移动通信第8章.ppt

第八章移动通信网 阐述蜂窝移动通信网的基本构成 各个子系统的功能 以及移动通信中的信令系统 本章要求 掌握移动通信网的基本组成和网络功能熟悉移动通信各个网络子系统的基本功能了解移动通信网的发展情况掌握移动通信网中信令系统的基本概念和原理 主要内容 概述移动通信网和固定通信网移动通信网的发展移动通信网的构成模拟网 GSM网和N CDMA网信令系统No 7信令系统公共陆地移动通信网 PLMN 概述 移动通信网的概念在追求最大容量的同时 各个无线通信区域的互连以追求最大区域的无缝覆盖 促使了移动通信网的构成 移动通信网的基本结构 图8 1 移动台 MS MobileStation 基站子系统 BSS BaseStationSubsystem 和构成网络节点的移动交换中心 MSC MobileserviceSwitchingCenter 等 移动通信网的组成 1 4 移动台一般由用户设备构成 用户使用这些设备可以接入蜂窝移动通信网得到所需服务 每个移动台都包括一个移动终端 MT MobileTermination 根据通信业务的需要 移动台还可以包括各种终端设备 TE TerminalEquipment 或是它们的组合以及终端适配器 TA TerminalAdapter 等 移动台分为车载台 便携台和手持台等类型 移动通信网的组成 2 4 基站子系统由基站收发信台 BTS 和基站控制器 BSC 两部分组成 一方面它通过无线接口直接与移动台相接 负责无线收发和无线资源管理 另一方面 基站子系统与网络子系统 NSS 中的移动业务交换中心 MSC 相连 实现用户之间的通信连接 传送系统信号和用户信息等 移动通信网的组成 3 4 移动交换中心对位于其服务区内的移动台进行交换和控制 同时提供移动网与固定公众电信网的接口 作为交换设备 移动交换中心具有完成呼叫接续与控制的能力 以及无线管理和移动性管理的能力 移动通信网的组成 4 4 移动用户和基站之间是通过公共空中接口协议建立的无线链路来连接的 基站系统同移动交换中心以及移动交换中心到PSTN或其它网络的连接需要相应的网络策略和标准来支持 移动通信网和固定通信网 移动通信网和固定通信网的根本区别在于用户的通信过程是否具备移动性 移动通信网是高度动态的 需要不断重新配置的网络 而固定网的网络配置是相对静止的 固定通信网 公用交换电话网 PSTN 公共数据网 PDN 综合业务数据网 ISDN 移动通信网 1 4 第一代移动通信网通常指基于模拟通信技术的模拟蜂窝移动通信网 其多址方式为频分多址 FDMA 主要有频谱利用率低 制式太多 业务种类单一 保密性差 不能与ISDN兼容等缺点 代表系统有AMPS TACS NMT450 900 HCMTS等 移动通信网 2 4 第二代移动通信网其主要特征是以数字通信技术为基础的数字蜂窝移动通信系统 采用了TDMA以及CDMA两种无线多址接入方式 它使用了数字调制技术 制定了更加完善的呼叫处理和网络管理功能 代表系统有N CDMA系统和GSM系统 移动通信网 3 4 GSM网是基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统 网络分为网络交换子系统 NSS 基站子系统 BSS 和网络管理子系统 NMS 三个网络子系统 GSM网中 呼叫建立是由BSS和NSS共同完成 BSS提供并管理MS和NSS之间的无线传输 NSS具有呼叫控制功能 并负责建立所有呼叫 NMS负责管理控制整个GSM网络 GSM的三个子系统及其接口 移动通信网 4 4 N CDMA网是基于CDMA技术的蜂窝移动通信系统 其网络结构和GSM系统相似 由NSS BSS OMC S NMS 三个网络子系统构成 N CDMA网的空中接口为IS 95 它采用的CDMA技术在无线接入技术方面较之FDMA和TDMA有频谱规划简单 系统容量大 抗多径能力强 服务质量高 保密性强 投资低等优点 N CDMA系统结构 信令系统 1 7 信令是与通信有关的一系列控制信号 网络中各个节点通过对收到的信令进行解析 并作相应的操作 来完成整个网络的统一 故信令系统的性能 在很大程度上反映了网络向用户提供服务的能力和服务质量 电信网中信令的基本功能是 建立呼叫 监控呼叫 清除呼叫 信令操作过程示意图 信令系统 2 7 随路信令 信令和语音通道共用 信令传送速度低 信令信息量及处理能力有限 仅适用于基本的呼叫处理 No 7信令 信令通道专用 信令传送速度快 信令容量大 模块化功能结构 可靠性高 适应性强 一般用于交换机之间 ISDN信令 信令通道专用 主要用于ISDN网络中 分为交换机之间的信令 用户之间的信令以及交换机和用户之间的信令 信令系统 3 7 移动通信中的信令系统主要是以ISDN的信令协议为基础加之与移动通信有关的高层协议标准构成的 数字移动通信系统中是以No 7信令系统作为互连标准 而用户到网络间所采用的信令系统是ISDN中的D信道协议 信令系统中 可简单分为物理层 链路层 网络层和各种高层应用 BSS应用部分 BSSAP 信令连接控制部分 SCCP 移动应用部分 MAP 热倒换控制板 HSC GMSC 网关移动交换中心 消息传递部分 MTP 处理能力应用部分 TCAP GSM系统中的信令接口和协议 信令系统 4 7 Um接口是MS与BTS之间的接口 Um接口的链路层为LAPDm 它是在固定网ISDN的LAPD协议基础上作少量修改形成的 修改原则是尽量减少不必要的字段以节省信道资源 Um接口的网络层是收发和处理信令消息的实体 它包括了RR 无线资源管理 MM 移动管理 CM 呼叫管理 三个子层 信令系统 5 7 A接口是BSC与MSC之间的接口 物理层是数字传输2048KBIT S的E1线路 具体标准见G 703 G 704 数据链路层基于7号信令系统MTP2 网络层为MTP3和SCCP共同组成 提示使用SCCP的识别负责识别高层消息 网络层以上的高层协议为BSSMAP BSS管理应用部分 和DTAP 直接传送应用部分 信令系统 6 7 Abis接口是NSS内BTS与BSC之间的接口 该接口是一个内部接口 通常由基站设备的生产厂家定义 信令系统 7 7 MAP是移动应用部分 MobileApplicationPart 的意思 这里用来统称MAP接口是NSS内部的接口 每一接口上都有不同的协议堆成不同的层次 完成不同的功能 为了和现有的有线通信网很好的配合和过渡 MAP接口上均使用有线通信网上使用的7号信令系统 并根据GSM的特点 使用了TCAP和MAP来完成相应功能 MAP接口的分类和所使用的协议 GSM系统的信令系统 公共陆地移动通信网的接口 图8 14 A Abis Um Sm B E C G D F 接口与协议 接口两个相邻实体之间的连接点 协议连接点上交换信息需要遵守的规则 公共陆地移动通信网协议模型 对某个地区的电信业者 一定同时营运许多个MSC VLR服务区域 ServiceArea 由这许多的MSC VLR服务区域所构成的区域称为公共陆地移动通信网 PLMN PublicLandMobileNetwork 服务区域 一个PLMN区域即为一家电信业者所经营的范围 PLMN区域内至少有一个HLR HLR内纪录申请移动电话的使用者资料 VLR数目较HLR更多并且广布在各地的MSC VLR区域内 因为同一个地区通常有数家电信业者共同营运 所以彼此间的PLMN区域某部分会互相重叠 公共陆地移动通信网协议模型 公共陆地移动通信网协议模型 Um接口上的信令协议模型为三层结构 物理层 L1 提供最基本的无线信道 其实现与多址接入方式直接相关 数据链路层 L2 提供移动台和基站之间的无线链路 包括各种数据的传输结构以及对数据传输进行的控制等 应用层 L3 包括无线资源管理 RRM 移动管理 MM 和接续管理 CM 三个子层 CM子层是由呼叫控制 CC 短信业务 SMS 和补充业务 SS 三个实体组成 移动通信网协议的三层结构 Um 公共陆地移动通信网协议模型 PLMN A接口是BSS和MSC之间的地面接口 对应