移动通信网络基础知识（课堂PPT）

1、1 1欢迎大家！2 2第一部分：通信概述第二部分：移动通信系统简介第三部分：常见问题分析3 3第一部分：通信概述4 4什么是通信？通信是由一地向另一地传递消息的过程。5 5通信的目的 无论是古代的烽火台，还是现今的书信无论是古代的烽火台，还是现今的书信电话等，通信的目的只有一个：传递消息。电话等，通信的目的只有一个：传递消息。6 6电通信 所谓电通信是指利用所谓电通信是指利用“电电”来传递消息来传递消息的通信方式，它有迅速、有效、准确、可的通信方式，它有迅速、有效、准确、可靠的特点。靠的特点。7 7信息和信号把语言和声音、音乐、文字和符号、数据、把语言和声音、音乐、文字和符号、数据、图像等统称

2、为消息。图像等统称为消息。把消息从非电形式变换成相应的电形式，把消息从非电形式变换成相应的电形式，就得到电信号。电话机、摄像机和录像机就得到电信号。电话机、摄像机和录像机等都可实现上述功能。等都可实现上述功能。 8 8模拟信号和数字信号电信号通常分为两大类：模拟信号和数字电信号通常分为两大类：模拟信号和数字信号。信号。 模拟信号模拟信号：某一电参量（幅度、频率）在一：某一电参量（幅度、频率）在一定取值范围内连续变化的信号。定取值范围内连续变化的信号。 数字信号数字信号：某一电参量（幅度、频率）在一：某一电参量（幅度、频率）在一定取值范围内跳跃变化，仅有有限个取值定取值范围内跳跃变化，仅有有限个

3、取值的信号。的信号。9 9通信系统1、基本模型基本模型信源信源发发送送设设备备信道信道接接收收设设备备信宿信宿噪声噪声1010如电话通信： 信源是通信者发出的声音信源是通信者发出的声音信宿是通信者接收的声音信宿是通信者接收的声音发送设备是电话机发音话筒发送设备是电话机发音话筒接收设备是电话机接收话筒接收设备是电话机接收话筒信道即电话线信道即电话线噪声即线路中出现的干扰噪声即线路中出现的干扰11112、通信系统的分类按传递信号的信道媒质来分，可分为有线按传递信号的信道媒质来分，可分为有线通信和无线通信。通信和无线通信。 有线有线通信通信双绞线双绞线电缆电缆光纤光缆光纤光缆无线无线通信通信微波微波

4、卫星卫星移动移动1212按信源来分，可分为语音通信系统，计算按信源来分，可分为语音通信系统，计算机（数据）通信系统和图像（多媒体）通机（数据）通信系统和图像（多媒体）通信系统。信系统。按复用方式来分，可分为频分复用、时分按复用方式来分，可分为频分复用、时分复用和码分复用。复用和码分复用。通信中的基本概念一对用户间进行通信，一对用户间进行通信，意味着其中任意两个意味着其中任意两个用户之间需要一对连用户之间需要一对连线。为此，在用户分线。为此，在用户分布的中心位置设置一布的中心位置设置一个完成交换功能的设个完成交换功能的设备。备。用户B用户A1、交换的概念交换的概念1414交换机交换机交换机的功能

5、3.判别被叫用户的当前状态4.若被叫空闲，选择空闲链路，建立连接1.识别用户的呼叫请求2.记录被叫用户的号码5.通话结束，拆线，释放链路7.允许多对用户同时通话6.使任意两个交换机中的用户自由通话15152、编码与解码 由于模拟信号结构复杂，抗干扰能力差，而由于模拟信号结构复杂，抗干扰能力差，而数字信号信号结构简单，抗干扰能力强，所以模数字信号信号结构简单，抗干扰能力强，所以模拟通信必然被数字通信所取代。拟通信必然被数字通信所取代。模拟信号经过抽样、量化和编码三个过程，转变模拟信号经过抽样、量化和编码三个过程，转变成数字信号。成数字信号。编码是把量化的抽样信号变换成二进制码流的过编码是把量化的

6、抽样信号变换成二进制码流的过程。程。解码则是编码的逆过程。解码则是编码的逆过程。16163、调制与解调信号变换越快，所占用的不同频率的信号越多，信号变换越快，所占用的不同频率的信号越多，频带越宽，这些不同频率组合就成为一段频谱，频带越宽，这些不同频率组合就成为一段频谱，如话音模拟信号。如话音模拟信号。（0.3-3.4KHZ）话音信号所占用的频率范围：话音信号所占用的频率范围：signal0.33.4f(khz)1717 对话音模拟信号进行对话音模拟信号进行8khz8khz抽样，抽样，8 8为编码，得为编码，得到数字信号，传输速率为到数字信号，传输速率为64kb/s64kb/s，则频带为，则频带

7、为0-0-32khz32khz。 不同的传输媒质，有不同的特性，适合不同的不同的传输媒质，有不同的特性，适合不同的频谱信号传输。（即能否传，传得是否远）频谱信号传输。（即能否传，传得是否远） 调制，就是调制信号的变化规律去改变载波某调制，就是调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程，也就是将调制信号的频谱搬到载波些参数的过程，也就是将调制信号的频谱搬到载波频谱上。频谱上。 解调是调制的逆过程。解调是调制的逆过程。 1818调制器调制器调制器相加器信道滤波解调滤波解调滤波解调M1(t)M2(t)Mn(t) .w1w2WnM1(t)M2(t)Mn(t)调制解调示意图：调制解调示意图：19194、

8、复用的概念频分复用：以不同频率来调制信号。频分复用：以不同频率来调制信号。M1(t)频谱：M2(t)频谱：Mn(t)频谱：w1w2w3f调制后调制后：fff时分复用：以不同的时间来传输信号。时分复用：以不同的时间来传输信号。2121码分复用：以不同的码序列来调制信号。码分复用：以不同的码序列来调制信号。采用扩频技术，将信息加入到一个比信号带采用扩频技术，将信息加入到一个比信号带宽大很多的宽带上传输。当基站接收到信号宽大很多的宽带上传输。当基站接收到信号以后，再还原成原来的信号。以后，再还原成原来的信号。2222固定电话通信网固定电话网络图示：固定电话网络图示： 交换局传输设备信道传输设备交换局

9、.AB2323A A关传递的是模拟信号关传递的是模拟信号B B关传递的是经交换局模数转换并复用的数关传递的是经交换局模数转换并复用的数字信号。字信号。传输设备将多路数字信号再复接，并调制到传输设备将多路数字信号再复接，并调制到一个合适的频段上，在信道中传送。一个合适的频段上，在信道中传送。2424固定电话接续过程1. 主叫电话摘机，本侧交换局送拨号音；主叫电话摘机，本侧交换局送拨号音；2. 本侧交换机根据接收号码，找到一条通路到被叫所属交本侧交换机根据接收号码，找到一条通路到被叫所属交换机；换机；3. 被叫侧交换机收到被叫号码，判定被叫用户闲。如忙则被叫侧交换机收到被叫号码，判定被叫用户闲。如

10、忙则给主叫方送忙音；给主叫方送忙音；4. 被叫侧交换机给被叫电话送振铃音，同时给主叫电话被叫侧交换机给被叫电话送振铃音，同时给主叫电话送回铃声；送回铃声；5. 被叫摘机，通话开始被叫摘机，通话开始6. 任一方挂机，本侧交换机通知对方挂机，释放电路。任一方挂机，本侧交换机通知对方挂机，释放电路。2525固定电话编号规则 国家代码长途区号用户号国家代码长途区号用户号 86 760 12345672626移动电话编码计划移动台ISDN号码（MSISDN）MSISDN=MSISDN=国家代码国内目的地编码（国家代码国内目的地编码（0 09 9）+ + 用户号码用户号码 86 139 0 h1h2h3a

11、bcd 如：008613902821234h1h2h3用于识别哪个HLR2727国际移动用户识别码（IMSI）为了在无线路径和整个GSM PLMN网上正确的识别，给每个用户分配了一个特定的识别码，IMSI码： IMSIIMSI国家代码移动网代码移动台标识号码国家代码移动网代码移动台标识号码 460 00 h460 00 h1 1h h2 2h h3 39xxxxxx9xxxxxxIMSI码存放于HLR、VLR和SIM卡中。2828移动台漫游号码移动台漫游通话时必须有一个暂时的漫游号码MSRN: MSRN=国际码国内目的地码用户号码MSC通过分析MSRN来完成路由选择和计费工作。2929 第二部

12、分：移动通信系统简介移动通信系统发展历程3131GSM网络结构（一）VLRMSCBSC手机手机GMSCHLRAUCGMSC：移动门道局：移动门道局MSC：移动业务中心：移动业务中心HLR：归属位置寄存器：归属位置寄存器VLR：拜访位置寄存器：拜访位置寄存器AUC：鉴权中心：鉴权中心BSC：基站控制器：基站控制器BTS：基站：基站BTSBTS3232GSM网络结构（二）无线网络构成：基站、微蜂窝、直放站基站基站微蜂窝或分布系统直放站基站基站3333移动通信系统和固定电话系统两个明显的区别首先是连接用户的方式不同。固定电话网通过双绞线来连接用户和系统；而移动电话网通过空中的无线电波来连接用户和系统

13、。这就决定了移动电话网要比固定电话系统多出一个设备基站。基站就是专门用于完成空中无线电波的调制解调，发射和接收的设备。3434完成信息的编码完成信息的编码/解码工作解码工作完成信号的调制完成信号的调制/解调工作解调工作完成空中信号的加密完成空中信号的加密/解密工作解密工作信号的发射信号的发射/接收工作接收工作VLRMSCBSC手机手机GMSCHLRAUCBTSBTS3535移动通信系统和固定电话系统两个明显的区别用户的移动性是两个网络之间又一主要区别。呼叫一个固定电话用户，只需要知道它的电话号码就够了，因为电话号码和用户的地址是一一对应的。然而，在移动电话网 内，用户并没有一个固定的地址，因为

14、它处于不断移动的状态。因此，呼叫一个移动用户，必须首先知道它的位置，移动网因此增加了几个用于储存和管理用户位置信息的设备（当然，不只是位置信息），例如：HLR，VLR等。.3636 目前我国所使用的900MGSM系统，一共分为124对双工载频，载频间隔为200KHz。其中中国移动拥有94个频点，中国联通拥有30个频点。 由于系统采用了时分复用(TDMA)方式，每载频共分为8个时隙，即为8个信道。也就是说，一个载频可以被8个用户同时使用。如果一个小区有8个频点，那么，简单的说，它就能满足64个用户同时通话。890915ff960124个频点个频点3737 频率资源始终是有限的，但是，用户确实无时

15、不在增长， 每一时刻都有成千上万的用户同时享受着我们的服务，他们的通话并不受任何限制。这是怎么做到的呢？换句话说，系统的容量是怎样扩大的呢？ 其实，这个问题是通过频率资源的不断重复使用来解决。 一个小区中使用的频率可以被距离足够远的小区所复用（这时，频率之间的干扰可以忽略）。简单的说，如果一个频段内的所有频点都同时被复用了N次，那么，系统的容量就扩大了N倍。这样，对于无线网络来说，扩容就意味着不断的新建基站和不断的复用频率。3838D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3D3D1C1B3B2

16、C2B1A2D2A1C3A3D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3同频小区393912-reuse (4/12 pattern)Co-channel cells4040移动网络中的几个基本概念开机登记开机登记位置更新位置更新漫游漫游切换切换4141开机登记 移动台开机以后，它要在空中接口上搜索，以找到正移动台开机以后，它要在空中接口上搜索，以找到正确的频率，并根据接收到的频率校正和同步信息，选择确的频率，并根据接收到的频率校正和同步信息，选择一个最合适的小区完成登记。一个最合适的小区完成登记。 登记以后，移动台就能定时接收到系统发出的信息了。登记以后，移动台就能定时接收到系统发出的信

17、息了。 双频手机要在双频手机要在900M和和1800M两个频段上搜索选择最合两个频段上搜索选择最合适的小区完成登记，所以，双频手机的开机登记时间往适的小区完成登记，所以，双频手机的开机登记时间往往比较长。往比较长。4242位置更新当移动台进入了一个新的位置区，它就要向网络汇报，当移动台进入了一个新的位置区，它就要向网络汇报，把自己的把自己的IMSIIMSI号码通过空中接口传送给号码通过空中接口传送给HLR/VLRHLR/VLR，这个过程就叫位置更新。这个过程就叫位置更新。通过位置更新，系统能够随时了解移动台的位置变通过位置更新，系统能够随时了解移动台的位置变化情况，以便能够随时寻呼到用户，完成

18、通话。化情况，以便能够随时寻呼到用户，完成通话。4343漫游GSMGSM网络就是一种自动漫游的系统。网络就是一种自动漫游的系统。 移动台离开归属地，移动到其他业务区的行为就移动台离开归属地，移动到其他业务区的行为就叫漫游。叫漫游。 为了使手机在漫游过程中仍能接收呼叫，系统必须为了使手机在漫游过程中仍能接收呼叫，系统必须随时能够了解移动台的位置变化情况，而且该位置信息随时能够了解移动台的位置变化情况，而且该位置信息将随手机位置的不断变化而改变。如果这种改变是由网将随手机位置的不断变化而改变。如果这种改变是由网络自动进行的，称之为络自动进行的，称之为“自动漫游自动漫游”。4444越区切换（一）通话

19、过程当中，移动台定期测试当前的下行信号强度和干扰情况，并把测试结果送给BSC，同时每个基站定期测试每个通话状态移动台的上行信号场强，也把测试结果送给BSC。v 当BSC发现某一移动台的信号强度已降至某一给定的门限值以下时，说明移动台已逐渐远离当前基站。 BSC将会选择一个当前信号最强的小区，要求其分配一个信道，并通过原工作基站的话音信道向移动台发出转移频道指令。4545越区切换（二）移动台将该信息证实后，调谐到新的话音信道上，这样移动台将该信息证实后，调谐到新的话音信道上，这样就完成一次切换。就完成一次切换。v 原有的话音信道在切换过程中一直保留直到切换完成以后原有的话音信道在切换过程中一直保

20、留直到切换完成以后才被释放，而且，即使切换不成功，绝大多数情况下，系统才被释放，而且，即使切换不成功，绝大多数情况下，系统也能将通话在原有的话音信道上恢复。因此，也能将通话在原有的话音信道上恢复。因此，GSM系统在切系统在切换过程中的掉话时很少的。换过程中的掉话时很少的。4646三、基本呼叫流程介绍-市话打移动用户的呼叫接续过程 市话端和手机端的接入部分分属中国电信和中国移动的设备，两运营商之间互连互通时遵循的是就近入网原则，即市话拨手机在市话端发起后就近接入市话所在地的移动网，手机打市话在手机端发起后就近接入手机所在地的市话网。 下面分析北京市话拨打中山手机的接续过程。 1、主叫拨号。北京市

21、话用户A拨打中山GSM用户B的MSISDN号码，PSTN网络的交换机分析MSISDN号码，得知B用户为移动用户，它把呼叫转到GSM网络上距它最近的一个具有入口功能的移动业务交换中心GMSC。 48482GMSC分析被叫号码。GMSC分析该号码为北京位置寄存器HLR的用户后将MSISDN号码送至北京HLR，要求查询有关该被叫用户目前所在的位置信息。3HLR申请漫游号码MSRN。HLR把MSISDN号码转换成IMSI后查出用户目前处于哪个MSC并将该IMSI发至该MSC，向该MSC申请分配一个漫游号码。50504选定漫游号码MSRN。MSC收到IMSI后临时给被叫用户B分配一个漫游号码并将此号码送

22、回HLR，再由HLR发给GMSC使用。51515连接呼叫至被叫所在的MSC。GMSC收到MSRN后，用此号码选择一条出中继路由至MSC。MSC将负责本次呼叫的建立和计费功能。5252 6MSC命令被叫所在位置区内的所有基站发寻呼信息。MSC内记录用户所在的位置区，并通知位置区内的所有无线基站，由每个基站向被叫用户B发呼叫信号。53537基站寻呼被叫用户B。基站收到寻呼命令后，将该寻呼消息（含有手机的IMSI号码）通过无线控制信道发射。MS接收到寻呼后向基站发回响应信号。5454 8呼叫连接。MS响应信号经BTS、BSC送回MSC，经鉴权识别后认为合法，则令BSC给该MS分配一条话音信道TCH，

23、接通MSC至BSC的路由，并向主叫送回铃音，向被叫振铃。当MSC发现被叫摘机应答，系统就开始计费。5555市话拨手机的接续过程（总图） 96001975656移动智能网简介57573.1 智能网的作用为什么要引入智能网?为适应市场需要，运营商需要不断推出新业务，智能网的引入使运营商能更快捷、更便宜地推出数量更多的新业务，从而提高其自身的竞争力。58583.1 智能网的作用3.1.1 引入智能网前通信网络的缺陷每次开放新的业务都需要对交换机的软件进行修改，每次开放新的业务都需要对交换机的软件进行修改，当网络上有多家不同厂家交换机时，软件修改及不同当网络上有多家不同厂家交换机时，软件修改及不同厂家

24、交换机之间的配合变得非常复杂。厂家交换机之间的配合变得非常复杂。(基于交换机基于交换机)新业务没有统一的标准，漫游困难，业务的扩展性差。新业务没有统一的标准，漫游困难，业务的扩展性差。(基于平台基于平台)5959解决方案：引入智能网解决方案：引入智能网60603.1 智能网的作用3.1.2 智能网的核心思想-交换与业务控制相分离 交换层只完成最基本的呼叫连接功能。 附加网络设备（智能层），负责对增值业务进行控制。61613.1 智能网的作用3.1.3 智能网的优势 能快速、方便、灵活、经济、有效地生成和实现各能快速、方便、灵活、经济、有效地生成和实现各种新业务的体系种新业务的体系l 能够大范围

25、的提供各种新业务能够大范围的提供各种新业务62623.2 智能网的应用已开通的或即将开通的基于智能网的业务预付费业务，即神州行卡PPIP业务，即固网17951IP电话业务亲情卡业务VPMN业务，移动虚拟专网业务6363BSSMSC/VLRA接口SSPSCPHLRSMPSCEPSTNVMSCTUP或ISUPMAP2+MAP2+CAP2IPCAP2TUP或ISUPISUPSMAPSMAP内部接口内部接口内部接口MAP2+VCINAP3.3.1移动智能网的结构图3.3 智能网的网元64643.3 智能网的网元3.3.2 各网元的作用SCE Service Creation Environment,

26、业务生成环境，功能是根据客户的需求生成新的业务逻辑。SMP Service Management Point, 业务管理点，一般具备5种功能，即业务逻辑管理、业务数据管理、用户数据管理、业务监测以及业务量管理。65653.3 智能网的网元SMAP Service Management Access Point, 业务管理接入点，能对SMP发出业务控制指令，修改业务数据。中心SMAP .业务管理 .网络管理 .系统管理 .报表管理 .操作员管理各地SMAP .开户销户 .用户信息查询 .用户资料修改 .手工充值及查询 .挂失、解挂、解除黑名单 .打印详单及月结帐单66663.3 智能网的网元SC

27、P Service Control Point, 业务控制点，是智能网的核心构件，它存储用户数据和业务逻辑。SCP的主要功能是接收SSP送来的查询信息并查询数据库，进行各种译码；同时，SCP能根据SSP上报来的呼叫事件启动不同的业务逻辑，根据业务逻辑向相应的SSP发出呼叫控制指令，从而实现各种智能呼叫。移动智能网所提供的所有业务的控制功能都集中在SCP中。6767智能业务的实现过程智能业务的实现过程SCP SMP中心中心SMAP 业务设计者业务设计者 SCE业务规格（各地需求不同）业务规格（各地需求不同）业务描述（减少业务版本）业务描述（减少业务版本）业务逻辑业务逻辑业务数据业务数据加载命令加

28、载命令68683.3 智能网的网元VC 充值中心，负责充值卡管理SSP Service Switching Point,业务交换点，是连接现有移动网与智能网的连接点，提供接入智能网的功能。IP Intelligent Peripheral,智能外设，是协助完成智能业务的特殊资源，通常具有各种语音功能69693.4 GMCC智能网结构3.4.1 GMCC智能网结构图广州SMP1广州SMP2GZSCP3GZSCP2GZSCP1SZSCP1STSCP1ZJSSP1FSSCP1ZSSCP2ZHSSP1JMSCP1SZSCP2SZSCP3DGSCP1GZSSP2GZSSP1SZSSP1DGSSP1JMS

29、SP1FSSSP1STSSP1HZSCP1HZSSP1ZSSCP1ZSSSP1MSC/SSPVC1VC2GZSCP4GZSCP5SZSCP4DGSCP2JMSCP2STSCP2SDSCP17070第三部分：常见问题分析7171常见问题：用户在使用网络的过程中，往往会遇到这样或那样的问题，出现通用户在使用网络的过程中，往往会遇到这样或那样的问题，出现通话困难甚至不能通话，这些问题有些是用户自身的问题，有些是网话困难甚至不能通话，这些问题有些是用户自身的问题，有些是网络的问题。下面我们对这些问题进行一一探讨：络的问题。下面我们对这些问题进行一一探讨：信号不稳定信号不稳定通话断线通话断线漫游通话漫游

30、通话单通、串音、回音单通、串音、回音登记不上（无信号、无网络标记）登记不上（无信号、无网络标记）不能打入和打出电话不能打入和打出电话不能拨打部分电话不能拨打部分电话7272用户投诉信号不稳定v手机故障（如：接收性能不良）；手机故障（如：接收性能不良）；v手机处于运动中或信号被遮挡；手机处于运动中或信号被遮挡；v基站收发信机或天馈线损坏；基站收发信机或天馈线损坏；v在话务较高时，系统启用负荷分担机制，使在话务较高时，系统启用负荷分担机制，使用户在不同小区间切换；用户在不同小区间切换；v双频手机在双频网间切换；双频手机在双频网间切换；v处于高层地方，无线信号飘忽处于高层地方，无线信号飘忽 。737

31、3用户投诉通话断线v用户手机故障；用户手机故障；v手机处于运动中信号突然被严重遮挡；手机处于运动中信号突然被严重遮挡；v基站收发信机或天馈线损坏；基站收发信机或天馈线损坏；v信号被干扰（系统内干扰，系统外干信号被干扰（系统内干扰，系统外干扰）；扰）；v切换不正常；切换不正常；v工程或维护期间，技术部门对设备进行工程或维护期间，技术部门对设备进行维护操作；维护操作；7474用户投诉漫游通话v绝大部分的漫游问题都是交换机局数据绝大部分的漫游问题都是交换机局数据定义不完全所致：定义不完全所致：v网络建设速度很快，新的交换机在局数据完善网络建设速度很快，新的交换机在局数据完善前投入使用；前投入使用；v用户增长太快，新号码段在局数据完善前投入用户增长太快，新号码段在局数据完善前投入使用；使用；v目