无线传输设备维护(无线通信系统网络结构)

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（3）EIR
为了防止非法移动台的使用，需要有个数据库 来存储有关移动台设备的参数，完成对移动设 备的识别、监视、闭锁等功能，这就是设备识 别寄存器（EIR）。
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（4）AuC
为了方便安全性管理，确定用户的身份和对呼 叫进行加密，这样就有了鉴权中心（AuC），由 于是针对用户的，所以它是属于HLR的一个功能 单元。
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无线通信系统的网络结构
市话网(PSTN) 移动网(PLMN)
固定电话机 市话局
中继线
移动业务 交换中心 (MSC)
固定电话机
有线连接 无线连接
车载台 ( MS)
基站 (BSS))
手持机 (MS)
车载台(MS)
基站 (BSS))
基站
(BS)
手持机
手持机(MS)
(MS)
车载台 (MS)
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它的下一次位置更 新再改变状态。
周期性更新（图示为30分钟后）
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一、位置更新
新问题：手机关机问题？
“周期性汇报”无法有效解决手机关机问题！ 解决思路：开关机的时候都通知网络一声。
关机时，用户向网络发送“分离处理请求”，这一信息 存在VLR上（不发送给HLR）。 开机时，如果通过接收系统消息发现开机时的位置区标 识已经发生了改变，那么就执行正常的位置更新，如果 位置区没有发生改变，就向网络发送一个“附着”消息， 告诉网络我又回来了，可以呼我了。
BTS
BTS BSC
网络子系统 VLR
MSC OMC
HLR AUC EIR
PSTN ISDN PDN
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1、移动台（ＭＳ）
移动用户设备部分，分为移动终端和用户识别卡
移动终端就是“机”，完成话音编码、信道编码、 信息加密、信息的调制和解调、信息的发射和接收等 功能。
ＳＩＭ卡就是“身份卡”，存有认证用户身份所需 要的所有信息，并能执行一些与保密安全有关的重要 信息，防止非法用户接入网络，ＳＩＭ卡还存有与网 络和用户有关的管理数据，只有插入ＳＩＭ卡后才能 接入网络。
可以将VLR理解为HLR的本地缓存
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不同MSC/VLR不同位置区的位置更新
小区1
小区3
(1)
(4) MSC
BSC
VLR
位置区1
小区2
位置区2
BSC
小区4
(2) (3)
MSC
HLR
(5)
VLR
(4) M(5S)C(H2对L)RM V通L(S(R1知3C中))原向M该H来客S客L的向R户户回MM的S送SIHCMC“删L发SR除位I作发送V置标送L“更R记“位中新，位有置接并关置更受向该更新M”M新请SS回请求的送求”客“户”位数置据更新证
BTS
BTS BSC
网络子系统 VLR
MSC OMC
HLR AUC EIR
PSTN ISDN PDN
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（1）移动交换中心（MSC）
首要任务是完成话音的接续，即交换
功能
作为网络的核心，配合 其他功能实体完成移动 性管理和合法性检验
配合ＢＳＣ完成跨ＢＳＣ的切换
提供面向系统其他功能
实体和面向固定网的接
实”
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一、位置更新
位置更新与“打电话报平安”
你在外面晃悠， 就算地方没有变，但 是隔段时间也要给家 里打电话，免得家里 担忧，同样，手机也 要周期性向系统汇报 所在位置，这叫“周 期性位置”。
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一、位置更新
位置更新与“打电话报平安”
手机周期性向 系统汇报所在位置。
逾时未特报殊的，事就件把：手机没电，没信号，下 它可当及”成电了，池直“网到，络收关不到机
前位并所链置询建在路区问立的，内B通业客并所信务户将有连区漫的B接客M 游B，T户号SSC通号码，，信码(由向M过传这该S程送R些区N中给BV)T采GLSRM用在发ST整C被M个叫S位I的号置I码M区S覆I，盖请范求围V内LR进分行配广给播被寻叫呼
客户一个漫游号码MSRN
✓向漫游用户分配移动用户漫游号码，并通知 该用户的HLR。
➢ 已经有了HLR还要VLR干什么呢？
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一、位置更新
两个位置寄存器 ------原籍位置寄存器（HLR）
访问位置寄存器（VLR）
用户资料信息很多，在其它位置区时，如果 每次呼叫都要去注册地所在的HLR中把用户资料 弄过来，太麻烦，因此有了VLR，用户由一个位 置区进入另外一个时，从HLR中下载新的数据到 VLR中，并删除前一个VLR的信息。
一、位置更新
位置更新与“打电话报平安”
你在外面晃悠， 家里希望有事的时候 能够找到你，所以你 最好到了一个新的地 方就给家里打电话， 同样，手机到了一个
新地问方题也：要报怎告么给划基分“新地方”？
站，这就是“正常位
置更新”。 怎么知道到了“新地方”？
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一、位置更新
怎样划分“新地方”？ 位置区的概念
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ＳＩＭ卡
产生的初衷：将用户信息从手机中分 离开来
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移动台 MS
TE
MS
基站子系统 BSC
BTS
BTS BSC
网络子系统 VLR
MSC OMC
HLR AUC EIR
PSTN ISDN PDN
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2、基站子系统
考虑到无线资源的有效管理，将基站的收发信机的业务承载 功能和控制功能分离开来，基站收发信机（BTS）和基站控 制器（BSC）各司其职。
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LTE网络结构——各网元功能
E-Node B
MME 移动性管理实体
Serving GW 服务网关
PDN GW 公共数据网
具有现3GPP Node ➢ NAS信令以及安 ➢ 支持UE的移动性 ➢基于用户的包过滤
B全部和RNC大部分 全性功能
切换用户面数据的功 ➢合法监听
功能，包括：
➢ 3GPP接入网络移 能
源管理
➢ 鉴权
包标记
➢无线接入控制
➢ 承载管理功能（包
➢移动性管理
括专用承载的建立）
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第2讲 无线通信系统网络结构
2.1 无线通信系统网络结构 2.2 系统移动性管理 2.3 McWill无线集群系统
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2.2 系统的移动性管理
通信网络最基本的任务：建立始呼与被呼之间的连接
✓ 识别被呼用户
✓用户参数信息：向用户提供的服务，用户的 各种号码，识别码，用户的保密参数；
✓用户位置信息：移动漫游号码，VLR地址， 呼叫路由。
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一、位置更新
➢ 访问位置寄存器（VLR）：存储用户位置信 息的动态数据库，往往和MSC合并在一 个设备实体中
✓ 漫游用户必须向与漫游地点MSC相关的 VLR登记。
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LTE网络结构
媒体面控制面分离 网络结构扁平化
与传统网络互R通NC+NodeB=eNodeB
全IP
网络扁平化使得系统延时减少， 从而改善用户体验，可开展更多 业务
网元数目减少，使得网络部署更 为简单，网络的维护更加容易
取消了RNC的集中控制，避免单 E-UTRAN只有一种节点网点元故—障E，-N有od利e于B提高网络稳定性
位置区是随着蜂窝通信的发展而产生的，在模拟 通信时代是没什么位置区的概念的，一个MSC包打天 下。如果要寻找一台“大哥大”，那么就在该MSC下 所有的基站下发寻呼消息来找该手机。 问题：系统负荷大 解决：划分位置区，分片寻呼
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一、位置更新
移动通信网 ― 若干服务区 ― 若干MSC区 ― 若干位置区 ― 若干基站小区
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一、位置更新
上海
HLR
（3）
（1）
PSTN 北京
（2） GMSC
（5） （6）
（4） VLR 广州 MSC
若A客户为北京固定网某客户，B客户为上海数字移动某客户，B客户已漫游
到广州，A客户呼叫B客户流程如下：
（（（（4（7（6）8）（）（23）H）V5）G1守L））本MGR候V将AM查地SL的C客BRS出交有C空客户把被换根了闲户拨分叫机据MM M打配客根HSSSBR给户据0接I客SNH被的AD收户，l客HN叫位到，就2户号客置此H拨可所码户区3寻M以A拨转的识呼SB把号换M I别C消S入码D为D码S息局，RN(客(1，NL呼(向3户A0号识9叫1BI识))码3别客可之接别9回出户以后H到码送其0的与，B(H给I客IHGMM MlHLHS户SSSRM2LCII所发H)码R将网，在，3M后寻的A查的由S，B呼G询IMHCS发M消BDDLS送客SRN息)C号C发应号户发(间码北送答码目送建京给响，给立-G应广M，州S)C
无线传输设备维护
梁洪卫 gubeichun@126.com
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第2讲 无线通信系统网络结构
2.1 无线通信系统网络结构 2.2 系统移动性管理 2.3 McWill无线集群系统
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移动通信的发展
第一代 80年代 模拟
AMPS
TACS NMT
模
数
拟 需求驱动 字
技
技
术
术
其它
GSM
第二代 90年代 数字
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（5）OMC
为了方便对整个ＧＳ Ｍ网络进行管理和监 控，又产生了操作维 护中心（ＯＭＣ）， 通过它实现对ＧＳＭ 网内各种部件功能的 监视、状态报告、故 障诊断等功能。
网络子系统 心
操 作 维 护 中
基站子系统
移动台
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为了各厂家的设备可以通用，ＧＳＭ网络 中各组成部分的连接都必须严格地符合接 口标准，采用同样的分层协议。
CDMA IS95
CDMA IS-136
语
宽
音 需求驱动 带
业
业
务
务
PDC
第三代 IMT-2000
UMTS WCDMA
CDMA 2000
TDSCDMA
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移动通信的发展
4G是3G+WLAN，能传输高质量图像，传输质量与高清电视不相上下， 提供下行100Mbps的下行和50Mbps的上行峰值速率。
➢IP地址分配
➢物理层功能
动性导致的CN节点 ➢ E-UTRAN空闲模 ➢上下行传输层数据
➢MAC、RLC、
间信令
式下行分组数据缓存 包标记
PDCP功能
➢ 空闲模式下UE跟 和寻呼支持
➢DHCPv4和
➢RRC功能
踪和可达性
➢数据包路由和转发 DHCPv6（client、
➢资源调度和无线资 ➢ 漫游
➢上下行传输层数据 relay、server）
✓ 定位用户所在位置 ✓ 建立网络到用户的路由连接 ✓ 通话过程中维持连接 ✓ 通话结束，拆除连接
在此过程中的 有哪些问题需 要解决？
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在移动通信网中，建立一个呼叫连接需要 解决三个问题
✓ 用户所在的位置 ✓ 用户识别 ✓ 用户所需提供的服务
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基站如何找手机？
“动中通”？
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无线传输：负责“采样-量化-编码-交织-调制-解调-去 交织……”这些经典的无线通信工作
业务控制：眼光要更宏观一些，要着眼于资源的调度和 管理以及BTS之间的协调
BTS和BSC共同组成了基站子系统（BSS：Base Station Subsystem）
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移动台 MS
TE
MS
基站子系统 BSC
口功能
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（2）HLR与VLR
为了方便用户信息管理，需要有个数据库存储用户资料 （如位置信息，业务信息等等），这样就有了寄存器。
考虑到漫游，为了方便提取用户信息，不过多占用系统 资源，寄存器又分为了原籍位置寄存器（HLR）和访问 位置寄存器（VLR）。
当用户办卡时，运营商把用户资料输入HLR；当用户 漫游到别的城市时，漫游地的VLR把用户资料从HLR 复制过来，用户就可以继续享有运营商的服务了。
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一、位置更新
位置更新与“打电话报平安”
手机通过侦听 广播消息得知自己
所在问的题位：置位区，置如更新信息存哪儿？
果位置区发生了变 化，则主动联系无 线网络，上报自己 所在的位置。
终端主动报告位置变更
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一、位置更新
位置更新与“打电话报平安”
无线网络收到手机发来的位置变更消息后， 就把它记载在数据库中，这个数据库称为位置寄 存器。
2.1 GSM网络结构和接口
网络结构的主要组成部分
移动台（MS：Mobile Station ） 基站子系统（BSS ：Base Station Subsystem） 网络子系统（NSS： Network Switching Subsystem）
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移动台 MS
TE
MS
基站子系统 BSC
无线网络收到对该手机的被叫请求后，就首 先查找位置寄存器，确定手机当前所处的位置区， 再将被叫的请求发送到该位置区的基站，由这些 基站对手机进行寻呼。
位置区下面管理多少个小区（基站）？
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一、位置更新源自文库
两个位置寄存器 ------原籍位置寄存器（HLR）
访问位置寄存器（VLR） ➢原籍位置寄存器（HLR）：负责移动台数据库 管理