《GSM呼叫流程》课件

呼叫流程GSM了解移动通信领域的GSM呼叫流程,掌握手机用户从拨号到通话建立的全过程网络概述GSM网络结构网络构成发展历程GSM是一种基于蜂窝技术的数字蜂窝GSM网络由移动台、基站子系统、网GSM从20世纪80年代开始研发,经历了移动通信系统,采用频分多址接入和时络交换子系统和网络管理子系统等主从模拟到数字、从2G到4G、再到5G的分多址接入相结合的方式,覆盖范围广,要组成部分组成,实现了蜂窝移动通信演进发展,推动了移动通信技术的革新容量大的全覆盖网络体系结构GSMGSM网络采用分层的体系结构,包括核心网、接入网和终端三个主要部分核心网负责用户管理和业务交换,接入网提供无线接入功能,终端是用户设备这种分层设计提高了网络的灵活性和可扩展性,支持了GSM网络的快速演进和广泛应用和蜂窝结构PLMN公众陆地移动网络蜂窝结构小型单元频率重用PLMN是GSM网络的核心组PLMN采用蜂窝拓扑结构,每个蜂窝都配备基站,通过相邻蜂窝使用不同的频率,成部分,由多个子系统和接将服务区域划分为多个小频率重用技术实现频谱利可以实现频率重复利用,提口协议组成,提供全面的移型单元,每个单元称为一个用效率的最大化高整个PLMN的覆盖和容动通信服务蜂窝量移动电话的工作原理蜂窝网络1将地理区域划分为蜂窝格，每个蜂窝格配有基站收发器频道复用2远距离蜂窝格可重复使用同一频道信号传输3手机与最近的基站建立无线通信链路频率管理4基站和手机动态分配和切换频道手机转移5手机在蜂窝格间移动时实现无缝切换移动电话工作原理建立在蜂窝网络技术之上将覆盖区域划分为众多小蜂窝格,每个蜂窝格配有基站收发器手机与最近基站建立无线链路进行通信,并在移动过程中动态切换频道和基站,实现全程畅通移动电话的组成部分用户界面信号处理包括屏幕、键盘、扬声器等,利用CPU、DSP等芯片实现用于与用户交互语音编解码、信号调制解调等功能无线收发电源管理含有射频收发电路,用于接利用电池供电,并提供电池收和发送无线电信号充放电管理功能移动电话的频率范围800900MHz MHzGSM800主频段GSM900主频段

1.8K

2.1KMHz MHzDCS1800频段UMTS2100频段移动电话使用多个不同的频率范围,涵盖GSM、DCS和UMTS等标准,以满足全球范围内的通话需求这些频段包括800MHz、900MHz、1800MHz和2100MHz等,为用户提供了广泛的服务覆盖区域和优质的通信质量移动电话的信道类型频率信道时隙信道每个用户被分配特定的频率时域被划分为多个时隙,每个范围以避免干扰,这种频率分用户被分配特定的时隙周期配方式称为频率信道进行通信,这种方式称为时隙信道码信道正交信道用户被分配特定的编码,通过利用正交载波将信号分隔开,编码可以在同一频率和时隙每个用户占用不同的正交载上实现多路访问,这种方式称波,这种方式称为正交信道为码信道移动电话的通信模式蜂窝通信移动电话采用了蜂窝通信技术,利用覆盖整个服务区的基站网络进行通信这种模式可以实现用户在移动过程中保持通话无线电通信移动电话使用无线电波在不同频段进行通话和数据传输这种通信模式灵活便捷,但需要频谱资源管理和干扰控制卫星通信部分移动电话还支持卫星通信,可以在没有地面网络覆盖的偏远地区进行通话这种模式可以提高移动电话的覆盖范围移动电话的频道接入信道分配接入控制移动电话系统会根据用户的位置和呼叫需求,从可用的无线频道中动态分配合适的信道移动电话需要通过认证和授权后,才能获得网络的接入权限和使用权123频带选择移动电话可以根据网络情况,在不同的频带中选择最佳的工作频道,提高通信质量移动电话的呼叫流程拨号1用户输入目标号码信号传输2手机将信号发送到基站路由寻址3网络查找被叫用户位置呼叫建立4网络为通话建立连接移动电话的呼叫流程包括用户拨号、信号传输到基站、网络路由寻址找到被叫用户位置、最终建立通话连接整个过程由移动通信网络系统自动完成,确保用户能够顺利进行通话移动电话的呼叫建立用户发起呼叫用户在移动设备上拨号给目标号码，启动呼叫过程移动网络接收请求移动网络基站检测到呼叫请求，开始与其他网络元件协调连接号码路由查询网络查找目标号码的位置信息，确定路由通路通信信道分配为通话分配合适的无线频道资源，确保信号质量呼叫建立完成经过一系列握手后，呼叫连接最终建立成功移动电话的呼叫切换移动性1用户在移动过程中保持通话信号质量2监测当前信号强度和质量频道切换3自动切换到更优质的频道无缝连接4在切换过程中保持通话不中断移动电话的呼叫切换是指电话在用户移动过程中自动切换基站频道的功能手机会实时监测信号质量，当信号变差时会自动切换到更好的频道,保证通话质量和用户体验整个切换过程对用户透明,实现了通话的无缝连接移动电话的信号传输频谱划分时分多址GSM网络采用频分多址FDMA技术,将频谱划分为多个载波信道,每个信道GSM还采用时分多址TDMA技术,将每个载波信道划分为多个时隙,实现多用于传输信号用户共享同一信道123编码与调制语音和数据信号经过数字编码和数字调制后,通过载波信道进行无线传输移动电话的调制解调信号编码将数字信号编码成模拟信号形式,便于在无线电频谱上传输频率调制FM改变载波信号的频率以传输信息,是最常见的数字调制方式相位调制PM改变载波信号的相位以传输信息,也是一种常用的数字调制技术解调过程接收端使用匹配的解调器对调制后的信号进行解调,恢复出原始数字信号移动电话的编码解码语音编码1使用数字编码技术将模拟语音信号转换为数字信号信道编码2添加冗余信息以提高传输的可靠性信道解码3去除冗余信息并还原原始信号语音解码4将数字信号转换回模拟语音信号移动电话采用数字编解码技术,将模拟语音信号转换为数字信号传输,并在接收端还原成模拟语音这包括语音编码、信道编码、信道解码和语音解码等环节,确保通信过程中语音质量的保真度移动电话的语音编码采样编码12将模拟语音信号按一定频使用脉码调制PCM将采率采样,转换为数字信号样后的数字信号进行压缩通常采样频率为8kHz编码,以降低带宽占用算法质量34常用的语音编码算法有线语音编码技术的发展提高性预测编码LPC、自适应了语音质量,从初期的窄带差分脉码调制ADPCM等语音到宽带语音移动电话的开机注册开机自检手机开机后会进行自我检测,确保各部件正常运转网络注册手机会自动搜索可用的移动网络并完成网络注册用户认证手机会通过SIM卡验证用户身份,确保安全访问网络位置更新手机会将自身位置信息上报到网络,以便来电路由和呼叫转移移动电话的来电呼叫来电检测1当移动电话收到呼叫请求时,会检测是否有来电号码解析2移动电话会解析来电号码,并与用户的联系人列表进行匹配振铃提示3如果号码有匹配,移动电话会发出振铃提示用户有来电呼叫处理4用户可选择接听、拒接或转接等操作以处理来电移动电话的来电呼叫过程涉及对来电信号的检测、号码的解析、用户振铃提示以及最终的呼叫处理整个流程确保用户能及时接收并处理来电,提高了移动通信的便利性移动电话的主叫呼叫拨号1用户拨打目标号码,手机将发出拨号音表示正在尝试接通信号发送2手机发送呼叫请求信号给基站,基站将寻找目标用户的位置信息通话建立3若目标用户可以接通,双方信号会建立连接,通话正式开始移动电话的位置更新注册1手机开机后向网络注册定位2网络确认手机位置更新3定期向网络更新位置信息手机开机后会自动向移动网络注册，网络会确认手机的位置信息之后手机会定期向网络上传自己的位置数据，以确保网络掌握最新的位置信息这样可以确保来电时能准确找到手机的位置移动电话的手机认证身份验证1用户身份核查密钥交换2生成安全通信密钥加密通信3保护通信安全性移动电话的手机认证是确保通信安全的关键步骤首先进行用户身份验证,确认用户合法性然后双方进行密钥交换,生成安全的通信密钥最后使用这些密钥对通信数据进行加密传输,防止窃听和篡改这一过程保护了移动通信的隐私和完整性移动电话的加密机制加密算法密钥管理移动电话使用先进的加密算法,如每部移动设备都有独特的加密密A5/1和A5/3,以确保通信的机密性钥,系统负责安全地生成、分发和管理这些密钥认证机制空中传输移动电话采用SIM卡认证机制,确加密通信在空中传输时被保护,防保用户身份的真实性,防止未授权止窃听和篡改,确保通信的安全性接入移动电话的接入控制网络接入控制身份验证和授权无线电资源管理移动电话通过访问控制机制连接到无接入控制包括对移动用户的身份验证,接入控制还负责分配和管理移动设备线网络,以管理对网络资源的使用和验确保只有经授权的用户能访问网络使用的无线电频谱资源,确保有限资源证用户身份这确保了安全性和有效这防止未经许可的使用,维护网络安全被高效利用,提供公平的网络接入的网络资源利用移动电话的信道分配频道管理频道复用移动电话网络会根据通信需采用频道复用技术,同一频道求动态分配频道资源,确保有能在不同区域同时使用,提高效利用有限的频谱空间频谱利用率信道质量负载均衡系统会持续监测信道质量,及信道分配还需考虑系统负载,时调整信道分配,确保通信质在不同区域实现流量的均衡量分配移动电话的电池管理电池优化电量显示省电模式电池保护移动电话采用各种电池优移动电话可精准地显示剩移动电话提供节能模式,当移动电话内置电池保护电化技术,如动态电压调节、余电量,让用户随时了解电电量不足时自动关闭非必路,可防止过充、过放、短电流控制等,提高电池使用池状态并及时充电要功能,延长待机和通话时路等情况发生,确保电池安效率长全使用移动电话的功耗控制动态功耗调节睡眠模式优化智能电池管理射频功率控制移动电话根据实际使用情当手机不活跃时,会自动进手机内置电池管理芯片,可手机会根据信号强度自动况动态调节功耗,以延长电入睡眠模式以最小化功耗以实时监控电池状态并优调节射频功率,减少不必要池续航时间化充放电的功耗移动电话的服务质量低延迟高可靠超高网络带宽广覆盖强连接5G网络实现了毫秒级的延迟和5G网络提供超高的网络带宽,可达高密度的小蜂窝部署和优化的频谱利

99.999%的可靠性,满足移动应用对实10Gbps,为带宽密集型应用如4K/8K视用,使5G网络能实现更广泛和可靠的覆时性和高可靠性的需求频等提供强大支持盖移动电话的射频特性移动电话使用射频技术进行无线通信,其射频特性是移动通信网络的关键所在包括频率范围、信号强度、干扰抑制、调制解调、能量效率等方面的特点,直接影响着移动通信的通话质量和信号覆盖移动电话采用特定的射频带宽、信号功率和调制技术,以实现与基站的高效连接和良好的服务质量理解并优化移动电话的射频特性,对于提升整个移动通信网络的性能至关重要移动电话的网络优化性能监测信号优化持续监测网络性能指标,及时发现调整天线参数,优化覆盖范围和信并解决问题号质量流量管控技术升级根据用户需求合理分配网络资源,采用新一代5G技术,提高网络承载提高网络效率能力和响应速度总结与展望通过对GSM电话呼叫流程的深入分析,我们掌握了移动通信网络的工作原理和技术细节展望未来,5G时代的到来将带来更快的网速、更广泛的覆盖和更低的延迟,为用户提供更优质的通信体验随着物联网、人工智能等新兴技术的融合发展,移动通信将无处不在,成为连接万物的重要基础设施。