GSM基礎(chǔ)知識(shí)和移動(dòng)通信原理

1、2022-4-4GSM基礎(chǔ)知識(shí)和移動(dòng)通信原理V2008Page 2課程內(nèi)容lGSM移動(dòng)通信概述lGSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與接口lGSM系統(tǒng)Um接口lGSM移動(dòng)區(qū)域與編號(hào)計(jì)劃lGSM移動(dòng)通信網(wǎng)組網(wǎng)lGSM通信流程Page 3學(xué)習(xí)目標(biāo)l了解移動(dòng)通信的多址技術(shù)，蜂窩技術(shù)了解移動(dòng)通信的多址技術(shù)，蜂窩技術(shù)l了解了解GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、接口、業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、接口、業(yè)務(wù)l掌握掌握Um接口的物理信道結(jié)構(gòu)、接口的物理信道結(jié)構(gòu)、Um接口的邏輯信道功能與接口的邏輯信道功能與組合、理解組合、理解GSM話音的處理過程話音的處理過程l掌握掌握GSM移動(dòng)區(qū)域的劃分移動(dòng)區(qū)域的劃分l掌握掌握GSM編號(hào)計(jì)劃編號(hào)計(jì)劃l了解了解GSM組網(wǎng)方式組網(wǎng)方

2、式l了解了解GSM通信流程通信流程學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：Page 4一、一、GSM移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述1 GSM概述與概述與發(fā)發(fā)展展簡簡史史2 多址技術(shù)多址技術(shù)3 功率控制功率控制4 蜂窩技術(shù)蜂窩技術(shù)Page 5GSM概述與發(fā)展簡史概述與發(fā)展簡史1993年我國首先在浙江嘉興建立了年我國首先在浙江嘉興建立了GSM實(shí)驗(yàn)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)目前有中國移動(dòng)與中國聯(lián)通兩家運(yùn)營商目前有中國移動(dòng)與中國聯(lián)通兩家運(yùn)營商中國電信也在積極醞釀進(jìn)入移動(dòng)領(lǐng)域中國電信也在積極醞釀進(jìn)入移動(dòng)領(lǐng)域截止截止99年底中國移動(dòng)用戶數(shù)已年底中國移動(dòng)用戶數(shù)已達(dá)達(dá)5000萬，中國萬，中國聯(lián)通聯(lián)通超過超過400萬，年萬

3、，年增長率增長率99%以上以上神州行與如意通移動(dòng)用戶快速增長神州行與如意通移動(dòng)用戶快速增長截止截止99年年8月中國移動(dòng)已覆蓋全國月中國移動(dòng)已覆蓋全國31個(gè)省區(qū)的個(gè)省區(qū)的308個(gè)地市和個(gè)地市和1856個(gè)個(gè)縣市，全國縣市，全國交通干線實(shí)現(xiàn)無交通干線實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋縫覆蓋.地市地市覆蓋率為覆蓋率為91%，縣，縣市覆蓋率為市覆蓋率為86%專家預(yù)測，到專家預(yù)測，到2000年底，全國年底，全國移動(dòng)用戶移動(dòng)用戶超過超過7500萬，到萬，到2005年年達(dá)達(dá)2億億.在我國在我國.Page 6GSM概述與發(fā)展簡史概述與發(fā)展簡史在我國在我國. 2007年年7月月24日信息產(chǎn)業(yè)部宣布，到今年日信息產(chǎn)業(yè)部宣布，到今年6月底

4、，全國移動(dòng)電話用戶月底，全國移動(dòng)電話用戶達(dá)到達(dá)到5.01648億戶，首次突破億戶，首次突破5億大關(guān)。億大關(guān)。 根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截止根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截止6月底，全國固定電話用戶較上年月底，全國固定電話用戶較上年底增加底增加486.2萬戶，月均增長萬戶，月均增長81萬戶，達(dá)到萬戶，達(dá)到3.72673億戶；全國移動(dòng)電話億戶；全國移動(dòng)電話用戶較上年底增加用戶較上年底增加4056.6萬戶，月均增長萬戶，月均增長676.1萬戶，達(dá)到萬戶，達(dá)到5.01648億億戶。戶。電信業(yè)務(wù)收入完成電信業(yè)務(wù)收入完成3516.2億元，較上年同期增長億元，較上年同期增長9.9%。電信固定資產(chǎn)投資。電信

5、固定資產(chǎn)投資完成完成1034.0億元，較上年同期增長億元，較上年同期增長21.8%。 在電話普及率方面，移動(dòng)電話普及率達(dá)在電話普及率方面，移動(dòng)電話普及率達(dá)38.3部部/百人，固定電話普及百人，固定電話普及率達(dá)率達(dá)28.4部部/百人。另外，移動(dòng)短信業(yè)務(wù)量已達(dá)百人。另外，移動(dòng)短信業(yè)務(wù)量已達(dá)2790.2億條，比上年同期億條，比上年同期增長增長37.5%。Page 7GSM概述與發(fā)展簡史概述與發(fā)展簡史在全球在全球. 2007年年8月月20日消息，據(jù)全球移動(dòng)供應(yīng)商聯(lián)盟（日消息，據(jù)全球移動(dòng)供應(yīng)商聯(lián)盟（GSA）的最新統(tǒng)計(jì)，）的最新統(tǒng)計(jì)，2007年上半年全球年上半年全球GSM/HSPA/EDGE/WCDMA用

6、戶總數(shù)到達(dá)了用戶總數(shù)到達(dá)了25.4億之多億之多，占全球移動(dòng)用戶的，占全球移動(dòng)用戶的85.4%，比去年同期增長了，比去年同期增長了3.2個(gè)百分點(diǎn)；其中，個(gè)百分點(diǎn)；其中，WCDMA/HSPA用戶數(shù)達(dá)到用戶數(shù)達(dá)到1.37億。數(shù)據(jù)顯示，在億。數(shù)據(jù)顯示，在1年內(nèi)年內(nèi)GSM用戶數(shù)增加了用戶數(shù)增加了5.64億，而億，而CDMA受限于全球漫游，用戶數(shù)同期僅增加受限于全球漫游，用戶數(shù)同期僅增加5100萬，總數(shù)達(dá)萬，總數(shù)達(dá)3.6億億；加上其它技術(shù)的；加上其它技術(shù)的7500萬用戶，全球移動(dòng)通信用戶已快突破萬用戶，全球移動(dòng)通信用戶已快突破30億大關(guān)。億大關(guān)。 從地域分布上來看，亞太地區(qū)擁有從地域分布上來看，亞太地區(qū)擁

7、有10億用戶，其中億用戶，其中6220萬為萬為3G用戶，最用戶，最龐大的中國與印度市場平均每月共新增龐大的中國與印度市場平均每月共新增1120萬萬GSM用戶；西歐地區(qū)則突破用戶；西歐地區(qū)則突破5億億的用戶總數(shù)，的用戶總數(shù)，1年內(nèi)新增年內(nèi)新增4600萬，萬，3G用戶累計(jì)達(dá)用戶累計(jì)達(dá)6400萬；俄羅斯萬；俄羅斯1年內(nèi)新增年內(nèi)新增2000萬萬GSM用戶；非洲和中南美洲則分別新增用戶；非洲和中南美洲則分別新增7200萬和萬和8100萬萬GSM用戶，用戶，增幅分別達(dá)到了增幅分別達(dá)到了45%和和48%。 在去年年底全球在去年年底全球WCDMA用戶則突破了用戶則突破了1億大關(guān)。目前已有億大關(guān)。目前已有174

8、個(gè)個(gè)WCDMA網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)在78個(gè)國家部署完成，約占全球個(gè)國家部署完成，約占全球3G商用網(wǎng)絡(luò)的商用網(wǎng)絡(luò)的69%，其中，其中73.5%都已經(jīng)升級(jí)為都已經(jīng)升級(jí)為HSDPA，現(xiàn)有，現(xiàn)有63個(gè)國家推出個(gè)國家推出128個(gè)個(gè)HSDPA商用網(wǎng)絡(luò)。腳步最快商用網(wǎng)絡(luò)。腳步最快的歐洲市場中，奧地利與德國已經(jīng)推出了的歐洲市場中，奧地利與德國已經(jīng)推出了HSUPA服務(wù)。服務(wù)。 而而CDMA系的系的3G技術(shù)技術(shù)CDMA2000 1xEV-DO方面。截至方面。截至2007年年7月底月底，CDMA發(fā)展組織（發(fā)展組織（CDG）宣布全球已經(jīng)部署）宣布全球已經(jīng)部署77個(gè)個(gè)CDMA2000 1xEV-DO網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)。Page 8GSM

9、概述與發(fā)展簡史概述與發(fā)展簡史GPRS（General Packet Radio Service）：是：是GSM網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)過渡絡(luò)過渡3G（第三代移動(dòng)通訊）的第一步，能夠?qū)?shù)據(jù)（第三代移動(dòng)通訊）的第一步，能夠?qū)?shù)據(jù)傳送由今天傳送由今天9.6Kbps的速率逐步提升到每秒的速率逐步提升到每秒115Kbps的的速度速度.它還不是真正的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)它還不是真正的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng).第三代移動(dòng)第三代移動(dòng)通信通信技術(shù)技術(shù):GSM系列系列Page 9GSM概述與發(fā)展簡史概述與發(fā)展簡史GPRS的特點(diǎn)的特點(diǎn)uGPRS向用戶提供向用戶提供從從9.6kbps到多于到多于150kbps的接的接入速率入速率.uGPRS支

10、持多用戶共享一個(gè)信道的機(jī)制支持多用戶共享一個(gè)信道的機(jī)制(每個(gè)時(shí)隙允許最多每個(gè)時(shí)隙允許最多8個(gè)個(gè)用戶共享用戶共享)u提高了無線信道的利用率提高了無線信道的利用率u在技術(shù)上提供了按數(shù)據(jù)量計(jì)費(fèi)的可能在技術(shù)上提供了按數(shù)據(jù)量計(jì)費(fèi)的可能uGPRS支持一個(gè)用戶占用支持一個(gè)用戶占用多個(gè)信道：提供多個(gè)信道：提供較高的接入速率較高的接入速率uGPRS是移動(dòng)網(wǎng)和是移動(dòng)網(wǎng)和IP網(wǎng)網(wǎng)的結(jié)合：可的結(jié)合：可提供固定提供固定IP網(wǎng)支持的所有業(yè)網(wǎng)支持的所有業(yè)務(wù)務(wù)Page 10GSM概述與發(fā)展簡史概述與發(fā)展簡史EDGE令網(wǎng)絡(luò)容量及數(shù)據(jù)傳送比令網(wǎng)絡(luò)容量及數(shù)據(jù)傳送比GPRS更快，足有更快，足有283Kbps.網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)商只商只需在軟硬

11、件上作出少許需在軟硬件上作出少許相應(yīng)改動(dòng)，便相應(yīng)改動(dòng)，便可繼續(xù)沿用現(xiàn)有可繼續(xù)沿用現(xiàn)有GSM系統(tǒng)，去系統(tǒng)，去支支持移動(dòng)持移動(dòng)多媒體服務(wù)，完全多媒體服務(wù)，完全符合低成本高效益符合低成本高效益的理念，能夠的理念，能夠與日后與日后WCDMA制式共存制式共存.由由GSM網(wǎng)絡(luò)核心繁衍而來的網(wǎng)絡(luò)核心繁衍而來的WCDMA，數(shù)據(jù)傳送可達(dá)到每秒，數(shù)據(jù)傳送可達(dá)到每秒2Mbit（室內(nèi)）及室內(nèi)）及384Kbps（移動(dòng)空間）的速率，采用（移動(dòng)空間）的速率，采用5MHz（區(qū)別于窄帶（區(qū)別于窄帶200KHz)的寬頻網(wǎng)絡(luò)的寬頻網(wǎng)絡(luò). WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）：）

12、：EDGE（Enhanced Data Rates for Global Evolution）：）：Page 11GSM概述與發(fā)展簡史概述與發(fā)展簡史u能實(shí)現(xiàn)能實(shí)現(xiàn)全球漫游：全球漫游：用戶可以在整個(gè)系統(tǒng)甚至全球范圍內(nèi)漫游 ，且可以在不同的速率、不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下獲得有服務(wù)質(zhì)量的保證；u能提供能提供多種業(yè)務(wù)：多種業(yè)務(wù)：提供話音、可變速率的數(shù)據(jù)、活動(dòng)視頻，特別是多媒體業(yè)務(wù)；u能適應(yīng)能適應(yīng)多種環(huán)境：多種環(huán)境：可以綜合現(xiàn)有的公眾電話交換網(wǎng)（PSTN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、無繩系統(tǒng)、地面移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、提供無縫隙的覆蓋；u足夠的系統(tǒng)容量，強(qiáng)大的多種用戶管理能力，高保密性能和服務(wù)質(zhì)量.3G實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)的目

13、標(biāo)：的目標(biāo)：Page 12GSM概述與發(fā)展簡史概述與發(fā)展簡史目前3G的標(biāo)準(zhǔn)主要有：cdma2000 朗訊、摩托羅拉、北電、高通、三星等W-CDMA愛立信、諾基亞、西門子等TD-SCDMA中國提出UMTS歐洲標(biāo)準(zhǔn)Page 13多多址技術(shù)址技術(shù)u多址技術(shù)使眾多的用戶共用公共的通信線路.u常用的使信號(hào)多路化的方法基本上有三種，它們分別采用頻率、時(shí)間或代碼分隔的多址連接方式，即人們通常所稱的頻分多址FDMA、時(shí)分多址TDMA和碼分多址CDMA三種接入方式.uGSM系統(tǒng)采用了FDMA、TDMA方式.Page 14多多址技術(shù)址技術(shù)FDMA是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn)通信的.頻分就是把整個(gè)可分配的頻譜劃分成許多單

14、個(gè)無線電信道（發(fā)射和接收載頻），每個(gè)信道可以傳輸一路話音或控制信息.模擬蜂窩系統(tǒng)是FDMA結(jié)構(gòu)的一個(gè)典型例子.頻分多址頻分多址FDMAPage 15多多址技術(shù)址技術(shù)TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)通信時(shí)分多址是指在一個(gè)寬帶的無線載波上，將某一信道按時(shí)間加以分割，各信號(hào)按一定順序占用某一時(shí)間間隙（時(shí)隙）.即多路信號(hào)利用同一個(gè)信道在不同時(shí)間各自獨(dú)立地傳送.時(shí)分多址時(shí)分多址TDMAPage 16多多址技術(shù)址技術(shù)CDMA是以不同的代碼序列實(shí)現(xiàn)通信的碼分多址是一種利用擴(kuò)頻技術(shù)所形成的不同的碼序列實(shí)現(xiàn)的多址方式.它不像FDMA、TDMA那樣把用戶的信息從頻率和時(shí)間上進(jìn)行分離，它可在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸多個(gè)用戶的信

15、息.其關(guān)鍵是信息在傳輸以前要進(jìn)行特殊的編碼，編碼后的信息混合后不會(huì)丟失原來的信息.碼分多址碼分多址CDMAPage 17功率功率控制控制u當(dāng)手機(jī)在小區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，它的發(fā)射功率需要進(jìn)行變化.當(dāng)它離基站較近時(shí)，需要降低發(fā)射功率，減少對(duì)其它用戶的干擾，當(dāng)它離基站較遠(yuǎn)時(shí)，就應(yīng)該增加功率，克服增加了的路徑衰耗.u所有的GSM手機(jī)都可以以2dB 為一等級(jí)來調(diào)整它們的發(fā)送功率，GSM900 移動(dòng)臺(tái)的最大輸出功率是8W（規(guī)范中最大允許功率是20W，但現(xiàn)在還沒有20W的移動(dòng)臺(tái)存在）.DCS1800移動(dòng)臺(tái)的最大輸出功率是1W.相應(yīng)地，它的小區(qū)也要小一些.Page 18蜂窩蜂窩技術(shù)技術(shù)u移動(dòng)通信系統(tǒng)是采用一個(gè)叫基站的

16、設(shè)備來提供無線服務(wù)范圍的.基站BTS的覆蓋范圍有大有小，我們把基站BTS的覆蓋范圍稱之為蜂窩，即小區(qū)CELL.u采用大功率的基站主要是為了提供比較大的服務(wù)范圍，但它的頻率利用率較低，也就是說基站提供給用戶的通信通道比較少，我們也稱之為大區(qū)制.u采用小功率的基站主要是為了提供大容量的服務(wù)范圍，同時(shí)它采用頻率復(fù)用技術(shù)來提高頻率利用率，有限的頻率得到多次使用，所以系統(tǒng)的容量比較大，這種方式稱之為小區(qū)制或微小區(qū)制.大區(qū)制與小區(qū)制大區(qū)制與小區(qū)制Page 19按無委會(huì)規(guī)定，我國目前可用頻道號(hào)為1-124，共124個(gè)頻點(diǎn).1-94給移動(dòng)，96-124給聯(lián)通.一般采用4/12組頻率復(fù)用方案.對(duì)于有向天線，可采

17、用120度的定向天線，如采用4/12方式復(fù)用，4個(gè)基站，12個(gè)小區(qū).每個(gè)小區(qū)可用78個(gè)頻點(diǎn).對(duì)于采用全向天線，一般建議采用其中的7組頻率.蜂窩蜂窩技術(shù)技術(shù)大區(qū)制與小區(qū)制大區(qū)制與小區(qū)制Page 20u頻率復(fù)用指處在不同地理位置（不同的小區(qū)）上的用戶可以同時(shí)使用相同頻率的信道.頻率復(fù)用系統(tǒng)可以極大地提高頻譜效率.u 但如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)得不好，將產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾.u同頻干擾（C/I）： 因頻率復(fù)用造成的相鄰小區(qū)相同頻率對(duì)信道的干擾.GSM要求C/I=9dB.u鄰頻干擾（C/A）：小區(qū)內(nèi)外相鄰頻率產(chǎn)生的干擾.GSM要求C/A=-9dB.頻率復(fù)用基礎(chǔ)頻率復(fù)用基礎(chǔ)蜂窩蜂窩技術(shù)技術(shù)Page 21u頻率復(fù)用方案：在

18、系統(tǒng)的作用區(qū)域內(nèi)重復(fù)使用相同的頻率這種頻率復(fù)用方案使整個(gè)頻譜分配被劃分為K個(gè)頻率復(fù)用的模式.如K可取3、4、7等值.u公式：(D/R)2=3K D：頻率復(fù)用距離 R：小區(qū)半徑 K：頻率復(fù)用模式蜂窩蜂窩技術(shù)技術(shù)頻率復(fù)用基礎(chǔ)頻率復(fù)用基礎(chǔ)Page 22注意：從理論上來說，K應(yīng)該大些，但分配的信道總數(shù)是固定的.如果K太大，則K個(gè)小區(qū)中分配給每個(gè)小區(qū)的信道數(shù)將減少，中繼效率就會(huì)降低.小區(qū)復(fù)用模式圖A 3A 1A 2B 3B 1B 2C 3C 1C 2A 3A 1A 2A 3A 1A 2B 3B 1B 2C 3C 1C 2C 3C 1C 2A 3A 1A 2B 3B 1B 2C 3C 1C 2A 3A 1

19、A 2A 3A 1A 2B 3B 1B 2C 3C 1C 2C 3C 1C 2A 3A 1A 2B 3B 1B 2C 3C 1C 2A 3A 1A 2A 3A 1A 2B 3B 1B 2C 3C 1C 2C 3C 1C 2K =31234123412341K =41111213456711K =7蜂窩蜂窩技術(shù)技術(shù)頻率復(fù)用基礎(chǔ)頻率復(fù)用基礎(chǔ)Page 237小區(qū)頻率復(fù)用小區(qū)頻率復(fù)用Page 244X3頻率復(fù)用頻率復(fù)用Page 25GSM系統(tǒng)頻段系統(tǒng)頻段GSM900主頻段（主頻段（P-GSM）w上行：890MHz-915MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收）w下行：935MHz-960MHz（基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收）G

20、SM擴(kuò)展頻段（擴(kuò)展頻段（E-GSM）w上行：880MHz-890MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收）w下行：925MHz-935MHz（基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收）DCS1800頻段頻段w上行：1710MHz-1785MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收）w下行：1805MHz-1880MHz（基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收）Page 26GSM絕對(duì)頻道號(hào)絕對(duì)頻道號(hào)ARFCNGSM900主頻段（主頻段（P-GSM）w上行：Fl=890 + 0.2 N（MHz） （1N 124）（兩個(gè)頻點(diǎn)之間的間隔為200K HZ ）w下行：Fu=Fl + 45（MHz）GSM擴(kuò)展頻段（擴(kuò)展頻段（E-GSM）w上行： Fl=890 + 0.2 （N-102

21、4）（MHz）w下行： Fu=Fl + 45（MHz） （975 N 1023）DCS1800頻段頻段w上行： Fl=1710.2 + 0.2 （N-512）（MHz）w下行： Fu=Fl + 95（MHz） （512N 885）Page 27二、二、GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與接口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與接口1. GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能2. GSM接口接口3. GSM各接口協(xié)議各接口協(xié)議4. GSM無線接口無線接口5. 無線邏輯信道無線邏輯信道Page 282.1 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能OSS：操作支持子系統(tǒng) BSS：基站子系統(tǒng) NSS：網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) NMC：網(wǎng)絡(luò)管理中心 DPPS：數(shù)據(jù)后處理系

22、統(tǒng) SEMC：安全性管理中心OMC：操作維護(hù)中心 PCS：用戶識(shí)別卡個(gè)人化中心 MSC：移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心 VLR：來訪用戶位置寄存器 HLR：歸屬用戶位置寄存器 AUC：鑒權(quán)中心 EIR：移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器 BSC：基站控制器 BTS：基站收發(fā)信臺(tái)PDN：公用數(shù)據(jù)網(wǎng) PSTN：公用電話網(wǎng) ISDN：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) MS：移動(dòng)臺(tái)MSBTSBTSBSCBSSOMCMSC/VLRNMCEIRHLR/AUCDPPSPCSSEMCOSSPSTNISDNPDNNSSPage 29GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能一個(gè)一個(gè)GSM系統(tǒng)可由三個(gè)系統(tǒng)可由三個(gè)子系統(tǒng)組成，即子系統(tǒng)組成，即操作支持子系統(tǒng)操作支持子系統(tǒng)

23、 (OSS)，基，基站子系統(tǒng)站子系統(tǒng)(BSS)和網(wǎng)路子系統(tǒng)和網(wǎng)路子系統(tǒng)(NSS)三部分三部分.u基站子系統(tǒng)BSS是GSM系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分.u通過無線接口直接與移動(dòng)臺(tái)相連，負(fù)責(zé)無線發(fā)送接收和無線資源的管理.u它與NSS相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)路用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信息和用戶信息等.u與操作支持子系統(tǒng)OSS之間實(shí)現(xiàn)互通.Page 30GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能u網(wǎng)路子系統(tǒng)網(wǎng)路子系統(tǒng)NSS是整個(gè)系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它的核心，它對(duì)對(duì)GSM移動(dòng)用戶之間及移移動(dòng)用戶之間及移動(dòng)用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換、連接與管理動(dòng)用戶與其它通信網(wǎng)用戶之

24、間通信起著交換、連接與管理的功能的功能.u主要負(fù)責(zé)完成呼叫處理、通信管理、移動(dòng)管理、部分無線資源管理主要負(fù)責(zé)完成呼叫處理、通信管理、移動(dòng)管理、部分無線資源管理、安全性管理、用戶數(shù)據(jù)和設(shè)備管理、計(jì)費(fèi)記錄處理、公共信道、安全性管理、用戶數(shù)據(jù)和設(shè)備管理、計(jì)費(fèi)記錄處理、公共信道、信令處理和本地運(yùn)行信令處理和本地運(yùn)行維護(hù)等維護(hù)等.Page 31GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能操作支持子系統(tǒng)操作支持子系統(tǒng)OSS完成移動(dòng)用戶管理、移完成移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理、系統(tǒng)的操作動(dòng)設(shè)備管理、系統(tǒng)的操作與維護(hù)與維護(hù).Page 32GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能 移動(dòng)臺(tái)由SIM卡與物理設(shè)備組成，二者是分離的.u

25、SIM卡上包含所有與用戶有關(guān)的無線接口一側(cè)的信息，也含有鑒權(quán)和加密實(shí)現(xiàn)的信息. 固化數(shù)據(jù)：IMSI、Ki、安全算法（A3、A8) 臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)：TMSI、LAI、KC、被禁止的PLMN、 PLMN選擇預(yù)編程 業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)：PIN(個(gè)人識(shí)別號(hào))u物理設(shè)備可以是手持機(jī)，車載機(jī)或是由移動(dòng)終端直接與終端設(shè)備相連而構(gòu)成.u移動(dòng)臺(tái)的功能移動(dòng)臺(tái)的功能Page 33GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能與功能u接口管理接口管理uBTS-BSC之間的信道管理之間的信道管理u無線參數(shù)及無線資源管理無線參數(shù)及無線資源管理 u無線鏈路的測量無線鏈路的測量u話務(wù)量統(tǒng)計(jì)話務(wù)量統(tǒng)計(jì)u切換切換u支持呼叫控制支持呼叫控制u操作與維護(hù)操作

26、與維護(hù) uBSC的功能的功能Page 34GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能與功能uBTS主要分為基帶單元、載頻單元和控主要分為基帶單元、載頻單元和控 u 制單元制單元三部分三部分.uBTS受控于基站控制器受控于基站控制器(BSC)，服務(wù)，服務(wù)于某小區(qū)的無線于某小區(qū)的無線收收發(fā)信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)發(fā)信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)BTS與移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)(MS)空中接口空中接口的功能的功能.uBTS的功能的功能Page 35GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能uMSC是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，協(xié)調(diào)的核心，協(xié)調(diào)與控制與控制整個(gè)整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)中BSS、OSS的各個(gè)的各個(gè)功功能實(shí)體能實(shí)體.u接口接口管理管理u支持支持一系列業(yè)務(wù)：

27、電信業(yè)務(wù)，承載一系列業(yè)務(wù)：電信業(yè)務(wù)，承載業(yè)業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)u支持位置登記、越區(qū)切換和自動(dòng)漫游支持位置登記、越區(qū)切換和自動(dòng)漫游等其它等其它網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能.uMSC的功能的功能 Page 36GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能u訪問用戶位置寄存器訪問用戶位置寄存器(VLR)是服務(wù)于其是服務(wù)于其控制區(qū)域內(nèi)移動(dòng)控制區(qū)域內(nèi)移動(dòng)用戶的用戶的.u它它存儲(chǔ)著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的存儲(chǔ)著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動(dòng)用戶移動(dòng)用戶相關(guān)信息，為相關(guān)信息，為已登記的移動(dòng)已登記的移動(dòng)用戶提供建立呼叫接續(xù)用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件的必要條件.uVLR的功能的功能 Page 37GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

28、與功能u歸屬用戶位置寄存器歸屬用戶位置寄存器(HLR)是是GSM系統(tǒng)的系統(tǒng)的中央數(shù)中央數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)據(jù)庫，存儲(chǔ)該該HLR控制的所有存在的移動(dòng)用戶的控制的所有存在的移動(dòng)用戶的相關(guān)信息相關(guān)信息.u所有所有移動(dòng)用戶的重要數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在移動(dòng)用戶的重要數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在HLR中中.包括包括用用戶戶識(shí)別號(hào)碼，訪問識(shí)別號(hào)碼，訪問能力、用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)能力、用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，HLR也存儲(chǔ)部分漫游移動(dòng)用戶所在也存儲(chǔ)部分漫游移動(dòng)用戶所在MSC區(qū)區(qū)域的有關(guān)域的有關(guān)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù).uHLR的功能的功能 Page 38GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能與功能- AUC的功能的功能 uAUC屬于屬于HLR的一個(gè)功能的

29、一個(gè)功能單元部分，專用單元部分，專用于于GSM系統(tǒng)系統(tǒng)的的安全性管理安全性管理.u鑒權(quán)中心鑒權(quán)中心(AUC)存儲(chǔ)著存儲(chǔ)著鑒權(quán)信息和加密密鑰鑒權(quán)信息和加密密鑰，防止無權(quán)，防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)和防止無線接口中數(shù)據(jù)被竊用戶接入系統(tǒng)和防止無線接口中數(shù)據(jù)被竊.Page 39MSBTSBSCMSCBSCBS接口BTSUm接口Abis接口 A接口GSM接口接口- 主要接口主要接口GSM系統(tǒng)的主要接口指系統(tǒng)的主要接口指A接口、接口、Abis接口和接口和Um接接口口.A接口、接口、Um接口為接口為開放式開放式接口接口.Page 40GSM接口接口- 主要接口（主要接口（A接口）接口）A接口定義為網(wǎng)路子系統(tǒng)（NS

30、S）與基站子系統(tǒng)（BSS）之間的通信接口.其物理鏈接通過采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/s PCM數(shù)字傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn).此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等.Page 41GSM接口接口- 主要接口（主要接口（Abis接口）接口）Abis 接口定義為基站子系統(tǒng)的兩個(gè)功能實(shí)體基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）之間的通信接口.物理鏈接通過采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/s 或64kbit/s PCM 數(shù)字傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn).BS接口作為Abis 接口的一種特例，用于BTS（與BSC并置）與BSC之間的直接互連方式，此時(shí)BSC與BTS之間的距離小于10米.Page 42GSM接口

31、接口- 主要接口（主要接口（Um接口）接口）Um 接口（空中接口）定義為移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）之間的通信接口，用于移動(dòng)臺(tái)與GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通.其物理鏈接通過無線鏈路實(shí)現(xiàn).傳遞的信息包括無線資源管理，移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等-即層三LAYER3信令.Page 43GSM接口接口- NSS內(nèi)部接口內(nèi)部接口C M S CF 接口E I RH L R / A U CG 接口B 接口V L RD 接口G 接口V L RB 接口M S CE接口Page 44GSM接口接口- NSS內(nèi)部接口（內(nèi)部接口（B接口）接口）uB接口定義為訪問用戶位置寄存器（VLR）與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）之間

32、的內(nèi)部接口.u用于移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）向訪問用戶位置寄存器（VLR）詢問有關(guān)移動(dòng)臺(tái)（MS）當(dāng)前位置信息或者通知訪問用戶位置寄存器（VLR）有關(guān)移動(dòng)臺(tái)（MS）的位置更新信息.Page 45GSM接口接口- NSS內(nèi)部接口（內(nèi)部接口（C接口）接口）uC接口定義為歸屬用戶位置寄存器（HLR）與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）之間的接口.u用于傳遞路由選擇和管理信息.u在建立一個(gè)至移動(dòng)用戶的呼叫時(shí)，入口移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（GMSC）應(yīng)向被叫用戶所屬的歸屬用戶位置寄存器（HLR）詢問被叫移動(dòng)臺(tái)的漫游號(hào)碼.uC接口的物理鏈接方式是標(biāo)準(zhǔn)的2.048MB/S的PCM數(shù)字傳輸鏈路.Page 46GSM接口接口 N

33、SS內(nèi)部接口（內(nèi)部接口（D接口）接口）uD接口定義為歸屬用戶位置寄存器（HLR）與訪問用戶位置寄存器（VLR）之間的接口.u用于交換有關(guān)移動(dòng)臺(tái)位置和用戶管理的信息，為移動(dòng)用戶提供的主要服務(wù)是保證移動(dòng)臺(tái)在整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)能建立和接收呼叫.u實(shí)用化的GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般把VLR綜合于移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）中，而把歸屬用戶位置寄存器（HLR）與鑒權(quán)中心（AUC）綜合在同一個(gè)物理實(shí)體內(nèi).uD接口的物理鏈接是通過移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）與歸屬用戶位置寄存器（HLR）之間的標(biāo)準(zhǔn)2.048Mb/s 的PCM 數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)的.Page 47GSM接口接口-NSS內(nèi)部接口（內(nèi)部接口（E接口）接口）uE接口定

34、義為控制相鄰區(qū)域的不同移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）之間的接口.u此接口用于切換過程中交換有關(guān)切換信息以啟動(dòng)和完成切換.uE接口的物理鏈接方式是通過移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）之間的標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s PCM 數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)的.Page 48GSM接口接口- NSS內(nèi)部接口（內(nèi)部接口（F接口）接口）uF接口定義為移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）與移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）之間的接口.u用于交換相關(guān)的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼管理信息.uF接口的物理鏈接方式是通過移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）與移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）之間的標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s 的PCM 數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)的.Page 49GSM接

35、口接口- NSS內(nèi)部接口（內(nèi)部接口（G接口）接口）uG接口定義為訪問用戶位置寄存器（VLR）之間的接口.u此接口用于向分配臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（TMSI）的訪問用戶位置寄存器（VLR）詢問此移動(dòng)用戶的國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）的信息.uG接口的物理鏈接方式是標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s 的PCM 數(shù)字傳輸鏈路Page 50GSM接口接口- GSM系統(tǒng)與公眾電信網(wǎng)的接口系統(tǒng)與公眾電信網(wǎng)的接口u公眾電信網(wǎng)主要是指公眾電話網(wǎng)（PSTN），綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN），分組交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSPDN）和電路交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)（CSPDN）.GSM系統(tǒng)通過MSC與這些公眾電信網(wǎng)互連.uGSM系統(tǒng)與PSTN和I

36、SDN網(wǎng)的互連方式采用7號(hào)信令系統(tǒng)接口.其物理鏈接方式是通過MSC與PSTN或ISDN交換機(jī)之間標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s 的PCM 數(shù)字傳輸實(shí)現(xiàn)的.Page 51GSM各接口協(xié)議各接口協(xié)議 CM：通信管理 BTSM：BTS的管理部分 MTP：信息傳遞部分 MM：移動(dòng)性管理 Um：MS與BTS間接口 MSC：移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心RR：無線資源管理 Abis：BTS與BSC間接口 BSC：基站控制器 MS：移動(dòng)臺(tái) SCCP：信令連結(jié)控制部分 BTS：基站收發(fā)信臺(tái)L1-L3：信號(hào)層1-3 A：BSC與MSC間接口 BSSMAP：基站子系統(tǒng)LAPDm：ISDN的Dm數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議移動(dòng)應(yīng)用部分CMMMRRL

37、APD mSigL 1L3L2L1MSRRBTS MLAPD mSigL 1LAP DSigL 1LAP DSigL 1BT SMRRSCC PMT PBSS MA PCMMMBSSM APSC CPMTPMS CBSCBT SU m 接 口A bis接 口A 接 口Page 52u信號(hào)層信號(hào)層1 1（物理層）（物理層） 這是無線接口的最低層、提供傳送比特流所需的物理鏈路（例如無線鏈路）、為高層提供各種不同功能的邏輯信道.u信號(hào)層信號(hào)層2 2（L2L2） 主要目的是在移動(dòng)臺(tái)和基站之間建立可靠的專用數(shù)據(jù)鏈路， L2協(xié)議基于ISDN的D信道鏈路接入?yún)f(xié)議（LAP-D），但作了更 動(dòng)，因而在Um接口的

38、L2協(xié)議稱之為LAP-Dm.u信號(hào)層信號(hào)層3 3（L3L3） 這是實(shí)際負(fù)責(zé)控制和管理的協(xié)議層.L3包括三個(gè)基本子層： 無線資源管理（RR）、移動(dòng)性管理（MM）和接續(xù)管理（CM）. 其中一個(gè)CM子層中含有多個(gè)呼叫控制（CC）單元，提供并行呼叫處理.為支持補(bǔ)充業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)，CM子層中還包括補(bǔ)充業(yè)務(wù)管理（SS）單元和短消息業(yè)務(wù)管理（SMS）單元.GSM各各接口協(xié)議接口協(xié)議- 協(xié)議分層結(jié)構(gòu)協(xié)議分層結(jié)構(gòu)Page 53GSM各各接口協(xié)議接口協(xié)議- NSS內(nèi)部及內(nèi)部及GSM與與PSTN之間的協(xié)議之間的協(xié)議u與非呼叫相關(guān)的信令采用移動(dòng)應(yīng)用部分（MAP），用于NSS內(nèi)部接口（B、C、D、E、F、G）之間的通

39、信.u與呼叫相關(guān)的信令則采用電話用戶部分（TUP）和ISDN用戶部分（ISUP），分別用于MSC之間和MSC與PSIN、ISDN之間的通信.Page 54GSM無線接口無線接口uUm接口頻率規(guī)劃接口頻率規(guī)劃GSM無線信道特點(diǎn)GSM系統(tǒng)頻點(diǎn)分配uUm接口物理信道接口物理信道物理信道幀結(jié)構(gòu)突發(fā)脈沖種類與功能突發(fā)脈沖應(yīng)用實(shí)例uUm接口邏輯信道接口邏輯信道為什么引入邏輯信道？邏輯信道的分類邏輯信道的功能邏輯信道的組合邏輯信道應(yīng)用實(shí)例Page 55GSM無線接口無線接口Um接口話音處理接口話音處理u話音在無線信道上的傳送u話音編碼u信道編碼u交織u加密u調(diào)制u跳頻u時(shí)延調(diào)整Um接口控制技術(shù)接口控制技術(shù)u

40、自動(dòng)功率控制（APC）u非連續(xù)發(fā)射（DTX）u非連續(xù)接收（DRX）u跳頻技術(shù)u時(shí)延調(diào)整Page 56無線邏輯信道（一）無線邏輯信道（一）/Um接口上的信息由各種無線邏輯信道承載/無線邏輯信道類型：/控制信道l業(yè)務(wù)信道上行方向：移動(dòng)臺(tái)到基站方向下行方向：基站到移動(dòng)臺(tái)方向MSMS基站Um接口Page 57無線邏輯信道（二）無線邏輯信道（二）/控制信道/廣播控制信道(BCCH)/公共控制信道(CCCH)/專用控制信道(DCCH)/頻率校正信道(FCCH)/同步信道(SCH)/廣播信道(BCH)/隨機(jī)接入信道(RACH)/準(zhǔn)許接入信道(AGCH)/尋呼信道(PCH)/獨(dú)立專用控制信道(SDCCH)/快

41、速隨路控制信道(FACCH)/慢速隨路控制信道(SACCH)/業(yè)務(wù)信道(TCH)/小區(qū)廣播信道(CBCH)Page 58無線邏輯信道（三）無線邏輯信道（三）/頻率校正信道（FCCH，下行信道，廣播方式，每小區(qū)一個(gè)） 為了保證移動(dòng)臺(tái)和基站能夠正確的接收對(duì)方的信息，必須保證移動(dòng)臺(tái)和基站的頻率一致，即移動(dòng)臺(tái)的接收頻率與基站的發(fā)射頻率一致，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻率和基站的接收頻率一致。在GSM系統(tǒng)中，由于一個(gè)基站要同時(shí)和若干移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信，因此采用主從同步方式，以基站的頻率為基準(zhǔn)，基站在頻率校正信道上發(fā)送頻率信息，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)該信息調(diào)整自己的頻率，保持自己的頻率與基站同步。Page 59無線邏輯信道（四）無線邏

42、輯信道（四）/同步信道（SCH，下行信道，廣播方式，每小區(qū)一個(gè)） 由于Um接口采用TDMA方式，為了保證移動(dòng)臺(tái)和基站能夠正確的接收對(duì)方的信息，必須保證移動(dòng)臺(tái)和基站的時(shí)間基準(zhǔn)一致?；驹谕叫诺郎习l(fā)送定時(shí)信息，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)該信息調(diào)整自己的時(shí)間基準(zhǔn)，保持自己的時(shí)間基準(zhǔn)與基站同步。剛才最后一響，是北京時(shí)間一點(diǎn)整。基站的時(shí)間基準(zhǔn)移動(dòng)臺(tái)A的時(shí)間基準(zhǔn)移動(dòng)臺(tái)B的時(shí)間基準(zhǔn)實(shí)際發(fā)送的是縮減幀號(hào)（RFN）和基站識(shí)別號(hào)（BSIC）Page 60無線邏輯信道（五）無線邏輯信道（五）/廣播信道（BCCH，下行信道，廣播方式） 通過在廣播信道上廣播系統(tǒng)消息1-4，將必要的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)通知移動(dòng)臺(tái)。/隨機(jī)接入信道（RACH，上行信

43、道，多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式） 該信道又稱爭搶信道。移動(dòng)臺(tái)首先通過該信道申請(qǐng)接入網(wǎng)絡(luò)。由于同時(shí)可能有多個(gè)移動(dòng)臺(tái)會(huì)通過該信道申請(qǐng)接入網(wǎng)絡(luò)，因此可能會(huì)發(fā)生碰撞。在該信道傳遞的信息有以下三個(gè)：1. 接入原因（主叫、被叫、位置更新等）2. 隨機(jī)參考值3. 發(fā)送該消息的時(shí)刻（隱含）Page 61無線邏輯信道（六）無線邏輯信道（六）/準(zhǔn)許接入信道（AGCH，下行信道，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式） 網(wǎng)絡(luò)通過該信道對(duì)移動(dòng)臺(tái)在RACH上提出的接入申請(qǐng)進(jìn)行初步確認(rèn)，若為正確認(rèn)，則分配一個(gè)（獨(dú)立專用控制）信道給移動(dòng)臺(tái)，以便進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。在該信道傳遞的信息有以下兩個(gè)：1. 接入申請(qǐng)中的接入原因、隨機(jī)參考值和該消息發(fā)送的時(shí)刻2. 對(duì)獨(dú)立專用控

44、制信道的描述（該信道所在絕對(duì)載頻號(hào)、時(shí)隙號(hào)、子信道號(hào)等）Page 62無線邏輯信道（七）無線邏輯信道（七）/尋呼信道（PCH，下行信道，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式） 該信道用于網(wǎng)絡(luò)發(fā)送尋呼消息，以通知被叫移動(dòng)臺(tái)啟動(dòng)尋呼流程。在該信道傳遞的信息有以下三個(gè)：1. 被尋呼的移動(dòng)臺(tái)身份識(shí)別號(hào)2. 尋呼模式3. 尋呼流程需要何種信道Page 63無線邏輯信道（八）無線邏輯信道（八）/獨(dú)立專用控制信道（SDCCH，雙向信道，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式） 該信道主要用于在網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)臺(tái)間傳送用于呼叫接續(xù)所需要的信令。/快速隨路控制信道（FACCH，雙向信道，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式） 該信道主要用于在通話過程中在網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)臺(tái)間傳送信令。該信道實(shí)際上是臨

45、時(shí)借用TCH信道。Page 64無線邏輯信道（九）無線邏輯信道（九）/慢速隨路控制信道（SACCH，雙向信道，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式） 該信道主要用于傳送一些輔助信息。該信道始終與SDCCH或TCH伴隨在一起。對(duì)于下行信道而言，主要傳送：功率控制命令時(shí)間調(diào)整命令必要的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（通過系統(tǒng)消息如系統(tǒng)消息5和6，由于移動(dòng)臺(tái)在非空閑模式下無法接收系統(tǒng)消息，為使移動(dòng)臺(tái)及時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的改變）。對(duì)于上行信道而言，主要傳送測量報(bào)告（用于提供功率控制和切換所必須的信息）實(shí)際使用的發(fā)射功率、實(shí)際使用的時(shí)間調(diào)整量Page 65無線邏輯信道（十）無線邏輯信道（十）/業(yè)務(wù)信道（TCH，雙向信道，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式） 該信道主要在網(wǎng)絡(luò)和移

46、動(dòng)臺(tái)間傳送業(yè)務(wù)（包括話音、數(shù)據(jù)等）。Page 66無線邏輯信道（十一）無線邏輯信道（十一）/移動(dòng)臺(tái)使用信道的順序搜尋網(wǎng)絡(luò)時(shí)，尋找BCCH空閑狀態(tài)，監(jiān)聽BCH和PCH需要與網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，在RACH上發(fā)送信道請(qǐng)求監(jiān)聽AGCH，若收到確認(rèn)信息，則轉(zhuǎn)入分配的SDCCH+SACCH，當(dāng)與網(wǎng)絡(luò)完成接續(xù)等信令后，則轉(zhuǎn)入網(wǎng)絡(luò)分配的TCH+FACCH+SACCH，完成業(yè)務(wù)通信后，回到空閑狀態(tài)Page 67話音業(yè)務(wù)信道話音業(yè)務(wù)信道u全速率話音業(yè)務(wù)信道（TCH/F)u半速率話音業(yè)務(wù)信道（TCH/H)u增強(qiáng)型全速率話音業(yè)務(wù)信道（Enhanced TCH/F）業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)信道信道Speech Traffic Type話音編碼

47、速率（話音編碼速率（Kbit/s）信道編碼速率（信道編碼速率（Kbit/s）Full-rate Speech1322.8Enhanced Full-rate Speech12.2Half-rate Speech6.511.4Page 68數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道u9.6kbit/s，全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（TCH/F9.6）u4.8kbit/s，全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（TCH/F4.8）u4.8kbit/s，半速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（TCH/H4.8）u2.4kbit/s，全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（TCH/F2.4）u2.4kbit/s，半速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（TCH/H2.4） 業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道Page 69204

48、720462101個(gè)超高幀2048個(gè)超幀012345671個(gè)幀8個(gè)時(shí)隙0252410504911個(gè)復(fù)幀26個(gè)幀1個(gè)復(fù)幀51個(gè)幀0504910252411個(gè)超幀51個(gè)復(fù)幀1個(gè)超幀26個(gè)復(fù)幀Page 70物理信道幀結(jié)構(gòu)物理信道幀結(jié)構(gòu)什么是突發(fā)脈沖？什么是突發(fā)脈沖？uGSM的每個(gè)載頻是時(shí)分復(fù)用的每個(gè)載頻分給八個(gè)全速率用戶使用；u每個(gè)用戶在一個(gè)限定的、不連續(xù)的時(shí)間段內(nèi)占用載頻發(fā)送信號(hào)；突發(fā)脈沖u一個(gè)突發(fā)脈沖占用的時(shí)間縫隙 時(shí)隙；Page 71u控制信道幀結(jié)構(gòu)u8時(shí)隙TDMA幀u26TDMA幀1復(fù)幀u51復(fù)幀1超幀u2048超幀1超高幀u業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)u8時(shí)隙TDMA幀u51TDMA幀1復(fù)幀u26復(fù)幀1

49、超幀u2048超幀1超高幀 Page 72Um接口突發(fā)脈沖種類接口突發(fā)脈沖種類u常規(guī)突發(fā)脈沖序列（NB）u頻率校正突發(fā)脈沖序列（FB）u同步突發(fā)脈沖序列（SB）u接入突發(fā)脈沖序列（AB）Page 73信道編碼信道編碼u為了檢測和糾正傳輸期間引入的誤碼，在數(shù)據(jù)流中引入冗余BIT用于糾錯(cuò)；u信道編碼器把話音分成“很重要（50bit）、較重要（132bit）和不重要（78bit）三部分.對(duì)前兩部分分別加入3、4位奇偶校正碼（50+3）+（132+4）=189bit，然后做1：2的卷積（189*2=378bit），再加上不重要的78bit，形成了456bit/20ms=22.8kbit/s的信道編碼組

50、.結(jié)果使20ms段BIT數(shù)從260BIT增加到456BIT，相應(yīng)的話音速率從13K增加到22.8K.Page 74u為什么引入話音交織？為什么引入話音交織？無線傳輸干擾和誤碼通常在某個(gè)較小時(shí)間段內(nèi)發(fā)生，影響連續(xù)的幾個(gè)突發(fā)脈沖；如果把話音幀內(nèi)的BIT順序按一定的規(guī)則錯(cuò)開，使原來連續(xù)的BIT分散到若干個(gè)突發(fā)脈沖中傳輸，則可分散誤碼，使連續(xù)的長誤碼變?yōu)槿舾煞稚⒌亩陶`碼，以便于糾錯(cuò)，提高話音質(zhì)量便于糾錯(cuò)，提高話音質(zhì)量.交織交織Page 75交織交織u交織交織處理的處理的兩個(gè)缺點(diǎn)：兩個(gè)缺點(diǎn)：1.話音處理的長時(shí)延；2.信號(hào)處理的復(fù)雜程度.u交織處理的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：交織處理的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1.可以減少一個(gè)話音幀內(nèi)的

51、誤碼數(shù)量；2.通過信道解碼，可實(shí)現(xiàn)部分誤碼的糾正. Page 76加密技術(shù)加密技術(shù)對(duì)無線接口上傳送的信息（話音或數(shù)據(jù)）進(jìn)行加密，防止無線偵聽導(dǎo)致失密；GSM系統(tǒng)的加密技術(shù)僅僅保護(hù)無線接口.Page 77加密技術(shù)加密技術(shù)+A5A5KcTDMA幀號(hào)KcTDMA幀號(hào)未加密話音已加密話音無線傳播解密話音MS側(cè)BTS側(cè)Page 78u為何需要為何需要APC？可降低手機(jī)功耗，延長電池使用時(shí)間；可減小系統(tǒng)內(nèi)的干擾，提高頻率利用率，增加系統(tǒng)容量.u如何進(jìn)行如何進(jìn)行APC？ MS功率控制：MS接收BTS發(fā)射的信號(hào)，得到射頻信號(hào)強(qiáng)度、質(zhì)量等級(jí)參數(shù)，進(jìn)行APC；手機(jī)起始發(fā)射功率由系統(tǒng)消息決定；可能導(dǎo)向切換、掉話.

52、BTS功率控制：BTS接收MS發(fā)射信號(hào)，得到射頻信號(hào)強(qiáng)度、質(zhì)量等級(jí)參數(shù)，（BTS預(yù)處理）上報(bào)BSC，由BSC進(jìn)行APC自動(dòng)功率控制技術(shù)（自動(dòng)功率控制技術(shù)（APC）Page 79u為何需要為何需要DTX？通話是雙向的，對(duì)于MS用戶/來說，平均的說話時(shí)間約在40%以下；可降低手機(jī)功耗，延長電池使用時(shí)間；可減小系統(tǒng)內(nèi)的干擾，提高頻率利用率，增加系統(tǒng)容量.u如何進(jìn)行如何進(jìn)行DTX？采用VAD（話音激活檢測）技術(shù)：在說話時(shí)，正常發(fā)射信號(hào)；在停止說話時(shí)，每隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè)靜音幀，由靜音幀在BTS產(chǎn)生舒適噪聲；使對(duì)方不會(huì)誤以為通話中斷.重新開始說話時(shí)，由VAD功能檢測到話音，重新正常發(fā)射信號(hào).非連續(xù)發(fā)射技

53、術(shù)（非連續(xù)發(fā)射技術(shù)（DTX）Page 80u為何需要為何需要DRX？手機(jī)絕大部分時(shí)間處于空閑狀態(tài)，此時(shí)需要隨時(shí)準(zhǔn)備接收BTS發(fā)來的尋呼信號(hào)；系統(tǒng)按照IMSI將MS用戶分類，不同類別的手機(jī)在不同的時(shí)刻接收系統(tǒng)尋呼消息，無需連續(xù)接收；可降低手機(jī)功耗，延長電池使用時(shí)間；u如何進(jìn)行如何進(jìn)行DRX？系統(tǒng)根據(jù)IMSI將MS分類，分時(shí)刻接收尋呼消息.非連續(xù)接收技術(shù)（非連續(xù)接收技術(shù)（DRX）Page 81跳跳頻即：在頻即：在不同時(shí)隙發(fā)射載頻不同時(shí)隙發(fā)射載頻在不斷地改變?cè)诓粩嗟馗淖僽為何為何引入跳頻？引入跳頻？可減少瑞利衰落，提高每用戶的話音質(zhì)量；可減小系統(tǒng)內(nèi)的干擾，提高頻率利用率，增加系統(tǒng)容量GSM系統(tǒng)的無線

54、接口采用了慢速跳頻（SFH）技術(shù)，即系統(tǒng)在整個(gè)突發(fā)序列傳輸期(BP)，傳送頻率保持不變跳頻主要分為基帶跳頻BB和射頻跳頻RF。跳頻技術(shù)跳頻技術(shù)Page 82GSM移動(dòng)區(qū)域與編號(hào)計(jì)劃移動(dòng)區(qū)域與編號(hào)計(jì)劃1. GSM區(qū)域定義區(qū)域定義2. 編號(hào)計(jì)劃編號(hào)計(jì)劃Page 83GSM區(qū)域定義區(qū)域定義 PLMN區(qū)區(qū).服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū) PLMN區(qū)區(qū)MSC區(qū)區(qū).MSC區(qū)區(qū).位置區(qū)位置區(qū).位置區(qū)位置區(qū).基站基站覆蓋區(qū)覆蓋區(qū).基站基站覆蓋區(qū)覆蓋區(qū).小區(qū)小區(qū)小區(qū)小區(qū). Page 84GSM區(qū)域定義區(qū)域定義- 服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)u服務(wù)區(qū)是指移動(dòng)臺(tái)可獲得服務(wù)的區(qū)域，即不同通信網(wǎng)（如PLMN、PSTN或ISDN）用戶無需知道移動(dòng)臺(tái)的實(shí)際

55、位置而可與之通信的區(qū)域.u一個(gè)服務(wù)區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）組成，可以是一個(gè)國家或是一個(gè)國家的一部分，也可以是若干個(gè)國家.Page 85GSM區(qū)域定義區(qū)域定義- PLMN區(qū)區(qū)uPLMN是由一個(gè)公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)(PLMN）提供通信業(yè)務(wù)的地理區(qū)域.u一個(gè)PLMN區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）組成.在該區(qū)內(nèi)具有共同的編號(hào)制度（比如相同的國內(nèi)地區(qū)號(hào)）和共同的路由計(jì)劃.Page 86GSM區(qū)域定義區(qū)域定義- MSC區(qū)區(qū)u一個(gè)一個(gè)MSC區(qū)可以由一個(gè)或若區(qū)可以由一個(gè)或若干個(gè)位置干個(gè)位置區(qū)組成區(qū)組成.uMSC是由一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交是由一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心所控制的所有小區(qū)換中心

56、所控制的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域構(gòu)成共同覆蓋的區(qū)域構(gòu)成PLMN網(wǎng)的一部分網(wǎng)的一部分. Page 87GSM區(qū)域定義區(qū)域定義- 位置區(qū)位置區(qū)u位置位置區(qū)可由一個(gè)或若區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)小區(qū)（或基站區(qū)干個(gè)小區(qū)（或基站區(qū)）組成）組成.為了為了呼叫呼叫移移動(dòng)臺(tái)，可動(dòng)臺(tái)，可在一個(gè)位置在一個(gè)位置區(qū)內(nèi)所有基站同時(shí)發(fā)區(qū)內(nèi)所有基站同時(shí)發(fā)尋呼信號(hào)尋呼信號(hào).u位置區(qū)是指移動(dòng)臺(tái)可任意移動(dòng)位置區(qū)是指移動(dòng)臺(tái)可任意移動(dòng)不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域.Page 88GSM區(qū)域定義區(qū)域定義- 基站覆蓋區(qū)基站覆蓋區(qū)u由置于同一基站點(diǎn)的一個(gè)或數(shù)個(gè)基站收發(fā)信由置于同一基站點(diǎn)的一個(gè)或數(shù)個(gè)基站收發(fā)信臺(tái)（臺(tái)（BTS）包括的所

57、有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域）包括的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域u它還不是它還不是一個(gè)蜂窩一個(gè)蜂窩.Page 89GSM區(qū)域定義區(qū)域定義- 小區(qū)小區(qū)u采用基站識(shí)別碼或全球小區(qū)識(shí)別進(jìn)行標(biāo)識(shí)采用基站識(shí)別碼或全球小區(qū)識(shí)別進(jìn)行標(biāo)識(shí)的無線的無線覆蓋區(qū)域覆蓋區(qū)域.u小區(qū)小區(qū)CELL是指由一個(gè)基站的一個(gè)扇型天線是指由一個(gè)基站的一個(gè)扇型天線(BTS)覆蓋覆蓋的區(qū)域的區(qū)域.u在基站采用全向天線在基站采用全向天線結(jié)構(gòu)時(shí)，小區(qū)結(jié)構(gòu)時(shí)，小區(qū)即為基即為基站站覆蓋區(qū)域，基覆蓋區(qū)域，基站區(qū)站區(qū)或或CELL.Page 90編號(hào)編號(hào)計(jì)劃計(jì)劃u為了為了確定確定GSM移動(dòng)用戶：移動(dòng)用戶：u永久性編碼：永久性編碼： IMSI MSISDNu臨時(shí)性編碼

58、：臨時(shí)性編碼： LMSI TMSI MSRN HONu 為了識(shí)別為了識(shí)別NSS網(wǎng)絡(luò)組件：網(wǎng)絡(luò)組件： MSC Number VLR Number HLR Numberu 為了識(shí)別位置區(qū)：為了識(shí)別位置區(qū)： LAIu 為了識(shí)別為了識(shí)別BSS網(wǎng)絡(luò)組件：網(wǎng)絡(luò)組件： CGI BSICu 為了識(shí)別移動(dòng)設(shè)備：為了識(shí)別移動(dòng)設(shè)備： IMEIu 為了識(shí)別移動(dòng)用戶的漫游區(qū)：為了識(shí)別移動(dòng)用戶的漫游區(qū)： RSZI在在GSM系統(tǒng)中，出于識(shí)別的目的，定義了如下的一些編號(hào)：系統(tǒng)中，出于識(shí)別的目的，定義了如下的一些編號(hào)：Page 91編號(hào)計(jì)劃編號(hào)計(jì)劃- IMSI(International Mobile Subscriber I

59、dentity)MCC：Mobile Country Code，移動(dòng)國家碼，三個(gè)數(shù)字，如中國為 460.MNC：Mobile Network Code，移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，兩個(gè)數(shù)字，如中國郵電的 MNC為00.MSIN：Mobile Subscriber Identification Number，在某一PLMN內(nèi)MS唯一的 識(shí)別碼.編碼格式為：H1 H2 H3 S XXXXXXNMSI：National Mobile Subscriber Identification，在某一國家內(nèi)MS唯一的 識(shí)別碼. N o t m o re th a n 1 5 d ig its3 d ig its2 d ig i

60、tsIM S IM C CM N CM S INN M S IPage 92編號(hào)計(jì)劃編號(hào)計(jì)劃-IMSI (International Mobile Subscriber Identity)uIMSI是GSM系統(tǒng)分配給移動(dòng)用戶(MS)的唯一的識(shí)別號(hào).u采取E.212編碼方式.u存儲(chǔ)在SIM卡、HLR和VLR中，在無線接口及MAP接口上傳送.u IMSI分配原則：u最多包含15個(gè)數(shù)字(0-9).uMCC在世界范圍內(nèi)統(tǒng)一分配，而NMSI的分配則是各國運(yùn)營者自己的事.u如果在一個(gè)國家有不止一個(gè)GSM PLMN，則每一個(gè)PLMN都要分配唯一的MNC.uIMSI分配時(shí)，要遵循在國外PLMN最多分析MCC+