GSM基本原理-课件

GSM系统业务功能
承载业务 语音业务
数据业务
短消息业务 补充业务
GSM关键技术
非连续发送（DTX） 跳频技术
基带跳频和射频跳频
分集接收
空间分集、时间分集、频率分集、极化分集
功率控制 时间提前量
第三章 GSM系统的编号计划

MSISDN： 移动用户号码 IMSI ：国际移动用户识别码 TMSI ：临时移动用户识别码 MSRN ：移动用户漫游号码 LAI ：位置区域识别码 LAI=MCC+MNC+LAC MCC：国家代码 MNC：网络代码 LAC：位置区号码 CGI 全球小区识别码 CGI=LAI+CI CI：小区识别号码
空中接口信令流程及过程分析
在从手机到固定用户的方向上：BTS接收到来自手机的数据信息，并 将之传送到BSC。BSC通过C7信令链路将信息传送给MSC，MSC立 即通过PSTN建立到固定用户的呼叫。MSC将PSTN连接到GSM网络 ，并且给正处理该MS呼叫的BSS分配一个陆地链路。BSC随即给该 MS分配一个空中接口信道，并建立与刚分配的陆地链路的连接，完 成两个不同用户之间的连接。 在从固定用户到手机的方向上：MSC接收到来自于PSTN（通过C7） 的关于呼叫的初始化数据信息后，通过来自于HLR的参考信息建立好 相关手机的位置信息。随后就了解了到底该MS处于哪个MSC控制的 BSC下，由该MSCBSIC=NCC+BCC NCC：PLMN色码，用于不同的省份 BCC：基站色码，用于识别相邻采用 相同频点的不同BTS（CELL）。 IMEI：国际移动设备识别码
第四章 GSM系统网络结构
MS 移动台
ME，SIM
BSS基站子系统
BTS、BSC、XCDR（TC）
（6）为响应“set_up”消息，VLR送“complete call”消息给MSC ，MSC通过BSS通报“call proceeding”消息给MS。 （7）MSC随后分配业务信道给BSS（通过”assignment command”） 并且BSS分配一个”air_interface”业务信道。MS通过“assignment complete”消息响应BSS并发到MSC。 （8）MSC送”initial and final messafe(IFAM)给PSTN。当被叫振铃时 ，PSTN回应“address complete messgage(ACM)”给MSC，MSC 再送”Alerting”信息给MS，此时MS处听到回铃音。 （9）被叫用户摘机后（此时，PSTN回“Answer”消息给MSC） ,MSC发 “connect”消息给MS，并且停给MS的回铃音。然后， MSC连接GSM业务信道和PSTN，完成点对点的业务连接。 （10）开始通话。
3、TD—SCDMA、CDMA2000、WCDMA
多址技术
FDMA
Power
单元－ CDMA 概述
TDMA
Power
CDMA
Power
第二章 GSM系统性能
GSM系统基本特点
GSM系统由几个分系统组成，各个分系统 之间有标准的接口方案，保证任何厂商提 供的GSM系统设备可以互连。 GSM系统除开放基本的话音业务外，还可 以提供数据业务，补充业务和ISDN等业务。 GSM系统采用FDMA、TDMA和跳频的复 用方式，频率复用率较高。 GSM系统具有较强的鉴权和加密功能，能 确保用户和网络的安全。 GSM系统抗干扰能力较强，系统的通信质 量较高
逻辑信道
BCCH类 广播控制信道仅是下行信道(从基站到移动台),包括: BCCH广播控制信道,用来发送网络相关的信息。该信道是连续发射的, 供周围小区中的移动台测量其信号强度。 SCH（Synchronizing Channel）同步信道，用来发送帧同步信息。 FCCH（Frequency Control Channel）频率控制信道，发射载波同步信 息。 CCCH类 通用控制信道类是双向的，即包括上行和下行两个方向： RACH（Random Access Channel）随机接入信道是上行信道用于移动 台接入系统。 PCH（Paging Channel）寻呼信道和AGCH（Access Granted Channel）接入允许信道都是下行的，AGCH用于给MS分配资源，如 SDCCH。PCH用于系统寻呼移动台。PCH和AGCH从不同时使用。 CBCH（Cell Broadcast Channel）小区广播信道，用于向小区内所有 的移动台广播信息，如话务信息等。
第三代 IMT-2000 UMTS WCDMA CDMA 2000 TDSCDMA
TACS拟 技 NMT 其它
术
需求驱动
数 字 技 术
宽
带
业 务
1、AMPS、TACS、NMT
AMPS:Advanced Mobile Phone System TACS:Total Access Communication System NMT:Nordic Mobile Telephone System
注：
每个小区只需要一个BCCH/CCCH 时隙（不是RF载频）
如果广播信道组被分配到了时隙2、4或6，那么 FCCH和SCH将被填充突发脉冲序列代替，因为这 些信道只能在时隙0 出现。
注：
每个小区只需要一个BCCH/CCCH 时隙（不是RF载频）
帧与定时 26帧业务信道复帧 下面图示了时隙、TDMA帧及26帧复帧与时间之间的关系。某些时间是 近似值，因为GSM规范中是用分数来确切规定时间值的，如：一个时 隙的确切时长是15/26ms）。 注： 在26帧业务信道复帧中，帧12（第13帧）被用作慢速随路控制信道 SACCH，用来在MS和BTS之间传送链路控制信息。小区给每个业务信 道分配的时隙都是这种格式，也就是说最开始是12个突发脉冲序列 （Burst）的业务信息，接下来是1个Burst的SACCH，然后是12个 Burst的业务信息和一个空闲的Burst。 一个26帧业务信道复帧持续的 时长是120ms（共有26个TDMA帧）。 当采用半速率时，26帧业务复帧中每个用来传业务的帧可以传两路 MS用户通话（空中接口中MS的数据速率是原来的一半）。尽管业务 数据速率减半了，但SACCH信息没有少，所以要把原来空闲的帧25也 用作SACCH。
NSS网络与交换子系统
MSC、HLR、VLR、AUC、EC、IWF
OSS操作与维护子系统
OMC、NMC
名称缩写
MS（Mobile Station):移动台 BSS（Base Station Subsystem):基站子系统 BTS（Base Transceiver Station):基站收发信台 BSC (Base Station Controller): 基站控制器 IWF （Interworking Function): 交互功能 EIR （Equipment Identity Register):设备识别寄存器 MSC （Mobile Switching Center):移动交换中心 NMS （Network Management System):操作维护子系统 NSS （Network Switching Subsystem): 移动交换子系统 VLR （Visitor Location Register):拜访位置寄存器 HLR （Home Location Register):归属位置寄存器 AUC （Authertication Center):鉴权中心
DCCH类 专用控制信道在移动台呼叫建立或用户身份验证时，唯一的分配给该 移动台。DCCH包括： SDCCH（Standalone Dedicated Control Channel）独立专用控制信 道，用于移动台在呼叫建立或做用户身份验证时，向移动台发送或接 收数据。 随路控制信道（Associated Control Channel），包括慢速随路控 制信道SACCH（Slow Associated Control Channel）和快速随路控 制信道FACCH（Fast Associated Control Channel）。SACCH用于 无线链路功率测量及传送功率控制消息。FACCH用于传送“事件” 型消息，如切换消息。FACCH和SACCH都工作在上行和下行两个方 向。
2、GSM、GPRS、EDGE、CDMA
GSM:Global System for Mobile Communications GPRS:General Packet Radio Service EDGE: Enhanced Data Rate for GSM Evolution CDMA:Code Division Mutiple Access
呼叫流程详解
1 从手机到固定用户的呼叫流程 （1）手机用户按下”SEND”键发送“channel request”消息给BSS。接 下来，BSS分配专用控制信道，建立MS和BSS之间的信令链路。（ “SABM”-设置异步平衡模式） （2）BSS将“Request for service”消息送到MSC，MSC并将之送到 VLR。如果该手机用户已经预先在该VLR注册，则VLR将执行鉴权进程 ；如果MS没有注册，该VLR将从HLR提取该MS的鉴权参数。图中是假 设该MS预先在VLR注册的情况。 （3）手机用户鉴权（可选）通过利用鉴权消息和加密算法产生。如果 鉴权成功，“呼叫建立”流程将继续。如果加密被使用，此时，这些消 息将做为“set_up”消息包含在敏感信息中被初始化。 （4）呼叫信息（包括呼叫种类、被呼叫的数目等）伴随着“set_up” 消息将被MS送到MSC。该消息随后被MSC送到VLR。 （5）MSC可以初始化进行IMEI检查（是否MS是被盗手机？等等）注 意：在消息流程中，该检查可能会推迟发生。
GSM基本原理
目录
第一章 移动通信的发展 第二章 GSM系统性能 第三章 GSM系统的编号计划 第四章 GSM系统网络结构 第五章 GSM系统陆地接口 第六章 GSM系统空中信道