(1)GSM基础知识
GSM理论基础知识1
GSM系统编号计划
网络色码（NCC）
GSM规范及业务功能
GSM规范版本号
GSM规范的版本编号方式：V x.y.z
V：表示版本（Version） x：
Hale Waihona Puke 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规范及业务功能
增强型补充业务
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
GSM系统结构及各模块的功能 提供人机界面实
现对系统设备的 监测和控制功能
NMC OMS
实现无线系统到交换 Um 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 BTS 制功能
GSM规范及业务功能
GSM业务（一）
TELECOMMUNICATION SERVICES BEARER SERVICE Basic Bearer Service Basic Bearer service + supplementary services TELESERVICE Basic Teleservice Basic Teleservice + supplementary service
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
GSM（1）
无线电发送和接收（Radio transmission and reception）(GSM 05.05 version 8.2.0 Release 1999)一、GSM系统的工作频段和频道划分1.1 工作频段各GSM系统的工作频段（Operating Frequency Bands）如表1.1-1所示。
一个GSM系统可以占用该表中的一个完整频段或只占用它的一个子频段，也可以是一个能够支持该表中双频段或多频段组合移动终端的网络。
表1.1-1 各GSM系统的工作频段1.2 频道划分载波频率间隔（Carrier frequency spacing）为200 kHz。
载波频率由绝对射频频道号（Absolute radio frequency channel number）指定。
如果令Fl（n）表示低端（上行链路）频段中载波ARFCN n 的频率值，Fu（n）表示高端（下行链路）频段中载波ARFCN n 的频率值，则GSM系统各频段的载波频率的划分和编号如表1.2-1所示，该表规定了各频段载波频率值与ARFCN的关系。
二、MS和BS的发射机输出功率发射机输出功率一般是指在发射机设备的天线连接头测量的输出功率电平。
对于只有整装天线（integral antenna）的设备，应假定是一个具有0 dBi增益的参考天线（reference antenna）。
当采用高斯滤波最小移频键控（GMSK）调制方式时，输出功率是对突发脉冲（burst）有用部分的平均功率的量度。
当采用8相移频键控（8-PSK）调制方式时，输出功率是对等效于随机数据（random data）的突发脉冲（burst）有用部分的长时间平均功率的足够的准确的量度。
峰值保持功率（peak hold power）是对在足够长的时间（即如果保持时间更长功率电平不会再有明显增加）接收到的最大功率的量度。
2.1移动台发射机输出功率各种功率类别（Power Classes）MS的标称最大输出功率（Nominal Maximum Output Power）和最低标称输出功率（lowest nominal output power）应分别按照表2.1-1至2.1-2的规定。
1、GSM概述
1、 MSC:一个MSC控制多个基站控制器，它的功能为： 交换。包括呼叫的建立、路由选择、呼叫监视、呼叫 释放。 计费。CDR 位置更新、鉴权、加密、补充业务、切换 与VLR、HLR、GMSC、DT（GIWU）、SMS-GMSC、 SMS-IWMSC、SGSN（GS）通信。 2、HLR和VLR：HLR 和 VLR是与呼叫建立密切相关的两 和 ： 个数据库。 HLR是管理部门用于管理移动用户呼叫资料的数据库。当 一个人购买电信网的移动台时，他将被登记在该网络的HLR 中，HLR与各营业点的终端相连。它储存两类数据： 一是用户的参数，包括:MSISDN、IMSI 、用户类别、Ki， 补充业务及用户的三参数组等参数。 二是用户的位置信息，该MS 目前处于哪个MSC/VLR中，即 MSC/VLR 地址。
一个位置区又划分为若干个小区。每个小区具有专用 的识别码（CGI），它表示网络中一个基本的无线覆盖 区域。利用基站识别码（BSIC），移动台本身能区分使用 同样载频的各个小区。 注意：ERCSSON划分LA几乎与MSC服务区一样大， LA大，寻呼效率低：LA 小，要频繁地做位置更新， 网络信令流量加大，手机电池也不耐用。建议在信令 不超载的情况下，尽可能划大位置区。BSC不存在 服务区的概念。
四、MS MS=SIM+ME。 SIM中存有 固定信息（用户的签约信息，A3、A8） 临时信息（LAI） 没有SIM卡，MS不能接入GSM网络，但是当用于紧急业务时 除外。 ME是用户设备（即话机，也可以使用另一个话机），这样为 防失窃，系统配置了EIR，。 用户权与用户设备是分开的，用户设备只是一台有权收发信机 用户可以买卡租机，这也是一种新的业务
GMSC
AUC VLR MSC
HLR
EIR OMC 基站系统 基站系统信息传输 基站系统呼叫 连接和信息传输、交换系统（SS） 交换系统（ ） SS 是整个移动网的控制中心，与公网中的电话交换设备 功能类似，具有话务控制、号码分析、计费、呼叫统计等功 能 ，另外它还具有实现数据业务的功能。 交换系统包括下列功能单元： 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） 设备识别寄存器（EIR） 短信息服务中心（SC） 操作维护中心（OMC） GSM 协调工作单元（GIWU)
GSM数字移动通信系统介绍(1)
网络交换子系统
MSC：作为交换设备，具有完成呼叫接续与控制的功能；作 为移动交换中心，具有无线资源管理和移动特性管理等功 能。
GMSC：信关MSC，提供所有入网呼叫的查询和转接能力。 HLR：用于移动用户管理的数据库。包含的用户信息分为两
类：一类是有关用户参数的信息，另一类是有关用户当前 位置的信息。
（1447-1501）
下行 810-826
（1429-1453）
TDMA
日本
二、 GSM系统主要性能简介
1、发射频率：上行890-915MHz 下行935-960MHz
2、多址方式：TDMA 3、双工方式：FDD 4、双工间隔：45MHz 5、载波频道间隔：200KHz，共124载频。
6、语音编码：规则脉冲激励长期预测编码 （RPE-LPC），语音编码速率13kbps。
移动通信迅速发展的原因(续)
•技术发展 --微电子技术长足发展，如DSP、VLSI、天线技术 --形成移动通信新体制，蜂窝网。 --微处理技术及计算机技术 •政府调节 --颁布有利于移动通信发展的政策 --分配或拍卖频段
移动通信系统的演进
1G
2G
2G+
3G
AMPS GSM900 GSM
WCDMA
•基站系统包含两类逻辑信道： 业务信道：全速率信道和半速率信道 控制信道：广播信道、公共控制信道、
专用控制信道
基站子系统的功能
无线信道管理 *信道配置管理 * 独立专用控制信道和业务信道管理 *广播控制信道和公共控制信道管理 *随机接入 *信道编码解码 *定时超前 *无线资源指示 *寻呼 *越区切换
一、移动通信的发展与现状
第一阶段：从上世纪20年代至40年代早期，短波无线通信。 第二阶段：从40年代中期至60年代初期，移动无线通信开 始问世。 第三阶段：从60年代中期至70年代中期，大区制移动电话。 第四阶段：从70年代中期至80年代中期，是移动通信蓬勃 发展时期。1978年底，美国贝尔实验室研制成功先进的移动 电话系统（AMPS），建成了蜂窝状移动通信网。 第五阶段：从80年代中期开始，欧洲推出GSM体系，美国 和日本也制定了各自的数字移动通信体制。
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网络的网元结构及功能
GSM网络得网元结构及功能2、1 GSM移动通信系统得组成GSM移动通信系统主要就是由交换子系统(NSS)、无线基站子系统(BSS)与移动台(MS)三大部分组成,如图1所示。
其中NSS与BSS之间得接口为“A”接口,BSS与MS之间得接口为“Um”接口。
图1 蜂窝移动通信系统得组成由于GSM规范就是由北欧一些运营商与设备商推出得规范,运营商当然更希望最少得投资,用最好得设备来建最优良得通信网,因此GSM规范对系统得各个接口都有明确得规定。
也就就是说,各接口都就是开放式接口。
GSM系统框图如图2,A接口往右就是NSS系统,它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)与移动设备识别寄存器(EIR),A接口往左Um接口就是BSS系统,它包括有基站控制器(BSC)与基站收发信台(BTS)。
Um接口往左就是移动台部分(MS),其中包括移动终端(MS)与客户识别卡(SIM)。
图2 GSM系统框图在GSM网上还配有短信息业务中心,即可开放点对点得短信息业务,类似数字寻呼业务,实现全国联网,又可开放广播式公共信息业务。
另外配有语音信箱,可开放语音留言业务,当移动被叫客户暂不能接通时,可接到语音信箱留言,提高网络接通率,给运营部门增加收入。
(1):交换子系统交换子系统(NSS)主要完成交换功能与客户数据与移动性管理、安全性管理所需得数据库功能。
NSS 由一系列功能实体所构成,各功能实体介绍如下:MSC:就是GSM系统得核心,就是对位于它所覆盖区域中得移动台进行控制与完成话路交换得功能实体,也就是移动通信系统与其它公用通信网之间得接口。
它可完成网络接口、公共信道信令系统与计费等功能,还可完成BSS、MSC之间得切换与辅助性得无线资源管理、移动性管理等。
另外,为了建立至移动台得呼叫路由,还应能完成入口MSC(GMSC)得功能,即查询位置信息得功能。
(MSC功能:话路交换,呼叫路由,计费,公共信令系统,网络接口)VLR:就是一个数据库,就是存储MSC为了处理所管辖区域中MS(统称拜访客户)得来话、去话呼叫所需检索得信息,例如客户得号码,所处位置区域得识别,向客户提供得服务等参数。
GSM基础知识资料1
GSM基础知识数据From: /techfield/systech/main.htm一、GSM的发展历史1.1GSM的历史背景1.2GSM系统技术规范二、GSM通信系统2.1系统的组成2.2交换网络子系统2.3无线基站子系统2.4移动台2.5操作维护子系统三、GSM关键技术3.1工作频段的分配3.2时分多址(TDMA)技术3.3时分多址帧结构3.4空间分集3.5时间色散和均衡3.6基站与移动台间的时间调整3.7话音编码3.8信道编码3.9交织技术3.10跳频技术3.11保密措施四、GSM网络结构4.1全国GSM的网络结构4.2省内GSM的网络结构4.3移动业务本地网的网络结构4.4信令网络结构五、编号计划与拨号方式5.1编号方式5.2 拨号方式六、GSM网支持的业务6.1电信业务6.2承载业务6.3补充业务6.4移动台支持的功能七、SIM卡7.1概述7.2SIM卡简介7.3SIM卡功能7.4SIM卡管理八、呼叫处理8.1客户状态8.2周期性登记8.3初始化8.4位置更新8.5切换8.6寻呼8.7MS主叫8.8MS被叫8.9释放8.10主要接续流程一、GSM数字移动通信发展史1.1 GSM系统历史背景GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成。
蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来，但其复杂的控制系统，尤其是实现移动台的控制直到七十年代随着半导体技术的成熟，大规模集成电路器件和微处理器技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用，才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。
直到1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS(先进的移动电话业务)模拟蜂窝系统，而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT(Nordic 移动电话)系统，接着欧洲先后在英国开通TACS系统，德国开通C－450系统等。
见表1-1。
表1-1 1991年欧洲主要蜂窝系统蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。
GSM系统技术基础知识
GSM系统技术基础1.引言GSM全球数字移动通信系统是一种数字移动通信系统，它是一项规模巨大，发展迅速和实用成功的技术。
从开始时只有少数几十个公司从事GSM的工作，每个公司有少数几个专家能够理解欧洲电信标准委员会一ETSI的GSM规范。
而到了现在，已成为有数以百计的公司和众多专家从事GSM系统的工作。
GSM已经不是一项深不可测的技术，它正成为一项可以为运营工程师与维修人员所理解掌握的常规技术。
GSM系统已走出欧洲，向全世界普及。
由于HP公司积极参与欧洲GSM系统规范的制定，HP公司已经成为此方面的专家。
由于良好的内部沟通，HP公司正处于一个极其有利的位置，它可以在全世界范围内，帮助我们的用户，使他们从我们的GSM知识中受益。
本章主要介绍GSM系统的技术基础：1．GSM系统简介。
2．GSM网络结构与空中接口。
3．话音编码和信道类型。
4．建立一个呼叫。
1.1 GSM系统简介首先我们介绍第一节----GSM系统简介。
其内容包括：1．全球移动通信系统2．个人通信网络3．GSM的发展历史全球移动通信系统GSM系统正成为一个全球性的移动通信系统。
在过去的很长一段时间里，人们都认为GSM系统工程是一个欧洲的标准。
但现在，世界上越来越多的国家最终选择了GSM 系统，已使其成为一个泛亚洲的标准。
并且，在南部非洲的许多地区被采用。
GSM900是一种数字蜂窝通信系统，它不同于CT1和DECT这类无绳电话系统。
它和模拟蜂窝通信系统AMPS和TACS系统一样，GSM系统也允许它的用户在一个较大的范围内发送和接收呼叫。
GSM系统使用一个位置寄存器来登录所有手机的位置，从而允许外界呼叫能够被转移到相应的基站。
而CT2与DECT则和其它无绳系统一样，并没有这种位置跟踪的能力。
它们的工作方式更像传统的家用无绳电话（CT0和CT1），只能在指定的范围内接收指定基站的呼叫与通话。
个人通信网络个人通信网络（PCN）最早是在英国开始的。
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基站站型
O型站点:全向小区. 各向同性小区,采用全向天线, 在各个方向上的传播特性一致. 如O3. S型站点:定向小区. S 一般常用的是3扇区型站点,即 每个站点有3个扇区,采用定向 天线.有时也将站点配置为6扇 区型.如S322.
O
S3
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移动台模式
空闲模式IDLE 移动台处于待机状态 专用模式DEDICATE 移动台处于与基站的交互状态,如通话,信令交互过程 (位置更新,鉴权,短消息等)
GSM网络基础知识
(第一课) 第一课)
上海市网驭通讯技术有限公司
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目录
GSM网络系统组成 网络系统组成 名词解释 基站站型 移动台模式 多址方式
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GSM网络系统组成
GSM系统可以归纳为三个子系统:交换子系统(MSS或 NSS),基站子系统(BSS)及操作维护子系统(OSS). 其中基站子系统与移动终端又可以归并称为无线子系 统. 移动终端: 移动终端:包括控制单元,收发信机和天线系统. 基站子系统: 基站子系统BSS由一个BSC与一个或 基站子系统: 多个BTS组成的,一个基站控制器根据话务量需要可以 控制数十个BTS.BTS可以直接与BSC相连,也可通过基 站接口设备BIE与远端的BSC相连. 网络子系统: 主要包括含有GSM系统的交换功能和 网络子系统: 用于用户数据与移动性管理,安全性管理所需要的数 据库功能,它对GSM移动用户之间的通信和GSM移动用 户与其它通信网用户之间通信起着管理作用.
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多址方式
如何同时传输信息:
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多址方式
频分多址(Frequency Division Multiple Access) 每个信道使用一个频率
系统需要调频,典型应用 无线电收音机 系统需要调频,典型应用-无线电收音机
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Frequency Frequency
TDMA:
1,GSM (Global System for Mobile Communications):载波带宽:200KHz,8 个TDMA时隙; 2, DAMPS(Digital AMPS): 载波带宽30KHz,分3个8K信道;
CDMA:
1,CDMAOne:IS-95技术,载波带宽1.2288MHz. 2,CDMA2000,支持数据业务,1x属于2.5G,3x属于3G. 3,WCDMA,属于3G
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移动台模式
小区选择 当手机开机或从盲区进入覆盖区时,手机监听到信号, 扫描BCCH信道,并按照小区选择的优先级和C1>0准则选 择合适的小区驻留,该小区称为服务小区. 小区重选 在空闲状态下,由于信号的变化,或移动台的移动,手 机通过监听邻近小区的BCCH信道,计算各邻近小区的C2 参数,按照重选优先级和C2参数的排序,决定是否需要 发生小区重选选择. 小区切换 移动台处于专用模式下,服务小区从一个小区转换到另 一个小区,称为小区切换.
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多址方式
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ห้องสมุดไป่ตู้
多址方式
FDMA:
1,AMPS(Advanced Mobile Phone System):波段800~900MHz,信道带宽 30KHz; 2, TACS (Total Access Communication System):英国和日本使用,信道带宽 25KHz.
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GSM名词解释
名词解释
TRX: Transceiver ,载波 : TCH:Traffic Channel,业务信道 : , BCCH:Broadcast Control Channel,广播控制信道 : , SDCCH:Stand-alone Dedicated Control Channel ,独立专 : 用控制信道 PCH:Paging Channel,寻呼信道 : , AGCH:Access Grant CHannel ,接入允许信道 : RACH:Random Access CHannel ,随机接入信道 : SACCH:Slow Associated Control CHannel ,慢速随路控制 : 信道 FACCH:Fast Associated Control CHannel ,快速随路控制 : 信道
多址方式
时分多址(Time Division Multiple Access) 一个频率分成多个时隙,每个时隙为一个信道.
不同的时隙中传输不同的信息
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多址方式
码分多址(Code Division Multiple Access) 每个信道编码唯一并且进行叠加
接收端只有使用正确解调码过滤才能获取相应的信息
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GSM网络系统组成
OMC Um 接口 Abis 接口
B T S …… ……
MSC/VLR
MS
B T S ……
BSC
BSS(1) SC HLR/AU C
ISDN PLMN PSTN PSPDN
EIR
BSS (n )
A 接口
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GSM名词解释
名词解释
GSM:Global System for Mobile communications : MSC:Mobile Switch Center,移动交换中心 : , HLR:Home Location Register ,归属寄存器 : VLR:Visitor Location Register ,拜访寄存器 : EIR:Equipment Identity Register ,设备识别寄存器 : AUC:Authentication Centre ,鉴权中心 : BSC:Base Sub-system Controller,基站控制器 : , BTS: Base Transceiver Station,基站收发信机 : , SITE:基站 : CELL:小区 : REPEATER:直放站 :