2020年GSM数字移动通信系统介绍(PPT 83页)参照模板
用户鉴权
•
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
•
1、GSM识别码
1、移动用户号码MSISDN：CC+NDC+SN
CC：国家码，中国86 NDC：国内目标码 SN：用户码
2、移动用户识别码IMSI：MCC+MNC+MSIN
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S
90S
2001
•
各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行 825-845 下行 870-890
5、临时移动用户识别码（TMSI） 用于保护IMSI码，该号只在本MSC区域有效，其结构可
由各电信部门选择，长度不超过4个字节。
•
GSM识别码(续)
6、位置区识别码LA =MCC＋MNC＋LAC MCC＝移动国家号，识别一个国家 MNC＝移动网号，识别国内的GSM网 LAC＝位置区号码，识别一个GSM网中的位置区
•
操作维护分系统
1、OMC-S对交换分系统的操作维护 操作功能：系统控制、移动用户管理、服务
管理、业务管理、计费、路由和网络管理。 维护功能：移动用户线维护、局间中继线维
护、系统软硬件维护。 2、OMC-R对基站分系统的操作维护 包括：人机接口管理、保密管理、配置管理、
运行管理、出错管理
•
二、GSM系统中的各类接口
•
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
和预处理，传送给MSC处理。 *切换：小区内、小区间、外部切换 *移动管理：由MSC/HLR/VLR和MS共同完成 *呼叫控制：由MSC/VLR/HLR完成 *安全特性：用户数据密钥管理、用户识别、信令信息保密、
•
2、A接口功能
*地面信道功能 -地面信道分配、地面信道阻塞、测试呼叫
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
时隙和突发
时隙：为576.9us的时间片，含156.25bit。 突发序列：在一个时隙中，被发送的无线载波所携带
的信息比特串。 根据功能不同，共有4种突发形式：
普通突发序列：携带业务信道和除、SCH、
RACH外的控制信道信息。 频率校正突发序列：用于移动台频率同步。 同步突发序列：用于移动台定时同步。 接入突发序列：用于移动台随机接入。
•
MSC业务区
LA1 LA2
MSC
VLR
LA4
LA3
cell
Sm MS
Um Abis A
BSS
MSC
G
B
VLR
VLR
D
C
HLR
E
F
EIR MSC
•
1、Um 无线接口
规定信道结构和接入能力 定义MS-BS通信协议 完成呼叫控制处理 实现移动性、安全管理 完成功率控制等业务功能
•
信道的帧结构
01 2
1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047
1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)
•
突发脉冲序列
1、普通突发脉冲序列
3 加密比特58
训练序列26
2、频率校正突发脉冲序列
3
固定比特142
加密比特58
保护时间 3 8.25
保护时间 3 8.25
3 加密比特39
训练序列64
4、接入突发脉冲序列
3 训练序列41
加密比特36 3
•
加密比特39
保护时间 3 8.25
保护时间 68.25
无线资源分配
•一个基站系统BSS包含一个基站控制器BSC以及一个或多个 基站收发信台BTS。一个BTS在一个小区内建立无线电覆 盖，故一个基站系统的覆盖区域包含若干个小区。
•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
小区配置：将无线频率信道的一个子集分配给某特定的小区 使用。
移动配置：将小区配置的无线频率信道中的若干个动态分配 给某个移动用户。
时隙的分配：在上下行链路上成对进行。在BTS一侧，上行 TDMA帧比相应下行 TDMA帧固定延迟3个时隙。在移动 台一侧也存在相应的延迟。
慢跳频：每个移动台在每个TDMA帧的发送时隙改变一次频 率。
FDMA
美国、澳大利亚、加拿 大等
上行 890-915 下行 935-960
FDMA
中国、英国、香港、阿 联酋等
GMS
上行 890-915 下行 935-960
TDMA
中国、欧洲各国
数字 蜂窝
D-AMPS (IS-54)
上行 824-849 下行 869-894
TDMA
美国
系统
PDC
上行 940-956
MSC
AUC
PDN PSTN ISDN
HLR
BTS
VLR
MS 移动台
BTS
BSC
BTS 基站子系统
OMC MSC
网络交换子系统
公共网
•
GSM系统设备
1、移动台MS 2、基站子系统BSS
基站控制台BSC 基站收发信台BTS 4、操作维护子系统OMC OMC-B OMC-S
3、网络交换子系统 移动交换中心MSC 归属位置寄存器HLR 访问位置寄存器VLR 设备标志寄存器EIR 认证中心AUC
区的拜访位置寄存器（VLR）登记。 2、位置区（LA）
广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。利用位 置区识别码（LAI），系统能够区别不同的位置区。 3、小区（CELL）
一个位置区划分为若干个小区，它是一个BTS的无线覆盖 区域。一个小区具有一个全球识别码（CGI）的。同时，利用 基站识别码BSIC），移动台本身能区分使用同样的载频的各个 小区。
•
移动台语音处理的过程
语音 输入 A/D
13kbit/
s
语音编
信道编
码
码
加密
TDMA帧 形成
调治
语音 输出 D/A
语音解 码
信道解 码
解密
信道分 离
解调
•
基站子系统BSS
•基站系统是在小区内建立无线电覆盖的设备，负责管理无 线资源，建立移动台与网络之间的无线信道，传送网络的 各种信令及用户信息等。
•
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
7、小区全球识别码CGI ＝MCC＋MNC＋LAC＋CI 用于识别一个位置区内的小区。
8、基站识别码（BSIC ＝NCC＋BCC ）(6bit） NCC＝国家色码，用于识别GSM移动网(3bit) BCC＝基站色码，用于识别基站(3bit)
•
2、位置区划分
1、MSC/VLR业务区： MSC/VLR所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该
（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
•市场驱动
--中国大陆：移动电话用户1999年超过4000万用户，移动电 话业务量占整个电信业务量的50%。据信息产业部副部长 娄勤俭说，到六月底，中国内地移动电话用户将达到1.16 亿户，比去年年底净增3000多万户。
--全球移动电话用户到2000年已达到5亿。目前，全球约每 10人拥有一部手机，而未来五年内，每五人就拥有一部手 机。
•
GSM逻辑信道类型（续）
控制信道：广播信道、公共控制信道、专用控制信道 广播控制信道（BCH）
频率校正信道（FCCH）：移动台频率校正 同步信道（SCH）：移动台的帧同步和基站识别 广播控制信道（BCCH）：发送一般消息 公共控制信道（CCCH） 寻呼信道（PCH）：基站寻呼移动台 随机接入信道（RACH）：移动台随机接入网络 准予接入信道（AGCH）：给成功的接续分配专用控制信道 专用控制信道（DCCH） 独立专用控制信道（SDCCH）：传送移动台与基站连接及分配信道的信 令 快速辅助控制信道（FACCH）：传送功率控制、测量数据等特定信息 慢速辅助控制信道（SACCH）：所携• 带信令与FACCH相同，但速率较慢。
•
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
•
1、GSM识别码
1、移动用户号码MSISDN：CC+NDC+SN
CC：国家码，中国86 NDC：国内目标码 SN：用户码
2、移动用户识别码IMSI：MCC+MNC+MSIN
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S
90S
2001
•
各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行 825-845 下行 870-890
5、临时移动用户识别码（TMSI） 用于保护IMSI码，该号只在本MSC区域有效，其结构可
由各电信部门选择，长度不超过4个字节。
•
GSM识别码(续)
6、位置区识别码LA =MCC＋MNC＋LAC MCC＝移动国家号，识别一个国家 MNC＝移动网号，识别国内的GSM网 LAC＝位置区号码，识别一个GSM网中的位置区
•
操作维护分系统
1、OMC-S对交换分系统的操作维护 操作功能：系统控制、移动用户管理、服务
管理、业务管理、计费、路由和网络管理。 维护功能：移动用户线维护、局间中继线维
护、系统软硬件维护。 2、OMC-R对基站分系统的操作维护 包括：人机接口管理、保密管理、配置管理、
运行管理、出错管理
•
二、GSM系统中的各类接口
•
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
和预处理，传送给MSC处理。 *切换：小区内、小区间、外部切换 *移动管理：由MSC/HLR/VLR和MS共同完成 *呼叫控制：由MSC/VLR/HLR完成 *安全特性：用户数据密钥管理、用户识别、信令信息保密、
•
2、A接口功能
*地面信道功能 -地面信道分配、地面信道阻塞、测试呼叫
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
时隙和突发
时隙：为576.9us的时间片，含156.25bit。 突发序列：在一个时隙中，被发送的无线载波所携带
的信息比特串。 根据功能不同，共有4种突发形式：
普通突发序列：携带业务信道和除、SCH、
RACH外的控制信道信息。 频率校正突发序列：用于移动台频率同步。 同步突发序列：用于移动台定时同步。 接入突发序列：用于移动台随机接入。
•
MSC业务区
LA1 LA2
MSC
VLR
LA4
LA3
cell
Sm MS
Um Abis A
BSS
MSC
G
B
VLR
VLR
D
C
HLR
E
F
EIR MSC
•
1、Um 无线接口
规定信道结构和接入能力 定义MS-BS通信协议 完成呼叫控制处理 实现移动性、安全管理 完成功率控制等业务功能
•
信道的帧结构
01 2
1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047
1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)
•
突发脉冲序列
1、普通突发脉冲序列
3 加密比特58
训练序列26
2、频率校正突发脉冲序列
3
固定比特142
加密比特58
保护时间 3 8.25
保护时间 3 8.25
3 加密比特39
训练序列64
4、接入突发脉冲序列
3 训练序列41
加密比特36 3
•
加密比特39
保护时间 3 8.25
保护时间 68.25
无线资源分配
•一个基站系统BSS包含一个基站控制器BSC以及一个或多个 基站收发信台BTS。一个BTS在一个小区内建立无线电覆 盖，故一个基站系统的覆盖区域包含若干个小区。
•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
小区配置：将无线频率信道的一个子集分配给某特定的小区 使用。
移动配置：将小区配置的无线频率信道中的若干个动态分配 给某个移动用户。
时隙的分配：在上下行链路上成对进行。在BTS一侧，上行 TDMA帧比相应下行 TDMA帧固定延迟3个时隙。在移动 台一侧也存在相应的延迟。
慢跳频：每个移动台在每个TDMA帧的发送时隙改变一次频 率。
FDMA
美国、澳大利亚、加拿 大等
上行 890-915 下行 935-960
FDMA
中国、英国、香港、阿 联酋等
GMS
上行 890-915 下行 935-960
TDMA
中国、欧洲各国
数字 蜂窝
D-AMPS (IS-54)
上行 824-849 下行 869-894
TDMA
美国
系统
PDC
上行 940-956
MSC
AUC
PDN PSTN ISDN
HLR
BTS
VLR
MS 移动台
BTS
BSC
BTS 基站子系统
OMC MSC
网络交换子系统
公共网
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GSM系统设备
1、移动台MS 2、基站子系统BSS
基站控制台BSC 基站收发信台BTS 4、操作维护子系统OMC OMC-B OMC-S
3、网络交换子系统 移动交换中心MSC 归属位置寄存器HLR 访问位置寄存器VLR 设备标志寄存器EIR 认证中心AUC
区的拜访位置寄存器（VLR）登记。 2、位置区（LA）
广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。利用位 置区识别码（LAI），系统能够区别不同的位置区。 3、小区（CELL）
一个位置区划分为若干个小区，它是一个BTS的无线覆盖 区域。一个小区具有一个全球识别码（CGI）的。同时，利用 基站识别码BSIC），移动台本身能区分使用同样的载频的各个 小区。
•
移动台语音处理的过程
语音 输入 A/D
13kbit/
s
语音编
信道编
码
码
加密
TDMA帧 形成
调治
语音 输出 D/A
语音解 码
信道解 码
解密
信道分 离
解调
•
基站子系统BSS
•基站系统是在小区内建立无线电覆盖的设备，负责管理无 线资源，建立移动台与网络之间的无线信道，传送网络的 各种信令及用户信息等。
•
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
7、小区全球识别码CGI ＝MCC＋MNC＋LAC＋CI 用于识别一个位置区内的小区。
8、基站识别码（BSIC ＝NCC＋BCC ）(6bit） NCC＝国家色码，用于识别GSM移动网(3bit) BCC＝基站色码，用于识别基站(3bit)
•
2、位置区划分
1、MSC/VLR业务区： MSC/VLR所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该
（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
•市场驱动
--中国大陆：移动电话用户1999年超过4000万用户，移动电 话业务量占整个电信业务量的50%。据信息产业部副部长 娄勤俭说，到六月底，中国内地移动电话用户将达到1.16 亿户，比去年年底净增3000多万户。
--全球移动电话用户到2000年已达到5亿。目前，全球约每 10人拥有一部手机，而未来五年内，每五人就拥有一部手 机。
•
GSM逻辑信道类型（续）
控制信道：广播信道、公共控制信道、专用控制信道 广播控制信道（BCH）
频率校正信道（FCCH）：移动台频率校正 同步信道（SCH）：移动台的帧同步和基站识别 广播控制信道（BCCH）：发送一般消息 公共控制信道（CCCH） 寻呼信道（PCH）：基站寻呼移动台 随机接入信道（RACH）：移动台随机接入网络 准予接入信道（AGCH）：给成功的接续分配专用控制信道 专用控制信道（DCCH） 独立专用控制信道（SDCCH）：传送移动台与基站连接及分配信道的信 令 快速辅助控制信道（FACCH）：传送功率控制、测量数据等特定信息 慢速辅助控制信道（SACCH）：所携• 带信令与FACCH相同，但速率较慢。
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通信原理GSM系统构成教学课件PPT
•（3）拜访位置寄存器（VLR） （4）鉴权中心（AUC）
•（5）设备识别寄存器（EIR） （6）操作与维护中心（OMC）
MSC的功能
MSC 从 三 种 数 据 库 —— 归 属 位 置 寄 存 器 （HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权 中心（AUC）中取得处理用户呼叫请求所需 的全部数据，同时MSC根据其最新数据更新 数据库。 MSC为用户提供一系列服务： 电信业务，如：电话、传真、紧急呼叫； 承载业务； 补充业务，如：呼叫转移、呼叫限制、会 议电话。
GSM的主要特点之二
3. 话音质量好： 鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有 关空中接口和话音编码的定义，在门限值 以上，话音质量总是可以达到相应的水平 而与无线传输质量无关。
4. 接口开放： GSM标准提供的开放性接口，如Um接口和A 接口。
GSM的主要特点之三
5. 安全性保密性好： 通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。 鉴权是用来证实用户的入网权利，从网络向MS发送一个质 疑信号，然后MS端的SIM卡按照其密钥计算出一个签字响 应发回鉴权中心，该密钥也存在于网络中，网络鉴权中心 比较两个签字响应，若一致则通过，否则取消。 加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI 是一个由业务网络给用户制定的临时识别号，以防止有人 跟踪而泄露其地理位置。
鉴权中心AUC的功能
AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM 系统的安全性管理。鉴权中心（AUC）存储 着鉴权信息与加密密钥，用来进行用户鉴 权及对无线接口上的话音、数据、信令信 号进行加密，防止无权用户接入和保证移 动用户通信安全。
移动设备识别寄存器EIR的功能
• EIR存贮着移动设备的国际移动设备识别号 （IMEI），通过核查白色清单、黑色清单、 灰色清单这三种表格，分别列出准许使用、 出现故障需监视、失窃不准使用的移动设 备识别号（IMEI）。
•（5）设备识别寄存器（EIR） （6）操作与维护中心（OMC）
MSC的功能
MSC 从 三 种 数 据 库 —— 归 属 位 置 寄 存 器 （HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权 中心（AUC）中取得处理用户呼叫请求所需 的全部数据，同时MSC根据其最新数据更新 数据库。 MSC为用户提供一系列服务： 电信业务，如：电话、传真、紧急呼叫； 承载业务； 补充业务，如：呼叫转移、呼叫限制、会 议电话。
GSM的主要特点之二
3. 话音质量好： 鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有 关空中接口和话音编码的定义，在门限值 以上，话音质量总是可以达到相应的水平 而与无线传输质量无关。
4. 接口开放： GSM标准提供的开放性接口，如Um接口和A 接口。
GSM的主要特点之三
5. 安全性保密性好： 通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。 鉴权是用来证实用户的入网权利，从网络向MS发送一个质 疑信号，然后MS端的SIM卡按照其密钥计算出一个签字响 应发回鉴权中心，该密钥也存在于网络中，网络鉴权中心 比较两个签字响应，若一致则通过，否则取消。 加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI 是一个由业务网络给用户制定的临时识别号，以防止有人 跟踪而泄露其地理位置。
鉴权中心AUC的功能
AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM 系统的安全性管理。鉴权中心（AUC）存储 着鉴权信息与加密密钥，用来进行用户鉴 权及对无线接口上的话音、数据、信令信 号进行加密，防止无权用户接入和保证移 动用户通信安全。
移动设备识别寄存器EIR的功能
• EIR存贮着移动设备的国际移动设备识别号 （IMEI），通过核查白色清单、黑色清单、 灰色清单这三种表格，分别列出准许使用、 出现故障需监视、失窃不准使用的移动设 备识别号（IMEI）。
GSM系统概述 ppt课件
GSM网络编号
1.移动台的国际身份号码ISDN(MSISDN) 在公共交换电话网编号计划中唯一地识
别移动电话的签约号码,采用E.164编码 结构: MSISDN=CC+NDC+SN
CC是国家码 NDC是移动服务访问码 SN是用户号码
2.国际移动用户识别码(IMSI)
IMSI唯一地标识了一个GSM移动网的用户,并 且能指出用户所属的国家号,PLMN网号和HLR 号码。采用E.212编码
GSM系统结构
GSM系统结构
一套完整的蜂窝移动通信系统主要是有: 交换网络子系统(SS) 无线基站子系统(BBS) 移动台(MS) 操作维护子系统(OMC)
交换网络子系统(SS)
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)
GSM系统中的接口
GSM网络区域组成
GSM 服务区 PLMN 服务区 MSC\VLR 服务区 位置区 小区
GSM网络区域组成
ITU-T对移动通信系统的区域组成基本定义如下:
GSM服务区:由一个或几个服务区组成. PLMN:是指由一家公司负责经营的移动通信业务
区域,一般由若干个业务区(移动本地网)组成. MSC/VLR业务区:MSC所覆盖的服务区域,凡在该区
结构:IMSI=MCC+MNC+MSIN
MCC 移动用户国家号
MNC 移动拥护的所属PLMN网号
MSIN 移动用户标识.
NMSI 在某个国家内MS唯一的识别码
3、移动台漫游号码（MSRN）
用于一次呼叫的路由选择。
MSRN＝CC＋NDC＋SN
GSM基本原理PPT课件
⑴ GSM 系统由几个分系统组成，各分系统都有定义明确且 详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM系统设备可以 互连。同时，GSM与各种公用通信网之间也都详细定义了标准接 口规范，使GSM系统可以与各种公用通信网实现互连互通。
.
2
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
.
10
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。
.
2
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
.
10
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移动通信系统
7.1 概述
1 GSM系统发展历史 移动特别小组还完成了制定1800MHz频段的公 共欧洲电信业务的规范，名为DCS1800系统。
DCS1800系统与GSM900系统功能相同，主要
区别是采用的频段不同。
GSM标准共有12项内容，未对硬件作出规定，
只对功能、接口等进行详细规定，以便不同公
CSL STP1/2
郴洲 MSCHLR 张家界 MSCHLR 吉首 MSC HLR 怀化 MSC HLR 永洲 18 MSC、HLR
7.1 概述
3 GSM的区域、号码、地址与识别--- （1）区域定义
区域定义
MSC 基站 … PLMN …
扇区
…
服 务 区
位置区
…
扇区
MSC
基站
PLMN
位置区
PLMN：Public Land Mobile Network 公用陆地移动通信网
移动业务本地网中应设立一个HLR和一个或若干
个移动业务交换中心(MSC)， 还可以几个移动业 务本地网共用一个MSC。 信令网络结构 在建网初期，由于国内的No.7信令网不适宜
传输MAP（移动应用部分）消息，作为过渡，先
建立移动专用No.7信令网。
14
7.1 概述
2 GSM系统网络结构与接口--- （3）我国网络结构 目前中国的GSM组网方式遵循以下原则。省内话务 和信令转接走低级话务汇接局（B1、B2）和省内低 级信令汇接局（L1、L2）。省际话务和信令转接走
3
7.1 概述
1 GSM系统发展历史
1987年5月GSM成员国就数字系统采用的主要技术达 成一致： 多址方式：窄带时分多址TDMA；
语音编码技术：规则脉冲激励线性预测RPE一LTP 语音编码； 调制方式：高斯滤波最小移频键控GMSK调制方式 1991 年 在 欧 洲 开 通 了 第 一 个 系 统 ， 将 GSM 更 名 为 “全球移动通信系统”（Globa1 system for Mobile communications） 4
2020年移动通信第9章GSM数字移动通信系统C1参照模板
重庆大学 Chongqing University 24
第九章 GSM数字移动通信系统
2.1 工作频段的分配
GSM系统的工作频段
GSM900:900MHz
DCS1800:1800MHz(随业务发展需要向下扩
展）)
美国个人通信业务（PCS）的工作频段
PCS1900: 1900MHz
IMT-2000（第三代移动系统）的工作频
移动台：能够接入PLMN,并得到通信服务 的用户设备，包括
移动终端(MS: Mobile System) 用户识别卡(SIM: Subscriber Identity
Module Card)
2020/8/9
重庆大学 Chongqing University 10
第九章 GSM数字移动通信系统
基站子系统
1991年在欧洲开通了第一个系统，将GSM更名为“全球移动通信系 统”(Globa1 system for Mobile communications) 。同年，移动特别小组完成了 1800MHz频段的移动电信业务规范，名为DCS1800系统。
1992年大多数欧洲GSM运营者开始商用业务
1993年欧洲第一个DCS1800系统投入商用
MS
BS
MSC
B VLR C
E
MSC
G
VLR
D
HLR
F
EIR
2020/8/9
重庆大学 Chongqing University 16
2020/8/9
重庆大学 Chongqing University 17
第九章 GSM数字移动通信系统
1.9 呼叫路由选择
电话网络 1 10
电话
2
网关
第九章 GSM数字移动通信系统
2.1 工作频段的分配
GSM系统的工作频段
GSM900:900MHz
DCS1800:1800MHz(随业务发展需要向下扩
展）)
美国个人通信业务（PCS）的工作频段
PCS1900: 1900MHz
IMT-2000（第三代移动系统）的工作频
移动台：能够接入PLMN,并得到通信服务 的用户设备，包括
移动终端(MS: Mobile System) 用户识别卡(SIM: Subscriber Identity
Module Card)
2020/8/9
重庆大学 Chongqing University 10
第九章 GSM数字移动通信系统
基站子系统
1991年在欧洲开通了第一个系统，将GSM更名为“全球移动通信系 统”(Globa1 system for Mobile communications) 。同年，移动特别小组完成了 1800MHz频段的移动电信业务规范，名为DCS1800系统。
1992年大多数欧洲GSM运营者开始商用业务
1993年欧洲第一个DCS1800系统投入商用
MS
BS
MSC
B VLR C
E
MSC
G
VLR
D
HLR
F
EIR
2020/8/9
重庆大学 Chongqing University 16
2020/8/9
重庆大学 Chongqing University 17
第九章 GSM数字移动通信系统
1.9 呼叫路由选择
电话网络 1 10
电话
2
网关
《GSM系统》PPT课件
• 射频接收部分完成两个载波的射频信号分路、接收分
集、射频跳频以及解调等功能。
精选ppt
20
无线子系统
（3）射频前端子系统
• 射频前端子系统通过CBUS3总线与DTMU通信，完成 多载波合路输出、收发信号双工、前端低噪声放大器 增益控制、支持在线软件升级等功能。
（4）天馈子系统
• 天馈子系统的主要功能是作为射频信号发射和接收的 通道，由天线、馈线、跳线和塔顶放大器等组成。
• HLR中的用户位置信息由移动用户当前所在区域的 VLR提供，用于为呼叫该用户时提供路由，因此 HLR中存储的用户位置信息是经常更新的。
精选ppt
15
5.1.1 概述
• AUC存储着移动用户的鉴权信息和加密密钥， 是为了防止非授权用户接入系统和防止无线 接口中数据被窃。
• EIR存储着移动设备的国际移动设备识别码 （IMEI），通过核查三种表格（白名单、灰 名单、黑名单）使得网络具有防止非授权用 户设备接入、监视故障设备的运行和保障网 络运行安全的功能。
• 运营支持子系统OSS是仅提供给负责GSM网络业务 设备运营公司的一个子系统，该子系统用来支持 GSM网络的运营及维护。
精选ppt
7
5.1.1 概述
• OSS主要功能包括3个方面：
(1)维护特定区域中所有的通信硬件和网络操作； (2)管理所有收费过程； (3)管理网络中的所有移动设备。
• OSS支持一个或多个操作维护中心(OMC) • OMC管理网络中的所有MS、BTS、BSC和MSC的
精选ppt
13
5.1.1 概述
• VLR叫访问位置寄存器
• VLR存储着进入其控制区域内已登记移动用户的相关 信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必 要条件。
GSM数字移动通信系统介绍(PPT83页)
（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。
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
和预处理，传送给MSC处理。 *切换：小区内、小区间、外部切换 *移动管理：由MSC/HLR/VLR和MS共同完成 *呼叫控制：由MSC/VLR/HLR完成 *安全特性：用户数据密钥管理、用户识别、信令信息保密、
用户鉴权
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
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。
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
和预处理，传送给MSC处理。 *切换：小区内、小区间、外部切换 *移动管理：由MSC/HLR/VLR和MS共同完成 *呼叫控制：由MSC/VLR/HLR完成 *安全特性：用户数据密钥管理、用户识别、信令信息保密、
用户鉴权
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
GSM移动通信介绍-PPT文档资料102页
第二代蜂窝移动通信系统
采用数字技术 频率： 800MHz、900MHz、1800MHz 主要的系统
美国：DAMPS、CDMA 欧洲：GSM 日本：PDC
2.5代移动通信系统
GPRS IS-95B
1.2移动通信发展简史
第三代蜂窝移动通信系统
采用数字技术 频率： 800MHz 主要的系统(十种提案)
2.2 公用移动通信网频段划分(1800M)
1710
1755
我国DCS1800下行频段
1785 1805
1850
我国DCS1800上行频段
频段总带宽：75MHz 我国用低45MHz
频道间隔： 200kHz 频点：45000/200=225个 (可用)频道序号：n=1~224
1234
222 223 224 225
蜂窝 基站的覆盖范围有大有小，我们把基站的覆盖范围称为蜂窝
大区制 采用大功率的基站，提供比较大的服务范围，但它的频率利
用率较低，也就是说基站提供给用户的通信通道比较少，这种 方式称为大区制。 小区制
采用小功率的基站，提供大容量的服务范围，同时它采用 频率复用技术来提高频率利用率，有限的频率得到多次使用， 所以系统的容量比较大，这种方式称为小区制或微小区制。
所有的GSM手机都可以以2DB 为一等级来调整 它们的发送功率，GSM900 移动台的最大输出功率 是8W（规范中最大允许功率是20W，但现在还没有 20W的移动台存在）。DCS1800移动台的最大输出 功率是1W。相应地，它的小区也要小一些。
Hale Waihona Puke 3.3GSM移动通信技术－频率复用技术
几个基本概念
基站 移动通信系统采用基站设备来提供无线服务范围的。
采用数字技术 频率： 800MHz、900MHz、1800MHz 主要的系统
美国：DAMPS、CDMA 欧洲：GSM 日本：PDC
2.5代移动通信系统
GPRS IS-95B
1.2移动通信发展简史
第三代蜂窝移动通信系统
采用数字技术 频率： 800MHz 主要的系统(十种提案)
2.2 公用移动通信网频段划分(1800M)
1710
1755
我国DCS1800下行频段
1785 1805
1850
我国DCS1800上行频段
频段总带宽：75MHz 我国用低45MHz
频道间隔： 200kHz 频点：45000/200=225个 (可用)频道序号：n=1~224
1234
222 223 224 225
蜂窝 基站的覆盖范围有大有小，我们把基站的覆盖范围称为蜂窝
大区制 采用大功率的基站，提供比较大的服务范围，但它的频率利
用率较低，也就是说基站提供给用户的通信通道比较少，这种 方式称为大区制。 小区制
采用小功率的基站，提供大容量的服务范围，同时它采用 频率复用技术来提高频率利用率，有限的频率得到多次使用， 所以系统的容量比较大，这种方式称为小区制或微小区制。
所有的GSM手机都可以以2DB 为一等级来调整 它们的发送功率，GSM900 移动台的最大输出功率 是8W（规范中最大允许功率是20W，但现在还没有 20W的移动台存在）。DCS1800移动台的最大输出 功率是1W。相应地，它的小区也要小一些。
Hale Waihona Puke 3.3GSM移动通信技术－频率复用技术
几个基本概念
基站 移动通信系统采用基站设备来提供无线服务范围的。
移动通信GSM数字蜂窝移动通信系统课件
02 时分多址技术是数字移动通信系统的主要通信方 式之一，如GSM数字蜂窝移动通信系统。
码分多址技术
01
码分多址技术（CDMA）：是一种利用不同的码序列进行 扩频通信的技术。
02
码分多址技术通过将信息信号与特定的码序列进行扩频调制，实 现多个用户在同一频段上的复用，提高了通信系统的抗干扰性能
和保密性能。
优势
GSM系统的位置服务业务可实现 全球范围内的定位服务，且定位 精度高，能够提供准确的位置信 息。
05
GSM系统安全与优化
GSM系统的安全性问题
用户身份保护
GSM系统中的用户身份信息（如IMSI）需要得到保护，以防止被 非法获取和使用。
通信内容加密
为了防止通信内容被窃听，需要对语音和数据通信进行加密处理。
GSM系统的干扰问题与解决方法
邻频干扰
由于频率复用导致邻近频道的信号相互干扰，解决方法包括频率 规划、滤波技术和动态信道分配。
同频干扰
相同频率的信号相互干扰，解决方法包括功率控制、跳频技术和 小区分裂。
互调干扰
由于非线性器件产生的互调产物对通信信号的干扰，解决方法包 括提高设备线性指标和采用抗互调技术。
GSM系统的组成与功能
总结词
网络结构与功能模块
详细描述
GSM系统的网络结构包括移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）。MS是用户终 端设备，包括手机、便携式终端等；BSS包括基站控制器（BSC）和基站收发信机（BTS），负责无线 信号的收发和处理；NSS包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC） 等，负责移动用户的管理、漫游、呼叫控制等功能。各部分协同工作，实现了GSM系统的通信功能。
码分多址技术
01
码分多址技术（CDMA）：是一种利用不同的码序列进行 扩频通信的技术。
02
码分多址技术通过将信息信号与特定的码序列进行扩频调制，实 现多个用户在同一频段上的复用，提高了通信系统的抗干扰性能
和保密性能。
优势
GSM系统的位置服务业务可实现 全球范围内的定位服务，且定位 精度高，能够提供准确的位置信 息。
05
GSM系统安全与优化
GSM系统的安全性问题
用户身份保护
GSM系统中的用户身份信息（如IMSI）需要得到保护，以防止被 非法获取和使用。
通信内容加密
为了防止通信内容被窃听，需要对语音和数据通信进行加密处理。
GSM系统的干扰问题与解决方法
邻频干扰
由于频率复用导致邻近频道的信号相互干扰，解决方法包括频率 规划、滤波技术和动态信道分配。
同频干扰
相同频率的信号相互干扰，解决方法包括功率控制、跳频技术和 小区分裂。
互调干扰
由于非线性器件产生的互调产物对通信信号的干扰，解决方法包 括提高设备线性指标和采用抗互调技术。
GSM系统的组成与功能
总结词
网络结构与功能模块
详细描述
GSM系统的网络结构包括移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）。MS是用户终 端设备，包括手机、便携式终端等；BSS包括基站控制器（BSC）和基站收发信机（BTS），负责无线 信号的收发和处理；NSS包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC） 等，负责移动用户的管理、漫游、呼叫控制等功能。各部分协同工作，实现了GSM系统的通信功能。
GSM移动通信系统介绍与GSM系统业务流程(ppt 83页)
径可达35km；城市地区小区半径一般为10-20km； 市中心等业务密集地区可采用微小区，半径 0.5km。
第二部分 GSM系统结构与接口
一、GSM系统结构 二、GSM系统的各类接口 三、GSM系统的控制与管理 四、GSM系统的接续和移动管理过程
一、GSM系统结构
BTS
BTS
BSC
MS BTS
EIR
01 2 34 5 67
GSM逻辑信道类型
业务信道TCH： 全速率TCH 全速率语音信道 全速率9600bps数据信道 全速率4800bps数据信道 全速率2400bps数据信道 半速率TCH 半速率语音信道 半速率4800bps数据信道 半速率2400bps数据信道
GSM逻辑信道类型（续）
时隙和突发
时隙：为576.9us的时间片，含156.25bit。 突发序列：在一个时隙中，被发送的无线载波所携带
的信息比特串。 根据功能不同，共有4种突发形式：
普通突发序列：携带业务信道和除FCCH、SCH、
RACH外的控制信道信息。 频率校正突发序列：用于移动台频率同步。 同步突发序列：用于移动台定时同步。 接入突发序列：用于移动台随机接入。
1、GSM识别码
1、移动用户号码MSISDN：CC+NDC+SN
CC：国家码，中国86 NDC：国内目标码 SN：用户码
2、移动用户识别码IMSI：MCC+MNC+MSIN
MCC： 移动国家号，中国460
MNC：移动网号，中移动00，联通01
MSIN：移动用户识别号
3、移动设备识别码IMEI：TAC+FAC+SNR+SP
移动配置：将小区配置的无线频率信道中的若干个动态分配 给某个移动用户。
第二部分 GSM系统结构与接口
一、GSM系统结构 二、GSM系统的各类接口 三、GSM系统的控制与管理 四、GSM系统的接续和移动管理过程
一、GSM系统结构
BTS
BTS
BSC
MS BTS
EIR
01 2 34 5 67
GSM逻辑信道类型
业务信道TCH： 全速率TCH 全速率语音信道 全速率9600bps数据信道 全速率4800bps数据信道 全速率2400bps数据信道 半速率TCH 半速率语音信道 半速率4800bps数据信道 半速率2400bps数据信道
GSM逻辑信道类型（续）
时隙和突发
时隙：为576.9us的时间片，含156.25bit。 突发序列：在一个时隙中，被发送的无线载波所携带
的信息比特串。 根据功能不同，共有4种突发形式：
普通突发序列：携带业务信道和除FCCH、SCH、
RACH外的控制信道信息。 频率校正突发序列：用于移动台频率同步。 同步突发序列：用于移动台定时同步。 接入突发序列：用于移动台随机接入。
1、GSM识别码
1、移动用户号码MSISDN：CC+NDC+SN
CC：国家码，中国86 NDC：国内目标码 SN：用户码
2、移动用户识别码IMSI：MCC+MNC+MSIN
MCC： 移动国家号，中国460
MNC：移动网号，中移动00，联通01
MSIN：移动用户识别号
3、移动设备识别码IMEI：TAC+FAC+SNR+SP
移动配置：将小区配置的无线频率信道中的若干个动态分配 给某个移动用户。