蜂窝移动通信系统及设备课件

蜂窝移动通信系统及设备

2025/4/1413.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.1

GSM系统结构GSM系统主要由移动台(MS)、移动网子系统(NSS)和基站子系

统(BSS)和操作支持子系统（OSS）四部分组成,看下图:GSM系统结构

2025/4/142

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.1

GSM系统结构1)移动台(MS):移动台是公用GSM移动通信网中移动用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备,它可以为车载型、便携型和手持型。2)移动网子系统（NSS）:移动网子系统又称交换子系统，主要完成GSM系统的交换功能和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移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用

2025/4/143

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.1

GSM系统结构3)

基站子系统(BSS)

是在一定的无线覆盖区域中由MSC控制并与MS进行通信的系统设备。它主要负责无线发送、接收和无线资源管理等功能。

基站子系统是由基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)这两部分的功能实体构成。

2025/4/1443.1.1

GSM系统结构

4)操作支持子系统（OSS）

操作支持子系统（OSS）需要完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作与维护。主要包括网路管理中心(NMC)、安全性管理中心(SEMC)、用于用户识别卡管理的个人化中心(PCS)、用于集中计费管理的数据后处理系统(DPPS)等功能实体。

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

2025/4/145

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.2

编号1)

移动台国际ISDN号码

(MSISDN)

MSISDN号码是指主叫用户为呼叫公用数字蜂窝移动通信网GSM系统中一个移动用户所需拨的号码。一个移动台可分配一个或多个MSISDN号码，一个MSISDN号码总长不超过15位数字。其号码组成如下

国

家

码（CC）

国内目的地码（NDC）用户号码

（SN）CC即移动台注册登记的国家码，中国为86。NDC和SN两部分构成移动台国内有效ISDN号码，用11位数字的等长号码表示。

NDC包括数字蜂窝移动业务接入号和HLR识别号（H0H1H2H3）。

2025/4/146

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.2

编号2)国际移动用户识别码(IMSI)

为了在整个GSM移动通信网中正确识别某个移动用户，就必须给移动用户分配一个特定的识别码，这个识别码称为国际移动用户识别码(IMSI)，也称为国际移动用户身份码（它不是呼叫号码），存储在用户识别卡(SIM)、HLR、VLR中。移动用户国家码（MCC）移动网号（MNC）

移动用户识别码

（MSIN）2025/4/147

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.2

编号3)

临时移动用户识别码

(TMSI)为了对移动用户识别码保密，MSC/VLR可给每个来访的移动用户分配一个临时移动用户识别码（TMSI）（仅限在本MSC/VLR业务区内使用），每个移动用户的IMSI和TMSI可按一定算法转换。4)移动用户漫游号码(MSRN)当移动用户漫游到一个新的业务区后，为使GSM移动通信网路能再进行路由选择，而给该用户分配一个临时性的移动用户漫游号码(MSRN)

2025/4/148

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.2

编号5)

国际移动台设备识别码（IMEI）

IMEI唯一地识别一个移动台设备，用于监控被窃或无效的移动设备，为一个15位的十进制数字。6)位置区识别码

(LAI)

TAC（6个数字）

FAC（2个数字）

SNR（6个数字）

SP（1个数字）移动用户国家码（MCC）移动网号（MNC）位置区号码（LAC）2025/4/149

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.2

编号7)

全球小区识别码(CGI)8)位置基地站识别码(BSIC)MCC

MNC

LACCINCC（3bit）

BCC（3bit）2025/4/1410

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.2

编号9)

MSC/VLR号码是在No.7信令消息中使用的代表MSC的号码，“中国电信”GSMPLMN网中的MSC/VLR号码结构为用户号码为全0的MSRN号码。

10)HLR号码

HLR号码是在No.7信令消息中使用的代表HLR的号码，“中国电信”GSMPLMN网中的HLR号码结构是用户号码为全0的MSISDN号码。

11)HLR号码

切换号码(HON)是指当进行移动交换局间越局切换时，为选择路由，由目标MSC(即要求切换到的MSC)临时给移动用户分配的一个号码。

2025/4/1411

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.3

GSM网络接口移动通信网（PLMN）接口如下图

2025/4/1412

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.3

GSM网络接口1）MSC与BSS之间的接口(A接口)：A接口定义为移动业务交换中心(MSC)与基站子系统(BSS)之间的通信接口。

2）MSC与VLR之间的接口(B接口)：B接口定义为MSC与访问位置寄存器（VLR）之间的接口

3）MSC与HLR之间的接口(C接口)：用于传递路由选择和管理信息。

4）HLR与VLR之间的接口(D接口)

：用于交换有关移动用户的位置数据和管理用户数据2025/4/1413

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.3

GSM网络接口5）MSC之间的接口(E接口)：E接口定义为控制相邻区域的不同移动业务交换中心(MSC)之间的接口，主要用于交换移动用户在MSC之间进行越局切换时的有关信息。

6）MSC与EIR之间的接口(F接口)

：F接口用于MSC和设备识别寄存器(EIR)之间的信令交换，用于交换相关的国际移动设备识别码管理信息。

7）VLR之间的接口(G接口)

：当一个移动用户使用临时移动用户识别号(TMSI)在新的VLR中登记时，用此接口在VLR之间传送有关信息。2025/4/1414

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.3

GSM网络接口8）BSS与MS之间的空中接口(Um接口)：Um接口(空中接口)定义为移动台与基站子系统（BSS）之间的接口，实际上是MS与基站收发信台(BTS)之间的通信接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链路实现。

9）用户与网络之间的接口(Sm接口)：Sm接口是人机接口，它是移动用户与移动网络间的接口。2025/4/1415

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统

1）频率配置：☆工作频带和载频间隔

2025/4/1416

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统

1）频率配置：☆频道编号fL（n）=890MHz+0.2nMHz（下频段）fH（n）=fL（n）+45MHz（上频段）

上式中n=1～124，n值称为绝对射频信道号码

2025/4/1417

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统

2）多址方式：GSM无线接口的TDMA/FDMA混合多址方式示意图

2025/4/14183）业务类型：☆话音业务

☆数据业务：可提供2.4、4.8和9.6kbit/s的透明数据业务。还可提供12.0kbit/s的非透明数据业务。

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统2025/4/1419

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统

4）信道类型：

GSM系统物理信道

中信道

业务信道(TCH)

逻辑信道

广播信道（BCH）控制信道(CCH)

公共控制信道（CCCH

专用控制信道（DCCH

2025/4/1420

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统

5）突发脉冲序列：

普通突发脉冲序列（NB）突发脉频率校正突发脉冲序列（FB）冲序列同步突发脉冲序列（SB）接入突发脉冲序列(AB)空闲突发脉冲序列(DB)

2025/4/1421突发脉冲序列示意图2025/4/1422

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统6）帧结构：GSM时帧结构有超高帧、超帧、复帧、TDMA帧和时隙5个层次。

2025/4/14236）帧结构

※另外，GSM蜂窝系统规定上行传输（MS到BTS）所用的帧号和下行传输（BTS到MS）所用的帧号相同，但上行帧(相同号码)比下行帧，在时间上推后3个时隙，如图所示。这样规定的目的是允许移动台在这3个时隙的时间内，进行帧调整和对收发信机的调谐和转换。

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统2025/4/14247）话音的间断传输（DTX）

话音的间断传输（DTX）方式是指在话音间隙的大部分时间关闭发射机，仅在包含有用信息帧时打开发射机的一种操作模式。采用话音的间断传输方式有两个目的，一是节省移动台电源，延长电池使用时间；二是降低空中总的干扰电平，提高频谱利用率。

3.1.4

GSM数字蜂窝移动通信系统2025/4/1425

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.5

数字移动通信系统的运行1）位置登记位置登记过程举例

2025/4/1426

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.5

数字移动通信系统的运行2）呼叫过程☆移动用户被呼☆移动用户主呼

2025/4/1427

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.5

数字移动通信系统的运行3）越区切换越区切换流程图

2025/4/1428

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.5

GSM移动台：

移动台（MS）是GSM系统必不可少的一个组成部分，它具有多样的、并不断增加的服务功能，特别是与公用陆地移动网（PLMN）、综合业务数字网（ISDN）终端设备相连，提供各种电信业务。

1）移动台技术特性

☆移动台技术性能☆移动台的输出功率及功率控制

2025/4/1429

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.5

GSM移动台：2）用户识别卡（SIM）

☆SIM卡的结构☆SIM卡的使用

☆

SIM卡的功能2025/4/1430

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.5

GSM移动台：3）移动台的组成和工作原理☆移动台的组成

移动台的电原理图

2025/4/1431

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.5

GSM移动台：3）移动台的组成和工作原理

发射过程☆移动台工作原理

接收过程

2025/4/1432

3.1

GSM数字蜂窝移动通信系统

3.1.5

GSM移动台：4）GSM手机接收机电路结构及工作原理

GSM手机接收机电路通常采用超外差接收机。手机接收机有三种基本的框架结构：一是超外差一次变频接收电路；二是超外差二次变频接收电路；三是直接变频式线性接收电路。

2025/4/14333.1.5

GSM移动台：4）GSM手机接收机电路结构及工作原理

☆超外差一次变频接收电路

2025/4/14343.1.5

GSM移动台：4）GSM手机接收机电路结构及工作原理

☆超外差二次变频接收电路

2025/4/14353.1.5

GSM移动台：4）GSM手机接收机电路结构及工作原理

☆直接变频线性接收机

2025/4/14363.1.5

GSM移动台：4）GSM手机接收机电路结构及工作原理

☆射频接收电路举例

摩托罗拉V998射频接收电路的方框图

2025/4/14373.1.5

GSM移动台：4）GSM手机发射机电路结构及工作原理☆带发射变换模块的发射机电路结构

2025/4/14383.1.5

GSM移动台：5）GSM手机发射机电路结构及工作原理☆带发射上变频器的发射机电路结构

2025/4/14393.1.5

GSM移动台：5）GSM手机发射机电路结构及工作原理☆直接变频发射机电路结构

2025/4/1440

3.2

CDMA数字蜂窝移动通信

3.2.1

CDMA数字系统的基本原理及特点：1.CDMA蜂窝通信系统的基本原理

CDMA扩频通信系统原理示意图

2025/4/1441

3.2

CDMA数字蜂窝移动通信

3.2.1

CDMA数字系统的基本原理及特点：

2.

CDMA系统的特点

1）不需要均衡器2）语音激活

3)

频率复用和扇区划分

4)

大容量和软容量

5)

可变速率声码器6)

良好的保密能力

7)

软切换8)

多种形式的分集

9)

发射功率低、移动台的电池使用寿命长

10)

从模拟向CDMA的过渡

2025/4/1442

3.2

CDMA数字蜂窝移动通信

3.2.2

信道划分

1.

逻辑信道2025/4/14433.2.2

信道划分

2.

前向信道前向CDMA信道结构

2025/4/1444

3.2

CDMA数字蜂窝移动通信

3.

反向信道2025/4/1445

3.2

CDMA数字蜂窝移动通信

3.2.3

CDMA数字蜂窝网的网络结构

CDMA蜂窝系统由移动台(MS)、基站子系统(BSS)、移动网子系统(NSS)和操作支持子系统（OSS）四部分组成，2025/4/1446

3.2

CDMA数字蜂窝移动通信

3.2.4

CDMA系统提高系统容量的关键技术反向信道开环功率控制1.功率控制反向信道闭环功率控制前向信道功率控制2.软切换：当移动台从一个小区进入相同频率的另一个小区时发生的切换，它由MSC控制完成。2025/4/1447

3.2

CDMA数字蜂窝移动通信

3.2.5

CDMA系统的发展趋势3.2.6

CDMA移动台

1.CDMA移动电话的技术指标及参数2.

CDMA移动电话的组成及工作原理

CDMA系统的移动台是双模式移动台，是与模拟系统兼容的，移动台可以工作于模拟和数字CDMA两种蜂窝移动通信系统。

2025/4/1448

3.2

CDMA数字蜂窝移动通信

3.2.6

CDMA移动台

2.

CDMA移动电话的组成及工作原理双模式移动台原理框图2025/4/1449

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.1

GPRS的功能台

1.

GPRS的功能

GPRS是通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)的简称，它突破了GSM网只能提供电路交换的思维定式，在现有的GSM网络基础上叠加了一个新的网络，充分利用了现有的移动通信网设备。仅通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造，增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体来实现分组交换，使现有的移动通信网与数据网结合起来。2025/4/1450

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.1

GPRS的功能台

2.

GPRS的特征

（1)在广域网中能实现低成本的数据通信方式，而且用户总是在线，不用拨号上网；(2)从信息技术角度上，GPRS与IP类似，网络管理有效使用网络资源；(3)当GPRS业务转换成IP时，能通过新的全球网络传输，而且电话可以采用本地双向工作呼叫方式；(4)采用GPRS技术可以极其有效地利用现有的频谱进行传送；(5)在一般学校和家庭内提供无线LAN通信能力；(6)用户进行站到端的分组交换；(7)GPRS+IP和等于Internet和Intranet；(8)GPRS是一种完全成熟的信息处理技术；(9)第三代移动通信系统将与GPRS后向兼容，所以GPRS的投资效益在未来发展中可以得到保障。2025/4/1451

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.2

GPRS业务

GPRS是一组新的GSM承载业务，利用在PLMN和与外部网络互通的内部网提供分组模式传输。GPRS不应妨碍用户的其它GSM业务。在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS网络管理可以提供（或支持）一系列的交互电信业务。其中包括：承载业务、用户终端业务、附加业务。

1.

承载业务点到点（PTP）业务点到多点（PTM）业务

2025/4/14523.3通用分组无线业务接入技术

3.3.2

GPRS业务

2.

用户终端业务基于PTP的用户终端业务基于PTM的用户终端业务

3.

附加业务

2025/4/1453

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.3

GPRS的网络结构

GPRS网络参考模型

2025/4/1454

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.3

GPRS的网络结构

GPRS网络结构中还引入了下列新的网络接口:1.BSS和SGSN之间的接口2．Gn：SGSN与GGSN间的接口3．Gs:SGSN和MSC/VLR之间的接口。4．Gr:SGSN和HLR之间的接口。5．Gi:GGSN与外部数据网之间的接口6．

Gp:不同的GSM网络（不同的PLMN）之间的接口

2025/4/1455

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.4

GPRS协议模型

GPRS协议模型

2025/4/1456

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.4

GPRS协议模型

GPRS协议模型是移动台（MS）和SGSN之间的GPRS分层协议模型。Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信协议有5层，自上而下依次为物理层、MAC（MediumAccessControl）层、LLC（LogicalLinkControl）层、SNDC（SubnetworkDependantConvergence）层和网络层。2025/4/1457

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.4

GPRS的路由管理

GPRS的路由管理是指GPRS网络如何进行寻址和建立数据传送路由。GPRS的路由管理表现在以下三个方面：移动台发送数据的路由建立；移动台接收数据的路由建立；以及移动台处于漫游时数据路由的建立。

2025/4/1458

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.4

GPRS的路由管理

1.移动台发送数据的路由建立GPRS的路由管理

2025/4/1459

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.4

GPRS的路由管理

2.移动台接收数据的路由建立GPRS的路由管理

2025/4/1460

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.4

GPRS的路由管理

3.移动台处于漫游时数据路由的建立GPRS的路由管理

2025/4/1461

3.3通用分组无线业务接入技术

3.3.4空中接口的信道构成

1.分组数据业务信道2.分组寻呼信道

3.分组随机接入信道

4.分组接入应答信道

5.分组随机接入信道

2025/4/1462

3.4第三代移动通信系统

3.4.1概述

1.第三代移动通信系统的主要特性2.第三代移动通信系统的目标3.第三代移动通信系统的发展历程2025/4/1463

3.4第三代移动通信系统

3.4.2第三代移动通信的关键技术

1.多载波调制

2.多址技术

3.软件无线电

4.智能天线

5.异步转移模式（ATM）

6.智能网（IN）

2025/4/1464

3.4第三代移动通信系统

3.4.2IMT-2000移动通信系统中的无线传输技术

1.双工模式

2.码片速率与载波带宽3.智能天线技术4.越区切换技术5.与第二代系统的兼容性

2025/4/1465

3.5实训

掌握读图的基本方法。掌握单元电路图的识读技艺。掌握电路图内英文标示的含义和规律。1.识手机电路图目的与要求2025/4/1466

3.5实训

实训内容及步骤1)电路图的识别方法2)射频接收电路的识读3)射频发射电路的识读4)电源供电电路的识读5)逻辑电路的识读6)音频电路的识读

2025/4/1467

3.5实训

认识和了解手机常用拆卸工具。掌握常用手机的拆卸技巧。

2.手机的拆卸目的与要求2025/4/1468

3.5实训

实训内容及步骤1)手机拆卸工具介绍2)拆卸手机注意事项3)诺基亚8210手机的拆卸2025/4/1469

3.5实训

掌握热风枪和电烙铁的使用方法。熟练掌握手机元件的拆卸和焊接方法。3.手机的焊接目的与要求2025/4/1470

3.5实训

实训内容及步骤1)热风枪的使用2)电烙铁的使用2025/4/1471

3.5实训

掌握手机射频电路常见信号波形的测试。掌握手机手机逻辑电路常用信号的测试。了解其它信号的测试方法。4.手机信号的测试目的与要求2025/4/1472

3.5实训

实训内容及步骤1)射频电路常见信号波形的测试

2)逻辑电路常用测试信号

3)其他电