移动通信系统-交换网络知识
移动通信网基础知识
07
总结与展望
当前移动通信面临挑战和机遇
挑战
随着移动设备的普及和数据流量的爆炸式增长，移动通信网络面临着巨大的压力。网络拥堵、频谱资 源紧张、能耗问题等都是当前面临的挑战。
机遇
随着5G、6G等新一代移动通信技术的发展，将带来更高的数据传输速率、更低的时延和更广泛的覆 盖。这为物联网、智能制造、智慧城市等新兴应用提供了巨大的机遇。
基站
基站是移动通信系统中的固定设备，负责接收和发送无线信号。基站通 过有线或无线方式与核心网连接，实现与移动台之间的通信。
03
核心网
核心网是移动通信系统的中枢，负责处理和管理各种业务数据。核心网
包括交换设备、传输设备、控制设备等，提供语音、数据等业务的交换
和传输功能。
移动通信网拓扑结构
蜂窝状网络结构
移动性管理
支持用户在移动过程中保持通信连 接，实现无缝切换和漫游。
蜂窝网络结构特点
01
02
03
层次化结构
包括核心网、传输网和接 入网三个层次，各层次之 间通过标准接口连接。
分布式架构
基站之间通过回程链路互 联，形成分布式处理架构 ，提高系统可靠性和扩展 性。
模块化设计
采用模块化设计理念，方 便网络升级和扩展。
第三代合作伙伴计划（3GPP）
负责制定全球通用的第三代及后续移动通信系统标准。
第三代合作伙伴计划2（3GPP2）
负责制定以CDMA2000为核心的移动通信系统标准。
电气电子工程师协会（IEEE）
负责制定无线通信、局域网和城域网等领域标准。
协议栈层次结构和功能划分
网络层（NW）
数据链路层（DLL）
负责数据成帧、流量控制、差错 控制等，包括MAC子层和LLC子 层。
移动通信__知识点
第1章1、什么是移动通信？与其他通信方式相比，移动通信有哪些特点？答：移动通信是指通信的一方或双方在移动状态中或临时停留在某一非预定位置上进行信息传递和交换的方式。
特点：1）移动通信的电波传播环境恶劣；2）多普勒频移会产生附加调制；3）移动通信受干扰和噪声的影响；4）频谱资源紧缺；5）建网技术复杂；6）由于移动环境恶劣，对设备的可靠性和工作条件要求较高。
2、移动通信主要使用VHF（甚高频）和UHF（特高频）频段的主要原因有哪些？答：（1）VHF/UHF 频段较适合移动通信。
（2）天线较短，便于携带和移动。
（3）抗干扰能力强。
3、移动通信有哪几种工作方式？分别有什么特点？答：1）单工制（同频单工）：指通信双方使用相同的工作频率的按键通信方式。
通信双方设备交替进行接收和发射，即发射不能接收，接收时不能发射。
2）半双工制（异频单工）：指收、发信机分别用两个不同频率的按键通话方式。
3）全双工制：指通信双方收、发信机同时工作，任一方发话的同时，也能收到对方的语音，无需PTT按键。
特点：参见课本Page54、蜂窝移动通信系统的组成（由哪些功能实体组成？）：交换网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、移动台（MS）。
5、FDD和TDD的概念和各自的应用场合是什么？答：频分双工（FDD）适合于宏小区、较大功率、高速移动覆盖；时分双工（TDD）适合微小区、低功率、慢速移动覆盖。
6、第一代移动通信系统（1G）（模拟蜂窝移动通信系统）缺点：频谱利用率低，系统容量有限，抗干扰能力差，业务质量比有线电话差，有多种系统标准，跨过漫游难，不能发送数字信息，不能与综合业务数字网（ISDN）兼容。
7、2G（数字蜂窝移动通信系统）缺点：系统带宽有限，限制了数据业务的发展，也无法实现移动多媒体业务，而且由于各国的标准不统一，无法实现各种体制之间的全球漫游。
8、3G 的提出主要有三个目的：一是解决频谱资源问题，提高频谱使用的效率；二是解决移动通信的全球漫游问题；三是提供移动多媒体业务。
移动通信网络
移动通信网络
移动通信网络是指通过无线技术实现移动设备之间通信的网络。
它是一种基于移动终端的无线通信技术，使得用户可以在移动状态下进行语音通话、数据传输和网络连接。
移动通信网络的主要组成部分包括以下几个方面：
1.移动终端：移动终端是用户使用的设备，包括手机、平板电脑、移动数据终端等。
移动终端通过无线信号与基站进行通信，实现语音、短信、数据传输等功能。
2.基站：基站是移动通信网络中的关键设备，用于向移动终端提供信号覆盖和通信服务。
基站通常包括天线、无线传输设备和控制单元等组件，可以覆盖一定范围内的移动终端。
3.移动核心网：移动核心网是移动通信网络的核心部分，负责管理和控制移动终端的通信连接。
它包括移动交换中心（MSC）、位置注册中心（HLR）、移动管理实体（MM）等功能节点，用于实现移动终端的接入、漫游、位置跟踪等功能。
4.无线接入网络：无线接入网络是基站和移动核心网之间的连接网络，用于传输移动终端和核心网之间的通信数据。
无线接入网络通常采用无线局域网（WLAN）、CDMA、LTE等技术实现。
5.业务支撑系统：业务支撑系统包括计费系统、用户认证系统、业务管理系统等，用于支持移动通信网络的运营和管理。
移动通信网络根据技术标准和覆盖范围的不同，可以分为多种制式和网络类型，如GSM、CDMA、LTE、5G等。
这些网络技术不断发展和演进，为用户提供了更快速、更稳定的移动通信服务。
移动通信复习知识要点
第一部分概述1.了解移动通信的发展情况古代移动通信-萌芽阶段-开拓阶段-商业阶段-蜂窝思想-第一代移动通信系统-数字化-第二代移动通信系统-宽带、多媒体-第三代移动通信系统-广带IP多媒体-第四代移动通信系统（1897年，马可尼完成莫尔斯电码无线通信实验，标志无线电通信的开始，开创了海上通信业）（1928年，美国底特律警察局率先使用装备贝茨发明的能适应移动车辆震动影响的无线电收发信机——超外差AM接收机的警用车辆无线电移动系统（单向），标志移动通信开始）（1935年，阿姆斯特朗发明了FM方式无线电，是移动通信中的第一个大分水岭）（早在40年代末，美国Bell实验室提出蜂窝构想；1974年正式提出了蜂窝移动通信的概念。
）2.了解通信系统的分类按工作方式分类---单工双工(TDD,FDD) 半双工按信号形式分类---模拟网和数字网按覆盖范围分类---城域网,局域网和个域网按服务特性分类---专用网,公用网按多址方式分类---FDMA,TDMA,CDMA,SDMA 按使用对象分类---民用系统、军用系统按业务类型分类---电话网、数据网、综合业务网、多媒体按使用环境分类---陆地通信、海上通信、空中通信依据通话状态和频率使用方法，可分为单向和双向单工和双工3.了解双工方式双工通信的特点是: 同普通有线电话很相似, 使用方便。
其缺点是: 在使用过程中, 不管是否发话, 发射机总是工作的, 故电能消耗很大, 这对以电池为能源的移动台是很不利的。
针对此问题的解决办法是: 要求移动台接收机始终保持在工作状态, 而令发射机仅在发话时才工作。
这样构成的系统称为准双工系统, 也可以和双工系统兼容。
这种准双工系统目前在移动通信系统中获得了广泛的应用。
基站移动台第二部分移动通信的传播特性1.了解电波的传播方式1) 直射波：电波传播过程中没有遇到任何的障碍物, 直接到达接收端的电波, 称为直射波。
直射波更多出现于理想的电波传播环境中。
移动通信技术基础教程
05
移动台（MS） 基站（BS）
移动交换中心（ MSC）
访问位置寄存器 （VLR）
归属位置寄存器 （HLR）
用户设备，包括手机、平 板电脑等。
与移动台进行无线通信的 设备，提供无线覆盖。
负责移动台的位置管理和 呼叫控制。
存储当前位置区内的移动 台信息。
存储归属用户的移动台信 息。
移动通信标准化组织及标准
应用场景：智能家居（智能照明、智能安防等）、智慧城市（智能交通、智能环 保等）、工业物联网（工业自动化、智能制造等）、农业物联网（精准农业、智 能化养殖等）。
05
CATALOGUE
卫星通信与微波接力传输
卫星通信基本原理及系统组成
卫星通信基本原理
利用人造地球卫星作为中继站， 在地球站之间转发无线电信号， 实现两个或多个地球站之间的通
微波接力传输系统优化
针对已建成的微波接力传输系统，通过调整设备 参数、改进传输方式、优化网络结构等手段，提 高系统的传输质量和效率。
微波接力传输与光纤传输的比较
微波接力传输具有建设周期短、投资少、易于维 护等优点，但在传输容量、抗干扰能力等方面不 及光纤传输。
宽带卫星接入技术发展趋势
宽带卫星接入技术概述
加密算法分类
包括对称加密算法（如AES、DES）和非对称加密算法（如 RSA、ECC）等，它们各有优缺点，适用于不同场景。
实现方法
通过编程语言和加密库实现加密解密算法，需要注意算法的 正确性、效率和安全性等方面。
身份认证和访问控制策略设计
身份认证方式
包括用户名密码认证、动态口令认证、生物特征认证等，应根据系统安全需求和用户便利性进行选择 。
国际电信联盟（ITU）
移动通信原理与系统.(优选)
移动通信原理与系统第1章概论1.（了解）4G网络应该是一个无缝连接的网络，也就是说各种无线和有线网络都能以IP协议为基础连接到IP核心网。
当然为了与传统的网络互连则需要用网关建立网络的互联，所以将来的4G网络将是一个复杂的多协议的网络。
2.所谓移动通信，是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。
移动通信系统包括无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。
无线通信是移动通信的基础。
3.移动通信主要的干扰有：互调干扰、邻道干扰、同频干扰。
（以下为了解）1）互调干扰。
指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生与有用信号频率相近的组合频率，从而对通信系统构成干扰。
2）邻道干扰。
指相邻或邻近的信道（或频道）之间的干扰，是由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰。
3）同频干扰。
指相同载频电台之间的干扰。
4.按照通话的状态和频率的使用方法，可以将移动通信的工作方式分成：单工通信、双工通信、半双工通信。
第2章移动通信电波传播与传播预测模型1.移动通信的信道是基站天线、移动用户天线和两副天线之间的传播路径。
对移动无线电波传播特性的研究就是对移动信道特性的研究。
移动信道的基本特性是衰落特性。
2.阴影衰落：由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。
多径衰落：无线电波呢在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射，使其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播多引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落。
无线信道分为大尺度传播模型和小尺度传播模型。
大尺度模型主要是用于描述发射机与接收机之间的长距离（几百或几千米）上信号强度的变化。
小尺度衰落模型用于描述短距离（几个波长）或短时间（秒级）内信号强度的快速变化。
3.在自由空间中，设发射点处地发射功率为P t，以球面波辐射；设接收的功率为P r，则P r=（A r/4πd2）P t G t式中，A r=λ2G r/4π，λ为工作波长，G t、G r分别表示发射天线和接收天线增益，d为发射天线和接收天线间的距离。
移动通信基础介绍
SSS设备组成
BSS
MSC/VLR
HLR/AUC EIR
SSS
OSS PS用户进行通信控制和管理
• 1）信道的管理和分配； • 2）呼叫的处理和控制； • 3）过区切换和漫游的控制； • 4）用户位置信息的登记与管理； • 5）用户号码和移动设备号码的登记和管理; • 6）服务类型的控制； • 7）对用户实施鉴权; • 8）与其它公用通信网络互连.
BTS受控于基站控制器（BSC），属于基站子系统 （BSS）的无线部分，是服务于某小区的无线收发信台 设备，实现BTS与移动台（MS）空中接口的功能。BTS 主要分为基带单元、载频单元和控制单元三部分。基带 单元主要用于话音、数据速率适配以及信道编解码等； 载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机间的耦合； 控制单元则用于BTS的操作与维护。
存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI），通过 核查三种表格（白名单、灰名单、黑名单）使网络具有 防止无权用户接入、监视故障设备的运行和保障网络运 行安全的功能。
GSM系统结构－ BSS各部分的功能
基站子系统各部分功能
基站控制中心(BSC) 基站收发信台(BTS)
移动台(MS)功能
BSC是基站子系统（BSS）的控制部分，主要完成接口 管理、BTS－BSC之间的地面信道管理、无线参数及无 线资源管理、测量和统计、切换、支持呼叫控制、操作 与维护等功能。
GSM数字移动通信系统
GSM概述 GSM系统结构 GSM频率配置 GSM无线接口 GSM网络结构 编号计划 呼叫建立流程
GSM概述
GSM含义
1982年，欧洲邮电大会（CEPT）成立了一个 新的标准化实体GSM（Group Special Mobile），其目的是制定欧洲900MHz数字 TDMA蜂窝移动通信系统技术规范。
2024版年度移动通信基础知识
01移动通信概述Chapter移动通信定义与发展历程移动通信定义发展历程移动通信系统组成与功能组成功能移动台用于实现用户之间的通信；基站负责移动台与移动交换中心之间的信息传输；移动交换中心负责移动台的位置管理、呼叫控制等功能。
移动通信技术分类及特点分类特点02蜂窝移动通信系统Chapter蜂窝移动通信原理及优势蜂窝移动通信原理蜂窝移动通信优势0102GSM 技术CDMA 技术3G 技术4G 技术5G 技术030405GSM/CDMA/3G/4G/5G 技术演进节能策略节能策略旨在降低网络能耗和运营成本。
常见节能措施包括基站休眠、智能节电、绿色通信技术等。
网络规划蜂窝网络规划包括基站选址、频率分配、参数配置等步骤，旨在实现网络覆盖、容量和质量的最优化。
网络优化网络优化通过对现有网络进行调整和改进，提高网络性能和质量。
常见优化措施包括基站调整、参数优化、干扰协调等。
负载均衡负载均衡是通过合理分配网络资源，避免网络拥塞和提高资源利用率的重要手段。
常见负载均衡策略包括基站间负载均衡、业务间负载均衡等。
蜂窝网络规划与优化策略03无线传输技术基础Chapter无线信道特性与传播模型无线信道特性包括路径损耗、多径效应、阴影效应等，这些特性对无线信号的传输质量和距离有重要影响。
传播模型描述了无线信号在空间中传播的方式和规律，常用的传播模型有自由空间传播模型、对数距离路径损耗模型等。
这些模型可用于预测和评估无线通信系统的覆盖范围和性能。
调制与解调原理及应用场景调制原理01解调原理02应用场景03多址接入技术与干扰抑制方法多址接入技术干扰抑制方法04移动通信终端设备简介Chapter第一代模拟手机采用模拟信号传输，通话质量较差，且安全性低。
采用数字信号传输，提高了通话质量和安全性，并引入了短信功能。
支持高速数据传输和多媒体业务，实现了移动宽带接入。
具有更高的数据传输速度和更低的延迟，支持高清视频通话和在线多媒体应用。
移动通信网络基础知识.
1 移动通信网络基础知识1.1通信网基本概念通信网是由通信端点、连接节点和相应的传输链路有机地组合起来以实现在两个或多个通信端点之间提供信息传输的通信体系。
例如电话网、计算机网、因特网等都是目前典型的通信网。
通信网由用户终端设备，交换设备和传输设备组成。
交换设备间的传输设备称为中继线路(简称中继线)，用户终端设备至交换设备的传输设备称为用户路线(简称用户线)。
通信网可从不同角度分类：按业务内容可分为电报网、电话网、图像网、数据网等；按地区规模可分为农村网、市内网、长途网、国际网等；按服务对象可分为公用网、军用网、专用网等；按信号形式可分为模拟网、数字网等。
1.1.1 （熟悉）通信网基本概念通信系统就是用信号（电信号、光信号等）来传递信息的系统。
通信系统的构成可以简单地概括为一个统一的模型，由信源、发送设备、信道、接收设备、信宿和噪声源6各部分组成，如图1-1所示。
图1-1 通信系统模型1)信源是指发出信息的信息源。
在人与人之间通信的情况下，信源就是指发出信息的人；在机器与机器之间通信的情况下，信源就是发出信息的机器，如计算机等。
2)发送设备就是把信源发出的信息变换成适合于在信道上传输的信号的设备。
3)信道是信号传输媒介的总称。
不同的信源形式所对应的变换处理方式不同，与之对应的信道形式也不同。
传输信道的类型有两种划分方法：一是按传输媒介可划分为无线信道和有线信道；二是按在信道上传输信号的形式可划分为模拟信道和数字信道。
4)接受设备是发送设备的逆过程。
因为发送设备是把不同形式的信息变换和处理成适合在信道上传输的信号，一般情况下，这种信号是不能为信息接收者所直接接收的，所以接收设备的功能就是把从信道上接收的信号变换成信息接收者的信息。
5)信宿是指信息传送的终点，也就是信息接收者。
6)噪声源并不是人为实现的实体，但在实际通信系统中是客观存在的。
在模型中把发送、传输和接收端各部分的干扰噪声集中地用一个噪声源来表示。
第4章 移动通信网络技术-1
最大 最小
基站辐射半径r相同
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第4章 移动通信网络技术
蜂窝小区的覆盖半径主要取决于人口密度及分布、人 流活动路线和场所。
小区覆盖半径越小，小区数目越多，
容量越大，但基站数也在增多 农村地区：蜂窝小区覆盖半径较大； 城市中心地区：蜂窝小区半径很小。 根据蜂窝小区覆盖半径的不同，蜂窝可分为三类：宏蜂窝、
微蜂窝和微微蜂窝。
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第4章 移动通信网络技术
各类蜂窝小区的特点： ① 宏蜂窝。早期蜂窝小区由宏蜂窝构成。 小区覆盖半径：2～20 km。基站的发射功率：l00 W左右。 天线架设位置比较高。 在实际的宏蜂窝内通常存在着两种特殊的微小区域： 一是“盲点”区域 —— 由于无线电波遇到障碍物而造成的 阴影区域，使得该区域的信号强度减弱，通信质量下降； 二是“热点”区域 —— 在商业中心或交通要道等业务繁忙 区域，空间业务负荷分布不均匀。 为了解决“盲点”区域和“热点”区域问题，于是产生 了微蜂窝小区技术。
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第4章 移动通信网络技术
4.2 频率复用技术和系统容量
因频率资源有限，为增加用户容量，需采用小区制（蜂 窝网），可以实现频率再利用（频率复用） 考虑以下问题： 1、频率复用的原则（需满足什么条件） 2、小区形状、大小如何确定（基站覆盖半径） 3、哪些小区可以实现频率复用 4、频率复用对系统容量及性能的影响
9
第4章 移动通信网络技术
AUC：鉴权中心。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的 鉴权参数，并能根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权
参数。
EIR：存储移动台设备参数的数据库。存储着移动设备的国 际移动设备识别码(IMEI/电子串号)；分别列出了准许使用的、
出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，
移动通信知识点
1.无线传输方式分单向传输和双向传输。
单向传输只用于无线电寻呼系统，双向传输有单工，双工和半双工模式。
2.频率再用：把若干相邻的小区按一定的数目划分成区群，并把可供使用的无线频道分成若干个（等于区群众的小区数)频率组,区群内各小区均使用不同的频率组，而任一小区所使用的频率组，在其他区群相应的校区还可以再用。
频率再用是蜂窝通信网络解决用户增多而被有限频谱制约的重大突破。
3.小区越小（频率组不变）单位面积可容纳的用户越多。
4.小区分裂是蜂窝通信系统在运行过程中为适应业务需求的增长而逐步其容量的独特方式。
5.基群中的小区数越少，系统所需划分的频率组越少，每个频率组所含的频道数越多。
6.当移动台从一个小区进入另一个小区时，其工作频率及基站与移动交换中心所用的接续链路必须从他离开的小区转移到正在进入的小区，这一过程称为越区交换。
7.多址方式的基本类型有频分多址（FDMA ）时分多址（TDMA ）和码分多址（CDMA ）8.数字蜂窝通信系统的网络结构其组成部分为；移动交换中心（MSC ），基站分系统（BSS ），（含基站控制器BSC ），基站收发信台（BTS ），移动台（MS ），归属位置寄存器（HLR ），访问位置寄存器（VLR ），设备标识寄存器（EIR ），认证中心（AUC ）和操作维护中心（OMC ）网络通过移动交换中心还与公共交换电话网（PSTN ），综合业务数字网（ISDN ）以及公共数据网（PDN ）相连接。
9.在诸多接口当中‘无线接口’是人们最为关注的接口之一，因为移动通信网是靠此接口来完成移动台与基站之间的无线传输的，他对移动环境中的通信质量和可靠性具有重要的影响。
10.MSK 是一种特殊形式的FSK ，其频差是满足两个频率相互正交（即相关函数等于0）的最小频差，并要求FSK 信号的相位连续。
11.正交振幅调制是二进制的FSK ，四进制的QPSK 调制的进一步推广，通过相位和振幅的联合控制，可以得到更高频谱效率的调制方式，从而可在限定的频带内传输更高速率的 数据。
移动通信基本知识
移动通信基本知识移动通信基本知识随着科技的不断发展和人们生活水平的不断提高，移动通信已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
但是对于初学者来说，在掌握移动通信的使用方法之前，我们首先需要了解一些移动通信基本知识。
一、移动通信的概念和分类移动通信是指通过无线电波进行信息传输的一种通信方式，其传输的数据包括语音、短信、图片、音乐等。
根据技术标准的不同，移动通信可以分为一、二、三、四代移动通信系统。
其中：1. 一代移动通信（1G）是最早的一种移动通信系统，采用模拟信号传输。
其代表性的技术标准是AMPS。
2. 二代移动通信（2G）是数字信号时代的开始，采用数字信号传输。
其代表性的技术标准是GSM、CDMA、TDMA等，这些技术标准在2G时代竞争如火如荼，GSM最终获得了胜利，成为了当时最流行的数字移动通信系统。
3. 三代移动通信（3G）是在2G的基础上，进一步提高了速率和服务质量，使移动通信实现了视频、音频等多媒体通信功能。
其代表性的技术标准是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等。
4. 四代移动通信（4G）是目前最先进的移动通信系统，采用先进的调制技术和网络架构，数据传输速率更快，可用于更多的应用。
其代表性的技术标准是LTE。
二、移动通信网络移动通信网络是由多个基站和交换机组成的。
其中，基站是指无线电设备，对外提供通信服务；而交换机则是控制中心，负责将多个基站连接起来，实现用户之间的信息交流。
基站会将用户的通信请求转发给交换机，交换机根据用户的请求，通知基站向目标用户发起信号。
当信号到达目标用户所在的基站后，该基站将信号转发给目标用户，从而实现通信。
三、移动通信卡通常我们会把移动通信卡叫做“手机卡”，是一种可以存储个人手机号码和账户信息的卡片。
移动通信卡有两种类型：SIM卡和USIM卡。
SIM卡是一种较早的卡片，其容量较小，只能存储一些基本信息，如用户资料等。
而USIM卡则是在SIM卡的基础上，进一步增加了容量和安全性，可以存储更多的信息，如联系人、短信、图片等。
移动通信网络基础知识
信息和信号
把语言和声音、音乐、文字和符号、数据、图像等统称为消息。 把消息从非电形式变换成相应的电形式，就得到电信号。电话机、摄像机和录像机等都可实现上述功能。
模拟信号和数字信号
电信号通常分为两大类：模拟信号和数字信号。 模拟信号：某一电参量（幅度、频率）在一定取值范围内连续变化的信号。 数字信号：某一电参量（幅度、频率）在一定取值范围内跳跃变化，仅有有限个取值的信号。
890
915
f
f’
……
960
124个频点
频率资源始终是有限的，但是，用户确实无时不在增长， 每一时刻都有成千上万的用户同时享受着我们的服务，他们的通话并不受任何限制。这是怎么做到的呢？换句话说，系统的容量是怎样扩大的呢？ 其实，这个问题是通过频率资源的不断重复使用来解决。 一个小区中使用的频率可以被距离足够远的小区所复用（这时，频率之间的干扰可以忽略）。简单的说，如果一个频段内的所有频点都同时被复用了N次，则，系统的容量就扩大了N倍。这样，对于无线网络来说，扩容就意味着不断的新建基站和不断的复用频率。
移动电话编码计划
移动台ISDN号码（MSISDN） MSISDN=国家代码＋国内目的地编码＋（0－9）+ 用户号码 86 139 0 h1h2h3abcd 如：0086 h1h2h3用于识别哪个HLR
f
调制后：
f
f
f
时分复用：以不同的时间来传输信号。
码分复用：以不同的码序列来调制信号。 采用扩频技术，将信息加入到一个比信号带宽大很多的宽带上传输。当基站接收到信号以后，再还原成原来的信号。
固定电话通信网
3. 被叫侧交换机收到被叫号码，判定被叫用户闲。如忙则给主叫方送忙音；
4. 被叫侧交换机给被叫电话送振铃音，同时给主叫电话送回铃声；
移动通信的基本组成
移动通信的基本组成
移动通信是指通过移动通信网络进行的信息传递和交流。
移动通信系统是由多个基本组成部分构成的，这些部分相互协作，共同实现通信功能。
本文将详细介绍移动通信的基本组成部分。
1. 移动终端
移动终端是指手机、平板电脑、手持终端等移动设备，是移动通信的重要组成部分。
移动终端通过无线信号与基站进行通信，实现信息的发送和接收。
2. 基站系统
基站系统是指移动通信网络中的基础设施，包括基站、天线等。
基站通过天线向周围区域发送信号，接收来自移动终端的信号，将信号传输到移动通信交换机中。
3. 移动通信交换机
移动通信交换机是指移动通信网络中的核心设备，负责移动终端与固定网络、其他移动终端之间的连接和通信。
移动通信交换机还能对语音、数据等不同类型的信号进行处理和转换。
4. 业务支撑系统
业务支撑系统是指移动通信网络中的各种管理和支持系统，包括用户管理系统、计费系统、设备管理系统等。
这些系统能够支持移动通信网络的正常运行，保障用户的通信质量和服务质量。
5. 网络运营商
网络运营商是指提供移动通信服务的企业，包括中国移动、中国联通、中国电信等。
网络运营商通过建设和维护移动通信网络，向用户提供语音、短信、数据等通信服务，是移动通信系统中不可或缺的一部分。
移动通信的基本组成部分包括移动终端、基站系统、移动通信交换机、业务支撑系统和网络运营商。
这些部分相互作用，共同组成了一个完整的移动通信系统，为人们的日常生活和工作提供了便利。
随着移动通信技术的不断发展，移动通信系统也在不断升级和完善，为人们带来更加先进的通信服务。
交换技术-交换与通信网
二 目前程控交换机的组成
• 交换网络 • 外围接口电路 模拟用户电路 数字用户电路 中继单元 模拟中继单元 数字中继单元 操作管理和维护接口 控制系统：实现交换的控制和系统的维护管理。 信令系统：在交换系统各部件之间、用户与交换机之间、 交换机与交换机之间传送专用的控制联络信号 (信令)的发送接收设备。 网络连接设备：与其它网络(数据网，移动通信网)互连的 接 口设备。 其它辅助设备：电源，配线架 用户电路
复习
通信业务与通信终端
1
本节内容：交换技术1
• • • • 一、交换与通信网 二、通信网的种类及发展 三、交换技术的种类及发展 四、交换设备的组成
2
重点及难点
• 交换技术与通信网的理解
3
教学要求
• 掌握交换技术的种类与发展 • 掌握通信网的种类及发展 • 了解交换设备的组成
4
“交换”
• 信息传输：解决如何利用媒介传输信息。
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有线电视网CATV—主要业务为视频（电视）信 号及话音、数据。 综合业务数字网—在一网中实现话音、数据、电 报、视频多种业务，而且象可视电话、图文电 视、视频点播传输的是多媒体信息，即一种业 务同时传输话音、图像、视频、文本的多媒体 信息。 此外还有移动通信网、微波通信网、无线寻 呼网等。
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通信网的发展趋势：
电话网 各种单一业务通信网 综合业务数字网ISDN（Integrated Services Digital Network） NGN下一代网络
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在计算机网络中， “这一代”网络是以IPv4为基础的互联网， “下一代”网络是以高带宽以及IPv6为基础的NGI（下一代互联网）。 在传输网络中， “这一代”网络是以TDM为基础，以SDH以及WDM为代表的传输网络， “下一代”网络是以ASON（自动交换光网络）以及GFP（通用帧协议） 为基础的网络。 总体来说，我们认为广义上的下一代网络是指以软 在移动通信网络中， 交换为代表， IMS 为核心框架，能够为公众灵活提 “这一代”网络是以 GSM 为代表的网络， “下一代”网络是以3G（主要是WCDMA和CDMA2000）为代表的网络。 供大规模视讯话音数据等多种通信业务，以分组交 在电话网中， 换为业务统一承载平台，传输层适应数据业务特征 “这一代”网络是以TDM时隙交换为基础的程控交换机组成的电话网络， “下一代”网络是指以分组交换和软交换为基础的电话网络。 及带宽需求，与通信运营商相关，可运营、维护、 从业务开展角度来看， 管理的通信网络。 “这一代”网络主要开展基于话音、文字或图像的单一媒体业务， “下一代”网络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。 从电信网络层以下所采用的核心技术来看， “这一代”网络是以TDM电路交换为基础的网络， “下一代”网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。
【网络通信】移动通信基本知识
【网络通信】移动通信基本知识在当今数字化的时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从简单的语音通话到高清视频传输，从即时通讯到移动支付，移动通信技术的发展为我们带来了前所未有的便利和效率。
那么，什么是移动通信？它又是如何工作的呢？让我们一起来揭开移动通信的神秘面纱，了解一些基本的知识。
移动通信，简单来说，就是指通信双方或至少一方在移动中进行信息交换的通信方式。
这种移动可以是在步行、乘车、飞行等各种情况下。
与固定通信不同，移动通信的最大特点就是用户的位置是不固定的，这就给通信的实现带来了很多挑战。
要实现移动通信，首先需要有一个覆盖广泛的通信网络。
这个网络由多个部分组成，包括基站、移动交换中心、传输网络等。
基站是我们最常见的部分，它负责与移动终端（如手机）进行无线通信。
基站分布在不同的地理位置，形成一个个覆盖区域，以确保用户在移动过程中始终能够保持通信连接。
移动通信所使用的频段是其关键之一。
频段就像是通信的“道路”，不同的频段有不同的特性和用途。
常见的移动通信频段包括低频段、中频段和高频段。
低频段信号传播距离远，覆盖范围广，但传输速度相对较慢；高频段则传输速度快，但传播距离较短，覆盖范围有限。
为了满足不同的需求，移动通信系统会综合使用不同的频段。
在移动通信中，信号的传输方式主要有两种：模拟信号和数字信号。
早期的移动通信采用的是模拟信号，但随着技术的发展，数字信号逐渐占据了主导地位。
数字信号具有抗干扰能力强、易于加密、便于处理等优点，能够提供更清晰、更稳定的通信质量。
当我们使用手机进行通话或上网时，手机会向附近的基站发送信号。
基站接收到信号后，通过传输网络将其传送到移动交换中心。
移动交换中心会根据目标号码或网络地址，将信号路由到相应的目的地。
在这个过程中，还涉及到一系列的编码、调制、解调等技术，以确保信号的正确传输和解读。
移动通信的标准也是一个重要的方面。
不同的标准决定了通信的技术规格和性能。
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移动通信系统——交换网络设计知识一、提纲1、相关的基础知识：1)交换网络基础2)信令3)同步4)网络接口5)编号计划6)接续路由7)支撑的业务8)计费9)网管2、施工图设计阶段的勘察要点；二、相关基础知识1、交换网络基础（1）移动通信系统的构成：GSM移动通信系统主要由交换网络子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）和移动台（MS）三部分组成，如下图所示：其中，NSS交换网络子系统主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全管理所需的数据库功能。
构成NSS的主要实体包括MSC（移动交换机）、HLR（归属位置寄存器）、VLR（拜访位置寄存器）、AUC（鉴权中心）和EIR（设备标识寄存器）。
MSC：是NSS的核心，是对它所覆盖区域内的MS进行控制和完成话路交换的功能实体，其移动电话子系统MTS提供专有移动功能。
MSC从HLR、VLR、AUC中调取相应数据，并根据需要对相应数据加以修改。
MSC实现的功能包括呼叫处理（连接、号码存储、回声控制等功能）、安全保密（鉴权、用TMSI 保护IMSI、客户信息加密）、BSC和MSC间的信道管理、数据通信、IMEI的管理、移动性管理、无线资源管理、DTMF（双音多频）信号转换及排队管理等功能。
具有查询位置和转接功能的交换机称为入口交换机（GMSC），GMSC是与PSTN和其他NSS互连的接口，是其他网络呼叫本区域内移动用户（包括漫游来用户）固定入口点。
VLR：访问用户位置寄存器，是服务于器控制区内移动用户的，存储着进入该区域内移动用户的相关信息。
VLR从相对应的HLR获取必要的数据，为已登记的移动用户建立呼叫接续的必要条件。
VLR是动态的数据库。
VLR存储的用户数据信息如下表所示：形成MSC/VLR的物理实体。
HLR：归属用户位置寄存器，是GSM系统的中心数据库，存储HLR控制区内所有的移动用户数据。
供MSC和VLR查询。
相对于VLR，HLR是静态的数据库。
HLR能够完成客户数据存储、检索、配合VLR完成MSRN提供和位置登记、配合AUC完成鉴权等。
HLR存储的用户数据信息如下表所示：AUC ：鉴权中心，其作用是存储每个用户的IMSI/KI （鉴权键）和A3、A8算法，为HLR 产生并传送三参数组，用加密。
如下图所示：SRES KC AUC EIR ：移动终端设备识别寄存器，其作用是以黑表、白表、灰表存储不同的IMEI ，用以应付终端设备遭窃、故障、一般与MSC 合设，目前我国大部分省份没有建设。
也有将OMC 归入NSS 系统的。
BSC （基站控制器）属于基站子系统BSS ，实现对BSS 的控制作用，如接口互连、地面信道管理和交换等；但在工程设计中通常将BSC 纳入交换部分。
（2） PLMN 的网络结构：全国移动GSM 话路网网络结构为二/三级混合网结构。
采用三级网结构的省由一级汇接中心（TMSC1）、二级汇接中心（TMSC2）和移动端局（MSC ）组成；采用二级网结构的省则由一级汇接中心兼作二级汇接中心（TMSC1/ TMSC2）和移动端局（MSC ）组成。
一级移动业务汇接中心之间网状网相连；建有二级汇接中心的省与相应的一级汇接中心相连，二级汇接中心之间网状网相连；各移动端局与省内一级/二级汇接中心相连。
GSM网络目前没有国际出口局，需要通过电信公网的国际出口局接续国际呼叫。
省内GSM/PLMN的网络结构如下图所示：（3）MSC的设置：GSM数字移动通信网在划分交换区、设置交换局时应遵循以下原则：●移动交换局、HLR应设置在传输中心节点的位置上，确保安全可靠的连接。
●充分考虑网络现状和远期规划，充分利用交换设备资源。
●在满足技术条件的前提下，要充分利用现有的线路、电源、机房等设施，方便维护，减少投资。
在用户量较高的地区，可以设置多个端局；在用户量较低的地区，可以几个地区合设1个端局，如内蒙古移动的阿拉善盟即是与乌海合用1个MSC。
与其他网络的互连，在本地网设置关口局，可以根据业务量的大小单独设置关口局或关口局/端局合设。
在选择设备型号时，应遵循以下原则：●选用符合国际标准和我国移动通信技术体制的系统和设备。
●选用国内外已经大量使用，技术成熟的系统和设备。
●本着先进性、统一性、合理性的原则，选则性能价格比高的系统和设备。
●要考虑发展的潜力和承担非话业务的能力。
●要考虑设备供应商的技术水平和维修能力，以保证使用后能长期维持系统的良好工作状态。
●交换设备应支持24位七号信令，并能提供14/24位转换的功能。
●移动通信交换系统应能与不同厂家的基站系统相配合。
MSC设备的性能指标主要指用户容量。
用户容量由主控中央处理器决定，同时与单机话务量、单用户忙时试呼次数、信令点的设置、关口局的设置和智能网用户的比例等因素有关。
BSC设备的性能指标的确定与MSC的基本类似。
（4）HLR的设置：鉴于HLR/AUC在GSM系统中的重要性，HLR的设置应遵循以下原则：●HLR应设置在传输中心节点位置上，以便于信令传输。
●HLR存储移动用户的各种信息，应保证其安全可靠性。
●受HLR容量的限制，远期发展需要增加HLR时，应保证用户数据不至于有较大的调整。
●近期HLR的设置应充分考虑后续工程的实施，并容易向后续工程过渡。
一般1个本地网业务区设置1个HLR，在用户容量较大时，可以设置多个HLR，也可以1个HLR负责多个地区，这时HLR实际上作为多个逻辑的HLR 使用。
比如通辽移动网的HLR同时负责乌兰浩特的用户数据。
1个HLR可以连接到多个MSC，同样1个MSC可以连接到多个HLR。
（5）互连互通的问题：中国移动GSM网与中国电信、中国联通等相关网络的互连互通应以平等接入、经济合理、安全便捷为基本前提进行协商。
如果海拉尔电信已建好关口局，则可直接与之相连，如果没有建好关口局，根据信息产业部[2001] 9号关于发布《公用电信网间互联管理规定》的通知，则采用通过互联点的互联方式。
与中国联通相连通过联通设在电信侧的接口局互联。
网络互连应从两个层面上理解，从表面上是与不同的运营商实现互连互通，实际上是实现不同运营网络的互连互通。
比如：目前中国移动的GSM网络在移动本地网要设置单独或混合的关口局，关口局需要和电信的PSTN/ISDN网络连接，同时还需要和联通的GSM网络、CDMA网络互连，将来还要与移动公司自己的CDMA网络互连。
（联通的CDMA网络也可以通过其GSM的关口局与其他网络系统互连）。
（6）话务量计算及中继电路：话务量计算是交换网络设计核心和重要依据。
对于移动网络首先要确定正确的话务模型。
根据呼叫的类型有：注意：MS之间的呼叫接续与MS对网外用户作为主、被叫的呼叫接续是分开的。
因为MS之间的呼叫接续占用2个信道。
考虑网内用户漫游因素、不同呼叫的本地长途百分比。
从而可以得到各个方向的话务量。
网外用户根据实际情况划分，从而分别计算对不同网络的话务流量。
（结合辽宁沈阳的移动话务量计算话务量计算的过程。
）根据计算出的各局间话务量及局间呼损率，查巴尔姆表可得到中继电路数，在换算到2M口（30话路/2M口）2、信令网1)信令连接方式的解释：分为直联方式、非直联方式和准直联方式。
直联方式：信令链路与话路完全平行，信令消息沿两信令点之间的直达链路传送；非直联方式：信令消息沿两条或多条链路随机地传送；准直联方式：一种特殊的非直联方式，信令消息有两条或多条链路传送，但对于确定的信令消息，其路由是预先确定的。
相应的就有正常路由和迂回路由（按信令转接次数分为第一迂回路由、第二迂回路由等）。
2)全国移动信令网结构：中国移动建有自己的信令网。
对应于话路网络结构，全国移动GSM信令网网络结构为二/三级混合网结构，采用三级网结构的省由高级信令转接点（HSTP）、低级信令转接点（LSTP）和信令点（SP）组成；采用二级网结构的省由高级信令转接点与低级信令转接点合一（HSTP/LSTP）和信令点（SP）组成。
各业务区每个MSC/VLR、HLR/AUC、VMS/SMC、SCP、BSC、EIR均设置信令点（SP）。
HSTP分A、B平面，A平面和B平面内各HSTP将逐步实现网状网相连，A平面和B平面间成对的HSTP相连。
未设置HSTP的省市LSTP与所归属的HSTP相连，各SP与本省HSTP/LSTP或者LSTP相连。
信令业务量较大的两个SP之间，可以设置直联信令链路。
3)信令点编码：国际信令网信令点编码采用14位，编号容量为214，采用如下表所示的编号格式：我国国内信令网信令点编码采用24位编码，7号信令网国际出口局负责管理国际信令网信令点与国内信令网信令点编号号码的变换。
中国移动信令网中每一个STP和SP点均分配一个信令点编码，即MSC/VLR、HLR/AUC、EIR、SMC、VMS、BSC均分配一个信令点编码，HLR、EIR、SMC、VMS均采用24位编码方案，BSC采用14位信令点编码，MSC/VLR 具有14位和24位信令点编码兼容功能。
I.24位信令点编码中国移动GSM信令网24位信令点编码由主信令区、分信令区和信令点三部分组成，编码格式如下：主信令区分信令区信令点8bit8bit8bit主信令区原则上以省、自治区和直辖市为单位进行编排；分信令区是从公网NO.7信令网分信令区编码中启用的编码FF（255）和FE（254），FF为主用，FE为备用；信令点编码按高五低三比特位使用原则，详见下表。
信令点编码高五比特位的使用规则（29=25-3）信令点编码低三比特位的使用规则II.14位信令点编码14位信令点编码也由主信令区、分信令区和信令点三部分组成，编码格式如下：主信令区分配到各省、自治区和直辖市；分信令区和信令点同24位信令点主信令区分信令区信令点5bit 5bit 4bit高五低三比特位使用原则进行信令点编码，详见表3.14和表3.15。
分信令区编码分配表3.14（29=2-2）信令点编码分配表3.15发现现有编码中部分不符合规则，这是由于已经既成事实的使用编号不宜变动。
在新编码时，一定按照编码方案进行。
4)信令网寻址方式：信号链路SL上的每个消息都有一个“标记”，包括电路识别码CIC、消息源信令点编码OPD及目的地信令点编码DPC。
在GSM信令网中SP、STP间传送MAP信令消息必须有信令连接控制部分SCCP的支持。
SCCP的地址是由GT（Global Title）、DPC和SSN（子系统号）组成。
GT（Global Title）是一种地址，没有包含在信令网中直接选取路由的信息，需要一种翻译功能把GT翻译成使SCCP和MTP直接选路由的DPC+SSN 的形式。
使用GT寻址可以访问任何用户，甚至越界访问。
目前我国移动通信信令网的SCCP寻址方式分为DPC寻址和GT寻址，其中省内呼叫采用DPC寻址方式，国际、省际间呼叫采用GT寻址方式。