【正文】 的蜂窩移動(dòng)通訊技術(shù) ，它是 在第二代移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步演進(jìn)的以寬帶 碼分多址 技術(shù)為主 ， 并能同時(shí)提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動(dòng)通信系統(tǒng) 。 第四代移動(dòng)通信 標(biāo)準(zhǔn)比第三代標(biāo)準(zhǔn)具有高數(shù) 據(jù)率、高XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 頻譜利用率、低發(fā)射功率、靈活業(yè)務(wù)支撐能力等優(yōu)點(diǎn) ，它 以正交頻分復(fù)用（ OFDM）技術(shù)為核心 。無線接入網(wǎng)也可以借用 UMTS 中地面 RAN 的概念，因此又簡(jiǎn)稱為UTRAN。該標(biāo)準(zhǔn)文件在我國(guó)原無線通信標(biāo)準(zhǔn)組（ CWTS）最終修改完成后，經(jīng)原郵電部批準(zhǔn)，于 1998 年 6 月代表我國(guó)提交到國(guó)際電信聯(lián)盟（ ITU）和相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織， 并被國(guó)際電信聯(lián) 盟（ ITU）接納的三大 3G 無線通信主流標(biāo)準(zhǔn)之一。 TDSCDMA 系統(tǒng)中，由于采用了 TDD 模式，上、下行鏈 路采用同一頻率，在同一時(shí)刻上下行鏈路的空間物理特性是完全相同的 。另外還有， RNC和 RNC間的 Iur接口，用于 RNC間的切換和重定位。 L3 層包括無線資源控制（ RRC）、移動(dòng)性管理（ MM）和連接管理（ CM） Uu 接口的用戶平面主要傳輸用戶數(shù)據(jù)；控制平面?zhèn)鬏斚嚓P(guān)信令，建立、重新配置和釋放各種 3G 移動(dòng)通信無線承載業(yè)務(wù)。 ③ Iu 接口分為兩個(gè)域：電路域 Iu－ cs 和分組域的 Iu－ ps。 IP 協(xié)議提供了一種全球統(tǒng)一的編址方式，屏蔽了物理網(wǎng)絡(luò)地址的差異，使路由查找成為可能。 RANAP（無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用部分協(xié)議）是 Iu 接口控制面最重要的協(xié)議，主要實(shí)現(xiàn)在 RNC 和 CN 之間通過對(duì)高層協(xié)議的封裝和承載為上層業(yè)務(wù)提供信令傳輸功能。M(小區(qū)配置、故障管理 )、 系統(tǒng)信息管理 、 公共測(cè)量 、 資源核查 、 異常管理 、 定時(shí)和同步管理 。 Node B 邏輯操作維護(hù)功能主要包括小區(qū) 、公共信道的建立、重配置和釋放以及小區(qū)和 Node B 相關(guān)的一些測(cè)量控制，還有一些故障管理功能，例如資源的閉塞、解閉塞、復(fù)位等。也就是說， Iur 接口可以與 Iu 接口共用一條傳輸，也可以有獨(dú)立存在的物理接口相連。 XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 ? 全局資源管理功能，包括 RNC 間小區(qū)測(cè)量信息的傳遞、 RNC 間的 Node B 定時(shí)信息的傳遞等。 （ 1） 交換波束 交換波束使用許多窄波束天線，每個(gè)指向一個(gè)微有不同的方向，以此覆蓋整個(gè) 120度扇區(qū) 。 CDMA 系統(tǒng)中多個(gè)用戶的信號(hào)在時(shí)域和頻域上是混疊的，接 收時(shí)需要在數(shù)字域上用一定的信號(hào)分離方法把各個(gè)用戶的信號(hào)分離開來 ， 信號(hào)分離的方法大致可以分為單用戶檢測(cè)技術(shù)和 多用戶檢測(cè)技術(shù) 兩種 。需要說明的是，由于平行的用戶數(shù)量的增長(zhǎng)會(huì)使計(jì)算復(fù)雜度成指數(shù)型增長(zhǎng)，同時(shí)，高于 一般的噪音也會(huì)造成移動(dòng)范圍的降低。由于移動(dòng)通信系統(tǒng)工作在具有嚴(yán)重干擾、多徑傳播和多普勒效應(yīng)的實(shí)際環(huán)境中，要實(shí)現(xiàn)理想同步幾乎是不可能的。 TDSCDMA 的同步技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)同步、初始化同步、節(jié)點(diǎn)同步、傳輸信道同步、無線接口同 步、 Iu接口時(shí)間校準(zhǔn)、上行同步等。當(dāng)手機(jī)用戶進(jìn)行越區(qū)切換時(shí)，TDSCDMA 系統(tǒng)采用智能天線大致定位用戶的方位和距離 ， 基站和基站控制器根據(jù)這些方位和距離信息，判斷用戶現(xiàn)在是否移動(dòng) 到 應(yīng)該切換給另 一 基站的鄰近區(qū)域。因此，可以 認(rèn)為接力切換帶給系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是高切換成功率和高信道利用率 。 UMTS 網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成如圖 31所示 ： E x t e r n a l n e t w o r k sG M S CM S CG G S NS G S NA U CH L RE I RR N CR N CN o d e B N o d e BN o d e BN o d e BU E 圖 31 UMTS 網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成 XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 （ 1） UMTS R99的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn) 核心網(wǎng)分為電路域（ CS）和分組域（ PS），電路域基于 GSM Phase2+的電路核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上演進(jìn)而來，網(wǎng)絡(luò)單元包括移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）、訪問位置寄存器（ VLR）、網(wǎng)關(guān)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ GMSC），分組域基于 GPRS 核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上演進(jìn)而來，網(wǎng)絡(luò)單元包括業(yè) 務(wù) GPRS 支持節(jié)點(diǎn)（ SGSN）、網(wǎng)關(guān) GPRS 支持節(jié)點(diǎn)（ GGSN），歸屬位置寄存器（ HLR）、鑒權(quán)中心（ AuC）和設(shè)備標(biāo)識(shí)寄存器（ EIR）為電路域和分組域共用網(wǎng)元。 此外核心網(wǎng) PS 域通過 Gi、 Gp 接口 接入其他 PLMN 網(wǎng)絡(luò)或 PDN 網(wǎng)絡(luò)， CS 域通過 PSTN 接入固定網(wǎng)絡(luò)或其他PLMN。 （ 2） UMTS R4的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn) R4網(wǎng)絡(luò)基于 3GPP ，與 R99網(wǎng)絡(luò)一樣， R4網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)同 樣分為核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)，在核心網(wǎng)一側(cè)分為電路域和分組域兩部分 ， 與R99網(wǎng)絡(luò)相比，主要變化發(fā)生在電路域，分組域沒有什么變化。 R5階段要求 BSC 提供 IuCS 接口和 IuPS 接口 ，這是 R5網(wǎng)絡(luò)和 R4以及 R99網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)主要不同。 表 32 3G 標(biāo)準(zhǔn)各版本特點(diǎn) 無線接入網(wǎng) 核心網(wǎng)（電路域） 核心網(wǎng)（分組域） GSM/GPRS 最高達(dá) 72k 到 144kbps無線數(shù)據(jù)傳輸 采用傳統(tǒng)電路交換方式組網(wǎng) 基于 IP，通過 SGSN和 GGSN 采用 GTP協(xié)議組網(wǎng) 3GPP R99 FDD WCDMA；最高達(dá) 384k到 2Mbps 無線數(shù)據(jù)傳輸 無重大改進(jìn) 無重大改進(jìn) 3GPP R4 增加了 TDSCDMA 采用控制與承載相分離的軟交換方式組網(wǎng) 無重大改進(jìn) 3GPP R5/R6 增加了高速下行分組數(shù)據(jù) 接 入方式（ HSDPA） 無重大改進(jìn) 疊加了 IP 多媒體子系統(tǒng)（ IMS），可提供IP 多媒體的業(yè)務(wù) 在 R5階段，無線接入網(wǎng)絡(luò)從實(shí)體方面看，沒有大的變化 ， 主要體現(xiàn)的變化思想是對(duì)無線部分進(jìn)行 IP 化，從而形成真正意義上的全 IP 網(wǎng)絡(luò) 。 (1) 公共實(shí)體包括： ① 歸屬用戶服務(wù)器（ HSS） IMS 系統(tǒng)中 HSS 的主要功能是用戶和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理。 VLR 從該移動(dòng)用戶的歸屬位置寄存器（ HLR）獲取并存儲(chǔ)必要的數(shù)據(jù)。 EIR 數(shù)據(jù)庫(kù)由以下幾個(gè)國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（ IMEI）表組成：白名單，保存那些已知分配給合法設(shè)備的 IMEI；黑名單，保存已掛失或由于某種原因而被拒絕提供業(yè)務(wù)的移動(dòng)臺(tái)的 IMEI：灰名單，保存出現(xiàn)問題（例如，軟件故障）的移動(dòng)臺(tái)的 IMEI，但這些問題還沒有嚴(yán)重到使這些 IMEI 進(jìn)入黑名單的程度。它主要功能是為 PSTN 與 CS 域的互聯(lián)提供物理連接，并且在固定用戶呼叫移動(dòng)用戶時(shí)具有向 HLR 要漫游號(hào)碼的功能 。 核心網(wǎng)的功能 （ 1） GPRS 無線資源（ GRR）管理 GPRS 無線資源管理的過程是建立、保持和釋放無線資源（ RR）連結(jié)，以允許網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)臺(tái)間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)話。 （ 2） GPRS 移動(dòng)性管理（ GMM） GMM 主要由移動(dòng)性管理子層來執(zhí)行。 （ 3） 連接管理（ CM） CM 連接管理子層包括有呼叫控制、短消息業(yè)務(wù)、會(huì)話管理和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等，對(duì)網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè) 務(wù)進(jìn)行控制和管理。這個(gè)業(yè)務(wù)中心對(duì)于短消息來說是一個(gè)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)中心。如果沒有建立 GMM 上下文， MM子層將通過 GMM 來發(fā)起建立一個(gè) GMM 上下文。 從 R99 到 R4， UMTS 基本結(jié)構(gòu)在電路域上發(fā)生了變化 ， 根據(jù)呼叫控制和承載以及承載控制分離的思想 ， R99 網(wǎng)絡(luò)電路域的網(wǎng)元實(shí)體 MSC 在 R4 階段演化為媒體網(wǎng)關(guān) MGW 和 MSC Server 兩部分 ， 增加了漫游信令網(wǎng)關(guān) RMGW 和傳輸信令網(wǎng)關(guān) TMGW；同時(shí)相關(guān)接口發(fā)生了變化 ， 增加了 MGW 和 MSC Sever 之間的 Mc 接口、 MSC Sever 和 GMSC Sever 之間的 Nc 接口、 MGW 之間的 Nb 接口以及 RMGW 和 HLR 之間的 Mh 接口等。 MSC Server 包含一個(gè) VLR，保存移動(dòng)用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和 CAMEL 相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳遞一個(gè)呼叫到 PLMN，但無法查詢 HLR 時(shí)，該呼叫將轉(zhuǎn)換到 GMSC，由 GMSC 查詢 HLR。CSMGW 的功能如前所述。 MGW 將提供必須的支持 UMTS/GSM 傳輸媒體的必須資源。 ② CSMGWCSMGW 參考點(diǎn)（ Nb 參考點(diǎn)） Nb 接口為 MGW 之間的接口，該接口上實(shí)現(xiàn)承載控制和傳輸功能。 ④ MSCserver 與其關(guān)聯(lián)的 VLR 之間的接口（ B 接口） B 接口是 VLR 與 MSC 之間的接口， VLR 是漫游到相關(guān) MSC 區(qū)域的用戶的位置和管理數(shù)據(jù)庫(kù)。需要說明的是， B 接口是 MSCserver/VLR 的內(nèi)部接口，因此對(duì)其沒有 標(biāo)準(zhǔn)的信令規(guī)定。 ⑥ HLR 和 VLR 之間的接口（ D 接口） 該接口用來交換 與移動(dòng)臺(tái)位置和用戶管理相關(guān)的數(shù)據(jù)。 ⑦ MSCserver 之間的接口（ E 接口） MSC 之間的接口。該接口用來在 MSC 和 EIR 之間交換數(shù)據(jù)，目的是驗(yàn)證移動(dòng)臺(tái) IMEI 的狀態(tài) 。 ⑩ HLR 和 AuC 之間的接口（ H 接口） 當(dāng) HLR 從 MS 接受鑒權(quán)請(qǐng)求時(shí)，如果 HLR 沒有這些信息，將向 AuC 請(qǐng)求這些數(shù)據(jù)。 ③ TUP 和 ISUP 協(xié)議 TUP 和 ISUP 協(xié)議用于 MSC 之間及 MSC 與 PSTN 間的電路管理和呼叫接續(xù)處理。 1. 移動(dòng) 用戶呼叫 移動(dòng) 用戶 （ 1）主叫流程 ① 主叫 UE 向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送 CM Service Request 消息，消息中包括的參數(shù)有：移動(dòng)識(shí)別 IMSI、 classmark CKSN 和 CM 業(yè)務(wù)請(qǐng)求類型（ MO 移動(dòng)始發(fā)呼叫建立）。 ⑤ MSC 對(duì)被叫 ISDN 號(hào)碼（ ）進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)是移動(dòng)手機(jī)號(hào)碼，于是MSC 根據(jù)被叫 ISDN 號(hào)碼的 GT 路由信息，向被叫 HLR 查詢路由信息， HLR 向被叫所屬 VLR 取漫游號(hào)碼（ MSRN）； MSC 取得被叫的漫游號(hào)碼后，得知被叫用戶是本局用戶，直接根據(jù)被叫的位置區(qū)發(fā)起對(duì)被叫的尋呼過程（ PAGING）。 XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 ④ 當(dāng) MSC收到被叫 UE 的 Call Confirmed消息后，向 MGW發(fā)送 Add Request消息。 ⑧ 主叫用戶收到 Connect 消息后，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 Connect ACK，網(wǎng)絡(luò)向被叫用戶發(fā)送 Connect ACK。 ③ PSTN 用戶振鈴， GMSC 發(fā)送 ACM 消息給 MSC， MSC 發(fā)送 Alerting 消息給主叫。 ② GMSC 向被叫所屬的 HLR 發(fā)送 MAP_Send_Routing_Information 消息取被叫的漫游號(hào)碼， HLR 通過 MAP_Send_Routing_Information ACK 消息回送漫游號(hào)碼給 GMSC。 短消息業(yè)務(wù)流程 短信業(yè)務(wù)是一項(xiàng)基本的電信業(yè)務(wù)，是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供給用戶的一種有別于語音傳輸?shù)?通信方式。 ① 用戶發(fā)出短信以后，手機(jī)通過 A 接口或者 Iu 接口將短信發(fā)往 MSC。 ⑤ 短信中心收 到移動(dòng)始發(fā)短信前轉(zhuǎn)請(qǐng)求以后，檢查數(shù)據(jù)的有效性，如果檢查通過，則回送 MSC 移動(dòng)始發(fā)前轉(zhuǎn)短信響應(yīng)。 ② HLR 收到短信取路由信息消息后，在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索該用戶的信息，若用戶不存在、漫游不允許、 ODB 閉鎖、終止短信業(yè)務(wù)不被支持、 MNRF（移動(dòng)用XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 戶不可及標(biāo)志）或者 MCEF（內(nèi)存溢出標(biāo)志）被設(shè)置或用戶已被漫游地 MSC/VLR刪除，則向短信中心返回取路由失敗原因（在被叫 MSC 位置信息有效但 MNRF被置位的情況下，若用戶短信優(yōu)先級(jí)為低，則返回失敗響應(yīng)；否則仍然返回短信路由信息）；否則，直接向短信中心回被叫用戶所在的 VMSC 的號(hào)碼。 ⑥ MSC 向手機(jī)發(fā)起尋呼。 ⑨ MSC 收到手機(jī)的短信下發(fā)結(jié)果以后，將結(jié)果通知短信中心，如果有多條短信下發(fā)（短信中心的短信前轉(zhuǎn)請(qǐng)求消息中有 RPMMS 標(biāo)志位），則保持該連接，重復(fù) ③ 、 ⑧ 、 ⑨ 過程，否則，釋放 所有連接。 GSM/GPRS 只有硬切換，沒有軟切換。測(cè)量主要由 UE 完成，進(jìn)行測(cè)量控制和測(cè)量執(zhí)行，并出測(cè)量報(bào)告。不同點(diǎn)在于 2G網(wǎng)絡(luò) MSC 和 BSS 間采用 A 接口， 3G網(wǎng)絡(luò) MSC 和 RNS 間采用 Iu接口， 相同功能的切換消息間有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。切換執(zhí)行由 RNC/NodeB/UE共同完成。 軟切換類型可以分為：同一個(gè) NodeB 不同 扇區(qū)間的更軟切換，同一個(gè) RNC不同 Node B 間的軟切換和有 Iur 接口的跨 RNC 間的軟切換。切換的原因既可能是由用戶終端（ MS）的移動(dòng)所引起的，也可能是由頻譜變化、容量要求和網(wǎng)絡(luò)管理需要引起。 ⑧ MSC 收到手機(jī)的尋呼響應(yīng)以后，如果需要，則發(fā)起接入過程。 ④ VMSC 收到短信中心的短信前轉(zhuǎn)請(qǐng)求以后，發(fā)起到 VLR 中的 SMMT 用戶數(shù)據(jù)檢查請(qǐng)求。 2. 移動(dòng)終止短信流程 移動(dòng)終止短信過程是短信中心將短信下發(fā)到目的用戶的過程。 ③ VLR 檢查用戶簽約信息以及本局是否支持短信業(yè)務(wù) ， 將檢查結(jié)果發(fā)送給MSC。點(diǎn) 到點(diǎn)短