Ch3.大话移动通信之2G网络

目录

 

1,实际GSM网络结构

2,GSM的空中接口

2.1,时隙

3,GPRS和EDGE


1,实际GSM网络结构

Ch3.大话移动通信之2G网络_第1张图片

  1. 手机A和基站BTS通信,每个区域下的几个基站由基站控制器BSC控制,基站和BSC通过线缆连接。一个BSC可以管理几十个甚至几百个基站。每个BSC又连接到移动交换中心MSC。一个城市差不多都有一个MSC。
  2. 增加HLR归属位置寄存器。假如用户A是在上海开的卡,那么开卡的时候它用户信息就会存在HLR里,并且分配一个电话号码和IMSI号,这些信息一直不变,在HLR里称为静态信息。另外,还有一个信息是变化的,那就是用户A现在在哪个MSC下(假设,一个城市一个MSC,那么得到了MSC的信息也相当于知道了他在哪个城市)。
  3. 同时又增加VLR拜访位置寄存器,通过VLR可以知道用户在一个城市的哪个区域,也就是哪个BSC下。
  4. 最后增加鉴权中心AuC,因为一个庞大的网络,如何鉴别想接入系统的用户是否合法。因此,手机在接入网络前,先会有一个鉴权。
  5. 通常,现网MSC和VLR合设成一个物理实体,HLR和AuC合设成一个物理实体,那么一个真正的GSM网络就如图所示了。

2,GSM的空中接口

我们知道,GSM系统不但是一个频分系统(FDMA),而且还是一个时分复用系统(TDMA)。GSM在时间域上又分为8个时隙,每个时隙承载一个用户信息。

2.1,时隙

GSM里的时隙是一个频域和时域两个维度的概念。在频域上是200KHz,在时域上是0.577ms。时隙是我们的基本通信单位,一个时隙是0.577ms,而8个时隙(也就是一个TDMA帧)的时间是4.615ms。实际上呢,GSM把7个时隙(1~7号时隙)用来承载业务,只留一个时隙(0号时隙)用来管理控制整个系统。而0号时隙又被称为BCCH时隙。

Ch3.大话移动通信之2G网络_第2张图片

3,GPRS和EDGE

GPRS和EDGE的兴起应该归功于移动互联网的发展,越来越多的移动上网需求迫使GSM组织必须考虑如何让GSM系统从单一的话音系统转变为能“交换任何信息”的信息交换系统。

GPRS网络由于要传递IP分组数据,连接到Internet,所以增加了PCU,SGSN,GGSN三种设备。

  • PCU分组控制单元和BSC部署在一起,它主要的功能就是把分组数据从GSM话音数据里分离出来,并传递到SGSN。
  • SGSN是GPRS服务支持节点,可以理解成MSC的分组版。它的主要工作和MSC也几乎一模一样,就是对移动设备进行鉴权,管理和路由选择,建立GGSN的通道并且把数据传递给它。
  • GGSN是GPRS网关,它提供GPRS和外部分组数据网的互联,也有地址分配和计费的功能。Ch3.大话移动通信之2G网络_第3张图片
  • GPRS一共4种编码方式,从CS-1到CS-4,其峰值速率可以达到21.4kbit/s。那么我们不难计算出GPRS的最高理论速率为21.4*8(8个时隙)=171.2kbit/s。GPRS不管采用哪种编码,都是通过GMSK方式调制。
  • EDGE一共9种编码方式,从MCS-1到MCS-9,当采用MCS-9编码时,其峰值速率可以达到59.2kbit/s。那么EDGE的最高理论速率为59.2*8=473.6kbit/s。EDGE的调制方式和GPRS有些不同,当采用MSC-5或者更高的编码时,需要配合以8PSK的调制方式。

NOTE:

  • GMSK:MSK调制就一种特殊的2FSK调制方式,通常来说2FSK的相位时不连续的,而MSK的特别之处就在于它的相位时连续的,同时两个载波频率之间的间隔为1/2码元速率,则称此相位连续相同的2FSK为最小频移键控MSK。(下图中相位没有发生变化,只是频率发生了变化。)而GMSK是在MSK之前插入了高斯低通预调制滤波器而已,被称为高斯最小频移键控。

Ch3.大话移动通信之2G网络_第4张图片

  • 8PSK:我们知道BPSK是用两个相位相差180°的载波来表示两个二进制数。QPSK是4个相位不同的载波表示4组数据(00.01.10.11)。8PSK是8个不同相位的载波来表示8组数据(000.001.010.011.100.101.110.111),16PSK是16个不同相位的载波来表示16组数据。
  • Ch3.大话移动通信之2G网络_第5张图片

 

 

 

 

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