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一移动通信技术 1蜂窝移动通信： 公用移动通信系统是指给公众提供移动通信业务的网络。这是移动通信最常见的方式。这 种系统又可以分为大区制移动通信和小区制移动通信，小区制移动通信又称蜂窝移动通 信。 （1）概念：指将整个服务区划分为若干小区，在每个小区设置一个基站，负责本小区内移动台的通信与控制。蜂窝通信网络的核心： 指将整个服务区划分为若干小区，在每个小区设置一个基站，负责本小区内移动台的通信与控制。覆盖半径一般为210km，基站的发射功率一般限制在一定的范围内，以减少信道干扰。要设置移动业务交换中心，负责小区间移动用户的通信连接及移动网与有线网的连接，保证移动台在整个服务区内，无论在哪个小区都能够正常进行通信。 小区制可以提高系统的频率利用率和系统容量。在大容量公用移动通信网中仍普遍采用小区制结构。最常用的小区形状为正六边形，由于正六边形的网络形同蜂窝，因此称此种小区形状的移动通信网为蜂窝网（2） 部分组成移动台、基站子系统、网络子系统。移动台：移动网中的用户终端，包括移动设备(ME：Mobile Equipment)移动用户识别模块SIM卡(Subscriber Identity Module，通常称为SIM卡)移动终端(MS)：就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、 信息发射和接收。 客户识别卡（SIM）：SIM卡就是“身份卡”，它类似于IC卡，因此也称作智能卡，存有认 证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客 户进入网路。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端 才能接入进网移动台的信息主要存在哪两个数据中？归属位置寄存器HLR 是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。在移动通信网中，可以设置一个或若干个 HLR，这取决于用户数量、设备容量和网络的组织结构等因素。 每个用户都必须在某个HLR(相当于该用户的原籍)中登记。登记的内容主要有： 用户信息：如用户号码、移动设备号码等； 位置信息：如用户的漫游号码、VLR号码、MSC号码等，这些信息用于计费和用户漫 游时的接续。 保证当呼叫任一个不知处于哪一个地区的移动用户时，均可由该移动用户的HLR获知 它当时处于哪一个地区，进而建立起通信链路。 业务信息：用户的终端业务和承载业务信息、业务限制情况、补充业务情况等。访问位置寄存器VLR 是一个用于存储进入其覆盖区的用户位置信息的数据库。 当移动用户漫游到新的MSC控制区时，由该区的VLR来控制。 当移动台进入一个新的区域时，首先向该地区的VLR申请登记，VLR要从该用户的 HLR中查询，存储其有关的参数，并要给该用户分配一个新的漫游号码(MSRN)，然后 通知其HLR修改该用户的位置信息，准备为其他用户呼叫此移动用户时提供路由信息。 移动用户一旦由一个VLR服务区移动到另一个VLR服务区时，移动用户则重新在新的 VLR上登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。 一般的，一个MSC对应一个VLR，记作MSC/VLR。移动性管理的主要内容是什么？移动台的位置区会发生变化，为了保证正常通信而进行的操作，包括移动台的注册和漫游。基站子系统(BSS)：BSS负责在一定区域内与移动台之间的无线通信。一个BSS包括一个基站控制器(BSC: Base Station Controller)和一个或多个基站收发台(BTS: Base Transceiver Station)两部分组成。 基站收发台(BTS)，是BSS的无线部分，受控于BSC，包括无线传输所需要的各种硬件和软 件，如发射机、接收机、天线、连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检 测和控制装置等。它完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中 接口的无线传输及相关的控制功能。BSC是BSS的控制部分，处于基站收发台BTS和移动交换中心MSC之间。一个基站控制 器通常控制几个基站收发台，主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建 立和拆除，并为本控制区内移动台越区切换进行控制等网络子系统：组成：移动交换中心(MSC) ，操作维护中心(OMC) ，归属位置寄存器(HLR) ，访问位置寄 存器(VLR)，鉴权认证中心(AUC)，设备标志寄存器(EIR)作用：包含GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库 功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其他通信网用户之间通信起 着管理作用。移动交换中心MSC是蜂窝通信网络的核心，它为本MSC区域内的移动台提供所有的交换和信令功能。MSC负责本服务区内所有用户的移动业务的实现。MSC有如下作用：信息交换功能：为用户提供终端业务、承载业务、补充业务的接续；集中控制管理功能：无线资源的管理，移动用户的位置登记、越区切换等；通过关口GMSC与公用电话网相连。网关MSC(GMSC：Gateway MSC)是完成路由功能的MSC，它在MSC之间完成路由功能，并实现移动网与其他网的互连。2多址技术多址接入：如何建立用户之间的无线信道的连接，是多址接入方式的问题，解决多址接入问题的方法叫多址接入技术。多址的概念：在移动通信系统中，以信道来区分通信对象，一个信道只容纳一个用户进行通信，许多用户同时通话时，可以共享无线媒体，用一些技术可以区分不同的用户，这就是多址方式多址方式：频分多址(FDMA)：频分多址以频率来区分信道。特点：使用简单，信号连续传输，满足模拟话音通信，技术成熟。缺点：多频道信号互调干扰严重，频率利用率低，容量小。时分多址(TDMA)：在一个无线频道上，按时间分割为若干个时隙，每个信道占用一个时隙，在规定的时隙内收发信号。时分多址只传数字信息，信息需经压缩和缓冲存储的过程，在实际使用时常 FDMA/TDMA复分使用。码分多址(CDMA)：采用扩频通信技术，每个用户具有特定的地址码（相当于扩频中的PN码），利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）完成信道分离的任务。CDMA在频率、时间、空间上重叠。优点：系统容量大，抗干扰、抗多径能力高。空分多址(SDMA)：这种技术是利用空间分割构成不同的信道。举例来说，在一颗卫星上使用多个天线，各个天线的波束射向地球表面的不同区域包分多址(PDMA)基本技术特征：频率再用：移动通信中比较稀缺的是频率资源如果两个蜂窝相隔距离足够远，就可以在这两个蜂窝中使用相同频带进行通信。增加系统容量的方法小区分裂：小区分裂，提高蜂窝网容量及频谱效率的又一重要概念。小区分裂是解决网中用户的增加，解决网中用户密度的不同的有效方法。小区分裂为：在原小区的基础上增加新基站，如常用1：4方案，新小区半径是原小区的一半切换：越区切换是指当通话中的移动台从一个小区进入另一个小区时，网络能够把移动台从原小区所用的信道切换到新小区的某一信道，而保证用户的通话不中断越区切换可能有两种不同的情况：同一MSC内的基站之间的切换，称为MSC内部切换(Intra-MSC)。这又分为同一BSC控制区内不同小区之间(Intra-BSS)的切换和不同BSC控制区内(Inter-BSS)小区之间的切换。不同MSC的基站之间的切换，称为MSC间切换(Inter-MSC)。 越区切换是由网络发起，移动台辅助完成的。MS周期性地对周围小区的无线信号进行测量，及时报告给所在小区，并送给MSC。网络会综合分析移动台送回的报告和网络所监测的情况，当网络发现符合切换条件时，进行越区切换的有关信令交换，然后释放原来所用的无线信道，在新的信道上建立连接并进行通话。2 光纤传输1光纤通信的概念：以光波做（载波），以光纤作为传输媒质，将信息从一处搬到另一处2光的波分复用：DWDM，关键点在于产生精准频率的光，光源非常重要：半导体激光器 光纤作为传输媒体时，多路信号也是以复用的形式在光纤中传的。 DWDM(Dense Wavelength-Division Multi-plexing,密集波分复用技术) WDM:波分复用就是光的频分复用？为什么要研究波分复用？单模光纤的传输速率可达到2.5Gb/s，再提高速率已经相当难了，设法对光纤传输中的色散问题加以解决，则一根单模光纤的传输速率可达10Gb/s,这几乎到了单个光载波信号传输的极限采用频分复用技术，就能做到使用一根光纤传输多个频率很接近的光载波信号最初只在一根光纤上复用两路光载波信号，现在能做到复用80路或更多路数的光载波信号，就用密集波分复用这个词。3光纤传输的优点：频带宽，通信容量大；传输损耗小，无中继距离长；抗电磁干扰；光纤通信串话小、保密性强，使用安全；体积小、重量轻、便于敷设；材料资源丰富4光传送网是基于WDM技术。WDM光传送网是用光波长作为最基本交换单元的交换技术，替换传统交换节点中以时隙为交换单位的时隙交换技术。WDM是在SDH网络的基础上发展起来，通过引入光节点。在原有的分层结构中引入光层。5光传送网的优点波长路由，透明性，网络结构的扩展性，可重构性，可扩容性，可操作性，可靠性和可维护性6光分插复用技术：基本功能：从传输设备中有选择地下路、上路、或仅仅直接通过某一路或多路波长信号，同时不影响其他波长信道的传输三 接入网1 接入网的定界：电 信 管 理 网业务节点接入网用户1用户2用户NQ3SNIUNIQ3如图：接入网所覆盖的范围可由3个接口来界定，即网络侧经业务节点接口（SNI）与业务节点（SN）相连；用户侧经用户网络接口（UNI）与用户相连；管理侧则经Q3接口与电信管理网（TMN）相连，通常需经协调设备（MD）再与TMN相连。2接入网的定义：由业务接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(如：线路设施和传输设施)组成，为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统，可经由管理接口(Q3)配置和管理。原则上对UNI和SNI的类型和数目没有限制。功能：交叉连接、复用、传输。对用户信令透明（不解释信令），无交换功能。3接入网的接口：用户网络接口（UNI）、业务节点接口(SNI)、维护管理接口(Q3)用户网络接口（UNI）主要包括：POTS模拟电话接口（Z接口）；ISDN基本速率（2B+D；接口（U接口或S/T接口）；ISDN基群速率（30B+D）接口；模拟租用线接口(2线, 4线)；E1接口；话带数据接口V.24、V.35；CATV（RF）接口；以太网接口业务节点接口(SNI)V5.1和V5.2：本地数字交换机数字用户接口的国际标准VB5.1和VB5.2（ATM based）维护管理接口(Q3)Q3接口是电信管理网（TMN）与电信网各部分相连的标准接口TMN通过Q3接口实现对接入网的管理与配置4接入网的特点：具备复用、交叉连接和传输功能，一般不含交换功能接入业务种类多，业务量密度低网径差别大成本差别大施工难度大工作环境恶劣网络拓扑结构多样，组网形式灵活5 ADSL：非对称数字用户线。主要特点：频分复用方式实现上下行速率不对称的传输技术，在现有一对双绞线上支持9Mb/s的下行速率和640kb/s的上行速率。提供多种宽带业务提供的用户业务信道：POTS,上行数字信道，下行数字信道。四 三种交换技术 1电路交换面向连接，要经过“连接通信 释放连接”，主要优点：实时性好，缺点：线路的传输效率低。2分组交换采用存储转发技术，；将需要发送的数据分成一个小的分组，每一个分组的头部都携带了控制信息，交换结点首先对收到的分组进行暂时存储，分析分组头中的有关选路信息，等有空闲信道时将分组转发给下一个交换节点或用户终端。优点，资源利用率高，缺点：实时性差 四 三网融合1三网融合：电话通信网络，计算机网络，广播电视网络 三网融合，在概念上从不同角度和层次上分析，可以涉及到技术融合、业务融合、行业融合、终端融合及网络融合。 2典型业务IP电话：利用IP网络技术,传输语音信息的业务 。IP软电话在PC 机上开发的IP 电话。具有良好的电话机界面，方便使用的软按钮。主要技术特点： 采用SIP 作为呼叫控制协议 支持WIN 98 SE/ME/2000/XP 操作系统 可通过NAT、Static IP、Dynamic IP、Virtual IP 与Internet 连接具有来电显示功能 支持来电转接及来电转移 支持会议电话 可存储500 条记录的电话薄 支持视频、白板、即时消息等多媒体通信IP网络电话：SIP 网络电话机。其主要技术特性是： 配备有2 个以太网接口 LCD 液晶显示支持H.323、SIP 协议支持PPPoE、DHCP、NAT 网络协议支持下列各种语音编码标准 ：G.711u，G.711a，G.723(5.3k/6.3k)，G.729a/b 可通过Phone tool、键盘、Web 和Telnet 进行配置 可通过FTP/TFTP 进行软件升级IPTV利用宽带网络（IP技术）作为基础设施，以电视机和个人电脑作为主要显示终端，利用一系列互联网协议承载和传输经过编码压缩的多媒体数字信号，为家庭用户提供包括电视节目在内的多种交交互式数字多媒体服务以及增值业务服务的崭新技术。五 传送网1同步传送网： SDH的先进性：从统一的国家电信网和国际互通的高度来组建数字通信网按SDH组建的网是一个高度统一的、标准化的、智能化的网络，它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容，在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率，由于维护功能的加强大大降低了设备的运行维护费用。特点（1） 新型的复用映射方式 采用同步复用方式和灵活的复用映射结构（2） 兼容性好 SDH有很强的兼容性，这也就意味着当组建SDH传输网时，原有的PDH传输网不会 作废，两种传输网可以共同存在。具有前向兼容性和后向兼容性（3） 接口标准统一 具有全世界统一的网络节点，横向兼容性（4） 网络管理能力强 安排了丰富的开销比特（5） 先进的指针调整技术 实现准同步环境下的良好工作，并有能力承受一定的定时基准丢失（6） 独立的虚容器设计 很好的信息透明性（7） 组网与自愈能力强（8） 系类标准规范SDH最为核心的三大特点是同步复用，强大的网络管理能力，和统一的光接口及复用标准2 帧结构组成：段开销，净荷区，管理单元指针 段开销：是为了保证信息净负荷正常传送所附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使 用的字节。段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。RSOH和MSOH的区别主要在于监管的范围不同。举个例子，若光纤上传输的是STM-16信号，那么，RSOH监控的是STM-16整体的传输性能，而MSOH则是监控STM-16信号中每一个STM-1的性能情况。RSOH在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9N列，共39N个字节。MSOH开销在STM-N帧中的位置是第5到第9行的第一到第9N列，共59N个字节。与PDH信号的帧结构相比较，段开销丰富是SDH信号帧结构的一个重要的特点 信息净负荷：由STM-N帧传送的各种业务信号组成。 为了实时监测低速业务信号在传输过程中是否出错，在装载低速信号的过程中加入了监控 开销字节通道开销（POH）字节。 POH作为信息净负荷的一部分与业务信号一起装载在STM-N帧中，在SDH网中传送。 它负责对低速信号进行通道性能监视、管理和控制。 帧结构特点对于任何STM级别帧频都是8000帧/秒，帧周期的恒定是SDH信号的一大特点。由于帧周期的恒定使STM-N信号的速率有其规律性。例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。 3定义了一套标准化的信息等级结构，在各种各样的速率等级中，帧长125us 在传送网里面，帧长就是125us。在数据链路层里，帧是数据交换的单位。速率等级分为基群，二次群等等，层层复用。但每个速率等级处理时，帧长都是125us。本地交换机一边接多个用户线（万个），将多个用户线内容按照同步时分复用，输出基群（一次群）。3 SDH信息基本单元信息容器（C）：是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，基本功能是完成适配即码速调整是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，基本功能是完成适配即码速调整容器类型包括C-n(n=11,12,2,3,4)五种，我国目前仅涉及C-12,C-3及C-4容器每种容器分别对应于一种标称输入速率，即2.048Mb/s(C-12),34.368Mbit/s(C-3),139.264 Mbit/s (C-4)容器的主要功能速率调整 虚容器（VC）：由信息容器出来的数字流加上通道开销后就构成了虚容器，这是SDH中最重要的一种信息结构，主要支持通道层连接 4 映射：是一种在SDH网络边界处把支路信号适配装入相应虚容器的过程。 映射技术：码速调整将PDH信号经打包成C，再加上相应的通道开销而成VC这种信息结构，这个过程就叫映射。