第6章移动交换技术3学时.ppt

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1、1移动交换技术2移动通信的基本概念 移动通信就是指通信的双方，至少有一方是在移动中进行的通信，即移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信 通信系统中仅支持终端移动，不支持交换/路由设备的移动 基础设施是固定的，基础设施之间可通过有线链接通信移动通信的主要特点 移动过程中，要保持通信连接不能中断(通信连接包括话间连接,数据连接)移动通信网与其他公网的相互接续功能，并要有计费能力1 移动通信系统31 移动通信系统移动通信要解决什么问题？解决基站覆盖的问题，让移动台在任何时间、任何地点都能连接到基站 通信对象在哪里？如何建立通信连接？即移动性管理 移动台和基站间的数据通信速率问题，这是2G3G 4

2、G 5G的关键所在 核心网络的数据支撑移动通信与传统的固定通信，有什么区别？（1）固定网中，话音终端的位置是固定的a可以方便地找到通信目的终端位置，方便电路的建立（2）移动通信网中，话音终端的位置不固定，找不到目的终端在哪里?怎么建立电路呢？因此一定要有办法知道，通信对端的位置，有了位置，就好办了。（3）怎么找到每个终端的位置呢？办法是将每个终端的当前位置保存在数据库中，通话时只要查找数据库就行了（4）用户在通话期间还在移动，怎么办？（5）如何来标识位置呢？蜂窝的基站是基础，多个基站构成一个LA（位置区域）（6）信道会发生变化吗？会，因此，要有信道切换42 移动通信的系统组成以公众蜂窝数字移动

3、通信系统为例由移动台(MS)、基站(BS)、移动业务交换中心(MSC)及与市话网(PSTN)相连的中继线等组成市话局/转接局移动交换中心（MSC）基站（BS）基站（BS）基站（BS）市话局/转接局移动交换中心（MSC）基站（BS）基站（BS）基站（BS）公用固网移动网无线小区移动台52 移动通信的系统组成GSM系统可分为四大子系统 交换子系统(MSS)或网络子系统(NSS)基站子系统(BSS)移动台(MS)操作维护子系统(OSS)此外还包括 数据库 归属位置寄存器(HLR)访问者位置寄存器(VLR)设备识别寄存器(EIR)鉴权中心(AUC)62 移动通信的系统组成1.移动台移动台依靠无线接入，

4、不存在固定的线路基本功能 能通过无线接入进入通信网络，完成各种呼叫控制和处理 人-机接口(例如，要实现话音通信必须要有送、受话器，键盘以及显示的屏幕等)可选功能 与其他终端设备(如接到个人计算机或传真机等)通信接口广义的移动终端是上述功能部件的总和，包括:移动台、终端适配器和专用的终端设备72 移动通信的系统组成用户识别 移动台必须有用户的识别号码，用于识别用户的数据资料 用户信息注入移动台的方式 由电话局一次性注入移动台 采用用户识别模块，用户识别模块可以做成信用卡的形式，在移动台上只配有读卡装置82 移动通信的系统组成2.基站子系统(Base station Subsystem，BSS)包

5、括GSM数字移动通信系统中无线通信部分的所有地面基础设施，移动台与交换机之间的桥梁 与移动台通信 通过无线的接口直接与移动台通信 完成无线信道的发送、接收和管理 与交换机通信 通过适当的接口连接到网络端的交换机 受到网络管理系统的控制92 移动通信的系统组成BSS可分为两部分 基站收发信台(BTS)：通过无线接口与移动台，负责无线传输 基站控制器(BSC)：与交换机相连，BSC负责控制和管理 102 移动通信的系统组成113.交换子系统(MSS)信息的交换和整个系统的集中控制管理 实现在整个服务区内任意两个移动用户之间的通信联系，从而构成自成体系的移动电话网 移动业务交换中心再经过中继线与市话

6、局连接，实现移动用户与市话用户之间的通话，从而构成有线与无线相结合的复杂的移动通信网根据无线信道上传输的话音信号是模拟信号还是数字信号，蜂窝移动电话系统又可以分为 模拟蜂窝移动电话系统 数字蜂窝移动电话系统2 移动通信的系统组成122 移动通信的系统组成交换子系统(MSS)包括 移动交换中心(MSC)和数据库(存储用户数据和移动管理信息)交换功能：由移动交换中心MSC提供，主要处理和协调GSM系统内部用户的通信接续，不论是主叫还是被叫 用户数据或信号指令：MSS也传递GSM数字移动通信网内各实体之间的用户数据或信号指令 互联：MSC与某些网络的互联需要通过一定的适配才能符合对方网络对传输的要求

7、 用于适配的功能块，称为IWF(Interworking Functions)通常由传输和规程适配设备组成，用以实现与分组交换公众数据网(PSPDN)或电路交换公众数据网(CSPDN)互联 MSC通常是一个相当大的数字程控交换机，能控制若干个BSCMSS是增加了控制BSC功能的数字程控交换机，在交换前去查一下被叫用户的当前位置13数据库（用于移动性管理）归属位置寄存器(HLR)：用户所在地的位置寄存器，掌管与电信业务有关的用户信息 访问者位置寄存器(VLR)：直接与一个或多个MSC连接在一起，存储当时在其管辖下的用户所处位置的精确数据以及其他的用户数据2 移动通信的系统组成14图7.3 交换分

8、系统的内部结构2 移动通信的系统组成153.1 归属位置寄存器(HLR)（也有叫属地位置寄存器）归属位置寄存器(HLR)是用户所在地的位置寄存器 是数字集群系统的中央数据库 存储HLR控制的所有的移动用户的相关数据 包括：MS的操作数据、MS的服务状况、MS的活动情况等HLR的数据分为两种 永久性的数据，由数据管理中心设定的 临时性的数据，由网络实时设定的并且不断更新 2 移动通信的系统组成163.2 访问位置寄存器(VLR)-登记用户当前所在的位置访问者位置寄存(VLR)用于存储来访用户位置信息的数据库 登记用户当前所在位置，并将所在位置通知用户原归属地的归属位置寄存器一个VLR通常为一个M

9、SC控制区服务，也可为几个相邻MSC控制区服务2 移动通信的系统组成172 移动通信的系统组成访问位置寄存器 VLR是一个动态用户数据库 存储其覆盖区内的移动用户的全部有关信息，以便MSC能够建立呼入和呼出的呼叫 VLR从该移动用户的归属位置寄存器中获取并存储有关该用户的数据，一旦移动用户离开该VLR控制区域，则重新在另一VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据183.3 鉴权中心（确保用户接入安全，阻止非法用户进入系统）鉴权中心(AUC)的作用是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3.4 设备识别寄存器 设备识别寄存器(EIR)是存储移动台设备参数的数据库，用于对

10、移动设备的鉴别和监视，并拒绝非法移动台入网2 移动通信的系统组成194.操作维护子系统 管理对象：交换设备、基站设备、用户数据以及移动台 操作维护子系统位于操作人员和被操作的设备之间 一侧是接到电信设备；另一侧是接到计算机工作站作为人-机接口 专门的操作维护的设备称为操作维护中心(OMC)：与基站分系统和交换分系统的设备直接相连 管理无线设备的OMC-R 管理交换设备的OMC-S 用户管理包括两个方面：用户数据管理和计费管理2 移动通信的系统组成20操作维护分系统的结构2 移动通信的系统组成21移动台的管理 在GSM网络的结构中专门有一种设备负责移动台的管理-设备识别寄存器(EIR)EIR是一

11、个数据库用于保存网内每个移动台的设备数据2 移动通信的系统组成223 移动交换控制3.1 移动呼叫处理3.2 移动交换的基本技术3.3 网络安全技术233 移动交换控制3.1 移动呼叫处理移动台初始化 移动通信中，通信的建立与移动台的位置密切相关，移动台要进行位置登记后才能进行通信 移动通信系统将服务区分为许多位置区，并指定不同的识别码，位置区识别码分别由各区的广播控制信道广播243 移动交换控制位置登记的情况 移动台首次进入移动通信系统时：必须进行位置登记，即通过MSC把有关的数据存放在归属位置寄存器中 移动台移动到新的位置：通过自动扫描，捕获当前所在小区的广播信道,通过接收广播控制信道来获

12、得所在移动网号、基站号和位置区域等信息，并存入存储器中 移动判定：当移动台发现收到的用户位置区识别码改变时，可以判定移动用户漫游到新的位置区，需要用其移动用户识别码证明其身份，并向该区的访问位置寄存器(VLR)申请位置登记253 移动交换控制2 呼叫接续控制固定网至移动台的呼叫接续控制MSCBSMS市话用户呼叫呼叫识别码寻呼响应信道指定寻呼信息寻呼应答发送检测音环回检测音通知振铃振铃成功应答信息送回铃音断回铃音选择空闲信道信息相符调谐信道振铃应答通话通话监测263 移动交换控制移动台主叫的呼叫接续控制 移动台至固定网的呼叫 移动台至移动台的呼叫移动台MSC/BS内部存储器固定网发信请求呼叫进行

13、认证技术认证应答信道指定呼叫应答应答确认询问用户认证参数固定网侧线路设定呼叫(被叫号码)被叫应答移动台至固定网的呼叫移动台至固定网的呼叫移动台向MSC发出呼叫建立信息MSC接收并进行分析，确定被叫用户是固定通信网络市话用户，启动固定通信网的通信线路MSC直接将被叫号码送入公用固定通信网，连接被叫交换机一旦接通被叫用户的链路，MSC便向主叫移动台发出呼叫建立证实，并给移动台分配专用业务信道移动台等候被叫用户响应证实信号273 移动交换控制移动台至移动台的呼叫 若被叫用户是另一移动台，MSC根据该移动台上次登记的位置信息，在相应的区域内向所有基站广播呼叫该移动用户的识别码 该移动台收到与自身相符的

14、寻呼信息后，即检查上行控制信道的空闲状况 若空闲，则移动台在该信道中发寻呼响应 确定该移动台所在的小区 找出一条空闲的话音信道 通知有关基站，启动发射机发检测音 通过控制信道给移动台转移信道指令和信道号283 移动交换控制 移动台收到指令后，自动调谐到指定的话间信道，并环回检测音给基站，以证实能否在该信道上建立正常的通信 若能，则基站给移动台送振铃信号 移动台应答，MSC监测双方的通话293 移动交换控制3.2 移动交换的基本技术漫游技术 移动用户由归属交换局控制区进入被访问交换局控制区后，仍能获得移动业务服务的网络功能，称为漫游 漫游是移动通信特有的技术，它可以使不同地区的蜂窝移动网实现互连

15、 具有漫游功能的用户，在整个连网区域内任何地点都可以自由地呼出和呼入 根据系统对漫游的管理和实现不同，可分为：人工漫游、半自动漫游、自动漫游303 移动交换控制漫游的分类 人工漫游：由话务员通过座席上的人-机命令，为漫游用户分配用户数据记录，同时将用户号码置入号码分析模块单元，这样漫游用户可以和其他归属局一样，发出各种呼叫；呼入也由话务员处理；半自动漫游：漫游用户至访问区发起呼叫时由访问人工台辅助完成，但漫游号回收困难，很少使用；全自动漫游：要求网络数据库通过七号信令网互连，网络可自动检索漫游用户的数据，并自动分配漫游号，并且这些操作对用户透明313 移动交换控制 切换技术 切换是移动通信的重

16、要功能，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 正在通话的MS从一个小区移动到另一个小时，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，以保持通话的连续性 越区切换和越局切换323 移动交换控制当移动台从一个小区移动到另一个小区时，移动台根据接收信号电平、质量等判断是否需要越区切换 在通话过程中，移动台不断地向所在小区的基站报告小区和相邻小区基本的无线环境参数(包括接收信号电平、质量等)本小区的基站依据所接收的该移动台无线环境参数来判断是否应当进行越区切换 当满足切换条件时 基站便向移动台发出越区切换请求 同时将越区切换请求信息传送给MSC，MSC判断此基站位置码是否属于本MSC管理333 移动交换控制如果属于同一MSC管理-越区切换 MSC通知访问位置寄存器寻找一条空闲信道；MSC将工作频率切换到空闲信道的频率值上，并进行环路核准；核准信息经MSC核准后，MSC通知BS释放原信道 如果环路核准不符，则MS重发，直到核准正确为止如果属于其他MSC管理-越局切换 原MSC将越区切换请求传送给新MSC 新MSC通知其访问位置寄存器寻找