TDMA数字蜂窝网1指南.ppt
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蜂窝移动通信系统PPT课件
户共同使用并且仍能满足服务质量的信道利用技术。 越区切换 当正在通话的移动台进入相邻无线小区时，业务信道 自动切换到相邻小区基站，从而不中断通信过程。
移动通信无线服务区由 许多正六边形蜂窝小区 覆盖而成，通过接口与 公众通信网（PSTN、 PSDN）互联。
移动通信系统包括移动 交换子系统（SS）操作 维护管理子系统 (OMS) 基站子系统（BSS）移 动台（MS）是一个完整 的信息传输实体
大容量的小区制 频率复用 将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站服 务于本小区，但各小区可重复使用频率 带来同频干扰的问题
大容量的小区制
小区制的概念 将所要覆盖的地区划分为若干小区，每个小区的半径 可视用户的分布密度在1-10公里左右，在每个小区设 立一个基站为本小区范围内的用户服务。
移动通信网的基本组成
BSS
基站
基站
用户变成 漫游者
SS7
MSC1 （归属移动交换中心）
SS
PSTN
BSS
MSC2 （访问MSC） SS
OMS
图2-1 典型的蜂窝移动通信系统
各子系统功能
基站子系统（BSS）和移动交换子系统（SS）共同建立 呼叫。
BSS提供并管理移动台和SS之间的无线传输通道 SS负责呼叫控制功能，所有呼叫都经由SS建立连接
中心激励小区：安置在小区的中心 顶点激励小区：安置在六边形顶点之中的三个上
实际形状
由于地形地貌、传播环境、衰落形式的多样性，小 区的实际无线覆盖是一个不规则的形状
小区制--面状服务覆盖区
基站发射机位置
激励方式一般分为中心激励和顶点激励
全向辐射天线基站
120°扇形辐射天线基站
小区制--面状服务覆盖区
移动通信无线服务区由 许多正六边形蜂窝小区 覆盖而成，通过接口与 公众通信网（PSTN、 PSDN）互联。
移动通信系统包括移动 交换子系统（SS）操作 维护管理子系统 (OMS) 基站子系统（BSS）移 动台（MS）是一个完整 的信息传输实体
大容量的小区制 频率复用 将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站服 务于本小区，但各小区可重复使用频率 带来同频干扰的问题
大容量的小区制
小区制的概念 将所要覆盖的地区划分为若干小区，每个小区的半径 可视用户的分布密度在1-10公里左右，在每个小区设 立一个基站为本小区范围内的用户服务。
移动通信网的基本组成
BSS
基站
基站
用户变成 漫游者
SS7
MSC1 （归属移动交换中心）
SS
PSTN
BSS
MSC2 （访问MSC） SS
OMS
图2-1 典型的蜂窝移动通信系统
各子系统功能
基站子系统（BSS）和移动交换子系统（SS）共同建立 呼叫。
BSS提供并管理移动台和SS之间的无线传输通道 SS负责呼叫控制功能，所有呼叫都经由SS建立连接
中心激励小区：安置在小区的中心 顶点激励小区：安置在六边形顶点之中的三个上
实际形状
由于地形地貌、传播环境、衰落形式的多样性，小 区的实际无线覆盖是一个不规则的形状
小区制--面状服务覆盖区
基站发射机位置
激励方式一般分为中心激励和顶点激励
全向辐射天线基站
120°扇形辐射天线基站
小区制--面状服务覆盖区
TDMA数字蜂窝移动通信系统
（二）紧急呼叫业务
按照GSM技术规范，紧急呼叫是由电话业务引 申出来的一种特殊业务。
此业务可使移动用户通过一种简单而同一的手 续接到就近的紧急业务中心（在欧洲统一使用 112，在我国统一使用火警特殊号119等）， 紧急呼叫业务优先于其他业务。
使用紧急业务不收费，也无需鉴别使用者的识 别号码。根据我国情况，暂不提供紧急呼叫业 务。
小区广播式短信息业务是GSM移动通信网；以有规则 的间隔向移动台广播具有通用意义的短信息，例如道路 交通信息等。移动台只有在空闲状态下可接受广播信息， 其信息量限制为93个字符。
（四）可视图文接入业务
是一种通过网络完成文本、图形信息检索和 电子函件功能的业务。
（五）传真业务
传真业务
交替语音和三类传真：语音与三类传真 交替传送的业务 自动三类传真： 指使用户经GSM网络以 传真编码信息文件的形 式自动交换各种函件的 业务。
（四）载频复用与区群结构
（一）时隙
GSM蜂窝系统采用时分多址、频分多址和频分双 工（TDMA/FDMA/FDD）制式。在25 MHz的
频段中共分125个信道，信道间隔200 kHz。每
载波含8个（以后可扩展为16个）时隙，时隙宽
为0.577 ms。8个时隙构成一个TDMA帧，帧长
为4.615 ms。
TDMA/FDMA接入方式示意图
电信业务包括网络及终端容量，如电话、传 真等等。
（一）电话业务
电话业务是GSM系统所提供的最重要的业 务，它为数字移动通信系统的用户和其他所 有与其联网的用户之间提供双向电话通信。
为提高频率利用率，GSM采用13 kb/s（全 速）话音编码器来进行话音编码传输。 GSM还可采用接近6.5 kb/s（半速）进行 话音编码，使频率利用率更高。
移动通信原理 PPT课件
1） 移动交换中心MSC MSC是计算机控制的全自动交换系统。 MSC与基 站以光缆相连进行通信， 一个MSC可以管理数十个基 站， 并组成局域网。
第1章 移动通信基本原理
MSC支持的呼叫业务是： （1） 本地呼叫、 长途呼叫和国际呼叫。 （2） 通过MSC进行移动用户与市话、 长话之间的 联系， 控制不同蜂窝小区的运营。 （3） 支持移动电话机的越区切换、 漫游、 入网登 录和计费。
息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的， 而是用不同的编码序列来区分的， 或者说， 靠信号的 不同波形来区分。 如果从频率域或时间域来观察， 多 个CDMA信号是互相重叠的。
第1章 移动通信基本原理
在FDMA和TDMA系统中， 为了扩大通信用户容 量， 都尽力压缩信道带宽， 但这种压缩是有限度的， 因为信道带宽的变窄将导致通话质量的下降。 而 CDMA却相反， 可大幅度地增加信道宽度， 这是因为 它采用了扩频通信技术。
第1章 移动通信基本原理
2.2.2 CDMA数字移动通信系统的基本组成 各种CDMA系统的主要技术、 具体构成不完全相
同， 我国主要是联通的800 MHz CDMA数字系统。 一 种CDMA数字移动通信系统的基本组成如图1-2所示。
第1章 移动通信基本原理
图1-2 CDMA数字移动通信系统基本组成
第1章 移动通信基本原理
CDMA的基本组成与GSM的大同小异， 交换网络 子系统NSS、 基站子系统BSS、 操作维护子系统OMS 和手机MS是必不可少的组成部分。
图1-2中， PCF部分主要实现对分组数据业务的处 理功能。 它能够提供强大的分组数据处理能力， 满足 用户对高速分组数据的传输要求， 能适应目前和将来 不断增长的业务需要。
第1章 移动通信基本原理
第1章 移动通信基本原理
MSC支持的呼叫业务是： （1） 本地呼叫、 长途呼叫和国际呼叫。 （2） 通过MSC进行移动用户与市话、 长话之间的 联系， 控制不同蜂窝小区的运营。 （3） 支持移动电话机的越区切换、 漫游、 入网登 录和计费。
息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的， 而是用不同的编码序列来区分的， 或者说， 靠信号的 不同波形来区分。 如果从频率域或时间域来观察， 多 个CDMA信号是互相重叠的。
第1章 移动通信基本原理
在FDMA和TDMA系统中， 为了扩大通信用户容 量， 都尽力压缩信道带宽， 但这种压缩是有限度的， 因为信道带宽的变窄将导致通话质量的下降。 而 CDMA却相反， 可大幅度地增加信道宽度， 这是因为 它采用了扩频通信技术。
第1章 移动通信基本原理
2.2.2 CDMA数字移动通信系统的基本组成 各种CDMA系统的主要技术、 具体构成不完全相
同， 我国主要是联通的800 MHz CDMA数字系统。 一 种CDMA数字移动通信系统的基本组成如图1-2所示。
第1章 移动通信基本原理
图1-2 CDMA数字移动通信系统基本组成
第1章 移动通信基本原理
CDMA的基本组成与GSM的大同小异， 交换网络 子系统NSS、 基站子系统BSS、 操作维护子系统OMS 和手机MS是必不可少的组成部分。
图1-2中， PCF部分主要实现对分组数据业务的处 理功能。 它能够提供强大的分组数据处理能力， 满足 用户对高速分组数据的传输要求， 能适应目前和将来 不断增长的业务需要。
第1章 移动通信基本原理
移动通信第7讲TDMA
抗干扰能力
OFDM具有较强的抗干扰能力，因为它使用快速傅里叶变换（FFT）和
逆快速傅里叶变换（IFFT）来处理信号。而TDMA的抗干扰能力较弱，
因为所有用户都在同一频段上传输。
TDMA与FDMA的比较
技术原理
FDMA和TDMA都是频分复用的 数字通信技术，但它们在实现方 式上有显著差异。FDMA将每个 无线信道分为多个频段，每个用 户在特定的频段上传输数据。而 TDMA则是在时域上将信道分为 多个时隙，每个用户在特定的时 隙上传输数据。
TDMA与MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术的融合：利用 多天线技术提高信号质量和可靠性，同
时实现更高的数据传输速率。
TDMA与小蜂窝技术的融合：通过将小 蜂窝技术与TDMA相结合，实现更灵活
的网络部署和更广泛的覆盖范围。
TDMA在5G移动通信中的潜在应用
频谱效率
在频谱效率方面，CDMA通常优于TDMA。因为CDMA允许多个用户在同一频段上同时 通信，而TDMA需要在不同的时隙上分配信道。
抗干扰能力
CDMA的抗干扰能力较强，因为它使用独特的编码来区分不同的用户。相比之下，TDMA 的抗干扰能力较弱，因为所有用户都在同一频段上传输。
TDMA与OFDM的比较
TDMA在3G移动通信中的应用
3G网络结构
在3G移动通信中，TDMA技术得到了 进一步发展，引入了更复杂的编码和 调制技术，如CDMA（码分多址）， 使得用户容量和数据传输速率大幅提 升。
主要特点
支持高速数据业务和多媒体业务，提 供了更丰富的通信服务。
TDMA在4G移动通信中的应用
4G网络结构
在4G移动通信中，TDMA与 OFDM（正交频分复用）技术结合， 形成了LTE（长期演进）技术，实 现了更高速、更可靠的数据传输。
第7章 时分多址技术
(3) MSC区。MSC区系指一个移动交换中心所控制的区域， 通常它连接一个或若干个基站控制器， 每个基站控制器控制 多个基站收发信机。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(4) 位置区。位置区一般由若干个小区(或基站区)组成， 移动台在位置区内移动无需进行位置更新。 通常呼叫移动台 时， 向一个位置区内的所有基站同时发寻呼信号。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
图 7 - 1 GSM蜂窝系统的网络结构
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
1. 移动台(MS) 移动台是GSM移动通信网中用户使用的设备。移动台类 型可分为车载台、便携台和手机。其中，手机小巧、轻便， 而且功能也较强，因此使用手机的用户占移动用户的绝大多 数。 移动台通过无线接口接入GSM系统， 具有无线传输与 处理功能。 此外， 移动台必须提供与使用者之间的接口， 比如， 为完成通话呼叫所需要的话筒、 扬声器、 显示屏和 各种按键； 或者提供与其它一些终端设备(TE)之间的接口， 如与个人计算机或传真机之间的接口。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
D接口。 D接口定义为HLR与VLR之间的接口， 用于交 换移动台位置和用户管理的信息， 保证移动台在整个服务区 内能建立和接收呼叫。 由于VLR综合于MSC中， 因此D接口 的物理链路与C接口相同。
E接口。E接口为相邻区域的不同移动交换中心之间的接 口，用于移动台从一个MSC控制区到另一个MSC控制区时交 换有关信息，以完成越区切换。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(2) 网络子系统内部接口。它包括B、C、D、E、F、G接 口。
B接口，B接口定义为移动交换中心(MSC)与访问位置寄 存器(VLR)之间的内部接口， 用于MSC向VLR询问有关移动 台(MS)当前位置信息或者通知VLR有关MS的位置更新信息 等。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(4) 位置区。位置区一般由若干个小区(或基站区)组成， 移动台在位置区内移动无需进行位置更新。 通常呼叫移动台 时， 向一个位置区内的所有基站同时发寻呼信号。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
图 7 - 1 GSM蜂窝系统的网络结构
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
1. 移动台(MS) 移动台是GSM移动通信网中用户使用的设备。移动台类 型可分为车载台、便携台和手机。其中，手机小巧、轻便， 而且功能也较强，因此使用手机的用户占移动用户的绝大多 数。 移动台通过无线接口接入GSM系统， 具有无线传输与 处理功能。 此外， 移动台必须提供与使用者之间的接口， 比如， 为完成通话呼叫所需要的话筒、 扬声器、 显示屏和 各种按键； 或者提供与其它一些终端设备(TE)之间的接口， 如与个人计算机或传真机之间的接口。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
D接口。 D接口定义为HLR与VLR之间的接口， 用于交 换移动台位置和用户管理的信息， 保证移动台在整个服务区 内能建立和接收呼叫。 由于VLR综合于MSC中， 因此D接口 的物理链路与C接口相同。
E接口。E接口为相邻区域的不同移动交换中心之间的接 口，用于移动台从一个MSC控制区到另一个MSC控制区时交 换有关信息，以完成越区切换。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(2) 网络子系统内部接口。它包括B、C、D、E、F、G接 口。
B接口，B接口定义为移动交换中心(MSC)与访问位置寄 存器(VLR)之间的内部接口， 用于MSC向VLR询问有关移动 台(MS)当前位置信息或者通知VLR有关MS的位置更新信息 等。
移动通信 第7章 TDMA数字蜂窝网
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
7.1 GSM系统总体 7.2 GSM系统的无线接口 7.3 GSM系统的控制与管理 7.4 三种TDMA蜂窝系统分析比较
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
7.1 GSM系统总体
GSM发展过程：
1. 1982年，北欧四国向CEPT递交建议书，要求制定900MHz全欧洲 统一的蜂窝移动通信系统（解决不同模拟系统的互不兼容无法漫 游的问题），并成立欧洲GSM（Group Special Mobile）；
(3) 访问用户位置寄存器(VLR)：存储进入其控制区域内来 访移动用户的有关数据，这些数据是从该移动用户的原籍位 置寄存器获取并进行暂存的，一旦移动用户离开该VLR的控 制区域， 则临时存储的该移动用户的数据就会被消除。即 VLR可看作是一个动态的用户数据库。
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
二、GSM的区域、号码、地址与识别
1. 区域定义 GSM系统属于小区制大容量移动通信网，其服务
区内设置很多基站，移动台只要在服务区内，移动通信 网就必须具有控制、交换功能，以实现位置更新、呼叫 接续、过区切换及漫游服务等功能。
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
GSM服务区 PLMN区
MSC区
(2) 网络子系统内部接口：B、C、D、E、F、G接口。 (3) GSM系统与其它公用电话网接口：GSM系统通过 MSC与公用电信网互连。一般采用7号信令系统接口。 物理链接方式：MSC与 PSTN或ISDN交换机之间采用 2.048 Mb/s的PCM数字传输链路实现的。
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
2. 1982-1985年，讨论指定模拟蜂窝网还是数字蜂窝网问题； 3. 1986年，在巴黎对提出8个数字蜂窝系统进行现场实验，并与1987
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
7.1 GSM系统总体 7.2 GSM系统的无线接口 7.3 GSM系统的控制与管理 7.4 三种TDMA蜂窝系统分析比较
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
7.1 GSM系统总体
GSM发展过程：
1. 1982年，北欧四国向CEPT递交建议书，要求制定900MHz全欧洲 统一的蜂窝移动通信系统（解决不同模拟系统的互不兼容无法漫 游的问题），并成立欧洲GSM（Group Special Mobile）；
(3) 访问用户位置寄存器(VLR)：存储进入其控制区域内来 访移动用户的有关数据，这些数据是从该移动用户的原籍位 置寄存器获取并进行暂存的，一旦移动用户离开该VLR的控 制区域， 则临时存储的该移动用户的数据就会被消除。即 VLR可看作是一个动态的用户数据库。
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
二、GSM的区域、号码、地址与识别
1. 区域定义 GSM系统属于小区制大容量移动通信网，其服务
区内设置很多基站，移动台只要在服务区内，移动通信 网就必须具有控制、交换功能，以实现位置更新、呼叫 接续、过区切换及漫游服务等功能。
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
GSM服务区 PLMN区
MSC区
(2) 网络子系统内部接口：B、C、D、E、F、G接口。 (3) GSM系统与其它公用电话网接口：GSM系统通过 MSC与公用电信网互连。一般采用7号信令系统接口。 物理链接方式：MSC与 PSTN或ISDN交换机之间采用 2.048 Mb/s的PCM数字传输链路实现的。
第 7 章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网
2. 1982-1985年，讨论指定模拟蜂窝网还是数字蜂窝网问题； 3. 1986年，在巴黎对提出8个数字蜂窝系统进行现场实验，并与1987
第7章 时分多址(TDMA)数字蜂窝网 数字移动通信课件
用户的IMSI信息
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(3) GSM系统与其它公用电信网接口。
– 其它公用电信网：公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、
分组交换公用数据网PSPDN和电路交换公用数据网CSPDN等
– 接口必须满足ITU的有关接口和信令标准及各个国家通信运营 部门制定的与这些电信网有关的接口和信令标准
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
– 网络子系统内部接口
D接口
HLR与VLR间的接口 用于交换有关移动台位置和用户管理的信息，保证移 动台在整个服务区内建立和接收呼叫 通过MSC与HLR间的标准2.048Mbit/s的PCM数字传输 链路实现
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
BTS
BSC
图 7 - 1 GSM蜂窝系统的网络结构
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网 1、移动台子系统MS • 是GSM移动通信网中用户使用的设备 • 类型：手机、车载台、便携台 • 通过无线接口接入GSM系统；提供与使用者间的接口 • 用户识别模块SIM： – 包含所有与用户有关的信息和某些无线接口的信息， 其中也包括鉴权和加密信息 – 处理异常的紧急呼叫时（如119、110、120、122等）， 可以不插入SIM卡
基站子系统 MS TE MS BTS BSC
网络子系统 VLR MSC HLR AUC EIR OMC PSTN ISDN PDN
BTS
BSC
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
基站子系统 MS TE MS BTS BSC
网络子系统 VLR MSC HLR AUC EIR OMC PSTN ISDN PDN
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
蜂窝组网技术
结合应用
AI与蜂窝组网技术的结合将推动智能化网络的发展，实现自适应的网络优化、故障诊断 和智能运维等功能，提升网络的服务质量和可靠性。
THANKS
感谢观看
06
蜂窝组网技术的未来发展
5G与6G蜂窝网络技术
5G技术
5G蜂窝网络技术将带来更高的数据传输 速率、更低的延迟和更大的网络容量， 支持更多设备的连接，为物联网、智能 交通、远程医疗等领域提供更好的服务 。
VS
6G技术
6G蜂窝网络技术将进一步拓展频谱资源 ，实现全球覆盖和高空平台通信，提供更 高效、更智能的服务，如超高速移动宽带 、大规模物联网和智能网络等。
TDMA（时分多址）
总结词
时分多址是一种将时间分割成若干个小的时隙，并分配给不 同的用户进行通信的技术。
详细描述
在TDMA中，每个用户被分配一个特定的时隙，并且在该时 隙内进行通信。由于时隙被分隔开，用户之间的干扰较小。 TDMA的优点在于能够提高频带利用率，但需要精确的时间 同步。
CDMA（码分多址）
04
蜂窝组网技术的应用场景
城市环境
城市蜂窝组网技术主要用于满 足城市中大量用户对移动通信 的需求。
在城市环境中，由于用户密度 高，需要建设大量的基站来保 证信号覆盖和通信质量。
城市蜂窝组网技术需要具备高 容量、高可靠性、高移动性等 特性，以满足城市用户的需求。
郊区与农村环境
郊区和农村地区的用户密度相对 较低，但覆盖范围较广。
蜂窝组网技术需要具备较低成本、 较广覆盖范围等特性，以满足郊
区和农村地区用户的需求。
在这些地区，基站建设成本较高， 因此需要采用一些特殊的组网技
术，如微微蜂窝、中继站等。
移动通信网络
AI与蜂窝组网技术的结合将推动智能化网络的发展，实现自适应的网络优化、故障诊断 和智能运维等功能，提升网络的服务质量和可靠性。
THANKS
感谢观看
06
蜂窝组网技术的未来发展
5G与6G蜂窝网络技术
5G技术
5G蜂窝网络技术将带来更高的数据传输 速率、更低的延迟和更大的网络容量， 支持更多设备的连接，为物联网、智能 交通、远程医疗等领域提供更好的服务 。
VS
6G技术
6G蜂窝网络技术将进一步拓展频谱资源 ，实现全球覆盖和高空平台通信，提供更 高效、更智能的服务，如超高速移动宽带 、大规模物联网和智能网络等。
TDMA（时分多址）
总结词
时分多址是一种将时间分割成若干个小的时隙，并分配给不 同的用户进行通信的技术。
详细描述
在TDMA中，每个用户被分配一个特定的时隙，并且在该时 隙内进行通信。由于时隙被分隔开，用户之间的干扰较小。 TDMA的优点在于能够提高频带利用率，但需要精确的时间 同步。
CDMA（码分多址）
04
蜂窝组网技术的应用场景
城市环境
城市蜂窝组网技术主要用于满 足城市中大量用户对移动通信 的需求。
在城市环境中，由于用户密度 高，需要建设大量的基站来保 证信号覆盖和通信质量。
城市蜂窝组网技术需要具备高 容量、高可靠性、高移动性等 特性，以满足城市用户的需求。
郊区与农村环境
郊区和农村地区的用户密度相对 较低，但覆盖范围较广。
蜂窝组网技术需要具备较低成本、 较广覆盖范围等特性，以满足郊
区和农村地区用户的需求。
在这些地区，基站建设成本较高， 因此需要采用一些特殊的组网技
术，如微微蜂窝、中继站等。
移动通信网络
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Um接口(空中接口)。 Um接口(空中接口)定义为移 动台(MS)与基站收发信机(BTS)之间的无线通信接口， 它是GSM系统中最重要、 最复杂的接口。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
7.1.3 GSM的区域、 号码、 地址与识别 1. 区域定义
在由GSM系统组成的移动通信网络结构中， 其相应 的区域定义如图 7-3 所示。
第7章 时分多ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(TDMA) 数字蜂窝网
1988年，18个欧洲国家达成GSM谅解备忘录，颁布了 GSM标准，即泛欧数字蜂窝网通信标准。它包括两个并 行的系统： GSM 900 和DCS 1800，这两个系统功能相 同，主要的差异是频段不同。
在GSM标准中，未对硬件作出规定，只对功能、 接 口等作了详细规定，便于不同公司的产品可以互连互 通。GSM标准共有 12 项内容，如表7-1 所示。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
表 7 - 1 GSM 标准
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
7.1.2 网络结构
GSM蜂窝系统的网络结构如图 7 - 1 所示。 由图可 见， GSM蜂窝系统的主要组成部分可分为移动台、 基 站子系统和网络子系统。
基站子系统(简称基站BS)由基站收发台(BTS)和基 站控制器(BSC)组成； 网络子系统由移动交换中心 (MSC)、操作维护中心(OMC)、原籍位置寄存器 (HLR)、访问位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)和移动 设备识别寄存器(EIR)等组成。
7.1.1 GSM系统发展史
GSM的历史可以追溯到 1982 年， 当时， 北欧 四国向欧洲邮电行政大会CEPT(Conference Europe of Post and Telecommunications)提交了一份建议书， 要 求制定 900 MHz频段的欧洲公共电信业务规范， 建 立全欧统一的蜂窝网移动通信系统， 以解决欧洲各 国由于采用多种不同模拟蜂窝系统造成的互不兼容， 无法提供漫游服务的问题。
MNC： 移动网号码， 最多由两位数字组成， 用于识别移动用户所归属的移动通信网。
MSIN: 移动用户识别码， 用以识别某一移动通信 网(PLMN)中的移动用户。
由MNC和MSIN两部分组成国内移动用户识别码 (NMSI)。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(2) 临时移动用户识别码。 考虑到移动用户识别码的安全性， GSM系统能提供 安全保密措施， 即空中接口无线传输的识别码采用临 时移动用户识别码(TMSI)代替IMSI。 两者之间可按一定的算法互相转换。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网※
7.1 GSM系统总体结构 7.2 GSM系统的无线接口 7.3 GSM系统的控制与管理 7.4 三种TDMA蜂窝系统分析比较 7.5 GPRS---通用分组无线业务
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
7.1 GSM系统总体结构
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
② 移动台漫游号码(MSRN)。 当移动台漫游到一个新的服务区时， 由VLR给它分 配一个临时性的漫游号码， 并通知该移动台的HLR， 用于建立通信路由。 一旦该移动台离开该服务区， 此 漫游号码即被收回， 并可分配给其它来访的移动台使 用。 漫游号码的组成格式与移动台国际(或国内)ISDN号 码相同。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(4) 位置区。 位置区一般由若干个小区(或基站区)组 成， 移动台在位置区内移动无需进行位置更新。
(5) 基站区。 基站区系指基站收发信机有效的无线覆 盖区， 简称小区。
(6) 扇区。 当基站收发信天线采用定向天线时， 基站 区分为若干个扇区。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
GSM系统各部分之间的接口如图 7-2 所示。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
Um MS
MSC E
BTS BSC
A
MSC
F
EIR
Abis C B
图 7 - 2 GSM系统的接口
HLR D
VLR G
VLR
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(1) 主要接口。 GSM系统的主要接口是指A接口、 Abis接口和Um接
口。 这三种主要接口的定义和标准化可保证不同厂家生 产的移动台、 基站子系统和网络子系统设备能够纳入同 一个GSM移动通信网运行和使用。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
A接口。 A接口定义为网络子系统(NSS)与基站子 系统(BSS)之间的通信接口。
Abis接口。 Abis接口定义为基站子系统的基站控 制器(BSC)与基站收发信机两个功能实体之间的通信接 口， 用于BTS(不与BSC放在一处)与BSC之间的远端互 连方式。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
移动台的另外一个重要组成部分是用户识别模块 (SIM)， 亦称SIM卡。 它基本上是一张符合ISO(开放系 统互连)标准的“智慧”磁卡， 其中包含与用户有关的
无 线接口的信息， 也包括鉴权和加密的信息。
使用GSM标准的移动台都需要插入SIM卡， 只有当 处理异常的紧急呼叫时， 才可以在不用SIM卡的情况下 操作移动台。
2. 号码与识别 各种号码的定义及用途如下： (1) 移动用户识别码。 在GSM系统中， 每个用户均分配一个惟一的国际移
动用户识别码(IMSI)。 此码在所有位置(包括在漫游区) 都是有效的。 通常在呼叫建立和位置更新时， 需要使 用IMSI。
IMSI的组成如图 7 - 4 所示。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
同年成立了欧洲移动通信特别小组，简称SM(Group Special Mobile)。在1982～1985年期间，讨论焦点是制 定模拟蜂窝网还是数字蜂窝网的标准，直到1985年才 决定制定数字蜂窝网标准。
1986 年，在巴黎对欧洲各国经大量研究和实验后所 提出的8个数字蜂窝系统进行了现场试验。1987年5月， GSM成员国经现场测试和论证比较， 选定窄带TDMA 方案。
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(3) 国际移动设备识别码。 国际移动设备识别码(IMEI)是区别移动台设备的标
志，可用于监控被窃或无效的移动设备。IMEI的格式如 图 7-5 所示。 图中：
TAC: 型号批准码， 由欧洲型号标准中心分配。 FAC: 装配厂家号码。 SNR: 产品序号， 用于区别同一个TAC和FAC中的 每台移动设备。 SP: 备用。
(1) GSM服务区。 服务区是指移动台可获得服务的区 域， 即不同通信网(如PSTN或ISDN)用户无需知道移动 台的实际位置而可与之通信的区域。
(2) 公用陆地移动通信网(PLMN)。 一个公用陆地移动 通信网(PLMN)可由一个或若干个移动交换中心组成。
(3) MSC区。 MSC区系指一个移动交换中心所控制的 区域， 通常它连接一个或若干个基站控制器， 每个基 站控制器控制多个基站收发信机。
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CC
NDC
SN
移动台国内有效
ISDN号 码
移 动 台 国 际ISDN号 码
图 7 - 6 移动台国际ISDN的格式
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CC: 国家代号， 即移动台注册登记的国家代号， 中 国为 86。
NDC: 国内地区码， 每个PLMN有一个NDC。 SN: 移动用户号码。 由NDC和SN两部分组成国内ISDN号码， 其长度不 超过 13 位数。 国际ISDN号码长度不超过 15 位数字。
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6位 数 字 TAC
2位 数 字
6位 数 字
FAC
SNR
IMEI（15位 数 字 )
1位 数 字 SP
图 7 - 5 国际移动设备识别码(IMEI)的格式
☆查询方法：*#06#
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(4) 移动台的号码。 移动台的号码类似于PSTN中的电话号码， 是在呼叫 接续时所需拨的号码， 其编号规则应与各国的编号规 则相一致。 移动台的号码有下列两种： ① 移动台国际ISDN号码(MSISDN)。 MSISDN为呼 叫GSM系统中的某个移动用户所需拨的号码。 一个移 动台可分配一个或几个MSISDN号码， 其组成格式如图 7 - 6 所示。 图中：
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一个MSC可管理多达几十个基站控制器， 一个基站控 制器最多可控制256个BTS。 由MS、 BS和网络子系统构 成公用陆地移动通信网， 该网络由MSC与公用交换电话网 (PSTN)、 综合业务数字网(ISDN)和公用数据网(PDN)进行 互连。
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7.1.4 主要业务
1. 通信业务分类 GSM系统的业务都是建立在ISDN概念基础上。 GSM系统能提供 6 类 10 种电信业务，其编号、 名
称、 业务类型及实现阶段见表 7-2。
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表 7 – 2 GSM电信业务分类
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移动台通过无线接口接入GSM系统， 具有无线传输 与处理功能。 此外， 移动台必须提供与使用者之间的 接口， 比如， 为完成通话呼叫所需要的话筒、 扬声 器、 显示屏和各种按键； 或者提供与其它一些终端设 备(TE)之间的接口， 如与个人计算机或传真机之间的 接口。
基站子系统主要由基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC) 构成。 BTS可以直接与BSC相连接， 也可以通过基站接口设 备(BIE)采用远端控制的连接方式与BSC相连接。
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7.1.3 GSM的区域、 号码、 地址与识别 1. 区域定义
在由GSM系统组成的移动通信网络结构中， 其相应 的区域定义如图 7-3 所示。
第7章 时分多ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(TDMA) 数字蜂窝网
1988年，18个欧洲国家达成GSM谅解备忘录，颁布了 GSM标准，即泛欧数字蜂窝网通信标准。它包括两个并 行的系统： GSM 900 和DCS 1800，这两个系统功能相 同，主要的差异是频段不同。
在GSM标准中，未对硬件作出规定，只对功能、 接 口等作了详细规定，便于不同公司的产品可以互连互 通。GSM标准共有 12 项内容，如表7-1 所示。
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表 7 - 1 GSM 标准
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7.1.2 网络结构
GSM蜂窝系统的网络结构如图 7 - 1 所示。 由图可 见， GSM蜂窝系统的主要组成部分可分为移动台、 基 站子系统和网络子系统。
基站子系统(简称基站BS)由基站收发台(BTS)和基 站控制器(BSC)组成； 网络子系统由移动交换中心 (MSC)、操作维护中心(OMC)、原籍位置寄存器 (HLR)、访问位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)和移动 设备识别寄存器(EIR)等组成。
7.1.1 GSM系统发展史
GSM的历史可以追溯到 1982 年， 当时， 北欧 四国向欧洲邮电行政大会CEPT(Conference Europe of Post and Telecommunications)提交了一份建议书， 要 求制定 900 MHz频段的欧洲公共电信业务规范， 建 立全欧统一的蜂窝网移动通信系统， 以解决欧洲各 国由于采用多种不同模拟蜂窝系统造成的互不兼容， 无法提供漫游服务的问题。
MNC： 移动网号码， 最多由两位数字组成， 用于识别移动用户所归属的移动通信网。
MSIN: 移动用户识别码， 用以识别某一移动通信 网(PLMN)中的移动用户。
由MNC和MSIN两部分组成国内移动用户识别码 (NMSI)。
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(2) 临时移动用户识别码。 考虑到移动用户识别码的安全性， GSM系统能提供 安全保密措施， 即空中接口无线传输的识别码采用临 时移动用户识别码(TMSI)代替IMSI。 两者之间可按一定的算法互相转换。
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第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网※
7.1 GSM系统总体结构 7.2 GSM系统的无线接口 7.3 GSM系统的控制与管理 7.4 三种TDMA蜂窝系统分析比较 7.5 GPRS---通用分组无线业务
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7.1 GSM系统总体结构
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② 移动台漫游号码(MSRN)。 当移动台漫游到一个新的服务区时， 由VLR给它分 配一个临时性的漫游号码， 并通知该移动台的HLR， 用于建立通信路由。 一旦该移动台离开该服务区， 此 漫游号码即被收回， 并可分配给其它来访的移动台使 用。 漫游号码的组成格式与移动台国际(或国内)ISDN号 码相同。
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(4) 位置区。 位置区一般由若干个小区(或基站区)组 成， 移动台在位置区内移动无需进行位置更新。
(5) 基站区。 基站区系指基站收发信机有效的无线覆 盖区， 简称小区。
(6) 扇区。 当基站收发信天线采用定向天线时， 基站 区分为若干个扇区。
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GSM系统各部分之间的接口如图 7-2 所示。
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Um MS
MSC E
BTS BSC
A
MSC
F
EIR
Abis C B
图 7 - 2 GSM系统的接口
HLR D
VLR G
VLR
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(1) 主要接口。 GSM系统的主要接口是指A接口、 Abis接口和Um接
口。 这三种主要接口的定义和标准化可保证不同厂家生 产的移动台、 基站子系统和网络子系统设备能够纳入同 一个GSM移动通信网运行和使用。
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A接口。 A接口定义为网络子系统(NSS)与基站子 系统(BSS)之间的通信接口。
Abis接口。 Abis接口定义为基站子系统的基站控 制器(BSC)与基站收发信机两个功能实体之间的通信接 口， 用于BTS(不与BSC放在一处)与BSC之间的远端互 连方式。
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移动台的另外一个重要组成部分是用户识别模块 (SIM)， 亦称SIM卡。 它基本上是一张符合ISO(开放系 统互连)标准的“智慧”磁卡， 其中包含与用户有关的
无 线接口的信息， 也包括鉴权和加密的信息。
使用GSM标准的移动台都需要插入SIM卡， 只有当 处理异常的紧急呼叫时， 才可以在不用SIM卡的情况下 操作移动台。
2. 号码与识别 各种号码的定义及用途如下： (1) 移动用户识别码。 在GSM系统中， 每个用户均分配一个惟一的国际移
动用户识别码(IMSI)。 此码在所有位置(包括在漫游区) 都是有效的。 通常在呼叫建立和位置更新时， 需要使 用IMSI。
IMSI的组成如图 7 - 4 所示。
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同年成立了欧洲移动通信特别小组，简称SM(Group Special Mobile)。在1982～1985年期间，讨论焦点是制 定模拟蜂窝网还是数字蜂窝网的标准，直到1985年才 决定制定数字蜂窝网标准。
1986 年，在巴黎对欧洲各国经大量研究和实验后所 提出的8个数字蜂窝系统进行了现场试验。1987年5月， GSM成员国经现场测试和论证比较， 选定窄带TDMA 方案。
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(3) 国际移动设备识别码。 国际移动设备识别码(IMEI)是区别移动台设备的标
志，可用于监控被窃或无效的移动设备。IMEI的格式如 图 7-5 所示。 图中：
TAC: 型号批准码， 由欧洲型号标准中心分配。 FAC: 装配厂家号码。 SNR: 产品序号， 用于区别同一个TAC和FAC中的 每台移动设备。 SP: 备用。
(1) GSM服务区。 服务区是指移动台可获得服务的区 域， 即不同通信网(如PSTN或ISDN)用户无需知道移动 台的实际位置而可与之通信的区域。
(2) 公用陆地移动通信网(PLMN)。 一个公用陆地移动 通信网(PLMN)可由一个或若干个移动交换中心组成。
(3) MSC区。 MSC区系指一个移动交换中心所控制的 区域， 通常它连接一个或若干个基站控制器， 每个基 站控制器控制多个基站收发信机。
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CC
NDC
SN
移动台国内有效
ISDN号 码
移 动 台 国 际ISDN号 码
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CC: 国家代号， 即移动台注册登记的国家代号， 中 国为 86。
NDC: 国内地区码， 每个PLMN有一个NDC。 SN: 移动用户号码。 由NDC和SN两部分组成国内ISDN号码， 其长度不 超过 13 位数。 国际ISDN号码长度不超过 15 位数字。
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6位 数 字 TAC
2位 数 字
6位 数 字
FAC
SNR
IMEI（15位 数 字 )
1位 数 字 SP
图 7 - 5 国际移动设备识别码(IMEI)的格式
☆查询方法：*#06#
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
(4) 移动台的号码。 移动台的号码类似于PSTN中的电话号码， 是在呼叫 接续时所需拨的号码， 其编号规则应与各国的编号规 则相一致。 移动台的号码有下列两种： ① 移动台国际ISDN号码(MSISDN)。 MSISDN为呼 叫GSM系统中的某个移动用户所需拨的号码。 一个移 动台可分配一个或几个MSISDN号码， 其组成格式如图 7 - 6 所示。 图中：
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一个MSC可管理多达几十个基站控制器， 一个基站控 制器最多可控制256个BTS。 由MS、 BS和网络子系统构 成公用陆地移动通信网， 该网络由MSC与公用交换电话网 (PSTN)、 综合业务数字网(ISDN)和公用数据网(PDN)进行 互连。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
7.1.4 主要业务
1. 通信业务分类 GSM系统的业务都是建立在ISDN概念基础上。 GSM系统能提供 6 类 10 种电信业务，其编号、 名
称、 业务类型及实现阶段见表 7-2。
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
表 7 – 2 GSM电信业务分类
第7章 时分多址(TDMA) 数字蜂窝网
移动台通过无线接口接入GSM系统， 具有无线传输 与处理功能。 此外， 移动台必须提供与使用者之间的 接口， 比如， 为完成通话呼叫所需要的话筒、 扬声 器、 显示屏和各种按键； 或者提供与其它一些终端设 备(TE)之间的接口， 如与个人计算机或传真机之间的 接口。
基站子系统主要由基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC) 构成。 BTS可以直接与BSC相连接， 也可以通过基站接口设 备(BIE)采用远端控制的连接方式与BSC相连接。