1、移動通信基礎知識指導培訓教程目 錄移動通信系統結構移動通信系統結構移動通信系統的基本概念移動通信系統的基本概念移動通信系統發展歷程移動通信系統發展歷程目目 錄錄 移動通信系統的結構移動通信系統的結構 固定通信系統結構固定通信系統結構 * 用戶設備用戶設備- 機等機等 * 通信網絡通信網絡-交換機、傳輸、接入網等交換機、傳輸、接入網等交換中心通 信 網 絡 移動通信系統的結構移動通信系統的結構 移動通信系統結構移動通信系統結構 * * 用戶設備用戶設備-手機等手機等 * * 通信網絡通信網絡-基站、交換機、傳輸、接入網等基站、交換機、傳輸、接入網等移動通信是通信雙方至少有一方在運動中進行信息交換

2、的通信方式移動通信是通信雙方至少有一方在運動中進行信息交換的通信方式 移動通信系統結構移動通信系統結構 * * 移動通信是固定通信的無線延伸移動通信是固定通信的無線延伸 * * 移動通信實現移動通信實現AAAAAA通信（通信（AuthenticationAuthentication驗證、驗證、AuthorizationAuthorization授權、授權、AccountingAccounting計費計費 ） * * 移動通信系統相比固定通信系統需要增加的能力：移動通信系統相比固定通信系統需要增加的能力： a.a.實現移動用戶與通信網絡的聯系（終端如何找到通信網絡、通實現移動用戶與通信網絡的聯系

3、（終端如何找到通信網絡、通信網絡如何找到移動用戶）信網絡如何找到移動用戶） 通過無線電波與通信網絡聯系，但終端位置不固定，因此首先需通過無線電波與通信網絡聯系，但終端位置不固定，因此首先需要終端找到通信網絡（要終端找到通信網絡（anywhere),anywhere),同時通信網絡也需要找到用戶，找同時通信網絡也需要找到用戶，找不到用戶無法為用戶提供響應的服務。不到用戶無法為用戶提供響應的服務。 基站發現：發廣播消息基站發現：發廣播消息 終端發現：位置登記終端發現：位置登記 b. b. 通信網絡為移動用戶提供恰當的服務通信網絡為移動用戶提供恰當的服務 由于終端的移動性，需要確定用戶的身份，才能為

4、用戶提供恰當由于終端的移動性，需要確定用戶的身份，才能為用戶提供恰當的服務的服務 移動通信系統的結構移動通信系統的結構 c. c. 通信網絡為移動用戶提供可靠、安全的通信通信網絡為移動用戶提供可靠、安全的通信 無線電波的開放性，易被監聽，因此需要保證用無線電波的開放性，易被監聽，因此需要保證用戶通信的可靠性戶通信的可靠性 d. d. 通信網絡為移動用戶提動連續、不間斷的通信通信網絡為移動用戶提動連續、不間斷的通信 由于用戶的移動性（通信環境不斷變化），需要由于用戶的移動性（通信環境不斷變化），需要保證通信的連續性保證通信的連續性移動通信系統的結構移動通信系統的結構 蜂窩：蜂窩： 移動通信系統的

5、基本概念移動通信系統的基本概念 移動通信系統中，移動通信系統中，基站的覆蓋范圍是一基站的覆蓋范圍是一個像蜂窩一樣的六邊個像蜂窩一樣的六邊形區域，故稱作蜂窩形區域，故稱作蜂窩移動通信。移動通信。 基站、基站、扇區扇區/ /小區：基地站是一套為無線小區服務的設備，小區：基地站是一套為無線小區服務的設備，通常是一個全向或三個扇形無線小區。通常是一個全向或三個扇形無線小區。 多址方式：在移動通信中，一個基站只與一個終端連接既多址方式：在移動通信中，一個基站只與一個終端連接既不經濟也無必要，因此一個基站可以支持多個終端，多個不經濟也無必要，因此一個基站可以支持多個終端，多個終端共用一個物理信道與一個基站

6、通信，需要有區分的方終端共用一個物理信道與一個基站通信，需要有區分的方法，不同的終端利用多址方式來區分。法，不同的終端利用多址方式來區分。FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA即是不同的多址方式即是不同的多址方式移動通信系統的基本概念移動通信系統的基本概念 信道信道: : 在傳輸媒介上為每個用戶單獨分配的在傳輸媒介上為每個用戶單獨分配的, ,專用的專用的一個通道一個通道 8080年代初，隨著半導體、集成電路的和計算機技術的發展，年代初，隨著半導體、集成電路的和計算機技術的發展，為移動通信的實現提供了可能為移動通信的實現提供了可能. . 19791979年美國開通了模擬通信系統，被

7、成為第一代移動通年美國開通了模擬通信系統，被成為第一代移動通信技術，簡稱信技術，簡稱1G.1G.（GG：generationgeneration） 9090年代初歐洲完成了年代初歐洲完成了GSMGSM標準并成功實施，移動通信進標準并成功實施，移動通信進入第二代數字通信系統（調制方式），簡稱入第二代數字通信系統（調制方式），簡稱2G,2G,同屬二代同屬二代的系統還有美國的窄帶的系統還有美國的窄帶CDMACDMA系統（系統（IS-95A).IS-95A). 19851985年提出年提出3G3G（寬帶移動通信）的概念，（寬帶移動通信）的概念，19971997年開通制年開通制定定IMT-2000IMT

8、-2000標準，目前確定標準，目前確定WCDMAWCDMA、TD-SCDMATD-SCDMA、CDMA2000CDMA2000三大流派。其中三大流派。其中TD-SCDMATD-SCDMA是中國大唐提出是中國大唐提出的國際標準。的國際標準。 .4G?.4G?未來移動通信的目標是未來移動通信的目標是: :任何人任何人(Whoever)(Whoever)能夠能夠在世界上任何地點在世界上任何地點(Wherever)(Wherever)、任何時間、任何時間(Whenever)(Whenever)與與任何人任何人(Whomever)(Whomever)進行任何方式進行任何方式(Whatever)(What

9、ever)的通信。的通信。 移動通信系統的發展歷程移動通信系統的發展歷程GSM移動通信系統移動通信系統20082008年年1212月月 運行維護部運行維護部目 錄目目 錄錄 GSM數字移動通信系統史源于歐洲。早在1982年，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動系統在運營，例如北歐多國的NMT（北歐移動 ）和英國的TACS（全接入通信系統），西歐其它各國也提供移動業務。當時這些系統是國內系統，不可能在國外使用。為了方便全歐洲統一使用移動 ，需要一種公共的系統，1982年北歐國家向CEPT（Conference of European Posts and Telecommunication：歐洲郵政電信管理部

10、門會議）提交了一份建議書，要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業務規范。在這次大會上就成立了一個在歐洲電信標準學會（ETSI）技術委員會下的“移動特別小組Group SpecialMobile）簡稱“GSM”，來制定有關的標準和建議書。 1986年在巴黎，該小組對歐洲各國及各公司經大量研究和實驗后所提出的8個建議系統進行了現場實驗。 1987年5月歐洲17個國家的運營者和管理者簽署了諒解備忘錄（MoU），相互達成履行規范的協議。與此同時還成立了MoU組織，致力于GSM標準的發展。 1991年在歐洲開通了第一個系統，同時MoU組織為該系統設計和注冊了市場商標，將GSM更名為“全球移動通信系統”

11、（Global system for Mobile communications）。從此移動通信跨入了第二代數字移動通信系統。同年，移動特別小組還完成了制定1800MHz頻段的公共歐洲電信業務的規范，名為DCSI800系統。該系統與GSM900具有同樣的基本功能特性，因而該規范只占GSM建議的很小一部分，僅將GSM900和DCSI800之間的差別加以描述，絕大部分二者是通用的，二系統均可通稱為GSM系統。 1992年大多數歐洲GSM運營者開始商用業務。到1994年5月已有50個GSM網在世界上運營，10月總客戶數已超過400萬，國際漫游客戶每月呼叫次數超過500萬，客戶平均增長超過50。 19

12、93年歐洲第一個DCS1800系統投入運營。 中國電信總局代表下的各省郵電管理局，在1995年2月南非開普敦召開的第30次GSM MOU全體會議上，加入了該組織。 頻率復用，頻率再用率高 TDMA(時分多址)，能滿足用戶對大容量、高密度業務的要求。 系統抗干擾能力較強，在覆蓋區域內通信質量好 安全性好(A3用于鑒權，A5、A8用戶通信加密） 與各種公用通信網（PSTN、PDN、ISDN等）互通、互連 除提供用戶終端業務外，還可提供各種承載業務、補充業務和與ISDN相關的業務（比如數據業務、短消息、呼轉等補充業務） 提供跨國自動漫游 用戶終端設備體積更小、重量更輕、功能更強 114 Kbps2

13、Mbps384 Kbps 四個子系統：四個子系統： 交換網路子系統（交換網路子系統（NSSNSS） 無線基站子系統（無線基站子系統（BSSBSS） 操作維護子系統（操作維護子系統（OSSOSS） 移動臺（移動臺（MSMS） NSS 是整個系統的核心，它與GSM 移動用戶之間及移動用戶與其它通信網用戶之間通信起著交換、連接與管理的作用。主要負責完成呼叫處理、通信管理、移動管理、安全性管理、用戶數據和設備管理、計費記錄處理、信令處理等BSS 是GSM系統中與無線蜂窩方面關系最直接的基本組成部分，它通過無線接口直接與移動臺相連，負責無線信息的發送接收、無線資源管理及功率控制等；同時，它與NSS相連，

14、實現移動用戶間或移動用戶與固定網絡用戶之間的通信連接，傳送系統信息和用戶信息等；當然，也要與操作支持子系統OSS之間實現互通。OSS完成移動用戶管理、移動設備管理、系統的操作與維護。BSC 基站控制中心BTS 基站收發信臺MSC 移動交換中心VLR 拜訪位置寄存器HLR 歸屬位置寄存器AUC 鑒權中心EIR 設備識別寄存器OMC 操作維護中心NMC 網絡管理中心PSTN 公用 網PDN 公用數據網ISDN 綜合業務數字網BSCBTSBSSOMCNMCOSSNSSMSC/VLRHLR/AUCEIRPSTNISDNPDNGSM 系統結構圖MSCMSCVLRVLRHLRAUCEIRNSSMSCMSC

15、移動業務交換中心移動業務交換中心VLRVLR訪問位置寄存器訪問位置寄存器HLRHLR歸屬位置寄存器歸屬位置寄存器AUCAUC鑒權中心鑒權中心EIREIR移動設備識別寄存器移動設備識別寄存器NSSNSS主要包含主要包含GSMGSM系統的交換功能和用于用戶數據與移動性管理、系統的交換功能和用于用戶數據與移動性管理、安全性管理所需的數據庫功能，對用戶的通信起著管理作用安全性管理所需的數據庫功能，對用戶的通信起著管理作用。MSC 是整個網絡的核心，完成或參與完成網絡子系統（NSS）的全部功能，協調與控制整個GSM 網絡中BSS 和OSS 的各個功能實體。支持電信業務、承載業務和補充業務。支持位置登記、

16、越區切換和自動漫游等移動性管理功能。VLR是服務于其控制區域內移動用戶的數據庫系統，其存儲著進入其控制區域內已登記的移動用戶相關信息，為已登記的移動用戶提供建立呼叫接續的必要條件。拜訪位置寄存器拜訪位置寄存器(VLR)(VLR)移動交換中心移動交換中心(MSC)(MSC)網絡子系統各部分功能網絡子系統各部分功能存儲著移動設備的國際移動設備識別碼（IMEI），通過核查三種表格（白名單、灰名單、黑名單）使網絡具有防止無權用戶接入、監視故障設備的運行和保障網絡運行安全的功能。設備識別寄存器設備識別寄存器(EIR)(EIR)HLR是一個存儲移動用戶數據的靜態數據庫（包括用戶識別號碼，訪問能力、用戶類別

17、和補充業務等數據）；同時也存儲移動用戶所在VLR區域的有關動態數據。AUC存儲著鑒權信息和加密密鑰，防止無權用戶接入系統和防止無線接口數據被竊。歸屬位置寄存器歸屬位置寄存器(HLR)(HLR)鑒權中心鑒權中心(AUC)(AUC) MSCMSC： 是GSM系統的核心，是對位于它所覆蓋區域中的移動臺進行控制和完成話路交換的功能實體，也是移動通信系統與其它公用通信網之間的接口。它可完成網路接口、公共信道信令系統和計費等功能，還可完成BSS、MSC之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動性管理等。另外，為了建立至移動臺的呼叫路由，相關的MSC還應能完成關口MSC（GMSC）的功能，即查詢位置信息的功能。

18、 VLRVLR：VLR服務于其控制區域內的移動用戶，其中存儲著進入其控制區域內已登記的漫游移動用戶的相關信息，為已登記的漫游移動用戶提供建立呼叫接續的必要條件。VLR從該移動用戶的歸屬位置寄存器（HLR）中獲取并存儲必要的數據。一旦該移動用戶離開其控制區，則重新在另一個VLR登記，原VLR刪除臨時記錄的該移動用戶的數據。所以，VLR可看作一個動態用戶的數據庫。 HLRHLR：HLR是GSM系統的中央數據庫，存儲著該HLR控制的所有注冊登記的移動用戶的相關數據。一個HLR能夠控制若干個移動交換區以至整個移動網，所有移動用戶的重要靜態數據均存儲在HLR中，其中包括移動用戶識別號碼、訪問功能、用戶類

19、別和補充業務功能等數據。HLR中還存儲且為MSC提供關于移動用戶實際漫游所在MSC的有關動態數據。這樣，任何入局呼叫均可按相應的路由送到被叫用戶。 AUCAUCGSM系統采取了特別的安全措施，如用戶鑒權、無線接口上的信息加密等。AUC存儲著鑒權信息和加密密鑰，用來防止無權用戶接入系統并保證通過無線接口進行通信的移動用戶的通信安全。 EIREIR：也是一個數據庫，存儲有關移動臺設備參數（國際移動設備識別碼IMEI） 。主要完成對移動設備的識別、監視、閉鎖等功能，使得運營商對于不管是失竊還是由于技術故障或誤操作而危及網絡正常運行的移動臺，都能采取及時的防范措施，同時防止非法移動臺的使用。 BTSB

20、SCTCBTSOMC-RBSSBTS基站基站BSC基站控制器基站控制器TC碼速變換器碼速變換器 基站子系統各部分功能基站子系統各部分功能基站控制中心基站控制中心(BSC)(BSC)基站收發信臺基站收發信臺(BTS)(BTS)BSC是基站子系統（BSS）的控制部分，主要完成接口管理、BTSBSC之間的地面信道管理、無線參數及無線資源管理、測量和統計、切換、支持呼叫控制、操作與維護等功能。BTS受控于基站控制器（BSC），屬于基站子系統（BSS）的無線部分，是服務于某小區的無線收發信臺設備，實現BTS與移動臺（MS）空中接口的功能。BTS主要分為基帶單元、載頻單元和控制單元三部分?；鶐卧饕糜?/p>

21、話音、數據速率適配以及信道編解碼等；載頻單元主要用于調制/解調與發射機/接收機間的耦合；控制單元則用于BTS的操作與維護。移動臺移動臺(MS)(MS)功能功能MS是用戶直接使用、完成移動通信的設備。對于數字移動通信來講，已經從一定程度上具備了個人化的特點即使存有用戶私人信息的SIM卡和通信的物理設備實現分離。SIM卡上包含所有與用戶有關的無線接口一側的信息，也含有鑒權和加密實現的信息；而物理設備可以是手持機，車載機或是由移動終端直接與終端設備相連而構成的設備。 BTSBTS：是基站收發信臺 ，它完全由BSC控制，主要負責無線傳輸，完成無線與有線的轉換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能。BTS

22、主要由基帶單元、載頻單元、控制單元和天饋單元等部分組成。 BSCBSC：具有對一個或多個BTS進行控制的功能，它主要負責無線網絡資源的管理、小區配置數據管理、功率控制、定位和切換等，是個很強的業務控制點。 TCTC具有碼型轉換，速率適配的功能。 根據應用場合的不同，基站系統還有多種形式：根據應用場合的不同，基站系統還有多種形式：1 1、宏基站：用于廣度深度覆蓋、宏基站：用于廣度深度覆蓋2 2、微蜂窩：用于廣度深度覆蓋（較宏基站容量小，覆蓋能、微蜂窩：用于廣度深度覆蓋（較宏基站容量小，覆蓋能力弱）力弱）3 3、室外直放站：解決個別小點或小范圍的室內外覆蓋、室外直放站：解決個別小點或小范圍的室內外

23、覆蓋4 4、室內分布系統：解決重要大型場所（商場、寫字樓、娛、室內分布系統：解決重要大型場所（商場、寫字樓、娛樂場所等）的室內覆蓋樂場所等）的室內覆蓋PS:PS:室外直放站和室內分布系統是將宏基站或微蜂窩的信號室外直放站和室內分布系統是將宏基站或微蜂窩的信號延伸至特定區域，只起到信號延伸和放大作用，本身不具延伸至特定區域，只起到信號延伸和放大作用，本身不具備數字處理能力。備數字處理能力。 操作子系統是智能管理和服務中心，實現移動用戶管理、移動設備管理及網絡操作和控制三塊功能。它主要是對整個GSM網路進行管理和監控。通過它實現對GSM網內各種部件功能的監視、狀態報告、故障診斷等功能。 操作操作維

24、護維護子系統子系統（OSS）無線部分無線部分的操作與的操作與維護中心維護中心（OMC-R） 移動部分移動部分的操作與的操作與維護中心維護中心（OMC-M） 交換部分交換部分的操作與的操作與維護中心維護中心（OMC-S） GPRS部分部分的操作與的操作與維護中心維護中心（OMC-G） 網管中心網管中心（NMC） 移動臺就是移動客戶設備部分，它由兩部分組成，移動終端(MT)和客戶識別卡（SIM）。 SIM卡中存有三類信息 與卡和持卡者特征有關的信息 GSM網絡操作所需信息 號碼、網絡承載性能、移動臺設置參數、短消息業務信息 CCMACSN國內有效移動用戶ISDN號碼國際移動用戶ISDN 移動用戶I

25、SDN號碼(MSISDN) 國家號碼(CC):中國為86 MAC：移動接入碼 =130、131、132、155、156 移動用戶號：H0H1H2H3ABCD H0H1H2H3：HLR識別碼，由總部統一分配到本地網 ABCD：移動用戶號，由HLR自行分配 BSCBTSBSSNSSMSC/VLRHLR/AUCEIRBSCBTSBSS用戶A用戶BNSSMSC/VLRHLR/AUCEIR123456用戶A撥打用戶B的號碼，經過空中信道、BTSa到達MSCaMSCa將信息送到HLR對用戶身份進行鑒權鑒權通過后，MSCa指示BTSa分配信道資源，BTSa與用戶建立通訊MSCa將聯系B用戶所在的MSCbMS

26、Cb分配資源給B用戶與B建立聯系B用戶接通后兩用戶建立通信聯系GPRSGPRS業務特點及技術定位業務特點及技術定位20082008年年1212月月 網絡優化中心網絡優化中心目 錄什么是什么是GPRSGPRSGPRSGPRS數據業務的行業應用數據業務的行業應用目目 錄錄一、什么是GPRS定義 核心網核心網分組域分組域DNSGGSNSGSN BGGGSN:n 提供對提供對GPRS業務的接入業務的接入n GPRS會話管理會話管理n 將將IP數據路由到數據路由到Internet/Intranet或應用服務器或應用服務器SGSN:n 移動用戶接入移動用戶接入GPRS網網絡絡n 提供對用戶的計費提供對用戶

27、的計費n 將將IP數據路由到數據路由到GGSN BSSPCU公司網internet核心網核心網電路域電路域MSC/ VLRTMSC/ GMSCRADIUSDNS/DHCP防火墻防火墻PSTN 移動/網通HLR CG一、什么是GPRS一、什么是GPRSGPRS通用架構一、什么是GPRS無線資源的動態分配與共享一、什么是GPRS一、什么是GPRS適用于不連續的非周期性（突發）數據的傳送，突發出現的時間間隔遠大于突發數據的平均傳輸時延；適用于小于500 字節小數據量事務處理業務，允許每分鐘出現幾次，可以頻繁傳送；適用于幾千字節大數據量事務處理業務，允許每小時出現幾次，可以頻繁傳送。 上述GPRS 應

28、用業務特點表明：GPRS 非常適合突發的數據應用業務，能高效利用信道資源，但對大數據量應用業務，GPRS 網絡要加以限制。GPRS業務應用特點業務應用特點二、二、GPRSGPRS數據業務的行業應用數據業務的行業應用GPRS提供的服務二、二、GPRSGPRS數據業務的行業應用數據業務的行業應用 檢索服務檢索服務提供訪問存儲在數據中心的信息的能力，信息只能根據用戶的請求發送給用戶。例如，WWW瀏覽。 通信服務通信服務通過擁有存儲轉發郵箱以及或信息處理的存儲單元提供用戶到用戶通信。例如，E-mail電子郵件。 會話服務會話服務通過用戶間實時端到端的信息傳輸提供雙向通信服務。例如，遠程登錄應用、WAP業務等。 電子應用服務電子應用服務具有低數據量的特點。例如，信用卡確認、儀表數據讀取、電子監視和監測系統等。 分布式服務分布式服務具有從網絡中一個給定點到其它多個位置的單向信息傳輸的特點。例如，新聞、天氣預報、交通報道等。GPRS提供的服務WCDMAWCDMA移動通信系統簡介移動通信系統簡介20082008年年1212月月 網絡優化中心網絡優化中心目 錄WCDMAWCDMA網絡簡介網絡簡介WCDMAWCDMA基本業務應用基本業務應用目目 錄錄一、一、 WCDMAWCDMA網絡簡介網絡簡介WCDMA標準規劃清晰，制定嚴謹標準規劃清晰，制定嚴謹 WCDMA支持支持HSDPA技術