第14章移動網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成

1、第14章移動網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成（給個全網(wǎng)組成示意圖及簡單工作過程：前志專業(yè)英語有此圖）內(nèi)容：基于前面的移動通信系統(tǒng)中的物理層相關(guān)技術(shù)，介紹移動通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)層與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃層。包括，n 移動網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成；n 運(yùn)營與資源管理；n 移動網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計與優(yōu)化。本章內(nèi)容：移動網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成，其主要內(nèi)容有：Ø 移動網(wǎng)絡(luò)的概念與特點(diǎn)，Ø 從GSMGPRS至WCDMA網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)及從IS-95至CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)?；揪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動通信的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。示意圖 基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)工作原理：基站通過傳輸鏈路和交換機(jī)相連，交換機(jī)再與固定的電信網(wǎng)絡(luò)相連，這樣就可形成移動用戶ß

2、;à基站ßà交換機(jī)ßà固定網(wǎng)絡(luò)ßà固定用戶或移動用戶ßà基站ßà交換機(jī)ßà基站ßà移動用戶等不同情況的通信鏈路。鏈路構(gòu)成：有線鏈路：基站與交換機(jī)之間、交換機(jī)與固定網(wǎng)絡(luò)之間可采用有線鏈路(如光纖、同軸電纜、雙絞線等)，無線鏈路：如微波鏈路、毫米波鏈路等。大范圍通信考慮：多服務(wù)區(qū)結(jié)構(gòu)：Ø 移動通信網(wǎng)：分為若干個服務(wù)區(qū)Ø 服務(wù)區(qū)：分為若干個MSC區(qū)Ø MSC區(qū)：若干個位置區(qū)Ø 位置區(qū)：若干個基站小區(qū)Ø

3、基站小區(qū)。stop說明：在蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)中，為便于網(wǎng)絡(luò)組織，將一個移動通信網(wǎng)分為若干個服務(wù)區(qū)，每個服務(wù)區(qū)又分為若干個MSC區(qū)，每個MSC區(qū)又分為若干個位置區(qū)，每個位置區(qū)由若干個基站小區(qū)組成。一個移動通信網(wǎng)由多少個服務(wù)區(qū)或多少個MSC區(qū)組成。這取決于移動通信網(wǎng)所覆蓋地域的用戶密度和地形地貌等。多個服務(wù)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):如下圖所示。每個MSC(包括移動電話端局和移動匯接局)要與本地的市話匯接局、本地長途電話交換中心相連。MSC之間需互連互通才可以構(gòu)成一個功能完善的網(wǎng)絡(luò)。示意圖 多服務(wù)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研判讀出圖上服務(wù)區(qū)范圍=？14.1移動網(wǎng)絡(luò)的概念與特點(diǎn) 14.1.1 引言現(xiàn)代電信網(wǎng)：一般是指全局性核心、干線

4、網(wǎng)絡(luò)，其最大特性是靜態(tài)固定的網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代電信網(wǎng)PSTN一般是由陸地干線包含光纜、電纜、微波接力、衛(wèi)星等構(gòu)成全國、全地區(qū)的核心干線網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代通信網(wǎng)的組成元素：由下列4個部分組成。 (1)終端機(jī)：其主要功能是將待傳送的信息轉(zhuǎn)換成電信號并送入網(wǎng)內(nèi)，同時從網(wǎng)上提取所需的信息。如電話機(jī)、手機(jī)、傳真機(jī)、數(shù)傳機(jī)、視頻終端攝像機(jī)與顯示器等。 (2)信道：它是載荷信息的信號所傳送的通道，它主要包含固體介質(zhì)的傳輸線、電纜、光纜；空氣介質(zhì)的無線信道等。從特性上可以分為恒參量的非時變信道與變參量的時變信道(給個定義或舉例子？)，移動信道屬于后者。 (3)變換設(shè)施：要將簡單的點(diǎn)對點(diǎn)的通信組成多點(diǎn)對多點(diǎn)的通信網(wǎng)就必須有交換

5、設(shè)備。比如，電話網(wǎng)是通過電路交換轉(zhuǎn)接的交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)的；數(shù)據(jù)網(wǎng)可以采用電路轉(zhuǎn)接的交換機(jī)，但是效率更高則是采用分組信息包轉(zhuǎn)接即包交換方式；在移動通信中，還采用一種無需將信息送至轉(zhuǎn)接站或交換點(diǎn)上進(jìn)行交換，而是利用用戶的地址信息直接送至線路或傳輸鏈路進(jìn)行交換的技術(shù)，一般稱它為多址接入技術(shù)(給個定義或舉例子？)。(4)信令與協(xié)議：構(gòu)成一個完整的通信網(wǎng)，除了上述的信道及終端與交換的硬件設(shè)備以外，還必須有與硬件相應(yīng)配套的軟件。也就是說，僅有硬件設(shè)備還不能在通信網(wǎng)內(nèi)高效地互相交換信息，尤其是對自動化程度高、使用的環(huán)境條件(信源、業(yè)務(wù)、信道、用戶等方面)復(fù)雜時，必須要有一些規(guī)范性的約定。它在電話網(wǎng)中稱為信令，而

6、在計算機(jī)與數(shù)據(jù)網(wǎng)中則被稱為協(xié)議。其實(shí)它就是網(wǎng)內(nèi)使用的專用“語言”，用來協(xié)調(diào)網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)間運(yùn)行以達(dá)到互通互控的目的。Tell short here 移動通信網(wǎng)：相對于PSTN網(wǎng)，它屬于接入網(wǎng)，即是核心網(wǎng)外圍面向移動用戶的接入網(wǎng)絡(luò)。移動通信網(wǎng)與靜態(tài)的PSTN網(wǎng)的區(qū)別：n 其網(wǎng)絡(luò)配置是動態(tài)的。比如在電話通信時，手機(jī)是隨著用戶不斷地動態(tài)移動，傳輸鏈路則是通過呼叫臨時動態(tài)搭建，用戶間的信息交換則主要通過不同方式的動態(tài)多址接入方式進(jìn)行交換?？梢?，在移動通信網(wǎng)中，一切都是動態(tài)的。n 動態(tài)移動的處理方式：ü 在移動通信網(wǎng)中，小范圍的動態(tài)移動可以通過移動蜂窩式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的小區(qū)覆蓋連接，并利用小區(qū)蜂窩網(wǎng)間

7、的切換實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)動態(tài)的不間斷通信。ü 用戶在大范圍動態(tài)移動，則通過移動蜂窩網(wǎng)的用戶實(shí)時重新配置，實(shí)現(xiàn)在不同覆蓋區(qū)間的漫游和自動的越區(qū)切換。n 資源的使用：移動網(wǎng)中，帶寬與功率都受到明顯的嚴(yán)格限制。而固定網(wǎng)使用的資源，如最典型的帶寬，是可以通過增加設(shè)備而不斷增大的，亦即可通過增加光纖線數(shù)量和電纜芯線而增大。14.1.2信令與協(xié)議信令與協(xié)議:網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一使用的通信規(guī)程和專用語言，用它來協(xié)調(diào)網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)間的正常運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)互通、互控的目的。1.通信信令(simple tell)移動通信的通信信令:在語音通信中，人們將統(tǒng)一使用的通信規(guī)程和專用語言稱為信令，在移動通信的語音通信中，也與固網(wǎng)中一樣,使

8、用這些信令。移動通信中的其它信信令：l 尋址信令：手機(jī)撥號就是產(chǎn)生一種尋址信令，要求連接到目的用戶，l 振鈴：是識別對方呼叫的信令，l 發(fā)送鍵和結(jié)束鍵：分別給出開始尋呼和通話結(jié)束的信令。l 電話信令主要包括用戶線信令和中繼線信令兩大類型。其中，Ø 用戶線信令主要包括主叫端到交換局和交換局到被叫端之間的信號規(guī)范。最常 用的有摘機(jī)、撥號音、忙音、撥號、振鈴、掛機(jī)等。Ø 中繼線信令是交換局之間聯(lián)系的語言，也稱為局間信令，其信號形式隨中繼線類型而異。最常用的有起動、準(zhǔn)備好、地址、應(yīng)答、通話、話終止、拆線、復(fù)原等。方式演變：n 隨路信令: 語音與信令同時共用一個傳輸信道，即帶內(nèi)傳輸。

9、為第一代模擬移動通信時期使用。no tell:時間為20世紀(jì)80年代初期。由于信令速率遠(yuǎn)低于語音，而且當(dāng)此信道不通話時，為了隨時呼叫還必須保證信令通信而占用該信道，從而大大降低了信道的利用率。同時，還必須不斷處理(不是同時)信令和用戶數(shù)據(jù)。一個典型的隨路電話信令原理性示例如圖14.1所示，它描述電話信號從呼叫開始到拆線為止的情況。n 公共信道信令CCS系統(tǒng)：CCS是一種數(shù)字通信技術(shù)，它將同一信道中的用戶數(shù)據(jù)(含語音和數(shù)據(jù))和控制用的信令等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分離開來，讓CCS占用一個獨(dú)立的信道與用戶數(shù)據(jù)信息同時傳送。為第二代移動通信網(wǎng)絡(luò)中使用。用來在用戶與基站、基站與MSC及MSC之間傳遞用戶數(shù)據(jù)信息和信

10、令控制信息(時間是20世紀(jì)80年代。電信網(wǎng)PSTN和移動電話網(wǎng)開始使用公共信道信令CCS系統(tǒng)。顯然，CCS是一種帶外信令傳送技術(shù)，因此，它支持的信令速率不再受到語音帶寬的限制，它可以將很多用戶信道控制信令及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集中起來以允許更高的傳輸速率，即從每秒56Kbps一直到數(shù)兆比特。圖14.1電話信令原理示例圖Stop tell2.七號信令SS7SS7來源于CCITT(ITU-T的前身)基于公共信道信令標(biāo)準(zhǔn)CCS No.6開發(fā)的帶外信令系統(tǒng)，后來又沿著ISO 7層體系結(jié)構(gòu)思路發(fā)展，如圖14.2所示。其中，OMAP為操作維護(hù)和管理部分，ASEs為業(yè)務(wù)應(yīng)用單元。圖14.2 SS7協(xié)議結(jié)構(gòu)及OSI模型對

11、照應(yīng)用情況：第二代移動通信系統(tǒng)中，GSM與IS-95的IS-41均使用SS7規(guī)定的信令協(xié)議，SS7是在網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間傳送控制信息的信令系統(tǒng)。信令連接控制部分SCCP和消息傳遞部分MTP用在GSM的A接口及IS-95的相應(yīng)A接口。GSM和IS-95的移動應(yīng)用部分MAP協(xié)議采用事務(wù)處理部分TCAP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制。SS7的ISDN用戶部分ISUP包含從ISDN標(biāo)準(zhǔn)承載的消息，如GSM的呼叫相關(guān)信令采用ISUP連接至外部網(wǎng)絡(luò)。(可補(bǔ)充SS7、GSM、IS-95的信令、接口等，經(jīng)便直觀理解或說明？)3.移動應(yīng)用協(xié)議MAP:它是專門用于移動通信網(wǎng)如GSM與IS-41等的協(xié)議。GSM與IS-95均定義了相應(yīng)的M

12、AP協(xié)議，而MAP又定義了交換機(jī)MSC與數(shù)據(jù)庫HLR、VLR之間的應(yīng)用協(xié)議，以支持呼叫管理、短消息傳送、位置管理、安全管理、無線資源管理和移動設(shè)備管理等一系列功能。從原理和功能上看，GSM與IS-95各自定義的MAP是完全類似的，然而在具體實(shí)現(xiàn)和協(xié)議方式上有所不同。4. WAP協(xié)議(Wireless Application Protoc01):即無線應(yīng)用協(xié)議，也有人稱它為無線因特網(wǎng)協(xié)議，它是開發(fā)在移動網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)類似于因特網(wǎng)應(yīng)用的一系列規(guī)范的組合，即提供從無線網(wǎng)絡(luò)接入到因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。WAP的特點(diǎn)：Ø WAP是針對無線與移動的特殊環(huán)境：傳輸帶寬窄，傳輸環(huán)境延時大，終端體積、重量小，屏幕小

13、，存儲能力有限，處理能力有限等一系列特點(diǎn)，改造、開發(fā)的專用適合于無線應(yīng)用的協(xié)議。Ø WAP是對現(xiàn)有的因特網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行改造和優(yōu)化，比如，使用高壓縮比的二進(jìn)制格式傳輸數(shù)據(jù)，以適應(yīng)無線與移動環(huán)境下較大的響應(yīng)時延和傳輸帶寬窄的特點(diǎn)。Ø WAP會話層協(xié)議可以處理用戶區(qū)不連續(xù)的覆蓋問題，在承載層傳輸質(zhì)量達(dá)不到要求時，可以先將會話暫時掛起，并在適當(dāng)時機(jī)自動恢復(fù)。Ø 在顯示網(wǎng)頁內(nèi)容及網(wǎng)頁切換上，WAP定義了一種新的網(wǎng)頁標(biāo)記語言WML，即無線標(biāo)記語言，它類似于因特網(wǎng)中的HTML，它可以在移動終端的微瀏覽器上提供簡單文本瀏覽、數(shù)據(jù)輸入、圖像和表格呈現(xiàn)等功能；簡化了復(fù)雜度，適合于手機(jī)操作

14、。Ø WAP協(xié)議用無線傳輸安全層代替因特網(wǎng)上的傳輸安全層TSL的安全協(xié)議，它根據(jù)無線與移動通信的特點(diǎn)，如傳輸距離長、帶寬窄，增加了一些新的特性，比如對數(shù)據(jù)報的支持、對握手協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化、動態(tài)密鑰刷新等。WAP通信協(xié)議基本結(jié)構(gòu)與WWW協(xié)議對照：如圖14。6所示。圖14.6 WAP協(xié)議結(jié)構(gòu)及與WWW協(xié)議比較圖14.6中，對于WAP協(xié)議WAE：Wireless Application Environment，WSP：Wireless Session Protocol，WTP：Wireless Transaction Protocol，WTLS：Wireless Transaction Lay

15、er Security；對于WWW協(xié)議HTTP：Hyper Text Transport Protocol；HTML：HyperText Markup Language，TLS-SSL：Transport Layer Security-Secure Socket Layer。Ø WAP協(xié)議定義了從承載層到應(yīng)用層的各層協(xié)議之間進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)接口，每層協(xié)議均完成一定的功能，底層協(xié)議通過標(biāo)準(zhǔn)接口向上層協(xié)議提供服務(wù)。其它的服務(wù)或應(yīng)用程序也可以通過對該接口的調(diào)用來使用該層協(xié)議提供的服務(wù)。Ø WAP協(xié)議可支持任何符合WAP標(biāo)準(zhǔn)的微瀏覽器的移動終端，如手機(jī)、PDA等。WAP協(xié)議可支持現(xiàn)有

16、任何移動網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，如GSMGPRS、CDMA、PHS（定義=Personal Handy Phone System？）、IS-136及第三代的IMT-2000（用于何系統(tǒng)？）。既支持電路交換，也支持分組交換。WAP還支持多種輸入終端，如鍵盤、手寫板、觸摸屏和筆等。Ø WAP協(xié)議與因特網(wǎng)的WWW(World Wide Web)協(xié)議極為相似，實(shí)際上在制定WAP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)時，人們有意識地盡量保留了WWW協(xié)議中的可用部分，而對不適用無線與移動的部分做了修改、增添與優(yōu)化，這樣可以保持兩者的兼容性。對WWW比較熟悉者更易于掌握WAP。 一個典型的WAP網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)如圖14.7所示。圖14.7 WA

17、P網(wǎng)絡(luò)模型（圖中wml、HTML可舉代碼例？）工作過程：若Web服務(wù)器內(nèi)存放內(nèi)容是WAP格式，即用WML或WML Script編寫的，這時網(wǎng)關(guān)可將它直接編碼為二進(jìn)制格式后發(fā)送給用戶。若Web服務(wù)器提供的內(nèi)容為WWW格式，即用HTML或者Java Script編寫的，則首先要通過一個HTML過濾器將WWW格式消息轉(zhuǎn)化為WAP格式，然后再通過WAP網(wǎng)關(guān)將它編碼為二進(jìn)制格式發(fā)送給用戶。WAP網(wǎng)關(guān)的主要功能有兩個：ü 進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換：即將微瀏覽器發(fā)送來的WAP格式翻譯成WWW可以理解的格式；ü 進(jìn)行消息編碼譯碼：即將服務(wù)器響應(yīng)的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為較緊湊的二進(jìn)制格式，以提高在無線、移動網(wǎng)上的傳

18、輸效率。ü 其它功能：比如，將來自Web服務(wù)器上數(shù)據(jù)聚合起來并緩存一些常用信息，以減少移動設(shè)備的應(yīng)答時間，以及提供與用戶數(shù)據(jù)庫的接口，為用戶動態(tài)定制WML頁面等。HTML過濾器主要是將WWW格式的消息轉(zhuǎn)化為WAP格式，可以使現(xiàn)有因特網(wǎng)上的內(nèi)容直接被WAP用戶瀏覽。但是現(xiàn)有過濾器只能實(shí)現(xiàn)有限轉(zhuǎn)換功能，這樣復(fù)雜的HTML網(wǎng)頁轉(zhuǎn)換結(jié)果很難使用戶滿意；手機(jī)用戶很難從中找到自己有用的信息。WTA(Wireless Telephone Application)即無線電話業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器，它可直接響應(yīng)用戶請求，提供電話呼叫等傳統(tǒng)電話網(wǎng)上的服務(wù)。Simple tell14.1.3路由與交換1.無線網(wǎng)絡(luò)

19、中的業(yè)務(wù)路由選擇網(wǎng)絡(luò)常用的路由選擇機(jī)制有兩種:(1)面向連接的選擇機(jī)制，又稱為虛電路路由選擇機(jī)制。它在整個傳輸過程中，通信路由是不改變的。亦即當(dāng)呼叫建立以后，網(wǎng)絡(luò)資源將被信源和信宿獨(dú)占，由于傳輸線路的固定，到達(dá)信宿的消息順序與傳輸順序完全一樣。為了保證傳輸可靠性，面向連接業(yè)務(wù)主要依靠信道編碼技術(shù)。(2)虛連接選擇機(jī)制，又稱為數(shù)據(jù)包選擇機(jī)制。其路由選擇不用建立一個固定的連接，而采用分組(包)交換方式，即由若干個數(shù)據(jù)包組成一個消息，而每個數(shù)據(jù)包則獨(dú)立選擇路由，因此，一個消息中的若干個數(shù)據(jù)包可能是經(jīng)不同的路由傳輸，且所用的時間也不相等。這時數(shù)據(jù)包也不需要按發(fā)送順序到達(dá)接收端，但是在接收端，要按發(fā)送順

20、序重新排序。由于路由不同，各個數(shù)據(jù)包亦可能因故障或超過時延而被丟棄。虛連接路由選擇可以避免重新傳送整個消息，但是每個數(shù)據(jù)包需要附加更多的信頭，包含信源信宿地址、路由信息及用于接收端排序的信息。虛連接路由也無需在呼叫開始時進(jìn)行呼叫建立，且每個消息突發(fā)是在網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立處理的。2.電路交換電路交換：就是把兩個用戶終端通過局站的交換機(jī)接通一條專用的通道，使它們之間能相互通信直至通信結(jié)束，而且只有在通信結(jié)束后，該信道才能供其它用戶終端使用。它提供的是面向連接的業(yè)務(wù)，最典型的是電話業(yè)務(wù)。移動通信的所屬類型：在移動通信中，基站和PSTN間的語音信道由移動交換中心MSC分配給特定的用戶，即用戶通過呼叫建立起信源

21、與信宿間的連接，這時無線信道已被移動用戶與MSC間的雙向通信所獨(dú)占，直至通信結(jié)束，因而它是通過電路交換實(shí)現(xiàn)面向連接的語音業(yè)務(wù)。 電路交換機(jī)在整個呼叫與通信過程中占用了一條固定的線路，它包括基站與移動用戶間的無線信道及MSC與PSTN間的獨(dú)占電話線路。在占用過程中，即使用戶可能越區(qū)切換至其它基站，也始終有一條向移動用戶提供服務(wù)的專用無線信道，甚至同時MSC也獨(dú)占一條至PSTN固定的全雙工的電話連接。 事實(shí)上，電路交換只適合于語音傳輸或者持續(xù)時間長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而對于突發(fā)而短暫的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，電路交換不大適用。3.分組交換分組交換：它將一個消息分解為若干個數(shù)據(jù)分組(包)，每個分組(包)由目的(宿)地址、

22、編號和各種控制比特等組成一個包頭，它有點(diǎn)像郵政信封按地址在各交換點(diǎn)轉(zhuǎn)接與交換。每份消息的各個分組(包)可以在同一路由上傳送，稱它為虛電路方式；也可以經(jīng)過不同路由傳送，稱它為虛連接或數(shù)據(jù)報，它可以在接收端收到后按發(fā)送編號重新組成這個消息。每個消息包可進(jìn)行差錯控制；接收端可以根據(jù)數(shù)據(jù)分組(包)的編號檢測信息包的丟失。下面主要介紹后一種的虛連接的數(shù)據(jù)報形式。典型分組數(shù)據(jù)格式如圖14.8所示。圖14.8典型分組數(shù)據(jù)格式圖 分組交換是無連接(或虛連接)業(yè)務(wù)中最常用的技術(shù)，它允許許多數(shù)據(jù)用戶與同一物理信道保護(hù)虛電路連接，用戶可隨時接入網(wǎng)中，無需通過呼叫建立專用的獨(dú)占線路。 與電路交換相比較，分組交換只有在

23、發(fā)送和接收信息包分組(包)時，信道才被占用，雖然每個分組(包)要占用一定比例的信息頭，但是它對突發(fā)性強(qiáng)的、較短的數(shù)據(jù)信息的傳輸仍具有更高的信道利用率。在數(shù)據(jù)傳輸中，采用分組交換的比較多，最主要的有：X25、幀中繼、ATM和IP；在移動通信中，有蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)CDPD（Cellular digital packet data）、通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS，以及CDMA2000 1X數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與CDMA2000 IX EV-DO等。移動通信中的交換技術(shù)：ü 蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)CDPD（全稱Cellular digital packet data）、ü 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS，&#

24、252; CDMA2000 1X數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)ü CDMA2000 IX EV-DO Can tell from here 14.1.4蜂窩式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)蜂窩式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的來由：20世紀(jì)70年代，美國貝爾實(shí)驗室提出了蜂窩網(wǎng)概念，使移動通信正式走向商用化。蜂窩式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解決的問題：移動通信網(wǎng)利用蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了頻率的空間復(fù)用，從而大大提高了系統(tǒng)的容量。蜂窩的概念也真正解決了公用移動通信系統(tǒng)要求容量大與有限的無線頻率資源之間的矛盾。應(yīng)用范圍：蜂窩網(wǎng)不僅成功地用于第一代模擬移動通信系統(tǒng)，第二代、第三代也繼續(xù)延用了蜂窩網(wǎng)的概念，并在原有基本蜂窩網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，如多層次的蜂窩網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。理想的

25、全向天線輻射的覆蓋區(qū)形狀：在理想的平面上應(yīng)該是以天線輻射源為中心的圓形。（給圖，理想的和實(shí)際的兩個？）(a) 理論上的小區(qū)結(jié)構(gòu)(b)理想的小區(qū)結(jié)構(gòu)(c)實(shí)際的小區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖 理論上與實(shí)際上小區(qū)結(jié)構(gòu)與差異存在的問題：為了實(shí)現(xiàn)無縫隙覆蓋，一個個天線輻射源產(chǎn)生的覆蓋圓形必然會產(chǎn)生重疊區(qū)干擾區(qū)。尋求：理論上采用什么樣的多邊形無縫隙結(jié)構(gòu)才能使實(shí)際的天線覆蓋圓圈重疊最小即采用什么樣正多邊形的無縫隙覆蓋才能最接近實(shí)際的圓形覆蓋呢?用無縫隙的正多邊形來逼近圓形覆蓋小區(qū)的效果：見下表表14.3設(shè)輻射半徑為r表14.3 3種小區(qū)形狀的比較小區(qū)形狀正三角形正方形正六邊形(蜂窩)鄰區(qū)距離r小區(qū)面積1.3r22r22.

26、6r2重疊區(qū)面積1.2r20.73r20.35r2（上表中三個術(shù)語：鄰區(qū)距離等的定義及示意圖？）上表結(jié)論：在服務(wù)區(qū)面積一定的情況下，蜂窩式的正六邊形重疊面積最小，最接近理想的天線覆蓋圓形區(qū)。因此，選用無縫隙的正六邊形蜂窩為移動通信的小區(qū)，并稱它為蜂窩網(wǎng)。蜂窩網(wǎng)：無縫隙的正六邊形蜂窩為移動通信的小區(qū)，并稱它為蜂窩網(wǎng)。在服務(wù)區(qū)面積一定的情況下，蜂窩式的正六邊形重疊面積最小，最接近理想的天線覆蓋圓形區(qū)。蜂窩網(wǎng)的概念意義：蜂窩網(wǎng)是一種系統(tǒng)級的概念，它采用許多小功率的發(fā)射機(jī)形成的小覆蓋區(qū)來代替采用大功率發(fā)射機(jī)形成的大覆蓋區(qū)，并將大覆蓋區(qū)內(nèi)較多的用戶分配給不同蜂窩小區(qū)的小覆蓋區(qū)，以減少用戶間和基站間的干擾

27、，同時再通過區(qū)群間空間復(fù)用的概念滿足用戶數(shù)量不斷增長的需求。小區(qū)：每個基站的覆蓋區(qū)稱為一個小區(qū)。(相對概念，不是絕對的，基站收發(fā)信機(jī)有效的無線覆蓋范圍)區(qū)群：采用不同信道的n小區(qū)組成一個區(qū)群(在一個區(qū)群內(nèi)各小區(qū)使用不同的頻率，不同的區(qū)群可使用相同的頻率)。移動通信網(wǎng)中蜂窩區(qū)群結(jié)構(gòu)與組成：在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，為了避免干擾，顯然相鄰近小區(qū)不能采用相同的信道，若想要實(shí)現(xiàn)同一信道在服務(wù)區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，同信道小區(qū)之間應(yīng)有足夠的空間隔離距離。所以有，l 空間復(fù)用區(qū)：滿足空間隔離距離的區(qū)域稱為空間復(fù)用區(qū)，l 蜂窩區(qū)群：在同一個空間復(fù)用區(qū)內(nèi)的小區(qū)組成了一個蜂窩區(qū)群，且只有在不同的區(qū)群間的小區(qū)才能實(shí)現(xiàn)信道再用。

28、區(qū)群的組成。相鄰小區(qū)顯然不能用相同的信道。為了保證同信道小區(qū)之間有足夠的距離，附近的若干小區(qū)都不能用相同的信道。這些不同信道的小區(qū)組成一個區(qū)群，只有不同區(qū)群的小區(qū)才能進(jìn)行信道再用。 區(qū)群的組成兩個條件：Ø 區(qū)群之間可以鄰接，且無空隙無重疊地進(jìn)行覆蓋；Ø 鄰接之后的區(qū)群應(yīng)保證各個相鄰?fù)诺佬^(qū)之間的距離相等。意義：覆蓋區(qū)或服務(wù)區(qū)在上述正六邊形蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)下，滿足上述條件的區(qū)群形狀和區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)不是任意的?？梢宰C明區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)目應(yīng)滿足下列表達(dá)式可以證明，區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)應(yīng)滿足下式：式中，i，j為正整數(shù)。->確定同頻(信道)小區(qū)的位置N的可能取值：見表14-4， 表14.

29、4區(qū)群內(nèi)小區(qū)數(shù)N的取值Nij0123411371321247121928391319273741621283748N的可能取值相應(yīng)的區(qū)群形狀：如圖14-14所示圖14.14幾種簡單區(qū)群的結(jié)構(gòu)與組成i,j的意義（確定同頻(信道)小區(qū)的位置區(qū)群內(nèi)小區(qū)數(shù)不同的情況下：如圖5-13所示自某一小區(qū)A(如圖中1區(qū))出發(fā)，先沿邊的垂線方向跨j個小區(qū)，再向左(或向右)轉(zhuǎn)60°統(tǒng)一規(guī)則，都為左或右，再跨i個小區(qū)，這樣就到達(dá)同信道小區(qū)A。示意圖 同信道小區(qū)的確定（N=4,j=2,i=0） 區(qū)群對比圖示意圖 同信道小區(qū)的確定（N=7,j=2,i=1）示意圖 同信道小區(qū)的確定（N=12,j=2,i=2）示意

30、圖 同信道小區(qū)的確定（N=19,j=3,i=2）確定同頻(信道)小區(qū)的距離區(qū)群內(nèi)小區(qū)數(shù)不同的情況下：在正六邊形的六個方向上，可以找到六個相鄰?fù)诺佬^(qū)，所有A小區(qū)之間的距離都相等。設(shè)小區(qū)的輻射半徑(即正六邊形外接圓的半徑)為r，則從下圖可以算出同信道小區(qū)中心之間的距離為式中意義：群內(nèi)小區(qū)數(shù)N越大，同信道小區(qū)的距離就越遠(yuǎn)，抗同頻干擾的性能也就越好。例如：N=3，D/r=3；N=7，D/r=4.6；N=19，D/r=7.55。關(guān)于激勵中心激勵與頂點(diǎn)激勵:Ø “中心激勵”方式:在每個小區(qū)中，基站可設(shè)在小區(qū)的中央，用全向天線形成圓形覆蓋區(qū)，如圖5-14(a)所示。Ø “頂點(diǎn)激勵”方

31、式:將基站設(shè)計在每個小區(qū)六邊形的三個頂點(diǎn)上，每個基站采用三副120°扇形輻射的定向天線，分別覆蓋三個相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū)域，每個小區(qū)由三副120°扇形天線共同覆蓋，如圖5-14(b)所示。l 采用120°的定向天線的優(yōu)勢：所接收的同頻干擾功率僅為采用全向天線系統(tǒng)的 1/3，因此可以減少系統(tǒng)的同道干擾。另外，在不同地點(diǎn)采用多副定向天線可消除小區(qū)內(nèi)障礙物的陰影區(qū)?？臻g復(fù)用或空分多址示意圖 兩種激勵方式(a)中心激勵；(b)頂點(diǎn)激勵示意圖 頂點(diǎn)激勵方式小區(qū)的分裂:在整個服務(wù)區(qū)中，每個小區(qū)的大小可以是相同的，這只能適應(yīng)用戶密度均勻的情況。事實(shí)上服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶密度是不均勻

32、的，例如城市中心商業(yè)區(qū)的用戶密度高，居民區(qū)和市郊區(qū)的用戶密度低。為了適應(yīng)這種情況，在用戶密度高的市中心區(qū)可使小區(qū)的面積小一些，在用戶密度低的市郊區(qū)可使小區(qū)的面積大一些，如圖5-15所不。另外，對于已設(shè)置好的蜂窩通信網(wǎng)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，原來的低用戶密度區(qū)可能變成了高用戶密度區(qū)，這時相應(yīng)地在該地區(qū)設(shè)置新的基站，將小區(qū)面積劃小。解決以上問題可用小區(qū)分裂的方法。示意圖 用戶密度不等時的小區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖 小區(qū)分裂 以120°扇形輻射的頂點(diǎn)激勵為例，如圖5-16所示，在原小區(qū)內(nèi)分設(shè)三個發(fā)射功率更小一些的新基站，就可以形成幾個面積更小些的正六邊形小區(qū)，如圖中虛線所示。上述蜂窩狀的小區(qū)制是目前大容

33、量公共移動通信網(wǎng)的主要覆蓋方式。區(qū)群與基站：實(shí)際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：l 第一代模擬移動通信網(wǎng)中：經(jīng)常采用721區(qū)群結(jié)構(gòu)，即每個區(qū)群中包含7個基站，而每個基站覆蓋3個小區(qū)，每個頻率只用一次。在第二代數(shù)字式GSM系統(tǒng)中，經(jīng)常采用412模式，其結(jié)構(gòu)如圖14.15所示。（7/21=7個BS，共21個小區(qū)？）圖14.15 4基站12小區(qū)模式*9st14.1.5移動通信的服務(wù)質(zhì)量(QoS)=short通信服務(wù)質(zhì)量(QoS)：通信性能的綜合效果，決定了用戶對其服務(wù)的滿意程度。該定義由ITU-T建議E-800給出。QoS主要取決于下列4個因素：ü 業(yè)務(wù)支撐：主要指通過輔助性服務(wù)如信息、供應(yīng)和收費(fèi)等反映出來；&

34、#252; 使用便利性；ü 傳輸?shù)耐暾裕?#252; 適用性：指網(wǎng)絡(luò)在需要時建立呼叫和維持通信的能力。移動語音通信網(wǎng)絡(luò)中的QoS參數(shù)：主要與語音呼叫過程和通話質(zhì)量密切相關(guān)，它通常與下列4個階段有關(guān)。(1)在開始呼叫階段與網(wǎng)絡(luò)能否提供服務(wù)有關(guān)，或者稱為拒呼率，即移動臺始終處于“網(wǎng)絡(luò)尋找”模式，尋找不到登記注冊的網(wǎng)絡(luò)。它與網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量和業(yè)務(wù)容量有關(guān)。(2)在網(wǎng)絡(luò)可用時呼叫失敗，或稱為呼損率。當(dāng)移動臺開始呼叫并撥號以后，該移動臺返回至空閑狀態(tài)或網(wǎng)絡(luò)搜索模式，而被叫移動臺接收到一個忙音信號。這個參數(shù)也與網(wǎng)絡(luò)覆蓋有關(guān)。(3)呼叫成功建立后發(fā)生中斷，語音通信中斷并收到忙音或沒有聲音。這個參數(shù)一

35、般與切換和每個小區(qū)的容量有關(guān)。(4)一次通話完成，但通話質(zhì)量低劣。數(shù)字與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的QoS性能：Ø 平均誤碼率BER(或Pe)來描述，它又可分為平均誤碼率BER、平均誤幀率FER或者平均誤包(分組)率PER。若為數(shù)字語音，按前面呼叫通話的4個階段又可細(xì)分為：² 多信道沖突概率(一般小于20)，² 虛、假呼叫(告警)概率，² 呼叫失敗(呼損)概率，² 錯誤呼叫(同步丟失)概率，² 平均誤幀率，² 信號處理時延(一般小于110ms)。（即QoS具體化）其它：與人的主觀接受系統(tǒng)的性能有關(guān),語音的最終評判準(zhǔn)則：一般采用與主觀用戶

36、評估的MoS得分來度量。對于移動通信，當(dāng)信干比CI>25dB，MoS=4。在移動通信中，QoS的需求對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計以網(wǎng)絡(luò)成本均具有很大影響。 14.2 從GSM網(wǎng)絡(luò)到GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)GSM、GPRS的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)：均是以歐洲標(biāo)準(zhǔn)為核心研制、開發(fā)的國際制式標(biāo)準(zhǔn)。它們在總體制式與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面是一脈相承的，具有很大的相似性和兼容性，特別是在網(wǎng)絡(luò)方面更是如此。ü 2G：以語音為主體的電路交換GSM網(wǎng)絡(luò)。ü 2.5G: 既有電路交換又有分組交換的GSMGPRS網(wǎng)絡(luò)。14.2.1 GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSM：是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會（ETSI）為第二代移動通信制定的，可以國際漫游的泛歐數(shù)字

37、式蜂窩移動通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。GSM900主要性能：GSM900第一、第二兩階段及DCSl800第一、第二兩階段無線接口(空中接口)的主要性能如下表示。表14.5 GSM主要性能GSM900(一階段)GSM900(二階段)DCS1800(一階段)DCS1800(二階段)上行890915MHz880915MHz17101785MH017101785MHz下行935960MHz925960MHz18051880MHz18051880MHz信道號范圍1至1241至124和975至1023512至885512至885收、發(fā)間隔(頻率)45MHz45MHz95MHz95MHz收、發(fā)間隔(時間)3個時隙3個時

38、隙3個時隙3個時隙調(diào)制數(shù)據(jù)率270.833Kbps270.833Kbps270.833Kbps270.833Kbps幀周期4.615ms4.615ms4.615ms4.615ms時隙周期576.9s576.9s576.9s576.9s比特周期3.692s3.692s3.692s3.692s調(diào)制方式0.3GMSK0.3GMSKO.3GMSK0.3GMSK信道間隔200kHz200kHz200kHz200kHz時隙數(shù)8888移動臺最大功率20W20W1W1W移動臺最小功率13dBm=?W5dBm4dBm0dBm功控調(diào)節(jié)次數(shù)015019013015語音比特率13Kbps13Kbps13Kbps13K

39、bps0.3GMSK=GMSK,歸一化帶寬BT=0.3DCS1800=GSM系統(tǒng)中的1800MHz系統(tǒng)GSM信道分類：l 物理信道：是指實(shí)際物理承載的傳輸信道，l 邏輯信道。按信道的功能來劃分的。邏輯信道是通過物理信道傳送的。1.物理信道與幀結(jié)構(gòu)Simple tell due to repeatGSM基本特點(diǎn)：時分多址。GSM時分的幀結(jié)構(gòu)：GSM僅有8個時隙，它不足以滿足每個小區(qū)內(nèi)的實(shí)際用戶數(shù)的需求，因此，GSM系統(tǒng)是采用以時分為主體，時分、頻分相結(jié)合的方式(TDMAFDMA方式)。GSM上、下行各占有25MHz頻段，而每個信道僅占用200kHz，因此，GSM中總共可容納125個信道(頻點(diǎn))，

40、而每個信道(頻點(diǎn))可容納8個時分用戶，而且在組網(wǎng)時信道(頻點(diǎn))還可以在空間小區(qū)群復(fù)用。GSM容量計算：n 上、下行總的可用頻段各為25MHz，其中上行為915-890=25MHz，下行為960-935=25MHz。n 每個信道間隔為200kHzn 總共可容納頻分信道數(shù)為：25 MHz /200kHz= 125(信道、頻點(diǎn))，n 每個頻分信道(頻點(diǎn)，占用8個時隙)，n 總共可提供時分信道數(shù)為：125(頻點(diǎn))×8=1000(個時分信道)。n 增容改進(jìn)：GSM900第二期，上、下行頻段擴(kuò)展至各35MHz，頻點(diǎn)數(shù)(信道)增加至175個?，時分信道也相應(yīng)增至1400個時分信道；n 容量不夠的技

41、術(shù)手段服務(wù)區(qū)內(nèi)1000(或1400)個用戶信道不夠用時：利用小區(qū)蜂窩規(guī)劃，考慮到對不同小區(qū)群間的空間頻率再用，即空分復(fù)用，進(jìn)一步擴(kuò)大可用信道數(shù)。小區(qū)信道分配問題GSM的幀結(jié)構(gòu)：分為4個層次，n TDMA幀：是GSM中的基礎(chǔ)幀，一個TDMA幀由8個時隙組成，而每個時隙可以是下列4類時隙突發(fā)中的某一種類型，Ø 常規(guī)突發(fā)序列Ø 頻率校正突發(fā)序列Ø 同步突發(fā)序列Ø 接入突發(fā)序列。n 復(fù)幀：TDMA幀構(gòu)成兩類復(fù)幀。Ø 復(fù)幀I：含26個TDMA幀，周期為120ms，主要用于業(yè)務(wù)信道及其隨路控制信道(24幀用于業(yè)務(wù)，2幀用于信令)；Ø 復(fù)幀：含51

42、個TDMA幀，周期為235.385ms，用于各類控制信道。n 超幀：由兩類復(fù)幀分別構(gòu)成兩類超幀。超幀I和超幀。兩者周期均為1326個TDMA幀，即6.12s；Ø 超幀I：含有51個26TDMA幀的復(fù)幀；Ø 超幀：含有26個51TDMA幀的復(fù)幀。n 超高幀：由兩類超幀構(gòu)成一個超高幀。它含有2715648個TDMA幀，其周期為3小時26分53秒760毫秒。其結(jié)構(gòu)如圖14.16所示。圖14.16 GSM幀結(jié)構(gòu)圖tell2.GSM邏輯信道GSM按功能劃分的邏輯信道結(jié)構(gòu)如圖14.17所示。圖14.17 GSM邏輯信道圖kkk1邏輯信道按照功能劃分：主業(yè)務(wù)信道和為了配合業(yè)務(wù)正常進(jìn)行的輔

43、助性控制信道兩大類型。(1)業(yè)務(wù)信道TCHTraffic Channel又可分為語音與數(shù)據(jù)兩類。ü 語音信道分為全速率語音信道(TCHFS)和半速率語音信道(TCHHS)，分別為13Kbps和6.5Kbps。ü 數(shù)據(jù)信道則可分為以下5種類型：9.6Kbps全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(TCHF9.6)；4.8Kbps全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(TCHF4.8)；2.4Kbps全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(TCHF2.4)；4.8Kbps半速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(TCHH4.8)；2.4Kbps半速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(TCHH2.4)。(2)控制信道CCH(Control Channel )：傳送信令和同步信號。它可分為3種類型：&

44、#252; 廣播信道(下行,BCH)，它包含,² 頻率校正信道FCCH(Frequency Correction CH):是一個特定數(shù)據(jù)突發(fā)序列，它允許用戶將內(nèi)部頻率標(biāo)準(zhǔn)（本振）和基站的精確頻率進(jìn)行同步。² 同步信道SCH(Synchronization CH):調(diào)整指定移動用戶的定時，使得基站接收到的信號與基站時鐘同步。² 廣播控制信道BCCH(Broadcast CCH):用于廣播一些消息（小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)識別、小區(qū)運(yùn)行特征當(dāng)前控制信道結(jié)構(gòu)、信道利用率和阻塞等）ü 公共控制信道CCCH(Common CCH)，它包含，聯(lián)系呼叫過程tell² 下行

45、的尋呼信道PCH：從基站向小區(qū)內(nèi)所有移動用戶提供尋呼信號，通知指定的移動臺接收發(fā)自PSTN的呼叫；也可用來向所有用戶提供小區(qū)廣播的ASCII文本消息。² 準(zhǔn)予接入信道AGCH：被基站用來向移動臺提供前向鏈路通信，即分配一個獨(dú)立專用控制信道分配，并向MS發(fā)送“立即分配”指令，要求MS切換至專用控制信道DCCH。² 上行的隨機(jī)接入信道RACH：用來使移動臺發(fā)出一個呼叫MS主呼時使用信道first step。ü 專用控制信道(上、下行,DCCH= Dedicated CCH)，它包含獨(dú)立專用控制信道和兩類(快、慢)隨路控制信道，MS與BS間建立信令鏈路，有鑒權(quán)、業(yè)務(wù)信道

46、分配、回鈴音² 獨(dú)立專用控制信道SDCCH(Stand-alone Dedicated CCH)：用于在分配業(yè)務(wù)信道前傳送有關(guān)信令登記、鑒權(quán)等信令，確認(rèn)后，再分配業(yè)務(wù)信道TCH，² (慢)隨路控制信道SACCH(Slow Associated CCH)：載有MS和BTS中間的一般信息（慢速的每個用戶傳輸功率級指令、接收信號長度、TCH的質(zhì)量等，如不斷報告正在服務(wù)的基站和鄰近基站的信號強(qiáng)度。）。² (快)隨路控制信道FACCH(Fast Associated CCH)：載有緊急信息，內(nèi)容SDCCH相同在沒有分配SDCCH時，使用該通道。圖中SDCCH置上，ACCH細(xì)

47、分為兩類3.GSM網(wǎng)絡(luò)組成GSM移動通信網(wǎng)絡(luò): 屬于小區(qū)制大容量移動通信網(wǎng)（小區(qū)半徑0.5-20KM），在它的服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)置有很多基站，移動通信網(wǎng)在此服務(wù)區(qū)內(nèi)，具有控制、交換功能，以實(shí)現(xiàn)位置更新、呼叫接續(xù)、越區(qū)切換及漫游服務(wù)等功能。注：大區(qū)制：一個基站覆蓋一個較大的服務(wù)區(qū)，半徑約為30-50公里。GSM網(wǎng)絡(luò)組成：由3個面向和4個組成部分構(gòu)成：外部聯(lián)系=3，以此形成類似接口GSM網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)：如圖14.18所示。圖14.18 GSM網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)圖GSM的3個面向：ü 面向用戶的移動臺MS與基站系統(tǒng)BSS的兩個組成部分；ü 面向外部網(wǎng)絡(luò)(一般為本地核心網(wǎng)PSTN)的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)N

48、SS部分；ü 面向運(yùn)營者的操作支撐系統(tǒng)OSS部分。GSM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：如圖14.19所示，圖14.19 GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成kkk2注：NMC：網(wǎng)絡(luò)管理中心SEMC：安全管理中心PCS：用戶識別卡管理中心DPPS？check by yourself：用于集中計費(fèi)管理的數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)*8st*GSM的4個主要部分組成，l 移動臺MS(Mobile Station)：兩種類型，它們是² 手機(jī)² 車載臺(便攜式)² 結(jié)構(gòu)：包含移動設(shè)備ME和用戶識別模塊SIMSubscriber Identity Module兩個部分，而SIM卡中存有每個用戶及其服務(wù)的所有信息，

49、它是個人身份的特征。l 基站子系統(tǒng)BSS(Base Station Subsystem)：有兩個部分。是組成蜂窩小區(qū)的基本組成部分² 基站收發(fā)信臺BTS(Base Transceiver Station)：² 基站控制器BSC(BS Controller)：一個BSC可以控制數(shù)十個BTS。BSC是在第二代移動通信網(wǎng)絡(luò)中才引入的一個新設(shè)備，它的引入使BSC與MSC間數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化解釋引入前后的變化，這樣運(yùn)營商可以使用不同制造商的BSC與MSC設(shè)備。² 連接方式：BTS可以直接與BSC連接;當(dāng)距離較遠(yuǎn)時，也可通過基站接口設(shè)備BIE采用遠(yuǎn)端控制的連接方式。在BSC與移動

50、業(yè)務(wù)交換中心的MSC之間的BSC一側(cè)，還應(yīng)包括碼變換器TC和相應(yīng)子復(fù)用設(shè)備SM。l 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS(Network Subsystem)：它主要滿足GSM的語音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的交換功能及相應(yīng)的輔助控制功能。它主要包含有：² 移動交換中心MSC與常規(guī)交換機(jī)的不同之處：MSC為網(wǎng)絡(luò)的核心。ü 對位于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進(jìn)行控制和完成話路交換的功能實(shí)體；ü 是移動通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口；ü 負(fù)責(zé)移動性管理(包括越區(qū)切換、漫游、用戶位置登記管理等)和無線資源管理(負(fù)載、功率、資源預(yù)留、業(yè)務(wù)QoS保證及分配調(diào)度)。² 訪問位置動態(tài)寄存器VLR

51、(Visitor Location Register)：VLR是一個數(shù)據(jù)庫，它存儲進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)來訪移動用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)（從該移動用戶的歸屬位置寄存器獲取并進(jìn)行暫存），用戶離開該VLR控制區(qū)域，則臨時存儲的該用戶數(shù)據(jù)將被刪除。u 動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫：如果用戶進(jìn)入和退出該管轄區(qū)，它具有寫入刪除功能，亦即僅負(fù)責(zé)管轄區(qū)內(nèi)用戶臨時存儲注冊數(shù)據(jù)；u 管轄區(qū)中MS呼叫所需檢索信息的數(shù)據(jù)庫；提供用戶號碼、所處理的識別號碼，并向用戶提供本地用戶服務(wù)等參數(shù)。u VLR功能總是在每個MSC中綜合實(shí)現(xiàn)。u 當(dāng)漫游用戶進(jìn)入某MSC區(qū)域中時，必須要向MSC相關(guān)的VLR進(jìn)行登記，并被分配一個移動通信漫游號碼(MSRN)，在V

52、LR中建立相關(guān)信息這些信息是從相應(yīng)HLR中傳遞過來的。一個VLR負(fù)責(zé)一個或若干個MSC區(qū)域。² 歸屬位置靜態(tài)寄存器HLR(Home Location Register)：是一個數(shù)據(jù)庫，存儲該HLR管轄區(qū)的所有移動用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)（號碼、訪問能力、用戶類別等）；HLR還暫存移動用戶漫游時的有關(guān)動態(tài)信息數(shù)據(jù)。u 管理部門用于移動用戶管理的靜態(tài)數(shù)據(jù)庫u GSM系統(tǒng)中央數(shù)據(jù)庫：主要存儲兩類信息：1) 目前移動用戶所處位置的信息，以便于建立至移動臺的呼叫路由；2) 用戶一切有用的相關(guān)信息與參數(shù)，如移動用戶識別號、用戶類別、訪問能力和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等。² 鑒權(quán)中心AUC(Authenticat

53、ion Center)：它一般與HLR合設(shè)置于一個物理實(shí)體中，完成對移動用戶的身份認(rèn)證和產(chǎn)生相應(yīng)的鑒權(quán)參數(shù)隨機(jī)數(shù)、符號響應(yīng)SRES和密鑰Ki的功能實(shí)體² 短消息業(yè)務(wù)中心SMSC(Short Messageng Service Center)：它負(fù)責(zé)短消息 一種 電信業(yè)務(wù)，主要是指長度不超過160字符的簡短文本消息 處理，它主要是通過控制的信令信道which channel=SDCCH（184bps,240ms），SACCH( 小于每480ms傳送168bit)傳送，利用手機(jī)SIM卡作為用戶短消息數(shù)據(jù)庫存儲短消息，并可利用手機(jī)顯示屏直接顯示短消息內(nèi)容。獨(dú)立專用控制信道和慢隨路控制信道,

54、see diagram kkk1² (移動)設(shè)備識別寄存器EIR(Equipment Identity Register)：是一個數(shù)據(jù)庫，存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)移動設(shè)備ME的國際移動設(shè)備識別碼IMEI。通過IMEI鑒別被接入網(wǎng)絡(luò)的ME的可用和合法性。主要完成對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動臺的使用。u 白名單：準(zhǔn)予使用，合法的移動設(shè)備識別號；u 黑名單：失竊，禁用的移動設(shè)備識別號；u 灰名單：運(yùn)營商決定是否允許使用，針對有故障或未經(jīng)型號認(rèn)證的移動設(shè)備識別號。² 網(wǎng)關(guān)(入口)移動業(yè)務(wù)交換中心GMSC(Gateway MSC)：是移動通信系統(tǒng)與其它公用固定通信

55、網(wǎng)之間的接口。u 對本MSC覆蓋區(qū)內(nèi)的移動臺業(yè)務(wù)完成交換與控制功能；u 完成本MSC覆蓋區(qū)內(nèi)無線資源管理和移動性管理；u 支持智能網(wǎng)業(yè)務(wù)；² OMC(Operation Maintenance Center)：為了向運(yùn)營部門提供方便且高效的操作維 護(hù)功能而設(shè)立的對GSM系統(tǒng)的集中式操作、維護(hù)功能實(shí)體，并且它支持電信管理網(wǎng)TMN的綜合性操作與管理。其主要功能有：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視，路由改變；全部網(wǎng)絡(luò)單元間的平衡及服務(wù)質(zhì)量的保證；支持運(yùn)營部門網(wǎng)絡(luò)改造和發(fā)展；支持有效的維護(hù)等。l 操作支持子系統(tǒng)OSS(Operation Support System)：它主要面向運(yùn)營商，而相對獨(dú)立于GSM的核心BS

56、S與NSS，設(shè)立的一個管理服務(wù)中心。它主要包含：² 網(wǎng)絡(luò)管理中心NMC² 安全管理中心SEMC² 用戶識別卡管理中心PCS² 用于集中計費(fèi)管理的數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)DPPS。GSM的區(qū)域定義分層結(jié)構(gòu): (1)GSM服務(wù)區(qū)：服務(wù)區(qū)是指移動臺可獲得服務(wù)的區(qū)域，即不同通信網(wǎng)(如PSTN或ISDN)用戶無需知道移動臺的實(shí)際位置而可與之通信的區(qū)域。 一個服務(wù)區(qū)可由一個或若干個公用陸地移動通信網(wǎng)(PLMN)組成。從地域而言，可以是一個國家或是一個國家的一部分，也可以是若干個國家。 (2)公用陸地移動通信網(wǎng)(PLMN)：由一個或若干個移動交換中心組成。在該區(qū)內(nèi)具有共同的編號

57、制度和共同的路由計劃。PLMN與各種固定通信網(wǎng)之間的接口是MSC，由MSC完成呼叫接續(xù)。 (3)MSC區(qū)：指一個移動交換中心所控制的區(qū)域。通常它連接一個或若干個基站控制器，每個基站控制器控制多個基站收發(fā)信機(jī)。從地理位置來看，MSC包含多個位置區(qū)。 (4)位置區(qū)：由若干個小區(qū)(或基站區(qū))組成，移動臺在位置區(qū)內(nèi)移動無需進(jìn)行位置更新。通常呼叫移動臺時，向一個位置區(qū)內(nèi)的所有基站同時發(fā)尋呼信號。 (5)基站區(qū)：指基站收發(fā)信機(jī)有效的無線覆蓋區(qū)，簡稱小區(qū)。 (6)扇區(qū)：當(dāng)基站收發(fā)信天線采用定向天線時，基站區(qū)分為若干個扇區(qū)。若采用120°定向天線，一個小區(qū)分為3個扇區(qū)；若采用60°定向天線，則一個小區(qū)分為6個扇區(qū)。區(qū)域的相互關(guān)系：n GSM服務(wù)區(qū)=若干個公用陸地移動通信網(wǎng)(PLMN)；n PLMN=若干個移動交換中心（MSC）