第9讲GSM-R通信系统--GSM系统组成.ppt

第9讲GSM R系统组成 一 手机二 BTS三 BSC四 MSC五 HLR六 VLR 内容简介 一 手机 手机的核心部件很简单 包括天线 射频 中频和基带四部分 显示屏 电池 键盘不算在内 我们一一讲解 诺基亚开始推内置天线的时候不被业界所接受天线的两个作用 1 将电磁波转化为高频电流送到接收电路 发送信号2 分离发射信号与接收信号 避免两者干扰 天线 发射和接收电磁波的工具 天线不止接收GSM900M频段的信号 还完全可能接收其他频段的信号 滤波器滤除GSM接收频段以外的信号 射频滤波器 紧跟天线后面的是RF滤波器 它不只完成放大和滤波 电磁波的收和发都在一根天线上 谁来保证它们井水不犯河水呢 双工器完成收和发的分配还有一项工作没人做 不同的载频的电磁波在一根天线上运行 谁来区分他们呢 合路器完成信号的合路与分解 二 BTS 基站收发信机 发射耦合器 接收耦合器 天线 耦合系统 BCF 基站公共功能 TRX 收发信机 Abis接口 将语音和用户数据信道合成以后送给BSC 将信令信道合成以后送给BSC 双工器 天线与每个小区的收发信机之间的接口 BTS BTS通用结构和功能 馈线 还缺点什么呢 与BSC进行沟通于是BTS找来一块主控板 修复与BSC的关系 通过Abis接口与BSC建立起沟通 BTS有收有发 有合路有分解 有滤波有放大 BSC与BTS连接方式 背景 内部没有统一的时钟主控板 载频 双工器都有各自的时钟时间不一致 把用户要传达的信息传错搞个直径1米的电子钟 挂在大门口 用百十根数据线 时间总线 一头连电子钟 另一头各个终端 BTS运行完成 疏通了BTS与BSC之间的沟通 主控板又有新的改革 思考 1 手机的核心部件包括哪些 2 BTS完成了哪些工作 三 BSC 京九线 京广线的启示 总线 完整的总线架构 模拟通信时代 没有BSC只有MSC数字通信时代 增加了编码 交织 加密 采样迫使MSC把任务下放 由BSC通过总线来完成 BSC中的总线 Abis接口 Ater接口 对BTS无线资源管理 小区之间越区切换 通信信道安排 BTS之间的频率重新分配 BTS时间和频率同步控制频率跳变功率控制 等等 O M 处理单元 交换矩阵 BSC X 25控制器 BSC通用结构和功能 为BSS提供全面控制 控制管理BTS 与OMC及MSC完成通信 动态交换 A接口不变 BSC中的交换不惊动MSC陆地接口 往前串联BTS 往后串联MSC链路控制 维护每个BTS及MSC链路的通信同步时钟 全网时钟统一 确保所有进程同步 BSC主要功能 思考 BSC与BTS之间用什么接口相连 BSC的主要功能有哪些 四 移动交换中心 MSC 世界上本没有路 走的人多了便成了路 世界上本没有交换机 打电话的人多了就有了交换机 程控交换机 1892年11月3日 最早的自动电话交换机投入使用 美国人史端乔发明 交换机究竟要交换什么呢 母线交换与时隙交换 空间S接线器 MSC 上面花了不少篇幅描述一个交换机是怎样完成交换的 对MSC来说 光有交换不够的 MSC的功能有哪些呢 完成话音的接续功能配合HLR AUC和VLR完成位置登记 漫游 合法检验等功能配合BSC完成BSC的切换 思考 MSC的主要功能有哪些 五 归属位置寄存器HLR HLR数据包含两类 1 静态数据 用户号码 IMSI号 Ki号 2 动态数据 用户经常漫游到HLR所服务的区域之外 HLR需登记该区的位置信息 HLR 归属未知寄存器存放本地注册的所有用户的信息 六 访问位置寄存器VLR 把HLR理解为DNS 因为它有寻址功能HLR和VLR类似 不过是一个两级结构 可以指向MS所在的VLR VLR 拜访未知寄存器存放在一个MSC区漫游的所有用户的信息 课堂小结 手机的核心组成部分 天线 射频 中频 基带 BTS的主要工作包括哪些 BSC主要有哪些功能MSC主要包括哪些功能HLR与VLR的作用 GSM系统各模块功能 GSM系统结构 MS MobileStation 移动台 实现移动终端功能 BTS BaseTransceiverStation 基站收发信台 实现移动通信系统与MS之间的无线通信BSC BaseStationController 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与无线相关的控制功能 GSM系统各模块功能 GSM系统结构 HLR HomeLocationRegister 归属位置登记处 实际上是一个数据库 主要储存二类数据 用户数据 主要包括 用户的位置信息VLR VisitorLocationRegister 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 MobileStationRoamingNumber 移动台漫游号码TMSI TemporaryMobileSubscriberIdentification 临时移动用户身份移动台登记的位置区 LAC 与补充业务有关的数据 用户的身份IMSI InternationalMobileSubscriberIdentification 用户ISDN号码VLR地址 GSM系统各模块功能 GSM系统结构 MSC MobileserviceSwitchingcenter 移动业务交换中心 实现移动业务交换功能AUC AuthenticateCenter 鉴权中心 用于对用户身份的鉴别EIR mobilestationEquipmentIdentityRegister 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 OMC OperationandMaintenanceCenter 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 GSM三个网络子系统 GSM系统结构 GSM网络由三个网络子系统组成 Abis 开放接口 开放接口 BSS系统 GSM系统结构 BSS由以下单元组成BSC基站控制器BTS基站TC码形转换器BSS主要功能无线控制网和管理话音代码转换Air接口信令和数据处理对NSS信令和空中接口 NSS系统 GSM系统结构 NSS由以下单元组成MSC移动业务交换中心HLR本地位置寄存器VLR访问位置寄存器AC监权中心EIR设备识别寄存器 NSS主要功能呼叫控制记费移动管理和其他网络基站相关的信令用户数据处理用户定位 NMS系统 GSM系统结构 NMS主要功能监控网络的各个功能和单元 故障管理配置管理性能管理 BTS Um Abis Gb Pb PCU 举例 华为GPRSBSS的实现形式 B S C SGSN SLR GGSN BTS PCU Gi Gb Fig 1GenerallayoutofaSiemensGSMphase2 network TM2110EU01TM 0004GPRS SiemensSolutions 3 BTS 举例 西门子GPRSBSS的实现形式 TRAU TRAU TRAU BSC 基站控制中心BSC 2 BSS系统控制交换在TRAU BTS之间无线资源管理收集BSS中的错误信息与OMC B通信储存数据库 BSS的软件 Asub Abis 图 8 TM2100EU02TM 0001GSMPLMN 17 Um 奇偶校验 卷积编码 交织 信道编码 形成突发脉冲 突发脉冲复用 发送传输 HF产生 调制 调制 用户和信令信息 Abis 接收 最大16载频 小区 跳频同步 时间和频率 传输质量的监视和优化功率控制PC时间提前TA 加密 基站收发设备BTS 图 9 TM2100EU02TM 0001GSMPLMN 19 六种无线网络覆盖 无线子系统接口 BSC与BTS间的Abis接口 E1PCM 不开放 BSC与TRAU间的Ater接口MSC与TRAU的A接口 开放 BSC与OMC R间的监控链路 BTS BSC TRAU MSC 13kbit s 16kbit s 64kbit s 环形结构是Abis接口最佳配置 注 基站环网的保护方式不能完全解决传输引起的业务中断 应在传输通道设计上采取自愈环的保护方式 3 5个基站共用1 1个2Mb s中继电路并形成环形连接 当某段链路断开时 仍可实现BSC与各BTS之间的连接 WS 用户和设备数据的管理例如 SIM卡网络操作 配置和管理收集网络负荷信息并编辑统计报告错误检测并纠正安全管理性能控制 OMC操作维护中心 6