现代通信网 第六章 移动通信网

12020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China第六章移动通信网6.1移动通信简介6.2GSM系统6.3网络结构6.4编号计划6.5业务流程22020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China定义至少有一方处于移动状态下进行信息交换的通信就叫做移动通信。换句话说，移动通信解决人在移动中产生的通信问题。终端的移动性：手机、车载台。个人的移动性：SIM/UIM卡方式支持的业务。32020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China移动通信的分类按工作方式分类：单工、双工（TDD或FDD）、半双工按多址方式分类：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA按信号形式分类：模拟网和数字网按覆盖范围分类：城域网（MAN）、局域网（LAN）和个域网（PAN）、车域网（VAN）按业务类型分类：电话网、数据网、综合业务网、多媒体按服务特性分类：专用网、公用网按使用环境分类：陆地通信、海上通信、空中通信按使用对象分类：民用系统、军用系统42020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaAMPSTACSNMT其它GSMCDMAIS-95TDMAIS-136PDC第一代80年代模拟第二代90年代数字第三代IMT-2000UMTSWCDMACDMAcdma2000移动通信的发展历程美国、1979英国、1985北欧、1981欧洲，1991日本、1993Qualcomm、1993美国、1991ITU、199652020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaIMT-2000是第三代移动通信系统的统称第三代移动通信系统能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信。第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提出，考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，并且其工作的频段在2000MHz，故于1996年正式更名为IMT-2000（InternationalMobileTelecommunication-2000）。IMT-200062020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖高效的频谱效率更高的服务质量、保密性和可靠性易于从2G系统平滑演进与过渡，并反向兼容2G系统提供多媒体业务，速率最高可达2Mb/s•车速环境：144kb/s•步行环境：384kb/s•室内环境：2Mb/sIMT-2000的目标72020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaIMT-2000标准化组织82020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China3G体制WCDMA核心网络：基于MAP和GPRSRTT：WCDMA－FDD/TDDTD-SCDMARTT规范：TD-SCDMA其它体制：EDGEDECTcdma2000网络：基于ANSI41和MAPRTT：cdma2000IMT-2000技术规范体制92020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaWCDMAWCDMAcdma2000cdma2000TD-SCDMATD-SCDMA接收机结构接收机结构RAKERAKERAKERAKERAKERAKE闭环功率控制闭环功率控制支持支持支持支持支持支持越区切换越区切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换解调方式解调方式相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调码片速率码片速率(Mcps)(Mcps)3.843.84N*1.2288N*1.22881.281.28发射分集方式发射分集方式TSTDTSTDSTTDSTTDFBTDFBTDOTDOTDSTSSTS无无同步方式同步方式异步异步同步同步异步异步核心网核心网GSMMAPGSMMAPANSI-41ANSI-41GSMMAPGSMMAP三种主要体制比较102020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaIS-95AIS-95B最大速率115.2kbpscdma20003x最大速率：2Mbps1xEV1xEV-DO1xEV-DV1995200220001998cdma20001x最大速率307.2kbps话音业务容量加倍手机待机时间更长???cdma2000的发展历程112020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCEFAFEMSSReserveBroadcastauxiliary2165MHz1990MHz1850190019502000205021002150220022501880MHz1980MHzUMTSGSM1800DECTMSS1885MHz2025MHz2010MHzIMT2000MSSUMTSJapanMSSIMT2000MSSIMT2000PHS18951918BC1885AA’2170MHzIMT20002110MHz2170MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805MHz186518651870188518901895191019301945196519701975IMT-2000频率分配122020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China覆盖方式：大区制大区制移动通信系统：信号传输损耗，通信距离有限；大区制系统：覆盖范围30~50km，发射功率50~200W，天线很高（30m）；具有网络结构简单，频道数目少，无需无线交换，直接与PSTN连接。大区系统的局限性：􀂄覆盖范围有限；􀂄服务的用户容量有限；􀂄服务性能较差；􀂄频谱利用率低132020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China覆盖方式：小区制（蜂窝思想）1949，Bell实验室提出低功率发射机和小覆盖区域或蜂窝、越区切换和中央控制（自动化、程控化、智能化）。频率（或时隙或码字）可在空间间隔一定距离时获得复用。系统容量受干扰限制。由基站执行呼叫建立、越区切换、选路等集中控制功能。123456712345672112345671234567142020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China多址技术自从电话技术和无线电技术问世以来，人们就在试图通过单条电路传送尽可能多的业务•传输介质类型举例：•双绞线•同轴电缆•光缆•空中接口(无线电信号)•采用多址技术的好处•增加系统的容量，为更多的用户提供服务•因为所需传输媒介减少，降低了系统成本•降低单用户的费用•更易于管理传输介质每对用户各自通过传输介质使用一专用电路通信而彼此并不知道其他用户的存在。多址技术：多个独立用户同时使用传输介质而互不影响。152020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China三种多址技术物理传输介质是一种可以根据所采用的不同技术进一步划分为单个信道的资源：下面介绍几种最流行的多址技术：•FDMA频分多址•每个用户使用不同的频率•一个信道对应一个频率•TDMA时分多址•每个用户使用不同的时隙•一个信道就是特定频率的特定时隙•CDMA码分多址•一个信道对应一种独特的码序列。•每个用户使用相同的频率，但采用不同的码序列。PowerPowerPowerFDMATDMACDMA162020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China双工方式双工通信中，需要用一定的技术来区分不同方向的信道，常用两种方式：FDD：频分双工TDD：时分双工172020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China一般的网络结构三个子系统：基站子系统（BSS）网络与交换子系统（NSS）运行子系统（OSS）我国GSM通信网结构采用独立网号方式来组网的。“中国电信”GSM网路接入号为“135～139”，“中国联通”GSM网路接入号为“130～134”。全国GSM移动电话网按大区设立一级汇接中心、省内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构成三级网路结构。三级网路结构组成了一个完全独立的数字移动通信网路。182020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,China第六章移动通信网6.1移动通信简介6.2GSM系统6.3网络结构6.4编号计划6.5业务流程192020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaGSM系统简介背景：1982年：在欧洲邮电行政大会（CEPT）上成立“移动特别小组”（GroupSpecialMobile）简称“GSM”。1990年完成了GSM900的规范。1991年，第一个商用系统开始运行，完成DCS1800系统规范。随着设备的开发和数字蜂窝移动通信网的建立，GSM逐渐演变为“全球移动通信系统”（GlobalSystemforMobileCommunication）的简称。202020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaGSM主要性能特点大容量频谱效率高，频率复用程度高质量好话音质量，无线链路可靠开放的接口空中接口，网络之间，网络设备实体之间安全性鉴权，加密，TMSI号码212020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaGSM主要性能特点与ISDN，PSTN的互连全球漫游基于SIM卡多种业务提供能力222020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,ChinaGSM规范系列（ETSI）01系列：概述02系列：业务方面03系列：网络方面04系列：MS-BS接口和规约（空中接口2，3层）05系列：无线传输的物理层（空中接口第一层）06系列：语音编码规范07系列：对移动台的终端适配08系列：BS到MSC接口（A和Abis接口）09系列：网络互连10系列：暂缺11系列：设备和型号批准规范12系列：操作和维护232020/2/6YangWu-Jun,Xi’anInstituteofPosts&Telecommunications,Chin