GSM基本原理74560
GSM基本原理
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GSM 系统
• GSM 系统由移动台 MS 、基站子系统 BSS 、网络子系统 NSS 和操作子系统 OSS 四个部分组 成，如图 1.1 所示。移动台是移动网中的用户终端，包括移动设备 (ME) 和移动用户识别模块 SIM 卡。 SIM 卡上包含所有与用户有关的信息，也含有鉴权和加密实现的信息。基站子系统 (BSS) 由基站收发信台 (BTS) 和基站控制器 (BSC) 组成；负责在一定区域内与移动台之间的无 线通信。 BSC 是 BSS 的控制部分，一个基站控制器通常控制几个基站收发台，主要功能是进 行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内移动台越区切换进行 控制等； BTS 是 BSS 的无线部分，实际是负责于某小区的无线收发信设备，包括发射机、接 收机、天线、连接基站控制器的接口电路以及收发信台本身所需要的检测和控制装置等，它 完成 BSC 与无线信道之间的转换，实现 BTS 与 MS 之间通过空中接口的无线传输及相关的控 制功能。网络子系统由移动交换中心 (MSC) 和操作维护中心 (OMC) 以及归属位置寄存器 (HLR) 、访问位置寄存器 (VLR) 、鉴权认证中心 (AUC) 和设备标志寄存器 (EIR) 等组成。 MSC 是整个网络的核心，它为本 MSC 区域内的移动台提供所有的交换和信令功能，同时它 在 MSC 之间完成路由功能，并实现移动网与其他网的互连。 HLR 是一种用来存储本地用户 位置信息的数据库，存储包括用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据，也存 储漫游用户所在 MSC 区域的有关动态数据。 VLR 是一个用于存储进入其覆盖区已登记的用 户相关信息的数据库，为建立呼叫接续提供必要条件，当漫游用户登记时还要给该用户分配 一个新的漫游号码 (MSRN) ，用于其 HLR 选路，物理上可与 MSC 合设记作 MSC/VLR 。鉴 权中心 (AUC) 存储着鉴权信息和加密密钥，可以不断为提供一组参数 ( 包括随机数 RAND 、 符号响应 SRES 和加密键 Kc 三个参数 ) ，以此来鉴别用户身份的合法性，从而只允许有权用 户接入网络并获得服务。操作支持子系统 OSS 完成移动用户管理、移动设备管理和系统的操 作与维护。对全网中每一个设备实体进行监控和操作，实现对 GSM 网内各种部件的功能监视、 状态报告、故障诊断、话务量的统计和计费数据的记录与传递等功能。
GSM原理介绍
GSM原理介绍一、GSM系统的组成、各子系统的功能二、GSM关键技术1.GSM的工作频段;2. 2. GSM网络的频率复用3.TDMA技术;4.TDMA帧结构、逻辑信道与物理信道的映射5.基站与移动台之间的时间调整6.跳频技术;7.保密技术三、GSM移动性管理漫游管理切换管理四、呼叫流程举例五、GPRS技术简介六、GSM系统掉话原因简析1 GSM系统的组成1.1 GSM系统构成ＧＳＭ的典型系统组成如下图所示。
一个GSM系统可由三个子系统组成，即操作支持子系统(OSS)，基站子系统(BSS)和网路子系统(NSS)三部分组成。
其中，基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分，它通过无线接口直接与移动台相连，负责无线发送接收和无线资源的管理。
网路子系统是整个系统的核心，它对GSM移动用户之间及移动用户与其它通信网用户之间通信起着交换、连接与管理的功能。
主要负责完成呼叫处理、通信管理、移动管理、部分无线资源管理、安全性管理、用户数据和设备管理、计费记录处理、公共信道、信令处理和本地运行维护等。
基站子系统BSS主要负责无线信息的ＭＳ户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信息和用户信息等；当然，也要与操作支持子系统OSS之间实现互通。
1.2 各子系统介绍１．２．１ 移动台（ＭＳ） 移动台是用户直接使用，完成移动通信的设备。
对于数字移动通信来讲，已经从一定程度上具备了个人化的特点──即具有用户私人信息的SIM卡和通信的物理实现设备的分离。
SIM卡上包含所有与用户有关的无线接口一侧的信息，也含有鉴权和加密实现的信息。
１．２．２ 基站子系统（ＢＳＳ） 基站子系统包括基站控制器（ＢＳＣ）和基站收发信台（ＢＴＳ）。
一、BSC是基站子系统(BSS)的控制部分，主要有如下功能。
ａ．接口管理：支持与MSC间A接口，与BTS间的Abis接口及与OMC间的X.25接口。
ｂ．BTS－BSC之间的地面信道管理BSC对BTS间的无线信令链路，操作维护链路进行监测、对无线业务信道进行分配管理。
GSM系统原理概述
基站 发射频率
2MHz保护频带
90MHz 双工间隔
基站 接收频率
1880
1805 1785
1710
DCS1800
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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）
• GSM的发展历程
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蜂窝通信原理
移动通信特点 电波传播环境十分恶劣 多普勒频移产生附加调频噪声 移动台受干扰和噪声骚扰 移动设备要求有很大的动态范围 频谱拥挤 建网技术复杂
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蜂窝通信原理
大区制 一个基站覆盖整个城市
通信质量差 频率利用率低 系统容量小
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蜂窝通信原理
另一有线网
GSM移动通信系统原理
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内容提要
• 总述
• GSM移动通信系统原理 • GSM信令协议
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一、总述
• 移动通信发展
• 蜂窝通信原理 • GSM的发展进程
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移动通信的发展历史
1980 NMT
TACS
AMPS
4
1990
GSM
PDC
D-AMPS IS-136 cdmaOne IS-95
2000
IMT-2000
SIM
MS
BTS
Speech,
Speech,
Sres Data
Data
Ki A3
无线通路
A8
A5
A5
Kc
VLR
Sres Kc RAND
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国际移动用户识别号(IMSI)
国际移动用户识别码(IMSI)
GSM移动通信基本原理介绍
GSM发展简史
GSM移动通信基本原理
技术
2008年，发展达到了顶峰
竞争
发展
455
用户
加剧
1999，中国移动用户近5000万
需求
居世界第二
4
1994年，GSM进入中国
3
1991年，GSM系统在欧洲商用 移动通信跨入第二代
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
HLR (Home Location Register)：
2
1989年：GSM标准生效
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GSM发展简史
GSM移动通信基本原理
无线
通信
系统
GSM
PDC
3G
AMPS
D-AMPS
TACS
IS-95A
W-CDMA
NMT NTT
2.5G
CDMA2000
TD-SCDMA
GPRS
2G
IS-95B
1G
80s初
80s末
96年
2002年
时间
第二部分 GSM系统网络结构
GSM系统网络结构
✓ 快速随路控制信道（FACCH）
TCH/F随路控制信道（FACCH/F） TCH/H随路控制信道（FACCH/H）
专用控制信道（DCCH）功能
✓独立专用控制信道（SDCCH），双向，用于： 传送鉴权、业务信道指配信息；
GSM基本原理PPT课件
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⑵ GSM系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种 承载业务、补充业务以及与ISDN相关的各种业务。
⑶ GSM系统采用FDMA/TDMA及调频的复用方式，频率复用利 用率较高，同时它具有灵活方便的组网结构，可满足用户的不同容量 需求。
⑷ GSM具有较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全 需求。
⑸ GSM系统抗干扰能力较强，系统的通信质量较好。
二、GSM 系统提供的业务与功能
GSM 系统是一个多业务系统，可根据用户要传输信息的特点， 提供各种形式的通信。
怎样确认自己的手机内存储的IMEI码与CIE上的一致?
2、基站子系统（BSS）
广义来说，基站子系统包含了GSM数字移动通信系统中无线通信部分 的所有基础设施，它通过无线接口直接与移动台实现通信连接，同时又连 到网络的交换机，为移动台和交换子系统提供传输通，它主要负责完成无 线发送接收和无线资源管理等功能, 同时又连接到网络的交换机,为移动台 与交换子系统提供传输通
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路，因此，BSS可以看作移动台与交换机之间的桥梁。按GSM规范 提出的基本结构，BSS由两个基本部分组成：通过无线接口与移动台 一侧相连的基站收、发信机（BTS）和与交换机一侧相连的基站控制 器（BSC）。从功能上看，BTS主要负责无线传输，BSC主要负责控 制和管理。值得指出的是，在GSM规范中，一个基站子系统指一个 BSC以及由它所管辖的所有BTS，而不是一个交换机所带的无线系统。
GSM手机原理及MTK芯片功能介绍解析
空中接口
前向信道
BTS
MS 反向信道
上行链路 BTS
下行链路
BSC
MSC
公网
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二、GSM系统
2、工作频段
GSM900 ：小区半径35km 上行890~915MHZ 下行将935~960MHZ 通道号0---124信道.975-----1023信道.
DCS1800：小区半径2km(由于1800mhz手机的低功率) 上行1710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。 通道号 :512—885. 为高密度的用户.
WAP、MP3、MP4等，内部配置比MT6219优化及改善，比如配蓝牙是
可用很便宜的芯片CSR的BC03模块USD3即可支持数据传输（如听立体
声MP3等）功能。
MT6226M：为MT6226高配置设计，内置的是1.3M camera处理IC。（2006年
MP）
MT6228：内置3.0M camera处理IC，支持GPRS、 WAP、MP3、MP4、TV-OUT
GSM手机硬件组成
RF（射频）电路 BB（BASEBAND）基带电路 PM（POWER MANEGER）电源管理
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GSM手机原理框图
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GSM手机原理—手机功能电路
一、射频电路组成 1、天线电路：高频电磁波信号的发射和接收 2、LNA电路：前置射频放大器，将微弱高频信号放大 3、混频电路：变换频率，频谱搬移。 4、解调电路：锁相解调器、正交鉴频解调器 5、振荡电路：LC振荡器，RC振荡器，晶体振荡器 6、锁相频率合成电路：将基准频率转换成一个或多个所需要的频率，包括 13MHz/26MHz基准频率、鉴相器、分频器、LPF低通滤波器、压控振荡器(VCO) 7、功率放大电路：高频宽带功率放大器 8、功率控制：从功率放大信号中取样反馈调控PA发射功率等级。
GSM通信原理基础理论
第一部分GSM通信原理基础理论GSM涵义GSM[1]全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSM技术（2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）。
目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。
GSM系统包括GSM 900：9 00MHz、GSM1800：1800MHz 及GSM1900：1900MHz等几个频段。
GSM（全球移动通信系统）是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方的数字移动电话系统。
GSM实际上是欧洲的无线电话标准，据GSM MoU联合委员会报道，GSM在全球有12亿的用户，并且用户遍布120多个国家。
因为许多GSM网络操作员与其他国外操作员有漫游协议，因此当用户到其他国家之后，仍然可以继续使用他们的移动电话。
GSM及其他技术是无线移动通信的演进，无线移动通信包括高速电路交换数据、通用无线分组系统、基于GSM网络的数据增强型移动通信技术以及通用移动通信服务GSM历史：20世纪80年代中期，当模拟蜂窝移动通信系统刚投放市场时，世界上的发达国家就在研制第二代移动通信系统。
其中最有代表性和比较成熟的制式有泛欧GSM ，美国的ADC(D-AMPS)和日本的JDC(现在改名为PDC)等数字移动通信系统。
在这些数字系统中，GSM的发展最引人注目。
1 991年GSM系统正式在欧洲问世，网络开通运行。
GSM数字移动通信系统源于欧洲。
早在1982年，欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如北欧多国的NMT(北欧移动电话)和英国的TACS(全接入通信系统)，西欧其它各国也提供移动业务。
GSM,CDMA、小灵通手机工作原理概述
GSM,CDMA、小灵通手机工作原理概述1. GSM手机工作原理场升。
由于GSM手机生产商不断进行技术创新，故在电路结构、元器件应用和电路板布线上均存在很大的差异。
但不管是哪一类型的GSM手机，其机械结构和信号流程大致是相同的。
手机的机械结构比较直观，主要指手机的外壳、电路板、送话器、扬声器和显示屏。
要了解GSM手机的工作原理，重点应从其信号流程及信号流程与具体电路之间的关系上进行定性理解。
下面就按射频与逻辑两部分来介绍GSM手机的原理。
从射频原理上看，从天线进来的信号首先进人双工器DUP(用于增大收发信号之间的隔离度和消除外界干扰信号)，然后进人低噪声放大器LNA。
经LNA放大的信号将与接收本振混频，混频后的信号经滤波后进人具有自动增益控制的中频放大器AGC IF进行放大处理，随后送到调制解调器芯片中解调出I和Q两路信号。
I,Q信号可进一步送到DSI)芯片中进行自适应均衡处理，以消除传送过程中的各种衰落与干扰。
在射频的发射回路上，从DSP过来的基带信号在调制解调器中进行调制，并输出一中频调制信号，该信号经适当地放大、滤波后与发射本振混频，变频到发射频点上去，经过滤波后进人功放电路。
功放电路以后的信号经滤波器、双工器后就进人天线发射出去了。
在逻辑控制部分，若从DSP过来的数据是信令信号，则由主中央处理器(MCU)处理;若是话音信号，则送到话音编解码器(Codec)进行处理。
主中央处理器(MCU)通常还带有EEP-ROM, Flash RAM, ROM等存储器作为程序、数据的存放处。
话音编解码器主要是对话音信号进行处理，依据GSM话音信号BELP-LTP编解码方案，进行语音信号的编解码，同时也包含一部分信道编码。
话音编/解码器一般通过话音控制驱动芯片与送话器、扬声器等外设相连，一方面是驱动外设，另一方面是保护话音编解码芯片不空载运行。
2. CDMA手机工作原理目前，手机无线通信走过了3个阶段，即模拟手机阶段、GSM手机阶段和COMA手机阶段。