移动通信基础培训-1备课讲稿

移动通信的发展及演进移动通信网结构(jiégòu)及网元功能移动通信的基本概念移动通信的业务主要(zhǔyào)内容第一页，共80页。移动通信(tōngxìn)的概念基本概念---“动中通”通信双方(shuāngfāng)至少有一方处在移动情况下(或临时静止)的相互信息传输和交换终端的移动性手持机、车载台、数据卡个人的移动性SIM卡方式支持的业务业务的移动性200号等业务

第二页，共80页。移动(yídòng)通信的发展史1897年，马可尼在陆地和一艘拖船上完成无线通信实验标志着无线通信的开始。1928年，美国警用车辆的车载无线电系统标志移动通信开始1946年，Bell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网1960s实现无线频道自动选择域公用电话网自动拨号(bōhào)连接1974年，美国Bell实验室提出蜂窝移动通信的概念1980s第一代移动通信系统1983美国的AMPS，1980北欧的NMT，1979日本的NAMTS，1985英国的TACS1990s第二代移动通信系统，1992年商用的GSM，1991美提出的IS-541993日本提出的PDC，1993美国提出的IS-95(N-CDMA)2000s第三代移动通信第三页，共80页。移动通信(tōngxìn)的演进过程高速数据业务多类型(lèixíng)的业务QoS的支持第一代模拟(mónǐ)话音有限移动性NMT,AMPS,TACS第二代有限的全球漫游

中低速数据业务

GSM,IS-95,PDC,

IS-136(D-AMPS)第三代199020001980cdma2000WCDMATD-SCDMA第四页，共80页。第一代移动通信(tōngxìn)：模拟移动通信(tōngxìn)第一代模拟(mónǐ)移动通信系统主要制式AMPSTACS第一代的主要缺陷：容量有限保密性差，容易发生盗码并机制式不统一，互不兼容，妨碍漫游，限制了服务覆盖面等第五页，共80页。第二代移动通信：数字(shùzì)蜂窝能有效地利用无线频率资源，系统容量大呼叫质量高能向用户提供话音以外的多种非话业务制式比较统一，能方便地提供自动漫游业务（包括国际漫游）易于加密，提供较完善(wánshàn)的保密方法（如话音、接入加密等）数字网要求的功率较低第六页，共80页。第二代移动(yídòng)通信：主要制式GSM(全球移动通信系统)DCS—1800TDMAIS—136(最初被称为(chēnɡwéi)D—AMPS)CDMAIS—95（QCDMA)PDC(个人数字蜂窝)我国数字蜂窝移动通信网以GSM为主，同时也采用(cǎiyòng)了DCS—1800以及CDMA制式第七页，共80页。2G技术(jìshù)情况DAMPS: 在北美、南美洲使用GSM: 在欧洲、中国、东南亚使用PDC: 在日本(rìběn)使用cdmaOne(Is-95): 在韩国、美国、印度使用、支持：基本移动电话业务，低速率数据业务。全球漫游不能实现，高速(ɡāosù)的移动数据业务无法提供第八页，共80页。第三代移动通信的提出IMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称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，工作的频段在2000MHz，且最高业务速率为2000Kbps，故于1996年正式更名为IMT-2000（InternationalMobileTelecommunication-2000）第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，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(rènhé)时候、任何(rènhé)地点进行任何(rènhé)种类通信的通信系统3G发展(fāzhǎn)概述第九页，共80页。全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖高效的频谱效率高服务质量、高保密性能易于2G系统演进过渡(guòdù)提供多媒体业务车速环境：144kbps步行环境：384kbps室内环境：2048kbpsIMT-2000的目标(mùbiāo)第十页，共80页。3G技术(jìshù)体制WCDMA由标准化组织3GPP所制定cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作(gōngzuò)由3GPP2来完成TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中第十一页，共80页。GSM的演进(yǎnjìn)10k100k64k1M2M1k9899000102时间(shíjiān)速率(sùlǜ)bps9.6SMS14.4EDGE电路型分组型话音GPRS2.5代IMT-2000WCDMACDMATDD3代HSCSD第十二页，共80页。CDMA的演进(yǎnjìn)10k100k64k1M>2M1k9899000102时间(shíjiān)速率(sùlǜ)bpsSMS话音9.614.4电路型分组型IS-95AIS-95B115.2/64308/144cdma2000-1x2.4M/3.1M/1XEV?WCDMA?cdma2000-3X?第十三页，共80页。移动通信的发展及演进移动通信网结构(jiégòu)及网元功能移动通信的基本概念移动通信的业务主要(zhǔyào)内容第十四页，共80页。ISDN综合业务(yèwù)数字网PSTN公众电话交换网PLMN公众陆地移动网PSPDN分组交换公众数据网CSPDN电路交换公众数据网NSS网络交换子系统MSC移动交换中心HLR归属位置寄存器VLR访问位置寄存器AUC鉴权中心EIR设备识别寄存器BSS基站子系统BSC基站控制器BTS基站收发信台OMC操作维护中心MS移动台GSM系统结构移动(yídòng)通信网结构－GSM为例第十五页，共80页。GSM系统(xìtǒng)组成网络交换子系统(NSS)移动交换中心(MSC)归属位置寄存器(HLR)访问位置寄存器(VLR)鉴权中心(AUC)设备识别(shíbié)寄存器(EIR)基站子系统(BSS)基站控制器(BSC)基站收发信台(BTS)操作维护系统(OSS)移动台(MS)第十六页，共80页。NSS－MSC主要(zhǔyào)功能呼叫(hūjiào)处理呼叫处理(chǔlǐ)、号码存储和译码、路由选择回声抑制、AMR话音编解码、数据传输安全保密鉴权和加密功能、完整性保护TMSI的分配VLR数据管理用户数据管理、用户数据检索位置登记、鉴权；漫游/切换号码分配移动性管理位置更新、切换/漫游登记、IMSI查询功能计费话单处理话单采集、话单格式转换话单存储第十七页，共80页。用户信息业务(yèwù)信息签约信息位置信息基本(jīběn)用户数据管理CAMEL业务管理CAMEL签约数据管理O_CSIT_CSISS_CSI用户鉴权数据(shùjù)管理鉴权信息管理位置更新路由区更新等移动性管理NSS－HLR/AuC主要功能第十八页，共80页。NSS－EIR功能(gōngnéng)EIR：设备识别寄存器移动设备识别寄存器（EIR）也是一个数据库，保存着关于移动设备的国际(guójì)移动设备识别码（IMEI）的三份名单：白名单、黑名单和灰名单。在白名单、黑名单和灰名单这三种表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失盗不准使用的移动设备的IMEI识别码，通过对这三种表格的核查，使得运营部门对于不管是失盗还是由于技术故障或误操作而危及网络正常运营的设备，都能采取及时的防范措施，以确保网络内所使用的设备的唯一性和安全性。第十九页，共80页。移动(yídòng)台功能移动台（MS)：移动台是移动通信网用户设备，主要有手持台和车载台两种，也包括数据卡。移动设备用户识别卡(SIM卡）：SIM卡是含有(hányǒu)微处理器的智能卡。在它的存储器中含有(hányǒu)SIM卡本身序号、状态、鉴权键、密钥、IMSI用户密码等信息，有两个密码PIN码及PUK码。第二十页，共80页。BSS功能(gōngnéng)BTSBSCBTSBTSBTSBSS（BaseStationSystem）：基站子系统基站子系统通过空中接口直接与移动台（MS）相接，负责无线信号的发送接收和无线资源管理；通过A接口与移动业务交换(jiāohuàn)中心（MSC）相连，传送信令和用户数据。基站子系统由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）构成，一个BSC可以控制多个BTS。第二十一页，共80页。OSS功能(gōngnéng)操作维护系统（OSS）：网络管理中心（NMC）操作管理中心（OMC）专门控制核心网部分专门控制基站部分用户(yònghù)管理系统计费系统网站服务等第二十二页，共80页。UMTS网络(wǎngluò)组件计费中心：移动交换中心（MSC）的另一个重要(zhòngyào)功能就是采集原始呼叫记录（CDR）对运营商来说，至关重要(zhòngyào)计费(jìfèi)中心BSC3BSC1HLRAUCEIRMSCBSC2GMSC第二十三页，共80页。GPRS网络结构第二十四页，共80页。GPRS新增网元功能(gōngnéng)－SGSN路由选择(xuǎnzé)转发支持(zhīchí)对PDPPDU的封装和去封装功能用户数据管理存储、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附着、分离、位置管理、清除、业务请求计费话单处理话单采集、话单格式转换话单存储GPRS寻呼、Gs联合寻呼、RNC无线资源管理无线资源管理第二十五页，共80页。GPRS新增网元功能(gōngnéng)－GGSN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(guǎnlǐ)会话管理(guǎnlǐ)、互通功能IP地址管理(guǎnlǐ)计费信息收集用户认证，支持透明/非透明的Internet接入功能第二十六页，共80页。传输速率快支持4种编码方式,并采用多时隙(最多8个时隙)合并传输技术，使数据速率最高可达171.2kbit／s可灵活支持多种数据应用网络接入速度快可长时间在线连接计费更加合理高效地利用网络资源，降低通信成本支持多用户共享一个信道的机制(每个时隙允许最多8个用户共享)利用现有的无线网络覆盖，提高网络建设速度，降低建设成本在无线接口(jiēkǒu)，GPRS采用与GSM相同的物理信道，定义了新的用于分组数据传输的逻辑信道。可设置专用的分组数据信道，也可按需动态占用话音信道GPRS的核心网络顺应通信网络的发展趋势，为GSM网向第三代演进打下基础GPRS的特点(tèdiǎn)第二十七页，共80页。增强型数据业务(EDGE)采用一种改进的GSM调制技术，每时隙的速率提高到48kbit/s允许(yǔnxǔ)集中使用多达8个时隙，此时速率可达到384kbit/s属于增强型GPRS数据业务第二十八页，共80页。WAP是在Internet业务实现的机制上进行了简化、优化和扩展，以适应移动终端传输带宽窄、存储和处理能力(nénglì)有限、显示屏幕小等特点WAP系统结构第二十九页，共80页。WAP系统(xìtǒng)组成WAP网关(或WAP代理服务器)功能：协议转换；内容编解码；用户认证、用户管理、计费功能等WAP终端WAP终端安装有支持WAP协议的微型浏览器作为(zuòwéi)用户接口，完成类似于Web浏览器的功能无线网络应用服务器第三十页，共80页。WAP与GSM互联第三十一页，共80页。GSM的编号(biānhào)系统1、移动台的国际(guójì)身份号码ISDN（MSISDN）是在公用交换电话网编号计划中唯一地识别移动电话的鉴约号码。CCITT建议结构为：MSISDN＝CC＋NDC＋SNCC＝国家码即在国际(guójì)长途电话通信网中的号码(86)NDC＝国内目的地码SN＝用户号码

如1392223456－139222便是NDC，前三位用于识别网号，后三位用于识别归属区，目前(mùqián)开通的135--138实际上是同一个网。第三十二页，共80页。GSM的编号(biānhào)系统2、国际(guójì)移动用户识别码（IMSI）：是唯一地识别GSMPLMN网中某一用户的信息。

IMSI＝MCC＋MNC＋MSIN(460-00---)MCC＝移动网的国家号码（与CC不同）MNC＝移动网号MSIN＝移动台识别号，最长为15位。第三十三页，共80页。3、国际(guójì)移动台设备识别码（IMEI）：是唯一用来识别移动台终端设备的号码称作系列号。

IMEI＝TAC＋FAC＋SNR＋SPTAC＝型号论证码FAC＝最终装配码，用于识别制造厂家。SNR＝序号SP＝备用手机输入*#06#即可显示IMSIGSM的编号(biānhào)系统第三十四页，共80页。GSM呼叫(hūjiào)流程PSTNMSISDNGMSCMSISDNMSRNMSRNIMSIVLRMSCIMSIMSRNMSISDNIMSIMSCµØÖ·MSRN

HLRVLR第三十五页，共80页。GSM呼叫(hūjiào)流程下例是一个北京的固定电话用户(yònghù)拨打广州的一个移动用户(yònghù)的呼叫接续过程中各种识别码的应用过程。1、主叫拨号。北京市话用户(yònghù)A拨打广州GSM用户(yònghù)B的MSISDN号码，PSTN网络的交换机分析MSISDN号码，得知B用户(yònghù)为移动用户，它把呼叫转到GSM网络上距它最近的一个具有入口功能的移动业务交换中心GMSC。2、GMSC分析被叫号码。GMSC分析该号码为广州位置寄存器HLR的用户(yònghù)后将MSISDN号码送至广州HLR，要求查询有关该被叫用户(yònghù)目前所在的位置信息。3、HLR申请漫游号码MSRN。HLR把MSISDN号码转换成IMSI后查出用户(yònghù)目前处于哪个MSC并将该IMSI发至该MSC，向该MSC申请分配一个漫游号码。4、选定漫游号码MSRN。MSC收到IMSI后临时给被叫用户(yònghù)B分配一个漫游号码并将此号码送回HLR，再由HLR发给GMSC使用。

第三十六页，共80页。5、连接呼叫(hūjiào)至被叫所在的MSC。GMSC收到MSRN后，用此号码选择一条出中继路由至MSC。MSC将负责本次呼叫(hūjiào)的建立和计费功能。6、令被叫所在位置区内的所有基站发寻呼信息。MSC发出寻呼命令到MS所在位置区内的所有无线基站，再由基站向被叫用户B发呼叫(hūjiào)信号。7、基站寻呼被叫用户B。基站收到寻呼命令后，将该寻呼消息（含有MS的IMSI）通过无线控制信道发射。MS接收到寻呼后向基站发回响应信号。8、呼叫(hūjiào)连接。MS响应信号经BTS、BSC送回MSC，经鉴权、设备识别后认为合法，则令BSC给该MS分配一条TCH，接通MSC至BSC的路由，并向主叫送回铃音，向被叫振铃。当被叫摘机应答，则系统开始计费。GSM呼叫(hūjiào)流程第三十七页，共80页。移动通信的发展及演进(yǎnjìn)移动通信网结构及网元功能移动通信的基本概念移动通信的业务主要(zhǔyào)内容第三十八页，共80页。移动(yídòng)通信的几个概念频率覆盖电波衰落（信号(xìnhào)衰落）干扰多址接入漫游切换掉话电磁辐射第三十九页，共80页。覆盖第四十页，共80页。电波(diànbō)衰落的因素移动台在移动时接收到的信号强度有很明显的起伏，这种起伏就称为信号的衰落(shuāiluò)基站、手机发射功率天线接收、发射自然地形人工建筑的数量、高度、分布和材料植被天气自然和人为的电磁噪声（干扰）第四十一页，共80页。干扰(gānrǎo)移动通信系统的干扰是影响无线网络(wǎngluò)掉话率、接通率等系统指标的重要因素之一。它不仅影响了移动网络(wǎngluò)的正常行，而且影响了用户的通话质量，是用户申告的主要原因之一。

干扰主要分为网内干扰和网外干扰引起干扰的因素很多第四十二页，共80页。漫游(mànyóu)、掉话漫游通话：在联网的移动交换局之间，移动用户由归属(guīshǔ)交换局控制区域进入被访交换局控制区域后，仍然能够获得移动用户业务服务的网络功能称作漫游，移动用户在漫游状态下进行的通话叫做漫游通话。掉话：移动台在通话过程中由于无线链路故障造成话音质量严重恶化；或在通话切换过程中由于目标小区无信道分配或因信道干扰而无法分配信道等原因，导致移动台通话过程非正常结束的现象叫做掉话.第四十三页，共80页。切换(qiēhuàn)蜂窝移动系统将服务区域划分成小区，所带来的一个很自然的问题是并非所有移动中的通话都能在单个小区中完成，当移动台从一个小区进入相邻的小区时，其工作频率和接续服务都是不相同的，这就需要在一次通话过程(guòchéng)中将移动台的工作频率和接续控制从其离开的小区交换给正在进入的小区，这个过程(guòchéng)就称作小区切换。第四十四页，共80页。多址技术(jìshù)：时分多址频分多址码分多址多址技术(jìshù)与双工技术(jìshù)第四十五页，共80页。频率时间TDMA时间频率FDMA频率时间码字CDMA传统(chuántǒng)多址技术码分多址技术（直接(zhíjiē)扩频方式）多址技术(jìshù)图示第四十六页，共80页。在室內一群参加(cānjiā)宴会的人们–FDMACDMA原理(yuánlǐ)–一个好的比喻1/3第四十七页，共80页。在室內一群(yīqún)参加宴会的人们-TDMA

CDMA原理–一个(yīɡè)好的比喻2/3第四十八页，共80页。在室內一群参加宴会(yànhuì)的人们-CDMACDMA原理–一个(yīɡè)好的比喻3/3第四十九页，共80页。

电磁辐射(diàncífúshè)根据我国国家标准GB9175-88“环境电磁波卫生标准”，将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级:一级标准为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群，均不会受到任何有害影响的区域。二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域。对于(duìyú)300MHz~300GHz的微波，一级标准为：（10w/cm2），二级标准为：（40w/cm2），因此，对于(duìyú)酒店及写字楼应按一级标准设计，对于(duìyú)商场、商贸中心，可按二级标准设计。第五十页，共80页。GSM手机(shǒujī)、基站的辐射GSM手机的发射功率为0.8～2W，平均功率为0.25W，安全距离约为20cmGSM手机发射的是脉冲信号，易与其他电器产生耦合。基站的发射功率为15W左右，一般(yībān)GSM基站天线高度均在35至55米，发射功率为20瓦的大功率基站，其天线前10米的功率密度是每平方厘米0.6微瓦。SAR值是指单位时间内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量，通俗地讲，就是测量手机辐射对人体的影响的大小。（＜1.67）

国家900MHz1800MHz欧洲（CENELEC）

F/200=450w/cm2

900w/cm2

美国（IEEE）

F/150=600w/cm2

1200w/cm2

中国

10w/cm2

10w/cm2

第五十一页，共80页。移动通信的发展及演进(yǎnjìn)移动通信网结构及网元功能移动通信的基本概念移动通信的业务主要(zhǔyào)内容第五十二页，共80页。电信业务承载业务补充(bǔchōng)业务移动台支持的功能GSM业务(yèwù)第五十三页，共80页。GSM移动(yídòng)通信网能提供6类10种电信业务分类号电信业务类型电信业务名称1话音传输

电话

紧急呼叫2短消息业务点对点MS终止的短消息业务

点对点MS起始的短消息业务小区广播短消息业务

3MHS接入

先进消息处理系统接入

4可视图接入

可视图文接入子集1

可视图文接入子集2可视图文接入子集35智能用户电报传递

智能用户电报

6传真交替的语音和三类传真透明

非透明

自动三类传真透明

非透明

电信业务第五十四页，共80页。GSM系统(xìtǒng)一开始就考虑兼容多种在ISDN中定义的承载业务，满足GSM移动客户对数据通信服务的需要。下表为几种承载业务举例：号码

承载业务名称BS21异步300bit/s双工电路型数据透明异步300bit/s双工电路型数据不透明

BS22异步1200bit/s双工电路型数据透明异步1200bit/s双工电路型数据不透明

BS26异步9600bit/s双工电路型数据透明异步9600bit/s双工电路型数据

不透明承载(chéngzài)业务第五十五页，共80页。补充(bǔchōng)业务GSM系统能提供8大类补充(bǔchōng)业务补充业务名称号码识别类补充业务：主叫号码识别显示主叫号码识别限制呼叫提供类补充业务：无条件呼叫前转遇移动用户忙呼叫前转遇无应答呼叫前转遇移动用户不可及呼叫前转呼叫转移呼叫完成类补充业务：呼叫等待呼叫保持多方通话类补充业务：三方业务会议电话 第五十六页，共80页。2G数据业务技术传输速率支持的业务国际标准3W浏览、Email、彩信、游戏、短视频下载流媒体可视电话、VODGPRS（CS1/CS2）单时隙10kbps，最高40kbps，基本支持，效果可能略差不支持不支持2.5GGPRS（CS3/CS4）提高30%~50%，达到单时隙13kbps，最高50~60kbps支持，相对GPRS稍好不支持不支持2.5GEDGE提高3倍，单载波可达30kbps，最高120kbps支持，效果好可以支持，但无QoS保证不支持2.75G（ITU）第五十七页，共80页。业务分类含义举例（一）通信类满足通信双方进行信息沟通的需求，业务发展取决于社会的发展以及人与人之间通信的需求变化语音电话，包括各类语音增值业务个人与个人间的消息传送，如SMS、EMS、和MMS支持的点对点信息以及统一消息业务等网上聊天等即时信息可视电话（移动电视会议）WEB浏览等业务（二）信息内容类通过移动网络将内容传送到移动终端或者客户的增值业务，是外行业介入移动通信领域最容易的一环，业务的发展取决于这些行业的参与程度定制类信息：指消费者可以根据自己的需要和爱好定制新闻、交通信息、天气预报、股票信息、体育新闻、城市信息、赛马信息等位置信息服务：如城市交通、紧急求助、城市地图、移动黄页、车辆跟踪防盗、儿童Tracking.个性化门户，如移动梦网移动广告（三）娱乐类从客房个人的兴趣出发，涵盖了各种日常生活中能够从移动通信中获得各种娱乐服务图片/下载音乐下载流媒体（VOD/AOD）移动游戏等业务（四）交易类移动网络上进行交易处理的数据应用，与银行等金融行业、产品生产和销售行业的密切相关业务，发展的关键因素在于金融安全、信用等方面制度的建立移动支付、电子钱包、移动订票等移动银行、移动证券、移动保险等移动拍卖等移动博彩等（五）效率应用类能够为个人在生活和工作的过程中，或者企业在经营运作中提高办事速度和工作效率的服务PIM（个人信息化管理）个性化菜单移动办公（移动群件、移动公告、企业接入、协同办公）企业信息公布、移动企业资源调配等（六）综合类综合运用各种手段为客户提供方便快捷的服务统一帐户综合VPN一号通业务3G业务(yèwù)分类第五十八页，共80页。通信(tōngxìn)类－语音短信将录音做为短信，不需要文字(wénzì)输入可以听的短信对不起！第五十九页，共80页。通信(tōngxìn)类－多媒体短信可以编辑图像、声音、动画等内容(nèiróng)可以在手机与手机、手机与电脑间传送第六十页，共80页。通信(tōngxìn)类－多媒体短信应用InformationPicture/RingtongGameAdvertisementChat&community第六十一页，共80页。通信(tōngxìn)类－可视电话Hi,好久不见!第六十二页，共80页。通信(tōngxìn)类－可视电话五晚上,小李(xiǎolǐ)打算和她的男朋友小马共进晚餐…她拔通了小马最新的视频电话,”亲爱的,你打算穿什么衣服?“白色的运动装”“棒极了,我会穿橙色的外套”待会见第六十三页，共80页。通信(tōngxìn)类－一