移动通信网络基础知识 培 训 宜宾移动人力资源部移动通信概述移动通信是指通信的双方,至少有一方是处于 移动状态下进行信息交换的通信。随着社会发展，人们期望早日实现（5W， 即个人通信）的信息交换。 无论任何人(Whoever) 在任何时候(Whenever) 在任何地方(Wherever) 与任何人(Whomever) 进行任何类型(Whatever)移动通信概述(发展历程)第一代 模拟移动通信系统主要缺陷： 容量有限 保密性差，容易发生盗码并机 制式不统一，互不兼容，妨碍漫游，限制 了服务覆盖面等第二代 数字移动通信系统 (GSM) GSM网络： 1982年，欧洲邮电行政大会CEPT 设立了“移动通信特别小组”即GSM，以开发第 二代移动通信系统为目标。采用窄带时分多址 TDMA规则脉冲激励长期预测(RPE-LTP)话音编 码和高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制方式 。 GSM网络： 有900M和1800M两个频段；900M 上行(移动台发，基站收）、下行(移动台收，基 站发）分别为890915, 935960 ；1800M上 行、下行分别为17101785 ，18051880。 双工间隔分别为45M和95M。GSM移动通信系统的优势 能有效地利用无线频率资源，系统容量大 呼叫质量高 能向用户提供话音以外的多种非话业务 制式比较统一，能方便地提供自动漫游业 务（包括国际漫游） 易于加密，提供较完善的保密方法（如话 音、接入加密等） 数字网要求的功率较低第三代 IMT-2000的特点 全球无缝覆盖和漫游 高速传输，提供窄带和宽带多媒体业务 无缝业务传递 支持系统平滑升级和现有系统的演进 适应多种运行环境ISDN 综合业务数字网 PSTN 公众电话交换网 PLMN 公众陆地移动网 PSPDN 分组交换公众数据网 CSPDN 电路交换公众数据网 NSS 网络交换子系统 MSC 移动交换中心 HLR 归属位置寄存器 VLR 访问位置寄存器 AUC 鉴权中心 EIR 设备识别寄存器 BSS 基站子系统 BSC 基站控制器 BTS 基站收发信台 OMC 操作维护中心 MS 移动台GSM系统组成结构图二、移动通信系统结构与原 理GSM系统组成(四部分) 网络交换子系统(NSS) 移动交换中心(MSC) 归属位置寄存器(HLR) 访问位置寄存器(VLR) 鉴权中心(AUC) 设备识别寄存器(EIR) 基站子系统(BSS) 基站控制器(BSC) 基站收发信台(BTS) 操作维护中心(OMC) 移动台(MS)GSM系统功能MS功能：无线接口处理 MSC：交换、接续、查询数据库、互联、提供三 大业务、支持移动网路功能VLR拜访位置寄存器：一般与MSC合设，存储其 控制范围内已经登记的用户相关数据，是一个 动态用户数据库HLR归属位置寄存器：存储其控制范围内所有存 在用户的相关数据，一个HLR可以控制若干移 动交换区域，是一个静态与动态相结合的用户 数据库GSM系统功能AUC鉴权中心：安全性管理EIR移动设备识别寄存器：存储IMEI，通过 检查白、黑、灰三种清单，来确保网路使 用的MS唯一性和安全性。二、移动通信系统结构与原 理 1、以市话网络为例： 结构：接入部分 交换部分 传输部分 2、接入部分：解决用户如何接入交换网络（交 换机） 接入部分例子： 固定电话：座机电话线； 移动电话：手机无线信号（基站）； ADSL：电脑MODEM电话线；只有两个用户时，接入部分（话机）直接相连即可满足通话需求如果有多个用户呢？交换机232313723231382323139462188246218834621881接入部分接入部分交换部分为什么需要交换机？二、传统通信系统结构与原 理 3、交换部分：解决如何接通电话 主要设备：交换机 交换机作用：把需要通话的用户的电话线 接通； 人工交换机：通过人手把主被叫用户的电话线接通；（ 7080年代） 程控交换机：相当于大型计算机，用程序代替人手自动 把电话线接通；861326808613268186132682成都 交换机462188 2232313723231384621883宜宾 交换机46218812323139接入部分交换部分传输部分二、传统通信系统结构与原 理 4、传输部分：解决如何把不同位置的交 换机连接起来 传输的简单理解：长途（长距离）线路三、 GSM移动通信系统结构与 原理 移动通信的两个重要特点（与固话的区别 ）？三、 GSM移动通信系统结构与 原理 移动通信的两个重要特点： 无线性与移动性 GSM网络与固话网络结构的重要不同之处 ，均是为了解决与满足“无线性”和“移动性 ” 交换机接入部分交换部分BSCBTSBTS无线性引起接入部分的网络变化三、 GSM移动通信系统结构与 原理1、无线性 无线性导致了通信系统中 接入部分 的改变。 （1）、无绳电话（子母机）的例子：母机提供 无线信号与子机进行通信； （2）、因无线性而出现的GSM网络设备：基站 （BTS）与基站控制中心（BSC）; 基站的主要作用：提供无线信号，与手机进行 通信； BSC的作用：管理一定数量的基站； BTS+BSC的简单理解：子母机的母机电话线三、 GSM移动通信系统结构与 原理 （3）、无线性产生的问题：信号问题 A、信号的强弱问题（覆盖）(多径效应:直反射 波叠加) B、信号的质量问题（互相干扰，类似于：频道 过近的收音机电台互相干扰） 通话质量同时受信号强度与信号质量影响 （4）、信号问题（无线性）的主要特点： A、主要影响通话质量 B、局部性、与地理位置有关三、 GSM移动通信系统结构与 原理 （5）、感性认识： 基站与天线图通 信 塔定 向 天 线全向 天线吸 顶 天 线基站室内设备三、 GSM移动通信系统结构与 原理3、移动性 由于手机的可移动性，导致手机所在位置 的不确定性三、 GSM移动通信系统结构与 原理 （1）、案例分析： 70年代，四川省通信很不普及，没有家庭电话、手机等 通信设施，只有各地乡政府才有有线电话。另一方面， 各地乡政府都建有广播系统，乡政府可通过广播喇叭在 全乡范围进行讲话、通知发布等。 现在宜宾公安局有10个犯人（编号为：083101、 083202、083110）即将出狱，他们出狱后，可以 在四川范围自由活动。但省公安局有要求，公安局长必 须不定期与出狱犯人联系交谈，跟进思想情况。 如果你是公安局长，你有什么处理办法？ 假设不同犯人在出狱后有不同的行为限制要求，例如， 有些只能当农民、有些只能当工人等，如何有效的进行 限制？ 三、 GSM移动通信系统结构与 原理（1）、案例分析解决办 法 A、建立归属地资料数据库 在宜宾政府（归属地）建立犯人资料数据库 B、位置登记 犯人每到一个地方，均与当地乡政府联系，并 向归属地报告；归属地进行资料数据更新，并 把相关资料告诉当地乡政府； C、位置查询与广播（寻呼） 在归属地进行位置查询、在登记地进行广播寻 找三、 GSM移动通信系统结构与 原理 （2）、解决移动性的GSM网络设备 HLR（归属位置寄存器） HLR的两大作用： 保存归属用户的登记位置； 保存所有归属用户的数据、资料； 用户的绝大部分功能均以HLR中数据 为准 MSC交换机传输 网HLRBSCMSCBSC（3）、MSC的概念：具备移动性能管理的交换机 移动性引起交换部分的网络变化BSC宜宾MSCHLR成都MSC/VLRBSC 传输网13708290001（1）发送IMSIIMSI.HLR 4600001XXX-北京 4600002XXX成都 46000225XXX宜宾手机IMSI、MSC地址位置登记过程 （以下是宜宾的用户去成都后的位置登记过程）MSISDN登记位 置 13902560005-北 京 13902800001顺 德 13702820002番 禺根据IMSI判断用户的 归属HLR进行位置登记并查找相关信息（5）HLR将该号码的相关信 息发送至成都MSCMSISDN登记位 置 13902560005-北 京 13708290001成 都IMSI460002251234001 MSISDN13908290001 国际长途开通 来电显示开通 三、 GSM移动通信系统结构与 原理 （4）、位置登记过程 A、用户每到达一个新的位置（MSC），均自动 向该MSC报告； B、MSC根据用户的IMSI，可分析得知用户的 归属HLR； C、MSC向用户归属HLR报告用户的登记位置 ，并查询用户功能； D、HLR 登记用户所在位置，并把用户数据（ 号码、功能等）通知MSC； E、MSC保存用户数据，以此判断用户允许使用 哪些功能。 三、 GSM移动通信系统结构与 原理 （5）、移动用户作主叫过程 A、用户把呼叫申请、主被叫号码送到MSC ； B、MSC根据之前保存的用户数据，判断是 否允许用户的呼叫； C、MSC把电话接通；移动用户被叫过程(北京用户呼叫宜宾的用 户，宜宾的用户在成都漫游做被叫的流程)BSC北京MSC宜宾HLR成都MSCBSC13708290001（5）寻呼被叫用户 （4）向被叫MSC 发送信令（1）发送被叫号码号段归属HLR 1370829宜宾 1390100北京 1390222成都(3)查询被叫号 码所在位置（6）回应寻呼（7建立通话宜宾MSC(2) 分析被叫号码 属于那个HLRMSISDN登记位 置 13902560005-北京 13702340001宜宾 13708290001成都三、 GSM移动通信系统结构与 原理 （6）、移动用户作被叫 A、主叫交换机根据被叫号码，分析得到被叫归属HLR ； B、主叫交换机到被叫归属HLR查询被叫用户所在MSC （登记位置）并把信息传给主叫MSC； C、主叫交换机把通话接通到被叫MSC（用户所在MSC ）； D、被叫MSC寻呼（广播）被叫用户（通过BSC、基站 ）； E、被叫用户回应寻呼； F、通话建立 总结：凡是呼叫移动用户，一定要到其归属HLR进行位 置查询！三、 GSM移动通信系统结构与 原理 4、用户功能与业务受理 （1）、HLR的作用之一：保存所有归属 用户的数据、资料； 用户的绝大部分功能均以HLR中数据 为准；三、 GSM移动通信系统结构与 原理 （2）、业务功能受理 业务功能受理主要包括两部分工作： 用户功能改变与费用扣收 A、业务前台、业务网站（包括12530、动感地带等） 通过BOSS向HLR增删、修改用户数据，从而改变用户 功能。 B、业务平台通过BOSS或SCP实现费用扣收 C、用户功能列举：来电显示、漫游范围、呼入呼出限 制（停机、半停）、呼叫转移、短信功能、数据业务功 能、呼叫等待、会议电话、GPRS功能、彩铃功能等等三、 GSM移动通信系统结构与 原理 HLR、BOSS、其他业务平台的关系BOSS12530彩铃网站华为智能网HLR动感地带网站业务前台、业务网站（包括12530、动感地带等）通过BOSS向HLR 增删、修改用户数据，从而改变用户功能五、短信 1、网络结构图MSCHLRBSCMSCBSC短信中心五、短信 2、短信中心 （1）、短信中心的作用：类似于邮局保存归属用 户发来的短信，并把短信转发到被叫用户储存网络专业术语（举例） 一、切换：MS在通话过程中从