无线信息网络发展历程

1、移动通信交换网络知识vGSM数字蜂窝移动通信系统的演进过程v上海移动GSM网络概况vGSM主要业务的实现过程v常见案例v通信系统第一代蜂窝移动第一代蜂窝移动系统是指1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS系统等第一批蜂窝移动系统，采用模拟技术，所以称模拟蜂窝移动通信系统。主要的标准有美国的AMPS标准，英国的TACS标准，北欧四国的NMT标准，德国的C450标准等。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的演进过程数字蜂窝移动通信系统的演进过程 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的演进过程数字蜂窝移动通信系统的演进过程v第二代蜂窝移动通信系统 1982年欧洲邮电行政大会（CEPT）成立了一个移动特别小

2、组（GSM）来制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。1989年GSM标准生效，1991年开通了第一个系统，将GSM更名为全球移动通信系统，GSM和CDMA就是第二代数字移动通信系统。第二代蜂窝移动通信系统第二代蜂窝移动通信系统第二代：数字移动通信系统第二代：数字移动通信系统 1992: 1992: 欧欧 洲洲 GSM (Global System for Mobile communication)GSM (Global System for Mobile communication) 1995: 1995: 美美 国国 IS95 IS95 即即 CDMA (Code Division M

3、ultiple Access)CDMA (Code Division Multiple Access) 美美 国国 IS-136 IS-136 即即 D-AMPS(Digital- Advance Mobile Phone D-AMPS(Digital- Advance Mobile Phone Service)Service) 日日 本本 PDC (Personal Digital Cellular)PDC (Personal Digital Cellular) 业业 务务 语音和低速率数据业务语音和低速率数据业务 缺缺 点点 容量不大容量不大 提高系统容量提高系统容量 多种制式不兼容多种制

4、式不兼容 全球标准全球标准 数据传输速率低数据传输速率低 多媒体应用多媒体应用第二代第二代移动通信系统移动通信系统的限制的限制2G 限制SMS速率 9.6 Kbps(在GPRS之前)数据业务浪费大量无线资源 不适于大数据流传送如视频流业务等2G系统数据 = 缺乏容量 GSM GSM数字蜂窝移动通信系统的演进过程数字蜂窝移动通信系统的演进过程v第三代蜂窝移动通信系统 第三代蜂窝移动通信系统（简称3G)，国际上统称为IMT-2000。三个主流国际标准是欧洲WCDMA,美国CDMA2000和中国TD-SCDMA,其中我国自主研发由大唐公司提交的技术TD-SCDMA被ITU确定为3G的三个主流国际标准

5、之一，已纳入了3GPP的规范。 第三代移动通信系统第三代移动通信系统IMT2000 (International Mobile Telecommunications-2000)IMT2000 (International Mobile Telecommunications-2000) 19851985年年ITU(ITU(国际电联国际电联) )提出提出FPLMTS(FPLMTS(未来公众陆地移动通信系统未来公众陆地移动通信系统) ) 19961996年正式更名为年正式更名为IMT2000IMT2000IMT-2000IMT-2000系统无线接口的基本要求系统无线接口的基本要求 全球范围高度的兼容

6、性全球范围高度的兼容性 1885MHz2025MHz,2110MHz2200MHz1885MHz2025MHz,2110MHz2200MHz 1980MHz2010MHz,2170MHz2200MHz( 1980MHz2010MHz,2170MHz2200MHz(卫星移动通信系统）卫星移动通信系统） 支持多媒体业务的能力，特别是支持支持多媒体业务的能力，特别是支持internetinternet业务。业务。 A A 快速移动环境，最高速率快速移动环境，最高速率 144kbit/s144kbit/s B B 步行环境下，最高速率步行环境下，最高速率 384kbit/s384kbit/s C C

7、室内环境，最高速率室内环境，最高速率 2Mbit/s2Mbit/s 高频谱效率高频谱效率 高服务质量高服务质量 低成本低成本 高保密性高保密性第三代移动通信系统需求第三代移动通信系统需求高数据传输率高数据传输率 :更高的频率利用效率更高的频率利用效率 全球漫游，针对蜂窝、卫星、办公室、住宅环境单一系统适应新型业务144-384Kbps :全范围覆盖和移动全范围覆盖和移动 2 Mbps :有限范围覆盖和移动有限范围覆盖和移动 3G requirements2G 2G 到到3 3G G 的演进的演进: : GPRSGPRSPSMSC/VLRGSM+GPRSBSS 和和PCUISDNSGSNGPRS

8、骨干IP网络GGSNCSHLRGMSCv中国移动通信系统的发展过程1987年中国引入蜂窝移动通信系统的，选择英国900MHz的TACS标准。1994年开始建设GSM网，1997年建立了CDMA网络，中国的移动网络出现了GSM和CDMA两个标准。截止到2008年8月，中国移动的用户数为4.15亿户(联通移动的用户数为1.3亿),占据整个移动电信网络的近70%市场份额 GSM GSM数字蜂窝移动通信系统的演进过程数字蜂窝移动通信系统的演进过程GSM系统由交换系统-NSS、基站系统-BSS、移动台-MS、操作维护系统-OSS组成。交换系统NSS包括下列功能单元： 移动业务交换中心 - MSC (Mo

9、bile Switching Center ) 拜访位置寄存器 - VLR (Vistor Location Register ) 归属位置寄存器 - HLR (Home Location Register) 鉴权中心 - AUC (Authentication Centre ) 基站系统BSS包括下列功能单元： 基站控制器 - BSC (Base Station Controller ) 基站收发信台 - BTS (Base Transceiver Station )移动移动GSM(Global System for Mobile Communications)系统组成系统组成MSCMSC：

10、移动业务交换中心移动业务交换中心 MSC是通过BSC、BTS、天线等对它所覆盖的区域中的手机进行控制、交换的功能实体，也是移动通信系统与其他公用通信网之间的接口。它除了完成固定网中交换中心所要完成的呼叫控制等功能外，还要完成无线资源的管理，移动性管理等功能。它可控制多个基站控制器BSC，并控制移动用户至PSTN、ISDN、PLMN、公用数据网的呼叫。移动汇接和网络入口功能都由MSC来实现，为建立手机的呼叫路由。HLRHLR：归属位置寄存器归属位置寄存器 HLR是个数据库，所谓“归属”指的是移动用户开户登记的所属区域。它存储该地区开户的所有移动用户的有关数据即每个移动用户都在某个HLR注册登记。

11、HLR主要存储两类信息：一是有关用户的参数（用户能否实现漫游功能、有无呼入呼出限制等），二是有关用户当前位置的信息，以便建立至手机的呼叫路由，例如手机的漫游号码，VLR地址等。关于用户位置的信息（VLR号码），即用户当前停留在哪个MSC区，这一信息将随用户的移动而相应改变。 VLRVLR：拜访位置寄存器拜访位置寄存器 VLR是一个动态数据库，它存储进入其覆盖范围的移动用户全部信息，如移动用户的号码、所处位置区域的标识，向用户提供服务的参数等，使MSC能够为其覆盖区域中的移动用户建立呼入和呼出的接续。一般VLR和MSC合设。AUCAUC：鉴权中心鉴权中心AUC存储保证移动用户通信不受侵犯的鉴权参

12、数等必要信息包括用户签约时所分配的IMSI号码及鉴权密钥Ki。实际上AUC是用于检测SIM卡的合法性。一般AUC单元与HLR合设，可看作HLR的补充。MS:MS:移动台移动台移动台是用户设备，它可以为车载型、便携型和手持型。移动台是终端物理设备和用户数据的组合。终端设备即移动设备（如手机），用户的全部数据信息被存贮在智能卡中（如SIM卡），该卡可在任何移动台上使用，用来区分用户不同移动用户身份，移动设备和移动用户是完全独立的。BSC:BSC:基站控制器和基站控制器和BTS:BTS:基站收发台基站收发台一个基站控制器（BSC）控制一个或多个基站收发台（BTS）。它们在GSM网络的固定部分和无线部

13、分之间提供中继，这部分还提供某些交换功能和内部控制功能。通过空中接口，移动用户能够连接到BTS和BSC。GSM通信系统的基本网元手机BTSBSCMSC/VLRHLR/AUCMSC/VLRGSM系统网元的功能 BTS：负责无线信号,无线与有线的转换 BSC：负责无线资源管理，控制BTS MSC/VLR： MSC：移动业务实现,呼叫控制,计费,GSM网核心 VLR：储存MSC区内用户的动态漫游数据 HLR/AUC： HLR：储存用户的详细数据信息 AUC：提供鉴权参数，用于鉴权编号原则 MSISDN:国际移动用户号码号码结构为 86 139 xxxxxxxx CC:2位国家代码 SN:8位用户号码

14、，有移动公司按照地区划分后分配NDC:3位国内网络接入码，中国移动为134-139、159，158.157.153,150 ,151.152.188 联通130-133,156 中国电信189 IMSI:国际移动客户标识码号码结构为460 00 YYYYYYYYYY MSIN:移动客户识别码，采用等长10数字构成，唯一识别国 内GSM移动通信网中移动客户。 MNC:移动网号，由2位数字组成，用户识别移动用户所归属 的移动网，移动为00，联通为01。MCC:3位移动国家号码，唯一识别移动客户所属的国家，我国位460 MSRN:移动用户漫游号码 MSRN是在呼叫接续是由VLR临时分配给移动台的一个

15、号码，用于GSM网络在接续时的路由选择。MSRN的组成与MSISDN类似。 IMEI:国际移动设备识别码 IMEI是唯一识别移动台，是一个15位的十进制码，由四部分组成: TAC+FAC+SNR+SP。 TAC：6位，型号批准号，由欧洲型号认证中心分配 FAC：2位，工厂装配码，由厂家编码，表示及装配地 SNR：6位，序号码 SP ：备用码GSM位置区域概念小区基站区位置区PLMN区MSC区上海移动GSM网组成900M网1800M网上海市1800M网覆盖外环线以内，900M覆盖全上海市上海移动GSM网的组成 MSC: G1-G71 ，共64个MSC。 HLR: HLR6-HLR36，共29个H

16、LR。 HSTP: H1,H2 LSTP: L1-L6 TMSC1: A1-A4,MGA1,MGA2 TMSC2: B1-B4,MGB1A,MGB1B,MGB2A,MGB2BMGB3A,MGB3B,MGB4A,MGB4BGSM的移动性管理 漫游漫游 = 移动用户在移动性的情况下要求改变与小区和网络联系的特点。移动用户在漫游时有两种情况:开机空闲,通话正忙。通话正忙时的漫游切换切换 = 在MS通话阶段中MS小区的改变引起的系统相应操作开机空闲时的漫游 位置更新位置更新 = 在漫游期间改变位置区及位置区的确认过程GSM主要流程 用户第一次开机登记 用户做位置更新 移动用户呼叫PSTN PSTN呼叫

17、移动用户 移动用户呼叫移动用户 通话中用户做切换GSMGSM主要业务的实现过程主要业务的实现过程用户第一次开机登记手机BTSBSCMSC/VLRHLR/AUC 用户第一次开机时，MSC/VLR中没有用户的信息，当MSC/VLR收到手机的接入请求时，会向HLR要用户的信息，存放在VLR中，并在VLR中将用户作“附着”标志。用户做位置更新新MSC/VLRBSCHLRMS新BTS旧MSC/VLR旧BTSBSC用户做位置更新 当MS从一个区域移动到另一个区域时，当MS发现存储器中的位置信息发生改变时，向网络请求位置更新。 新的MSC会向用户归属的HLR发起位置更新请求，HLR在修改了用户数据后，向新的MSC发送确认信息，新的VLR进行用户数据的添加，并由新的MSC通知MS确认完成位置更新。 同时HLR会通知旧的MSC在旧的VLR中删除用户的信息。移动用户呼叫PSTNMSC/VLRD局PSTNBSCA(MS)B(PSTN)BTSPSTN呼叫移动用户BSCMSC/VLRHLRD局PSTNB(MS)A(PSTN)BTS移动用户呼叫移动用户MSC/VLR ABSC AA(MS)BSC BMSC/VLR BHLRB(MS)B