移动通信网络及技术(第二版)_孙海英章 (1)

长计费 • 终端：采用支持GPRS的终端。
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5.2 GPRS网络
5.2.2 GPRS接口 1 GPRS主要接口 （1）Gi接口——GGSN与外部数据网之间的接口。 • 与普通的路由器一样，GGSN利用现有的传输方法，接收
二层数据帧之后，做帧处理，得到IP数据包。分析该IP包 的目的地址，恰为本地分组数据协议的内容 （PDP Context）所标示的某一手机地址，则将此数据包送至Gn 接口的软件模块，做进一步处理。
– 在Gi和Gn两个网络之间，即外网和运营商网络之间不存 在路由，只有封装关系，安全性得到了保障。
202MS
Um
Gb BSS
SGSN Gn GGSN Gi
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GPRS接口示意图
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5.2 GPRS网络
（3）Gb接口——SGSN和BSS之间的接口 • 子网相关融合协议（SNDCP：Sub-
• 物理层：Um接口的物理层为射频接口部分，而逻辑链路 层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。GSM空中接口 的载频带宽为200kHz，一个载频分为8个物理信道。如果 8个物理信道都分配为传送GPRS数据，则原始数据速率 可达200kbit/s。考虑前向纠错码的开销，最终的数据速率 可达164kbit/s左右。
输不采用控制机制，可靠性不高(透明传输)，存在着严重 的呼损。 • 网络互连困难：不同速率、协议、代码的终端互通难。
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5.1 GPRS概述
2 分组交换 ① 分组交换原理
分组交换的基本原理是存储—转发的方式。把报文分成若
干个比较短的、具有一定格式的“分组”（或称为数据包） 进
行交换和传输。即节点交换机采用以“分组”为单位的存储 －

移动通信第二章在现代社会，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

从简单的语音通话到丰富多样的多媒体应用，移动通信技术的发展日新月异。

接下来，让我们深入探讨移动通信的第二章——移动通信的关键技术与系统架构。

移动通信系统的发展历程就像是一部不断进化的科技史诗。

从最初的第一代模拟通信技术，到如今的第五代甚至正在研发中的第六代技术，每一次的进步都带来了巨大的变革。

在移动通信的世界里，有几个关键技术起着至关重要的作用。

首先是调制解调技术，它就像是信息的“搬运工”，负责将我们要传输的信息有效地加载到无线电波上，并在接收端准确地还原出来。

不同的调制解调方式会影响通信的效率和质量。

比如，早期的简单调制方式传输速率较慢，而如今的复杂调制方式能够实现高速的数据传输。

多址技术也是移动通信中的核心之一。

时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）和码分多址（CDMA）等技术，为不同的用户在同一频段上实现了互不干扰的通信。

就好比在一条宽阔的马路上，通过合理的规划和分配，让不同的车辆能够有序行驶，互不碰撞。

另外，智能天线技术的出现极大地提高了通信的性能。

它能够根据信号的来向自适应地调整天线的方向和参数，从而增强有用信号的接收，抑制干扰信号。

这就像是一个聪明的“耳朵”，能够敏锐地捕捉到我们想要的声音，同时过滤掉周围的噪音。

移动通信系统的架构也是一个复杂而精巧的体系。

一般来说，它包括移动台、基站子系统和网络子系统等部分。

移动台就是我们手中的手机或者其他移动终端设备，它负责发送和接收信号。

基站子系统则像是一个个分布在各地的“通信中转站”，接收和转发移动台的信号，实现信号的覆盖和传输。

网络子系统则是整个通信网络的“大脑”，负责控制和管理通信的过程，确保信息的准确传输和交换。

在这个架构中，各个部分之间需要紧密协作，才能保证通信的顺畅进行。

例如，当我们拨打电话时，移动台会将信号发送给附近的基站，基站通过一系列的处理和传输，将信号传递到目标移动台所在的基站，最终到达目标移动台。

第1章引言本书介绍了有关无线通信和网络技术方面的内容，包括加剧的竞争和数字技术的引进在内的诸多因素给无线应用市场带来了空前发展。

本章，我们将讨论驱动这一新兴的电信革命的几个关键性因素。

本书连同本书的Web站点，为读者提供了诸多的材料。

按照讨论惯例，这一章仅对全书做一个概述。

1.1无线通信时代的到来古列尔默·马可尼在1896年发明了无线电报1。

他在1901年把长波无线电信号从康沃尔(Cornwall，位于英国的西南部)跨过大西洋传送到3200公里之外的圣约翰(St.John，位于加拿大)的纽芬兰岛(Newfoundland)。

他的发明使双方可以通过彼此发送用模拟信号编码的字母数字符号来进行通信。

一个世纪以来，无线技术的发展为人类带来了无线电、电视、移动电话和通信卫星。

现在，几乎所有类型的信息都可以发送到世界的各个角落。

近年来，更为引人关注的是卫星通信、无线网络和蜂窝技术。

通信卫星是在20世纪60年代首次发射的，那时它们仅能处理240路语音话路。

今天的通信卫星承载了大约所有语音流量的1/3，以及国家之间的所有电视信号[EVAN98]。

现代通信卫星对所处理的信号一般都会有1/4 s的传播延迟。

新型的卫星是运行在低地球轨道上的，因而其固有的信号延迟会较小，这类卫星已经发射用于提供诸如Internet接入这样的数据服务。

无线网络技术使商业企业能够发展广域网(WAN)、城域网(MAN)和局域网(LAN)而无需电缆设备。

IEEE开发了作为无线局域网标准的802.11，蓝牙(Bluetooth)工业联盟也在致力于能提供一个无缝的无线网络技术。

蜂窝或移动电话是马可尼无线电报的现代对等技术，它提供了双方的、双向的通信。

第一代无线电话使用的是模拟技术，这种设备笨重且覆盖范围是不规则的，然而它们成功地向人们展示了移动通信的固有便捷性。

现在的无线设备已经采用了数字技术。

与模拟网络相比，数字网络可以承载更高的信息量并提供更好的接收和安全性。

HLR是用于移动用户管理的数据库。每个移动用户必 须在某个HLR中登记注册。HLR所存储的用户信息分为两类： 一类是有关用户参数的信息，例如用户类别，向用户所提 供的服务，用户的各种号码、识别码以及用户的保密参数 等；另一类是有关用户当前位置的信息，例如移动台漫游 号码、VLR地址等，用于建立至移动台的呼叫路由。
也就是说，对于处于同一波束内的不同用户再用这些多 址方式加以区分。SDMA的优势是明显的：它可以提高天线增 益，使得功率控制更加合理有效，显著地提升了系统容量； 此外，一方面可以削弱来自外界的干扰，另一方面还可以降 低对其他电子系统的干扰。SDMA实现的关键是智能天线技术， 这也正是当前应用SDMA的难点。特别是对于移动用户，由于 移动无线信道的复杂性，使得智能天线中关于多用户信号的 动态捕获、识别与跟踪以及信道的辨识等算法极为复杂，从 而对DSP（数字信号处理）提出了极高的要求，对于当前的 技术水平是个严峻的挑战。所以，虽然人们对于智能天线的 研究已经取得了不少鼓舞人心的进展，但由于存在上述一些 目前难以克服的问题而未得到广泛应用。但可以预见，由于 SDMA的诸多优点，SDMA的推广是必然的。
VLR是存储用户位置信息的动态数据库。当漫游用户进 入某个MSC区域时，必须向该MSC相关的VLR登记，并被分配 一个移动用户漫游号（MSRN），在VLR中建立该用户的有关 信息，其中包括移动用户识别码（MSI）、移动用户漫游号 （MSRN），所在位置区的标志以及向用户提供的服务等参 数，这些信息是从相应的HLR中传递过来的。MSC在处理入 网、出网呼叫时需要查询VLR中的有关信息。一个VLR可以 负责一个或若干个MSC区域。
2.公共移动通信系统， 即蜂窝移动通信系统的基本系统结构如图 1所示。一个交换区由一个移动交换中心MSC（Mobile Service Switching Centre）、一个或若干个归属位置寄存器HLR （Home Location Register ）和访问者位置寄存器VLR （Visitor Location Register)，有时几个MSC合用一个VLR、 设 备识别寄存器EIR（Equipment Identity Register）、 鉴权中心 AuC（Authentication Centre）、操作维护中心OMC （Operation and Maintenance Centre）、 基站BS（Base Station）和移动台MS（Mobile Station）等功能实体组成。