GSM基本原理与测试
GSM网络测试及数据分析报告
移动通信工程课程设计报告GSM网络测试及数据分析系别：通信工程专业班级：学生姓名：指导教师：提交时间：2013年11月20日GSM是一个开放的标准系统，随着移动通信的普及，GSM系统已经成为最成熟的第二代移动通信系统，全球绝大多数移动运营商都采用了这种系统。
到目前为止，GSM网络已经覆盖近300个国家，有500多家运营商经营GSM网络，总用户数超过12亿。
同时随着GPRS的开通和大力发展，GSM网络已经平划渡到2.5G移动通信系统。
而且有85%的GSM移动通信运营商选择GSM~GPRS~3G 的发展之路。
根据欧洲计划，GSM将进一步过渡到WCDMA，这是目前较成熟，也是今后主流的第三代移动通信系统。
我国从1992年在嘉兴建立和开通第一个G S M演示系统，并于1993年9月正式开放业务以来，取得了惊人的发展，目前我国的GSM用户突破5亿，中国移动通信也成为世界上用户最多、网络规模最大的移动通信运营商。
自投入商用以来，GSM标准得到不断验证，而且稳步发展。
现在的核心问题就是数据通信，包括承载业务和115kbit/s的分组交换数据业务，另外，GSM 将成为最复杂的移动电话系统——覆盖整个地球的卫星系统的基础。
GSM正在不断进入新的应用领域，如开发微蜂窝、微微蜂窝基站，为室内商业环境提供无缝无线接入。
对于GSM通信系统和移动网络，在论文中都将得到详细和完整的介绍。
由此可见，GSM网络正在处于飞速发展阶段。
因此加强网络优化，搞好运行维护是提高移动通信网络质量的关键。
一个完善的网络往往需要经历从最初的网络规划、工程建设投入使用，到网络优化的历程，并形成良性循环。
关键字：GSM网络及移动通信。
第一章设计目的 (1)第一章设计目的 (1)第二章设计要求及设计指标 (2)第三章设计内容 (3)3.1GSM网络分析 (3)3.1.1GSM网络的基本原理 (5)3.1.2GSM网络分析 (5)3.2网络优化的设计方案 (5)第四章本设计及改进方案 (7)第五章总结 (8)第六章参考文献 (9)附录： (I)第一章设计目的随着社会经济得法展，人类交往活动范围的不断扩大，人们迫切需要交往中的各种信息，而移动通信则是达到通信最终目的的有效手段，随着社会科学技术的不断发展，特别是无线电通信技术的发展和成熟，从18世纪末以来，移动通信技术取得了极大的进展。
GSM手机射频测试指导(正式)
GSM手机射频测试指导目录序言 (2)第一章测试条件 (3)1.1 正常测试条件 (3)1.2 极限测试条件 (3)1.3 震动条件 (3)1.4 其它测试条件及规定 (4)1.5 附件要求 (5)第二章发射机指标及其测试 (6)2.1 发射载波峰值功率 (6)2.2 发射载频包络 (11)2.3调制频谱（Spectrum Due to Modulation） (15)2.4开关频谱（Spectrum Due to Switching） (18)2.5频率误差（Frequency Error） (20)2.6相位误差（Phase Error） (22)2.7传导杂散骚扰（Conduct Spurious Emissions） (24)2.8发射峰值电流和平均电流 (27)第三章接收机指标及其测试 (29)3.1接收灵敏度（Rx Sensitivity） (29)3.2接收信号指示电平（RX Level） (33)3.3接收信号指示质量（RX Quality） (35)第四章其余测试补充 (38)4.1 RC滤波电路对PA－RAMP的影响 (38)4.2 PA匹配调整 (42)4.3天线开关指标测试 (42)第五章附录 (44)序言目前国家对手机的质量问题越来越重视，公司对于手机质量的客户满意度和返修率也一致关注。
其中，GSM手机的射频问题仍然是一个影响手机质量、开发进度和生产效率的重要因素。
为了保证产品的品质和性能符合GSM规范和国家标准，需要在手机测试方面建立一套完整、科学的测试体系。
为此我们参照GSM规范欧洲标准、国家邮电部移动通信技术规范、国家信息产业部通信行业标准以及日常积累的测试经验编写了这份射频测试规程。
本规范的目的是针对研发阶段的GSM手机提供一个较全面测试和校准的指标依据，尽量保证研发阶段GSM手机的点测指标满足FTA、CTA与批量生产点测指标要求，使手机的射频问题尽可能在研发阶段暴露出来并在量产前解决，同时为评估手机的RF点测性能、指标余量、一致性、稳定性提供参考依据，另外为不熟悉测试的新员工提供一些指导。
13-GSM基础及测试标准
MS报告测量
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
RSSI（接收强度指示）
RX Level Rx Quality
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
MS测量报告
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
调制频谱和开关频谱
由调制引起的频谱扩散 由脉冲上升和下降引起的频谱扩散
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
频谱测量（ACP）
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
RX-接收机灵敏度测量（误码率）
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
GSM射频测试项目
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
dB & dBm & dBc
dB是一个相对值，它是针对一定参考而言的，它通常用于表示 衰减或增益的量。 对电压比： P V 对功率比：
20 lg
10 lg
Vo
Po
P1 (dBc) = 10 lg P2
dBm是一个绝对功率值，它是一定功率与一毫瓦的相对值。
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
TX-功率测量（Power VS PCL）
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
TX-调制质量测量（相位误差、频率误差）
HK WA CHING ELECTRONIC (GROUP) LIMITED
GSM手机测试参数及测试内容
GSM手机测试参数及测试内容1.通信质量测试：测试手机在不同的网络环境下的语音和数据通信质量。
包括网络覆盖范围、网络信号强度、语音清晰度、数据传输速率等参数的测试。
2.电池寿命测试：测试手机在不同使用场景下的待机和通话时间。
包括在不同网络制式下的电池消耗情况、不同亮度和音量下的电池寿命等。
3.连接性测试：测试手机在不同网络环境下的连接性能，包括信号接收质量、信号丢失情况、漫游性能等。
还包括对无线局域网（Wi-Fi）和蓝牙等无线连接功能的测试。
4.声音测试：测试手机的音频质量，包括通话中的声音清晰度、音频播放质量等。
还包括对扬声器和麦克风等音频输入输出装置的测试。
5.操作系统和用户界面测试：测试手机的操作系统和用户界面的稳定性和易用性。
包括对手机启动速度、界面流畅性、触摸屏精度等的测试。
3.安全性测试：测试手机的安全性能，包括对手机锁屏密码、指纹识别、面容识别等的测试。
还包括对手机操作系统的漏洞和安全防护机制的测试。
4.兼容性测试：测试手机的兼容性，包括对不同品牌和型号的手机之间的互联互通性的测试。
还包括对各种应用程序和软件的兼容性的测试。
5.故障诊断测试：测试手机对各种故障的诊断能力。
包括对硬件故障（如屏幕损坏、电池充电问题）和软件故障（如崩溃、死机）的测试。
6.可靠性和稳定性测试：测试手机的稳定性和可靠性，包括对手机长时间使用和极端环境下的测试。
还包括对手机在各种情况下的应对能力的测试。
总之，GSM手机测试参数和测试内容对于确保手机的质量和性能非常重要。
通过对各项参数和内容的全面测试，可以提供一款性能稳定、功能完备、用户体验良好的GSM手机。
GSM射频测试基础知识
GSM频段选1、62、124三个频道，功率级别选最大LEVEL5；DCS频段选512、 698、885三个频道，功率级别选最大LEVEL0进行测试。GSM和DCS的相位峰值误差均 小于20度，平均误差均小于5度。实际测试中相位峰值误差小于7度时为最好，大于 7度小于10度时为良好，大于10度小于20度时为一般，大于20度时为不合格；相位 平均误差小于2.5度时为最好，大于2.5度小于4度时为良好，大于4度小于5度时为 一般，大于5度时为不合格。
测试原理： 在GSM系统中，话音是经过数字编码和纠错处理的，因此很难通过测量解调以
后的话音信号来准确地评价接收机的性能，一般而言解调以后的数据是无法从手机 外部进行测试的，因为它在芯片的内部，无法去检测它，为使解调以后的比特可以 被测试，GSM规范要求所有的手机都工作在回环模式中，GSM综合测试仪会在其下行 的SACCH信道中发出相应的控制命令来指定手机进入回环模式。一旦解调的数据被 回环，综合测试仪便可计算出比特误码率。即综合测试仪生成一组数据送给手机， 手机重新将这组数据返回给综合测试仪。综合测试仪对收发的数据进行比较后得出 的结果即为误码率。 条件参数
测试目的
用于检查手机的TDMA突发脉冲的上升、下降及平坦部分与模板的吻合程度。 手机发射突发信号的上升与下降部分应在+4dM——-30dB模板范围之内，顶部起 伏部分应在±1dB模板范围之内。若突发信号超出模板范围，将会对临近时隙的 用户产生干扰。
测量方法
对功率/时间关系的测量可以看作两部分。一部分是对上升、下降沿的测量， 对上升、下降沿的要求是为了保证两个相邻突发之间不产生干扰。因为前一个突 发的下降沿和后一个突发的上升沿各有一部分处于一个相同的时段，即前一个突 发最后的8。25比特时间的保护段。另一部分是对突发有用部分的幅度平坦度的 测量，对幅度平坦度的要求是为了保证不出现有用部分的某个或几个比特的码元 功率过大，从而造成对其它比特的干扰
GSM移动通信系统实验原理
GSM移动通信系统实验一、实验目的1、了解GSM接续过程中的信令交互，GSM信道编解码原理，FDD/TDMA 技术在GSM系统中的应用。
2、掌握通话时GSM手机发射信号频谱的测量方法，不同GSM逻辑信道上的信道编解码实验方法，上下行突发脉冲序列的时间偏移测量方法，GSM手机入网、手机主呼和被呼实验方法，GSM手机发信载频包络、手机发信机射频功率控制指标的测试方法。
二、实验内容1、GSM频谱分析实验通过实验箱测量手机发射信号的GMSK频谱，并画出频谱图。
2、GSM信道编解码实验广播控制信道（BCCH）、独立专用控制信道（SDCCH）、慢速随路控制信道（SACCH）、快速随路控制信道（FACCH）的编码和解码。
3、FDD/TDMA原理实验（1）观察移动台入网时，控制信道的上下行常规突发的时间偏移，画出波形图。
（2）观察移动台与实验箱进行通话时，业务信道的上下行常规突发的时间偏移，画出波形图。
4、GSM手机入网、手机主呼和手机被呼语音通话实验5、GSM移动台发信机技术指标及测试实验（1）手机发信载频包络指标的测试。
（2）手机发信机射频功率控制指标的测试。
（3）画出IF_1M和RX_PWR的波形。
三、实验器材1、GSM移动通信实验系统一台2、GSM手机一部3、200MHz双踪示波器一台四、实验原理1，GSM频谱分析实验快速傅立叶变换的基本原理快速傅立叶变换是快速计算DFT的算法的简称。
对一个有限长序列，其傅立叶表示称为离散傅立叶变换（DFT），而一个周期序列的傅立叶表示称为DFS。
对于周期序列的DFT可以从DFS中切出一个周期即是。
一个长度为N 的有限长序列x （n ）（即在0≤n ≤N-1的区间内x （n ）有非零值，其它区域x （n ）为零）的离散傅立叶变换（DFT ）的表示式为：0≤k ≤N-1（5.1-1）其它其中，j NeWπ2-= ，x （n ）为加权值（即每个分量的系数）在一般情况下， X(k)是一个复量，可表示为 )()()(~k jX k X k X I R += 或)()()(~k j e k X k X θ=（5.1-2）式中，X R （k ）为实部，X I （k ）为虚部[]21)()()(22k X k X k X I R += ， )()()(k X k X a r c t g k R I =θ将式(5.1-1)用矩阵表示X ＝Wx （5.1-3）其中，X ＝[X(0), X(1),X(2), ……….X(n-1)]T x ＝[x(0), x(1),x(2), ……….x(n-1)]T⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=------)1)(1(1).1(0).1()1.(11.10.1)1.(01.00.0N N N N N N NN NNNN NN N W W W W W W W W W W由式（5.1-3）可以看出，计算一个X （k ）值需要N 次复乘法和（N-1）次复加法。
GSM数字光纤直放站射频测试简介
F±100kHz (896.9MHz、897.1MHz) F±200kHz(896.8MHz、897.2MHz) F±400kHz(896.6 MHz、897.4 MHz) F±600kHz(897.4 MHz、897.6 MHz) 工作带内： 882.5 MHz-891 MHz； 891 MHz-895.2 MHz； 898.8 MHz-903 MHz； 903 MHz-911.5 MHz；
注：隔离器的作用是保护信号源，避免 DUT 产生自激损坏仪表；衰减器的作 用是保护频谱仪，避免输入频谱的信号功率过大。
2：每载频带外增益
f_offset≤ 指标要求： 400 KHz < 600 KHz：≤50dB
f_offset≤
600 KHz < 1MHz：≤40dB
f_offset≤
1MHz < 5 MHz：≤35dB
1：工作频段 指标要求及标准： 上行： 885～909/1710～1785MHz；下行： 930～954/1805～1880MHz 测试连接图：
测试步骤： 900MHz： 上行：
1、 将仪器和设备按照图进行连接； 2、 在设备上依次设置 885MHz、890 MHz、897MHz、909MHz 信道号； 3、 从信号源上依次加入 885MHz、890 MHz、897MHz、909MHz 信号，观察 频谱仪上是否有信号输出。 下行： 1、 将仪器和设备按照图进行连接； 2、 在设备上依次设置 930MHz、938MHz 、946MHz、954MHz 信道号； 3、 从信号源上依次加入 930MHz、938MHz、946MHz 、954MHz 信号，观察 频谱仪上是否有信号输出。
平 Loutmax； 4、 增益调节范围ΔG=Loutmax-Loutmin（dB）；
GSM基站原理
A nte nna netw ork stage ANc
A n tenna co u p lin g lev el
相对应功能(gōngnéng)的硬件为
C o m b in e r s ta g e (A n y)
C o m b in e r s ta g e (A n y)
AN板〔耦合单元〕 TRE板〔载频单元〕
常见(chánɡ jiàn)AN板类型 ANCG: GSM900---4TRE ANX: GSM900---2TRE ANCD: GSM1800---4TRE AGC9E: GSM900---4TRE AGC18: GSM1800---4TRE
第十八页，共34页。
天线(tiānxiàn)耦合层-ANY
BTS
BTS
(Multidrop)
BTS
BTS
MS
Um
Chain Configuration
BTS
BTS
Abis
BTS BSC
Star Configuration BTS
Abis Abis
BTS Star Configuration
BTS Terminal
Antennas BTS
External alarms I/ O Clock I/ O
BTS
BSC NSS
BTS
BSS
MS SIM ME
GSM网络测试仪器及其测试方法
随着移动通信业的发展，移动网络的日益庞大，网络优化势必成为网络维护工作中的重中之重。
在移动通信系统中，无线接口（Um口）是开放的，并且直接面对用户，它能够实时的体现整个网络的质量。
所以，对无线接口的测试是网络优化中最基本，也是非常重要的测试。
下面本文将就平时使用较多的测试仪器以及测试方法作简要的介绍。
一、 TEMS无线网络测试系统TEMS（TEst Mobile System）是ERICSSON公司生产的用于测试移动网络无线接口各种参数的工具。
TEMS手机既可以作为普通的手机使用，同时还能够将它与基站之间的上、下行链路联系的信息进行解码，通过专用的测试数据线，可以在TEMS软件上显示出来。
利用它不仅可以发现无线链路上存在的问题，并可协助查找一些硬件故障。
在使用TEMS进行测试进，需要准备下列设备：* 安装有TEMS软件的笔记本电脑；* TEMS手机、SIM卡、TEMS手机与笔记本电脑之间联系的数据线，TEMS 手机充电器；* GPS、GPS天线、GPS数据线、五号电池4节；* 笔记本电脑的PCMCIA卡；* 记录用的笔记本和笔。
TEMS的测试方法多种多样，无线网络优化常用以下几种：1、测量小区的覆盖范围在新的基站开通时，为了了解基站的信号覆盖范围，可适用TEMS系统选择该小区BCCH频率，在该小区的周围做动态扫频测试。
在一定的范围内，如果手机能够解出该小区的BSIC码，并且信号场强大于等于-94dBm，则应认为是在该小区的覆盖范围之内；如果信号场强大于等于-94dBm，但是手机不能解出BSIC 码或者解出的BSIC码不是该小区的BSIC码，则应认为该小区存在频率干扰；如果信号场强小于-94dBm，一般认为是弱信号，不能够满足正常的通话。
2、定位同邻频干扰源由于GSM频率资源非常有限，随着GSM网络容量的不断扩大，同频复用的距离越来越近，经常出现同邻频干扰的问题。
当同频干扰存在时，下行的通话质量比较差，甚至让人无法接受，并且极容易掉话。
GSM基本原理
控制信道-CCH
• 广播信道(BCH):仅用于下行链路
– 频率校正信道（FCCH）：用于校正MS频率，使MS 可以定位并解调出同一小区的其它信息
– 同步信道（SCH）：携带TDMA帧号及BSIC – 广播控制信道（BCCH）：MS空闲时需大量的网络
信息，均由BCCH发送。所在这些信息均称为系统 消息，BCCH发送的系统消息有8类
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GSM基本原理概述
1
GSM通信系统概述
2
系统组成
移动台（MS） 无线基站子系统 （BSS） 交换网络子系统 （NSS） 操作维护子系统 （OSS）
3
系统组成原理图
Um接口 BTS
BTS MS
Abis接口
OMC
ISDN
BSC
MSC/VLR
SC HLR/AUC EIR BSS
为避免互相干扰，相邻时隙之间采用保护间隔
35
突发脉冲序列
• 突发脉冲序列指一个时隙上的消息格式，发送的消息不同，格式 就不同，突发脉冲序列也就不同：
– 普通脉冲突发序列 – 频率校正脉冲突发序列 – 同步脉冲突发序列 – 接入脉冲突发序列 – 空闲脉冲突发序列
36
普通脉冲突发序列
尾比特 3bit
44
陆地移动通信环境的特点
• 受各种因素的影响，移动通信的环境是相当恶劣的
– 地形影响，MS处于复杂的地形及人为环境中 – MS的移动性使得MS与BS之间的传播路径不断变化，
且移动方向和速度都会导致电平的变化 – 人为噪声严重：点火噪声、电力线噪声、工业噪声 – 干扰严重：同频干扰、邻频干扰、互调干扰、远近
周期为235ms
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Class Ib(132) Class Ib(132)
Class II(78) Class II(78)
Re-ordering
Class Ia Class Ib CRC Class Ia Class Ib Tail
25
66
3 25
66
4
Class II 78
Half rate convolutional code
4
GSM测量基础
GSM主要测量项目及指标
5
GPRS与EDGE
GSM演进2.5G技术介绍
GSM系统的诞生
GSM数字移动通信系统的出现是移动通信的一次 革命，是为克服第一代模拟通信系统存在的问题 而发展的第二代移动通信。
没有公共接口
频谱利用率低
不保密易盗号 业务种类单一
语音质量和加密 系统接口开放 无线频率大容量 与ISDN兼容性
与移动台进行通信的系统设备，主要 负责无线发送接收和资源管理功能。
MS
移动台 包括手持机、传统的车载台等
终端以及SIM卡，它们通过空中的无线 接口和无线基站子系统通信。
GSM网络结构
NSS-交换网络子系统
EIR
GMSC
TRAU
MSC
PSTN/ISDN
OMC BSC
HLR
VLR AUC
NSS由MSC、HLR、VLR、EIR、TRAU及 AUC、BC、SMSC、VMSC等功能实体构 成
20 ms blocks
Speech Coder
260 Bits
Bits Ordered
260 Bits
50
Very Important Bits Class Ia
132
Important Bits Class Ib
78
Other Bits Class II
信道编码
Class Ia(50) Add CRC Class Ia(50) CRC(3)
系统的开通和商用
• 1991 欧洲开通了第一个 GSM系统，实现了更名 • 1992 大多数欧洲GSM运营者开始商用 • 1993 欧洲第一个DCS1800系统投入运营
第二阶段标准定义
• 1994 GSM 阶段2规范完成 • 1996 制定GSM 阶段2+规范
第三阶段标准终止
GSM的全球标准化
DCS 1800 VS PCS 1900
主要完成交换功能和用户数据与移动性管 理、安全性管理所需的数据库功能
GMSC/MSC-移动交换中心
BSC's MSC
BSC's
MSC
GMSC PSTN
TRAU-码型转换与速率适配器
64kb/s固定电话与13kb/s 的GSM移动台通话时，需要进行语 音速率的适配 TRAU将13kb/s GSM信源转化为64kb/s标准PCM信源 TRAU被设置在MSC中，以致于A接口和Abis接口只需要支持 13 kb/s ，节约了租用的接口传输线路 这种结构被称为远端语音编码
MNC 2bit
MSIN 11bit
移动台 ISDN 号
CC
NDC
SN
3bit
3bit
8bit
IMSI
TMSI
MSISDN
MSRN
Guidelines
1
GSM概述
GSM诞生、发展及主要特点
2
GSM网络架构
GSM网络结构及各部分主要功能
3
GSM空中接口及业务流程
GSM空中接口、关键技术及业务流程
4
GSM测量基础
VLR与用户当前位置相关，只要VLR需要用到其没 有的用户数据，就向HLR查询，反过来HLR需要漫 游地的信息（如漫游号码等），就向VLR查询。
SMSC-短消息服务中心
消息被发送给特定的移动用户 消息通过SMSC被传送 手机非通话状态为SDCCH信道；手机在通话状态为SACCH信道
SME：Short Messaging Entity，短消息实体 SMSC：Short Message Service Center，短消息服务中心 SMC-GMSC：SMS-Gateway MSC，SMS网关
基本原理与测试
Yan Lu Wireless Application Engineer
Agilent Technologies November 9, 2012
Guidelines
1
GSM概述
GSM诞生、发展及主要特点
2
GSM网络架构
GSM网络结构及各部分主要功能
3
GSM空中接口
GSM空中接口、关键技术及业务流程
蜂窝与小区复用
干扰
同道干扰 C/Ic
200kHz邻道干扰 C/Ia1
400kHz邻道干扰 C/Ia2
600kHz邻道干扰 C/Ia3
参考载干 比 9dB
-9dB
-41dB
-49dB
全向天线 4/12频率复用
定向天线 3/9频率复用
BTS-基站收发信机
无线接口设备，完全由BSC控制 主要负责无线传输，完成无线与有线的 转换、无线分集、无线信道加密、跳频 等功能 一个BTS覆盖一个小区，每个小区的容 量依赖于BTS的频道数量 一组BTS由一个BSC控制，BTS机柜最 多可容纳6个载波 BTS通过Abis接口与BSC互连，通过空 中接口与移动台互连
456 Bits from 20ms of speech
57 57 57 57 57 57 57 57
57 57 57 57 57 57 57 57
57
57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57
GSM主要测量项目及指标
5
GPRS与EDGE
GSM演进2.5G技术介绍
GSM空中接口
FDD
频分双工FDD
• 下行链路 : 935 - 960 MHz (E-GSM 925 - 960 MHz) • 上行链路 : 890 - 915 MHz (E-GSM 880 - 915 MHz)
TDMA FDMA
EIR-设备识别寄存器
EIR完成对移动设备的识别、 监视、闭锁等功能，以防非 法移动台的使用 EIR数据库存放三个表格：白 表，灰表，黑表 EIR具有如下的功能：
对IMEI进行管理 对白表，灰表，黑表管理 对PLMN的更新
AUC-鉴权中心
鉴权是验证SIM卡有效性的过程 AUC 用于产生为确定移动用户身份和对呼叫保 密所需鉴权、加密的三参数（随机号码 RAND ，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体 鉴权中心鉴别SIM卡的有效性。每个SIM卡有一 个IMSI号，以及与之关联的密钥 AUC总是与HLR互连，IMSI号和密钥的数据在 HLR可得到
BSS-无线基站子系统
BSS是在一定的无线覆盖区由MSC控 制，与MS进行通信的系统设备 主要负责完成无线发送接收和无线资 源管理等功能 功能实体可分为基站控制器（BSC） 和基站收发信台（BTS） BSS与移动台之间的接口为Um（空 中接口 BSS与MSC之间的接口为A接口
蜂窝与小区复用
什么是蜂窝移动电话? 蜂窝网络结构的好处？ 为什么是六边形的？
IMSI号, 用户密钥 Ki 鉴权加密算法
复位 (RST) 电源 (Vcc) 时钟 (CLK)
位置信息，TMSI, LAI, 位置状态更新等
BCCH信息
I/O数据口 (Data) 接地端 (GND)
个人身份码PIN, 个人身份码解钥码PUK
计费信息，PIN2, PUK2
缩位拨号，存储的手机号，短消息
• 网络间互操作
09
• 移动台与基站间接口协议（空
04
中接口层2路径物理层协议（空中接
05
口层1）
• 设备型号认证规范
11
06 • 语音编码规范
• 操作维护
12
GSM发展现状
GSM移动通信技术演进
Guidelines
1
GSM概述
GSM诞生、发展及主要特点
TDMA和FDMA特性
ARFCN 时隙 物理信道
幅度
12 3 4 5 6
绝对射频信道ARFCN
时间
1 0 7
5 4
3 时隙
2
频率
7 6
语音编码
PSTN:PCM编码-64kb/s 8个信道 共512 kb/s RPE-LTP语音编码器：规则脉 冲激励-长期预测 RPE-LTP 结合了RELP和MPELTP编码方式 20ms语音信息由260比特承载输 出13 kbit/s
基于PSTN网络
GSM系统的主要特点
频带范围890 - 960 MHz 较高的频谱利用率 好的话音质量 用户信息的保密性 支持国际漫游 降低成本，减小费用 最小化与已存网络的变化 与ISDN兼容 支持新的业务
GSM标准的演进
标准和规范的建立
• 1982 欧洲CEPT组建移动特别小组 • 1986 确定永久性核心研究小组 • 1986 确定无线传输技术，完成场测 • 1987 18个运营商签署备忘录MoU • 1989 原形系统被验证，接纳入ETSI组织 • 1990 GSM 阶段I规范完成
基站识别码
NCC 3bit
BCC 3bit
移动台
移动台输出功率等级
1类
20W
2类
8W
3类
5W
4类
2W
5类
0.8W
车载/便携式 车载/便携式
手持式 手持式 手持式
移动台接收灵敏度
-104dBm -104dBm -102dBm
车载便携式 便携式 手持式
SIM-用户识别模块
用户与设备分离（机卡分离）
SIM卡内包含：