第一二章GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)

1、移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) 柴柴 蓉蓉通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院課程內(nèi)容課程內(nèi)容l主要內(nèi)容主要內(nèi)容蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)u 系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)u 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)無線局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)技術(shù)l考核方式考核方式40%40%平時(shí)成績（課堂考勤），平時(shí)成績（課堂考勤），60%60%研究報(bào)告。研究報(bào)告。l任課老師聯(lián)系方式任課老師聯(lián)系方式電話：電話：6426022464260224郵箱：郵箱：l基本基本概念概念通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類移動(dòng)通信移動(dòng)通信發(fā)展史發(fā)展史移動(dòng)通信移動(dòng)通信系統(tǒng)的系統(tǒng)的組成組成數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的基本技術(shù)：的基本技術(shù)：多址技術(shù)、蜂窩多址技術(shù)、蜂窩技術(shù)技術(shù)

2、l蜂窩蜂窩移動(dòng)通信移動(dòng)通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述GSMGSM、3G3G、LTELTE、4G4Gl蜂窩蜂窩移動(dòng)通信移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)MIMOMIMO、OFDMOFDM、協(xié)作通信技術(shù)、認(rèn)知無線電技術(shù)、密集組網(wǎng)、協(xié)作通信技術(shù)、認(rèn)知無線電技術(shù)、密集組網(wǎng)技術(shù)技術(shù)l無線局域網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)無線局域網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)課程內(nèi)容課程內(nèi)容l基本基本概念概念通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類移動(dòng)通信發(fā)展歷程移動(dòng)通信發(fā)展歷程移動(dòng)通信移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本要求及面臨的問題系統(tǒng)的基本要求及面臨的問題移動(dòng)通信移動(dòng)通信系統(tǒng)的系統(tǒng)的組成組成數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的基本的基本技術(shù)技術(shù)第一章第一章 移動(dòng)通信系統(tǒng)基本概念移動(dòng)通信系

3、統(tǒng)基本概念通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類l根據(jù)傳輸媒質(zhì)分類根據(jù)傳輸媒質(zhì)分類有線通信系統(tǒng)有線通信系統(tǒng)u 采用有線傳輸介質(zhì)（如電纜、光纜等）的通信系統(tǒng)采用有線傳輸介質(zhì)（如電纜、光纜等）的通信系統(tǒng)u 常見通信形式：固定電話通信、電話線常見通信形式：固定電話通信、電話線/ /網(wǎng)線接入網(wǎng)線接入互聯(lián)網(wǎng)、光纖通信等?；ヂ?lián)網(wǎng)、光纖通信等。無線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)u 采用無線傳輸介質(zhì)（如電磁波）的通信系統(tǒng)。采用無線傳輸介質(zhì)（如電磁波）的通信系統(tǒng)。u 常見通信形式：短波通信、移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、常見通信形式：短波通信、移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、激光通信等。激光通信等。通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類l 按信道中傳輸信號(hào)特征分類按信道

4、中傳輸信號(hào)特征分類模擬通信系統(tǒng)（模擬通信系統(tǒng)（1G1G）數(shù)字通信系統(tǒng)（數(shù)字通信系統(tǒng)（2G2G、3G3G、4G4G，數(shù)字電視），數(shù)字電視）l 按通信者是否運(yùn)動(dòng)分類按通信者是否運(yùn)動(dòng)分類移動(dòng)通信系統(tǒng)：通信雙方至少有一方在移動(dòng)中的通信移動(dòng)通信系統(tǒng)：通信雙方至少有一方在移動(dòng)中的通信固定通信系統(tǒng)固定通信系統(tǒng)l 按使用范圍分類按使用范圍分類廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)、個(gè)域網(wǎng)廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)、個(gè)域網(wǎng)中長波通信中長波通信 1MHz1MHz短波通信短波通信 1MHz30MHz1MHz30MHz超短波通信超短波通信 30MHz-1GHz30MHz-1GHz微波通信微波通信 1GHz-1GHz-幾十幾十GHzGHz

5、毫米波通信毫米波通信 幾十幾十GHzGHz紅外光通信紅外光通信大氣激光通信大氣激光通信 l 按通信設(shè)備的工作頻率分類按通信設(shè)備的工作頻率分類通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)分類l 根據(jù)傳輸媒質(zhì)分類根據(jù)傳輸媒質(zhì)分類有線通信系統(tǒng)有線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)u采用無線傳輸介質(zhì)（如電磁波）的通信系統(tǒng)。采用無線傳輸介質(zhì)（如電磁波）的通信系統(tǒng)。u常見通信形式：短波通信、常見通信形式：短波通信、移動(dòng)通信移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、激光通信等。、衛(wèi)星通信、激光通信等。l 按信道中傳輸信號(hào)特征分類按信道中傳輸信號(hào)特征分類 模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)l 按通信者是否運(yùn)動(dòng)分類按通

6、信者是否運(yùn)動(dòng)分類 移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) 固定通信系統(tǒng)固定通信系統(tǒng)l 早期移動(dòng)通信早期移動(dòng)通信莫爾斯電報(bào)莫爾斯電報(bào) 18951895年無線電發(fā)明以后，莫爾斯電報(bào)用于船舶通信。年無線電發(fā)明以后，莫爾斯電報(bào)用于船舶通信。車載無線電車載無線電 19211921年美國底特律警察廳開始使用工作在年美國底特律警察廳開始使用工作在2MHz2MHz頻段的車載無線電。頻段的車載無線電。公用汽車電話業(yè)務(wù)公用汽車電話業(yè)務(wù) 2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代中期到年代中期到6060年代中期，美國等發(fā)達(dá)國家陸續(xù)開通了公年代中期，美國等發(fā)達(dá)國家陸續(xù)開通了公用汽車電話業(yè)務(wù)，可用頻道很少，設(shè)備笨重，使用不方便，不容易保用汽車電話

7、業(yè)務(wù)，可用頻道很少，設(shè)備笨重，使用不方便，不容易保密，發(fā)展緩慢，用戶總數(shù)只有幾百個(gè)。密，發(fā)展緩慢，用戶總數(shù)只有幾百個(gè)。移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展史移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展史l 大、中區(qū)制移動(dòng)通信大、中區(qū)制移動(dòng)通信 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代中期到年代中期到7070年代中期，采用了大、中區(qū)制，可用頻道年代中期，采用了大、中區(qū)制，可用頻道數(shù)增加，頻譜利用率有較大的增加，保密性增強(qiáng)，用戶日益增多。數(shù)增加，頻譜利用率有較大的增加，保密性增強(qiáng)，用戶日益增多。 大區(qū)制：大區(qū)制：一個(gè)城市僅有一個(gè)無線區(qū)覆蓋，基站的發(fā)射功一個(gè)城市僅有一個(gè)無線區(qū)覆蓋，基站的發(fā)射功率很大，無線區(qū)覆蓋半徑約率很大，無線區(qū)覆蓋半徑約303040km4

8、0km，僅適用于業(yè)務(wù)量不大，僅適用于業(yè)務(wù)量不大的情形。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、投資較小。缺點(diǎn)是難以進(jìn)行頻的情形。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、投資較小。缺點(diǎn)是難以進(jìn)行頻率復(fù)用。率復(fù)用。 中區(qū)制中區(qū)制: :無線區(qū)覆蓋半徑為無線區(qū)覆蓋半徑為20km20km左右，基地站數(shù)多，在左右，基地站數(shù)多，在相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)無線區(qū)中可以利用頻率。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較大區(qū)制相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)無線區(qū)中可以利用頻率。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較大區(qū)制復(fù)雜，投資大，但可容納更多的用戶。適用于專用移動(dòng)通信復(fù)雜，投資大，但可容納更多的用戶。適用于專用移動(dòng)通信網(wǎng)。網(wǎng)。 大區(qū)制、中區(qū)制系統(tǒng)的頻譜利用率仍不高，無法滿足大大區(qū)制、中區(qū)制系統(tǒng)的頻譜利用率仍不高，無法滿足大量用戶的通信

9、需求。量用戶的通信需求。大區(qū)制、中區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)大區(qū)制、中區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)l提出提出 20世紀(jì)世紀(jì)70年代中期，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出了小區(qū)制大容年代中期，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出了小區(qū)制大容量系統(tǒng)。量系統(tǒng)。l概念概念 覆蓋半徑覆蓋半徑210 km的多個(gè)無線區(qū)鏈接而成整個(gè)服務(wù)區(qū)。的多個(gè)無線區(qū)鏈接而成整個(gè)服務(wù)區(qū)。l特點(diǎn)特點(diǎn)采用采用信道頻率復(fù)用技術(shù)：在同一業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)多次重復(fù)使信道頻率復(fù)用技術(shù)：在同一業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)多次重復(fù)使用可用信道組以擴(kuò)大系統(tǒng)的容量。用可用信道組以擴(kuò)大系統(tǒng)的容量。設(shè)備復(fù)雜，但可容納大量設(shè)備復(fù)雜，但可容納大量用戶。用戶。 目前，大容量公用移動(dòng)通信系統(tǒng)均采用小區(qū)制。目前，大容量公用移動(dòng)通信系統(tǒng)均采用

10、小區(qū)制。小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng) 公用移動(dòng)通信系統(tǒng)從公用移動(dòng)通信系統(tǒng)從20世紀(jì)世紀(jì)70年代中期開始至今，年代中期開始至今，共經(jīng)歷五代。共經(jīng)歷五代。l1G：模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)l2G：數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）l3G：采用采用CDMA技術(shù)，移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)速率技術(shù)，移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)速率384kbps，固定用，固定用戶速率戶速率2Mbps。l4G：采用采用MIMO，OFDM等技術(shù)，數(shù)據(jù)速率等技術(shù)，數(shù)據(jù)速率100Mbps，全，全I(xiàn)P組網(wǎng)。組網(wǎng)。l5G：研究中。更高容量，更短時(shí)延，支持大量終端。研究中。更高容量，更短時(shí)延，支持大量終端。 小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)小區(qū)制移動(dòng)通

11、信系統(tǒng)l 對(duì)技術(shù)的基本要求對(duì)技術(shù)的基本要求 高的頻譜利用率高的頻譜利用率 高質(zhì)量高質(zhì)量話音和話音和數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)服務(wù) 具有移動(dòng)性和便攜性具有移動(dòng)性和便攜性 靈活方便的組網(wǎng)靈活方便的組網(wǎng) 抗干擾抗干擾 保密與信息安全保密與信息安全l 面臨的核心問題面臨的核心問題在滿足用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高頻譜利用率，提在滿足用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高頻譜利用率，提高系統(tǒng)容量，提供多種服務(wù)。高系統(tǒng)容量，提供多種服務(wù)。移動(dòng)通信系統(tǒng)基本要求及面臨問題移動(dòng)通信系統(tǒng)基本要求及面臨問題l移動(dòng)臺(tái)（移動(dòng)臺(tái)（MS，Mobile Station，UE，User Equipment） 蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端，由控制單元、收發(fā)信機(jī)

12、和天線組成。蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端，由控制單元、收發(fā)信機(jī)和天線組成。l基站（基站（BS，Base Station） 分布在每個(gè)小區(qū)，負(fù)責(zé)本小區(qū)內(nèi)分布在每個(gè)小區(qū)，負(fù)責(zé)本小區(qū)內(nèi)MS與與MSC之間的連接，之間的連接，包括控制單元、收發(fā)信機(jī)組、天饋系統(tǒng)、電源與數(shù)據(jù)終端包括控制單元、收發(fā)信機(jī)組、天饋系統(tǒng)、電源與數(shù)據(jù)終端等。等。l移動(dòng)電話交換中心（移動(dòng)電話交換中心（MSC, Mobile Switching Center） 負(fù)責(zé)所有負(fù)責(zé)所有BS、MS的交換控制與管理，負(fù)責(zé)與本地電話網(wǎng)的交換控制與管理，負(fù)責(zé)與本地電話網(wǎng)的連接、交換接續(xù)，以及對(duì)的連接、交換接續(xù)，以及對(duì)MS的計(jì)費(fèi)。的計(jì)費(fèi)。移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系

13、統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)l多址技術(shù)多址技術(shù)l蜂窩技術(shù)蜂窩技術(shù) 頻率頻率復(fù)用復(fù)用 小區(qū)小區(qū)分裂分裂 移動(dòng)通信基本技術(shù)移動(dòng)通信基本技術(shù)l提出提出 多個(gè)用戶通過基站與其他用戶通信，必須對(duì)不同用戶多個(gè)用戶通過基站與其他用戶通信，必須對(duì)不同用戶的信號(hào)賦予不同的特征。的信號(hào)賦予不同的特征。 （1）上行：基站從用戶信號(hào)中區(qū)分出某用戶的信號(hào)）上行：基站從用戶信號(hào)中區(qū)分出某用戶的信號(hào) （2）下行：用戶能從基站發(fā)出的信號(hào)中識(shí)別發(fā)送至自身）下行：用戶能從基站發(fā)出的信號(hào)中識(shí)別發(fā)送至自身的信號(hào)的信號(hào)。 多址技術(shù)用于解決多用戶通信問題。多址技術(shù)用于解決多用戶通信問題。多址技術(shù)多址技術(shù)l基本類型基本類型頻分

14、多址（頻分多址（FDMAFDMA）時(shí)分多址（時(shí)分多址（TDMATDMA）碼分多址（碼分多址（CDMACDMA）（a） FDMA （b） TDMA 多址技術(shù)多址技術(shù)（c）CDMA 多址技術(shù)多址技術(shù)l問題的提出：問題的提出： 移動(dòng)通信頻率資源有限，用戶業(yè)務(wù)需求不斷增加，移動(dòng)通信頻率資源有限，用戶業(yè)務(wù)需求不斷增加，導(dǎo)致系統(tǒng)資源緊缺，如何滿足業(yè)務(wù)需求？導(dǎo)致系統(tǒng)資源緊缺，如何滿足業(yè)務(wù)需求？ 蜂窩技術(shù)蜂窩技術(shù)l基本思想：基本思想： 處在不同空間位置（不同小區(qū)）相互不干擾的用戶可以同處在不同空間位置（不同小區(qū)）相互不干擾的用戶可以同時(shí)使用相同頻率的信道。時(shí)使用相同頻率的信道。l實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)方式4/124/1

15、2復(fù)用復(fù)用方式方式 將將頻率分成頻率分成1212組，并輪流分配到組，并輪流分配到4 4個(gè)站點(diǎn)（個(gè)站點(diǎn)（A A、B B、C C、D D），每個(gè)站點(diǎn)可用），每個(gè)站點(diǎn)可用3 3個(gè)頻率組個(gè)頻率組。3/93/9頻率復(fù)用方式頻率復(fù)用方式 頻率復(fù)用技術(shù)頻率復(fù)用技術(shù)4/12頻率復(fù)用方式頻率復(fù)用方式l問題提出問題提出 當(dāng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)服務(wù)區(qū)內(nèi)的部分地區(qū)業(yè)務(wù)量增加時(shí)，當(dāng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)服務(wù)區(qū)內(nèi)的部分地區(qū)業(yè)務(wù)量增加時(shí)，分配給該部分小區(qū)的信道數(shù)量將不足以支持所要求的用戶分配給該部分小區(qū)的信道數(shù)量將不足以支持所要求的用戶數(shù)。數(shù)。 可采用小區(qū)分裂的辦法來增加信道數(shù)，以滿足系統(tǒng)增加可采用小區(qū)分裂的辦法來增加信道數(shù)，以滿足

16、系統(tǒng)增加容量的要求。容量的要求。l小區(qū)分裂概念小區(qū)分裂概念 將某小區(qū)劃分為半徑更小的新小區(qū)，分裂后的每個(gè)新小區(qū)將某小區(qū)劃分為半徑更小的新小區(qū)，分裂后的每個(gè)新小區(qū)都有自己的基站，并相應(yīng)地減低天線高度和減小發(fā)射機(jī)功都有自己的基站，并相應(yīng)地減低天線高度和減小發(fā)射機(jī)功率。率。l目的目的 使得單位面積內(nèi)的信道數(shù)目增加，從而增加系統(tǒng)容量。使得單位面積內(nèi)的信道數(shù)目增加，從而增加系統(tǒng)容量。小區(qū)分裂技術(shù)小區(qū)分裂技術(shù)小區(qū)分裂技術(shù)小區(qū)分裂技術(shù)l基本基本概念概念l蜂窩蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述移動(dòng)通信系統(tǒng)概述GSMGSM3G3GLTELTE4G4Gl蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)MIMOMIMO、OFDM

17、OFDM、協(xié)作通信技術(shù)、認(rèn)知無線電技術(shù)、密集組網(wǎng)、協(xié)作通信技術(shù)、認(rèn)知無線電技術(shù)、密集組網(wǎng)技術(shù)技術(shù)l無線局域網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)無線局域網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)課程內(nèi)容課程內(nèi)容GSM: Global System for Mobile Communicationsl數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，屬于數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，屬于2G2Gl采用時(shí)分多址（采用時(shí)分多址（TDMATDMA）l由歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（由歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（ETSI ETSI ）制定。）制定。 ETSI：European Telecommunications Standards Institute第二章第二章 GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) l

18、 移動(dòng)臺(tái)：移動(dòng)臺(tái)： MS: MS: Mobile StationMobile Stationl 基基站子系統(tǒng)站子系統(tǒng) BSSBSS：Base Station Base Station SubsystemSubsysteml 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)子系統(tǒng) NSS NSS：Network Switching Network Switching SubsystemSubsysteml 操作操作維護(hù)中心維護(hù)中心 OMC OMC：Operation and Maintenance Operation and Maintenance CenterCenterGSM系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu) MS: Mobile Stati

19、on，移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)臺(tái) BTS: Base Transceiver Station，基站收發(fā)信臺(tái)，基站收發(fā)信臺(tái) BSC: Base Station Controller，基站控制器，基站控制器GSM系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)MSC：Mobile Switching Centre，移動(dòng)交換中心，移動(dòng)交換中心VLR：Visitor Location Register，訪問用戶位置寄存器，訪問用戶位置寄存器HLR： Home Location Register，歸屬用戶位置寄存器，歸屬用戶位置寄存器AUC ：Authentication Center，鑒權(quán)中心，鑒權(quán)中心EIR：Equipment Identit

20、y Register，移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器，移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器GSM系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu) l 移動(dòng)臺(tái)：移動(dòng)臺(tái)：MSMSl 基基站子系統(tǒng)站子系統(tǒng) BSSBSS：Base Station Base Station SubsystemSubsysteml 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)子系統(tǒng) NSS NSS：Network Switching Network Switching SubsystemSubsysteml 操作操作維護(hù)中心維護(hù)中心 OMC OMC：Operation and Maintenance Operation and Maintenance CenterCenterGSM系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)l 由由SIM

21、SIM卡與機(jī)身設(shè)備組成。卡與機(jī)身設(shè)備組成。l SIMSIM：Subscriber Subscriber Identity Identity ModuleModule客戶客戶識(shí)別模塊識(shí)別模塊 SIMSIM卡存儲(chǔ)所有與用戶有關(guān)的信息，包括鑒權(quán)和加卡存儲(chǔ)所有與用戶有關(guān)的信息，包括鑒權(quán)和加密信息。密信息。l GSMGSM系統(tǒng)通過系統(tǒng)通過SIMSIM卡來識(shí)別移動(dòng)電話用戶?？▉碜R(shí)別移動(dòng)電話用戶。 移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)臺(tái) BSS由基站收發(fā)信臺(tái)（由基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）和基站控制器）和基站控制器（BSC）組成。）組成。BTS （Base Transceiver Station） ：基站子系統(tǒng)：基站子系統(tǒng)的無線部分的無線

22、部分 功能：實(shí)現(xiàn)功能：實(shí)現(xiàn)BSS與與MS之間通過空中接口的無線傳之間通過空中接口的無線傳輸。輸。BTS由基站控制器（由基站控制器（BSC）控制）控制BSC（ Base Station Controller ）：基站子系統(tǒng)：基站子系統(tǒng)的控制部分。的控制部分。 功能：對(duì)功能：對(duì)BTS進(jìn)行控制、管理，包括無線信道的進(jìn)行控制、管理，包括無線信道的分配、釋放和越區(qū)切換管理，提供分配、釋放和越區(qū)切換管理，提供MS與網(wǎng)絡(luò)子與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（系統(tǒng)（NSS）之間的接口管理。）之間的接口管理。基站子系統(tǒng)（基站子系統(tǒng)（BSS）l組成部分：組成部分：移動(dòng)交換中心（移動(dòng)交換中心（MSCMSC，Mobile Switchin

23、g CentreMobile Switching Centre）歸屬用戶位置歸屬用戶位置寄存器寄存器(HLR(HLR：Home Home Location Location Register)Register)訪問用戶位置訪問用戶位置寄存器寄存器(VLR(VLR：Visitor Location Visitor Location Register)Register)鑒權(quán)中心（鑒權(quán)中心（AUCAUC：Authentication Center)Authentication Center)移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIREIR：Equipment Identity Register

24、Equipment Identity Register ）l功能功能 用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換、用戶移動(dòng)性管理、安全性管理所需的用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換、用戶移動(dòng)性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能等。數(shù)據(jù)庫功能等。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）l移動(dòng)移動(dòng)交換中心（交換中心（MSCMSC） MSC負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、控制網(wǎng)絡(luò)中的各功能實(shí)體。負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、控制網(wǎng)絡(luò)中的各功能實(shí)體。 l歸屬歸屬用戶位置寄存器（用戶位置寄存器（HLRHLR）存儲(chǔ)其控制的所有注冊移動(dòng)用戶的靜態(tài)數(shù)據(jù)：存儲(chǔ)其控制的所有注冊移動(dòng)用戶的靜態(tài)數(shù)據(jù)： 移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼、訪問能力、漫游能力、用戶類別和移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼、訪問能力、漫游能力、用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等

25、數(shù)據(jù)。補(bǔ)充業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)移動(dòng)用戶漫游所在的存儲(chǔ)移動(dòng)用戶漫游所在的MSC區(qū)域相關(guān)動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)。區(qū)域相關(guān)動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）l 訪問訪問用戶位置寄存器（用戶位置寄存器（VLRVLR）VLR從移動(dòng)用戶的從移動(dòng)用戶的HLR處獲取并存儲(chǔ)處獲取并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)存儲(chǔ)進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已注冊的移動(dòng)用戶相關(guān)信息，并為進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已注冊的移動(dòng)用戶相關(guān)信息，并為用戶提供建立呼叫的必要條件。用戶提供建立呼叫的必要條件。一旦一旦移動(dòng)用戶離開某移動(dòng)用戶離開某VLR的控制區(qū)域，則重新在另一個(gè)的控制區(qū)域，則重新在另一個(gè)VLR登記，原登記，原VLR將取消臨時(shí)記錄的該移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)將取消臨時(shí)記錄的該

26、移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)。VLR為動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫，通常為動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫，通常VLR和和MSC在同一物理實(shí)在同一物理實(shí)體。體。 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）l鑒權(quán)中心（鑒權(quán)中心（AUCAUC：Authentication Authentication Center Center ）負(fù)責(zé)管理和提供用戶合法性和安全性的保密數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)管理和提供用戶合法性和安全性的保密數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)用戶鑒權(quán)，保護(hù)空中接口，防止非法用戶的假冒。用戶鑒權(quán)，保護(hù)空中接口，防止非法用戶的假冒。AUC根據(jù)根據(jù)HLR的請(qǐng)求，產(chǎn)生用戶專用的一組鑒權(quán)參數(shù)，并由的請(qǐng)求，產(chǎn)生用戶專用的一組鑒權(quán)參數(shù)，并由HLR傳給傳給VLR。l移動(dòng)移動(dòng)設(shè)備

27、識(shí)別寄存器（設(shè)備識(shí)別寄存器（EIREIR：Equipment Identity Equipment Identity RegisterRegister） 存儲(chǔ)移動(dòng)設(shè)備的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（存儲(chǔ)移動(dòng)設(shè)備的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）。）。 IMEI是分配給用戶手機(jī)終端的標(biāo)識(shí)，即通常所說的手機(jī)是分配給用戶手機(jī)終端的標(biāo)識(shí)，即通常所說的手機(jī)序列號(hào)，存儲(chǔ)在手機(jī)的序列號(hào)，存儲(chǔ)在手機(jī)的EEPROM（俗稱碼片）里。（俗稱碼片）里。 每臺(tái)手機(jī)在組裝完成后都將被賦予一個(gè)全球唯一的一組號(hào)每臺(tái)手機(jī)在組裝完成后都將被賦予一個(gè)全球唯一的一組號(hào)碼，正常情況下，只有擁有碼，正常情況下，只有擁有IMEI號(hào)碼的手機(jī)才能夠通信。

28、號(hào)碼的手機(jī)才能夠通信。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）IMEI可以用來監(jiān)控被竊或無效的移動(dòng)設(shè)備?？梢杂脕肀O(jiān)控被竊或無效的移動(dòng)設(shè)備。例如：在一部手機(jī)具備一個(gè)例如：在一部手機(jī)具備一個(gè)IMEI號(hào)碼的情況下，如果某個(gè)號(hào)碼的情況下，如果某個(gè)用戶存在違法行為，警方可通過手機(jī)的用戶存在違法行為，警方可通過手機(jī)的IMEI號(hào)碼找到通話號(hào)碼找到通話者。者。此外，如果用戶的手機(jī)被盜，運(yùn)營商還可以通過此外，如果用戶的手機(jī)被盜，運(yùn)營商還可以通過IMEI號(hào)碼號(hào)碼禁用被盜手機(jī)。禁用被盜手機(jī)。 目前都把目前都把HLR、AUC和和EIR三個(gè)設(shè)備合并在一起，處于同三個(gè)設(shè)備合并在一起，處于同一物理實(shí)體。一物理實(shí)體。特性特性900M

29、Hz1800MHz頻率范圍頻率范圍上行頻段：上行頻段：885 MHz915MHz下行頻段：下行頻段：935 MHz960MHz上行頻段：上行頻段：1710 MHz1785MH下行頻段：下行頻段：1805MHz1880MHz頻帶寬度頻帶寬度25MHz75MHz雙工間隔雙工間隔45MHz95MHz信道帶寬信道帶寬200KHz200KHz頻道序號(hào)頻道序號(hào)n 1124（共（共124個(gè)頻點(diǎn)）個(gè)頻點(diǎn)）512885（共（共374個(gè)頻點(diǎn)）個(gè)頻點(diǎn)）GSM頻率配置頻率配置中國移動(dòng)中國移動(dòng)GSM900 上行上行/下行：下行：885-909/935-954GSM1800M 上行上行/下行：下行：1710-1725/1

30、805-1820中國聯(lián)通中國聯(lián)通GSM900 上行上行/下行：下行：909-915/954-960GSM1800 上行上行/下行：下行：1745-1755/18401850 （1）移動(dòng)用戶號(hào)碼（即用戶的手機(jī)號(hào)），組成如）移動(dòng)用戶號(hào)碼（即用戶的手機(jī)號(hào)），組成如下：下：CC： Country Code 國家碼，如中國為國家碼，如中國為86。NDC：National Destination Code 國內(nèi)接入號(hào)。國內(nèi)接入號(hào)。SN ：Subscriber Number 移動(dòng)用戶號(hào)。移動(dòng)用戶號(hào)。 CCNDCSNGSM網(wǎng)的編號(hào)計(jì)劃網(wǎng)的編號(hào)計(jì)劃lNDC(NDC(國內(nèi)接入號(hào)，國內(nèi)接入號(hào)，1-31-3位位):)

31、:中國移動(dòng)中國移動(dòng):134-139，150-152，157-159.中國聯(lián)通中國聯(lián)通:130-132，153，155，156。lSNSN（移動(dòng)用戶號(hào)，（移動(dòng)用戶號(hào)，4-114-11位）位）: :HLR識(shí)別碼（第識(shí)別碼（第4-第第7位），地區(qū)編碼，由運(yùn)營商統(tǒng)一分配。位），地區(qū)編碼，由運(yùn)營商統(tǒng)一分配。移動(dòng)用戶號(hào)（第移動(dòng)用戶號(hào)（第8-第第11位），由各位），由各HLR自行分配。自行分配。號(hào)碼舉例：號(hào)碼舉例：861390477000186：中國：中國139：中國移動(dòng)：中國移動(dòng)0477：內(nèi)蒙古移動(dòng)：內(nèi)蒙古移動(dòng) 全球通卡全球通卡 0001：用戶號(hào)。：用戶號(hào)。（2）國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（）國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（

32、IMSI：International Mobile Subscriber Identity）作用：是區(qū)別移動(dòng)用戶的標(biāo)志，儲(chǔ)存在作用：是區(qū)別移動(dòng)用戶的標(biāo)志，儲(chǔ)存在SIM卡中?？ㄖ?。組成：組成： MCC： Mobile Country Code，移動(dòng)國家碼，三位數(shù)字，如中國為，移動(dòng)國家碼，三位數(shù)字，如中國為460。MNC： Mobile Network Code，移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，兩位數(shù)字，如中國移動(dòng)的，移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，兩位數(shù)字，如中國移動(dòng)的移動(dòng)網(wǎng)號(hào)為移動(dòng)網(wǎng)號(hào)為00，中國聯(lián)通的移動(dòng)網(wǎng)號(hào)為，中國聯(lián)通的移動(dòng)網(wǎng)號(hào)為01。MSIN： Mobile Subscriber Identification Number，在某一

33、，在某一PLMN內(nèi)內(nèi)MS唯一的識(shí)別碼。唯一的識(shí)別碼。 IMSI最多包含最多包含15個(gè)（個(gè)（09）的數(shù)字。）的數(shù)字。 典型的典型的IMSI舉例：舉例：460-00-4777770001。 IMSI與手機(jī)號(hào)碼存在綁定關(guān)系，在與手機(jī)號(hào)碼存在綁定關(guān)系，在HLR內(nèi)定義。內(nèi)定義。MCCMNCMSIN（3）移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼）移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼MSRN與切換號(hào)碼與切換號(hào)碼HON 漫游號(hào)碼漫游號(hào)碼MSRN：Mobile Subscriber Roaming-Number 切換號(hào)碼切換號(hào)碼HON：Handover-Number（4）臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼）臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼TMSI (Temporary Mobile

34、Subscriber Identity) TMSI是為了加強(qiáng)系統(tǒng)的保密性而在是為了加強(qiáng)系統(tǒng)的保密性而在VLR內(nèi)分配的臨時(shí)用戶內(nèi)分配的臨時(shí)用戶識(shí)別。識(shí)別。 在某一在某一VLR區(qū)域內(nèi)，區(qū)域內(nèi)，TMSI與與IMSI唯一對(duì)應(yīng)。唯一對(duì)應(yīng)。（5）位置區(qū)識(shí)別碼（）位置區(qū)識(shí)別碼（LAI：Location Area Identification） LAI用于移動(dòng)用戶的位置更新。用于移動(dòng)用戶的位置更新。（6）全球小區(qū)識(shí)別（）全球小區(qū)識(shí)別（CGI：Cell Global Identification） CGI是所有是所有GSM中小區(qū)的唯一標(biāo)識(shí)，它由位置區(qū)識(shí)別中小區(qū)的唯一標(biāo)識(shí)，它由位置區(qū)識(shí)別LAI加上小區(qū)識(shí)別加上小區(qū)

35、識(shí)別CI構(gòu)成。即構(gòu)成。即CGI=LAI+CI。（7）基站識(shí)別碼（）基站識(shí)別碼（BSIC：Base Station Identity Code） 基站識(shí)別碼（基站識(shí)別碼（BSIC）用于識(shí)別相鄰的、采用相同載頻）用于識(shí)別相鄰的、采用相同載頻的、不同基站收發(fā)信臺(tái)（的、不同基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）。）。 l 移動(dòng)移動(dòng)性管理的目的性管理的目的 確定確定MS當(dāng)前位置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前位置，實(shí)現(xiàn)MS與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的最佳狀與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的最佳狀態(tài)。態(tài)。l移動(dòng)性移動(dòng)性管理分類（管理分類（根據(jù)根據(jù)MS當(dāng)前狀態(tài)）當(dāng)前狀態(tài)）漫游管理：針對(duì)空閑模式用戶漫游管理：針對(duì)空閑模式用戶切換管理：針對(duì)正在通信的用戶切換管理：針對(duì)正在通信的用戶GS

36、M系統(tǒng)的移動(dòng)性管理系統(tǒng)的移動(dòng)性管理問題問題： 處于處于空閑模式的空閑模式的MS如何確定其位置？如何確定其位置？漫游漫游： 空閑空閑模式用戶改變與小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的狀態(tài)。模式用戶改變與小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的狀態(tài)。位置更新概念位置更新概念： 在在漫游期間改變位置區(qū)，以及與新的位置區(qū)的確認(rèn)漫游期間改變位置區(qū)，以及與新的位置區(qū)的確認(rèn)過程。過程。位置位置更新主要內(nèi)容：更新主要內(nèi)容： 常規(guī)位置更新常規(guī)位置更新 IMSI分離分離/附著附著 周期性位置登記周期性位置登記GSM系統(tǒng)的移動(dòng)性管理系統(tǒng)的移動(dòng)性管理l漫游管理漫游管理l 常規(guī)常規(guī)位置更新位置更新 指移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)位置區(qū)移動(dòng)到另一位置區(qū)時(shí)進(jìn)行的位置更指移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)

37、位置區(qū)移動(dòng)到另一位置區(qū)時(shí)進(jìn)行的位置更新過程。新過程。 GSM系統(tǒng)各小區(qū)均通過系統(tǒng)消息向位于該小區(qū)內(nèi)的所有移系統(tǒng)各小區(qū)均通過系統(tǒng)消息向位于該小區(qū)內(nèi)的所有移動(dòng)用戶發(fā)送該小區(qū)所屬的位置區(qū)識(shí)別碼（動(dòng)用戶發(fā)送該小區(qū)所屬的位置區(qū)識(shí)別碼（LAI） 移動(dòng)臺(tái)收到該小區(qū)的移動(dòng)臺(tái)收到該小區(qū)的LAI消息并與其消息并與其SIM卡中存儲(chǔ)的卡中存儲(chǔ)的LAI進(jìn)進(jìn)行比較。行比較。 如果兩個(gè)如果兩個(gè)LAI相同，則表示移動(dòng)臺(tái)無需進(jìn)行位置更新；當(dāng)移相同，則表示移動(dòng)臺(tái)無需進(jìn)行位置更新；當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)臺(tái)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)LAI不同時(shí)，說明移動(dòng)臺(tái)已移動(dòng)到新的位置區(qū)，不同時(shí)，說明移動(dòng)臺(tái)已移動(dòng)到新的位置區(qū)，此時(shí)移動(dòng)臺(tái)向此時(shí)移動(dòng)臺(tái)向MSC/VLR報(bào)告

38、其新的位置區(qū)信息，申請(qǐng)位置更報(bào)告其新的位置區(qū)信息，申請(qǐng)位置更新。新。 漫游管理漫游管理 MSC/VLR接收移動(dòng)臺(tái)的位置更新請(qǐng)求后，更新接收移動(dòng)臺(tái)的位置更新請(qǐng)求后，更新VLR中該移中該移動(dòng)用戶當(dāng)前所在位置區(qū)的信息。動(dòng)用戶當(dāng)前所在位置區(qū)的信息。 當(dāng)出現(xiàn)對(duì)該移動(dòng)用戶新的呼叫時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)對(duì)該移動(dòng)用戶新的呼叫時(shí)，MSC/VLR可將該呼叫準(zhǔn)可將該呼叫準(zhǔn)確地傳遞到移動(dòng)臺(tái)所在的新位置區(qū)，并在該位置區(qū)所屬的所有確地傳遞到移動(dòng)臺(tái)所在的新位置區(qū)，并在該位置區(qū)所屬的所有小區(qū)基站發(fā)起尋呼。小區(qū)基站發(fā)起尋呼。 漫游管理漫游管理l 常規(guī)位置更新常規(guī)位置更新當(dāng)移動(dòng)臺(tái)關(guān)機(jī)或移除當(dāng)移動(dòng)臺(tái)關(guān)機(jī)或移除SIM卡時(shí)，移動(dòng)臺(tái)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送卡時(shí)，

39、移動(dòng)臺(tái)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送IMSI分離操作消息，分離操作消息，MSC/VLR收到該消息后對(duì)收到該消息后對(duì)VLR中的中的IMSI進(jìn)行分離標(biāo)記。進(jìn)行分離標(biāo)記。 目的：避免無效尋呼，提高系統(tǒng)接通率。目的：避免無效尋呼，提高系統(tǒng)接通率。 漫游管理漫游管理lIMSI分離分離/附著附著 IMSI分離：也稱為關(guān)機(jī)登記分離：也稱為關(guān)機(jī)登記 IMSI附著：也稱為開機(jī)登記附著：也稱為開機(jī)登記當(dāng)移動(dòng)臺(tái)重新開機(jī)后，若此時(shí)移動(dòng)臺(tái)處于分離前相當(dāng)移動(dòng)臺(tái)重新開機(jī)后，若此時(shí)移動(dòng)臺(tái)處于分離前相同的位置區(qū)，則將同的位置區(qū)，則將MSC/VLR中中VLR的的IMSI做附著做附著標(biāo)記，可有效地向移動(dòng)用戶傳遞尋呼消息；若位置標(biāo)記，可有效地向移動(dòng)用戶

40、傳遞尋呼消息；若位置區(qū)已變，則需進(jìn)行新的常規(guī)位置更新。區(qū)已變，則需進(jìn)行新的常規(guī)位置更新。 移動(dòng)臺(tái)關(guān)機(jī)發(fā)送移動(dòng)臺(tái)關(guān)機(jī)發(fā)送“IMSI分離分離”的消息時(shí)，若因無線信令的消息時(shí)，若因無線信令鏈路質(zhì)量不好，鏈路質(zhì)量不好，MSC/VLR無法正確收到無法正確收到“IMSI分離分離”消消息，系統(tǒng)仍會(huì)認(rèn)為息，系統(tǒng)仍會(huì)認(rèn)為“IMSI附著附著” ，或者由于用戶移動(dòng)到，或者由于用戶移動(dòng)到無線覆蓋不良的地區(qū)，系統(tǒng)可能無法對(duì)用戶進(jìn)行有效的尋無線覆蓋不良的地區(qū)，系統(tǒng)可能無法對(duì)用戶進(jìn)行有效的尋呼。呼。 系統(tǒng)可通過廣播消息通知移動(dòng)臺(tái)按系統(tǒng)消息中指定的時(shí)系統(tǒng)可通過廣播消息通知移動(dòng)臺(tái)按系統(tǒng)消息中指定的時(shí)間周期進(jìn)行定期登記，例如要求

41、移動(dòng)臺(tái)間周期進(jìn)行定期登記，例如要求移動(dòng)臺(tái)30分鐘周期性登記分鐘周期性登記一次，若系統(tǒng)收不到周期登記信息，一次，若系統(tǒng)收不到周期登記信息，MSC/VLR即給移動(dòng)即給移動(dòng)臺(tái)做臺(tái)做“IMSI分離分離”標(biāo)記。標(biāo)記。 漫游管理漫游管理l周期性位置登記周期性位置登記l切換概念，也稱越切換概念，也稱越區(qū)切換區(qū)切換 在移動(dòng)臺(tái)通話過程中，不中斷通話而進(jìn)入新的服務(wù)小區(qū)并由在移動(dòng)臺(tái)通話過程中，不中斷通話而進(jìn)入新的服務(wù)小區(qū)并由之提供服務(wù)的過程稱為切換。之提供服務(wù)的過程稱為切換。l 切換依據(jù)切換依據(jù) 信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)強(qiáng)度、BSS負(fù)荷調(diào)整、來自負(fù)荷調(diào)整、來自O(shè)MC的請(qǐng)求等。的請(qǐng)求等。 切換管理切換管理 越區(qū)切換分類越區(qū)切換

42、分類分類依據(jù)：分類依據(jù)：建立新連接與中斷舊連接先后順序建立新連接與中斷舊連接先后順序l硬切換：硬切換：在新的連接建立前，先中斷舊的連接，如在新的連接建立前，先中斷舊的連接，如GSM系統(tǒng)。系統(tǒng)。l軟切換：軟切換：指既維持舊的連接，又同時(shí)建立新的連接；在指既維持舊的連接，又同時(shí)建立新的連接；在新的連接建立之后，中斷舊的連接，如新的連接建立之后，中斷舊的連接，如CDMA系統(tǒng)。系統(tǒng)。 越區(qū)切換分類越區(qū)切換分類分類依據(jù)：分類依據(jù)：切換前后小區(qū)關(guān)系切換前后小區(qū)關(guān)系l同一移動(dòng)交換中心（同一移動(dòng)交換中心（MSCMSC）內(nèi)的越區(qū)切換）內(nèi)的越區(qū)切換同一同一BSCBSC內(nèi)的切換內(nèi)的切換不同不同BTSBTS之間的切換

43、之間的切換同一同一BTSBTS內(nèi)不同扇區(qū)之間的切換內(nèi)不同扇區(qū)之間的切換不同不同BSCBSC之間的切換之間的切換l不同移動(dòng)交換中心（不同移動(dòng)交換中心（MSCMSC）之間的越區(qū)切換）之間的越區(qū)切換l切換切換準(zhǔn)則：切換觸發(fā)機(jī)制準(zhǔn)則：切換觸發(fā)機(jī)制 是否是否需執(zhí)行需執(zhí)行切換，何時(shí)執(zhí)行切換切換，何時(shí)執(zhí)行切換l切換目標(biāo)小區(qū)選擇及資源分配切換目標(biāo)小區(qū)選擇及資源分配 切換目標(biāo)小區(qū)選擇切換目標(biāo)小區(qū)選擇 多多因素綜合考慮：信道傳輸質(zhì)量、因素綜合考慮：信道傳輸質(zhì)量、小區(qū)資源（負(fù)載）、小區(qū)資源（負(fù)載）、業(yè)務(wù)需求、用戶移動(dòng)速率、通信費(fèi)用等業(yè)務(wù)需求、用戶移動(dòng)速率、通信費(fèi)用等。資源分配：資源預(yù)留機(jī)制資源分配：資源預(yù)留機(jī)制l切

44、換實(shí)現(xiàn)切換實(shí)現(xiàn) 如何實(shí)現(xiàn)切換？切換流程如何實(shí)現(xiàn)切換？切換流程 切換相關(guān)研究切換相關(guān)研究 切換策略的目標(biāo)切換策略的目標(biāo) l切換次數(shù)低，切換中斷概率低切換次數(shù)低，切換中斷概率低l切換時(shí)延小切換時(shí)延小l對(duì)新呼叫阻塞影響小（呼叫阻塞率）對(duì)新呼叫阻塞影響小（呼叫阻塞率）l小區(qū)間負(fù)載均衡小區(qū)間負(fù)載均衡l用戶業(yè)務(wù)性能提升用戶業(yè)務(wù)性能提升 越區(qū)切換準(zhǔn)則越區(qū)切換準(zhǔn)則 l決定何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換決定何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換l通常根據(jù)移動(dòng)臺(tái)處接收的平均信號(hào)強(qiáng)度，或信噪比、通常根據(jù)移動(dòng)臺(tái)處接收的平均信號(hào)強(qiáng)度，或信噪比、信干比、誤比特率等參數(shù)。信干比、誤比特率等參數(shù)。 越區(qū)切換準(zhǔn)則越區(qū)切換準(zhǔn)則 l相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則相對(duì)信號(hào)強(qiáng)

45、度準(zhǔn)則原理：原理：在任何時(shí)間都選擇具有最強(qiáng)接收信號(hào)的基站，如在任何時(shí)間都選擇具有最強(qiáng)接收信號(hào)的基站，如A點(diǎn)。點(diǎn)。若若，則選擇小區(qū)，則選擇小區(qū)1若若，則從小區(qū)，則從小區(qū)1切換至小區(qū)切換至小區(qū)2缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：在原基站信號(hào)強(qiáng)度仍滿足要求的情況下，會(huì)引發(fā)過在原基站信號(hào)強(qiáng)度仍滿足要求的情況下，會(huì)引發(fā)過多不必要的越區(qū)切換，特別在衰落信道下。多不必要的越區(qū)切換，特別在衰落信道下。 越區(qū)切換的準(zhǔn)則越區(qū)切換的準(zhǔn)則 越區(qū)切換準(zhǔn)則越區(qū)切換準(zhǔn)則 l具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則 實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)： （1 1）移動(dòng)用戶在當(dāng)前基站的信號(hào)足夠弱（低于某一門）移動(dòng)用戶在當(dāng)前基站的信號(hào)足夠弱（低于某一門限

46、），即：限），即： （2 2）新基站的信號(hào)強(qiáng)于本基站的信號(hào)，即：）新基站的信號(hào)強(qiáng)于本基站的信號(hào)，即： 僅當(dāng)僅當(dāng)（1 1）和（）和（2 2）同時(shí)滿足）同時(shí)滿足，才，才從小區(qū)從小區(qū)1切換至小區(qū)切換至小區(qū)2。 圖中，門限圖中，門限Th2Th2，B B點(diǎn)切換。點(diǎn)切換。難點(diǎn)難點(diǎn)選擇門限為關(guān)鍵。若門限過低，如選擇門限為關(guān)鍵。若門限過低，如Th3Th3，可能導(dǎo)致信號(hào)中斷。，可能導(dǎo)致信號(hào)中斷。 越區(qū)切換的準(zhǔn)則越區(qū)切換的準(zhǔn)則 越區(qū)切換準(zhǔn)則越區(qū)切換準(zhǔn)則 l具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則 原理：原理： 僅允許移動(dòng)用戶在新基站的信號(hào)強(qiáng)度比原基站信僅允許移動(dòng)用戶在新基站的信號(hào)強(qiáng)度比原基站信

47、號(hào)強(qiáng)很多（即大于滯后余量）的情況下切換。號(hào)強(qiáng)很多（即大于滯后余量）的情況下切換。 若若 ，則從小區(qū)，則從小區(qū)1 1切換至小區(qū)切換至小區(qū)2 2 C C點(diǎn)，點(diǎn)，h h為滯后余量。為滯后余量。l結(jié)合門限和滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則結(jié)合門限和滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則 同時(shí)滿足：同時(shí)滿足： 及及 越區(qū)切換準(zhǔn)則越區(qū)切換準(zhǔn)則 接收信號(hào)強(qiáng)度測量接收信號(hào)強(qiáng)度測量 由于信號(hào)有衰落，需取窗口，可對(duì)一段由于信號(hào)有衰落，需取窗口，可對(duì)一段時(shí)間內(nèi)的信號(hào)求平均值。時(shí)間內(nèi)的信號(hào)求平均值。窗口寬度越大，測量越準(zhǔn)確，平均后方窗口寬度越大，測量越準(zhǔn)確，平均后方差越小，但時(shí)延越大，掉話可能性越大。差越小，但時(shí)延越大，掉話可能性越大

48、。 越區(qū)切換控制越區(qū)切換控制 l控制方式主要包括三類：控制方式主要包括三類： 移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換 網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換移動(dòng)臺(tái)輔助網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換移動(dòng)臺(tái)輔助網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換 l實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)：移動(dòng)臺(tái)連續(xù)監(jiān)測當(dāng)前基站和幾個(gè)越區(qū)時(shí)的候選基站的移動(dòng)臺(tái)連續(xù)監(jiān)測當(dāng)前基站和幾個(gè)越區(qū)時(shí)的候選基站的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量。信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量。當(dāng)滿足某種越區(qū)切換準(zhǔn)則后，移動(dòng)臺(tái)選擇具有可用業(yè)當(dāng)滿足某種越區(qū)切換準(zhǔn)則后，移動(dòng)臺(tái)選擇具有可用業(yè)務(wù)信道的最佳候選基站，并發(fā)送越區(qū)切換請(qǐng)求。務(wù)信道的最佳候選基站，并發(fā)送越區(qū)切換請(qǐng)求。l應(yīng)用：應(yīng)用：DECT等小系統(tǒng)采

49、用，在大系統(tǒng)中容易引起切換沖突。等小系統(tǒng)采用，在大系統(tǒng)中容易引起切換沖突。DECT：數(shù)字增強(qiáng)無繩通信系統(tǒng)（：數(shù)字增強(qiáng)無繩通信系統(tǒng)（Digital Enhanced Cordless Telecommunications)網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換l實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)：基站監(jiān)測來自移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量；基站監(jiān)測來自移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量；當(dāng)信號(hào)低于某個(gè)門限后，網(wǎng)絡(luò)安排用戶向另一個(gè)基站當(dāng)信號(hào)低于某個(gè)門限后，網(wǎng)絡(luò)安排用戶向另一個(gè)基站的越區(qū)切換。的越區(qū)切換。l缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：切換時(shí)間長，切換中斷率較高。切換時(shí)間長，切換中斷率較高。l應(yīng)用：應(yīng)用：第一代模擬系統(tǒng)采用此方法第一代模擬系統(tǒng)采用此方法切換時(shí)間長

50、，可達(dá)切換時(shí)間長，可達(dá)10s。 移動(dòng)臺(tái)輔助網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換移動(dòng)臺(tái)輔助網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換l實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)：（1 1）網(wǎng)絡(luò)要求移動(dòng)臺(tái)測量其周圍基站的信號(hào)）網(wǎng)絡(luò)要求移動(dòng)臺(tái)測量其周圍基站的信號(hào)并把結(jié)果報(bào)告給舊基站并把結(jié)果報(bào)告給舊基站（2 2）網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測試結(jié)果決定何時(shí)進(jìn)行越區(qū)切）網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測試結(jié)果決定何時(shí)進(jìn)行越區(qū)切換以及切換到哪一個(gè)基站。換以及切換到哪一個(gè)基站。l應(yīng)用：應(yīng)用：第二代系統(tǒng)第二代系統(tǒng)GSMGSM、3G3G、4G4G均采用此方法。均采用此方法。l特點(diǎn)：特點(diǎn)：時(shí)間快，切換過程時(shí)間快，切換過程1s-2s 1s-2s ，信號(hào)中斷，信號(hào)中斷1s1s。 l切換切換過程：過程：舊舊BSC將切換請(qǐng)求及切換目的小

51、區(qū)標(biāo)識(shí)一起發(fā)給將切換請(qǐng)求及切換目的小區(qū)標(biāo)識(shí)一起發(fā)給MSC。MSC判斷目標(biāo)判斷目標(biāo)BTS的的BSC，并向新，并向新BSC發(fā)送切換請(qǐng)求。發(fā)送切換請(qǐng)求。新新BSC預(yù)訂目標(biāo)預(yù)訂目標(biāo)BTS一個(gè)業(yè)務(wù)信道。一個(gè)業(yè)務(wù)信道。新新BSC將包含頻率、時(shí)隙及發(fā)射功率的參數(shù)通過將包含頻率、時(shí)隙及發(fā)射功率的參數(shù)通過MSC、舊、舊BSC和舊和舊BTS傳到傳到MS。MS在新頻率上發(fā)送接入突發(fā)脈沖。在新頻率上發(fā)送接入突發(fā)脈沖。新新BTS收到此脈沖后，回送信息至收到此脈沖后，回送信息至MS。MS發(fā)送切換成功信息，該消息通過新發(fā)送切換成功信息，該消息通過新BSC傳至傳至MSC。MSC命令舊命令舊BSC釋放業(yè)務(wù)信道。釋放業(yè)務(wù)信道。舊

52、舊BSC轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)MSC命令至舊命令至舊BTS并執(zhí)行信道釋放。并執(zhí)行信道釋放。 切換管理切換管理 由相同由相同MSC、不同、不同BSC控制的小區(qū)間的切換控制的小區(qū)間的切換 切換管理切換管理lGSM所提供用戶業(yè)務(wù)：所提供用戶業(yè)務(wù)：電話電話業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（包括傳真移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（包括傳真、網(wǎng)頁瀏覽等）、短、網(wǎng)頁瀏覽等）、短信息業(yè)務(wù)等。信息業(yè)務(wù)等。 GSM系統(tǒng)的通信管理系統(tǒng)的通信管理GSM網(wǎng)絡(luò)如何實(shí)現(xiàn)通信？網(wǎng)絡(luò)如何實(shí)現(xiàn)通信？GSM網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)MSC/VLR、HLR等均有一個(gè)自己等均有一個(gè)自己的的ID如中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，如中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，HLR ID一般為一個(gè)普通的手機(jī)號(hào)一般為一個(gè)普通的手機(jī)號(hào)

53、碼格式，如碼格式，如8613901000001。MSC/VLR ID一般為一個(gè)一般為一個(gè)8位手機(jī)號(hào)碼的格式，如位手機(jī)號(hào)碼的格式，如8613443562。GSM通話建立流程（通話建立流程（1） （1）主叫）主叫MS撥被叫號(hào)，通過空中接口向基站撥被叫號(hào)，通過空中接口向基站BSS請(qǐng)請(qǐng)求隨機(jī)接入信道，隨后與求隨機(jī)接入信道，隨后與MSC/VLR建立信令連接。建立信令連接。（2）主叫）主叫MSC根據(jù)被叫號(hào)碼找到被叫根據(jù)被叫號(hào)碼找到被叫HLR；（3）被叫）被叫HLR向被叫當(dāng)前所在向被叫當(dāng)前所在MSC/VLR請(qǐng)求漫游請(qǐng)求漫游號(hào)碼號(hào)碼（4）被叫所在）被叫所在MSC/VLR給被叫給被叫MS分配一個(gè)漫游號(hào)分配一個(gè)漫

54、游號(hào)碼 ： 通 常 為 以碼 ： 通 常 為 以 V L R I D 開 頭 的 手 機(jī) 號(hào) 碼 ， 如開 頭 的 手 機(jī) 號(hào) 碼 ， 如8613443562 999。（5）被叫）被叫HLR將此號(hào)碼回復(fù)給主叫將此號(hào)碼回復(fù)給主叫MSC。（6）主叫）主叫MSC根據(jù)該漫游號(hào)碼找到被叫根據(jù)該漫游號(hào)碼找到被叫MSC，建，建立通話，并向被叫用戶振鈴。立通話，并向被叫用戶振鈴。（7）主叫）主叫MSC經(jīng)基站向主叫經(jīng)基站向主叫MS回送呼叫證實(shí)信號(hào)?；厮秃艚凶C實(shí)信號(hào)。（8） 被叫摘機(jī)應(yīng)答。被叫摘機(jī)應(yīng)答。（9）主叫）主叫BSS向向MS發(fā)應(yīng)答（連接）信號(hào)，發(fā)應(yīng)答（連接）信號(hào)， 進(jìn)入通進(jìn)入通話階段。話階段。 GSM系統(tǒng)

55、的通信管理（系統(tǒng)的通信管理（2） 固話連接示意圖固話連接示意圖 GSM系統(tǒng)語音通信連接建立系統(tǒng)語音通信連接建立 分組交換概述分組交換概述l分組生成分組生成數(shù)據(jù)被分成一定數(shù)據(jù)被分成一定長度長度的的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包（分組）包（分組）每個(gè)包中包括一個(gè)分組頭（其中的地址標(biāo)志指明該分每個(gè)包中包括一個(gè)分組頭（其中的地址標(biāo)志指明該分組發(fā)往何處）和用戶數(shù)據(jù)。組發(fā)往何處）和用戶數(shù)據(jù)。l分組傳輸分組傳輸/轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)分組分組到達(dá)到達(dá)路由器路由器時(shí)，根據(jù)分組頭中的信息（如目的地時(shí)，根據(jù)分組頭中的信息（如目的地址），尋找一個(gè)可用的址），尋找一個(gè)可用的信道信道資源將該資源將該分組分組報(bào)發(fā)送出去。報(bào)發(fā)送出去。l特點(diǎn)特點(diǎn)數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)

56、傳送之前不需要預(yù)先分配之前不需要預(yù)先分配信道信道，建立連接。，建立連接。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方與信道與信道之間沒有固定的占用關(guān)系之間沒有固定的占用關(guān)系信道資源可以看作是由所有用戶共享使用信道資源可以看作是由所有用戶共享使用，可，可更好地更好地利用信道資源。利用信道資源。 分組交換原理圖分組交換原理圖lGPRS的概念的概念 GPRS：“通用分組無線業(yè)務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)”General Packet Radio Service 在在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加硬件設(shè)備和軟件升級(jí)，形成一網(wǎng)絡(luò)上增加硬件設(shè)備和軟件升級(jí)，形成一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體。個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體。 GPRS技術(shù)技術(shù)lGPRS的特點(diǎn)的

57、特點(diǎn)（1）GPRS的目的：提供較高速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。的目的：提供較高速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 GPRS是是GSM向向3G系統(tǒng)演進(jìn)的重要步驟，故稱為系統(tǒng)演進(jìn)的重要步驟，故稱為“2.5代技代技術(shù)術(shù)”。（2）GPRS采用分組交換方式，實(shí)際傳送或接收數(shù)據(jù)時(shí)才占用采用分組交換方式，實(shí)際傳送或接收數(shù)據(jù)時(shí)才占用無線資源。無線資源。 可按需分配業(yè)務(wù)信道；實(shí)現(xiàn)多時(shí)隙捆綁，提高信道利用率和可按需分配業(yè)務(wù)信道；實(shí)現(xiàn)多時(shí)隙捆綁，提高信道利用率和傳輸速率。傳輸速率。（3）根據(jù)用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量計(jì)費(fèi)。）根據(jù)用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量計(jì)費(fèi)。（4）數(shù)據(jù)傳輸與話音傳輸可同時(shí)進(jìn)行或切換進(jìn)行的優(yōu)勢。）數(shù)據(jù)傳輸與話音傳輸可同時(shí)進(jìn)行或切換進(jìn)行的優(yōu)勢

58、。 GPRS技術(shù)技術(shù)GPRSGPRS在在GSMGSM網(wǎng)絡(luò)中引入三種邏輯網(wǎng)絡(luò)實(shí)體：網(wǎng)絡(luò)中引入三種邏輯網(wǎng)絡(luò)實(shí)體： 服務(wù)服務(wù)GPRSGPRS支持節(jié)點(diǎn)（支持節(jié)點(diǎn)（SGSNSGSN，Serving GPRS Serving GPRS Support Node Support Node ） 網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSNGGSN，Gateway GPRS Support Gateway GPRS Support Node Node ） 分組控制單元（分組控制單元（PCUPCU，Packet Control UnitPacket Control Unit） GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

59、結(jié)構(gòu) GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)l接口及功能接口及功能通過通過GbGb接口與接口與BSCBSC連接，或通過連接，或通過Iu-PSIu-PS接口接口與與UTRANUTRAN網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)RNCRNC連接，進(jìn)行移動(dòng)數(shù)據(jù)的管理，如用戶身份識(shí)別，連接，進(jìn)行移動(dòng)數(shù)據(jù)的管理，如用戶身份識(shí)別，加密，壓縮等功能加密，壓縮等功能；通過通過GrGr接口與接口與HLRHLR相連，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)庫的訪問及接入相連，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)庫的訪問及接入控制；控制；通過通過GsGs接口接口與與MSCMSC連接以支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和電路業(yè)務(wù)的協(xié)連接以支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和電路業(yè)務(wù)的協(xié)同工作（節(jié)省空口信令）同工作（節(jié)省空口信令）；通過

60、通過GdGd接口接口與與SMS-GMSCSMS-GMSC連接以支持通過連接以支持通過SGSNSGSN進(jìn)行短信進(jìn)行短信收發(fā)等功能收發(fā)等功能；通過通過GnGn接口與接口與GGSNGGSN，以及同一，以及同一PLMNPLMN的的SGSNSGSN相連，提供相連，提供IPIP數(shù)據(jù)包到無線單元之間的傳輸通路和協(xié)議變換等功數(shù)據(jù)包到無線單元之間的傳輸通路和協(xié)議變換等功能能。 SGSN（服務(wù)服務(wù)GPRSGPRS支持節(jié)點(diǎn)）支持節(jié)點(diǎn)） SGSN功能（功能（1 1）l用戶數(shù)據(jù)管理：用戶數(shù)據(jù)管理： SGSN與與HLR網(wǎng)元相連接，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)庫的訪問及用戶網(wǎng)元相連接，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)庫的訪問及用戶接入控制。接入控制。l移動(dòng)性