GSM移动通信系统原理培训讲义(1).ppt

上海徳立天通信技术有限公司2002.1GSM GSM 移移 动动 通通 信信 系系 统统 原原 理理培培 训训 讲讲 义义1GSM 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 I1991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+2GSM规范的版本编号方式：V x.y.zV：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 14：GSM specification phase 25：GSM specification phase 2+6：Phase 2+Release 1997GSM规范版本号（一）3GSM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4GSM 规范系列（一）0112（除10以外）共11个系列01:01.02:General description of GSM system01.04:abbreviation01.48:Interworking between DECT and GSM01.61:GPRS加密算法的要求02:GSM service03:GSM network function&architecture04:Um interface(L2&L3)05:radio charateristics5GSM 规范系列（二）06:transcoder and rate adapter 07:Mobile station08:A&Abis interface09:Interworking11:test specification12:Telecommunication Network Management6GSM业务（一）Telecommunication Service:电信业务Bearer service:承载业务Teleservice:用户终端业务Basic Service:基本业务Supplementary service:补充业务7GSM业务（二）8承载业务承载业务：它在某个接入点上提供用户所需的承载业务：它在某个接入点上提供用户所需的传送相应信号的能力。

传送相应信号的能力双向异步数据电路（双向异步数据电路（3003009600bps9600bps）双向同步数据电路（双向同步数据电路（120012009600bps9600bps）异步分组数据接入电路（异步分组数据接入电路（3003009600bps9600bps）双向同步分组数据（双向同步分组数据（240024009600bps9600bps）交替语音和数据交替语音和数据数据后接语音业务数据后接语音业务GPRSGPRS业务业务9用户终端业务：用户终端业务：是一种电信业务，它提供给用户包是一种电信业务，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能，使之能与其他用户通信用户终端业务（一）10业务业务紧急呼叫业务紧急呼叫业务数据通信数据通信短消息业务短消息业务移动被叫点对点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移动主叫点对点短消息业务广播型短消息业务广播型短消息业务语音和三类交替业务语音和三类交替业务自动三类业务自动三类业务用户终端业务（二）11用于补充或修改基本业务，以提供用户用于补充或修改基本业务，以提供用户完整的业务完整的业务补充业务不能独立存在补充业务不能独立存在补充业务（一）12呼叫偏转（有被叫，实时前转）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）呼叫前转（无条件、遇忙、无应答、不可及）主叫号码识别主叫号码识别呼叫等待（被叫忙时，接收新业务）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）呼叫保持（保持当前呼叫，发起新呼叫）呼入呼出限制呼入呼出限制其它其它补充业务（二）13语音群呼叫（语音群呼叫（VGCSVGCS）话音广播业务（话音广播业务（VBSVBS）多用户特征（多用户特征（MSPMSP）移动定位业务移动定位业务 增强型补充业务14GSM系统结构（一）PSTNOMCOMCNMCOMSSIMMEMSBTSBTSBTSBTSBSCBSCAUmMSCMSCMSCMSCVLRVLRVLRVLRHLRHLRAUCAUCEIREIRBCEFGHDNSSNSSBSSBSSNSS15GSM系统结构（二）16系统接口A A接口：接口：MSCMSC与与BSCBSC间的接口间的接口AbisAbis接口：接口：BSCBSC与与BTSBTS间的接口间的接口UmUm接口：接口：BTSBTS与与MSMS间的接口间的接口C C接口：接口：MSCMSC与与HLRHLR间的接口间的接口D D接口：接口：HLRHLR与与VLRVLR间的接口间的接口E E接口：接口：MSCMSC与与MSCMSC间的接口间的接口G G接口：接口：VLRVLR与与VLRVLR间的接口间的接口17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 service 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18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19各模块功能（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20GSM900频谱分配频谱分配45MHz双工间隔基站发射频率基站接收频率2MHz保护频带960905890880872950935925917 915GSMTACS/GSMEGSMETACS21DCS1800DCS1800频谱分配频谱分配基站发射频率基站接收频率2MHz保护频带18801805178590MHz双工间隔1710DCS180022GSMGSM系统频段系统频段GSM900主频段（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（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频段频段上行：1710MHz-1785MHz（移动台发，基站收）下行：1805MHz-1880MHz（基站发，移动台收）23GSMGSM绝对频道号绝对频道号ARFCNARFCNGSM900主频段（主频段（P-GSM）上行：Fl=890+0.2 N（MHz）（1N 124）下行：Fu=Fl+45（MHz）GSM扩展频段（扩展频段（E-GSM）上行：Fl=890+0.2 （N-1024）（MHz）下行：Fu=Fl+45（MHz）（975N 1023）DCS1800频段频段上行：Fl=1710.2+0.2 （N-512）（MHz）下行：Fu=Fl+95（MHz）（512N 885）24无线逻辑信道（一）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MSMS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25无线逻辑信道（二）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)26无线逻辑信道（三）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27无线逻辑信道（四）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）28无线逻辑信道（五）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）29无线逻辑信道（六）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）30无线逻辑信道（七）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31无线逻辑信道（八）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。