蜂窝移动通信系统组成
蜂窝移动通信系统PPT课件
移动通信无线服务区由 许多正六边形蜂窝小区 覆盖而成，通过接口与 公众通信网（PSTN、 PSDN）互联。
移动通信系统包括移动 交换子系统（SS）操作 维护管理子系统 (OMS) 基站子系统（BSS）移 动台（MS）是一个完整 的信息传输实体
大容量的小区制 频率复用 将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站服 务于本小区，但各小区可重复使用频率 带来同频干扰的问题
大容量的小区制
小区制的概念 将所要覆盖的地区划分为若干小区，每个小区的半径 可视用户的分布密度在1-10公里左右，在每个小区设 立一个基站为本小区范围内的用户服务。
移动通信网的基本组成
BSS
基站
基站
用户变成 漫游者
SS7
MSC1 （归属移动交换中心）
SS
PSTN
BSS
MSC2 （访问MSC） SS
OMS
图2-1 典型的蜂窝移动通信系统
各子系统功能
基站子系统（BSS）和移动交换子系统（SS）共同建立 呼叫。
BSS提供并管理移动台和SS之间的无线传输通道 SS负责呼叫控制功能，所有呼叫都经由SS建立连接
中心激励小区：安置在小区的中心 顶点激励小区：安置在六边形顶点之中的三个上
实际形状
由于地形地貌、传播环境、衰落形式的多样性，小 区的实际无线覆盖是一个不规则的形状
小区制--面状服务覆盖区
基站发射机位置
激励方式一般分为中心激励和顶点激励
全向辐射天线基站
120°扇形辐射天线基站
小区制--面状服务覆盖区
GSM系统组成及主要设备的功能资料
移动台子系统 （MS）
操作维护子系统（OSS） 基站网络子系统（BSS ） 移动网络子系统（NSS
）
于互联互通。.
GSM系统
GSM结构图
操作维护子系统 (OSS)
基站子系统 (NSS) 移动台子系统（MS）MS
交换网络子系统 (NSS)
操作维护子系统
OSS需要完成许多任务，包括移动用户管理、移动 用户管理及网络操作和维护等。 OSS功能主要是：指完成对GSM系统的BSS和NSS进
行操作和维护的管理任务。完成网络操作与维护管理
的设施称为操作与维护中心（OMC），具有功能包括： 网络的监视、操作；无线规划（增加载频、小区等）； 交换系统的管理；性能管理。GSM网络中每个部件都 有机内状态监视和报告功能，OMC对其反馈结果进行 分析，诊断并自动解决问题，如将业务切换至备分设 备，针对故障情况采取适当维护措施
故障需监视的，失窃不准使用的移动设备的IMEI
识别码。
基站子系统（BSS）
BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最 直接的基本组成部分，它通过无线接口直接 与移动台相接，负责无线接收发和无线资源 管理。另一方面，BSS与NSS中的MSC相连， 实现移动用户或移动间或移动用户与国定网 用户之间的通信连接，传送系统信号和用户 信息等。当然，要对BSS进行操作维护管理， 还需要建立BSS与OSS间的通信连接。
访问用户位置寄存器（VLR）的功能
01
一个数据库（用户个人信息）
02
访问用户位置寄存器（VLR）是服务于其控制
区域内移动用户的。
03
它存储着进入其控制区域内登记的移动用 户相关信息。为已登记的移动用户提供建立 呼叫接续的必要条件。
蜂窝移动通信的基本概念
蜂窝移动通信的基本概念蜂窝移动通信是一种无线通信技术，旨在满足移动用户的通信需求。
它采用蜂窝结构，将服务区域划分为许多小区，每个小区由一个基站负责覆盖。
蜂窝移动通信系统由多个基本组成部分构成，包括用户设备、基站和核心网。
用户设备是指移动电话等终端设备，它们与基站之间进行通信。
基站是无线通信网络中的基础设施，负责接收和发送无线信号。
核心网是网络的中枢，用于处理用户的通信请求和数据传输。
蜂窝移动通信系统的基本原理是将服务区域划分为一系列小区，每个小区由一个基站覆盖。
每个基站有一个特定的频率或频率组合用于通信。
当用户设备进入某个小区时，它会与该小区的基站建立通信连接，然后用户设备就可以通过该基站与其他用户设备或固定网络进行通信。
为了实现有效的通信，蜂窝移动通信系统使用了多址技术。
具体来说，它使用了时分多址（TDMA）或代码分多址（CDMA）等技术来实现多个用户之间的同时通信。
这样，即使在同一频率上，不同用户也可以通过不同的时间槽或码片进行通信，以避免干扰。
在蜂窝移动通信系统中，还有一种重要的技术叫做手over。
当用户从一个小区移动到另一个小区时，它需要切换到新的小区的基站。
这个过程需要确保通信的连续性，以避免通话的中断。
手over技术允许用户设备无缝地从一个基站切换到另一个基站，从而实现移动的连续通信。
蜂窝移动通信是一种基于蜂窝结构的无线通信技术，它通过划分服务区域为多个小区，并使用多址技术和手over技术来实现移动用户的有效通信。
这种技术在现代的移动通信网络中得到广泛使用，为用户提供了便利和高效的通信服务。
蜂窝移动通信系统课件
03 蜂窝移动通信系统网络
网络架构与组成
网络架构
蜂窝移动通信系统通常由多个基站组成，每个基站覆盖一个蜂窝小区，小区之 间通过交换机和传输网络连接，形成一个完整的网络架构。
组成元素
蜂窝移动通信系统主要由移动终端、基站、交换机、传输网络等组成，各部分 协同工作，实现无线通信。
网络规划与优化
网络规划
工作原理
蜂窝移动通信系统通过将覆盖范围划分为多个小区，每个小 区由一个基站负责信号覆盖，实现用户之间的通信。
工作流程
蜂窝移动通信系统的工作流程包括用户注册、位置更新、呼 叫建立和释放等过程，涉及多个网元之间的交互和协同工作 。
02 蜂窝移动通信系统技术
多址接入技术
A
频分多址（FDMA）
将频带分成若干个小的频带，每个用户占用一 个小的频带，通过频带进行通信。
详细描述
随着技术的发展，蜂窝移动通信系统还提供 了多媒体业务，包括音频和视频内容的传输。 用户可以通过移动终端设备欣赏音乐、观看 视频、进行视频通话等，享受更加丰富的多 媒体体验。
物联网应用
要点一
总结词
支持物联网设备的接入和数据传输，实现智能化管理和控 制。
要点二
详细描述
蜂窝移动通信系统还广泛应用于物联网领域，支持各种物 联网设备的接入和数据传输。通过蜂窝网络，物联网设备 可以实现远程监控、数据采集、智能控制等功能，为智能 家居、智慧城市等领域提供强大的技术支持。
05 蜂窝移动通信系统发展与趋势
5G技术发展与趋势
5G技术发展
5G技术是蜂窝移动通信系统的最新一代，具有高速率、低时延、大连接等优势，能够 满足未来各种应用场景的需求。
5G发展趋势
随着5G技术的不断演进和应用，未来将会有更多的智能化、自动化和高效化的应用出 现，推动社会的数字化转型。
蜂窝移动通信系统组成
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS)和移动台(MS）三大部分组成，如图2－1所示。
其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。
在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。
因此,各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范.也就是说，NSS系统和BSS 系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备.图2－1 蜂窝移动通信系统的组成由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。
也就是说，各接口都是开放式接口.GSM系统框图如图2-2，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AUC）和移动设备识别寄存器（EIR）,A接口往左Um接口是BSS系统,它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）.Um接口往左是移动台部分(MS),其中包括移动终端(MS）和客户识别卡（SIM）.图2－2 GSM系统框图在GSM网上还配有短信息业务中心(SC），即可开放点对点的短信息业务，类似数字寻呼业务，实现全国联网,又可开放广播式公共信息业务。
另外配有语音信箱，可开放语音留言业务，当移动被叫客户暂不能接通时，可接到语音信箱留言,提高网路接通率,给运营部门增加收入。
2。
2 交换网路子系统交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能. NSS 由一系列功能实体所构成,各功能实体介绍如下：MSC:是GSM系统的核心,是对位于它所覆盖区域中的移动台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它公用通信网之间的接口。
它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。
数字蜂窝移动通信系统的基本组成及各部分的作用
数字蜂窝移动通信系统的基本组成及各部分的作用数字蜂窝移动通信系统的基本组成及各部分的作用随着移动通信技术的飞速发展，数字蜂窝移动通信系统已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
这一系统以其高效率、便捷性和广泛的覆盖范围，为人们提供了无线通信和数据传输的便利。
但是，对于普通用户来说，对数字蜂窝移动通信系统的基本组成以及各部分的作用，往往显得有些陌生。
本文将通过深度和广度兼具的方式，全面评估数字蜂窝移动通信系统的基本组成及各部分的作用，帮助读者更好地了解这一重要的通信系统。
一、数字蜂窝移动通信系统的基本组成数字蜂窝移动通信系统是由多个基本部分组成的复杂系统，其中包括基站系统、核心网和移动终端三个部分。
1. 基站系统基站系统是数字蜂窝移动通信系统中最为重要的组成部分之一，其主要包括基站、无线传输子系统和控制器等多个子系统。
基站是通信系统中的一个核心设备，用于对移动终端进行信号的发送和接收。
无线传输子系统则负责信号的传输和解调工作，保障了通信的稳定性和可靠性。
控制器则起到了对基站和移动终端的控制和管理作用，确保通信系统的正常运行。
2. 核心网核心网是数字蜂窝移动通信系统的另一个重要组成部分，其主要功能是对移动通信数据进行传输和交换。
它由移动交换中心、业务支撑系统和数据传输网等多个子系统构成。
移动交换中心是数字蜂窝移动通信系统中的核心设备，用于对移动通信数据进行交换和路由。
业务支撑系统则用于提供各种业务支持和管理服务，保障了通信系统的正常运行。
数据传输网则负责对移动通信数据进行传输和交换，确保了通信数据的安全性和稳定性。
3. 移动终端移动终端是数字蜂窝移动通信系统中的另一重要组成部分，其主要包括手机、数据卡和调频器等设备。
手机是人们日常生活中最为常见的移动终端设备，用于进行语音通话、发送和数据传输等多种通信功能。
数据卡则是用于将移动通信数据传输到移动终端设备中的重要设备，它能够确保移动终端设备能够正常、稳定地进行通信。
数字蜂窝移动通信系统
（1）人-机接口（Sm接口）
（2）移动台与基站之间的接口（Um 接口）
（3）基站与移动交换中心之间的接 口（A接口）
（4）基站控制器与基站收发信台之 间的接口（Abis接口）
（5）移动交换中心与访问位置寄存 器之间的接口（B接口）
（6）移动交换中心与归属位置寄存 器之间的接口（C接口）
（7）归属位置寄存器与访问位置寄 存器之间的接口（D接口）
（g）定时提前（TA，Timing Advance） （h）无线资源指示 （i）测量 （j）LAPDm功能 （k）寻呼（Paging）
（l）越区切换 （m）加密 （n）移动管理与呼叫控制
（3）基站技术性能
发射频率 接收频率
（4）基站结构
（5）基站收发信台（BTS）结构
· BTS由基带、载频和控制3部分组成。
（1）原理框图
（2）基站系统功能
① 地面信道管理 ② 无线信道管理 （a）信道配置管理 （b）独立专用控制信道（SDCCH）和 业务信道（TCH）管理
跳频管理 信道选择、链路监视和信道释放 功率控制 空闲信道监测
（c）广播控制信道（BCCH）/公共控 制信道（CCCH）管理
（d）随机接入 （e）信道编码/解码 （f）码型变换/速率适配
（8）移动交换中心之间的接口（E接口）
（9）移动交换中心与设备标志寄存器 之间的接口（F接口）
（10）访问位置寄存器（VLR）之间的接口 （G接口）
· 当某个移动台使用临时移动台标志号 （TMSI）在新的。
4．数字移动网与固定网的互通
· 为了实现互通，双方都采用7号信令系统 。
5．公共陆地移动通信网（PLMN）之间 的互通
· 基站系统（Base Station System，BSS） 由可在小区内建立无线覆盖并与移动台 （MS）通信的设备组成。
蜂窝移动通信系统的组成
蜂窝移动通信系统的组成蜂窝移动通信系统的组成概述蜂窝移动通信系统是一种基于无线电技术的通信系统，它由多个小区组成，每个小区都有一个基站来提供无线电信号覆盖。
在这种系统中，用户可以通过移动设备进行通信，包括语音、短信、数据传输等。
蜂窝移动通信系统的组成主要包括以下几个方面：1. 基站子系统基站子系统是整个蜂窝移动通信系统最核心的部分。
它由基站控制器（BSC）、基站传输子系统（BTS）和天线子系统（AS）三部分组成。
BSC是整个基站子系统的核心控制单元，它负责对所有的BTS进行管理和控制。
通过BSC，可以实现对小区内所有终端设备的呼叫控制、资源分配、话务管理等功能。
BTS是指基站传输子系统，它是连接用户终端设备和网络之间的桥梁。
每个BTS都包含多个射频单元（TRX），每个TRX都可以支持多个频道。
通过BTS，可以实现对用户终端设备的接入、呼叫处理等功能。
AS是指天线子系统，它主要用于向用户终端设备提供无线电信号覆盖。
每个小区都会有一个AS，它可以包含多个天线。
2. 移动交换中心移动交换中心（MSC）是整个蜂窝移动通信系统的核心控制单元，它负责对所有的基站进行管理和控制。
通过MSC，可以实现对整个网络的呼叫控制、资源分配、话务管理等功能。
在蜂窝移动通信系统中，MSC也扮演着一个重要的角色。
它不仅负责对用户终端设备进行管理和控制，还负责与其他网络进行互联互通。
3. 鉴权中心鉴权中心（AUC）是用于保证用户身份安全的关键单元。
在蜂窝移动通信系统中，每个用户终端设备都有一个唯一的标识码（IMSI），这个标识码与用户的身份信息相关联。
当用户终端设备接入网络时，AUC会对其进行身份验证，并将验证结果传递给MSC。
通过这种方式，可以保证只有合法用户才能够接入网络。
4. 认证中心认证中心（HLR）是用于存储和管理用户信息的关键单元。
在蜂窝移动通信系统中，每个用户都会有一个对应的HLR记录其身份信息、服务状态、位置等信息。
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蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成，如图2－1所示。
其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。
在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。
因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。
也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备。
图2－1 蜂窝移动通信系统的组成
由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。
也就是说，各接口都是开放式接口。
GSM系统框图如图2-2，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um 接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。
Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。
图2－2 GSM系统框图
在GSM网上还配有短信息业务中心（SC），即可开放点对点的短信息业务，类似数字寻呼业务，实现全国联网，又可开放广播式公共信息业务。
另外配有语音信箱，可开放语音留言业务，当移动被叫客户暂不能接通时，可接到语音信箱留言，提高网路接通率，给运营部门增加收入。
2.2 交换网路子系统
交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。
NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：
MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台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它公用通信网之间的接口。
它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。
另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。
VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。
HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。
每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。
AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。
EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。
主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。
2.3 无线基站子系统
BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。
功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。
BSC：具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。
BTS：无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。
2.4 移动台
移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。
移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。
SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。
SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。
2.5 操作维护子系统
GSM系统还有个操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。
通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。
OMC与MSC之间的接口目前还未开放，因为CCITT对电信网路管理的Q3接口标准化工作尚未完成。