GSM系统原理培训讲义课件.ppt
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- GSM 系统 原理 培训 讲义 课件
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1、GSM系统原理培训讲系统原理培训讲义义移动通信2GSM 规 范v1982年欧洲电信标准化委员会(ETSI)开始研究GSM规范v1990年ETSI推出GSM规范Phase Iv1991年ETSI制定DCS1800技术规范v1994年ETSI推出GSM规范Phase II,将DCS1800归并v1996年ETSI推出GSM规范Phase II+移动通信3vGSM规范的版本编号方式:V x.y.zV:表示版本(Version)x:v0:标准的设想v1:标准的原始草案v2:标准的最终草案v3:GSM specification phase 1v4:GSM specification phase 2v5
2、:GSM specification phase 2+v6:Phase 2+Release 1997GSM规范版本号(一)移动通信4GSM规范版本号(二)y:从0开始编号,每次增加表示文本中有技术性的修改、完善或更正等z:从0开始编号,每次增加表示文本中有文字或表达方式的修改移动通信5GSM 规范系列(一)v0112(除10以外)共11个系列v01:01.02:General description of GSM system01.04:abbreviation01.48:Interworking between DECT and GSM01.61:GPRS加密算法的要求v02:GSM ser
3、vicev03:GSM network function&architecturev04:Um interface(L2&L3)v05:radio charateristics移动通信6GSM 规范系列(二)v06:transcoder and rate adapter v07:Mobile stationv08:A&Abis interfacev09:Interworkingv11:test specificationv12:Telecommunication Network Management移动通信7GSM业务(一)TELECOMMUNICATION SERVICESBEARER SE
4、RVICETELESERVICEBasicBearerServiceBasic Bearer service+supplementary servicesBasic TeleserviceBasic Teleservice+supplementaryserviceTelecommunication Service:电信业务Bearer service:承载业务Teleservice:用户终端业务Basic Service:基本业务Supplementary service:补充业务移动通信8GSM业务(二)TEGSM PLMNPossibletransitnetworkTerminatingn
5、etworkTeleservicesBearer servicesTE移动通信9承载业务承载业务:它在某个接入点上提供用户所需的承载业务:它在某个接入点上提供用户所需的传送相应信号的能力。传送相应信号的能力。双向异步数据电路(双向异步数据电路(3003009600bps9600bps)双向同步数据电路(双向同步数据电路(120012009600bps9600bps)异步分组数据接入电路(异步分组数据接入电路(3003009600bps9600bps)双向同步分组数据(双向同步分组数据(240024009600bps9600bps)交替语音和数据交替语音和数据数据后接语音业务数据后接语音业务GP
6、RSGPRS业务业务移动通信10用户终端业务:用户终端业务:是一种电信业务,它提供给用户包是一种电信业务,它提供给用户包括终端设备功能在内的各种必须功括终端设备功能在内的各种必须功能,使之能及其他用户通信。能,使之能及其他用户通信。用户终端业务(一)移动通信11电话业务电话业务紧急呼叫业务紧急呼叫业务数据通信数据通信短消息业务短消息业务移动被叫点对点短消息业务移动被叫点对点短消息业务移动主叫点对点短消息业务移动主叫点对点短消息业务广播型短消息业务广播型短消息业务语音和三类传真交替业务语音和三类传真交替业务自动三类传真业务自动三类传真业务用户终端业务(二)移动通信12用于补充或修改基本业务,以提
7、供用户用于补充或修改基本业务,以提供用户完整的业务完整的业务补充业务不能独立存在补充业务不能独立存在补充业务(一)移动通信13呼叫偏转(有被叫,实时前转)呼叫偏转(有被叫,实时前转)呼叫前转(无条件、遇忙、无应答、不可及)呼叫前转(无条件、遇忙、无应答、不可及)主叫号码识别主叫号码识别呼叫等待(被叫忙时,接收新业务)呼叫等待(被叫忙时,接收新业务)呼叫保持(保持当前呼叫,发起新呼叫)呼叫保持(保持当前呼叫,发起新呼叫)呼入呼出限制呼入呼出限制其它其它补充业务(二)移动通信14语音群呼叫(语音群呼叫(VGCSVGCS)话音广播业务(话音广播业务(VBSVBS)多用户特征(多用户特征(MSPMSP
8、)移动定位业务移动定位业务 增强型补充业务移动通信15GSM系统结构PSTNOMCOMCNMCOMSSIMMEMSBTSBTSBTSBTSBSCBSCAUmMSCMSCMSCMSCVLRVLRVLRVLRHLRHLRAUCAUCEIREIRBCEFGHDNSSNSSBSSBSSNSS移动通信16GSM系统结构NSS 是整个系统的核心,它与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、连接与管理的作用。主要负责完成呼叫处理、通信管理、移动管理、安全性管理、用户数据和设备管理、计费记录处理、信令处理等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
9、与移动台相连,负责无线信息的发送接收、无线资源管理及功率控制等;同时,它与NSS相连,实现移动用户间或移动用户与固定网络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。OSS完成移动用户管理、移动设备管理、系统的操作与维护。BSC 基站控制中心BTS 基站收发信台MSC 移动交换中心VLR 拜访位置寄存器HLR 归属位置寄存器AUC 鉴权中心EIR 设备识别寄存器OMC 操作维护中心NMC 网络管理中心PSTN 公用电话网PDN 公用数据网ISDN 综合业务数字网BSCBTSBSSOMCNMCOSSNSSMSC/VLRHLR/AUCEIRPSTNIS
10、DNPDNGSM 系统结构图移动通信17系统接口A A接口:接口:MSCMSC及及BSCBSC间的接口间的接口AbisAbis接口:接口:BSCBSC及及BTSBTS间的接口间的接口UmUm接口:接口:BTSBTS与与MSMS间的接口间的接口C C接口:接口:MSCMSC与与HLRHLR间的接口间的接口D D接口:接口:HLRHLR与与VLRVLR间的接口间的接口E E接口:接口:MSCMSC与与MSCMSC间的接口间的接口G G接口:接口:VLRVLR与与VLRVLR间的接口间的接口移动通信18各模块功能(一)vMS(Mobile Station):移动台,实现移动终端功能vBTS(Base
11、 Transceiver Station):基站收发信台,实现移动通信系统及MS之间的无线通信vBSC(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及无线相关的控制功能vMSC(Mobile service Switching center):移动业务交换中心,实现移动业务交换功能vOMC(Operation and Maintenance Center):操作维护中心,提供人机界面实现对系统设备的监测和控制功能移动通信19各模块功能(二)vHLR(Home Location Register):归属位置登记处。实际上
12、是一个数据库,主要储存二类数据:用户数据,主要包括:v用户的身份IMSI(International Mobile Subscriber Identification)v用户ISDN号码vVLR地址用户的位置信息vVLR(Visitor Location Register):拜访位置登记处。实际上是一个数据库,储存用户信息,主要包括:MSRN(Mobile Station Roaming Number):移动台漫游号码TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identification):临时移动用户身份移动台登记的位置区(LAC)及补充业务有关的数据有关用户数据在G
13、SM03.08中描述移动通信20各模块功能(三)vAUC(Authenticate Center):鉴权中心,用于对用户身份的鉴别vEIR(mobile station Equipment Identity Register):移动台设备身份登记处,用于储存及鉴别移动台的设备身份。移动通信2145MHz双工间隔基站发射频率基站接收频率2MHz保护频带960905890880872950935925917 915GSMTACS/GSMEGSMETACS移动通信22基站发射频率基站接收频率2MHz保护频带18801805178590MHz双工间隔1710DCS1800移动通信23GSM900主频段
14、(主频段(P-GSM)w上行:890MHz-915MHz(移动台发,基站收)w下行:935MHz-960MHz(基站发,移动台收)GSM扩展频段(扩展频段(E-GSM)w上行:880MHz-890MHz(移动台发,基站收)w下行:925MHz-935MHz(基站发,移动台收)DCS1800频段频段w上行:1710MHz-1785MHz(移动台发,基站收)w下行:1805MHz-1880MHz(基站发,移动台收)移动通信24GSM900主频段(主频段(P-GSM)w上行:Fl=890+0.2 N(MHz)(1N 124)w下行:Fu=Fl+45(MHz)GSM扩展频段(扩展频段(E-GSM)w上
15、行:Fl=890+0.2 (N-1024)(MHz)w下行:Fu=Fl+45(MHz)(975N 1023)DCS1800频段频段w上行:Fl=1710.2+0.2 (N-512)(MHz)w下行:Fu=Fl+95(MHz)(512N 885)莆田在用频点:莆田在用频点:1-94,999-1023,512-561,586-560移动通信25/Um接口上的信息由各种无线逻辑信道承载MSMS基站Um接口/无线逻辑信道类型:/控制信道/业务信道上行方向:移动台到基站方向下行方向:基站到移动台方向移动通信26/控制信道/广播控制信道(BCCH)/公共控制信道(CCCH)/专用控制信道(DCCH)/频率
16、校正信道(FCCH)/同步信道(SCH)/广播信道(BCH)/随机接入信道(RACH)/准许接入信道(AGCH)/寻呼信道(PCH)/独立专用控制信道(SDCCH)/快速随路控制信道(FACCH)/慢速随路控制信道(SACCH)/业务信道(TCH)/小区广播信道(CBCH)移动通信27/频率校正信道(FCCH,下行信道,广播方式,每小区一个)为了保证移动台和基站能够正确的接收对方的信息,必须保证移动台和基站的频率一致,即移动台的接收频率及基站的发射频率一致,移动台的发射频率和基站的接收频率一致。在GSM系统中,由于一个基站要同时和若干移动台进行通信,因此采用主从同步方式,以基站的频率为基准,基
17、站在频率校正信道上发送频率信息,移动台根据该信息调整自己的频率,保持自己的频率及基站同步。移动通信28/同步信道(SCH,下行信道,广播方式,每小区一个)由于Um接口采用TDMA方式,为了保证移动台和基站能够正确的接收对方的信息,必须保证移动台和基站的时间基准一致。基站在同步信道上发送定时信息,移动台根据该信息调整自己的时间基准,保持自己的时间基准及基站同步。刚才最后一响,是北京时间一点整。基站的时间基准移动台A的时间基准移动台B的时间基准实际发送的是缩减帧号(RFN)和基站识别号(BSIC)移动通信29/广播信道(BCCH,下行信道,广播方式)通过在广播信道上广播系统消息1-4,将必要的网络
18、参数通知移动台。/随机接入信道(RACH,上行信道,多点对点方式)该信道又称争抢信道。移动台首先通过该信道申请接入网络。由于同时可能有多个移动台会通过该信道申请接入网络,因此可能会发生碰撞。在该信道传递的信息有以下三个:1.接入原因(主叫、被叫、位置更新等)2.随机参考值3.发送该消息的时刻(隐含)移动通信30/准许接入信道(AGCH,下行信道,点对多点方式)网络通过该信道对移动台在RACH上提出的接入申请进行初步确认,若为正确认,则分配一个(独立专用控制)信道给移动台,以便进行进一步确认。在该信道传递的信息有以下两个:1.接入申请中的接入原因、随机参考值和该消息发送的时刻2.对独立专用控制信
19、道的描述(该信道所在绝对载频号、时隙号、子信道号等)移动通信31/寻呼信道(PCH,下行信道,点对多点方式)该信道用于网络发送寻呼消息,以通知被叫移动台启动寻呼流程。在该信道传递的信息有以下三个:1.被寻呼的移动台身份识别号2.寻呼模式3.寻呼流程需要何种信道移动通信32/独立专用控制信道(SDCCH,双向信道,点对点方式)该信道主要用于在网络和移动台间传送用于呼叫接续所需要的信令。/快速随路控制信道(FACCH,双向信道,点对点方式)该信道主要用于在通话过程中在网络和移动台间传送信令。该信道实际上是临时借用TCH信道。移动通信33/慢速随路控制信道(SACCH,双向信道,点对点方式)该信道主
20、要用于传送一些辅助信息。该信道始终及SDCCH或TCH伴随在一起。对于下行信道而言,主要传送:功率控制命令时间调整命令必要的网络参数(通过系统消息如系统消息5和6,由于移动台在非空闲模式下无法接收系统消息,为使移动台及时了解网络参数的改变)。对于上行信道而言,主要传送测量报告(用于提供功率控制和切换所必须的信息)实际使用的发射功率、实际使用的时间调整量移动通信34/业务信道(TCH,双向信道,点对点方式)该信道主要在网络和移动台间传送业务(包括话音、数据等)。移动通信35/移动台使用信道的顺序搜寻网络时,寻找BCCH空闲状态,监听BCH和PCH需要及网络通信时,在RACH上发送信道请求监听AG
21、CH,若收到确认信息,则转入分配的SDCCH+SACCH,当及网络完成接续等信令后,则转入网络分配的TCH+FACCH+SACCH,完成业务通信后,回到空闲状态移动通信36/所谓物理信道,是指一个时隙(约577us,156.25个比特)。/所谓逻辑信道,是指GSM04.03中描述的信道。/所谓逻辑信道到物理信道的映射,是指一个物理信道(时隙)要承载若干逻辑信道。只有一些特定的逻辑信道才能组合在一起(信道组合),在一个物理信道上承载。这些逻辑信道必须根据某种规则复用在一个物理信道上,这种规则是建立在TDMA帧结构上的。移动通信37204720462101个超高帧2048个超帧012345671个
22、帧8个时隙0252410504911个复帧26个帧1个复帧51个帧0504910252411个超帧51个复帧1个超帧26个复帧移动通信38 正 常 突 发(NB)频 率 突 发(FB)同 步 突 发(SB)接 入 突 发(AB)假 突 发(DB)时隙长度为156.25比特,保护段8.25比特尾比特:3比特,000尾比特 信息比特 训练序列 信息比特 尾比特尾比特 全0码 尾比特尾比特 信息比特 扩展训练序列 信息比特 尾比特尾比特 训练序列 信息比特 尾比特 保护段尾比特 填充比特 尾比特移动通信39 正 常 突 发(NB)尾比特 信息比特 hl 训练序列 hu 信息比特 尾比特 保护段 3
23、+57 +1 +26 +1 +57 +3 +8.25 =156.25尾比特:0,0,0训练序列:TSC=0:0,0,1,0,0,1,0,1,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,1,0,1,1,1TSC=1:0,0,1,0,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,1,0,0,0,1,0,1,1,0,1,1,1TSC=2:0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,0TSC=3:0,1,0,0,0,1,1,1,1,0,1,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,0TSC=4:0,0,0,1,1,0,1,0,1,
24、1,1,0,0,1,0,0,0,0,0,1,1,0,1,0,1,1TSC=5:0,1,0,0,1,1,1,0,1,01,1,0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,1,0,1,0TSC=6:1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1TSC=7:1,1,1,0,1,1,1,1,0,0,0,1,0,0,1,0,1,1,1,0,1,1,1,1,0,0信息比特:116个移动通信40i)TCH/F+FACCH/F+SACCH/Fii)TCH/H(0,1)+FACCH/H(0,1)+SACCH/TH(0,1)iii)TCH/H(0,0)+FACC
25、H/H(0,1)+SACCH/TH(0,1)+TCH/H(1,1)iv)FCCH+SCH+BCCH+CCCH(只允许映射在时隙0,每小区只能有一个,含该信道组合的载频称C0载频,又称BCCH载频)v)FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/C4(只允许映射在时隙0,每小区只能有一个,含该信道组合的载频称C0载频,又称BCCH载频)vi)BCCH+CCCHvii)SDCCH/8+SACCH/C8CCCH=PCH+RACH+AGCH信道组合iv和v只能二者选其一移动通信41F S B B B B C0 C0 C0C0 F S C1C1C1 C1 C2C2C2 C2 F S
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