第一二章GSM移动通信系统介绍

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,通信技术基础课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,通信技术基础课件,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,移动通信系统,柴 蓉,通信与信息工程学院,课程内容,主要内容,蜂窝移动通信系统,系统架构,关键,技术,无线局域网,技术,考核方式,4,0%,平时成绩（课堂考勤），,60%,研究报告。,任课老师联系方式,电话：,64260224,邮箱：,基本,概念,通信系统分类,移动通信,发展史,移动通信,系统的,组成,数字蜂窝移动通信,的基本技术：,多址技术、蜂窝,技术,蜂窝,移动通信,系统概述,GSM,、,3G,、,LTE,、,4G,蜂窝,移动通信,系统关键技术,MIMO,、,OFDM,、协作通信技术、认知无线电技术、密集组网,技术,无线局域网架构及关键技术,课程内容,基本,概念,通信系统分类,移动通信发展历程,移动通信,系统的基本要求及面临的问题,移动通信,系统的,组成,数字蜂窝移动通信,的基本,技术,第一章,移动通信系统基本概念,通信系统分类,根据传输媒质分类,有线通信系统,采用,有线传输介质（如电缆、光缆等）的通信系统,常见,通信形式：固定电话通信、电话线,/,网线接入互联网、光纤通信等。,无线通信系统,采用,无线传输介质（如电磁波）的通信系统。,常见,通信形式,：短波,通信、移动通信、卫星通信、激光通信等。,通信系统分类,按,信道中传输信号特征,分类,模拟通信系统（,1G,）,数字通信系统（,2G,、,3G,、,4G,，数字电视）,按,通信者是否运动分类,移动通信系统：,通信双方至少有一方在移动中的通信,固定通信系统,按使用范围分类,广域网,、城域网、局域网、个域网,中长波通信 ,1MHz,短波通信,1MHz30MHz,超短波通信,30MHz-1GHz,微波通信,1GHz-,几十,GHz,毫米波通信 几十,GHz,红外光通信,大气激光通信, ,按通信设备的工作频率分类,通信系统分类,通信系统分类,根据传输媒质分类,有线通信系统,无线通信系统,采用无线传输介质（如电磁波）的通信系统。,常见通信形式,：短波,通信、,移动通信,、卫星通信、激光通信等。,按信道中传输信号特征分类,模拟通信系统,数字通信系统,按通信者是否运动分类,移动通信系统,固定通信系统,早期移动通信,莫尔斯电报,1895,年无线电发明以后，莫尔斯电报用于船舶通信。,车载无线电,1921,年美国底特律警察厅开始使用工作在,2MHz,频段的车载无线电。,公用汽车电话业务,20,世纪,40,年代中期到,60,年代中期，美国等发达国家陆续开通了公用汽车电话业务，可用频道很少，设备笨重，使用不方便，不容易保密，发展缓慢，用户总数只有几百个。,移动通信系统发展史,大、中区制移动通信,20,世纪,60,年代中期到,70,年代中期，采用了大、中区制，可用频道数增加，频谱利用率有较大的增加，保密性增强，用户日益增多。,大区制：,一个城市仅有一个无线区覆盖，基站的发射功率很大，无线区覆盖半径约,30,40km,，仅适用于业务量不大的情形。其优点是设备简单、投资较小。缺点是难以进行频率复用。,中区制,:,无线区覆盖半径为,20km,左右，基地站数多，在相距较远的两个无线区中可以利用频率。网络结构较大区制复杂，投资大，但可容纳更多的用户。适用于专用移动通信网。,大区制、中区制系统的频谱利用率仍不高，无法满足大量用户的通信需求。,大区制、中区制移动通信系统,提出,20,世纪,70,年代中期，美国贝尔实验室提出了小区制大容量系统。,概念,覆盖半径,2,10 km,的多个无线区链接而成整个服务区。,特点,采用,信道频率复用技术：在同一业务区内多次重复使用可用信道组以扩大系统的容量。,设备复杂，但可容纳大量,用户。,目前，大容量公用移动通信系统均采用小区制。,小区制移动通信系统,公用移动通信系统从,20,世纪,70,年代中期开始至今，共经历五代。,1G,：,模拟移动通信系统,2G,：,数字移动通信系统（,GSM,）,3G,：,采用,CDMA,技术，,移动用户数据速率,384kbps,，固定用户速率,2Mbps,。,4G,：,采用,MIMO,，,OFDM,等技术,，数据速率,100Mbps,，全,IP,组,网。,5G,：,研究中。更高容量，更短时延，支持大量终端。,小区制移动通信系统,对技术的基本要求,高的频谱利用率,高质量,话音和,数据传输,服务,具有移动性和便携性,灵活方便的组网,抗干扰,保密与信息安全,面临的核心问题,在满足用户服务质量的前提下，提高频谱利用率，提高系统容量，提供多种服务。,移动通信系统基本要求及面临问题,移动台,（,MS,，,Mobile,Station,，,UE,，,User Equipment,）,蜂窝网络移动终端，由控制单元、收发信机和天线组成。,基站（,BS,，,Base Station,）,分布在每个小区，负责本小区内,MS,与,MSC,之间的连接，包括控制单元、收发信机组、天馈系统、电源与数据终端等。,移动电话交换中心（,MSC, Mobile Switching Center,）,负责所有,BS,、,MS,的交换控制与管理，负责与本地电话网的连接、交换接续，以及对,MS,的计费。,移动通信系统的组成,移动通信系统架构,多址,技术,蜂窝,技术,频率,复用,小区,分裂,移动通信基本技术,提出,多个用户通过基站与其他用户通信，必须对不同用户的信号赋予不同的特征。,（,1,）上行：基站从用户信号中区分出某用户的信号,（,2,）下行：用户能从基站发出的信号中识别发送至自身的信号,。,多址技术用于解决多用户通信问题。,多址技术,基本类型,频分多址（,FDMA,）,时分多址（,TDMA,）,码分多址（,CDMA,）,（,a,）,FDMA,（,b,）,TDMA,多址技术,（,c,）,CDMA,多址技术,问题的提出：,移动通信频率资源有限，用户业务需求不断增加，导致系统资源紧缺，如何满足业务需求？,蜂窝技术,基本思想：,处在不同空间位置（不同小区）相互不干扰的用户可以同时使用相同频率的信道。,实现方式,4/12,复用,方式,将,频率分成,12,组，并轮流分配到,4,个站点（,A,、,B,、,C,、,D,），每个站点可用,3,个频率组,。,3/9,频率复用方式,频率复用技术,4/12,频率复用方式,问题提出,当蜂窝移动通信系统服务区内的部分地区业务量增加时，分配给该部分小区的信道数量将不足以支持所要求的用户数。,可采用小区分裂的办法来增加信道数，以满足系统增加容量的要求。,小区,分裂,概念,将某小区划分为半径更小的新小区，分裂后的每个新小区都有自己的基站，并相应地减低天线高度和减小发射机功率。,目的,使得单位面积内的信道数目增加，从而增加系统容量。,小区分裂技术,小区分裂技术,基本,概念,蜂窝,移动通信系统概述,GSM,3G,LTE,4G,蜂窝移动通信系统关键技术,MIMO,、,OFDM,、协作通信技术、认知无线电技术、密集组网,技术,无线局域网架构及关键技术,课程内容,GSM: Global System for Mobile Communications,数字蜂窝系统，属于,2G,采用时分多址（,TDMA,）,由欧洲通信标准化委员会（,ETSI,）制定。,ETSI,：,European Telecommunications Standards Institute,第二章,GSM,数字蜂窝移动通信系统,移动台：,MS:,Mobile Station,基,站子系统,BSS,：,Base Station,Subsystem,网络,子系统,NSS,：,Network Switching,Subsystem,操作,维护中心,OMC,：,Operation and Maintenance,Center,GSM,系统架构,MS: Mobile Station,，移动台,BTS: Base Transceiver Station,，基站收发信台,BSC: Base Station Controller,，基站控制器,GSM,系统架构,MSC,：,Mobile Switching Centre,，移动交换中心,VLR,：,Visitor Location Register,，访问用户位置寄存器,HLR,：,Home Location Register,，归属用户位置寄存器,AUC,：,Authentication Center,，鉴权中心,EIR,：,Equipment Identity Register,，移动设备识别寄存器,GSM,系统架构,移动台：,MS,基,站子系统,BSS,：,Base Station,Subsystem,网络,子系统,NSS,：,Network Switching,Subsystem,操作,维护中心,OMC,：,Operation and Maintenance,Center,GSM,系统架构,由,SIM,卡与机身设备组成。,SIM,：,Subscriber,Identity,Module,客户,识别模块,SIM,卡存储所有与用户有关的信息，包括鉴权和加密信息。,GSM,系统通过,SIM,卡来识别移动电话用户。,移动台,BSS,由基站收发信台（,BTS,）和基站控制器（,BSC,）组成。,BTS,（,Base Transceiver Station,）,：基站子系统的无线部分,功能：实现,BSS,与,MS,之间通过空中接口的无线传输。,BTS,由基站控制器（,BSC,）控制,BSC,（,Base Station Controller,）,：基站子系统的控制部分。,功能：对,BTS,进行控制、管理，包括无线,信道的分配、释放和越区切换,管理，提供,MS,与网络子系统（,NSS,）之间的接口管理。,基站子系统（,BSS,）,组成部分：,移动交换中心（,MSC,，,Mobile Switching Centre,）,归属用户位置,寄存器,(HLR,：,Home,Location,Register),访问用户位置,寄存器,(VLR,：,Visitor Location,Register),鉴权中心（,AUC,：,Authentication Center),移动设备识别寄存器（,EIR,：,Equipment Identity Register,）,功能,用户数据,存储、,交换、用户移动性管理、安全性管理所需的数据库功能等。,网络子系统（,NSS,）,移动,交换中心（,MSC,）,MSC,负责协调、控制网络中的各功能实体。,归属,用户位置寄存器（,HLR,）,存储其控制的所有注册移动用户的静态数据：,移动用户识别号码、访问能力、漫游能力、用户类别和补充业务等数据。,存储移动用户漫游所在的,MSC,区域相关动态信息数据。,网络子系统（,NSS,）,访问,用户位置寄存器（,VLR,）,VLR,从移动用户的,HLR,处获取并存储,数据,存储,进入其控制区域内已注册的移动用户相关信息，并为用户提供建立呼叫的必要条件。,一旦,移动用户离开某,VLR,的控制区域，则重新在另一个,VLR,登记，原,VLR,将取消临时记录的该移动用户数据,。,VLR,为动态用户数据库，通常,VLR,和,MSC,在同一物理实体。,网络子系统（,NSS,）,鉴权中心（,AUC,：,Authentication,Center,）,负责管理和提供用户合法性和安全性的保密数据，从而实现用户鉴权，保护空中接口，防止非法用户的假冒。,AUC,根据,HLR,的请求，产生用户专用的一组鉴权参数，并由,HLR,传给,VLR,。,移动,设备识别寄存器（,EIR,：,Equipment Identity Register,）,存储移动设备的国际移动设备识别码（,IMEI,）。,IMEI,是分配给用户手机终端的标识，即通常所说的手机序列号，存储在手机的,EEPROM,（俗称码片）里。,每台手机在组装完成后都将被赋予一个全球唯一的一组号码，正常情况下，只有拥有,IMEI,号码的手机才能够通信。,网络子系统（,NSS,）,IMEI,可以用来监控被窃或无效的移动设备。,例如：在一部手机具备一个,IMEI,号码的情况下，如果某个用户存在违法行为，警方可通过手机的,IMEI,号码找到通话者。,此外，如果用户的手机被盗，运营商还可以通过,IMEI,号码禁用被盗手机。,目前都把,HLR,、,AUC,和,EIR,三个设备合并在一起，处于同一物理实体。,特性,900MHz,1800MHz,频率范围,上行频段：,885 MHz,915MHz,下行频段：,935 MHz,960MHz,上行频段：,1710 MHz,1785MH,下行频段：,1805MHz,1880MHz,频带宽度,25MHz,75MHz,双工间隔,45MHz,95MHz,信道带宽,200KHz,200KHz,频道序号,n,1,124,（共,124,个频点）,512,885,（共,374,个频点）,GSM,频率配置,中国移动,GSM900,上行,/,下行：,885-909/935-954GSM1800M,上行,/,下行：,1710-1725/1805-1820,中国联通,GSM900,上行,/,下行：,909-915/954-960GSM1800,上行,/,下行：,1745-1755/1840,1850,（,1,）移动用户号码（即用户的手机号），组成如下：,CC,：,Country Code,国家码，如中国为,86,。,NDC,：,National Destination Code,国内接入号。,SN,：,Subscriber Number,移动用户号。,CC,NDC,SN,GSM,网的编号计划,NDC(,国内接入号，,1-3,位,):,中国移动,:134-139,，,150-152,，,157-159.,中国联通,:130-132,，,153,，,155,，,156,。,SN,（移动用户号，,4-11,位）,:,HLR,识别码（第,4-,第,7,位），地区编码，由运营商统一分配。,移动用户号（第,8-,第,11,位），由各,HLR,自行分配。,号码举例：,86,：中国,139,：中国移动,0477,：内蒙古移动 全球通卡,0001,：用户号。,（,2,）国际移动用户识别码（,IMSI,：,International Mobile Subscriber Identity,）,作用：是区别移动用户的标志，储存在,SIM,卡中。,组成：,MCC,：,Mobile Country Code,，移动国家码，三位数字，如中国为,460,。,MNC,：,Mobile Network Code,，移动网号，两位数字，如中国移动的移动网号为,00,，中国联通的移动网号为,01,。,MSIN,：,Mobile Subscriber Identification Number,，在某一,PLMN,内,MS,唯一的识别码。,IMSI,最多包含,15,个（,0,9,）的数字。,典型的,IMSI,举例：,460-00-4777770001,。,IMSI,与手机号码存在绑定关系，在,HLR,内定义。,MCC,MNC,MSIN,（,3,）移动用户漫游号码,MSRN,与切换号码,HON,漫游号码,MSRN,：,Mobile Subscriber Roaming-Number,切换号码,HON,：,Handover-Number,（,4,）临时移动用户识别码,TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity),TMSI,是为了加强系统的保密性而在,VLR,内分配的临时用户识别。,在某一,VLR,区域内，,TMSI,与,IMSI,唯一对应。,（,5,）位置区识别码（,LAI,：,Location Area Identification,）,LAI,用于移动用户的位置更新。,（,6,）全球小区识别（,CGI,：,Cell Global Identification,）,CGI,是所有,GSM,中小区的唯一标识，它由位置区识别,LAI,加上小区识别,CI,构成。即,CGI=LAI+CI,。,（,7,）基站识别码（,BSIC,：,Base Station Identity Code,）,基站识别码（,BSIC,）用于识别相邻的、采用相同载频的、不同基站收发信台（,BTS,）。,移动,性管理的目的,确定,MS,当前位置，实现,MS,与网络联系的最佳状态。,移动性,管理分类（,根据,MS,当前状态）,漫游管理：针对空闲模式用户,切换管理：针对正在通信的用户,GSM,系统的移动性管理,问题,：,处于,空闲模式的,MS,如何确定其位置？,漫游,：,空闲,模式用户改变与小区和网络联系的状态。,位置更新概念,：,在,漫游期间改变位置区，以及与新的位置区的确认过程。,位置,更新主要内容：,常规位置更新,IMSI,分离,/,附着,周期性位置登记,GSM,系统的移动性管理,漫游管理,常规,位置更新,指移动台从一个位置区移动到另一位置区时进行的位置更新过程。,GSM,系统各小区均通过系统消息向位于该小区内的所有移动用户发送该小区所属的位置区识别码（,LAI,）,移动台收到该小区的,LAI,消息并与其,SIM,卡中存储的,LAI,进行比较。,如果两个,LAI,相同，则表示移动台无需进行位置更新；当移动台发现两个,LAI,不同时，说明移动台已移动到新的位置区，此时移动台向,MSC/VLR,报告其新的位置区信息，申请位置更新。,漫游管理,MSC/VLR,接收移动台的位置更新请求后，更新,VLR,中该移动用户当前所在位置区的信息。,当出现对该移动用户新的呼叫时，,MSC/VLR,可将该呼叫准确地传递到移动台所在的新位置区，并在该位置区所属的所有小区基站发起寻呼。,漫游管理,常规位置更新,当移动台关机或移除,SIM,卡时，移动台向网络发送,IMSI,分离操作消息，,MSC/VLR,收到该消息后对,VLR,中的,IMSI,进行分离标记。,目的：避免无效寻呼，提高系统接通率。,漫游管理,IMSI,分离,/,附着,IMSI,分离：也称为关机登记,IMSI,附着：也称为开机登记,当移动台重新开机后，若此时移动台处于分离前相同的位置区，则将,MSC/VLR,中,VLR,的,IMSI,做附着标记，可有效地向移动用户传递寻呼消息；若位置区已变，则需进行新的常规位置更新。,移动台关机发送“,IMSI,分离”的消息时，若因无线信令链路质量不好，,MSC/VLR,无法正确收到“,IMSI,分离”消息，系统仍会认为“,IMSI,附着” ，或者由于用户移动到无线覆盖不良的地区，系统可能无法对用户进行有效的寻呼。,系统可通过广播消息通知移动台按系统消息中指定的时间周期进行定期登记，例如要求移动台,30,分钟周期性登记一次，若系统收不到周期登记信息，,MSC/VLR,即给移动台做“,IMSI,分离”标记。,漫游管理,周期性位置登记,切换概念，也称越,区切换,在移动台通话过程中，不中断通话而进入新的服务小区并由之提供服务的过程称为切换。,切换依据,信号强度、,BSS,负荷调整、来自,OMC,的请求等。,切换管理,越区切换分类,分类依据：,建立新连接与中断旧连接先后顺序,硬,切换：,在新的连接建立前，先中断旧的连接，如,GSM,系统。,软切换：,指既维持旧的连接，又同时建立新的连接；在,新的,连接建立之后，中断,旧的连接,，,如,CDMA,系统。,越区切换分类,分类依据：,切换前后小区关系,同,一移动交换中心（,MSC,）内的,越区切换,同一,BSC,内的切换,不同,BTS,之间的切换,同一,BTS,内不同扇区之间的切换,不同,BSC,之间的切换,不同,移动交换中心（,MSC,）,之间的,越区切换,切换,准则：切换触发机制,是否,需执行,切换，何时执行切换,切换目标小区选择及资源分配,切换目标小区选择,多,因素综合考虑：信道传输质量、,小区资源（负载）、,业务需求、用户移动速率、通信费用等,。,资源分配：资源预留机制,切换实现,如何实现切换？切换流程,切换相关研究,切换策略的目标,切换,次数低，切换中断概率低,切换时延小,对新呼叫,阻塞影响小（呼叫阻塞率）,小区间负载,均衡,用户业务性能提升,越区切换准则,决定何时需要进行越区切换,通常根据移动台处接收的平均信号强度，或信噪比、信干比、误比特率等参数。,越区切换准则,相对信号强度准则,原理：,在任何时间都选择具有最强接收信号的基站，如,A,点。,若 ，则选择小区,1,若 ，则从小区,1,切换至小区,2,缺点,：,在,原基站信号强度仍满足要求的情况下，会,引发过多,不必要的越区切换，特别在衰落信道下。,越区切换的准则,越区切换准则,具有,门限规定的相对信号强度,准则,实现,：,（,1,）移动用户在当前基站的信号足够弱（低于某一门限），即：,（,2,）新基站的信号强于本基站的信号，即：,仅当,（,1,）和（,2,）同时满足,，才,从小区,1,切换至小区,2,。,图中，门限,Th2,，,B,点切换。,难点,选择门限为关键,。,若门限过低，如,Th3,，可能导致信号中断。,越区切换的准则,越区切换准则,具有,滞后余量的相对信号强度准则,原理：,仅,允许移动用户在新基站的信号强度比原基站信号强很多（即大于滞后余量）的情况下切换。,若,，则从小区,1,切换至小区,2,C,点，,h,为滞后余量。,结合门限和滞后余量的相对信号强度准则,同时,满足,： 及,越区切换准则,接收信号强度测量,由于信号有衰落，需取窗口，可对一段时间内的信号求平均值。,窗口宽度越大，测量越准确，平均后方差越小，但时延越大，掉话可能性越大。,越区切换控制,控制方式主要,包括,三类：,移动台,控制的越区切换,网络,控制的越区切换,移动台,辅助网络控制的越区切换,移动台控制的越区切换,实现：,移动台,连续监测当前基站和几个越区时的候选基站的信号强度和质量。,当满足某种越区切换准则后，移动台选择具有可用业务信道的最佳候选基站，并发送越区切换请求。,应用：,DECT,等小,系统采用,，在大系统中容易引起切换冲突,。,DECT,：数字增强无绳通信系统（,Digital Enhanced Cordless Telecommunications),网络控制的越区切换,实现：,基站监测来自移动台的信号强度和,质量；,当信号低于某个门限后，网络安排用户向另一个基站的越区切换。,缺点：,切换时间长，切换中断率较高。,应用：,第一代模拟系统采用此方法,切换时间长，可达,10s,。,移动台辅助网络控制的越区切换,实现：,（,1,）网络要求移动台测量其周围基站的信号并把结果报告给旧基站,（,2,）网络根据测试结果决定何时进行越区切换以及切换到哪一个基站。,应用：,第二代系统,GSM,、,3G,、,4G,均,采用此方法。,特点：,时间快，切换过程,1s-2s,，信号中断,1s,。,切换,过程：,旧,BSC,将切换请求及切换目的小区标识一起发给,MSC,。,MSC,判断目标,BTS,的,BSC,，并向新,BSC,发送切换请求。,新,BSC,预订目标,BTS,一个业务信道。,新,BSC,将包含频率、时隙及发射功率的参数通过,MSC,、旧,BSC,和旧,BTS,传到,MS,。,MS,在新频率上发送接入突发脉冲。,新,BTS,收到此脉冲后，,回送信息,至,MS,。,MS,发送切换成功,信息，该消息通过,新,BSC,传至,MSC,。,MSC,命令旧,BSC,释放业务信道。,旧,BSC,转发,MSC,命令至旧,BTS,并,执行信道释放。,切换管理,由相同,MSC,、不同,BSC,控制的小区间的切换,切换管理,GSM,所提供用户业务：,电话,业务,移动数据业务（包括传真,、网页浏览等）、短,信息业务等。,GSM,系统的通信管理,GSM,网络如何实现通信？,GSM,网络中，每个,MSC/VLR,、,HLR,等均有一个自己的,ID,如中国移动网络，,HLR ID,一般为一个普通的手机号码格式，如。,MSC/VLR ID,一般为一个,8,位手机号码的格式，如,8613443562,。,GSM,通话建立流程（,1,）,（,1,）主叫,MS,拨被叫号，通过空中接口向基站,BSS,请求随机接入信道，随后与,MSC/VLR,建立信令连接。,（,2,）主叫,MSC,根据被叫号码找到被叫,HLR,；,（,3,）被叫,HLR,向被叫当前所在,MSC/VLR,请求漫游号码,（,4,）被叫所在,MSC/VLR,给被叫,MS,分配一个漫游号码：通常为以,VLR ID,开头的手机号码，如,8613443562 999,。,（,5,）被叫,HLR,将此号码回复给主叫,MSC,。,（,6,）主叫,MSC,根据该漫游号码找到被叫,MSC,，建立通话，并向被叫用户振铃。,（,7,）主叫,MSC,经基站向主叫,MS,回送呼叫证实信号。,（,8,） 被叫摘机应答。,（,9,）主叫,BSS,向,MS,发应答（连接）信号， 进入通话阶段。,GSM,系统的通信管理（,2,）,固话连接示意图,GSM,系统语音通信连接建立,分组交换概述,分组生成,数据被分成一定,长度,的,数据,包（分组）,每个包中包括一个分组头（其中的地址标志指明该分组发往何处）和用户数据。,分组传输,/,转发,分组,到达,路由器,时，根据分组头中的信息（如目的地址），寻找一个可用的,信道,资源将该,分组,报发送出去。,特点,数据传送,之前不需要预先分配,信道,，建立连接。,数据的发送和接收方,与信道,之间没有固定的占用关系,信道资源可以看作是由所有用户共享使用,，可,更好地利用信道资源。,分组交换原理图,GPRS,的概念,GPRS,：“通用分组无线业务”,General Packet Radio Service,在,GSM,网络上增加硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体。,GPRS,技术,GPRS,的特点,（,1,）,GPRS,的目的：提供较高速率的分组数据业务。,GPRS,是,GSM,向,3G,系统演进的重要步骤，故称为“,2.5,代技术”。,（,2,）,GPRS,采用分组交换方式，实际传送或接收数据时才占用无线资源。,可按需分配业务信道；实现多时隙捆绑，提高信道利用率和传输速率。,（,3,）根据用户传输的数据量计费。,（,4,）数据传输与话音传输可同时进行或切换进行的优势。,GPRS,技术,GPRS,在,GSM,网络中引入三种逻辑网络实体：,服务,GPRS,支持节点（,SGSN,，,Serving GPRS Support Node,）,网关支持节点（,GGSN,，,Gateway GPRS Support Node,）,分组控制单元（,PCU,，,Packet Control Unit,）,GPRS,网络结构,GSM,网络结构,GSM,网络结构,GPRS,网络结构,接口及功能,通过,Gb,接口与,BSC,连接，或通过,Iu-PS,接口,与,UTRAN,网络,RNC,连接，进行移动数据的管理，如用户身份识别，加密，压缩等功能,；,通过,Gr,接口与,HLR,相连，进行用户数据库的访问及接入控制；,通过,Gs,接口,与,MSC,连接以支持数据业务和电路业务的协同工作（节省空口信令）,；,通过,Gd,接口,与,SMS-GMSC,连接以支持通过,SGSN,进行短信收发等功能,；,通过,Gn,接口与,GGSN,，以及同一,PLMN,的,SGSN,相连，提供,IP,数据包到无线单元之间的传输通路和协议变换等功能,。,SGSN,（,服务,GPRS,支持节点）,SGSN,功能（,1,）,用户数据管理：,SGSN,与,HLR,网元相连接，进行用户数据库的访问及用户接入控制,。,移动性管理,终端,的附着、寻呼以及位置相关的,功能,。,会话管理,SGSN,可以完成激活、修改或者删除,PDP,上下文等,功能,PS,域,附着,：,终端,登录在,PS,网络中，同时在,HLR,中保存了,PS,域的位置信息,，用户正常,开机,且,已,在,运营商,处开通,GPRS,业务，只有附着成功才能正常发起,PS,业务,；,PDP,激活,：,网络,为终端分配,IP,地址,，以支持,分组,数据的,传输,。,SGSN,功能（,2,）,分组路由选择和转发,SGSN,可提供路由查询功能，查找,GGSN,的,IP,地址，为上下行数据提供转发和传输功能。,计费功能,SGSN,具备话单采集功能并可以传送用户的计费信息,；,SGSN,计费在,GPRS,业务尚未普及时应用较多，随着分组业务内容的多样化，现在,GPRS,业务的计费功能一般在,GGSN/PGW,网元实现。,PGW,：,Packet Data Network Gateway,，分组数据网网关。,无线资源管理,SGSN,对无线资源进行管理，以便进行,GPRS,寻呼；同时具备链路备份、负荷分担等功能，以保证网络中,SGSN,系统的正常有效运行。,接口,功能,Gb,接口：,SGSN,与,BSS,之间接口,通过,Gb,接口,SGSN,同,BSS,系统、,MS,通信,，完成,分组数据传送、移动性管理、会话管理方面的,功能。,Gn,接口：,SGSN,与,同一个,PLMN,内部,SGSN,及,GGSN,间,接口,通过,Gn,接口实现,IP,网络传输数据包,采用,在,TCP/UDP,协议之上承载,GTP(GPRS,隧道协议,),的,方式实现。,PLMN,：,Public,Land Mobile,Network,公共,陆地,移动网络,SGSN,（,服务,GPRS,支持节点）,GPRS,网络与外网的分界线,GGSN,对内负责,Gn,网络的传输，对外是一台因特网路由器。,BGGSN(Border GGSN),负责连接不同运营商之间的,Gn,网络，实现网间漫游。,GGSN,通过基于,IP,协议的,GPRS,骨干网与其它,GGSN,和,SGSN,相连。,GGSN,（网关,GPRS,支持节点）,网络,接入控制功能,信息屏蔽功能,GGSN,可以,选择哪些分组能够进入,GPRS,网络，,以保证网络安全,；,计费信息收集功能,收集,MS,使用,外部数据网和,GPRS,网络资源相关的计费,信息。,分组数据处理,对,分组数据进行存储转发,对大尺寸,PDU,（大于,1500,字节）进行分段、丢弃或拒绝,PDP,上下文激活、,PDP,上下文修改、,PDP,上下文去激活,封装,和隧道传输功能，可以将来自外部数据网进行分装，传输至,GPRS,骨干网中。对于发向外部数据网,的,PDU,，,GGSN,将去除其封装字头后再转发给外部数据网,。,地址翻译和映射功能，包括查找,DNS,实现域名解析功能,；,PDU,：分组数据单元，,Packet Data,Unit,PDP,：分组,数据规程,/,协议，,Packet,Data Protocol,GGSN,功能（,1,）,用户数据管理，实现对分组数据的过滤,GGSN,能够存储、修改及删除用户数据,实现对用户分组数据的过滤。,移动性管理功能,GGSN,能够配合,SGSN,实现移动性管理功能，主要是,MS,在不同的,SGSN,登录时的位置管理功能。,IP,地址分配功能,为,MS,动态分配,IP,地址的功能，或通过接入,DHCP(,动态主机配置协议,),服务器动态分配,IP,地址,用户认证,接入,RADIUS(,远端授权拨入用户服务,),服务器等实现用户认证功能。,GGSN,功能（,2,）,BSS,侧增加的一个处理单元,完成,BSS,侧的分组业务处理和分组无线信道资源的,管理。,将,数据,业务从,GSM,话音业务量中分离出来,。,PCU,（,Package Control Unit,，分组控制单元）,GPRS,网络结构（,PS,域）,CG(Charging Gateway,计费网关,),合法监听控制器,(LIC,，,Lawful Interception Controller),GPRS,网络结构,GPRS,骨干网功能,GPRS,传输速率,GPRS,可提供高达,115kbit/s,的传输速率（最高值为,171.2kbit/s,），可实现快速地上网浏览，支持对传输速率敏感的移动多媒体应用。,EDGE,：,GSM,增强数据率演进（,Enhanced Data rates for GSM Evolution,）,EDGE,：,2G,和,2.5G,（,GPRS,）的延伸，也被称为,2.75G,。,EDGE,是,GPRS,的扩展，通过在,MS,和,BTS,设备做一些必要的升级，可以工作在任何已经部署,GPRS,的网络上。,GPRS,的理论最高速率为,171.2kbps,，但实际数据传输速率受网络编码方式和终端支持的因素影响，现在用户的接入速度大概在,30kbps,40kbps,。,EDGE,理论峰值可以达到,384kbit/s,，从目前使用的实际情况来看，,EDGE,的网络速度大概是,160kbps,左右。,如何理解,GPRS,、,EDGE,？,2G,向,3G,的过渡,GSM,数据业务的扩展,目前仍作为移动数据业务的主要支撑平台之一,为,3G,的发展奠定基础,EPON,应用场景,GSM/3G,基站的传输,高性价比的固定移动融合承载层解决方案,在深圳网通、江苏移动成功应用,BTS/Node B,C200/C220,E1,IP/MPLS Network,EPON,EPON ONT,ZXDSL 9806H,E1,BSC/RNC,N*E1,PSTN,PLMN/3G,ADSL2+/VDSL2,SS,Internet,EPON,Splitter,1 x N,IPTV,Phone,PC,Home,SDH Network,E1,EPON ONT,Business PBX,End,of Chapter 1 and 2!,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,