GSM培訓(xùn)_概述

1、1上海徳立天通信技術(shù)有限公司2002.12內(nèi)容提要 GSM移動通信系統(tǒng)原理 GSM信令協(xié)議3一、總述 蜂窩通信原理 GSM的發(fā)展進(jìn)程4移動通信的發(fā)展歷史NMTAMPSTACSGSMD-AMPSIS-136cdmaOneIS-95PDC1980199020005模擬移動通信的缺陷 各個系統(tǒng)之間沒有公共接口，難于實(shí)現(xiàn)漫游 無法與固定網(wǎng)向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng) 頻譜利用率比較低 安全保密性比較差 業(yè)務(wù)種類受限 移動設(shè)備成本高、體積大 網(wǎng)絡(luò)的管理控制存在問題6數(shù)字移動通信的優(yōu)點(diǎn) 抗干擾能力強(qiáng) 頻譜利用率高 可方便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 易于加密 便于網(wǎng)絡(luò)的管理和控制 便于設(shè)備的集成7 頻譜利用率不夠高 容量問題 傳輸

2、速率較低 業(yè)務(wù)單一 存在多個標(biāo)準(zhǔn) 無法實(shí)現(xiàn)全球漫游為什么要發(fā)展第三代？8 1997年底年底 1323萬萬 1998年底年底 2357萬萬 1999年底年底 5000萬萬 2000年底年底 6500萬萬 2002年底年底 11.2億億 2005年底年底 2億億 2010年底年底 3億億中國移動用戶發(fā)展9 Internet到到2000年，將有年，將有10億億Email用戶，用戶，5億億Web用戶用戶 圖象傳輸圖象傳輸人們通過眼睛獲得人們通過眼睛獲得80%的信息的信息 到到2010年，歐洲將有年，歐洲將有9千萬移動多媒體用千萬移動多媒體用 戶，占業(yè)務(wù)總量的戶，占業(yè)務(wù)總量的60%。非話業(yè)務(wù)的發(fā)展10

3、全球統(tǒng)一頻段，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無縫覆蓋全球統(tǒng)一頻段，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無縫覆蓋 高頻譜效率高頻譜效率 高服務(wù)質(zhì)量，高保密性能高服務(wù)質(zhì)量，高保密性能 提供多媒體業(yè)務(wù)，速率最高到提供多媒體業(yè)務(wù)，速率最高到2Mb/s 易于第二代系統(tǒng)的過渡和演進(jìn)易于第二代系統(tǒng)的過渡和演進(jìn) 多頻多模手機(jī)，單一通信號碼多頻多模手機(jī)，單一通信號碼 車速環(huán)境：車速環(huán)境：144kb/s 步行環(huán)境：步行環(huán)境：384kb/s 室內(nèi)環(huán)境：室內(nèi)環(huán)境：2Mb/sIMT2000目標(biāo)11移動通信發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ) 集成電路的發(fā)展 數(shù)字程控交換技術(shù)的發(fā)展 蜂窩結(jié)構(gòu)的出現(xiàn) 信道與信源編碼的技術(shù)革新12一、總述 移動通信發(fā)展 GSM的發(fā)展歷程13 移動通信

4、特點(diǎn)移動通信特點(diǎn)w 電波傳播環(huán)境十分惡劣w 多普勒頻移產(chǎn)生附加調(diào)頻噪聲w 移動臺受干擾和噪聲騷擾w 移動設(shè)備要求有很大的動態(tài)范圍w 頻譜擁擠w 建網(wǎng)技術(shù)復(fù)雜14 大區(qū)制大區(qū)制w 一個基站覆蓋整個城市一個基站覆蓋整個城市通信質(zhì)量差頻率利用率低系統(tǒng)容量小15PSTN另一有線網(wǎng)另一有線網(wǎng)MSCMSCBSCBSCBSCBSCBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSCBSCBSC163751632435617524361277425131417cellsitecellsitecellsite全向小區(qū)（OMNI CELL SITE）3扇區(qū)/小區(qū)（120 SECTO

5、R/ CELLS）6扇區(qū)/小區(qū)（60 SECTOR/ CELLS）=1 ANTENNA=3 ANTENNA=6 ANTENNA18 4 3標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式（標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式（GSM體制推薦）體制推薦） 緊密復(fù)用模式緊密復(fù)用模式w 3 3w 1 3（NORTEL）w 2 6（MOTOROLA）w 多重復(fù)用多重復(fù)用MAP（ERICSSON）1945MHz雙工間隔基站發(fā)射頻率基站接收頻率2MHz保護(hù)頻帶960905890880872950935925917 915GSMTACS/GSMEGSMETACS20基站發(fā)射頻率基站接收頻率2MHz保護(hù)頻帶18801805 178590MHz雙工間隔1710DCS18

6、0021 GSM900主頻段（主頻段（P-GSM）w 上行：890MHz-915MHz（移動臺發(fā)，基站收）w 下行：935MHz-960MHz（基站發(fā)，移動臺收） GSM擴(kuò)展頻段（擴(kuò)展頻段（E-GSM）w 上行：880MHz-890MHz（移動臺發(fā)，基站收）w 下行：925MHz-935MHz（基站發(fā)，移動臺收） DCS1800頻段頻段w 上行：1710MHz-1785MHz（移動臺發(fā)，基站收）w 下行：1805MHz-1880MHz（基站發(fā)，移動臺收）22 GSM900主頻段（主頻段（P-GSM）w 上行：Fl=890 + 0.2 N（MHz） （1N 124）w 下行：Fu=Fl + 45

7、（MHz） GSM擴(kuò)展頻段（擴(kuò)展頻段（E-GSM）w 上行： Fl=890 + 0.2 （N-1024）（MHz）w 下行： Fu=Fl + 45（MHz） （975N 1023） DCS1800頻段頻段w 上行： Fl=1710.2 + 0.2 （N-512）（MHz）w 下行： Fu=Fl + 95（MHz） （512N 885）23一、總述 移動通信發(fā)展 蜂窩通信原理24委員會名稱委員會名稱標(biāo)準(zhǔn)分工標(biāo)準(zhǔn)分工SMG1 Definition of ServiceSMG2Specification of Radio TransmissionSMG3Network Architeture Sig

8、nalling Protocols，Oper interfaceSMG4Data ServiceSMG5UMTS技術(shù)規(guī)范技術(shù)規(guī)范01,0203,05,0603,04,08,0907-SMG6Operation and Maintenace11SeriesTest Specification 121125發(fā)展進(jìn)程（一） 1979年，世界無線電管理委員會(WARC)劃定了今后歐洲用于蜂窩移動通信系統(tǒng)的頻段； 1982年，歐洲郵政與電信委員會（CEPT）內(nèi)建立了特別移動組（Groupe Special Mobile)； 1986年，在巴黎建立了GSM永久核心； 1988年，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI

9、）成立，并接管了GSM委員會；261990年，GSM規(guī)范Phase 1 被凍結(jié)； 1991年，DCS1800 規(guī)范Phase 1被凍結(jié)；GSM委員會開始考慮下一代無線通信系統(tǒng)； 1992年，GSM委員會更名為“ Special Mobile Group”,GSM系統(tǒng)更名為“Global System for Mobile Communication”, DCS1800規(guī)范 Phase 2被凍結(jié)；1992年，GSM開始商業(yè)運(yùn)營；發(fā)展進(jìn)程（二）271993年，GSM規(guī)范 Phase 2被凍結(jié)；1994年，GSM商用運(yùn)營遠(yuǎn)超出GSM委員會的范圍（中國、印度、中東、遠(yuǎn)東、俄羅斯等國家和地區(qū)） 1996

10、年，ETSI推出GSM規(guī)范Phase 21995年，DCS1800商用系統(tǒng)開始在泰國、卡塔爾、英國等國家和地區(qū)運(yùn)營；發(fā)展進(jìn)程（三）280101系列：系統(tǒng)概述系列：系統(tǒng)概述0202系列：業(yè)務(wù)系列：業(yè)務(wù)0303系列：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)功能系列：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)功能0404系列：無線接口信令（系列：無線接口信令（L2L2、L3L3）0505系列：無線接口物理層系列：無線接口物理層0606系列：語音編碼（系列：語音編碼（FRFR、EFREFR、HRHR）GSM規(guī)范（一）290707系列：移動臺終端適配功能系列：移動臺終端適配功能0808系列：系列：A A接口和接口和AbisAbis接口接口0909系列：網(wǎng)絡(luò)

11、互連（系列：網(wǎng)絡(luò)互連（ISDNISDN、PSTNPSTN、PSPDNPSPDN）1010系列：系列：PH2PH2新功能新功能1111系列：測試系列：測試1212系列：網(wǎng)管（操作維護(hù)、用戶和終端業(yè)務(wù)系列：網(wǎng)管（操作維護(hù)、用戶和終端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)監(jiān)視、性能、設(shè)備管理）數(shù)據(jù)監(jiān)視、性能、設(shè)備管理）GSM規(guī)范（二）30總述小結(jié) 三類技術(shù)制式 蜂窩通信原理 GSM發(fā)展進(jìn)程 進(jìn)程、規(guī)范內(nèi)容31二、GSM系統(tǒng)原理 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能 主要技術(shù) 組網(wǎng)32GSM系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)用戶終端業(yè)務(wù)用戶終端業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)

12、務(wù)33承載業(yè)務(wù)：它在某個接入點(diǎn)上提供用戶所需的傳送相應(yīng)信號的能力。雙向異步數(shù)據(jù)電路（3009600bps）雙向同步數(shù)據(jù)電路（12009600bps）異步分組數(shù)據(jù)接入電路（3009600bps）雙向同步分組數(shù)據(jù)（24009600bps）交替語音和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)后接語音業(yè)務(wù)GPRS業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)34用戶終端業(yè)務(wù)：是一種電信業(yè)務(wù)，它提供給用戶包括終端設(shè)備功能在內(nèi)的各種必須功能，使之能與其他用戶通信。用戶終端業(yè)務(wù)（一）35電話業(yè)務(wù)緊急呼叫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通信短消息業(yè)務(wù)移動被叫點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)移動主叫點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)廣播型短消息業(yè)務(wù)語音和三類傳真交替業(yè)務(wù)自動三類傳真業(yè)務(wù)用戶終端業(yè)務(wù)（二）36用于補(bǔ)充或修改基本業(yè)務(wù)，以提

13、供用戶完整的業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)不能獨(dú)立存在補(bǔ)充業(yè)務(wù)（一）37呼叫偏轉(zhuǎn)（有被叫，實(shí)時前轉(zhuǎn)）呼叫前轉(zhuǎn)（無條件、遇忙、無應(yīng)答、不可及）主叫號碼識別呼叫等待（被叫忙時，接收新業(yè)務(wù)）呼叫保持（保持當(dāng)前呼叫，發(fā)起新呼叫）呼入呼出限制其它補(bǔ)充業(yè)務(wù)（二）38語音群呼叫（VGCS）話音廣播業(yè)務(wù)（VBS）多用戶特征（MSP）移動定位業(yè)務(wù) 增強(qiáng)型補(bǔ)充業(yè)務(wù)39業(yè)務(wù)小結(jié) 承載業(yè)務(wù) 語音、數(shù)據(jù) 用戶終端業(yè)務(wù) 基本、補(bǔ)充、增強(qiáng)40二、GSM系統(tǒng)原理 業(yè)務(wù) 主要技術(shù) 組網(wǎng)41GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)PSTNOMCOMCNMCOMSSIMMEMSBTSBTSBTSBTSBSCBSCAUmMSCMSCMSCMSCVLRVLRVLRVLR

14、HLRHLRAUCAUCBCEGHDNSSNSSBSSBSSNSS42系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口 A接口：MSC與BSC間的接口 Abis接口：BSC與BTS間的接口 Um接口：BTS與MS間的接口 B接口：MSC與VLR間的接口 C接口：MSC與HLR間的接口 D接口：HLR與VLR間的接口 E接口：MSC與MSC間的接口 G接口：VLR與VLR間的接口 H接口：HLR與AUC間的接口43MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)域業(yè)務(wù)區(qū)域MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)域VLRMSCLocation AreaVLRMSC44位置區(qū)（位置區(qū)（Location Area） MSCVLRLA1LA2LA3LA4LA5LA6cell 11c

15、ell 12cell 7cell 8cell 9cell 4cell 6cell 5cell 3cell 2cell 145GSM各區(qū)域間的關(guān)系各區(qū)域間的關(guān)系 GSM業(yè)務(wù)區(qū)PLMN業(yè)務(wù)區(qū)MSC業(yè)務(wù)區(qū)位置區(qū)LAC小區(qū)Cell46MSC功能與作用功能與作用 呼叫處理w 呼叫建立、連接與清除位置更新過程用戶身份識別移動設(shè)備識別 操作與維護(hù)w 數(shù)據(jù)庫管理w 測量w 人機(jī)接口（MMI） 網(wǎng)間互通 計(jì)費(fèi)MSC為其服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動用戶提供交換和信令功能為其服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動用戶提供交換和信令功能47HLR功能與作用功能與作用 HLR:Home Location Register 用戶識別號（IMSI,MSISDN

16、） 當(dāng)前用戶的VLR（當(dāng)前位置） 業(yè)務(wù)能力、業(yè)務(wù)限制信息 用戶申請的補(bǔ)充業(yè)務(wù) 補(bǔ)充業(yè)務(wù)信息（例：當(dāng)前轉(zhuǎn)移的電話號碼） 用戶狀態(tài)（registered/deregistered） 移動用戶漫游號（MSRN）傳遞HLR48VLR功能與作用功能與作用 VLR:Visitor Location Register 移動臺狀態(tài) 部分補(bǔ)充業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 移動站的位置登記(LAI) 臨時移動用戶識別號(TMSI)管理 MSRN管理VLR49AUC功能與作用l鑒權(quán)和加密數(shù)據(jù)lKi,RANDlA3,A8算法lKc,SresMSCMSCBTSBTSBTSACDHEF50鑒權(quán)（Authentication）SIMKiA8A

17、3VLRSresKc RANDKcSres=?SresKc RANDA8A3KiAUC51 加密（Ciphering )MSSIMKiA8A3KcSresA5Speech,DataVLR無線通路BTSSpeech,DataSresKc RANDA552 國際移動用戶識別碼(IMSI) 移動國家號碼(MCC):中國為460. 移動網(wǎng)號(MNC):移動為00，聯(lián)通：01. 移動用戶識別碼(MSIN) :H1H2H3 國際移動用戶識別號(IMSI)MCCMNCMSIN國內(nèi)移動用戶識別碼國際移動用戶識別碼53 移動用戶漫游號碼： 位長10位 VLR臨時分配給用戶的一個號碼 與該MSC所屬HLR有一定聯(lián)

18、系 在VLR中與IMSI一一對應(yīng) 移動用戶漫游號(MSRN)54 臨時移動用戶識別碼(TMSI) 提高IMSI使用的安全性 本地分配的4字節(jié)的BDC編碼 臨時移動用戶識別號(TMSI)55 移動用戶ISDN號碼(MSISDN) 移動用戶ISDN號碼(MSISDN) 國家號碼(CC):中國為86 MAC：移動接入碼 ，=139(8、7、6、5、0、1) 移動用戶號：H0H1H2H3ABCD H0H1H2H3：HLR識別碼，由總部統(tǒng)一分配到本地網(wǎng)；H0=0 ABCD：移動用戶號，由HLR自行分配 CCMACSN國內(nèi)有效移動用戶ISDN號碼國際移動用戶ISDN56 基站子系統(tǒng)(BSS)組成 基站控制

19、器BSC 基站收發(fā)信機(jī)BTS 無線操作維護(hù)中心OMC-R 碼變換器TC(Transcoder)UM接口MSAbis接口接口BTSOMC-RBSCTCBTS57 E1 典型結(jié)構(gòu)Frame Allgnment AlarmTRAFFIC15TCHTRAFFIC15TCHC7 slgnallng （也可使用其它（也可使用其它TS）0123456701234.151617.30313031TS58A 接口FAS/NFASTCHTCH.TCHC7 SignallingTCHTCHTCHTCH.0123.16.28293031FAS/NFASTCHTCH.TCHC7 SignallingTCHTCHTCHT

20、CH.0123.16.28293031MSCTRAU01TS1TS2TS3TS42TS1TS2TS3TS43TS1TS2TS3TS445TS5TS6TS7TS86TS5TS6TS7TS8.14 TS13 TS14 TS15n.u.15 TS13 TS14 TS15n.u.1617 TS17 TS18 TS19 TS2018 TS17 TS18 TS19 TS2019 TS17 TS18 TS19 TS202021 TS21 TS22 TS23 TS2422 TS21 TS22 TS23 TS24.30 TS13 TS14 TS15n.u.31 TS13 TS14 TS15n.u.C7 Sign

21、allingNot usedFAS/NFASTrunk1/SYNCBSCTrunk1Trunk2Trunk3Trunk1Trunk2Trunk3Trunk1Trunk2Trunk3Trunk2Trunk3Trunk2Trunk359 BSC的一般結(jié)構(gòu)數(shù)字中繼交換網(wǎng)絡(luò)處理器網(wǎng)絡(luò)數(shù)字中繼A接口Abis接口60 BSC的功能作用 實(shí)現(xiàn)A接口物理層規(guī)定(PCM/E1) 實(shí)現(xiàn)A接口No.7號信令功能(SP) 實(shí)現(xiàn)Abis接口物理層規(guī)定(PCM/E1) 實(shí)現(xiàn)Abis接口數(shù)據(jù)鏈路層(LAPD) 實(shí)現(xiàn)A接口與Abis接口間信道交換功能 實(shí)現(xiàn)部分網(wǎng)絡(luò)層的功能 實(shí)現(xiàn)無線資源管理(RR) 實(shí)現(xiàn)BSS管理應(yīng)用部分的功

22、能 實(shí)現(xiàn)切換功能等61 BTS的一般結(jié)構(gòu)基基站站接接口口設(shè)設(shè)備備信信令令處處理理編碼與交織編碼與交織譯碼與解譯碼與解交織交織加密加密加密加密發(fā)信機(jī)發(fā)信機(jī)天天線收信機(jī)收信機(jī)均衡均衡解調(diào)解調(diào)解密解密AbisBTS的功能模塊Um跳頻控制跳頻控制時鐘時鐘功率控制功率控制62 BTS的功能作用 實(shí)現(xiàn)Abis接口物理層規(guī)定(PCM/E1) 實(shí)現(xiàn)Abis接口數(shù)據(jù)鏈路層(LAPD) 實(shí)現(xiàn)BTS管理功能 實(shí)現(xiàn)部分無線資源管理(RR) 實(shí)現(xiàn)Um接口物理層規(guī)定(PCM/E1) 實(shí)現(xiàn)Um接口數(shù)據(jù)鏈路層(LAPDm) 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)跳頻功能 實(shí)現(xiàn)信道加密、解密功能 實(shí)現(xiàn)信道編譯碼、交織與解交織功能 實(shí)現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)功能63發(fā)信

23、機(jī)實(shí)現(xiàn)用戶基帶數(shù)據(jù)到射頻信號的轉(zhuǎn)換上變頻信號激勵功率放大功率控制64收信機(jī)實(shí)現(xiàn)射頻信號到用戶基帶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換低噪聲放大下變頻信號激勵自動增益控制（AGC）信號場強(qiáng)提?。≧SSI）65天饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)射頻信號的合路與分路，控制帶外的雜散，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)定的扇區(qū)分布等。在需要時，實(shí)現(xiàn)上下行信號的雙工功能，抑制收發(fā)信干擾。66BTS信令處理 Um接口數(shù)據(jù)鏈路層：Dm信道鏈路接入?yún)f(xié)議LAPDm Abis接口數(shù)據(jù)鏈路層：D信道鏈路接入?yún)f(xié)議LAPD Abis接口與Um接口間信令協(xié)議轉(zhuǎn)換 無線信道管理67CH0CH1CH2CH3CH4CH5CH6CH7CH0CH1CH2CH3CH4CH5CH6CH7同步信息空閑時

24、隙Lapd信令&OM時隙Lapd信令&OM信道時隙號TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS15TS16TS30TS31TS1729載頻1載頻2Abis接口信道分配示意68BSCBTSBTSBSCBTSBTSBSCBTSBTS星狀連接星狀連接鏈狀連接鏈狀連接環(huán)狀連接環(huán)狀連接樹狀連接樹狀連接BSCBTSBTSBTSBTSAbis接口連接方式69 BSS鏈路連接結(jié)構(gòu)Cell SiteBTSCell SiteBSCBTSCell SiteBSCBTSCell SiteBTSCell SiteBTSCell SiteBTSCell SiteBTSColocated BSSRemote

25、BTSDaisy Chained BTS70碼變換器(Transcoder)BBS64KBPS16KBPSMSC30PCMTRAFFICCHANNEL*4TC120 GSM TRAFFICCHANNELS01163171TC功能 全稱：Transcoder Rate Adaptor Unit 語音編解碼功能（FR、EFR） 非連續(xù)發(fā)射功能（DTX） 數(shù)據(jù)速率適配功能 與BTS的遠(yuǎn)端通信功能72MS結(jié)構(gòu)SIMMEMS73 用戶識別模塊(SIM) 用戶固定數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)臨時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)w IMSI wTMSI w使用的語言w Ki wLAI w話費(fèi)數(shù)據(jù)w 接入控制級 wKcw 安全算法 w禁止的PL

26、MN74 位置區(qū)識別碼(LAI)與CI 位置區(qū)識別碼(Location Area Identity) 小區(qū)全球識別碼(Cell Global Identity)MCCMNCLACL1L2L3L4MCCMNCLACCI小區(qū)識別碼(CI)：二字節(jié)的BCD編碼75 GSM的功能分層Transmission操作維護(hù)人員用戶RRMMCMOAM76 GSM的功能層 傳輸(Transmission)w 用戶信息（話音或數(shù)據(jù)）w 信令消息（物理層到網(wǎng)絡(luò)層） 無線資源管理(RR)w 建立和釋放MS到MSC間的聯(lián)接w 有效利用無線和對應(yīng)的陸地資源w 完成切換過程 移動性管理w 位置管理(MS,HLR/AUC,MS

27、C/VLR)w 安全管理77 GSM的功能層 通信管理(CM)w 呼叫控制面向電路的業(yè)務(wù)（MSC/VLR,GMSC,HLR,IWF)路由管理w 補(bǔ)充業(yè)務(wù)管理修改和檢查補(bǔ)充業(yè)務(wù)的實(shí)際配置和狀態(tài)涉及MS和HLR兩個實(shí)體w 短消息業(yè)務(wù)點(diǎn)到點(diǎn)的短消息(SM-SC)兩個功能實(shí)體（SMS-GMSC,SMS-IWMSC) 運(yùn)行、維護(hù)和管理(OAM)w 用戶全部登記管理，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)，用戶設(shè)備管理78 GSM的功能協(xié)議結(jié)構(gòu)BTSBTSBSCBSCMSCMSC/VLR/VLRHLRHLRGMSCGMSCCMMMRRHLRMSC/VLRBSCBTSMSGSMGSM的協(xié)議結(jié)構(gòu)的協(xié)議結(jié)構(gòu)Transmission79G

28、SM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能小結(jié) 結(jié)構(gòu) HLR、VLR、AUC、EIR、MSC、 BSC、BTS、TRAU MS OMC 功能層80二、GSM系統(tǒng)原理 業(yè)務(wù) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能 組網(wǎng)81主要技術(shù)（一） 頻率復(fù)用 GMSK調(diào)制 話音編碼 非連續(xù)傳輸（DTX） 收發(fā)時隙偏差和時間提前82主要技術(shù)（二） 非連續(xù)接收（DRX） 分集技術(shù)、均衡技術(shù) 切換技術(shù) 功率控制技術(shù) 跳頻技術(shù)83GSM4GSM43 3標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式無線區(qū)族無線區(qū)族s4各基戰(zhàn)各基戰(zhàn)s每個站每個站3扇區(qū)扇區(qū)基站結(jié)構(gòu)基站結(jié)構(gòu)s3個個120度或三葉草度或三葉草扇區(qū)扇區(qū)sC/I12 dBAAABBBBCCCDDDDc2c2c2c1c1c1c3c

29、3c3b2b2b2b2b3b3b3b3b1b1b1b1a2a2a2a3a3a3a1a1a1d2d2d2d2d3d3d3d3d1d1d1d1843 3 標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用模式 復(fù)用方式復(fù)用方式w 個基站個扇區(qū)個基站個扇區(qū) 特點(diǎn)特點(diǎn)w 不增加新基站不增加新基站w 容量增加（有限）容量增加（有限） 抗干擾措施抗干擾措施CABCc2c1a2c3a3a1b2b3c3c1c2b185 GSM 空中接口調(diào)制高新數(shù)字預(yù)濾波MSK調(diào)制 1 0 0 1 1Gaussian Minimum Shift Keying1 0 0 1 186 GSM 調(diào)制頻譜PowerFrequency200KHz87RPELTP：規(guī)

30、則脈沖激勵長時線性預(yù)測編 碼功能：13K RPELTP 64K PCM幀長：20ms速率：13Kb/sMOS：3.6復(fù)雜度：4.7MIPS抗干擾能力：7dB，BER一類0.61%，二類8.3%語音編解碼功能FR88ACELP：代數(shù)碼本激勵線性預(yù)測編碼功能：13K ACELP 64K PCM幀長：20ms速率：12.8Kb/sMOS：4.0復(fù)雜度：18.1MIPS抗干擾能力：優(yōu)于FR（BER很高時4，13， 一樣）語音編解碼功能EFR89通過限制無用信息的發(fā)送： 減少空間干擾 降低發(fā)信機(jī)功率，延長MS的電池使用時間使用DTX的意義190定量分析 =40 D=8dB C/I3dB 等效于頻率復(fù)用距

31、離減少20%50%使用DTX的意義2021 08641 61 41 20.21.00.80.60.4I/I(dB)-3dBD=4dBD=4dB、8dB8dB、12dB12dB、16dB16dBD：DTX衰減因子，91收發(fā)時隙偏差與時間提前移動臺收123456703TSOFFSETTDMA FRAME N移動臺收123456703TSOFFSETTDMA FRAME N移動臺收12345670TDMA FRAME N移動臺收12345670TDMA FRAME NTIME ADVANCE92不連續(xù)接收 (DRX)P P PPPPP PBCCHMS Being pagedMS in Sleepin

32、g modeMS in listen modeMS in Sleep modeBCCH Multiframe(P=Paging Channel)93傳播損耗 自由空間傳播損耗 慢衰落分集 由地形起伏、建筑物及障礙物的遮蔽等引起慢衰落（陰影衰落） 快衰落均衡 由各種反射物和散射體產(chǎn)生的直射波、反射波和散射波的相互干擾和串?dāng)_，以及多普勒（Doppler）頻移等產(chǎn)生的快衰落（多徑衰落）94均衡多徑衰落95分集技術(shù)和合并技術(shù) 分集 空間、極化、頻率 合并技術(shù) 選擇、最大比、等增益、開關(guān)式96空間分集比較比較/ /和路和路合成信號10個波長左右個波長左右97均衡前饋橫向?yàn)V波器自適應(yīng)算法判決反饋橫向?yàn)V波器

33、ABy(n)+_I(n)I(n)+_e(n)輸出序列參考訓(xùn)練序列IR(n)訓(xùn)練序列訓(xùn)練序列98切換99切換目的：援救切換：當(dāng)移動臺離開管理它的小區(qū)的無線覆蓋時。減小干擾：當(dāng)移動臺與另一小區(qū)聯(lián)系，可以大大改進(jìn)總的干擾電平時業(yè)務(wù)量切換：當(dāng)一個小區(qū)擁塞，而鄰近小區(qū)較空閑時目的100準(zhǔn)則 援救切換 連接上的傳輸質(zhì)量。傳輸誤碼率、無線傳輸?shù)穆窂綋p耗、傳播時延等。 減小干擾 比較相應(yīng)小區(qū)的每個鄰近小區(qū)的上下行鏈路的質(zhì)量。實(shí)際使用移動臺和幾個鄰近小區(qū)的下行路徑損耗。 業(yè)務(wù)量切換 以BTS 負(fù)荷為基礎(chǔ)，可以選擇那些由于其它原因接近切換的移動臺。101雙頻切換 支持同層網(wǎng)絡(luò)間優(yōu)先級切換(PL) 支持多層網(wǎng)絡(luò)間優(yōu)

34、先級切換(HCS) 在切換候選小區(qū)排隊(duì)中體現(xiàn)不同層的優(yōu)先級 支持網(wǎng)絡(luò)負(fù)載原因的切換 支持速度原因的切換 支持其他常規(guī)原因的切換102避免頻繁切換h采用改進(jìn)的濾波技術(shù)，去除測量數(shù)據(jù)中因衰落造成的抖動，保證測量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，切換更真實(shí)。h 設(shè)置不對稱的切換邊界只有當(dāng)鄰區(qū)的信號比本小區(qū)的信號好到一定程度時才切換。h采用強(qiáng)行遲滯方法，一次切換后必須經(jīng)過一定的時間才能切回原小區(qū)。h在多層網(wǎng)時，啟動速度原因切換。103功率控制) (4W8W30mW 靜態(tài) 6級 動態(tài) 15級 快速功率控制 2dB104移動臺跳頻工作過程f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6

35、f7tt0 1 2 3 4 5 6 跳頻圖案：（跳頻圖案：（5、4、7、0、6、3、1）105跳頻參數(shù) Mobile Allocation (MA) Mobile Allocation Indication Offset (MAIO) Hopping Sequence Number (HSN)w HSN=0 Cyclicw HSN=1-63 Pseudo Random Hopping ARFCN=Absolute Radio Frequency Channel Number106主要技術(shù)小結(jié) 多址技術(shù)、調(diào)制、信源編碼、頻率復(fù)用 DTX、功率控制、跳頻、切換 分集、均衡、信道編譯碼 DRX、收發(fā)

36、時隙偏差和時間提前107二、GSM系統(tǒng)原理 業(yè)務(wù) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能 無線信道 主要技術(shù)108公眾陸地移動網(wǎng)(PLMN)結(jié)構(gòu)AuCHLRVLRVLREIR數(shù)據(jù)庫層數(shù)據(jù)庫層SPSPSPSPSPSPSPSPHBSCLEBTSBTSGMSCMSCMSC網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層PSTNPLMN信令層信令層用戶層用戶層109PLMN的組網(wǎng)-移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)TS2LSTS3LSTS1LSBSSBSSBSSMSCMSCMSC長途編號區(qū)長途編號區(qū)3長途編號區(qū)長途編號區(qū)2長途編號區(qū)長途編號區(qū)1110移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng) 本地移動業(yè)務(wù)網(wǎng)設(shè)置原則w 本地網(wǎng)設(shè)置在長途編號區(qū)為位或位的地區(qū)w 位長途區(qū)號地區(qū)，歸入位或位區(qū)號的本地網(wǎng)w 每個移動

37、業(yè)務(wù)本地網(wǎng)設(shè)立一個或多個HLRw 每個移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)設(shè)立一個或若干個MSC（移動端局）長途編號區(qū)為二位、三位、四位地區(qū)可設(shè)立MSC每個MSC可劃分成若干個蜂窩小區(qū)第個MSC與局所在地的長途局和市話匯接局相連（話務(wù) 良足夠大時可與本地市話端局相連）111PLMN的組網(wǎng)-省內(nèi)蜂窩通信網(wǎng)TS1TMSCTMSCTMSCBSSBSSBSSMSCMSCMSC112省內(nèi)數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng) 省內(nèi)數(shù)字蜂窩網(wǎng)構(gòu)成w 由省內(nèi)的各移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)組成w 省內(nèi)設(shè)若干移動業(yè)務(wù)匯接中心TMSC/VLR（二級匯 接中心、省級匯接中心）單獨(dú)設(shè)置：不帶VLR 基站，只作匯接?；旌显O(shè)置：既起接作用，又可作移動端局，與基站相連， 可帶

38、用戶w 省內(nèi)網(wǎng)中每一移動端局與兩個匯接中心相連w 二級匯接中心間采用網(wǎng)狀網(wǎng)w 兩個MSC間業(yè)務(wù)大時可設(shè)話音專線113全國PLMN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)-PSTN互連C1C2C3C4C5MSC.PLMNCCS7NPSTNHSTPLSTPBSSTMSCTMSC114全國數(shù)字蜂窩PLMN移動網(wǎng)絡(luò) 全國數(shù)字PLMN組成w 大區(qū)單獨(dú)設(shè)立一級移動業(yè)務(wù)匯接中心w 各大區(qū)的一級匯接中心之間網(wǎng)狀網(wǎng)連接w 各省的二級匯接中心與相應(yīng)的一級匯接中心連接 與PSTN網(wǎng)的連接w PSTN電話網(wǎng)五級結(jié)構(gòu) 與PSPDN互連w 非分級型數(shù)據(jù)終端：（經(jīng)PAD），由MSC端局接 入PSPDN網(wǎng)的PADw 分組型數(shù)據(jù)終端：GPRS系統(tǒng)的GSN接入

39、PSPDN115數(shù)字移動系統(tǒng)號信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)LSTPLSTPLSTPLSTPSPSPSPSPSPHSTP1HSTP2HSTP1HSTP2A平面平面B平面平面116數(shù)字蜂窩PLMN信令網(wǎng) 信令網(wǎng)組成w SP（信令點(diǎn)）、SL（信令鏈路）和STP（信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)）SP:MSC/VLR、EIR、HLR/AUCSL:兩接點(diǎn)間的PCM鏈路的一個或多個時隙STP:轉(zhuǎn)接信令w LSTP(低級信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)):每省設(shè)置2-4個LSTPw HSTP(高級信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)):每大區(qū)設(shè)置一個HSTPw 三級信令網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)字移動采用專用信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)w 每個SP至少連接兩個LSTPw 每個LSTP至少連接兩個HSTPw HSTP雙平面結(jié)構(gòu)：

40、每個HSTP分設(shè)A、B平面117組網(wǎng)小結(jié) 本地網(wǎng)省移動網(wǎng)全國移動網(wǎng) 三級匯接118三、信令協(xié)議 基本概念 GSM系統(tǒng)協(xié)議結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 呼叫信令流程119Introduction to protocolsMSCBSCBTSMSCBSCBTS設(shè)備商設(shè)備商 D設(shè)備商設(shè)備商 A設(shè)備商設(shè)備商C的手機(jī)的手機(jī)MSCHLRCountry # 1Country # 3Country # 2設(shè)備商設(shè)備商 BRoamingHandover為什么規(guī)定協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)?120Introduction to protocols協(xié)議為何分功能實(shí)體和層次? 大任務(wù)的復(fù)雜性 便于模塊化的演進(jìn) 對于單個功能模塊的修改

41、或增加，而不影響其余模塊 支持端到端的對應(yīng)關(guān)系 匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性121Layer NLayer MLayer 2Layer 1Introduction to protocolsLayer NLayer MLayer 2Layer 1層次化系統(tǒng)設(shè)計(jì)122Introduction to protocolsLayer N+1Layer NLayer N-1.DataLayer NheaderDataLayer N-1header.DataLayer NheaderDataLayer N-1header分層封裝消息頭的概念123Layer 4Layer 2Layer 1Introduction t

42、o protocolsLayer 3Layer 4Layer 2Layer 1Layer 3Peer-to-peer protocols端到端協(xié)議124應(yīng)用應(yīng)用表達(dá)表達(dá)對話對話傳輸傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路物理物理NetworkData LinkPhysicalLayer 7Layer 6Layer 5Layer 4Layer 3Layer 2Layer 1Introduction to protocolsLayer 0應(yīng)用應(yīng)用表達(dá)表達(dá)對話對話傳輸傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路物理物理OSI 參考模型125Introduction to protocols信息交互要解決的第一個問題：數(shù)據(jù)流如何

43、傳遞？利用什么媒介，以什么方式？比特流的傳輸Layer 1 - 物理層126Introduction to protocols問題2：一連串的數(shù)據(jù)流中，哪里是開始，哪里是結(jié)束？從比特流中正確地識別出消息（報文），并盡量減少未識別出的差錯幀定位差錯控制序列號和重發(fā)機(jī)制Layer 2 - 數(shù)據(jù)鏈路層127Introduction to protocolsFlagCheck sumLayer 3 dataSequence numberAddressFlag數(shù)據(jù)鏈路層128地址地址Introduction to protocols操作維護(hù)操作維護(hù)信令消息信令消息Layer 2Higher layers

44、Layer 2 尋址129Introduction to protocols問題3：一條消息如何從一點(diǎn)到達(dá)另一點(diǎn)，并最終到達(dá)其目的地；多個用戶的消息同時存在時，如何區(qū)別？實(shí)際路由（用戶路由信息）用戶復(fù)用Layer 3 - 網(wǎng)絡(luò)層130Introduction to protocolsL2消息頭消息頭連接參考連接參考Layer 4 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Layer 3 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Layer 3 - 網(wǎng)絡(luò)131Introduction to protocols連接連接參考參考MS # 1MS # 2Layer 3Higher layersLayer 3 尋址132Introduction to protocolsGSM系統(tǒng)協(xié)議結(jié)構(gòu) 兩個主要協(xié)議群1、7號信令協(xié)議群 A接口 NSS內(nèi)部接口 GSM與其余網(wǎng)絡(luò)接口2、GSM專用協(xié)議群： Abis接口、Um接口133 移動 C7 信令協(xié)議群電話用戶TUPISDN用戶ISUPMAPTCAPBSSAP(DATP+BSSMAP)SCCPMTP 3MTP 2MTP 12Mb/s TrunkOSI LayersLink 2Network 3 Session 5Presentation 6Application 7Physical 1Transportation 4SS#74123134協(xié)議層名稱