第06章移 动通信

使用No.7信令系统的移动应用部分， 信令系统的移动应用部分， ① 使用 信令系统的移动应用部分 完成信道的接续控制。 完成信道的接续控制。 配合基站完成基站子系统（ ② 配合基站完成基站子系统（BSS） ） 的全部功能，例如:频率管理 信道管理、 频率管理、 的全部功能，例如 频率管理、信道管理、 切换/漫游控制 漫游控制。 切换 漫游控制。 鉴权与加密。 ③ 鉴权与加密。 位置更新。 ④ 位置更新。 ⑤ 切换。 切换。 互通功能。 ⑥ 互通功能。 操作与维护功能， ⑦ 操作与维护功能，包括与操作维护 中心(OMC)的互通。 的互通。 中心 的互通
3．GSM 系统的组成 系统的组成
GSM 系统由交换系统 、 基站系统 、 系统由交换系统、 基站系统、 移动台三部分组成。 移动台三部分组成。
4．交换子系统（又称网络子系统 交换子系统（ NSS）
交换子系统由一系列功能实体构成， 交换子系统由一系列功能实体构成， 主要完成交换、呼叫控制、 移动管理、 主要完成交换 、 呼叫控制 、 移动管理 、 用 户数据管理、数据库管理等功能。 户数据管理、数据库管理等功能。 （ 1 ） 移 动 业 务 交 换 中 心 （ MSC） ） /VLR（外来用户位置寄存器） （外来用户位置寄存器） MSC/VLR具体功能为 具体功能为: 具体功能为
（2）本地用户位置寄存器（HLR） 本地用户位置寄存器（HLR） （3）鉴权中心（AUC） 鉴权中心（AUC） AUC属于 属于HLR的一个功能单元，用于 的一个功能单元， 属于 的一个功能单元 产生为确定移动客户的身份和保密所需要 的鉴权和加密三参数（ 随机号码RAND、 的鉴权和加密三参数 （ 随机号码 、 符合响应SRES、 密钥 ）， 以便对用户 符合响应 、 密钥Kc） 鉴权以及对用户信息加密。 鉴权以及对用户信息加密。
③ 可供使用的频率资源有限 可供使用的频率资源有限 移动通信的可用频率范围有限， 移动通信的可用频率范围有限，而移 动通信的用户数却在猛增， 动通信的用户数却在猛增 ， 故有效地利用 频率资源是移动通信系统的一个重要研究 课题。 课题。 采用跟踪交换技术 ④ 采用跟踪交换技术 由于移动台处于运动状态，为了与移 由于移动台处于运动状态， 动台保持通信，移动通信系统必须具有位 动台保持通信， 置登记、 置登记 、 越区切换及漫游通信等跟踪交换 功能。 功能。
6.1.2 移动通信网具有的功能
① 无线信道选取 无线信道选取 ② 位置登记 位置登记 ③ 越区切换和越局切换 越区切换和越局切换 ④ 计费
6.1.3 移动通信系统的组成 移动通信系统的组成
蜂窝式移动通信系统由移动业务交换 中 心 （ MSC）、 基 站 （ BS）、 移 动 台 ） ） （MS）及与市话网相连接的中继线等组成。 ）及与市话网相连接的中继线等组成。
6.1.1 移动通信的特点
① 信道传输条件恶劣 信道传输条件恶劣 移动台使用无线信道， 移动台使用无线信道，在电波传播的 过程中， 由于多径衰落、 过程中 ， 由于多径衰落 、 建筑物阻挡造成 的阴影效应、 的阴影效应 、 移动台运动引起的多普勒频 移等，使接收信号极不稳定。 移等，使接收信号极不稳定。 强干扰情况下工作 ② 强干扰情况下工作 移动通信除受到汽车发动机的火花干 扰及工业干扰以外， 扰及工业干扰以外 ， 主要的干扰有互调干 邻道干扰及同频干扰。 扰、邻道干扰及同频干扰。
图 6 1 2 7 个 小 区 为 一 组 的 频 率 复 用 结 构 -
图 6 1 3 7 21 模 式 的 区 域 分 裂 -
6.1.5 我国蜂窝移动通信的发展
我国1987年引进英国提出的 年引进英国提出的900 MHz 我国 年引进英国提出的 TACS（ 全址通信系统 ） 体制模拟公众蜂 （ 全址通信系统） 窝移动通信系统，现已停用。 窝移动通信系统，现已停用。 数字移动通信系统共有四种制式： 数字移动通信系统共有四种制式： 欧洲的以TDMA为多址方式的数字 ① 欧洲的以 为多址方式的数字 蜂 窝 移 动 通 信 系 统 GSM（ 工 作 频 段 为 （ 9 0 0 MHz） 及 DCS 1800（ 工 作 频 段 为 ） （ 1800MHz）。 ）
美国的D-AMPS系统，与原有的美 系统， ② 美国的 系统 国模拟AMPS系统兼容 ， 手机开机后 ， 先 系统兼容， 国模拟 系统兼容 手机开机后， 在 D-AMPS 系 统 工 作 ， 若 搜 索 不 到 DAMPS,则转入 则转入AMPS系统。 系统。 则转入 系统 ③ 美国的 美国的CDMA（码分多址，详见本 （码分多址， 书6.4节）数字蜂窝移动通信系统，与现有 节 数字蜂窝移动通信系统， 模拟系统兼容。 模拟系统兼容。 日本的PDC系统，数模不兼容。 系统， ④ 日本的 系统 数模不兼容。
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第六章 移 动 通 信
6.1 移动通信概述 6.2 泛欧数字蜂窝系统（GSM） 泛欧数字蜂窝系统（ 6.3 通用分组无线业务（GPRS） 通用分组无线业务（ 6.4 码分多址（CDMA）数字蜂窝移动通信 码分多址（ 6.5 第三代移动通信系统（3G） 第三代移动通信系统（ 6.6 后3G（4G）及正交频分复用（OFDM） 及正交频分复用（
6.2 泛欧数字蜂窝系统（GSM） 泛欧数字蜂窝系统（GSM）
GSM原意为 原意为Group Special Mobile移 原意为 移 动特别小组， 动特别小组 ， 1991年在欧洲开通了第一个 年在欧洲开通了第一个 系统，工作频率为900MHz。 系统，工作频率为 。
6.2.1 GSM 系统概述 系统概述
6.1.4 移动通信系统的体制 移动通信系统的体制
按服务区电磁波的覆盖方式划分， 按服务区电磁波的覆盖方式划分，移 动通信系统可以分为两类， 动通信系统可以分为两类 ， 即小容量的大 区制及大容量的蜂窝式。 区制及大容量的蜂窝式。
蜂窝式移动通信系统由多个小区彼此 相连，覆盖整个服务区， 相连 ， 覆盖整个服务区 ， 小区往往用正六 边形，这种结构和蜂窝一样，故称蜂窝式。 边形 ， 这种结构和蜂窝一样 ， 故称蜂窝式 。 图6-1-2示出了 个小区为一组的结构。 示出了7个小区为一组的结构。 示出了 个小区为一组的结构 随着用户数的增加， 随着用户数的增加 ， 一般采用无线小 区分裂的办法来增加信道数， 区分裂的办法来增加信道数 ， 以满足系统 增加容量的要求。 增加容量的要求。图6-1-3示出了一个小区 示出了一个小区 分裂为三个小区的模式。 分裂为三个小区的模式。
5．基站子系统（BSS） 基站子系统（
基站子系统由基站控制器（ 基站子系统由基站控制器 （ BSC）、 ） 一个或多个受基站控制器控制的基站收发 信台（ 信台 （ BTS）、 实现语音信号的码变换和 ） 数据信号的速率适配的码型变换（ ） 数据信号的速率适配的码型变换（TC）和 传输子复用设备/基站接口设备 基站接口设备（ 传输子复用设备 基站接口设备 （ SM/BIE） ） 四部分组成。 四部分组成。
2．GSM 系统的特点Байду номын сангаас 系统的特点
① 系统灵活 系统灵活 GSM 系 统 可 与 各 种 公 用 通 信 网 （ PSTN、ISDN、PDN等 ） 互连互通 。 、 、 等 互连互通。 GSM各分系统之间、各分系统与各种公 各分系统之间、 各分系统之间 用通信网之间都定义了标准化接口规范， 用通信网之间都定义了标准化接口规范， 保证任何厂商提供的GSM系统或子系统 保证任何厂商提供的 系统或子系统 能互连。 能互连。
6.1 移动通信概述
移动通信的类型主要有蜂窝式移动通 信系统、无线寻呼系统（BP机）、无绳电 信系统、无线寻呼系统（ 机 话系统、 无线市话系统（小灵通） 话系统 、 无线市话系统 （ 小灵通 ） 、 集群 调度系统、 调度系统 、 无中心选址系统和卫星移动通 信系统等。 信系统等。
（4）设备识别寄存器（EIR） 设备识别寄存器（EIR） GSM系统采用多种方式对系统内部的 系统采用多种方式对系统内部的 用户进行识别。每个移动用户有3种识别号 用户进行识别。每个移动用户有 种识别号 即国际移动设备号码（ 码，即国际移动设备号码（IMEI）、国际 ） 移动用户号码（ 移动用户号码（IMSI）、临时移动用户号 ） 码（TMSI）。 ） 短消息业务中心（SC） （5）短消息业务中心（SC） 短消息业务包括移动台发起和移动台 为接收终端的点对点短消息以及小区广播 短消息。 短消息。
② 采用数字通信方式，提高通信质量 采用数字通信方式， GSM 系 统 采 用 RPE-LTP（Regular （ Pulse Excited Long Term Prediction）语音压 ） 缩技术，将语音速率压缩到 缩技术，将语音速率压缩到16kbit/s。采用差 。 错控制编码、分集接收、信道均衡等措施， 错控制编码、 分集接收、 信道均衡等措施， 提高通信的可靠性。 提高通信的可靠性。
③ FDMA 与TDMA 方式相结合， 方式相结合， 使频率利用率大大提高 使频率利用率大大提高 我 国 陆地 公 用蜂 窝 数字 移 动通 信 网 GSM通信系统采用 通信系统采用900MHz频段： 频段： 通信系统采用 频段 905～915（移动台发、基站收） ～ （移动台发、基站收） 950～960（基站发、移动台收） ～ （基站发、移动台收） 已采用1.8GHz频段的 频段的DCS1800： 已采用 频段的 ： 1710～1785（移动台发、基站收） ～ （移动台发、基站收） 1805～1880（基站发、移动台收） ～ （基站发、移动台收）
④ 保密性能好 保密性能好 模拟移动通信系统手机即代表用户。 模拟移动通信系统手机即代表用户。 系统只有手机不能通信， 但GSM 系统只有手机不能通信，必须插入 输入PIN 才能通信，费用记录 才能通信， “SIM卡”,输入 卡 输入 在该用户名下。 在该用户名下。 ⑤ 可提供多种电信业务并提供国际 漫游功能 漫游功能