移动通信网络及交换技术
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移动通信系统-交换网络知识
移动通信系统——交换网络设计知识一、提纲1、相关的基础知识：1)交换网络基础2)信令3)同步4)网络接口5)编号计划6)接续路由7)支撑的业务8)计费9)网管2、施工图设计阶段的勘察要点；二、相关基础知识1、交换网络基础（1）移动通信系统的构成：GSM移动通信系统主要由交换网络子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）和移动台（MS）三部分组成，如下图所示：其中，NSS交换网络子系统主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全管理所需的数据库功能。
构成NSS的主要实体包括MSC（移动交换机）、HLR（归属位置寄存器）、VLR（拜访位置寄存器）、AUC（鉴权中心）和EIR（设备标识寄存器）。
MSC：是NSS的核心，是对它所覆盖区域内的MS进行控制和完成话路交换的功能实体，其移动电话子系统MTS提供专有移动功能。
MSC从HLR、VLR、AUC中调取相应数据，并根据需要对相应数据加以修改。
MSC实现的功能包括呼叫处理（连接、号码存储、回声控制等功能）、安全保密（鉴权、用TMSI 保护IMSI、客户信息加密）、BSC和MSC间的信道管理、数据通信、IMEI的管理、移动性管理、无线资源管理、DTMF（双音多频）信号转换及排队管理等功能。
具有查询位置和转接功能的交换机称为入口交换机（GMSC），GMSC是与PSTN和其他NSS互连的接口，是其他网络呼叫本区域内移动用户（包括漫游来用户）固定入口点。
VLR：访问用户位置寄存器，是服务于器控制区内移动用户的，存储着进入该区域内移动用户的相关信息。
VLR从相对应的HLR获取必要的数据，为已登记的移动用户建立呼叫接续的必要条件。
VLR是动态的数据库。
VLR存储的用户数据信息如下表所示：形成MSC/VLR的物理实体。
HLR：归属用户位置寄存器，是GSM系统的中心数据库，存储HLR控制区内所有的移动用户数据。
供MSC和VLR查询。
相对于VLR，HLR是静态的数据库。
HLR能够完成客户数据存储、检索、配合VLR完成MSRN提供和位置登记、配合AUC完成鉴权等。
移动通信中的交换技术
科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３ 年 第１ ７ 期
信 息 技 术
移 动通信 中 的交换 技术
王 璐琪
（ 中国联通 四平 市分公司 ， 吉林 四平 １ ３ ６ ０ ０ ０ ）
摘 要： 从 移 动 通信 技 术 出现 到 现在 经过 大 约几 十 年 的发 展 ， 已经 可 以 实现 全球 移 动 功 能 ， 使 任 何人 ， 可 在任 何 地 点 、 任何 时 间 、 利 用任 何 终端 实现移 动 交换 的 功能 。 总的 来说 ， 移 动通 信技 术 大致 经过 了三 个发 展 阶段 ， 第一 是模 拟 蜂 窝状 的 移动 通 信 系统 。 该 系统的出现使公用移动电话业务成为可能。 第二是数字蜂窝状的移动通信 系统， 可以说该 系统是全球信息通信 的基础 ， 其具有优 异的性能和巨大的发展 潜力。 第三是面向个人通信的移动通信 系统， 该系统具有很大的 自由性使 个人业务扩大到全球 范围， 这种 系统 引领 了 ２ １ 世 纪通 信技 术 发展 的方 向 ， 具 有 风 向标 的作 用。本 文详 细 阐述 了移动 交换 的特 殊功 能 、 移 动信 令 系统和 移 动 系统 联 网有关 概念 和 其技 术 的发展 前景 。 关键词： 移 动 通信 ； 交换技 术 ； 功能： 展 望 １公 共 陆地 移动 网络 和移 动编 号 务质量。 公共陆地移动网络（ Ｐ Ｌ Ｍ Ｎ） 是 向公众提供移动通信服务 的陆地 所以 ，移动交换系统一般需独立开发其专用 的数据库管理 系 移动信息网络 ， 该网络主要有移动交换 中一 ６ ＇ （ Ｍ Ｓ Ｃ） 、 移动 台（ ＭＳ ） 、 墓 统。 这种 系统必须支持交换机模块对数据的直接操作同时要求高效 站（ Ｂ Ｓ ） ， 原籍位置登记器（ Ｈ Ｌ Ｒ） ， 访问者位置登记器（ Ｖ Ｌ Ｒ ） ， 设备识别 的数据库管理人员 ， 要有高性能的硬件和先进 的软件技术 。这些软 登记器（ Ｅ Ｉ Ｒ ） ， 认证 中 ６ ， （ Ａ Ｃ ） ， 操 作维 护 中￣ ６ ， （ Ｏ ＭＣ ） 等各 部 分组 成 。 件 技术 多 是 对 数 据库 的组 织 方 式 、 检 索 方法 、 存 取技 术根 据 移 动通 在其各种组成中， 我们详细介绍一下移动台（ ＭＳ ） 部分。每个移 信规范的特点进行设计 ， 设计 出高效合理安全 的软件进行有效的管 动 台会 被 分 配 ４ 个 号码 ， 分 别 对 应 国际 移 动 台标 识 号 （ Ｉ Ｍ Ｓ Ｉ ） 、 移 动 理 。 台号 簿号 码 （ ＭＳ Ｄ Ｎ） 、移 动 台漫 游 号 （ ＭＳ Ｒ Ｎ）和 国 际移 动设 备 号 除 了上 述 四种 功 能外 ， 移 动 交换 技 术 还可 以实 现 移动 信 令 接 口 （ Ｉ ＭＥ Ｉ ） 。 而对于我们移动用户来说 ， 哪一个码是属于我们的呢？ 那就 功能 ， 目前最为有效和应用最广的只 Ｃ Ｃ Ｌ Ｌ ， Ｔ的 Ｎ ｏ ． ７ 信令系统。 是Ｉ ＭＳ Ｉ 即国际移动台标识号 ，国际移动台标识号是识别移动用户 ３ 信令 系统 和 移 动联 网 的 唯一 号 码 ， 也 就 是 说 每个 移 动 用户 只会 分配 一 个 Ｉ Ｍ Ｓ Ｉ 码， 而这 个 ３ ． １通信 网互联 的关键——信令系统 的统一 码 就代表这我们在移动通信系统中的身份 ，好像我们 的身份证一 在 移动 技 术发 展 的初 级 阶段 ， 由 于技 术不 成 数 早 起 的 网路 覆 盖 样 。国际移动 台标识码在登记时有 电信部 门分配。而作为移动通信 小 ， 各个系统一般采用 自己独立 的信令系统。而每一个 系统的移动 的终端如手机设备他们是如何在移动通信系统中被识别 的呢？ 这就 交换 中心有 互 联成 一 个专 用 网 。这 样 ， 一 个 系统 可 能 对应 一 个 专用 用到了 Ｉ ＭＥ Ｓ即国际移动设备号 ， Ｉ Ｍ Ｅ Ｓ 是一台移动终端的标识有厂 网也可能对应多个专用网。由于信令系统是实现 自动漫游 、 频道转 家设 定 ， 从 出厂 到报 废 固定 不 变 。 接盒系统互联的关键。 这种各 自独立的信令系统所产生的各 自独立 ２交 换 技术 实 现 的功 能 的专用 网的工作方式适用于 中小 国家或局部 区域的移动联网 ， 为对 ２ ． １实时锁定移动用户位置——移动用户位置管理功能 于地域辽阔的国家甚至全球的通信 网来说则是不相适应的 ， 这就要 顾 名 思 义移 动 用 户 位 置 管理 功 能 是 对 移 动用 户 的位 置 进 行 实 求必须开发 国际统一的信令网络 。 时监测跟踪 ， 使系统能够随时了解用户 的当前位置。移动交换 中心 ３ ． ２专用网信令方式 、 Ｍ Ａ Ｐ协议 以及 Ｉ ｓ 一 ４ １ 信令建议 根据系统反馈过来 的用户位置信息 ， 对用户所处 的状态做出不 同的 用于专用网的典型系统是 均采用综合式移动交换 中心 的 Ｍｏ — 判断 ， 从而实现呼叫、 转接 、 停机等一 系列功能。移动用户位置功能 ｔ ｏ ｒ ｏ ｌ ａ的 Ｅ ＭＸ系列 交换 机 和 Ｅ ｉ ｆ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ的 Ａ Ｘ Ｅ一 １ ０ 交换机。 Ｅ Ｍｘ交 包 括位 置 登记 、 位 置更 新 和位 置 删 除 。位 置 登记 又 可 以分 为 定 时登 换 机之 间互 联 是 利用 Ｄ Ｍ Ｘ能 力 实现 的。 Ｄ Ｍ Ｘ是 由交换 机 之 间信 令 记、 强 迫登 记 和呼 叫登 记 三 种方 式 。定 时 登 记是 在 移 动交 换 中心 的 数 据链 路 、 话 音 中继 电路 和 交换 机 中专用 信 令 软件 组 成 的共 路 信 令 控制下完成的。 移动交行 中心按照一定 的时间周期定时向移动台发 系统。Ｄ ＭＸ协议 、 消息内容和软件支持 Ｅ Ｍ Ｘ之间的话路接续 、 用户 送当前的时间值和登记周期 ， 移动台在接收到指令后会报告其所在 合法性检验 、 呼叫转接 、 越局频道转接、 未经请求 寻呼应答 、 无条件 位置区。 移动交换中心会根据各个移动台反馈上来的信息又对每个 转移、 无应答转移和遇忙转移。这种系统 的缺点是最多只能支持 ３ ２ 移动台的位置信息进行修改 ， 如果移动交换中心不能在规定范围内 个 交换 机 的互 联 。 接收到移动台报告上来的信息 ，那么该移动 台将会被停止使用 ， 对 ＭＡ Ｐ信令协议时 Ｃ Ｃ Ｉ Ｔ在 １ ９ ８ ８ 年正式通过的关 于 Ｎ ０ ． ７ 信令系 涉及该移动台的所有呼叫进行拒绝 。 如此复杂庞大的数据量是通过 统移动应用部分的 Ｑ ． １ ０ ５ １ 建议 ， 其覆盖了从 呼叫控制 、 用 户管理到 移动交换中心 内置的移动台位置表来进行动态管理的， 它可 以动态 网络 维护 各 个方 面 的功 能 ， 包括 １ １ 个信 令 过 程 。 记录每个移动 台的位置和活动状态 。 Ｉ ｓ 一 ４ １ 建议包括 “ 功能概述” 、 “ 系统 间频道转接” 、 “ 自动漫游 ” 、 由于 用 户 的 移 动性 决 定 了移 动接 入 处 理 过 程 与 一 般 的交 换 机 “ 操 作 管 理 和维 护 ” 和“ 数据通信” 等５ 个建议 ， 是 由美 国 电子工 业 协 处理存在下列不同：首先 ， Ｍ Ｓ的用户数据必须 向Ｖ Ｌ Ｒ发 出询问请 会和电信工业协会制定 ， 由于美股移动信息设备在全球市场的领导 求； 其次 ， ＭＳ的选路信息必须 向 Ｈ Ｌ Ｒ发 出询问请求 ； 再次 至被叫 作 用 ， 该 建议 自然也 对行 业 标 准产 生一 定 的影 响 。 ＭＳ的路 由是 根 据 Ｍ Ｓ Ｒ Ｎ而 不是 主 叫拨 号 号码 选 择 的 ；再 次 ， Ｍ Ｓ 起 ４对 移 动交 换 技术 未来 发 展 的展 望 呼事件 是 由 Ａ接 口信令 消息 通知 的 ， 无 需 用 户 电路 扫描 操作 。 虽然移动交换技术实现了巨大的发张 ， 取得瞩 目的成绩 。但追 ２ ． ２移 动 交换 的特有 功 能一 频道 转 接 功能 求无止境， 我们的 目标是为了实现移动终端、 个人 和业务的移动性 ， 作 为一 台无线设备 ， 比如说手机 ， 我们在与他人进行通话的时 最终实现真正意义上的个人通信。 所以， 我们还必须做 出更多的力 ， 候 由于移 动 的特 性 我们 可 能从 一 个 小 区进 入 另一 个 小 区 ， 这时 候 就 在认证和加密 、 移动交换 和智能 网的结合、 未来综合交换平 台等方
信 息 技 术
移 动通信 中 的交换 技术
王 璐琪
（ 中国联通 四平 市分公司 ， 吉林 四平 １ ３ ６ ０ ０ ０ ）
摘 要： 从 移 动 通信 技 术 出现 到 现在 经过 大 约几 十 年 的发 展 ， 已经 可 以 实现 全球 移 动 功 能 ， 使 任 何人 ， 可 在任 何 地 点 、 任何 时 间 、 利 用任 何 终端 实现移 动 交换 的 功能 。 总的 来说 ， 移 动通 信技 术 大致 经过 了三 个发 展 阶段 ， 第一 是模 拟 蜂 窝状 的 移动 通 信 系统 。 该 系统的出现使公用移动电话业务成为可能。 第二是数字蜂窝状的移动通信 系统， 可以说该 系统是全球信息通信 的基础 ， 其具有优 异的性能和巨大的发展 潜力。 第三是面向个人通信的移动通信 系统， 该系统具有很大的 自由性使 个人业务扩大到全球 范围， 这种 系统 引领 了 ２ １ 世 纪通 信技 术 发展 的方 向 ， 具 有 风 向标 的作 用。本 文详 细 阐述 了移动 交换 的特 殊功 能 、 移 动信 令 系统和 移 动 系统 联 网有关 概念 和 其技 术 的发展 前景 。 关键词： 移 动 通信 ； 交换技 术 ； 功能： 展 望 １公 共 陆地 移动 网络 和移 动编 号 务质量。 公共陆地移动网络（ Ｐ Ｌ Ｍ Ｎ） 是 向公众提供移动通信服务 的陆地 所以 ，移动交换系统一般需独立开发其专用 的数据库管理 系 移动信息网络 ， 该网络主要有移动交换 中一 ６ ＇ （ Ｍ Ｓ Ｃ） 、 移动 台（ ＭＳ ） 、 墓 统。 这种 系统必须支持交换机模块对数据的直接操作同时要求高效 站（ Ｂ Ｓ ） ， 原籍位置登记器（ Ｈ Ｌ Ｒ） ， 访问者位置登记器（ Ｖ Ｌ Ｒ ） ， 设备识别 的数据库管理人员 ， 要有高性能的硬件和先进 的软件技术 。这些软 登记器（ Ｅ Ｉ Ｒ ） ， 认证 中 ６ ， （ Ａ Ｃ ） ， 操 作维 护 中￣ ６ ， （ Ｏ ＭＣ ） 等各 部 分组 成 。 件 技术 多 是 对 数 据库 的组 织 方 式 、 检 索 方法 、 存 取技 术根 据 移 动通 在其各种组成中， 我们详细介绍一下移动台（ ＭＳ ） 部分。每个移 信规范的特点进行设计 ， 设计 出高效合理安全 的软件进行有效的管 动 台会 被 分 配 ４ 个 号码 ， 分 别 对 应 国际 移 动 台标 识 号 （ Ｉ Ｍ Ｓ Ｉ ） 、 移 动 理 。 台号 簿号 码 （ ＭＳ Ｄ Ｎ） 、移 动 台漫 游 号 （ ＭＳ Ｒ Ｎ）和 国 际移 动设 备 号 除 了上 述 四种 功 能外 ， 移 动 交换 技 术 还可 以实 现 移动 信 令 接 口 （ Ｉ ＭＥ Ｉ ） 。 而对于我们移动用户来说 ， 哪一个码是属于我们的呢？ 那就 功能 ， 目前最为有效和应用最广的只 Ｃ Ｃ Ｌ Ｌ ， Ｔ的 Ｎ ｏ ． ７ 信令系统。 是Ｉ ＭＳ Ｉ 即国际移动台标识号 ，国际移动台标识号是识别移动用户 ３ 信令 系统 和 移 动联 网 的 唯一 号 码 ， 也 就 是 说 每个 移 动 用户 只会 分配 一 个 Ｉ Ｍ Ｓ Ｉ 码， 而这 个 ３ ． １通信 网互联 的关键——信令系统 的统一 码 就代表这我们在移动通信系统中的身份 ，好像我们 的身份证一 在 移动 技 术发 展 的初 级 阶段 ， 由 于技 术不 成 数 早 起 的 网路 覆 盖 样 。国际移动 台标识码在登记时有 电信部 门分配。而作为移动通信 小 ， 各个系统一般采用 自己独立 的信令系统。而每一个 系统的移动 的终端如手机设备他们是如何在移动通信系统中被识别 的呢？ 这就 交换 中心有 互 联成 一 个专 用 网 。这 样 ， 一 个 系统 可 能 对应 一 个 专用 用到了 Ｉ ＭＥ Ｓ即国际移动设备号 ， Ｉ Ｍ Ｅ Ｓ 是一台移动终端的标识有厂 网也可能对应多个专用网。由于信令系统是实现 自动漫游 、 频道转 家设 定 ， 从 出厂 到报 废 固定 不 变 。 接盒系统互联的关键。 这种各 自独立的信令系统所产生的各 自独立 ２交 换 技术 实 现 的功 能 的专用 网的工作方式适用于 中小 国家或局部 区域的移动联网 ， 为对 ２ ． １实时锁定移动用户位置——移动用户位置管理功能 于地域辽阔的国家甚至全球的通信 网来说则是不相适应的 ， 这就要 顾 名 思 义移 动 用 户 位 置 管理 功 能 是 对 移 动用 户 的位 置 进 行 实 求必须开发 国际统一的信令网络 。 时监测跟踪 ， 使系统能够随时了解用户 的当前位置。移动交换 中心 ３ ． ２专用网信令方式 、 Ｍ Ａ Ｐ协议 以及 Ｉ ｓ 一 ４ １ 信令建议 根据系统反馈过来 的用户位置信息 ， 对用户所处 的状态做出不 同的 用于专用网的典型系统是 均采用综合式移动交换 中心 的 Ｍｏ — 判断 ， 从而实现呼叫、 转接 、 停机等一 系列功能。移动用户位置功能 ｔ ｏ ｒ ｏ ｌ ａ的 Ｅ ＭＸ系列 交换 机 和 Ｅ ｉ ｆ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ的 Ａ Ｘ Ｅ一 １ ０ 交换机。 Ｅ Ｍｘ交 包 括位 置 登记 、 位 置更 新 和位 置 删 除 。位 置 登记 又 可 以分 为 定 时登 换 机之 间互 联 是 利用 Ｄ Ｍ Ｘ能 力 实现 的。 Ｄ Ｍ Ｘ是 由交换 机 之 间信 令 记、 强 迫登 记 和呼 叫登 记 三 种方 式 。定 时 登 记是 在 移 动交 换 中心 的 数 据链 路 、 话 音 中继 电路 和 交换 机 中专用 信 令 软件 组 成 的共 路 信 令 控制下完成的。 移动交行 中心按照一定 的时间周期定时向移动台发 系统。Ｄ ＭＸ协议 、 消息内容和软件支持 Ｅ Ｍ Ｘ之间的话路接续 、 用户 送当前的时间值和登记周期 ， 移动台在接收到指令后会报告其所在 合法性检验 、 呼叫转接 、 越局频道转接、 未经请求 寻呼应答 、 无条件 位置区。 移动交换中心会根据各个移动台反馈上来的信息又对每个 转移、 无应答转移和遇忙转移。这种系统 的缺点是最多只能支持 ３ ２ 移动台的位置信息进行修改 ， 如果移动交换中心不能在规定范围内 个 交换 机 的互 联 。 接收到移动台报告上来的信息 ，那么该移动 台将会被停止使用 ， 对 ＭＡ Ｐ信令协议时 Ｃ Ｃ Ｉ Ｔ在 １ ９ ８ ８ 年正式通过的关 于 Ｎ ０ ． ７ 信令系 涉及该移动台的所有呼叫进行拒绝 。 如此复杂庞大的数据量是通过 统移动应用部分的 Ｑ ． １ ０ ５ １ 建议 ， 其覆盖了从 呼叫控制 、 用 户管理到 移动交换中心 内置的移动台位置表来进行动态管理的， 它可 以动态 网络 维护 各 个方 面 的功 能 ， 包括 １ １ 个信 令 过 程 。 记录每个移动 台的位置和活动状态 。 Ｉ ｓ 一 ４ １ 建议包括 “ 功能概述” 、 “ 系统 间频道转接” 、 “ 自动漫游 ” 、 由于 用 户 的 移 动性 决 定 了移 动接 入 处 理 过 程 与 一 般 的交 换 机 “ 操 作 管 理 和维 护 ” 和“ 数据通信” 等５ 个建议 ， 是 由美 国 电子工 业 协 处理存在下列不同：首先 ， Ｍ Ｓ的用户数据必须 向Ｖ Ｌ Ｒ发 出询问请 会和电信工业协会制定 ， 由于美股移动信息设备在全球市场的领导 求； 其次 ， ＭＳ的选路信息必须 向 Ｈ Ｌ Ｒ发 出询问请求 ； 再次 至被叫 作 用 ， 该 建议 自然也 对行 业 标 准产 生一 定 的影 响 。 ＭＳ的路 由是 根 据 Ｍ Ｓ Ｒ Ｎ而 不是 主 叫拨 号 号码 选 择 的 ；再 次 ， Ｍ Ｓ 起 ４对 移 动交 换 技术 未来 发 展 的展 望 呼事件 是 由 Ａ接 口信令 消息 通知 的 ， 无 需 用 户 电路 扫描 操作 。 虽然移动交换技术实现了巨大的发张 ， 取得瞩 目的成绩 。但追 ２ ． ２移 动 交换 的特有 功 能一 频道 转 接 功能 求无止境， 我们的 目标是为了实现移动终端、 个人 和业务的移动性 ， 作 为一 台无线设备 ， 比如说手机 ， 我们在与他人进行通话的时 最终实现真正意义上的个人通信。 所以， 我们还必须做 出更多的力 ， 候 由于移 动 的特 性 我们 可 能从 一 个 小 区进 入 另一 个 小 区 ， 这时 候 就 在认证和加密 、 移动交换 和智能 网的结合、 未来综合交换平 台等方
第七章 移动通信网
（8） F接口
MSC与EIR间的接口 用于交换相关的IMEI管理信息
（9） G接口
VLR间的接口 用于在采用 TMSI 的 MS 进入新的 MSC/VLR 服务区域 时向分配TMSI的VLR询问此移动用户的IMSI信息
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7.2 系统结构
4 网络区域划分 PLMN 的网络覆盖区域划分如图 7-2 所示，按从 小到大的顺序，包括下列各组成区域。
为了对IMSI保密，IMSI仅在空中传送一次，便由VLR 给来访移动用户分配一个惟一的TMSI号码替代
仅在本地有效 ，当用户离开此VLR服务区后释放
由VLR临时分配
（4）移动用户漫游号码MSRN
用于在呼叫时为移动用户选路 VLR临时分配 ，接续完成后即释放
在被访VLR区域内是惟一有效的
40dB。
阴影衰落：当移动台通过不同障碍物的阴影时，
就造成接收场强中值的变化。这种由于阴影效应
导致接收场强中值随着地理位臵改变而出现的缓 慢变化。 自由空间传播损耗：与距离的平方成正比。
7
7.1 移动通信概述
4 移动通信的种类 (1) 集群移动通信 (2) 公用移动通信系统
(3) 卫星移动通信
7.2 系统结构
5 编号计划 （2）国际移动用户识别码IMSI
用于在国际上唯一识别移动用户，国际统一 开户时写入SIM卡 移动用户以此号码发起入网请求和位臵登记 结构（15位）：如图所示 我国MCC为460 MNC的值中国移动为00、中国联通为01
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7.2 系统结构
5 编号计划 （3）临时移动用户识别码TMSI
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7.2 系统结构
2 网络功能实体 （2）基站系统BSS
移动通信网络
移动通信网络
移动通信网络是指通过无线技术实现移动设备之间通信的网络。
它是一种基于移动终端的无线通信技术，使得用户可以在移动状态下进行语音通话、数据传输和网络连接。
移动通信网络的主要组成部分包括以下几个方面：
1.移动终端：移动终端是用户使用的设备，包括手机、平板电脑、移动数据终端等。
移动终端通过无线信号与基站进行通信，实现语音、短信、数据传输等功能。
2.基站：基站是移动通信网络中的关键设备，用于向移动终端提供信号覆盖和通信服务。
基站通常包括天线、无线传输设备和控制单元等组件，可以覆盖一定范围内的移动终端。
3.移动核心网：移动核心网是移动通信网络的核心部分，负责管理和控制移动终端的通信连接。
它包括移动交换中心（MSC）、位置注册中心（HLR）、移动管理实体（MM）等功能节点，用于实现移动终端的接入、漫游、位置跟踪等功能。
4.无线接入网络：无线接入网络是基站和移动核心网之间的连接网络，用于传输移动终端和核心网之间的通信数据。
无线接入网络通常采用无线局域网（WLAN）、CDMA、LTE等技术实现。
5.业务支撑系统：业务支撑系统包括计费系统、用户认证系统、业务管理系统等，用于支持移动通信网络的运营和管理。
移动通信网络根据技术标准和覆盖范围的不同，可以分为多种制式和网络类型，如GSM、CDMA、LTE、5G等。
这些网络技术不断发展和演进，为用户提供了更快速、更稳定的移动通信服务。
通信系统与技术基础-交换技术与网络
2.2.3 程控电话交换网络
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程控电话交换机的实质，就是电子计算机控制的电话 交换机。它以预先编好的程序来控制交换机的接续动作， 优点非常明显。
我国的PSTN为例，它分为本地电话网（市话网）和长 途电话网（长途网）两种。
我国的PSTN从建立之初起，很长一段时间采取的是5 级结构，如图2-6（a）所示。
制器。
2.3.3 软交换网络的特点
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软交换的特点： 1．基于分组 2．开放的网络结构 3．业务与呼叫控制 分离，与网络分离 4．业务与接入介质 分离 5．快速提供新业务
软交换网络是多种逻辑功 能实体的集合。它提供综 合业务的呼叫控制、连接 和部分业务功能，相对于 传统程控交换技术，软交 换网络是新一代电信网语 音/数据/视频业务的核心 设备。
2.3.2 软交换网络结构
软交换网络是一个可以 同时向用户提供语音、 数据、视频业务的开放 网络。它采用一种分层 的网络结构，使得组网 更加灵活和方便。软交 换网络一共分为4层，从 下往上依次为接入层、 传送层、控制层、业务 层，如图2-8所示。
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图2-8 软交换网络结构
2.3.2 软交换网络结构
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WCDMA分为终端、（无线）接入网、3G核心网三部 分，如图2-7所示。
图2-7 WCDMA网络架构
2.2.4 移动电话交换网络
19
终端： 终端即用户终 端设备（User Equipment， UE），它主要 包括射频处理 单元、基带处 理单元、协议 栈模块及应用 层软件模块
接入网：
3G核心网：
步进制自动电 话交换机 自动接续 可靠性差，易 损坏，动作慢， 结构复杂，体 积大，机械噪 声大
纵横制自动电话 交换机 自动接续 不管是“纵横制” 还是“步进制”， 都是利用电磁机 械动作接线的， 所以它们同属于 “机电式自动电 话交换机”。
《移动通信网》课件
当移动台的位置发生变化时，需要进行位置更新操作，以更新网 络中移动台的位置信息。
越区切换
当移动台从一个区域移动到另一个区域时，需要进行越区切换操作 ，以保证移动台通信的连续性。
漫游管理
漫游管理是指对移动台在不同网络之间的漫游进行管理和控制，以 保证移动台的正常通信。
03
移动通信网架构与组成
Chapter
5G应用场景
5G技术的应用场景包括超高清视频、虚拟现实、 智能家居、车联网等，将深刻影响人们的生活和工 作方式。
6G技术预研与展望
6G技术预研
目前全球范围内已经开始对6G技术进行预研，探索更高频谱、更高速率和更低 时延的通信技术。
6G展望
6G技术将进一步拓展移动通信的应用领域，实现全球覆盖、无缝连接和智能服 务，为人类社会带来更多可能性。
02 03
基站系统组成
基站系统主要由基站控制器和基站收发台两部分组成。基站控制器负责 管理基站收发台，实现无线信号的调度和切换等功能；基站收发台负责 无线信号的发送和接收。
基站系统发展趋势
随着移动通信技术的发展，基站系统的性能和功能也在不断增强。未来 的基站系统将朝着更加智能化、小型化、高效化的方向发展，以更好地 满足用户对高速数据传输的需求。
物联网与移动通信网的融合
物联网发展
物联网是未来智能社会的关键基础设施，通过各种传感器和终端设备实现万物互 联。
融合模式
移动通信网与物联网的融合将形成更加智能、高效和便捷的通信网络，推动各行 业的数字化转型和升级。
THANKS
感谢观看
01
通过对移动通信网络中的信令数据进行采集和分析，发现网络
性能瓶颈和问题。
参数调整
02
根据网络运行状态和用户反馈，调整网络参数，提高网络性能
越区切换
当移动台从一个区域移动到另一个区域时，需要进行越区切换操作 ，以保证移动台通信的连续性。
漫游管理
漫游管理是指对移动台在不同网络之间的漫游进行管理和控制，以 保证移动台的正常通信。
03
移动通信网架构与组成
Chapter
5G应用场景
5G技术的应用场景包括超高清视频、虚拟现实、 智能家居、车联网等，将深刻影响人们的生活和工 作方式。
6G技术预研与展望
6G技术预研
目前全球范围内已经开始对6G技术进行预研，探索更高频谱、更高速率和更低 时延的通信技术。
6G展望
6G技术将进一步拓展移动通信的应用领域，实现全球覆盖、无缝连接和智能服 务，为人类社会带来更多可能性。
02 03
基站系统组成
基站系统主要由基站控制器和基站收发台两部分组成。基站控制器负责 管理基站收发台，实现无线信号的调度和切换等功能；基站收发台负责 无线信号的发送和接收。
基站系统发展趋势
随着移动通信技术的发展，基站系统的性能和功能也在不断增强。未来 的基站系统将朝着更加智能化、小型化、高效化的方向发展，以更好地 满足用户对高速数据传输的需求。
物联网与移动通信网的融合
物联网发展
物联网是未来智能社会的关键基础设施，通过各种传感器和终端设备实现万物互 联。
融合模式
移动通信网与物联网的融合将形成更加智能、高效和便捷的通信网络，推动各行 业的数字化转型和升级。
THANKS
感谢观看
01
通过对移动通信网络中的信令数据进行采集和分析，发现网络
性能瓶颈和问题。
参数调整
02
根据网络运行状态和用户反馈，调整网络参数，提高网络性能
交换技术交换与通信网汇总
收号器 ——接收用户所拨的电话号码。
扫描驱动电路 ——对话路设备的状态进行扫 描，以便送入CPU进行分析处理， CPU发出的指令经驱动电路控制话路设 备动作。
I/O设备 —— 键盘，显示器，打印机等。
二 目前程控交换机的组成
• 交换网络 • 外围接口电路
用户电路
模拟用户电路 数字用户电路
中继单元 模拟中继单元
• •
管从 “业 这理务 一的开 代展”通角网信度络网来主看要络，开。展基于话音、文字或图像的单一媒体业务，
• “下一代”网络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。
• 从电信网络层以下所采用的核心技术来看，
• “这一代”网络是以TDM电路交换为基础的网络，
• “下一代”网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。
通信网越大，后者的优点越明显。
如图N1=.110用0户时间，互连构 交换式通成通信信网网需100根线
图1.2 用户间通过交换设备 构成通信网
互连式通信网需100×99÷2=4950根线
7
终端 中继线
用户小交换机 用户线
市话交换机 汇接交换机
图1.3 大型通信网
8
结论
交换设备是通信网的重要组成 部分，交换设备的好坏决定了通信网 的好坏。
18
3、计算机网的交换方式——分组交换 packet switching
将报文分成若干个报文组（packet)，每个报文组要加上地址、 编号、校验码，然后以报文组为存储转发单位逐节点转发，到达 目的地再按编号组装成原报文。
分组交换有两种工作模式：数据报、虚电路方式。
数据报方式：以分组为基本单位逐节点转发，且不同分组 可
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软交换网络的体系结构图
扫描驱动电路 ——对话路设备的状态进行扫 描，以便送入CPU进行分析处理， CPU发出的指令经驱动电路控制话路设 备动作。
I/O设备 —— 键盘，显示器，打印机等。
二 目前程控交换机的组成
• 交换网络 • 外围接口电路
用户电路
模拟用户电路 数字用户电路
中继单元 模拟中继单元
• •
管从 “业 这理务 一的开 代展”通角网信度络网来主看要络，开。展基于话音、文字或图像的单一媒体业务，
• “下一代”网络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。
• 从电信网络层以下所采用的核心技术来看，
• “这一代”网络是以TDM电路交换为基础的网络，
• “下一代”网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。
通信网越大，后者的优点越明显。
如图N1=.110用0户时间，互连构 交换式通成通信信网网需100根线
图1.2 用户间通过交换设备 构成通信网
互连式通信网需100×99÷2=4950根线
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终端 中继线
用户小交换机 用户线
市话交换机 汇接交换机
图1.3 大型通信网
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结论
交换设备是通信网的重要组成 部分，交换设备的好坏决定了通信网 的好坏。
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3、计算机网的交换方式——分组交换 packet switching
将报文分成若干个报文组（packet)，每个报文组要加上地址、 编号、校验码，然后以报文组为存储转发单位逐节点转发，到达 目的地再按编号组装成原报文。
分组交换有两种工作模式：数据报、虚电路方式。
数据报方式：以分组为基本单位逐节点转发，且不同分组 可
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软交换网络的体系结构图
第5章 移动交换技术
移动通信系统的接口
Um接口:是用户终端设备MS与基站之间的空中无线接口. A-bis接口:基站收发信机BTS与基站控制器BSC之间的接口 A接口:基站控制器BSC与移动交换中心MSC之间的信令接口. B接口:MSC与来访位置寄存器VLR之间的接口.由于MSC与来访 位置寄存器VLR通常设置在同一个物理设备中,该接口一般为 内部接口. C接口:MSC与归属位置寄存器HLR之间的接口 D接口:来访位置寄存器VLR与归属位置寄存器HLR之间的接口. E接口:不同的移动交换中心MSC之间的接口. G接口:不同的来访位置寄存器VLR之间的接口.
临时移动用户识别码TMSI
为了对IMSI保密,VLR可给来访移动用户分配一 个唯一的TMSI号码,它仅在本地使用,为一个4字节 的BCD编码.由各个VLR自行分配.
位置区识别码LAI
位置区由若干个基站区组成,当移动台在同一位置区 内时可不必向系统进行强迫位置登记.当呼叫某一移动 用户时,只需在该移动台当前所在的位置区下属的各小 区中寻呼即可. 位置区识别码LAI由三部分组成: 移动国家号MCC+移动网号MNC+LAC 其中MCC,MNC与国际移动用户识别码(IMSI)中 的编码相同,LAC为2字节16进制的BCD码,表示为 L1L2L3L4.其中L1L2全国统一分配,L1L2L3L4全为0的编 号不用.L3L4由各省分配.
设备识别寄存器EIR
设备识别寄存器EIR存储有关移动台设备参数的数 据库.在EIR中存有网中所有移动台设备的识别码IMEI EIR IMEI 和设备状态标志(白色,灰色,黑色). 在我国的移动通信系统中,没有设置设备识别寄存器 EIR.
短消息中心(SC)
短消息中心提供短消息业务功能. 短消息业务(SHORT MESSAGE SERVICE:SMS) 提供在GSM网络中移动用户和移动用户之间发送讯息长 度较短的信息. 点对点短消息业务包括移动台MS发起的短消息业务 MO/PP及移动台终止的短消息业务MT/PP.点对点短消 息的传递与发送由短消息中心SC进行中继. 短消息中心的作用像邮局一样,接收来自各方面的 邮件,然后把它们进行分拣,再发给各个用户.短消息 中心的主要功能是接收,存储和转发用户的短消息.
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移动交换系统概述
1．移动台（MS）
它是移动网的用户终端设备，其主要功能如下：
① 能通过无线接入通信网络，完成各种控制和处理以及提 供主叫或被叫通信业务。
② 具备与使用者之间的人-机接口，当移动用户和市话用 户建立呼叫时，移动台与最近的基站之间确立一个无线信道， 并通过MSC与市话用户通话；同样，任何两个移动用户的通话也 必须通过MSC建立。
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用户安全技术
2．用户鉴权
用户鉴权也称为用户认证。确认移 动台
通过无线传送的移动用户识别（IMSI）是否是 签约的IMSI，即确认用户的合法身份，防止无 权用户接入网络。 用户鉴权由鉴权中心（Authority Center， AC）、位置寄存器（VLR）和用户 配合完成。
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用户安全技术
3．用户通信信息的加密
1．人工漫游
两地运营部门预先定有协议，为对方预留一定数量的 漫游号，用户漫游前必须提出申请。该方式用于A，B两地 尚未连网的情况。
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移动交换系统概述
2．半自动漫游
漫游用户至访问区发起呼叫时由访问区人工
台辅助完成。
3．自动漫游
这种方式要求网络数据库通过7号信令网互 连，网络可自动检索漫游用户的数据，并自动 分配漫游号，对于用户来说没有任何感觉。
过通信网中的交换节点发送给所需的任何一个或
多个被叫用户。 当电话用户分布的区域较广时，就需设置 多个交换节点，交换节点之间用中继线相连，如 图所示。
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交换的基本概念
采用多个交换节点
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交换节点的基本功能
为完成交换接续，交换节点必须具备的最基本 的功能如下。 （1）能正确接收和分析从用户线或中继线发 来的呼叫信号。 （2）能正确接收和分析从用户线或中继线发 来的地址信号。 （3）能按目的地址正确地进行选路以及在中继 线上转发信号。 （4）能控制连接的建立。 （5）能按照所收到的释放信号拆除连接。 11
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移动交换系统
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移动交换系统概述 移动交换控制原理 移动交换接口信令
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移动通信概述
移动通信是指用户终端处于可移动情
况下，采用无线电技术实现信息传输的
通信方式。
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移动交换系统组成
系统组成
移动通信系统一般由移动台（Mobile Station， MS）、 基站（ Base Station，BS）、移动交换 中心（ Mobile Switching Center，MSC）和与公用 固定通信网相连的中继线等构成。
基站控制
BS的功能结构框图
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移动交换系统概述
3．移动交换中心（MSC）
完成对本MSC控制区域内的移动用户进行通信控制与
管理，主要包括移动台各种类型的呼叫接续控制；通过标 准接口与基站（BS）和其他MSC相连， 完成越区切换、 漫游及计费功能；用户位置登记与管理；用户号码和移动 设备号码的登记与管理；服务类型的控制；对用户实施鉴 权；提供连接维护管理中心的接口，完成无线信道管理功 能等。
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软交换技术
基于软交换的网络特征
以软交换为核心的网络具有三大特征：一是采用
开放的网络构架体系，将传统交换机的功能模块分离 成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划 分各自独立发展；
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软交换技术
部件间的协议接口基于相应的标准；部件化使得 原有的电信网络逐步走向开放，用户可以根据业务的 需要自由组合各部分的功能产品来组建网络；部件间 协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。二是 基于业务驱动的网络，其功能特点是：业务与呼叫控 制分离，呼叫与承载分离；分离的目标是使业务真正 独立于网络，灵活有效地实现业务的提供；
三、网络安全技术
移动通信系统（如GSM系统）在网络安全方面提供
了较为完备的网络安全功能，主要表现在对用户识别 码的加密，接入网络时采用了对用户鉴权，以及对无 线路径上传送的用户通信信息加密。
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用户安全技术
1．用户识别码的加密
国际移动用户识别码（International Mobile Station Identification,IMSI）是移动用户 的特征号码，一旦被人截获，就会让他人知道行踪，甚至 被他人 冒用账户，造成经济损失。
几种不同的交换类型
阳光凯讯(北京科技有限公司
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模拟交换与数字交换
1.模拟交换
以模拟信号为交换对象的交换称 为模拟交 换，传输和交换的对象 是模拟信号的交换 机是模拟交换 机。
2.数字交换
以数字信号为交换对象的交换称 为数字交 换，传输和交换的信号是数字信号的交换 机是数字交换机。
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布控交换与程控交换
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电话网组成
用户线——用户电话机到端局之间的通信线路。 一般为模拟线路。用户小交换机与端局之间也 有数字线路，如E1线路。 中继线——交换局之间的通信线路。长途交换 局之间有时会通过传送网组成。 交换机——完成任意两个电话用户的连接。 信令网 ——7 号公共信道信令系统。信令网是 独立于电话网的支撑网络。
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移动交换控制原理
一、移动台初始化
移动通信系统要进行一次正常通话，涉及到位置 登记、呼叫处理和越区切换等过程。通常移动通信系 统将整个服务区分为许多位置区，并指定不同的识别 码，这些位置区识别码分别由各区的广播控制信道广 播。
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移动交换系统概述
二、呼叫接续控制
1．固定网至移动台的呼叫接续控制
能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起
的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同；而软交换则是 与业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业 务的基本呼叫控制。
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软交换技术
软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网 关（传输层）中分离出来，通过服务器或网元上的软 件实现基本呼叫控制功能，包含呼叫选路、管理控制、 连接控制（建立会话、拆除会话）、信令互通（如从 SS7到IP）等。
布控就是布线逻辑控制（ Wired Logic Control ， WLC ），布控交换是利用逻辑电路进行控制的 一种交换方式。 程控就是存储程序控制（Stored Program Control， SPC ），程控交换是利用计算机软件进行控制 （即存储程序控制）的一种交换方式。
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IP交换技术
IP交换（IP Switch）是Ipsilon公司提出的专 门用于在A TM网上传送IP分组的技术，它克服 了Classical IP Over ATM的一些缺陷（ 如在子网 之间必须使用传统路由器等），提高了在ATM 上传送IP分组的效率， 是目前一种典型的属于 集成模型的技术。
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交换的引入
一个电信系统至少应由终端和传输媒介组成，如 图所示。
电信号 消息 终端 传输媒介 电信号 终端 消息
点对点通信系统
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交换的引入
当存在多个终端时，人们希望其中任意两 个终端之间都可以进行点对点通信。 由此可见，实现通信必须要有三个要素， 即终端、传输和交换。
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电话交换的基本概念
电话交换是电信交换中最基本的一种交换 业务。它是指任何一个主叫用户的信息，可以通
如图所示，市话用户拨移动用户号码，进入移
动业务交换控制中心MSC， 经MSC识别确认后，变 换成移动用户的识别码。
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MSC 来自市话用户 呼叫 选择空闲信道 呼叫识别码 寻呼响应 信道指定 启动发射机
BS 寻呼信息 寻呼响应 发送检测音 环回检测音
MS 信息 相符 调谐 信道
通知振铃 送回铃音 断回铃音 监测通话 振铃成功 应答信息 振铃
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移动交换系统概述
4．与公用固定通信网的连接
移动通信网通过MSC利用有线信道连接 公用固定通信网，主要有三种方式： （1）用户线接入
（2）市话中继线接入
（3）移动电话汇接中心接入
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移动交换控制的特征
由于移动用户随时随地运动，甚至在某些 移动系统中，移动用户不通话时发射机是关闭 的，它与交换中心没有固定的联系，因此，移 动通信的交换技术有着自身的特点：位置登记、 波道切换、漫游等。
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软交换技术
软交换的功能
软交换可以提供Internet业务卸载的功能，就是把 拨号业务在进入5类交换机之前直接交换到SIP网络或 Internet网上，而话音业务不受影响，继续向下传送。
软交换的好处
（1）与电路交换机相比，软交换成本低。
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软交换技术
（2）可以灵活选择软交换的配置模式，功能块可以分 布在整个网络中，也可集中起来，以适合不同的网络需求。 （3）软交换采用开放式标准接口，易于和不同网关、 交换机、网络节点通信，具有很好的兼容性、互操作性和互 通性。 （4）利用软交换进行建网，不仅成本低，而且能够很 方便地用软交换转移，处理那些对5类交换机来说太复杂的 业务；还可以很方便地进行大规模网络升级，运营者可以把 新型业务下载到数据网络上，只把话音业务在传统交换机上 传输。
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软交换技术
用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心 承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提 供有较大的灵活性。三是基于统一协议的和基于分组的网 络，因为现有的信息网络，无论是电信网、计算机网和有 线电视网不可能以其中某一网络为基础平台来生长信息基 础设施 ， 但是近几年随着IP的发展，才使人们真正认识 到电信网络、计算机网络及有线电视网络将最终汇集到统 一的IP网络，即人们通常所说的“三网”融合大趋势。
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移动交换系统概述
二、切换技术
切换是移动通信系统的一项重要功能，它是移动 台在移动过程中为保持与网络的持续连接而发生的波 道切换技术，其含义是指正在通话的MS从一个小区移
动到另一小区时，移动业务交换中心MSC命令该MS从 本小区的无线信道转接到另一个小区的无线信道上， 以保持通话的连续性。