GSM最最简易的基础,一看就懂
GSM基础知识和移动通信原理
GSM系统中的主要组件
基站
基站是GSM网络的核心组件，用 于与移动设备进行通信并提供信 号覆盖。
移动设备
移动设备（如手机）通过基站与 GSM网络进行通信，将语音和数 据传输到目标位置。
移动交换中心
移动交换中心是GSM网络的核心 节点，负责呼叫控制和用户数据 交换。
GSM通信过程
1
注册
移动设备在GSM网络中注册，获得一个临时标识符，以便进行通信。
2
呼叫连接
用户通过拨号建立通话连接，GSM网络将呼叫路由到目标用户。
3呼叫释放Fra bibliotek通话结束后，GSM网络将释放连接并释放资源以供其他用户使用。
GSM网络的优点和局限性
1 覆盖广泛
GSM网络在全球范围内提供广泛的通信覆盖，为用户提供了连续无缝的通信体验。
2 兼容性强
GSM设备的标准化使其与其他网络和设备兼容，方便用户在不同地区和网络间切换。
GSM加密
GSM使用加密算法保护通信内容， 确保用户的隐私和数据安全。
移动通信原理
1 信道分配
2 信号传输
3 网络交互
GSM使用时分多址技术， 将通信频谱划分为不同的 时隙，以实现同时多用户 通信。
移动通信通过无线电频率 在基站和移动设备之间传 输信号，实现语音和数据 传输。
GSM网络通过基站和移动 交换中心之间的传输路径， 实现用户之间的通信和互 联网接入。
GSM网络架构
基站子系统 (BSS)
包括基站控制器 (BSC) 和 天线系统 (BS)，负责无线信号和用户数据传输。
网络子系统 (NSS)
由移动交换中心 (MSC) 和 访问控制器 (AC) 组成，处理用户数据和呼叫控制。
GSM基础原理(文字详细)
频率规划
1 频段划分
GSM技术使用不同的频段进行通信，以减少干扰和提高通信质量。
2 信道分配
对每个基站进行信道分配，确保有效的通信和资源管理。
3 频率重用
GSM技术使用频率重用的技术，实现更高的通信容量和效率。
信道类型
语音通信
GSM技术使用GSM语音编码方法实现清晰的语音通信质量。
数据业务
GSM技术支持数据传输，可实现电子邮件、互联网访问和文件下载。
2 演进与创新
GSM技术为短消息业务的发展奠定了基础，为后续的社交媒体和即时通信应用铺平了道 路。
3 广泛应用
短消息业务在个人通信、商业通信和紧急通信等场景中得到广泛应用。
安全机制
鉴别与认证
GSM技术通过鉴别和认证机制确保通信的安全 和可靠。
加密与解密
GSM技术使用加密算法对通信进行保护，防止 信息被窃听和篡改。
数据业务
数据传输
GSM技术支持数据传输，可用于传送电子邮件、 浏览网页和下载文件。
GPRS技术
GSM引入能。
EDGE技术
GSM升级到EDGE技术，进一步提高了数据传 输速度和网络容量。
短消息业务
1 文字信息
用户可以通过GSM技术发送和接收文字消息，方便快捷。
GSM基础原理
GSM技术是全球移动通信系统的一种无线通信技术，具有广泛的应用场景。 本文将详细介绍GSM技术的原理、架构和应用，以及它对移动通信的影响和 未来发展趋势。
历史与发展
GSM技术起源于20世纪80年代，经过多年的发展，已成为国际上通用的移动通信标准之一。它 的普及和发展对全球通信网络产生了深远的影响。
基站子系统
基站设备
基站设备负责无线信号的传输和接收，保证通信 的稳定和可靠。
GSM基础知识
GSM基础知识1、GSM系统网络结构MS：移动台BTS：基站收发信台BSC：基站控制器TC：码型转换器MSC：移动交换中心VLR：拜访位置寄存器HLR：归属位置寄存器EIR：设备识别寄存器AUC：鉴权中心2、GSM频段：上行：（900M ）890-915MHZ （1800M）1710-1785 MHZ下行：（900M ）935-960MHZ （1800M）1805-1880 MHZGSM900M：频率带宽25M，双工间隔45M。
DCS1800M：频率带宽75M，双工间隔95M。
中国移动使用：1-95号频点绝对频点号和频道标称中心频度的关系为：F（N）=890MHZ+N0.2MHZ（下行）N=1-124上行=下行+45MHZF（N）=1710.2MHZ+（N-512）0.2MHZ（下行）N=512-885上行=下行+95MHZGSM频道间隔为200KHZ，每个频点采用时分多址（TDMA）方式，分为8个时隙，既8个信道（全速率）。
3、GSM系统按其功能，分为4个子系统：MS、BSS、NSS、OSS4、GSM系统的多址方式：FDMA、TDMA5、GSM系统无线接口的最小传输单位是Burst，GSM系统调制方式为：GMSK，GSM系统采用的编码方案是13KBIT/S的RPE--LTP编码(规则脉冲激励,长期预测编码)6、TDMA信道GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道。
逻辑信道分为业务信道（TCH）和控制信道（CCH）业务信道分为语音业务信道（TCH/F、TCH/S）数据业务信道（TCH/9。
6等）控制信道（CCH）分为：广播信道（BCH）、公共控制信道（CCCH）、专用控制信道（DCCH）广播信道（BCH）：BCCH、FCCH、SCH公共控制信道（CCCH）：RACH、PCH、AGCH专用控制信道（DCCH）：SDCCH、SACCH、FACCH6、GSM系统的分集接收包括空间分集、时间分集、频率分集和极化分集7、TA的意思为时间提前量，目的是保证BTS和MS工作在同一时隙内。
GSM基础知识
GSM基础知识1、术语及概念1.1 GSM：全球移动通信系统（Global System for Mobile communications）。
1.2 CGI: 小区全球识别码用于识别一个位置区内的小区。
CGI＝MCC＋MNC＋LAC＋CI其中：MCC（Mobile Country Code）：三个十进制数组成，取值范围为十进制的000 ～999。
MNC（Mobile Network Code）：二个十进制数，取值范围为十进制的00～99。
LAC（Location Area Code）：范围为1～65535。
CI（Cell Identity）：小区识别代码，范围为0～65535。
1.3移动台的国际身份号码ISDN（MSISDN），即用户手机号码结构：MSISDN＝CC＋NDC＋SNCC：国家码，即在国际长途电话通信网中的号码，中国为86；NDC：移动服务访问码，移动为135——139，联通为130。
SN：用户号码，其中H1H2H3是HLR标识码，表明用户所属的HLR例如GSM移动手机号码8613981080001，86是国家码CC；139便是NDC，用于识别网号；81080001是用户号码SN，8108用于识别归属区。
1.4国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity ，IMSI），用户身份证号码IMSI＝MCC＋MNC＋MSINMCC：Mobile Country Code移动用户的国家号，中国是460；MNC：Mobile Network Code移动用户的所属PLMN网号；中国移动为00，联通为01例：460-00-XXXX…XXX（15位）1.5临时移动用户识别码（Temporary Mobile Subscriber Identity ，TMSI）用TMSI，用户身份保密、寻呼容量为IMSI两倍。
1.6 BCCH载波频率（BCCHNO）按照GSM系统要求，在每个小区中必须有且只有一个载频用于发送一些广播消息。
GSM网络优化基础知识
GSM网络优化基础知识1.信道规划：信道规划是指将无线资源合理分配到不同的小区，以提高网络吞吐量和覆盖范围。
合理的信道规划可以减少频率干扰，提高通信质量。
在信道规划中，需要考虑到小区的位置、拓扑结构、用户分布和业务需求等因素。
2.功率控制：功率控制是指对无线信号的发射功率进行合理调整，以降低干扰和提高通信质量。
通过动态调整发射功率，可以减少邻频干扰、邻小区干扰和多径干扰，提高网络容量和覆盖范围。
3.调度算法：调度算法是指在无线资源有限的情况下，对不同用户的数据传输进行合理调度和分配，以提高系统的吞吐量和用户体验。
常见的调度算法包括最大信噪比调度、比例公平调度和最小传输时延调度等。
4.邻区管理：邻区管理是指对邻近小区的关系进行管理和优化，以减少邻区干扰，提高系统容量和覆盖范围。
邻区管理包括邻区划定、邻区优化和邻区驻留等。
5.干扰抑制：干扰抑制是指通过一系列的技术手段和方法，减少干扰对通信质量的影响。
常见的干扰抑制技术包括空分复用、动态频率选择、基站抗干扰能力提升等。
6.容量扩展：容量扩展是指通过增加网络资源和改进网络结构，提高网络的承载能力。
常见的容量扩展技术包括小区分裂、载波聚合、扇区划分和频道复用等。
7.覆盖提升：覆盖提升是指通过增加基站密度、优化天线方向和调整天线下倾角等手段，提高网络的覆盖范围和覆盖质量。
覆盖提升还包括信号补偿、接收灵敏度提升和信号覆盖预测等。
8.网络监测和优化工具：网络监测和优化工具是对GSM网络进行监测和分析的工具。
通过这些工具，可以实时监测网络性能、识别问题和瓶颈，并提供相应的优化建议。
在进行GSM网络优化时，需要综合考虑网络的容量、覆盖范围、通信质量和用户需求等因素。
通过对网络参数的调整、优化算法的应用和网络结构的改进，可以有效提高网络性能和用户体验。
网络优化是一个持续和动态的过程，需要不断地监测和调整，以适应不断变化的通信环境和用户需求。
通过不断的优化和创新，可以使GSM网络更加高效、可靠和先进。
GSM信令基础详解
GSM信令工作初步 GSM信令工作初步
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信令分析工作简介 Abis信令跟踪举例
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GSM信令基础知识
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Content目录 Content目录
GSM协议模型简介 GSM协议模型简介 GSM实体与接口简介 GSM实体与接口简介 GSM信道简介 GSM信道简介 第三层与信令的关系
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Content目录 Content目录
GSM协议模型简介 GSM协议模型简介 GSM实体与接口简介 GSM实体与接口简介 GSM信道简介 GSM信道简介 第三层与信令的关系
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BSS功能实体 BSS功能实体
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BTS功能 BTS功能
实现Abis接口物理层规定（PCM/E1） 接口物理层规定（ 实现 接口物理层规定 ） 实现Abis接口数据链路层（LAPD） 接口数据链路层（ 实现 接口数据链路层 ） 实现BTS管理功能 实现 管理功能 实现部分无线资源管理功能（ ） 实现部分无线资源管理功能（RR） 实现Um接口数据链路层（LAPDm） 接口数据链路层（ 实现 接口数据链路层 ） 实现Um接口物理层规定（TDMA） 接口物理层规定（ 实现 接口物理层规定 ） 实现跳频功能 实现信道加密、 实现信道加密、解密 实现信道编译码、 实现信道编译码、交织与反交织 实现调制与解调功能
0
1
2
1个超高帧＝2048个超帧 ……
2046 2047
0
GSM基础必知
GSM基础知识1.频点频段转化我国2G频段（准确版）GSM900890-915 935-960，总计25/0.2-1=124个频道，频道号1-124移动1-94，94个频道，19M带宽联通95-124，30个频道，6M带宽DCS1800移动（前25M带宽）1710-1735 1805-1830 频道号512-636（124）联通1735-1745（10M带宽）1830-1840，频道号637-686（50）绝对频道号ARFCNGSM900（P-GSM）Fl=890.2 + 0.2 ⨯（N-1）Fu=Fl + 45（1≤N ≤124）DCS1800 Fl=1710.2 + 0.2 ⨯（N-512）Fu=Fl + 95（512≤N ≤885）2.常见参数Rxlev：dBmW，缩写为dBm（强度绝对单位）=10×lgP 接收端功率，mW豪瓦Rxqual：0-7 （误码率决定，误码率越高，质量越差，数值越大）C/I dB（分贝，强度相对单位）=10×lg（P1/P2）=10×lg（U²/R）=10×lg（I²×R）=20×lg （U1/U2）=20×（I1/I2）通信中P1P2一般为接受端服务小区功率与邻区底噪功率，或收发终端功率。
MCC：Mobile Country Code，移动国家代码中国460MNC：Mobile Network Code，移动网络代码，中国移动为00LAC：Location Area Code，位置区代码，2个字节长的十六进制码，取值0-65535（2的16次方）CI:小区码，2个字节长的十六进制码，取值0-65535临时移动用户识别号码TMSI：移动用户的安全性。
为了对IMSI保密，MSC/VLR可给来访移全球小区识别号码CGI：MCC + MNC + LAC + CI ,识别一个位置区内的小区基站识别代码BSIC：识别相邻网络的相邻基站，6 bit编码.BSIC=NCC(3bit)+BCC(3bit) BSIC=NCCx8+BCC Base Staion Identification Code 0-63 NCC: Network Colour Code PLMN颜色代码,识别相邻的PLMN网0-7BCC: Base station Colour BTS颜色代码,识别相同载频的不同基站. 0-73.位置更新位置更新:当移动台出于某种需要或发现其存储的LAI与接收当前小区的LAI号发生变化时,就必须通知网络来更改所存储的移动台的位置信息,这个过程就是位置更新。
自己总结的GSM基础知识
时分多址（time division multiple access，TDMA）把时间分割成互不重叠的时段（帧），再将帧分割成互不重叠的时隙（信道）与用户具有一一对应关系，依据时隙区分来自不同地址的用户信号，从而完成的多址连接。
这是通信技术中基本多址技术之一，一种数字传输技术，将无线电频率分成不同的时间间隙来分配给若干个通话。
在2G(为GSM)移动通信系统中多被采用，卫星通信和光纤通信的多址技术中。
TDMA较之FDMA具有通信口号质量高，保密较好，系统容量较大等优点，但它必须有精确定时和同步以保证移动终端和基站间正常通信，技术上比较复杂。
时分多址是把时间分割成周期性的帧(Frame)每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。
同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。
在GSM系统中，载频、频点、信道、容量、等的相互关系及具体解释GSM 分为900M和1800M两个频段，每个频段又分为上行和下行频段。
现在我以900M的上行频段为例，频段范围是890到915共计25M带宽。
以200KHZ为间隔在25MHZ的频段上来截取小的频段，1M有5段，25M就是125段，所以说GSM900有125个频点。
频点的概念就出来了，就是把你截取的这125个200KHZ的段的编号（1到125）.假设5号频点，那他的频率值就是890+0.2*5=891M。
载频就是承载信道的频点或者说是频段，他与频点一一对应的。
假设说这个基站要三个载波，那就是选三段200khz的频段。
频率值根据频点可以算出来。
信道，信息在载频上传送，按照TDMA的8时隙分段，一个时隙就是一个信道。
每个载频对应8个信道。
由于每个信道传送的信息类型不同，又把信道分成各种类型，控制，专用，管理什么的。
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Prepare by: Sanjay Gohel
7
ห้องสมุดไป่ตู้
Mobile Switching Centre (MSC)
Ø MSC is heart of the entire network connecting Fixed line network to Mobile network. Ø MSC manages all call related functions and Billing information. Ø MSC is connected to HLR & VLR for subscriber identification & routing incoming calls. Ø MSC capacity is in terms of no of subscribers. Ø MSC is connected to BSC at one end and Fixed Line network on other end. Ø Call Detail Record (CDR) is generated for each & every call in the MSC.
Ø Encryption of user information
Ø Available versions, GSM 900, 1800 & 1900
Prepare by: Sanjay Gohel
3
GSM Network Architecture
OMC
SMSC BTS 1 HLR BTS 3 BSC MSC VLR VMSC EIR AUC
Prepare by: Sanjay Gohel
9
Home Location Register (HLR)
MSC HLR
Ø All Subscribers data is stored in HLR. Ø It has permanent data base of all the registered subscribers. Ø HLR has series of numbers for all subscribers.
BTS 1
BTS 3
BTS 2
Prepare by: Sanjay Gohel
1
GSM-900 System Specifications
Ø Frequency Range : 890 MHz to 915 MHz for Uplink 935 MHz to 960 MHz for Downlink. Ø Uses FDM / TDMA technology for Downlink / Uplink. Ø 124 Reusable Spot frequencies of 200 kHz bandwidth each. Ø Each Spot Frequency carries 8 Time slots for Traffic/Signalling. Ø Separate Logical Signalling & Traffic channels. Ø Compatible to ISDN & PSPDN.
Prepare by: Sanjay Gohel
13
VMSC & SMSC
MSC SMSC VMSC
Ø Voice Mail Service Centre : To provide Voice Mail service. Ø It has database for all the VMS subscribers & also stores voice messages for them. Ø Short Message Service Centre : To provide text message service. Ø To send short messages from mobile to another mobile subscriber. Messages can also be sent by Manual Terminal connected to SMSC.
Prepare by: Sanjay Gohel 8
MSC
Visiting Location Register (VLR)
MSC VLR
Ø Active Subscriber is registered in VLR. Ø It has temporary data base of all the active subscribers used for their call routing. Ø HLR validates subscriber before registration. Ø MSC ask VLR before routing incoming call.
NSS BTS 2 BSS
PSTN N/W
Prepare by: Sanjay Gohel 4
Mobile Station (MS)
Ø Mobile Station consist of two units Mobile Hand set Subscriber Identity Module
Mobile Hand set is one of the most complicated GSM device. It provides user the access to the Network. Each handset has unique identity no. called IMEI.
Prepare by: Sanjay Gohel
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Equipment Identity Register (EIR)
MSC EIR
Ø All subscriber's mobile handset data is stored in EIR. Ø MSC asks mobile to send it IMEI & then checks it with data available in EIR. Ø EIR has different classification for mobile handsets like, White list, Grey list & Black list. Ø According to category the MS can make calls or can be stopped from making calls.
Prepare by: Sanjay Gohel
10
Authentication Centre (AUC)
MSC HLR AUC
Ø Authentication is a process to verify the subscriber SIM. Ø Secret data & verification algorithm are stored in to the AUC. Ø AUC & HLR combined to authenticate the subscribers. Ø Subscriber authentication can be done on every call, if required.
5
Base Transceiver Station (BTS)
Ø BTS has a set of Transceivers to talk to MS. Ø One BTS covers one or more than one cell. Ø Capacity of BTS depends on no of Transceivers. Ø BTS is connected to BSC via A’bis interface. Ø Transmission rate on A’bis is 2 Mbps (G.703). Ø Interface between MS & BTS is called Air I/f. Ø Transmission rate on Air interface is 13 Kbps. Ø BTS controls RF parameters of MS.
Prepare by: Sanjay Gohel
14
Call Processing in GSM … 1
Mobile Originated Call
BTS
BSC
MSC
PSTN N/W
Ø Mobile originated calls goes to BTS first & then to BSC. Ø BSC forwards this call to MSC. Ø MSC does authentication & call routing as per dialed digits. Ø If it the call to another mobile subscriber then the process for that call is same as Mobile Terminated Call as shown in next slide.
Prepare by: Sanjay Gohel
2
Global System for Mobile
Ø New rapidly expanding & successful technology.
Ø Fully Digitized technology for better speech quality. Ø Available in almost every part of the world. Ø Fully compatible with existing Fixed Line Network. Ø Single number operation with World wide Roaming. Ø Very well defined interfaces makes truly open system