GSM蜂窝移动通信 网络中移动性管理Word文档格式.docx
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摘要本课题主要讨论了GSM蜂窝移动通信网络中移动性的管理的相关问题。
本文首先回顾了GSM蜂窝移动通信网络的发展历程,并对其组成结构做了深入的研究和分析,最后重点介绍了GSM蜂窝移动通信网络移动性管理的详细过程,从而在一定基础上更深入的了解到GSM蜂窝移动通信系统。
关键词GSM蜂窝移动通信,移动性管理,位置管理
Abstract
ThisissuefocusesontherelatedproblemofGSMcellularmobilecommunicationnetworkinthemanagementofthemobility.ThispaperfirstreviewstheGSMcellularmobilecommunicationnetworkdevelopmentcourse,anditscompositionstructuremakesadeepresearchandanalysis,finallyintroducedtheGSMcellularmobilecommunicationnetworkmobilitymanagementofthedetailedprocess,thusincertainbasismorein-depthunderstandingofcellularmobilecommunicationsystemtoGSM.
Keywords:
GSMcellularmobilecommunication,MobilitymanagementLocationmanagement
目录
绪论3
一.蜂窝系统发展4
二.GSM发展4
三、GSM通信网络组成结构5
3.1移动台5
3.2无线基站子系统5
3.3网络交换子系统6
四、GSM移动性管理9
4.1移动性数据库9
4.2GSM位置更新9
五、第二代移动通信网移动性管理特点14
参考文献14
绪论
移动通信是指移动用户之间,或移动用户与固定用户之间的通信。
随着社会的发展,科学技术的进步,人们希望随时随地,迅速可靠的与通信的另一方进行信息交流。
正是因为移动通信能让人们随时随地,迅速可靠的与通信的另一方进行信息交流,为人们更有效的利用时间提供了可能,因而随着电子技术,特别是半导体、集成电路及计算机技术的发展,而得到了迅速的发展。
随着应用领域的扩大和对性能要求的提高,促使移动通信在急速上和理论上向更高水平进展。
到了20世纪80年代,移动通信已成为现代通信网芝一种不可缺少并发展最快的通信手段之一。
第一代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CDMA技术等,目前我国广泛应用的是GSM系统。
第二代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。
一、蜂窝系统的发展
蜂窝系统的概念和理论二十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,但上述第第一代模拟系统有四个主要的缺点:
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。
二、GSM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。
GSM数字移动通信系统史源于欧洲。
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。
当时这些系统是国内系统,不可能在国外使用。
为了方便全欧洲统一使用移动电话,需要一种公共的系统,1982年北欧国家向CEPT(欧洲邮电行政大)提交了一份建议书,要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。
在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会(ETSI)技术委员会下的“移动特别小组\GroupSpecialMobile)简称“GSM”,来制定有关的标准和建议书。
1991年在欧洲开通了第一个系统,同时MoU组织为该系统设计和注册了市场商标,将GSM更名为“全球移动通信系统”(GlobalSystemforMobileCommunications)。
从此移动通信的发展跨入了第二代数字移动通信系统。
同年,移动特别小组还完成了制定1800MHz频段的公共欧洲电信业务的规范,名为DCS1800系统。
该系统与GSM900具有同样的基本功能特性,因而该规范只占GSM建议的很小一部分,仅将GSM900和DCS1800之间的差别加以描述,绝大部分二者是通用的,GSM900和DCS1800两个系统均可通称为GSM系统。
三、GSM通信网络组成结构
GSM系统框图如图2-2所示,A接口往右是网路交换子系统(NSS),它包括有移动业务交换中心(MSC)、访问位置寄存器(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2-2GSM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。
1.移动台(MS)
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(紧急呼叫除外),但SIM卡本身不是代金卡。
2.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)。
a.基站控制器(BSC):
一个基站控制器(BSC)具有对一个或多个BTS进行监视和控制的功能,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。
BSC通过BTS和MS的远程命令对无线电接口进行管理,主要有无线信道安排和释放、切换的安排。
BSC向下连接一系列BTS,向上连接移动交换中心(MSC)。
一个BSC及它相应的BTS看成是基站子系统(BSS)。
b.基站收发信机(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。
一个BTS由无线收发信机及多块用于无线电接口的信号处理模块组成。
在朝BSC侧,BTS区分与移动台有关的话音和控制信令,并通过各自信道传给BSC。
在朝MS侧,BTS将信令和语音合在一个载波上。
BTS位置通常在小区中心。
BTS的发射功率决定小区的尺寸。
一个典型的BTS通常具有1到24个收发信机(TRX),每个TRX代表一个单独的RF信道。
基站的各种配置与应用有关,一些基站是在野外使用,必须考虑到环境和机械强度,如一年的天气变化等等。
另一些是在室内使用的,审美更为重要。
室内使用的一个重要因数是尺寸要小。
基站可设置成扇形或全向。
一个BTS可控制一个扇区或多个扇区。
另外需要的设备有供电系统及一旦掉电用的后备电源。
3.网路交换子系统
网路交换子系统(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:
c.移动交换中心(MSC):
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,它主要由交换机及支持呼叫建立所需的几个数据库组成。
它还是GSM网和PSTN之间的接口。
MSC完成由MSC负责区域的移动用户所有的交换和信令功能。
一个MSC可以连接数个BSC。
除了支持BSC之外,MSC还处理BSC/MSC内部的切换及相互之间的呼叫。
MSC具有无线资源管理和移动性管理等功能,例如移动台位置登记与更新、越区切换等。
为了建立从固定网至某个移动台的呼叫路由,固定网就远进入关口MSC(GMSC),由该GMSC查询有关的HLR,并建立至移动台当前所属的MSC的呼叫路由。
d.归属位置寄存器(HLR):
HLR是存储管理部门用于移动客户管理的数据,每个移动用户都应在其归属位置寄存器(HLR)注册登记。
从逻辑上讲,每个移动网有一个HLR。
HLR所存储的用户信息分为两类:
一类是一些永久性的信息,例如用户类别,业务限制,电信业务,承载业务,补充业务,用户的IMSI码,以及用户的保密参数等。
另一类是有关用户当前位置的临时性信息,例如移动台漫游号码(MSRN)等,用于建立至移动台的呼叫路由。
存储在HLR的数据由授权维护人员设置。
(1)用户数据的存储
HLR必须存储其归属用户的有关数据。
HLR还必须存储由运营者选择的不同用户提供的业务数据,并能随着业务的发展,增改相应存储内容。
(2)用户数据的检索
任何时候当VLR请求(例如登记时),HLR应能依据要求向VLR提供有关的用户数据。
当某些用户数据有变化时(例如签约的变化,服务项目清单的变化),HLR要能够将这些数据信息通知VLR。
(3)提供移动台漫游号码(MSRN)
MSRN是在MS进行位置更新时,由当地的VLR负责产生。
MS被叫时,HLR应能根据GMSC(关口MSC)或始发MSC的请求,将MSRN发往请求的MSC。
请求的MSC从而得到MS目前所在的MSC和LA区域。
(4)鉴权
HLR应能支持用户的鉴权操作。
(5)登记
HLR应能配合VLR完成登记功能和向前一个VLR发起取消登记功能。
(6)移
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