移动通信网络及交换技术

移动通信系统——交换网络设计知识一、提纲1、相关的基础知识：1)交换网络基础2)信令3)同步4)网络接口5)编号计划6)接续路由7)支撑的业务8)计费9)网管2、施工图设计阶段的勘察要点；二、相关基础知识1、交换网络基础（1）移动通信系统的构成：GSM移动通信系统主要由交换网络子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）和移动台（MS）三部分组成，如下图所示：其中，NSS交换网络子系统主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全管理所需的数据库功能。

构成NSS的主要实体包括MSC（移动交换机）、HLR（归属位置寄存器）、VLR（拜访位置寄存器）、AUC（鉴权中心）和EIR（设备标识寄存器）。

MSC：是NSS的核心，是对它所覆盖区域内的MS进行控制和完成话路交换的功能实体，其移动电话子系统MTS提供专有移动功能。

MSC从HLR、VLR、AUC中调取相应数据，并根据需要对相应数据加以修改。

MSC实现的功能包括呼叫处理（连接、号码存储、回声控制等功能）、安全保密（鉴权、用TMSI 保护IMSI、客户信息加密）、BSC和MSC间的信道管理、数据通信、IMEI的管理、移动性管理、无线资源管理、DTMF（双音多频）信号转换及排队管理等功能。

具有查询位置和转接功能的交换机称为入口交换机（GMSC），GMSC是与PSTN和其他NSS互连的接口，是其他网络呼叫本区域内移动用户（包括漫游来用户）固定入口点。

VLR：访问用户位置寄存器，是服务于器控制区内移动用户的，存储着进入该区域内移动用户的相关信息。

VLR从相对应的HLR获取必要的数据，为已登记的移动用户建立呼叫接续的必要条件。

VLR是动态的数据库。

VLR存储的用户数据信息如下表所示：形成MSC/VLR的物理实体。

HLR：归属用户位置寄存器，是GSM系统的中心数据库，存储HLR控制区内所有的移动用户数据。

供MSC和VLR查询。

相对于VLR，HLR是静态的数据库。

HLR能够完成客户数据存储、检索、配合VLR完成MSRN提供和位置登记、配合AUC完成鉴权等。

移动通信网络
移动通信网络是指通过无线技术实现移动设备之间通信的网络。

它是一种基于移动终端的无线通信技术，使得用户可以在移动状态下进行语音通话、数据传输和网络连接。

移动通信网络的主要组成部分包括以下几个方面：
1.移动终端：移动终端是用户使用的设备，包括手机、平板电脑、移动数据终端等。

移动终端通过无线信号与基站进行通信，实现语音、短信、数据传输等功能。

2.基站：基站是移动通信网络中的关键设备，用于向移动终端提供信号覆盖和通信服务。

基站通常包括天线、无线传输设备和控制单元等组件，可以覆盖一定范围内的移动终端。

3.移动核心网：移动核心网是移动通信网络的核心部分，负责管理和控制移动终端的通信连接。

它包括移动交换中心（MSC）、位置注册中心（HLR）、移动管理实体（MM）等功能节点，用于实现移动终端的接入、漫游、位置跟踪等功能。

4.无线接入网络：无线接入网络是基站和移动核心网之间的连接网络，用于传输移动终端和核心网之间的通信数据。

无线接入网络通常采用无线局域网（WLAN）、CDMA、LTE等技术实现。

5.业务支撑系统：业务支撑系统包括计费系统、用户认证系统、业务管理系统等，用于支持移动通信网络的运营和管理。

移动通信网络根据技术标准和覆盖范围的不同，可以分为多种制式和网络类型，如GSM、CDMA、LTE、5G等。

这些网络技术不断发展和演进，为用户提供了更快速、更稳定的移动通信服务。

移动通信系统切换技术概述学号： 09211050摘要：在移动通信系统中，切换已被作为一种关键的技术广泛应用。

本文首先对切换过程的基本概念进行介绍，然后依次论述了硬切换、软切换、无缝切换、接力切换和垂直切换的原理、过程及优缺点，并结合这几种主流的切换技术做了比较，并对几种切换技术的优劣做了总结。

关键词：移动通信系统；硬切换；软切换；更软切换；接力切换。

切换的概念：切换是指移动用户在通话过程中,从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区时,或由于受到外界的干扰或其他原因致使通信质量下降时,使用中的话音信道就会自动发出一个请求转换信道的信号,通知移动通信业务交换中心,请求转换到另一个覆盖区基站的信道上去,或是转换到另一条接收质量较好的信道上,以保证移动用户能够正常通信。

切换的功能：在通话进行中允许用户移动；在恶劣的无线传输条件下恢复并保持通信，避免移动偶那个台与网络之间的链路发生中断；在遇到干扰时能保持可接受的通信质量；优化频率资源的使用；减小移动台的功率消耗和全局干扰电平。

切换的基本阶段：切换可以分为三个阶段：无线测量、网络判决和系统执行。

在无线测量阶段，移动台不断搜索本小区和周围小区基站下行链路的信号强度和信噪比，同时基站也不断测量MS 的上行链路的信号。

测量结果在某些预设的条件下发送给相应的网络单元、移动台和BSC，网络单元此时进入相应的网络判决阶段。

在网络判决阶段，执行相应的切换算法，将测量结果和预先定义的门限进行比较，并确认目标小区可以提供目前正在服务的用户业务后，网络最终决定是否开始这次切换，在移动台受到网络单元发来的切换确认命令后，开始进入到切换执行阶段，移动台进入特定的切换状态，开始接受或发送与新基站所对应的信号。

切换的分类：当一次切换被触发后，一个新的信号将被建立，通信将转接到新的链路，同时，原来的信道被释放。

切换处理过程可以根据新链路的建立途径来分来。

一、硬切换硬切换是在不同频率的基站或覆盖小区之间的切换。

移动通信的基本技术随着科技的进步和人们对通信需求的不断增长，移动通信已经成为现代社会不可或缺的一部分。

移动通信的基本技术是支撑移动通信系统正常运行的关键，本文将就移动通信的基本技术进行介绍和解析。

一、移动通信的基本原理移动通信是指通过无线技术实现的移动设备之间的通信。

其基本原理是利用无线电波传输信息，在移动设备之间建立起通信链路，实现语音、数据和多媒体等信息的传递。

移动通信的基本技术主要包括无线信号传输、调制解调、信道编码、多址技术等。

二、无线信号传输无线信号传输是移动通信的基础。

无线通信系统通过无线电波传输信号，将信息从发送端传输到接收端。

在无线信号传输中，主要使用的频段有低频、中频、高频以及超高频等，不同频段的选择取决于通信系统的需求和应用环境。

三、调制解调技术调制解调技术是将原始信号转换为适合在无线传输信道中传输的信号，并在接收端将其恢复为原始信号的过程。

调制技术主要包括模拟调制和数字调制两种。

模拟调制主要用于语音通信，而数字调制则适用于数据和多媒体通信。

四、信道编码信道编码是为了提高无线信道传输的可靠性和效率而采取的一种技术手段。

通过对信息进行编码处理，可以在有限的带宽和受干扰的环境下，提高信息的传输质量和容量。

信道编码主要包括纠错编码和压缩编码两种。

五、多址技术多址技术是指在同一频率资源上实现多个用户之间的并行传输。

通过将不同用户的信号进行编码和解码，实现用户之间的区分和同时传输。

常见的多址技术有时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和频分多址（FDMA）等。

六、移动通信网络移动通信网络是支撑移动通信系统运行的基础设施。

移动通信网络主要由基站、交换网和移动终端组成。

基站负责无线信号的覆盖和转发，交换网负责信号的传输和交换，移动终端作为用户的通信设备。

七、移动通信标准为了保证不同厂商的设备能够互相兼容和互联，移动通信领域制定了一系列的标准。

常见的移动通信标准有GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTE等。

1．电路交换技术网络交换技术共经历了四个发展阶段，电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术和ATM技术。

公众电话网（PSTN网）和移动网（包括GSM网和CDMA网）采用的都是电路交换技术，它的基本特点是采用面向连接的方式，在双方进行通信之前，需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路，通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。

这种方式的优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的带宽，并且实时性强，时延小，交换设备成本较低，但同时带来的缺点是网络的带宽利用率不高，一旦电路被建立不管通信双方是否处于通话状态，分配的电路都一直被占用。

2．报文交换技术报文交换技术和分组交换技术类似，也是采用存储转发机制，但报文交换是以报文作为传送单元，由于报文长度差异很大，长报文可能导致很大的时延，并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难，为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的，节点需要分配不同大小的缓冲区，否则就有可能造成数据传送的失败。

在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务，如公用电报网。

报文交换比分组交换出现的要早一些，分组交换是在报文交换的基础上，将报文分割成分组进行传输，在传输时延和传输效率上进行了平衡，从而得到广泛的应用。

3．分组交换技术电路交换技术主要适用于传送话音相关的业务，这种网络交换方式对于数据业务而言，有着很大的局限性。

首先数据通信具有很强的突发性，峰值比特率和平均比特率相差较大，如果采用电路交换技术，若按峰值比特率分配电路带宽则会造成资源的极大浪费，如果按照平均比特率分配带宽，则会造成数据的大量丢失。

其次是和语音业务比较起来，数据业务对时延没有严格的要求，但需要进行无差错的传输，而语音信号可以有一定程度的失真但实时性一定要高。

分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式，它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据，并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数据传送的基本单元即分组。

移动通信的分类移动通信的分类移动通信是指在移动环境下进行的无线通信方式。

随着移动通信技术的发展，人们对通信的需求也越来越高，移动通信的应用范围也得到了广泛的拓展。

为了更好地了解移动通信技术，本文将对移动通信进行分类，并对每种分类进行简要介绍。

一、基于覆盖范围的分类1. 个人移动通信（PMTS）个人移动通信是指基于个人的移动通信网络，其覆盖范围主要是个人所在的相对较小的区域。

这种通信方式主要用于个人或个体之间的短距离通信，例如蓝牙和红外线通信。

2. 局域移动通信（LMTS）局域移动通信是指覆盖范围在局域网内的移动通信网络。

这种通信方式适用于在企业或团体内部进行通信，可以实现无线接入局域网的功能，例如Wi-Fi和Zigbee。

3. 城域移动通信（CMTS）城域移动通信是指在城市范围内建立的移动通信网络。

这种通信方式主要用于城市的公共通信服务，例如2G/3G/4G/5G移动通信网络。

4. 广域移动通信（WMTS）广域移动通信是指在广域范围内建立的移动通信网络。

这种通信方式覆盖范围较大，可以跨越多个城市或地区，例如卫星通信和无线电广播。

二、基于无线技术的分类1. 无线电移动通信无线电移动通信是指通过无线电波进行信息传输的移动通信方式。

这种通信方式广泛应用于移动通信网络中，包括2G、3G、4G、5G等。

无线电移动通信以其高速率、大容量和广域覆盖的特点，成为现代移动通信的主流技术。

2. 蓝牙移动通信蓝牙移动通信是一种短距离无线通信技术，其通信距离一般在几米到几十米之间。

蓝牙移动通信适用于个人设备之间的数据传输，例如方式与耳机、音箱之间的连接。

3. 红外线移动通信红外线移动通信是一种基于红外线技术的近距离无线通信方式，其通信距离一般在几米内。

红外线移动通信主要用于方式和电脑之间的数据传输，例如红外线遥控器和红外线文件传输。

三、基于网络技术的分类1. 电路交换移动通信电路交换移动通信是指基于电路交换技术的移动通信方式。