移动网络简介150506

1、移动网络简介移动网络简介聊城联通移动网络优化中心聊城联通移动网络优化中心2015.052015.051.MS(Mobile Station)移动台，包括：移动设备ME和SIM卡。2.BTS(Base Transceiver Station)基站收发信机，负责无线信号的收发。3.BSC(Base Station Controller)基站控制器，处理所有与无线信号有关的工作：小区切换、无线资源管理等。4.MSC(Mobile Service Switching Center)移动业务交换中心，为移动用户提供交换功能，负责移动用户的呼叫建立。MSC与VLR总是合并在一起。5.VLR(Visitor

2、 Location Register)拜访位置寄存器，临时存放在该地的手机用户的用户数据，是临时的HLR。6.HLR(Home Location Register)归属位置寄存器，HLR是一个数据库，其中存放着全部归属用户的信息，负责向VLR发送用户数据。移动网络基本概念移动网络基本概念GSM网络结构图网络结构图 见动画。呼叫流程介绍呼叫流程介绍A地地MSCServerMGWUEMGWMSCServerNO.7UEB地地HLRHLRH.248H.248BICCMAPMAP3G用户呼叫用户呼叫流程流程示例示例Page 6MSC/VLRHLR位置更新请求位置更新VLR设置该用户状态为Attach开

3、机IMSI分离指示关机VLR设置该用户状态为DetachIMSI 附着附着/分离分离网络侧（VLR）记录用户MS的开关机状态Page 7Served MSC/VLR位置区LARNC存储HLR中存储VLR中核心网测对移动用户的位置管理核心网测对移动用户的位置管理当用户检测到其所属的位置区LA变化时，通过位置更新流程通知网络Page 8周期位置更新周期位置更新 如果当手机开着机而移动到网络覆盖区以外的地方（即盲区），此时由于手机无法向网络作出指示，因而网络因无法知道移动台目前的状态，而仍会认为该移动台还处于附着的状态。 若在此时该手机被寻呼，则系统将在此前用户所登记的位置区内发出寻呼消息，其结果必

4、然是网络以无法收到寻呼响应而告终，导致无效的占用系统的资源。因此，引入周期性位置更新的概念。呼叫流程示例位置更新流程呼叫流程示例位置更新流程位置更新涉及的LAC属于不同MSC (Inter MSC)UTRANMSC/VLRHLR1.Location_Update_Req4.Location_Update_AcceptOld MSC/VLR3a.Update_Location3b.Cancle_Location3c.Cancle_Location_Ack3d.Insert_Subscriber _Data3e.Insert_Subscriber _Data_Ack2.Idetification_

5、Req2.Idetification_Resp鉴权、加密3f.Update_Location_Ack5.TMSI_Reallocation_CompleteSCSMS_IWMSCMSC/VLRMSCM Service ReqHLRCM Service Req AckStep1CP DataForward Short MessageMessage TransferDelivery ReportDelivery ReportCP AckStep2Step3移动台发起短消息业务流程移动台发起短消息业务流程SCSMS_IWMSCMSC/VLRMSPageHLRCP DataStep1Page RspF

6、orward Short MessageMessage TransferDelivery ReportDelivery ReportCP AckStep2Step3Send Routing Info for SMDelivery ReportStep4移动台终止短消息业务流程移动台终止短消息业务流程短消息业务流程Iu-CSIu-PSGbAHCS域域PS域域UMTS CNMSCServerGMGWPSTN/ISDNHLRGGSNSGSNGSM无无线接入线接入WCDMA无线接入无线接入MGWGMSCServer2G NETR-SGWT-SGWWCDMA R4网络网络基本基本结构结构R4网络：网络：

7、3G与与2G共用核心网共用核心网4用户信息4业务信息4签约信息4位置信息基本用户基本用户数据管理数据管理CAMEL业务管理业务管理4CAMEL签约数据管理4用户鉴权数据管理鉴权信息鉴权信息管理管理4位置更新4切换4路由区更新等移动性移动性管理管理HLR/AuC主要功能主要功能l 继承R99 MSC的所有电路域控制面功 能，承载面的交换功能由MGW以多种承载方式实现；l 对外提供纯粹的信令接口；l 集成R99 VLR功能，以处理移动用户业务及CAMEL相关数据；l 对电路域基本业务及补充业务涉及的MGW中承载终端及媒体流的控制，是通过3G扩展的H.248协议来实现的；l 与其他MSC serve

8、r间通过BICC信令实现承载无关的局间呼叫控制；l 支持MGW及自身的登记及故障恢复操作，并可要求MGW主动上报其终端特性MSC SERVER主要功能主要功能McMcNbNcMSC ServerMGWMGWUTRANR99/GSM/ PSTNSGWNO.7GMSC ServerMGW 主要功能主要功能McMcNbNcMSC ServerGMSC ServerMGWMGWUTRANSGWNO.7l 是是R4核心网承载面的网关设备，位于核心网承载面的网关设备，位于CS核心网通往无线接入网核心网通往无线接入网（UTRAN/BSS）及传统固定网）及传统固定网（PSTN/ISDN）的边界处；是）的边界处

9、；是Iu、PSTN/PLMN接口的承载通道，以及接口的承载通道，以及分组网媒体流（如分组网媒体流（如RTP流）的终结点流）的终结点l MGW不负责任何移动用户相关的业不负责任何移动用户相关的业务逻辑处理。而是通过务逻辑处理。而是通过H.248信令，接信令，接受来自受来自(G)MSC server的控制命令的控制命令l MGW可以支持媒体转换、承载控制可以支持媒体转换、承载控制及业务交换等功能，如及业务交换等功能，如GSM/UMTS各各类语音编解码器、回音消除器、类语音编解码器、回音消除器、IWF、接入网与核心网侧终端媒体流的交换，接入网与核心网侧终端媒体流的交换，会议桥、放音收号资源等会议桥、

10、放音收号资源等l 支持电路域业务在多种传输媒介（基支持电路域业务在多种传输媒介（基于于AAL2/ATM, TDM，或基于，或基于RTP/UDP/IP)上的实现，提供必要的上的实现，提供必要的承载控制承载控制R99/GSM/ PSTN手机上网流程手机上网流程介绍介绍BTSPCU/RNCGGSN/GiSGSN/GnGPRS分组网分组网中国联通中国联通WAP网关地址网关地址 172.31.0.172WAP网关网关SGSN通过请求通过请求DNS域名解析，得到用户归属的GGSN地址。GGSN/GiinternetSGSN/GB或者或者 IUPS接口接口其他省其他省GGSNGGSN根据用户激活请求的接入点

11、APN为用户分配IP地址。 彩信中心彩信中心手机参数设置：数据承载方式：数据承载方式： GPRSGPRS接入点名称：接入点名称：uniwap uniwap 网关地址及端口号：网关地址及端口号： WAP1X:10.0.0.172 WAP1X:10.0.0.172 端口号：端口号：92019201 WAP2.0 WAP2.0：10.0.0.172 10.0.0.172 端口号：端口号：8080彩信设置：WAPWAP设置的基础上，设置彩信中心地址：设置的基础上，设置彩信中心地址：无线上网数据承载方式：数据承载方式： GPRSGPRS接入点名称：接入点名称：uninetuninetSGSN主要功能主要

12、功能路由选择转发4支持对PDP PDU的封装和去封装功能用户数据管理4存储、修改和删除当前用户数据并支持HLR插入或删除用户数据移动性管理4附着、分离、位置管理、清除、业务请求计费话单处理4 话单采集、话单格式转换4 话单存储4GPRS寻呼、Gs联合寻呼、RNC无线资源管理无线资源管理 路由选择与转发、地址翻译和映射 封装和隧道传输 用户数据管理 会话管理、互通功能 IP地址管理 计费信息收集GGSNGGSN主要功能主要功能 SCP未来真正的全未来真正的全IP网络，实现端到端的网络，实现端到端的IP业务；呼叫控制、承载控制、媒业务；呼叫控制、承载控制、媒体网关的分离以及在体网关的分离以及在IP

13、网络上的多业务融合体现了网络上的多业务融合体现了NGN的思想的思想UTRANIM-MGWSIP ASOSA/ ParlaySGSNGGSNHSSMGCFCSCFH.248MAPIPIPSIPDiameterSIPIPTDMWeb serverApp. ServerSIPR5增加了增加了IMS系统，并实系统，并实现了会话控制实体现了会话控制实体CSCF和和承载控制实体承载控制实体MGCF在物在物理上的分离理上的分离MGCF完成媒体网关的完成媒体网关的连接控制以及连接控制以及ISUP和和IMS呼叫控制协议之间呼叫控制协议之间的转换等功能的转换等功能CSCF完成完成IP多多媒体业务的呼叫媒体业务的呼

14、叫控制、会话管理控制、会话管理等功能等功能IMSPS域域External IP NetworkIPR99/GSM/ PSTNWCDMA向向NGN的演进的演进R5阶段阶段 编码方式不一样 GSM语音编码方案为RPELTP（规则脉冲激励长期预测）每语音信道的编码速率是恒定的13kbps WCDMA语音编码方案为AMR（自适应可变速率编码），可提供8种编码速率（4.7512.2kbit/s）。 最重要的是3G可以根据网络资源的当前状况为用户分配合适的带宽资源。WCDMA和和GSM语音业务的区别语音业务的区别GSM/GPRS使用三元组使用三元组3G使用五元组使用五元组AVGSM/GPRS只有网络对用户

15、的接入认证只有网络对用户的接入认证3G实现了网络和用户之间的双向认证实现了网络和用户之间的双向认证3G与与2G的安全比较的安全比较GSM/GPRS加密分别在加密分别在BTS/SGSN实现实现3G增加了信令的完整性保护，以及同步消息认证机制增加了信令的完整性保护，以及同步消息认证机制3G的加密和完整性保护在的加密和完整性保护在RNC中实现中实现3G与与2G的安全比较的安全比较 目前我国的GSM系统（也就是联通和移动的2G网络）为GSM 900M及GSM1800M两类。其中， 900M频率低，信号传播衰减小，适合做大规模的覆盖，在农村地区由于话务量需求不高，使用900M频率可以覆盖非常广，运营商基

16、础建设投入较低，是运营商最宝贵的频率资源。在900M的频率中，中国移动占有的频率带宽为24M；中国联通占用的频率带宽只有6M，可谓“先天不足”。聊城联通无线网络介绍聊城联通无线网络介绍 为了达到理想的覆盖效果，我们只能启用1800M频率，1800M频率高，信号传播衰减大，只适合小面积的覆盖，如果要达到理想的覆盖效果，只能增加建设基站，这样又大大提高了我们的网络投资成本。 对于同样高频段的WCDMA网络（也就是联通的3G网络，目前使用2100M频率），也存在同样的问题：信号传播衰减大，只适合小面积的覆盖。因此，在用户相对较少的农村区域，我们的3G网络覆盖还相对较差。聊城联通无线网络介绍聊城联通无

17、线网络介绍 为了使我们的3G网络达到理想的覆盖效果，我们在2G网络GSM900M的6M频率中，又分配出3.8M的频率用来部署3G的U900基站。 今年计划开通U900一期基站326个，二期U900基站一百多个，主要用于农村的3G网络覆盖。 聊城联通无线网络介绍聊城联通无线网络介绍 电信技术业务移动化、宽带化和IP化的趋势日益明显，移动通信技术处于网络技术演进的关键时期，也就在此时，LTE（Long Term Evolution，长期演进）与大家见面了。 LTE 作为下一代移动通信的统一标准，具有高频谱效率、高峰值速率、高移动性和网络架构扁平化等多种优势。 今年我们公司计划增加564个4G基站，

18、加上目前已有的314个基站，年底4G基站数目将达到900个。LTE网络（网络（4G）介绍）介绍什么是什么是LTELTE，为什么需要，为什么需要LTELTE什么是LTE？ 长期演进LTE (Long Term Evolution)是3GPP主导的无线通信技术的演进 LTE与SAE是3GPP当年的两大演进计划，LTE负责无线空口技术演进，SAE (System Architecture Evolution)负责整个网络架构的演进为什么需要LTE？保持 3GPP与WIMAX/3GPP2的竞争优势顺应宽带移动数据业务的发展需要n移动通信数据化，宽带化，IP化n高吞吐率 = 高频谱效率 + 大带宽n低时

19、延 = 扁平化的网络架构LTE标准目标三高n高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbpsn高频谱效率：频谱效率是3G的35倍n高移动性：支持350 km/h（在某些频段甚至支持500km/h）两低n低时延：控制面 IDLE -ACTIVE: 100ms，用户面传输: 1Gbps/ICIC：小区间干扰协调：小区间干扰协调主频通常分配给小区边缘区域的用户，eNB在主频上可高功率发射副频副频Cell 2,4,6主频Cell 1主频副频副频Cell 3,5,7主频系统全部带宽全部带宽可以分配给小区中间的用户，eNB在副频上降功率发射，避免干扰相邻小区的主频ICIC技术的优点：降低邻区干扰；

20、提升小区边缘数据吞吐量，改善小区边缘用户体验ICIC技术的缺点：干扰水平的降低，以牺牲系统容量为代价ICIC的实现的实现配置工具配置工具ICIC 配置配置传统传统ICICICIC（静态（静态/ /动态动态ICICICIC）OSSICIC 配置配置测量测量自适应自适应ICICICIC静态ICIC：每个模式固定 1/3边缘用户频带，每个小区的边缘频带模式由用户手工配置确定动态ICIC：每个小区的边缘频带模式由用户手工配置确定,实际占用的边缘用户频带由小区负载和邻区干扰水平动态决定（可动态收缩和扩张）自适应ICIC：通过MR测量判断信道环境调整ICIC形式小区的边缘频带模式无须用户手工配置，由系统根

21、据网络的总干扰水平和负载情况动态决定和调整nReuse1:干扰较小,基站全功率发射频率 功率功率功率频率频率nReuse3: 邻区干扰适中，典型ICIC应用nReuse6:邻区干扰严重, 且邻区较多ICIC三种形式自适应自适应ICIC的优势的优势ICIC解决同频干扰，改善小区边缘用户体验(特别是密集城区)同频组网导致小区边缘用户因同频干扰感知下降，通过ICIC可以将邻小区边缘用户频点错开，降低同频干扰影响30%40%50%30% 负荷负荷50% 负荷负荷70% 负荷负荷FSICIC在高负荷场景下性能更优在高负荷场景下性能更优Reuse3/6, Throughput, 13.46%Reuse3/

22、6, Coverage, 44.59%0%10%20%30%40%50%ThroughputCoverage自适应自适应ICIC 开开与与不开不开的结果的结果SON优势：实现快速组网缩短网络规划时间简化网络维护和调整，降低对维护人员技术要求主要功能自配置ANR（自动邻区规划）MRO（切换自优化）SON (自组织网络自组织网络)SON 引入和部署可分为四个阶段：自规划：自动网络参数的生成自部署：自配置，自动软件更新自优化：ANR（自动邻区发现）, MRO（切换优化）, 负荷均衡易维护：UE跟踪，告警管理，KPI实时上报SON功能引入是一个循序渐进的过程，初期的人工辅助决策必不可少更自动化更自动化

23、更智能化更智能化 SON 传统传统 OSSOSS说明 :自动发现、下载、更新软件和配置文件自动配置检查和存量更新自动测试eNodeBDHCP站点2、自动发现M2000 Config Config ConfigS/WCME中心机房Support网站网站1.1、提取版本包1.2、组织配置数据1.4、上传数据、开站4、自动测试1、安装上电3、自动配置1.3、导出开站列表配置数据ESN上报SON应用应用(1)基站自启动基站自启动SON应用应用(2)自动邻区关系自动邻区关系 (ANR)扩容新站点新站点 已建站点说明:同频、异频邻区的自动生成和优化异系统邻区的自动生成和优化支持X2 接口的自动建立价值:降

24、低规划和优化的人力成本保证切换成功率，减少掉话SON应用应用(3)自动切换优化自动切换优化 (MRO)不必要的切换比率切换成功率值MRO调整前MRO调整后PINGPONGX2 接口1 UE 历史信息交互2 eNB 通过历史性能统计，发现移动性问题3 4 用户获取满意的移动性体验说明:基于切换历史的统计信息优化切换参数减少移动性问题价值:节省移动性优化的人工成本通过减少掉话，提高切换成功率，保障网络性能 eNB 调整移动性参数l移动性问题:p乒乓切换p切换太早p切换太晚SON应用(4)最小化路测 (MDT)OSSTSTS MME MME HSS HSS eNBeNB基于小区级跟踪R9终端(支持G

25、PS/A-GPS/OT-DOA) R10终端(支持MDT）NastarNastar E-SMLC E-SMLCRAN EMSCN EMS NMSFARSFARS（M2000M2000）M2000：MDT功能管理，配置下发获取终端位置下发测量配置发起定位请求接收测量数据并上报网管数据应用分析：覆盖地图呈现话务地图呈现CNOSS 负责MDT任务的产生、配置参数下发、数据的存储和预处理、数据关联，以及根据NMS的要求上报数据eNB 接收来自OSS的MDT配置参数、MDT任务控制 向UE下发测量命令 收集测量数据，并上报给OSSUE 测量、收集测量数据，上报测量报告CN 定位，并将位置信息返回给eNB

26、 HSS提供MDT用户签约信息下发MDT签约信息总结：LTE与3G技术比较TD - SCDMAWCDMATD - LTE载波特征1.6MHz，TDD多载波组网5MHz，FDD单载波组网支持多种带宽等级：1.4、3、5、10、15、20MHz信道化过程多址方式CDMATDMACDMATDMAOFDMATDMA调制技术QPSK16QAM（HSPA）QPSK16QAM（HSPA）64QAM（HSPA）QPSK、16QAM或64QAM调制方式自适应调整发射/接收技术智能天线联合检测发射分集RAKE接收机HSPA支持MIMOBeam forming（智能天线的升级版）或MIMOMIMO模式自适应调整TD

27、D-LTETDD-LTE和和FDD-LTEFDD-LTE对比分析对比分析宏观宏观上的比较上的比较FDD和TDD的上下行双工方式不同，因此关键射频单元RRU完全不同上层协议100% 相同物理层协议较多不同FDD-LTE 频分双工上行和下行频带分离TDD LTE 时分双工上行和下行频带相同FDD和和TDD理论速率对比理论速率对比制式TDDFDD带宽20MUL:20M,DL:20M子帧配比3：1特殊子帧10:2:2UL:20M,DL:20M下行峰值吞吐率（Mbps）112150上行峰值吞吐率（Mbps）2050峰值制式TDDFDD带宽20MUL:20M,DL:20M子帧配比3：1特殊子帧10:2:2

28、UL:20M,DL:20M下行平均速率（Mbps）28.734.3上行平均速率（Mbps）6.419.8均值（基于系统仿真）TDD LTE:天线配置：8T8RFDD LTE:天线配置：2T2R差异本质都是因为双工方式不同差异本质都是因为双工方式不同正面：正面：TDD支持非对称的上下行时隙配置，可将更多带宽分配给下行反面：反面：由于相邻基站间的交叉时隙干扰问题，还不能够做到动态的时隙配比调整不同运营商的TDD相邻频谱需要配置相同时隙配比，否则有干扰，需要额外划分保护带对时钟同步提出更高要求，否则远端干扰正面：正面：TDD利用上下行信道衰落的一致性，可以支持多天线“波束赋型”算法，提高信噪比反面：

29、反面：“波束赋型”需要4天线或者8天线才支持，增加了天面复杂度，和设备处理能力要求FDD和TDD单载波最大信道带宽都是20MHz，但是FDD上下行累计是40MHz；而TDD上下行累计依然是20MHz；导致TDD单载波峰值速率吃亏，更需要CA工作频段不同工作频段不同LTE FDDBand 1-14, 17-26LTE TDDBand 33-43FDD ULFDD DLTDD TD-LTE频段较高，频谱更宽频段较高，频谱更宽MHzMHzMHzMHzMHzMHzMHz500 1000 150020002500300035004000MHz0MHzMHzMHzMHzMHzMHzMHzMHz500 10

30、00 150020002500300035004000MHz0MHz容量对比：容量对比：TDD频谱效率略优于频谱效率略优于FDD由于TDD支持非对称时隙配比，将更多频谱分配给下行，使得TDD总频谱效率略优于FDD不考虑CA的情况下，由于TDD单载波最大带宽只有FDD一半，导致单载波最大理论峰值速率低于FDD覆盖对比：覆盖对比：FDD覆盖能力均优于覆盖能力均优于TDD在相同频段情况下（均2.6G）：FDD上行覆盖半径优于TDD 12%，FDD下行覆盖半径优于TDD 13%假如考虑不同频段的传播差异（FDD 2.1G, TDD 2.6G）：TDD覆盖能力与FDD相差3040%LTE系统结构：扁平化系统结构：扁平化HLR