华为技术培训资料-MA100000 GSMR原理（BSC）.ppt

,MA100000GSMR原理（BSC）,1.0,2,课程内容,第一章GSMR集群通讯系统概述第二章GSMR系统结构与接口第三章GSMR移动区域与编号计划第四章无线逻辑信道第五章GSMR系统技术介绍,3,1.1GSMR发展简史,1.2多址技术,1.3频率复用技术,1.GSMR移动通信概述,4,1982年，GSM小组成立，主要目标定位于实现欧洲各国移动通信系统的互联互通1986年，在巴黎，对提出的八个建议系统进行现场试验1987年，确定采用频分双工窄带时分多址（FDDTDMA）、规则脉冲激励长期预测话音编码（RPE-LTP）和高斯滤波最小频移键控（GMSK）调制1988年，十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MoU)1989年，GSM标准生效PHASEI，主要定义了900M频段的技术标准PHASEII标准，除了对PHASEI标准进行必要的修正和业务补充外，主要增加了1800M频段的技术标准PHASEII标准，主要增加了GPRS部分的内容1991年，GSM系统在欧洲正式开通运行，移动通信跨入第二代1994年，GSM进入我国,GSM发展简史,5,GSMR发展简史,进入九十年代以来，形成了欧洲的TETRA、北美的iDEN等数字集群标准体制，同时在一些公用移动通信标准体制（如GSM）中也增加了专用移动通信的一些特性。1993年，欧洲UIC(欧洲铁路联盟)决定将GSM作为欧洲未来铁路移动通信业务的基本平台，ETSISMG在GSMphase2+标准中引入了先进话音呼叫ASCI，具体包括优先级业务(eMLPP)、话音广播呼叫业务(VBS)、话音组呼业务(VGCS)和FOLLOWME等专用移动通信的基本功能。并应用于铁路的特有业务，称之为GSM-R。,6,1.1GSMR发展简史,1.2多址技术,1.3频率复用技术,1.GSMR移动通信概述,7,多址技术使众多的用户共用公共的通信线路而相互不干扰常用的方法基本上有三种：频分多址FDMA、时分多址TDMA、码分多址CDMA,多址技术,8,各用户使用不同的频率,时间,频率,FDMA,频分多址FDMA,9,时间,频率,TDMA,各用户使用不同的时隙,时分多址TDMA,10,时间,频率,CDMA,码,各用户使用不同的正交代码序列,码分多址CDMA,11,信道间隔：200kHz,890,915,935,960,双工距离:45MHz,GSMR：,GSMR系统采用了FDMA、TDMA混合方式：FDDTDMA,GSMR系统频率资源,880,876,925,921,欧洲,中国,欧洲,中国,12,GSMR系统频率资源,系统频点配置,13,1.1GSMR发展简史,1.2多址技术,1.3频率复用技术,1.GSMR移动通信概述,14,频率复用：处在不同位置(不同小区)上的用户可以同时使用相同频率的信道可以极大地提高频谱利用率如果系统设计得不好，将产生严重的干扰,C,1,C,1,f,1,P,0,f,1,P,0,R,R,D,(D/R)2=3kD频率复用距离R小区半径K频率复用模式,频率复用,15,1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4,1,K=4,1,1,1,1,2,1,3,4,5,6,7,1,1,K=7,A3,A1,A2,B3,B1,B2,C3,C1,C2,A3,A1,A2,A3,A1,A2,B3,B1,B2,C3,C1,C2,C3,C1,C2,A3,A1,A2,B3,B1,B2,C3,C1,C2,A3,A1,A2,A3,A1,A2,B3,B1,B2,C3,C1,C2,C3,C1,C2,A3,A1,A2,B3,B1,B2,C3,C1,C2,A3,A1,A2,A3,A1,A2,B3,B1,B2,C3,C1,C2,C3,C1,C2,K=3,3x3,小区复用模式,16,GSMR最基本的频率复用模式为43频率复用“4”表示4个站点，“3”表示每个站点有3个小区由这12个小区组成一个区群同一区群中的各小区，使用的频率不同,1,8,9,2,10,4,6,5,3,7,11,12,R,小区复用模式,17,课程内容,第一章GSMR集群通讯系统概述第二章GSMR系统结构与接口第三章GSMR移动区域与编号计划第四章无线逻辑信道第五章GSMR系统技术介绍,18,2.1GSMR系统结构与功能,2.2GSMR主要接口,2.GSMR系统结构与接口,19,2.1GSMR系统结构,20,移动台由SIM卡与机身设备组成。,SIM卡上包含所有与用户有关的无线接口一侧的信息，也含有鉴权和加密实现的信息。固化数据：IMSI、Ki、安全算法(A3、A8)临时网络数据：TMSI、LAI、KC业务相关数据：PIN(个人识别号)、PUK机身设备可以是手持机，车载台等。,移动台(MS)的功能,21,接口管理,BTS的管理,操作与维护,支持呼叫控制,切换,话务量统计,无线链路的测量,无线参数及无线资源管理,BSC的功能,22,BTS受控于BSC,实现BTS与移动台(MS)空中接口的功能,BTS的功能,23,支持位置登记、越区切换和自动漫游等其它网络功能,MSC的功能,24,服务于其控制区域内移动用户,存储进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息,VLR的功能,25,组呼寄存器(GCR)的功能,GCR是为了在GSMR&GSM-R网络中提供ASCI(先进语音呼叫)服务而引入的新的功能实体，它用来存储语音组呼的相关数据，为在控制区域内进行VGCS(语音组呼业务)、VBS(语音广播业务)提供必要信息。VLR和GCR通常与MSC在物理上合为一体。功能上类似于HLR的功能模块，定义了组呼的各种属性。,26,GSMR系统的中央数据库,所有移动用户的重要数据都存储在HLR中。包括用户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等数据，以及漫游移动用户所在MSC区域的有关动态数据。,HLR的功能,27,FollowMe功能节点(FFN),FFN是为了在GSMR&GSM-R中提供功能号码寻址功能而引入的新的功能实体，它存储着功能号码与相关用户号码间的对应关系，并以此为根据完成功能号码寻址过程中功能号码到真实用户号码的翻译。,28,属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSMR系统的安全性管理,AUC的功能,29,存储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）使得网络具有防止无权用户接入、监视故障设备的运行和保障网络运行安全的功能,EIR的功能,30,2.1GSMR系统结构与功能,2.2GSMR主要接口,2.GSMR系统结构与接口,31,A接口、Abis接口和Um接口其中，A接口、Um接口为开放式接口,MS,BTS,BSC,MSC,Um接口,Abis接口,A接口,2.2BSS侧主要接口,32,网路子系统（NSS）与基站子系统（BSS）之间的通信接口物理链路采用标准的2.048Mb/sPCM数字传输链路传输话音和七号信令传递的信令包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等,A接口,33,基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)之间的通信接口物理链路采用标准的2.048Mb/s数字传输链路采用LAPD协议,Abis接口,34,移动台与基站收发信台(BTS)之间的无线通信接口物理链路为无线链路采用LAPDm协议传递的信令包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等,Um接口,35,MSC,F接口,EIR,HLR/AUC,C接口,B接口,VLR,D接口,G接口,VLR,B接口,MSC,E接口,MAP接口,NSS内部接口,36,课程内容,第一章GSMR集群通讯系统概述第二章GSMR系统结构与接口第三章GSMR移动区域与编号计划第四章无线逻辑信道第五章GSMR系统技术介绍,37,哈尔滨,沈阳,天津,乌鲁木齐,兰州,西安,上海,武汉,成都,广州,拉萨,北京,3.1GSMR区域定义,3.2编号计划,3.GSMR移动区域与编号计划,38,3.1GSMR区域定义,39,3.1GSMR区域定义,在网络中划分多个组呼区域GCA，每个组呼区域包括1个以上的小区CGI，在每个组呼区域中定义多个组GID。组呼参考（GCR=GCA+GID）在全网络中是唯一的。,40,Notmorethan15digits,3digits,2digits,IMSI,MCC,MNC,MSIN,NMSI,MCC：移动国家码，三个数字，如中国为460。MNC：移动网号，两个数字，如中国移动的MNC为00。MSIN：在某一PLMN内MS唯一的识别码,编码格式为:H1H2H3SXXXXXXNMSI：在某一国家内MS唯一识别码。,3.2编号计划IMSI,41,IMSI是GSMR系统分配给移动用户(MS)的唯一的识别号。采取E.212编码方式。存储在SIM卡、HLR和VLR中，在无线接口及MAP接口上传送。IMSI分配原则：最多包含15个数字(0-9)。例:460002289000168,IMSI,42,TMSI是为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别，在某一VLR区域内与IMSI唯一对应。TMSI分配原则：包含四个字节，可以由八个十六进制数组成，其结构可由各运营部门根据当地情况而定。,TMSI,43,CC：CountryCode，国家码，如中国为86。NDC：NationalDestinationCode，国内接入号，如139、130等等。SN：SubscriberNumberMSISDN的一般格式为86-139-H0H1H2H3ABCD,CC,NDC,SN,National(significant),Mobilenumber,Mobilestationinternational,ISDNnumber,MSISDN,44,MSISDN是指主叫用户为呼叫GSMRPLMN中的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固定网PSTN号码采取E.164编码方式存储在HLR和VLR中，在MAP接口上传送例MSISDN,45,编码格式为CC+NDC+LSPCC、NDC含义同MSISDN的规定,LSP(locallysignificantpart)由运营者自己决定E.164编码方式目前在网上MSC与VLR都是合一的，所以MSC-Number与VLR-Number基本上都是一样的,MSC-Number/VLR-Number,46,在移动被叫或切换过程中由所在业务区的MSC/VLR临时分配，用于寻址VMSC用采取E.164编码方式编码格式为:在MSC-Number的后面增加几个字节,MSRN,47,采取E.164编码方式编码格式为：CC+NDC+H1H2H30000，即为用户号为全零的MSISDNCC，NDC含义同MSISDN的规定。,HLR-Number,48,MCC：MobileCountryCode，移动国家码，中国为460。MNC：MobileNetworkCode，移动网号，两个数字，如中国移动的MNC为00。LAC：LocationAreaCode，是2个字节长的十六进制BCD码，0000与FFFE不能使用。例:460008C90,在检测位置更新时，要使用位置区识别LAI，寻呼移动台是以LAI为单位进行,LocationAreaIdentification,MCC,MNC,LAC,LAI,49,CGI是所有GSMRPLMN中小区的唯一标识，是在位置区识别LAI的基础上再加上小区识别CI构成的。编码格式为LAI+CICI：CellIdentity,是2个字节长的十六进制BCD码，可由运营部门自定例：4600017A728FD,CGI,50,NCC-PLMN色码。用来唯一地识别相邻国家不同的PLMN。相邻国家要具体协调NCC的配置。BCC-BTS色码。用来唯一地识别采用相同载频、相邻的、不同的BTS。(取值07)例：25,用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同的基站收发信台（BTS），特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频的相邻BTS.,基站识别色码BSIC,NCC,BCC,BSIC(basicstationidentificationcode),51,TAC-型号批准码，由欧洲型号批准中心分配。FAC-最后装配码，表示生产厂家或最后装配所在地，由厂家进行编码SNR-序号码。这个数字的独立序号码唯一地识别每个TAC和FAC的每个移动设备。SP-备用,为0例：490547403767335,IMEI唯一地识别一个移动台设备，用于监控被窃或无效的移动设备,#06#,IMEI（15位数字）,TAC,SP,FAC,SNR,6个数字,2个数字,6个数字,1个数字,IMEI,52,课程内容,第一章GSMR集群通讯系统概述第二章GSMR系统结构与接口第三章GSMR移动区域与编号计划第四章无线逻辑信道第五章GSMR系统技术介绍,53,时隙和帧结构逻辑信道分类逻辑信道组合公共控制信道配置,4.无线逻辑信道,54,帧和信道,4.1时隙和帧结构,55,8bit,41同步bit,36加密bit,3bit,68.25bit,尾比特,尾比特,保护间隔,数据,接入突发脉冲序列(AB)：用于MS初始化接入,突发脉冲,4.1时隙和帧结构,56,3bit,57加密bit,57加密bit,3bit,8.25bit,尾比特,尾比特,保护间隔,数据,数据,26bit,1,1,训练序列,偷帧标志,普通突发脉冲序列(NB)：用于携带业务信道和除RACH之外的控制信道上的信息,4.1时隙和帧结构,57,广播控制信道(BCCH),控制信道,通用控制信道(CCCH),话音信道(TCH),FCCH,SCH,BCCH(系统消息),TCH/F,AGCH,RACH,SDCCH,FACCH,SACCH,TCH/H,TCH/9.6FTCH/4.8F,HTCH/2.4F,H,PCH,通用信道(CCH),专用信道(DCH),逻辑信道,4.2逻辑信道分类,NCH,组呼信道,58,通用信道,SDCCH,SACCH,FACCH,TCH/F,TCH/H,DCCH,TCH,专用信道,下行逻辑信道,4.2逻辑信道分类,59,SDCCH,SACCH,FACCH,TCH/F,TCH/H,DCCH,TCH,专用信道,上行逻辑信道,4.2逻辑信道分类,60,搜寻频率校正脉冲搜寻同步脉冲解读系统消息侦听寻呼消息发送接入脉冲信令信道分配呼叫建立话音信道分配通话呼叫释放,FCCHSCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHSDCCHTCHFACCH,逻辑信道作用举例,4.2逻辑信道分类,61,4.1时隙和帧结构,62,TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF（全速率TCH）TCH/H+FACCH/H+SACCH/TH（半速率TCH）26帧复帧FCCH+SCH+BCCH+CCCH（主BCCH）FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/4(组合BCCH)BCCH+CCCH（扩展BCCH）SDCCH/8+SACCH/C8（主SDCCH）+FACCH/851帧复帧,4.3逻辑信道组合,63,主BCCH,4.3逻辑信道组合,64,组合BCCH,4.3逻辑信道组合,65,独立SDCCH,4.3逻辑信道组合,66,TCH信道,4.3逻辑信道组合,67,课程内容,第一章GSMR集群通讯系统概述第二章GSMR系统结构与接口第三章GSMR移动区域与编号计划第四章无线逻辑信道第五章GSMR系统业务与技术,68,第五章GSMR系统技术,GSMR系统网络名词解释组成员groupmembers组呼成员voicegroupcallmember呼叫发起者讲者听者组呼区GCA组呼参考调度员集群系统业务GSM系统技术,69,GSMR系统网络名词解释,组成员groupmembers动态设置或预先设置的属于某个组的成员用户，其中组与组之间以组号(groupID)区分。组呼成员voicegroupcallmember在VGCS和VBS呼叫中，正在参与组呼通话的组成员和调度员。呼叫发起者/讲者/听者发起VGCS或VBS呼叫的组成员称为呼叫发起者。同一时刻仅有一个组呼成员独享上行组呼信道来说话，称为讲者。讲者释放信道后，其他组呼成员通过争抢方式使用上行组呼信道。除讲者外，其他组呼成员共享并监听下行组呼信道，称为听者。,70,GSMR系统网络名词解释,组呼区域(GCA)在网络中预定义，用于组呼业务的一个或一簇小区组成，最小划分单位为小区。组成员ID在组呼区内寻址有效。可以动态设定。组呼参考(GCR)如果组呼成员包括移动终端，组呼参考(GCR)=组呼区域（GCA）+组ID(GID)构成，用于具有调度身份的终端发起组呼；如果组呼成员只包括固定终端，组呼参考就是有线组呼号码。组呼参考在全网络中是唯一的。调度员调度员是具有业务调度资格的组成员，可能是移动终端或固定终端。,71,第五章GSMR系统技术,GSMR系统网络名词解释集群系统业务VGCS业务VBS业务eMLPP业务PTT和PTT抢占GSM系统技术,72,VGCS业务的角色,发起者：发起组呼的用户，有权限结束组呼；讲话者：任何用户想要讲话的时候，按PPT（PUSHTOTALK）键，开始讲话，但是同一时刻只能有1个用户讲话；收听者：在组呼信道上监听话音的用户；调度员：占用专有的TCH信道，可以随时讲话，可以随时结束组呼；,73,VGCS业务简介,网络侧：在MSC中预先定义不同的GCR；移动台：（1）HLR中登记（2）SIM卡中写入组号；一个用户发起组呼，网络侧在组呼区域中的每个小区中建立1个组呼信道，并在NCH信道上发送组呼信息。当属于此组的手机检测NCH信道上的通知消息后，自动调整中组呼信道上收听。任何用户想要讲话的时候，按住PPT（PUSHTOTALK）键，开始讲话，释放PPT键后，成为收听者。调度员拥有专门的信道，可以随时讲话，而组呼中的其他用户，只能有1个讲话者，其他都为收听者。,74,发起组呼,一般用户用户发起的组呼建立流程类似于标准呼叫流程。用户在移动台上输入组号，选择VGCS的服务类型，发起组呼。调度员调度员发送MSISDN号码给GMSC向GCR查询组呼属性，检查此组呼是否存在，给移动台发送通知消息。,75,组呼信道的建立,小区组呼信道的建立有两种方式：立即建立和延迟建立。立即建立：BSC收到MSC的VGCS指配命令后，在组呼区域的每个小区中建立1条组呼信道，并在NCH上发送notification消息，其中包括组呼参考和组呼信道描述。延迟建立：BSC收到MSC的VGCS指配命令后，在组呼区域的每个小区的NCH上发送notification消息，其中只包括组呼参考。当收到移动台的通知响应消息后，再建立组呼信道，从而可以节约无线资源；,76,移动台的接入,移动台解码NCH信道，根据通知消息中的信道描述，调整到指定的信道上，接受下行链路的信息。调度台会响应寻呼消息，建立专有的TCH信道，接入组呼中；,77,开始通话,当呼叫者发起组呼并开始讲话的时候，他使用标准的专有上下行链路。当讲话结束后，呼叫者将转到组呼信道上去，同时释放标准的专有上下行链路。此后，呼叫者和其他用户一视同仁。组呼信道包括上行和下行链路。正在讲话的用户使用上行，而所有听的用户只能使用同一个下行链路。,78,组呼信道的上行占用（一）,当发起组呼的移动台成为收听者时，任何用户可以申请接入上行的链路，申请成功后，此用户的语音将在组呼信道的下行链路上广播。当多个用户同时申请上行接入时，网络侧只允许一个用户接入。调度员的语音可以在任何时候在组呼信道的下行链路上广播。移动调度员拥有与组呼信道不同的标准的专有链路。,79,组呼信道的上行占用（二）,非调度员用户将不断收到上行链路是否忙的指示。当指示为空闲时，任何用户都可以申请接入上行链路。调度员的语音将与正在讲话的用户的语音同时在下行链路上广播，此时，讲话的移动台的下行将打开，以接受调度员的话音。移动台调整到组呼信道，处于收听模式时，不能够与网络侧交流信息。网络侧也不知道一个小区中存在多少个收听的移动台。,80,组呼释放,调度员：调度员可以直接结束组呼。组呼发起者：发起者必须在组呼信道上行空闲的时刻，才能够结束组呼。若发起者曾经离开过组呼，必须占用1次上行，才能够结束组呼。MSC释放：在GCR中预先设定了组呼空闲时间，若MSC检测到组呼上行空闲时间超时，则结束组呼。,81,离开再返回组呼,当用户离开组呼区域时，自动与组呼断开连接；重新进入组呼区域的时候，将响应组呼；用户可以通过操作离开组呼；也可以通过操作再加入组呼；当移动台离开组呼后，进入空闲模式，不再收听组呼的下行信道。,82,VGCS的西门子1.5方式,1.5方式下，讲话者占用专有的信道，而不是组呼信道的上行；当用户按PTT键后，网络侧分配1个专有信道；用户释放PTT键后，专有信道随之释放；与西门子NSS对接的需求实现；优点：解决了讲话者的回音问题；缺点：多占用无线资源；,83,VGCS的1.0方式,讲者和听者均使用同一个组呼信道；讲者占用上行组呼信道，听者监听下行组呼信道。优点：节省了无线资源；缺点：需要网络侧做讲者下行回声抑制。,84,VBS业务（VoiceBroadcastService）,VBS与VGCS基本类似，不过呼叫期间只有发起者可以讲话，其他成员始终处于接收状态。VGCS=VBS+讲话者的变化VBS使用的信道：组呼信道和通知信道VBS中包含的用户有：呼叫发起者、接听者、调度员VBS业务限制在GCA范围内。如果接听的用户离开GCA，他将离开这个VBS呼叫。接听的用户进入GCA，自动加入这个VBS呼叫。如果呼叫发起者离开GCA，呼叫将被释放。呼叫发起者和调度员有权释放此呼叫，或网络侧监测定时器超时，释放此呼叫。,85,eMLPP业务,GSMphase2+的增强多级优先和强占业务（eMLPP）最多可提供7个优先级别（A、B、04）。在签约时业务提供者根据用户的需要为用户设置一个最大优先级；在MSC侧定义组呼参考的时候，也给组呼参考定义1个优先级别。,86,PTT和PTT抢占,在VGCS组呼过程中，讲者通过释放PTT键释放组呼上行信道后。听者可以通过按下PTT健，抢占上行组呼信道。称为PTT抢占。组呼成员同时抢占时，组内优先级是不起作用的。分为如下几种层面的抢占竞争方式。小区内抢占竞争BSC内抢占MSC内抢占,87,小区内抢占竞争,通过BTS处理完成。小区内多个移动台