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项目二:移动通信系统认识和设备使用任务一:认识移动通信系统的组成一、任务内容1.多址技术(一)数字移动通信技术图2-1-1三种多址方式概念示意图2.功率控制当手机在小区内移动时,它的发射功率需要进行变化。当它离基站较近时,需要降低发射功率,减少对其它用户的干扰,当它离基站较远时,就应该增加功率,克服增加了的路径衰耗。3.蜂窝技术移动通信系统是采用一个叫基站的设备来提供无线服务范围的。基站的覆盖范围有大有小,我们把基站的覆盖范围称之为蜂窝。采用大功率的基站主要是为了提供比较大的服务范围,但它的频率利用率较低,也就是说基站提供给用户的通信通道比较少,系统的容量也就大不起来,对于话务量不大的地方可以采用这种方式,我们也称之为大区制。采用小功率的基站主要是为了提供大容量的服务范围,同时它采用频率复用技术来提高频率利用率,在相同的服务区域内增加了基站的数目,有限的频率得到多次使用,所以系统的容量比较大,这种方式称之为小区制或微小区制。4.频率复用的概念图2-1-2D/R比图2-1-3N小区复用模式5.越区切换任何一种蜂窝网都是采用小区制方式,小区中常常分为若干个扇区(如3个或6个),因此,移动台从一个扇区到另一个扇区,或从一个小区到另一个小区,甚至从一个业务区到另一个业务区,都要进行越区切换,或者称为过境切换。CDMA系统的过境切换与FDMA或TDMA的过境切换是不同的。(1)更软切换更软切换(2)软切换软切换的原理(3)软/更软切换软/更软切换(4)硬切换移动台穿越工作于不同的载频的小区时发生的过境切换,即移动台先中断与原基站的联系,再与新基站取得联系。软切换是先接后断,软切换有很突出的优越性,首先是提高了切换的可靠性。其次,软切换为实现分集接收提供了条件同样,在反向业务信道中,实现了反向业务信道的分集接收,提高了反向业务信道的抗衰落性能。(二)移动通信系统的组成MSBTSBTSBSCBSSOMCMSC/VLRNMCEIRHLR/AUCDPPSPCSSEMCOSSPSTNISDNPDNNSS移动通信系统组成GSM系统作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有下列主要特点:GSM系统是由几个子系统组成的,并且可与各种公用通信网(PSTN、ISDN、PDN等)互连互通。各子系统之间或各子系统与各种公用通信网之间都明确和详细定义了标准化接口规范,保证任何厂商提供的GSM系统或子系统能互连;GSM系统能提供穿过国际边界的自动漫游功能,对于全部GSM移动用户都可进入GSM系统而与国别无关;(二)移动通信系统的组成GSM系统除了可以开放话音业务,还可以开放各种承载业务、补充业务和与ISDN相关的业务;GSM系统具有加密和鉴权功能,能确保用户保密和网络安全;GSM系统具有灵活和方便的组网结构,频率重复利用率高,移动业务交换机的话务承载能力一般很强,保证在话音和数据通信两个方面都能满足用户对大容量、高密度业务的要求;(二)移动通信系统的组成GSM系统抗干扰能力强,覆盖区域内的通信质量高;用户终端设备(手持机和车载机)随着大规模集成电路技术的进一步发展能向更小型、轻巧和增强功能趋势发展。(二)移动通信系统的组成任务一、认识移动通信系统的组成二、复习与思考1、移动通信系统目前采用________、_________和_________三种多址方式,GSM主要采用_________多址方式。2、采用蜂窝技术,其目的就是频率复用,它可以___________________。3、GSM系统主要结构由_______、_______、_______三个子系统和_______组成。4、简述移动通信系统的功率控制。5、什么是越区切换?简述软切换和硬切换的区别。任务二、认识GPRS移动通信系统的组成一、任务内容1.概述GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分组无线业务的简称,是在现有的GSM移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务,能提供比现有GSM网9.6kbit/s更高的数据率。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此,在GSM系统的基础上构建GPRS系统时,GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动,只需作软件升级。(一)GPRS简介构成GPRS系统的方法是:在GSM系统中引入3个主要组件:GPRS服务支持结点(SGSN,ServingGPRSSupportingNode)、GPRS网关支持结点(GGSN,GatewayGPRSSupportNode)和分组控制单元(PCU)。对GSM的相关部件进行软件升级。GPRS系统原理图GPRS定义了3类MS:A类可同时工作于GPRS和GSM;B类可在GPRS和GSM之间自动切换工作;C类可在GPRS和GSM之间人工切换工作。2.GPRS的主要特点GPRS采用分组交换技术定义了新的GPRS无线信道,且分配方式十分灵活支持中、高速率数据传输,可提供9.05---171.2kbit/s的数据传输速率(每用户)GPRS网络接入速度快,提供了与现有数据网的无缝连接。2.GPRS的主要特点GPRS支持基于标准数据通信协议的应用,可以和IP网、X.25网互联互通。GPRS的设计使得它既能支持间歇的爆发式数据传输,又能支持偶尔的大量数据的传输。在GSMPLMN中,GPRS引入两个新的网络节点:一个是GPRS服务支持节点(SGSN),另一个是GPRS网关支持节点GGSN。2.GPRS的主要特点GPRS的安全功能同现有的GSM安全功能一样。蜂窝选择可由MS自动进行,或者基站子系统指示MS选择某一特定的蜂窝。为了访问GPRS业务,MS会首先执行GPRS接入过程,以将它的存在告知网络。为了收发GPRS数据,MS会激活它所想用的分组数据地址。2.GPRS的主要特点用户数据在MS和外部数据网络之间透明地传输,它使用的方法是封装和隧道技术GPRS可以实现基于数据流量、业务类型及服务质量等级(QoS)的计费功能,计费方式更加合理,用户使用更加方便。GPRS的核心网网络层采用IP技术,底层可使用多种传输技术,很方便地实现与高速发展的IP网无缝连接。3.GPRS业务的具体应用信息业务交谈网页浏览文件共享及协同性工作分派工作企业E-mail3.GPRS业务的具体应用因特网E-mail交通工具定位静态图像远程局域网接入文件传送4.GPRS的优势及存在问题GPRS的技术优势资源利用率高传输速率高接入时间短支持IP协议和X.25协议4.GPRS的优势及存在问题存在的问题GPRS会发生包丢失现象实际速率比理论值低终端不支持无线终止功能调制方式不是最优存在转接时延1.GPRS网络总体结构(二)GPRS网络结构GPRS系统结构GPRS总体结构及接入接口和参考点1.GPRS支持节点(GSN)GPRS的支持节点GSN是GPRS网络中最重要的网络节点,包含了支持GPRS所需的功能。GSN有两种类型:SGSN和GGSN。SGSN是为移动终端(MS)提供业务的节点(即Gb接口由SGSN支持)。GGSN通过为移动终端(MS)配置一个PDP地址接入分组数据网。SGSN与GGSN的功能既可以由一个物理节点全部实现,也可以在不同的物理节点上分别实现。(三)GPRS网络主要实体2.GPRS骨干网GPRS中有内部PLMN骨干网和外部PLMN骨干网。内部PLMN骨干网是指位于同一个PLMN上的并与多个GSN互联的IP网。外部PLMN骨干网是指位于不同的PLMN上的并与GSN和内部PLMN骨干网互联的IP网,如图所示。2)GPRS骨干网内部PLMN骨干网和外部PLMN骨干网…….BSCPCUBTS短消息中心SGSNGGSN7号信令网IP传输网帧中继网或E1等公众数据网络企业内部网MSCHLRBGCG其它运营者的GPRS网DNS其它运营者的GPRS网GPRS网络骨干网的组成本地位置寄存器(HLR)在HLR中有GPRS用户数据和路由信息。从SGSN经Gn接口或GGSN经Gc接口均都可访问HLR,对于漫游的MS来说,HLR可能位于另一个不同的PLMN中,而不是当前的PLMN中。消息业务网关移动交换中心(SMS-GMSC)和短消息业务互通移动交换中心(SMS-IWMSC)SMS-GMSC和SMS-IWMSC经Gd接口连接到SGSN上,这样就能让GPRSMS通过GPRS无线信道收发短消息(SM)。GPRS移动台GPRSMS能以三个运行模式中的一个进行操作,其操作模式的选定由MS所申请的服务所决定:即仅有GPRS服务,同时具有GPRS和其他GSM服务,或依据MS的实际性能同时运行GPRS和其他GSM服务。GPRS移动台A类(Class-A)操作模式:MS申请有GPRS和其他GSM服务,而且MS能同时运行GPRS和其他GSM服务。B类(Class-B)操作模式:一个MS可同时监测GPRS和其他GSM业务的控制信道,但同一时刻只能运行一种业务。C类(Class-C)操作模式:MS只能应用于GPRS服务。移动交换中心(MSC)和拜访位置寄存器(VLR)在需要GPRS网络与其他GSM业务进行配合时选用Gs接口,如利用GPRS网络实现电路交换业务的寻呼,GPRS网络与GSM网络联合进行位置更新,以及GPRS网络的SGSN节点接收MSC/VLR发来的寻呼请求等。同时MSC/VLR存储MS(此MS同时接入GPRS业务和GSM电路业务)的IMSI以及MS相连接的SGSN号码。分组数据网络(PDN)PDN提供分组数据业务的外部网络。移动终端通过GPRS接入不同的PDN时,采用不同的分组数据协议地址。任务二、认识GPRS移动通信系统的组成二、复习与思考1、简述GPRS的优缺点。2、简述GPRS与GSM系统的区别。任务三、使用GPRS系统终端设备和服务器端进行数据传输一、任务内容(一)硬件线路的连接SIM卡安装图示RS232串口一头连接GPRS终端模块RS232串口另一头连接计算机串口模块天线位置(二)软件设置GPRS终端模块参数设置窗口设置参数有:IP地址的设置是根据终端模块需要和哪个服务器通信,设置该服务器的对外IP地址,例如我们这里服务器的对外地址为:61.152.154.142。TCP端口号的设置是根据服务器对应的TCP端口,这个设置一般是由网管事先设置好,所以如果不知道的话,请联系网管。我们这里的服务器对应的TCP端口号是7001。设备ID号的设置是自定义的,我们这里设为101,注意不能和网络中其他终端设备号重复,服务器是通过这个设备号来查找终端设备通信的。其余参数一般采用默认参数。设置服务器初始值连线成功终端设备接收到服务器发送的数据通信成功,则可用端口精灵程序和服务器程序相互收发数据成功。如果通信不成功,可能硬件连接问题或软件设置问题。按照以下步骤逐一检查排除故障:硬件接线检查:首先检查天线的信号是否好,模块上信号灯是否亮,其次检查模块设备串口端口是否连接正确,最后检查SIM卡是否按照好。软件设置检查:模块端口参数是否设置正确,是否正确设置端口精灵程序。以上均检查无异,则可见实训结果。(三)观察结果任务三、使用GPRS系统终端设备和服务器端进行数据传输二、相关知识(一)终端设备简介终端设备外观灯号灯号意义ACTGPRS连线(TCP状态每8秒闪一次,UDP状态每3秒闪一次)Initial状态(每秒闪一次)Upload状态(快闪)232RS-232/RS485灯号,灯亮表示RS-232工作LNKLink灯号,表示与基地台保持连线TXD(TD,TransmitData)表示MA8-9i正在传送数据RXD(RD,ReceiveData)表示MA8-9i正在接收数据GSM表示MA8-9iGPRS模组正在接收数据在MA8-9I上方有五个灯号用来显示MA8状态硬件SIM卡安装软件(二)终端设备安装
本文标题:二移动通信系统认识和设备使用
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