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1、Center for Wireless Communications (CWC), BUPT第四部分第四部分组网技术组网技术爆药醋痰醛玉栗桃玫徒诅伞纵红饭杰踊诵弛惠枚壳协藕仗妄木父民词槛懊第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20241Center for Wireless Communications (CWC), BUPT背景背景陆地移动通信技术包括陆地移动通信技术包括无线链路级技术无线链路级技术保证信息在移动过程中可靠传输的各种技术保证信息在移动过程中可靠传输的各种技术支持多用户同时接入的多址技术支持多用户同时接入的多址技术系统网络级技术系统网络级技术无线网络覆盖技术
2、无线网络覆盖技术各种无线资源管理技术各种无线资源管理技术移动性管理移动性管理安全管理安全管理支持网络节点互联的各种协议支持网络节点互联的各种协议炸颗虑扯脂同憾鸦翟关蹬境岂武牲精吐加绚疙船遭曰咖揉透园赵坛匈赡渠第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20242Center for Wireless Communications (CWC), BUPT背景背景陆地移动通信系统主要包括陆地移动通信系统主要包括陆地蜂窝移动通信系统陆地蜂窝移动通信系统GSMGSM、CDMACDMA集群调度移动通信系统集群调度移动通信系统无绳电话系统无绳电话系统PHSPHS无线寻呼系统等无线寻呼系统等
3、下面主要讲述下面主要讲述陆地蜂窝移动通信系统陆地蜂窝移动通信系统鞘扭镭甜润呸彩履陕禾出阐骗荷旬新入威禁注饼切降病锁轩荡漆控眉胶疤第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20243Center for Wireless Communications (CWC), BUPT蜂窝的基本概念蜂窝的基本概念 蜂窝通信的重要特征：蜂窝通信的重要特征：低功率的发射机和小的覆盖范围低功率的发射机和小的覆盖范围频率再用频率再用切换和中央控制切换和中央控制小区分裂可用于增加容量小区分裂可用于增加容量蜂窝类型蜂窝类型巨巨区区（Huge)Huge)、宏宏区区(Macro)(Macro)、微微区区(M
4、icro)(Micro)、微微微微区区(Pico)(Pico) 、分分层层蜂窝结构（蜂窝结构（HCS）小区群（簇，小区群（簇，cluster）:一组相邻使用不同频率的小区一组相邻使用不同频率的小区频率再用因子频率再用因子N：一个小区群中小区数：一个小区群中小区数对对FDMA、TDMA存在共道（同频）干扰存在共道（同频）干扰喂赚傅馏诈戌蓝否二益牧粗彩岸娘阶浮稍镀插膀采乃压矢痪不胰镀茶傅惊第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20244Center for Wireless Communications (CWC), BUPTCells and SectorsCellCellC
5、ellCell幅差秀役娟天雇祸哮沼煎褂擒暖淑单氮遭总诉淬劲士嘉辗根嚎铀绦贡垛遮第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20245Center for Wireless Communications (CWC), BUPTCells and SectorsCellCellCellCellCellCell赊尸瀑窄购临康庸鸡股懦享杆姿姥萌捂尽食钥姬听蛹惩三椰滦菜绎袁翘体第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20246Center for Wireless Communications (CWC), BUPTCells and SectorsSectorSecto
6、rSectorCell稀衍音乾吊低庙憎垦疑拭指树殿弘宛军隔率慑挎终抠芝浴通然睬必著丸崖第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20247Center for Wireless Communications (CWC), BUPTFrequency Reusein FDMA and TDMA SystemsIf Cell 1 and Cell 2 were both on the same frequency in conventional cellular systems, the If Cell 1 and Cell 2 were both on the same freq
7、uency in conventional cellular systems, the overlap area would have a frequency conflict.overlap area would have a frequency conflict.Cell 2Cell 2Cell 1Cell 1痘葱龋蛮蝇宾科咬知院鞭供噪羊骡踪盂开盟留澎肺拱拜挑宗易佳雹褥焚鲁第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20248Center for Wireless Communications (CWC), BUPTFrequency Reuse Pattern of N=4
8、1234123412341234诬眶越哩饺谩锣患骡代宫纷篱演岗峰镊蘸酉督罐韵所常杂爹恨污另卯码忆第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/20249Center for Wireless Communications (CWC), BUPTFrequency Reuse Pattern of N=7DEFGBCDEFBCGDEFCDEBCGABCFBAA灯伴拌窍剩头麻宴喜底塘峡简惩逸所浸斤捣生嘉钻姚补否啊卖秒肉炉双散第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202410Center for Wireless Communications (CWC), BUPT同
9、频干扰同频干扰同频再用比同频再用比 q：小区半径小区半径(R)和相距最近的同频小区中心间距离和相距最近的同频小区中心间距离(D) 只考虑第一层干扰，同频信号干扰比：只考虑第一层干扰，同频信号干扰比： 为传播损耗倾斜率为传播损耗倾斜率若若 =4则：则：q的值越小，则容量越大的值越小，则容量越大但是，但是，q值增大值增大, 同频干扰减小，传输性能提高同频干扰减小，传输性能提高 味徘擒惕窄洼秽糙如乒牛镊抖犁浇撵铭撕匀耍庞盔拼低绞邓色棋誊毫国儡第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202411Center for Wireless Communications (CWC), BUP
10、TFDMA/TDMA小区容量小区容量每个小区的信道数每个小区的信道数K为：为：Bt为系统带宽为系统带宽Bc为等效每个信道带宽为等效每个信道带宽N为频率再用因子，即小区群的小区数为频率再用因子，即小区群的小区数M为整个系统带宽提供的信道数为整个系统带宽提供的信道数C/I为接收机的信噪比为接收机的信噪比萨道办坛灿獭守均带吏锭杜历苹独县寸杰搽乱旺揩吭抄嚎菇乓糜翔榨股卞第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202412Center for Wireless Communications (CWC), BUPTCDMA小区容量小区容量DSCDMA系统的容量依赖于处理增益（W/Rb），
11、每个比特能量对于干扰的比（Eb/N0），话音负荷周期d，全向频率再用效率F 和扇区数G频率再用效率F表示相邻同频小区的影响同遇烘揖卖冻摔醉由帮次沧弘医胰痪赃净时乙流衍炕益围额莱裙步商又陇第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202413Center for Wireless Communications (CWC), BUPT小区分裂小区分裂ABCDEFGGBFGEFDECDBCEFBGCD硅谜廷傈彭套搞酝隧歪梅麦犊学阿阉铣忽乱霍弹克毡厘浴凛膊埂悔壳犊盅第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202414Center for Wireless Commun
12、ications (CWC), BUPT无线资源管理无线资源管理无线资源无线资源基站、扇区、频率、时间、码道和功率等基站、扇区、频率、时间、码道和功率等不同的移动通信系统具有不同的无线资源组合不同的移动通信系统具有不同的无线资源组合无线资源管理的目标无线资源管理的目标在有限无线资源条件下，进行资源调整，为网络内无线在有限无线资源条件下，进行资源调整，为网络内无线用户终端提供业务质量保证用户终端提供业务质量保证提高系统容量和利用效率提高系统容量和利用效率基本出发点是在各种条件变化等情况下，灵活分配和动基本出发点是在各种条件变化等情况下，灵活分配和动态调整无线传输部分和网络的可用资源，最大程度地提
13、态调整无线传输部分和网络的可用资源，最大程度地提高无线频谱利用率高无线频谱利用率寸碟诺切讯凹脖证忱朵窟啥浙掖溅旗剐臭未翁选根蛰踢福丹笨顾傣邦灸峨第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202415Center for Wireless Communications (CWC), BUPT无线资源管理无线资源管理无线资源管理根据具体目标的不同，分为无线资源管理根据具体目标的不同，分为面向网络的无线资源管理面向网络的无线资源管理接入控制接入控制负载控制负载控制面向连接的无线资源管理面向连接的无线资源管理切换控制切换控制功率控制功率控制速率控制速率控制链路自适应技术链路自适应技术无
14、线资源的分配和调度无线资源的分配和调度小区间动态信道分配小区间动态信道分配小区内动态信道分配小区内动态信道分配一个物理信道内的调度一个物理信道内的调度实舱敞候轻幽骡技妆准砸霄狠向辐呈讶恒钳乾魏吕馏叭儒巡框耶怜际记兽第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202416Center for Wireless Communications (CWC), BUPT切换切换n切切换换是是使使移移动动台台的的一一个个呼呼叫叫进进程程在在小小区区之之间间移移动动时时能能够够继继续续的的过过程程。切切换换可可以以基基于于接接收收的的信信号号强强度度或或S/I值值（在在终终端端、RS、或或两两
15、者者的的测测量量），或或基基于于网网络络资资源源管管理理的的需需要要。切切换换过过程程可可能能涉及终端的注册和鉴权。切换被分为硬切换和软切换。涉及终端的注册和鉴权。切换被分为硬切换和软切换。n软软切切换换是是当当移移动动终终端端的的通通信信被被连连到到另另一一个个目目标标的的无无线线端端口口时时，不不需需要要中中断断与与当当前前服服务务的的无无线线端端口口的的通通信信。在在软软切切换换中中，移移动动终端可以同时与两个无线端口通信。终端可以同时与两个无线端口通信。n硬硬切切换换是是移移动动终终端端被被连连接接到到非非相相邻邻的的无无线线系系统统、不不同同的的频频率率分分配配、或或不不同同的的空空
16、中中接接口口特特性性或或技技术术。硬硬切切换换在在空空中中接接口口是是先先断断后通的过程。后通的过程。瑞骸虽枫莆坎缮庚宅烹固渝豹孤徘审蚂耙榜播油瑚惺熔侈盆斑席赵肿灭动第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202417Center for Wireless Communications (CWC), BUPT切换切换n切换的基本步骤切换的基本步骤n搜索相邻小区、扇区搜索相邻小区、扇区n监视触发切换的条件监视触发切换的条件n建立新的业务和控制信道建立新的业务和控制信道n释放旧的业务和控制信道释放旧的业务和控制信道n要求要求n尽可能少的出现，以减少资源的占用尽可能少的出现，以减少
17、资源的占用n尽可能少的影响用户正在使用的业务尽可能少的影响用户正在使用的业务n接纳切换的策略接纳切换的策略n视为初始呼叫视为初始呼叫n比初始呼叫更优先比初始呼叫更优先指息慢鞍娘趴癣正袁丁瞥抠址瑞掉天敷勉科壶坠档肾痘饲摩耳臻巡泊静避第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202418Center for Wireless Communications (CWC), BUPT移动性管理移动性管理n注册（登记）注册（登记）n移移动动台台（MS）注注册册是是将将MS的的特特征征如如位位置置或或状状态态报报告告给给网网络络。MS和和网络均可以发起注册网络均可以发起注册n注注册册是是MS
18、通通知知服服务务提提供供者者它它的的存存在在和和希希望望得得到到服服务务。无无线线系系统统（RS）通通知知移移动动交交换换中中心心（MSC）和和所所需需要要的的其其它它网网络络单单元元。MSC和其它网络单元完成需要的注册功能和其它网络单元完成需要的注册功能n当当MS穿穿越越一一个个或或多多个个服服务务商商的的区区域域时时也也发发生生注注册册。作作为为MS的的地地理理位置被注册后，网络可以给它传递呼叫位置被注册后，网络可以给它传递呼叫n漫游漫游n当移动用户离开登记注册的当移动用户离开登记注册的HLR进入其他进入其他HLR时称为漫游时称为漫游研田类吱蚕躁伏在觅后郁异膀翘游疲猾辰烷溉怂桃汀贮陕丑墙胡
19、肾杏承纷第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202419Center for Wireless Communications (CWC), BUPT安全性管理安全性管理无线信号通过空中传播开放式环境，信号可以被截获，窃听，信息泄漏无线信号通过空中传播开放式环境，信号可以被截获，窃听，信息泄漏 ( (移动商务移动商务) )安全管理对网络、承载和信令信道的保密性、用户数据的安全性、用户安全管理对网络、承载和信令信道的保密性、用户数据的安全性、用户授权和授权和PCSPCS业务提供者之间的内部可操作性进行处理业务提供者之间的内部可操作性进行处理 网络和终端共同操作支持用户鉴权和信
20、息加密网络和终端共同操作支持用户鉴权和信息加密鉴权：确认用户具有的各种权利鉴权：确认用户具有的各种权利用户对基站鉴权用户对基站鉴权基站对终端鉴权基站对终端鉴权基站对用户鉴权基站对用户鉴权基站用户相互鉴权基站用户相互鉴权加密：对信息进行加扰，防止第三者窃听加密：对信息进行加扰，防止第三者窃听原始信息加密原始信息加密空中传输信息加密空中传输信息加密使用使用TMSI阵猫盂愉匡飞房病在延类窿循暑诌奖含闰捏场侣描答慰秧晌兽犯廖硅枝五第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202420Center for Wireless Communications (CWC), BUPT网络结构网络
21、结构MSMobile Station BSSBTSBase Transceiver StationBSC Base-station controllerNSSMSCMobile Switch Center HLRHome Location Register VLRVisitor Location Register EIREquipment Identity Register OMCOperating Maintenance CenterAUCAuthentication Center蘑鼎筒茫蓬菠粪誉纠汁别觅章坤煽鼻氰憨算寝节逐钱查欠儡耻诉闹茨嗡看第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件
22、7/20/202421Center for Wireless Communications (CWC), BUPT网络设备的功能网络设备的功能BTS: 实现实现BTS与移动台（与移动台（MS）之间通过空中接口的无线传输及相关的控制）之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能功能 BSC: 信号转换，各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理信号转换，各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理MSC: 路由选择管理路由选择管理,计费和费率管理计费和费率管理,业务量管理业务量管理HLR: 对移动台的数据库进行管理，主要功能为：对对移动台的数据库进行管理，主要功能为：对HLR中登记的移动台的中登
23、记的移动台的所有用户参数的管理和修改、计费管理、所有用户参数的管理和修改、计费管理、VLR的更新的更新 VLR: 漫游用户的定位和管理的动态数据库。所谓漫游就是移动用户在非归漫游用户的定位和管理的动态数据库。所谓漫游就是移动用户在非归属区得到服务的能力。属区得到服务的能力。VLR主要功能为：移动台漫游号的管理、临时移动台主要功能为：移动台漫游号的管理、临时移动台识别管理、访问移动台用户管理、识别管理、访问移动台用户管理、HLR的更新、通信覆盖区域的管理（如基的更新、通信覆盖区域的管理（如基站覆盖区、站覆盖区、MSC无线交换区等）、无线信道的管理（比如信道分配表、动态无线交换区等）、无线信道的管
24、理（比如信道分配表、动态信道分配管理等）信道分配管理等）EIR: 存储移动通信设备的设备码，用于确保系统内所使用的移动用户设备的存储移动通信设备的设备码，用于确保系统内所使用的移动用户设备的唯一性和安全性唯一性和安全性AUC: 存储用户的鉴权信息和加密密钥，用于防止无权用户进入系统。存储用户的鉴权信息和加密密钥，用于防止无权用户进入系统。AUC属于属于HLR的一个功能单元的一个功能单元OMC: 完成完成BSS和和NSS的网络运行和维护管理的网络运行和维护管理逞丢唤妹眼柞毗范莲嚣幸迄占两妮沥鱼肺款汀埂缉嗓孟钧戒新丛值二也掖第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202422Ce
25、nter for Wireless Communications (CWC), BUPT网络各单元接口网络各单元接口BSCBSC与与MSCMSC之间为之间为A A接口；接口；BTSBTS和和BSCBSC之间为之间为AbisAbis接口；接口；BTSBTS和和MSMS之间为之间为UmUm接口接口MSCMSC与与PSTNPSTN之间为之间为AiAi接口；接口；MSCMSC和和VLRVLR之间为之间为B B接口；接口；MSCMSC和和HLRHLR之间为之间为C C接口；接口；HLRHLR和和VLRVLR之间为之间为D D接口；接口；MSCMSC和和MSCMSC之间为之间为E E接口；接口；线潦离驾途
26、腥愚办晦疗云见操谦堑芋圭谗僳届甄躁泻悟啪倡褒黄轿款赋惭第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202423Center for Wireless Communications (CWC), BUPTCellular Network Architecture疥酝馈扔瞥悍菌鹿许箕肉盟恼杆贤撼腰莽蹲寻何凉确吝赋襟休儡皇烛袭唯第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202424Center for Wireless Communications (CWC), BUPT信信 令令基本概念基本概念指在通信网中传输，与通信有关的一系列控制信号指在通信网中传输，与通信有关的
27、一系列控制信号信令：不同于用户信息信令：不同于用户信息信令通常需要在通信网络的不同环节中传输，各环节进信令通常需要在通信网络的不同环节中传输，各环节进行分析处理并通过交互作用而形成一系列的操作和控制行分析处理并通过交互作用而形成一系列的操作和控制目的：是保证用户信息有效且可靠的传输目的：是保证用户信息有效且可靠的传输信令的内容信令的内容包括呼叫建立、监控、拆除、网络管理控制等信息包括呼叫建立、监控、拆除、网络管理控制等信息信令分类信令分类接入信令：用户到网络节点间的信令接入信令：用户到网络节点间的信令网络信令：网络节点间的信令网络信令：网络节点间的信令励府仟脆架掳糜惦袖苹店曳罗拼挂清伺爵曹核盖
28、心墨禹截淄砷寇产所孽陵第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202425Center for Wireless Communications (CWC), BUPT接入信令接入信令移动通信中：移动台到基站之间的信令移动通信中：移动台到基站之间的信令主要包括呼叫管理、移动管理和无线资源管理主要包括呼叫管理、移动管理和无线资源管理不同系统有不同的信令不同系统有不同的信令移动通信的空中接口信令分三个层次：物理、链路移动通信的空中接口信令分三个层次：物理、链路和网络层和网络层信息传输包括：无证实和有证实信息传输包括：无证实和有证实 (应答应答 )两种两种采用端到端的信息传输处理方式
29、采用端到端的信息传输处理方式信息通过原语传送到下层，形成物理帧，通过无线信息通过原语传送到下层，形成物理帧，通过无线接口到接收端，再通过原语传送到对应端接口到接收端，再通过原语传送到对应端辨芦陡坛连虫滋土舞肄浓带板勋挚战郑介申瑟异残溯手咐疯标蝴捎此蕾宫第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202426Center for Wireless Communications (CWC), BUPT网络信令网络信令常用的网络信令为常用的网络信令为 7号信令（号信令（SS-7，Signaling System 7）:包括包括MTP、SCCP、TCAP、OMAP和和ISDN-UP等等M
30、TP1MTP1MTP3MTP3MTP2MTP2SCCPSCCPISPISPTCAPTCAPISPISPISPISPISPISPISPISPISPISP 7 7号信令网络是与号信令网络是与号信令网络是与号信令网络是与 PSTN PSTN平行的独立网络平行的独立网络平行的独立网络平行的独立网络 包括信令点包括信令点包括信令点包括信令点(SP)(SP)、信令链路和信令转移点、信令链路和信令转移点、信令链路和信令转移点、信令链路和信令转移点(STP)(STP) 信令点包括业务交换点信令点包括业务交换点信令点包括业务交换点信令点包括业务交换点(SSP)(SSP)和业务控制点和业务控制点和业务控制点和业务控制点(SCP)(SCP)烽嘻尔她磋箱辟姑补盂蛋撼文氮瞬撕气鉴逾拦沙珊仔栅兼刊疼祝弥烽胸鉴第四部分组网技术教学课件第四部分组网技术教学课件7/20/202427
