第二章 第2代移动通信系统
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第2章第二代(2G)移动通信网络及其移动性管理第一代(1G)移动通信系统采用模拟技术,有多种制式,我国主要采用的是TACS。
第二代移动通信系统主要有欧洲的GSM和北美的DAMPS和IS-95 CDMA技术等,目前我国广泛应用的是GSM系统(简称G网)和IS-95 CDMA系统(简称C网)。
第二代(2G)移动通信替代第一代移动通信系统完成了模拟技术向数字技术的转变,其主要特性是为移动用户提供数字化的语音业务以及低速数据业务。
2.1第二代移动通信网络系统2.1.1 蜂窝系统的发展蜂窝系统的概念和理论上世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来,但其复杂的控制系统,尤其是实现移动台的控制直到上世纪七十年代随着半导体技术的成熟,大规模集成电路器件和微处理器技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用,才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。
直到1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS(先进的移动电话业务)模拟蜂窝系统,而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT(Nordic 移动电话)系统,接着欧洲先后在英国开通TACS系统,德国开通C-450系统等。
蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。
其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统容量,网络的智能化实现了越区转接和漫游功能,扩大了客户的服务范围。
第一代模拟系统主要有四大缺点:1、各个系统之间没有公共接口;2、很难开展数据承载业务;3、频谱利用率低,无法适应系统大容量的需求;4、系统安全保密性差,易被窃听,易做“假机”。
尤其是在系统间没有公共接口,因此系统相互之间不能漫游,给移动用户造成很大的不便。
第二代蜂窝移动通信系统主要包括GSM、IS-95以及D-AMPS三种。
我国的第二代蜂窝移动通信系统使用的是GSM标准制式。
2.2G SM系统GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成。
早在1982年,欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营,例如北欧多国的NMT(北欧移动电话)和英国的TACS(全接入通信系统),西欧其它各国也提供移动业务。
第一章3G技术概述一.填空题1.第二代移动通信系统主要采用数字式时分多址和码分多址_技术。
2.目前,GSM频段是从890_到915_(手机发射),935_到960_(手机接收),相对应的频点号是从1_到124_。
3.GSM系统使用的多址方式是TDMA 时分多址_。
4.GPRS网络由PCU 、SGSN、和GGSN_构成。
5. WCDMA核心网基于GSM/GPRS_网络的演进;基于TDM、ATM _和IP技术,并向全IP_的网络结构演进;核心网逻辑上分为电路域_和分组域_两部分。
WCDMA UTRAN基于ATM_技术,统一处理语音_和分组_业务,并向IP方向发展。
6. R4阶段的网络结构具备NGN网络的基本形态,主要体现在它的核心网电路域实现了呼叫控制_和承载_的分离。
7.IMSI号码存储于SIM卡_中,IMEI号码存储于移动设备_中,用户号码MSISDN存储于HLR_中。
8.核心网中,HLR、AUC和EIR通常合在一起。
其中HLR负责记录移动用户的当前位置信息和签约数据_,鉴权中心AUC负责鉴定SIM卡的IMSI_号码,EIR负责鉴定移动设备的IMEI_号码。
9.核心网的电路域中,MSC和VLR通常合在一起。
其中MSC负责处理交换和路由信息,VLR负责记录移动用户的当前位置区号码和签约数据。
10.核心网的接口协议层次中,MM是移动性管理功能,CM是连接管理功能。
11.3G标准中,TD-SCDMA、WCDMA和GSM的核心网是共用的。
12.为获得移动用户的位置,需要把网络分成若干个位置区,电路域的位置区有两个部分组成,分别存储与HLR和VLR中,HLR中存储的是用户所在的VLR号码,VLR中存储的用户所在位置区码LAC.二.选择题1.在我国蜂窝式移动通信的发展过程中,第2.5代移动通信系统增加的业务功能有(C)。
A. 电路域数据业务B.智能网业务C.GPRSD.高速多媒体业务2.ITU提出的IMT无线接口参数要求中,在车载条件下,对于电路交换、短时延数据、长时延数据,要求的最高比特率为(B)。
第1章:移动通信系统的发展史▫世界移动通信的发展•第一阶段(从二十世纪20年代至40年代初)•第二阶段(从40年代中至60年代末)•第三阶段(70年代至80年代)•第四阶段(920年代至今)▫中国移动通信的发展•第一代•第二代•第2.5代•第三代世界移动通信的发展第一阶段:从二十世纪20年代至40年代▫运用在专用系统和军事通信▫使用频段主要是短波段▫人工交换和人工切换频率▫移动通信设备采用电子管,又大又笨重,效果很差第二阶段:40年代中至60年代末▫开始运用于民用系统▫主要使用VHF(甚高频)频段的150MHZ,到了后期发展到400MHZ频段▫从人工交换到专用自动交换系统▫移动通信设备小型化第三阶段:70年代至80年代▫开始运用于个人领域▫使用频段为800/900MHZ▫集成交换系统▫移动设备小型化,系统大容量化,信息传输实时化▫第一代移动通信系统(1G)时代▫美国Bell实验室推出的蜂窝系统概念▫典型系统•美国的AMPS•英国的TACS系统•北欧的NMT系统•日本的NAMTS系统蜂窝系统蜂窝系统也叫“小区制”系统。
是将所有要覆盖的地区划分为若干个小区,每个小区的半径可视用户的分布密度在1-10KM。
在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。
并可通过小区分裂进一步提高系统容量。
第四阶段:90年代至今▫第二代移动通信系统(2G)的广泛应用和第三代移动通信系统(3G)具体的设计、规划和实施阶段▫2G是以数字传输、时分多址或码分多址为主体技术的通信系统▫典型的2G系统•欧洲的GSM系统•美国的DAMPS系统和美国的IS-95A CDMA系统•日本的JDC系统▫90年代中期,第三代移动通信系统(3G)进入到具体的设计、规划和实施阶段▫第三代移动通信系统(3G)形成了北美、欧洲和中国三大国际性集团•北美的CDMA2000•欧洲的WCDMA•中国的TD-SCDMAITU提出IMT-2000概念▫ITU:International Mobile Telecommunication Union,国际电信联盟▫IMT-2000:International Mobile Telecom System-2000,国际移动电话系统-2000 ▫ITM-2000规范:•标准全球性、频带全球性、终端全球性、漫游全球性•移动业务质量更高、频率使用效率更高、数据传输速率更高•高速的分组数据传输率:∙固定位置:能达到2Mbps∙步行用户:能达到384Kbps∙车载用户:能达到144Kbps中国移动通信的发展第一代(1G)移动通信网络:▫80年代末、90年代初,中国第一代移动网络开通▫只支持话音业务▫采用英国的TACS体制第一代移动通信的特点:▫易受干扰▫保密性差▫系统容量少▫提供有限的业务▫手机体积大,价格昂贵(大哥大)第二代移动通信网络(2G):▫1992年在嘉兴地区,第二代移动蜂窝网开始试运转▫90年代初、中期,中国移动和中国联通全国开通GSM(Global System of Mobil)网络▫90年代中期,部分省市的IS-95A CDMA实验系统▫2001年,中国联通在全国开通IS-95A CDMA网络第二代移动通信网络(2G)的特点:▫系统容量提高▫语音质量更好▫便于实现安全通信保密▫能提供多种业务服务,提高通用系统的通用性▫能实现更有效灵活的网络管理和控制▫可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量第2.5G时代移动通信网络:▫2000年,中国移动在全国开通商用网—GPRS系统∙在GSM网络基础上演化的一个过渡网络∙数字制式∙采用包交换技术∙更为广泛的数据业务▫2003年,中国移动在全国开通商用—EDGE系统第三代(3G)移动通信网络:▫2002年,中国联通开通全国商用网CDMA 2000-1X系统▫数字制式▫语音质量更好▫通信安全保密性好▫系统容量大▫采用包交换技术▫支持高速的数据业务第二章:移动通信系统概述▫移动通信的特点•区分移动通信与无线通信•移动通信的复杂性问题▫移动通信的分类•寻呼系统/无绳电话/集群调度/卫星系统/蜂窝移动▫蜂窝移动通信的基本概念•蜂窝概念/宏蜂窝/微蜂窝/微微蜂窝/智能蜂窝•切换/漫游▫标准化组织▫OSI参考模型▫S7信令▫网络的概念移动通信的主要特点:▫必须利用“无线电波”进行信息传输▫工作于复杂的干扰环境▫可利用的频谱资源有限▫移动性使得网络管理复杂▫用户数量庞大移动通信的复杂一:发射信号传播方式的多样式▫直射▫反射▫绕射▫漫反射▫移动产生的特殊效应多径效应:由于不同途径传输过来的信号产生衰减(解决:RAKE接受技术) 移动通信的复杂二:外来信号的多样式▫干扰▫噪声移动通信的复杂三:对移动台的特殊要求▫外界环境的影响▫性能的稳定可靠▫携带方便、小型、低功耗、耐高温、耐低温▫操作方便通信系统的分类:▫核心网▫接入网:•有线接入:∙光纤接入∙光纤同轴混合网∙Cable Modem∙XDSL•无线接入:∙卫星接入∙蜂窝接入∙微波接入∙WLAN典型的移动通信系统:▫寻呼系统(BB机)▫无绳电话(寻呼机)▫卫星通信系统:•铱(Iridium)星系统•全球星(Global Star)系统▫蜂窝移动▫集群调度蜂窝移动通信系统主要功能部件:▫移动台(MS)▫基站系统(BSS)▫网络交换系统(NSS)▫操作维护系统(OMS)蜂窝概念的引入:▫大区制移动通信系统•信号传输损耗、通信距离有限•大区制系统覆盖范围30-50KM、发射功率50-200W、天线很高(>30CM)•具有网路结构简单、频道数目少、没有无线交换机、直接与PSTN(公共电话网)相连▫大区系统的局限性•覆盖范围有限•服务的用户容量有限•服务性能较差•频谱利用率低▫1974年美国Bell实验室提出蜂窝(CELL)的概念•无线覆盖区域的一种理论化的模型•六边形•宏蜂窝(Macrocell):∙每小区的覆盖半径大多为1-25KM∙用于大面积覆盖∙基站天线置于相对较高的地方∙基站的发射功率较强∙存在盲点问题•微蜂窝(Microcell):∙覆盖半径大约为30-300M∙发射功率相对较小,一般在1-2W∙基站天线置于相对较低的地方∙用于解决盲点问题•微微蜂窝(Picoell):∙微蜂窝的一种∙覆盖半径更小,一般只有几十米∙基站发射功率更小∙用于解决盲点问题•智能蜂窝:∙扩大系统覆盖区域∙提高频谱利用率、增加系统容量∙降低基站发射功率,减少信号间干扰∙存在于TD-SCDMA系统中•切换:∙在通话(业务处理)过程中发生∙MS业务处理过程中,从一个小区的覆盖移动到另外一个小区的覆盖区域,MS可能发生小区间的切换∙切换过程对于MS用户来说是不易察觉的,也就是说用户不知道已经发生切换,即:切换过程对用户是透明的。