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移动通信技术基础 2008年 12月 课程目标 熟悉移动通信基础知识 了解 2G/2G+移动通信系统结构 了解 3G移动通信系统结构和演进 了解 CN结构和移动通信基本呼叫流程 移动通信技术基础 移动通信基础知识 1 2G/2G+移动通信系统 2 3G移动通信系统 3 CN与移动通信呼叫流程 4 1 移动通信基础知识 1.1 移动通信发展历程 1.2 移动通信的主要特点 1.3 移动通信网络结构与体制 1.4 移动通信呼叫相关概念 1.5 移动通信的主要技术 1.1.1 移动通信发展历程 第一代蜂窝系统： AMPS （美国） TACS （英国） NMT （北欧） 第二代蜂窝系统： GSM/DCS1800 （欧洲） IS-95 CDMA （美国） 第三代蜂窝系统： WCDMA cdma2000 TD-SCDMA 模拟 系统 数字 系统 数字 系统 1.1.2 移动通信发展历程 1G 2G 3G 时间 (年 ) 19811996 1990 2001 业务 模拟电话语音 数据 数据语音 消息 高速数据 宽带视频 多媒体 结构 宏蜂窝 微蜂窝、微微蜂窝、宏 蜂窝 微蜂窝、微微蜂窝、 宏蜂窝 无线技术 模拟调频 FDD FDMA 数字调制、 CDMA、使 用 TDD和 FDD的 TDMA CDMA可能与 TDMA 结合、或者与 TDD和 FDD的结合 频段 800MHz 800MHz、 900MHz、 1800MHz、 1900MHz 2000MHz+ 实例 AMPS、 TACS、 NMT450/900 IS-95 GSM/DCS1800 PHS CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA 1.1.3 移动通信发展历程 以音频为主的单媒体 以流业务为主的多媒体 微波 /光纤 光纤 /微波 有线 /无线 无线 /有线 PDH/SDH SDH/PDH STM/IPv4 ATM/IPv6 20世纪 21世纪 21世纪通信的重大变革 无线宽带多媒体通信系统 无线 IP和无线 ATM 无线通信和互联网 /多媒体通信相结合 1 移动通信基础知识 1.2 移动通信的主要特点 1.1 移动通信发展历程 1.3 移动通信网络结构与体制 1.4 移动通信呼叫相关概念 1.5 移动通信的主要技术 1.2.1 移动通信的主要特点 概念 指移动通信双方或至少 其中一方在运动状态中 进行信息传递的通信方 式。 特点 利用无线电波进行信息传输 在复杂的干扰环境中运行 1.2.2 移动通信的主要特点 无线传输损耗模型 路径损耗 阴影衰落（慢衰落） 多径衰落（快衰落） 1.2.3 移动通信的主要特点 资源紧张：日益增长的用户数和有限频谱资源的矛盾 环境恶劣：用户对业务质量的需求和无线传播环境的矛盾 可靠性 有效性 1.2.4 移动通信的主要特点 无线传播环境的复杂性： 天波（电离层、对流层）、地波（直射、反射、衍射、透射等） 无线通信的传播信道特性 信道的分类 带宽受限 信道和 功率受限 信道 非色散信道和 色散 信道 恒参信道和 变参 信道 点对点信道和 多址 信道 1.2.5 移动通信的主要特点 2 SC= W l o g ( 1 )N 带宽受限信道 Eb/N0 W 无限 功率受限信道 W Eb/N0 有限； 当 W ， Eb/N0 -1.6dB，即为香农极限 ; 加性高斯白噪声信道上的香农定理 噪声功率 N与信道带宽 B有关，故若噪声单边功率谱密度为 n0（ W/Hz）， 则噪声功率 N=n0*B 2 0 l og ( 1 )SCW nB 1 移动通信基础知识 1.3 移动通信网络结构与体制 1.1 移动通信发展历程 1.2 移动通信的主要特点 1.4 移动通信呼叫相关概念 1.5 移动通信的主要技术 1.3.1 移动通信网络结构 移动终端：多模式、多频段、多样化的终端设备 无线接入网：包括 RNC、 NodeB等，实现无线传输和控制功能 核心网络：包括 MSC、 HLR、 VLR、 SGSN、 GGSN等，提供信息 交换和传输、控制 电话交换网络： PSTN IP网络 1 3 用 户 2 3 4 5 1.3.2 大区 制和小区制 上 行 f 6 下 行 f 5 上 行 f 4 下 行 f 3 上 行 f 2 下 行 f 1 上 行 f 4 下 行 f 3 上 行 f 2 下 行 f 1 上 行 f 1 上 行 f 3 上 行 f 5 下 行 f 2 下 行 f 4 下 行 f 6 1.3.3 蜂窝小区 蜂窝技术 不单纯分割频率 通过分割地理区域 更加有效的使用无线频 率 1.3.4 蜂窝 规划 系统的总面积为 As，蜂窝小区的面积为 Ac，单位带宽所能支持的 小区用户数（小区容量）为 m，整个工作频段的带宽为 W，系统的 簇尺寸为 K。 s c AWNm KA 系统的总用户数为： 系统容量和小区容量成正比，和簇尺寸成反比，和小区面积成反比 sc Nmn W A k A 整个系统在单位带宽、单位面积内的用户数（系统容量）为： 1.3.5 蜂窝 扇区化 系统的容量及干扰对簇尺寸的要求是互相矛盾的。提高簇尺寸 K，可 以增加接收的 C/I值，但同时也降低了系统的容量。 根据载干比的最低要求选定簇尺寸 K。在此条件下再采取其它提高容 量的措施。 扇区化能够减少干扰，降低对簇尺寸的要求，提高系统容量 1 移动通信基础知识 1.4 移动通信呼叫相关概念 1.1 移动通信发展历程 1.2 移动通信的主要特点 1.3 移动通信网络结构与体制 1.5 移动通信的主要技术 1.4.1 移动通信系统的基本呼叫 MOC MTC MMC 三种基本的呼叫过程： MOC MTC MMC 1.4.2 移动 主叫有关的体系结构 R N C / N o d e B M S C / G M S C V L R H L R P S T N U E MOC基本的呼叫过程，涉及： UE、 RNC/NodeB、 (G)MSC(VLR)、 HLR、 PSTN等实体 接口包括 Uu、 Iub、 Iu-CS/Iu-PS、 No.7等 媒体方式包括 AMR、 64k(PCM) 1.4.3 移动 被叫有关的体系结构 R N C / N o d e B M S C - A V L R H L R P S T N M S C - B V L R H L R U E Home Location与 Visting Loacation MSC与多个 UTRAN（ RNC/NodeB） 单个 UTRAN（ NodeB/RNC）与多个 UEs 1.4.4 漫游 漫游是蜂窝移动电话的用户在离开本地区或本国时，仍可以 在其他一些地区或国家继续使用他们的移动电话手机。 R N C / N o d e B M S C - A V L R H L R M S C - B V L R H L R R N C / N o d e B U E 1.4.5 切换 技术 按控制方式分： 网络控制切换 移动设备控制切换 移动设备辅助切换 网络辅助切换 按进行切换需要交换的信息资源分： 后向切换 前向切换 按切换期间同时连接的基站数目分： 硬切换 软切换 (更软切换 ) 接力切换 硬 切 换 软 切 换 更 软 切 换 接 力 切 换 W C D M A C D M A - 2 0 0 0 T D - S C D M A 1.4.5.1 切换前 接力切换 硬切换 软切换 原服务基站 目标基站 原服务基站 目标基站 原服务基站 目标基站 1.4.5.2 切换中 接力切换 硬切换 软切换 （长期保持） 原服务基站 目标基站 原服务基站 目标基站 原服务基站 目标基站 软切换浪费资源！ 硬切换容易掉话！ 1.4.5.3 切换后 接力切换 硬切换 软切换 原服务基站 目标基站 原服务基站 目标基站 原服务基站 目标基站 1 移动通信基础知识 1.5 移动通信的主要技术 1.1 移动通信发展历程 1.2 移动通信的主要特点 1.4 移动通信呼叫相关概念 1.3 移动通信网络结构与体制 1.5.1 移动通信的主要技术 信源编码 信道编码 调制 信道 干扰 信源译码 信道译码 解调 1.5.2 多址 接入技术 基本类型 FDMA ： Frequency Division Multiple Access TDMA ： Time Division Multiple Access CDMA ： Code Division Multiple Access SDMA* ： Space Division Multiple Access 概念 在一个通信网内各个移动台、站共用指定的射频频道，进行相互间的 多边通信。 主要是用于网络侧区别不同的上行用户； 1.5.2.1 多址技术 -Multiplex 上 行 下 行 下 行 上 行 下 行 下 行 上 行 下 行 下 行 时 隙 最 多 1 6 个 码 字 1 . 6 M h z 每 个 用 户 通 过 临 时 分 配 到 的 C D M A 码 来 被 识 别 码 / 功 率 时 间 频 率 SDMA 1.5.3 双工技术 频分双工（ FDD） 是移动终端至基站的无线双工联系的传统方式，即上下行链路使用各自 的频段。 时分双工（ TDD） 是指上行和下行使用同一频段，但需要根据时间进行传输方向的转换。 1.5.3.1 FDD/FDMA和 TDD/TDMA TDD：用户的收发信息，通过上行和下行信息在 不同时间间隙 进行传 递，从而实现用户能够 同时 进行信息的收发。 TDMA：用户在收发信息时，区别于其他用户的方式，是独占一个频 率的无线信道的某些固定时间间隙 FDD：用户的收发信息，通过上行和下行的 不同频率信道 进行传递， 从而实现用户能够 同时 进行信息的收发。 FDMA：用户在收发信息时，区别于其他用户的方式，是独占一个频 率的无线信道。 1.5.4 扩频调制技术 Shannon 在 1948年发表论文 ， 对信道极限容量进行了分析 ： 2l o g ( 1 ) SCW N W 为带宽 , 单位 :Hz S 为信号功率 ,单位 :W N 为总的噪声功率 ,单位： W C 为信道容量，单位： bit/s 扩频码 扩频码 信号合并 窄带信号 f P(f) 宽带信号 P(f) f 噪声 P(f) f 噪声 +宽带信号 P(f) f 信号与噪声分离 P(f) f 1.5.4.1 CDMA扩频技术 1.5.4.2 窄带干扰 1.5.4.3 宽带干扰 1.5.5 CDMA 技术 - 码树的概念 2 2 ( 1 , 1 ) k Qa 1 1 1 k Qa 1 2 ( 1 , 1 ) k Qa 1 4 ( 1 , 1 , 1 , 1 ) k Qa 2 4 ( 1 , 1 , 1 , 1 ) k Qa 3 4 ( 1 , 1 , 1 , 1 ) k Qa 4 4 ( 1 , 1 , 1 , 1 ) k Qa 1 移动通信基础知识 1.1 移动通信发展历程 1.2 移动通信的主要特点 1.4 移动通信呼叫相关概念 1.5 移动通信的主要技术 1.3 移动通信网络结构与体制 课程回顾 移动通信技术基础 2 移动通信基础知识 1 3G移动通信系统 3 CN与移动通信呼叫流程 4 2G/2G+移动通信系统 2 2G/2G+移动通信系统 2.1 GSM网络 2.2 2G+网络 2.1.1 GSM网络 FDD/TDMA GSM在单一数字电路交换平台上，完成数字式话音与同一低速率电 路交换的数据业务； 每 载 波 2 0 0 K H z ( 8 个 时 隙 ) 8 9 0 M H z 9 1 5 M H z 9 3 5 M H z 9 6 0 M H z 上 行 频 率 下 行 频 率 时 间 时 间 2.1.2 结构和网络实体 基站子系统（ BSS）：负责提供和管理移动台与网络和交换子系统设备间的传输路径。 基站控制器（ BSC）：管理设备，控制 BTS，负责所有的无线接口管理，主要是无线信道的分配、释 放及切换管理。 基站收发台（ BTS）：是传输设备，包括无线发射和接收设备、天线及所有无线接口特有的信号处理 设备。 网络和交换子系统（ NSS）：管理 GSM用户和其他电信网络用户之间的通信。 移动业务交换中心（ MSC- Mobile Switch Center） 访问位置寄存器（ VLR- Visited Location Register） 归属位置寄存器（ HLR- Home Location Register ） 鉴权中心（ AuC- Authentication Centre ） 设备识别寄存器（ EIR- Equipment Identify Register） GSM业务控制实体（ gsmSCF） PSTN/ISDN MSC/VLR GMSC NSS BTS BSC BSS A HLR/AuC/EIR SMC IW/GMSC SCP 2.1.3 GSM区域的概念及逻辑结构 小 区 C e l l 位 置 区 L A M S C 业 务 区 P L M N 业 务 区 C e l l C e l l C e l l C e l l L A 1 L A 2 L A 3 L A 4 L A 5 L A 6 M S C V L R 2.1.4 BTS/CELL/SECTOR C ell C e l l C e l l C e l l S e c t o r S e c t o r S e c t o r 00 01200240定向站 全向站 三扇区 2 2G/2G+移动通信系统 2.2 2G+网络 2.1 GSM网络 2.2.1 什么是 2G+ 2G+是在电路（ CS）交换平台之外再建设一个分组（ PS）交换 平台，承担分组交换的各类数据业务服务： 通用分组无线电业务（ GPRS）； GSM演进增强型数据速率（ EDGE）； 2.2.2 GPRS网络结构 SGSN：与 BSS接口，与 GSM网中网元 MSC/VLR功能类似，为 MS提 供分组数据服务 GGSN：负责提供 GPRS网与外部分组数据网络的接口。 Internet x.25 其他的 GPRS网络 SGSN GGSN GPRS骨干网 BTS BSC BSS Gb GTP隧道协议 2.2.3 GPRS网络的接口 Gb： BSS和 SGSN之间的接口，提供移动性管理和安全管理功能。 SGSN GGSN MSC/VLR HLR BTS BSC BSS PDN SGSN GGSN 外部 PLMN SMS-GMSC SMS-IWMSC EIR SM-SC Gb Gn Gn Gi Gr Gc Gs Gd Gp Gf CG Ga A D C E Ga 2.2.4 EDGE EDGE 采用了新的调制技术和新的信道编码，可以用于传输分组 交换（ PS）和电路交换（ CS）数据 /语音。 EDGE 网络的体系结构与 GPRS 网络的体系结构基本相同 允许在 GPRS现有网络软、硬件架构改动不大的情况下，在现有频 段上支持 GSM向 IMT2000/UMTS演进； 3GPP 已经标准化 EDGE，即 GERAN； 2 2G/2G+移动通信系统 2.1 GSM网络 2.2 2G+网络 课程回顾 移动通信技术基础 3G移动通信系统 3 2G/2G+移动通信系统 2 移动通信 基础 知识 3 CN与移动通信呼叫流程 4 3 3G移动通信系统 3.1 了解 3G 3.2 R99、 R4、 R5、 R6网络 3.3 3G三大标准比较 3.4 3G业务 3.1.1 了解 3G IMT2000 (International Mobile Telecommunications-2000) 1985年 ITU(国际电联 )提出 FPLMTS 1996年正式更名为 IMT2000 IMT-2000的特点 全球漫游 (陆地 +卫星 ) 与 2G后向兼容 经济、灵活的接入 高速数据业务 /多媒体 电路 /分组交换 高的系统容量 保证高的业务质量 IMT-2000家族内兼容 与固网融合 3.1.2 为什么发展 IMT-2000 现有第二代数字移动通信系统的不足 频谱利用率不够高 -容量问题 传输速率较低 -业务单一 存在多个标准 - 无法实现全球漫游 3.1.3 3G的目标 主要目标： 实现移动通信网络全球化、业务综合化和通信个人化 移动场景 RT业务峰值速率 (误码率 10-310-7 延迟固定 20300ms) NRT业务峰值速率 (误码率 10-510-8 延迟可变 150ms以上 ) 农村室外 (速度 250km/h) 144 384 kb/s 144 384 kb/s 城区 /郊区室外 (速度 150km/h) 384 512 kb/s 384 512 kb/s 室内或小范围室外 (速度 10km/h) 2 Mb/s 2 Mb/s 3.1.4 3G国际标准化格局 3GPP 制定基于 GSM/GPRS核心网、全 IP核心网， 无线技术为 WCDMA、 TD-SCDMA和 EDGE的技术规范； 3GPP2 制定基于 ANSI-41核心网、全 IP核心网， 无线技术为 cdma2000的技术规范 3.1.4 IMT-2000频谱规划 (含扩展频谱 ) 60MHz 60MHz 15 MHz 100 MHz 2400 2300 2483,5 ISM频段 (WLAN, oven, bluetooth) 83,5 MHz 2500 2690 155 MHz频段用于 TDD! 至少有 120 MHz频段用于 FDD 1900 1920 1980 2010 2025 2110 2170 1880 1805 1755 30 MHz 30 MHz 1850 35+5 MHz 3.1.5 中国的 3G频率规划 TDD ISM IMT-2000 扩展频段 FDD (上行 ) TDD TDD DCS (下行 ) 卫星 (空 ) FDD (下行 ) FDD补充 FDD补充 3 3G移动通信系统 3.2 R99、 R4、 R5、 R6网络 3.1 了解 3G 3.3 3G三大标准比较 3.4 3G业务 3.2.1 移动通信技术及演进 GSM GPRS WCDMA cdmaOne cdma2000-3x cdma2000-1X Data & Voice 1XEV-DV Data Only 1XEV-DO HSDPA* TD-SCDMA EDGE PDC HSPA 10s of kb/s 100s of kb/s 2Mbps 5Mbps 10 Mb/s 20Mbps 100Mbps LTE UMB 3.2.2 3GPP通信标准演进 R99:2000年 3月完成 新增无线接口 新的 RAN结构（如 RNC、 Node B、切换等） Iu、 Iub、 Iur接口均基于 ATM方式 R4: 2001年 3月完成 移动软交换体系：控制与承载分离 (MSS/MGW) 低码片速率 TDD（ 1.28Mcps) 无论是信令部分还是话音部分都可以用 ATM或 IP承载 流体传输（实时视频的检索）、多媒体消息传送 R5: 2002年 6月完成 增加多媒体子系统（ IMS域） 实现全 IP网络，包括基于 SIP 的多媒体业务 HSDPA R6: 引入了 MIMO、 MUD等 新的业务如 MBMS、 Presence、支持 Push等 增强功能和扩展 3.2.3 3GPP:R99 网络结构 PSTN/ISDN 无线接入网 互通网络 GSM Base Station System BTS BSC PSTN/ISDN CS 域 other PLMN A SCP HLR CAP 核心网 Gb GPRS backbone IP transport PS域 GGSN Gn Internet Intranet MSC- VLR SGSN G-MSC MAP MAP MAP CAP SMS SC Gp Gi UTRAN NodeB RNC Iu PS Iu CS 3.2.4 R99网络中的网元 无线接入网络包括两类功能实体： Node B/RNC Node B与 BTS功能类似 RNC与 BSC功能类似 接入网内部接口基于 ATM 其他已有的功能实体功能扩展 (SGSN、 GGSN) 3.2.5 3GPP:R4网络结构 IP or ATM transport 接入网 互通网络 PSTN/ISDN CS域 other PLMN SCP HLR 核心网 MSC server NodeB RNC UTRAN Iu CS G-MSC server BICC MAP CAP MGW CS-MGW H.248 / MEGACO based H.248 / MEGACO based BTS BSC A 3.2.6 R4核心网新增网络实体 R4核心网中新增设备 (主要发生在电路域 )包括： MSC 服务器 (MSC Server)：它独立于底层承载协议，主要实 现呼叫控制、移动性管理、媒体网关接入控制等主要功能； GMSC服务器 (GMSC Server)：与 MSC 服务器的功能基本相 似； 媒体网关 (MGW)：主要功能是将一种网络中的媒体转换成另 一种网络所要求的媒体格式 (媒体转换和帧协议转换 )； 3.2.7 3GPP:R5概述 R5的工作集中在业务侧 -基于 IP的多媒体子系统 (IMS)，完成路 由选取以及多媒体会话等功能； 在传统的电路交换域 (CS域 )和分组交换域 (PS域 ), 其架构保持不 变； 为解决 IP管理问题 IMS引入了 IPv6； 随着 R5的完成，将为全 IP网络的运营提供一个可以开始建设的 基础。 3.2.8 3GPP:R5网络结构 Internet 接入网 互通网络 GSM BSS BTS BSC PSTN/ISDN Gb/Iu PS services & applications HLR 核心网 CSCF NodeB RNC UTRAN Iu PS MGCF MAP HSS MGW SIP H.248 IP transport PS域 GGSN 3G-SGSN Gi SIP IP access with mobility 业务 &应用 CS域 3.2.9 3GPP:R6概述 R6网络结构没有太大变更，增加了一些新的功能特性以及对已 有功能特性的增强： 支持不同频率的 UMTS； 多输入 /多输出 (MIMO)天线，包括实现技术； 基于 PS、 IMS的紧急呼叫业务； IMS phase II； MBMS：网络需要增加新的多播广播中心功能实体 Presence：实时了解用户的状态和可及性等信息； WLAN-UMTS互通； 。 3 3G移动通信系统 3.3 3G三大标准比较 3.2 R99、 R4、 R5、 R6网络 3.1 了解 3G 3.4 3G业务 3.3.1 三种标准技术参数比较 WCDMA TD-SCDMA Cdma2000 载频间隔 5 1.6 1.25 码片速率 3.84Mc 1.28Mc 1.2288Mc 帧长 10ms 10ms(2个子帧 ) 20ms 基站同步 异步、同步 (可选 ) 同步 (GPS) 同步 (GPS) 功率控制 FDD：开环 +快速闭环 (1500Hz) TDD：开环 +慢速闭环 开环 +快速闭环 (200Hz) 反向： 800Hz 前向：慢速、快速功控 相干解调 前向：专用导频信道 反向：专用导频信道 前向：专用导频信道 反向：专用导频信道 前向：公用导频信道 反向：专用导频信道 信道估计 公共导频 DwPCH、 UpPCH、 Midamble 前向、反向导频 编码方式 卷积码、 Turbo码 卷积码、 Turbo码 卷积码、 Turbo码 交织 卷积码：帧内交织 RS码：帧间交织 卷积码：帧内交织 RS码：帧间交织 块交织 (20ms) 3.3.2 CDMA 2000 CDMA2000 的第一阶段称为 1x，比 1x 更高的 CDMA2000 技术进展 包括 1xEV(高速数据速率 )； cdma 2000的网络组织方式为模块化方式； 无线部分 采用前向功率控制、 TURBO码等新技术 电路交换部分 采用传统的电路交换方式 分组交换部分 以 IP技术为基础的网络结构 3.3.3 WCDMA WCDMA（ FDD/DS-CDMA） 接收机可获取的信道信息较多，可以适应更加高速的移动信道； 上下行频段对称分配，更加适合话音等对称业务； 上下行信道间隔较大，不利于智能天线的使用； UTRA TDD WCDMA的 TDD补充模式； 用于解决室内办公环境和“热点”地区的通信需求； 不能独立组网； 3.3.4 TD-SCDMA TD-SCDMA（ TDD/CDMA） 上下行时隙可灵活配置，适合对称和不对称业务； 上下行信道在相同时隙，适合采用智能天线技术。但用户移动速度 越高，智能天线的可靠性越低； 单个时隙内用户数不多，可采用联合检测； 上下行之间需要保护时间，从而限制了小区覆盖半径； 采用多时隙不连续传输方式，看快衰落和于高速移动用户信号能力 比 FDD方式差； 随着时隙数的增多， PAR增大，对发射功率和功率放大器要求较高， 利用智能天线技术减低了接收机灵敏度，可以减低发射功率； 按照 ITU要求的 3种移动环境设计，支持多种使用环境； 3 3G移动通信系统 3.4 3G业务 3.2 R99、 R4、 R5、 R6网络 3.1 了解 3G 3.3 3G三大 标准比较 3.4.1 业务不断拓广 1G：单一模拟话音业务； 2G：数字式话音与同一低速率电路交换的数据业务； 2G+：通过建立分组（ PS）交换平台，并在其基础上提供可以接入包括 Internet的各类数据业务服务； 3G：逐步改造成单一的分组交换的 IP平台，提供各类多媒体业务服务； 价值链发生变化 大量的内容、应用和增值服务提供商加入； 新的运营模式的出现，由此带来的技术和商务问题； 价值链条上各方的作用和彼此之间的关联（运营商、内容 /应用提 供商和设备制造商之间的合作模式）； 网络需提供方便的接入、支持新的计费和管理方式； 业务和应用的匮乏，及用户追求个性化和多样化的特点 在有限带宽、有限存储能力、显示和处理能力的移动终端上提供新 的业务和应用尚处在探索阶段，业务种类较少； 移动终端越来越突出的个性化决定了用户对新业务需求的多样化； 3.4.2 移动业务的发展 3.4.3 业务实施的分层结构 连接层 控制层 承载业务层 业务引擎（ service enabler) 网络独立业务层 电信业务 (话音 +传真 ) 承载业务 (基本数据 +短信 +GPRS.) 补充业务 (呼叫前转 +呼叫等 待 +) 独立于网络运营商的业务 (第三方 业务 ) Ringtone、 downloading 网络接口 开放接口 业务引擎 (提供业务给终端用 户或者是业务供应商 ),e.g. MMS， WAP/XTML 3.4.4 业务类型 业务类型按 QoS分类： 会话类业务（ conversational class） 主要用于传输实时业务流，其特点是传输时间短，同时必须保持数 据流之间的时序关系 流业务（ streaming class） 连续的单向数据流，对传输时延的要求不是很高，但在一个完整的 数据流内应保持数据间的时序关系，同时还限制端到端数据流的时 延抖动 交互类业务（ interactive class） 主要用于 WWW、 FTP、 EMAIL等应用，时延要求不严格，可以通 过信道编码和重传提供更低的差错率 后台类业务（ background class） 用于终端用户在后台发送和接收数据文件，它对传输时间不敏感， 但要求较低的误码率 3.4.5 QOS 类别 可识别 4种类别 : 会话业务 AMR 语音业务 可视电话 电视会议 流业务 在线视频 交互业务 位置业务 电脑游戏 后台业务 e-mail SMS . 数 据 延 迟 灵 敏 度 + - 数 据 完 整 性 灵 敏 度 + - 3 3G移动通信系统 3.2 R99、 R4、 R5、 R6网络 3.1 了解 3G 3.3 3G三大 标准比较 3.4 3G业务 课程回顾 移动通信技术基础 移动通信呼叫流程 4 2G/2G+移动通信系统 2 移动通信 基础 知识 1 3G移动通信系统 3 4 移动通信呼叫流程 4.1 CS域通信流程 4.2 PS域通信流程 4.1.1 位置更新流程 UE发起位置更新请求， 发送 LAI和 IMSI到核心网 的 VLR设备 1 VLR找到 UE归属 HLR， 并请求鉴权数组，完成 对用户鉴权加密操作 2 VLR向 HLR发送用户位 置更新消息，消息中携 带 VLR号码 3 HLR发送位置更新接受消 息，并向旧 VLR发送取消 用户数据的消息，同时新 VLR向用户发送位置更新 接受的消息 5 HLR向 VLR插入用户数据 ，包括签约信息、权限等 ， VLR收到后回确认消息 4 UE RNC NodeB VLR(new) 13811989918 MGW MSC Server VLR(old) HLR 插入用户数据 MSC Server 4.1.2 移动主叫流程 UE拨号，发起服务请求 1 对 UE进行鉴权加密操作 2 UE向 CN发送呼叫消息， MSC Server命令 RNC分 配资源 3 命令 MGW为本次呼叫分 配资源并将资源信息通 过 IAM消息发送给 PSTN 5 MSC Server进行被叫号 码分析，被叫属性是 PSTN号码 4 UE RNC NodeB VLR PSTN交换机 58832678 PSTN处理完毕回送 ACM 消息，此时被叫振铃 6 13811989918 MGW MSC Server 86138000 MSRN 86136001 MSRN 139010 MSISDN 138119 MSISDN 137000 MSISDN 5883 PSTN 5884 PSTN 5885 PSTN 131010 PSTN 133011 PSTN 4.1.3 移动主叫流程 MSC Server收到 ACM消 息后，命令 MGW给 UE放 回铃音 7 被叫用户摘机，停止振 铃， MSC Server发送 ANC消息给 PSTN 8 通话计时开始 (产生话单 ) ， MSC Server命令 MGW停止发送回铃音 9 从主叫到被叫语音通道完 全连接，通话开始 10 UE RNC NodeB MSC Server VLR PSTN交换机 58832678 13811989918 MGW 喂 ! 4.1.4 移动被叫流程 PSTN拨号 13811989918 ，发起服务请求 1 PSTN交换机进行号码分 析，向 GMSC Server发 IAM消息 2 GMSC Server根据 MSISDN号进行 GT分析 ，寻找被叫归属的 HLR 并发送 SRI_REQ消息 3 VLR为该用户分配 MSRN ，回送 PRI_ACK消息 5 HLR根据被叫漫游信息向 VLR发 PRI_REQ消息 (此 时被叫标识已变为 IMSI) 4 UE RNC Node B MGW MSC SERVER VLR PSTN交换机 58832678 HLR将 MSRN号通过 SRI_ACK消息回送给 GMSC Server 6 13811989918 MGW GMSC SERVER HLR 4.1.5 移动被叫流程 GMSC Server命令 MGW 为该呼叫分配资源并向 MSC Server发 IAM消息 7 MSC Server根据 MSRN 号向 VLR查询用户信息 8 MSC Server根据 VLR提 供的 TMSI&LAI号通过 RNC向用户发起寻呼 9 MSC Server命令 MGW 和 RNC为此次呼叫分配 资源 11 UE响应寻呼消息 10 UE RNC Node B MGW MSC SERVER VLR PSTN交换机 58832678 UE与 MGW之间的语音通 路搭建成功， UE开始振 铃 12 13811989918 MGW GMSC SERVER HLR 4.1.6 移动被叫流程 MSC Server回 ACM消息 ， GMSC Server向 PSTN回 ACM消息 13 PSTN给主叫播放回铃音 14 UE摘机，通话开始 15 UE RNC Node B MGW MSC SERVER VLR PSTN交换机 58832678 13811989918 MGW GMSC SERVER HLR 喂 ! 4 移动通信呼叫流程 4.2 PS域通信流程 4.1 CS域通信流程 4.2.1 起始附着流程 SS7网 SGSN 附着请求 1 认证、鉴权 2 位置更新消息 3 位置更新应答消息 5 插入用户数据确认过程 4 附着接受 6 HLR/AuC UTRAN NodeB RNC 4.2.2 PDP激活流程 GPRS骨干网 PDN1: Internet PDN2: Intranet DNS DHCP SGSN GGSN PDP上下文激活请求 1 执行 RAB指配， SGSN 给 PDP上下文分配 TEID ，并选择 APN 2 创建 PDP上下文请求 3 创建 PDP上下文响应 5 GGSN为 PDP上下文分配 动态 IP地址、计费 ID及协 商 QoS 4 PDP上下文激活接受 6 4 移动通信呼叫流程 4.1 CS域通信流程 课程回顾 4.2 PS域通信流程 谢 谢 ！ 高宇晨 13321120318