资源描述
移动通信基本原理
一. 通信系统基础
1、 通信系统模型
通信系统:用电信号(或光信号)传递信息的系统,又叫电信系统。
信源
变换器
信道
反变换器
信宿
噪声源
发端机
收端机
传输信道
2、 通信系统分类
按传输媒介分:有线和无线通信 按信号特征分:模拟信号和数字信号
按通信方式分:单工、双工、半双工通信 按复用方式分:FDMA、TDMA、CDMA
3、 通信系统的构成要素
终端设备:用户与通信网之间的接口设备。包括信源、信宿与变换器、反变换器的一部分。
传输链路:信息的传输通道,是连接网路节点的媒介。
交换设备:构成通信网的核心要素。交换方式:电路交换和存储转发方式。
4、 通信网的发展趋势
数字化:在通信网中全面使用数字技术。 宽带化:在通信网中实现宽带传输与交换。
综合化:把来自各种信息源的业务综合在一个数字通信网中传送。
智能化:在通信网中更多的引进智能因素建立智能网。 个人化:实现个人通信。
二. 移动通信概述
移动通信:通信双方或至少有一方在运动中进行信息交换。
三. 移动通信系统组成
1、系统组成框图(典型的蜂窝结构)
四. 移动无线电传播
1、移动无线电传播方式和机制
直射、反射、绕射、散射
2、传播路径损耗的计算
自由空间路径损耗:Lfs =32.45+20lgd(Km)+20lgf(MHz)
3、dB,dBm,dBw的区分(i:istropic 无方向、全向的 c:carrier 载波)
dB:相对计量单位,是一个以10为底的对数,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式:10lg(甲功率/乙功率)进行计算。
dBm:分贝毫瓦。dBm=10lg(p(mw)/1mw) dBw:分贝瓦。dBw=10lg(p(w)/1w)
4、 快衰落和慢衰落的定义
快衰落:由于多径传播,所接受的信号产生快衰落,即瑞利衰落,也称为多径衰落,衰落深度严重时达到20—30dB.
慢衰落:由于地形起伏和沿途建筑物的不一,引起慢衰落,也称阴影衰落。
5、 多普勒频移的定义
在移动通信中信号的相位不断变化,产生附加频移,这种频移成为多普勒频移。
6、远近效应的定义
在移动通信系统中,当基地台同时接收从几个距离不同的移动台发来信号时,若这些频率相同或相近,则距基地台最近的移动台就会对距离远的移动台造成干扰或抑制,甚至信号淹没。使基地台很难收到远距离移动台的信号,这就是近端对远端的干扰,也称远近效应。
7、干扰和噪声
邻道干扰:指相邻或邻近信道之间的干扰。
共道干扰:由相同频率的无用信号对接收机形成的干扰。
互调干扰:当两个或多个以上不同频率信号作用于一非线性电路时,由于器件的非线性特性,将互相调制,产生新频率信号输出,如果该频率正好落在接收机工作信道带宽(通带)内且有一定强度,则构成对该接收机的干扰,我们称这种干扰为互调干扰。三阶互调分为二信号三阶互调和三信号三阶互调两种类型。
阻塞干扰:阻塞干扰指CDMA基站发出的信号功率落在GSM基站接收滤波器200kHz通带之外,却仍然进入GSM接收机而带来额外干扰,当此干扰大于GSM接收机的阻塞门限时,GSM接收机被推向饱和,无论有用信号质量多好(信噪比多高),都无法被接收。
噪声系数的计算:输入信号信噪比与输出信号信噪比的差值 信噪比:S/N
8、对抗频率选择性衰落的方法
分集技术:用多种可能的途径采样接收信号,对接收到的信号进行组合或分类,以选择最好的信号的技术,称为分集技术
瑞克技术:RAKE接收技术就是分别接收的不同时延的四路信号进行解调,然后叠加输出达到增强接收效果的目的,这里多径信号不仅不是一个不利因素,而且在CDMA系统变成一个可供利用的有利因素。
均衡技术:根据信道变化,自动调整以消除因多径传输引起的码间串扰。
纠错技术:采用交织技术减少随机误码、突发误码的影响。
9、移动通信常用传播模型
自由空间传播模型:Lfs =32.45+20lgd(Km)+20lgf(MHz)
10、 爱尔兰的定义及计算方法
爱尔兰:信道话务量的表征值=
GSM基本原理
一、 GSM系统概述
1、 组网体制—频率复用
GSM采用小区制组网方式,每个覆盖小区成正六边形,其形状像“蜂窝”,故称蜂窝小区。其目的是频率复用以提高容量。必须具备越区切换、位置管理等功能。
C
A
C
B
A
B
分为 3 扇区
全向天线
频率复用
2、 GSM技术规范
(1)工作频段
• GSM900主频段(P-GSM):
• 上行:Ful=890+0.2×N(MHz)(1 To 124)
• 下行:Fdl=Ful + 45(MHz)
上下行频率间隔:45MHZ;带宽:25MHz;
• GSM1800频段:
• 上行:Ful=1710.2+0.2×(N-512)(512 To 885)
• 下行: Fdl=Ful +95(MHz)
• 上下行频率间隔:95MHz;带宽:75MHz。
(2)载频间隔:200kHz
(3) 通信方式:FDD双工
(4)接入方式:TDMA
(5)信道分配:每载频8个时隙,包含8个全速信道,16个半速信道;
(6)每个时隙的信道速率:22.8kbit/s;
(7)信道总速率:270kbit/s;
(8)调制方式:GMSK,高斯滤波最小频移键控;
(9)话音编码:规则脉冲激励线性预测编码RPE-LPC 13kbit/s;
二、 GSM网络结构与功能
1、 网络结构图
MSC
BSC
BTS
BTS
HLR
VLR
EIR
NSS
PSTN
IWF
EC
TRAU
SIM
ME
NMC
OMC
OMC
OMS
BSS
MS
AUC
2、 基本组成及功能
(1)网络和交换子系统(NSS)
(2)无线基站子系统 (BSS):完成无线信道的发送、接受、管理、连接网络端的交换机。
(3)移动台(MS):入网、通信、提供接口。
(4)操作与维护分系统(OMS):为其服务区内的移动用户提供交换和信令功能并提供与其他PLMN和PSTN的接口,储存归属移动用户信息及其管辖区内的移动用户信息
3、 E1链路结构
传输媒质: 微波,光纤;32 时隙;每时隙传输 64kb/s;传输速率:32×64kb/s =2.048Mb/s;
0时隙用于同步;16时隙用于信令。
2M 结构:
CH0
CH1
CH2
CH3
CH4
CH5
CH6
CH7
CH0
CH1
CH2
CH3
CH4
CH5
CH6
CH7
Synchronous Information
Idle Timeslot
Idle Timeslot
Signal Timeslot
OM Channel
Idle Timeslot
TS0
TS1
TS2
TS3
TS4
TS5
~
TS15
TS16
TS30
TS31
TS17~29
Carrier 1
Carrier 2
Each Voice Channel is Transported by 16kb/s
三、 信道与编码
1、 TDMA帧结构
四、 系统工作过程
1、 主叫流程
主叫流程之一:
主叫流程之二
主叫流程之三
2、 被叫流程
被叫流程之一
被叫流程之二
被叫流程之三
3、 位置更新流程
位置更新流程之一
位置更新流程之二
4、 内部切换流程
5、 外部切换流程
五、 参数及调整
1、 BTS公共参数
1.1、CGI小区全球识别码
CI
LAC
MNC
LAI
CGI
MCC
CGI的格式为:MCC-MNC-LAC-CI。
MCC(Mobile Country Code):三个十进制数组成,取值范围为十进制的000 ~ 999。
MNC(Mobile Network Code):二个十进制数,取值范围为十进制的00~99。
LAC (Location Area Code):范围为0~65535。
CI(Cell Identity):范围为0~65535。
MCC不可改变。460(China)
MNC不可改变。00 (CMCC) 01(UNICOM)
位置区码的设置必须严格按照中国电信的有关规定执行,切忌在网络中(全国范围)出现两个或两个以上的位置区采用相同的位置区码。
CI取值应注意在同一个位置区不允许有两个或两个以上的小区使用相同的CI
1.2、基站识别码 ( BSIC )
若在某个物理位置上,移动台能同时收到两个小区的BCCH载频,且它们的频道号相同,则移动台以BSIC来区分它们。
当移动台在连接模式下(通话过程中),它必须根据BCCH上有关邻区表的规定,对邻区BCCH载频的电平进行测量并报告给基站。同时在上行的测量报告中对每一个频率点,移动台必须给出它所测量到的该载频的BSIC。
基站可以依靠BSIC来区分这些小区,从而避免错误的切换,甚至切换失败。
C
B
A
F
E
D
图中小区A、B、C、D、E和F的BCCH载频具有相同的绝对频道号,其它小区则采用不同的频道号作为BCCH载频。一般要求小区A、B、C、D、E和F采用不同的BSIC。
1.3、链路超时 ( RDLNKTO ) ——BTS无线链路超时
GSM规范规定,基站中需有一计数器S,该计数器在通话开始时被赋予一个初值,即参数——“无线链路超时”的值。若每次基站在应该收到SACCH的时刻无法译出一个正确的SACCH消息时,S减1。反之,基站每接收到一正确的SACCH消息时,S加2,但S不可以超过参数无线链路超时的值。当S计到0时,基站报告无线链路故障。
当移动台在通信过程中话音(或数据)质量恶化到不可接受,且无法通过射频功率控制
或切换来改善时(即所谓的无线链路故障),基站或者启动呼叫重建,或者强行拆链。
由于强行拆链实际上引入一次“掉话”的过程,因此必须保证只有在通信质量确实已无法
接受(通常的用户已不得不挂机)时,基站才认为无线链路故障。
1.4、BCCH频率表( BCCHFREQ )
每个小区有两个BA List表,可以相同或不同。
BA(BCCH):在BCCH上通过系统信息消息类型2(System Information message type)发送,
用于移动台的选择和重选。它包括PLMN在某个物理区域中使用的BCCH载波,最多64个频点,当BA(SACCH)中定义的频点是BA(BCCH)中定义的频点的子集时,BA(BCCH)最多可定义64个邻小区。
BA(SACCH):在SACCH上通过系统信息类型5(system information message type 5)发送的
BA,它向移动台指示,哪个BCCH载波用于切换监测,最多64个频点,最多32个邻小区。
当某个小区存在于另一个小区的BA(BCCH),但不存在于BA(SACCH)时,这个小区将
不参与切换判断,因而只支持服务区的呼叫,不接受到另一切换。
2、 小区参数
2.1、DTX (不连续发射)
不连续发射:指网络在与手机的通话过程中,话音间歇期间,网络不传送信号的过程。
好处:无线信道的干扰得到有效的降低,从而使网络的平均通话质量得到改善;同时,DTX的应用可以减少基站和移动台的处理器负载和功耗。因此在可能的情况下,建议在网上采用下行DTX。
DTX: True和False
2.2、T3212 (周期位置更新定时器)
位置更新:当MS改变所处位置区LA时通知网络的过程。
GSM系统中发生位置更新的原因主要有两类,一种是移动台发现其所在的位置区发生变化(LAC不同);另一种是网络规定移动台周期地进行位置更新。周期位置更新的频度是由网络控制的,周期长度由参数T3212确定。
T3212以十进制数表示,取值范围0~255,单位为6分钟(1/10小时),如T3212=1,表示0.1小时;T3212=255,表示25小时30分。
周期位置更新是网络与移动用户保持紧密联系的一种重要手段,因此周期时间越短,网络的总体服务性能越好。但频繁的周期更新有两个负作用:
一方面则使移动台的功耗增大,使系统中移动台的平均待机时间大大缩短。因此T3212的设置需权衡网络各方面的资源利用情况而定。
另一方面是网络的信令流量大大增加,对无线资源的利用率降低,在严重时会直接影响系统中各个实体的处理能力(包括MSC、BSC和BTS)。
2.3、EnHop (跳频状态)
Hopping: 跳频,在控制和通话过程中,一个基站和移动台同步改变通信频点,以减少外部频率干扰。
根据GSM规范,规定GSM无线设备应支持跳频功能。理论分析表明,跳频可以改善空间的频谱环境,提高全网的通信质量。
ON和OFF:在TCH和SDCCH信道是否使用跳频。
2.4、EC (紧急呼叫允许)
一般情况下,GSM网络中任何移动台必须含有一合法有效的用户识别模块卡(SIM)才能获得网络的各种业务支持。但对没有SIM卡的移动台或有SIM卡但其接入等级(C0~C9中的一种)被当前小区关闭(即根据当前小区的系统消息,它不可以启动接入程序)的移动台, 营 运 者 有 权 决 定 是 否 允 许 移 动 台 进 行 紧急呼叫 (Emergency Call,EC),如匪警等。GSM规范中的紧急呼叫电话号码定义为112,与中国的电话号码分配不同,因此除非采取特殊处理,目前中国电信下属的GSM系统无法实现GSM规范规定的紧急呼叫功能。但考虑到国际漫游用户的习惯,可以在网络中将112接至录音电话,以告知用户各种特服号码。
3、 小区选择与重选参数
3.1、MS 工作状态
p 三种状态: 关机、开机但空闲、通信状态
p MS在空闲模式(Idle Mode)下执行的任务分成三个过程(PROCESS):
n PLMN选择
n 小区选择和重选
n 位置更新
p C1 决定小区选择
p C2 决定小区重选
3.2、C1与C2值
p C1算法: C1=A-MAX(B,0)
p 其中: A = RXLEV-ACCMIN
p B = CCHPWR-P
p RXLEV:手机接收电平(下行)
p ACCMIN:手机接入系统最小接收电平
p CCHPWR:手机接入系统的最大发射功率
p P:手机最大发射功率(手机功率级别)
p PHASE1手机:C1
p PHASE2手机:C2
p C2=C1+CRO-TO*H(PT-T) PT=/=31
p C2=C1-CRO PT= =31
p CRO:小区重选偏置(Cell Reselection Offset)
p H:小区重选滞后 (不同LAC的Cell )
p TO: 临时偏置(Temporary Offset)
p PT:惩罚时间(Penalty Time)
p 手机服务小区的选择按照C2值的大小进行排序
3.3、小区重选与位置更新
p 当MS进行小区重选时,如果原小区和目标小区属于不同位置区(LAC),则移动台在小区重选后必须启动一次位置更新。
p 目标小区C2>原小区C2,且维持5s以上才进行小区重选
p 两次由C2引起小区重选必须间隔15s以上
p C2(X)<C2(Y)-CRH(小区重选滞后)才启动在不同LAC的C2内的小区重选和随后的位置更新过程。
p CRH:Cell Reselection Hysteresis
六、 网络优化
1、 优化方法与流程
1.1、告警处理流程
BTS 硬件故障
BSC 告警
维修工单
Y
N
传输 BSC XCDR
OMCR统计数据
全网或分区性能
CSSR、HOSR、DCR
TCH 拥塞/话务量
SDCCH拥塞/话务量
TOTAL CALL
1.2、日常优化流程
优化目标
优化计划与
系统信息收集
修改数据库
RF 优化
硬件故障
参照标准
达到目标
优化报告
统计指标对照
路测对比
Y
N
1.3、高掉话小区处理
高掉话小区
硬
件
故
障
查
配
置
数
据
OMCR 统计数据
覆
盖
干
扰
切换:
质量
干扰
TA
LEV
PBGT
无
法
确
定
修改参数
开 TRACE
CALL
加站
扩容
调天线
改
频
邻区关系
切换门限
切换优先级
Loss of ul & dl SACCH(link_fail & radio_link_timeout)
C1 C2 & HO_threshold
Missing_report
MAX_DISTANCE
Handover_recognized_period & Bssmap_t7 (inter_bss_ho)
1.4、RF 优化
p Site location
p 站点分布的合理性 (overlap 、hole 、overshooting 、umbrella cell)
p Antenna
p 查高度、方向、DOWNTITLT (判断依据: CTP分析、路测)
p RF plan
p 查同、邻频干扰(判断依据: GI、NetPlan)
p Neighbor
p 邻区关系的合理性 (判断依据:GI、CME分析、路测)
p External IOI
p 查外部干扰源 (判断依据: IOI 统计、路测)
1.5、数据库优化
2、 参数优化
2.1、数据库优化
p 使用 CME 提取小区参数数据库
p 检查不匹配的数据(如BCCH、BSIC、NEIGHBOR等)
p 分析及调整小区参数
p 重要参数:
p - LINK_FAIL
p - LINK_ABOUT_TO_FAIL
p - MB_PREFERENCE
p - CELL_BAR_QUALIFY
p - CELL_RESELECT_HYSTERESIS
p - CELL_RESELECT_PARAM_IND
p - CELL_RESELECT_OFFSET
p - PENALTY_TIME
p - TEMPORARY_OFFSET
p
3、 OMC统计分析
统计、观测DCR、CSSR、HOSR、TCH_BLOCK、TCH_TRAFFIC、 HANDOVER PER CALL 等网络指标
分析基于全网、BSC、小区的统计数据,查找影响网络指标根源:
- 若问题集中在某些特定小区,则着重分析这些小区
- 若无特别差小区,则重新配置全网或BSC的参数
4、 路测(参数、指标)
4.1、Rx_Lev,RxLel_Access_Min (0~63)
0级为–110dBm, 63级为–47dBm, 每一级增加1 dBm
4.2、RxQual Evaluation
4.3、Timing Advance (在城市一般为0到2之间).
TA:0~63, 每级表示 553.5m 距离 between MS and BTS, 63 为 35km,这是ETSI的GSM规范中支持的最大距离,某些厂商设备对每一个连接同时准备两个载波,一个是满足规范,另一个作为Virtual TA,它可达到127,最远覆盖72km。
4.4、Tx Power
p 对 GSM900:0 ~ 19 , 0级为 43 dBm, 19级为5 dBm ( phase 2 ) ;
p 对 GSM1800:0~15 , 0级 30 dBm, 15级为 0 dBm;
p 每一级差为2dBm
CDMA基本原理
一、 CDMA系统概述
1、 GSM/CDMA频谱分配
联通800M CDMA频段是: 联通900M GSM的频段是:
移动台:825MHz~835MHz 移动台:909MHz~915MHz
基 站:870MHz~880MHz 基 站:954MHz~960MHz
移动900M GSM的频段是:
移动台:897MHz~909MHz 基 站:942MHz~954MHz
2、 CDMA的基本概念
所谓CDMA,即在发送端使用各不相同的、相互(准)正交的伪随机地址码调制其所发送的信号;在收端则采用同样的伪随机地址码从混合信号中解调检测出相应的信号。
3、 扩频通信的概念和Shanon公式
CDMA传输系统中采用了扩频技术,即是将原始信号的带宽变换为比原始带宽宽的多的传输信号,以来达到提高通信系统的抗干扰目的。其数学模型为Shanon公式,即在白噪声的干扰下,信道容量为:C=B Log2(1+S/N)
b:信道带宽;s/n:信噪比;c:信道容量
4、 CDMA的特点:(六大特点)
4.1、覆盖范围大:覆盖半径是标准GSM的2倍;覆盖1000 km2:;GSM需要200
个基站,CDMA只需50 个基站;在相同覆盖条件下,基站数量大为减少,投资将相应减小。
4.2、 容量大:决定CDMA系统容量的主要参数有:处理增益、所需的EB/N0、话音激活系数、频率复用系数和扇区数目等。CDMA系统容量高的原因是由于它的频率复用系数远远超过其他制式的蜂窝系统,频谱利用率高,另一主要因素是它使用了话音激活技术。
软容量:用户数目和服务质量之间可以相互折中,灵活确定;小区的呼吸功能:各小区的覆盖大小是动态的,通过调整小区的导频发射功率,使相邻小区负荷分担话务,相当于增加了容量。提高误帧率可增加可用信道数,这时通话质量降低。
呼吸功能:调整基站导频值来调整小区覆盖大小
4.3、通话质量高:声码器可以动态地调整数据传输速率,并根据适当的门限值选择不同
的电平级发射。门限值根据背景噪声的改变而改变,可以得到较好的通话质量。系统采用软切换技术,“先连接再断开”,这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。
软切换:掉话少。更软切换:同一基站、相同频率、不同扇区的CDMA信道间
CDMA小区/扇区切换采用软/更软切换,切换是先接续再中断,服务质量高,有效
减低掉话。其他无线系统小区/扇区切换采用硬切换,切换是先中断再接续,容易产生掉话。
8K等于G网的13K,13K相当于有线
4.4、手机发射功率小:CDAM技术,功率控制,语音激活
4.5、频率规划简单:网络规划简单、配置灵活
工程设计简单,扩容方便
1
3
2
4
3
2
4
2
4
4
1
2
3
1
4
2
3
1
4
GSM:N=4
频率复用
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
CDMA:N=1
频率复用
1
1
1
4.6、干扰受限系统:
p 所有移动用户都占用相同带宽和频率,CDMA是一个自扰系统,用户的增加要提高
整个背景噪声。控制住用户的信号强度,在保持高质量通话的同时,就可以容纳更多的用户。
p 有远近效应,需功率控制。
5、 功率控制技术
p 功率控制的概念
p 远近效应
p CDMA是一个自干扰系统
p 功率控制分为前向功率控制和反向开环功率控制和反向闭环功率控制。
p 反向开环功率控制
移动台根据接收功率的变化,迅速调节移动台发射功率。
p 反向闭环功率控制
基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正,以使移动台保持最理想的发射功率。
p 前向功率控制基站根据测量结果调整移动台的发射功率。
6、 软切换与硬切换
所谓软切换就是当移动台需要跟一个新的基站通信时,并不先中断与原基站的联系。更软切换:同一基站、相同频率、不同扇区的CDMA信道间。
软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行,它在两个基站覆盖区的交界处起到业务信道分集的作用
软切换可以大大减少掉话,保证通信的可靠性
CDMA系统中支持的切换:硬切换、软切换、更软切换。
硬切换:先中断再接续,不同频率间进行切换,容易产生掉话
二、 CDMA系统组成与结构
1、 CDMA系统结构图
BTS(Base Transmitter Station ): 基站收发信台
BSC(Base Station Controller): 基站控制器
BS(Base Station): 基站
MSC(Mobile Switch Centre) : 移动交换中心
VLR(Visitor Location Register): 拜访位置寄存器
HLR(Home Location Register): 归属位置寄存器
AC(Authentication Centre): 鉴权中心
MC(Message Centre): 消息中心
SME(Short Message Entity): 短消息实体
PSTN(Public Switched Telephone Network): 共用电话交换网
ISDN(Integrated Service Digital Network): 综合业务数字网
PSPDN(Packet Switched Public Data Network ) 分组交换数据网
2、 系统组成及功能(移动终端、BSS子系统、MSS子系统、OMM子系统等部分)
2.1、基站子系统BSS可分为两部分。通过无线接口与移动台相连的基站收发信台(BTS)以及与移动交换中心相连的基站控制器(BSC),BTS负责无线传输、BSC负责控制与管理。
2.1、移动交换子系统MSS完成CDMA的主要交换功能,同时管理用户数据和移动性所需的数据库。MSS子系统的主要作用是管理CDMA移动用户之间的通信和CDMA移动用户与其它通信网用户之间的通信。
移动交换子系统MSS包括以下主要功能单元:
u 移动交换中心(MSC)
u 拜访位置寄存器(VLR)
u 归属位置寄存器(HLR)
u 鉴权中心(AUC)
u 短消息中心(SC)
2.1.1、移动交换中心 MSC是CDMA网络的核心。MSC对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路接续的功能,也是CDMA网和其他网络之间的接口。另外,为了建立至移动台的呼叫路由,每个MSC还完成GMSC的功能。
MSC从三种数据库,拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)和鉴权中心(AUC)中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。反之,MSC根据其最新数据更新数据库。
2.2.2、拜访位置寄存器(VLR)通常与MSC合设,其中存储MSC所管辖区域中的移动台(称拜访客户)的相关用户数据,包括:用户号码、移动台的位置区信息、移动用户识别码、批准数据、鉴权数据和用户服务清单等参数。
VLR是一个动态用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄存器(HLR)处获取并存贮必要的数据,一旦移动用户离开该VLR的控制区域,则重新在另一个VLR登记,原VLR将取消该移动用户的数据记录
2.2.3、归属位置寄存器(HLR)存储管理部门用于移动用户管理的数据。每个移动用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:
一是有关移动用户的参数,包括移动用户识别号码、电子序列号、用户号码、服务项目清单、批准有效时间等;二是有关移动用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。
还包括下列信息:电信业务 数据业务 智能业务 短消息业务数据
服务限制(如:漫游限制) 补充业务参数
2.2.4、鉴权中心(AUC)AUC属于HLR的一个功能单元部分,专门用于CDMA系统的安全性管理,用来鉴别用户身份的合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密,防止无权用户接入和保证移动用户通信的安全。
鉴权中心一般与HLR合设。包括参数:A_key, SSD、MIN/IMSI、AAV等
2.2.5、短消息中心(SC)短消息中心的主要功能是接收、存储和转发用户的短消息。
通过短消息中心能够更可靠地将信息传送到目的地。如果传送失败,短消息中心保存失败消息直至发送成功为止。
操作维护中心(OMC)
为运营商提供对网络的操作和维护服务、管理签约用户信息,对网络进行规划。
主要实现以下功能:
1、维护测试 2、障碍检测及处理
3、系统状态监视 4、系统实时控制
5、局数据修改 6、性能管理
7、用户跟踪、告警 8、话务统计等
3、 主要接口
3.1、A接口
基站子系统与交换子系统之间的接口即A接口,其物理链路通过采用标准的2.048Mbit/s的PCM数字传输链路来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。
一般采用IS-634标准、IOS2.4、IOS4.0等。
3.2、Abis接口
基站子系统中BSC 与BTS之间的接口。支持对BTS无线设备的控制。
物理层采用直接互联的方法,无统一标准。
3.3、Um接口
Um接口被定义为MS与BTS之间的通信接口,即空中接口。
它实现了各种制造商的移动台与不同运营者的网络间的兼容性,从而实现了移动台的漫游。此接口遵守IS-95A标准。
移动交换子系统MSS内部接口
3.4、内部接口
B接口:MSC和VLR间的接口,内部接口,没有标准定义。
C接口:MSC和HLR间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T七号信令系统规范。
D接口:VLR和HLR间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T七号信令系统规范。
E接口:MSC和MSC间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T七号信令系统规范。
H接口:HLR和AUC间的接口,内部接口
N接口:HLR和MC间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T七号信令系统规范。
Ai/Di接口::MSC和PSTN/ISDN间的接口,采用2Mb/sPCM数字链路,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T七号信令系统规范,采用TUP、ISUP以及随路信令。
三、 信道与编码
1、扩频和解扩过程
1.1、扩频
窄带信号(9.6kb/s语音)用PN码扩频为1.2288Mc/s的宽带信号,比值(1.2288/9.6)叫做扩频处理增益(128,21db)。在传送过程中,CDMA信号受到各种噪声干扰,主要是同小区其它用户非理想正交引起的干扰和邻小区用户产生的加性白噪声。此外还有背景噪声和外部干扰。
1.1、解扩
收到信号后,相关器利用扩频处理增益恢复有用信号,抑制干扰信号。由于可接受的语音质量需要大约7dB的信/噪比,其余14dB增益用以从噪声中提取有用信号。因为噪声与有用信号正交(下行链路)或不相关(上行链路),所以能够通过相关器提取有用信号,抑制干扰噪声。
2、长码扰码原理和发生器原理
长码扰码原理:在前向链路中,长码用于对语音数据的扰码,提供语音消息的加密,而不是用于扩充信号带宽。为了实现扰码而不增加信号速率,在“与”入用户独特的长码掩码之后,1.2288Mb/s的长码通过运算被缩减为与语音数据相匹配的低速率19.2kb/s,这实质上是通过提取长码数据流的每一第64比特实现的。
长码发生器原理:长码是采用42比特线性反馈移位寄存器产生的,它也是各CDMA无线系统用以同步的主时钟。该移位寄存器需要由GPS接收机的时钟输出加以驱动。为了提供语音加密,用一个用户特定的42比特掩码(mask)和移位寄存器的输出进行“与(AND)”运算,生成独特的长码。所谓用户特定的mask是指,从移动台的设备串号(ESN)导出的一个序列,或是从ESN、随机数种和加密过程算法组合导出的一个序列。
长码发生器原理图
四、 编号计划——号码类型
MDN:移动用户号码簿号码 NID网络识别码(NID)
IMSI:国际移动用户识别码 SID系统识别码(SID)
TLDN:临时本地用户号码 ESN电子序号(ESN)
HLR号码 BSID基站识别码(BSID)
MSC/VLR号码 REG-ZONE登记区识别码(对CDMA)
4.1、移动用户号码簿号码(MDN)
此号码为主叫用户呼叫一个数字移动用户时所需拨的号码。
• 中国国家号为86
• 国内有效移动用户号码簿号码由三部分组成:
数字蜂窝移动业务接入 号(N1N2N3),
HLR识别号(H1H2H3)
移动用户号(XXXX)。
数字蜂窝移动业务接入号(N1N2N3)为13X。
移动用户号(SN): XXXX, 由各HLR自行分配。
4.2、国际移动用户识别码(IMSI):
4.3、临时本地用户号码(TLDN)
由被叫所在的MSC/VLR分配的用于选路由的临时号码,用于网络进行路由选择。
联通暂时定8613344号段的100个号码为TLDN。
4.4、HLR号码:
460 03 09 H0H1H2H3 0000
在NO.7信令消息中使用的、代表HLR的号码。
4.5、MSC/VLR号码
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