移動臺要監(jiān)控尋呼信道課件

1、第6章 移動通信網(wǎng)6.1 移動通信的基本概念及發(fā)展歷史6.2 基本技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.3 GSM系統(tǒng)6.4 CDMA系統(tǒng)6.5 衛(wèi)星通信系統(tǒng)思考與練習(xí)題題本章探討以下幾個方面的問題：(1) 現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)的雛形是怎么形成的？在形成過程中會有什么問題？怎么克服?(2) 對于給定的頻率資源，大家如何來共享? 采用什么樣的多址技術(shù)， 使得有限的資源能傳輸更大容量的信息?(3)由于移動環(huán)境中噪聲與干擾的存在， 基站和移動臺之間如何減少噪聲，保持有效通信？(4) 移動通信的基本特點是用戶在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi)可任意移動。這就要解決下面兩個問題：一是當(dāng)移動用戶從一個基站的覆蓋區(qū)移動到另一個基站的覆蓋區(qū)時，如何

2、保證用戶通信過程的連續(xù)性，即如何實現(xiàn)有效的越區(qū)切換? 二是用戶在移動網(wǎng)絡(luò)中任意移動，網(wǎng)絡(luò)如何管理這些用戶，使網(wǎng)絡(luò)在任何時刻都知道，該用戶當(dāng)前在哪一個地區(qū)的哪一個基站覆蓋的范圍內(nèi)，即如何解決移動性管理的問題?6.1 移動通信的基本概念及發(fā)展歷史6.1.1 移動通信的基本概念 移動通信是指通信的一方或雙方可以在移動中進(jìn)行的通信過程，也就是說，至少有一方具有可移動性。如：移動體與固定點之間 活動的人與固定點之間 人與人之間 人與移動體之間的通信還可以煮雞蛋！1移動通信的特點 (1) 用戶的移動性。 (2) 電波傳播條件復(fù)雜。 (3) 噪聲和干擾嚴(yán)重。 (4) 系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。移動通信系統(tǒng)是一個多

3、用戶通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，必須使用戶之間互不干擾，能協(xié)調(diào)一致地工作。 (5) 有限的頻率資源。在無線網(wǎng)中，頻率資源是有限的，ITU對無線頻率的劃分有嚴(yán)格的規(guī)定。提高系統(tǒng)的頻率利用率.新聞鏈接 2移動通信的分類 按使用對象分為：軍用、民用移動通信系統(tǒng)按經(jīng)營方式分為：專用、公用移動通信系統(tǒng)按信號性質(zhì)分；模擬制、數(shù)字制移動通信系統(tǒng)按無線頻段工作方式分：單工、半雙工、雙工制移動通信系統(tǒng)按用途和區(qū)域分為：陸地、海上、空中移動通信系統(tǒng)；特殊使用環(huán)境：如地下隧道、礦井、水下潛艇等目前使用的移動通信系統(tǒng)有： 航空航天通信系統(tǒng) 航海通信系統(tǒng) 陸地移動通信系統(tǒng) 國際衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)其中陸地移動通信系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛，包括：

4、無線尋呼系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)集群移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)AMPSTACSNMT其它第一代（1G)上世紀(jì) 80年代模擬模擬技術(shù)(l) GSMCDMA IS95TDMAIS-136PDC第二代（2G)上世紀(jì) 90年代數(shù)字?jǐn)?shù)字技術(shù)話音業(yè)務(wù) 第三代（3G)本世紀(jì)初期IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000TD-SCDMA寬帶業(yè)務(wù) 6.1.2移動通信的發(fā)展第四代（4G)2012年IMT-2000advancedTD-LTEFDDLTE廣帶、分布式業(yè)務(wù)員OFDM馬丁庫帕貝爾安東尼奧穆齊移動通信的發(fā)展到目前已經(jīng)歷了四個時代:第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)(1G)20世紀(jì)80年代鼎盛時期無線接口傳輸?shù)氖?/p>

5、模擬信號無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各廠家設(shè)備互不兼容制式太多，不易于國際漫游。代表性制式：美AMPS、英TACS采用FDMA技術(shù)，頻譜利用率低業(yè)務(wù)種類單一，只提供語音業(yè)務(wù)保密性差，易被竊聽安全性差，易被盜號容量小，不能滿足用戶日益增長的需要第一代移動通信的收費模式商用之初模擬移動通信制式分布北美系統(tǒng)英國北歐（瑞典、挪威和丹麥）大哥大的不足2001年我國模擬網(wǎng)關(guān)閉大哥大的不足第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)(2G)1982開始研究，1993年投入商用無線接口傳輸?shù)氖菙?shù)字信號標(biāo)準(zhǔn)相對統(tǒng)一，主要制式有：泛歐標(biāo)準(zhǔn)的GSM、美DAMPS(數(shù)字先進(jìn)移動電話系統(tǒng) )和IS-95CDMA、日本PDH等可實現(xiàn)區(qū)域性漫游采用TDMA/C

6、DMA技術(shù)，頻率利用率高；系統(tǒng)容量大業(yè)務(wù)種類比較多，可提供語音、低速數(shù)據(jù)(最高用戶接入速率9.6Kbps，只能傳送一些小數(shù)據(jù)量的文本信息：Fax、Email、FTP)保密性好（數(shù)字信號可以加密）安全性好，不易被盜號（MS身份有完善的保護(hù)）抗干擾性好，信號好用戶密度急劇增長數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求不斷提高2G系統(tǒng)手空中接口及網(wǎng)絡(luò)能力的限制，難以滿足市場的需求太慢了第三代多媒體移動通信系統(tǒng)3G 1985年ITU-T成立了研究組，征集方案。 1997年提出“IMT-2000家族”的概念。進(jìn)入21世紀(jì)3G系統(tǒng)開始商用。實現(xiàn)全球無縫覆蓋，全球漫游提供語音和中高速數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)為主；可支持多媒體業(yè)務(wù)采用主要技術(shù)是CDM

7、A，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大標(biāo)準(zhǔn)也不能實現(xiàn)全球統(tǒng)一，無線接口的主流技術(shù)有：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA（我國自主開發(fā)的技術(shù)） 3G全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無縫覆蓋高頻譜效率高服務(wù)質(zhì)量，高保密性能提供多媒體業(yè)務(wù)，速率最高到2Mb/s車速環(huán)境：144kb/s步行環(huán)境：384kb/s室內(nèi)環(huán)境：2Mb/s終端價格低 4G第四代移動通信系統(tǒng)第四代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)，指的是第四代移動通信技術(shù)，外語縮寫：4G。包括TD-LTE(long Term Evolution)和FDD-LTE兩種制式4G是集3G與WLAN于一體，能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100M

8、bps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL（4兆）快25倍，能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。IMT-Advanced的定義： 具有超過IMT-2000能力的新能力的移動系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提供廣泛的電信業(yè)務(wù)：由移動和固定網(wǎng)絡(luò)支持日益增加的基于包傳輸?shù)南冗M(jìn)的移動業(yè)務(wù)。IMT-Advanced無線接口技術(shù)：無線信號傳輸?shù)木幋a技術(shù)：Turbo、LDPC（低密度校驗碼）、Woven碼；調(diào)制技術(shù)：OFDM（正交頻分復(fù)用）、SC/FDE（單載波頻域均衡技術(shù)）、DCDM（動態(tài)碼分復(fù)用又稱星座交疊）；多天線技術(shù)：MIMO、空時編碼、智能天線、鏈路自適應(yīng)技術(shù)。1999年啟動，新一代技術(shù)規(guī)劃2000年考慮

9、IMT-2000的未來發(fā)展和后續(xù)演進(jìn)2005年10月，完成了IMT-2000后續(xù)演進(jìn)系統(tǒng)的命名： 將System Beyond IMT-2000命名為IMT-Advanced2006年8月，起草標(biāo)準(zhǔn)征集的通函2007年10月，爭取為IMT-2000、 IMT-Advanced新分配頻段，并給出頻譜使用建議計劃2008年3月完成征集標(biāo)準(zhǔn)的通函，開始征集無線接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2010年底完成第一版本的標(biāo)準(zhǔn)IMT.GCS，是海外主流運營商規(guī)模建設(shè)4G的元年。IMT-Advanced最早于2012年開始商用。2013年，谷歌光纖概念開始在全球發(fā)酵，在美國國內(nèi)成功推行的同時，谷歌光纖開始向非洲、東南亞等地推廣

10、，給全球4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)再次添柴加火。同年8月，國務(wù)院總理李克強日前主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，要求提升3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量，推動年內(nèi)發(fā)放4G牌照。12月4日正式向三大運營商發(fā)布4G牌照，中國移動、中國電信和中國聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照5G標(biāo)準(zhǔn)的研究已提上日程。移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率比較第一代模擬式僅提供語音服務(wù)；第二代數(shù)位式移動通信系統(tǒng)傳輸速率只有9.6Kbps，最高可達(dá)32Kbps；第三代移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到2Mbps；第四代移動通信系統(tǒng)傳輸速率可達(dá)到20Mbps，甚至最高可以達(dá)到高達(dá)100Mbps，這種速度會相當(dāng)于2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右,第三代手機傳輸速度的50

11、倍。第五代？2022？10*4G5G?。康谖宕苿与娫捫袆油ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)速可達(dá)5M/S - 6M/S .諾基亞與加拿大運營商Bell Canada合作，完成加拿大首次5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的測試。測試中使用了73GHz范圍內(nèi)頻譜，數(shù)據(jù)傳輸速率為加拿大現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的6倍。由于物聯(lián)網(wǎng)尤其是互聯(lián)網(wǎng)汽車等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其對網(wǎng)絡(luò)速度有著更高的要求，無疑成為推動5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要因素。還是全球各地，均在大力推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)，以迎接下一波科技浪潮。特點？作業(yè)1查詢資料，描述5G的技術(shù)特點與應(yīng)用。答案后需附上參考文獻(xiàn) 移動通信發(fā)展的趨勢：網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)個人化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶化、智能化使用更高的頻段采用更有效利用

12、頻率的技術(shù)萬物互聯(lián)智慧化6.2 基本技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.2.1 移動通信網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖6.1 移動通信網(wǎng)的組成移動業(yè)務(wù)交換中心基站移動臺中繼傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 1移動業(yè)務(wù)交換中心MSC 移動業(yè)務(wù)交換中心MSC(Mobile-services Switching Centre)是蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的核心。負(fù)責(zé)本服務(wù)區(qū)內(nèi)所有用戶的移動業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，MSC有如下作用： 信息交換功能：為用戶提供終端業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)的接續(xù)； 集中控制管理功能：無線資源的管理，移動用戶的位置登記、越區(qū)切換等； 通過網(wǎng)關(guān)MSC與公用電話網(wǎng)相連。 2基站BS 基站BS(Base Station)負(fù)責(zé)和本小區(qū)內(nèi)移動臺之間通過無線電波

13、進(jìn)行通信，并與MSC相連，以保證移動臺在不同小區(qū)之間移動時也可以進(jìn)行通信。 3移動臺MS 移動臺MS(Mobile Station)即手機或車載臺。它是移動網(wǎng)中的終端設(shè)備，要將用戶的信息進(jìn)行變換并以無線電波的方式進(jìn)行傳輸。 4中繼傳輸系統(tǒng) 在MSC之間、MSC和BS之間的傳輸線均采用有線方式。 5數(shù)據(jù)庫 移動網(wǎng)中的用戶的位置是不確定的。數(shù)據(jù)庫是用來存儲用戶的有關(guān)信息（包括用戶的位置及其他的信息），對用戶進(jìn)行接續(xù)。數(shù)字蜂窩移動網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫有歸屬位置寄存器(HLR: Home Location Register)、訪問位置寄存器(VLR: Visitor Location Register)、鑒權(quán)

14、認(rèn)證中心(AUC: Authentic Center)、設(shè)備識別寄存器(EIR: Equipment Identity Register)等。 6.2.2 移動通信網(wǎng)的覆蓋方式(組網(wǎng)方式)大區(qū)制概念：在一個服務(wù)區(qū)內(nèi)只有一個基站負(fù)責(zé)移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制。天線架設(shè)高，發(fā)射功率大。設(shè)備簡單，技術(shù)容易實現(xiàn)頻譜利用率低，用戶容量小適用于：小城市與業(yè)務(wù)量不大的城市小區(qū)制概念：將整個服務(wù)區(qū)劃分為若干個小無線區(qū)，每個小無線區(qū)分別設(shè)置一個基站負(fù)責(zé)本區(qū)的移動通信的聯(lián)絡(luò)和控制，同時又可在MSC的統(tǒng)一控制下，實現(xiàn)小區(qū)間移動通信的轉(zhuǎn)接及與市話網(wǎng)的聯(lián)系?；痉?wù)區(qū)域小，發(fā)射功率低頻率可以重復(fù)使用，容量大帶來了同頻干擾基站

15、數(shù)量多，越區(qū)切換頻繁，控制復(fù)雜，建網(wǎng)成本高蜂窩移動通信網(wǎng)：由若干個鄰接的無線小區(qū)組成一個無線區(qū)群，再由若干個無線區(qū)群組成一個服務(wù)區(qū)。 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。可以證明， 區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)K應(yīng)滿足下式： K = i 2 + ij + j 2 式中i和j分別是相鄰?fù)l小區(qū)之間的二維距離，i，j為正整數(shù),其中可以一個為0, 但不能同時取0。按照以上條件，可確定K有如下數(shù)值；i 1 2 2 3 2 3 4 3 4j 1 0 1 0 2 1 0 2 1K 3 4 7 9 12 13 16 19 21由不同的K值得到各種單位無線區(qū)群的構(gòu)成圖形，A3A1A2B3B1B2C3C1C2A

16、3A1A2A3A1A2B3B1B2C3C1C2C3C1C2A3A1A2B3B1B2C3C1C2A3A1A2A3A1A2B3B1B2C3C1C2C3C1C2A3A1A2B3B1B2C3C1C2A3A1A2A3A1A2B3B1B2C3C1C2C3C1C2 對于 K = 3的小區(qū)結(jié)構(gòu)對于 K = 4的小區(qū)結(jié)構(gòu)1234111111222223333344444432K = i2 + ij + j2 K = 22 + 2*0 + 02= 4 同頻復(fù)用距離D=3K R= 3.46RiDR對于 K = 7的小區(qū)結(jié)構(gòu)123456712345672112345671234567ij1234567123567DR

17、K = i2 + ij + j2 K = 22 + 2*1 + 12D= 4.58R所以：正六邊形無線區(qū)群的構(gòu)成條件區(qū)群之間彼此鄰接且無空隙； 相鄰區(qū)群中，同頻無線小區(qū)之間距離保持相等，且為最大。 從小區(qū)形狀的選擇：面狀、帶狀采用正六邊形無線小區(qū)鄰接構(gòu)成整個服務(wù)區(qū)為最好，因此這種六邊形結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用。因服務(wù)區(qū)狀似蜂窩，故名蜂窩網(wǎng)。6.2.3 移動通信網(wǎng)中的基本技術(shù) 1多址方式多址：蜂窩系統(tǒng)中是以信道來區(qū)分通信對象的，一個信道只容納一個用戶進(jìn)行通話，許多同時通話的用戶，互相以信道來區(qū)分，這就是多址。多址技術(shù)是指射頻信道的復(fù)用技術(shù)，對于不同的移動臺和基站發(fā)出的信號賦予不同的特征，以示區(qū)別。信號

18、特征可表現(xiàn)在工作頻率、出現(xiàn)時間、編碼序列等。種類：頻分多址（FDMA）、 時分多址（TDMA）、 碼分多址（CDMA）、 空分多址（SDMA）多址接入FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA頻分多址技術(shù) 業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同的用戶。如TACS、AMPS。時分多址技術(shù) 業(yè)務(wù)信道在不同的時間分配給不同的用戶。如GSM、DAMPS。碼分多址技術(shù) 所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道。一 . FDMA1.FDMA系統(tǒng)原理概念：把通信系統(tǒng)的總頻段劃分成若干個等間隔的頻道，一個頻道即一

19、個信道，分配給一個用戶使用。 在頻分雙工（FDD）系統(tǒng)中，一個信道是一對頻率，一個為上行，另一個為下行頻率。 2.FDMA系統(tǒng)特點 （1）每個頻道一對頻率，只可傳一路話音，頻率利用率低，系統(tǒng)容量有限。 （2）信息連續(xù)傳輸。 （3）FDMA不需要復(fù)雜的成幀、同步和突發(fā)脈沖序列的傳輸，MS設(shè)備相對簡單，技術(shù)成熟，易實現(xiàn)；但系統(tǒng)中有多個頻率信號，易相互干擾，且保密性差。 （4）BS的共用設(shè)備成本高且數(shù)量大，每個信道就需要一套收發(fā)信機。 （5）越區(qū)切換時，只能在語音信道中傳輸數(shù)字信令，要抹掉一部分語音來傳輸突發(fā)脈沖序列。 二 .TDMA1.TDMA系統(tǒng)原理概念：TDMA是在一個寬帶的無線載頻上，把時間

20、分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時隙，每個時隙就是一個信道，分配給一個用戶使用。2.TDMA的幀結(jié)構(gòu)TDMA幀是TDMA系統(tǒng)的基本單元，它由時隙組成，在時隙內(nèi)傳送的信號叫突發(fā)（Burst），各個用戶發(fā)射的時隙相互連成一個TDMA幀。GSM系統(tǒng)中，1個TDMA幀的幀長為4 .625ms，每幀8個時隙。3.TDMA系統(tǒng)的特點（1）TDMA系統(tǒng)的基站只用少量發(fā)射機，可避免多部不同頻率的發(fā)射機同時工作而產(chǎn)生互調(diào)干擾，抗干擾能力強，保密性好。（2）對時隙動態(tài)分配，系統(tǒng)容量較FDMA大。（3）網(wǎng)絡(luò)控制功能強，越區(qū)切換方便。（4）需要嚴(yán)格的定時與同步。（5）可提高頻譜利用率，減少BS工作頻道數(shù)，從而降低B

21、S造價，還可方便非話業(yè)務(wù)的傳輸。GSM系統(tǒng)中使用FDMA/TDMA組合技術(shù)。首先把890915MHZ（25MHZ）的總頻段劃分成124各頻道（頻道間隔200KHZ），每個頻道再劃分為8個時隙，共可提供992個信道，用戶使用的信道是在某一頻道上的一個時隙。三 . CDMA1.概念：CDMA系統(tǒng)為每個用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來傳輸信息。2.特點： （1）網(wǎng)內(nèi)所有用戶使用同一頻率，占用相同的帶寬。 各個用戶可以同時發(fā)送/接收信號。（2 ）通信容量大（3）具有軟容量特性（4）可采用“軟切換”技術(shù)（5）上下行鏈路均可采用功率控制技術(shù)。（6）具有良好的抗干擾、抗衰落性能和保密性好。3.實際

22、碼分多址必須具備以下三個必備條件：1).要達(dá)到多路多用戶的目的，就要有足夠多的地址碼，而這些地址碼又要有良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性。2).在碼分多址通信系統(tǒng)的各接收端，必須產(chǎn)生與發(fā)送端一致的本地地址碼，而且，在相位上也要完全同步。3).網(wǎng)內(nèi)所有用戶采用同一載波、相同帶寬，同時收發(fā)信號，使系統(tǒng)成為一個自干擾系統(tǒng)，為把各用戶間的干擾降到最低，碼分系統(tǒng)必須和擴頻技術(shù)相結(jié)合，為接收端的信號分離作準(zhǔn)備。4.地址碼和擴頻碼地址碼和擴頻碼的設(shè)計是碼分多址系統(tǒng)的關(guān)鍵之一，具有良好的相關(guān)性和隨機性。常用的地址碼：Walsh碼；常用的擴頻碼（PN）有m序列和Gold 序列兩種。擴頻技術(shù) 概念：將信息的頻譜展寬后

23、進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)叫擴頻通信技術(shù)。理論依據(jù)是香農(nóng)定理：C=Wlog2（1+S/N） C是信道容量，W是信號帶寬，S/N是信噪比 優(yōu)點：功率譜密度低，具有隱蔽性和低的截獲能力。 可實現(xiàn)碼分多址； 抗干擾性強，可在較低的信噪比條件下，保證系統(tǒng)傳 輸質(zhì)量； 抗衰落能力強。 分類：跳頻（FH） 跳時（TH） 直接序列擴頻（DS）擴頻技術(shù)原理直接序列擴頻技術(shù)概念：基帶信號通過一個高速偽隨機序列調(diào)制，由于偽隨機序列的帶寬遠(yuǎn)大于信息帶寬從而擴展了發(fā)射信號的頻譜。擴展頻譜的特性取決于所采用的編碼序列的碼型和速率。為此，選具有近似噪聲頻譜的偽隨機序列（PN），PN的速率（碼片速率）將決定擴展頻譜的帶寬。擴頻本振調(diào)制

24、解擴混頻接收發(fā)射偽碼（PN）偽碼（PN）本振窄帶信號窄帶信號擴頻信號 實際應(yīng)用中，綜合采用FDMA和CDMA技術(shù)的，即首先將總頻帶劃分為多個頻道，再將一個頻道按碼字分割，形成信道。 CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)與FDMA系統(tǒng)或TDMA系統(tǒng)相比具有更大的系統(tǒng)容量，更高的話音質(zhì)量以及抗干擾、保密等優(yōu)點。在第三代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)中，無線傳輸技術(shù)采用CDMA技術(shù)。四.SDMA概念：SDMA方式是通過空間的分割來區(qū)別不同的用戶。在移動通信中，能實現(xiàn)空間分割的基本技術(shù)就是采用自適應(yīng)陣列天線，在不同用戶方向上形成不同的波束。SDMA使用定向波束天線來服務(wù)于不同的用戶，相同的頻率或不同的頻率都可用來服務(wù)于被天

25、線波束覆蓋的這些不同區(qū)域，扇形天線即可被看作是SDMA的一個基本方式。2.雙工方式移動通信的工作方式可分為： 單向通信方式 如：無線尋呼 雙向通信方式：單工通信方式雙工通信方式:頻分雙工（FDD）如：GSM、 IS-95CDMA時分雙工（TDD）如：TD-SCDMA、PHS 半雙工通信方式單工通信所謂單工通信是指通信雙方只能交替地進(jìn)行發(fā)信和收信，不能同時進(jìn)行。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為同頻單工和異頻單工。 單工通信常用于點到點通信。PTT switch (Push To Talk)雙工、半雙工通信所謂雙工通信，是指通信雙方可同時進(jìn)行發(fā)信和收信的工作方式，有時亦稱全雙工通信。所謂半雙工通信，

26、與雙工通信類似，其中一方使用雙頻雙工通信方式，另一方則使用雙頻單工方式，發(fā)信時要按下按講開關(guān)。Downlink (in GSM)Forward (in CDMA)Uplink (in GSM)Reverse (in CDMA)雙工模式頻分雙工 (FDD)前向(下行)鏈路與反向(上行)鏈路使用不同的頻率。在每條鏈路上，信號是連續(xù)傳播的。移動臺基站前向鏈路(F1)反向鏈路(F2)BPF: 帶通濾波器BPFBPFBPFBPFF1F2F1F2移動臺基站發(fā)射機接收機發(fā)射機接收機時分雙工 (TDD)前向(下行)鏈路與反向(上行)鏈路使用相同的頻率。發(fā)信和收信分別走不同的時隙。在每條鏈路上，信號是不連續(xù)傳播

27、的，就如同打“乒乓”球似的。移動臺基站前向鏈路(F1)反向鏈路(F1)BPF: 帶通濾波器發(fā)射機接收機BPF發(fā)射機接收機BPF移動臺基站F1F1同步開關(guān)6.2.4 移動通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 不同技術(shù)的移動通信網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是不同的。第一代移動通信采用模擬技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)是依附于公用電話網(wǎng)的，是電話網(wǎng)的一個組成部分；第二代移動通信采用數(shù)字技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是完全獨立的，不再依附于公用電話網(wǎng)。第三代第四代第五代 全國GSM移動通信網(wǎng)是多級結(jié)構(gòu)的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)。移動網(wǎng)和固定網(wǎng)之間的通信是通過移動關(guān)口局GMSC來進(jìn)行轉(zhuǎn)接的。 中國移動的GSM網(wǎng)設(shè)置8個一級移動匯接中心，分別設(shè)于北京、沈陽、南京、上海、西安、成都

28、、廣州、武漢，一級匯接中心為獨立的匯接局(即不帶客戶，只有至基站的接口，只作匯接)，相互之間以網(wǎng)狀網(wǎng)相連。全國可劃分為若干個移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)。設(shè)立一級匯接中心各省內(nèi)設(shè)立二級匯接中心移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)6.3 GSM 系 統(tǒng) GSM即全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile Communication), 其歷史可以追溯到1982年，當(dāng)時，北歐四國向CEPT(Conference Europe of Post and Telecommunications)提交了一份建議書，要求制定900 MHz頻段的歐洲公共電信業(yè)務(wù)規(guī)范，以建立全歐統(tǒng)一的蜂窩系統(tǒng)。1986年決定制定數(shù)字蜂窩網(wǎng)標(biāo)

29、準(zhǔn)，同時在巴黎對不同公司、不同方案的八個系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗和比較。1987年5月選定窄帶TDMA方案，并于1988年頒布了GSM標(biāo)準(zhǔn)， 也稱泛歐數(shù)字蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)。 1991年GSM系統(tǒng)正式在歐洲問世，網(wǎng)絡(luò)開通運行。GSM包括兩個并行的系統(tǒng)：GSM900和 DCS1800，這兩個系統(tǒng)功能相同，主要是頻率不同。我國自從1992年在嘉興建立和開通第一個GSM演示系統(tǒng)，并于1993年9月正式開放業(yè)務(wù)。 GSM蜂窩通信網(wǎng)作為世界上首先推出的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)，其自身的優(yōu)點如下： (1) 頻譜效率高。由于采用了高效調(diào)制器，信道編碼、交織、均衡和話音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)有較高的頻譜效率。 (2) 容量大。由于每個

30、信道傳輸帶寬為200 kHz，使得同頻復(fù)用載干比(載波功率與干擾功率之比)降低至9 dB，故GSM系統(tǒng)同頻復(fù)用模式縮小，每小區(qū)的可用信道數(shù)為12.5個，大大高于模擬移動網(wǎng)。 (3) 話音質(zhì)量高。 (4) 安全性：通過鑒權(quán)認(rèn)證，加密和TMSI號碼的使用達(dá)到安全的目的。 (5) 在業(yè)務(wù)方面有一定優(yōu)勢，如可以實現(xiàn)智能業(yè)務(wù)和國際漫游等。臨時識別碼(TMSI-Temporary Mobile Subscriber Identity) 防止非法個人或團體通過監(jiān)聽無線路徑上的信令交換而竊得移動客戶真實的客戶識別碼(IMSI)或跟蹤移動客戶的位置。 6.3.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接口 GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的主要

31、組成部分可分為移動臺、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)?；咀酉到y(tǒng)(BSS)由基站收發(fā)臺(BTS)和基站控制器(BSC)組成；網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)由移動交換中心(MSC)和操作維護(hù)中心(OMC)、歸屬位置寄存器(HLR)、訪問位置寄存器(VLR)、鑒權(quán)認(rèn)證中心(AUC)和設(shè)備標(biāo)志寄存器(EIR)等組成。 1移動臺(MS) 移動臺是移動網(wǎng)中的用戶終端，包括移動設(shè)備(ME：Mobile Equipment)和移動用戶識別模塊SIM卡(Subscriber Identity Module，通常稱為SIM卡)。 2基站系統(tǒng)(BSS: Base Station System) 基站系統(tǒng)(BSS)負(fù)責(zé)在一定區(qū)域內(nèi)與移動臺之間

32、的無線通信。一個BSS包括一個基站控制器(BSC: Base Station Controller)和一個或多個基站收發(fā)臺(BTS: Base Transceiver Station)兩部分組成。 1) 基站收發(fā)臺(BTS) BTS是BSS的無線部分，受控于基站控制器BSC，包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件，如發(fā)射機、接收機、天線、連接基站控制器的接口電路以及收發(fā)臺本身所需要的檢測和控制裝置等。它完成BSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)BTS與MS之間通過空中接口的無線傳輸及相關(guān)的控制功能。 2) 基站控制器(BSC) BSC是BSS的控制部分，處于基站收發(fā)臺BTS和移動交換中心MSC之間。一個

33、基站控制器通常控制幾個基站收發(fā)臺，主要功能是進(jìn)行無線信道管理、實施呼叫和通信鏈路的建立和拆除，并為本控制區(qū)內(nèi)移動臺越區(qū)切換進(jìn)行控制等。 3網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS: Network SubSystem) 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要包含GSM系統(tǒng)的交換功能和用于用戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能，它對GSM移動用戶之間通信和GSM移動用戶與其他通信網(wǎng)用戶之間通信起著管理作用。NSS由一系列功能實體構(gòu)成，各功能實體之間和NSS與BSS之間都通過No.7信令系統(tǒng)互相通信。 (1) 移動交換中心MSC是蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的核心，為本MSC區(qū)域內(nèi)的移動臺提供所有的交換和信令功能。 (2) 網(wǎng)關(guān)MSC(GMSC：G

34、ateway MSC)是完成路由功能的MSC，它在MSC之間完成路由功能，并實現(xiàn)移動網(wǎng)與其他網(wǎng)的互連。 (3) 歸屬位置寄存器HLR是用來存儲本地用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫。每個用戶都必須在某個HLR中登記。登記的內(nèi)容主要有： 用戶信息：如用戶號碼、移動設(shè)備號碼等； 位置信息：如用戶的漫游號碼、VLR號碼、MSC號碼等，這些信息用于計費和用戶漫游時的接續(xù)。這樣可以保證當(dāng)呼叫任一個不知處于哪一個地區(qū)的移動用戶時，均可由該移動用戶的HLR獲知它當(dāng)時處于哪一個地區(qū)，進(jìn)而建立起通信鏈路。 業(yè)務(wù)信息：用戶的終端業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)信息、業(yè)務(wù)限制情況、補充業(yè)務(wù)情況等。HLR能夠為幾千萬個客戶管理數(shù)據(jù)。 (4) 訪問位

35、置寄存器VLR是一個用于存儲進(jìn)入其覆蓋區(qū)的用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫。一般的，一個MSC對應(yīng)一個VLR，記作MSC/VLR。目前的某些VLR能夠管理一千萬個客戶。 (5) 鑒權(quán)認(rèn)證中心AUC與HLR相關(guān)聯(lián)，是為了防止非法用戶接入GSM系統(tǒng)而設(shè)置的安全措施。AUC 只與它相關(guān)的HLR之間進(jìn)行通信。 (6) 設(shè)備識別寄存器EIR是存儲移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，用于對移動設(shè)備的鑒別和監(jiān)視，并拒絕非法移動臺入網(wǎng)。 (7) 操作和維護(hù)中心(OMC: Operation & Maintenance Center)對全網(wǎng)中每一個設(shè)備實體進(jìn)行監(jiān)控和操作，實現(xiàn)對GSM網(wǎng)內(nèi)各種部件的功能監(jiān)視、狀態(tài)報告、故障診斷、話務(wù)量的

36、統(tǒng)計和計費數(shù)據(jù)的記錄與傳遞等功能。 4接口GSM系統(tǒng)在制定技術(shù)規(guī)范時就對其子系統(tǒng)之間及各功能實體之間的接口和協(xié)議作了比較具體的定義，使不同供應(yīng)商提供的GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備能夠符合統(tǒng)一的GSM技術(shù)規(guī)范而達(dá)到互通、組網(wǎng)的目的。 GSM系統(tǒng)的主要接口有A接口、Abis接口和Um接口等。 (1) A接口定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)與基站子系統(tǒng)(BSS)之間的通信接口，從系統(tǒng)的功能實體來說，就是移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC)與基站控制器(BSC)之間的互連接口，其物理鏈接通過采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048 Mb/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動臺管理、基站管理、移動性管理和接續(xù)管理等。 (2) Ab

37、is接口定義為基站子系統(tǒng)的兩個功能實體基站控制器BSC和基站收發(fā)信臺(BTS)之間的通信接口，用于BTS與BSC之間的遠(yuǎn)端互連，物理鏈接通過采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048 Mb/s或64 kb/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)。 (3) Um接口(空中接口)定義為移動臺MS與基站收發(fā)臺BTS之間的通信接口，用于移動臺與GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通，其物理鏈接通過無線方式實現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括無線資源管理，移動性管理和接續(xù)管理等。 此外還有網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)內(nèi)部接口： B接口：MSC 和與它相關(guān)的VLR之間的接口； C接口：MSC 和HLR之間的接口； D接口：HLR 和VLR之間的接口； E接口：MSC之間的

38、接口； G接口：VLR之間的接口； H接口：HLR 和AUC之間的接口。6.3.2 移動通信網(wǎng)中的幾種號碼 移動通信中，由于用戶的移動性，需要有多種號碼對用戶進(jìn)行識別、登記和管理。 1移動臺號簿號碼(MSISDN) MSISDN即通常人們所說的呼叫某一用戶時所使用的手機號碼，其編號計劃獨立于PSTNISDN編號計劃，編號結(jié)構(gòu)為CC + NDC + SN其中CC為國家碼(如中國為86)，NDC為國內(nèi)地區(qū)碼，即網(wǎng)絡(luò)接入號，如：139，130。SN為客戶號碼，采用等長8位編號計劃，號碼總長不超過15位數(shù)字。 2國際移動用戶標(biāo)識號(IMSI：International Mobile Subscribe

39、r Identification) 這是網(wǎng)絡(luò)惟一識別一個移動用戶的國際通用號碼,對所有的GSM網(wǎng)來說它是惟一的，并盡可能保密。用于GSM所有信令中，移動用戶以此號碼發(fā)出入網(wǎng)請求或位置登記，移動網(wǎng)據(jù)此查詢用戶數(shù)據(jù)。此號碼存儲在SIM卡，HLR和VLR中。具體分配如下：MCC + MNC + MSIN3位數(shù)字 1或2位數(shù)字 10位數(shù)字MCC：移動國家碼，3位數(shù)字，如中國的MCC為460。MNC：移動網(wǎng)號，最多2位數(shù)字，用于識別歸屬的移動通信網(wǎng)。01表示聯(lián)通，00,02表示移動。MSIN：移動用戶識別碼，用于識別移動通信網(wǎng)中的移動用戶。 IMSI編號計劃國際統(tǒng)一，由ITU-T E.212建議規(guī)定，以

40、適應(yīng)國際漫游的需要。它和各國的MSISDN編號計劃互相獨立，這樣使得各國電信管理部門可以隨著移動業(yè)務(wù)類別的增加獨立發(fā)展其自己的編號計劃，不受IMSI的約束。 每個移動臺可以是多種移動業(yè)務(wù)的終端(如話音、數(shù)據(jù)等)，相應(yīng)地可以有多個MSISDN，但是IMSI只有一個，移動網(wǎng)據(jù)此受理用戶的通信或漫游登記請求，并對用戶計費。 3國際移動臺設(shè)備標(biāo)識號(IMEI：International Mobile Equipment Identification) IMEI是惟一標(biāo)識移動臺設(shè)備的號碼，又稱移動臺電子串號。該號碼由制造廠家永久性地置入移動臺，用戶和網(wǎng)絡(luò)運營部門均不能改變它，其作用是防止有人使用非法的移

41、動臺進(jìn)行呼叫。 根據(jù)需要，MSC可以發(fā)指令要求所有的移動臺在發(fā)送IMSI的同時發(fā)送其IMEI，如果發(fā)現(xiàn)兩者不匹配，則確定該移動臺非法，應(yīng)禁止使用。在EIR中建有一張“非法IMEI號碼表”，俗稱“黑表”，用以禁止被盜移動臺的使用。 ITU-T建議IMEI的最大長度為15位。其中，設(shè)備型號占6位，制造廠商占2位，設(shè)備序號占6位，另有1位保留。我國數(shù)字移動網(wǎng)即采用此結(jié)構(gòu)。 4移動臺漫游號碼(MSRN：Mobile Station Roaming Number) 這是系統(tǒng)分配給來訪用戶的一個臨時號碼，供移動交換機路由選擇使用。移動臺的位置是不確定的，當(dāng)它漫游進(jìn)入另一個移動交換中心業(yè)務(wù)區(qū)時，該地區(qū)的移動

42、系統(tǒng)必須根據(jù)當(dāng)?shù)鼐幪栍媱澷x予它一個MSRN，經(jīng)由HLR告知MSC，MSC據(jù)此才能建立至該用戶的路由。當(dāng)移動臺離開該區(qū)后，訪問位置寄存器(VLR)和歸屬位置寄存器(HLR)都要刪除該漫游號碼，以便再分配給其他移動臺使用。MSRN由被訪地區(qū)的VLR動態(tài)分配，它是系統(tǒng)預(yù)留的號碼，一般不向用戶公開。 5臨時移動用戶識別碼(TMSI：Temporary Mobile Subscriber Identities) 為了對IMSI保密，在空中傳送用戶識別碼時用TMSI來代替IMSI。TMSI是由VLR給用戶臨時分配的，只在本地有效(即在本MSC/VLR區(qū)域內(nèi)有效)。6.3.3 信道類型及時隙結(jié)構(gòu) 1邏輯信道

43、 GSM通信系統(tǒng)中，根據(jù)所傳輸?shù)男畔⒉煌?，將邏輯信道分為業(yè)務(wù)信道(TCH: Traffic Channel)和控制信道(CCH: Control Channel)。 1) 業(yè)務(wù)信道TCH 業(yè)務(wù)信道傳輸編碼的話音或用戶數(shù)據(jù)，按速率的不同分為全速率業(yè)務(wù)信道(TCH/F)和半速率業(yè)務(wù)信道(TCH/H)。 2) 控制信道CCH 控制信道傳輸各種信令信息和同步數(shù)據(jù)?？刂菩诺婪譃橐韵氯悾?(1) 廣播信道(BCCH)：一種一點到多點的單方向控制信道，用于基站向移動臺的下行方向。用于移動臺入網(wǎng)、位置登記和呼叫建立(如同步信息)。 (2) 公共控制信道(CCCH)：一種一點對多點的雙向控制信道，用于傳送呼叫

44、接續(xù)階段所必需的各種信令信息。其中，CCCH又可以分為以下三種： 隨機接入信道(RACH)：上行信道，用于移動臺在申請入網(wǎng)時，向基站發(fā)送入網(wǎng)請求信息。 接入允許信道(AGCH)：下行信道，用于基站向移動臺發(fā)送指配專用控制信道DCCH的信息。 尋呼信道(PCH)：下行信道，傳送基站對移動臺的尋呼信息。 (3) 專用控制信道(DCCH)：一種“點對點”的雙向控制信道，其用途是在呼叫接續(xù)階段和在通信進(jìn)行當(dāng)中，在移動臺和基站之間傳輸必需的控制信息。 2物理信道 GSM系統(tǒng)采用時分多址、頻分多址、頻分雙工方式(TDMA、FDMA、FDD)。采用頻段為：上行890915MHz，下行935960 MHz；雙

45、工間隔45 MHz。首先在25 MHz的頻段內(nèi)進(jìn)行頻分復(fù)用，分為125個載頻，載頻間隔為200 kHz；再在每個載頻上進(jìn)行時分復(fù)用，分為8個時隙。這樣，共有1000個物理信道。GSM的幀結(jié)構(gòu)分為幀、復(fù)幀、超幀、超高幀。圖6.12 GSM系統(tǒng)的時隙結(jié)構(gòu)示意圖 在GSM中，基本的無線資源單位是一個時隙(Slot)，每個時隙含156.25個碼元，占576.9 s。相當(dāng)1bit的持續(xù)時間約為3.69um。在時隙內(nèi)傳送的脈沖串叫“突發(fā)”burst 每一個TDMA基本幀(Frame)含8個時隙，共占4.615 ms。 多個TDMA基本幀構(gòu)成復(fù)幀(Multiframe)，其結(jié)構(gòu)有如下兩種： (1) 26-幀

46、的復(fù)幀，即含26幀的復(fù)幀，其周期為120 ms，這種復(fù)幀主要用于承載TCH業(yè)務(wù)信道、SACCH、FACCH。 (2) 51-幀的復(fù)幀，即含51幀的復(fù)幀，其周期為235.385 ms，用于承載控制信道、BCCH、CCCH和DCCH等。 多個復(fù)幀又構(gòu)成超幀(Super Frame)，它是一個連貫的 5126TDMA幀，即一個超幀可以是包括51個26-幀的復(fù)幀，也可以是包括26個51-幀的復(fù)幀。超幀的周期均為1326個TDMA幀，即 6.12秒。 多個超幀構(gòu)成超高幀(Hyper Frame)。它是幀結(jié)構(gòu)最長的重復(fù)周期，包括 2048個超幀，周期為12 533.76秒，即3小時28分53秒760毫秒。

47、用于加密的話音和數(shù)據(jù).6.3.4 呼叫接續(xù)與移動性管理 與固定網(wǎng)一樣，移動通信網(wǎng)最基本的作用是給網(wǎng)中任意用戶之間提供通信鏈路，即呼叫接續(xù)。但與固定網(wǎng)不同的是用戶的移動性，要進(jìn)行移動性管理，這是移動通信系統(tǒng)中所特有的。位置登記越區(qū)切換GSM系統(tǒng)中典型的呼叫接續(xù)、位置登記、越區(qū)切換等操作過程。 1位置登記 介紹兩個概念： (1) 位置區(qū)：移動臺不用進(jìn)行位置更新就可以自由移動的區(qū)域，可以包含幾個小區(qū)。當(dāng)呼叫某一移動用戶時，由MSC可以追蹤移動臺究竟處于所在位置區(qū)的哪個小區(qū)。位置區(qū)標(biāo)識(LAI：Location Area Identifier)是在廣播控制信道BCCH中廣播的。 (2) MSC區(qū)：由該

48、MSC所控制的所有基站的覆蓋區(qū)域組成。一個MSC區(qū)可以包含幾個位置區(qū)。 位置登記過程是指移動通信網(wǎng)對系統(tǒng)中的移動臺進(jìn)行位置信息的更新過程，它包括舊位置區(qū)的刪除和新位置區(qū)的注冊兩個過程。 移動臺的信息存儲在HLR、VLR兩個存儲器中。當(dāng)移動臺從一個位置區(qū)進(jìn)入另一個位置區(qū)時，就要向網(wǎng)絡(luò)報告其位置的移動，使網(wǎng)絡(luò)能隨時登記移動用戶的當(dāng)前位置，利用位置信息，網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)對漫游用戶的自動接續(xù)，將用戶的通話、分組數(shù)據(jù)、短消息和其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)送達(dá)漫游用戶。 移動臺開機后，就搜尋BCCH信道，從中提取所在位置區(qū)標(biāo)識(LAI)。如果該LAI與原來的LAI相同，說明移動臺還在原來的位置區(qū)，不需要進(jìn)行位置更新；若不同，

49、說明移動臺已離開原來的位置區(qū)，則必須進(jìn)行位置登記。在同一個MSC/VLR中進(jìn)行， VLR（位置區(qū)的信息）進(jìn)行位置更新在MSC/ VLR發(fā)生變化時(用戶進(jìn)入新的MSC/ VLR區(qū)時)， VLR和HLR（用戶所在的MSC/ VLR的信息）都要進(jìn)行更新。移動用戶可能用IMSI來標(biāo)識自己，移動用戶用TMSI來標(biāo)識自己。 1) 移動臺用IMSI來標(biāo)識自己時的位置登記和刪除 當(dāng)移動臺用IMSI來標(biāo)識自己時，僅涉及VLR用戶新進(jìn)入?yún)^(qū)域的VLR和用戶所注冊的HLR。 當(dāng)移動臺進(jìn)入某個MSC/VLR控制的區(qū)域時，MS通過BS向MSC發(fā)出位置登記請求消息。若MS用IMSI標(biāo)識自己，則新的VLR在收到MSC“更新位

50、置區(qū)”的消息后，可根據(jù)IMSI直接判斷出該MS的HLR地址。VLR給該MS分配漫游號碼MSRN，并向該HLR發(fā)送“更新位置區(qū)”的消息。HLR收到后，將該MS的當(dāng)前位置記錄在數(shù)據(jù)庫中，同時用“插入用戶數(shù)據(jù)”消息將該MS的相關(guān)用戶數(shù)據(jù)發(fā)送給VLR。當(dāng)收到VLR發(fā)來的“用戶數(shù)據(jù)確認(rèn)”消息后，HLR回送“位置更新確認(rèn)”消息，然后VLR通過MSC和BS向MS回送確認(rèn)消息，位置更新過程結(jié)束。圖6.13 移動臺用IMSI來標(biāo)識自己時的位置登記和刪除包含IMSI 2) 移動臺用TMSI來標(biāo)識自己時的位置登記和刪除 當(dāng)移動臺進(jìn)入一個新的MSC/VLR區(qū)域時，若MS用原來的VLR(PVLR)分配給它的臨時號碼TM

51、SI來標(biāo)識自己，則新的VLR在收到MSC“更新位置區(qū)”的消息后，不能直接判斷出該MS的HLR。 新的VLR要求原來的PVLR（位置更新前MS所屬的VLR ）“發(fā)送身份識別信息”(Send ID Entification)消息，要求得到該用戶的IMSI，PVLR用身份識別信息響應(yīng)(Send ID Entification ACK)消息將該用戶的IMSI送給新的VLR，VLR再給該用戶分配一個新的TMSI。圖6.14 移動臺用TMSI來標(biāo)識自己時的位置登記和刪除（包含IMSI）（不能直接判斷） 2呼叫接續(xù) 一次成功的移動用戶呼出的接續(xù)過程，可以概括為以下的步驟： (1) 首先移動臺與基站之間建立專

52、用控制信道。MS在“隨機接入信道(RACH)”上，向BS發(fā)出“請求分配信令信道”信息，申請入網(wǎng)；若BS接收成功，就給這個MS分配一個“專用控制信道(DCCH)”，用于在后續(xù)接續(xù)中MS向BS傳輸必需的控制信息；并在“準(zhǔn)許接入信道”(AGCH)上，向MS發(fā)送“指配信令信道”消息。圖6.15 呼叫接續(xù)過程移動臺與基站之間建立專用控制信道完成鑒權(quán)和有關(guān)密碼的計算呼叫建立過程建立業(yè)務(wù)信道話終掛機專用控制信道信令鏈路分配無線業(yè)務(wù)信道找到可用的業(yè)務(wù)信道 (2) 完成鑒權(quán)和有關(guān)密碼的計算。MS收到“指配信令信道”消息后，利用“專用控制信道(DCCH)”和BS建立起信令鏈路，經(jīng)BS向MSC發(fā)送“業(yè)務(wù)請求”信息。

53、MSC向有關(guān)的VLR發(fā)送“開始接入請求”信令。VLR收到后，經(jīng)過MSC和BS向MS發(fā)出“鑒權(quán)請求”，其中包含一隨機數(shù)，MS按規(guī)定算法對此隨機數(shù)進(jìn)行處理后，向MSC發(fā)回“鑒權(quán)響應(yīng)”信息。若鑒權(quán)通過，承認(rèn)此MS的合法性，VLR就給MSC發(fā)送“置密模式”命令，由MSC向MS發(fā)送“置密模式”指令。MS收到后，要向MSC發(fā)送“置密模式完成”的響應(yīng)信息。同時VLR要向MSC發(fā)送“開始接入請求應(yīng)答”信息。VLR還要給MS分配一個TMSI號碼。 (3) 呼叫建立過程。 MS向MSC發(fā)送“建立呼叫請求”信息。MSC收到后，向VLR發(fā)出“要求傳送建立呼叫所需的信息”指令。如果成功，MSC即向MS發(fā)送“呼叫進(jìn)展”的

54、信令，并向BS發(fā)出分配無線業(yè)務(wù)信道的“信道指配”指令，要求BS給MS分配無線信道。 (4) 建立業(yè)務(wù)信道。如果BS找到可用的業(yè)務(wù)信道(TCH)，即向MS發(fā)出“信道指配”指令，當(dāng)MS得到信道時，向BS和MSC發(fā)送“信道指配完成”的信息。MSC把呼叫接續(xù)到被叫用戶所在的移動網(wǎng)的MSC或固定網(wǎng)的交換局，并和對方建立信令聯(lián)系。若對方用戶可以接受呼叫，則通過BS向MS送回鈴音。當(dāng)被叫用戶摘機應(yīng)答后，MSC通過BS向MS送“連接”指令，MS則發(fā)送“連接確認(rèn)”進(jìn)行響應(yīng)，即進(jìn)入通話狀態(tài)。 (5) 話終掛機。通話結(jié)束，當(dāng)MS掛機時，MS通過BS向MSC發(fā)送“斷開連接”消息，MSC收到后，一方面向BS和MS發(fā)送“

55、釋放”消息，另一方面與對方用戶所在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，以釋放有線或無線資源；MS收到“釋放”消息后，通過BS向MSC發(fā)送“釋放完成”消息，此時通信結(jié)束，BS和MS之間釋放所有的無線鏈路。 3越區(qū)切換 越區(qū)切換是指當(dāng)通話中的移動臺從一個小區(qū)進(jìn)入另一個小區(qū)時，網(wǎng)絡(luò)能夠把移動臺從原小區(qū)所用的信道切換到新小區(qū)的某一信道，而保證用戶的通話不中斷。 保證用戶的成功切換是移動通信網(wǎng)的基本功能之一，也是移動網(wǎng)和固定網(wǎng)的重要不同點之一。 越區(qū)切換有兩種不同的情況： (1) 同一MSC內(nèi)的基站之間的切換，稱為MSC內(nèi)部切換(Intra-MSC)。這又分為同一BSC控制區(qū)內(nèi)不同小區(qū)之間(Intra-BSS)的切換和不同BSC

56、控制區(qū)內(nèi)(Inter-BSS)小區(qū)之間的切換。 (2) 不同MSC的基站之間的切換，稱為MSC間切換(Inter-MSC)。 越區(qū)切換是由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起，移動臺輔助完成的。MS周期性地對周圍小區(qū)的無線信號進(jìn)行測量，及時報告給所在小區(qū)，并送給MSC。網(wǎng)絡(luò)會綜合分析移動臺送回的報告和網(wǎng)絡(luò)所監(jiān)測的情況，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)符合切換條件時，進(jìn)行越區(qū)切換的有關(guān)信令交換，然后釋放原來所用的無線信道，在新的信道上建立連接并進(jìn)行通話。 1) MSC內(nèi)部切換(Intra-MSC)的過程圖6.16 Intra-MSC切換過程檢測MS的合法性 MS周期性地對周圍小區(qū)的無線信號進(jìn)行測量，并及時報告給所在小區(qū)。當(dāng)信號強度過弱時，該MS

57、所在的基站(BSS-A)就向MSC發(fā)出“越區(qū)切換請求”消息，該消息中包含了MS所要切換的小區(qū)列表。MSC收到該消息后，就開始向新基站(BSS B)轉(zhuǎn)發(fā)該消息，要求新基站分配無線資源，BSS B開始分配無線資源。 BSS B若分配無線信道成功，則給MSC發(fā)送“切換請求應(yīng)答”消息。MSC收到后，通過BS向MS發(fā)“切換命令”，該命令中包含了由BSS B分配的一個切換參考值，包括所分配信道的頻率等信息。MS將其頻率切換到新的頻率點上，向BSS B發(fā)送“切換接入(Handover-Access)”消息。BSS B檢測MS的合法性，若合法，BSS B 發(fā)送“切換檢測(Handover-Detect)”消息

58、給MSC。同時，MS通過BSS-B送“切換完成”給MSC，MS與BSS-B正常通信。 當(dāng)MSC收到“切換完成”消息后，通過“清除命令(Clear-Command)”釋放BSS-A上的無線資源，完成后，BSS-A送“清除完成”給MSC。至此，一次切換過程完成。 2) MSC之間切換(Inter-MSC)的過程 MSC之間切換的基本過程與Intra-MSC的切換基本相似，所不同的是，由于是在MSC之間進(jìn)行的，因此，移動用戶的漫游號碼要發(fā)生變化，要由新的VLR重新進(jìn)行分配。CDMA 系 統(tǒng)CDMA系統(tǒng)概述 1CDMA技術(shù)的發(fā)展歷程及標(biāo)準(zhǔn) CDMA系統(tǒng)，即采用CDMA技術(shù)的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，簡稱C

59、DMA系統(tǒng)。它是在擴頻通信與地址碼技術(shù)上發(fā)展起來的。 CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)歷了幾個階段：IS-95是CDMA系列標(biāo)準(zhǔn)中最先發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)；IS-95A真正在全球得到IS-95A廣泛應(yīng)用，這一標(biāo)準(zhǔn)支持8 kb/s編碼話音服務(wù)，后來又推出13 kb/s話音編碼器。IS-95B； 1998年2月美國高通公司宣布，用于CDMA基礎(chǔ)平臺上?？商峁〤DMA系統(tǒng)性能，并提供對64 kb/s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。與IS-95A系列標(biāo)準(zhǔn)總稱為IS-95。CDMA one是基于IS-95標(biāo)準(zhǔn)的各種CDMA產(chǎn)品的總稱，即所有基于CDMA one技術(shù)的產(chǎn)品，其核心技術(shù)均以IS-95為標(biāo)準(zhǔn)。IS-95建議的CDMA技術(shù)擴頻帶寬

60、約為1.25 MHz，信息數(shù)據(jù)速率最高為13kb/s，它屬于窄帶CDMA范疇。窄帶CDMA的缺點是傳輸能力有限，不能提供多媒體業(yè)務(wù)，擴頻增益不高，不能充分地利用擴頻通信的優(yōu)點。第三代移動通信的標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)稱為IMT-2000，設(shè)計目標(biāo)是在移動臺高速運動時，用戶的最高速率要達(dá)到144 kb/s，更高可達(dá)到 384 kb/s；提供Internet接入、電視會議和其他寬帶業(yè)務(wù)。又稱為寬帶CDMA系統(tǒng)，其中最具代表性的技術(shù)是WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA技術(shù)。2001年12月31日，中國聯(lián)通CDMA網(wǎng)在全國開通運營。 國際電信聯(lián)盟已將CDMA定為未來的移動通信的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)之一。6.4.2 C