中国移动基站结构

GSM的历史可以追溯到1982。当时,北欧四国向CEPT(Conference Europe of Post and telecom munications)提交了一份建议书,要求制定900MHZ频段的欧洲公共电信业务规范,以便在欧洲建立统一的蜂窝系统。同年,GSM集团专用移动电话成立。1982 ~ 1985期间,讨论的焦点是制定模拟蜂窝网还是数字蜂窝网的标准,直到1986才决定制定数字蜂窝网的标准。从65438到0986,在巴黎比较了不同公司和方案的八个系统,包括现场测试。1987年5月选择窄带TDMA方案。与此同时,18个国家签署了谅解备忘录,并达成了履行规范的协议。1988颁布了GSM标准,也称为泛欧数字蜂窝通信标准。目前GSM包括GSM900和DCS1800两个并行系统。这两个系统功能相同,主要是频率不同。在GSM提案中,没有规定硬件,只详细规定了功能和接口,使不同的产品可以相互通信。GSM建议* * * 12系统。GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。基站子系统(简称BS)由基站收发信台(BTS)和基站控制器(BSC)组成。网络子系统由移动交换中心(MSC)、操作维护中心(OMC)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)、认证中心(AUC)和设备标识寄存器(EIR)组成。

*移动电台(MS)指便携式电台(移动电话)或车载电台。它也可以配备终端设备(TE)或终端适配器(TA)。

移动台是一种物理设备,它还必须包含用户识别模块(SIM)。SIM卡和硬件设备被组合以形成移动站。没有SIM卡,MS无法访问GSM网络(紧急服务除外)。

*基站收发信台(BTS)包括无线传输所需的各种硬件和软件,如发射机、接收机、支持各种小区结构(如全向、扇形、星形、链形)所需的天线、连接到基站控制器的接口电路、BTS本身所需的检测和控制设备等。

* BSC是基站收发信台和移动交换中心之间的连接点,也是基站收发信台和操作维护中心之间交换信息的接口。一个基站控制器通常控制几个基站收发信台,其主要功能是管理无线信道,建立和拆除呼叫和通信链路,控制自己控制区域内移动台的切换。

*移动交换中心(MSC)是蜂窝通信网络的核心,其主要功能是控制和管理位于本MSC控制区域内的移动用户的通信。例如:

1)渠道管理和分配;

2)呼叫处理和控制;

3)切换和漫游控制;

4)用户位置信息的注册和管理;

5)用户号码和移动设备号码的注册和管理;

6)服务类型的控制;

7)认证用户;

8)为系统中连接的其他MSC和其他公共通信网络提供链路接口,如公共交换电信网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)和公共数据网(PDN),以保证用户在转移或漫游时的无缝服务。

可以看出,MSC的功能类似于固定网络中的交换设备(如呼叫连接和信息交换),但也有特殊的要求(如无线资源的管理和适应用户移动性的控制)。

*归属位置寄存器(HLR)是用于存储本地用户位置信息的数据库。在蜂窝通信网络中,通常有几个HLR,每个用户必须在某个HLR(相当于用户的家)注册。注册的内容分为两类:一类是永久参数,如用户号、移动设备号、接入优先级、预定服务类型、安全参数等;另一种是需要随时更新的临时参数,即用户当前位置的相关参数。即使用户漫游到HLR服务的区域之外,HLR也应该登记该区域发送的位置信息。这样做的目的是保证当呼叫任何一个不知道自己在哪里的移动用户时,移动用户的归属位置寄存器能够知道自己当时在哪个区域,然后建立通信链路。

*访问者位置寄存器(VLR)是用于存储访问者位置信息的数据库。一个VLR通常服务于一个MSC控制区域,也可以服务于几个相邻的MSC控制区域。当移动用户漫游到一个新的MSC控制区域时,它必须向该区域的VLR申请注册。VLR应向用户的HLR查询相关参数,为用户分配一个新的漫游号码(MSRN),并通知其HLR修改用户的位置信息,以便在呼叫移动用户时为其他用户提供路由信息。如果移动用户从一个VLR服务区移动到另一个服务区,在修改用户的位置信息后,HLR将通知原VLR删除移动用户的位置信息。

*认证中心(AUC)的作用是可靠地识别用户的身份,只有经过授权的用户才被允许访问网络和获得服务。

* EIR是存储移动台设备参数的数据库,用于识别和监控移动设备,拒绝非移动台接入网络。

*运维中心(OMC)的任务是对全网进行监控和操作,如系统自检、告警和激活备用设备、系统故障诊断和处理、话务量统计、计费数据的记录和传输、各种资料的收集、分析和展示等。

上面概述了数字蜂窝系统中每个部分的主要功能。在实际通信网络中,由于网络规模不同、运行环境不同、设备厂商不同,上述部分可以有不同的配置方式,比如合并MSC和VLR,或者合并HLR、EIR和AUC。但是,为了使各厂家生产的设备具有通用性,上述部件的连接必须严格符合规定的接口标准。GSM系统遵循CCITT建议的公众陆地移动通信网(PLMN)接口标准,采用7号信令支持PLMN接口进行所需的数据传输。* * *积分:

1)移动台和基站之间的接口(Um);

2)基站和移动交换中心之间的接口(a );

3)基站收发信台和基站控制器(ABis)之间的接口(当基站收发信台和基站控制器没有一起配置时使用该接口);

4)移动交换中心和访问者位置寄存器之间的接口(b );

5)移动交换中心和归属位置寄存器之间的接口(c );

6)归属位置寄存器和访问位置寄存器之间的接口(d );

7)移动交换中心之间的接口;

8)移动交换中心和设备识别寄存器之间的接口(f );

9)访问位置寄存器之间的接口(G)

。关于接口标准的详细规定可以在GSM标准中找到,这里不做介绍。1)区域划分从地理位置上,GSM系统分为GSM服务区、公众陆地移动网(PLMN)服务区、移动交换控制区(MSC区)、位置区(LA)、基站区和小区。

*GSM服务区域包括连接到网络的所有GSM成员国。移动用户只要在服务区,就可以获得系统的各种服务,包括国际漫游。

*PLMN服务区

GSM系统组成的公众陆地移动网(GSM/PLMN)处于国际或国内汇接局的水平。该区域为PLMN服务区,可与公共交换电信网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)和公共数据网(PDNN)互联。在这方面,有相同的编号方法和路由计划。一个PLMN服务区包括多个MSC服务区,甚至可以扩展到全国。

*理学硕士业务领域

在这方面,有不同的编号方法和路由计划。由移动交换中心控制的区域称为MSC服务区。MSC区域可以由一个或多个位置区域组成。

*位置区域

每个MSC服务被分成若干位置区域(LA),这些位置区域由若干基站区域组成,并且与一个或若干基站控制器(BSC)相关。当移动站在位置区域中移动时,不需要更新位置。当寻呼一个移动用户时,该位置区域内的所有基站可以同时发送寻呼信号。在该系统中,位置区通过位置区识别码(LAI)来区分MSC服务区的不同位置区。

*基站区域

一般来说,一个基站控制器控制的几个小区的区域称为基站区域。

*社区

细胞也称为细胞区域,其理想形状是正六边形。一个小区包含一个基站,每个基站包含几组接收机和发射机。其有效覆盖范围取决于发射功率、天线高度等因素,一般为几公里。基站可以位于正六边形的中心,采用全向天线,称为中心激励;也可以位于正六边形的顶点(间隔设置),采用120度或60度的定向天线,称为顶点激励。

如果小区内业务量急剧增加,可以减少小区(分为四个)。新的小区通常被称为“小小区”,在蜂窝网络中被称为小区分裂。

2)识别号

GSM网络非常复杂,包括交换系统、基站子系统和移动台。移动用户可以与本地电话网用户、综合业务数字网用户和其他移动用户进行连续呼叫,因此他们必须拥有多个识别号码。

1 & gt;国际移动用户身份(IMSI)

国际移动用户识别码(IMSI)用于识别GSM/PLMN网络中的用户,根据GSM建议,IMSI的最大长度为15位十进制数字。

MCC MSIN/NMSI跨国公司

3位数1或2位数10-11位数。

MCC-手机国家代码,3位数字。比如中国的MCC是460。

MNC-移动网络号码,最多2位数。用于识别住宅的移动通信网络(PLMN)。

MSIN-移动用户身份。用于在移动通信网络中识别移动用户。

NMSI-国内移动用户识别码。它由移动网络号码和移动用户识别码组成。

2 & gt临时用户身份(TMSI)

为了安全起见,我们在空中传输用户识别码时使用TMSI而不是IMSI,因为TMSI只在本地有效(即在MSC/VLR地区),其组成结构由管理部门选定,但总长度不超过4个字节。

3 & gt国际移动设备标识(IMEI)

IMEI是用于识别移动设备的唯一号码。用于监控被盗或无效的移动设备,

TAC-型式认证代码(TAC)型式认证代码,由欧洲型式认证中心指定。前两位数字是国家代码。(例如:诺基亚的,爱立信的,摩托罗拉的,各种类型的批准代码是不同的。就像爱立信的一样,GH388和GF388不一样,虽然只有一个封面;但只要是同一款,前六码一定是一样的。如果不一样,可能是假货!)FAC-总装代码(FAC)总装代码表示制造商或总装地点,由制造商编码。如果是40,那是摩托罗拉在英国的工厂,07是摩托罗拉的工厂,在德国,如果是67,那也是在美国。对于诺基亚,FAC是51。

SNR-序列号(SNR)序列号独立且唯一地标识每个TAC和FAC移动设备,因此同一品牌和型号的SNR不可能相同。

SP-备用备用代码,通常为0。

4 & gt移动台的PSTN/ISDN号码(MSISDN)

MSISDN用于由公共交换电信网(PSTN)或综合业务数字网(ISDN)拨到GSM系统的号码,其组成如下:

MSISDN=CC+NDC+SN(总长度不超过15位数)

CC=国家代码(如中国86),NDC=国内区号,SN=用户号码。

5 & gt移动漫游号码(MSRN)

当移动站漫游到另一个移动交换中心的服务区时,移动交换中心将分配一个临时漫游号码给移动站用于路由。漫游号码格式与受访移动台的PSTN/ISDN号码格式相同。当移动站离开该区域时,访问位置寄存器(VLR)和归属位置寄存器(HLR)都应该删除漫游号码,以便它可以被重新分配给其它移动站。

MSRN分配流程如下:

本地电话用户通过公共交换电信网络向GSMC和HLR发送MSISDN号码。HLR请求被访MSC/VLR分配一个临时漫游号码,然后将该号码发送给HLR。一方面,HLR向MSC发送移动台的相关参数,如国际移动用户标识(IMSI);另一方面,HLR通知GMSC移动台漫游号码,GMSC可以选择路由完成本地电话用户->;GMSC->;MSC->移动站继续该任务。

6 & gt位置区域识别码

LAI用于更新移动用户的位置。LAI=MCC+MNC+LAC .MCC=移动国家代码,用于标识国家,与IMSI中的三位数相同。MNC=移动网络号,标识不同的GSMPLMN网络,与IMSI的MNC相同。LAC=位置区域号,标识GSMPLMN网络中的位置区域。LAC的最大长度是16比特,在一个GSMPLMN中可以定义65536个不同的位置区域。

7 & gt单元全局标识符(CGI)

CGI用于识别位置区域中的小区。它在位置区域识别码(LAI)后添加一个小区域识别码(CI)

CGC=MCC+MNC+LAC+CI .

CI=小区识别码,用于识别位置区域中的小区,最大长度为16位。

8 & gt基站识别码(BSIC)

BSIC用于移动台识别不同的相邻基站,BSIC采用6比特编码。