4_移动通信网络结构(201102)
网络架构
第二、三、四代移动通信系统组成概述一、概述到目前为止，大家普遍认为移动通信可分为三代，即1G、2G和3G，现在又提出了第四代移动通信系统的概念。
一、二代移动通信以语音为主，三、四代除了传统业务以外，更能提供数据、视频和多媒体业务。
移动通信业务正朝着IP化、分组化、多媒体化、个性化、生成简单化的方向发展。
二、第二代数字移动通信系统20世纪90年代起，随着数字技术的发展，通信、信息领域中的很多方面都显现出了向数字化、综合化、宽带化方向发展的趋势。
第二代移动通信系统以数字传输、时分多址、码分多址为主体技术，制定了更加完善的呼叫处理和网络管理功能，频谱效率提高，系统容量增大，保密性好，标准化程度提高，可与窄带综合业务数字网N-ISDN相兼容。
它克服了第一代的不足，具有很大的优越性，因而很快就取代并成为移动通信的主流。
国际上已经和准备进入商用的数字蜂窝系统包括欧洲的GSM、美国的DAMPS和CDMA、日本的PDC等。
目前在我国，GSM是最主要的移动通信系统之一。
其主要特点是：具有开放的接口和通用的接口标准；用户权利的保护和传输信息的加密；支持电信业务、承载业务和补充业务；具有跨国漫游能力，容量增大，为模拟移动通信的3—5倍。
GSM系统组成结构如下图：基站子系统BSS主要负责无线信息的发送与接受及无线资源管理，同时，它与NSS相连，实现移动用户间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信息和用户信息等。
网络子系统NSS是整个系统的核心，它在GSM移动用户之间及移动用户与其他通信用户之间起着交换、连接与管理的功能，负责完成呼叫处理、通信管理、移动管理、部分无线资源管理、安全性管理、用户数据和设备管理、计费记录处理、公共信道、信令处理和本地运行维护等。
操作支持系统OSS则提供给运营部门一种手段以控制和维护实际运行的部分。
GSM以7号信令作为互联标准，与PSTN、ISDN等公众电信网有完备的互通能力。
在GSM电路上叠加一个基于分组的无线接口GPRS，可以提供速率为115kbit/s的分组数据业务，用分组交换来补充电路交换是GSM技术的一个重要升级，GPRS支持Internet上应用最广泛的IP协议和X.25协议，从而使GPRS可以与多种网络交互，促进了通信和数据网络的融合。
移动通信网络拓扑结构要点
• 移动业务交换中心(zhōngxīn)MSC（Mobile Service
Switching Center）
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第六页，共十七页。
GSM网络各部分(bù 简介 fen)
• MSC的主要功能有：
• 呼叫处理（Call Processing）
• 操作与维护（Operation and Maintenance Support）
GSM网络各部分(bù 简介 fen)
• 鉴权中心AUC（Authentication Centre）
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第十一页，共十七页。
GSM网络(wǎngluò)各部分简介
• 网络互通功能IWF（Interworking Function）
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第十二页，共十七页。
GSM网络(wǎngluò)各部分简介
• 访问位置寄存器VLR（Visitor Location Register）
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第九页，共十七页。
GSM网络(wǎngluò)各部分简介
• 设备识别寄存器EIR（Equipment Identity Register）
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• • 白名单
• • 黑名单
• • 灰名单
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第十页，共十七页。
移动通信(tōng xìn)网络拓扑结构
第一页，共十七页。
GSM网络 组成 (wǎngluò)
• 移动(yídòng)台 MS（Mobile Station）
移动通信网络与业务一些基本概念
移动通信网络与业务一些基本概念移动通信网络与业务在现代社会中扮演着至关重要的角色。
本文将介绍与移动通信相关的一些基本概念，包括无线通信、网络架构、网络覆盖、移动业务等方面。
一、无线通信技术无线通信技术是现代移动通信的基础，它使得移动设备可以通过无线信号进行通信。
无线通信技术包括无线电波与电磁波的传输、调制解调、频谱分配、信号处理等方面。
常见的无线通信技术包括GSM、CDMA、WCDMA和LTE等。
二、移动通信网络架构移动通信网络涵盖了无线与有线网络，以及连接这些网络的基站、移动核心网和相关设备。
典型的移动通信网络架构包括以下几个组成部分：1. 基站系统：负责与用户终端进行无线通信，包括基站、天线等设备。
基站系统通过无线信号传输语音和数据信号。
2. 移动核心网：是移动通信网络的核心部分，负责用户身份验证、信令传输和数据传输等功能。
移动核心网包括移动交换中心、服务网关、GPRS支持节点等，用于管理用户与网络之间的通信。
3. 无线接入网：负责无线信号与有线网络的连接，将用户终端的信号转化为数字信号进行传输。
无线接入网包括传输基站控制器、无线网关和传输网等设备。
三、网络覆盖网络覆盖是指移动通信网络的信号覆盖范围，决定了用户在特定地点是否可以接收到网络服务。
网络覆盖主要受到基站数量、基站位置、信号强度等因素的影响。
优化网络覆盖可以提高通信质量和用户体验，同时也是提供各种移动业务的前提。
四、移动业务移动业务是指在移动通信网络上提供的各种服务，包括语音通信、短信、彩信、移动互联网、高清视频、物联网等。
移动业务的发展促进了信息交流、商务合作、娱乐消费等方面的进步。
移动业务的种类和功能不断增加，满足了人们日常生活和工作的需求。
综上所述，移动通信网络与业务的一些基本概念包括无线通信技术、网络架构、网络覆盖和移动业务。
了解这些基本概念，有助于我们更好地理解移动通信的运作原理和发展趋势。
在未来，随着移动通信技术的不断创新和应用，移动通信网络将会继续为人们提供更快捷、便利的通信服务。
中国移动网络结构介绍PPT课件
20.05.2020
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内容提纲
一. 课程介绍 二. 移动通信网的基本结构 三. IP网络结构与现状
20.05.2020
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一、移动话音网的基本结构
信令网
信令网完成MAP信令、TUP信令、ISUP信令等信令消 息的路由选择和传输
话务网
网络结构可分为三级：大区汇接局、省级汇接局、基本 业务区；
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网元的功能③
BSC（Base Station Centre）：基站控制器
无线信道管理 BSC与BTS之间的信令交互 对呼叫控制的支持 小区配置数据管理 与MSC之间是A接口
BTS（Base Transceiver Station）：基站收发信机
空中接口，无线信号的调制和解调 与BSC之间是Abis接口 无线信道管理 操作维护功能 信令协议功能
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网元的功能①
MSC（Mobile Service Switching Centre）：移动业 务交换中心
完成呼叫建立、控制、终止；选择路由 无线资源的管理、移动性管理 控制MS的位置更新和越区切换 计费功能
VLR（Visitor Location Register）：拜访位置寄存器
AUC（Authentication Centre）：鉴权中心
防止非法用户接入GSM系统 存储鉴权信息和加密密钥（KI） 为每个用户提供鉴权三位组以鉴别用户身份的合法性 三位组包括：RAND（Random Number）、SRES（Signed
Response）、Kc（Ciphering Key）
综合网络基础知识之五 中国移动网络结构介绍
移动通信系统的基本网络结构
移动通信系统的基本网络结构移动通信系统是由多个电子元件和网络组成的高度复杂系统，在这个系统中，包括了无线电信号、数字信号处理、计算机网络等许多的技术学科领域交织在一起。
移动通信系统的基本网络结构是由多个部分构成的。
本文将会介绍这些部分。
移动通信系统的基本网络结构移动通信系统的基本网络结构主要由以下几部分构成：1.移动终端（Mobile Station）移动终端是指移动电话、手持终端等可以随身携带的电子设备。
移动终端通常由发射器、接收器、微处理器和电池等部件构成。
通过这些部件，移动终端可以和移动通信基站建立通信连接，并进行语音、短信、图像、数据、视频等信息的传输。
2.移动电话交换机（Mobile Switching Center）移动电话交换机属于移动通信系统中的核心组件，它的主要作用是实现多个移动终端之间的连接。
移动电话交换机负责对来自移动终端的请求进行路由选择、信号调度、媒体转换和媒体控制等处理操作，同时也支持用户管理、收费和计费等功能。
3.基站控制器（Base Station Controller）基站控制器主要是负责对移动终端和移动电话交换机之间的通信进行控制和管理。
基站控制器可以同时控制多个基站，而且还可以支持移动终端的鉴权、位置跟踪和流量控制等功能。
4.基站（Base Transceiver Station）基站是与移动终端进行通信的设备，它通常由天线、收发器、基带处理器和电源等部件组成。
当移动终端向基站发送信号时，基站会将接收到的信号转发到其他基站或移动电话交换机，以便实现跨网络的通信。
5.业务支持系统（Business Support System）业务支持系统主要是用于支持移动通信系统的在线计费、帐单管理、客户关系管理和业务分析等业务操作。
通常，业务支持系统包括客户管理、资产管理、服务管理、订购管理等多个子系统，可以为移动终端提供各类付费服务，同时还能够协助管理运营商在各个领域的业务运营。
移动通信基础知识(初级)简版
移动通信基础知识(初级)移动通信基础知识(初级)一、移动通信概述移动通信是指通过无线电技术传输信息的一种通信方式。
它是现代信息社会中不可或缺的基本通信手段之一，实现了人与人、人与物之间的信息传递。
移动通信技术的快速发展带来了许多便利，如方式通信、移动互联网等。
二、移动通信网络结构1. 移动通信系统的组成部分移动通信系统由移动站（Mobile Station，MS）、基站子系统（Base Station Subsystem，BSS）、移动交换中心（Mobile Switching Center，MSC）以及公共交换方式网（Public Switched Telephone Network，PSTN）等组成。
- 移动站（MS）是指移动通信用户使用的设备，通常是指方式或其他无线终端设备。
- 基站子系统（BSS）由基站控制器（Base Station Controller，BSC）和基站（Base Transceiver Station，BTS）组成，负责接收和发送无线信号。
- 移动交换中心（MSC）是移动通信系统的核心设备，处理移动通信系统中所有的信令和业务。
- 公共交换方式网（PSTN）是传统的方式通信网络，与移动通信网络相连接，实现移动通信与固定方式通信的互联互通。
2. 移动通信网络的拓扑结构移动通信网络的拓扑结构可以分为星型结构和网状结构两种。
- 星型结构：以基站子系统（BSS）为中心，基站与移动交换中心（MSC）之间采用点对点的连接方式。
这种结构简单、稳定，适用于人口稠密的城市地区。
- 网状结构：每个基站之间可以相互连接，消息可以通过多条路径进行传输。
这种结构适用于地理环境复杂、通信需求较大的区域。
三、移动通信技术1. 1G、2G、3G、4G、5G的区别- 1G：指的是第一代移动通信技术，主要是模拟信号传输，通信质量较差，只能实现语音通信。
- 2G：指的是第二代移动通信技术，采用数字信号传输，通信质量得到了较大提升，可以实现短信、语音通信等。
移动通信原理与系统第2章 移动通信网络的组成
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图2.6
操作系统功能框图
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第二节 一、天线的特性参数 1 天线是辐射和接收空间电磁波的主要设备，也 是移动通信系统的重要组成部分。在许多通信领域 中，要求天线应使电磁波尽可能集中于所需的方向 上，或对所需方向的来波有最大的接收，即天线有 方向性。
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天线的方向性系数定义为：天线以辐射功率P ∑，在任一方向（θ1，φ1）的辐射功率密度（坡印 亭矢量）S（θ1，φ1）与以相等的辐射功率P∑均匀 辐射时的平均功率密度S∑之比。即
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为了求天线方向性系数，将被研究的天线与理 想的辐射相等功率的点源作比较，一个理想的点源 是没有方向性的，它在各方向辐射的功率密度都相 等，即它的方向性图为一个球体。此时 由于任意方向的功率密度为
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所以
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图2.7 BSC
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方向性系数常用分贝表示：
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图2.8 对称振子天线垂直面的方向性图 (l为天线的长度，λ为波长)
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图2.48
移动用户号码MSISDN的结构
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2) 天线的效率η定义为：天线辐射到外部空间的 辐射功率与输入有功功率之比。即 将损耗功率Pn等效到以电流振幅值为参考的损 耗电阻Rn上，将辐射功率等效到电流振幅值的辐 射电阻R∑
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将Pn和P∑代入（2.7）式得：
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3) 天线增益定义为：天线某一方向（θ1，φ 1） 上的辐射功率密度S(θ1，φ1)与将输入功率均匀辐 射时的平均功率密度SA之比。即
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要实现任意两个移动用户之间或移动用户和市 话用户之间的相互通信，必须建立具有交换功能的 个移动通信网可由一个或若干个移动交换中心 （MSC）组成。MSC构成移动通信网与公众电话 网（PSTN）之间的接口，完成所有必须的信号功 能，以建立与移动台的往来呼叫。本节着重介绍公 用陆地蜂窝移动通信网络（PLMN
移动通信网络拓扑结构要点PPT课件
GSM网络各部分简介
• 访问位置寄存器VLR（Visitor Location Register）
• VLR中所存储的数据大多是HLR中数据的一份拷贝。当移动台在某个
VLR所管辖的范围内处于“激活”（active）状态时，才会在该VLR 中暂时存有数据。所以VLR中所存的是在该VLR覆盖范围内所有激活 的移动用户的数据，这些数据与HLR中的数据相比要更精确一些。
权成功。
• 如果要使用加密，所分配的三个数中的Kc须传到BTS。
• 移动台从RAND、A8算法和SIM中的Ki算得Kc。
• 利用Kc、A5和GSM巨帧号，对MS和BSS间的空中接口加密。
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GSM网络各部分简介
• 网络互通功能IWF（Interworking Function）
• IWF使GSM系统具有与其它公用或专用数据网络接口的功
一个GSM网络一般需要多个MSC。一般一个百万人口左 右的地级市需要一个MSC。
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GSM网络各部分简介
• MSC的主要功能有：
• 呼叫处理（Call Processing）
包括控制数据/话音呼叫建立，控制BSS间或MSC间的切换， 以及移动性管理（如用户身份鉴权和位置更新登记）。
• 操作与维护（Operation and Maintenance Support）
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GSM网络各部分简介
• 设备识别寄存器EIR（Equipment Identity
Register）
• EIR是一个用来鉴别国际移动设备识别号IMEI（International Mobile
Equipment Identity）的集中化数据库。
• 该数据库仅仅针对移动设备，而并不针对使用该移动设备的移动用户。 • EIR根据不同情况，将IMEI放到不同的列表（或称为名单）中： • 白名单 • 存放的是已分配给合法移动设备的IMEI号。 • 黑名单 • 存放的是已挂失或因其它原因而被拒绝服务的移动设备的IMEI号。 • 灰名单 • 存放有一些故障，但还不至于上黑名单的移动设备的IMEI号。 • EIR数据库由MSC对它进行远程访问，也可由其它PLMN中的MSC访
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BeiJing Eastone HuaRu规范的由来
l 早在十九世纪八十年代，欧洲几大蜂窝移动系统在运营，当 时的这些系统只能在国内使用，不能在国外使用。为了方便 全欧洲统一使用移动电话，需要一种公共的系统，1982年 北欧国家向CEPT提交了一份建议书，要求制定900MHz频 段的公共欧洲电信业务规范。在这次大会上成了一个欧洲电 信标准学会（ETSI）下的“移动特别小组”（Group Special Mobile，GSM），来制定有关的标准和建议书。 l GSM系统技术规范只对功能和接口制定了详细的规范，未 对硬件做出规定，这样做的目的是减少对设计者的限制，又 使各运营商可以购买不同厂家的设备。
GSM技术规范的章节
l Series01 l Series02 l Series03 l Series04 l Series05 l Series06 l Series07 l Series08 l Series09 l Series10 l Series11 l Series12 概述 业务 网络结构与网络功能 无线接口信令 无线接口物理层 话音编码规范 移动终端适配功能 BSS-MSC接口 网络互通 业务互通 测试规范、设备和型号认可规范 网络管理、操作和维护
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交换系统SS
SS 是整个移动网的控制中心，与公网中的电话交换设备 功能类似，具有话务控制、号码分析、计费、呼叫统 计等功能 ，另外它还具有实现数据业务的功能。 交换系统包括下列功能单元： 移动业务交换中心（MSC） 拜访位置寄存器（VLR） 归属位置寄存器（HLR） 鉴权中心（AUC） 设备识别寄存器（EIR）
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2、GSM物理层技术
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GSM网络结构图
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移动通信网络结构
2011年2月
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GSM900系统技术参数
l 上行：（890～915）MHz，移动台发，基收。 l 下行：（935～960）MHz，基站发，移动台收。 l 上、下行频率间隔：45 MHz。 l 频带宽度：25 MHz。 l 载频间隔：200KHz。 l 频点：25 MHz/200K Hz=125，共124个可用频点。 l 通信方式：全双工 l 信道分配：每载频8个时隙，含8个全速率信道或16个 半速率信道。 l TDMA帧长：4.615ms l 话音编码速率：13Kbit/s l 调制方式：GMSK（有高斯滤波的最小频移键控） l 接入方式：TDMA。
GSM频率复用
l频率复用指在不同地理区域上用 相同的载波频率进行覆盖，这些 区域必须隔开足够的距离，以致 所产生的同频道及邻频道干扰的 影响可忽略不计。 lGSM网络一般采用三列向小区， 即天线采用120°的定向天线。小 区相隔一定的距离可以复用全部 频率。
A
B C
B A C
频率复用示意图
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GSM话音处理
1、话音的编码和信道编码 半速率（HR） 全速率（FR） 增强型速率（EFR） 2、信道交织 3、调制和解调 高斯最小频移键控
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1、GSM技术规范简介
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1、 MSC 是GSM网络的核心部分，是对位于其覆盖区域中的 MS进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通 信系统与其他公用通信网之间的接口。 MSC有如下功能：
l 提供交换功能、完成MS寻呼接入、信道分配、呼叫接续、 话务量控制、计费、多个BSC的管理功能。 l 完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理RR、 移动性管理MM。 l 完成MS位置更新、越区切换、自动漫游、合法性检验、频 道转接及补充业务等功能 l 与VLR、HLR、GMSC、DT（GIWU）、SMS-GMSC、 SMS-IWMSC、SGSN（GS）通信。
GSM信道
GSM信道分为物理信道和逻辑信道。 l物理信道：一个物理信道对应一个时隙（ TS ） l逻辑信道：根据传送的信息种类不同被定义为不同 的逻辑信道。 逻辑信道分为业务信道和控制信道。 l业务信道：TCH l控制信道：BCH、CCCH、DCCH
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3、GSM网络结构
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GSM网络的构成
GSM网络一般分为四部分 移动终端 MS 基站系统 BSS 交换系统 SS 操作维护系统 OMC
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跳频技术
l跳频技术是为了通信的保密性和抗干扰性 l主要优点： 1）提高通信系统抗多径衰落能力 2）提高通信系统抗干扰能力 3）保密性强，可以防止信号被窃听 l跳频方式： 基带跳频：每个发射机频率不变，变换不同发射机 射频跳频：固定在某发射机上，发射频率不断改变