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gsm網路架構圖

發布時間:2024-10-22 14:40:38

1. GSM網路的工作原理

1 分組數據路由及傳輸

GPRS傳輸協議平台如圖3所示。

圖3 GPRS傳輸協議平台

LLC(Logical Link Control)協議基於HDLC(高級數據鏈路控制規程)協議,LLC幀包含幀頭、臨時地址欄位、可變長度信息欄位和幀檢測序列,為MS和SGSN之間提供高可靠的邏輯鏈路,可傳輸確認幀和非確認幀,對中斷幀可檢測重發,支持點對點和點對多點數據傳輸。利用同一個物理信道實現網路和多個MS之間傳輸信息,LLC層允許信息傳送有不同優先順序。

SNDCP(SubNetwork Dependent Convergence Protocol)協議屬於網路層協議,從移動台MS到SGSN,數據分組被分成幾個子網相關的收斂數據單元,SNDCP協議執行用戶數據的分段處理、用戶數據的壓縮、TCP/IP頭的壓縮和加密功能。

BSSGP(Base SubSystem GPRS Protocol)協議支持基站和SGSN之間傳送路由信息和QoS信息,及執行SGSN和BSC(基站控制器)之間信令管理和分組確認功能。Network Service(NS)網路服務層用來傳輸BSSGP PDUs,它是基於BSS和SGSN間的幀中繼連接,可以採用直聯方式,也可經過幀中繼網路進行連接。

GTP(GPRS Tunnelling Protocol)協議在GPRS骨幹網中在GSNs之間(如SGSN和GGSN)提供協議信道,所有的PTP分組數據協議的PDUs應由GTP協議進行封裝。

TCP/UDP,其中TCP是承載需要可靠數據鏈路(如X.25)的GPRS骨幹網的GTP PDUs的協議,而UDP是承載不需可靠數據鏈路 (如IP)的GPRS骨幹網的GPT PDUs的協議。TCP提供流量控制和保護GTP PDUs避免數據丟失和崩潰功能,而UDP僅提供避免GTP PDUs崩潰的功能。

IP是GPRS骨幹網協議,用於用戶數據和控制信令的路由協議,GPRS第一階段採用Ipv4,最終要採用Ipv6協議。

L1bis,L1,L2底層協議,在GPRS規范中沒有明確規定,各廠商的解決方法可能不同。

在MS和SGSN之間,由SNDCP/LLC協議來路由轉發分組數據單元PDU,通過TLLI/NSAPI標識來唯一識別特定用戶的PDU。在 SGSN和GGSN之間,利用GTP頭中的TID和IP頭中的GSN地址來唯一標識特定用戶的PDU傳輸隧道。GPRS中的分組數據傳輸主要分為MS- PDN、MS-MS兩種類型。圖5描述了分組數據的路由傳輸方式。

(1)MS-PDN分組路由傳輸

當MS在歸屬網路中時,分組數據路由方式,如圖5中「1」所示。由MS發出的PDU通過SNDCP/LLC協議傳輸到SGSN,SGSN通過 GPRS內部骨幹網,採用GTP協議,將PDU以隧道方式路由傳輸到GGSN,由GGSN互聯PDN網,將PDU最終轉發給TE。

當MS在拜訪網路中時,根據PDP地址由歸屬網路分配,還是由拜訪網路分配,分為兩種方式。當由拜訪網路分配時,其路由過程類似於MS在歸屬網路中的情況。當PDP地址由歸屬網路分配時,其路由過程如圖5中「2」所示。MS發出的PDU需通過BG網關轉發回歸屬網路的GGSN,由歸屬網路的 GGSN接入外部PDN。這兩種方式各有優缺點,前者效率較高,可避免PDU跨GPRS骨幹網路傳輸,大大減少GPRS骨幹網互聯的帶寬需求,但要求不同網路運營者和PDU業務提供者達成相關漫遊協議,增加了網路建設的復雜性。後者實現簡單,當漫遊用戶較少時,不失為一種快捷方便的實現方式。

(2)MS-MS分組路由傳輸

MS-MS分組路由傳輸根據兩個MS是否屬於同一GPRS內部骨幹網分為兩種情況。當兩個MS屬於同一GGSN時,其路由傳輸方式如圖5中 「3」所示。MS1發出的PDU送達GGSN後,GGSN發現目的地址在GGSN內,又將該PDU封裝後發給MS2所在的SGSN,從而到達MS2。

當兩個MS屬於兩個不同的GPRS骨幹網時,根據GGSN之間是否存在路由,又分為兩種路由傳輸方式。當GGSN之間存在路由時,如圖5中 「4」所示,MS1發出PDU到達GGSN,GGSN發現與目的地址對應的GGSN之間有GPRS可達路由,則將PDU經PLMN間骨幹網送往目的 GGSN,進而轉發給MS2。如沒有GPRS可達路由,則如圖中「5」所示,將PDU經由外部PDN發往目的GGSN。

圖4 GPRS分組數據路由傳輸方式

2.信令協議平台

GPRS信令協議平台由控制協議以及支持傳輸協議平台組成,主要實現如下功能:

控制GPRS網接入連接,如與GPRS網連接和斷開;

控制網路接入連接的建立,如分組數據協議PDP(X.25或IP)地址激活;

為了支持用戶的移動性,控制建立網路連接的路徑;

當用戶的需求改變時,控制網路資源的分配。

GPRS中主要有如下信令協議平台:

MS-SGSN之間的信令協議平台。其中GMM/SM(GPRS Mobility Management and Session Management)協議支持移動管理功能,如GPRS連接、斷開、安全管理、路由更新、位置更新、PDP文本激活和去激活等。

SGSN-HLR之間的信令協議平台,採用標準的MAP信令,支持SGSN和HLR之間的信令交換,是在GSM網的基礎上,為GPRS的移動性管理增加的新功能。

SGSN-MSC/VLR之間的信令協議平台如圖8所示,BSSAP+協議是BSSAP協議的子集,支持SGSN-MSC/VLR之間的信令,實現MSC和SGSN之間的互操作。

GSN-GSN之間的信令協議平台如圖9所示,GTP協議為GPRS骨幹網中的SGSN和GGSN之間及SGSN之間的用戶數據和信令信息提供隧道。

在GPRS中還有其它一些信令,如:SGSN-EIR之間的MAP信令,SGSN-SMS-SC之間的MAP信令等。

GPRS業務處理流程

GPRS的業務處理流程主要由移動性管理流程和PDP激活/去激活處理流程實現。GPRS移動性管理流程主要有附著、分離、位置管理等處理流程,每個處理流程中通常會加入登記、鑒權、IMEI校驗、加密等接入控制與安全管理功能。PDP激活/去激活處理流程都分為MS發起和網路發起的兩種處理流程。

四、GPRS業務及應用
1.業務特點及種類

GPRS網為移動數據用戶主要提供突發性數據業務,能快速建立連接,無建鏈時延。GPRS特別適用於頻繁傳送小數據量的應用和非頻繁傳送大量數據。GPRS能提供的PTP(點對點)和PTM(點對多點)數據業務外,還能支持補充業務和短消息業務。

GPRS網提供的承載業務:

(1)點對點無連接網路業務(PTP-CLNS)

PTP-CLNS屬於數據報類型業務,各個數據分組彼此互相獨立,用戶之間的信息傳輸不需要端到端的呼叫建立程序,分組的傳送沒有邏輯連接,分組的交付沒有確認保護,主要支持突發非互動式應用業務,是由IP協議支持的業務。

(2)點對點面向連接的數據業務(PTP-CONS)

PTP-CONS屬於虛電路型業務,它為兩個用戶或多個用戶之間傳送多路數據分組建立邏輯虛電路(PVC或SVC)。PTP-CONS業務要求有建立連接、數據傳送和連接釋放工作程序。PTP-CONS支持突發事件處理和互動式應用業務,是面向連接網路協議,如X.25協議支持的業務,在無線介面,利用確認方式提高可靠性。

(3)點對多點數據業務(PTM)

GPRS提供的點對多點業務可根據某個業務請求者要求,把信息送給多個用戶,又可細分為點對多點多信道廣播業務(PTM-M)、點對多點群呼業務(PTM-G)、IP廣播業務(IP-M).

(4)其它業務

包括GPRS補充業務、GSM短消息業務、匿名的接入業務和各種GPRS電信業務。

2.GPRS應用

GPRS應用主要分為面向個人用戶的橫向應用和面向集團用戶的縱向應用兩種。

對於橫向應用,GPRS可提供網上沖浪、E-mail、文件傳輸、資料庫查詢、增強型短消息等業務。

對於縱向應用,GPRS可提供以下幾類應用:

運輸業:車輛及智能調度;

金融、證券和商業:無線POS、無線ATM、自動售貨機、流動銀行等;

PTM業務更可完美支持股市動態、天氣預報、交通信息的實時發布;

公共安全業:隨時隨地接入遠程資料庫;

遙測、遙感、遙控:如氣象、水文系統收集數據,對災害進行遙測和告警,遠程操作;

提供VPN業務,使企業員工能夠隨時隨地與總部保持聯系,降低公司建設自己的廣域網的成本;

另外,還能提供種類繁多、功能強大的以GPRS承載業務為基礎的網路應用業務和基於WAP的各種應用。

對GPRS應用舉兩個例子進行分析。如圖6所示為GPRS手機與GPS聯合提供車輛的實時調度、監控和管理,GPS探測到的車輛當前位置信息,由GPRS手機通過GPRS網路實時地傳輸到車輛調度中心,車輛調度中心的指示、命令也可以通知PTP或PTM方式發送給一個或多個駕駛員,完全可以取代現有的無線集群指揮調度系統,具有成本低廉、覆蓋范圍廣、無需專人維護的優點。

圖5 GPRS應用舉例—車輛定位及智能調度

圖7所示為採用遠程撥號方式接入VPN虛擬網,使用第二層隧道協議L2TP。移動用戶接入提供VPN功能的GGSN,GGSN首先通過自己的 Radius伺服器對輸入的公司名進行認證,然後啟動到公司總部路由器的L2TP隧道協商,由總部和GGSN的Radius伺服器對TID進行認證,通過後就建立起GGSN和公司總部路由器之間隧道連接。此時用戶的PPP包可以直達公司總部路由器,由公司總部路由器通過公司的Radius伺服器完成對用戶級的認證,通過後,就建立起GPRS手機到達公司總部路由器的PPP鏈路,從而真正實現移動辦公業務。

圖6 GPRS應用舉例—移動VPN業務

2. 什麼是蜂窩移動網路

蜂窩網路(英語:Cellular network),又稱移動網路(mobile network)是一種移動通信硬體架構,分為模擬蜂窩網路和數字蜂窩網路。由於構成網路覆蓋的各通信基地台的信號覆蓋呈六邊形,從而使整個網路像一個蜂窩而得名。

常見的蜂窩網路類型有:GSM網路(有些國家叫pcs-1900)、CDMA網路、3G網路、FDMA、TDMA、PDC、TACS、AMPS等。

(2)gsm網路架構圖擴展閱讀:

蜂窩網路被廣泛採用的原因是源於一個數學結論,即以相同半徑的圓形覆蓋平面, 當圓心處於正六邊形網格的各正六邊形中心,也就是當圓心處於正三角網格的格點時所用圓的數量最少。

雖然使用最少個結點可以覆蓋最大面積的圖形即使要求結點在一個如同晶格般有平移特性的網格上也仍是有待求解的未知問題,但在通訊中,使用圓形來表述實踐要求通常是合理的。

因此出於節約設備構建成本的考慮,正三角網格或者也稱為簡單六角網格是最好的選擇。這樣形成的網路覆蓋在一起,形狀非常像蜂窩,因此被稱作蜂窩網路。

3. gprs是什麼意思

通用分組無線服務技術(General Packet Radio Service)的簡稱,它是GSM行動電話用戶可用的一種移動數據業務。 它經常被描述成「2.5G」,也就是說這項技術位於第二代(2G)和第三代(3G)移動通訊技術之間。它通過利用GSM網路中未使用的TDMA信道,提供中速的數據傳遞。GPRS突破了GSM網只能提供電路交換的思維方式,只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統進行部分改造來實現分組交換,這種改造的投入相對來說並不大,但得到的用戶數據速率卻相當可觀。GPRS(General Packet Radio Service)是一種以全球手機系統(GSM)為基礎的數據傳輸技術,可說是GSM的延續。GPRS和以往連續在頻道傳輸的方式不同,是以封包(Packet)式來傳輸,因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算,並非使用其整個頻道,理論上較為便宜。
GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。而且,因為不再需要現行無線應用所需要的中介轉換器,所以連接及傳輸都會更方便容易。如此,使用者既可聯機上網,參加視訊會議等互動傳播,而且在同一個視訊網路上(VRN)的使用者,甚至可以無需通過撥號上網,而持續與網路連接。

GPRS分組交換通信技術

GPRS分組交換的通信方式在分組交換的通信方式中,數據被分成一定長度的包(分組),每個包的前面有一個分組頭(其中的地址標志指明該分組發往何處)。數據傳送之前並不需要預先分配信道,建立連接。而是在每一個數據包到達時,根據數據包頭中的信息(如目的地址),臨時尋找一個可用的信道資源將該數據報發送出去。在這種傳送方式中,數據的發送和接收方同信道之間沒有固定的佔用關系,信道資源可以看作是由所有的用戶共享使用。
由於數據業務在絕大多數情況下都表現出一種突發性的業務特點,對信道帶寬的需求變化較大,因此採用分組方式進行數據傳送將能夠更好地利用信道資源。例如一個進行WWW瀏覽的用戶,大部分時間處於瀏覽狀態,而真正用於數據傳送的時間只佔很小比例。這種情況下若採用固定佔用信道的方式,將會造成較大的資源浪費。
圖1是基於分組的通信過程示意圖。

圖1 分組通信示意圖
在GPRS系統中採用的就是分組通信技術,用戶在數據通信過程並不固定佔用無線信道,因此對信道資源能夠更合理地應用。
在GSM移動通信的發展路標中,GPRS是移動業務和分組業務相結合的第一步,也是採用GSM技術體制的第二代移動通信技術向第三代移動通信技術發展的重要里程碑

GPRS網路結構

GPRS網路引入了分組交換和分組傳輸的概念,這樣使得GSM網路對數據業務的支持從網路體繫上得到了加強。圖2和圖3從不同的角度上給出了GPRS網路的組成示意圖。GPRS其實是疊加在現有的GSM網路的另一網路,GPRS網路在原有的GSM網路的基礎上增加了SGSN(服務GPRS支持節點)、GGSN(網關GPRS支持節點)等功能實體。GPRS共用現有的GSM網路的BSS系統,但要對軟硬體進行相應的更新;同時GPRS和GSM網路各實體的介面必須作相應的界定;另外,移動台則要求提供對GPRS業務的支持。GPRS支持通過GGSN實現的和PSPDN的互聯,介面協議可以是X.75或者是X.25,同時GPRS還支持和IP網路的直接互聯。

4. GSM網路架構

隨便下載一個資料看下 就了解了, 主要是 看看 架構圖

5. 什麼是3G,4G網路,CDMA是什麼意思!這些又是什麼功能謝謝

我問的太籠統了,不過我試著答下。
3G是3rd Generation,第三代移動通信系統,同理版4G,目前3四種標准:CDMA2000(美國提出權),WCDMA(歐洲提出),TD-SCDMA(中國提出),WiFi。4G目前我知道兩種:LTE-Advance,WiMax。好多人認為LTE是4G,准確的說是3.9G,因其速率還未達到4G標准。

3G與2G相比,主要增加數據業務,就是手機上網,視頻等等,4G可以提供比3G更高的速率。

CDMA是碼分多址接入 (Code Division Multiple Access)的意思,由美國高通公司提出並申請專利,移動通信系統中,該技術最早用在2G的 IS-95系統中,目前IS-95系統在我國由電信運行,很多情況下大家把CDMA和IS-95等同,大家平常所說的C網(CDMA網)實際上是指IS-95系統。
CDMA同之前提出的FDMA,TDMA等等一樣是一種多址技術,只不過是利用碼來區分。
具體的技術細節就不寫了,太多了,不知道是不是你要的~~~

6. GSM網路優化的一些問題

為移動用戶開放智能業務是今後一個時期的業務需求。研究移動通信網智能化發展的趨勢、移動網與智能網

的互聯互通以及為移動用戶開放智能業務很有意義。無線網的標准與智能網的標准側重點不同,智能網的標准主要為固定網用戶提供增值業務,而無線網路的目標是無論用戶在什麼位置,是否處於移動當中,均要為最終用戶提供電信業務。二者既有區別又有聯系。而智能化,個人化,寬頻化是整個通信發展的方向,移動網與智能網最終應趨於融合。

——從通信技術發展的角度來看,寬頻化、智能化、個人化是現代通信的發展方向。作為第二代移動通信系統的GSM和CDMA系統,在網路體系結構上也正逐步考慮網路的智能化因素。在網路參考模型上逐漸增加智能網的功能模塊,例如GSM系統中的移動網增強業務的客戶化應用(CAMEL,Customised Applications for Mobile Network Enhanced logic)和CDMA系統中無線智能網(WIN,Wireless Intelligent Network)的概念就是基於在移動系統中加入智能網的模塊。另外,獨立的歸屬位置登記器(HLR)和鑒權中心(AC)等功能也將在智能平台上實現。

一、移動通信網的智能化

——智能網的概念模型(INCM)分為業務平面、總體功能平面、分布功能平面和物理平面。例如北美的無線智能網在業務功能平面上定義了3種類型的業務:終端移動性、個人移動性和先進的網路業務。後兩種業務對於固定網和移動網是公共的,例如來話呼叫篩選、個人號碼業務、虛擬專用網業務、語音控制業務等。目前有線網的智能網標准可以支持所有這些業務和業務特徵,但無論是智能網還是基本的無線網均無法單獨實現固定網與無線網之間無縫隙的互通。目前無論是第二代移動通信網(例如GSM,CDMA)的發展,還是第三代移動通信網 (IMT-2000)的立足點,均在尋求固定網與無線網之間無縫隙的互通。移動通信網的總體功能平面是基於能力集2(CS2)的,但是目前還沒有提出移動特有的業務獨立的積木式模塊(SIB)。

——移動網與智能網最大的融合點,也是最大的區別在於分布功能平面(DFP)。移動網智能化的一個重要標志是在移動網的相關標准中增加了分布功能平面的描述。這既是第二代移動通信系統向智能化發展的方向,也是第三代移動通信系統功能結構的基礎。

1.GSM網路的智能化

——雖然GSM整體網路結構的設置具有一定智能網的雛形,但真正實現智能業務還需要增加相應的網路實體和介面信令。在GSM第2+階段引入了CAMEL業務。該業務是一種網路特性而不是一種補充業務,即使用戶漫遊出國內公用陸地移動網(HPLMN),網路運營者也可以為用戶提供其特定的業務。CAMEL特性應用於移動始發呼叫和移動終接呼叫相關的活動。此外,CAMEL還支持運營者特有業務的業務控制,因此,需要定義拜訪公用陸地移動網(VPLMN)、詢問公用陸地移動網(IPLMN)和歸屬公用陸地移動網(HPLMN)之間的信令協議,以及與CAMEL業務環境(CSE)之間信息交換的方式,以實現多網路多廠家間的互通。

——CAMEL是一種智能業務,採用了智能網的業務控制功能。它也是分階段的,第一階段僅是智能業務的一部分,但帶有移動的一些特殊性。實現CAMEL業務的網路結構如圖1所示。

——由圖1可見,為支持CAMEL業務,在原來GSM網路結構中增加了GSM業務控制功能和GSM業務交換功能,它們是公用陸地移動網的一部分。通常,GSM業務交換功能與位於移動交換中心的訪問位置登記器(MSC/VLR)設在一起,而GSM業務控制功能往往獨立設置。

——網路中採用的信令包括MAP+和CAMEL應用部分(CAP)。MAP+協議是原有GSM移動應用部分協議的增強版,是為了支持CAMEL業務而對原有的移動應用部分協議作了一些修改。CAMEL應用部分協議是基於在GSM業務交換功能和GSM業務控制功能之間傳送的智能網INAP協議,並與INAP基本兼容。

2.CDMA網路結構的智能化

——無線智能網的網路結構即在原有CDMA網路結構的基礎上增加了一些智能網的功能實體,如圖2所示。採用ANSI-41作為實現無線智能網的基礎,也相當於在GS2功能模塊的基礎上定義了一些功能實體,來滿足移動相關業務的要求。

——與CS2的分布功能平面相比較,無線智能網增加了5個功能實體:鑒權控制功能(ACF)、無線接入控制功能(RACF)、位置登記功能(LRF)、無線終端功能(RTF)和無線控制功能(RCF)。

二、移動網與智能網的互聯結構

——無論是GSM系統的CAMEL業務,還是CDMA系統的無線智能網,均是在移動網的網路結構和業務功能上逐漸採用智能網的原理,增加其功能模塊,尋求智能網與移動網之間的無縫隙互通。從競爭和吸引用戶的角度出發,還需要考慮現有移動網與智能網如何互聯,移動網用戶如何接入到智能網,與公眾電話網用戶共享所有的智能網業務,以及隨著網路的發展,各發展階段網路結構如何變化。

——根據現有網路發展速度、規模、設備情況及業務需求量,在為移動用戶開放智能業務時,智能網和移動網的互聯結構有兩種:①建立移動網的業務交換點和業務控制點,並與智能網互聯;②移動網與智能網的業務控制點綜合設置。

——第一種結構是移動網智能化以後,在移動網范圍內開放智能業務的結構。第二種結構是移動網與智能網相互融合提供業務時的結構。

1.建立移動網的業務控制點和業務交換點並與智能網互聯

——從GSM系統的智能化發展及北美無線智能網的發展可以看到,網路功能結構上的智能化使得移動網可以獨立地對其用戶開放某些智能業務。對GSM的移動應用部分和CAMEL 應用部分與CDMA的ANSI-41,目前均已定義了一些智能業務的信令流程,隨著智能網CS1和CS2的發展,將陸續提供新的業務和增加新的業務流程。

——在這種互聯結構下,移動網的移動交換中心作為業務交換點,將建立自己的業務控制點或在歸屬位置登記器中增加業務控制點功能,移動業務交換點與移動業務控制點互聯組成移動智能網部分,為移動用戶開放多種業務。同時根據需要,移動網的業務交換點可以與公眾電話網的業務交換點互聯,為移動用戶開放與公眾電話網用戶相同的智能網業務。其互聯結構如圖3所示。

——圖3中公用陸地移動網與公眾電話網分別建立了自己的智能網體系,在位於移動交換中心的移動業務交換點(MSC/MSSP)與位於匯接局的業務交換點(Tm/SSP)之間進行智能網和無線智能網的互聯。在這兩種業務交換點之間可以採用電話用戶部分或ISDN用戶部分(TUP/ISUP)。

——智能網中設在匯接局的業務交換點與業務控制點之間可以採用中國智能網應用協議(INAP);無線智能網設在移動交換中心的業務交換點與歸屬位置登記器之間,在GSM系統中採用移動應用部分,在CDMA系統中採用ANSI-41;設在移動交換中心的業務交換點與業務控制點之間,在GSM系統可以採用CAMEL應用部分,在CDMA系統採用ANSI-41;歸屬位置登記器與移動業務控制之間可以採用移動應用部分或ANSI-41。

——這種互聯方式是目前各移動系統在向用戶提供智能業務時考慮和選擇的方式。此方式可以在移動系統開放一些智能業務,目前不論是GSM還是CDMA,關於這方面的標准已經逐漸形成。用戶進行位置登記時,通過設在移動交換中心的訪問位置登記器從歸屬位置登記器能得知其服務清單或用戶數據。在用戶進行呼叫或者被叫時,再由設在移動交換中心的業務交換點向業務控制點進行用戶數據的查詢或翻譯,並進行路由的接續。

——向移動用戶開放與公眾電話網用戶相同的智能業務時,根據智能網的發展規模可以採用兩種方式:①移動交換中心作為端局接入到智能網的業務交換點;②移動交換中心作為業務交換點接入到智能網的業務控制點。

——當移動網與智能網互聯時,移動交換中心應識別出智能業務接入碼是否屬於智能網開放業務的接入碼,並將用戶所撥號碼、用戶的主叫號碼及其位置號碼傳送給設在匯接局的業務交換點,由它向相應的業務控制點做數據的查詢,然後進行路由接續。

2.移動網的業務控制點與智能網的業務控制點合設

——移動網與智能網的相互融合是今後發展的方向。移動網與智能網可以在同一智能平台上提供業務,即它們的業務控制點平台綜合設置:移動交換中心作為無線網的移動業務交換點與業務控制點互聯,公眾電話網的長途交換局或匯接局作為有線網的業務交換點與業務控制點互聯。其互聯結構如圖4所示。

——在此互聯結構中,移動業務控制點與智能網業務控制點採用同一個平台。業務控制點與設在匯接局的業務交換點互聯可以採用中國智能網應用協議;業務控制點與GSM設在移動交換中心的業務交換點互聯可以採用CAMEL應用部分,與CDMA設在移動交換中心的業務交換點互聯可以採用ANSI-41;設在移動交換中心的業務交換點與設在匯接局的業務交換點之間採用電話用戶部分或ISDN用戶部分。

——這種互聯結構與前一種互聯方式不同的是,需要對智能網的業務控制點做一定的改動和配合,以支持多種協議規程,這是個比較難以協調的問題。今後隨著電信網運營方式的改變,業務提供者逐漸與網路提供者分離,業務提供者只需擁有業務控制點及IP等。對業務提供者而言,採用有線網與無線網共用一個智能網平台的方式應該是很經濟的。

三、移動網可開放的智能網業務

——在數字移動網上開放智能業務應從兩方面考慮:①移動網智能化以後可以開放的智能業務。這些智能業務與ITU-T CS1的業務不盡相同,但也是採用智能網的原理;②目前我國已建的智能網上已經對公眾電話網用戶開放和即將開放的智能業務。

——移動網所能夠支持的智能業務包括虛擬專用網業務(VPN)、預付費業務和個人號碼業務等。

——智能網能夠提供的智能業務有:300號記帳卡呼叫業務、800號被叫集中付費業務和600號虛擬專用網業務等。

——移動網與智能網提供的有些業務功能是相同的,但實現方式不盡相同。比較而言,移動網的標准更多地考慮了移動用戶的特性,因此能為移動用戶提供更完全的智能業務。

四、小 結

——移動網從網路結構上採用智能網的原理,逐漸增加智能網的功能模塊,提供更多的新業務。無論GSM系統中的CAMEL還是CDMA系統中無線智能網,均在原有移動網基本功能模塊上逐漸增加智能網的功能單元,向智能化發展。而智能網的發展,也在逐漸考慮終端的移動性和個人的移動性。第三代移動通信系統(IMT-2000)的最終目標即是實現與智能網CS3的無縫的互通。在怎樣進行融合的問題上還需要進一步研究。

——總之無線網的標准與智能網的標准側重點不同,智能網的標准主要為固定網用戶提供增值業務,而無線網路的目標是無論用戶在什麼位置,是否處於移動當中,均要為最終用戶提供電信業務。二者既有區別又有聯系。而智能化、個人化、寬頻化是整個通信發展的方向,移動網與智能網最終應趨於融合。那麼移動網與智能網如何進行全球性互通,現有的移動系統如何向智能化過渡,是第三代移動通信系統(IMT-2000),也是智能網CS3的研究目標。

7. 手機網路信號的各個區域是通過什麼來實現的

GSM900和DCS1800就是我們平常講的雙頻網路,它們都是GSM標准。兩個系統功能相同,主要是頻率不同,GSM900工作在900MHZ,DCS1800工作在1800MHZ。我國最早使用的是GSM900,隨著通信網路規模和用戶數量的迅速發展,原有的GSM900網路頻率變得日益緊張,為更好地滿足用戶增長的需求,我國近期引入了DCS1800,並採用以GSM900網路為依託, DCS1800網路為補充的組網方式,構成GSM900/DCS1800雙頻網,以緩和高話務密集區無線信道日趨緊張的狀況。只要用戶使用的是雙頻手機,就可在GSM900/DCS1800兩者之間自由切換,自動選擇最佳信道進行通話,即使在通話中手機也可在兩個網路之間自動切換而用戶毫無察覺,而且手機選擇了最佳信道,接通率得到了提高。為適應這個趨勢,進一步搶占市場份額,諾基亞、摩托羅拉、愛立信等世界著名行動電話設備生產廠商競相開發並推出多頻段手機。

(一)GSM系統的網路結構

GSM的歷史可以追溯到1982年,當時,北歐四國向CEPT(Conference Europe of Post and Telecommunications)提交了一份建議書,要求制定900MHZ頻段的歐洲公共電信業務規 范,以建立全歐統一的蜂窩系統。同年,成立了移動通信特別小組(GSM-Group Special Mobile)。在1982年~1985年期間,討論焦點是制定模擬蜂窩網標准還是制定數字蜂窩網 標准問題,直到1986年決定為制定數字蜂窩網標准。1986年,在巴黎對不同公司、不同 方案的系統(8個)進行了比較,包括現場試驗。1987年5月選定窄帶TDMA方案。與此同時,18個國家簽署了諒解備忘錄,相互達成履行規范的協議。1988年頒布了GSM標准, 也稱泛歐數字蜂窩通信標准。在現階段,GSM包括兩個並行的系統:GSM900和DCS1800, 這兩個系統功能相同,主要是頻率不同。在GSM建議中,未對硬體作出規定,只對功能和介面制定了詳細規定,這樣便於不同產品可以互通。GSM建議共有12個系統。

1.GSM系統的主要組成

GSM數字蜂窩通信系統的主要組成部分可分為移動台、基站子系統和網路子系統。 基站子系統(簡稱基站BS)由基站收發台(BTS)和基站控制器(BSC)組成;網路子系 統由移動交換中心(MSC)和操作維護中心(OMC)以及原地位置寄存器(HLR)、訪問 位置寄存器(VLR)、鑒權中心(AUC)和設備標志寄存器(EIR)等組成。

2.GSM的區域、號碼、地址與識別

1)區域劃分

從地理位置范圍來看,GSM系統分為GSM服務區,公用陸地移動網(PLMN)業務區、移動 交換控制區(MSC區)、位置區(LA)、基站區和小區。

*GSM服務區

由聯網的GSM全部成員國組成,移動用戶只要在服務區內,就能得到系統的各種服 務,包括完成國際 漫遊。

*PLMN業務區

由GSM系統構成的公用陸地移動網(GSM/PLMN)處於國際或國內匯接交換機的級別上,該區域為PLMN業務區,它可以與公用交換電信網(PSTN)、綜合業務數字網(ISDN) 和公用數據網(PDNN)互連,在該區域內,有共同的編號方法及路由規劃。一個PLMN 業務區包括多個MSC業務區,甚至可擴展全國。

*MSC業務區

在該區域內,有共同的編號方法及路由規劃。由一個移動交換中心控制區域稱為 MSC業務區。一個MSC區可以由一個或多個位置區組成。

*位置區

每一個MSC業務區分成若干位置區(LA),位置區由若干基站區組成,它與一個或 若干個基站控制器(BSC)有關。在位置區內移動台移動時,不需要作位置更新。當尋 呼移動用戶時,位置區內全部基站可以同時發尋呼信號。系統中,位置區域以位置區 識別碼(LAI)來區分MSC業務區的不同位置區。

*基站區

一般指一個基站控制器所控制若干個小區的區域稱為基站區。

*小區

小區也叫蜂窩區,理想形狀是正六邊形,一個小區包含一個基站,每個基站包含 若干套收,發信機,其有效覆蓋范圍決定於發射功率、天線高度等因素,一般為幾公 里。基站可位於正六邊形中心,採用全向天線,稱為中心激勵;也可位於正六邊形頂 點(相隔設置),採用120度或60度定向天線,稱為頂點激勵。 若小區內業務量激增時,小區可以縮小(一分為四),新的小區俗稱「小小區」, 在蜂窩網中稱為小區分裂。

2)識別號碼

GSM網路是十分復雜的,它包括交換系統,基站子系統和移動台。移動用戶可以 與市話網用戶、綜合業務數字網用戶和其它移動用戶進行接續呼叫,因此必須具有多 種識別號碼。

1>國際移動用戶識別碼(IMSI)

國際移動用戶識別碼是用於識別GSM/PLMN網中用戶,簡稱用戶識別碼,根據GSM 建議,IMSI最大長度為15位十進制數字。

MCC MNC MSIN/NMSI

3位數字 1或者2位數字 10-11位數字

MCC-移動國家碼,3位數字。如中國的MCC為460。

MNC-移動網號,最多2位數字。用於識別歸屬的移動通信網(PLMN)。

MSIN-移動用戶識別碼。用於識別移動通信網中的移動用戶。

NMSI-國內移動用戶識別碼。由移動網號和移動用戶識別碼組成。

2>臨時用戶識別碼(TMSI)

為安全起見,在空中傳送用戶識別碼時用TMSI來代替IMSI,因為TMSI只在本地有效(即 在該MSC/VLR區域內),其組成結構由管理部門選擇,但總長不超過4個位元組。

3>國際移動設備識別碼(IMEI)

IMEI是唯一的,用於識別移動設備的號碼。用於監控被竊或無效的這一類移動設備, IMEI的構成如下圖所示。

IMEI=TAC+FAC+SNR+SP(15位數)。

TAC FAC SNR SP

6位數字 2位數字 6位數字 1位數字

TAC - Type Approval Code (TAC) 型號批准碼,由歐洲型號批准中心分配。 前2位為國家碼。(例如:Nokia的,Ericsson的,Motorola的,又各式各樣不同型號的 批准碼又不盡相同,如同是Ericsson的,GH388和GF388就不一樣,雖然只差有無蓋; 但只要是同一型號的,前六碼一定一樣,如果不一樣,可能是冒牌貨!)

FAC - Final Assembly Code (FAC)最後裝配碼,表示生產廠或最後裝配地, 由廠家編碼。如40的話,是Motorola在英國(UK)的工廠,07也是Motorola的工廠,在 德國,67的話也是,在美國本地。對Nokia,FAC是51。 SNR - Serial Number (SNR)序號碼,獨立地、唯一地識別每個TAC和FAC移 動設備,所以同一個牌子的同一型號的SNR是不可能一樣的。

SP - Spare備用碼,通常是0。

4>移動台PSTN/ISDN號碼(MSISDN)

MSISDN用於公用交換電信網(PSTN)或綜合業務數字網(ISDN)撥向GSM 系統的號碼,構成如下:

MSISDN=CC+NDC+SN(總長不超過15位數字)

CC=國家碼(如中國為86),NDC=國內地區碼,SN=用戶號碼

5>移動台漫遊號碼(MSRN)

當移動台漫遊到另一個移動交換中心業務區時,該移動交換中心將給移動台分配 一個臨時漫遊號碼,用於路由選擇。漫遊號碼格式與被訪地的移動台PSTN/ISDN號碼格 式相同。當移動台離開該區後,被訪位置寄存器(VLR)和原地位置寄存器(HLR)都 要刪除該漫遊號碼,以便可再分配給其它移動台使用。

MSRN分配過程如下:

市話用戶通過公用交換電信網發MSISDN號至GSMC、HLR。HLR請求被訪MSC/VLR分配 一個臨時性漫遊號碼,分配後將該號碼送至HLR。HLR一方面向MSC發送該移動台有關參 數,如國際移動用戶識別碼(IMSI);另一方面HLR向GMSC告知該移動台漫遊號碼, GMSC即可選擇路由,完成市話用戶->GMSC->MSC->移動台接續任務。

6>位置區識別碼(LAI)

LAI用於移動用戶的位置更新。LAI=MCC+MNC+LAC 。MCC=移動國家碼,識別國家, 與IMSI中的三位數字相同。MNC=移動網號,識別不同的GSMPLMN網,與IMSI中的MNC相 同。LAC=位置區號碼,識別一個GSMPLMN網中的位置區。LAC的最大長度為16bits,一 個GSMPLMN中可以定義65536個不同的位置區。

7>小區全球識別碼(CGI)

CGI是用來識別一個位置區內的小區。它是在位置區識別碼(LAI)後加上一個小 區識別碼(CI)。

CGC=MCC+MNC+LAC+CI。

CI=小區識別碼,識別一個位置區內的小區,最多為16bits。

8>基站識別碼(BSIC)

BSIC用於移動台識別不同的相鄰基站,BSIC採用6比特編碼。

(二)GSM系統信道分類

蜂窩通信系統要傳輸不同類型的信息,包括業務信息和各種控制信息,因而要在物理 信道上安排相應的邏輯信道。這些邏輯信道有的用於呼叫接續階段,有的用於通信進行 當中,也有的用於系統運行的全部時間內。

1、業務信道(TCH)傳輸話音和數據

話音業務信道按速率的不同,可分為全速率話音業務信道(TCH/FS)和半速率話音 業務信道(TCH/HS)。

同樣,數據業務信道按速率的不同,也分為全速率數據業務信道(如TCH/F9.6, TCH/F4.8,TCH/F2.4)和半速率數據業務信道(如 TCH/H4.8,TCH/H2.4)(這里的數 字9.6,4.8和2.4表示數據速率,單位為kb/s)。

2、控制信道(CCH)傳輸各種信令信息

控制信道分為三類:

1)廣播信息(BCH)是一種「一點對多點」的單方向控制信道,用於基站向所有移 動台廣播公用信息。傳輸的內容是移動台入網和呼叫建立所需要的各種信息。其中又分 為:

a、頻率校正信道(FCCH):傳輸供移動台校正其工作頻率的信息;

b、同步信道(SCH):傳輸供移動台進行同步和對基站進行識別的信息;

c、廣播控制信道(BCCH):傳輸通用信息,用於移動台測量信號強度和識別小區 標志等。

2)公共控制信道(CCCH)是一種「一點對多點」的雙向控制信道,其用途是在呼 叫接續階段,傳輸鏈路連接所需要的控制信令與信息。其中又分為:

a、尋呼信道(PCH):傳輸基站尋呼移動台的信息;

b、隨機接入信道(RACH):移動台申請入網時,向基站發送入網請求信息;

c、准許接入信道(AGCH):基站在呼叫接續開始時,向移動台發送分配專用控制 信道的信令。

3)專用控制信道(DCCH)是一種「點對點」的雙向控制信道,其用途是在呼叫接 續階段和在通信進行當中,在移動台和基站之間傳輸必需的控制信息。其中又分為:
a、獨立專用控制信道(SDCCH):傳輸移動台和基站連接和信道分配的信令;

b、慢速輔助控制信道(SACCH):在移動台和基站之間,周期地傳輸一些特定的信 息,如功率調整、幀調整和測量數據等信息;SACCH是安排在業務信道和有關的控制信 道中,以復接方式傳輸信息。安排在業務信道時,以SACCH/T表示,安排在控制信道時, 以SACCH/C表示,SACCH/常與SDCCH聯合使用。

c、快速輔助控制信道(FACCH):傳送與SDCCH相同的信息。使用時要中斷業務信 息(4幀),把FACCH插入,不過,只有在沒有分配SDCCH的情況下,才使用這種控制信 道。這種控制信道的傳輸速率較快,每次佔用4幀時間,約18.5ms。

由此可見,GSM通信系統為了傳輸所需的各種信令,設置了多種專門的控制信道。 這樣做,除因為數字傳輸為設置多各邏輯信道提供了可能外,主要是為了增強系統的控 制功能(比如後面將要提到的,為提高過境切換的速度而採用移動台輔助切換技術), 也為了保證話音通信質量,在模擬蜂窩系統中,要在通話進行過程中,進行控制信息的 傳輸,必須中斷話音信息的傳輸(100ms),這就是所謂的「中斷一猝發」的控制方式。 信道中斷100ms,會使話音產生可以聽得到的喀喇聲。如果這種中斷過於頻繁,勢必明 顯地降低話音質量,因此,模擬蜂窩系統必須限制在通話過程中傳輸控制信息的容量。 與此不同,GSM蜂窩系統採用專用控制信道傳輸控制信息,除去FACCH外,不在通信過 程中中斷話音信息,因而能保證話音的傳輸質量。其中FACCH雖然也採取「中斷一猝發」 控制方式,但是只在特定場合下才使用,而且佔用的時間短(18.5ms),其影響明顯 減小。GSM蜂窩系統還採用信息處理技術,來估計並補償這種因為插入FACCH而被刪除 的話音。

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