号的信道上，一旦有寻呼成功，该信
8、道就成为一个业务信道，基站再另选空闲信道作为临时呼叫信道发空闲信号，空闲的移动台自动转到新的临时信道上守侯（定位）。,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,发空闲信号,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,发空闲信号,MS1,MS2,MSn,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,发对MS2的 寻呼信号,MS1,MS2,MSn,BS,信道1,信道2,信道n,.,信道n-1,MS2接入该信道通话,MS1,MS2,MSn,发空闲信号,特点：呼叫信道是临时的，不断变化的，呼叫信道一旦转为通话信道，BS要重新确定某空闲信道为临时呼叫信
9、道，发空闲信号。而移动台收不到空闲信道就不断进行信道扫描。这种方式信道利用率高，接续快；但同抢概率大。 适用场合：小容量系统。,(2)标明空闲信道方式-循环不定位方式,定义：基站在所有空闲信道上都发空闲信号，网内未通话的移动台自动扫描信道，随机停靠在就近的空闲信道上（不定位）。当基站呼叫移动台时，选择一个空闲信道发时间足够长的召集信号（其他空闲信道停发空闲信号），而后发选呼信号，网内移动台收不到空闲信号就要重新进入扫描状态，一旦扫到召集信号就在该信道上等候被呼，一旦呼叫成功，被呼移动台就在该信道上接入服务，其他移动台进入信道扫描状态。,BS,空闲信道1,信道2,信道n,空闲信道n-1,发空闲信
10、号,发空闲信号,MS1,MS3,MSn-4,MSn,BS,空闲信道1,信道2,信道n,空闲信道n-1,发召集信号,停发空闲信号,MS1,MS3,MSn-4,MSn,BS,空闲信道1,信道2,信道n,空闲信道n-1,发召集信号 后发选呼信号 如对MS3,MS1,MS3,MSn-4,MSn,BS,信道1,信道2,信道n,空闲信道n-1,MS1,MS3,MSn-4,MSn,发空闲信号,特点：这种方式是在循环定位方式的基础上为减小同抢概率而出现的一种改进方式，但移动台被呼的接续时间比较长；另外，系统中的所有信道都处于工作状态，这种多信道常发状态会引起严重的互调干扰。 适用场合：信道数目少的系统。,(3
11、)标明空闲信道方式-循环分散定位方式,定义：基站在全部不通话的空闲信道上发空闲信号，网内移动台分散停靠在各个空闲信道上。移动台主呼是在各自停靠的空闲信道上进行；而基站呼叫移动台时，其呼叫信号在所有的空闲信道上发出，并等待应答信号。,BS,空闲信道1,信道2,信道n,空闲信道n-1,发空闲信号,发空闲信号,MS1,MS3,MSn-4,MSn,BS,信道1,信道2,信道n,空闲信道n-1,接入此信道通话,发空闲信号,MS3,MSn-4,MSn,移动台主呼的情况,BS,空闲信道1,信道2,信道n,空闲信道n-1,发对MS3的寻呼信号,MS1,MS3,MSn-4,MSn,发对MS3的寻呼信号,移动台被
12、呼的情况,BS,信道1,信道2,信道n,空闲信道n-1,接入此信道通话,发空闲信号,MS3,MSn-4,MSn,特点：为克服循环不定位方式移动台被呼时接续时间长而改进的一种方式。此方式接续快，效率高，同抢概率小。但当移动台被呼时，基站在所有的空闲信道上都发送选呼信号，互调干扰严重。 适用场合：小容量系统。,内容,概述,网络结构 基本网络结构 数字蜂窝移动通信网的网络结构 GSM 空中接口 帧结构 信道 协议结构 信令 接入信令 网络信令 越区切换和位置管理 越区切换 位置管理,5.4.1 移动通信的基本网络结构,网络构成： 集中式的基础结构网络； 分布式或Ad hoc。 集中式移动通信网络构成
13、 采用特定特性的节点（即基站）； 基站控制所有其覆盖区域（称为小区）内的传输； 由节点接收来自基站发送出的信号的能力来决定小区的边界； 通过用陆地线路连接更多的基站可以增加覆盖（蜂窝网）； 蜂窝网通常与PSTN 和/或LANs 相连； 基站是有线域和无线域之间的中间节点。,基站通过传输链路和交换机相连，交换机再通过传输链路与固定的电话网络相连。,传输链路的标准,基站与交换机、交换机和固定网络可采用有线 链路(光纤/同轴电缆)或无线链路(如微波等)。,时分复用中的准同步数字复接 PDH。 一次群、二次群、三次群、四次群 通常每个基站要求支持50路话音呼叫,每个交换机可以支持100个基站,移动通信
14、的交换机,普通交换机：由交换网络、接口和控制系统组成。作用是在控制系统的作用下，将任一输入线与输出线接通。 移动交换机： 也叫移动交换中心(MSC) ，不同：除完成交换功能外，还负责移动性管理和无线资源管理(越区切换漫游等)。,多服务区移动通信网络,5.4.2 数字蜂窝移动通信网结构,数字蜂窝移动通信网与模拟蜂窝移动通信网的区别在于: 模拟蜂窝移动通信网的MSC包含移动性管理和用户鉴权及认证。 而数字蜂窝移动通信网将移动性管理和用户鉴权及认证从MSC中剥离出来。 设置了原籍位置寄存器(HLR) ，访问位置寄存器(VLR)来进行移动 性管理。 数字蜂窝移动通信网还包括设备标志寄存器(EIR) ，
15、认证中心(AUC)和操作维护中心(OMC)等,网络设备的功能,MSC 路由选择管理 计费和费率管理 业务量管理 向HLR发业务量和计费信息 HLR 对已登记的所有用户的参数进行管理 修改等 对每个用户计费管理 VLR的更新,VLR 是一个动态数据库 移动台漫游号的管理 临时移动台标识管理 访问的移动台用户管理 HLR的更新 管理MSC区 位置区和基台区 管理无线电信道(如信道分配标 动态信道分配管理 信道阻塞状态),ITU-T在1988年给出,通信网络接口,包括Sm接口， Um接口， Abis接口 ，AG接口 不同的系统有不同的信令接口协议。,Sm接口， 人机接口,用户于移动网间的接口. Um
16、接口， 移动台与基站之间的无线接口 A接口， 基站与移动交换中心间的接口 ABis接口， 基站控制器(BSC)和基站收发信机(BTS)之间的接口 B接口， 移动交换中心 MSC 和访问位置寄存器 VLR 之间的接口 C接口， 移动交换中心 MSC 和原籍位置寄存器 HLR 之间的接口 D接口， 原籍位置寄存器 HLR 和访问位置寄存器 VLR 之间的接口 E接口， 移动交换中心 MSC 之间的接口 F接口， 移动交换中心 MSC 和设备标志寄存器 EIR 之间的接口 G接口 ，访问位置寄存器 VLR 之间的接口,内容,概述,网络结构 基本网络结构 数字蜂窝移动通信网的网络结构 GSM 空中接口 帧结构 信道 协议结构 信令 接入信令 网络信令 越区切换和位置管理 越区切换 位置管理,49,GSM网络结构,GSM是欧洲电信标准委员
