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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,*,GSM原理培訓(xùn)講義（上）,湖南分公司技術(shù)支持部,11/26/2024,公司介紹,北京日訊在線科技有限公司，成立于2000年3月，是集移動(dòng)通信第三方網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化產(chǎn)品和服務(wù)為一體的專業(yè)化高科技企業(yè)，致力于為全球移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供2G/3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的整體解決方案。日訊總部和生產(chǎn)基地設(shè)立于北京高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，注冊(cè)資金6000萬(wàn)元，擁有員工500余人，其中研發(fā)技術(shù)人員約占總?cè)藬?shù)的四分之三。日訊科技擁有一流的技術(shù)實(shí)力，專注于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化領(lǐng)域：由一流的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專家、移動(dòng)通信技術(shù)專家、高素質(zhì)的軟硬件開發(fā)人員組成的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，在移動(dòng)通信領(lǐng)域有著多年的產(chǎn)品開發(fā)和項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)；公司生產(chǎn)的測(cè)試設(shè)備

2、、分析系統(tǒng)全部為自主研發(fā)產(chǎn)品，榮獲多項(xiàng)專利；專業(yè)而完善的第三方網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和評(píng)估服務(wù)，也始終處于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)領(lǐng)先地位。日訊科技營(yíng)銷和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)，在多個(gè)省會(huì)城市設(shè)有分公司，快捷周到的為各地用戶提供售前和售后支持。公司在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)取得領(lǐng)先的同時(shí)，開始積極拓展海外市場(chǎng)，目前產(chǎn)品和服務(wù)已在南亞、歐洲等地贏得了客戶認(rèn)可。日訊科技將繼續(xù)秉承“專業(yè)、專注、專心”的企業(yè)理念，依托強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和優(yōu)質(zhì)的售前售后服務(wù)體系，始終如一的做到產(chǎn)品領(lǐng)先、服務(wù)社會(huì)、追求卓越，全力打造出國(guó)際一流的通信企業(yè)，努力為通信業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)！,11/26/2024,GSM原理課程內(nèi)容,1.GSM系統(tǒng)概述,2.GSM體系結(jié)構(gòu),3.系統(tǒng)接口

3、簡(jiǎn)介,4.GSM系統(tǒng)主要參數(shù),5.信道類型和組合,11/26/2024,一、GSM系統(tǒng)概述,名詞解釋：,GSM是Global System for Mobile Communication 的縮寫。意思是全球移動(dòng)通信系統(tǒng),。,1.工作頻段,我國(guó)陸地公用蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用900MHz頻段：,890915（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）,935960（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）,雙工間隔為45MHz，工作帶寬為25 MHz，載頻間隔為200 kHz。,隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可視需要向下擴(kuò)展，或向1.8GHz頻段的GSM1800過渡，即1800MHz頻段：,17101785（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）,180518

4、80（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）,雙工間隔為95MHz，工作帶寬為75 MHz，載頻間隔為200 kHz。,2.頻道間隔,相鄰兩頻道間隔為200kHz。每個(gè)頻道采用時(shí)分多址接入（TDMA）方式，分為8個(gè)時(shí)隙，即8個(gè)信道（全速率）。每信道占用帶寬200 kHz/825 kHz。,將來GSM采用半速率話音編碼后，每個(gè)頻道可容納16個(gè)半速率信道。,11/26/2024,二、GSM體系結(jié)構(gòu),11/26/2024,數(shù)字公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)PLMN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),11/26/2024,1.交換網(wǎng)路子系統(tǒng)（NSS）主要完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動(dòng)性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。NSS 由一系列功能實(shí)體所構(gòu)成，各功能實(shí)

5、體介紹：,蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是由,1.交換網(wǎng)路子系統(tǒng)（NSS）,2.無線基站子系統(tǒng)(BSS),3.移動(dòng)臺(tái)（MS）,三大部分組成,數(shù)字公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)PLMN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),11/26/2024,移動(dòng)交換中心（MSC）,MSC從三種數(shù)據(jù)庫(kù)，拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）和鑒權(quán)中心（AUC）中取得處理用戶呼叫請(qǐng)求所需的全部數(shù)據(jù)。反之，MSC根據(jù)其最新數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。,MSC：是GSM系統(tǒng)的核心，是對(duì)位于它所覆蓋區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和完成話路交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口。它可完成網(wǎng)路接口、公共信道信令系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)等功能，還可完成BSS、MSC之間的切

6、換和輔助性的無線資源管理、移動(dòng)性管理等。另外，為了建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，每個(gè)MS、還應(yīng)能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查詢位置信息的功能。,11/26/2024,MSC交換機(jī)實(shí)物圖,負(fù)責(zé)為手機(jī)與手機(jī)，手機(jī)與固定電話之間進(jìn)行通信提供電路。,11/26/2024,拜訪位置寄存器（VLR）,VLR通常與MSC合設(shè)，其中存儲(chǔ)MSC所管轄區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)（稱拜訪客戶）的相關(guān)用戶數(shù)據(jù)，包括：用戶號(hào)碼、移動(dòng)臺(tái)的位置區(qū)信息、用戶狀態(tài)和用戶可獲得的服務(wù)等參數(shù)。,VLR是一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。VLR從移動(dòng)用戶的歸屬位置寄存器（HLR）處獲取并存貯必要的數(shù)據(jù)，一旦移動(dòng)用戶離開該VLR的控制區(qū)域，則重新在另一個(gè)V

7、LR登記，原VLR將取消該移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)記錄。,11/26/2024,歸屬位置寄存器（HLR）,HLR存儲(chǔ)管理部門用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)。每個(gè)移動(dòng)用戶都應(yīng)在其歸屬位置寄存器（HLR）注冊(cè)登記，它主要存儲(chǔ)兩類信息：一是有關(guān)移動(dòng)用戶的參數(shù)，包括移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼、訪問能力、用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)；一是有關(guān)移動(dòng)用戶目前所處位置的信息，以便建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。,11/26/2024,鑒權(quán)中心（AUC）,AUC屬于HLR的一個(gè)功能單元部分，專門用于GSM系統(tǒng)的安全性管理。鑒權(quán)中心產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)組（隨機(jī)數(shù)RAND、符號(hào)響應(yīng)SRES、加密鍵Kc），用來鑒權(quán)用戶身份的合法性以及對(duì)

8、無線接口上的話音、數(shù)據(jù)、信令信號(hào)進(jìn)行加密，防止無權(quán)用戶接入和保證移動(dòng)用戶通信的安全。,11/26/2024,設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）,EIR存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)。完成對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動(dòng)臺(tái)的使用。,EIR中存有三種名單：,白名單存貯已分配給可參與運(yùn)營(yíng)的GSM各國(guó)的所有設(shè)備識(shí)別標(biāo)識(shí)IMEI。,黑名單存貯所有應(yīng)被禁用的設(shè)備識(shí)別標(biāo)識(shí)IMEI。,灰名單存貯有故障的以及未經(jīng)型號(hào)認(rèn)證的設(shè)備識(shí)別標(biāo)識(shí)IMEI，由網(wǎng)路運(yùn)營(yíng)者決定。,11/26/2024,基站子系統(tǒng)BSS為PLMN網(wǎng)絡(luò)的固定部分和無線部分提供中繼，一方面BSS通過無線接口直接與移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)通信連接，另一方面BSS又連

9、接到移動(dòng)交換子系統(tǒng)MSS的移動(dòng)交換中心MSC。,基站子系統(tǒng)BSS可分為兩部分。通過無線接口與移動(dòng)臺(tái)相連的基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）以及與移動(dòng)交換中心相連的基站控制器（BSC），BTS負(fù)責(zé)無線傳輸、BSC負(fù)責(zé)控制與管理。,BSS子系統(tǒng),11/26/2024,基站子系統(tǒng)BSS可分為兩部分。通過無線接口與移動(dòng)臺(tái)相連的基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）以及與移動(dòng)交換中心相連的基站控制器（BSC），BTS負(fù)責(zé)無線傳輸、BSC負(fù)責(zé)控制與管理。,一個(gè)BSS系統(tǒng)由一個(gè)BSC與一個(gè)或多個(gè)BTS組成，BSS子系統(tǒng)可由多個(gè)BSC和BTS組成。一個(gè)基站控制器BSC根據(jù)話務(wù)量需要可以控制數(shù)十個(gè)BTS。BTS可以直接與BSC相連，也可以

10、通過基站接口設(shè)備BIE與遠(yuǎn)端的BSC相連?；咀酉到y(tǒng)還應(yīng)包括碼變換器（TC）和子復(fù)用設(shè)備（SM）。,BSS子系統(tǒng),11/26/2024,BSS子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,11/26/2024,基站控制器（BSC）：,BSC是基站系統(tǒng)（BSS）的控制部分，在BSS中起交換作用。,BSC一端可與多個(gè)BTS相連，另一端與MSC和操作維護(hù)中心OMC相連，BSC面向無線網(wǎng)絡(luò)，主要負(fù)責(zé)完成無線網(wǎng)絡(luò)管理、無線資源管理及無線基站的監(jiān)視管理，控制移動(dòng)臺(tái)和BTS無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，控制完成移動(dòng)臺(tái)的定位、切換和尋呼，提供語(yǔ)音編碼、碼型變換和速率適配等功能，并能完成對(duì)基站子系統(tǒng)的操作維護(hù)功能。,BSS中的BSC所控制

11、的BTS的數(shù)量隨業(yè)務(wù)量的大小而改變。,11/26/2024,BSC 基站控制器實(shí)物圖,對(duì)基站進(jìn)行管理和控制、分擔(dān)交換機(jī)的工作量,11/26/2024,基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）,基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）包括基帶單元、載頻單元和控制單元三部分，屬于基站系統(tǒng)的無線部分，是由基站控制器控制，服務(wù)于某個(gè)小區(qū)的無線收發(fā)信設(shè)備，完成BSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)BTS與MS之間通過空中接口的無線傳輸及相關(guān)的控制功能。,當(dāng)BTS與BSC為遠(yuǎn)端配置方式時(shí)，則需采用Abis接口，這時(shí)，BTS與BSC兩側(cè)都需配置BIE設(shè)備；而當(dāng)BSC與BTS之間的間隔不超過10米時(shí)，可將BSC與BTS直接相連，采用內(nèi)部BS接口，不需

12、要接口設(shè)備BIE。,11/26/2024,BTS,框架工作原理,發(fā)信機(jī),收信機(jī),合分路器,調(diào)制器,解調(diào)器,交織,反交織,編碼,譯碼,編碼,譯碼,基站,接口,信令處理,Abis,11/26/2024,碼型變換器（TC）：,碼型變換器TC主要完成16kbit/sRPE-LTP(規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè))編碼和64kbit/s A律PCM之間的語(yǔ)音變換。在典型的實(shí)施方案中，ZXG10-TC位于MSC與BSC之間。,當(dāng)TC位于MSC側(cè)時(shí)，通過MSC和BSC之間以及BSC和BTS之間的傳輸線路子復(fù)用器SM、BIE，可以充分利用在空中接口使用的低語(yǔ)音編碼傳輸速率，降低傳輸線路的成本。,BSC與TC之間的接口稱

13、為Ater接口；在TC與MSC之間的接口稱為A接口。,11/26/2024,操作維護(hù)中心（OMC）,OMC系統(tǒng)按照功能劃分成幾大模塊，各大模塊又分為前臺(tái)和后臺(tái)兩個(gè)子模塊，強(qiáng)調(diào)各模塊的獨(dú)立性以及模塊間接口的通用性，以適應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化及功能的增加。,OMC即操作維護(hù)中心，用于對(duì)GSM系統(tǒng)的交換實(shí)體進(jìn)行管理。它主要具有以下功能：維護(hù)測(cè)試功能、障礙檢測(cè)及處理功能、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視功能、系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制功能、局?jǐn)?shù)據(jù)的修改、性能管理、用戶跟蹤、告警、話務(wù)統(tǒng)計(jì)功能等。,OMC的功能大部分分布在MSC/VLR、HLR/AUC、BSS等實(shí)體中與操作維護(hù)相關(guān)的有關(guān)模塊中完成，OMC操作臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)OMC的人機(jī)接口。OMC

14、功能與一般的維護(hù)臺(tái)功能類似，但需遵守相關(guān)規(guī)范要求。,11/26/2024,三、GSM,網(wǎng)絡(luò)接口構(gòu)造,PSTN,OMC,OMC,NMC,OMS,SIM,ME,MS,BTS,BTS,BSC,A,Um,MSC,MSC,VLR,VLR,HLR,AUC,EIR,B,C,E,F,G,H,D,NSS,BSS,NSS,11/26/2024,GSM網(wǎng)絡(luò)接口,11/26/2024,各接口簡(jiǎn)單介紹,Sm接口為人機(jī)接口，是用戶與移動(dòng)網(wǎng)之間的接口，在移動(dòng)臺(tái)中實(shí)現(xiàn)，包括鍵盤、液晶顯示以及用戶識(shí)別卡等。,1.Sm接口:,11/26/2024,2.Um接口,Um接口是移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)之間的無線接口，包含信令接口和物理接口

15、兩方面的含義，無線接口的不同是數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)與模擬移動(dòng)通信網(wǎng)主要區(qū)別之一。,Um接口被定義為MS與BTS之間的通信接口，我們也可稱它為空中接口，在所有GSM系統(tǒng)接口中，Um接口是最重要的。,首先，它實(shí)現(xiàn)了各種制造商的移動(dòng)臺(tái)與不同運(yùn)營(yíng)者的網(wǎng)絡(luò)間的兼容性，從而實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)臺(tái)的漫游。其次，它的制定解決了蜂窩系統(tǒng)的頻譜效率，采用了一些抗干擾技術(shù)和降低干擾的措施。很明顯，Um接口實(shí)現(xiàn)了MS到GSM系統(tǒng)固定部分的物理連接，即無線鏈路，同時(shí)它負(fù)責(zé)傳遞了無線資源管理、移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等信息。,11/26/2024,3.Abis接口:,Abis接口是基站系統(tǒng)中基站控制器BSC與基站收發(fā)信臺(tái)BTS之間的無線接口

16、，支持所有向用戶提供的服務(wù)，著重支持對(duì)BTS無線設(shè)備的控制和分配的無線資源管理。,在Abis接口上BSC提供BTS配置、BTS監(jiān)測(cè)、BTS測(cè)試及業(yè)務(wù)控制等信令控制信息。,通常采用2Mbit/sPCM鏈路，符合CCITTG.703和G.704要求。,11/26/2024,4.A接口:,A接口是基站與移動(dòng)交換中心之間的接口，所傳遞的信息主要是基站管理、呼叫處理和移動(dòng)性管理，當(dāng)然還有具體通信信息。,BSC與MSC之間的接口即A接口，它用于BSC和MSC之間的報(bào)文和進(jìn)/出移動(dòng)臺(tái)的報(bào)文（通過CC或MM協(xié)議鑒別器實(shí)現(xiàn)）。,11/26/2024,移動(dòng)交換子系統(tǒng)NSS內(nèi)部接口圖,11/26/2024,5.B接口:,B接口：MSC與VLR接口，MSC通過該接口向VLR傳送漫游用戶位置信息，并在呼叫建立時(shí)向VLR查詢漫游用戶的有關(guān)用戶數(shù)據(jù)，通常MSC與VLR合設(shè)，其間采用內(nèi)部接口。,用于移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）向訪問用戶位置寄存器（VLR）詢問有關(guān)移動(dòng)臺(tái)（MS）當(dāng)前位置信息或者通知訪問用戶位置寄存器（VLR）有關(guān)移動(dòng)臺(tái)（MS）的位置更新信息等。,11/26/2024,C接口定義為歸屬用戶位置寄存器（HL