【教学课件】第5章移动通信网.ppt
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1、现代通信网络,第五章移动通信网,2,内容回顾,3,GSM的产生,1982年,北欧四国向欧洲邮电行政大会提交建议书。要求制定900MHz频段的欧洲公共电信业务规范;建立全欧统一的蜂窝网移动通信系统。1982年,成立欧洲移动通信特别小组GSM,开始制定一种泛欧数字移动通信系统的技术规范。Group Special Mobile Communication1988年,GSM确定主要技术规范并制定实施计划,同时将GSM系统重新命名为全球移动通信系统。Globe System for Mobile Communication,4,GSM的标准,未对硬件进行规定;只对功能和接口等进行了详细规定;便于不同公
2、司产品的互联互通。,5,GSM基本情况,技术体制:采用FDMA/TDMA/FDD复用方式;采用数字化语音编码和数字调制技术。主要业务:以语音业务为主,也支持无线的数据业务;基本通信业务(电信业务、承载业务)和补充业务。,保证用户在两个接入点之间传输有关信号所需的带宽容量;使用户之间实施可靠地传递信息(如语音、数据等);与OSI模型的低三层有关,定义对网络功能的需求。,提供用户足够的容量,如终端设备功能,与其他用户通信;结合与信息处理功能相关的传输功能,使用承载业务传送数据及提供更高层的功能;与OSI模型中的高四层相对应。,6,承载业务,7,电信业务,8,补充业务,9,GSM系统组成,基站子系统
3、,交换网络子系统,操作支持子系统,10,移动台,Mobile Station移动台是GSM系统中用户使用的设备。分为车载台、便携台和手机;手机本身小巧,功能较强,因此手机的用户占移动用户的绝大多数。移动台的接口:移动台通过无线接口接入GSM系统;具有无线传输与处理功能。移动台提供与使用者之间的接口。,11,移动台的组成,移动终端:话音编码、信道编码、信息加密、信息调制与解调;信息的发射与接收。客户识别卡SIM:存有确认客户身份所需的信息以及网络和客户有关的管理数据;只有插入SIM卡后移动终端才能入网;移动台如无SIM卡只能进行紧急呼叫。,12,基站子系统,通过无线接口与移动台相接;进行无线发送
4、、接收及无线资源管理。,与网络子系统NSS中的移动交换中心MSC相连;实现移动用户与固定网络用户之间或移动用户之间的通信连接。,BTS由BSC控制;完成无线信号与有线信号的转换;无线传输功能的无线接口设备。,BSC是一个业务控制点;控制一个或多个BTS;完成无线网络资源管理、小区配置数据管理、功率控制和切换等功能。,基站子系统,13,BTS的功率等级,14,网络子系统,交换网络子系统,网络子系统主要具有交换功能以及进行客户数据与移动管理、安全管理等所需数据库功能;因此NSS由一系列功能实体构成。,从本地用户位置寄存器、访问用户位置寄存器和鉴权中心获取有关处理用户位置登记和呼叫请求等所需的全部数
5、据;支持位置登记和更新、过区切换和漫游服务等项功能。,移动交换中心MSC是网络的核心;面向其他功能实体提供交换功能;把移动用户与固定网用户、移动用户与移动用户之间互相连接起来。,本地用户位置寄存器HLR是GSM系统的中央数据库,存储该HLR管辖区的所有移动用户的有关数据;静态数据有移动用户码、访问能力、用户类别和补充业务等;HLR还暂存移动用户漫游时的有关动态数据。,访问用户位置寄存器VLR存储进入其控制区域内来访移动用户的有关数据;这些数据是从该移动用户的HLR获取并进行暂存的,一旦移动用户离开该VLR的控制区域,这些数据就会被消除;VLR是一个动态用户的数据库。,GSM系统采取了特别的通信
6、安全措施,包括对移动用户鉴权,对无线链路上的话音、数据和信令信息进行保密等;鉴权中心AUC存储着鉴权信息和加密密钥,用来防止无权用户接入系统和保证无线通信安全。,设备识别寄存器EIR存储着移动设备的国际移动设备识别码IMEI。白色清单:准许使用的移动设备;黑色清单:失窃而不准使用的移动设备;灰色清单:由于技术故障或误操作而危及网络正常运行的MS设备。确保网络内所使用的移动设备的惟一性和安全性。,15,操作支持子系统,操作支持子系统,操作维护中心OMC负责对全网进行监控与操作。系统的自检、报警与备用设备的激活;系统的故障诊断与处理;话务量的统计和计费数据的记录与传递;与网络参数有关的各种参数的收
7、集、分析与显示等。,操作支持子系统OSS需完成许多任务,如移动用户管理、移动设备管理以及网络操作与维护;主要包括操作维护中心OMC、网络管理中心NMC、安全性管理中心SEMC、用于用户识别卡管理的个人化中心PCS、用于集中计费管理的数据后处理系统DPPS等功能实体。,16,GSM系统标准接口,A接口定义为网络子系统与基站子系统之间的通信接口;即移动交换中心与基站控制器之间的互连接口;物理连接是通过采用标准的2.048Mb/s的PCM数字传输链路实现;此接口传送的信息包括对移动台及基站管理、移动性及呼叫接续管理等。,Abis接口为基站子系统的基站控制器与基站收发信机之间的通信接口;用于BTS与B
8、SC之间的远端互连方式,通过采用标准的2.048Mb/s或64kb/s的PCM数字传输链路实现;此接口支持所有向用户提供的服务,并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。,Um接口(空中接口)为移动台与基站收发信机之间的无线通信接口;用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通,其物理链接通过无线链路实现;此接口传递的信息包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等。,17,网络子系统内部接口,18,GSM系统空中接口,GSM是TDMA/FDMA/FDD系统。使用900MHz频段,收发频差为45MHz;每个射频信道宽度为200kHz,分为8个时隙;每个射频信道由一个上行和一个下行频率对组成,这种
9、方式称为频分双工FDD;由于各基站会占用频段中任何一组频率,移动台必须有在整个频段上发送和接收信号的能力。,19,工作频段,GSM系统工作在以下射频频段:上行(移动台-基站):890915MHz;下行(基站-移动台):935960MHz;收、发频率间隔为45MHz。移动台采用较低频段发射。传播损耗较低;有利于补偿上、下行功率不平衡的问题。,20,频道配置,由于载频间隔是0.2MHz,因此GSM系统整个工作频段分为124对载频;频道序号用n表示,则上、下两频段中序号为n的载频可用下式计算:下频段:fl(n)=(890+0.2n)MHz;上频段:fh(n)=(935+0.2n)MHz;n=1、2、
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