一级建造师《通信与广电》课程辅导-精讲讲义(十三)

IL411042第二代蜂窝移动通信网络

一、2G移动通信网络构成

2G移动通信网络有交换子系统(NSS)、操作维护子系统(OSS)、 基站子系统(BSS)和移动台(MS)四部分组成。

(一)移动交换子系统(NSS)

移动交换子系统(NSS)主要完成话务交换功能和客户数据与移动性所需的数据库功能。移动交换子系统(MSS)由移动交换中心(MSC)、 操作维护中(OMC)以及来访用户位置寄存卷(VLR)、归属用户位置寄 存器(HLR)、鉴权中心(AUC)和移动设备识别寄存器(EIR)等单元组成

1、移动交换中心(MSC):

负责完成呼叫处理和交换控制,实现用户寻呼接入,信道分配、呼叫接续、话务量控制,计费和基站管理等功能,还可完成BSS和MSC之间 的切换和辅助性的无线资源管理等并提供链MSC和其他公用通信网络的链路接口功能。MSC与其他网络部件协同工作,实现移动用户位置登记 、越区切换、自动漫游、用户鉴权和服务类型控制等。

2、来访用户位置寄存器(VLR):

是一个存储来访用户信息的数据库,也是一个动态数据库,存储的信息有移动台状态,位置区域识别码(LAI)、临时移动用户识别码( TSMI)和移动台漫游码(MSRN)。

3、归属位置寄存器(HLR):

是一个用来存储本地用户信息的数据库,一个HLR可控制若干移动交换区域。每个移动客户都应在其归属位置寄存器(HLR)注册登记。 HLR存储两类数据。一是永久客户的数据參数,包括MSISDN、LMSI、用户类别Ki和补充业务等参数;二是暂时性客户的信息,包括MSC/VLR地址 ,用户状态、移动用户的漫游号码等。

4、鉴权中心(AUC):可靠地识别用户的身份,只允许有权用户接入网 络并获得服务。

(二)基站子系统(BSS)

BSS系统通过无线接口与移动台和基站控制器及交换中心相连接。 BTS负责无线传输,BSC负责控制与管理。一个BSS系统由一个BSC与一个 或多个BT S组成。(一个BSC可以控制最多30个BTS) 基站控制器(BSC),是基站系统的控制部分,一端与一个或多个 BTS相连,另一端与MSC及OMC相连,对所控制的BTS的MS执行切换控制传 递BTS与MSC之间话务和信令,连接地面链路和控制接口信道。

2、基站收发信台(BTS)为无线接口设备,包含射频部件,实现为提供移动台的空中接口链路。可支持一个或多个小区。能够对移动台和基站进行功率控制。

(三)操作维护子系统(OSS)

主要提供远程管理和维护网络的功能。一般有网络管理(NMC)和操 作维护(0MC)两部分组成。NMC提供整个网络管理。0MC提供区域性网 络管理功能,用于日常维护操作、包括事件/告警状态、故障诊断、性 能管理、配置管理、安全管理等。

(四)移动台(MS)

移动台就是移动客户设备,通过无线空中接口给用户提供接入网络业务的能力。由移动终端(ME)和客户识别模块(SIM)两部分组成。可 完成话音、数据和控制信号在空中的发送和接收。SIM卡是用于识别用 户的唯一标识,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。

二、GSM系统

(一)工作频段及频道间隔

我国GSM通信系统采用900MHz和1800MHz两个频段。

900MHz频段,上行频段890〜915MHz,下行频段935~960MHz.双工 间隔45MHz,工作带宽25MHz。

1800MHz频段,上行频段1710〜1785MHz,下行频段1805〜1880MHz。 双工间隔95MHz,工作带宽75MHz。

相邻两个频道间隔200kHz。每个频道采用时分多址接入(TDMA)方 式,分为8个时隙,即8个信道。每个用户使用一个频道中的一个时隙传 送信息。

(二)频率复用

GSM频率复用是指在不同间隔区域内,使用相同频率进行覆盖。GSM 无线网络规划基本上采用4X3频率复用方式,即每4个基站为一个群, 每个基站分成6个三叶形60度扇区或3个129度扇区,共需12组频率。这 种方式同频载干比C/I能够比较可靠地满足GSM标准。即C/I>12dB

(三)GSM通信系统采用的多址技术主要有频分多址技术(FDMA)和时分多址技术(TDMA)频分多址是整个可分配的频谱划分成许多单个无线信 道(发射和接收裁频对),每个信道可以传输一路语音或控制信息。时分多址是在一个宽带的无线载波上,按时隙划分若干时分信道,每个用 户占用一个时隙,只在这一指定的时隙内收发信号。

(四)切换

处于通话状态的移动用户从一个BSS移动到另一个BSS时,切换功能保持用户已经建立的链路不被中断。切换包括BSS内部切换,BSS间的切换和NSS间的切换。其中BSS间的切换和NSS间的切换都需由MSC控制完成 ,而BSS内部切换由BSC控制完成。

三、CDMA系统

(一)工作频段:

我国采用800MHz的CDMA移动通信系统频段

825MHz〜835MHz (上行:基站收、移动台发)

870MHz〜880MHz (下行:基站发、移动台收)

双工间隔为45MHz,工作带宽10MHz,载频带宽1.25MHz.

(二) CDMA多址方式

1、CDMA给每个用户分配一个唯一的码序列(扩频码),并用它来承载信息的信号进行编码。知道该码序列用户接收机对收到的信号进行编码,并恢复出原始数据。由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的 带宽,编码过程扩展了信息的频谱,从而也称扩频调制。

2、CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同,可以分为直接序列扩频、跳频扩频、跳时扩频和复合式扩频等几种方式。扩频信号具有抗干扰 能力强、保密性能好、可以实现码分多址、抗多址干扰,能精确定时和测距等特点。

(三) 切换

与GSM的硬切换相比,CDMA移动台在通信时可能发生同频软切换,同 频同扇区间硬切换以及载频的硬切换。

软切换过程是指MS开始转入一个新基站时,在不切断与BSS系统联 系的情况下,把话路转移到新的更合适的BTS上去的过程,即我们通常所说的“先连后断"使得CDMA相对GSM在切换成功率方面大大提髙。

(四)CDMA的优点

与GSM相比,具有以下优点:

1、系统容量大;理论上比GSM大4〜5倍,实际容量增大3倍。。

2、系统通信质量更好;

3、频率规划灵活;

4、频率利用率高。


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