移动通信网络的演进.pdf

3 C H A P T E R 移动通信网络的演进移动通信网络的演进 移动电话系统的演进 电路交换电路交换 1G 模拟系统模拟系统 报文交换报文交换分组交换分组交换 全全IP网络网络 2G GSM GPRS EDGE CDMA CDMA1x 3G WCDMA CDMA2000 TD SCDMA 1G手机 欧洲 ETACS NMT C 450 北美 AMPS 日本 JTACS 1G蜂窝网络 MSBTSMSC VLR HLR EIR AuC Um A PSTN ISDN 其它MSC B C D Ai Bi 信令网络与业务网络共网 2G蜂窝网络 欧洲 GSM GPRS 2 5G EDGE 2 75G 北美 D AMPS IS 54 IS 136 IS 95 CDMAone IS 95A B 日本 JDC 2G蜂窝网络的系统结构 BS 固定网络 BSC BSC MSCMSC GMSC OMC EIR AuC VLR HLR NSS with OSS RSS VLR OMC Operation and Maintenance Center GMSC Gateway for MSC AuC Authentication Center 数据库 数据库 HLR Home Location Register VLR Visitor Location Register EIR Equipment Identity Register MS 蜂窝网络 组成与接口 NSS MSMS BTS BSC GMSC IWF OMC BTS BSC MSCMSC Abis Um EIR HLR VLR A BSS PDN ISDN PSTN RSS 蜂窝 蜂窝 MS AuC OSS signaling BSS Base Station Subsystem IWF Interworking Functions ISDN Integrated Services Digital Network PSTN Public Switched Telephone Network PDN Public Data Network 蜂窝网络 信令系统 Um Abis A BSS 无线子系统 MSMS BTS BSC BTS BTS BSC BTS 网络交换子系统 MSC MSC 固网 IWF ISDN PSTN PSPDN Packet Switched PDN CSPDN Circuit Switched PDN SS7 EIR HLR VLR ISDN PSTN 数据网络 业务数据 控制数据 接口接口 Um 无线接口 Abis 16 kbit s 用户信道开放标准接口 A 64 kbit s 用户信道开放标准接口 蜂窝网络的系统结构 蜂窝网络是一种公共陆地移动网络 PLMN 系统 在一个国家范围内 有一个或多个运营商遵循某种标 准建立自己的移动网络系统 主要组件 移动设备MS Mobile Station 基站BS Base Station 基站控制器BSC Base Station Controller 移动交换中心MSC Mobile Switching Center 位置寄存器LR Location Register 3个子系统 无线子系统RSS Radio SubSystem 包括无线通信各方面 网络和交换子系统NSS Network and Switching Subsystem 呼 叫转移 移交 路由交换 运营和支持子系统OSS Operation and Support Subsystem 网 络管理 蜂窝网络的系统结构 RSS包括到移动交换中心MSC之前的蜂窝移动网络 组件 基站子系统 BSS 基站收发站 BTS 包括发送器 接收器 天线 可能多个 基站控制器 BSC 负责BTS间的交换 BTS控制 网络资源管理 无线信道 Um接口 到陆地信道 A 接口 的映射管理 BSS BSC sum BTS 网络互联 移动设备 MS BSS任务交由BSC和BTS完成 BTS 完成与无线信道相关的功能 BSC 是无线信道的交换中心 网络交换子系统NSS NSS 是公共移动网络的主要组成部分 完成交换 移动管理 网络互联以及系统控制功能 组成 移动交换中心 MSC 负责呼叫控制 到PSTN以及从PSTN来的呼叫路由选择 以及在 越区切换时进行交换和控制 数据库 可扩展性 大容量 低延迟 本地位置寄存器 HLR 包含本地注册的所有用户的永久或半永久数据 访问位置寄存器 VLR 包含当前服务区域的所有漫游用户的数据 设备身份寄存器 EIR 包含所有注册过的移动设备的 国际移动设备身份 IMEI 号码 俗称 机身号 每一个移动设备都分配了一个唯一的IMEI 用于鉴别该移动设备的真实性 移动交换中心MSC MSC是蜂窝网络的核心 交换功能 对移动支持的附加功能 比如 计费 网络资源管理 网关MSC GMSC 进行网络互联 中心数据库的统一管理 MSC的功能 实现寻呼和呼叫接续功能 No 7信令的终点 与移动相关的信令管理 位置注册和位置信息传递 传真 数据传输功能 短消息 SMS 用户计费 操作支持子系统 操作和支持子系统OSS实现对整个蜂窝系统的集中运 行 管理和维护的功能 组成 鉴权中心 AuC Authentication Center SIM 应VLR请求 产生用户的认证参数 认证参数包括用户密钥和鉴权信息 物理上与HLR共存 设备身份寄存器 EIR MS 保存注册的移动台 国际移动设备身份 IMEI 号码和用户权限信息 可以根据移动台的IMEI号进行锁定 白名单 灰名单 黑名单 运营和维护中心 OMC 实现对无线子系统和网络子系统的监视和控制功能 用户标识模块SIM 用户标识模块用户标识模块 包括包括 电话号码 MSISDN 国际移动用户标识 IMSI SIM卡的状态 可用 不可用 鉴权密码 PIN personal identification code PUK personal unlock code SIM cards 内嵌一个微处理器内嵌一个微处理器 嵌入在手机中嵌入在手机中 存储容量存储容量存储容量存储容量 1K 3K 8K 16K 移动台 基站和MSC间的信道 移动台基站BSC MSC 前向语音 信道FVC 反向语音 信道RVC 前向控制 信道FCC 反向控制 信道RCC 语音电路 数据链路 移动台定位 定位 Where is向每一个基站发送广播 蜂窝系统的位置区 BTSBTS 位置区1 BTSBTS 位置区2 BTSBTS 位置区3 BTSBTS 位置区4 BSCBSC MSC VLR HLR MSC VLR 位置区 Location Area LA 移动台注册 VLR o VLR v MSC v HLR h MS开机 或进 入新的 位置区 MS 位置登记请求 MIN IMEI LAID 注册请求 MIN IMEI MSCID MSC h 更新位置信息 校验MIN和IMEI 用户参数 eg 呼叫等待 三方通 话 长途权限 更新用户信息 位置登记确认 MSRN 请求删除用户信息 删除用户信息确认 更新确认 MIN Mobile Identification Number LAID Location Area Identification MSRN Mobile Station Roaming Number ESN Electronic Serial Number IMEI International Mobile Equipment Identity 注册 在世界范围内4秒钟内完成 呼叫漫游移动台 PSTN MSC h HLR VLR v BSSBSSBSS MSC v MS 1 2 3 4 5 6 7 89 11 12 13 16 10 111111 14 15 17 1 呼叫GSM用户 MIN 2 通过GMSC呼叫到达家乡MSC 3 查询 HLR 4 5 从VLR处获取MSRN 6 家乡MSC获得当前MS信息 SID 7 家乡MSC将呼叫接续到访问 MSC MSRN 8 9 访问VLR获得MS当前状态 10 11 寻呼MS MIN 12 13 MS 应答 MIN ESN 14 15 安全检查 MIN ESN 16 17 建立连接 分配响应的资源 MSRN Mobile Station Roaming Number 移动台主叫 PSTNGMSC VLR BSS MSC MS 1 2 65 34 9 10 78 1 2 呼叫请求 MIN ESN 被呼号码 3 4 安全检查 MIN ESN 5 8 分配资源 9 10 建立连接 对冲计费机制 GSM帧结构 GSM信道速率 270 833kbps 8 timeslots Multiframe frame GPRS蜂窝网络 SGSN Serving GPRS Support Node 服务GPRS支持节点 GGSN Gateway GPRS Support Node 网关GPRS支持节点 Gs GPRS蜂窝网络 GPRS的Internet接入 透明接入 GPRS的Internet接入 非透明接入 3G蜂窝系统 WCDMA 欧洲 Nokia Ericsson 日本 NTT DoCoMo CDMA2000 北美QualComm Lucent Motorola TD SCDMA 欧洲 Siemens 中国 CATT 大唐电信集团 3G的需求 目标 任何人whoever在任何地点Wherever在任何时间 whenever同任何对方Whomever进行任何形式 Wha