GSM基本原理(部分)
GSM无线通信原理.pdf
GSM:Global System for Mobile Communications,全球移动通信系统。
GSM网络由终端、无线接入设备和核心网络等几部分组成。
具体包括交换网络子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）、操作维护子系统（OSS）和移动台（MS）四大部分。
GSM移动通信系统的组成其中BSS部分包括有基站控制器（BSC）、基站收发信台（BTS）和码型转换单元（TC）；NSS 部分包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR）；OSS部分包括有操作与维护中心-无线部分（OMC-R）、操作与维护中心-移动部分（OMC-M）和操作与维护中心-交换部分（OMC-S）；移动台部分（MS），其中包括移动终端（MT）和客户识别卡（SIM）。
无线基站子系统BSS系统是在一定的无线覆盖区中，由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。
它给MS和NSS之间提供了传输通道并管理这个通道。
BSS功能实体可分为BTS、BSC和TC。
BTS：BTS包括收发信机和天线,以及与无线接口有关的信号处理电路等无线接口设备，它完全由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。
BSC：主要负责控制和管理,主要由BTS控制部分、交换部分和公共处理器部分等组成。
具有对一个或多个BTS进行控制和管理的功能，它主要是进行无线信道的分配,释放以及越区信道切换的管理等,起中BSS系统中交换设备的作用。
TC：具有码型转换，速率适配的功能。
交换网络子系统：交换网路子系统（NSS）包括实现GSM的主要交换功能的交换中心以及管理用户数据和移动性的所需的数据库。
NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体间以及NSS与BSS之间通过符合CCITT信令系统No.7协议规范的7号信令网络互相通信。
GSM基本原理(部分)
西北五省AMPS 西北五省AMPS
ETACS
TACS
ETACS
TACS
880
890
905
925
935
950
我国移动通信工作频段
34
工作频段的分配-DCS1800 工作频段的分配
DCS 上行 1710 1785
DCS 下行
1805
1880
DCS-1800工作频段 DCS-1800工作频段
35
频道间隔
移动设备 SIM卡
7
SIM卡 卡
8
SIM卡简介 卡简介
结构： 结构：
– CPU – 程序存储器（ROM） – 工作存储器（RAM） – 数据存储器（EPROM） – 串行通信单元
9
基站子系统（ 基站子系统（BSS） ）
组成：基站控制器 组成：基站控制器BSC、基站收发信 、 台BTS BSC：对一个或多个BTS进行控制， ：对一个或多个 进行控制， 进行控制 负责无线网络资源的管理、 负责无线网络资源的管理、小区配置 数据、功率控制、定位和切换 数据、功率控制、 BTS：收发信台，负责无线传输、无 ：收发信台，负责无线传输、 线分集、 线分集、信道加密及跳频等
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话务量的概念
话务量是电话负荷大小的一种度量， 话务量是电话负荷大小的一种度量，通常是指电话用 户在某段时间内所进行的通话交换量， 户在某段时间内所进行的通话交换量，又称话务负荷 。 可表示为：Y=M·C·T·β 可表示为： 话务量单位为爱尔兰Erlang，简称为Erl ，简称为 话务量单位为爱尔兰 Y为话务量，M为用户数，C·T 为每用户话务量 为话务量， 为用户数 为用户数， 为话务量 C：在某段时间内，每用户占用信道的平均次数 ：在某段时间内，
MTK原理图
手机原理图分析一、手机基本电路框图：二、基带CPU（MT6226）内部框图：1、组成部分：z DSP：主要完成对语音信号的编解码、信道编码、加密、交织处理等；z ARM7：主要是对外部Memory接口、用户接口（LCD、键盘、触摸等）、语音接口、射频接口、电源管理等的命令控制，使各部分协调工作。
2、基带部分语音编码过程（DSP）：GSM标准规定时隙宽为0.577ms，8个时隙为一帧，帧周期为0.577×8＝4.615ms。
因此，用示波器观测GSM移动电话机收发信息，会看到周期为4.615ms、宽0.577ms的突发脉冲。
基带部分电路包括信道编/译码、加密/解密、TDMA帧形成/信道分离及基准时钟电路，它还包括话音/译码、码速适配器等电路。
来自送话器的话音信号经过8kHz抽样及A/D转换，变成13bit均匀量化的104kbit/s数据流，再由话音编码器进行RPE－LTP编码。
编码输入为每20ms一段，经话音编码压缩后变为260bit，其中LPC－LTP为72bit，RPE为188bit。
话音编码后的信号速率为13kbit/s。
同时话音编码器还提供话音活性检测(vAD)功能，即当有话音时，其SP信号为1；当无话音传输时，将SP示为0(即SID帧)。
13kbit/s 话音信号进入信道编码器进行编码。
对于话音信号的每20ms 段，信道编码器首先对话音信号中最重要的Ia 类50bit 进行分组编码(CRC 校验)，产生3bit 校验位，再与132bit 的Ib 类比特组成185bit ，再加上4个尾比特“0”，组合为189bit ，这189bit 再进入1/2速率卷积码编码器，该编码限制长度为5，最后产生出378bit 。
这378bit 再与话音信号中对无线信道最不敏感的II 类78bit 组成最终的456bit 组。
同样，对于信令信号，由控制器产生并送给信道编码器，首先按FIRE(法尔)码进行分组编码(称为块编码)，然后再进入1/2卷积编码，最后形成456bit 组。
1GSM基本原理
频道编号
GSM900系统的频道编号为：
P-GSM900
Fu(n) = 890 + 0.2n MHz
Fd(n) = Fu(n) + 45 MHz
(u:uplink d:downlink)
1 n 124
n值称为绝对射频频道号（ARFCN），通常第1和第124频道作为系统保护频
道不予使用。
DCS1800系统的频道编号为： Fu(n) = 1710.2 + 0.2(n-512) MHz
课程内容
移动 通信发展史 GSM通信系统组成 GSM通信系统关键技术 呼叫流程 移动通信组网方式
GSM系统框图
MS:移动台 BTS：基站收发信机 BSC：基站控制器 SC：短消息中心
OMC：操作维护中心
MSC：移动业务交换中心 HLR：归属位置寄存器
AUC：鉴权中心 VLR：拜访位置寄存器 EIR：设备识别寄存器
GSM系统构成
* * 操作维护子系统(OSS) 网络子系统(NSS) MSC VLR HLR AUC EIR 基站子系统(BSS) 外部 BSC 网络 BTS 移动台系统(MS) SIM卡 裸机
运营者 OSS GSM
*
NSS
用户
*
交换网络子系统（NSS）
NSS主要完成交换功能和客户数据与移动性管理办法,安全性管理所 须数据库功能
各系统间没有公共接口。 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展。 频率利用率低，无法适应大容量的要求。 安全性差，易于被窃听，易做"假机"。
移动通信发展史
第二代――数字移动通信系统
由于TACS等模拟制式存在的各种缺点，90年代开发出 了以数字传输、时分多址和窄带码分多址为主体的移动电 话系统，称之为第二代移动电话系统。
GSM基本原理
第一章蜂窝通信原理在MSC，BSS和MS组成的蜂窝系统中，移动用户可以发起呼叫，接收呼叫，系统还会相应的计费，就如同一般的PSTN网络能完成的功能一样。
唯一存在的问题是，MS发起或接收呼叫都只能同其它的MS进行的，所以有必要把GSM网络连到PSTN。
蜂窝网络中的移动台处在“小区”中，这些小区由BSS提供，每个BSS能提供一个或多个小区，这取决于厂商的设备。
小区一般被画作六边形，但实际上小区是不规则形状，这主要是受周围地形干扰的影响或是取决于网络规划者的设计。
一个绝对无线频率信道编号ARFCN（Absolute Radio Frequency Number）或RF载频实际是指一对频率，一个用于发射，一个用于接收，这样可以双向的传送信息。
发射、接收频率之间的频率间隔称为双工间隔，GSM900和EGSM900的双工间隔是45MHz，DCS1800的双工间隔是95MHz，PCS1900的双工间隔是80MHz，GSM网络中每个小区至少要分配一个ARFCN，当然也可以分配多个ARFCN用来提供更大的容量。
每个GSM RF载频支持8个TDMA（Time Division Multiple Access）时隙，所以理论上说每个RF载频可以同时支持8个电话呼叫，尽管这种理论上的情况是可能实现的，但实际上系统还需要传信令，所以一个RF载频可能同时只能支持六个到七个电话呼叫，减少了能支持的移动台数。
GSM网络不同于PSTN网络，在PSTN网络中，每部电话都是通过一对固定的电话线连到陆地网络，但在GSM网络中，MS通过无线接口连接到网络，所以容易理解：一个RF载频可以支持远多于8个移动用户。
经过统计，一个RF载频可以支持15，20基至25个移动用户。
显然这些移动用户不能同时发起呼叫，而且一般也不会同时发起呼叫，这些移动用户可在不同的时间使用相同的物理资源。
小区的大小GSM最大的小区直径达80km，但这和小区覆盖区域的地形及MS 的功率级有关。
GSM系统组成及功能
简述GSM系统结构即各部分组成的功能GSM系统由三个分系统组成，即移动台、基站子系统（BSS）、网络子系统（NSS）。
1．移动台移动台是GSM系统中的用户设备，可以车载型、便携型和手持型。
移动台并非固定于一个用户，在系统中的任何一个移动台都可以利用用户识别卡（SIM 卡）来识别移动用户，保证合法用户使用移动网。
移动台也有自己的识别码，称为国际移动设备识别号（IMEI）。
网络可以对IMEI进行检查，比如关断有故障的移动台或被盗的移动台，检查移动台的型号许可代码等。
GSM移动台不仅能完成传统的电话业务、数字业务，如传输文字、图像、传真等，还能完成短消息业务等非传统的业务。
2．基站子系统（BSS）基站子系统包含了GSM数字移动通信系统的无线通信部分，它一方面通过无线接口直接与移动台连接，完成无线信道的发送、和管理，另一方面连接到网络子系统的交换机。
基站子系统可以分为两部分：一是基站收、发台（BTS），一是基站控制器（BSC）。
BTS 负责无线传输，BSC负责控制和管理。
3．网络子系统（NSS）网络子系统分为六个功能单元，即移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）、设备识别寄存器（EIR）、操作与维护中心（OMC），现分别介绍：（1）移动交换中心（MSC）MSC是网络核心，它具有交换功能，能使移动用户之间，移动用户与固定用户之间互相连接。
它提供了与其它的MSC互连接口，和与固定网（如PSTN，ISDN等）的接口。
MSC从三种数据库――归属位置寄存器（HLR），拜访位置寄存器（VLR），鉴权中心（AUC）――取得处理用户呼叫请求所需的全部数据，MSC也跟据最新数据更新数据库。
（2）归属位置寄存器（HLR）归属位置寄存器是系统的中央数据库，它存储着归属用户的所有数据，包括用户的接入验证、漫游能力、补充业务等。
另外，HLR还为MSC提供关于移动台实际漫游所在的MSC区域的信息（动态数据），这样使任何入局呼叫立即按选择的路径送到被呼用户。
PsscscGSM手机工作原理
|||生活|一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间，你会发现，原本费尽心机想要忘记的事情真的就这么忘记了..|-----郭敬明一些厂家专门提供的夹具来进行折装。
从射频与逻辑电路角度看，GSM手机其实是一个相当复杂的系统，下面我们就按射频与逻辑两部分来介绍GSM手机的原理。
GSM手机主要组成如下图：早期GSM手机大都由二块电路板组成，一块负责射频信号的处理--射频板，另一块负责音频信号和逻辑控制信号的处理--音频逻辑板（有时也称为数字板），这二块板之间一般用插座相连（有时也会看到用排线相连的手机）。
随着技术的发展，现在的手机射频板和音频板已合二为一，这样集成度更高，体积也更小，但维修难度也将显著增大。
从射频原理图上可以看到，从天线进来的信号首先进入双工器DUP，然后进入一个低噪声放大器LNA，从GSM手机的原理上看双工器并不是必要的，因为手机的信号接收与发射之间并不是同时进行的，而是相差三个时隙，这一点与模拟TACS手机是有很大不同的，但为了进一步增大收发信号之间的隔离度和消除外界干扰信号，在很多型号的手机中还是在天线前端设置了双工器。
低噪声放大器LNA通常其增益在10~20dB范围，其噪声系数不大于3dB，经过LNA放大的信号将与接收本振混频下变频到中频IF信号，有的型号手机可能只有一级变频电路和一级IF信号，有的手机的接由信号可能会经过二级变频，有二级IF信号，但结构是一样的。
混频后的信号滤波后进入具有自动增益控制的中频放大器AGCIF放大器中放大，尔后滤波后的IF信号送到0.3GMSK调制解调器芯片中解调出I和Q二路信号,I,Q信号可进一步送到DSP芯片中进行自适应均衡等处理,以消除传送过程中的各种衰落与干扰。
有的手机把信道检验，纠错解码等功能也放到DSP芯片中。
当手机开机登录时，它将与当前小区发出的BCH广播控制信道中的同步信号SCH，FCH锁相，以使手机的基础本振锁定在基站的频率基准上。
(信息与通信)GSM基本原理培训
时分将整个 通信时间划分为多个小的时隙，每个 时隙用于一个独立的通信信道。
详细描述
在时分多址中，每个信道分配一个特 定的时隙，通过时间选择性地传输信 号，实现多路复用。这种技术可以同 时处理多个用户请求，提高了通信系 统的容量和效率。
码分多址（CDMA）
语音识别
通过计算机技术识别和理 解人类语音，实现人机交 互。
信道编码技术
信道编码
对传输的数据进行加扰和 加密，以提高数据传输的 可靠性和安全性。
信道解码
接收端对接收到的数据进 行解码和去扰处理，恢复 原始数据。
交织技术
通过将数据分散到不同的 时隙或频段，降低数据传 输过程中的误码率。
加密与解密技术
数据传
短信
通过GSM网络，用户可以发送和接 收短信，实现文字信息的传递。
数据业务
利用GPRS等技术，用户可以在手机上 浏览网页、下载数据、使用各种应用 程序等。
短消息服务（SMS）
要点一
短消息
GSM网络支持发送和接收短消息，提供了一种便捷的信息 传递方式。
要点二
群发短信
用户可以将短消息同时发送给多个接收者，实现信息的快 速传播。
GSM发展历程
总结词
技术演进与标准化
详细描述
GSM起源于欧洲，经过多年的技术演进和标准化过程，逐渐成为全球范围内广泛 应用的移动通信技术标准。它经历了多个阶段的发展，包括模拟信号时代和数字 信号时代。
GSM网络结构
总结词
网络组成与功能
详细描述
GSM网络由多个组件组成，包括移动台、基站、基站控制器、移动交换中心等。这些组件协同工作，提供移动通 信服务。移动台是用户持有的终端设备，基站负责无线信号的收发和转换，基站控制器管理基站的操作，移动交 换中心则负责整个网络的呼叫控制和交换功能。