蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成，如图2－1所示。其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备。
图2－1 蜂窝移动通信系统的组成
由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。也就是说，各接口都是开放式接口。
GSM系统框图如图2-2，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。
图2－2 GSM系统框图
在GSM网上还配有短信息业务中心（SC），即可开放点对点的短信息业务，类似数字寻呼业务，实现全国联网，又可开放广播式公共信息业务。另外配有语音信箱，可开放语音留言业务，当移动被叫客户暂不能接通时，可接到语音信箱留言，提高网路接通率，给运营部门增加收入。
2.2 交换网路子系统
交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：
MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。
VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。
HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。
AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。
EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。
2.3 无线基站子系统
BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。
BSC：具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。
BTS：无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。
2.4 移动台
移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。
移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。
SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，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，但SIM卡本身不是代金卡。
2.5 操作维护子系统
GSM系统还有个操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。OMC与MSC之间的接口目前还未开放，因为CCITT对电信网路管理的Q3接口标准化工作尚未完成。
LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第3部分：信令传输 LTE digital cellular mobile telecommunication network S1 Interface Technical Requirement – Part 3 : Signalling Transport 200X –XX –XX 印发 中国通信标准化协会
YD/T 1849—2009 目次 目次.............................................................................. I 前言............................................................................. II 1 范围 (4) 2 规范性引用文件 (4) 3 术语、定义和缩略语 (4) 3.1 术语和定义 (4) 3.2 缩略语 (4) 4 S1信令承载 (4) 4.1 功能和协议栈 (4) 5 数据链路层 (5) 6 IP层 (5) 7 传输层 (5) 参考文献 (6) I
YD/T 1849—2009 II 前言 YDB XXXX-XXXX 《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求》分为5个部分：─第1部分：概述； ─第2部分：层1 ─第3部分：信令传输 ─第4部分：应用协议 ─第5部分：数据传输 本部分是第3部分，与3GPP TS 36.412 V9.1.0的技术内容一致。 YDB XXXX-XXXX 《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求》是LTE数字蜂窝移动通信网系列技术报告之一，该系列技术报告的结构和名称预计如下： a）YDB XXXX-XXXX 《LTE数字蜂窝移动通信网无线接入部分总体技术要求》 b）YDB XXXX-XXXX 《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口技术要求》 ─第1部分：物理层概述 ─第2部分：物理信道和调制 ─第3部分：物理层复用和信道编码 ─第4部分：物理层过程 ─第5部分：物理层测量 ─第6部分：MAC协议 ─第7部分：RLC协议 ─第8部分：PDCP协议 ─第9部分：RRC协议 ─第10部分：UE处于空闲模式下的过程 ─第11部分：UE无线接入能力 c）YDB XXXX-XXXX 《LTE FDD数字蜂窝移动通信网Uu接口技术要求》 ─第1部分：物理层概述 ─第2部分：物理信道和调制 ─第3部分：物理层复用和信道编码 ─第4部分：物理层过程 ─第5部分：物理层测量 ─第6部分：MAC协议 ─第7部分：RLC协议 ─第8部分：PDCP协议 ─第9部分：RRC协议 d）YDB XXXX-XXXX 《LTE数字蜂窝移动通信网X2接口技术要求》 ─第1部分：概述 ─第2部分：层1 ─第3部分：信令传输 ─第4部分：应用协议 ─第5部分：数据传输
3. 第三代移动通信TD－SCDMA系统主要设备和技术介绍 .1 TD－SCDMA标准的提出与形成 .2 TD－SCDMA系统概述 .2.1 TD-SCDMA系统主要技术性能 概括地讲，TD－SCDMA系统的主要技术性能有： 1. 工作频率： 2010～2025MHz 2. 载波带宽： 1.6MHz 3. 占用带宽： 5MHz (容纳三个载波，即1.6MHz×3) 4. 每载波码片速率： 1.28Mcps 5. 扩频方式： DS , SF=1/2/4/8/16 6. 调制方式： QPSK 7. 帧结构：超帧720ms, 无线帧10ms 8. 子帧： 5ms 9. 时隙数： 7 10. 支持的业务种类： * 高质量的话音通信 * 电路交换数据 (与当前GSM网络9.6Kbps兼容) * 分组交换数据（9.6~384Kbps，以后达到2Mbps） * 多媒体业务 * 短消息 11. 每载波支持对称业务容量： 每时隙话音信道数：16 （8Kbps话音，双向信道，同时工作；也可以用 两个信道支持13Kbps话音) 每载波话音信道数：16×3＝48 （对称业务） 频谱利用率： 25Erl./MHz 12. 每载波支持非对称业务容量： 每时隙总传输速率：281.6Kbps (数据业务) 每载波总传输速率：1.971Mbps 频谱利用率： 1.232Mbps/MHz 13. 基站覆盖范围： 在人口密集市区： 3~5Km (根据电波传播环境条件决定) 在城市郊区；适当调整时隙结构可达到10～20Km (与FDD制式相同) 14. 通信终端移动速度：基于智能天线和联合检测的高性能数字信号处理 技术，经 过仿真，通信终端的移动速度可以达到250km/h。
通信标准类技术报告 LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第3部分：信令传输 LTE digital cellular mobile telecommunication network S1 Interface Technical Requirement Part 3 : Signalling Transport 2013 –10 –12 中国通信标准化协会
YD/T 1849—2013 目次 目次.............................................................................. I 前言............................................................. 错误！未定义书签。 1 范围 (2) 2 规范性引用文件 (2) 3 术语、定义和缩略语 (2) 3.1 术语和定义 (2) 3.2 缩略语 (2) 4 S1信令承载 (2) 4.1 功能和协议栈 (2) 5 数据链路层 (3) 6 IP层 (3) 7 传输层 (3) 参考文献 (4) I
YD/T 1849—2013 2 LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第3部分：信令传输 1 范围 本部分适用于LTE数字蜂窝移动通信网。 本部分规定了LTE数字蜂窝移动通信网S1接口信令传输的标准。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而成为部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。 YDB XXXX-XXXX 《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求第1部分：概述》 YDB XXXX-XXXX 《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求第2部分：层1》 YDB XXXX-XXXX 《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求第4部分：应用协议》 YDB XXXX-XXXX 《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求第5部分：数据传输》 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本部分。 S1：eNB与EPC之间的接口，提供E-UTRAN和EPC之间的互联。这个接口也可被视为参考点。 S1-MME：E-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本部分。 eNB E-UTRAN Node B E-UTRAN基站 EPC Evolved Packet Core 演进的分组核心网 DiffServ Differentiated Service 差分服务 IP Internet Protocol 互联网协议 MME Mobility Management Entity 移动性管理实体 PPP Point to Point Protocol 点对点协议 SCTP Stream Control Transmission Protocol 流控制传输协议 4 S1信令承载 4.1 功能和协议栈 S1信令承载提供下列功能： -为S1-MME接口上的S1-AP消息提供可靠的传输； -提供网络和路由功能； -在信令网络中提供冗余功能； -支持流控制和拥塞控制。 S1信令承载的协议栈见图1所示，每个协议层的细节在以下章节描述。
移动通信频段划分 GSM通信频段：分为:GSM900 DCS1800 PCS1900（目前中国只用到GSM900和DCS1800两个频段） GSM900: 双工频率间隔:45MHZ 880~890（EGSM），890~915M（PGSM）移动台(手机)发送. 基站接收 925~935（EGSM），935~960M（PGSM）基站发送. 移动台(手机)接收 GSM900频段中我国政府批准使用的上行频率为885~915 MHz ，下行频率为935~960 MHz 移动GSM900频段为885~890(上行)/930~935(下行)（此频段属于EGSM），890~909(上行)/935~954(下行) （此频段属于PGSM），共24M 联通GSM900频段为909~915 (上行)/954~960(下行)，共6M DCS1800: 双工频率间隔:90MHZ 1710~1785M 移动台(手机)发送. 基站接收 1805~1880M 基站发送. 移动台(手机)接收 GSM1800频段中我国政府批准使用的上行频率为1710~1755 MHz ，下行频率为 1805~1850 MHz，但未大量使用，特别是小城市 移动GSM1800频段为1710~1720(上行)/1805~1815(下行)，共10M 联通GSM1800频段为1745~1755(上行)/1840~1850(下行) ，共10M TD-SCDMA（TDD）： 核心频段： A频段：2010~2025MHz(原B频段)，建设最好的，最早使用的，广泛室外使用的频段 F频段：1880~1920MHz(原A频段)，考虑与小灵通干扰，应从低开始使用 E频率：2320~2370MHz(原C频段)，主要室内使用，不室外使用，室内防止与WLAN 冲突，建议从低开始使用。 现在LTE实验网频段为：2320-2370MHz。 WCDMA（FDD）2100M频段：（具有TDD模式，但是没有商用）（标准4种850/900/1900/2100MHz）核心频段：1920~1980MHz，2110~2170MHz（分别用于上行和下行） 中国联通WCDMA分配的频率是1940～1955MHz(上行)/2130～2145MHz(下行)，共 15MHz； CDMA2000（FDD）800M频段： 核心频段：815~849MHz，860~894MHz（分别用于上行和下行） 中国电信800M的频段：825-835 MHz(上行)/870-880 MHz(下行),共10MHz; 中国电信cdma2000分配的频率是1920～1935MHz(上行)/2110～2125MHz(下行)，共15MHz； 1．EDGE的带宽与基站接入有关，以及与终端使用几个时隙有关，EDGE总8个时隙，但是为了防止干扰一般都没有用完8个时隙，最多分组数据4个时隙。 2．频段变化主要原因：900M满了会自动提升到1800M 或者：900M是语音，1800M是分组数据 3．EDGE各个区域的分布是不一致的，可能有的布局好有的布局不好。 4．GPRS的每个时隙速度大约20Kbps。
一、填空题 1、移动通信系统中可能用到两类分集方式,即: 宏分集，微分集。P134 3、在移动通信空中接口的分层结构中，原语分为四类，即：请求，指示，响应，证实。 4、已知GSM系统的下行频段是：935～960 MHz，上行频段是890～915 MHz 载频间隔是 0.2 MHz，则第22频道的上行载波频率为 894.4MHz ，下行载波频率为 939.4MHz 。P238 (890+0.2n//935+0.2n) 5、在GSM系统中，三种主要的接口分别是 A接口， Abis接口，Um接口。P231 6、GSM系统采用的接入方式是 TDMA/FDMA(时分多址/频分多址) , 其中每帧包含 8 个时隙, 收发频率间隔为 45MHz MHz. P238 7、某TDMA/FDAM跳频移动通信系统，每帧长度为4ms, 采用每帧改变频率的方法，则系统的跳频速率为 250跳/秒。p248 8、美国Motorola公司提出的“铱星”系统，实际只使用了 66 颗卫星，它的卫星轨道高度是 780 Km, “铱星”系统采用 TDMA 多址方式。 10、指出无线电波至少三种传播方式直射波，地面反射波，地表面波。p94 11.现在用到的多址方式主要有哪几种：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）。 12．可以用来改进小尺度时间、空间中接收信号的质量和链路性能的三种技术是：均衡、分集、信道编码。 13．在实际情况下，用小区分裂、小区扇形化、覆盖区域逼近等技术来增大蜂窝系统容量。 14．我国信息产业部颁布3G的三大国际标准之一的 TD-SCDMA 为我国通信行业标准。 1. 移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间进行的通信方式。 2. 按信号形式可将移动通信系统分为模拟移动通信系统和数字移动通信系统。 3. 中国提出的实现第三代移动通信的技术方案是TD-SCDMA。 5. 我国正在商业运营的第三代数字蜂窝移动通信系统有WCDMA,cdma2000,TD-SCDMA 7. 移动通信中的双向传输可分为单工、半双工和双工三种工作方式。 8. 移动通信中实现双工通信的方式有频分双工（FDD）和时分双工（TDD）。
蜂窝移动通信 关键词：蜂窝移动通信、CDMA、网络、GSM移动通信系统。 蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。其发展历程先综述如下： 概念的提出： 移动通信的发展历史可以追溯到19 世纪。1864 年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876 年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900 年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。现代意义上的移动通信开始于20 世纪20 年代初期。1928 年，美国Purdue 大学学生发明了工作于2MHz 的超外差式无线电接收机，并很快在底特律的警察局投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统；20 世纪30 年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20 世纪30 年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，试验表明调频制式的移动通信系统比调幅制式的移动通信系统更加有效。在20 世纪40 年代，调频制式的移动通信系统逐渐占据主流地位，这个时期主要完成通信实验和电磁波传输的实验工作，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。这种移动通信系统的工作频率较低、话音质量差、自动化程度低，难以与公众网络互通。在第二次世界大战期间，军事上的需求促使技术快速进步，同时导致移动通信的巨大发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用于民用领域，到20 世纪50 年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动电话系统，在技术上实现了移动电话系统与公众电话网络的互通，并得到了广泛的使用。遗憾的是这种公用移动电话系统仍然采用人工接入方式，系统容量小。 蜂窝移动系统的改进 从20 世纪60 年代中期至70 年代中期，美国推出了改进型移动电话系统，它使用150MHz和450MHz 频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择及自动接入公用电话网。20 世纪70 年代中期，随着民用移动通信用户数量的增加，业务范围的扩大，有限的频谱供给与可用频道数要求递增之间的矛盾日益尖锐。为了更有效地利用有限的频谱资源，美国贝尔实验室提出了在移动通信发展史上具有里程碑意义的小区制、蜂窝组网的理论，它为移动通信系统在全球的广泛应用开辟了道路。 第一代蜂窝移动通信系统： 1978 年，美国贝尔实验室开发了先进移动电话业务（AMPS）系统，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信能力的大容量的蜂窝移动通信系统。AMPS 采用频率复用技术，可以保证移动终端在整个服务覆盖区域内自动接入公用电话网，具有更大的容量和更好的语音质量，很好地解决了公用移动通信系统所面临的大容量要求与频谱资源限制的矛盾。20 世纪70 年代末，美国开始大规模部署AMPS 系统。AMPS 以优异的网络性能和服务质量获得了广大用户的一致好评。AMPS 在美国的迅速发展促进了在全球范
《移动通信》论文 论文题目GSM蜂窝移动通信网络中 切换技术的研究 姓名 学号 学院 专业班级
目录 摘要........................................................................ ABSTRACT...................................................................... 第一章绪论................................................................... 1.1移动通信系统及其发展...................................... 1.1.1 移动通信及工作特点.................................................. 1.1.2 移动通信系统的发展.................................................. 1.2GSM蜂窝移动通信系统的发展............................... 1.3课题研究的目的及内容..................................... 1.4课题研究的意义 .......................................... 第二章切换技术............................................................... 2.1切换的定义及分类 ........................................ 2.2切换的原因 .............................................. 2.3切换的控制方式 .......................................... 第三章GSM蜂窝移动通信系统中的切换 .......................... 3.1 GSM系统概述............................................................. 3.2 GSM数字移动通信的主要技术............................................... 3.3 GSM切换................................................................. 第四章中国3G的切换......................................................... 4.13G的简述................................................ 4.2中国3G的发展驱动力...................................... 第五章结论与展望............................................................ 主要参考文献 ......................................................................................................................................................
蜂窝移动通信关键技术及市场发展 摘要随着现代社会的快速发展，科学技术的发展也日新月异，而通信技术方面的技术变革，更是站在当今发展最快的技术变革行列的前茅。蜂窝移动通信已成为世界范围内的一项非凡成功之作，其发展如此迅速以致业务需求远远超过了原先的预测。5G移动通信技术作为目前最前沿的通信技术，目前尚处于探索研究阶段。本文对4G和5G移动通信技术的特点、优点及发展趋势做简要介绍。 关键字移动通信4G/5G关键技术发展趋势 1、引言 随着科学技术发展，通信技术也得到迅猛的发展和应用，在推动社会经济的同时改变了人们的生活方式。移动通信特别是蜂窝小区的发展，使用户实现完全的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式，逐渐演变成社会进步必不可少的工具。移动通信现在已经成为人们广泛使用的一种通信方式，渗透到人们的生活和工作等各个方面，也给用户提供了更为丰富的娱乐服务，依靠其方便快捷、覆盖面广、注重个人用户体验等优点迅速吸引了大批移动用户。如今4G已经全面普及，而5G也已经在研究中，相信将会给我们带来更好的体验。 2、4G移动通信系统 移动通信技术经过2G、3G，已经到达了4G阶段，这不但为人们带来更多的便利，也反映出移动通信信息发展的非常迅速。身为通信行业，一定要具备长远目标以及预测未来的能力，谁获得了技术的先机，谁就可以在市场的竞争领域里独占鳌头，所以，移动通信技术在更新以及升级过程中，需要一直将当前通信技术的优势、劣势分析清楚，预测并提出更富发展性的改进方式。4G移动通信技术属于3G版的升级，在传输的速度上更快，技术保障更为可靠，智能构造设定更富有人性化，4G开辟了全新的移动通信技术。同时在普及速度上也十分迅速，在日常生活中给我们带来了非凡的体验。 移动通信的关键技术 4G通信系统具有比3G更加优良的性能,因此是一个远比3G复杂的通信系统。4G将要采用的关键技术主要有: 系统采用的核心技术是正交频分复用(OFDM),属于多载波调制技术,其基本原理是将 需要传输的串行数据流分解为若干个较低速率的并行子数据流,再将它们各自调制到相互正交的子载波上,最后合成输出,输出的数据速率与串行数据流分解前的速率相同;3G系统中采用的是码分多址CDMA技术,属于单载波调制,cdma2000中虽采用的是多载波技术,但各个载波之间相互独立,而OFDM各子载波之间的频率有重叠部分。对比分析可以看出OFDM 有如下优点: (1)抗多径干扰与窄带干扰能力较单载波系统强;
实验一 移动通信系统组成及功能 一、实验目的 1．了解移动通信系统的组成。 2．了解移动通信系统的基本功能。 3．了解基带话音的基本特点。 二、实验内容 1．按网络结构连接各设备，构成移动通信实验系统。 2．完成有线有线、有线无线及无线有线呼叫接续，观察呼叫接续过程，熟悉移动通信系统的基本功能。 3．用实验箱及示波器观测空中传输的话音波形。 三、基本原理 图1-1是与公用电话网（PSTN ）相连的蜂窝移动通信系统方框图。系统包括大量移动台MS 、许多基站BS 、若干移动交换中心MSC 及若干与MSC 相连的数椐库(HLR 、VLR 等，图中未画出)，MSC 通过中继线与公用电话网PSTN 的交换机EX 相连，接入公用电话网。系统的基本功能是：移动台能与有线电话或其它移动台通话(或传输数椐等信息)。 图1-1 移动通信系统方框图 这样庞大复杂的系统无法放在实验桌上由同学自己动手做实验。将系统合理简化得到图1-2，它将图1-1实际系统全部交换机EX 及MSC 合并成一部交换机；基站BS 及移动台MS 蜂窝移动通信系统 公用电话网（PSTN ） MS ( Mobile Station ) : 移动台 BS ( Base Station ) : 基地台 MSC ( Mobile Switch Center ) : 移动交换中心(包括交换机和数 MS MS EX MSC BS BS TEL
各选用一台；有线电话采用二部。 它与图1-1实际系统在包含的各种功能设备(交换机、基站、移动台及有线电话)、系统基本网络结构(各设备的连接关系)及系统功能等特征方面是相同的。 图1-2 简化的移动通信系统方框图 常用的移动通信系统主要有三类：蜂窝移动通信系统、集群移动通信系统及无绳电话系统，它们的功能及应用场合各不相同，但它们涉及的基本工作原理及技术是相同的。 移动通信的多址方式主要有FDMA 、TDMA 、CDMA 三大类。FDMA 系统一般为模拟移动通信制式，TDMA 及CDMA （实际上，通常为TDMA/FDMA 及CDMA/FDMA 混合多址方式）为数字移动通信制式。FDMA 发展早，已成功应用于各种移动通信系统多年，目前在一些领域仍在应用。数字移动通信是在模拟移动通信基础上发展、演进而来的，在网络组成、设备配置、系统功能和工作方式上二者都有许多相同之处。 基于以上原因，为了得到体积小巧、价格低廉、 可放在实验桌上由学生动手操作的移动通信教学实验系统。在图1-2中， BS 、MS 实际选用基于FDMA 技术、采用数字信令的中国CT1无绳电话，EX 选用小型程控交换机，TEL 为有线电话。 为了测试上述小型移动通信系统无线部分的功能，采用了一台实验箱（SDT ），构成一套完整的移动通信教学实验系统，如图1-3所示。 图1-3 移动通信教学实验系统 MS ( Mobile Station ) : 移动台（无绳电话手机） BS ( Base Station ) : 基地台（无绳电话座机） EX ( Exchanger ) : 程控交换机 TEL (Telephone ) : 有线电话 SDT MS BS EX TEL TEL
移动通信系统中蜂窝的几个概念 宏蜂窝小区 传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区(macrocell)构成，每小区的覆盖半径大多为1km～25km。由于覆盖半径较大，所以基站 的 发射功率较强，一般在10W以上，天线也做得较高。图1是由宏蜂窝组成的移动通信系统示意图。如图所示，每个小区分别设有一个基站，它与处于其服务区内的 移动台建立无线通信链路。若干个小区组成一个区群(蜂窝)，区群内各个小区的基站可通过电缆、光缆或微波链路与移动交换中心(MSC)相连。移动交换中心 通过PCM电路与市话交换局相连接。 图1 宏蜂窝移动通信系统示意图 点击此处查看全部新闻图片 在实际的宏蜂窝内，通常存在着两种特殊的微小区域。一是“盲点”，由于网络漏覆盖 或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号 强度极弱，通信质量低劣；二是“热点”，由于客观存在商业中心或交通要道等业务繁忙区域，造成空间业务负荷的不均匀分布。以上两“点”问题，往往通过设置 直放站、分裂小区等办法来加以解决。但从原理上讲，这两种办法也不能无限制地使用：直放站实质是一个宽带放大器，设置不合理(包括选址及安装等)或设置得过多，都极易造成对周围信号的干扰；小区分裂实质就是采用使宏基站变密的办法(即将覆盖面大的基站分裂成覆盖面较小的基站)来增加系统
的容量 ，但当基站小到一定程度时，由于干扰和基站接入等问题，这种办法将难以再进行。特别是近几年来，随着移动通信的迅速发展和业务需求的剧增，这些方法更是难奏其效，这样便产生了微蜂窝小区(microcell)技术。 微蜂窝小区 微蜂窝小区(microcell)是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术。它的覆盖半径大约为30m～300m；发射功率较小，一般在1W以下；基 站天线置于相对低的地方，如屋顶下方，高于地面5m～10m，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。因此，微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖， 消除宏蜂窝中的“盲点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，且RF干 扰很低，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。在实际设计中，微蜂窝作为无线覆盖的补充，一般用于宏蜂窝 覆盖不到又有较大话务量的地点，如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。作为热点应用的场合一般是话务量比较集中的地区，如购物中心、娱乐中心、会议中心、 商务楼、停车场等地。而在话务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖，即分级蜂窝结构：不同尺寸的小区重叠起来，不同发射功率的基站紧密相 邻并同时存在，使得整个通信网络呈现出多层次的结构。相邻微蜂窝的切换都回到所在的宏蜂窝上，宏蜂窝的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络，并作为移动用户在两个微蜂窝区间移动时的“安全网”，而大量的微蜂窝则构成微蜂窝下层网络。 微微蜂窝小区 随着容量需求进一步增长，运营者可按同一规则安装第三或第四层网络，即微微蜂窝小区(picocell)。微微蜂窝实质就是微蜂窝的一种，只是它的覆盖 半径更小，一般只有10m～30m；基站发射功率更小，大约在几十毫瓦左右；其天线一般装于建筑物内业务集中地点。微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形 式而存在的，它主要用来解决商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。 在目前的蜂窝式移动通信系统中，我们主要通过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微 微蜂窝以提供更多的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结构，从而解决网络内的“盲点”和“热点”，提高网络容量的。因此，一个多层次网络，往往是由
第4章移动通信基站的组成 二十世纪80年代初期，模拟移动通信系统投放市场，这是第一代移动通信系统。该系统采用频分复用方式，小区内所有用户共用若干个信道，信道中传输的是模拟话音信号，所以被称为“模拟移动通信系统”。应用不久，电信运营部门就发现该系统存在诸多缺陷，如用户容量小，保密性差，各国制式不兼容等等。 面对这一现状，欧洲电信运营部门于1982年成立了一个移动特别小组（简称GSM），开始制定一种泛欧数字移动通信系统的技术规范。经过6年的研究、实验和比较，于1988年确定了主要技术规范并制定出实施计划。从1991年开始，这一系统在德国、英国和北欧许多国家投入试运行，吸引了全世界的广泛注意，使GSM向着全球移动通信系统的宏伟目标迈进了一大步。 4.1 GSM系统组成 GSM系统也叫数字移动通信系统，属于第二代移动通信系统。该系统采用频分多址和时分多址结合的方式，扩大了用户容量，信道中传输的全部是数字信号，保密性能提高。我国参照GSM标准制订了自己的技术要求，主要内容有：使用900MHz频段，即890～915MHz（移动台→基站）和935～960MHz（基站→移动台），收发间隔45MHz，载频间隔200KHz。共124个载波，每载波信道数8个，基站最大功率300W，小区半径0.5～35Km，调制类型GMSK，传输速率270kbit/s。 对900MHz频段，上行（MS→BS）：890～915MHZ，下行（BS→MS）：925～935MHZ，双工间隔：45MHz，载频间隔：200KHz。 对1800MHz频段，上行（MS→BS）：1710～1785MHz，下行（BS→MS）：1805～1880MHz，双工间隔：95MHz，载频间隔：200KHz。 GSM系统由3部分构成，即交换子系统、基站子系统和操作维护子系统。如图4-1所示。 图4-1 GSM系统的组成示意图 4.1.1 交换子系统（SSS） 交换子系统是整个GSM系统的控制和交换中心，它负责所有与移动用户有关的呼叫接续
蜂窝移动通信的认识 通信行业的发展使人们的交流方便,使各地联系密切,取代了古时的飞鸽传书或快马加鞭的送信方式。从单工寻呼机、笨重的大哥大到现在小巧的手机、街机iphone,无线移动通信技术运用广泛,超过了固定通信,而蜂窝移动通信作为移动通信的一种,它是把覆盖的小区划分成若干个类似蜂窝的小区,每个小区中设立基站为用户提供服务,当用户运动时,通过基站和移动交换中心传输语音、数据、视频等进行越区切换以保障通话的畅通等的手机基本功能。 蜂窝系统的发展经历了1G以模拟通信为特征的移动通信时代到2G数字蜂窝移动通信时代到3G多媒体业务时代以及如今吵得沸沸扬扬但未实现的4G广带移动,一些技术的引入如频率复用等使频带利用率提高,用户可以迅速切换、享受高速的数据传输速度,也是蜂窝系统发展的象征。蜂窝移动通信的特点是用户容量大,服务性能较好,频谱利用率较高,用户终端小巧而且电池使用时间长,辐射小等等。蜂窝移动通信系统可分为宏蜂窝、微蜂窝和智能蜂窝。宏蜂窝的小区覆盖半径较大,但会因为障碍物引起较多“盲区”,而微蜂窝解决了宏蜂窝的缺陷,使“盲区”减少,频率复用使话务量大的“热点”地区通信质量有所改进,增加了通信的容量,但是同时带来了经济成本和网络复杂性等问题。微蜂窝主要服务对象为低速运动的移动台,因为对于高速移动台若使用微蜂窝,必定会导致移动台频繁地切换为其服务的基站而造成掉话,通话无法正常进行,所以由宏蜂窝来服务较合理。 如今的蜂窝移动通信市场中,GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话,它的信令和语音信道都是数字式的,因此GSM被看作2G移动电话系统。3G并没有想象中的深入人心,其网络建设速度慢,我认为在短期内,GSM仍然是通信的主导力量。3G手机接收数据速度快,但其普及需一定时间,价格也是一个关键因素。CDMA码分多址技术手机通话品质比GSM好,且可把用户对话时周围环境噪音降低,使通话更清晰,而且CDMA用码来区分用户,防止被人盗听的能力大大增强。其辐射小,是环保手机,它虽然使用人数并不大,但技术成熟并具有潜力。4G时代的到来还需要很长时间,因为3G的建设都没有完成,最高100Mbps的速度遥遥无期,4G的灵活性和智能化也是未来发展的
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成，如图2－1所示。其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备。 图2－1 蜂窝移动通信系统的组成 由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。也就是说，各接口都是开放式接口。 GSM系统框图如图2-2，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um 接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。 图2－2 GSM系统框图 在GSM网上还配有短信息业务中心（SC），即可开放点对点的短信息业务，类似数字寻呼业务，实现全国联网，又可开放广播式公共信息业务。另外配有语音信箱，可开放语音留言业务，当移动被叫客户暂不能接通时，可接到语音信箱留言，提高网路接通率，给运营部门增加收入。 2.2 交换网路子系统
交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。 NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下： MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。 VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。 HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。 AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。 EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。 2.3 无线基站子系统 BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。 BSC：具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。 BTS：无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。 2.4 移动台 移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。 移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。 SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，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，但SIM卡本身不是代金卡。 2.5 操作维护子系统
YD/T xxx-xxxx 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网 CAMEL应用部分(CAP)技术规范 (第二时期)
900/1800MHz TDMA Digital Cellular Mobile Telecommunication Network Technical Specification of CAMEL Application Part(CAP) (Phase 2)
19xx-xx-xx 公布 19xx-xx-xx 实施中华人民共和国信息产业部公布
前言 随着GSM网络的迅速进展，移动用户关于业务的需求越来越高。因此在GSM Phase2+ 时期引入了CAMEL业务（Customised Applications for Mobile Network Enhanced logic）。CAMEL 业务是一种网络特性而不是补充业务，它采纳智能网的原理，通过增加智能网的功能模块，使得即使当用户漫游出HPLMN，网络运营者也能够为用户提供运营者特定的业务。 CAMEL业务的引入，在原有GSM功能结构基础上增加了与CAMEL业务相关的功能实体，包括gsmSSF,gsmSCF和gsmSRF。为此增加了这几个功能实体之间的信令规程CAP (CAMEL应用部分)，并在移动应用部分(MAP)中增加了与CAP配合的操作和信息单元。本标准规定了gsmSSF,gsmSCF和gsmSRF之间CAP的相关操作，信息单元等。 本标准的预研依据ETSI GSM02.78，GSM03.78，GSM09.78 CAMEL 业务Phase2的标准提出，等效采纳GSM09.78 (version6.2.1)，联系中国INAP的有关要求编制。 CAP Phase2的标准化工作差不多差不多稳定，与CAP Phase1不同的是，CAP Phase2的能力差不多能够提供许多运营者所需
13.2CDMA数字蜂窝移动通信系统 CDMA是一种以扩频技术为基础的多址通信技术，具有保密性好、抗干扰能力强和通信容量大等优点，因而在数字移动通信中得到了广泛的应用。CDMA数字蜂窝移动通信系统已成为数字移动通信技术发展的主流技术，典型的应用是IS-95 CDMA第二代数字蜂窝移动通信系统和第三代移动通信系统CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA。下面着重介绍IS-95CDMA数字蜂窝移动通信系统（简称IS-95 CDMA系统）。 13.2.1 IS-95 CDMA 系统概述 IS-95 CDMA是美国高通公司于1992年提出的，1993年被北美电信址协会（TIA）采纳的北美数字蜂窝移动通信标准。1995年5月TIA 发布了IS-95A修订版标准。 1.工作频段 IS-95 CDMA 系统的工作频带为： ①上行（移动台发，基站收）频段为869～894 MHz； ②下行（基站发，移动台收）频段为824～849 MHz； ③双工间隔为45 MHz。 IS-95 CDMA PCS 系统的工作频带为： ①上行（移动台发，基站收）频段为1850～1910 MHz； ②下行（基站发，移动台收）频段为1930～1990 MHz； ③双工间隔为 80 MHz。 2.通信体制 IS-95 CDMA系统采用FDMA和DS-CDMA 相结合的混合多址通信方
式。采用FDMA方式将可用频段划分为若干个载波，每个载波带宽为1.25 MHz。它是IS-95 CDMA 系统小区的最小带宽。业务量大时可以占有多个载波。采用DS-CDMA方式接入，每个小区可采用相同的载波频率，即频率复用因子为1。数字蜂窝系统采用DS-CDMA技术具有以下优点： ⑴可采用多种形式的分集技术（空间分集、时间分集和频率分集）。 ⑵较低的发射功率。 ⑶保密性好。 ⑷具有抗人为干扰、窄带干扰、多径干扰和多径时延扩展的能力。 ⑸软切换。 ⑹较容量。 ⑺大容量。 ⑻低信噪比或载干比要求。 ⑼高频率复用等。 13.2.2 无线信道结构 1.码分多址逻辑信道 CDMA 系统既不分频道也不分时隙，所有的信道(称为逻辑信道) 都是靠不同的码型来区别的。IS-95 CDMA 系统采用沃尔什正交码（WC）。 CDMA 无线信道分为前向传输信道（基站发，移动台收）和反向
第一章移动通信实验系统简介 1、1简介 移动通信、光纤通信和卫星通信被称为是当今最为热门的三大通信技术，其中的移动通信技术是当前发展最快应用最广泛的通信领域。移动通信技术现在已经发展到以WCDMA、CDMA2000为代表的第三代技术成熟运用，第四代技术也正悄然来临的时代。天线系统，功率控制，高效调制，高效频谱利用，高性能纠错码技术等使得第三代、第四代移动通信技术的优越性能成为可能。移动通信的快速发展，使这门课程在通信、电子类的本专科专业的教学中，占有越来越重要的作用。同时，由于移动通信中的高速发展，许多新技术在移动通信中使用，使这门课程的教学也越来越困难。 为了更好的使通信、电子类的本专科专业的学生能更好的掌握这么课程的学习，因此，我们开发了这套系统用于辅助教学。本实验系统主要围绕现有移动通信的典型的信号处理过程，以及典型移动通信系统的使用和开发等专业技术来开设实验。希望通过本实验系统的使用，能使学生熟悉典型移动通信系统的信号处理、能分析典型移动通信处理技术的性能、熟悉移动通信系统的开发和应用技术。 本章将对典型移动通信系统的信号处理过程进行描述，并对本通信系统进行简单介绍。 1、2移动通信系统信号处理的过程 一、GSM系统的信号处理过程 如下图所示为GSM移动通信系统的框图，其他移动通信系统也由类似模块组成。 图1－1 GSM系统信号处理框图 模拟语音信号通过RPE-LTP编码后进行相应的编码、交织等信号处理后，经过GMSK调制后无线发
射。接收端通过解调制、解交织、解码后，通过RPE-LTP 解码后电声输出。 二、CDMA 系统的信号处理过程 由上图可以看出CDMA 的信号处理模块主要包含卷积编码器、码元重复单元、分组交织器、扰码、WALSH 码、QPSK 调制等组成。 三、移动通信系统的信号处理框图 由上述图可以看出：在移动通信系统中的基带信号均可以由下图表示，信号比特（语音、控制或数据）通过信道编码器、分组交织后、进行正交码分和PN 扩频后，再通过正交调制模块无线发送。只是在于不同的移动通信系统中采用的具体技术不同。 移动通信系统与其他通信系统的区别还在于其一由于移动通信信道的复杂性，它大量的采用了最新的现代通信技术的最新成果：如语音编码技术、扩频解扩技术、调制解调技术、码分多址技术、信道编解码技术、智能天线技术等；其二它有着与通信系统不同的组网及管理技术。因此要掌握移动通信技术，需要在通信原理的基础上，掌握这两类与其他通信技术不同的技术。为此我们的实验系统也是针对这两个方面开发了一系列相关实验；实验内容以移动通信设计的主要新技术为主，结构以上图结构为主，同时兼顾移动通信的组网技术。为增强学生对移动通信系统的掌握，整个实验系统分为验证和综合设计类实验。 1、3移动通信实验系统的介绍 一、实验箱的特点 1、 包含了大量现有移动通信系统和大多数无线通信系统中的使用的最新技术原理的相关实验。如在GSM 系统中的GMSK 调制解调技术、交织技术、线性分组码技术，及在第三代移动通信中的QPSK 4/ 调制解调技术、卷积码技术和其他无线通信系统中的技术如BCH 编解码技术、QAM 调制解调技术。包含DSP 、FPGA 等最新、最热门的通信系统的开发技术。 2、 射频部分包含了多种射频方案，如现有的CDMA 和GSM 两个频段，并且还包含了自组网的2.4G 频段， 可以实现与任意公众网的通信或者可以通过自组网实现任意两台实验箱的通信。射频部分提供二次开 图1-2 CDMA 系统信号处理框图