gsm移动通信系统原理培训讲义

1、1,上海徳立天通信技术有限公司 2002.1,GSM 移 动 通 信 系 统 原 理 培 训 讲 义,2,GSM 规 范,1982年欧洲电信标准化委员会（ETSI）开始研究GSM规范 1990年ETSI推出GSM规范Phase I 1991年ETSI制定DCS1800技术规范 1994年ETSI推出GSM规范Phase II，将DCS1800归并 1996年ETSI推出GSM规范Phase II+,3,GSM规范的版本编号方式：V x.y.z V：表示版本（Version） x： 0：标准的设想 1：标准的原始草案 2：标准的最终草案 3：GSM specification phase 1 4：GSM specification phase 2 5：GSM specification phase 2+ 6：Phase 2+ Release 1997,GSM规范版本号（一）,4,GSM规范版本号（二）,y：从0开始编号，每次增加表示文本中有技术性的修改、完善或更正等 z：从0开始编号，每次增加表示文本中有文字或表达方式的修改,5,GSM 规范系列（一）,0112（除10以外）共11个系列

2、 01: 01.02 : General description of GSM system 01.04 : abbreviation 01.48 : Interworking between DECT and GSM 01.61 : GPRS加密算法的要求 02 : GSM service 03 : GSM network function & architecture 04 : Um interface (L2 & L3) 05 : radio charateristics,6,GSM 规范系列（二）,06 : transcoder and rate adapter 07 : Mobile station 08 : A & Abis interface 09 : Interworking 11 : test specification 12 : Telecommunication Network Management,7,GSM业务（一）,Telecommunication Service : 电信业务 Bearer service : 承载业务 Teleservice : 用户终

3、端业务 Basic Service : 基本业务 Supplementary service : 补充业务,8,GSM业务（二）,9,承载业务,承载业务：它在某个接入点上提供用户所需的传送相应信号的能力。,双向异步数据电路（3009600bps） 双向同步数据电路（12009600bps） 异步分组数据接入电路（3009600bps） 双向同步分组数据（24009600bps） 交替语音和数据 数据后接语音业务 GPRS业务,10,用户终端业务：是一种电信业务，它提供给用户包括终端设备功能在内的各种必须功能，使之能与其他用户通信。,用户终端业务（一）,11,电话业务 紧急呼叫业务 数据通信 短消息业务 移动被叫点对点短消息业务 移动主叫点对点短消息业务 广播型短消息业务 语音和三类传真交替业务 自动三类传真业务,用户终端业务（二）,12,用于补充或修改基本业务，以提供用户完整的业务补充业务不能独立存在,补充业务（一）,13,呼叫偏转（有被叫，实时前转） 呼叫前转（无条件、遇忙、无应答、不可及） 主叫号码识别 呼叫等待（被叫忙时，接收新业务） 呼叫保持（保持当前呼叫，发起新呼叫） 呼入呼

4、出限制 其它,补充业务（二）,14,语音群呼叫（VGCS） 话音广播业务（VBS） 多用户特征（MSP） 移动定位业务,增强型补充业务,15,GSM系统结构（一）,PSTN,OMS,SIM,ME,MS,BTS,BTS,BSC,A,Um,MSC,MSC,VLR,VLR,HLR,AUC,EIR,B,C,E,F,G,H,D,NSS,BSS,NSS,16,GSM系统结构（二）,17,系统接口,A接口：MSC与BSC间的接口 Abis接口：BSC与BTS间的接口 Um接口：BTS与MS间的接口 C接口：MSC与HLR间的接口 D接口：HLR与VLR间的接口 E接口：MSC与MSC间的接口 G接口：VLR与VLR间的接口,18,各模块功能（一）,MS (Mobile Station)：移动台，实现移动终端功能 BTS (Base Transceiver Station)：基站收发信台，实现移动通信系统与MS之间的无线通信 BSC (Base Station Controller)：基站控制器，实现无线系统到交换系统的集线功能、无线资源管理功能以及其它与无线相关的控制功能 MSC (Mobile s

5、ervice Switching center)：移动业务交换中心，实现移动业务交换功能 OMC (Operation and Maintenance Center)：操作维护中心，提供人机界面实现对系统设备的监测和控制功能,19,各模块功能（二）,HLR (Home Location Register)：归属位置登记处。实际上是一个数据库，主要储存二类数据： 用户数据，主要包括： 用户的身份IMSI (International Mobile Subscriber Identification) 用户ISDN号码 VLR地址 用户的位置信息 VLR (Visitor Location Register)：拜访位置登记处。实际上是一个数据库，储存用户信息，主要包括： MSRN (Mobile Station Roaming Number) : 移动台漫游号码 TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identification) : 临时移动用户身份 移动台登记的位置区（LAC） 与补充业务有关的数据,有关用户数据在GSM03.08中描述,20,各模块功能（

6、三）,AUC (Authenticate Center) : 鉴权中心，用于对用户身份的鉴别 EIR (mobile station Equipment Identity Register) : 移动台设备身份登记处，用于储存及鉴别移动台的设备身份。,21,GSM900频谱分配,45MHz 双工间隔,基站 发射频率,基站 接收频率,2MHz保护频带,960,905,890,880,872,950,935,925,917,915,GSM,TACS/GSM,EGSM,ETACS,22,DCS1800频谱分配,23,GSM系统频段,GSM900主频段（P-GSM） 上行：890MHz-915MHz（移动台发，基站收） 下行：935MHz-960MHz（基站发，移动台收） GSM扩展频段（E-GSM） 上行：880MHz-890MHz（移动台发，基站收） 下行：925MHz-935MHz（基站发，移动台收） DCS1800频段 上行：1710MHz-1785MHz（移动台发，基站收） 下行：1805MHz-1880MHz（基站发，移动台收）,24,GSM绝对频道号ARFCN,GSM900主频段

7、（P-GSM） 上行：Fl=890 + 0.2 N（MHz） （1N 124） 下行：Fu=Fl + 45（MHz） GSM扩展频段（E-GSM） 上行： Fl=890 + 0.2 （N-1024）（MHz） 下行： Fu=Fl + 45（MHz） （975N 1023） DCS1800频段 上行： Fl=1710.2 + 0.2 （N-512）（MHz） 下行： Fu=Fl + 95（MHz） （512N 885）,25,无线逻辑信道（一）,Um接口上的信息由各种无线逻辑信道承载,基站,Um接口,无线逻辑信道类型：,控制信道,业务信道,上行方向：移动台到基站方向,下行方向：基站到移动台方向,26,无线逻辑信道（二）,控制信道,广播控制信道(BCCH),公共控制信道(CCCH),专用控制信道(DCCH),频率校正信道(FCCH),同步信道(SCH),广播信道(BCH),随机接入信道(RACH),准许接入信道(AGCH),寻呼信道(PCH),独立专用控制信道(SDCCH),快速随路控制信道(FACCH),慢速随路控制信道(SACCH),业务信道(TCH),小区广播信道(CBCH),27,

8、无线逻辑信道（三）,频率校正信道（FCCH，下行信道，广播方式，每小区一个）,为了保证移动台和基站能够正确的接收对方的信息，必须保证移动台和基站的频率一致，即移动台的接收频率与基站的发射频率一致，移动台的发射频率和基站的接收频率一致。在GSM系统中，由于一个基站要同时和若干移动台进行通信，因此采用主从同步方式，以基站的频率为基准，基站在频率校正信道上发送频率信息，移动台根据该信息调整自己的频率，保持自己的频率与基站同步。,28,无线逻辑信道（四）,同步信道（SCH，下行信道，广播方式，每小区一个）,由于Um接口采用TDMA方式，为了保证移动台和基站能够正确的接收对方的信息，必须保证移动台和基站的时间基准一致。基站在同步信道上发送定时信息，移动台根据该信息调整自己的时间基准，保持自己的时间基准与基站同步。,刚才最后一响，是北京时间一点整。,基站的时间基准,移动台A的时间基准,移动台B的时间基准,实际发送的是缩减帧号（RFN） 和基站识别号（BSIC）,29,无线逻辑信道（五）,广播信道（BCCH，下行信道，广播方式）,通过在广播信道上广播系统消息1-4，将必要的网络参数通知移动台。,随机

9、接入信道（RACH，上行信道，多点对点方式）,该信道又称争抢信道。移动台首先通过该信道申请接入网络。由于同时可能有多个移动台会通过该信道申请接入网络，因此可能会发生碰撞。在该信道传递的信息有以下三个： 1. 接入原因（主叫、被叫、位置更新等） 2. 随机参考值 3. 发送该消息的时刻（隐含）,30,无线逻辑信道（六）,准许接入信道（AGCH，下行信道，点对多点方式）,网络通过该信道对移动台在RACH上提出的接入申请进行初步确认，若为正确认，则分配一个（独立专用控制）信道给移动台，以便进行进一步确认。在该信道传递的信息有以下两个： 1. 接入申请中的接入原因、随机参考值和该消息发送的时刻 2. 对独立专用控制信道的描述（该信道所在绝对载频号、时隙号、子信道号等）,31,无线逻辑信道（七）,寻呼信道（PCH，下行信道，点对多点方式）,该信道用于网络发送寻呼消息，以通知被叫移动台启动寻呼流程。在该信道传递的信息有以下三个： 1. 被寻呼的移动台身份识别号 2. 寻呼模式 3. 寻呼流程需要何种信道,32,无线逻辑信道（八）,独立专用控制信道（SDCCH，双向信道，点对点方式）,该信道主要用于在网络和移动台间传送用于呼叫接续所需要的信令。,快速随路控制信道（FACCH，双向信道，点对点方式）,该信道主要用于在通话过程中在网络和移动台间传送信令。该信道实际上是临时借用TCH信道。,33,无线逻辑信道（九）,慢速随路控制信道（SACCH，双向信道，点对点方式）,该信道主要用于传送一些辅助信息。该信道始终与SDCCH或TCH伴随在一起。 对于下行信道而言，主要传送： 功率控制命令 时间调整命令 必要的网络参数（通过系统消息如系统消息5和6，由于移动台在非空闲模式下无法接收系统消息，为使移动台及时了解网络参数的改变）。 对于上行信道而言，主要传送 测量报告（用于提供功率控制和切换所必须的信息） 实际使用的发射功率、 实际使用的时间调整量,34,无线逻辑信道（十）,业务信道（TCH，双向信道，点对点方式）,

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