GSM GPRS WCDMA

最新推荐文章于 2025-12-30 17:01:05 发布

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本文介绍了GSM及GPRS技术的基础架构与服务，包括网络子系统、操作支持子系统及其功能分层等内容，并深入探讨了WCDMA系统的组成、协议结构以及UMTS的服务类型和技术特点。

1. GSM和GPRS

GSM（Global System for Mobile Communications）。

GSM网络以7号信令为互联标准，与PSTN、ISDN等公用电信网有完备的互联互通能力。使用用户识别模块SIM（Subscriber Identify Module）卡存储注册用户的身份特征等信息。当网络在MoU基础上达成某些协议后，可以漫游。

GSM系统分为4个相互独立的子系统：

移动台：移动设备、SIM卡；

基站子系统（BSS，Base Station System）：基站收发信机（BTS）、基站控制器（BSC）、码变换和速率适配单元（TRAU）；

网络交换子系统（NSS, Network Switching System）：移动交换中心MSC（核心）、访问用户位置寄存器（VLR）、归属用户位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）、移动设备识别寄存器（EIR）、操作维护中心（OMC）；

操作支持子系统（OSS, Operations and Support System）：移动用户管理、移动设备管理、网络操作与控制。

另外还有短消息业务中心（SMSC，Short Message Service Center）和交互功能（IWF，Interworking Function）。

功能分层：物理层、数据链路层、第三层。

第三层：无线资源管理（RR）、移动性管理（MM）、接续管理（CM）。

CM：呼叫控制（CC）、补充业务（SS）、短消息业务（SMS）管理。

还有运行、维护、管理功能层（OAM）。

分组接入准许信道（PAGCH）。

Um接口采用LAPDm结构；BTS到BSC的Abis接口物理层采用标准的2.048Mbit/s PCM数字链路。MSC将BSC的信息通过A接口映射到MTP第一层。

电信业务可以分为用户终端业务、承载业务、补充业务。

SMS消息业务采用160字符，完全的存储转发方式。

高速电路交换数据（HSCSD），为透明和非透明连接都提供业务，既提供对称的，也提供非对称的连接建立。

GPRS在GSM基础上叠加了SGSN（Serving GPRS Support Node）,GGSN(Gateway GPRS Support Node), PCU（Packet Control Unit）, CGF (计费网关功能)，DNS(域名系统),BG(边界关口)等实体。

中国移动的数据业务：随e行，热点地区支持WLAN接入；百宝箱，基于Java技术将游戏、商务应用下载；E动互联，GPRS、WLAN和Internet技术基础的无线上网；彩信。

2. WCDMA

欧洲电信标准协会ETSI（European Telecommunications Standards Institute）提出了采用FDD方式的WCDMA方案，日本提出了TDD、FDD可选的WCDMA方案——产生第三代无线通信伙伴项目组织（3GPP，Third Generation Partnership Project），致力于基于WCDMA的通用移动电信业务系统（UMTS，Universal Mobile Telecommunication Service）的研究。

UMTS系统分三部分：核心网CN，无线接入网UTRAN，用户设备UE。

UTRAN由一组通过Iu接口连接到核心网的无线网络子系统（RNS）组成。一个RNS由一个无线网络控制器（RNC）和一个或多个节点B组成。节点B通过Iub接口连接到RNC。

RNC支持不同节点B之间宏分集的合并/拆分功能，对需要和UE有信令连接的切换作出决定。

RNS负责它范围内的蜂窝所需资源。

UTRAN接口的通用协议三层：无线网络层、传输网络层、物理层；

协议结构两个平面：控制平面、用户平面。控制平面协议：无线接入网应用协议RANAP（Iu接口）、无线网络子系统应用协议RNSAP（Iur接口）、节点B协议NBAP（Iub接口，RNC与节点B之间的接口）。

Iub接口功能：管理Iub接口的传输资源，实现节点B的逻辑O&M操作，传输O&M信息，系统信息管理，专用信道管理，公用信道管理，共享信道管理以及定时和同步管理。

NBAP主要功能就是链路资源管理。

Iur接口功能：合并与分解、分集合并与分解拓扑控制、DRNS硬件资源处理、物理信道分配，上/下行功控、接入控制以及无线协议功能分解。还支持7号信令和IP技术。

RNSAP协议与NBAP相似，多了信令传输、寻呼。

Iu接口传输RNC和CN间的控制信息和用户信息。功能：RAB管理，无线资源管理功能，Iu连接管理功能，Iu用户平面管理功能，移动管理功能，安全管理功能。

R5引入了Iu-flex，将BSC/RNC连接到多个MSC/SGSN。

Iupc接口为了提供定位业务而提出。当RNC从核心网收到定位请求，通过UE、LMU、SAS和节点B等实体所获得的信息，估测出UE的位置并将其结果报告给核心网。有时SRNC也将信息位置用于内部，例如辅助切换。

UMTS 4种业务类型：会话类（话音才用自适应多速率编码技术AMR）、流类、交互类、背景类。

无线接口逻辑结构：物理层（RF接口），MAC层，RLC（无线链路控制）层，PDCP（分组数据会聚协议）层，BMC（广播/多播控制）层，RRC（无线资源控制）层。

高速下行链路分组接入（HSDPA, High Speed Downlink Packet Access）是Release 5规范中包含的关键新特性。HSDPA是一些无线增强技术的集合，可以使现有技术的基础上使下行数据峰值速率有很大的提高，同时使用于WCDMA FDD、UTRA TDD和CDMA三种不同模式。通过引入高速下行共享信道（HS-DSCH）增强空中接口，并在UTRAN中增加相应的功能实体来完成。增加了节点B的处理功能。